CN1129122C - 跟踪控制方法和装置 - Google Patents

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Abstract

用于对纹间表面/纹道记录系统的光记录介质提供稳定跟踪控制的跟踪控制方法和装置。在光记录介质上以摆动形状形成的纹间表面和纹道轨迹中从激光束照射的轨迹的每一侧检测摆动信号。将摆动信号相加和相减或相乘以产生用于跟踪控制的跟踪误差信号。跟踪误差信号根据光束基于纹间表面和纹道轨迹中线是向内圆周侧倾斜还是向外圆周侧倾斜具有正或负电压电平。

Description

跟踪控制方法和装置
技术领域
本发明涉及沿光记录介质中心跟踪激光束的跟踪控制系统，特别是涉及适用于具有摆动纹道信号轨迹的光记录介质的跟踪控制方法和装置。
背景技术
近来，光记录介质已普遍作为记录诸如视频和音频信息等之类信息的记录介质。这些光记录介质包括只读型盘，例如CD-ROM、DVD-ROM等，一次写入多次读取(WORM)型盘，例如CD-R、DVD-R等，和可重写型盘，例如CD-RW、DVD-RAW等。
如图1所示，只读型盘包括从盘的内圆周向其外圆周延伸的螺旋形轨迹2。用于显示记录信息的信息凹坑序列4定义在轨迹2上。信息凹坑序列4通常沿一条基准线排列成一条线并且总是在相邻轨迹之间保持距离。通常，用一束或三束系统跟踪控制重放只读型盘轨迹上的信息凹坑序列4。一束或三束系统跟踪控制允许光束根据轨迹宽度方向中信息凹坑序列的对称性跟踪该轨迹。
另一方面，在WORM型盘和可重写光盘中，由于不记录信息凹坑序列而提供用于跟踪控制的导向纹道。这种盘的一个例子是属于图2所示WORM型盘的CD-R。图2中的CD-R有以螺旋形状平行定义的纹间表面和纹道信号轨迹10和12。每个纹道信号轨迹12有一个摆动区，在摆动区中其两侧以相同相位摆动；而每个纹间表面信号轨迹10有一个摆动区，在摆动区中其两侧以不同相位摆动。从同相摆动区获得诸如纹道信号轨迹12等的物理位置之类的信息。因此，信息仅记录在纹道信号轨迹12上。在如上所述具有纹间表面和纹道轨迹10和12的盘中，由于区分了相邻轨迹10和12之间的边界，很容易进行跟踪控制，然而，由于信息仅记录在纹道信号轨迹12上，减小了记录容量。
为了增大具有纹间表面和纹道信号轨迹的盘的记录容量，已经开发了所谓的′纹间表面/纹道记录系统盘′，其中信息可记录在纹间表面和纹道这两种信号轨迹上，象图3所示的DVD-RAM。图3的DVD-RAM有纹间表面和纹道信号轨迹10和12，把这些信号轨迹分成多个定义将要记录的信息规模的扇区。每个扇区包括一个识别信息区，下文简称为″ID区″，其中由预置凹坑序列14记录地址信息和类似信息，记录区具有纹间表面或纹道轨迹10或12，以便在其上记录音频和视频用户信息。ID区的每个预置凹坑序列14被分成用于纹间表面轨迹的第一预置凹坑序列14a和用于纹道轨迹的第二预置凹坑序列14b。这些第一和第二预置凹坑序列14a和14b分别设置在纹间表面和纹道边界侧的延伸线。由于第一和第二预置凹坑序列14a和14b如上所述设置在纹间表面和纹道信号轨迹10和12边界侧的延伸线，当激光束跟踪纹间表面轨迹10以及纹道轨迹12时，光拾取器读取设置在当前跟踪的轨迹边界侧延伸线的所有第一和第二预置凹坑序列14a和14b。适当地处理以这种方式读取的两种预置凹坑序列14a和14b的两种识别信息信号，从而在光束定位在纹间表面轨迹10时，仅采用预置凹坑序列的任何一种，例如仅采用第一预置凹坑序列14a。因此，信息记录在纹间表面和纹道这两种轨迹10和12上。
为准确存取光盘，需要有一个跟踪控制装置以这样一种方式控制光束位置：即沿着纹间表面和纹道轨迹10和12的中线跟踪光束。推挽系统的跟踪控制装置通常用作这种跟踪控制装置。推挽系统跟踪控制装置根据从图5所示的双分区光电检测器20减去两个光电检测信号产生的跟踪误差信号Te进行跟踪。然而，当推挽系统跟踪控制装置用于如前所述的纹间表面/纹道记录系统的光盘时，推挽系统跟踪控制装置必须为纹间表面和纹道轨迹10和12中的任何一种倒置跟踪误差信号Te的极性。这是由于随着光束在直径方向移动，跟踪误差信号Te具有正(+)和负(-)幅度的事实造成的。参考图4，当光束位于内圆周中纹间表面轨迹10的中线和纹道轨迹12的中线之间时，跟踪误差信号Te为正(+)幅度；而当光束位于外圆周中纹间表面轨迹10的中线和纹道轨迹12的中线之间时，为负(-)幅度。因此，跟踪控制装置必须依据是必须沿纹间表面轨迹10还是纹道轨迹12跟踪激光束来相反地响应跟踪误差信号Te。具体地说，如果沿纹间表面轨迹10跟踪光束并且跟踪误差信号Te为负(-)极性，跟踪控制装置则必须向内圆周移动光束。否则，如果沿纹道轨迹12跟踪光束并且跟踪误差信号Te为负(-)极性，跟踪控制装置则必须向外圆周移动光束。结果是，推挽系统跟踪控制装置必须识别纹间表面和纹道轨迹，并当其用于纹间表面/纹道记录系统的光盘时根据识别结果控制跟踪误差信号的极性。
例如，如图5所示，用于纹间表面/纹道记录系统的光盘的推挽系统跟踪控制装置包括一个减法器22和一个串联到双分区光电检测器20的低通滤波器(LPF)24。双分区光电检测器20把纹间表面或纹道轨迹10或12反射的光束转换成电信号，以产生表示光分布状态的第一和第二光电检测信号。减法器22从双分区光电检测器20减去第一和第二光电检测信号以生成跟踪误差信号Te。如图4所示，跟踪误差信号Te随着光束在光盘直径方向的移动具有在正和负极性改变的波形。LPF24消除了跟踪误差信号Te中包括的高频噪声信号。
推挽系统跟踪控制装置进一步包括并联连接到LPF24的缓冲器26和倒相器28，用于选择缓冲器26和倒相器28中任何一个的输出信号的控制开关30，和串联连接到控制开关30的跟踪控制器32和跟踪传动装置34。缓冲器26缓冲来自LPF24的跟踪误差信号Te，倒相器28将来自LPF24的跟踪误差信号Te倒相，从而将倒相的跟踪误差信号Te′施加到控制开关30。控制开关30根据纹间表面/纹道(L/G)识别信号的逻辑值，即根据目前是沿纹间表面轨迹10还是纹道轨迹12跟踪光束，把来自缓冲器26的跟踪误差信号Te和来自倒相器28的倒相跟踪误差信号Te′中的任何一个传送到跟踪控制器32。然后，跟踪控制器32根据来自控制开关30的跟踪误差信号Te或倒相跟踪误差信号Te′控制将要施加到跟踪传动装置34的跟踪驱动信号。响应跟踪驱动信号的跟踪驱动器34在光盘直径方向移动物镜(未示出)，从而沿纹间表面或纹道轨迹10或12的中线跟踪光束。具有上述结构的推挽系统跟踪控制装置必须准确地识别是否沿纹间表面和纹道轨迹10和12中的任何一个跟踪光束，并且必须根据纹间表面/纹道识别结果有选择地倒相跟踪误差信号。
在如图3所示光盘的情况下，借助ID区中的预置凹坑序列14使纹间表面/纹道识别变为可能，但如果预置凹坑序列14有灰尘、缺陷和类似情况，由于不能准确地检测预置凹坑序列14的信号，使其变为不可能。这是由图3中防止沿纹间表面和纹道轨迹中线跟踪光束的推挽系统跟踪控制装置引起的。换句话说，应用于纹间表面/纹道记录系统的盘的常规跟踪控制方法仅当准确地进行纹间表面/纹道轨迹识别时才能确保稳定的跟踪控制。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种跟踪控制方法和装置，能够在没有纹间表面/纹道识别信号的情况下对纹间表面/纹道记录系统的光记录介质进行稳定跟踪控制。
本发明的另一个目的是提供适用于具有摆动纹间表面和纹道信号轨迹的光记录介质的跟踪控制方法和装置。
为实现本发明的这些和其它目的，根据本发明一个方面的跟踪控制方法包括相对于光束照射的轨迹的每一侧检测第一摆动信号和第二摆动信号；从第一摆动信号中减去第二摆动信号以产生差信号；对第一摆动信号和第二摆动信号求和以产生和信号；将差信号与和信号混合以产生混合信号；对混合信号积分以产生跟踪误差信号；和根据跟踪误差信号进行跟踪控制。
根据本发明另一方面的跟踪控制装置包括信号检测器，用于相对于光束照射的轨迹的每一侧检测第一摆动信号和第二摆动信号；减法器，用于从第一摆动信号中减去第二摆动信号以产生差信号；加法器，用于对第一摆动信号和第二摆动信号求和以产生和信号；混合器，用于将来自减法器的差信号与来自加法器的和信号混合；积分器，用于对来自混合器的输出信号积分以产生跟踪误差信号；和跟踪控制器，用于根据跟踪误差信号进行跟踪控制。
附图说明
从下面参考附图对本发明的详细描述中将使本发明的这些和其它目的显而易见，其中：
图1是只读型光盘轨迹结构的示意图；
图2是CD-R轨迹结构的示意图；
图3是DVD-RAM轨迹结构的示意图；
图4是表示跟踪误差信号根据光束位置的变化特性波形图；
图5是常规推挽系统跟踪控制装置的配置方框图；
图6是根据本发明一个实施例的跟踪控制装置的配置方框图；
图7是表示随着光束在光盘直径方向移动，图6的跟踪控制装置产生的跟踪控制信号的变化特性波形图；
图8A表明光束集中照射在轨迹中线上的状态；
图8B是当光束集中照射在轨迹中线上时图6所示的跟踪控制装置每个部分的波形图；
图9A表明从轨迹中线向其内圆周倾斜照射光束的状态；
图9B表明当从轨迹中线向其内圆周倾斜照射光束时图6所示跟踪控制装置每个部分的波形图；
图10A表明从轨迹中线向其外圆周倾斜照射光束的状态；
图10B表明当从轨迹中线向其外圆周倾斜照射光束时图6所示跟踪控制装置每个部分的波形图；和
图11是根据本发明一个实施例的光盘示意图。
具体实施方式
参考图6，示出根据本发明一个实施例的跟踪控制装置。该跟踪控制装置适用于对其中以恒定周期摆动纹间表面和纹道轨迹的光盘进行跟踪控制。换句话说，跟踪控制装置适用于对其中如图2所示连续形成纹间表面和纹道信号轨迹10和12的光盘，如图3所示间断形成纹间表面和纹道信号轨迹10和12的光盘等进行跟踪控制。另外，跟踪控制装置还可对以每转动一圈交错纹间表面和纹道信号轨迹10和12的方式形成螺旋形轨迹的光盘，和以从其内圆周向外圆周平行形成的纹间表面和纹道信号轨迹10和12的光盘进行跟踪控制。
现在参考图6，示出根据本发明的跟踪控制装置，包括并联连接到光电检测器40的第一和第二带通滤波器(BPF)42和44。光电检测器40将光盘(未示出)纹间表面或纹道轨迹反射的光束转换成电信号，以检测照射到纹间表面或纹道轨迹的光束的分布状态。为此，光电检测器40由用于基于纹间表面或纹道轨迹中线检测照射到外圆周部分的光通量的第一光电检测部件40A，和用于基于纹间表面或纹道轨迹中线检测照射到内圆周部分的光通量的第二光电检测部件40B构成。在第一光电检测部件40A产生照射到纹间表面或纹道轨迹外半圆周上的光通量的第一光电检测信号PD1，在第二光电检测部件40B产生照射到纹间表面或纹道轨迹内半圆周上的光通量的第二光电检测信号PD2。作为替换，光电检测器40可以由四或六个或更多光电检测部件组成。第一BPF42对来自第一光电检测部件40A的第一光检测信号PD1进行带通滤波，从而从第一光电检测信号PD1得到在纹间表面或纹道轨迹外圆周侧形成的外圆周方向摆动信号，下文称之为″第一摆动信号″WS1。同样，第二BPF42对来自第二光电检测部件40B的第二光检测信号PD2进行带通滤波，从而从第二光电检测信号PD2得到在纹间表面或纹道轨迹的内圆周方向形成的内圆周侧摆动信号，下文称之为″第二摆动信号″WS2。
跟踪控制装置进一步包括分别从第一和第二BPF42和44共同接收第一和第二摆动信号WS1和WS2的加法器46和减法器48，和用于接收加法器46和减法器48的输出信号的混合器50。加法器46把第一和第二摆动信号WS1和WS2相加以生成和信号SM；而减法器从第一摆动信号WS1减去第二摆动信号WS2以生成差信号SS。接下来，混合器50将来自加法器46的和信号SM与来自减法器48的差信号SS混合(相乘)，以检测跟踪误差信号ETe。跟踪误差信号ETe有向负极性部分或正极性部分全波整流的包络分量。由LPF52对该包络分量的跟踪误差信号ETe积分，以改变成恒定保持负电压电平或正电压电平的直流分量的跟踪误差信号DTe。
此外，跟踪控制装置包括串联连接到LPF52的跟踪控制器54和跟踪驱动器56。跟踪控制器54根据来自LPF52的跟踪误差信号DTe控制将要施加到跟踪驱动器56的跟踪驱动信号。响应跟踪驱动信号的跟踪驱动器56在光盘的直径方向移动物镜(未示出)，从而沿纹间表面或纹道轨迹10或12的中线跟踪光束。具体地说，在来自LPF52的跟踪误差信号DTe具有正电压电平时，跟踪控制器54以使光束向光盘内圆周侧移动的方式控制跟踪驱动信号。反之，在来自LPF52的跟踪误差信号DTe具有负电压电平时，跟踪控制器54以使光束向光盘外圆周侧移动的方式控制跟踪驱动信号。
图8A表明光束58集中照射在纹间表面或纹道轨迹10或12中线周围的状态。图8B示出当光束58照射在图8A所示轨迹上时，图6的跟踪控制装置每个部分的输出波形。在图8B中，从第一BPF42输出的第一摆动信号WS1具有与第二BPF44产生的第二摆动信号WS2相等的幅度且相位相反。因此，在加法器46产生的和信号SM保持在地电压(即0V)；而在减法器48产生的差信号SS具有对应于第一摆动信号WS1两倍的幅度。结果是，在混合器50产生的包络分量的跟踪误差信号ETe和在LPF52产生的积分跟踪误差信号DTe具有地电压(即0V)。
图9A表明光束58从纹间表面或纹道轨迹10或12的中线向内圆周侧倾斜照射的状态。图9B示出当光束58照射在图9A所示轨迹上时，图6的跟踪控制装置每个部分的输出波形。在图9B中，从第一BPF42输出的第一摆动信号WS1的幅度比第二BPF44产生的第二摆动信号WS2的幅度小且相位相反。因此，在加法器46产生的和信号SM的幅度比在减法器48产生的差信号SS的幅度小且相位相反。结果是，在混合器50产生的包络分量的跟踪误差信号ETe具有负极性的全波整流包络分量。在LPF52产生的积分跟踪误差信号DTe同样保持恒定的负电压电平。跟踪控制器54根据具有负电压电平的积分跟踪误差信号DTe向外圆周移动光束58。
图10A表明光束58从纹间表面或纹道轨迹10或12的中线向外圆周侧倾斜照射的状态。图10B示出当光束58照射在图10A所示轨迹上时，图6的跟踪控制装置每个部分的输出波形。在图10B中，从第一BPF42输出的第一摆动信号WS1的幅度比第二BPF44产生的第二摆动信号WS2的幅度大且相位相反。因此，在加法器46产生的和信号的幅度比在减法器48产生的差信号SS的幅度小且相位相同。结果是，在混合器50产生的包络分量的跟踪误差信号ETe具有正极性的全波整流包络分量。在LPF52产生的积分跟踪误差信号DTe同样保持恒定的正电压电平。跟踪控制器54根据具有正电压电平的积分跟踪误差信号DTe向内圆周侧移动光束58。
如上所述，在轨迹每侧上采用摆动信号的跟踪控制方法和装置按跟踪误差信号的原状对其进行利用，不需要辨别纹间表面/纹道轨迹。这是由于在图7所示信号轨迹的宽度方向(即盘的半径方向)中的跟踪误差信号DTe中，在基于纹间表面信号轨迹中线的左和右侧中的极性与在基于纹道信号轨迹中线的左和右侧中的极性相同的事实造成的。例如，当对图3所示的光盘进行根据本发明实施例的跟踪控制时，没有摆动区的标题字段需要借助指示该字段的窗口信号停止跟踪控制。
现在参考图11，示出根据本发明一个实施例的光盘。图11的光盘是能够采用上述跟踪控制装置的只读型盘。在图11的光盘中，信号轨迹60包括根据轨迹基准线在其每一侧以摆动形状定义的信息凹坑62。信息凹坑62根据信号轨迹60的中线在每一侧摆动，以使信号轨迹60的每个边界侧以相同相位摆动。把在信号轨迹60上定义的凹坑宽度W和摆动变化空间Δi调节到适合于由一种驱动装置跟踪的值，这种驱动装置等同于用于具有以相同相位摆动的纹间表面和/或纹道信号的光盘，即图2或图3的光盘每一侧的驱动装置。例如，可设定凹坑宽度W为300nm并可设定摆动变化空间Δi为40nm。换句话说，摆动变化宽度Δi的值比凹坑宽度W的值小。作为替换，可将凹坑宽度W和摆动变化空间Δi调节成与上述值不同的值。
当光束以沿轨迹基准线行进的方式照射到具有如上所述轨迹结构的光盘上时，检测到与额定频带对应的摆动信号WS。所检测的摆动信号WS具有与在具有相同相位摆动区图2中的纹道信号轨迹12、或在图3中的纹间表面和纹道信号轨迹10和12检测的摆动信号相同的波形。因此，可利用驱动图2或图3的盘的盘驱动装置驱动图11的盘。另外，也可利用与图1所示光盘相同的盘驱动装置驱动图11的盘。换句话说，可改变根据本发明一个实施例的光盘用作图1至图3的光盘。此外，根据本发明一个实施例的光盘中的信号轨迹60最好应用于图1中的只读型盘，但也可应用于诸如常规CD-R、DVD-RAM之类的可重写盘的新格式。例如，在图3的盘的情况下，如果以图11所示的摆动凹坑序列的形状定义标题字段上的预置凹坑序列，则以与记录字段相同的方式在标题字段进行根据本发明的跟踪控制。
如上所述，根据本发明的跟踪控制方法和装置比较纹间表面或纹道轨迹中预先形成的摆动信号的幅度，以检测跟踪误差信号。另外，根据本发明的跟踪控制方法和装置依据光束基于纹间表面和纹道轨迹的中线是向内侧倾斜还是向外侧倾斜产生具有正和负电压电平的跟踪误差信号。因此，根据本发明的跟踪控制方法和装置可在没有纹间表面/纹道轨迹识别的情况下进行稳定和准确的跟踪控制。
此外，在根据本发明的光记录介质，连续或间断的信息凹坑序列形成摆动信号轨迹，以使根据本发明的跟踪方法可应用于记录介质。另外，可用与诸如现有DVD-RAM之类的可重写光盘相同的盘驱动器重放根据本发明的光记录介质。换句话说，光记录介质可改变成诸如DVD-RAM和类似的可重写光盘。
虽然已通过上述附图中所示的实施例说明了本发明，本领域普通技术人员应该理解，本发明不限于这些实施例，而是可在不脱离本发明精神的情况下对其进行各种变化或改进。因此，本发明的范围将仅由所附权利要求和其等同物确定。

Claims (8)

1.一种跟踪控制方法，其中沿记录介质上以摆动形状形成的任何一个纹间表面和纹道轨迹的中线跟踪光束，所述方法包括步骤：
相对于光束照射的轨迹的每一侧检测第一摆动信号和第二摆动信号；
从第一摆动信号中减去第二摆动信号以产生一个差信号；
对第一摆动信号和第二摆动信号求和以产生一个和信号；
将差信号与和信号混合以产生一个混合信号；
对混合信号积分以产生一个跟踪误差信号；和
根据跟踪误差信号进行跟踪控制。
2.一种跟踪控制装置，其中沿记录介质上以摆动形状形成的任何一个纹间表面和纹道轨迹的中线跟踪光束，所述装置包括：
信号检测器，用于相对于光束照射的轨迹的每一侧检测第一摆动信号和第二摆动信号；
减法器，用于从第一摆动信号中减去第二摆动信号以产生一个差信号；
加法器，用于对第一摆动信号和第二摆动信号求和以产生一个和信号；
混合器，用于将来自减法器的差信号与来自加法器的和信号混合；
积分器，用于对来自混合器的输出信号进行积分以产生一个跟踪误差信号；和
跟踪控制器，用于根据跟踪误差信号进行跟踪控制。
3.根据权利要求2所述的跟踪控制装置，其中所述信号检测器包括：
一个光电检测器，用于将轨迹反射的光束转换成电信号，以产生第一光检测信号和第二光检测信号，第一光检测信号和第二光检测信号对应于轨迹的各一侧；
一个第一滤波器，用于对第一光检测信号滤波，以产生第一摆动信号；和
一个第二滤波器，用于对第二光检测信号滤波，以产生第二摆动信号。
4.根据权利要求2所述的跟踪控制装置，其中从光记录介质的内圆周向其外圆周平行地形成所述纹间表面和纹道轨迹。
5.根据权利要求2所述的跟踪控制装置，其中每转动一圈交替地排列所述纹间表面和纹道轨迹，以形成一条单一的螺旋轨迹。
6.根据权利要求2所述的跟踪控制装置，其中所述光记录介质具有连续摆动的纹间表面和纹道信号轨迹。
7.根据权利要求2所述的跟踪控制装置，其中所述光记录介质包括间断摆动的纹间表面和纹道信号轨迹，预置凹坑序列与纹间表面和纹道信号轨迹交错。
8.根据权利要求7所述的跟踪控制装置，其中所述预置凹坑序列是摆动的。
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