CN1275240C - 产生跟踪误差信号的方法及相关装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种利用一第一模拟检测信号及一第二模拟检测信号以产生一跟踪误差信号的方法，其包含有将该第一模拟检测信号及该第二模拟检测信号相加成为一模拟相加信号，使用一模拟延迟装置将该模拟相加信号延迟成为一延迟信号，将该延迟信号数字化成为一数字延迟信号，将该第一模拟检测信号以及该第二模拟检测信号分别转换为一第一数字检测信号以及一第二数字检测信号，以及将该数字延迟信号分别与该第一数字检测信号以及该第二数字检测信号经一比较操作产生该跟踪误差信号。

Description

产生跟踪误差信号的 方法及相关装置

技术领域

本发明涉及一种在一光储存系统中产生一跟踪误差信号(Tracking ErrorSignal)的方法，特别涉及一种在一光储存系统中，利用一第一模拟检测信号及一第二模拟检测信号以产生此跟踪误差信号的方法。

背景技术

在各式的光储存系统当中，光学拾取头(Optical Pick-Up Head)为最关键的零部件之一，负责数据的读取或写入。以光盘机为例，其基本的构成如图1所示，图1为一般光盘机10部分构成的示意图，包含了一读写头12、一旋转马达14、以及一移动平台16。读写头12将一激光光束18聚集在一记录介质20(Record Carrier)(即光盘片)的表面，形成和数据区大小相近的聚焦光点。光盘片由旋转马达14带动旋转，于理想情况下，聚焦光点在光盘片20表面沿着数据轨道(track)的一轨道方向行进，形成图1所示的聚焦光点轨迹22，以读取或写入数据。读写头12连接于一移动平台16，移动平台16帮助读写头12进行轨道搜寻及执行跨轨操作，将读写头12于光盘片20上作适当的位移，使读取头移动到目标轨道上进行读取数据或是写入数据的操作。以数据读取的原理为例，简单来说，读取头所发出照射于光盘片20的聚焦光点从光盘片20数据面(Information Plane)反射回来后，经一分光系统由一光学感测器所接收，依光盘片20的数据面上代表0与1不同的区域，反射光会有明暗不同的强度，便可经由光学感测器转换成高低不同电位的电信号。此外，光盘机读取数据时，为了能够快速且连续地读取，盘片必须作高速的旋转，由于光盘片20较易受外力、环境或温度分布不均等因素的影响而稍微变形翘曲，加上光盘片20是属于可抽换式的记录介质，在旋转时光盘片20的旋转中心可能会有所偏离，因此数据轨道在旋转时会忽上忽下，时左时右地偏摆，造成聚焦误差(Focus Error)及跟踪误差(TrackingError)等而导致数据无法读取，所以读取头的作用除了必须产生聚焦光点照射数据轨道及检测自光盘片20反射的光信号外，还要能够将聚焦光点锁定在所欲读取的数据轨道上，才能快速且连续地读取数据。

再者，图1光盘片20上储存有相当高密度的数据，数据轨道宽度及数据轨道之间的距离都很小，所以读取时稍一偏离轨道数据便不正确。因此光学读取头所发出的激光聚焦光点与轨道中心契合的精准度成为在进行数据读取时最重要的关键。请见图2，图2为图1光盘片20上的一数据轨道与读取头12的一光学感测器30相对关系的示意图。数据轨道是以间断分布、长短不同的坑道记号32(pit)来记录数据，图2中的箭头符号34显示光盘片20上数据轨道的一轨道方向(Track Direction)，读取头12的光学感测器30即延此轨道方向于光盘片20的数据轨道中读取数据信号。光学感测器30为一四象限感测器，分为区域A、区域B、区域C、及区域D。当数据轨迹上的各个坑道记号32掠过读取头的光学感测器30时，光学感测器30可接收图1一激光光束18经由此些坑道记号32反射及衍射后的一光束，并依据所接收到的光束于空间中位于此四个区域(区域A、B、C、D)的不同的成分以产生一跟踪误差信号(Tracking Error Signal，TE)及一聚焦误差信号(Focus ErrorSignal，FE)，跟踪误差信号TE代表前述聚焦光点偏离数据轨道的程度，聚焦误差信号FE代表图1光学读取头所发出的激光光束18的焦点(Focal Point)与光盘片20数据面相距的程度，相关的装置即可根据跟踪误差信号TE及聚焦误差信号FE动态调整光学读取头的位置。基于上述光学感测器30结构以产生跟踪误差信号TE的已知技术已出现在一些相关文献及专利文献中。在US Patent No.4,057,833，“Centering detection system for an apparatus forplaying optically readable record carriers”中，Braat等人已使用全模拟的方法，将光学感测器依据反射光束在空间中不同的成分产生对应的输出信号，再利用这些输出信号间的时间差(Time Difference)或相位差(Phase Difference)，加以比较处理以产生跟踪误差信号TE。之后，为增加信号处理的精准度，Bakx等人在US Patent No.6,137,755，“Deriving a tracking error signal from a timedifference between detector signals”中，完全利用数字的方式，来执行相关的信号处理操作，同样将图2光学感测器30输出信号间的时间差或相位差转化为跟踪误差信号TE。

关于上述已知专利(US Patent No.6,137,755)所披露的结构请参阅图3，图3为已知一跟踪误差信号产生装置40的功能方块图。图3跟踪误差信号产生装置40包含有二信号输入端(一第一信号输入端42及一第二信号输入端44)、二模拟数字转换电路(一第一数字化电路46及一第二数字化电路48)、一数字延迟装置50、二比较装置(一第一比较装置52及一第二比较装置54)、以及一信号产生器56。第一信号输入端42接收一第一模拟检测信号A1，第二信号输入端44接收一第二模拟检测信号A2，请同时对照参阅图2，图2光学感测器30的四个区域A、B、C、D会依据(经由坑道记号32反射及衍射之)光束在空间中对应的成分，分别产生四个对应的输出信号a、b、c、d，由于图2聚焦光点在空间中稍许偏离了数据轨道，因此输出信号a、b、c、d各自之间存在一时间差，为了能分辨出聚焦光点在空间中偏离数据轨道的程度，第一模拟检测信号A1的值设为输出信号a加上输出信号c(A1＝a+c)，而第二模拟检测信号A2的值为输出信号b加上输出信号d(A2＝b+d)。请继续参阅图3，第一信号输入端42及第二信号输入端44分别连接至第一数字化电路46及第二数字化电路48，用来分别将第一模拟检测信号A1与第二模拟检测信号A2转换为一第一数字检测信号D1以及一第二数字检测信号D2。请同时参阅图4，图4为图3多个信号相对应关系的时序图。图4中显示了第一数字检测信号D1以及第二数字检测信号D2之间存在一时间差△，代表了聚焦光点在空间中偏离数据轨道的程度。

如图3所示，数字延迟装置50电连接于第一数字化电路46，用来将第一数字检测信号D1作一数字延迟(Td)，产生一数字延迟信号DR。图4同样显示了数字延迟信号DR在时域上的状态。接着数字延迟信号DR与第一数字检测信号D1经过第一比较装置52而产生一第一数字比较信号DC1，此第一比较装置52为一异或(Exclusive OR，XOR)逻辑门，主要可用来解析出数字延迟信号DR与第一数字检测信号D1两信号的前缘与后缘，同理，数字延迟信号DR与第二数字检测信号D2经过可为一异或逻辑门的第二比较装置54产生一第二数字比较信号DC2，第一数字比较信号DC1与第二数字比较信号DC2亦显示于图4之中。在第一比较装置52与第二比较装置54之后共同连接至信号产生器56，在信号产生器56中会将第二数字比较信号DC2减去第一数字比较信号DC1，以产生一时差信号DT，至此为止，根据时差信号DT的状态，相关电路设计者已能分辨出原先第一数字检测信号D1以及第二数字检测信号D2之间落后或超前的相对关系，如图4所示，在本实施例的情形下，时差信号DT为一负电压值代表了在此一时钟(Clock)中第一数字检测信号D1超前于第二数字检测信号D2。再经于信号产生器56中相关滤波功能的操作，便产生所希望的跟踪误差信号TE，如此一来，相关设计者便能依据跟踪误差信号TE动态地将控制图1光学读取头12的聚焦光点精确沿着数据轨道(图2箭号34所示的轨道方向)行进，完成数据读取的操作。

已知专利文献所披露的另一结构请参阅图5，图5为已知另一跟踪误差信号产生装置60的功能方块图。图5实施例与图3实施例不同之处在于图5实施例包含四信号输入端62，不执行信号组合的程序，直接分别接收图2光学感测器30的四个区域A、B、C、D所产生的四个对应的输出信号a、b、c、d，并将其分别作为跟踪误差信号产生装置60的第一模拟检测信号A1、第二模拟检测信号A2、第三模拟检测信号A3、以及第四模拟检测信号A4，而其余技术特征则与前例相同，完全利用数字的方式，来执行相关的信号处理操作。跟踪误差信号产生装置60还包含有四数字化电路64，分别电连接于四信号输入端62，用来将第一模拟检测信号A1、第二模拟检测信号A2、第三模拟检测信号A3、以及第四模拟检测信号A4分别转换为一第一数字检测信号D1、一第二数字检测信号D2、一第三数字检测信号D3、以及一第四数字检测信号D4。图5实施例包含二数字延迟装置70，分别将第一数字检测信号D1及第三数字检测信号D3延迟成为一第一数字延迟信号DR1及一第三数字延迟信号DR3。与图3相似，经过四个比较装置68(异或逻辑门)，分别比较第一数字延迟信号DR1与第一数字检测信号D1产生一第一数字比较信号DC1；比较第一数字延迟信号DR1与第二数字检测信号D2产生一第二数字比较信号DC2、比较第三数字延迟信号DR3与第三数字检测信号D3产生一第三数字比较信号DC3、以及比较第三数字延迟信号DR3与第四数字检测信号D4以产生一第四数字比较信号DC4，最后再经一信号产生器66将四个数字比较信号作加减组合(在本实施例为DC2+DC4-DC1-DC3)并加以处理后产生跟踪误差信号TE。

上述用来产生跟踪误差信号TE的已知结构和方法虽已广泛地被验证及使用，但仍存在许多的问题和急需改进的空间，首先，于图3实施例中，只有第一数字检测信号D1经过数字延迟装置50的延迟，并将经过延迟的第一数字检测信号D1同时作为第一数字检测信号D1及第二数字检测信号D2比较的标准，而忽略了将第二数字检测信号D2也纳入延迟的考虑及比较的标准，如此一来，在某些特定的情况下，会造成同时在进行信号处理的两轨间的不平衡效应，这种效应在图5实施例会更加明显。再者，当光盘机转速改变时，图2光学感测器30所读出的数据(RF)信号(此数据信号可视为图2四个区域A、B、C、D所产生的四个对应的输出信号a、b、c、d的总和)的频率也因应而改变，已知实施例中的数字延迟装置(50、70)也必须相对应的改变其延迟时间，因此无论是图3的数字延迟装置50或图5的数字延迟装置70都必须再外接或内建一数字延迟电路的调整电路(TuningCircuit)，去因应不同的数据信号频率准确且适当的延迟时间判断，这对数字电路设计本身有相当的难度，容易大幅增加数字延迟装置的电路面积，更会对跟踪误差信号产生装置及整个光储存系统造成相当大的负担。

发明内容

因此本发明的主要目的在于提供一种于一光储存系统中利用一第一模拟检测信号及一第二模拟检测信号以产生一跟踪误差信号的方法及相关装置，以解决上述问题。

在本发明所披露的方法及结构中，我们利用一模拟延迟装置完成模拟信号延迟的操作，此模拟延迟装置可为一均衡器(Equalizer)电连接一数字化电路、一迟滞电路(Relay)、或是将均衡器电连接迟滞电路以共同完成，如此可无须外接或内建一数字延迟电路的调整即可因应不同的数据信号频率作适当的延迟时间。再者，随同本发明系统中的合成装置，将光学感测器不同区域所产生的多个模拟检测信号予以相加后再经本发明模拟延迟装置完成模拟信号延迟的操作，将对应于空间中不同区域的多个模拟检测信号皆纳入延迟及比较的标准，可改善信号间的不平衡效应，亦可使本发明的结构对延迟时间准确性的敏感度降低。

本发明的目的为提供一种利用一第一模拟检测信号及一第二模拟检测信号以产生一跟踪误差信号(Tracking Error Signal)的方法，其包含有将该第一模拟检测信号及该第二模拟检测信号相加成为一模拟相加信号；使用一模拟延迟装置将该模拟相加信号延迟成为一延迟信号；将该延迟信号数字化成为一数字延迟信号；将该第一模拟检测信号以及该第二模拟检测信号分别转换为一第一数字检测信号以及一第二数字检测信号；以及将该数字延迟信号分别与该第一数字检测信号以及该第二数字检测信号经一比较操作(Comparing Operation)产生该跟踪误差信号。

本发明产生一跟踪误差信号(Tracking Error Siganl)的方法，包含下列步骤(a)接收一经由一记录介质(Record Carrier)反射及衍射后的一光束，该光束是依据该跟踪误差信号以沿着该记录介质上的一轨道方向(Track Direction)行进；(b)在进行步骤(a)后，依据所接收到的该光束在空间中多个不同的成分(Portion)，产生一第一模拟检测信号及一第二模拟检测信号，其中该第一模拟检测信号及该第二模拟检测信号之间存在一时间差(Time Difference)；(c)在进行步骤(b)后，分别将该第一模拟检测信号以及该第二模拟检测信号转换为一第一数字检测信号以及一第二数字检测信号；(d)在进行步骤(b)后，将该第一模拟检测信号及该第二模拟检测信号相加成为一模拟相加信号；(e)在进行步骤(d)后，将该模拟相加信号经一延迟操作(Delay Operation)成为一延迟信号；(f)在进行步骤(e)后，将该延迟信号数字化成为一数字延迟信号；以及(g)在进行步骤(e)及步骤(f)后，将该数字延迟信号分别与该第一数字检测信号以及该第二数字检测信号经一比较操作(Comparing Operation)，以产生该跟踪误差信号。

本发明的另一目的为提供一种跟踪误差信号产生装置(Tracking ErrorSignal Generator)，其用于一光储存系统中用来产生一跟踪误差信号，该跟踪误差信号产生装置包含有二信号处理端，用来分别提供一第一模拟检测信号以及一第二模拟检测信号，其中该第一模拟检测信号及该第二模拟检测信号之间存在一时间差(Time Difference)；一合成装置，连接于该二信号处理端，用来将该第一模拟检测信号及该第二模拟检测信号合成为一模拟相加信号；一模拟延迟装置，电连接于该合成装置，用来将该模拟相加信号延迟并数字化成为一数字延迟信号；二数字化电路，分别电连接于该二信号处理端，用来将该第一模拟检测信号及该第二模拟检测信号分别转换为一第一数字检测信号以及一第二数字检测信号；以及一比较模块，电连接于该延迟装置以及该二数字化电路，用来将该数字延迟信号分别与该第一数字检测信号以及该第二数字检测信号经一比较操作后产生该跟踪误差信号。

本发明的跟踪误差信号产生装置包含有四信号端，用来分别提供一第一模拟检测信号、一第二模拟检测信号、一第三模拟检测信号、以及一第四模拟检测信号；一合成装置，电连接于该四信号处理端，用来将该第一模拟检测信号、该第二模拟检测信号、该第三模拟检测信号、以及该第四模拟检测信号合成为一模拟加总信号；一模拟延迟装置，电连接于该合成装置，用来将该模拟加总信号延迟并数字化成为一数字延迟加总信号；四数字化电路，分别电连接于该四信号端，用来将该第一模拟检测信号、该第二模拟检测信号、该第三模拟检测信号、以及该第四模拟检测信号分别转换为一第一数字检测信号、一第二数字检测信号、一第三数字检测信号、以及一第四数字检测信号；以及一比较模块，电连接于该模拟延迟装置以及该四数字化电路，用来将该数字延迟加总信号分别与该第一数字检测信号、该第二数字检测信号、该第三数字检测信号、以及该第四数字检测信号经一比较操作后产生该跟踪误差信号。

附图说明

图1为一般光盘机部分结构的示意图。

图2为图1光盘片上的一数据轨道读取头的一光学感测器相对关系的示意图。

图3为已知跟踪误差信号产生装置一实施例的功能方块图。

图4为图3中的多个信号相对应关系的时序图。

图5为已知跟踪误差信号产生装置另一实施例的功能方块图。

图6为本发明跟踪误差信号产生装置一实施例的功能方块图。

图7为本发明一方法实施例的流程图。

图8为图6中多个信号相对应关系的时序图。

图9为图6跟踪误差信号产生装置一详细实施例的功能方块图。

图10为本发明跟踪误差信号产生装置的另一实施例的功能方块图。

图11为图10实施例一详细实施例的功能方块图。

图12为本发明跟踪误差信号产生装置的又一实施例的功能方块图。

附图符号说明

10光盘机               12读写头

14旋转马达             16移动平台

18激光光束             20记录介质

22聚焦光点轨迹               30光学感测器

32坑道记号                   34轨道方向

40、60、80、100、120跟踪误差信号产生装置

42第一信号输入端

44第二信号输入端             46、86第一数字化电路

48、88第二数字化电路         50、70数字延迟装置

52、92第一比较装置           54、94第二比较装置

56、66信号产生器             62信号输入端

64、104、124数字化电路

68、128比较装置              81第一高通滤波器

82第一信号处理端             83第二高通滤波器

84第二信号处理端             85、105合成装置

87、107加法器                89、109均衡器

90、110模拟延迟装置

91、111、131迟滞电路

93、113比较模块

96、116、136运算器

98、118、138低通滤波器

102、122信号处理端

103、123高通滤波器

具体实施方式

本发明所披露的方法及结构亦是基于上述图2的光学感测器30结构以产生一跟踪误差信号TE，请参阅图6，图6为本发明跟踪误差信号产生装置80的一实施例的功能方块图。跟踪误差信号产生装置80是用于一光储存系统中用来产生一跟踪误差信号TE，其包含有一第一信号处理端82、一第二信号处理端84、一合成装置85、一模拟延迟装置90、第一数字化电路86、第二数字化电路88、以及一比较模块93。第一及第二信号处理端82、84分别提供一第一模拟检测信号A1以及一第二模拟检测信号A2，对照于图2光学感测器30的四个区域A、B、C、D所产生四个对应的输出信号a、b、c、d，第一模拟检测信号A1对应于输出信号a加上输出信号c的值(A1＝a+c)，而第二模拟检测信号A2是对应于输出信号b加上输出信号d的值(A2＝b+d)，只要图1读写头12、图2光学感测器30等的行进偏离所欲读取的数据轨道，第一模拟检测信号A1及第二模拟检测信号A2之间即存在一时间差(Time Difference)。本发明跟踪误差信号TE产生装置80的重要技术特征之一即包含电连接于二信号处理端82、84的合成装置85，可用来将第一模拟检测信号A1及第二模拟检测信号A2合成为一模拟相加信号MA。接下来，本发明的另一重要技术特征即模拟延迟装置90的设置，模拟延迟装置90电连接于合成装置85，将模拟相加信号MA延迟并数字化成为一数字延迟信号DR，而第一及第二数字化电路86、88亦分别电连接于二信号处理端82、84，用来将第一模拟检测信号A1及第二模拟检测信号A2分别转换为一第一数字检测信号D1以及一第二数字检测信号D2，最后数字延迟信号DR分别与第一数字检测信号D1以及第二数字检测信号D2经比较模块93，执行一比较操作后产生跟踪误差信号TE。

请注意，上述本实施例跟踪误差信号产生装置80的主要技术特征为将之间具有时间差的二模拟检测信号(第一模拟检测信号A1及一第二模拟检测信号A2)加以解析以产生跟踪误差信号TE，因此，第一模拟检测信号A1以及第二模拟检测信号A2并不限定为输出信号a、b、c、d上述的特定组合，意即，只要第一模拟检测信号A1及第二模拟检测信号A2对应于输出信号a、b、c、d的组合能使二模拟检测信号之间存在的时间差能正确反映聚焦光点(光学感测器30所发出的激光光束位于记录介质(图1光盘片20)上的一中心)偏离数据轨道的程度即可，同理，本发明跟踪误差信号产生装置80亦适用于并非图2四象限感测器的其他种类的光学感测器30(例如大于2X2规格的矩阵光学感测器30或划分为更多象限的光学感测器30)。再者，本实施例的合成装置85可为一加法器(Adder)，将第一模拟检测信号A1以及第二模拟检测信号A2相加，使两模拟检测信号皆纳入模拟延迟装置90的模拟延迟操作及后来的比较操作中，避免了信号间的不平衡效应。

接着请注意，本发明模拟延迟装置90的可使用一均衡器(Equalizer)电连接一数字化电路、一迟滞电路(Relay)、或是将均衡器电连接迟滞电路共同完成。在实际实施时，作为信号品质控制之用的均衡器为本发明适用的光储存系统既有的设备，将其应用于本发明中作为模拟延迟装置90可发挥其既有的功能依数据信号频率调整延迟时间，节省模拟延迟装置90所占的芯片面积。而迟滞电路因可利用预设的电位差作为延迟时间的依据，因此当由记录介质(图1光盘片20)数据面所读出的数据信号的频率高(在时域的周期较短)时，判断出的延迟时间也会较短，同理，数据信号的频率低(在时域的周期较长)时，判断出的延迟时间也随之较长，如此一来，利用迟滞电路完成的模拟延迟装置90，即使涉及相当高频的操作，亦可简易动态地因应不同的数据信号频率而判断出适当的延迟时间。与图3已知技术相比，本实施例跟踪误差信号产生装置80可视为一混合式(Mixed)跟踪误差信号产生装置80，既非全然利用数字的方式，也不完全利用模拟的方式操作，而是以模拟延迟的方式简化信号延迟的操作，并采用数字信号处理的精准度，产生准确可信赖的跟踪误差信号TE。

依据上述图6实施例的跟踪误差信号产生装置80，本发明利用第一模拟检测信号A1及第二模拟检测信号A2以产生跟踪误差信号TE的一方法实施例可归纳于下列步骤，并请见图7，图7为本发明一实施例的流程图：

步骤100：将第一模拟检测信号A1及第二模拟检测信号A2相加成为一模拟相加信号MA；

步骤101：使用模拟延迟装置90将模拟相加信号MA延迟成为一延迟信号AR；

步骤102：将延迟信号AR数字化成为一数字延迟信号DR；

步骤103：将第一模拟检测信号A1以及第二模拟检测信号A2分别转换为第一数字检测信号D1以及第二数字检测信号D2；

步骤104：将数字延迟信号DR分别与第一数字检测信号D1以及第二数字检测信号D2经比较模块93执行一比较操作(Comparing Operation)后产生跟踪误差信号TE。

请参阅图9，图9为图6跟踪误差信号产生装置80的一详细实施例的功能方块图，可更加清楚的了解图6本发明跟踪误差信号产生装置80的内部操作。第一信号处理端82是将(由图2光学感测器30产生的)输出信号(a+c)的值通过一第一高通滤波器81，以滤除低频杂讯并得到第一模拟检测信号A1，其操作以数学式来描述即为：A1＝G_hp1(a+c)，其中G_hp1为第一高通滤波器81的转移函数。同理第二信号处理端84将(由图2光学感测器30产生的)输出信号(b+d)的值通过一第二高通滤波器83以产生第二模拟检测信号A2，数学式为：A2＝G_hp2(b+d)，G_hp2为第二高通滤波器83的转移函数，可与G_hp1相同或相异。此时请同时参阅图9，图9为图8中多个信号相对应关系的时序图，显示出第一模拟检测信号A1、第二模拟检测信号A2、模拟相加信号MA、延迟信号AR、数字延迟信号DR、第一数字检测信号D1、第二数字检测信号D2、一第一比较信号DC1、一第二比较信号DC2、一时差信号DT、以及最后所得的跟踪误差信号TE于时域上的相对关系。图6的合成装置85在图9中以一加法器87完成，而第一及第二模拟检测信号A1、A2经该加法器87相加后所得的模拟相加信号MA(并经一正规化(Normalized)处理)亦显示于9之中。第一及第二数字化电路86、88分别将第一与第二模拟检测信号A1、A2转换为第一数字检测信号D1以及第二数字检测信号D2，相关操作的数学式可分别描述为：

$D1=\left\{\begin{array}{cc}1& A1\&GreaterEqual;0\\ 0& A1<0\end{array}\right.;$ $D2=\left\{\begin{array}{cc}1& A2\&GreaterEqual;0\\ 0& A2<0\end{array}\right.$

本实施例的模拟延迟装置90同时包含均衡器89及迟滞电路91，模拟相加信号MA(MA＝A1+A2)经均衡器89处理后成为延迟信号AR，数学关系式为：

AR＝f(A1，A2，Δτ)＝G_eq(A1+A2)＝|G_eq|e^jsΔr(A1+A2)，其中G_eq为均衡器89的转移函数，Δτ为均衡器89的延迟时间。延迟信号AR再经迟滞电路91处理后产生数字延迟信号DR，数学关系式为：

$\mathrm{DR}=\left\{\begin{array}{cc}1& \mathrm{AR}\&GreaterEqual;a\\ 0& \mathrm{AR}<-a\end{array}\right.,$

其中αα为预先设定的电平。延迟信号AR及数字延迟信号DR亦皆显示于图9中。比较模块93包含一第一比较装置92、一第二比较装置94、一运算器96、以及一低通滤波装置98。第一与第二比较装置92、94皆分别为一异或(Exclusive OR，XOR)逻辑门，可用来分别解析出两输入信号(数字延迟信号DR与第一数字检测信号D1、数字延迟信号DR与第二数字检测信号D2)的前缘与后缘。数字延迟信号DR与第一数字检测信号D1会通过第一比较装置92以产生第一比较信号DC1(数学式：DC1＝D1 xor DR)，而数字延迟信号DR与第二数字检测信号D2会通过第二比较装置94以产生第二比较信号DC2(数学式：DC2＝D2 xor DR)。运算器96将第一比较信号DC1及第二比较信号DC2相减，产生时差信号DT，接着时差信号DT会通过低通滤波装置98以产生跟踪误差信号TE，数学关系式为：TE＝G_lpf(DC1＝DC2)，其G_lpf为低通滤波装置98的转移函数。

在了解本发明主要的技术特征之后，接下来详述本发明其余几个重要的实施例，请参阅图10，图10为本发明跟踪误差信号产生装置100的另一实施例的功能方块图，与图6实施例相异之处在于本实施例包含四信号处理端102，直接分别接收图2所示的光学感测器30的四个区域A、B、C、D所产生的四个对应的输出信号a、b、c、d，加以处理以将其分别作为一第一模拟检测信号A1、一第二模拟检测信号A2、一第三模拟检测信号A3、以及一第四模拟检测信号A4，本实施例的跟踪误差信号产生装置100还包含有一合成装置105、一模拟延迟装置110、四数字化电路104、及一比较模块113。合成装置105电连接于四信号处理端102，用来将第一模拟检测信号A1、第二模拟检测信号A2、第三模拟检测信号A3、以及第四模拟检测信号A4合成为一模拟加总信号AS，而模拟延迟装置110则电连接于合成装置105之后，用来将模拟加总信号AS延迟并数字化成为一数字延迟加总信号DSR，同时，电连接于四信号处理端102的四数字化电路104可将第一模拟检测信号A1、第二模拟检测信号A2、第三模拟检测信号A3、以及第四模拟检测信号A4分别转换为一第一数字检测信号D1、一第二数字检测信号D2、一第三数字检测信号D3、以及一第四数字检测信号D4，最后比较模块113将数字延迟加总信号DSR分别与第一数字检测信号D1、第二数字检测信号D2、第三数字检测信号D3、以及第四数字检测信号D4经一比较操作后产生跟踪误差信号TE。

大致而言，本实施例的技术特征与图6实施例相似，若对照于图5已知实施例，本实施例将图2光学感测器30不同区域所产生的多个模拟检测信号加以合成(相加)后再加以延迟及比较，可改善已知技术信号间的不平衡效应，再配合以均衡器或迟滞电路设计模拟延迟装置110，可使本发明的结构对延迟时间准确性的敏感度较已知技术为低，模拟延迟装置110所占芯片的电路面积亦较已知数字延迟装置低。请见图11，图11为图10实施例的一详细实施例的功能方块图。四信号处理端102分别接收由图2光学感测器30产生的输出信号a、b、c、d，并将其分别通过四高通滤波器103，滤除低频杂讯以分别得到第一模拟检测信号A1、第二模拟检测信号A2、第三模拟检测信号A3、以及第四模拟检测信号A4，其操作的数学式分别为：A1＝G_hp(a)；A2＝G_hp(b)；A3＝G_hp(c)；A4＝G_hp(d)，其中G_hp为此四高通滤波器103的转移函数，在实际实施时，四高通滤波器103的转移函数不必相同。接下来，图11的加法器107，即图10的合成装置105，将第一模拟检测信号A1、第二模拟检测信号A2、第三模拟检测信号A3、以及第四模拟检测信号A4相加成为一模拟加总信号AS。本实施例的模拟延迟装置110亦同时包含均衡器109及迟滞电路111，均衡器109能将模拟加总信号AS延迟成为一延迟加总信号ASR，数学关系式为：

ASR＝f(A1，A2，A3，A4，Δτ)＝G_eq(A1+A2+A3+A4)＝|G_eq|e^jsΔτ(A1+A2+A3+A4)，其中Geq为均衡器109的转移函数，Δτ为均衡器109的延迟时间。延迟加总信号ASR再经迟滞电路111处理后产生数字延迟信号DSR，数学关系式为：

$\mathrm{DSR}=\left\{\begin{array}{cc}1& \mathrm{ASR}\&GreaterEqual;a\\ 0& \mathrm{ASR}<-a\end{array}\right.,$

，其中α为预先设定的电平。在此同时，四数字化电路104分别将第一、第二、第三、与第四模拟检测信号A1～A4转换为第一模拟检测信号D1、第二模拟检测信号D2、第三模拟检测信号D3、以及第四模拟检测信号D4，相关操作的数学式可分别描述为：

$D1=\left\{\begin{array}{cc}1& A1\&GreaterEqual;0\\ 0& A1<0\end{array}\right.;$ $D2=\left\{\begin{array}{cc}1& A2\&GreaterEqual;0\\ 0& A2<0\end{array}\right.;$ $D3=\left\{\begin{array}{cc}1& A3\&GreaterEqual;0\\ 0& A3<0\end{array}\right.;$

$D4=\left\{\begin{array}{cc}1& A4\&GreaterEqual;0\\ 0& A4<0\end{array}\right.$

。比较模块113包含四比较装置108、一运算器116、以及一低通滤波装置118。四比较装置108皆分别为一异或逻辑门，可用来分别解析出两输入信号的前缘与后缘。数字延迟加总信号DSR与第一数字检测信号D1经比较后产生第一比较加总信号DSC1(数学式：DSC1＝D1 xor DSR)；数字延迟加总信号DSR与第二数字检测信号D2经比较后产生第二比较加总信号DSC2(数学式：DSC2＝D2 xor DSR)；数字延迟加总信号DSR与第三数字检测信号D3经比较后产生第三比较加总信号DSC3(数学式：DSC3＝D3 xorDSR)；数字延迟加总信号DSR与第四数字检测信号D4经比较后产生第四比较加总信号DSC4(数学式：DSC4＝D4 xor DSR)。运算器116将第一与第三比较加总信号相加，并减去第二及第四比较加总信号，最后通过低通滤波装置118以产生跟踪误差信号TE，数学关系式为：TE＝G_lpf(DSC1-DSC2+DSC3-DSC4)，其中G_lpf为低通滤波装置118的转移函数。

请参阅图12，图12为本发明跟踪误差信号产生装置120的又一实施例的功能方块图，此实施例强调单独以一种迟滞电路(Relay)131完成模拟延迟装置130，基本的结构近似于图5的已知实施例，但仍承袭本发明图6至图11的其中一重要技术特征，利用此非全然利用数字或模拟的方式操作的一种混合式(Mixed)跟踪误差信号产生装置，来改善已知技术的问题。与图11实施例相同，四信号处理端122分别接收由图2光学感测器30产生的输出信号a、b、c、d，并将其分别通过四高通滤波器123，滤除低频杂讯以分别得到第一模拟检测信号A1、第二模拟检测信号A2、第三模拟检测信号A3、以及第四模拟检测信号A4，其操作的数学式分别为：A1＝G_hp(a)；A2＝G_hp(b)；A3＝G_hp(c)；A4＝G_hp(d)，其中G_hp为此四高通滤波器123的转移函数。本实施例跟踪误差信号产生装置120同样包含四数字化电路124，分别电连接于四信号处理端122，用来分别将第一、第二、第三、与第四模拟检测信号A1～A4转换为第一模拟检测信号D1、第二数字检测信号D2、第三数字检测信号D3、以及第四数字检测信号D4，相关操作的数学式可分别描述为：

$D1=\left\{\begin{array}{cc}1& A1\&GreaterEqual;0\\ 0& A1<0\end{array}\right.;$ $D2=\left\{\begin{array}{cc}1& A2\&GreaterEqual;0\\ 0& A2<0\end{array}\right.:$ $D3=\left\{\begin{array}{cc}1& A3\&GreaterEqual;0\\ 0& A3<0\end{array}\right.:$

$D4=\left\{\begin{array}{cc}1& A4\&GreaterEqual;0\\ 0& A4<0\end{array}\right.$

。本实施例包含二迟滞电路131，由于迟滞电路131的特性即可简易且动态地因应不同的数据信号频率而判断出适当的延迟时间，并将延迟后的相关模拟信号再加以数字化，因此该二迟滞电路131可分别先将第一模拟检测信号A1及第三模拟检测信号A3延迟成为一第一延迟检测信号AR1及一第三延迟检测信号AR3，再将第一延迟检测信号AR1及第三延迟检测信号AR3分别数字化成为一第一数字延迟检测信号DR1及一第三数字延迟检测信号DR3，以上描述可用

$\mathrm{DR}1=\left\{\begin{array}{cc}1& A1\&GreaterEqual;a\\ 0& A1<-a\end{array}\right.$ 及 $\mathrm{DR}3=\left\{\begin{array}{cc}1& A3\&GreaterEqual;a\\ 0& A3<-a\end{array}\right.$

表示，而其中a为预先设定的电位准。接下来，经过四个比较装置128(异或逻辑门)，分别比较第一数字延迟检测信号DR1与第一数字检测信号D1产生一第一数字比较信号DC1(数学式：DC1＝D1 xor DR1)；比较第一数字延迟检测信号DR1与第二数字检测信号D2产生一第二数字比较信号DC2(数学式：DC2＝D2 xor DR1)；比较第三数字延迟检测信号DR3与第三数字检测信号D3产生一第三数字比较信号DC3(数学式：DC3＝D3 xor DR3)；以及比较第三数字延迟检测信号DR3与第四数字检测信号D4以产生一第四数字比较信号DC4(数学式：DC4＝D4 xor DR3)。一运算器136将四个数字比较信号作加减组合(DC1+DC3-DC2-DC4)、最后再经一低通滤波装置138产生跟踪误差信号TE，数学关系式为：TE＝Glpf(DC1-DC2+DC3-DC4)，其中Gky为低通滤波装置138的转移函数。

本发明所披露的方法及跟踪误差信号产生装置的结构适用于各式具有近似于图2光学感测器30的光储存系统、各式记录介质(例如更高密度或多层数据储存的光盘片等)、及相关的时间差萃取方法。与已知技术相比，首先，本发明的方法将光学感测器不同区域所产生的多个模拟检测信号予以相加合成后再经信号延迟及比较的操作，可改善信号间的不平衡效应，再者，本发明利用一个或多个模拟延迟装置完成模拟信号延迟的操作，在本发明所披露的实施例中，用既有的均衡器(Equalizer)电连接一数字化电路设计模拟延迟装置、用迟滞电路设计模拟延迟装置、或是将均衡器电连迟滞电路设计模拟延迟装置，皆可因应不同的数据信号频率作适当的延迟时间判断，而无须如已知全然以数字方式完成的结构需外接或内建一数字延迟电路的调整电路，如此一来，则可大幅降低芯片上用作延迟操作的电路面积。

上所述仅为本发明的佳较实施例，凡依本发明权利要求书所做的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (26)

1.一种产生一跟踪误差信号的方法，其包含有：

提供一第一模拟检测信号及一第二模拟检测信号；

将该第一模拟检测信号及该第二模拟检测信号相加成为一模拟相加信号；

使用一模拟延迟装置将该模拟相加信号延迟成为一延迟信号；

将该延迟信号数字化成为一数字延迟信号；

将该第一模拟检测信号以及该第二模拟检测信号分别转换为一第一数字检测信号以及一第二数字检测信号；以及

将该数字延迟信号分别与该第一数字检测信号以及该第二数字检测信号经一比较操作产生该跟踪误差信号。

2.如权利要求1所述的方法，其中该模拟延迟装置为一均衡器电连接一数字化电路或一迟滞电路。

3.如权利要求1所述的方法，其中该模拟延迟装置为一均衡器电连一迟滞电路。

4.如权利要求1所述的方法，其中该第一模拟检测信号及该第二模拟检测信号之间存在一时间差，该跟踪误差信号是依据该时间差所产生。

5.一种产生一跟踪误差信号的方法，其包含有：

提供一第一模拟检测信号、一第二模拟检测信号、一第三模拟检测信号及一第四模拟检测信号；

将该第一模拟检测信号、该第二模拟检测信号、该第三模拟检测信号、以及该第四模拟检测信号相加成为一模拟加总信号；

使用该模拟延迟装置将该模拟加总信号延迟成为一延迟加总信号；

将该延迟加总信号数字化成为一数字延迟加总信号；

将该第一模拟检测信号、第二模拟检测信号、第三模拟检测信号以及第四模拟检测信号分别转换为一第一数字检测信号、第二数字检测信号、第三数字检测信号以及一第四数字检测信号；以及

将该数字延迟加总信号分别与该第一数字检测信号、该第二数字检测信号、该第三数字检测信号、以及该第四数字检测信号经多个比较操作后，产生该跟踪误差信号。

6.一种产生一跟踪误差信号的方法，其包含有：

提供一第一模拟检测信号、一第二模拟检测信号、一第三模拟检测信号及一第四模拟检测信号；

使用该模拟延迟装置将该第一模拟检测信号及该第三模拟检测信号分别延迟成为一第一延迟检测信号及一第三延迟检测信号；

将该第一延迟检测信号及该第三延迟检测信号分别数字化成为一第一数字延迟检测信号及一第三数字延迟检测信号；

将该第一模拟检测信号、第二模拟检测信号、第三模拟检测信号以及第四模拟检测信号分别转换为一第一数字检测信号、第二数字检测信号、第三数字检测信号以及第四数字检测信号；以及

分别比较第一数字延迟检测信号与第一数字检测信号产生一第一数字比较信号，比较第一数字延迟检测信号与第二数字检测信号产生一第二数字比较信号，比较第三数字延迟检测信号与第三数字检测信号产生一第三数字比较信号，以及比较第三数字延迟检测信号与第四数字检测信号以产生一第四数字比较信号，将四个数字比较信号作加减组合产生跟踪误差信号。

7.一种于一光储存系统中产生一跟踪误差信号的方法，其包含有下列步骤：

(a)接收一经由一记录介质反射及衍射后的一光束，该光束是依据该跟踪误差信号以沿着该记录介质上的一轨道方向行进；

(b)在进行步骤(a)后，依据所接收到的该光束在空间中多个不同的成分，产生一第一模拟检测信号及一第二模拟检测信号，其中该第一模拟检测信号及该第二模拟检测信号之间存在一时间差；

(c)在进行步骤(b)后，分别将该第一模拟检测信号以及该第二模拟检测信号转换为一第一数字检测信号以及一第二数字检测信号；

(d)在进行步骤(b)后，将该第一模拟检测信号及该第二模拟检测信号相加成为一模拟相加信号；

(e)在进行步骤(d)后，将该模拟相加信号经一延迟操作成为一延迟信号；

(f)在进行步骤(e)后，将该延迟信号数字化成为一数字延迟信号；以及

(g)在进行步骤(e)及步骤(f)后，将该数字延迟信号分别与该第一数字检测信号以及该第二数字检测信号经一比较操作，以产生该跟踪误差信号。

8.如权利要求7所述的方法，其中该光储存系统包含有一光学感测器，该光学感测器包含多个感测区，这些感测区是分别对应于该光束于空间中多个不同的成分，用来依据该光束在空间中多个不同的成分产生多个对应的输出信号。

9.如权利要求7所述的方法，其中该光储存系统还包含有一检测信号产生模块，电连接于该光学感测器，用来将这些输出信号经一组合过程以产生该第一模拟检测信号及该第二模拟检测信号，使该第一模拟检测信号与该第二模拟检测信号之间的该时间差代表该光束位于该记录介质上的一中心与该轨道方向之间偏离的程度。

10.如权利要求7所述的方法，其中该光储存系统包含一迟滞电路，用来执行步骤(e)中的该延迟操作。

11.如权利要求7所述的方法，其中该光储存系统包含一均衡器以及一迟滞电路，该均衡器及该迟滞电路是相互电连，用来执行步骤(e)中的该延迟操作。

12.如权利要求7所述的方法，其中该光储存系统包含一第一比较装置、一第二比较装置、以及一滤波装置，该方法还包含有：

(g1)在步骤(g)中，将该数字延迟信号与该第一数字检测信号通过该第一比较装置以产生一第一比较信号，并将该数字延迟信号与该第二数字检测信号通过该第二比较装置以产生一第二比较信号；以及

(g2)在步骤(g)中且在进行步骤(g1)后，将该第一比较信号及该第二比较信号相减以产生一时差信号，并将该时差信号通过该滤波装置以产生该跟踪误差信号。

13.如权利要求12所述的方法，其中该第一比较装置以及该第二比较装置是分别为一异或逻辑门。

14.一种于一光储存系统中产生一跟踪误差信号的方法，其包含有下列步骤：

(a)接收一经由一记录介质反射及衍射后的一光束，该光束是依据该跟踪误差信号以沿着该记录介质上的一轨道方向行进；

(b)在进行步骤(a)后，依据所接收到的该光束在空间中多个不同的成分，产生一第一模拟检测信号及一第二模拟检测信号，其中该第一模拟检测信号及该第二模拟检测信号之间存在一时间差；

(c)在步骤(b)中，依据所接收到的该光束在空间中多个不同的成分，还产生一第三模拟检测信号及一第四模拟检测信号；

(d)在进行步骤(b)和(c)后，将该第一模拟检测信号、该第二模拟检测信号、该第三模拟检测信号、以及该第四模拟检测信号相加成为一模拟加总信号，并将该模拟加总信号经该延迟操作成为一延迟加总信号；

(e)在进行步骤(d)后，将该延迟加总信号数字化成为一数字延迟加总信号；

(f)在进行步骤(b)和(c)后，分别将该第一模拟检测信号、第二模拟检测信号、第三模拟检测信号以及第四模拟检测信号转换为一第一数字检测信号、第二数字检测信号、第三数字检测信号以及第四数字检测信号；以及

(g)在进行步骤(e)及步骤(f)后，将该数字延迟加总信号分别与该第一数字检测信号、该第二数字检测信号、该第三数字检测信号、以及该第四数字检测信号经多个操作，以产生该跟踪误差信号。

15.一种于一光储存系统中产生一跟踪误差信号的方法，其包含有下列步骤：

(a)接收一经由一记录介质反射及衍射后的一光束，该光束是依据该跟踪误差信号以沿着该记录介质上的一轨道方向行进；

(b)在进行步骤(a)后，依据所接收到的该光束在空间中多个不同的成分，产生一第一模拟检测信号及一第二模拟检测信号，其中该第一模拟检测信号及该第二模拟检测信号之间存在一时间差；

(c)在步骤(b)中，依据所接收到的该光束在空间中多个不同的成分，还产生一第三模拟检测信号及一第四模拟检测信号；

(d)在进行步骤(b)和(c)后，将该第一模拟检测信号及该第三模拟检测信号分别经该延迟操作成为一第一延迟检测信号及一第三延迟检测信号；

(e)在进行步骤(d)后，将该第一延迟检测信号及该第三延迟检测信号分别数字化成为一第一数字延迟检测信号及一第三数字延迟检测信号；

(f)在进行步骤(b)和(c)后，分别将该第一模拟检测信号、第二模拟检测信号、第三模拟检测信号以及第四模拟检测信号转换为一第一数字检测信号、第二数字检测信号、第三数字检测信号以及一第四数字检测信号；以及

(g)在进行步骤(e)及步骤(f)后，分别比较第一数字延迟检测信号与第一数字检测信号产生一第一数字比较信号，比较第一数字延迟检测信号与第二数字检测信号产生一第二数字比较信号，比较第三数字延迟检测信号与第三数字检测信号产生一第三数字比较信号，以及比较第三数字延迟检测信号与第四数字检测信号以产生一第四数字比较信号，将四个数字比较信号作加减组合产生跟踪误差信号。

16.一种跟踪误差信号产生装置，其用于一光储存系统中用来产生一跟踪误差信号，该跟踪误差信号产生装置包含有：

二信号处理端，用来分别提供一第一模拟检测信号以及一第二模拟检测信号，其中该第一模拟检测信号及该第二模拟检测信号之间存在一时间差；

一合成装置，连接于该二信号处理端，用来将该第一模拟检测信号及该第二模拟检测信号合成为一模拟相加信号；

一模拟延迟装置，电连接于该合成装置，用来将该模拟相加信号延迟并数字化成为一数字延迟信号；

二数字化电路，分别电连接于该二信号处理端，用来将该第一模拟检测信号及该第二模拟检测信号分别转换为一第一数字检测信号以及一第二数字检测信号；以及

一比较模块，电连接于该延迟装置以及该二数字化电路，用来将该数字延迟信号分别与该第一数字检测信号以及该第二数字检测信号经一比较操作后产生该跟踪误差信号。

17.如权利要求16所述的跟踪误差信号产生装置，其中该模拟延迟装置为一均衡器电连接一数字化电路或一迟滞电路。

18.如权利要求16所述的跟踪误差信号产生装置，其中该模拟延迟装置为一均衡器电连接一迟滞电路。

19.如权利要求16所述的跟踪误差信号产生装置，其中该光储存系统还包含一光学感测器，电连接于该跟踪误差信号产生装置，用来接收一经由一记录介质反射及衍射后的一光束，该光束是依据该跟踪误差信号以沿着该记录介质上的一轨道方向进行。

20.如权利要求19所述的跟踪误差信号产生装置，其中该光学感测器包含多个感测区，这些感测区是分别对应于该光束在空间中多个不同的成分，用来依据该光束在空间中多个不同的成分产生多个对应的输出信号。

21.如权利要求20所述的跟踪误差信号产生装置，其中该二信号处理端是将这些输出信号经一组合过程以产生该第一模拟检测信号及该第二模拟检测信号，使该第一模拟检测信号与该第二模拟检测信号之间的该时间差代表该光束位于该记录介质上的一中心与该轨道方向之间偏离的程度。

22.如权利要求16所述的跟踪误差信号产生装置，其中该合成装置为一加法器。

23.一种跟踪误差信号产生装置，该跟踪误差信号产生装置包含有：

四处理信号端，用来分别提供一第一模拟检测信号、一第二模拟检测信号、一第三模拟检测信号、以及一第四模拟检测信号；

一合成装置，电连接于该四信号处理端，用来将该第一模拟检测信号、该第二模拟检测信号、该第三模拟检测信号、以及该第四模拟检测信号合成为一模拟加总信号；

一模拟延迟装置，电连接于该合成装置，用来将该模拟加总信号延迟并数字化成为一数字延迟加总信号；

四数字化电路，分别电连接于该四信号处理端，用来将该第一模拟检测信号、该第二模拟检测信号、该第三模拟检测信号、以及该第四模拟检测信号分别转换为一第一数字检测信号、一第二数字检测信号、一第三数字检测信号、以及一第四数字检测信号；以及

一比较模块，电连接于该模拟延迟装置以及该四数字化电路，用来将该数字延迟加总信号分别与该第一数字检测信号、该第二数字检测信号、该第三数字检测信号、以及该第四数字检测信号经一比较操作后产生该跟踪误差信号。

24.如权利要求23所述的跟踪误差信号产生装置，其中该第一模拟检测信号、该第二模拟检测信号、该第三模拟检测信号、以及该第四模拟检测信号相互之间分别存在一时间差。

25.如权利要求23所述的跟踪误差信号产生装置，其中该模拟延迟装置为一均衡器电连接一数字化电路或一迟滞电路。

26.如权利要求23所述的跟踪误差信号产生装置，其中该模拟延迟装置为一均衡器电连接一迟滞电路。

Images