CN100380473C - 光盘装置和倾斜控制方法 - Google Patents

Abstract

一种光盘装置包括将光聚集在光盘的信息记录层上以形成光点的物镜，该信息记录层具有第一区域和第二区域，该第一区域具有第一轨道间距，该第二区域具有第二轨道间距。该装置还包括：使物镜倾斜的倾斜驱动器；将光点定位在目标轨道上的定位部件；检测光点距目标轨道的位置误差的位置误差检测器；倾斜检测校正部件，该部件根据在光点位于第一区域内的目标轨道上时检测到的第一位置误差和在光点位于第二区域内的目标轨道上时检测到的第二位置误差，计算倾斜误差信号；以及根据倾斜误差信号控制倾斜的倾斜控制器。

Description

光盘装置和倾斜控制方法

相关申请的交叉参考

本申请基于并要求2004年12月10日申请的在先日本专利申请号2004-359144的优先权的权益；该申请的全部内容在此引入作为参考。

技术领域

本发明涉及一种可记录和再现用于例如数字高清晰度视频数据或高品质电视(high-vision)视频数据的高密度信息的光盘装置。更具体地，本发明涉及一种可实现改进的调节光盘的倾斜状态的倾斜控制的光盘装置，以及一种倾斜控制方法。

背景技术

用于光盘的盘驱动器具有光头(即物镜)，该光头设置成在光盘插入盘驱动器时朝向该光盘的记录面。近年来，增加光盘的记录密度需要可在光盘的整个表面上即从内周向到外周向充分补偿(compensate)光头的倾角，在该光盘内可用短波长激光实现记录和再现。一种补偿倾角的方法被称为倾斜控制。光头的倾斜控制、焦点控制和跟踪控制(对准/定位控制)的组合允许向高密度光盘以及从高密度光盘记录和再现信息。

如日本专利申请公开号2003-217153的图11中公开的，一种传统的倾斜控制技术在跟踪之前进行倾斜控制。例如，日本专利申请公开号2003-217153公开了使用推挽跟踪误差信号进行倾斜补偿的倾斜控制。

为了实现上述的倾斜控制，必须已知与光头的倾角(倾斜)相对应的倾斜校正量和检测到的再现信号的幅值之间的关系。另一方面，日本专利申请公开号2000-311368公开了一种所谓的爬山(hill-climb)法，根据该方法，光头的倾斜改变为正角和负角，并选择校正量为最优的角度。

根据日本专利申请公开号2001-307359中公开的第三种传统技术，根据差分相位检测(DPD)信号和推挽信号之间的差生成用于倾斜控制的倾斜误差信号。这里，DPD信号可通过以下获得：发现来自于对角设置的光电检测器的信号的每个和，比较两个获得的信号的相位，并使用该相位差作为轨道位置误差信号。当根据DPD信号和推挽信号之间的差生成倾斜误差信号时，DPD信号和推挽信号都因该倾斜而偏移，并且还会受物镜位移影响。第三传统技术认为倾斜对DPD信号的影响不重要，并且发现DPD信号和推挽信号之间的差以便抵消物镜位移的影响，从而允许仅检测对DPD信号和推挽信号有不同影响的倾斜的分量。

但是，当将该第一种传统技术应用于例如直径为12厘米(cm)且能够使用蓝色激光存储高品质电视数据的光盘时，难以区分倾斜量和透镜位移量。因此，从推挽信号检测倾斜量不是一种可行的方法。此外，与该第一种传统技术不同的第二种传统技术在倾斜控制之前执行跟踪控制，并且在该倾斜控制中利用在该跟踪控制中获得的再现信号的幅值(见引用文献的图4)。在这种情况下，倾斜控制的精度会因跟踪控制的影响而恶化。另外，该第三种传统技术需要同时检测DPD信号和推挽信号，并且用于实现这种检测的电路结构非常复杂。

另外，在用于高密度信息记录的光盘例如能够使用蓝色激光存储高品质电视视频数据的12cm光盘中，难以检测倾斜量，并且不容易实现满意的倾斜控制。这种不便不仅会在一个表面上具有一个记录层的盘中出现，而且也会在一个表面上具有多个记录层的盘内出现，在这种盘中激光反射率降低会使此问题变复杂。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种光盘装置，其包括：将光聚集在光盘的信息记录层上以形成光点的物镜，该信息记录层具有第一区域和第二区域，该第一区域具有第一轨道间距，该第二区域具有与该第一轨道间距不同的第二轨道间距；使该物镜倾斜的倾斜驱动器；将光点定位在目标轨道上的定位部件；检测光点距该定位部件定位该光点的目标轨道的位置误差的位置误差检测器；倾斜检测校正部件，该部件根据在光点位于第一区域内的目标轨道上时该位置误差检测器检测到的第一位置误差和在光点位于第二区域内的目标轨道上时该位置误差检测器检测到的第二位置误差，计算倾斜误差信号；以及根据该倾斜检测校正部件计算的倾斜误差信号控制该倾斜驱动器的倾斜控制器，其中，该倾斜检测校正部件根据等式TiltErr＝(TEDoft-TELoft)/(K1-K2)计算倾斜误差信号，其中TiltErr是倾斜误差信号，TEDoft是该第一区域内的偏移量，TELoft是该第二区域内的偏移量，K1和K2是彼此不同的常数值，且K1和K2之间的相互增益关系可从光盘的光学特性中得出。

根据本发明的另一方面，一种倾斜控制方法，该方法包括：通过物镜将光聚集在光盘的信息记录层上以形成光点，该信息记录层具有第一区域和第二区域，该第一区域具有第一轨道间距，该第二区域具有与该第一轨道间距不同的第二轨道间距；将光点定位在第一区域的目标轨道上；检测光点距该光点所定位在的、在该第一区域内的目标轨道的第一位置误差；将光点定位在第二区域的目标轨道上；检测光点距该光点所定位在的、该第二区域内的目标轨道的第二位置误差；基于第一位置误差和第二位置误差计算倾斜误差信号；以及根据计算的倾斜误差信号控制使物镜倾斜的倾斜驱动器，其中，根据等式TiltErr＝(TEDoft-TELoft)/(K1-K2)计算倾斜误差信号，其中TiltErr是倾斜误差信号，TEDoft是该第一区域内的偏移量，TELoft是该第二区域内的偏移量，K1和K2是彼此不同的常数值，且K1和K2之间的相互增益关系可从光盘的光学特性中得出。

附图说明

图1是根据第一实施例的光盘装置的结构的框图；

图2是光盘(其类型为在一个表面上具有一个层)的一个示例的说明图；

图3是光盘(其类型为在一个表面上具有两个层)的另一个示例的说明图；

图4是光盘的轨道间距的结构的示例的示意图；

图5是根据光盘的中心偏差检测到的差分相位轨道误差信号的示例的说明图；

图6A示出在光盘朝物镜倾斜+0.8度时的差分相位轨道误差信号；

图6B示出在光盘朝物镜倾斜+0度时的差分相位轨道误差信号；

图6C示出在光盘朝物镜倾斜-0.8度时的差分相位轨道误差信号；

图7A～7B示出光盘的倾斜与该差分相位轨道误差信号的中心值之间的相关性；

图8A～8D示出在不同的光盘倾斜量(α＝-0.4，0.0，0.4和0.8)下检测到的差分相位轨道误差信号的波形；

图9是象限光电检测器检测到的差分相位轨道误差信号的示例的说明图；

图10是差分信号轨道误差信号的检测电路的结构的示例的说明图；

图11是差分相位轨道误差信号的示例的说明图；

图12是差分相位轨道误差信号的检测电路的结构的另一个示例的说明图；

图13是在访问系统读入区的过程中的信号变换的示例的说明图；

图14是根据光盘的中心偏差检测到的差分相位轨道误差信号的另一示例的说明图；

图15是轨道位置误差信号的示例的示意图；

图16是在根据第一实施例的光盘装置内向和从系统读入区记录和再现信息的流程图；

图17是在根据第一实施例的光盘装置内向和从数据区记录和再现信息的流程图；

图18是根据第一实施例的光盘装置内的倾斜误差信号校正和倾斜控制的流程图；

图19是示意性地示出光盘的凹陷的剖面形状的说明图；

图20A到20C示出在不同光盘倾角(-α，0，+α)下系统读入区内的加法器的输出信号的相位s；

图21A到21C示出在不同光盘倾角(-α，0，+α)下数据区内的加法器的输出信号的相位；

图22是根据第二实施例的光盘装置的结构的框图；及

图23是根据第二实施例的光盘装置内的位置确定的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图详细说明根据本发明的光盘装置以及倾斜控制方法的示例性实施例。

首先，将说明第一实施例。

根据第一实施例的光盘装置根据从光盘内的稍后说明的具有不同轨道间距的区域检测到的轨道位置误差信号的极性的差异，计算非常精确的倾斜误差信号。

图1是根据第一实施例的光盘装置100的结构的框图。如图1所示，光盘装置100向和从光盘101记录和再现信息，该光盘在一个表面上具有一个或多个信息记录层103、104。

光盘101是具有相位改变记录层作为信息记录层的可重写的介质，或具有由信息凹陷形成的信息记录层的仅能再现的介质，并且使用通过物镜105聚集的激光束在该光盘上或从该光盘记录和再现信息。信息记录通过例如标记长度记录实现，根据该标记长度记录可将信息记录在记录标记的边缘部分。

下面将详细说明光盘101的结构，根据第一实施例的光盘装置100在该光盘上或从该光盘记录和再现信息。

图2是在一个表面上具有一记录层的光盘的结构的示例的示意图，并且可通过根据第一实施例的光盘装置100在该光盘上记录以及从该光盘再现信息。如图2所示，该在一个表面上具有一记录层的光盘包括系统读入区、连接区和数据读入区，这些区域从最内部的周到最外部的周以此顺序设置。围绕数据读入区的外周形成数据区，该数据区用于实际存储将被记录和再现在广泛区域内的数据，该数据区还被数据读出区围绕。围绕该数据读出区形成连接区然后形成系统读出区。

这里，系统读入区是存储盘驱动器的控制所必需的信息等等的区域，而系统读出区是存储指示信息记录区域的末端的信息的区域。数据读入区是存储指示数据记录的开始的信息的区域，而数据读出区是存储指示记录数据的结束的信息的区域。数据区是记录实际数据在其上并从其再现实际数据的区域，并且连接区是不记录信息并设置在数据区和系统读入区之间的区域。

图3是在一个表面上具有两个记录层的光盘的结构的示例的示意图，并且可通过根据第一实施例的光盘装置100在该光盘上记录以及从该光盘再现信息。如图3所示，设置在当光盘安装在光盘装置100上时距离光头110更近的一侧上的第一层(L0层)包括位于最内部周的系统读入区，该系统读入区被连接区围绕，然后被数据读入区围绕。围绕该数据读入区在宽范围内形成该L0层的数据区，该数据区被数据中间区围绕。围绕该数据中间区形成连接区，然后形成系统中间区。

在该在一个表面上具有两个记录层的光盘的第二层(L1层)上，在最外部周处形成系统中间区，并且连接区和数据中间区以此顺序在该系统中间区内部形成。在宽范围内形成L1层的数据区，该数据区被该数据中间区围绕，并且在该数据区内部形成数据读出区。在该数据读出区内部，连接区和系统读出区以此顺序形成。

这里，数据中间区和系统中间区是用于存储指示从L0层到L1层的切换的信息的区域。

图4是光盘101的轨道间距的结构的示例的示意图。由信息凹陷502形成的水平线是一条信息轨道，并且信息轨道之间的间隔代表轨道间距。如图4所示，系统读入区的轨道间距比数据区的轨道间距宽。在根据第一实施例的光盘装置100内，可根据各个区域的稍后说明的轨道位置误差信号中的差异高精度地计算倾斜误差量。这种差异归因于结构本身。

根据第一实施例的光盘装置100可在其上记录信息和从其再现信息的光盘并不局限于上述那种光盘，只要该光盘构造成包含具有不同轨道间距的区域，例如轨道间距与数据区不同的系统读入区或系统读出区，则可在该光盘装置100上处理在两个表面上具有两个记录层的光盘，或者具有三个或更多记录层的光盘。

返回图1，根据第一实施例的光盘装置100包括主轴电动机102、物镜105、透镜驱动器106、光头110、操作放大电路111、定位部件112、相对位移计算器113、基准速度发生器114、速度检测器115、放大器116、粗调位置控制器117、访问控制器118、位置误差检测器119、补偿控制器120、编码器121、焦点控制器122、微调位置控制器123、倾斜控制器124、系统控制器125、编码器126、主轴电动机旋转控制器127、倾斜信号检测器128、补偿控制器129、倾斜补偿量存储部件130、中心偏差状态确定部件131、倾斜检测校正部件132和比较电路133。

主轴电动机102是使光盘101高速旋转的电动机。通常，可使用恒定线速度(CLV)在信息再现期间保持线性转速在恒定的水平上。物镜105将激光束聚集在光盘101的信息记录层103和104上。透镜驱动器106构造成围绕三个轴驱动物镜105，并且移动或倾斜该物镜105以便提高激光束通过物镜105聚集的光点的质量。

这里，透镜驱动器106的结构并不局限于该三轴结构，并且透镜驱动器106可构造成使光盘驱动部件的平台倾斜，或使光盘101与主轴电动机102一起倾斜。

光头110使用预定波长(例如650纳米(nm)或405nm)的激光束照射光盘101的预定信息记录层103和104以形成例如标记，从而实现信息记录或再现。光头110具有：微型镜107，该微型镜用于将激光束传递给光盘101以及传递光盘101反射的激光束；使用中继透镜或液晶元件校正激光束的散光的光学校正机构108；和光电检测器109。

光电检测器109具有多个光电检测单元作为其分隔部分，例如四个光电检测单元部分。光电检测器109执行光电子转换以检测光束在该信息记录表面上聚集的光点相对于光点目标位置的位置误差。该位置误差可分类为各种类型，例如指示焦点相对于信息记录表面的位移的焦点位置误差、指示沿该盘的径向的光点相对于目标轨道或信息凹陷位置位移的轨道位置误差，和指示盘面的倾斜相对于物镜105的光轴的位移的倾斜误差。

操作放大电路111放大光电检测器109提供的信号以检测各种位置误差。

定位部件112将光头110定位在光盘101上的目标轨道上。相对位移计算器113计数轨道位置误差信号以获得光头跨越过的信息轨道的数量。基准速度发生器114通过参照信息轨道的数量来计算光头移动到目标轨道所需的移动速度。速度检测器115用轨道位置误差信号的上升脉冲的时间间隔除信息轨道之间的间隔，以检测在光头通过每个轨道时的光头的移动速度。

比较电路133将基准速度发生器114生成的到目标轨道的移动速度与速度检测器115检测到的移动速度相比较。放大器116放大该比较电路133检查到的速度之间的差。

补偿控制器120、129计算对应于各种位置误差的控制操作的量，从而可在光盘101的信息记录层103、104上合适地形成光点。

粗调位置控制器117根据补偿控制器120计算出的控制操作的量驱动控制定位部件112，以在光盘101上的目标轨道上合适地形成光点。

访问控制器118与补偿控制器120和粗调位置控制器117配合，以控制实现对目标轨道的访问的定位部件112。位置误差检测器119从操作放大电路111提供的信号中检测上述各种位置误差。编码器121检测光头110在光盘101上的径向位置。

焦点控制器122控制物镜105的位移，以便激光束聚焦在光盘101的信息记录层103、104上以形成光点。

微调位置控制器123根据补偿控制器120计算的控制操作的量驱动控制透镜驱动器106，以便在光盘101的目标轨道上合适地形成光点。

倾斜控制器124根据补偿控制器120计算的控制操作的量驱动控制透镜驱动器106，以便在光盘101的目标轨道上合适地形成光点。

系统控制器125控制光盘装置100在光盘101上的信息记录和再现。

编码器126检测光盘101的角速度信号。主轴电动机旋转控制器127经由编码器126检测主轴电动机102的角速度，以根据检测结果控制主轴电动机102的旋转。

倾斜信号检测器128从位置误差检测器119检测到的轨道位置误差信号中检测倾斜误差信号。倾斜检测校正部件132校正倾斜信号检测器128检测的倾斜误差信号。倾斜补偿量存储部件130存储通过该倾斜检测校正部件132处理获得的校正的倾斜误差信号。

中心偏差(deviation)状态确定部件131根据主轴电动机旋转控制器127提供的旋转同步信号确定光盘101的中心偏差的状态。

在图1所示的根据第一实施例的光盘装置100中，为了在与在其上形成光点的信息记录层相同的信息记录层上记录和再现信息，必须允许访问光盘101的数据区内的预定位置。下面将概述访问光盘101的数据区内的预定位置的方式即访问顺序。

首先，通过访问控制器118临时启动根据位置误差检测器119检测的轨道位置误差信号执行的轨道位置控制，以开始访问操作。当启动轨道位置控制，并从粗调位置控制器117和微调位置控制器123之一将控制操作的量作为输入提供给定位部件112和透镜驱动器106之一时，光点开始沿光盘101的径向朝作为访问目标的轨道移动。光点的移动导致生成轨道位置误差信号，该信号用于控制该访问操作。

访问控制器118可通过总计被相对位移计算器113数字化的轨道位置误差信号的数字化版本，来找出光点为了访问目标轨道将移动通过的信息轨道的数量。访问控制器118根据作为访问的目标的信息轨道(目标轨道)的地址以及访问操作从其开始的信息轨道(当前轨道)的地址，预先计算光点为了到达目标轨道将移动通过的轨道的数量(目标访问数量)。从该目标访问数量(访问将通过的轨道的数量)减去光点已移动通过的轨道的数量，并得到剩余轨道的数量。访问控制器118查询这样计算的剩余轨道的数量，并且基准速度发生器114生成目标移动速度。

另一方面，当用轨道位置误差信号的数字化版本的上升脉冲的时间间隔除信息轨道之间的间隔时，每当光头通过轨道时，速度检测器115就检测光头的移动速度。比较电路133比较该检测的移动速度和上述的目标移动速度，以便使该检测的移动速度跟随该目标移动速度。移动速度和目标移动速度之间的差被放大器116适当地放大，并作为输入提供给粗调位置控制器117。此外，根据目标轨道和光点之间的位置关系，可经由访问控制器118将该差提供给微调位置控制器123以驱动透镜驱动器106。

当光点刚好在到达目标轨道之前时，访问控制器118再次禁止位置控制系统(以开启跟踪伺服)，补偿控制器120计算驱动透镜驱动器106的控制操作的量以便消除该轨道位置误差，并且将该计算出的控制操作的量提供给微调位置控制器123。此后，信号控制器125的信号处理系统读出实际到达的轨道的地址。如果读出的地址基本与目标信息轨道的地址相同，则访问操作结束。

接下来，将概述图1所示的根据第一实施例的光盘装置100内的检测倾斜误差信号的方式和倾斜控制方法。

主轴电动机102使光盘101旋转。主轴电动机旋转控制器127根据编码器126检测到的角速度信号，控制光盘的旋转以将光盘101的旋转数维持为预定数量。可经由物镜105从处于上述状态的光盘获得再现光束，该物镜处于焦点控制器122的聚焦控制之下。再现光束入射到光电检测器109、操作放大电路111，并进入位置误差检测器119。

位置误差检测器119检测聚焦误差和轨道误差。以离散的时间间隔例如200千赫(kHz)的采样间隔将检测到的位置误差的值提供给补偿控制器120。补偿控制器120根据聚焦误差补偿信号的相位，并将结果提供给焦点控制器122。这样得到的轨道位置误差信号提供给中心偏差状态确定部件131。当发现光盘101以偏心的状态附着在主轴电动机上时，倾斜信号检测器128获得对应于光盘旋转一圈的周期的轨道位置误差信号。例如当盘旋转数是大约20Hz时，以200KHz对轨道位置误差信号进行采样，结果是提取出10000个采样。

对这样获得的轨道位置误差信号进行滤波例如低通滤波(LPF)以便从中除去噪声。然后，可发现轨道位置误差信号的最大值和最小值，以及该信号的中间值。使用该中间值作为偏移信号，并通过倾斜检测校正部件132将该中间值转化成正确的倾斜误差信号。将该正确的倾斜误差信号提供给补偿控制器129，并对该信号进行相位补偿和增益放大。得到的信号被提供给倾斜控制器124。从而应用倾斜伺服，以便该中间值达到零。这里，因为当盘旋转的周期为20Hz时倾斜误差信号的采集间隔为20Hz，所以控制带宽是大约2Hz。因此，通过上述过程实现的倾斜控制是低带宽控制，其中控制带宽等于或小于旋转频率的大约十分之一。

从而，将倾斜操作量提供给倾斜控制器124，并然后提供给透镜驱动器106的倾斜补偿线圈(未示出)，以沿径向倾斜旋转的方向倾斜该物镜105。

图5是差分相位轨道误差信号的示例的说明图，该信号是当在根据第一实施例的光盘装置100内光盘101的中心偏离时，在光点501跟踪数据区内的信息凹陷502的同时检测到的。这里，差分相位轨道误差信号是根据例如下文将说明的DPD技术基于信号的相位差获得的轨道位置误差信号。

在图5的下部示出由光盘101的中心偏差导致的光点501相对于信息凹陷502的相对位移轨迹503。此外，在图5的上部示出然后观察到的波形。

当光盘101被主轴电动机102旋转，同时光点101聚焦在光盘101的信息记录表面上时，位置误差检测器119得到的轨道位置误差信号呈现如图5的上部内示出的波形。这样的波形是由于光盘101附着在主轴电动机102上时导致的轨道的中心偏差的影响而生成的。

图5的下部是光点501相对于光盘101的相对位移轨迹503的示意图。由于光盘101的中心偏差的影响，光点501从光盘101的位移周期性地改变。结果，得到的差分相位轨道误差信号变为如图5所示的根据光盘101的旋转周期周期性改变的周期信号。

图6A示出当光盘101朝物镜105倾斜+0.8度时可检测到的差分相位轨道误差信号。图6B示出当光盘101没有朝物镜105倾斜时可检测到的差分相位轨道误差信号。图6C示出当光盘101朝物镜105倾斜-0.8度时可检测到的差分相位轨道误差信号。

从图6A和6C可见，当光盘101朝物镜105的光轴倾斜时，差分相位轨道误差信号的幅值改变，从而从图6A和6C所示的图中可见，该差分相位轨道误差信号被观察为是其幅值具有偏移的中心值的信号。

图7A和7B示出光盘101的倾斜与差分相位轨道误差信号的中心值之间的相关性。如图7A所示，当光盘101的表面朝物镜105的光轴倾斜α度时，如图7B所示，差分相位轨道误差信号的信号电平相应于倾斜角α的大小而变化。在信号的峰-峰值、平均值或中心值中可类似地观察到这种信号变化。

图8A到8D示出在光盘101不同的倾斜量(α＝-0.4，0.0，0.4和0.8)下检测到的差分相位轨道误差信号的波形。图8A到8D示出这样的试验结果，在该试验中在物镜105的数值孔径(NA)为0.65，光盘101的表面距信息记录面的距离为0.6毫米(mm)以及激光束的波长(λ)为大约400nm的情况下，检查差分相位轨道误差信号与光盘101的倾斜之间的关系。上述图7B中的曲线图示出作为该试验的结果获得的差分相位轨道误差信号的中心值与光盘101的倾斜之间的关系。

如图7B的曲线图中所示，很清楚，即使在倾斜角α为等于或小于0.4的较小值时，差分相位轨道误差信号的中心值仍根据倾斜角α改变。此外，如图8D所示，在倾斜角α较大(α＝0.8)时差分相位轨道误差信号的幅值减小。

换句话说，当倾斜量中的变化大于预定值时，差分相位轨道误差信号的幅值以及中心值改变。然后，如果校正该差分相位轨道误差信号以消除该幅值变化，然后提取该信号的中心值，则可更精确地知道实际倾斜量。因此，希望在计算中心值之前，根据基准倾斜角α＝0归一化差分相位轨道误差信号的幅值。通过这种处理，可找到更精确的倾斜补偿量。

图9是当光点501位于轨道上时根据光电检测器109中发现的相位差检测的差分相位轨道误差信号的示例的说明图，该光电检测器是象限光电检测器。

当光点501通过信息凹陷502的中心时，如图9的中部所示，反射回光电检测器109的光的强度的分布是对称的。当光点501偏离中心地通过信息凹陷502时，如图9的左部和右部所示，反射回沿对角设置的光电检测器109A到109D的光的强度的分布变得不对称。借助于光强度的这种分布特性，可检测差分相位轨道误差信号。

更具体地，可根据DPD技术检测差分相位轨道误差信号。根据DPD技术，将从沿对角设置的光电检测器109A到109D得到的信号加起来，并比较这样获得的两个信号的相位。使用这样发现的相位差作为差分相位轨道误差信号。

图10是差分相位轨道误差信号的检测电路的示例性结构的说明图。DPD信号可由图10中所示的处理电路处理。在这种电路中，使用相位比较器1001比较通过加法器1002将沿对角设置的光电检测器109A和109C检测到的信号相加而得到的信号，与通过加法器1003将沿对角设置的光电检测器109B和109D检测到的信号相加而得到的信号的相位。相位比较的结果作为该处理电路的输出被提供为差分相位轨道误差信号。

图11是图10中所示的检测电路检测到的差分相位轨道误差信号的示例的说明图。如图11中所示，通过将沿对角设置的光电检测器109A和109C检测到的信号相加而得到的信号，与通过将沿对角设置的光电检测器109B和109D检测到的信号相加而得到的信号之间存在相位差。当例如使用给用于检测的电容充电的电路(即所谓的电荷泵电路)处理这种相位差时，可得到差分相位轨道误差信号。

图12是是差分相位轨道误差信号的检测电路的另一示例性结构的说明图。在图12中所示的检测电路中，没有将光电检测器109的沿对角设置的元件检测到的信号相加。相反，使用相位比较器1201、1202之一比较相邻光电检测器(109A&109D，109B&109C)上的检测信号的相位，并且通过加法器1203将该比较结果相加，以实现对差分相位轨道误差信号的检测。

图13是在访问光盘101的系统读入区期间信号例如差分相位轨道误差信号的变换的示例的说明图。

在图13中，自上而下示出在聚焦状态下检测的信号，在数据区内根据推挽技术检测的轨道位置误差信号，在连接区内检测的信号，用于将轨道位置误差信号的检测切换到DPD技术的信号，在系统读入区内根据DPD技术检测的轨道位置误差信号(差分相位轨道误差信号)。

下面，将概述在系统读入区内轨道位置误差信号的检测。

首先，当光盘101被主轴电动机102旋转时，定位部件112朝内周方向移动光头110，以便光头110到达可能的最里面的周位置。在此位置，将物镜105保持在光头110上的透镜驱动器106沿垂直于光盘101的表面的方向位移，以便光点聚焦在光盘101的信息记录面上，在该光点处激光束通过物镜105聚集。上述操作的控制可由焦点控制器122实现。

然后，光头110通过上述访问顺序位移，以便在数据区的最里面的周中形成光点。在光点位移到数据区的最里面的周的轨道时，启动位置控制，并驱动定位部件112或透镜驱动器106以朝内周进一步移动物镜105。当在此位移期间保持焦点控制时，可得到如图13的中心部分所示的连接区检测信号，并且可辨别数据区和系统读入区之间的连接区。从而，位移光头110，并且光点到达设置在光盘101的最里面的周的附近的系统读入区。

当光头到达系统读入区时，处理从光点反射的光的信号处理电路(未示出)将信息产生在系统读入区内。在该信号处理电路中，伺服信号处理电路(未示出)通过象限光电检测器(光电检测器109的一部分)接收从光点反射的光，通过位置误差检测器119处理该象限光电检测器的四个分隔部分的各自的信号输出，并检测用于跟踪伺服的轨道位置误差信号。

图14是根据光盘101的中心偏差检测的差分相位轨道误差信号的另一示例的说明图。图14的上部中的曲线示出当光头501在数据区外跟踪时检测到的差分相位轨道误差信号。

当光头110到达光盘101的系统读入区所在的径向位置时，光头110在该位置停留光盘101的一个旋转周期。当光盘101偏心地安装在光盘装置100上时，光点501通过系统读入区可生成如图14的上部的曲线所示的位置误差检测器119检测的差分相位轨道误差信号。即使当光点501仅在盘的旋转周期的一部分内通过系统读入区时，仍可生成差分相位轨道误差信号。只要得到中心值，这种信号就足够了。图14的上部的曲线中所示的差分相位轨道误差信号可被倾斜信号检测器128采样，并且可从该信号的最大值和最小值发现偏移量。然后，可将该偏移量用作倾斜误差信号以实现倾斜控制。

图15是在系统读入区内检测的轨道位置误差信号和在数据区内检测的轨道位置误差信号之间的差的示意图。图15的下部所示的波形代表在系统读入区内检测的轨道位置误差信号，而图15的上部所示的波形代表在数据区内检测的轨道位置误差信号。如图15所示，各个轨道位置误差信号的中心值的偏移量TELoft和TEDoft具有不同的极性。根据第一实施例的光盘装置100利用轨道位置误差信号的极性的差异计算倾斜误差量。下面将详细说明倾斜误差量的计算。

在系统读入区内检测的轨道位置误差信号的幅值与在数据区内检测的轨道位置误差信号的幅值不同。因此，为了精确检测该偏差量，希望归一化各个轨道位置误差信号的幅值以便获得精确的偏移量。

此外，只要可保证必需的信噪比(S/N)，则可使用DPD技术或者推挽技术检测轨道位置误差信号。倾斜误差信号的检测可通过获得轨道位置误差信号的PV(峰-峰值电压)中心值或平均值来实现。

接下来，将说明具有上述结构的根据第一实施例的光盘装置100进行的信息记录和再现。图16是在系统读入区内进行信息记录和再现的全过程的顺序的流程图。

首先，系统控制器125发送访问系统读入区的请求。然后，位置误差检测器119检测焦点误差信号(步骤S1601)，并且补偿控制器120调节该检测的信号的电偏移(步骤S1602)。此后，焦点控制器122根据补偿控制器120计算的控制操作的量开启聚焦伺服，以实现焦点控制(步骤S1603)。

然后，位置误差检测器119检测轨道位置误差信号(步骤S1604)。倾斜检测校正部件132将位置误差检测器119检测到的系统读入区内的轨道位置误差信号的偏移量存储在倾斜补偿量存储部件130内作为倾斜误差信号的校正值(步骤S1605)。在下文说明的倾斜误差信号的校正中参考该存储的倾斜误差信号的校正值。

此后，粗调位置控制器117和微调位置控制器123开启该跟踪伺服以实现跟踪(对准)控制(步骤S1606)。当跟踪变得稳定时，实现向或从该系统读入区记录或再现信息信号(步骤S1607)。

这里，在根据第一实施例的光盘装置100内，可根据传统使用的技术确定光头是否到达系统读入区。例如，可检查径向位置，或者查询光点的运动的历史。

图17是在数据区内进行信息记录和再现的全过程的顺序的流程图。

首先，系统控制器125发送访问数据区的请求。然后，位置误差检测器119检测焦点误差信号(步骤S1701)，并且补偿控制器120调节该检测的信号的电偏移(步骤S1702)。此后，焦点控制器122根据补偿控制器120计算的控制操作的量开启聚焦伺服，以实现焦点控制(步骤S1703)。

然后，位置误差检测器119检测轨道位置误差信号(步骤S1704)。在位置误差检测器119检测到轨道位置误差信号之后，倾斜检测校正部件132校正该倾斜误差信号(步骤S1705)，以通过倾斜控制器124开始倾斜伺服(步骤S1706)，以便确定倾斜伺服输出的值(步骤S1707)。下面将参照稍后说明的图18的流程图详细说明倾斜误差信号的校正以及倾斜控制。

在确定倾斜伺服输出之后，粗调位置控制器117和微调位置控制器123开启该跟踪伺服从而实现跟踪控制(对准/定位控制)(步骤S1708)。当跟踪变得稳定时，实现在数据区内记录或再现信息信号(步骤S1709)。

图18是倾斜误差信号的校正和倾斜控制的详细过程的顺序的流程图。

首先，定位部件112的编码器121检测光头110的径向位置(步骤S1801)。此后，焦点控制器122启动聚焦伺服(步骤S1802)，并且倾斜信号检测器128检测由该位置误差检测器119检测到的轨道位置误差信号的中心值作为数据区内的偏移量(步骤S1803)。

找到偏移量的特定方式如下。首先，仅启动焦点控制，并且针对盘旋转一圈对轨道位置误差信号进行采样。轨道位置误差信号是因光盘的中心偏差的影响而生成的。然后找到这些采样的中心值。从而，可得到与光盘101和物镜105的相对倾斜量有高相关性的偏移量。更具体地，仅针对光盘101旋转一圈的一个周期对轨道位置误差信号进行采样，并且找到该采样值的最大值和最小值。使用该最大和最小值的中间值作为偏移量。

然后，通过在访问系统读入区时使用倾斜补偿量存储部件130内存储的倾斜误差信号的校正值，该倾斜检测校正部件132可校正偏移量，并设置该校正值为倾斜误差信号(步骤S1804)。

具体地，如下所述地计算倾斜误差信号的值。这里，数据区内的偏移量TEDoft和系统读入区内的偏移量TELoft与倾斜误差信号TiltErr之间的关系可由等式(1)和(2)表示：

TEDoft＝K1×TiltErr+α    (1)

TELoft＝K2×TiltErr+α    (2)

其中，α是除了倾斜误差信号之外的影响轨道位置误差信号的偏移量的因素的集合，并且其值是与区域类型无关的常数，即不管该区域是数据区还是系统读入区。另一方面，K1和K2是彼此不同的常数，它们之间的相互增益关系可从光盘的物理特性中得知。

具体地，系统读入区内的信号由深度与读入区内的凹陷相同而轨道间距与数据区内的轨道间距不同的一行凹陷产生。图19是光盘101的凹陷的剖面形状的示意图。如图19中所示，凹陷序列具有多种物理因素例如凹陷深度和轨道间距。通常，在仅能再现的盘内的凹陷序列内的凹陷深度为70-80nm，而在可重写盘内凹陷深度为40-50nm。在仅能再现的盘内的系统读入区内的轨道间距为0.68微米(μm)，而数据区内的轨道间距为0.4μm。

从而，凹陷序列在相同光盘上具有不同的轨道间距。然后，当光点以405nm的波长以及0.65的数值孔径(NA)形成，并且用如图10所示的电路检测轨道位置误差信号时，图10中所示的加法器1002和1003的输出信号的相位关系在具有不同轨道间距的区域内不相同。

该差异可归因于来自相邻轨道的影响的差异。当轨道间距宽时，即使光头稍微偏离轨道时，来自相邻轨道的凹陷的反射信号的泄漏比较不重要。因此，可检测到仅来自目标轨道的凹陷的反射信号。当轨道间距窄时，来自相邻轨道的凹陷的反射信号的泄漏在轨道偏移时增大，并且所得的泄漏更大，以至于会导致相位关系反转。

例如，在其中系统读入区内的轨道间距为0.68μm而数据区内的轨道间距为0.4μm的上述光盘内，可检测到相位关系的反转。但是，光盘的结构并不局限于此这种光盘。其中发生相位关系反转的具有轨道间距组合的任何光盘均可用于本发明的光盘装置。

图20A到20C和21A到21C分别是在检测系统读入区和数据区内的轨道位置误差信号时来自加法器1002和1003的信号之间的相位关系的说明图。在图20和21中，自上而下示出在光盘倾角为-α，0，+α时加法器1002和1003的输出。在每个图中，竖轴代表加法器1002和1003的输出信号(信号相位)，而横轴代表光点相对于轨道中心的位移量。

在图20A到20C中，加法器1002的输出信号由细线表示为信号2001和2004。加法器1003的输出信号由粗线表示为信号2002、2003和2005。当光盘倾角为0度时，加法器1002的输出信号与加法器1003的输出信号相同。

在图21A到21C中，由细线示出的输出信号2101和2104代表加法器1002的输出信号。由粗线示出的输出信号2102、2103和2105代表加法器1003的输出信号。其中，当盘倾角为0度时，加法器1002的输出信号与加法器1003的输出信号2103相同。

如图20A到20C和图21A到21C所示，与光点的位移量相对应的加法器1002和加法器1003的输出信号的强度在系统读入区和数据区内相反。当倾角为0度时，即使光点从轨道中心有位移，加法器1002的输出结果的相位与加法器1003的输出结果的相位相同。因此，例如仅处理根据上述DPD技术检测的差分相位轨道误差信号的相位比较的原始信息，并且得到校正的轨道位置误差信号。

但是，当存在光盘倾斜时，由于加法器1003和加法器1002的输出结果的相位信息依赖于倾角，所以同一盘内的一个区域与另一个区域内的相位关系不同。例如，系统读入区内的相位关系与数据区内的相位关系反转。参照等式(1)和(2)，此反转意味着K1的极性与K2的极性不同。

当在获得轨道位置误差信号时仅如上所述执行焦点控制时，轨道位置误差根据中心偏差的状态变化。结果，根据如图20A到20C和21A和21C中所示的依赖于倾斜状态的相位关系，检测加法器1002和1003的输出结果的相位差的平均值作为偏移量。

根据等式(1)和(2)，倾斜误差信号TiltErr可由等式(3)表示：

TiltErr＝(TEDoft-TELoft)/(K1-K2)    (3)

由于极性差异，所以分母(K1-K2)的绝对值大于在相同极性的情况下获得的值。因此，与分母较小时相比可高度精确地计算信号TiltErr。

在访问系统读入区时使用倾斜补偿量存储部件130内存储的倾斜误差信号的校正值，作为系统读入区内的偏移量TELoft。由于K1和K2已知，所以可通过将步骤S1803内检测的数据区内的偏移量TEDoft代入等式(3)，计算倾斜误差信号TiltErr。

因此，通过使用数据区内的偏移量TEDoft和系统读入区内的偏移量TELoft的极性的差异，可高度精确地计算倾斜误差信号，并且可消除除倾斜误差信号之外的影响轨道位置误差信号的偏移的因素α。

下面，倾斜控制器124启动倾斜伺服以便使倾斜误差信号为零，并且向透镜驱动器106的倾斜补偿线圈(未示出)提供操作量(步骤S1805)。倾斜控制器124确定倾斜误差信号是否为零(步骤S1806)。当倾斜控制器124确定倾斜误差信号不为零时(步骤S1806中的否)，则倾斜控制器124返回轨道位置误差信号的中心值检测并重复此过程(步骤S1803)。

当倾斜控制器124确定倾斜误差信号为零时(步骤S1806中的是)，保持当前输出值为倾斜补偿量(步骤S1807)，并且将该输出值和定位部件112的编码器121的输出一起存储在倾斜补偿量存储部件130内(步骤S1808)。

在根据第一实施例的光盘装置100中，使用数据区和系统读入区内的倾斜误差信号的校正值，该系统读入区的轨道间距与该数据区的轨道间距不同。但是，当系统读出区的轨道间距与该数据区的轨道间距不同时，可与系统读入区的信号类似地从系统读出区获得倾斜误差信号的校正量，并且将该校正量用于数据区内的倾斜误差信号的校正。

因此，在根据第一实施例的光盘装置100中，可利用具有不同轨道间距的区域内的偏移量的极性的差异，来消除除了倾斜误差信号之外的受轨道位置误差信号偏移影响的因素，从而允许精确计算倾斜误差信号的值。

接下来，将说明第二实施例。

根据第二实施例的光盘装置200利用从该光盘内的具有不同轨道间距的区域检测的轨道位置误差信号的极性的差异，并检测到多个区域具有不同的轨道间距。从而简化了区域检测的过程，并且允许有效地计算精确的倾斜误差信号。

图22是根据第二实施例的光盘装置2200的结构的框图。如图22中所示，光盘装置2200包括主轴电动机102、物镜105、透镜驱动器106、光头110、操作放大电路111、定位部件112、相对位移计算器113、基准速度发生器114、速度检测器115、放大器116、粗调位置控制器117、访问控制器118、位置误差检测器119、补偿控制器120、编码器121、焦点控制器122、微调位置控制器123、倾斜控制器124、系统控制器125、编码器126、主轴电动机旋转控制器127、倾斜信号检测器128、补偿控制器129、倾斜补偿量存储部件130、中心偏差状态确定部件131、倾斜检测校正部件132、比较电路133和位置确定部件2201。

根据第二实施例的光盘装置2200与根据第一实施例的光盘装置100的不同之处在于光盘装置2200包括位置确定部件2201。光盘装置2200的其他结构和功能与如图1的框图所示的光盘装置100的结构和功能相同，并且相同的元件由相同标号指示，因此不再重复其说明。

位置确定部件2201用于在轨道位置误差信号的偏移量的极性改变时，确定光点聚集在光盘101上的具有不同轨道间距的区域上。

接下来，将说明具有上述结构的根据第二实施例的光盘装置2200进行的信息记录和再现。图23是确定从数据区到系统读入区的转换的过程顺序，即确定当前访问的区域是否从数据区转换到系统读入区的过程的流程图。

首先，位置误差检测器119检测数据区内的焦点误差信号(步骤S2301)，并且焦点控制器启动聚焦伺服(步骤S2302)。然后，位置误差检测器119检测轨道位置误差信号(步骤S2303)，以检测轨道位置误差信号的偏移量(步骤S2304)。此后，在保持监控该偏移量的同时，粗调位置控制器117和微调位置控制器123使光头110朝内周移动(步骤S2305)。

然后，位置确定部件2201确定轨道位置误差信号的偏移量的极性是否改变(步骤S2306)。

当位置确定部件2201确定轨道位置误差信号的偏移量的极性没有改变时(步骤S2306中的否)，粗调位置控制器117和微调位置控制器123使光头110进一步朝内周的方向移动(步骤S2305)。当位置确定部件2201确定轨道位置误差信号的偏移量的极性改变时(步骤S2306中的是)，位置确定部件2201确定光头110到达系统读入区(步骤S2307)。

尽管在上述说明中，根据第二实施例的光盘装置2200被示出为访问系统读入区，该系统读入区的轨道间距与该数据区的轨道间距不同，但是，当系统读出区的轨道间距与数据区的轨道间距不同时，可根据相同的过程确定到系统读出区的转换。

因此，在根据第二实施例的光盘装置2200中，可与传统技术不同地，通过监控轨道位置误差信号的偏移量来容易地确定光点是否到达系统读入区，而无需获得径向位置上的数据或查询光点的移动历史。因此，可有效地计算非常精确的倾斜误差信号。

本领域的技术人员可容易想到额外的优点和修改。因此，本发明在更宽的范围内并不局限于文中示出和说明的具体细节和代表性的实施例。因此，可实现各种修改而不会背离由所附权利要求及它们的等效物限定的本发明总体构思的精神或范围。

Claims (9)

1.一种光盘装置，其包括：

将光聚集在光盘的信息记录层上以形成光点的物镜，该信息记录层具有第一区域和第二区域，该第一区域具有第一轨道间距，该第二区域具有与该第一轨道间距不同的第二轨道间距；

使该物镜倾斜的倾斜驱动器；

将光点定位在目标轨道上的定位部件；

检测光点距该定位部件定位该光点的目标轨道的位置误差的位置误差检测器；

倾斜检测校正部件，该部件根据在光点位于第一区域内的目标轨道上时该位置误差检测器检测到的第一位置误差和在光点位于第二区域内的目标轨道上时该位置误差检测器检测到的第二位置误差，计算倾斜误差信号；以及

根据该倾斜检测校正部件计算的倾斜误差信号控制该倾斜驱动器的倾斜控制器，

其中，该倾斜检测校正部件根据等式TiltErr＝(TEDoft-TELoft)/(K1-K2)计算倾斜误差信号，其中TiltErr是倾斜误差信号，TEDoft是该第一区域内的偏移量，TELoft是该第二区域内的偏移量，K1和K2是彼此不同的常数值，且K1和K2之间的相互增益关系可从光盘的光学特性中得出。

2.根据权利要求1的光盘装置，其特征在于，该第一区域是数据区，该第二区域是系统读入区。

3.根据权利要求1的光盘装置，其特征在于，该第一区域是数据区，该第二区域是系统读出区。

4.根据权利要求1的光盘装置，其特征在于，该装置还包括位置确定部件，该部件在第一位置误差的极性与该第二位置误差的极性不同时，确定该第一区域的轨道间距与该第二区域的轨道间距不同。

5.根据权利要求4的光盘装置，其特征在于，该位置误差检测器在该位置确定部件确定轨道间距不同时，检测该第一区域和第二区域中的每一个的位置误差。

6.根据权利要求5的光盘装置，其特征在于，该定位部件将该光点定位在该第一区域内的目标轨道上，并将光点定位在该第二区域内的目标轨道上，以及

该位置确定部件在该第一位置误差的极性与该第二位置误差的极性不同时，确定该光点从该第一区域到达该第二区域。

7.根据权利要求6的光盘装置，其特征在于，该位置确定部件在该第一位置误差的极性与该第二位置误差的极性不同时，确定该光点从数据区到达系统读入区。

8.根据权利要求6的光盘装置，其特征在于，该位置确定部件在该第一位置误差的极性与该第二位置误差的极性不同时，确定该光点从数据区到达系统读出区。

9.一种倾斜控制方法，该方法包括：

通过物镜将光聚集在光盘的信息记录层上以形成光点，该信息记录层具有第一区域和第二区域，该第一区域具有第一轨道间距，该第二区域具有与该第一轨道间距不同的第二轨道间距；

将光点定位在第一区域的目标轨道上；

检测光点距该光点所定位在的、在该第一区域内的目标轨道的第一位置误差；

将光点定位在第二区域的目标轨道上；

检测光点距该光点所定位在的、该第二区域内的目标轨道的第二位置误差；

基于第一位置误差和第二位置误差计算倾斜误差信号；以及

根据计算的倾斜误差信号控制使物镜倾斜的倾斜驱动器，

其中，根据等式TiltErr＝(TEDoft-TELoft)/(K1-K2)计算倾斜误差信号，其中TiltErr是倾斜误差信号，TEDoft是该第一区域内的偏移量，TELoft是该第二区域内的偏移量，K1和K2是彼此不同的常数值，且K1和K2之间的相互增益关系可从光盘的光学特性中得出。

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