CN1179594A - 光盘装置和道跟踪误差信号计算电路 - Google Patents

光盘装置和道跟踪误差信号计算电路 Download PDF

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Abstract

道跟踪误差信号计算电路具有检测光电二极管的左右区域的检测信号的峰值并乘以－系数的峰值检测乘法电路,用于检测光束相对于盘片记录媒体的光道的偏离;用于通过从检测信号中减去这些乘法结果以去除偏置的减法电路和计算通过去除偏置(执行推挽操作)获得的信号的差并输出道跟踪误差信号的减法电路。通过把校直信号加到检测信号可以改变系数的值。为了将频率依赖性赋予该系数,通过滤波器将校直信号加到信号。

Description

光盘装置和道跟踪误差信号计算电路
本发明涉及小型光盘装置(CD)、CD-ROM、微型盘(mini disc)装置(MD：SONY的注册商标)，或者其它光盘装置。
此外，本发明涉及在光盘装置中运用的道跟踪误差信号计算电路。
将光头用于沿着光盘装置的盘片记录媒体的光道(导向槽)记录数据或读取记录的数据。在光头中，安装诸如半导体激光器、光电二极管(PD)、棱镜和物镜等光学部件。
当将数据记录到盘片记录媒体或从盘片记录媒体读取数据时，为了消除盘片记录媒体的表面振动和光道抖动及盘片驱动器的转盘的倾斜和进动造成的表面振动和抖动等的影响，执行聚焦伺服控制和道跟踪伺服控制。
在聚焦伺服控制中，相对于盘片记录媒体的表面，放置用于把从半导体激光器发射的激光光束聚焦(精确聚焦)在盘片记录媒体的记录表面上的物镜。
在道跟踪伺服控制中，沿着盘片记录媒体的径向放置光头以将从激光器发射的激光束定位在盘片记录媒体的所需光道上(使它不偏离光道(on-track))。
将聚焦误差信号用于聚焦伺服控制，而将道跟踪误差信号用于道跟踪误差控制。
通常，由推挽式系统计算由两个光电二极管检测的信号以计算道跟踪误差信号。
由于推挽式系统，在道跟踪误差信号中将会出现偏差。当存在偏差时，即使道跟踪误差信号指出0，如果通过运用那个道跟踪误差信号执行道跟踪伺服控制，那么半导体激光器的光束将偏离光道的中心，所以当进行道跟踪控制时，它具有控制差的缺点。
作为在道跟踪误差信号中出现偏差之后的因素，还存在物镜光轴的偏离、盘片记录媒体沿径向的倾斜、在盘片记录媒体上的槽形状的不对称，等等。
作为用于减小由上述因素引起的偏差的方法采取了各种对策。例如，参见《无线电技术人员》，由Morio Onoe，管理的“光盘技术”，载于第91到98页。
本申请的发明者发现为减小偏差仅仅上述的对策是不够的，而且还发现偏差仍然存在在道跟踪误差信号中。相应地，当运用由传统的推挽式系统计算的道跟踪误差信号时，遇到这样的问题，即，在光盘装置中不能进行精确和稳定的道跟踪伺服控制。
本发明的一个目的在于提供一种可以正确地计算在光盘装置中用到的道跟踪误差信号的电路和运用这种电路的光盘装置。
此外，本发明的另一个目的在于提供一种便于在其中调节信号的道跟踪误差信号计算电路。
此外，本发明的又一个目的在于考虑由光盘装置的结构引起的因素，优化便于在其中调节信号的光头和它的相关装置的结构。
根据本发明，提供一种用于计算光盘装置中的道跟踪误差信号的道跟踪误差信号计算电路，光盘装置具有用于从位于盘状记录媒体的光道中心两侧的区域输出第一及第二接收到的光检测信号的光接收装置，所述电路包括：第一计算电路、第二计算电路和第三计算电路。其中，第一计算电路用于检测来自光接收装置的第一接收到的光检测信号的峰值，并从第一接收到的光检测信号中减去由第一系数与峰值相乘获得的信号以计算第一计算信号；第二计算电路用于检测来自光接收装置的第二接收到的光检测信号的峰值，并从第二接收到的光检测信号中减去由第二系数与峰值相乘获得的信号以计算第二计算信号；而第三计算电路用于从第一计算信号中减去第二计算信号以计算道跟踪误差信号。
在本发明中，通过检测第一接收到的光检测信号的峰值，将系数与它相乘，并从原先的第一接收到的光检测信号减去它，消除包含在第一接收到的光检测信号中的偏置。对于第二接收到的光检测信号也是如此。当通过运用如此信号处理过的信号计算道跟踪误差信号时，可以消除偏置。
较佳的是，可以添加用于在第一计算电路中改变第一系数的第一系数改变电路。此外，较佳的是，可以添加用于在第二计算电路中改变第二系数的第二系数改变电路。光盘装置的特性存在着变化，所以可以改变系数，从而使它与光盘装置的特性相匹配。
更佳的是，可以响应于检测信号的频带而改变系数。特别是，可以改变系数，从而在低频区域中系数变大。
此外，根据本发明，提供一种光盘装置，它具有盘片记录媒体、光头、设置在光头外面的信号计算电路和用于执行把光头移到预定光道的位置控制的道跟踪控制装置。其中光头包括光学装置、光接收装置、第一计算电路、和第二计算电路，而信号计算电路具有从第一计算信号中减去第二计算信号以计算道跟踪误差信号的第三计算电路。其中，光学装置用于将会聚的光束发射到盘片记录媒体的记录表面；光接收装置用于从盘片记录媒体的记录表面接收位于盘片记录媒体的光道中心两侧的区域的返回光，并输出第一和第二接收到的光检测信号；第一计算电路用于检测来自光接收装置的第一接收到的光检测信号的峰值，并从第一接收到的光检测信号中减去由第一系数与峰值相乘获得的信号以计算第一计算信号；而第二计算电路用于检测来自光接收装置的第二接收到的光检测信号的峰值，并从第二接收到的光检测信号中减去由第二系数与峰值相乘获得的信号以计算第二计算信号。
如上所述划分构成元件，还用上述电路结构计算道跟踪误差信号并将它用于道跟踪伺服控制。
较佳的是，可以添加用于在第一计算电路中改变第一系数的系数改变电路。此外，较佳的是，可以添加用于在第二计算电路中改变第二系数的系数改变电路。光盘装置的特性存在着变化，所以可以改变系数，从而使它与光盘装置的特性相匹配。
更佳的是，根据检测信号的频带改变系数。特别是，可以改变系数，从而系数在低频区域中变大。
较佳的是，光接收装置具有沿着返回光的光轴设置的两个光接收元件；设置第一光接收元件，从而接收来自盘片记录媒体的记录表面在盘片记录媒体的光道中心两侧区域的返回光，并输出第一和第二信号；设置第二光接收元件，从而从接收来自盘片记录媒体的记录表面在盘片记录媒体的光道中心两侧区域的返回光，并从光轴的相应区域输出成反相关系的第三和第四信号；并且光接收装置将成同相关系的第三信号和第四信号相加，把它作为第一接收到的光检测信号输出，将成反相关系的第二信号和第三信号加到第一接收到的光检测信号，但相互成同相关系，并把它作为第二接收到的光检测信号输出。
当如上所述运用两个光接收元件时，可以提高共模噪声抑制比并提高噪声电阻。
根据本发明，提供在光盘装置中的道跟踪控制装置，光盘装置用于再现来自盘状记录媒体的信号，和/或用于将信号记录到盘状记录媒体，所述道跟踪控制装置包括：光会聚装置、光接收装置、第一计算装置、第二计算装置、系数改变装置、第三计算装置和道跟踪伺服装置。其中，光会聚装置用于会聚从光源向盘状记录媒体发射的光束；光接收装置包括第一和第二划分的光接收元件组，用于接收在盘状记录媒体处反射的光束以输出相应于位于盘状记录媒体的信号光道中心两侧的区域的第一和第二接收到的光检测信号；第一计算装置通过运用第一系数由光接收装置处检测到的第一接收到的光检测信号计算第一计算信号；第二计算装置通过运用第二系数由光接收装置处检测到的第二接收到的光检测信号计算第二计算信号；系数改变装置用于改变第一和第二系数；第三计算装置用于从第一和第二计算信号计算道跟踪误差信号；而道跟踪伺服装置通过运用在第三计算装置处算得的所述道跟踪误差信号对光会聚装置进行道跟踪伺服控制。
较佳的是，光聚集装置在盘状记录媒体上形成光束的单个光点。
此外，较佳的是，系数改变装置包括响应于第一和第二接收到的光检测信号的频率而改变第一和第二系数的电路。
根据本发明，还提供一种用于计算光盘装置中的道跟踪误差信号的道跟踪误差信号计算方法，所述光盘装置具有用于从位于盘状记录媒体的光道中心两侧的区域输出第一及第二接收到的光检测信号的光接收装置，所述方法包括下述步骤：从第一接收到的光检测信号检测第一接收到的光检测信号的峰值，并从该峰值减去由第一系数与峰值相乘获得的信号以计算第一计算信号；从第二接收到的光检测信号检测第二接收到的光检测信号的峰值，并从该峰值减去由第二系数与峰值相乘获得的信号以计算第二计算信号；对第一计算信号和第二计算信号或者两者之一进行计算，从而第一系数和第二系数或者两者之一响应于频带而改变；和通过从第一计算信号中减去第二计算信号生成道跟踪误差信号。
下面，通过参照附图对较佳实施例的叙述，将使本发明的这些及其它目的和特性变得更清楚，其中：
图1是示出激光耦合器的剖面和相对于位于激光耦合器上面的盘片记录媒体的光束路径的图；
图2是示出图1所示的两个光电二极管(前PD和后PD)的三分(three-division)区光电二极管的平面图；
图3是示出图1所示的光电二极管(前PD和后PD)的四分(four-division)光电二极管的平面图；
图4A至4C是示出当运用图3所示的四分区光电二极管时用于检测道跟踪误差信号的工作的图，其中图4A示出向(+)侧的偏离光道(detracking)状态；图4B示出不偏离光道的状态；而图4C示出向(-)侧的偏离光道状态；
图5是示出当物镜沿径向(道跟踪方向)偏离时推挽信号的图；
图6是示出由于盘片记录媒体的径向歪斜引起在光电二极管上的反射光光来的光点偏移情形的图；
图7是示出图4A至图4C所示的各种信号波形的图；
图8是示出用于计算本发明的道跟踪误差信号的第一实施例的电路的图；
图9是示出用于计算本发明的道跟踪误差信号的第二实施例的电路的图；
图10是示出在激光耦合器LC中的信号处理电路的实际电路结构的图；
图11是示出用于计算本发明的道跟踪误差信号的第三实施例的电路的图；
图12是示出用于计算本发明的道跟踪误差信号的第四实施例的电路的图；
图13是示出TPP计算系数的频率依赖性的曲线图；
图14是示出用于计算本发明的道跟踪误差信号的第四实施例电路的详细电路和相关部分的电路的图；
图15是示出用于使滑块执行光道跳越操作的操作定时图；和
图16是示出中间点伺服控制操作的定时图。
作为本发明的实施例，作为光盘装置，例如可以提到光-磁(磁-光)盘装置、CD、CD-ROM，等等。作为本发明的道跟踪误差信号计算电路，可以提到用于计算在这些光盘装置等的道跟踪伺服控制中用的道跟踪误差信号的电路。
首先，为了便于更清楚地理解本发明的，将对例如在磁-光盘装置或CD或CD-ROM或其它光盘装置中用到的道跟踪误差信号的基础作解释。
激光耦合器LC
图1是示出安装在光头上的激光耦合器LC和光束的路径的剖面图，而盘片记录媒体(未图示)位于该激光耦合器上方。
激光耦合器LC设置有半导体激光器LD、两个光电二极管PD1和PD2、和微棱镜(micro prism)1。
微棱镜1具有用于接收来自半导体激光器LD的光束的45度角倾斜的表面1a、上表面1b、下表面1c和后表面1d。将半反射镜层1f覆盖在45度角倾斜的表面1a上，将全反射镜层1g覆盖在上表面1b上，将AR(抗发射)覆盖层1h覆盖在下表面1c上，并将全表面吸收膜1i覆盖在后表面1d上。此外，在设置光电二极管PD1的上方，将半反射镜层1j设置在微棱镜1的下表面上。
将两个光电二极管PD1和PD2设置在微棱镜1的下表面处，与微棱镜1隔开预定的距离从而可以用预定的相位差检测信号。从半导体激光器LD发射的光，在微棱镜的倾斜表面1a上的半反射镜层1f处反射并指向在它上方的未显示的盘片记录媒体。在盘片记录媒体处反射的反射光从在微棱镜1的倾斜表面1a上的半反射镜层1f进入微棱镜1，并射在光电二极管PD1(前PD)上。在微棱镜1的上表面处发射从1j处反射的光，并射在光电二极管PD2(后PD)上。
三分区系统道跟踪误差信号
图2是示出用作图1所示的光电二极管PD1和PD2的三分区光电二极管的平面图。
分别将光电二极管PD1和PD2分成三个区域：RA、RB和RC以及RA′、RB′和RC′。由沿着与发生偏离光道方向正交的方向伸展的分割线来划分区域。中央区域RB和RB′具有相同的表面积，在它们的外部的区域RA和RA′具有相同表面积，区域RC和RC′具有相同的表面积，而且RA和RC以及区域RA′和RC′的表面积是相等的。此外，规定这些区域的表面积，从而在不偏离光道的状态的时刻，在区域RB(RB′)处接收到的光量等于在区域RA和RC(RA′和RC′)接收到的光量的总和。
在三分区系统道跟踪误差信号TE中，中心区域RB与光道中心相对应。检测在这个区域RB之上或之下的偏离光道的发生，因此以与二分区光电二极管相同的方式，计算外部区域RA和RC的检测信号的差(A-C)，即，推挽信号。
四分区系统道跟踪误差信号
图3是示出的用作图1所示的光电二极管PD1和PD2的四分区光电二极管的平面图。
参看光电二极管PD1(前PD)，中央区域RB和中央区域RC的表面积相等，而外部区域RA和外部区域RD的表面积相等。规定在区域RB和RC处接收到的光量，从而在精确聚焦的时刻，它们与在区域RA和RD处接收到的光量相同。从前PD的区域RA、RB、RC和RD检测信号A1、A2、A3和A4。
对于光电二极管PD2(后PD)采用与上述相同的方式，中央区域RB′和中央区域RC′的表面积相等，而外部区域RA′和外部区域RD′的表面积相等。规定在区域RB′和RC′处接收到的光量，从而在精确聚焦的时刻，它们与在区域RA′和RD′处接收到的光量相同。从后PD的区域RA′，RB′，RC′和RD′检测信号B1、B2、B3和B4。
在该实施例中，由于根据接收到的光量规定光电二极管PD1和PD2的区域划分，因此这时可以根据光接收区域处检测到的信号A1至A4和B1至B4计算聚焦误差信号。
图4是示出当运用四分区光电二极管PD1和PD2时，用于检测道跟踪误差信号TE的操作的图。图4A显示向(+)侧偏离光道的状态；图4B显示不偏离光道的状态；而图4C显示向(-)侧偏离光道的状态。
通过把每个光电二极管PD1和PD2分成两半，即，中央左和右区域，并运用主衍射光强度在这些光电二极管PD1和PD2上分布的差，判断装置处于偏离光道还是道不偏离光道状态。处于不偏离光道状态时，把这些光电二极管PD1和PD2的划分区域的中心定位在光道的中心处。
这样来设置光电二极管，从而来自相同划分区域的检测信号相对于返回的光具有反相关系。相应地，当运用两个光电二极管PD1和PD2时，通过将具有相同相位关系的信号(A2+A4)和(B1+B3)相加以计算第一和信号E，将类似地具有相同相位关系的信号(A1+A3)和(B2+B4)相加以计算第二和信号F，并执行这些和信号的推挽处理的方式来计算道跟踪误差信号TE。
用这种方式，将具有相同相位关系的信号相加，从而提高共模噪声抑制比。
E＝A2+A4+B1+B3                   (1)
F＝A1+A3+B2+B4                   (2)
PP＝E-F
＝(A2+A4+B1+B3)-(A1+A3+B2+B4)    (3)
用等式3所示的推挽体制，由差分放大电路19计算道跟踪误差信号TE。
如图4B所示，在不偏离光道状态时，两个主衍射光的强度分布变成相等，因此它们的差(即，道跟踪误差信号TE)变成0。
如图4A或图4C所示，在偏离光道状态时，由于沿着(+)或(-)的径向不存在主衍射光，所以道跟踪误差信号TE显示(+)或(-)的极性。
推挽体制的缺点
下面，进行推挽体制的问题(缺点)的叙述。
第一个问题：由于物镜沿着径向(道跟踪方向)的偏移引起的道跟踪误差信号的偏置
图5是示出当物镜5沿着径向(道跟踪方向)偏离时推挽信号的图。
当物镜5相对于盘片记录媒体3沿着径向偏移时，在光电二极管PD1和PD2上的返回光都发生偏移，光电二极管PD1和PD2的强度分布变成不平衡，因而在推挽信号中引起DC偏置。结果，如果运用这个推挽信号执行道跟踪伺服控制，那么不能进行准确的道跟踪控制。
第二个问题：由于径向歪斜引起道跟踪误差信号的偏置。
图6是由于盘片记录媒体3的径向歪斜引起在光电二极管PD1和PD2上的返回光光点的偏移的状态图。
当盘片记录媒体3沿着径向歪斜时，射在光电二极管PD1和PD2上的返回光的强度分布变成不平衡，因而在道跟踪误差信号TE中发生DC偏置。结果，当在这种状态下运用道跟踪误差信号TE时，不能正确进行道跟踪伺服控制。
实际激光耦合器LC相对于凹点旋转45度角。结果，即使盘片记录媒体3沿着切向歪斜，也在道跟踪误差信号TE中发生DC偏置。
由于激光耦合器LC旋转45度角，所以偏置量沿径向和切向都变成1/1.41。
由于上述盘片记录媒体3的歪斜，以与物镜5相对于盘片记录媒体3歪斜的情况相同的方式，在道跟踪误差信号TE中将发生DC偏置。
本发明的原理：顶部保持推挽体制
下面将叙述本发明对于消除由上面解释的物镜视野移动引起的偏置的原理。
作为本发明的光盘装置，例如，可以提到磁-光盘装置或CD或CD-ROM装置。此外，作为本发明的道跟踪误差信号计算电路，可以提到计算在这些光盘装置中的道跟踪伺服控制中用到的道跟踪误差信号的电路。
图7是示出在图4A至4C和等式1中所示的第一和信号E(＝A2+A4+B1+B3)的RF包络信号波形的曲线图。
曲线CV1表示由于物镜的偏离、歪斜等等引起的第一和信号E的RF包络的峰值变化。将峰值宽度表示为a。
曲线CV2是当将低通滤波施加于在推挽体制中采用道跟踪伺服控制时运用的道跟踪误差信号TE时的信号波形。
曲线CV3表示实际运用的道跟踪误差信号的偏置的变化。将它的信号定义为A，并将它的宽度定义为b。
为了消除由物镜5的偏移或盘片记录媒体3的歪斜引起的DC偏置，从由曲线CV2表示的值中减去由曲线CV3表示的偏置宽度b就足够了。
虽然上面对于第一和信号F的偏置的消除进行了叙述，但同样的方法可用于第二和信号F。
在本发明中，在从第一和信号E的RF包络和第二和信号F的RF包络中减去偏置后，计算推挽信号。结果，将偏置从道跟踪误差信号去除。
第一实施例：基本操作和基本电路
下面，将对于本发明的第一实施例的基本电路和它的操作进行叙述。
决定常数K，从而在上面的条件下，偏置b成为系数K和峰值a的乘积，即，b变成与K×a相等。注意，K＜1，可将通过消除置获得的信号表示为(A-Ka)。A代表第一和信号E或第二和信号F。在本发明中，对于计算道跟踪误差信号TE将(A-Ka)用作经修正的第一和信号或经修正的第二和信号。
图8显示用于计算通过执行上述偏置修正获得的道跟踪误差(TE)信号的基本电路20(第一实施例的电路)。
假设在包括如图4所示的运算电路19的电路处计算第一和信号E和第二和信号F。
用图8所示的顶部保持(top bold)推挽(TPP)信号计算电路20代替图4(A)至4(C)所示的运算电路19。
这个顶部保持推挽(道跟踪误差)信号计算电路20具有检测第一和信号E的峰值a、保持它，并将常数K与它的结果相乘的顶部保持常数乘法电路22；用于计算(E-k×a)的差分放大电路24；检测第二和信号F的峰值a’、保持它、并将常数K与它相乘的顶部保持常数乘法电路26；用于计算(F-K×a’)的差分放大电路28；和用于对这些计算得的信号进行推挽操作的差分放大电路30。将道跟踪误差信号从差分放大电路30输出。
这个道跟踪误差信号计算电路20采用将峰值保持常数乘法电路22和26来检测峰值的变化并将系数K与之相乘，从而计算(E-K×a)和(F-K×a’)。
将(E-K×a)称为在顶部保持处理后的第一和信号(缩写为顶部保持第一和信号)TPP(E)，而将(F-K×a’)称为在顶部保持处理后的第二和信号(缩写为顶部保持第二和信号)TPP(F)，将常数K称为TPP计算系数，而将在电路30处计算的道跟踪误差信号称为顶部保持道跟踪误差信号TPP(TE)。在这种顶部保持道跟踪误差信号TPP(TE)中，根据上述原理消除了偏置。
较佳地，提供设置在电路30后面的低通滤波器电路32，并提供通过来自电路30的顶部保持道跟踪误差信号TPP(TE)的低频分量的顶部保持道跟踪误差信号TPP(TE)’。
在图8的减法电路36中，可以计算通过从第一和信号E中减去第二和信号F获得的校直(alignment)信号AL。后面，将进行运用校直信号AL的叙述。
实施例2的电路
图9是用于计算顶部保持推挽信号(即，顶部保持道跟踪误差信号TPP(TE))的第二实施例的电路结构的图，所述信号是由在示于图8的顶部保持推换信号计算电路20处获得的顶部保持第一和信号TPP(E)和顶部保持第二和信号TPP(F)的顶部保持推挽信号算得的。
当考虑到在激光耦合器LC中容纳的元件是有限制的这一事实，而能使激光耦合器LC的信号输出(它成为基础)尽可能多时，考虑到最终的道跟踪信号误差(TE)信号的调节的方便性，设计出图9所示的电路结构。
激光耦合器LC容纳激光器LV、光电二极管PD1和PD2和图1所示的微棱镜1。此外，激光耦合器LC使物镜5适应图4所示的放大电路19和顶部保持常数乘法电路22和26、放大电路24和28、计算电路30、LPF32和图8所示的校直信号AL计算电路36。即，激光耦合器LC计算顶部保持第一和信号TPP(TE)和顶部保持第二和信号TPP(F)，并进一步计算(E信号-F信号)作为校直信号AL。这些信号TPP(E)、TAP(F)和A1是作为激光耦合器LC的基本输出信号。
TPP(E)＝K×ETP-E               (5)
TPP(F)＝K×FTP-F               (6)
AL＝E-F                        (7)
其中，ETP是E信号的峰值保持值，
FTP是F信号的峰值保持值，和
K是TPP计算系数(K＜1)
在计算最终的道跟踪误差(TE)信号时，调节增益的可能性较大。因此，在这个激光耦合器LC的外部设置具有阻值R1的电阻器42和44和射频集成电路RFIC。射频集成电路RFIC设置有差分放大电路50、它的负反馈电阻器46和电阻器48。负反馈电阻器46和电阻器48的阻值为R2。
用下列等式表示顶部保持道跟踪误差信号TPP(TE)：
TPP(TE)＝(R2/R1)×[(K×FTP-F)-(K×ETP-E)]
＝(R2/R1)×[(E-F)-K(ETP-FTP)]             (8)
在图9的电路中，如果在激光耦合器LC的外部适当地调节电阻值R1和R2，那么可以改变增益并可以提供其增益作适当调节的顶部保持道跟踪误差信号TPP(TE)。
激光耦合器LC的实际信号处理电路
图10是在激光耦合器LC中的实际信号处理电路的电路结构的图。
在容纳电流/电压(I/V)变换电路和放大电路(AMP)的电流/电压变换和放大电路I-VAMP中分别将来自前PD和后PD的检测信号放大到预定的信号电平。在总和运算放大电路SUMMING AMP处计算上述信号SPD1、SPD2、E和F。此外，在运算放大电路AMP(AL)中计算校直信号AL，在运算放大电路AMP(E)中计算顶部保持第一和信号TPP(E)，并在运算放大电路AMP(F)中计算顶部保持第二和信号TPP(F)。
在总和运算放大电路SUMMING AMP中，从偏压电路BIAS加偏压。
实施例3的电路
图11是用于从图8所示的顶部保持推挽信号计算电路20获得的顶部保持第一和信号TPP(E)和顶部保持第二和信号TPP(F)计算顶部保持道跟踪误差(TPP(TE))信号的第三实施例的电路结构的图。
图11的电路是用于显著改变在图9所示的电路中的TPP计算系数K的电路。
如图8和图11所示，图1所示的激光耦合器LC输出顶部保持第一和信号TPP(E)、顶部保持第二和信号TPP(F)和校直信号AL。
为了计算顶部保持道跟踪误差信号TPP(TE)，在激光耦合器LC的外部设置阻值为R1的电阻器42和44、阻值为R3的电阻器45和射频集成电路RFIC。在射频集成电路RFIC中设置差分放大电路50、它的负反馈电阻器46和正反馈电阻器48。负反馈电阻器46和正反馈电阻器48的阻值为R2。
在图11所示的电路中，将用于把校直信号AL和顶部保持第一和信号TPP(E)相加并将它们施加至放大电路50的倒相端(-)的阻值为R3的电阻器45添加到图9所示的电路。
用下列等式表示顶部保持道跟踪误差信号TPP(TE)：
TPP(TE)＝(R2/R1)×[(E-F)-K(ETP-FTP)]-(R2/R3)(E-F)
＝(R2/R1)×[(E-F)-(R2/R3)(E-F)]
＝-(R2/R1)[K(ETP-FTP)]
＝[(R2(R3-R2))/(R1R3)](E-F)-K′1(ETP-FTP)]    (9)
其中，K′1＝R3(R3-R2)×K。
由于把变成K′1＝R3(R3-R2)×K的常数(系数)与(ETP-FTP)相乘，所以当与图9所示的电路相比较时，图11所示的电路具有可使TPP计算系数K较大的优点。
由于在各个光盘装置的特性中的固有变化，根据光盘装置，TPP计算系数K的最佳值是不同的。然而，在激光耦合器LC中把TPP计算系数设置为恒定的，因此它通常对于相同模型的所有光盘装置是不变的。因此，当采用图11的电路结构时，在调节阶段中，想要将TPP计算系数改变成最佳TPP计算系数K(在本实施例中，需要使系数K变大)，存在着可以在激光耦合器LC的外部改变的优点。
此外，还可以作为可变电阻器设置与激光耦合器LC和射频集成电路RFIC外部相连的电阻器42、44和45，并调节它们的电阻值以适当地调节TPP计算系数K，换句话说，调节顶部保持第一和信号TPP(E)的增益。
也可以将在图11中所示的射频集成电路RFIC内的电阻器46和48设置在外面。这不仅因为将电阻器46和48设置在射频集成电路RFIC的外部使增益调节电阻器成为可变的并增加了增益调节的自由度，还因为存在将具有较大阻值的电阻器46和48包括在射频集成电路RFIC的IC电路中不大可取的情况。
实施例4的电路
图12是用于从图8所示的顶部保持推挽信号计算电路20获得的顶部保持第一和信号TPP(E)和顶部保持第二和信号TPP(F)计算顶部保持道跟踪误差(TPP(TE))信号的第四实施例的电路结构的图。
图12的电路是使在图9所示的电路中的TPP计算系数K变小的电路。
由于各个光盘装置的特性的固有变化，根据光盘装置，TPP计算系数的最佳值不同。然而，在激光耦合器LC中将TPP计算系数设置为恒定的，因此它通常对于相同模型的所有光盘装置是不变的。因此，在调节阶段中，想要将TPP计算系数改变成最佳TPP计算系数K(其中，在本实施例中，想要使系数K变小)，采用图12的电路结构。
激光耦合器LC输出顶部保持第一和信号TPP(TE)、顶部保持第二和信号TPP(F)和校直信号AL。
为了计算顶部保持道跟踪误差信号TPP(TE)，在激光耦合器LC的外部设置阻值为R1的电阻器42和44、阻值为R3的电阻器47和射频集成电路RFIC。在射频集成电路RFIC中设置差分放大电路50、它的负反馈电阻器46和正反馈电阻器48。负反馈电阻器46和正反馈电阻器48的阻值为R2。
在图12所示的电路中，把用于将校直信号AL和顶部保持第二和信号TPP(F)相加并将它们施加于放大电路50的非倒相端(+)的阻值为R3的电阻器47添加到图9所示的电路。
用下列等式表示顶部保持道跟踪误差信号TPP(TE)：
TPP(TE)＝(R2/R1)×[(E-F)-K(ETP-FTP)]+(R2/(R3+R2)(1+R2/R1)(E-F)
＝[(R2/R1(R1+2R2+R3)/(R2+R3)]/(R1R3)×[(E-F)-K′2(ETP-FTP)]
                                                             (10)
其中，K′2＝[(R2+R3)/(R1+2R2+R3)]×K。
由于把变成K′2＝[(R2+R3)/(R1+2R2+R3)]×K的常数(系数)与(ETP-FTP)相乘，所以与图9所示的电路比较，图12所示的电路具有可使TPP计算系数K较小的优点。
还可以作为可变电阻器设置与激光耦合器LC和射频率集成电路RFIC的外部相连的电阻器42、44和47，并调节它们的电阻值以适当地调节顶部保持第二和信号TPP(F)的增益。通过用这种方式设置与激光耦合器LC和射频集成电路RFIC的外部相连的电阻42、44和47器，使增益的调节变得简便。
如参照图11所述的那样，可以将在图12所示的射频集成电路RFIC内的电阻器46和48设置在外面。即，这不仅因为将电阻器46和48设置在射频集成电路RFIC的外部使增益调节电阻器成为可变的并增加增益调节的自由度，还因为存在将具有较大电阻值的电阻器46和48包括在射频集成电路RFIC的IC电路中不大可取的情况。
实施例2的电路到实施例4的电路
图9所示的实施例2的电路示出用于计算顶部保持道跟踪误差信号TPP(TE)的基本电路。
当从激光耦合器LC和RFIC的外面使TPP计算系数K变大时，可以运用图11所示的实施例3的电路。
当从激光耦合器LC和RFIC的TPP的外面使TPP计算系数K变小时，可以运用图12所示的实施例4的电路。
此外，为了从激光耦合器LC和RFIC的TPP的外面使计算系数K变大和变小成为可能，可以用可变电阻器替代电阻器42和/或电阻器44，从而使改变在RFIC中的差分放大电路50的放大率成为可能。
第五实施例的电路：把频率依赖性赋予TPP计算系数
图13是示出频率和TPP计算系数之间关系的曲线图。
通过运用通过低通滤波器的校直信号AL的方式，例如，在60Hz或更高的情况下，将TPP计算系数K设置为0.68，而在60Hz或更低的情况下，将TPP计算系数K升高至0.72。
参照图14，将解释用于只通过校直信号AL的低频分量以按照频带改变TPP计算系数K的低通滤波器电路。
图14是示出实施例5的实际道跟踪误差计算电路和相关电路的图，其中，按频率依赖性改变图13所示的TPP计算系数。
在道跟踪误差计算电路60中，将电阻器46和48设置在与图12的RFIC相应的集成电路芯片50A的外部。在集成电路芯片50A的内部，容纳了图14所示的RFIC中的差分放大电路50和它的外围电路。通过用这种方式将电阻器46和48设置在集成电路芯片50A的外部，避免了将具有大阻值的电阻器安装在半导体集成电路中的困难，而且，与电阻器42和44类似，便于安装作为外部相连的电阻器的电阻器46和48，还便于改变它们。
在引导校直信号AL的电阻器47的后面，设置由电阻器61、电容器62和电阻器63构成的低通滤波器64。通过设置这种低通滤波器，通过校直信号AL的低频分量，并如图13所示，在低频范围，使TPP计算系数K的值变大。在高频范围，将运用具有较小值的TPP计算系数。
此外，设置可变电阻器67和电阻器65的串联电路与电阻器47和低通滤波器64的串联电路平行。用电阻器65和可变电阻器67能够调节低通滤波器64的信号电平。
即，在这种道跟踪误差计算电路60中，通过设置包括电容器62的低通滤波器64，可以按照频带进行改变TPP计算系数K。
在用于产生使图15所示的滑块执行光道跳跃操作的信号的相位补偿光道跳跃电路80中，这个顶点保持道跟踪误差信号TPP(TE)是相位补偿的。
注意，相位补偿光道跳跃操作本身不与本发明直接相关，因此，不叙述它的细节。
倒相的ENABLE信号是用于决定从诸如微型计算机等CPU给出的操作定时的信号，以执行道跟踪伺服控制。
将在道跟踪误差计算电路60中计算的顶部保持误差信号TPP(TE)施加于中心点伺服控制电路120，用于当执行将光头移到光道的附近的粗调控制时将光点控制到光道的中心点的位置，并将该信号用于产生中心点伺服控制信号CE和校直信号AL。
图16示出中心点伺服控制的操作，但是这与本发明没有直接关系，因此，不叙述它的细节。
作为本发明的光记录装置，上面提到了磁-光盘装置、CD驱动器，等等。上面解释了在这些装置中用到的对于顶部保持道跟踪误差信号TPP(TE)的信号处理。然而，本发明并不局限于磁-光盘装置、CD驱动器，等等，而可应用于运用道跟踪误差信号的其它光记录装置。
根据本发明的顶部保持道跟踪误差信号TPP(TE)几乎不包含偏置，因此在光记录装置中准确地执行道跟踪伺服的控制。特别地，在本发明中，能够进行顶部保持系数的调节，因此可以容易地应付光盘装置的特性变化。此外，在本发明中，根据频带改变顶部保持系数，并因此可以计算较准确的道跟踪误差信号。
此外，在本发明中，通过考虑由光盘装置的结构引起的情况，可以容易地改变有关道跟踪误差信号的条件，特别是顶部保持系数的值。

Claims (15)

1.一种用于计算光盘装置中的道跟踪误差信号的道跟踪误差信号计算电路，所述光盘装置具有用于从位于盘状记录媒体的光道中心两侧的区域输出第一及第二接收到的光检测信号的光接收装置，其特征在于，所述道跟踪误差信号计算电路包括：
第一计算电路，它用于检测来自所述光接收装置的所述第一接收到的光检测信号的峰值，并从所述第一接收到的光检测信号中减去由第一系数与所述峰值相乘获得的信号以计算第一计算信号；
第二计算电路，它用于检测来自所述光接收装置的所述第二接收到的光检测信号的峰值，并从所述第二接收到的光检测信号中减去由第二系数与所述峰值相乘获得的信号以计算第二计算信号；和
第三计算电路，它用于从所述第一计算信号中减去所述第二计算信号以计算所述道跟踪误差信号。
2.如权利要求1所述的道跟踪误差信号计算电路，其特征在于，还包括用于在所述第一计算电路中改变所述第一系数的第一系数改变电路。
3.如权利要求2所述的道跟踪误差信号计算电路，其特征在于，所述第一系数改变电路具有根据所述第一接收到的光检测信号的频率改变所述系数电路。
4.如权利要求1所述的道跟踪误差信号计算电路，其特征在于，还包括用于在所述第二计算电路中改变所述第二系数的第二系数改变电路。
5.如权利要求4所述的道跟踪误差信号计算电路，其特征在于，所述第二系数改变电路具有根据所述第二接收到的光检测信号的频率改变所述系数的电路。
6.一种光盘装置，包括：
盘片记录媒体，
光头，
设置在所述光头的外面的信号计算电路，和
用于执行把所述光头移到预定光道的位置控制的道跟踪控制装置，其特征在于：
所述光头包括
光学装置，它用于会聚的光束发射到所述盘片记录媒体的记录表面，光接收装置，它用于从所述盘片记录媒体的所述记录表面接收来自所述盘片记录媒体的光道中心两侧的区域的返回光，并输出第一和第二接收到的光检测信号，
第一计算电路，它用于检测来自所述光接收装置的所述第一接收到的光检测信号的峰值，并从所述第一接收到的光检测信号中减去由第一系数与所述峰值相乘获得的信号以计算第一计算信号；和
第二计算电路，它用于检测来自所述光接收装置的所述第二接收到的光检测信号的峰值，并从所述第二接收到的光检测信号中减去由第二系数与所述峰值相乘获得的信号以计算第二计算信号；和
所述信号计算电路具有从所述第一计算信号中减去所述第二计算信号以计算所述道跟踪误差信号的第三计算电路。
7.如权利要求6所述的光盘装置，其特征在于，所述信号计算电路具有用于在所述第一计算电路中改变所述系数的系数改变电路，并将经所述已改变的系数处理的所述第一计算信号输出到所述第三计算电路。
8.如权利要求7所述的光盘装置，其特征在于，所述系数改变电路具有响应于所述第一接收到的光检测信号的频率而改变所述系数的电路。
9.如权利要求6所述的光盘装置，其特征在于，所述信号计算电路具有用于在所述第二计算电路中改变所述系数的系数改变电路，并把由所述已改变的系数处理的所述第二计算信号输出到所述第三计算电路。
10.如权利要求9所述的光盘装置，其特征在于，所述系数改变电路具有响应于所述第二接收到的光检测信号的频率而改变所述系数的电路。
11.如权利要求6所述的光盘装置，其特征在于，
所述光接收装置具有沿着所述返回光的光轴设置的两个光接收元件；
设置第一光接收元件，从而接收来自所述盘片记录媒体的所述记录表面在所述盘片记录媒体的所述光道中心两侧区域的所述返回光，并输出第一和第二信号；
设置第二光接收元件，从而接收来自所述盘片记录媒体的所述记录表面在所述盘片记录媒体的所述光道中心两侧的区域的所述返回光，并从所述光轴的相应区域输出成反相关系的第三和第四信号；和
所述光接收装置将成同相关系的所述第一信号和第四信号相加，把它作为第一接收到的光检测信号输出，将成反相关系的所述第二信号和第三信号加到所述第一接收到的光检测信号，但相互成同相关系，并把它作为第二接收到的光检测信号输出。
12.一种在光盘装置中的道跟踪控制装置，它用于再现来自盘状记录媒体的信号，和/或用于将信号记录到盘状记录媒体，其特征在于，所述道跟踪控制装置包括：
光会聚装置，它用于会聚从光源向盘状记录媒体发射的光束；
光接收装置，包括第一和第二划分的光接收元件组，用于接收在盘状记录媒体处反射的光束以输出相应于位于所述盘状记录媒体的信号光道中心两侧的区域的第一和第二接收到的光检测信号；
第一计算装置，它通过运用第一系数由在所述光接收装置处检测到的所述第一接收到的光检测信号来计算第一计算信号；
第二计算装置，它通过运用第二系数由在所述光接收装置处检测到的所述第二接收到的光检测信号来计算第二计算信号；
系数改变装置，用于改变所述第一和第二系数；
第三计算装置，用于从所述第一和第二计算信号计算道跟踪误差信号；和
道跟踪伺服装置，它通过运用在所述第三计算装置处算得的所述道跟踪误差信号对所述光会聚装置进行道跟踪伺服控制。
13.如权利要求12所述的道跟踪控制装置，其特征在于，所述光会聚装置在盘状记录媒体上形成所述光束的单个光点。
14.如权利要求12所述的道跟踪控制装置，其特征在于，所述系数改变装置包括响应于所述第一和第二接收到的光检测信号的频率而改变所述第一和第二系数的电路。
15.一种用于计算光盘装置中的道跟踪误差信号的道跟踪误差信号计算方法，所述光盘装置具有用于从位于所述盘状记录媒体的所述光道中心两侧的区域输出第一及第二接收到的光检测信号的光接收装置，其特征在于，所述计算方法包括下述步骤：
从所述第一接收到的光检测信号检测所述第一接收到的光检测信号的峰值，并从所述峰值减去由第一系数与所述峰值相乘获得的所述信号以计算第一计算信号；
从所述第二接收到的光检测信号检测所述第二接收到的光检测信号的峰值，并从所述峰值减去由第二系数与所述峰值相乘获得的所述信号以计算第二计算信号；
对所述第一计算信号和所述第二计算信号或者两者之一进行计算，从而所述第一系数和所述第二系数或者两者之一响应于所述频带而改变；和
通过从所述第一计算信号中减去所述第二计算信号生成所述道跟踪误差信号。
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