CN100354945C - 光盘设备和控制光盘设备的方法 - Google Patents

Abstract

这里公开了一种用于将光束应用到光盘表面并检测来自光盘表面的返回光束的光盘设备。该设备包括用于检测该返回光束的光检测器，光检测器具有：在垂直于光盘表面的轨道的方向上在返回光束的中心彼此分隔的第一分隔区和第二分隔区；和在垂直于轨道的方向上分别放置在第一分隔区和第二分隔区外面的第三分隔区和第四分隔区。第一分隔区和第二分隔区被如此放置以便使包含在返回光束中的第零阶光和第一阶光彼此重叠的区域不重叠。

Description

光盘设备和控制光盘设备的方法

技术领域

相关申请的交叉引用

本发明包含与在2004年8月18日向日本专利局提交的日本专利申请JP2004-238380和在2004年8月18日向日本专利局提交的日本专利申请JP2004-238381相关的主题，它们所有的内容合并在此作为参考。

本发明涉及光盘设备和控制光盘设备的方法，并且更具体地涉及用于将光束应用到光盘表面并用光检测器检测返回光束的光盘设备，以及控制这种光盘设备的方法。

背景技术

迄今为止，一些光盘设备包括根据所谓的三点过程操作的光学拾波器设备，三点过程用于沿着光盘上的记录轨道形成三个光点并基于来自从前后光点的返回光束检测跟踪误差信号35。如附图中的图19所示，光学拾波器设备具有发射激光束的激光器二极管2，该激光束由准直透镜3将激光转换成平行光束。接着由衍射光栅4将激光束转换成第零阶和第一阶主光束和辅助光束。这些主光束和辅助光束被束分裂器5反射，并且通过物镜6被应用以沿着轻微倾斜于盘7上的轨道的线形成三个光点，如附图中的图20所示。从该三个光点由盘7反射的返回光束穿过物镜6和束分裂器5，并且接着根据沿着返回光束的轨道方向上的光分量被透镜8聚焦在光检测器9，该光检测器9具有对应于三个光点的三个光检测区。

如图20所示，光检测器9的前后光检测区E、F分别检测两个辅助光束的光反射量，以生成跟踪误差信号35。特别地，两个辅助光束分别位于轨道中心的相对侧。当主光束的光点偏离轨道中心时，两个辅助光束的光反射量反相地改变，如附图中的图21A到21D所示。通过计算两个辅助光束的光反射量之间的差值(E-F)来检测跟踪误差信号35。

如图19以及从21A到21D所示的用于检测跟踪误差信号35的三点过程要求衍射光栅4(参看图19)被包括在用于形成辅助光束的光学拾波器设备的光学系统中，并且衍射光栅4需要被调整。因此，光学系统相对复杂。另外，因为从激光器二极管2发射的激光束被分成三个光束，在从激光器二极管2发射的激光束的总光量中的主光束的光量相对较小，结果，从激光器二极管2发射的激光束的利用率较低。

为了解决上述问题，已知推挽式过程，用于利用单个光束检测跟踪误差信号35(参看日本专利NO.3381873)。附图中的图22示出用于检测跟踪误差信号35的推挽式过程的原理。根据推挽式过程，入射光束被光盘上的凹坑或者凹槽衍射，并且远端场中的衍射光束的光量的分布被一个两段光检测器9检测，两段光检测器9的两个光检测区E、F取决于沿着衍射光束的轨道方向的光分量。

根据推挽式过程，当入射光束与凹坑或者凹槽对准时，由两段光检测器9的光检测区E、F检测的光量的分布彼此相等，如附图中的图22和图23B所示。当入射光束没有与凹坑或者凹槽对准时，如附图中的图23A或图23C所示，由光检测区E、F检测的光量的分布变得不对称。实际上，当入射光束点从轨道的中心向左或向右移置时，如图23A或图23C所示，由光检测区E、F检测的光量的分布变得不对称。因为在入射光束点以相反的方向从轨道中心移置时该不对称被颠倒，所以由光检测区E、F检测的光量之间的差值被两段光检测器9检测，并且在时间上被平均以便使其本身任意使用各个凹坑属性，由此产生跟踪误差信号35。

用于根据推挽式过程检测跟踪误差信号35的光学系统不要求三点跟踪误差信号35检测过程的衍射光栅4(参看图19)。因此，简化了该光学系统和与之组合的电路布置。

如附图中图24A的实线所指示的，当物镜6的光轴与由束分裂器5向上反射的激光束的中心完全对齐时，由光检测器10检测的激光束的强度相对于其中心轴对称。但是，当物镜6在横向上移置时，如虚线所示，在光检测器10上形成的光束点例如在光检测器10上向左移动，引起由光检测器10检测的推挽式信号的DC偏移。

物镜6和固定物镜6的固定器板11以漂浮状态被弹性地支持。物镜6和固定器板11可径向移动(在图24A中向左或向右)，用于跟踪伺服，并且还可沿着光轴移动，用于聚焦伺服。固定器板11具有圆形孔12，在此定义用于修整在圆形图案中的激光束的基本中心的区域。因此，物镜6和具有圆形孔12的固定器板11可彼此一致地移动。当如图24A中虚线所指示的，物镜6和固定器板11被移动以将由孔12修整的激光束的中心区移置到虚线位置时，由光检测器10的左光检测区检测的光强度增加，并且由光检测器10的右光检测区检测的光强度减少。因此，由光检测器10检测的推挽式信号导出DC偏移。当在推挽式信号中导出此DC偏移时，该激光束一直被控制是偏移的，恶化了从光盘记录或再现的信号的信噪比。

当光盘7的表面垂直地位于激光束的光轴，如附图中图24B的实线指示的，由光盘7反射的光束与固定器板11中的孔12对齐地传播回来，并且被光检测器10检测。此时，由光检测器10的左右光检测区检测的光的强度彼此相等，因此在推挽式信号中没有导出DC偏移。当如图24B的虚线所指示的，光盘倾斜于激光束的光轴时，由光盘7反射的光束被移置到图24B中的虚线位置，切断由孔12修整的反射光束的左边部分。当修整的反射光束整体被移动到不在其从此处部分的光检测器10的左右光检测区时，由光检测器10的右光检测区检测的光强度减少，尽管由光检测器10的左光检测区检测的光强度保持不变。特别地，因为没有反射光束被应用到光检测器10的右光检测区的新月形状的部分，由光检测器10的右光检测区检测的光强度下降。因此在推挽式信号中导出DC偏移，并且该激光束一直被控制是偏移的，还恶化了从光盘记录或再现的信号的信噪比。

在细节上，应当参考日本专利NO.3381873和日本专利公开NO.Hei 11-25482。

发明内容

本发明的一个愿望是提供一种光盘设备，用于产生跟踪误差信号而不需要其光学系统中的光栅，以及一种控制这种光盘设备的方法。

本发明的另一个愿望是提供一种光盘设备，用于消除在物镜径向移动时生成的跟踪误差信号的DC分量，以及一种控制这种光盘设备的方法。

本发明的又一个愿望是提供一种光盘设备，用于移除在光盘被倾斜以移置反射光束的光轴时生成的跟踪误差信号的DC分量，以及一种控制这种光盘设备的方法。

本发明的又另一个愿望是提供一种光盘设备，用于有效地移除当推挽式过程检测跟踪误差信号时添加到误差信号的DC分量的偏移，以及一种控制这种光盘设备的方法。

本发明的再又一个愿望是提供一种光盘设备，用于即使当在尺寸上减小的第一阶光束点在垂直于光盘上的轨道的方向上彼此接触或彼此重叠地被保持在光检测器的中心区域时，也消除跟踪误差信号的DC分量，以及一种控制这种光盘设备的方法。

本发明的进一个愿望是提供一种光盘设备，用于基于来自两个光检测器的输出信号的组合来产生跟踪误差信号和聚焦误差信号，沿着由光盘反射的返回光束的光路布置所述两个光检测器，以及一种控制这种光盘设备的方法。

根据本发明的实施例，提供一种用于将光束应用到光盘表面并检测来自光盘表面的返回光束的光盘设备，包括用于检测返回光束的光检测器，该光检测器具有在垂直于光盘表面的轨道的方向上在返回光束的中心彼此分隔的第一分隔区和第二分隔区，和在垂直于轨道的方向上分别放置在第一分隔区和第二分隔区外面的第三分隔区和第四分隔区，第一分隔区和第二分隔区被如此放置以便使包含在返回光束中的第零阶光和第一阶光彼此重叠的区域不重叠。

根据本发明的另一个实施例，提供一种用于将光束应用到光盘表面并检测来自光盘表面的返回光束的光盘设备，包括用于检测返回光束的第一光检测器和第二光检测器，沿着返回光束的光路布置第一光检测器和第二光检测器，第一光检测器和第二光检测器的每一个具有在垂直于光盘表面的轨道的方向上在返回光束的中心彼此分隔的第一分隔区和第二分隔区，和在垂直于轨道的方向上分别放置在第一分隔区和第二分隔区外面的第三分隔区和第四分隔区，第一分隔区和第二分隔区被如此放置以便使包含在返回光束中的第零阶光和第一阶光彼此重叠的区域不重叠。

根据本发明的又一个实施例，提供一种用于将光束应用到光盘表面并检测来自光盘表面的返回光束的光盘设备，包括用于检测返回光束的第一光检测器和第二光检测器。沿着返回光束的光路布置第一光检测器和第二光检测器。第一光检测器具有在垂直于光盘表面的轨道的方向上在返回光束的中心彼此分隔的第一分隔区和第二分隔区，和在垂直于轨道的方向上分别放置在第一分隔区和第二分隔区外面的第三分隔区和第四分隔区。第一分隔区和第二分隔区被如此放置以便使包含在返回光束中的第零阶光和第一阶光彼此重叠的区域不重叠。第二光检测器具有在垂直于轨道的方向上布置在返回光束的中心的第五分隔区，和在垂直于轨道的方向上放置在第五分隔区外面的第六分隔区和第七分隔区。

根据本发明的又另一个实施例，提供一种用于将光束应用到光盘表面并检测来自光盘表面的返回光束的光盘设备，包括用于检测返回光束的光检测器。该光检测器至少具有在垂直于光盘表面的轨道的方向上相对于返回光束的中心对称的第一和第二对分隔区。第一对分隔区被如此放置以便使包含在返回光束中的第零阶光和第一阶光彼此重叠的区域不重叠，并且被放置在只应用第零阶光的区域中。第二对分隔区被布置在应用第一阶光的区域中。

第一对分隔区可被放置以便使第零阶光和第一阶光彼此重叠的区域不重叠，并且可被放置在只应用第零阶光的区域中、在轨道方向在沿着从在轨道方向上的返回光束的中心起的轨道被移置的区域中。第一对分隔区可被分别布置在轨道方向上的返回光束的中心的相对侧上。可替换地，第一对分隔区可被分别布置在轨道方向上的返回光束的中心的相对侧之一上。

根据本发明的再另一个实施例，提供一种用于将光束应用到光盘表面并检测来自光盘表面的返回光束的光盘设备，包括用于检测返回光束的第一光检测器和第二光检测器。沿着返回光束的光路布置第一光检测器和第二光检测器。第一光检测器至少具有在垂直于光盘表面的轨道的方向上相对于返回光束的中心对称的第一和第二对分隔区。第一对分隔区被如此放置以便使包含在返回光束中的第零阶光和第一阶光彼此重叠的区域不重叠，并且被放置在只应用第零阶光的区域中。第二对分隔区被布置在应用第一阶光的区域中。第二光检测器具有在垂直于轨道的方向上相对于返回光束的中心对称的一对分隔区，和与第一光检测器的第一对分隔区对准的中心未分隔区。

根据本发明的进一个实施例，提供一种用光检测器控制用于将光束应用到光盘表面并检测来自光盘表面的返回光束的光盘设备的方法。该光检测器具有在垂直于光盘表面的轨道的方向上在返回光束的中心彼此分隔的第一和第二分隔区，和在垂直于轨道的方向上分别放置在第一分隔区和第二分隔区外面的第三分隔区和第四分隔区。第一分隔区和第二分隔区被如此放置以便使包含在返回光束中的第零阶光和第一阶光彼此重叠的区域不重叠。该方法包括步骤：用来自第一分隔区的输出信号和来自第二分隔区的输出信号之间的差值来消除跟踪误差的DC分量；并用DC分量被消除的信号在光盘设备上执行跟踪控制。

可通过计算(A-D)-K(B-C)来生成跟踪误差信号，其中B、C、A、D分别表示来自第一分隔区、第二分隔区、第三分隔区和第四分隔区的输出信号，并且K表示比例常数或函数。

根据本发明的又进一个实施例，提供一种用第一光检测器和第二光检测器控制用于将光束应用到光盘表面并检测来自光盘表面的返回光束的光盘设备的方法。沿着返回光束的光路布置第一光检测器和第二光检测器，第一光检测器和第二光检测器的每一个具有在垂直于光盘表面的轨道的方向上在返回光束的中心彼此分隔的第一分隔区和第二分隔区，和在垂直于轨道的方向上分别放置在第一分隔区和第二分隔区外面的第三分隔区和第四分隔区，第一分隔区和第二分隔区被如此放置以便使包含在返回光束中的第零阶光和第一阶光彼此重叠的区域不重叠。该方法包括步骤：用第一光检测器或第二光检测器的来自第一分隔区的输出信号和来自第二分隔区的输出信号之间的差值来消除跟踪误差的DC分量；用DC分量被消除的信号在光盘设备上执行跟踪控制；根据来自第一光检测器和第二光检测器的输出信号的组合检测聚焦误差；并基于聚焦误差对被应用于光盘表面的光束执行聚焦控制。

根据本发明的再进一个实施例，提供一种用第一光检测器和第二光检测器控制用于将光束应用到光盘表面并检测来自光盘表面的返回光束的光盘设备的方法。沿着返回光束的光路布置第一光检测器和第二光检测器。第一光检测器具有在垂直于光盘表面的轨道的方向上在返回光束的中心彼此分隔的第一分隔区和第二分隔区，和在垂直于轨道的方向上分别放置在第一分隔区和第二分隔区外面的第三分隔区和第四分隔区。第一分隔区和第二分隔区被如此放置以便使包含在返回光束中的第零阶光和第一阶光彼此重叠的区域不重叠。第二光检测器具有在垂直于轨道的方向上布置在返回光束的中心的第五分隔区，和在垂直于轨道的方向上放置在第五分隔区外面的第六分隔区和第七分隔区。该方法包括步骤：用第一光检测器的来自第一分隔区的输出信号和来自第二分隔区的输出信号之间的差值来消除跟踪误差的DC分量；用DC分量被消除的信号在光盘设备上执行跟踪控制；根据来自第一光检测器和第二光检测器的输出信号的组合检测聚焦误差；并基于聚焦误差对被应用于光盘表面的光束执行聚焦控制。

根据本发明的还又进一个实施例，提供一种用光检测器控制用于将光束应用到光盘表面并检测来自光盘表面的返回光束的光盘设备的方法。该光检测器至少具有在垂直于光盘表面的轨道的方向上相对于返回光束的中心对称的第一和第二对分隔区。第一对分隔区被如此放置以便使包含在返回光束中的第零阶光和第一阶光彼此重叠的区域不重叠，并且被放置在只应用第零阶光的区域中。第二对分隔区被布置在应用第一阶光的区域中。该方法包括步骤：根据来自第一对分隔区的输出信号之间的差值来获得跟踪误差量的DC分量；用从根据来自第二对分隔区的输出信号之间的差值生成的跟踪误差量减去DC分量而产生的输出信号，在光盘设备上执行跟踪控制。

可基于B-C获得DC分量，并且基于(A-D)-K×(B-C)生成跟踪误差信号，其中B、C表示来自第一对分隔区的输出信号，A、D表示来自第二对分隔区的输出信号，并且K表示比例常数或函数。

根据本发明的另外一个实施例，提供一种用第一光检测器和第二光检测器控制用于将光束应用到光盘表面并检测来自光盘表面的返回光束的光盘设备的方法。沿着返回光束的光路布置第一光检测器和第二光检测器。第一光检测器至少具有在垂直于光盘表面的轨道的方向上相对于返回光束的中心对称的第一和第二对分隔区。第一对分隔区被如此放置以便使包含在返回光束中的第零阶光和第一阶光彼此重叠的区域不重叠，并且被放置在只应用第零阶光的区域中。第二对分隔区被布置在应用第一阶光的区域中。第二光检测器具有在垂直于轨道的方向上相对于返回光束的中心对称的一对分隔区，和与第一光检测器的第一对分隔区对准的中心未分隔区。该方法包括步骤：根据来自第一光检测器的第一对分隔区的输出信号之间的差值来获得跟踪误差量的DC分量；用从根据来自第一光检测器的第二对分隔区的输出信号之间的差值生成的跟踪误差量减去DC分量而产生的输出信号，在光盘设备上执行跟踪控制；并基于根据在来自第一光检测器的第二对分隔区的输出信号的和与第二光检测器的分隔区对的输出信号的和之间的差值而产生的聚焦伺服误差量，来对被应用于光盘表面的光束执行聚焦控制。

可从来自第一光检测器的第二对分隔区的输出信号的和减去来自第一光检测器的第一对分隔区的输出信号的和，并且可从来自第二光检测器的分隔区对的输出信号的和减去来自第二光检测器的中心区域的输出信号。可通过计算((A+D)-(B+C))-((F+H)-G)来生成聚焦误差信号，其中B、C表示来自第一光检测器的第一对分隔区的输出信号，A、D表示来自第一光检测器的第二对分隔区的输出信号，F、H表示来自第二光检测器的分隔区对的输出信号，G表示来自第二光检测器的中心区域的输出信号。

根据本发明的本实施例，提供一种用于将光束应用到光盘表面并检测来自光盘表面的返回光束的光盘设备。用于检测返回光束的光检测器具有在垂直于光盘表面的轨道的方向上在返回光束的中心彼此分隔的第一分隔区和第二分隔区，和在垂直于轨道的方向上分别放置在第一分隔区和第二分隔区外面的第三分隔区和第四分隔区。第一分隔区和第二分隔区被如此放置以便使包含在返回光束中的第零阶光和第一阶光彼此重叠的区域不重叠。

以上光盘设备能够在垂直于轨道的方向上用来自第一分隔区的输出信号和来自第二分隔区的输出信号之间的差值来消除跟踪误差的DC分量。

根据本发明的另外的实施例，提供一种用于将光束应用到光盘表面并检测来自光盘表面的返回光束的光盘设备。沿着返回光束的光路布置用于检测返回光束的第一光检测器和第二光检测器。第一光检测器和第二光检测器的每一个具有在垂直于光盘表面的轨道的方向上在返回光束的中心彼此分隔的第一分隔区和第二分隔区，和在垂直于轨道的方向上分别放置在第一分隔区和第二分隔区外面的第三分隔区和第四分隔区。第一分隔区和第二分隔区被如此放置以便使包含在返回光束中的第零阶光和第一阶光彼此重叠的区域不重叠。

以上光盘设备能够用第一光检测器或第二光检测器的来自第一分隔区的输出信号和来自第二分隔区的输出信号之间的差值来消除跟踪误差的DC分量，用DC分量被消除的信号在光盘设备上执行跟踪控制，根据来自第一光检测器和第二光检测器的输出信号的组合检测聚焦误差，并基于聚焦误差对被应用于光盘表面的光束执行聚焦控制。

根据本发明的又另外的实施例，提供一种用于将光束应用到光盘表面并检测来自光盘表面的返回光束的光盘设备，沿着返回光束的光路布置用于检测返回光束的第一光检测器和第二光检测器。第一光检测器具有在垂直于光盘表面的轨道的方向上在返回光束的中心彼此分隔的第一分隔区和第二分隔区，和在垂直于轨道的方向上分别放置在第一分隔区和第二分隔区外面的第三分隔区和第四分隔区。第一分隔区和第二分隔区被如此放置以便使包含在返回光束中的第零阶光和第一阶光彼此重叠的区域不重叠。第二光检测器具有在垂直于轨道的方向上布置在返回光束的中心的第五分隔区，和在垂直于轨道的方向上放置在第五分隔区外面的第六分隔区和第七分隔区。

以上光盘设备能够用第一光检测器的来自第一分隔区的输出信号和来自第二分隔区的输出信号之间的差值来消除跟踪误差的DC分量，用DC分量被消除的信号在光盘设备上执行跟踪控制，根据来自第一光检测器和第二光检测器的输出信号的组合检测聚焦误差，并基于聚焦误差对被应用于光盘表面的光束执行聚焦控制。

根据本发明的再又另外的实施例，提供一种用于将光束应用到光盘表面并检测来自光盘表面的返回光束的光盘设备，用于检测返回光束的光检测器至少具有在垂直于光盘表面的轨道的方向上相对于返回光束的中心对称的第一和第二对分隔区。第一对分隔区被如此放置以便使包含在返回光束中的第零阶光和第一阶光彼此重叠的区域不重叠，并且被放置在只应用第零阶光的区域中。第二对分隔区被布置在应用第一阶光的区域中。用来自第一对分隔区的输出信号之间的差值来获得跟踪误差量的DC分量，并用从根据来自第二对分隔区的输出信号之间的差值生成的跟踪误差量减去DC分量而产生的输出信号，在光盘设备上执行跟踪控制。

以上光盘设备因而能够用来自第一对分隔区的输出信号之间的差值来获得跟踪误差量的DC分量，并用从根据来自第二对分隔区的输出信号之间的差值生成的跟踪误差量减去DC分量而产生的输出信号，在光盘设备上执行跟踪控制。因此，防止光束点一直被控制是偏移的，并且防止从光盘记录或再现的信号的信噪比的恶化。

根据本发明的又再另外的实施例，提供一种用于将光束应用到光盘表面并检测来自光盘表面的返回光束的光盘设备。沿着返回光束的光路布置用于检测返回光束的第一光检测器和第二光检测器。第一光检测器至少具有在垂直于光盘表面的轨道的方向上相对于返回光束的中心对称的第一和第二对分隔区。第一对分隔区被如此放置以便使包含在返回光束中的第零阶光和第一阶光彼此重叠的区域不重叠，并且被放置在只应用第零阶光的区域中。第二对分隔区被布置在应用第一阶光的区域中。第二光检测器具有在垂直于轨道的方向上相对于返回光束的中心对称的分隔区对，和与第一光检测器的第一对分隔区对准的中心未分隔区。根据来自第一光检测器的第一对分隔区的输出信号之间的差值来获得跟踪误差量的DC分量，并用从根据来自第一光检测器的第二对分隔区的输出信号之间的差值生成的跟踪误差量减去DC分量而产生的输出信号，在光盘设备上执行跟踪控制。基于根据在来自第一光检测器的第二对分隔区的输出信号的和与第二光检测器的分隔区对的输出信号的和之间的差值而产生的聚焦伺服误差量，来对被应用于光盘表面的光束执行聚焦控制。

以上光盘设备因而能够用来自第一光检测器的第一对分隔区的输出信号和来自第一光检测器的第二对分隔区的输出信号来获得从其中移除DC分量的跟踪误差量，基于该跟踪误差量在光盘设备上执行跟踪控制，根据在来自第一光检测器的第二对分隔区的输出信号的和与第二光检测器的分隔区对的输出信号的和之间的差值获得聚焦伺服误差量，并基于该聚焦伺服误差量对被应用于光盘表面的光束执行聚焦控制。

通过下列描述并结合举例说明本发明优选实施例的附图，本发明上述及其他目标、特征和优点将变得明显。

附图说明

图1是根据本发明的光盘设备的方框图；

图2是光盘设备的光学拾波器的光学系统的垂直截面图；

图3是显示安装在束分裂器棱镜上的一对光检测器的布局的垂直截面图；

图4A和4B是显示光检测器的光检测区的图案的平面图；

图5A和5B是显示光检测器的光检测区的其它图案的平面图；

图6是用于根据光检测器的输出信号生成跟踪误差信号的处理电路的方框图；

图7是用于根据光检测器的输出信号生成聚焦误差信号的处理电路的方框图；

图8是用于根据光检测器的输出信号生成聚焦误差信号的另一个处理电路的方框图；

图9是显示光束点以及第零阶和第一阶光束如何彼此重叠的视图；

图10A和10B是显示在光检测器上检测的跟踪误差信号和光束点的图表；

图11A到11C是显示在光检测器上检测的光束点的平面图；

图12是显示光检测器的检测输出信号在由此检测的光束点的聚焦状态变化时如何变化的曲线图；

图13A到13C是显示根据另一个实施例的光检测器的光检测区的图案的平面图；

图14是用于根据光检测器的输出信号生成跟踪误差信号的处理电路的方框图；

图15是用于根据光检测器的输出信号生成跟踪误差信号的另一个处理电路的方框图；

图16是用于根据光检测器的输出信号生成聚焦误差信号的处理电路的方框图；

图17是用于根据光检测器的输出信号生成聚焦误差信号的另一个处理电路的方框图；

图18A和18B是显示在光检测器上检测的跟踪误差信号和光束点的图表；

图19是用于检测传统光盘设备的跟踪误差的光学系统的垂直截面图；

图20是显示根据三点过程的光盘上的光束点的位置和光检测器的光检测区的图案的图表；

图21A到22D是显示在三点过程中光束的光反射量的曲线图；

图22是说明用于检测跟踪误差的推挽式过程的原理的正视图；

图23A到23C是说明用于检测跟踪误差的推挽式过程的原理的平面图；

图24A到24B是显示当物镜横向地移置并且光盘被倾斜时生成偏移的方式的垂直截面图。

具体实施例方式

图1显示了以根据本发明的光盘设备的方框形式的整体示意图。如图1所示，光盘设备具有用于旋转光盘20的主轴电动机21和光学上面向光盘20的光学拾波器22。光学拾波器22包括物镜23、激光束源24、和光电检测器25。

通过与进给伺服电路29连接的进给电动机28，可在径向移动光盘20的光学拾波器22。光学拾波器22还与聚焦伺服电路30和跟踪伺服电路31关联。

光学拾波器22的光电检测器25输出RF信号34、跟踪误差信号35、和聚焦误差信号36。RF信号34被提供给主轴伺服电路37以便控制主轴电动机21，并还由信号处理器38处理。

光盘设备按如下操作：主轴电动机21围绕它自己的轴旋转光盘20，并且通过由进给伺服电路29控制的进给电动机28在径向移动光盘20的光学拾波器22。从激光束源24发射的激光束通过物镜23被应用于光盘20的表面，光盘20的表面反射通过物镜23被应用于光电检测器25的激光束。该光电检测器25生成RF信号34并将其提供给控制主轴电动机21的主轴伺服电路37。光电检测器25还生成跟踪误差信号35并将其提供给跟踪伺服电路31，跟踪伺服电路31径向移动光盘20的物镜23，用于跟踪控制。光电检测器25还生成聚焦误差信号36并将其提供给聚焦伺服电路30，聚焦伺服电路30沿着激光束的光轴移动物镜23，用于聚焦控制。来自光电检测器25的RF信号34也由产生再现的输出信号的信号处理器38处理。

将参考图2到4A、4B在下面描述光学拾波器22的细节。图2显示合并了用于根据推挽式过程检测跟踪误差信号35的光盘系统的光学拾波器22。从激光器二极管24发射的激光束由束分裂器棱镜41反射并穿过一个四分之一波长板42。该激光束接着被准直透镜43转换成平行光束，该平行光束由反射镜44反射并接着由在固定器板45中定义的孔46修整。激光束接着通过物镜23被应用于光盘20。由光盘20折射的返回光束穿过物镜23和孔46，并被反射镜44反射以便穿过准直透镜43和四分之一波长板42。返回光束接着穿过束分裂器棱镜41并被应用于光电检测器25的第一光检测器51。返回光束被束分裂器棱镜41的半透明反射镜表面48反射，并且被束分裂器棱镜41的全反射表面49反射，从而落在光电检测器25的第二光检测器52上。第一和第二光检测器51、52检测返回光束的相应的光量，并且基于检测的返回光束的光量产生光信号(RF信号)34、跟踪误差信号35和聚焦误差信号36。

第一和第二光检测器51、52被布置在束分裂器棱镜41的半透明反射镜表面48上隔开的间隔处。如图4A和4B所示，第一和第二光检测器51、52分别具有四个光检测区A到D，和四个光检测区E到H，用于根据沿着光盘20的轨道方向的返回光束的光分量来检测返回光束。第一光检测器51的光检测区B、C和第二光检测器52的光检测区F、G被成形为不与包含在返回光束中的第零阶光(直接反射的光)和第一阶光(衍射的光)的重叠区域对准。

图5A和5B显示了第一和第二光检测器51、52的光检测区的另一个图案。图5A所示的第一光检测器51具有类似于图4A所示的第一光检测器51的光检测区的四个光检测区A到D。但是，图5B所示的第二光检测器52具有三个光检测区E、F、G。这是因为跟踪误差信号35是根据第一光检测器51的输出信号生成的，并且聚焦误差信号36是根据第一和第二光检测器51、52的输出信号的组合生成的。第二光检测器52不需要切断DC分量以便产生聚焦误差信号36，并且不要求中心光检测区F被分隔成两个区。

通常，当光束点被应用到光盘20时产生返回光束，包含在该返回光束中的第零阶光(直接反射的光)和第一阶光(衍射的光)之间的重叠关系根据光盘20上的轨道记录密度而变化，如图9所示。特别地，只要光束点具有恒定直径，从诸如CD(压缩盘)或MD(迷你盘)具有较大轨道间距的光盘衍射的返回光束包含除轨道中心处之外在光束点中彼此重叠的第零阶光和第一阶光，以及只应用第零阶光的区域在垂直于轨道的方向上不存在。从诸如DVD(数字化视频光盘)、蓝色射线盘、HD-DVD等具有相比于光束点直径来说较小轨道间距的光盘衍射的返回光束包含在返回光束的光束点的中心区域中彼此不重叠的第零阶光和第一阶光。从具有更小的轨道间距的光盘衍射的返回光束包含在光束点中任何地方都彼此不重叠的第零阶光和第一阶光。在后一种情况下，不可能根据基于第一阶光的推挽式过程检测跟踪误差信号35。

根据本实施例，相比于光束点的轨道间距对应于如图9所示的中间间距，并且第零阶光和第一阶光在垂直于轨道的方向上在返回光束的光束点的中心区域中彼此不重叠。本实施例在于，用于检测返回光束的光检测器51的中心光检测区B、C被如此放置和成形以便使第零阶光和第一阶光彼此重叠的区域不重叠。

通过光检测区B、C被如此成形以便使第零阶光和第一阶光彼此重叠的区域不重叠并且还如图4A所示那样被成形，来自光检测器51的光检测区A、B的检测输出信号之间的差值由A-B表示，并且来自光检测器51的光检测区B、C的检测输出信号之间的差值由B-C表示(参看图10A)。

如上所述，因为图4A中的光检测器51的光检测区B、C被如此成形以便如图9所示那样使第零阶光和第一阶光彼此重叠的区域不重叠，所以光检测区B、C不易受第一阶光的影响，并因此不易受生成跟踪误差信号35的凹坑和凹槽的影响。因此，即使相对于光盘20移动物镜23，或者光盘20被倾斜以便移置返回光束的光轴，光检测区B、C通过消除DC分量(偏移)B-C也不易受如图10B所示的逆向影响。由此，可通过计算来自光检测区B、C的检测输出信号之间的差值B-C和计算(A-D)-K×(B-C)(参看图10B)来生成没有DC偏移的跟踪误差信号35。

图6显示了用于根据来自光检测器51、52的检测输出信号来生成跟踪误差信号35的电路。图6所示的电路具有三个减法器55、56、57和一个乘法器58，用于根据以上公式(A-D)-K×(B-C)生成跟踪误差信号35。可替换地，图6所示的电路可根据公式((A+B)-(C+D))-K×(B-C)生成跟踪误差信号35。

可根据来自光检测器51、52的检测输出信号的组合来生成图1所示的聚焦误差信号36。图11A到11C显示了在物镜23沿着光轴移动并被移置到正好聚焦的位置的相对侧时，在光检测器51、52上检测的光束点。在光检测器51、52上检测的光束点以相对于正好聚焦的位置以基本对称的形状被聚焦。

如图12所示，绘制出来自光检测器51、52的检测输出信号之间的差值。在正好聚焦的位置处，来自光检测器51、52的检测输出信号之间的差值基本为零。因此，可基于来自光检测器51、52的检测输出信号之间的差值偏离零多少来检测从正好聚焦的位置的位置偏离。这指明了，可根据来自沿着光路布置的光检测器51、52的检测输出信号之间的差值来生成聚焦误差信号36。

图7显示了用于根据来自图4A和4B所示的光检测器51、52的检测输出信号来生成聚焦误差信号36的电路。如图7所示的电路具有四个加法器61、62、63、64以及三个减法器65、66、67，用于根据公式(A+D)-(B+C)-((E+H)-(F-G))来生成聚焦误差信号36。

图8显示了用于根据来自图5A和5B所示的光检测器51、52的检测输出信号来生成聚焦误差信号36的另一个电路。如图8所示的电路具有三个加法器71、72、73以及三个减法器74、75、76，用于根据公式(A+D)-(B+C)-((E+G)-F)来生成聚焦误差信号36。

通过使用具有如图4A和4B或图5A和5B所示的成形的分隔光检测区的光检测器51、52，可以检测没有偏移的跟踪误差信号，即可以计算(A-D)-K×(B-C)以便检测跟踪误差信号35，即使物镜23被径向移动或者光盘20被倾斜以便移置返回光束的光轴。如果中心光检测区B、C、F、G被如此成形以便使第零阶光和第一阶光彼此重叠的区域不重叠，那么可通过计算(A-D)+(E-H)-K×((B-C)+(F-G))或(E-H)-K×(B-C)来检测跟踪误差信号35。

可通过计算光检测器51的外部光检测区A、D的检测输出信号的和(A+D)与光检测器51的内部光检测区B、C的检测输出信号的和(B+C)之间的差值以及光检测器52的外部光检测区E、H的检测输出信号的和(E+H)与光检测器52的内部光检测区F、G的检测输出信号的和(F+G)之间的差值之差，即(A+D)-(B+C)-((E+H)-(F+G))来检测聚焦误差信号36。

由光盘20折射的返回光束穿过物镜23并被反射镜44反射以便穿过准直透镜43和四分之一波长板42。返回光束接着穿过束分裂器棱镜41并被应用于第一光检测器51。返回光束被半透明反射镜表面48反射，并接着被全反射表面49反射，从而落在第二光检测器52上。第一和第二光检测器51、52检测返回光束的相应的光量，并且基于检测的返回光束的光量产生光信号(表示再现的输出的RF信号)34、跟踪误差信号35、和聚焦误差信号36。

如果第二光检测器52包括具有如图5B所示的三个光检测区E、F、G的三段光检测器，并且与第一光检测器51组合，那么可能通过计算(A+D)-(B+C)-((E+G)-F)来检测聚焦误差信号36。

下面将描述本发明的另一个实施例。如果凹坑序列相比于如图9所示的光束点来说更粗糙或者因为光学拾波器22的尺寸的减小，所以光束点相比于凹坑序列的间距在直径上减小，那么在轨道的方向上和垂直于轨道的方向上第零阶光和第一阶光在光检测区的中心区域彼此重叠或者彼此影响。因此，在轨道的方向上和垂直于轨道的方向上在光检测区的中心区域中，不存在第零阶光和第一阶光彼此不重叠的区域(具有图9中的更粗糙的凹坑序列的可检测状态(较大的调制))。因此在轨道方向上的光检测器的中心区域中，不可能基于来自分隔的光检测区对的检测输出信号之间的差值来产生用于切断DC分量的信号，分隔的光检测区对被如此放置和成形以便使第零阶光和第一阶光彼此重叠的区域不重叠。

其它实施例可应用于凹坑序列相比于如图9所示的光束点来说更粗糙或者光束点相比于凹坑序列的间距在直径上减小的情况，并且在轨道的方向上和垂直于轨道的方向上在光检测区的中心区域中，不存在第零阶光和第一阶光彼此不重叠的区域。其它实施例在于，在轨道的方向上和垂直于轨道的方向上第零阶光和第一阶光在光检测区的中心区域彼此重叠或者彼此影响，并且光检测器81具有如图13A、13B或13C中所示的光检测区B1、B2、C1、C2或B、C，它们被如此放置以便使包含在返回光束中的第零阶光和第一阶光彼此重叠的区域不重叠，并且被放置在只应用第零阶光的区域中。

特别地，如图13A所示的光检测器81具有光检测区B1、B2、C1、C2，它们被如此成形以便使包含在返回光束中的第零阶光和第一阶光彼此重叠的区域不重叠。对应于跟踪误差信号35的DC偏移分量的信号由如图18A所示的(B1+B2)-(C1+C2)，其中B1、B2、C1、C2指明来自光检测区B1、B2、C1、C2的检测输出信号。

因为光检测器81的光检测区B1、B2、C1、C2被如此成形以便使图9中所示的第零阶光和第一阶光彼此重叠的区域不重叠，所以光检测区B1、B2、C1、C2不易受衍射光的影响(第一阶光)，并因此不易受生成跟踪误差信号35的凹坑和凹槽的影响。因此，即使相对于光盘20移动物镜23，或者光盘20被倾斜以便移置返回光束的光轴时，光检测区B、C通过消除DC分量(偏移)(B1+B2)-(C1+C2)也不易受如图18B所示的逆向影响。由此，可通过计算来自光检测区B1、B2、C1、C2的检测输出信号之间的差值(B1+B2)-(C1+C2)和计算(A-D)-K×((B1+B2)-(C1+C2))(参看图18B)来生成没有DC偏移的跟踪误差信号35。

图14显示了用于根据来自图13A所示的光检测器81的检测输出信号来生成跟踪误差信号35的电路。如图14所示的电路具有三个减法器85、86、87、两个加法器88、89和一个乘法器90，用于根据以上公式(A-D)-K×((B1+B2)-(C1+C2))生成跟踪误差信号35。

图15显示了用于根据来自图13B或13C所示的光检测器81的检测输出信号的组合来生成跟踪误差信号35的电路。如图15所示的电路具有三个减法器93、94、95和一个乘法器96，用于根据公式(A-D)-K×(B-C)生成跟踪误差信号35。

可根据来自光检测器对81、82的检测输出信号的组合来生成图1所示的聚焦误差信号36。图11A到11C显示了在物镜23沿着光轴移动并被移置到正好聚焦的位置的相对侧时，在光检测器81、82上检测的光束点。在光检测器81、82上检测的光束点相对于正好聚焦的位置以基本对称的形状被聚焦。

如图12所示，绘制出来自光检测器81、82的检测输出信号之间的差值。在正好聚焦的位置处，来自光检测器81、82的检测输出信号之间的差值基本为零。因此，可基于来自光检测器81、82的检测输出信号之间的差值偏离零多少来检测从正好聚焦的位置起的位置偏差。这指明了，可根据来自沿着光路布置的光检测器81、82的检测输出信号之间的差值来生成聚焦误差信号36。

图16显示了用于根据来自图13A所示的光检测器81、82的检测输出信号的组合来生成聚焦误差信号36的电路。如图16所示的电路具有六个加法器99、100、101、102、103、104以及三个减法器105、106、107，用于根据公式(A+D)-(B1+B2+C1+C2+E)-((F+H)-G)来生成聚焦误差信号36。

图17显示了用于根据来自图13A或13B所示的光检测器81、82的检测输出信号的组合来生成聚焦误差信号36的电路。如图17所示的电路具有两个加法器110、111以及四个减法器112、113、114、115，用于根据公式(A+D)-E-((F+H)-G)来生成聚焦误差信号36。

通过使用具有如图13A、13B和13C所示的成形的分隔光检测区的光检测器81、82，可以检测没有偏移的跟踪误差信号，即可以计算(A-D)-K×((B1+B2)-(C1+C2))或(A-D)-K×(B-C)以便检测跟踪误差信号35，即使物镜23被径向移动或者光盘20被倾斜以便移置返回光束的光轴。如果光检测器81的中心光检测区B1、B2、C1、C2或B、C被如此成形以便使第零阶光和第一阶光彼此重叠的区域不重叠，那么可通过计算(A-D)+(F-H)-K×((B1+B2)+(C1+C2))或(F-H)-K×(B-C)来检测跟踪误差信号35。

可通过计算光检测器81的外部光检测区A、D的检测输出信号的和(A+D)与光检测器81的内部光检测区B1、B2、C1、C2或B、C的检测输出信号的和(B1+B2+C1+C2)或(B+C)之间的差值以及光检测器82的外部光检测区F、H的检测输出信号的和(F+H)与光检测器82的内部光检测区G的检测输出信号D之间的差值之差，即(A+D)-(B+C)-((F+H)-G)来检测聚焦误差信号36。

在说明的实施例中，本发明被应用于使用光盘20的光盘设备。但是，本发明的原理不限于使用光盘的光盘设备，而还可应用于磁光盘设备。

尽管详细显示和描述了本发明的特定优选实施例，但是应当理解在其中可作出各种变化和修改而不偏离所附权利要求的范围。

Claims (8)

1.一种用于将光束照射到光盘表面后由光检测器检测其返回光束的光盘设备，其特征在于：

轨道间距是对于所述光盘的轨道的间距所照射的所述光束的光束点相对小，在所述光检测器的轨道方向的中心部分其第零阶光和第一阶光不重叠的部分不在与所述轨道垂直的方向上的轨道间距，

所述光检测器在垂直于轨道的方向上具有相对于该方向的中心对称的至少两对分隔区，第一对分隔区形成在接受第一阶光的区域中，第二对分隔区形成在与第零阶光和第一阶光重叠的部分不重叠而只接受第零阶光的区域中，在垂直于所述轨道的方向的中心的所述第一对分隔区之间，在没有所述第二对分隔区的位置上形成与其他区域分区的中心区域，

从所述第二对分隔区的检测输出信号的差值获得跟踪误差量的直流分量，通过从根据所述第一对分隔区的检测输出信号的差值获得的跟踪误差量消除所述直流分量的输出信号来进行跟踪控制。

2.根据权利要求1所述的光盘设备，其特征在于：所述第二对分隔区形成在轨道方向的中心上以向轨道方向被移置的状态，与第零阶光和第一阶光重叠的部分不重叠而只接受第零阶光的区域中。

3.根据权利要求2所述的光盘设备，其特征在于：所述第二对分隔区在相对轨道方向的中心沿轨道方向的两侧上形成。

4.根据权利要求2所述的光盘设备，其特征在于：所述第二对分隔区在相对轨道方向的中心沿轨道方向的一侧上形成。

5.根据权利要求1所述的光盘设备，其特征在于：通过B-C获得直流分量，并且通过(A-D)-K×(B-C)运算跟踪误差信号，其中A、D表示所述第一对分隔区的输出信号，B、C表示所述第二对分隔区的输出信号，并且K表示比例常数或函数。

6.一种用于将光束照射到光盘表面后由光检测器检测其返回光束的光盘设备，其特征在于：

轨道间距是对于所述光盘的轨道的间距所照射的所述光束的光束点相对小，在所述光检测器的轨道方向的中心部分其第零阶光和第一阶光不重叠的部分不在与所述轨道垂直的方向上的轨道间距；

沿着所述返回光束的光路布置第一光检测器和第二光检测器；

所述第一光检测器在垂直于轨道的方向上具有相对于该方向的中心对称的至少两对分隔区，第一对分隔区形成在接受第一阶光的区域中，第二对分隔区形成在与第零阶光和第一阶光重叠的部分不重叠而只接受第零阶光的区域中，在垂直于所述轨道的方向的中心的所述第一对分隔区之间，在没有所述第二对分隔区的位置上形成与其他区域分区的中心区域；

所述第二光检测器具有在垂直于轨道的方向上相对于该方向的中心对称的一对分隔区，同时在与所述第一光检测器的第二对分隔区及所述中心区域对应的位置上具有中心未分隔的中心区域；

从所述第一光检测器的第二对分隔区的检测输出信号的差值获得跟踪误差量的直流分量，通过从根据所述第一光检测器的第一对分隔区的检测输出信号的差值获得的跟踪误差量消除所述直流分量的输出信号来进行跟踪控制；同时

通过由所述第一光检测器的第一对分隔区的输出信号之和与所述第二光检测器的一对分隔区的输出信号之和之间的差值而获得的聚焦伺服误差量，来进行聚焦控制。

7.根据权利要求6所述的光盘设备，其特征在于：从所述第一光检测器的第一对分隔区的输出信号之和减去所述第一光检测器的第二对分隔区的输出信号之和，并从所述第二光检测器的一对分隔区的输出信号之和减去所述第二光检测器的中心区域的输出信号。

8.根据权利要求6所述的光盘设备，其特征在于：通过((A+D)-(B+C))-((F+H)-G)来运算聚焦误差信号，其中A、D表示所述第一光检测器的第一对分隔区的输出信号，B、C表示所述第二对分隔区的输出信号，F、H表示所述第二光检测器的一对分隔区的输出信号，G表示中心区域的输出信号。

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