光學拾取器裝置、光碟裝置和循軌誤差信號檢測方法
2023-07-16 05:02:31
專利名稱：光學拾取器裝置、光碟裝置和循軌誤差信號檢測方法
技術領域：
本發明涉及檢測來自光學記錄介質的反射光的光學拾取器裝置。本發明也涉及擁有光學拾取器裝置的光碟裝置。本發明也涉及基於光學拾取器裝置檢測出的反射光對循軌(tracking)誤差信號進行檢測的循軌誤差信號檢測方法。
背景技術：
推挽式方法(PP)被稱之為光碟循軌方案。在PP中，由於物鏡在循軌方向的運動引起的對稱移位，產生了一個偏移。為了抑制這種偏移，在對物鏡在循軌方向的移動量進行監視的同時對這個偏移量進行電子抵消。使用三光束的差動推挽式方法(DPP)也為人所知。可選地，與物鏡一起整體驅動全息鏡(hologram)的方法也為人所知。
當使用監視物鏡在循軌方向的移動量的方法時，監視移動量的位置傳感器必須布置在光學拾取器裝置中。因此，這樣的裝置就變得笨重，從而不能應用到小而薄的光學拾取器中，例如，不能應用到筆記本PC。此外，對位置傳感器的新增要求也增加了裝置的成本。
DPP是使用三個光束消除偏移的方案。雷射輸出光中主光束約佔80％，邊側光束約佔20％。因此，對於記錄系統，這個方案不能用於雷射輸出光中沒有邊側餘量的光學拾取器中。主光束和邊側光束之間的間隔大約是1/2的軌道間距。為此，這個方案不能用於在諸如DVD-RAM和DVD-R、具有不同軌道間距的記錄介質上進行記錄的光學拾取器中。
與物鏡一起整體驅動全息鏡的方法能夠有效地用於諸如DVD-RAM、光接收信號具有較高PP信號調製比的盤中。然而，對於諸如DVD-R、光接收信號具有較低PP調製比的盤，光束在孔徑上的高斯分布由於物鏡的移動而具有偏差，並且產生PP信號的偏移。
發明內容
因此，本發明的目的是提供一種光學拾取器裝置、光碟裝置和能夠極好地進行循軌誤差信號檢測的循軌誤差信號檢測方法。
根據本發明的一個方面，光學拾取器裝置包括光源；用於將光源輸出的雷射束聚焦在光碟上的聚焦裝置；用於分割交迭區域和非交迭區域的分割裝置，其中在非交迭區域內，從光碟反射的光分量中的0階光分量，和相對0階光分量對稱的±1階分量沿著0階光分量的直徑方向交迭，而在非交迭區域內，0階光分量和±1階光分量沒有沿著直徑方向和與直徑垂直的半徑方向交迭；和獨立檢測從分割裝置分割的區域反射的光分量的檢測裝置。
根據本發明的一個方面，光碟裝置是執行至少一次在光碟上記錄信息的記錄處理和至少一次對記錄在光碟上的信息進行回放的回放處理的光碟裝置，並且包括光源；將光源輸出的雷射束聚焦在光碟上的聚焦裝置；用於分割交迭區域和非交迭區域的分割裝置，其中在非交迭區域內，從光碟反射的光分量中的0階光分量，和相對0階光分量對稱的±1階分量沿著0階光分量的直徑方向交迭，而在非交迭區域內，0階光分量和±1階光分量沒有沿著直徑方向和與直徑垂直的半徑方向交迭；獨立檢測從分割裝置分割的區域反射的光分量的檢測裝置；和循軌控制裝置，用於根據檢測裝置檢測的反射光產生循軌誤差信號，並且根據循軌誤差信號控制循軌。
根據本發明的一個方面，循軌誤差信號檢測方法包括獨立檢測從通過分割交迭區域所獲得的分割區域反射的光分量，和從通過分割非交迭區域所獲得的分割區域反射的光分量，其中在交迭區域內，從光碟反射的光分量中的0階光分量，和相對0階光分量對稱的±1階光分量沿著0階光分量的直徑方向交迭，而在非交迭區域內，0階光分量和±1階光分量沒有沿著直徑方向和與直徑方向垂直的半徑方向交迭；和根據檢測的反射光分量生成循軌誤差信號。
本發明的附加目的和優點將在下列描述中闡述，部分地可以從描述中明顯地看出，或者可以通過本發明的實踐學會。本發明的目的和優點可以藉助於此後提出的具體手段和組合得以實現和獲得。
與說明書成為一體並且構成說明書的一部分的附圖舉例說明了本發明的優選實施例，並且與上面的概括描述，和下面給出的優選實施例的細節描述一起，用於闡述本發明的原理。
圖1是根據本發明的一個實施例示出的光學拾取器的示意結構的視圖；圖2是圖1所示的光學拾取器的全息鏡的全息圖案的例子視圖；圖3是圖1所示的光學拾取器的光電檢測器的檢測圖案的例子視圖；圖4是由於圖1所示的光學拾取器的物鏡移位在孔徑上導致的高斯分布偏差的例子的曲線圖；圖5是示出VC-VD和VE-VF之間關係的曲線圖；圖6是根據本發明的實施例示出光碟裝置的示意結構的方框圖；圖7是根據本發明的實施例示出循軌誤差信號檢測處理的流程圖；而圖8是圖1所示的光學拾取器中全息鏡的全息圖案的另外一個例子(8-分割)的視圖。
具體實施例方式
本發明的實施例將在下面隨附圖一起描述。
圖1是根據本發明一個實施例的光學拾取器的示意結構的視圖。圖1所示的光學拾取器10包括光源1、準直鏡2、全息鏡3、物鏡4和光電檢測器5。
光學拾取器10對來自光學記錄介質的PP信號進行檢測，並且象在DVD盤中那樣使用相位差檢測方法(DPD)檢測循軌誤差信號。作為PP信號檢測對象的光學記錄介質的例子是諸如DVD-RAM、具有較高PP信號調製的光碟，和諸如DVD-R、具有非常不同於DVD-RAM的軌道間距和較低PP信號調製比的光碟。
從光源1輸出的雷射束被準直鏡2轉換成準直光。光被透過全息鏡3，並且通過物鏡4被聚焦在光碟(沒有示出)的凹坑序列20a上。從凹坑序列衍射的光再一次通過物鏡4被轉換成準直光，被全息鏡3衍射，並且入射在光電檢測器5上。物鏡4和全息鏡3被整體驅動。
圖2給出了全息鏡3的全息圖案。圖3給出了光電檢測器5的檢測圖案。如圖2所示，全息鏡3具有5-分割結構，該結構具有區域3a、區域3c、區域3d、區域3e和區域3f。如圖3所示，光電檢測器5具有檢測區域5a、檢測區域5b、檢測區域5c、檢測區域5d、檢測區域5e和檢測區域5f。來自區域3a的反射光被聚焦在光電檢測器上的檢測區域5a和檢測區域5b之間，並用來通過例如刀刃法(knife-edge method)進行聚焦檢測。區域3c是通過在循軌方向將具有低PP信號調製比的一部分光碟(其中孔徑和-1階光方向交迭)分割成兩部分所獲得的兩個區域之一。換句話說，區域3c是這樣的區域中的一個，其中0階光和-1階光在沿直徑分割0階光所獲得的區域上交迭。類似地，區域3d是通過在循軌方向將孔徑和+1階光交迭的部分分割成兩部分所獲得的區域之一。換句話說，區域3d是這樣的區域中的一個，其中0階光和+1階光在沿直徑分割0階光所獲得的區域中交迭。區域3e和區域3f是通過在循軌方向將除開區域3a、3c和3d的部分分成兩部分所獲得的區域。換句話說，區域3e是所述區域中與區域3c接觸的區域，其中0階光和±1階光沒有在沿直徑方向分割0階光所獲得的區域之一交迭。區域3f是所述區域中與區域3d接觸的區域，其中0階光和±1階光沒有在沿直徑方向分割0階光所獲得的區域之一交迭。由區域3c到3f衍射的光分量入射到光電檢測器5的檢測區域5c至5f上。
光電檢測器5的輸出信號被放大器(沒有示出)放大，使得下列信號被輸出
·VA＝5a·VB＝5b·VC＝5c+5e·VD＝5d+5f·VE＝5e·VF＝5f因為使用了刀刃法，聚焦誤差信號(FES)可由FES＝VA-VB給出。DVD盤的DPD信號被輸出為DPD＝相位(VC)-相位(VD)。DVD-RAM盤的PP信號具有高調製比，因此受物鏡4的移位所產生的偏移的影響不是很大。DVD-RAM盤的PP信號被輸出為PP＝VC-VD。
因為DVD-R的PP信號具有低調製比，物鏡4的移位在孔徑上導致的非均勻高斯分布產生了偏移。例如，這種偏移通過區域3e和3f的部分進行補償。
如圖4所示，因為高斯分布由於物鏡移位而產生偏差，PP信號，即PP＝VC-VD具有偏移(OFS)。另一方面，圖2所示的區域3e和3f部分也由於非均勻高斯分布而具有偏移。因此，CPP＝(VC-VD)-k(VE-VF)。值k可以進行適當地調整。因此，由物鏡移位引起的PP信號的任何偏移均可以得到抑制。特別是，在這種方法中，因為VE和VF都是0階光信號，它們都沒有PP調製分量。因此，如圖5所示，在通過用於伺服信號檢測的LPF之後，信號VE-VF相對由VC-VD給出的PP信號是DC信號。CPP計算不改變PP信號的幅度。
對於上述結構，即使光碟具有不同的軌道間距、PP調製比和循軌誤差檢測方法，也可以獲得滿意的循軌誤差信號。
在上述的描述中，半區域，即全息鏡3的區域3a被用於檢測聚焦誤差。然而，可以準備與區域3c至區域3f對稱的圖案以便整體檢測循軌誤差信號。即，在全息鏡3上形成如圖8所示的全息圖案。即，全息鏡3具有8-分割結構，該結構具有區域3ac、區域3ad、區域3ae、區域3af、區域3c、區域3d、區域3e和區域3f。因為圖8所示的全息鏡3整體檢測循軌誤差信號，能夠比圖2所示的全息鏡更精確地檢測循軌誤差信號。當使用如圖8所示的全息鏡3時，光電檢測器5具有能夠獨立檢測從圖8所示的全息鏡3的8個分割區域反射的光的結構。
此外，放大器(沒有示出)計算VC＝5c+5e，VD＝5d+5f，VE＝5e和VF＝5f。然而，在某些用於記錄/回放的光碟上，VC＝5c，VE＝5e和VF＝5f可以被用於計算CPP＝(VC-VD)-k(VE-VF)。
應用圖1所示的光學拾取器10的光碟裝置的例子將在下面描述。圖6是一個方框圖，示出了根據本發明實施例的光碟裝置的示意結構。這種光碟裝置在諸如DVD-RAM或DVD-R的光碟20上記錄期望的數據，或回放記錄在光碟20上的數據。
如圖6所示，光碟裝置包括光學拾取器10，信號處理電路11，解調電路12，聚焦誤差信號生成電路13，循軌誤差生成電路14，聚焦控制電路16，循軌控制電路17，調製電路18和雷射控制電路19。
首先描述光碟裝置的數據記錄。記錄數據(數據符號)被調製電路18調製成預定信道比特序列。對應於記錄數據的信道比特序列被雷射控制電路19轉換成雷射驅動波形。雷射控制電路19脈衝驅動光源1上的雷射，以便將對應於期望比特序列的記錄數據記錄在光碟20上。從光源1發射出的記錄光束通過物鏡4被聚焦在光碟20的信息記錄表面上。在聚焦控制電路16的聚焦控制和循軌控制電路17的循軌控制下，聚焦光束被保持在能夠在記錄表面上獲得最優小光斑的狀態。
下面將描述這種光碟裝置的數據回放。根據數據回放指令，光源1發射回放光束。光源1發射的回放光束通過物鏡4被聚焦在光碟20的信息記錄表面上。在聚焦控制電路16的聚焦控制和循軌控制電路17的循軌控制下，聚焦光束被保持在能夠在記錄表面上獲得最優小光斑的狀態。此時，照射在光碟20時所使用的回放光束被信息記錄表面的反射膜或反射記錄膜反射。反射光沿著反方向通過物鏡4，並且入射在光電檢測器5上。入射在光電檢測器5上的光束被光電轉換成電信號並進行放大。經過放大的信號被信號處理電路11均衡和二進位化，並且送往解調電路12。解調電路12以和預定調製方案相對應的解調方式解調出信號，並輸出回放數據。
如上所述，聚焦誤差信號生成電路13根據光電檢測器5輸出的電信號生成聚焦誤差信號。類似地，循軌誤差信號生成電路14根據光電檢測器5輸出的電信號生成循軌誤差信號。聚焦控制電路16根據聚焦誤差信號控制光斑的聚焦。循軌控制電路17根據循軌誤差信號控制光斑的循軌。
下面將參照圖7描述循軌誤差信號檢測方法。圖7是給出循軌誤差信號檢測處理概況的流程圖。如上所述，通過循軌誤差信號生成電路14生成循軌誤差信號。
如上所述，使用全息鏡3獨立檢測從圖2所示的分割區域反射的光分量(ST1)。更具體地，從光碟20上反射的光分量中檢測來自分割區域(區域3c和3d)的反射光分量，其中通過沿0階光的直徑分割0階光分量和±1階光分量交迭的區域來獲得所述分割區域，並且±1階光分量相對0階光分量對稱。同時，檢測從分割區域(3e和3f)反射的光分量，其中通過沿直徑方向和與直徑垂直的半徑方向分割0階光分量和±1階光分量不交迭的區域來獲得所述分割區域。
區域3c是這樣的區域中的一個，其中0階光和-1階光在沿直徑分割0階光所獲得的區域上交迭。類似地，區域3d是這樣的區域中的一個，其中0階光和+1階光在沿直徑分割0階光所獲得的區域中交迭。區域3e是0階光和±1階光沒有在沿直徑方向分割0階光所獲得的區域之一交迭的區域中的與區域3c接觸的區域。區域3f是非交迭區域中與區域3d接觸的一個區域，在沿直徑方向分割0階光所獲得的區域之一中。對應於區域3c、3d、3e和3f的反射光分量被分別定義為分量C、D、E和F。(C-D)-k(E-F)(k係數)被計算出來(ST2)，循軌誤差信號由計算結果檢測出來(ST3)。
可選地，對應於區域3c和3e的反射光分量可以定義為分量C，對應於區域3d和3f的反射光分量可以定義為分量D，對應於3e的反射光分量可以定義為分量E，對應於3f的反射光分量可以定義為分量F。(C-D)-k(E-F)(k係數)可以被計算出來(ST2)，循軌誤差信號可以由計算結果檢測出來(ST3)。
如上所述，根據本發明，能夠提供小且薄的光學拾取器，並且不用增加成本。此外，能夠提供這樣的光學拾取器，它甚至在具有不同軌道間距和PP調製比的光碟中也能夠檢測出滿意的循軌誤差信號。
本領域技術人員可以容易地想到其它優點和修改。因此，本發明的範圍不限於這裡所示和所述的具體細節和代表性實施例。因此，在不背離所附權利要求及其等價描述所限定的總體發明構思的宗旨和範圍的前提下，可以進行各種修改。
權利要求
1.一種光學拾取器裝置，其特徵在於包括光源(1)；聚焦單元(4)，被構造成將光源輸出的雷射束聚焦到光碟上；分割單元(3)，被構造成分割交迭區域和非交迭區域，其中在交迭區域內，從光碟反射的光分量中的0階光分量，和相對0階光分量對稱的±1階光分量沿0階光分量的直徑方向交迭，而在非交迭區域內，0階光分量和±1階光分量沒有沿直徑方向和與直徑方向垂直的半徑方向交迭；檢測單元(5)，被構造成獨立檢測從分割單元分割的區域反射的光分量。
2.如權利要求1中的裝置，其特徵在於分割單元是與聚焦單元整體相連的全息鏡。
3.如權利要求1中的裝置，其特徵在於分割單元沿0階光分量的兩個正交直徑方向將交迭區域和非交迭區域分割成8個部分，而檢測單元獨立檢測從分割單元分割的8個部分反射的光分量。
4.如權利要求2中的裝置，其特徵在於分割單元沿0階光分量的兩個正交直徑方向將交迭區域和非交迭區域分割成8個部分，而檢測單元獨立檢測從分割單元分割的8個部分反射的光分量。
5.一種光碟裝置，包括光源(1)；聚焦單元(4)，被構造成將光源輸出的雷射束聚焦到光碟上；分割單元(3)，被構造成分割交迭區域和非交迭區域，其中在交迭區域內，從光碟反射的光分量中的0階光分量，和相對0階光分量對稱的±1階光分量沿0階光分量的直徑方向交迭，而在非交迭區域內，0階光分量和±1階光分量沒有沿直徑方向和與直徑方向垂直的半徑方向交迭；檢測單元(5)，被構造成獨立檢測從分割單元分割的區域反射的光分量；和循軌處理單元(14，17)，被構造成根據檢測單元檢測的反射光生成循軌誤差信號，並且根據循軌誤差信號控制循軌。
6.如權利要求5中的裝置，其特徵在於當分割區域中0階光分量和-1階光分量在沿直徑方向分割0階光分量所獲得的區域交迭的一個分割區域被定義為區域A，分割區域中0階光分量和+1階光分量交迭的一個分割區域被定義為區域B，非交迭區域中與區域A接觸的分割區域被定義為C，非交迭區域中與區域B接觸的分割區域被定義為區域D，並且對應於區域A、B、C和D的反射光分量被分別定義為分量a、b、c和d的時候，循軌處理單元根據公式(a-b)-k(c-d)(k係數)生成循軌誤差信號。
7.如權利要求5中的裝置，其特徵在於當分割區域中0階光分量和-1階光分量在沿直徑方向分割0階光分量所獲得的區域交迭的一個分割區域被定義為區域A，分割區域中0階光分量和+1階光分量交迭的一個分割區域被定義為區域B，非交迭區域中與區域A接觸的分割區域被定義為區域C，非交迭區域中與區域B接觸的分割區域被定義為區域D，對應於區域A和C的反射光分量被定義為分量a，對應於區域B和D的反射光分量被定義為b，對應於區域C的反射光分量被定義為分量c，並且對應於區域D的反射光分量被定義為分量d的時候，循軌處理單元根據公式(a-b)-k(c-d)(k係數)生成循軌誤差信號。
8.一種循軌誤差信號檢測方法，其特徵在於包括獨立檢測從通過分割交迭區域和非交迭區域所獲得的分割區域反射的光分量，其中在交迭區域內，從光碟反射的光分量中的0階光分量，和相對0階光分量對稱的±1階光分量沿0階光分量的直徑方向交迭，並且在非交迭區域內，0階光分量和±1階光分量沒有沿直徑方向和與直徑方向垂直的半徑方向交迭；和根據所檢測的反射光分量生成循軌誤差信號。
9.如權利要求8中的方法，其特徵在於當分割區域中0階光分量和-1階光分量在沿直徑方向分割0階光分量所獲得的區域交迭的一個分割區域被定義為區域A，分割區域中0階光分量和+1階光分量交迭的一個分割區域被定義為區域B，非交迭區域中與區域A接觸的分割區域被定義為區域C，非交迭區域中與區域B接觸的分割區域被定義為區域D，並且對應於區域A、B、C和D的反射光分量分別被定義為分量a、b、c和d的時候，根據公式(a-b)-k(c-d)(k係數)生成循軌誤差信號。
10.如權利要求8中的方法，其特徵在於當分割區域中0階光分量和-1階光分量在沿直徑方向分割0階光分量所獲得的區域交迭的一個分割區域被定義為區域A，分割區域中0階光分量和+1階光分量交迭的一個分割區域被定義為區域B，非交迭區域中與區域A接觸的分割區域被定義為區域C，非交迭區域中與區域B接觸的分割區域被定義為區域D，對應於區域A和C的反射光分量被定義為分量a，對應於區域B和D的反射光分量被定義為分量b，對應於區域C的反射光分量被定義為c，並且對應於區域D的反射光分量被定義為分量d的時候，根據公式(a-b)-k(c-d)(k係數)生成循軌誤差信號。
全文摘要
本發明的光碟裝置包含光源(1)；將光源輸出的雷射束聚焦在光碟上的物鏡(4)；分割交迭區域和非交迭區域的全息鏡(3)，其中在交迭區域內，從光碟反射的光分量中的0階光分量，和相對0階光分量對稱的±1階光分量沿0階光分量的直徑方向交迭，並且在非交迭區域內，0階光分量和±1階光分量沒有沿0階光分量的直徑方向和垂直於直徑方向的半徑方向交迭；和獨立檢測從全息鏡分割的區域反射的光分量的光電檢測器(5)。
文檔編號G11B7/09GK1469356SQ0314940
公開日2004年1月21日 申請日期2003年6月20日 優先權日2002年7月5日
發明者內山峰春 申請人:株式會社東芝