跟蹤誤差信號產生裝置和方法及光碟設備和跟蹤控制方法
2023-05-14 06:47:11 4
專利名稱：跟蹤誤差信號產生裝置和方法及光碟設備和跟蹤控制方法
技術領域：
本發明涉及一種跟蹤誤差信號產生裝置，一種光碟設備，一種跟蹤誤差信號產生方法，以及一種跟蹤控制方法。
背景技術：
根據美國專利法第119(a)條(35U.S.C.，$119(a))，本非臨時申請要求於2003年4月28日在日本申請的編號為2003-124046的專利申請的優先權，該申請的全文在此作為參考。
眾所周知，在光碟設備中使用跟蹤誤差信號產生裝置來產生跟蹤誤差信號，在光碟上記錄信息或從光碟中再生信息。跟蹤誤差信號用於指出光束是否是沿著光碟的軌跡運動的。
傳統的跟蹤誤差信號產生裝置以如下方式產生跟蹤誤差信號。
由雷射器發射器發射的光束被衍射光柵分裂為主光束，第一子光束和第二子光束。該主光束，第一子光束和第二子光束被物鏡會聚在光碟上。該主光束，第一子光束和第二子光束被光碟反射，反射的主光束，第一子光束和第二子光束被光檢測器所檢測。
更詳細地，所述光檢測器包括一個兩部分主光束檢測器，一個兩部第一子光束檢測器，以及一個兩部分第二子光束檢測器。該兩部分主光束檢測器檢測主光束並產生一個差分信號。該兩部分第一子光束檢測器檢測第一子光束並產生一個差分信號。該兩部分第二子光束檢測器檢測第二子光束並產生一個差分信號。
一個主光束推挽式信號產生器根據由所述兩部分主光束檢測器所產生的差分信號而產生一個主光束推挽式信號。
一個子光束推挽式信號產生器根據所述兩部分第一子光束檢測器所產生的差分信號以及所述兩部分第二子光束檢測器所產生的差分信號來產生一個子光束推挽式信號。更詳細地，該子光束推挽式信號產生器通過將兩部分第一子光束檢測器所產生的差分信號與由兩部分第二於光束檢測器所產生的差分信號相加來產生一個子光束推挽式信號。
接下來，所述子光束推挽式信號根據需要以一個合適的增益比率進行放大，並且從所述主光束推挽式信號中減去該放大的子光束推挽式信號。這樣，一個跟蹤誤差信號就產生了。
傳統的跟蹤誤差信號產生裝置是以這種方式來產生跟蹤誤差信號的。因此，即使是物鏡錯位，由此主光束推挽式信號和子光束推挽式信號各自都發生DC偏移，也會通過從主光束推挽式信號中減去子光束推挽式信號來從跟蹤誤差信號中刪除DC偏移，例如日本公開出版物61-94246號所公開的。
然而，所述跟蹤誤差信號的幅度可能產生不理想的波動。
例如，當光碟被離心放置時，該跟蹤誤差信號的幅度會減小。
當物鏡錯位時，主光束推挽式信號也會偏離參考值。
下面將說明光碟被離心放置的情況。
由主軸馬達旋轉的光碟中間有一個孔，主軸馬達附著在該孔上。孔的中心是以與光碟的中心，即以螺旋方式或同心方式形成的多個軌跡的中心，相匹配的方式進行設置的。
然而，光碟的中心會不理想地偏離孔的中心，在該情況下，光碟就會離心旋轉。
下面將參考圖9A和9B描述當光碟正常旋轉時，即非離心旋轉時的跟蹤誤差信號。然後參考
圖10A和10B描述而當光碟離心旋轉時的跟蹤誤差信號。
圖9A給出了說明當光碟正常旋轉時主光束M，軌跡與第一子光束S1和第二子光束S2的掃描方向間的關係的示意圖。
光碟中的軌跡是同心或螺旋形成的。軌跡這樣安排，使得相鄰軌跡相互平行。
如圖9A所示，由第一子光束S1所形成的光斑中心與由主光束M所形成的光斑中心間的距離是軌跡間距的1/2。同樣，由第二子光束S2所形成的光斑中心與由主光束M所形成的光斑中心間的距離也是軌跡間距的1/2。
第一子光束S1被導向由主光束M照射的軌跡和與該軌跡相鄰的外側軌跡間的中心位置。
第二子光束S2被導向由主光束M照射的軌跡和與該軌跡相鄰的內側軌跡間的中心位置。
中心線900表示主光束M掃描光碟的方向。在圖9A中，中心線900和軌跡相互平行。
附圖9B是一個波形圖，其示出當光碟正常旋轉的情況下主光束沿軌跡移動時的主光束推挽式信號和子光束推挽式信號。
在圖9B中，「Mpp」既表示基於主光束M的主光束推挽式信號，也表示其振幅。「Spp1」既表示由兩部分第一子光束檢測器產生的差分信號，也表示其振幅，以及「Spp2」既表示由兩部分第二子光束檢測器產生的差分信號，也表示其振幅。Spp1+Spp2是子光束推挽式信號。橫軸表示主光束M的位置。
跟蹤誤差信號TE是通過如下算式獲得的。
TE＝Mpp-K×(Spp1+Spp2)其中K是一個指定的常數。
當光碟正常旋轉時，由兩部分第一子光束檢測器產生的差分信號Spp1的相位與由兩部分第二子光束檢測器產生的差分信號Spp2的相位是相同的。這兩個信號在相位上相互之間沒有偏移。在這種狀態下，子光束推挽式信號Spp1+Spp2的振幅是E。
跟蹤誤差信號是通過將子光束推挽式信號乘以指定的常數K並在主光束推挽式信號中減去該乘積後產生的。
接下來，參考附圖10A和10B，說明當光碟偏心旋轉時的跟蹤誤差信號。
附圖10A給出了當光碟偏心旋轉時，主光束M，軌跡與第一子光束S1和第二子光束S2的掃描方向間的關係。
如圖10A所示，當光碟偏心旋轉時，第一子光束S1隨著光碟的旋轉角度而偏離了由主光束M照射的軌跡和其相鄰外側軌跡間的中心位置。同樣的，第二子光束S2也隨著光碟的旋轉角度而偏離了由主光束M照射的軌跡和其相鄰內側軌跡間的中心位置。
在圖10A中，中心線1000與軌跡是不平行的，並且第一子光束S1的一部分和第二子光束的一部分被導引到軌跡1001上。
附圖10B是一個波形圖，其示出當光碟作偏心旋轉時主光束推挽式信號和子光束推挽式信號的情況。
在圖10B中，「Mpp」既表示根據主光束M的主光束推挽式信號，也表示其振幅，「Spp1」既表示由兩部分第一子光束檢測器產生的差分信號，也表示其振幅，以及「Spp2」既表示由兩部分第二子光束檢測器產生的差分信號，也表示其振幅。Spp1+Spp2是子光束推挽式信號。橫軸表示主光束M的位置。
當第一子光束S1的一部分與第二子光束的一部分如圖1 0A所示照射軌跡1001時，差分信號Spp1的相位就如圖10B所示偏離了差分信號Spp2的相位。
在此，跟蹤誤差信號TE也是通過如下算式來獲得的。
TE＝Mpp-K×(Spp1+Spp2)，其中K是一個指定的常數。
當光碟偏心旋轉時，差分信號Spp1的相位偏離了差分信號Spp2的相位。因此，設子光束推挽式信號的振幅，即Spp1+Spp2是R，則振幅R小於上述參考附圖9B描述的子光束推挽式信號振幅E。
如上所述，跟蹤誤差信號是通過將子光束推挽式信號乘以指定的常數K並在主光束推挽式信號中減去該乘積後產生的。因此，當子光束推挽式信號的振幅較小時，就不會產生一個適當的跟蹤誤差信號。
當子光束推挽式信號的振幅減小時，跟蹤控制系統的開環增益就會變小，這使得跟蹤控制系統不穩定。
除了跟蹤誤差信號的振幅波動的問題外，傳統的跟蹤誤差信號產生裝置還具有如下問題。
近來，人們希望增加光碟的存儲量。為了滿足這種要求，有人提出提供一種具有多個信息面的光碟。在這種光碟中，通過引導來自指定方向來的光束，信息可被記錄在所述多個信息面上或從其中再生。
當記錄在指定信息面上的信息被再生時，執行聚焦控制以使光束聚焦於指定的信息面上。執行聚焦控制以使光束沿指定信息面的軌跡移動。
當記錄在指定信息面上的信息被再生時，經過指定信息面的光束會被與指定信息面不同的信息面不期望地反射，併入射到光檢測器上。
通常在跟蹤誤差信號產生裝置中，子光束的光量大約是主光束的1/10。被指定信息面反射的子光束的光量小於被指定信息面反射的主光束的光量。因此，當經過指定信息面的主光束被與指定信息面不同的信息面不期望地反射併入射到光檢測器上時，入射到兩部分第一子光束光檢測器和兩部分第二光束光檢測器上的光量是不可忽略的。
入射到兩部分第一子光束光檢測器和兩部分第二子光束光檢測器上的主光束的光量是根據例如指定信息面和被改變的不同信息面間的距離而變化。指定信息面的軌跡或其中的部分與光碟的不同的信息面的軌跡或其中的部分間的距離是不同的。因此，當光碟旋轉時，由所述不同的信息面所反射的主光束的光量以幾百赫茲的周期改變。
由所述不同的信息面反射的主光束的一部分作為子光束推挽式信號的外部幹擾，導致包括偏移分量的跟蹤誤差信號。因此，跟蹤不能被正確控制，其可不期望地惡化記錄和/或再生質量。
發明內容
根據本發明的一方面，一種跟蹤誤差信號產生裝置包括一個分裂和會聚單元，用於將光束分裂為一個主光束和一個子光束並將該主光束和子光束會聚到光碟上；一個兩部分主光束檢測單元，用於檢測由光碟反射的主光束；一個主光束推挽式信號產生單元，用於根據由所述兩部分主光束檢測單元輸出的差分信號來產生一個主光束推挽式信號；一個兩部分子光束檢測單元，用於檢測由光碟所反射的子光束；一個子光束推挽式信號產生單元，用於根據所述兩部分子光束檢測單元輸出的差分信號來產生子光束推挽式信號；一個偏移量檢測單元，用於根據所述主光束推挽式信號和子光束推挽式信號來檢測主光束推挽式信號與一個參考值的偏移量；以及一個跟蹤誤差信號產生單元，用於通過根據偏移量檢測單元所檢測的偏移量修正主光束推挽式信號和子光束推挽式信號來產生跟蹤誤差信號。
在本發明的一個實施例中，所述偏移量檢測單元將主光束推挽式信號和子光束推挽式信號相加，並檢測該相加結果作為主光束推挽式信號相對於參考值的偏移量。
在本發明的一個實施例中，所述跟蹤誤差信號產生單元根據表示由偏移量檢測單元檢測的偏移量的信號的低頻分量來修正所述主光束推挽式信號以產生跟蹤誤差信號。
在本發明的一個實施例中，所述光碟至少具有一個軌跡。所述分裂與會聚單元包括用於將主光束和子光束會聚到該光碟上的物鏡。所述跟蹤誤差信號產生裝置還包括用於驅動所述物鏡偏移單元的驅動單元，其通過向物鏡偏移單元輸出驅動信號來驅動物鏡沿著與所述至少一個軌跡垂直的方向偏移。所述偏移量檢測單元包括一個第一物鏡偏移量檢測單元，用於將所述主光束推挽式信號與子光束推挽式信號相加並檢測該相加結果作為物鏡偏移量，以及一個第二物鏡偏移量檢測單元，用於根據所述驅動信號檢測物鏡偏移量。所述跟蹤誤差信號產生單元根據表示由第一物鏡偏移量檢測單元所檢測的物鏡偏移量的信號中的低頻分量以及表示由第二物鏡偏移量檢測單元所檢測的物鏡偏移量的信號中的高頻分量來修正所述主光束推挽式信號，來產生跟蹤誤差信號。
在本發明的一個實施例中，所述第二物鏡偏移量檢測單元包括一個與所述物鏡偏移單元的特性具有相同特性並且根據所述驅動信號來檢測物鏡偏移量的相等濾波器。
根據發明的另一個方面，一種光碟裝置包括一個跟蹤誤差信號產生裝置，其包括一個分裂與會聚單元，用於將光束分裂為一個主光束和一個子光束並將該主光束和子光束匯聚到包括至少一個軌跡的光碟上，該分裂與會聚單元包括一個用於將主光束和子光束會聚到光碟上的物鏡，一個用於檢測從光碟反射的主光束的兩部分主光束檢測單元，一個用於根據從兩部分主光束檢測單元輸出的差分信號來產生主光束推挽式信號的主光束推挽式信號產生單元，一個用於檢測由光碟反射的光束的兩部分子光束檢測單元，一個用於根據從兩部分子光束檢測單元輸出的差分信號來產生子光束推挽式信號的子光束推挽式信號產生單元，一個用於根據主光束推挽式信號和子光束推挽式信號檢測主光束推挽式信號相對於參考值的偏移量的偏移量檢測單元，以及一個通過根據由偏移量檢測單元檢測的偏移量來修正主光束推挽式信號或子光束推挽式信號以產生跟蹤誤差信號的跟蹤誤差信號產生單元；一個物鏡偏移單元，用於將物鏡沿著與所述至少一個軌跡垂直的方向偏移；一個移動單元，用於沿著與所述至少一個軌跡垂直的方向移動物鏡偏移單元；一個移動控制單元，用於根據由偏移量檢測單元所檢測的偏移量來控制移動單元；以及一個跟蹤控制單元，其用於根據跟蹤誤差信號來控制物鏡偏移單元。
在本發明的一個實施例中，所述跟蹤誤差信號產生單元還包括一個驅動單元，其通過向物鏡偏移單元輸出驅動信號來驅動物鏡偏移單元。偏所述移量檢測單元包括一個第一物鏡偏移量檢測單元，其將主光束推挽式信號與子光束推挽式信號相加並檢測相加結果作為物鏡偏移量，以及一個第二物鏡偏移量檢測單元，其根據所述驅動信號來檢測物鏡偏移量。所述跟蹤誤差信號產生單元通過根據由第一物鏡偏移量檢測單元所檢測的表示物鏡偏移量的信號中的低頻分量以及由第二物鏡偏移量檢測單元所檢測的表示物鏡偏移量的信號中的高頻分量修正主光束推挽式信號，以產生跟蹤誤差信號。所述移動控制單元根據該低頻分量和高頻分量來控制所述移動單元。
根據本發明的另一方面，一種跟蹤誤差信號產生方法包括以下步驟將光束分裂為一個主光束和一個子光束並將該主光束和子光束會聚到光碟上；通過一個兩部分主光束檢測單元來檢測由光碟反射的主光束；根據兩部分主光束檢測單元輸出的差分信號來產生一個主光束推挽式信號；通過一個兩部分子光束檢測單元來檢測由光碟反射的子光束；根據兩部分子光束檢測單元輸出的差分信號來產生一個子光束推挽式信號；通過一個偏移量檢測單元根據主光束推挽式信號和子光束推挽式信號檢測主光束推挽式信號相對於參考值的偏移量；以及根據由偏移量檢測單元檢測的偏移量來修正主光束推挽式信號或子光束推挽式信號，以產生一個跟蹤誤差信號。
根據本發明的另一方面，一種跟蹤控制方法包括以下步驟通過一個物鏡將光束分裂為主光束和子光束並將該子光束和主光束會聚到具備至少一個軌跡的光碟上；通過一個兩部分主光束檢測單元來檢測由光碟反射的主光束；根據所述兩部分主光束檢測單元輸出的差分信號來產生主光束推挽式信號；通過兩部分子光束檢測單元來檢測由光碟反射的子光束；根據所述兩部分子光束檢測單元輸出的差分信號來產生子光束推挽式信號；通過一個偏移量檢測單元根據主光束推挽式信號和子光束推挽式信號來檢測主光束推挽式信號相對於參考值的偏移量；根據由偏移量檢測單元所檢測的偏移量來修正主光束推挽式信號和子光束推挽式信號以產生跟蹤誤差信號；根據由偏移量檢測單元所檢測的偏移量來控制移動單元，使其沿著與至少一個軌跡基本垂直的方向偏移物鏡；以及根據跟蹤誤差信號來控制物鏡偏移單元使其沿著與所述至少一個軌跡垂直的方向偏移物鏡。
如上所述，根據本發明的跟蹤誤差信號產生裝置，所述偏移量檢測單元根據主光束推挽式信號和子光束推挽式信號檢測主光束推挽式信號相對於參考值的偏移量。跟蹤誤差信號產生單元根據所述偏移量來修正主光束推挽式信號和子光束推挽式信號，以產生跟蹤誤差信號。由此，在由主光束推挽式信號相對於參考值的偏移所引起的偏移分量被刪除的情況下，可以產生跟蹤誤差信號。
根據本發明的一種跟蹤誤差信號產生裝置，通過根據由偏移量檢測單元所檢測的表示偏移量的信號的低頻分量修正主光束推挽式信號以產生跟蹤誤差信號。由此，就獲得了跟蹤誤差信號，其中刪除了所述子光束推挽式信號的外部幹擾。子光束推挽式信號的外部幹擾是由與光碟的目標信息面不同的信息面所反射的主光束造成的。
根據本發明的跟蹤誤差信號產生裝置，所述第一物鏡偏移量檢測單元將主光束推挽式信號和子光束推挽式信號相加以檢測物鏡的偏移量，所述第二物鏡偏移量檢測單元其根據驅動物鏡偏移單元的驅動信號來檢測物鏡的偏移量。通過根據由第一物鏡偏移量檢測單元檢測的表示偏移量的信號的低頻分量和由第二物鏡偏移量檢測單元檢測的表示偏移量的信號的高頻分量來修正主光束推挽式信號，以產生跟蹤誤差信號。由此，獲得了跟蹤誤差信號，其中刪除了子光束推挽式信號的外部幹擾並在高頻範圍內是準確的。子光束推挽式信號的外部幹擾是由與光碟目標信息面不同的信息面所反射的主光束所產生的。
根據本發明的一種跟蹤誤差信號產生裝置包括一種與物鏡偏移單元具有相同特性的相等濾波器。由此，可以根據用於驅動物鏡偏移單元的驅動信號來檢測物鏡偏移量。
根據本發明的一種光碟裝置包括一種移動單元，用於使物鏡沿著與所述軌跡基本垂直的方向移動，以及一種移動控制單元，用於根據物鏡偏移量檢測單元的輸出來控制移動單元。由此，可以減小物鏡偏移量的影響。
根據本發明的一種光碟裝置包括一種物鏡偏移單元，用於使所述物鏡沿著與軌跡基本垂直的方向偏移，一種移動單元，用於使物鏡偏移單元沿著與軌跡基本垂直的方向移動，以及一種移動控制單元，用於根據由第一物鏡偏移量檢測單元輸出的信號中的低頻分量和由第二物鏡偏移量檢測單元輸出的信號中的高頻分量來控制所述移動單元。由此，在一個寬頻範圍內可以減小物鏡的影響。
這樣，在此所述的發明使如下優點變為可能提供一種跟蹤誤差信號產生裝置和一種跟蹤誤差信號產生方法，用於通過根據從主光束獲得的主光束推挽式信號和從子光束獲得的子光束推挽式信號來檢測主光束推挽式信號相對於參考值的偏移量以產生合適的跟蹤誤差信號，然後根據偏移量來修正主光束推挽式信號或子光束推挽式信號；一種包括這樣一種跟蹤誤差信號產生裝置的光碟裝置；以及一種跟蹤控制方法，用於利用由這樣一種跟蹤誤差信號產生裝置和方法所產生的跟蹤誤差信號來執行跟蹤控制。
通過閱讀和理解下面結合附圖的詳細說明，本發明的這些其他優點對於本領域的技術人員來說會更加明顯。
圖說明圖1是一個框圖，其說明了根據本發明的第一實施例的具有跟蹤誤差信號產生裝置的光碟裝置；圖2示出說明第一實施例中的跟蹤誤差信號產生裝置的光頭；圖3為用於解釋第一實施例的軌跡和光束間的關係的示意圖；圖4示出第一實施例中光頭中的光檢測器；圖5示出第一實施例中的推挽式信號的波形圖；圖6示出第一實施例中的計算電路；圖7示出根據本發明第二實施例包括跟蹤誤差信號產生裝置的光碟裝置；圖8示出第二實施例中的計算電路；圖9A示出傳統的跟蹤誤差信號產生裝置中，當光碟正常旋轉時，軌跡與主光束和子光束的掃描方向間的關係；圖9B示出傳統的跟蹤誤差信號產生裝置中，當光碟正常旋轉時的主光束推挽式信號與子光束推挽式信號的波形圖；圖10A示出傳統的跟蹤誤差信號裝置中，當光碟偏心旋轉時，軌跡與主光束和子光束掃描方向之間的關係的示意圖；以及圖10B示出在傳統的跟蹤誤差信號產生裝置中，當光碟偏心旋轉時的主光束推挽式信號和子光束推挽式信號的波形圖。
優選實施例說明在下文中，本發明將參考附圖以實施例的方式加以說明。
(實施例1)圖1是一個框圖，其說明了根據本發明第一實施例，具有跟蹤誤差信號產生裝置20的光碟裝置10。
光碟裝置10包括一個用於產生光碟107的跟蹤誤差信號的跟蹤誤差信號產生裝置20，一個跟蹤驅動電路204，一個用於以指定旋轉速率來旋轉光碟107的主軸馬達206，一個物鏡致動器308，以及一個移動馬達驅動電路302。
跟蹤誤差信號產生裝置20包括一個光頭100，一個主光束推挽式信號產生電路300，一個子光束推挽式信號產生電路301，一個偏移量檢測單元40，以及一個跟蹤誤差信號產生單元50。
跟蹤誤差信號產生裝置20還可包括用於放大光頭100的輸出信號的預放大器201。
跟蹤誤差信號產生裝置20還可包括一個用於驅動跟蹤驅動電路204的驅動單元60。
光碟107至少具有一個信息面。
在光碟107具有兩個或更多信息面的情況下，光頭100向目標信息面移動光斑以便在目標信息面上記錄信息或再生目標信息面上記錄的信息。
參考圖2，詳細說明光碟裝置10的光頭100。
附圖2是一個框圖，示出根據本發明第一實施例的光頭100。
光頭100包括分裂與會聚單元30，用於將光束分裂為主光束和子光束並將主光束和子光束會聚到光碟107上，以及一個光檢測器111。
光頭100還可包括一個全息裝置109和一個柱面透鏡110。
分裂與會聚單元30包括半導體雷射器101，衍射光柵102，分束器103，聚光鏡104，反射鏡105，以及物鏡106。
由半導體雷射器101發射的光束被衍射光柵102分裂為相應於零階光分量的主光束M，相應於正的一階光分量的第一子光束S1，以及相應於負的一階光分量的第二子光束S2。主光束M，第一子光束S1和第二子光束S2透射通過分束器103。
接下來，主光束M，第一子主光束S1和第二子光束S2通過會聚鏡104會聚到反射鏡105上。
主光束M，第一子光束S1和第二子光束S2被反射鏡105反射然後由物鏡106會聚到光碟107指定的信息面上。更詳細地，主光束M被物鏡106會聚到光碟107的期望軌跡上。第一子光束S1被物鏡106會聚到離主光束M具有指定距離的外側方向的位置上。第二子光束S2被物鏡106會聚到離主光束M具有指定距離的內側方向的位置上。
接下來說明主光束M，第一子光束S1和第二子光束S2。
附圖3是一個示意圖，示出在第一實施例中的光碟107的軌跡與主光束M，第一於光束S1和第二子光束S2之間的關係。
第一子光束S1被導向掃描方向前面並向外側偏離主光束M以大約1/2軌跡間距的位置。第二子光束S2被導向掃描方向後面並向內側偏離主光束M以大約1/2軌跡間距的位置。
軌跡之間是相互平行的。主光束M，第一子光束S1和第二子光束S2以掃描方向在光碟107上移動。
回到圖2，接下來說明光碟100。
主光束M，第一子光束S1和第二子光束S2被光碟107反射。被光碟107反射的主光束M，第一子光束S1和第二子光束S2通過物鏡106到達反射鏡105，並被反射鏡105反射然後導向聚光鏡104。
經過聚光鏡104的主光束M，第一子光束S1和第二子光束S2被分束器103反射，順序經過柱面透鏡109和全息裝置110後被光檢測器111所檢測。
接下來詳細說明光檢測器111。
附圖4示出光檢測器111。
光檢測器111包括一個兩部分主光束檢測器111a，一個兩部分第一子光束檢測器111c，以及一個兩部分第二子光束檢測器111e。
所述兩部分主光束檢測器111a，兩部分第一子光束檢測器111c，以及兩部分第二子光束檢測器111e每一個都沿著光碟107半徑的方向被分為兩部分。
更詳細地，兩部分主光束檢測器111a的表面包括光接收表面A和光接收表面B。兩部分主光束檢測器111a產生差分信號，其表示由光接收表面A所檢測的光量與由光接收表面B所檢測的光量之間的差。
兩部分第一子光束檢測器111c的表面包括光接收表面C和光接收表面D。兩部分第一子光束檢測器111c產生差分信號，其表示由光接收表面C和光接收表面D所檢測的光量之間的差。
兩部分第二子光束檢測器111e的表面包括光接收表面E和光接收表面F。兩部分第二子光束檢測器111e產生差分信號，其表示由光接收表面E和光接收表面F所檢測的光量之間的差。
回到附圖1，接下來更詳細地說明光碟裝置10。
光頭100將由兩部分主光束檢測器111a產生的差分信號，兩部分第一子光束檢測器111c產生的差分信號，以及兩部分第二子光束檢測器111e產生的差分信號輸出到預放大器201。
預放大器201放大由兩部分主光束檢測器111a，兩部分第一子光束檢測器111c和兩部分第二子光束檢測器111e產生的差分信號。然後，預放大器201將兩部分主光束檢測器111a產生的放大的差分信號輸出到主光束推挽式信號產生電路300，並將兩部分第一子光束檢測器111c產生的放大的差分信號和兩部分第二子光束檢測器111e產生的放大的差分信號輸出到子光束推挽式信號產生電路301。
主光束推挽式信號產生電路300根據由兩部分主光束檢測器111a所產生的差分信號來產生主光束推挽式信號。
主光束推挽式信號產生電路300包括一個計算放大器(未顯示)，其產生主光束推挽式信號Mpp，該信號具有公式1所示的關係。
Mpp＝(A-B)......(1)其中A表示光接收表面A所檢測的光量，B表示由光接收表面B所檢測的光量。
子光束推挽式信號產生電路301根據由兩部分第一子光束檢測器111c產生的差分信號和由兩部分第二子光束檢測器111e產生的差分信號中的至少一個來產生子光束推挽式信號。
例如，子光束推挽式信號產生電路301通過將兩部分第一子光束檢測器111c產生的差分信號和兩部分第二子光束檢測器111e產生的差分信號相加來產生子光束推挽式信號。
子光束推挽式信號產生電路301包括一個計算放大器(未顯示)，其產生子光束推挽式信號Spp，該信號具有公式2所示的關係。「Spp」表示子光束推挽式信號及其振幅。
Spp＝(C+E)-(D+F)......(2)，其中C表示由光接收表面C所檢測的光量，D表示由光接收表面D所檢測的光量，E表示由光接收表面E所檢測的光量，以及F表示由光接收表面F所檢測的光量。
偏移量檢測單元40根據主光束推挽式信號Mpp與子光束推挽式信號Spp檢測主光束推挽式信號Mpp相對於參考值的偏移量。
偏移量檢測單元40可包括用於檢測物鏡106偏移量的物鏡偏移量檢測電路305。
偏移量檢測單元40包括一個計算放大器(未顯示)，其檢測偏移量檢測信號LS，該信號具有公式3所示的關係。偏移量檢測信號LS表示主光束推挽式信號與參考值的偏移量。主光束推挽式信號與參考值的偏移量是與諸如物鏡的偏移量、物鏡的偏心以及光碟107的傾斜相聯繫的偏移量。
LS＝G×(Mpp+α×Spp)......(3)，其中G的值例如是0.5。α是由主光束的光量和子光束的光量間的比率所決定的一個常數。
α被設置為使得Mpp的值與α×Spp相互之間基本相等。
如上所述，當主光束推挽式信號Mpp相對於參考值偏移時，獲得一個DC偏移分量。偏移量檢測信號LS與該DC偏移分量相對應。
同樣的，當子光束推挽式信號Spp相對於參考值偏移時，獲得DC偏移量。偏移量檢測信號LS也與該DC偏移量相對應。
跟蹤誤差信號產生單元50通過根據由偏移量檢測單元40所檢測的偏移量來修正主光束推挽式信號Mpp和子光束推挽式信號Spp以產生跟蹤誤差信號。
跟蹤誤差信號產生單元50可包括一個用於從主光束推挽式信號Mpp中減去偏移量信號LS的減法電路306。
跟蹤誤差信號產生單元50包括一個計算放大器(未顯示)，其產生跟蹤誤差信號TE，該信號其具有公式4或4』所示的關係。
TE＝Mpp-LS......(4)，TE＝Spp-LS......(4』)，如上所示，跟蹤誤差信號TE是通過消除由偏離參考值的主光束推挽式信號Mpp所產生的主光束推挽式信號Mpp或子光束推挽式信號Spp的偏移分量而獲得的一個信號。
在公式3中，G＝0.5。G值可被調節到使得當主光束推挽式信號相對於參考值的偏移量被先改變時跟蹤誤差信號TE的DC偏移量是零。在本發明的一個實施例中，物鏡106可被偏移，使得當物鏡106被先偏移時跟蹤誤差信號TE的DC偏移量是零。這種設置使得即使當光頭的特性改變時，由主光束推挽式信號相對於參考值的偏移產生的或在一個實施例中由偏移的物鏡106所產生的DC偏移分量也可被準確地消除。
由跟蹤誤差信號產生單元50所產生的跟蹤誤差信號TE被輸入到驅動單元60。
驅動單元60可以包括一個DSP(數位訊號處理器)203。
DSP203將跟蹤誤差信號TE轉換為數位訊號。DSP203還通過一個內置的核心處理器執行該數位訊號的加法和/或乘法以實現用於相位補償或增益補償的數字濾波計算。
DSP203通過內置D/A轉換器再次將由前述方式計算的數位訊號轉換為模擬信號，並將模擬信號輸出到跟蹤驅動電路204。
跟蹤驅動電路204電流放大該模擬信號以驅動物鏡致動器308作為光頭100中的跟蹤致動器。物鏡致動器308沿著與光碟107的軌跡基本垂直的方向偏移物鏡106，這樣主光束M可沿著軌跡移動。
偏移量檢測單元40將偏移量檢測信號LS輸出到DSP203。
DSP203將偏移量檢測信號LS轉換為數位訊號。DSP203還通過一個內置核心處理器執行數位訊號的加法和/或乘法以實現用於相位補償或增益補償的數字濾波計算。
DSP203通過內置D/A轉換器再次將由前述方式計算的數位訊號轉換為模擬信號，並將模擬信號輸出到移動馬達驅動電路302。
移動馬達驅動電路302電流放大該模擬信號以驅動移動瑪達304。移動瑪達304沿著與光碟107的軌跡基本垂直的方向移動物鏡。這樣，光頭100被控制，使得主光束推挽式信號相對於參考值的偏移量是零。
附圖5是一個波形圖，示出第一實施例中的主光束推挽式信號Mpp和子光束推挽式信號Spp。
附圖5示出當主光束M，第一子光束S1和第一子光束S2穿過多個軌跡時主光束推挽式信號Mpp和子光束推挽式信號Spp的情況。
部分(a)示出光碟107的橫截面。
波形(b)示出主光束推挽式信號Mpp。
波形(c)示出子光束推挽式信號Spp。
在波形(b)和(c)中，實線表示主光束推挽式信號相對於參考值沒有偏移時的波形。虛線表示主光束推挽式信號相對於參考值有偏移時的波形。橫軸表示主光束M與軌跡之間的關係。縱軸表示主光束推挽式信號Mpp與子光束推挽式信號Spp的大小。
在波形(b)和(c)中，垂直的點畫線表示在軌跡中心的主光束M。在光碟107上，第一子光束S1和第二子光束S2被導向偏離主光束M1/2軌跡間距的位置。因此，主光束推挽式信號Mpp與子光束推挽式信號Spp間彼此在相位上偏移180度。
當主光束推挽式信號偏離參考值的情況下，主光束推挽式信號Mpp與子光束推挽式信號Spp具有相同極性的DC偏移分量。DC偏移分量的大小與主光束推挽式信號相對於參考值的偏移量成比例。從而，通過將主光束推挽式信號Mpp與子光束推挽式信號Spp相加來消除正弦分量。由此，可獲得對應於主光束推挽式信號相對於參考值的偏移量的檢測信號LS。
上述內容將以公式的形式描述。
主光束推挽式信號Mpp由公式5表示Mpp＝sin(2×π×X/P)+k×Q......(5)，同樣地，子光束推挽式信號Spp由公式6表示Spp＝-sin(2×π×X/P)+k×Q......(6)，在公式5和6中，X對應於附圖5中的橫軸，即主光束M的位置，並且P表示軌跡間距。
在公式5和6中，為了簡便，假設主光束推挽式信號Mpp和子光束推挽式信號Spp的振幅被預先調整到相互之間是相等的。在公式5和6中，Q表示主光束推挽式信號Mpp相對於參考值的偏移量，並且k是表示關於主光束推挽式信號Mpp相對於參考值的偏移量的DC偏移分量的一個常數。
由此，根據公式3，5和6之間的關係，偏移量檢測信號LS可由公式7表示。
LS＝G×2×k×Q......(7)，G＝0.5時，偏移量檢測信號LS由公式8表示。
LS＝k×Q......(8)，由此，根據公式4，5和8之間的關係，跟蹤誤差信號TE可由公式9表示。
TE＝sin(2×π×X/P)......(9)，根據公式4』，6和8之間的關係，跟蹤誤差信號TE可由公式9』表示TE＝-sin(2×π×X/P)......(9』)，
如公式9或9』中所示，主光束推挽式信號相對於參考值的DC偏移分量被消除了。
在上面的描述中，跟蹤誤差信號TE是由跟蹤誤差信號產生單元50中的減法電路306產生的。跟蹤誤差信號產生單元50可包括代替減法電路306的其他計算電路。在下文中，將說明計算電路產生表示物鏡偏移量的物鏡偏移量檢測信號(也被表示為「LS」)的實施例。物鏡偏移量是物鏡在光束穿過軌跡的方向上的偏移量。
附圖6是根據本發明的第一實施例中的跟蹤誤差信號產生單元50中的計算電路310的框圖。
計算電路310包括低通濾波器(LPF)400和減法電路401。
低通濾波器400與輸入端403相連用於接收物鏡偏移量檢測信號LS。低通濾波器400從物鏡偏移量檢測信號LS中抽取低頻分量，並將該低頻分量輸出到減法電路401。
減法電路401與輸入端402相連用來接收主光束推挽式信號Mpp。
減法電路401從主光束推挽式信號Mpp中減去物鏡偏移量檢測信號LS中的低頻分量，並將相減結果輸出到輸出端404。
輸出端404與驅動電路60(附圖1)中的DSP203相連。
通過包括低通濾波器400，計算電路310可消除子光束推挽式信號Spp的波動分量的影響，其是由於主光束M的一部分被與目標信息面不同的信息面反射而照射在兩部分第一子光束檢測器111c和兩部分第二子光束檢測器111e上造成的。如上所述，這樣一種不希望的現象是由諸如信息面間距離的改變所造成的。由於消除了波動分量的影響，所以可產生正確的物鏡偏移量檢測信號LS。
在上述說明中，子光束推挽式信號產生電路301根據由兩部分第一子光束光束檢測器111c產生的差分信號和兩部分第二子光束檢測器111e產生的差分信號來產生子光束推挽式信號Spp。本發明不限於此。
子光束推挽式信號產生電路301根據由兩部分第一子光束檢測器111c產生的差分信號或兩部分第二子光束檢測器111e產生的差分信號來產生子光束推挽式信號Spp。
根據第一實施例，根據主光束推挽式信號Mpp相對於參考值的偏移量而產生跟蹤誤差信號TE。因此，即使當主光束推挽式信號Mpp偏離了參考值，也可以在由主光束推挽式信號相對於參考值的偏移量產生的偏移分量被消除的狀態下執行跟蹤控制。
(實施例2)圖7是一個框圖，示出根據本發明第二實施例中的包括一個跟蹤誤差信號產生裝置20A的光碟裝置10A。
光碟裝置10A中與第一實施例中的光碟裝置10中的部件相同的部件具有相同的參考數值，並因此將不再贅述。
在第二實施例中，將詳細說明由於物鏡106的偏移而使主光束推挽式信號偏離了參考值的情況。
跟蹤誤差信號產生裝置20A中與第一實施例中附圖1中的光碟裝置中的部件相同的部件具有相同的參考數值，並因此將不再贅述。
跟蹤誤差信號產生裝置20A包括一個偏移量檢測單元40A。偏移量檢測單元40A包括一個物鏡偏移量檢測電路305，一個相等濾波器420，以及一個計算電路422。相等濾波器420是與物鏡致動器308具有相同傳遞函數的濾鏡。
跟蹤驅動電路204A輸出一個信號到相等濾波器420，其與輸出到物鏡致動器308的信號相同或相應。
相等濾波器420產生表示物鏡106偏移量的信號。該信號被表示為物鏡偏移量檢測信號LS2。
相等濾波器420將物鏡偏移量檢測信號LS2輸出到計算電路422。
物鏡偏移量檢測電路305將物鏡偏移量檢測信號LS輸出到計算電路422。
計算電路422根據物鏡偏移量信號LS和物鏡偏移量檢測信號LS2來檢測物鏡偏移量檢測信號LS3，並將物鏡偏移量檢測信號LS3輸出到減法電路306。
減法電路306根據物鏡偏移量檢測信號LS2和主光束推挽式信號Mpp來產生跟蹤誤差信號TE。跟蹤誤差信號TE被輸入到驅動電路60的DSP203中。
接下來光碟裝置10A的操作與前述第一實施例附圖1中的光碟裝置10具有相同。
計算電路422還將物鏡偏移量檢測信號LS3輸出到DSP203。根據物鏡偏移量檢測信號LS3，DSP203控制移動馬達驅動電路302以使移動馬達驅動電路302驅動移動馬達304。
圖8是計算電路422的框圖。
計算電路422包括一個低通濾波器(LPF)601，一個高通濾波器(HPF)602，以及一個加法電路604。
輸入端600與物鏡偏移量檢測電路305相連。輸入端603與相等濾波器420相連。
輸出端605與減法電路306相連。
從輸入端600輸入的物鏡偏移量檢測信號LS具有由低通濾波器601抽取的低頻分量，該低頻分量被輸入到加法單元604。
從輸入端603輸入的物鏡偏移量檢測信號LS2具有由高通濾波器602抽取的高頻分量，該高頻分量被輸入到加法單元604。
加法電路604將物鏡偏移量檢測信號LS中的低頻分量與物鏡偏移量檢測信號LS2中的高頻分量相加，並將相加結果作為物鏡偏移量檢測信號LS3輸出到輸出端605。
利用物鏡偏移量檢測信號LS的低頻分量，可以消除由於部分主光束M被與目標信息面不同的信息面反射而照射在兩部分第一子光束光束檢測器111c和兩部分第二子光束檢測器111e所造成的子光束推挽式信號Spp的波動分量的影響。(如上所述，這樣不希望的現象是由於諸如信息面間距離的改變所造成的)。由此，可以產生準確的物鏡偏移量檢測信號LS3。通過利用物鏡檢測信號LS2的高頻分量，即使是在高頻範圍內也可以產生準確的物鏡偏移量檢測信號LS3。
由於溫度的改變或其他原因，相等濾波器420的傳遞函數以及物鏡致動器308的實際特性很容易改變，尤其是在低頻範圍內。通過在低頻範圍內利用物鏡偏移量檢測信號LS，可以產生在所有頻率範圍內都準確的物鏡偏移量檢測信號LS3。
在不背離本發明的範圍和精神的情況下，對於本領域的技術人員來說各種修改形式是顯而易見的。因此，所附權力要求的範圍不僅限於前述說明內容，對權利要求要作更寬的解釋。
權利要求
1.一種跟蹤誤差信號產生裝置，包括分裂和會聚單元，用於將一個光束分裂為一個主光束和一個子光束並將該主光束和子光束會聚到光碟上；兩部分主光束檢測單元，用於檢測由光碟反射的主光束；主光束推挽式信號產生單元，用於根據由所述兩部分主光束檢測單元輸出的差分信號來產生一個主光束推挽式信號；兩部分子光束檢測單元，用於檢測由所述光碟所反射的子光束；子光束推挽式信號產生單元，用於根據所述兩部分子光束檢測單元輸出的差分信號來產生子光束推挽式信號；偏移量檢測單元，用於根據所述主光束推挽式信號和子光束推挽式信號來檢測主光束推挽式信號相對於參考值的偏移量；以及跟蹤誤差信號產生單元，用於通過根據偏移量檢測單元所檢測的偏移量修正所述主光束推挽式信號或子光束推挽式信號來產生跟蹤誤差信號。
2.根據權利要求1的跟蹤誤差信號產生裝置，其中所述偏移量檢測單元將所述主光束推挽式信號和子光束推挽式信號相加，並檢測該相加結果作為所述主光束推挽式信號相對於參考值的偏移量。
3.根據權利要求1的跟蹤誤差信號產生裝置，其中所述跟蹤誤差信號產生單元通過根據由所述偏移量檢測單元檢測的表示偏移量的信號的低頻分量來修正所述主光束推挽式信號來產生跟蹤誤差信號。
4.根據權利要求1的跟蹤誤差信號產生裝置，其中所述光碟至少具有一個軌跡；所述分裂與會聚單元包括用於將所述主光束和子光束會聚到該光碟上的物鏡；所述跟蹤誤差信號產生單元還包括用於驅動一個物鏡偏移單元的驅動單元，其通過向該物鏡偏移單元輸出驅動信號來驅動物鏡沿著與所述至少一個軌跡基本垂直的方向偏移；所述偏移量檢測單元包括一個第一物鏡偏移量檢測單元，用於將所述主光束推挽式信號與子光束推挽式信號相加並檢測該相加結果作為物鏡偏移量，以及一個第二物鏡偏移量檢測單元，用於根據所述驅動信號檢測物鏡偏移量；以及所述跟蹤誤差信號產生單元根據由所述第一物鏡偏移量檢測單元所檢測的表示物鏡偏移量的信號中的低頻分量以及由第二物鏡偏移量檢測單元所檢測的表示物鏡偏移量的信號中的高頻分量來修正所述主光束推挽式信號以產生所述跟蹤誤差信號。
5.根據權利要求4的跟蹤誤差信號產生裝置，其中所述第二物鏡偏移量檢測單元包括一個與所述物鏡偏移單元具有相同特性的相等濾波器，該相等濾波器根據所述驅動信號來檢測物鏡偏移量。
6.一種光碟裝置，包括跟蹤誤差信號產生裝置，其包括分裂與會聚單元，用於將一個光束分裂為一個主光束和一個子光束並將該主光束和子光束會聚到包括至少一個軌跡的光碟上，所述分裂與會聚單元包括一個用於將所述主光束和子光束會聚到所述光碟上的物鏡，用於檢測從所述光碟反射的主光束的兩部分主光束檢測單元，用於根據從該兩部分主光束檢測單元輸出的差分信號來產生主光束推挽式信號的主光束推挽式信號產生單元，用於檢測由所述光碟反射的子光束的兩部分子光束檢測單元，用於根據從所述兩部分子光束檢測單元輸出的差分信號來產生子光束推挽式信號的子光束推挽式信號產生單元，用於根據所述主光束推挽式信號和子光束推挽式信號來檢測主光束推挽式信號相對於參考值的偏移量的檢測單元，以及根據由所述偏移量檢測單元檢測的偏移量來修正所述主光束推挽式信號或子光束推挽式信號以產生跟蹤誤差信號的跟蹤誤差信號產生單元；物鏡偏移單元，用於將所述物鏡沿著與所述至少一個軌跡基本垂直的方向偏移；移動單元，用於沿著與所述至少一個軌跡基本垂直的方向移動所述物鏡偏移單元；移動控制單元，用於根據由偏移量檢測單元所檢測的偏移量來控制所述移動單元；以及跟蹤控制單元，其用於根據所述跟蹤誤差信號來控制所述物鏡偏移單元。
7.根據權利要求6的光碟裝置，其中所述跟蹤誤差信號產生單元還包括一個驅動單元，其通過向所述物鏡偏移單元輸出驅動信號來驅動所述物鏡偏移單元；所述偏移量檢測單元包括一個第一物鏡偏移量檢測單元，用於將所述主光束推挽式信號與子光束推挽式信號相加並檢測相加結果作為物鏡偏移量，以及一個第二物鏡偏移量檢測單元，其根據所述驅動信號來檢測物鏡偏移量；所述跟蹤誤差信號產生單元通過根據由所述第一物鏡偏移量檢測單元所檢測的表示物鏡偏移量的信號中的低頻分量以及由所述第二物鏡偏移量檢測單元所檢測的表示物鏡偏移量的信號中的高頻分量來修正所述主光束推挽式信號以產生跟蹤誤差信號；以及所述移動控制單元根據所述低頻分量和高頻分量來控制所述移動單元。
8.一種跟蹤誤差信號產生方法，包括以下步驟將一個光束分裂為一個主光束和一個子光束並將該主光束和子光束會聚到光碟上；通過一個兩部分主光束檢測單元來檢測由所述光碟反射的主光束；根據該兩部分主光束檢測單元輸出的差分信號來產生一個主光束推挽式信號；通過一個兩部分子光束檢測單元來檢測由所述光碟反射的子光束；根據該兩部分子光束檢測單元輸出的差分信號來產生一個子光束推挽式信號；通過一個偏移量檢測單元根據所述主光束推挽式信號和子光束推挽式信號檢測所述主光束推挽式信號相對於參考值的偏移量；以及根據由所述偏移量檢測單元檢測的偏移量來修正所述主光束推挽式信號或子光束推挽式信號以產生一個跟蹤誤差信號。
9.一種跟蹤控制方法，包括以下步驟通過一個物鏡將一個光束分裂為主光束和子光束並將該子光束和主光束會聚到具備至少一個軌跡的光碟上；通過一個兩部分主光束檢測單元來檢測由所述光碟反射的主光束；根據該兩部分主光束檢測單元輸出的差分信號來產生主光束推挽式信號；通過一個兩部分子光束檢測單元來檢測由所述光碟反射的子光束；根據該兩部分子光束檢測單元輸出的差分信號來產生子光束推挽式信號；通過一個偏移量檢測單元，根據所述主光束推挽式信號和子光束推挽式信號來檢測主光束推挽式信號相對於參考值的偏移量；根據由所述偏移量檢測單元所檢測的偏移量來修正所述主光束推挽式信號或子光束推挽式信號以產生跟蹤誤差信號；根據由所述偏移量檢測單元所檢測的偏移量來控制一個移動單元，使其可以沿著與所述至少一個軌跡基本垂直的方向偏移所述物鏡；以及根據所述跟蹤誤差信號來控制所述物鏡偏移單元，使其沿著與所述至少一個軌跡基本垂直的方向偏移所述物鏡。
全文摘要
一種跟蹤誤差信號產生裝置包括一個分裂和會聚單元，其用於將光束分裂為一個主光束和一個子光束；一個兩部分主光束檢測單元，其用於檢測由光碟反射的主光束；一個主光束推挽式信號產生單元，其用於產生一個主光束推挽式信號；一個兩部分子光束檢測單元，其用於檢測子光束；一個子光束推挽式信號產生單元，其用於產生子光束推挽式信號；一個偏移量檢測單元，其用於根據主光束推挽式信號和子光束推挽式信號來檢測主光束推挽式信號與參考值的偏移量；以及一個跟蹤誤差信號產生單元，其用於在偏移量的基礎上通過修正主光束推挽式信號或子光束推挽式信號來產生跟蹤誤差信號。
文檔編號G11B7/095GK1542778SQ20041003859
公開日2004年11月3日 申請日期2004年4月27日 優先權日2003年4月28日
發明者山田真一, 久世雄一, 渡邊克也, 近藤健二, 吉川昭, 一, 也, 二 申請人:松下電器產業株式會社