CN1469356A - 光学拾取器装置、光盘装置和循轨误差信号检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的光盘装置包含光源(1)；将光源输出的激光束聚焦在光盘上的物镜(4)；分割交迭区域和非交迭区域的全息镜(3)，其中在交迭区域内，从光盘反射的光分量中的0阶光分量，和相对0阶光分量对称的±1阶光分量沿0阶光分量的直径方向交迭，并且在非交迭区域内，0阶光分量和±1阶光分量没有沿0阶光分量的直径方向和垂直于直径方向的半径方向交迭；和独立检测从全息镜分割的区域反射的光分量的光电检测器(5)。

Description

光学拾取器装置、光盘装置 和循轨误差信号检测方法
技术领域
本发明涉及检测来自光学记录介质的反射光的光学拾取器装置。本发明也涉及拥有光学拾取器装置的光盘装置。本发明也涉及基于光学拾取器装置检测出的反射光对循轨(tracking)误差信号进行检测的循轨误差信号检测方法。
背景技术
推挽式方法(PP)被称之为光盘循轨方案。在PP中，由于物镜在循轨方向的运动引起的对称移位，产生了一个偏移。为了抑制这种偏移，在对物镜在循轨方向的移动量进行监视的同时对这个偏移量进行电子抵消。使用三光束的差动推挽式方法(DPP)也为人所知。可选地，与物镜一起整体驱动全息镜(hologram)的方法也为人所知。
当使用监视物镜在循轨方向的移动量的方法时，监视移动量的位置传感器必须布置在光学拾取器装置中。因此，这样的装置就变得笨重，从而不能应用到小而薄的光学拾取器中，例如，不能应用到笔记本PC。此外，对位置传感器的新增要求也增加了装置的成本。
DPP是使用三个光束消除偏移的方案。激光输出光中主光束约占80％，边侧光束约占20％。因此，对于记录系统，这个方案不能用于激光输出光中没有边侧余量的光学拾取器中。主光束和边侧光束之间的间隔大约是1/2的轨道间距。为此，这个方案不能用于在诸如DVD-RAM和DVD-R、具有不同轨道间距的记录介质上进行记录的光学拾取器中。
与物镜一起整体驱动全息镜的方法能够有效地用于诸如DVD-RAM、光接收信号具有较高PP信号调制比的盘中。然而，对于诸如DVD-R、光接收信号具有较低PP调制比的盘，光束在孔径上的高斯分布由于物镜的移动而具有偏差，并且产生PP信号的偏移。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种光学拾取器装置、光盘装置和能够极好地进行循轨误差信号检测的循轨误差信号检测方法。
根据本发明的一个方面，光学拾取器装置包括光源；用于将光源输出的激光束聚焦在光盘上的聚焦装置；用于分割交迭区域和非交迭区域的分割装置，其中在非交迭区域内，从光盘反射的光分量中的0阶光分量，和相对0阶光分量对称的±1阶分量沿着0阶光分量的直径方向交迭，而在非交迭区域内，0阶光分量和±1阶光分量没有沿着直径方向和与直径垂直的半径方向交迭；和独立检测从分割装置分割的区域反射的光分量的检测装置。
根据本发明的一个方面，光盘装置是执行至少一次在光盘上记录信息的记录处理和至少一次对记录在光盘上的信息进行回放的回放处理的光盘装置，并且包括光源；将光源输出的激光束聚焦在光盘上的聚焦装置；用于分割交迭区域和非交迭区域的分割装置，其中在非交迭区域内，从光盘反射的光分量中的0阶光分量，和相对0阶光分量对称的±1阶分量沿着0阶光分量的直径方向交迭，而在非交迭区域内，0阶光分量和±1阶光分量没有沿着直径方向和与直径垂直的半径方向交迭；独立检测从分割装置分割的区域反射的光分量的检测装置；和循轨控制装置，用于根据检测装置检测的反射光产生循轨误差信号，并且根据循轨误差信号控制循轨。
根据本发明的一个方面，循轨误差信号检测方法包括独立检测从通过分割交迭区域所获得的分割区域反射的光分量，和从通过分割非交迭区域所获得的分割区域反射的光分量，其中在交迭区域内，从光盘反射的光分量中的0阶光分量，和相对0阶光分量对称的±1阶光分量沿着0阶光分量的直径方向交迭，而在非交迭区域内，0阶光分量和±1阶光分量没有沿着直径方向和与直径方向垂直的半径方向交迭；和根据检测的反射光分量生成循轨误差信号。
本发明的附加目的和优点将在下列描述中阐述，部分地可以从描述中明显地看出，或者可以通过本发明的实践学会。本发明的目的和优点可以借助于此后提出的具体手段和组合得以实现和获得。
附图说明
与说明书成为一体并且构成说明书的一部分的附图举例说明了本发明的优选实施例，并且与上面的概括描述，和下面给出的优选实施例的细节描述一起，用于阐述本发明的原理。
图1是根据本发明的一个实施例示出的光学拾取器的示意结构的视图；
图2是图1所示的光学拾取器的全息镜的全息图案的例子视图；
图3是图1所示的光学拾取器的光电检测器的检测图案的例子视图；
图4是由于图1所示的光学拾取器的物镜移位在孔径上导致的高斯分布偏差的例子的曲线图；
图5是示出VC-VD和VE-VF之间关系的曲线图；
图6是根据本发明的实施例示出光盘装置的示意结构的方框图；
图7是根据本发明的实施例示出循轨误差信号检测处理的流程图；而
图8是图1所示的光学拾取器中全息镜的全息图案的另外一个例子(8-分割)的视图。
具体实施方式
本发明的实施例将在下面随附图一起描述。
图1是根据本发明一个实施例的光学拾取器的示意结构的视图。图1所示的光学拾取器10包括光源1、准直镜2、全息镜3、物镜4和光电检测器5。
光学拾取器10对来自光学记录介质的PP信号进行检测，并且象在DVD盘中那样使用相位差检测方法(DPD)检测循轨误差信号。作为PP信号检测对象的光学记录介质的例子是诸如DVD-RAM、具有较高PP信号调制的光盘，和诸如DVD-R、具有非常不同于DVD-RAM的轨道间距和较低PP信号调制比的光盘。
从光源1输出的激光束被准直镜2转换成准直光。光被透过全息镜3，并且通过物镜4被聚焦在光盘(没有示出)的凹坑序列20a上。从凹坑序列衍射的光再一次通过物镜4被转换成准直光，被全息镜3衍射，并且入射在光电检测器5上。物镜4和全息镜3被整体驱动。
图2给出了全息镜3的全息图案。图3给出了光电检测器5的检测图案。如图2所示，全息镜3具有5-分割结构，该结构具有区域3a、区域3c、区域3d、区域3e和区域3f。如图3所示，光电检测器5具有检测区域5a、检测区域5b、检测区域5c、检测区域5d、检测区域5e和检测区域5f。来自区域3a的反射光被聚焦在光电检测器上的检测区域5a和检测区域5b之间，并用来通过例如刀刃法(knife-edge method)进行聚焦检测。区域3c是通过在循轨方向将具有低PP信号调制比的一部分光盘(其中孔径和-1阶光方向交迭)分割成两部分所获得的两个区域之一。换句话说，区域3c是这样的区域中的一个，其中0阶光和-1阶光在沿直径分割0阶光所获得的区域上交迭。类似地，区域3d是通过在循轨方向将孔径和+1阶光交迭的部分分割成两部分所获得的区域之一。换句话说，区域3d是这样的区域中的一个，其中0阶光和+1阶光在沿直径分割0阶光所获得的区域中交迭。区域3e和区域3f是通过在循轨方向将除开区域3a、3c和3d的部分分成两部分所获得的区域。换句话说，区域3e是所述区域中与区域3c接触的区域，其中0阶光和±1阶光没有在沿直径方向分割0阶光所获得的区域之一交迭。区域3f是所述区域中与区域3d接触的区域，其中0阶光和±1阶光没有在沿直径方向分割0阶光所获得的区域之一交迭。由区域3c到3f衍射的光分量入射到光电检测器5的检测区域5c至5f上。
光电检测器5的输出信号被放大器(没有示出)放大，使得下列信号被输出：
·VA＝5a
·VB＝5b
·VC＝5c+5e
·VD＝5d+5f
·VE＝5e
·VF＝5f
因为使用了刀刃法，聚焦误差信号(FES)可由FES＝VA-VB给出。DVD盘的DPD信号被输出为DPD＝相位(VC)-相位(VD)。DVD-RAM盘的PP信号具有高调制比，因此受物镜4的移位所产生的偏移的影响不是很大。DVD-RAM盘的PP信号被输出为PP＝VC-VD。
因为DVD-R的PP信号具有低调制比，物镜4的移位在孔径上导致的非均匀高斯分布产生了偏移。例如，这种偏移通过区域3e和3f的部分进行补偿。
如图4所示，因为高斯分布由于物镜移位而产生偏差，PP信号，即PP＝VC-VD具有偏移(OFS)。另一方面，图2所示的区域3e和3f部分也由于非均匀高斯分布而具有偏移。因此，CPP＝(VC-VD)-k(VE-VF)。值 k可以进行适当地调整。因此，由物镜移位引起的PP信号的任何偏移均可以得到抑制。特别是，在这种方法中，因为VE和VF都是0阶光信号，它们都没有PP调制分量。因此，如图5所示，在通过用于伺服信号检测的LPF之后，信号VE-VF相对由VC-VD给出的PP信号是DC信号。CPP计算不改变PP信号的幅度。
对于上述结构，即使光盘具有不同的轨道间距、PP调制比和循轨误差检测方法，也可以获得满意的循轨误差信号。
在上述的描述中，半区域，即全息镜3的区域3a被用于检测聚焦误差。然而，可以准备与区域3c至区域3f对称的图案以便整体检测循轨误差信号。即，在全息镜3上形成如图8所示的全息图案。即，全息镜3具有8-分割结构，该结构具有区域3ac、区域3ad、区域3ae、区域3af、区域3c、区域3d、区域3e和区域3f。因为图8所示的全息镜3整体检测循轨误差信号，能够比图2所示的全息镜更精确地检测循轨误差信号。当使用如图8所示的全息镜3时，光电检测器5具有能够独立检测从图8所示的全息镜3的8个分割区域反射的光的结构。
此外，放大器(没有示出)计算VC＝5c+5e，VD＝5d+5f，VE＝5e和VF＝5f。然而，在某些用于记录/回放的光盘上，VC＝5c，VE＝5e和VF＝5f可以被用于计算CPP＝(VC-VD)-k(VE-VF)。
应用图1所示的光学拾取器10的光盘装置的例子将在下面描述。图6是一个方框图，示出了根据本发明实施例的光盘装置的示意结构。这种光盘装置在诸如DVD-RAM或DVD-R的光盘20上记录期望的数据，或回放记录在光盘20上的数据。
如图6所示，光盘装置包括光学拾取器10，信号处理电路11，解调电路12，聚焦误差信号生成电路13，循轨误差生成电路14，聚焦控制电路16，循轨控制电路17，调制电路18和激光控制电路19。
首先描述光盘装置的数据记录。记录数据(数据符号)被调制电路18调制成预定信道比特序列。对应于记录数据的信道比特序列被激光控制电路19转换成激光驱动波形。激光控制电路19脉冲驱动光源1上的激光，以便将对应于期望比特序列的记录数据记录在光盘20上。从光源1发射出的记录光束通过物镜4被聚焦在光盘20的信息记录表面上。在聚焦控制电路16的聚焦控制和循轨控制电路17的循轨控制下，聚焦光束被保持在能够在记录表面上获得最优小光斑的状态。
下面将描述这种光盘装置的数据回放。根据数据回放指令，光源1发射回放光束。光源1发射的回放光束通过物镜4被聚焦在光盘20的信息记录表面上。在聚焦控制电路16的聚焦控制和循轨控制电路17的循轨控制下，聚焦光束被保持在能够在记录表面上获得最优小光斑的状态。此时，照射在光盘20时所使用的回放光束被信息记录表面的反射膜或反射记录膜反射。反射光沿着反方向通过物镜4，并且入射在光电检测器5上。入射在光电检测器5上的光束被光电转换成电信号并进行放大。经过放大的信号被信号处理电路11均衡和二进制化，并且送往解调电路12。解调电路12以和预定调制方案相对应的解调方式解调出信号，并输出回放数据。
如上所述，聚焦误差信号生成电路13根据光电检测器5输出的电信号生成聚焦误差信号。类似地，循轨误差信号生成电路14根据光电检测器5输出的电信号生成循轨误差信号。聚焦控制电路16根据聚焦误差信号控制光斑的聚焦。循轨控制电路17根据循轨误差信号控制光斑的循轨。
下面将参照图7描述循轨误差信号检测方法。图7是给出循轨误差信号检测处理概况的流程图。如上所述，通过循轨误差信号生成电路14生成循轨误差信号。
如上所述，使用全息镜3独立检测从图2所示的分割区域反射的光分量(ST1)。更具体地，从光盘20上反射的光分量中检测来自分割区域(区域3c和3d)的反射光分量，其中通过沿0阶光的直径分割0阶光分量和±1阶光分量交迭的区域来获得所述分割区域，并且±1阶光分量相对0阶光分量对称。同时，检测从分割区域(3e和3f)反射的光分量，其中通过沿直径方向和与直径垂直的半径方向分割0阶光分量和±1阶光分量不交迭的区域来获得所述分割区域。
区域3c是这样的区域中的一个，其中0阶光和-1阶光在沿直径分割0阶光所获得的区域上交迭。类似地，区域3d是这样的区域中的一个，其中0阶光和+1阶光在沿直径分割0阶光所获得的区域中交迭。区域3e是0阶光和±1阶光没有在沿直径方向分割0阶光所获得的区域之一交迭的区域中的与区域3c接触的区域。区域3f是非交迭区域中与区域3d接触的一个区域，在沿直径方向分割0阶光所获得的区域之一中。对应于区域3c、3d、3e和3f的反射光分量被分别定义为分量C、D、E和F。(C-D)-k(E-F)(k：系数)被计算出来(ST2)，循轨误差信号由计算结果检测出来(ST3)。
可选地，对应于区域3c和3e的反射光分量可以定义为分量C，对应于区域3d和3f的反射光分量可以定义为分量D，对应于3e的反射光分量可以定义为分量E，对应于3f的反射光分量可以定义为分量F。(C-D)-k(E-F)(k：系数)可以被计算出来(ST2)，循轨误差信号可以由计算结果检测出来(ST3)。
如上所述，根据本发明，能够提供小且薄的光学拾取器，并且不用增加成本。此外，能够提供这样的光学拾取器，它甚至在具有不同轨道间距和PP调制比的光盘中也能够检测出满意的循轨误差信号。
本领域技术人员可以容易地想到其它优点和修改。因此，本发明的范围不限于这里所示和所述的具体细节和代表性实施例。因此，在不背离所附权利要求及其等价描述所限定的总体发明构思的宗旨和范围的前提下，可以进行各种修改。

Claims (10)

1.一种光学拾取器装置，其特征在于包括：
光源(1)；
聚焦单元(4)，被构造成将光源输出的激光束聚焦到光盘上；
分割单元(3)，被构造成分割交迭区域和非交迭区域，其中在交迭区域内，从光盘反射的光分量中的0阶光分量，和相对0阶光分量对称的±1阶光分量沿0阶光分量的直径方向交迭，而在非交迭区域内，0阶光分量和±1阶光分量没有沿直径方向和与直径方向垂直的半径方向交迭；
检测单元(5)，被构造成独立检测从分割单元分割的区域反射的光分量。
2.如权利要求1中的装置，其特征在于分割单元是与聚焦单元整体相连的全息镜。
3.如权利要求1中的装置，其特征在于
分割单元沿0阶光分量的两个正交直径方向将交迭区域和非交迭区域分割成8个部分，而
检测单元独立检测从分割单元分割的8个部分反射的光分量。
4.如权利要求2中的装置，其特征在于
分割单元沿0阶光分量的两个正交直径方向将交迭区域和非交迭区域分割成8个部分，而
检测单元独立检测从分割单元分割的8个部分反射的光分量。
5.一种光盘装置，包括：
光源(1)；
聚焦单元(4)，被构造成将光源输出的激光束聚焦到光盘上；
分割单元(3)，被构造成分割交迭区域和非交迭区域，其中在交迭区域内，从光盘反射的光分量中的0阶光分量，和相对0阶光分量对称的±1阶光分量沿0阶光分量的直径方向交迭，而在非交迭区域内，0阶光分量和±1阶光分量没有沿直径方向和与直径方向垂直的半径方向交迭；
检测单元(5)，被构造成独立检测从分割单元分割的区域反射的光分量；和
循轨处理单元(14，17)，被构造成根据检测单元检测的反射光生成循轨误差信号，并且根据循轨误差信号控制循轨。
6.如权利要求5中的装置，其特征在于当分割区域中0阶光分量和-1阶光分量在沿直径方向分割0阶光分量所获得的区域交迭的一个分割区域被定义为区域A，分割区域中0阶光分量和+1阶光分量交迭的一个分割区域被定义为区域B，非交迭区域中与区域A接触的分割区域被定义为C，非交迭区域中与区域B接触的分割区域被定义为区域D，并且对应于区域A、B、C和D的反射光分量被分别定义为分量 a、 b、 c和 d的时候，循轨处理单元根据公式(a-b)-k(c-d)(k：系数)生成循轨误差信号。
7.如权利要求5中的装置，其特征在于当分割区域中0阶光分量和-1阶光分量在沿直径方向分割0阶光分量所获得的区域交迭的一个分割区域被定义为区域A，分割区域中0阶光分量和+1阶光分量交迭的一个分割区域被定义为区域B，非交迭区域中与区域A接触的分割区域被定义为区域C，非交迭区域中与区域B接触的分割区域被定义为区域D，对应于区域A和C的反射光分量被定义为分量 a，对应于区域B和D的反射光分量被定义为 b，对应于区域C的反射光分量被定义为分量 c，并且对应于区域D的反射光分量被定义为分量d的时候，循轨处理单元根据公式(a-b)-k(c-d)(k：系数)生成循轨误差信号。
8.一种循轨误差信号检测方法，其特征在于包括：
独立检测从通过分割交迭区域和非交迭区域所获得的分割区域反射的光分量，其中在交迭区域内，从光盘反射的光分量中的0阶光分量，和相对0阶光分量对称的±1阶光分量沿0阶光分量的直径方向交迭，并且在非交迭区域内，0阶光分量和±1阶光分量没有沿直径方向和与直径方向垂直的半径方向交迭；和
根据所检测的反射光分量生成循轨误差信号。
9.如权利要求8中的方法，其特征在于当分割区域中0阶光分量和-1阶光分量在沿直径方向分割0阶光分量所获得的区域交迭的一个分割区域被定义为区域A，分割区域中0阶光分量和+1阶光分量交迭的一个分割区域被定义为区域B，非交迭区域中与区域A接触的分割区域被定义为区域C，非交迭区域中与区域B接触的分割区域被定义为区域D，并且对应于区域A、B、C和D的反射光分量分别被定义为分量 a、 b、 c和 d的时候，根据公式(a-b)-k(c-d)(k：系数)生成循轨误差信号。
10.如权利要求8中的方法，其特征在于当分割区域中0阶光分量和-1阶光分量在沿直径方向分割0阶光分量所获得的区域交迭的一个分割区域被定义为区域A，分割区域中0阶光分量和+1阶光分量交迭的一个分割区域被定义为区域B，非交迭区域中与区域A接触的分割区域被定义为区域C，非交迭区域中与区域B接触的分割区域被定义为区域D，对应于区域A和C的反射光分量被定义为分量 a，对应于区域B和D的反射光分量被定义为分量 b，对应于区域C的反射光分量被定义为 c，并且对应于区域D的反射光分量被定义为分量 d的时候，根据公式(a-b)-k(c-d)(k：系数)生成循轨误差信号。
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