CN1509470A - 光学拾取装置、光盘设备及其跟踪控制方法 - Google Patents
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Abstract
在主束处于主光电检测元件的中心时,在进行调节以使MPP偏移为零之后,使用通过两-分的侧束光电检测元件中的一个分区进行光电转换的电信号E和F和通过另一个分区进行光电转换的电信号H和G,计算侧推挽信号SPP=(F αE)+(αH G),这里确定常数α以使(F αE)和(αH G)的偏移分别为零。从这个SPP和主推挽信号MPP中,计算差动推挽信号DPP以执行跟踪控制。因此,即使在记录的过程中也可以获得稳定的跟踪控制。
Description
技术领域
本本发明涉及光学拾取装置、使用该光学拾取装置的光盘设备以及控制跟踪该光盘设备的跟踪控制方法。
更具体地说本发明涉及光学拾取装置等,其中在光盘上记录信息和/或从光盘中再现信息时如果从自光盘上反射的一个主束和一对侧束中计算差动推挽信号,则调节主推挽信号以使在该主束设置在主光检测系统的中心而一对侧束设置在该主束的两侧且它们关于主束对称时使主推挽偏移为零;以及然后,预先设定常数α以使侧推挽信号的偏移分别为零,由此即使在侧束不能设置在光检测系统的中心时也能够消除侧推挽信号的偏移,由此甚至在记录时也能够实施稳定的跟踪控制。
背景技术
差动推挽(DPP)法是在光学记录盘(比如CD-R和CD-RW)的驱动设备中使用的一种公知的跟踪伺服系统。
根据DPP法,来自每个光感受器的输出信号分别从主束和两个侧束中获得,基于该输出信号的计算可以获得跟踪误差信号。
具体地说,通过激光二极管(光源)1发射的光束形成了三个束点,包括通过设置在发射束的前向路径上的衍射装置(衍射光栅)2、准直透镜4和物镜5在光盘6上由第零阶衍射光(下文称为为“主束21”)产生的一个束点和由两个第一阶衍射光(下文称为“侧束22A,22B”)产生的两个束点,如附图1所示。
从附图1的A方向看如以虚线包围的视图所示,以主束21辐射旋转驱动的光盘6中的每个轨道26的中心36(下文中称为“轨道中线”)。以侧束22A辐射在轨道和在前的相邻轨道之间的盘表面,将该侧束22A定义为在前束。以侧束22B辐射在轨道和在后的相邻轨道之间的另一盘表面,将侧束22B定义为在后束。光电检测器8的相应的光感受器接收这些束的反射光(根据跟踪理论)。
光电检测器8包括接收主束21的主束点的主光电检测器(MPD)、接收侧束22A的侧束点的侧光电检测器(SPD1)和接收侧束22B的侧束点的侧光电检测器(SPD2),如从附图1中B方向看虚线所包围的附图所示。
在光电检测器8中,主光电检测器(MPD)在垂直上和在水平上划分为4个元件块,每个元件块接收主束21的主束点。相应的侧光电检测器SPD1、SPD2在垂直上划分为2个元件块,侧光电检测器SPD1接收侧束22A的侧束点,而侧光电检测器SPD2接收侧束22B的侧束点。顺便指出,将从相应划分的元件中输出的信号分别标为A、B、C、D、E、F、G和H,基于这些信号的计算可以跟踪伺服误差信号。
基于从MPD中输出的信号可以产生主推挽信号(MPP)。基于从相应的SPD1和SPD2中输出的信号可以产生侧推挽信号(SPP1和SPP2)。根据下文的运算表达式可以获得DPP信号:
MPP=(A+D)-(B+C)
SPP=SPP1+SPP2=(F-E)+(H-G)
DPP=MPP-K*SPP
=(A+D)-(B+C)-K{(F-E)+(H-G)}
这里K是为调节第零阶和正负第一阶的衍射光的光强度而设置的常数。
在侧束22A、22b没有设置在SPD1、SPD2的中心时以及其它时候DPP法具有缺陷造成在SPP信号中产生偏移。如果是这样,两个信号SPP1、SPP2具有几乎相同的幅值,由此通过在再现时加上这些信号可以消除偏移。然而,在记录时,它们具有不同的幅值,由此不能消除偏移。这就产生了包括偏移的跟踪伺服误差信号,在它的去跟踪(de-tracking)的最坏的情况下带来某些麻烦,即跟踪不稳定,并且使得记录性能更差。
发明内容
本发明用于光学拾取装置,该光学拾取装置用于将信息记录在光盘上和/或从光盘再现信息。该设备包括光源、衍射装置、光接收装置、第一计算装置、第二计算装置和第三计算装置,该衍射装置衍射从光源发射的光以形成一个第零阶光的主束和一对正负第一阶光的侧束,该侧束设置在主束的两侧上,并且第零阶光适合于在第一阶光之间,该光接收装置用于接收通过该衍射装置形成的并通过光盘反射的主束和侧束,该光接收装置包括用于接收主束以进行光电转换的四-分主束光感受器和用于接收该侧束对并对每个侧束进行光电转换的一对两-分侧束光感受器,该第一计算装置用于根据公式MPP=(A+D)-(B+C)计算主推挽信号MPP,这里A、B、C和D都是通过包括在该光接收装置中的四-分主束光感受器光电转换的电信号,该第二计算装置用于根据公式SPP=(F-αE)+(αH-G)计算侧推挽信号SPP,这里E和F都是通过包括在该光接收装置中的两-分侧束光感受器光电转换的电信号,H和G都是通过包括在该光接收装置中的另一个两-分侧束光感受器光电转换的电信号,该第三计算装置用于使用通过该第一计算装置计算的主推挽信号和通过该第二计算装置计算的侧推挽信号并根据公式DPP=MPP-K*SPP计算包括常数K的差动推挽信号DPP,该差动推挽信号DPP形成跟踪误差信号,
在主束设定在主光感受器的中心而该侧束对设置在主束的两侧且它们绕主束对称时预先设定常数α以进行调节使MPP偏移为零,并进行调节使(F-αE)和(αH-G)偏移为零。
在侧束没有设置在SPD的中心时根据本发明的光学拾取装置允许通过计算消除SPP信号偏移。因此可以实现在记录的过程中执行稳定的跟踪控制的光学拾取装置。
这就是说,根据本发明,由于通过计算消除了侧束推挽信号偏移,因此即使在记录过程以及其它过程中侧束具有彼此不同的光量时仍然可以实施稳定的跟踪控制。这就可以改善记录性能(在记录盘中的RF抖动等)。此外,电调节SPP信号使得可以扩展光学器件的调整公差并不需要调整机构及其调节。这就可以削减光学拾取装置的制造成本。
本发明还可以应用于光盘设备以基于差动推挽信号在光盘上执行跟踪控制。光盘设备包括旋转地驱动该光盘的驱动装置和将信息记录在通过该驱动装置由此旋转的光盘上和/或从该光盘再现信息的光学拾取装置。
该光学拾取装置包括光源、衍射装置、光接收装置、第一计算装置、第二计算装置和第三计算装置,该衍射装置衍射从光源发射的光以形成一个第零阶光的主束和一对正负第一阶光的侧束,该侧束设置在主束的两侧上,并且第零阶光适合于在第一阶光之间,该光接收装置用于接收通过该衍射装置形成的并通过光盘反射的主束和侧束,该光接收装置包括用于接收主束以进行光电转换的四-分主束光感受器和用于接收该侧束对并对每个侧束进行光电转换的一对两-分侧束光感受器,该第一计算装置用于根据公式MPP=(A+D)-(B+C)计算主推挽信号MPP,这里A、B、C和D都是通过包括在该光接收装置中的四-分主束光感受器光电转换的电信号,该第二计算装置用于根据公式SPP=(F-αE)+(αH-G)计算侧推挽信号SPP,这里E和F都是通过包括在该光接收装置中的两-分侧束光感受器光电转换的电信号,H和G都是通过包括在该光接收装置中的另一个两-分侧束光感受器光电转换的电信号,该第三计算装置用于使用通过该第一计算装置计算的主推挽信号和通过该第二计算装置计算的侧推挽信号并根据公式DPP=MPP-K*SPP计算具有常数K的差动推挽信号DPP,该差动推挽信号DPP形成跟踪误差信号,
在主束设定在主光感受器的中心而该侧束对设置在主束的两侧且它们绕主束对称时预先设定常数α以进行调节使MPP偏移为零,并进行调节以使(F-αE)和(αH-G)偏移为零。
因为上述的光学拾取装置包括在光盘设备中,因此在侧束没有设置在SPD的中心时根据本发明的光学拾取装置允许通过计算消除SPP信号偏移。因此可以实现在记录的过程中执行稳定的跟踪控制的光盘设备。因此,本发明提供了可以改善记录性能的低廉的光盘设备。
本发明进一步应用于控制在光学拾取装置上进行跟踪的跟踪控制方法,该光学拾取装置将信息记录在光盘上和/或从该光盘再现信息。这个方法包括如下的步骤:衍射从光源发射的光以形成一个第零阶光的主束和一对正负第一阶光的侧束,该侧束设置在主束的两侧上,并且第零阶光适合于在第一阶光之间;将由此形成的主束和侧束辐射在光盘上,并通过四-分方式接收通过光盘反射的主束以进行光电转换和通过两-分方式接收该侧束对并分别进行光电转换;根据公式MPP=(A+D)-(B+C)计算主推挽信号MPP,这里A、B、C和D是通过对主束进行光电转换而获得的电信号;根据公式SPP=(F-αE)+(αH-G)计算侧推挽信号SPP,这里E、F、H和G是通过对侧束对进行光电转换而获得的电信号;然后使用主推挽信号和侧推挽信号并根据公式DPP=MPP-K*SPP计算具有常数K的差动推挽信号DPP,该差动推挽信号DPP形成跟踪误差信号。
在执行计算时,在主束设定在主光感受器系统的中心而该侧束对设置在主束的两侧且它们绕主束对称时通过调节预先设定常数α以使MPP偏移为零,然后进行调节以使(F-αE)和(αH-G)偏移为零。
在光学拾取装置的侧束没有设定在SPD的中心时根据本发明的光盘设备的跟踪控制方法允许通过计算消除SPP偏移。这就允许在记录的过程中实施光学拾取装置的稳定的跟踪控制。
此外,根据本发明,由于即使在记录等过程中侧束具有彼此不同的光量时也不会发生去跟踪,因此可以改善记录性能(在记录盘中的RF抖动等)。此外,电调节SPP信号使得可以扩展光学器件的调整公差并不需要调整机构及其调节。这就可以削减光学拾取装置的制造成本。
附图说明
附图1所示为实施本发明的光学拾取装置的结构的原理图。
附图2所示为说明在光电检测器的结构和在主束和侧束之间的定位关系的理想实例的原理图。
附图3所示为在附图2中所示的光电检测器中的相应的信号的波形图;附图3A所示为MPP信号的波形;附图3B所示为SPP1信号的波形;附图3C所示为SPP2信号的波形;附图3D所示为DPP信号的波形。
附图4所示为在光电检测器中侧束偏离的情况的原理图。
附图5所示为在附图4中所示的光电检测器中的相应的信号的波形图;附图5A所示为MPP信号的波形;附图5B所示为SPP1信号的波形;附图5C所示为SPP2信号的波形;附图5D所示为DPP信号的波形。
附图6所示为根据本发明的光学拾取装置的计算系统的结构的方块图。
具体实施方式
在上述情况下通过采用相对简单的方式设计本发明以消除不便,本发明的目的是提供允许实施稳定的跟踪控制的光学拾取装置、使用这种光学拾取装置的光盘设备和用于该光盘设备的跟踪控制方法,在侧束没有设置在每个SPD的中心时该光学拾取装置能够消除在记录的过程中的偏移。
参考附图更详细地描述实施本发明的光学拾取装置。
在附图1中所示的光学拾取装置10实施本发明,它是在旋转驱动的光盘上记录信息和/或从该光盘上再现信息的装置。
光学拾取装置10包括激光二极管(光源)1、衍射光栅2、分束器3、准直透镜4、物镜5、光盘6、凹透镜7、光电检测器8、前监视二极管9和驱动装置15。前监视二极管9检测激光二极管1的光强度。驱动装置15旋转地驱动光盘6。
光学拾取装置10采用DPP法作为跟踪伺服系统。在设备10中,通过激光二极管(光源)1发射的光束通过衍射装置(衍射光栅2)分为主束21和侧束22A和22B。准直透镜将相应的光束转换为平行束以使相应的束通过物镜5集聚在光盘6上。
然后它的返回光束通过凹透镜7集聚在光电检测器8上,相应地主束21聚集在主光电检测器(主束光感受器MPD)和侧束22A和22B聚集在侧束光电检测器(侧束光感受器SPD1、SPD2),如附图2所示。在通过相应的光电检测器MPD、SPD1和SPD2所接收的信号中,主束21用于记录或再现信号并检测伺服误差信号。侧束22A、22B用于检测伺服误差信号。
根据这种跟踪伺服系统,如附图2所示,光学器件(比如衍射光栅2、激光二极管1和光电检测器MPD、SPD1和SPD2)都被设计成它们允许相应的光束聚焦在光电检测器MPD、SPD1和SPD2的每个中心上。附图3A至3D所示为在这种情况下主推挽(MPP)信号和侧推挽信号(SPP1和SPP2)的理想波形。在这些附图中,垂直轴表示信号的幅值,而水平轴表示时间t。
可以设想的是,下面的两个因素使束偏离光电检测器如MPD、SPD1和SPD2的中心。首先,应该看到在光电检测器8中在附图2的水平方向上的定位没有对准或者在跟踪方向上物镜的偏移量。在这种情况下,主束21和侧束22A、22B在相同的方向上偏离相同的偏差量。
其次,应该看到,基于衍射光栅2和激光二极管1的位置第零阶衍射光和第一阶衍射光的各种分离角度在光盘6和光电检测器MPD上在主束21和侧束22A、22B之间产生不同的距离。在这种情况下,在侧束相对于主束21对称时侧束22A、22B在光电检测器SPD1和SPD2上在相对的方向上偏离相同的偏差量,如附图4所示。
附图5A至5D分别示出了MPD、SPD1、SPD2和DPP信号这时的波形。在附图5B至5D中,相应信号的消隐脉冲电平由链状短划线和链状双短划线表示。在附图5中所示的MPP信号(作为时间轴示出,t)的实线的估计作为参考消隐脉冲电平,它们指示与参考消隐脉冲电平的位置偏差。位置偏差量表示偏移。这个参考消隐脉冲电平基于将主束21辐射到在附图1中所示的光盘6上的轨道36的中线的情况。
在侧束22A、22B在再现等过程中具有几乎相同的光量时,仅实施光电检测器8的位置调节以使主束21定位在主光电检测器MPD的中心上,由此通过从MPP信号中减去SPP信号(SPP1+SPP2)消除基于第一因素的偏差。基于第二因素的偏差也可以通过将SPP1信号加入到SPP2信号中而消除,如在附图5B和5C中所示的实线所示。
因此,如果侧束22A、22B没有定位在如附图4所示的侧光电检测器的中心,则相应的SPP1和SPP2信号通过预定的计算消除相同偏移量,由此得到如附图5D所示的实线表示的DPP信号。以这种DPP信号控制跟踪伺服可以防止跟踪不稳定。
在另一方面,在记录的过程中,凹坑影响在后束比如侧束22B,但并不影响在前束比如侧束22A。这就使得在侧束22A、22B的侧点上产生不同的光量,由此导致SPP1和SPP2信号的不同幅值,如附图5B所示和在附图5C中的虚线所示。
在根据第一和第二因素产生偏差时,侧束22A、22B分别不能定位在侧光电检测器SPD1、SPD2的中心。因此,如果侧束22A、22B具有不相同的光量,则在如附图5B所示的实线和在附图5C中所示的虚线组合的情况下它们的偏差量不同,由此导致如在附图5D中所示的虚线所示的DPP信号。以这个DPP信号控制跟踪伺服可能造成去跟踪失败。
因此,为了避免光电检测器8的位置偏差的影响,控制物镜5以使通过光盘6的旋转使MPP信号的偏移为零,启动激光二极管1,并仅实施聚焦伺服。此外,在这种情况下,根据本发明,在附图6中所示的计算系统执行计算。在本实施例中,将来自检测器SPD1的输出乘以常数α以使通过在侧光电检测器8中分为两个中的一个侧光电检测器SPD1转换的电信号(例如,E信号)的幅值与分为两个中的另一个侧光电检测器SPD2转换的电信号(例如,F信号)的幅值相同,然后根据公式(SPP信号=SPP1信号+SPP2信号)执行计算。这就能够进行电平调节以使在侧光电检测器SPD1和SPD2之间的偏差为零,然后根据公式(α信号*SPP1信号+SPP2信号)进行计算以获得SPP信号。
参考附图6,计算系统包括加法器111至113、减法器121至124和常数乘法器131、132。
第一计算装置11包括加法器111、112和减法器121。第一计算装置11根据公式(A+D)-(B+C)计算以输出MPP信号。例如,加法器111将电信号A和D相加;加法器112将电信号B和C相加;以及减法器121从电信号(A+D)中减去电信号(B+C)。
第二计算装置12包括加法器113、减法器122、123和常数乘法器131。第二计算装置12接收α、F、E、H和G并根据公式SPP=(F-αE)+(αH-G)=(F-G)+α(H-E)计算以获得SPP信号。例如,减法器122从电信号H中减去电信号E;减法器123从电信号F中减去电信号G;常数乘法器131将电信号(H-E)乘以常数α;以及加法器113将电信号(F-G)和电信号α(H-E)相加。
第三计算装置13包括加法器124和常数乘法器132。第三计算装置13接收SPP和MPP信号并根据如下公式执行计算以获得DPP信号:
DPP=MPP-K*SPP
=(A+D)-(B+C)-K{(F-G)+α(H-E)}例如,常数乘法器132将SPP信号乘以常数K;以及减法器124从MPP信号中减去K*SPP信号。这就可以通过计算消除SPP信号偏差。如果侧束22A、22B具有不同的光量,则执行稳定的跟踪伺服。
虽然已经描述了实施本发明的光学拾取装置,但是本发明还可以应用到使用这种光学拾取装置的光盘设备中和用于光学拾取装置的跟踪控制方法中。
例如,根据光学拾取装置的跟踪控制方法,如果在光盘6上记录信息和/或从光盘6中再现信息,首先衍射从激光二极管1中发射的光以形成第零阶光的主束21和正负第一阶光的一对侧束22A、22B,该侧束对定位在主束的两侧,并且第零阶光适合于在第一阶光之间。
将主束21和侧束22A、22B辐射在光盘6上,通过光盘6反射的主束21以MPD通过四-分方式接收以进行光电转换以及分别以SPD1和SPD2通过两-分方式接收该侧束22A、22B对以进行光电转换。
第一计算装置11根据公式MPP=(A+D)-(B+C)计算主推挽信号MPP,这里A、B、C和D都是通过主束21的光电转换获得的电信号。计算装置12根据公式SPP=(F-αE)+(αH-G)计算侧推挽信号SPP,这里E、F、H和G都是通过侧束22A、22B对的光电转换获得的电信号。此外,计算装置13使用主推挽信号和侧推挽信号根据公式DPP=MPP-K*SPP计算具有常数K的差动推挽信号DPP,该差动推挽信号DPP是跟踪误差信号。
在执行上述的计算时,实施调节以在主束定位在主光感受器系统(MPD)的中心而侧束对定位在主束的两侧并且它们相对主束对称时使MPP偏移为零。然后预先设定常数α以使(F-αE)+(αH-G)偏移为零。
如果侧束22A、22B没有定位在SPD的中心,这就可以通过计算消除SPP信号偏移,由此在记录的过程中可以实现光学拾取装置10的稳定的跟踪控制。
工业实用性
最为可取的是在本发明应用于能够在光盘上记录数字视频数据、数字声频数据等并从该光盘再现数据的数字视频记录和再现设备(比如声频和视频盘记录器(A&VDR)和数字通用盘记录器(DVD-R))时本发明比较有用。
Claims (3)
1.一种用于将信息记录到光盘上和/或从该光盘再现信息的光学拾取装置,所说的设备包括:
光源;
衍射装置,用于衍射从光源发射的光以形成一个第零阶光的主束和一对正负第一阶光的侧束,所说的侧束设置在主束的两侧上,并且第零阶光适合于在第一阶光之间;
光接收装置,用于接收通过所说的衍射装置形成的并通过光盘反射的主束和侧束,所说的光接收装置包括用于接收主束以进行光电转换的四-分主束光感受器和用于接收该侧束对并对每个侧束进行光电转换的一对两-分侧束光感受器;
第一计算装置,用于根据公式MPP=(A+D)-(B+C)计算主推挽信号MPP,这里A、B、C和D都是通过包括在所说的光接收装置中的四-分主束光感受器光电转换的电信号;
第二计算装置,用于根据公式SPP=(F-αE)+(αH-G)计算侧推挽信号SPP,这里E和F都是通过包括在所说的光接收装置中的两-分侧束光感受器光电转换的电信号,H和G都是通过包括在所说的光接收装置中的另一个两-分侧束光感受器光电转换的电信号;和
第三计算装置,用于使用通过所说的第一计算装置计算的主推挽信号和通过所说的第二计算装置计算的侧推挽信号并根据公式DPP=MPP-K*SPP计算包括常数K的差动推挽信号DPP,所说的差动推挽信号DPP形成跟踪误差信号,
其中在主束设定在主光感受器的中心而该侧束对设置在主束的两侧且它们绕主束对称时预先设定常数α以进行调节使MPP偏移为零,并进行调节使(F-αE)和(αH-G)偏移为零。
2.一种基于差动推挽信号在光盘上执行跟踪控制的光盘设备,所说的光盘设备包括:
旋转地驱动所说的光盘的驱动装置;和
将信息记录在通过所说的驱动装置由此旋转的光盘上和/或从该光盘再现信息的光学拾取装置,所说的光学拾取装置包括:
光源;
衍射装置,用于衍射从光源发射的光以形成一个第零阶光的主束和一对正负第一阶光的侧束,所说的侧束设置在主束的两侧上,并且第零阶光适合于在第一阶光之间;
光接收装置,用于接收通过所说的衍射装置形成的并通过光盘反射的主束和侧束,所说的光接收装置包括用于接收主束以进行光电转换的四-分主束光感受器和用于接收该侧束对并对每个侧束进行光电转换的一对两-分侧束光感受器;
第一计算装置,用于根据公式MPP=(A+D)-(B+C)计算主推挽信号MPP,这里A、B、C和D都是通过包括在所说的光接收装置中的四-分主束光感受器光电转换的电信号;
第二计算装置,用于根据公式SPP=(F-αE)+(αH-G)计算侧推挽信号SPP,这里E和F都是通过包括在所说的光接收装置中的两-分侧束光感受器光电转换的电信号,H和G都是通过包括在所说的光接收装置中的另一个两-分侧束光感受器光电转换的电信号;和
第三计算装置,用于使用通过所说的第一计算装置计算的主推挽信号和通过所说的第二计算装置计算的侧推挽信号并根据公式DPP=MPP-K*SPP计算包括常数K的差动推挽信号DPP,所说的差动推挽信号DPP形成跟踪误差信号,
其中在主束设定在主光感受器的中心而该侧束对设置在主束的两侧且它们绕主束对称时预先设定常数α以进行调节使MPP偏移为零,并进行调节使(F-αE)和(αH-G)偏移为零。
3.一种控制在光学拾取装置上跟踪的跟踪控制方法,该光学拾取装置将信息记录在光盘上和/或从该光盘再现信息,所说的方法包括如下的步骤:
衍射从光源发射的光以形成一个第零阶光的主束和一对正负第一阶光的侧束,所说的侧束设置在主束的两侧上,并且第零阶光适合于在第一阶光之间;
将由此形成的主束和侧束辐射在光盘上,并通过四-分方式接收通过光盘反射的主束以进行光电转换和通过两-分方式接收该侧束对并分别进行光电转换;
根据公式MPP=(A+D)-(B+C)计算主推挽信号MPP,这里A、B、C和D是通过对主束进行光电转换而获得的电信号;
根据公式SPP=(F-αE)+(αH-G)计算侧推挽信号SPP,这里E、F、H和G是通过对侧束对进行光电转换而获得的电信号;以及然后
在使用主推挽信号和侧推挽信号并根据公式DPP=MPP-K*SPP计算具有常数K的差动推挽信号DPP时,所说的差动推挽信号DPP形成跟踪误差信号,在主束设定在主光感受器系统的中心而该侧束对设置在主束的两侧且它们绕主束对称时通过调节预先设定常数α以使MPP偏移为零,然后进行调节以使(F-αE)和(αH-G)偏移为零。
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