CN1105383C - 伺服信号处理装置和光盘装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光聚焦误差信号为零时没有散焦的伺服信号处理装置和光盘装置，该伺服信号处理装置包括：第一光电检测装置，用于接收从光盘的信号记录平面反射回来的光束并输出电学信号；第二光电检测装置，用于接收反射回来的光束并输出电学信号；信号校正装置，用于对第一或第二光电检测装置输出的其中一个电学信号进行校正；以及信号比较装置，用于将第一或第二光电检测装置经信号校正装置输出的电学信号与其它光电检测装置输出的电学信号进行比较，并输出比较结果。

Description

伺服信号处理装置和光盘装置

发明领域

本发明涉及一种伺服信号处理装置，它根据光盘或磁光盘反射的激光束检测聚焦状态，由此进行聚焦伺服，本发明还涉及一种光盘装置。

背景技术

在普通记录和/或回放盘状记录媒体(例如光盘)上数据信号的光盘装置中，聚焦伺服是通过检测聚焦误差信号来完成的。

即，普通的光盘装置将激光束照射到光盘上并从光盘反射回来的激光束中检测出聚焦误差信号，据此进行聚焦伺服。

聚焦误差信号的检测由聚焦检测装置完成，聚焦伺服由光盘装置中提供的聚焦伺服装置完成。

上述聚焦检测装置例如可参见日本专利特许公报sho 60-217535。该聚焦检测装置向光盘发射激光束并接收从光盘信号记录平面反射的激光束用来检测聚焦误差信号。

即，如图1所示，在上述聚焦检测装置中，激光束出射于光源101并穿过分束器102与准直透镜103，而后由物镜104聚焦至光盘105的信号记录平面。

光盘105信号记录平面反射的激光束穿过物镜104和准直透镜103并由分束器102反射进入分束器106。

光束在分束器106分成两束分别为第一光电检测器107和第二光电检测器108接收。

第一光电检测器107和第二光电检测器108被放置在与激光聚焦点的共轭点(作为参考点)距离相等的前后位置上，从光盘105信号记录平面反射的激光束处于合适的聚焦状态。

如图2所示，第一光电检测器107和第二光电检测器108分别由三个光电检测块(107a，107b，107c和108a，108b，108c)组成。

这里的聚焦误差信号是通过电学信号的比较得来的，比较的对象分别是来自第一光电检测器107的光电块107a和107c的电学信号与来自第二光电检测器108的光电检测块108b的电学信号总和，以及来自第一光电检测器107的光电块107b的电学信号与来自第二光电检测器108的光电检测块108a和10bc的电学信号总和。聚焦伺服的目的是使该聚焦误差信号为零。

但是上述聚焦检测装置需要两个分束器102和106并且在结构上光源107、分束器102和106以及光电检测器107和108是分开放置的。因此这种光盘装置组装复杂，体积相当大而且成本也较高。

而且由于经过分束器106分束的激光束由光电检测器107和108接收用来检测聚焦误差信号，所以如果分束器106上反射膜的反射性质有任何变化，都会对光电检测器107和108检测到的光强有重大影响。

因此如果在分束器106制造过程中引入任何缺陷，都会使光电检测器107和108接收的光强出现偏差。这意味着即使聚焦误差信号为零也无法获得准确的聚焦状态。

也就是说，即使采用使聚焦误差信号为零的聚焦伺服功能，也会引起散焦从而使光盘上记录或回放的数据信号变差。

因此本发明的目标是提供一种当聚焦误差信号为零时没有散焦的伺服信号处理装置和光盘装置。

发明内容

按照本发明的一个方面，提供一种伺服信号处理装置，包括：第一光电检测装置，用于接收从盘状记录媒体的信号记录平面反射回来的光束并输出电学信号；第二光电检测装置，用于接收所述反射回来的光束并输出电学信号；信号校正装置，用于对所述第一光电检测装置或所述第二光电检测装置输出的其中一个电学信号进行校正；以及信号比较装置，用于将所述第一光电检测装置或所述第二光电检测装置经所述信号校正装置输出的电学信号与第一和第二光电检测装置中的另一个光电检测装置输出的电学信号进行比较，并输出比较结果。

按照本发明的另一个方面，提供一种光盘装置，包括：第一光电检测装置，用于接收从盘状记录媒体的信号记录平面反射回来的光束并输出电学信号；第二光电检测装置，用于接收所述反射回来的光束并输出电学信号；信号校正装置，用于对所述第一光电检测装置或所述第二光电检测装置输出的其中一个电学信号进行校正；以及信号比较装置，用于将所述第一光电检测装置和所述第二光电检测装置经所述信号校正装置输出的电学信号与其它光电检测装置输出的电学信号进行比较，并输出比较结果；双轴传动机构，用于沿聚焦方向和循迹方向移动物镜；以及聚焦伺服处理电路，用于根据输出的比较结果控制双轴传动机构。

按照本发明的另一个方面，提供一种光盘装置，包括：第一和第二光电元件部分，每一部分包括若干用于接收从盘状记录媒体的信号记录平面反射回来的光束的光电元件；第一光电检测装置，用于根据所述第一光电元件部分和所述第二光电元件部分提供的光电信号输出第一电学信号；第二光电检测装置，用于根据所述第一光电元件部分和所述第二光电元件部分提供的光电信号输出第二电学信号；信号校正装置，用于对所述第一光电检测装置和所述第二光电检测装置输出的其中一个电学信号进行校正；信号比较装置，用于将所述第一光电检测装置和所述第二光电检测装置经所述信号校正装置输出的电学信号与其它光电检测装置输出的电学信号进行比较，并输出比较结果；以及光头装置，所述光头装置根据所述信号比较装置输出的信号沿着聚焦方向移动物镜。

附图说明

图1为普通聚焦检测装置的框图。

图2为普通聚焦检测装置中光电检测器的框图。

图3为按照本发明实施例的伺服信号处理装置的框图。

图4为按照本发明实施例的光电检测器的框图。

图5为按照该实施例的增益校正电路框图。

图6为按照该实施例的增益计算电路框图。

图7为按照本发明另一实施例的光盘装置的框图。

具体实施例

以下借助附图详细描述本发明的实施例。

按照本发明第一实施例的伺服信号处理装置发射激光束、根据光盘反射的激光束检测聚焦误差信号并根据与聚焦误差信号对应的聚焦伺服信号进行聚焦。

图3为伺服信号处理装置的结构框图，该装置包括：接收光盘12反射的光束并输出电学信号的第一光电检测器1；接收反射的光束并输出电学信号的第二光电检测器2；第一计算放大电路5；第二计算放大电路3；对第二光电检测器2经第二计算放大电路3提供的电学信号进行校正的增益校正电路4；以及将增益校正电路4输出的电学信号与第一光电检测器1经第一计算放大电路5提供的电学信号进行比较并输出比较结果的误差检测电路6。

伺服信号处理装置进一步包括：第三计算放大电路7；由第二光电检测器2提供电学信号的第四计算放大电路8；由第四计算放大电路8提供电学信号的增益计算电路9；以及控制增益计算电路9的增益并根据增益控制电路9和第三计算放大电路7输出的电学信号控制增益校正电路4的增益的微处理器10。

伺服信号处理装置还包括提供带第一光电检测器1和第二光电检测器2的微棱镜检测器11；将激光束聚焦在光盘12信号记录平面上的物镜13；沿聚焦方向和循迹方向移动物镜13的双轴传动机构14；以及根据误差检测电路6输出的聚焦误差信号控制双轴传动机构的聚焦伺服处理电路15。

微棱镜检测器11由各种光学元件构成，它们一般提供于光头装置内并且经过集成化后减小了体积，从而降低了成本。微棱镜检测器11包括衬底16、发射激光束的半导体激光器17和包括反射平面18的棱镜19，该反射平面使得激光束射向光盘12。

从光盘12反射的光束穿过反射平面18并由位于微棱镜检测器11衬底16上的第一光电检测器1和第二光电检测器2接收。所形成的半透反射平面20覆盖了第一光电检测器1面向棱镜19的一面。半透反射平面20具有如下的光学性质：它使穿过反射平面18的其中50％反射光束进入第一光电检测器1而使另外的50％光束反射回去。

棱镜19提供有相对反射平面21。该相对反射平面21形成于棱镜19之上，而棱镜19位于穿过反射平面18并由半透平面20反射的光束焦点的共轭点处。

如图4所示，上述第一光电检测器由三个光电元件31、32和33组成，而每个光电元件都由矩形光电二极管构成。这三个光电元件31、32和33根据接收到的光强大小分别输出电学信号V31、V32和V33。

与第一光电检测器1一样，第二光电检测器也由三个光截取元件34、35和36组成，而每个光截取元件都由矩形光电二极管构成。这三个光截取元件34、35和36根据截取到的光强大小分别输出电学信号V34、V35和V36。

从光盘12反射的光束例如分别在第一光电检测器1和第二光电检测器2上形成光斑s1和s2。

光电检测器1和2输出的电学信号分别提供给计算放大电路3、5、7和8。

如图5所示，第一计算放大电路5包括接线端41和42，并且通过接线端41提供第一光电检测器1的电学输出信号V32而通过接线端42提供第一光电检测器1的电学输出信号V31+V33。在提供这些电学信号之后，第一计算放大电路5输出如下的电学信号V1。

                    V1＝V32-(V31+V33)

另一方面，第二计算放大电路3包括接线端43和44，并且通过接线端43提供第二光电检测器2的电学输出信号V35而通过接线端44提供第二光电检测器2的电学输出信号V34+V36。在提供这些电学信号之后，第二计算放大电路3输出如下的电学信号V2。

                         V2＝V35-(V34+V36)

电学信号V2提供给增益校正电路4。

值得注意的是第一计算放大电路5和第二计算放大电路3的增益相同。

增益校正电路4由计算放大电路a1、电阻r0、接地电阻rl和分别通过开关S2、S3、S4、S5和S6并联接地的电阻组r2、r3、r4、r5和r6。电阻r2、r3、r4、r5和r6的阻值相同。

开关S2、S3、S4、S5和S6由下面将要描述的微处理器10控制开启和关闭。

增益校正电路4输出的电学信号V3和第一计算放大电路5输出的电学信号V1输送至误差检测电路6。

误差检测电路6将电学信号V1与电学信号V3进行比较并输出如下的电学信号V4。

                  V4＝(V31+V33+V35)-(V32+V34+V36)

伺服信号处理装置采用该电学信号V4作为聚焦伺服时的聚焦误差信号。

如图6所示，第三计算放大电路7包括接线端51和52，并且通过接线端51提供第一光电检测器1的电学输出信号V31+V33而通过接线端52提供第一光电检测器1的电学输出信号V32。在提供这些电学信号之后，第三计算放大电路7输出如下的电学信号V11。

                          V11＝V31+V32+V33

另一方面，第四计算放大电路8包括接线端53和54，并且通过接线端53提供第二光电检测器2的电学输出信号V34+V36而通过接线端54提供第二光电检测器2的电学输出信号V35。在提供这些电学信号之后，第四计算放大电路8输出如下的电学信号V12。

                        V12＝V34+V35+V36

电学信号V12提供给增益计算电路9。

值得注意的是第三计算放大电路7和第四计算放大电路8的增益相同。

增益计算电路9的结构与增益校正电路4的相同。即，增益计算电路9由计算放大电路a1、电阻r0、接地电阻r1和分别通过开关S12、S13、S14、S15和S16并联接地的电阻组r2、r3、r4、r5和r6。该增益计算电路9改变了所提供的电学信号V12的增益并输出电学信号V13。

输出电学信号V13的输出端56与从第三计算放大电路7输出电学信号V11的输出端55与微处理器10相连。

微处理器10将电学信号V11与输出端55和56提供的V13相比较，并且根据该比较结果控制增益计算电路9的开关S12、S13、S14、S15和S16的开启和关闭并控制增益校正电路4的开关S2、S3、S4、S5和S6的开启和关闭。为此，微处理器10以类似方式同时控制增益计算电路9的开关S12、S13、S14、S15和S16和增益校正电路4的开关S2、S3、S4、S5和S6。

即，在微处理器10对开关S2、S3、S4、S5和S6的控制下，增益校正电路4向误差检测电路6输出电学信号V3。误差检测电路6将电学信号V1与根据电学信号V11和V13比较结果控制其增益的电学信号V3进行比较。聚焦伺服处理电路15根据该聚焦误差信号进行聚焦伺服。

具有上述结构的伺服信号处理装置根据光盘反射的光束进行聚焦伺服。

即，伺服信号处理装置在进行聚焦伺服时由半导体激光器17发射激光束。该激光束经反射平面18反射并到达物镜13。

激光束穿过物镜13并聚焦在光盘12的信号记录平面。信号记录平面反射的激光束作为反射光束通过物镜13并进入反射平面18。

反射光束穿过反射平面18到达半透反射平面20。一部分穿过半透反射平面20的反射光束由第一光电检测器1接收，而其余被半透反射平面20反射的光束到达相对的反射平面21，在那里经过反射后由第二光电检测器2接收。

第一光电检测器1的光电元件31、32、和33根据接收光束分别输出电学信号V31、V32和V33，而第二光电检测器2的光电元件34、35、和36根据接收光束分别输出电学信号V34、V35和V36。

电学信号V31、V32、V33、V34、V35和V36分别提供给计算放大电路3、5、7和8。

电学信号V31+V33通过接线端51输送至第三计算放大电路7，而电学信号V32通过接线端52输送至第三放大电路7。第三计算放大电路7输出上述电学信号V11作为计算结果。

另一方面，电学信号V34+V36通过接线端53输送至第四计算放大电路8，而电学信号V35通过接线端54输送至第四放大电路8。第四计算放大电路8输出上述电学信号V12作为计算结果。

而且电学信号V12还经过增益计算电路9作为电学信号V13输出。

电学信号V13和V11输送至微处理器10。微处理器10将电学信号V11与电学信号V13进行比较。如果发现电学信号V11与V13之间存在差异，则微处理器10根据差异开通或关断开关S12、S13、S14、S15和S16。

例如，开关S12、S13、S14、S15和S16一直处于关断状态直到接收到反射光束，并且微处理器根据条件从开关S2或者开关S6开始逐个开启开关。

对开关开通或关断的控制一直持续到电学信号V11与V13的值相等为止。

另一方面，电学信号V32通过接线端41而电学信号V31+V33通过接线端42提供给第一计算放大电路5。经过计算，第一计算放大电路5输出上述电学信号V1。

而且电学信号V35通过接线端43而电学信号V34+V36通过接线端44提供给第二计算放大电路3。经过计算，第二计算放大电路3输出上述电学信号V2。

电学信号V2输送至包括开关S2、S3、S4、S5和S6的增益校正电路4，这些开关受微处理器10的控制方式与增益计算电路9的开关S12、S13、S14、S15和SS16的相同。电学信号V2经过增益校正电路4后作为电学信号V3输出。

即，电学信号V3由增益校正电路4进行校正，其处理方式与增益计算电路9输出的电学信号V13的相同，在那里经过校正的电学信号V13与计算放大电路7输出的电学信号V11大小相同。

经过前述校正的电学信号V3和第一计算放大电路5输出的电学信号V1输送给误差检测电路6。误差检测电路6根据所提供的电学信号V1和V3输出聚焦误差信号V4。

伺服信号处理装置利用聚焦伺服处理电路15来进行聚焦，从而使聚焦误差信号V4为零。

因此即使棱镜19的半透反射平面20或者相对的反射平面21的反射率不均匀，也可以由微处理器10通过控制增益计算电路9的开关从而使电学信号V11和V13大小相等来弥补这种不均匀。即，通过微处理器的控制使得第一光电检测器1接收的总光强与第二光电检测器2接收的总光强相等。

与此同时，增益校正电路4的开关也由微处理器控制。因此电学信号V3经过校正，对上述反射率的不均匀进行了补偿。

如上所述，伺服信号处理装置能够根据对半透反射平面20或者相对的反射平面21的反射率不均匀(如果存在)作了补偿的电学信号来检测聚焦误差信号。因此即使半透反射平面20或者相对的反射平面21的反射率不均匀，伺服信号处理装置也可以防止散焦，由此进行聚焦误差信号为零的准确聚焦。

以下描述按照本发明第二实施例的光盘装置。

该光盘装置包括聚焦伺服信号处理装置71，该处理装置71根据从光盘反射的光束检测聚焦误差信号并以此进行聚焦伺服。这里的聚焦伺服信号处理装置71在结构上与前述第一实施例的相同。

如图7所示，聚焦伺服信号处理装置71包括：向光盘12的信号记录平面发射激光束并接收返回光束的光头装置72；检测聚焦误差信号的聚焦误差检测电路73；以及根据聚焦误差信号，沿聚焦方向移动光头装置72中双轴传动机构的聚焦伺服处理电路。聚焦伺服处理电路74由系统控制器79控制。

前述光头装置72由图3所示的微棱镜检测器11、物镜13和双轴传动机构14组成。

聚焦误差检测电路73由第一计算放大电路5、第二计算放大电路3、第三计算放大电路7、第四计算放大电路8、增益校正电路4、增益计算电路9、误差检测电路6和微处理器10组成。

如图7所示，光盘装置包括：对光头装置72中光电检测器1和2输出的电学信号进行整波的信号处理电路75；将输入的电学信号转换为数字信号的数字信号处理电路76；将输入的电学信号转换为模拟信号的D/A转换器；根据输入的数字信号对聚焦伺服处理电路74和循迹伺服处理电路78进行控制的系统控制器79；通过控制光头装置72内双轴传动机构14进行循迹的循迹伺服处理电路78；根据光电检测器1和2输出的电学信号检测循迹误差信号的循迹误差检测电路80；转动光盘12的转轴电机81；以及根据数字信号处理电路76输出的信号转动转轴电机81的转轴伺服处理电路。

光头装置72发射激光束，该激光束由光盘12的信号记录平面反射并射入光盘装置72中的微棱镜检测器11。

如图3所示，进入微棱镜检测器11的返回光束穿过半透反射平面20由第一光电检测器1接收。另一方面，经过半透反射平面20反射的光束由相对的反射平面21反射并由第二光电检测器2接收。

光电检测器1和2分别根据接收到的光束输出电学信号。这些电学信号输送至聚焦误差检测电路73、循迹误差检测信号80和信号处理电路75。

如在第一实施例所述，聚焦误差检测电路73检测经过校正的聚焦误差信号并输出聚焦误差信号，经过校正，第一光电检测器1接收的光束总量与第二光电检测器2接收的光束总量相等。聚焦伺服处理电路74根据该聚焦误差信号进行聚焦。

另一方面，循迹误差检测电路80根据第一和第二光电检测器1和2输出的电学信号检测并输出循迹误差信号。循迹伺服处理电路78根据循迹误差信号进行循迹。

输送至信号处理电路75的电学输出信号在数字信号电路76中转换为数字信号并经过例如D/A转换器77输出声音。

转轴伺服处理电路82根据数字信号处理电路76输出的控制信号控制转轴电机81的旋转。转轴电机81由此转动光盘。

前述光盘装置在记录或回放光盘上的数据信号过程中可以同时进行聚焦伺服和循迹伺服。

在上述光盘装置中，即使半透反射平面20或者相对的反射平面21的反射率不均匀，也可以将检测到的补偿不均匀的电学信号作为聚焦误差信号。这就防止了散焦。因此光盘装置能够以最小的损失记录和/或回放数据信号。

值得指出的是，在按照本发明的伺服信号处理装置和光盘装置中，可以采用变阻器来代替增益校正电路4和增益计算电路9中的电阻r2、r3、r4、r5和r6。在这种情况下，通过微处理器10的控制使得增益校正电路4中变阻器的阻值与增益计算电路9中变阻器的阻值相等。

而且在按照本发明的伺服信号处理装置和光盘装置中，增益校正电路4和增益计算电路9可以提供于第一计算放大电路5和第三计算放大电路7的电学信号输出侧。

而且在按照本发明的伺服信号处理装置和光盘装置中，第一光电检测器1和第二光电检测器2中的每一个都可以由信号光电元件构成。

在按照本发明的伺服信号处理装置和光盘装置中，可以通过将第一光电检测装置接收的光束量与第二光电检测装置接收的光束量进行比较来防止散焦。

Claims (9)

1.一种伺服信号处理装置，其特征在于包括：

第一光电检测装置，用于接收从盘状记录媒体的信号记录平面反射回来的光束并输出电学信号；

第二光电检测装置，用于接收所述反射回来的光束并输出电学信号；

信号校正装置，用于对所述第一光电检测装置或所述第二光电检测装置输出的其中一个电学信号进行校正；以及

信号比较装置，用于将所述第一光电检测装置或所述第二光电检测装置经所述信号校正装置输出的电学信号与第一和第二光电检测装置中的另一个光电检测装置输出的电学信号进行比较，并输出比较结果。

2.如权利要求1所述的伺服信号处理装置，其特征在于所述信号校正装置利用校正值来校正其中一个所述电学信号，经过利用所述校正值的校正，所述第一光电检测装置多个光束接收平面上接收的光束强度总和等于所述第二光电检测装置多个光束接收平面上接收的光束强度总和。

3.如权利要求1所述的伺服信号处理装置，其特征在于所述信号校正装置采用可变增益放大器来校正其中一个所述电学信号，所述可变增益放大器与所述第一光电检测装置的输出端和所述第二光电检测装置的输出端的其中一个相连。

4.一种光盘装置，其特征在于包括：

第一光电检测装置，用于接收从盘状记录媒体的信号记录平面反射回来的光束并输出电学信号；

第二光电检测装置，用于接收所述反射回来的光束并输出电学信号；

信号校正装置，用于对所述第一光电检测装置或所述第二光电检测装置输出的其中一个电学信号进行校正；以及

信号比较装置，用于将所述第一光电检测装置和所述第二光电检测装置经所述信号校正装置输出的电学信号与第一和第二光电检测装置中的另一个光电检测装置输出的电学信号进行比较，并输出比较结果；

双轴传动机构，用于沿聚焦方向和循迹方向移动物镜；以及

聚焦伺服处理电路，用于根据输出的比较结果控制双轴传动机构。

5.如权利要求4所述的光盘装置，其特征在于所述信号校正装置利用校正值来校正其中一个所述电学信号，经过利用所述校正值的校正，所述第一光电检测装置多个光束接收平面上接收的光束强度总和等于所述第二光电检测装置多个光束接收平面上接收的光束强度总和。

6.如权利要求4所述的光盘装置，其特征在于所述信号校正装置采用可变增益放大器来校正其中一个所述电学信号，所述可变增益放大器与所述第一光电检测装置的输出端和所述第二光电检测装置的输出端的其中一个相连。

7.一种光盘装置，其特征在于包括：

第一和第二光电元件部分，每一部分包括若干用于接收从盘状记录媒体的信号记录平面反射回来的光束的光电元件；

第一光电检测装置，用于根据所述第一光电元件部分和所述第二光电元件部分提供的光电信号输出第一电学信号；

第二光电检测装置，用于根据所述第一光电元件部分和所述第二光电元件部分提供的光电信号输出第二电学信号；

信号校正装置，用于对所述第一光电检测装置和所述第二光电检测装置输出的其中一个电学信号进行校正；

信号比较装置，用于将所述第一光电检测装置和所述第二光电检测装置经所述信号校正装置输出的电学信号与第一和第二光电检测装置中的另一个光电检测装置输出的电学信号进行比较，并输出比较结果；以及

光头装置，所述光头装置根据所述信号比较装置输出的信号沿着聚焦方向移动物镜。

8.如权利要求7所述的光盘装置，其特征在于所述信号校正装置利用校正值来校正其中一个所述电学信号，经过利用所述校正值的校正，所述第一光电元件部分的多个光电元件接收的光束强度总和等于所述第二光电元件部分的多个光电元件接收的光束强度总和。

9.如权利要求7所述的光盘装置，其特征在于所述信号校正装置采用可变增益放大器来校正其中一个所述电学信号，所述可变增益放大器与所述第一光电检测装置的输出端和所述第二光电检测装置的输出端的其中一个相连。

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