近場光學裝置內跟蹤伺服系統的控制裝置及方法
2023-07-18 07:36:41
專利名稱：近場光學裝置內跟蹤伺服系統的控制裝置及方法
技術領域：
本發明涉及一種近場光學裝置內跟蹤伺服系統的控制裝置及方法，尤其涉及一種消除近場光學裝置內單束(one-beam)推挽信號的DC偏移的裝置及方法。
背景技術：
數字通用光碟(DVD)可以記錄並存儲具有大容量的高清晰的視頻數據和高音質的音頻數據，已經得到了廣泛的應用；與之相比具有更高記錄密度的藍光光碟(BD)預計將得到發展以及商業化。
DVD的存儲容量大約在4.7GB，而BD的存儲容量約為25GB。近來，下一代的高清晰光碟正在研發當中，如近場記錄光碟或其記錄密度遠遠超過BD的近場光碟。
這種近場光碟還有別的名稱，它具有140GB到160GB的記錄容量。如圖1和2所示，由於近場光碟的設置在光學拾波器內的物鏡數值孔徑(NA)必須比BD的相應值高，以便以更高的清晰度來記錄數據，所以要在物鏡10前形成半球形的固體浸沒透鏡11，從而提高數值孔徑。
此外，如圖3所示，光碟的跟蹤伺服設計包括了單束推挽設計。為了檢測到推挽信號，從光碟上反射的雷射束通過物鏡，入射在被分為A區域和B區域的光電探測器20上，並分別在該光電探測器的A區域和B區域中被轉換為A信號和B信號。隨之，這兩個信號間的差值被用作跟蹤誤差信號(TE＝(A-B))。
然後，進行跟蹤伺服操作，即在平行於光碟表面的方向上左右移動物鏡，從而該跟蹤誤差信號變成最小值(如，TE＝0)。依照單束推挽設計，當物鏡以上述的方式移動時，入射在光電探測器上的雷射束也左右移動，從而在A區域和B區域之間引起光偏移。
由於上述所引起的光偏移沒有與開啟跟蹤伺服狀態下的跟蹤誤差分開，所以光偏移是引起跟蹤伺服誤差的主要因素，所述跟蹤伺服誤差如「脫離跟蹤」現象，即雷射束偏離了具有偏心率的光碟上的跟蹤中心。
為了解決該問題，如圖4所示，可採用一種使用一個主束、兩個次束以及三個光電探測器30、31、32的差分推挽設計。根據該差分推挽設計，使用源自主束的A信號和B信號作為推挽信號(A-B)時，包含在該推挽信號中的偏移值，更確切地說，通過將源自兩個次束的E信號和G信號以及F信號和H信號以「k{(E+F)-(G+H)}」的形式彼此相結合然後從推挽信號(A-B)中減去「k{(E+F)-(G+H)}」而除去DC偏移分量。
此外，由於運行了允許物鏡在平行於光碟表面的方向上左右移動的跟蹤伺服操作，所以已經去除了DC偏移分量的跟蹤誤差信號(TE＝{(A-B)}-k{(E+F)-(G+H)})變為最小值(如，TE＝0)。
然而，如上所述，一個主束、兩個次束和三個光電探測器必須通過差分推挽設計得到使用。為此，光碟必須與物鏡相距預定的距離。
因此，很難把差分推挽設計應用於必須使物鏡與光碟相距很近才能記錄和複製數據的近場記錄中。
此外，如上所述，由於應用單束推挽設計不能除去DC偏移分量，所以在跟蹤伺服操作中會產生誤差。
發明內容
因此，本發明是為了解決上述現有技術中存在的問題而提出的，本發明的目的之一是提供一種在近場光學裝置中穩定地進行跟蹤伺服操作的裝置和方法。
本發明的另一目的是提供一種去除近場光學裝置中單束推挽信號中DC偏移分量的裝置和方法。
為了達到上述目的和優點的至少部分或全部，依據本發明的一個技術方案，提供了一種控制近場光學裝置的跟蹤伺服的方法，包括使用在分開的狀態下檢測到的分開的和檢測的間隙誤差信號來對推挽信號進行補償。
優選地，檢測間隙誤差信號的光電探測器分為兩個區域，從而可以檢測到光電探測器上形成的圖像的移動。推挽信號是通過減去與光電探測器檢測的兩個間隙誤差信號之間的差值成比例的一個值而得到補償。兩個間隙誤差信號間的差值與該推挽信號中包含的DC偏移分量成比例。
依照本發明的另一個技術方案，提供一種對近場光學裝置的跟蹤伺服系統進行控制的裝置，包括用於檢測推挽信號的第一光電轉換器、用於檢測間隙誤差信號的第二光電轉換器、以及用於使用第二光電轉換器在分開的狀態下檢測的間隙誤差信號對由第一光電轉換器檢測的推挽信號進行補償的跟蹤誤差檢測單元。
本發明的上述以及其他的目的、特點以及優點將由下列結合附圖的詳細描述體現得更加明晰，所述附圖包括圖1和2是表示用於在下一代高清晰近場記錄光碟中記錄或複製數據的物鏡(OL)和固體浸沒透鏡(SIL)的圖；圖3為例舉通過單束推挽設計檢測跟蹤誤差信號的圖；圖4為例舉通過差分推挽(DPP)設計檢測跟蹤誤差信號的圖；圖5為根據本發明實施例的光學拾波器的圖；以及圖6為根據本發明實施例的可去除DC偏移分量的單束推挽設計的圖。
具體實施例方式
在下文中，將根據附圖對本發明的優選實施例進行說明。在下面的描述和附圖中，相同或相近的組件用相同的參考標記來表示，故省去了對相同或相近組件的重複描述。
近場記錄技術將物鏡和固體浸沒透鏡相結合，將物鏡的數值孔徑增至大約為2，因此提高了記錄密度。為使用近場記錄技術，物鏡和光碟之間的恆距必須保持在物鏡非常接近光碟的狀態。為此，有必要使用附加的裝置。
在傳統的遠場記錄設計中，只需聚焦伺服就足以維持物鏡和光碟之間的距離為恆距。然而，在近場記錄設計中，僅僅採用聚焦伺服幾乎不可能維持物鏡和光碟之間的距離為恆距。為了克服這個問題，使用滑動件(slide)的空氣軸承系統已被考慮，以及，近年來GAP伺服設計被發展並用在近場記錄設計中。
近場光學裝置具有四個光電探測器，包括用於跟蹤伺服的光電探測器(PD)、用於檢測RF信號的光電探測器、用於檢測間隙誤差信號(GES)的光電探測器以及用於控制LD動力(power)的光電探測器。用於跟蹤伺服的PD使用的是雙分(two-division)PD，以便檢測推挽信號，而其餘的PD包含一個單元。
如上所述，如果在跟蹤伺服操作的執行過程中發生了光碟的偏心現象，那麼物鏡的中心就會根據光碟的偏心量偏離光軸的中心，從而束在推挽PD中移動。因此，在推挽信號中就產生了DC偏移。依照透鏡的移動的PD的束的移動甚至呈現在用於檢測GES的PD中。因此，根據本發明，用於檢測GES的PD分為兩個單元，並且用兩個單元的信號之間的差值可推知透鏡的移動。
圖5所示的是本發明實施例的光學拾波器。該光學拾波器包括雷射二極體50和束形成器51以及多個分裂器52、55、58與60。此外，該光學拾波器還包括前感光檢測器(forward sense detector)53、用於檢測間隙誤差信號的光電探測器54、用於檢測RF信號的光電探測器59、用於檢測推挽信號的光電探測器61、物鏡56以及固體浸沒透鏡57。
前感光檢測器53通過對從雷射二極體50發出的雷射束的一部分進行光電轉換而檢測光束的強度。用於檢測RF信號的光電探測器59則通過將從光碟上反射的雷射束進行光電轉換而輸出RF信號。用於檢測推挽信號的光電探測器61通過將從光碟上反射的雷射束進行光電轉換而輸出用於檢測跟蹤誤差信號(TE)的推挽信號。
用於檢測間隙誤差信號的光電探測器54通過將從光碟上反射的雷射束進行光電轉換而輸出間隙誤差信號(GES)。根據本發明，如圖6所示，用於檢測間隙誤差信號的光電探測器54被分為兩個區域C和D，並計算在C區域和D區域中分別轉換而來的C信號和D信號之間的差值(C-D)。
此外，如圖6所示，跟蹤誤差信號(TE＝(A-B)-k(C-D))是通過從推挽信號(A-B)中減去與C信號與D信號的差值成比例的數值而檢測到的，其中推挽信號(A-B)是由推挽光電探測器61的A區域和B區域分別轉換而來的A信號和B信號之間的差值。所述與C信號與D信號之間的差值成比例的數值「k(C-D)」對應於包含在推挽信號(A-B)中的DC偏移分量，而除去了DC偏移分量的純跟蹤誤差值存在於跟蹤誤差信號(TE)中。
根據本發明的跟蹤伺服控制器執行在平行於光碟表面的方向上左右移動物鏡的跟蹤伺服操作，從而除去了DC偏移值的跟蹤誤差信號(TE＝(A-B)-k(C-D))變為最小值(如，TE＝0)。
當物鏡移動的時候，入射到用於檢測推挽信號的光電探測器61上的雷射束也移動，從而在A區域和B區域之間發生光偏移。並且，依照物鏡的移動，入射到用於檢測間隙誤差信號的光電探測器54上的雷射束也發生移動，從而在C區域和D區域之間也發生光偏移。所以，通過從推挽信號(A-B)中減去與C信號和D信號之間的差值成比例的數值「k(C-D)」而檢測跟蹤誤差信號是可能的，在該跟蹤誤差信號中已經去除了對應於光偏移的DC偏移分量。
所以，同樣有可能在近場光學裝置的跟蹤伺服操作中應用單束推挽設計，所述近場光學的跟蹤伺服操作必須在物鏡非常接近光碟時才能記錄和複製數據。
如上文所述，根據本發明，在不用對近場光學裝置作大幅度修改的情況下簡單地去除包含在推挽信號中的DC偏移是可能做到的，所以也有可能精確地執行跟蹤伺服操作。
雖然用於說明的目的對本發明的優選實施例進行了說明，但是本領域的技術人員可以理解，在不背離本發明權利要求中主張的發明的宗旨和範疇的前提下，對本發明可以進行各種不同修改、增加和替換。
權利要求
1.一種近場光學裝置內跟蹤伺服系統的控制方法，該方法包括使用在分開的狀態下檢測的間隙誤差信號對推挽信號進行補償的步驟。
2.如權利要求1所述的方法，其中，檢測間隙誤差信號的光電探測器被分為兩個區域，以便能檢測到該光電探測器上所形成圖像的移動。
3.如權利要求2所述的方法，其中，該推挽信號是通過減去與光電探測器所檢測的兩個間隙誤差信號間的差值成比例的數值而得到補償的。
4.如權利要求3所述的方法，其中，在該光電探測器中的兩個間隙誤差信號之間的差值與包含在該推挽信號內的DC偏移分量成比例。
5.如權利要求1所述的方法，其中，該推挽信號是通過單束推挽設計檢測的。
6.一種近場光學裝置內跟蹤伺服系統的控制裝置，該裝置包括用於檢測推挽信號的第一光電轉換器；用於檢測間隙誤差信號的第二光電轉換器；以及用於使用由第二光電轉換器在分開狀態下檢測的間隙誤差信號對第一光電轉換器中檢測的推挽信號進行補償的跟蹤誤差檢測單元。
7.如權利要求6所述的裝置，其中，第二光電轉換器被分為兩個區域，以便能夠檢測形成於該第二光電轉換器上的圖像的移動。
8.如權利要求7所述的裝置，其中，該跟蹤誤差檢測單元從第一光電轉換器檢測的推挽信號中減去與第二光電轉換器檢測的兩個間隙誤差信號之間的差值成比例的數值。
9.如權利要求7所述的裝置，其中，第二光電轉換器檢測的兩個間隙誤差信號之間的差值與包含在該推挽信號內的DC偏移分量成比例。
10.如權利要求6所述的裝置，還包括用於移動透鏡的控制單元，以使被補償的推挽信號變為最小。
全文摘要
公開了一種控制近場光學裝置內跟蹤伺服系統的裝置及方法。間隙誤差信號是在分開的狀態下檢測的，推挽信號則基於檢測的間隙誤差信號得到補償。檢測間隙誤差信號的光電探測器被分為兩個區域，以便能夠檢測到形成於該光電探測器上的圖像的移動。該推挽信號是通過減去與該光電探測器檢測的兩個間隙誤差信號間的差值成比例的數值而得到補償。兩個間隙誤差信號間的差值與包含在推挽信號內的DC偏移分量成比例。所以，在不用對近場光學裝置作大幅度修改的情況下簡單地去除包含在推挽信號中的DC偏移是有可能的，因此也有可能精確地執行跟蹤伺服操作。
文檔編號G11B11/00GK1805025SQ20051012604
公開日2006年7月19日 申請日期2005年11月24日 優先權日2004年11月24日
發明者徐丁教, 申允燮, 金進鏞 申請人:Lg電子有限公司