CN1805025A - 近场光学装置内跟踪伺服系统的控制装置及方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种控制近场光学装置内跟踪伺服系统的装置及方法。间隙误差信号是在分开的状态下检测的，推挽信号则基于检测的间隙误差信号得到补偿。检测间隙误差信号的光电探测器被分为两个区域，以便能够检测到形成于该光电探测器上的图像的移动。该推挽信号是通过减去与该光电探测器检测的两个间隙误差信号间的差值成比例的数值而得到补偿。两个间隙误差信号间的差值与包含在推挽信号内的DC偏移分量成比例。所以，在不用对近场光学装置作大幅度修改的情况下简单地去除包含在推挽信号中的DC偏移是有可能的，因此也有可能精确地执行跟踪伺服操作。

Description

近场光学装置内跟踪伺服系统的控制装置及方法
技术领域
本发明涉及一种近场光学装置内跟踪伺服系统的控制装置及方法，尤其涉及一种消除近场光学装置内单束(one-beam)推挽信号的DC偏移的装置及方法。
背景技术
数字通用光盘(DVD)可以记录并存储具有大容量的高清晰的视频数据和高音质的音频数据，已经得到了广泛的应用；与之相比具有更高记录密度的蓝光光盘(BD)预计将得到发展以及商业化。
DVD的存储容量大约在4.7GB，而BD的存储容量约为25GB。近来，下一代的高清晰光盘正在研发当中，如近场记录光盘或其记录密度远远超过BD的近场光盘。
这种近场光盘还有别的名称，它具有140GB到160GB的记录容量。如图1和2所示，由于近场光盘的设置在光学拾波器内的物镜数值孔径(NA)必须比BD的相应值高，以便以更高的清晰度来记录数据，所以要在物镜10前形成半球形的固体浸没透镜11，从而提高数值孔径。
此外，如图3所示，光盘的跟踪伺服设计包括了单束推挽设计。为了检测到推挽信号，从光盘上反射的激光束
通过物镜，入射在被分为A区域和B区域的光电探测器20上，并分别在该光电探测器的A区域和B区域中被转换为A信号和B信号。随之，这两个信号间的差值被用作跟踪误差信号(TE＝(A-B))。
然后，进行跟踪伺服操作，即在平行于光盘表面的方向上左右移动物镜，从而该跟踪误差信号变成最小值(如，TE＝0)。依照单束推挽设计，当物镜以上述的方式移动时，入射在光电探测器上的激光束也左右移动，从而在A区域和B区域之间引起光偏移。
由于上述所引起的光偏移没有与开启跟踪伺服状态下的跟踪误差分开，所以光偏移是引起跟踪伺服误差的主要因素，所述跟踪伺服误差如“脱离跟踪”现象，即激光束偏离了具有偏心率的光盘上的跟踪中心。
为了解决该问题，如图4所示，可采用一种使用一个主束、两个次束以及三个光电探测器30、31、32的差分推挽设计。根据该差分推挽设计，使用源自主束的A信号和B信号作为推挽信号(A-B)时，包含在该推挽信号中的偏移值，更确切地说，通过将源自两个次束的E信号和G信号以及F信号和H信号以“k{(E+F)-(G+H)}”的形式彼此相结合然后从推挽信号(A-B)中减去“k{(E+F)-(G+H)}”而除去DC偏移分量。
此外，由于运行了允许物镜在平行于光盘表面的方向上左右移动的跟踪伺服操作，所以已经去除了DC偏移分量的跟踪误差信号(TE＝{(A-B)}-k{(E+F)-(G+H)})变为最小值(如，TE＝0)。
然而，如上所述，一个主束、两个次束和三个光电探测器必须通过差分推挽设计得到使用。为此，光盘必须与物镜相距预定的距离。
因此，很难把差分推挽设计应用于必须使物镜与光盘相距很近才能记录和复制数据的近场记录中。
此外，如上所述，由于应用单束推挽设计不能除去DC偏移分量，所以在跟踪伺服操作中会产生误差。
发明内容
因此，本发明是为了解决上述现有技术中存在的问题而提出的，本发明的目的之一是提供一种在近场光学装置中稳定地进行跟踪伺服操作的装置和方法。
本发明的另一目的是提供一种去除近场光学装置中单束推挽信号中DC偏移分量的装置和方法。
为了达到上述目的和优点的至少部分或全部，依据本发明的一个技术方案，提供了一种控制近场光学装置的跟踪伺服的方法，包括使用在分开的状态下检测到的分开的和检测的间隙误差信号来对推挽信号进行补偿。
优选地，检测间隙误差信号的光电探测器分为两个区域，从而可以检测到光电探测器上形成的图像的移动。推挽信号是通过减去与光电探测器检测的两个间隙误差信号之间的差值成比例的一个值而得到补偿。两个间隙误差信号间的差值与该推挽信号中包含的DC偏移分量成比例。
依照本发明的另一个技术方案，提供一种对近场光学装置的跟踪伺服系统进行控制的装置，包括：用于检测推挽信号的第一光电转换器、用于检测间隙误差信号的第二光电转换器、以及用于使用第二光电转换器在分开的状态下检测的间隙误差信号对由第一光电转换器检测的推挽信号进行补偿的跟踪误差检测单元。
附图说明
本发明的上述以及其他的目的、特点以及优点将由下列结合附图的详细描述体现得更加明晰，所述附图包括：
图1和2是表示用于在下一代高清晰近场记录光盘中记录或复制数据的物镜(OL)和固体浸没透镜(SIL)的图；
图3为例举通过单束推挽设计检测跟踪误差信号的图；
图4为例举通过差分推挽(DPP)设计检测跟踪误差信号的图；
图5为根据本发明实施例的光学拾波器的图；以及
图6为根据本发明实施例的可去除DC偏移分量的单束推挽设计的图。
具体实施方式
在下文中，将根据附图对本发明的优选实施例进行说明。在下面的描述和附图中，相同或相近的组件用相同的参考标记来表示，故省去了对相同或相近组件的重复描述。
近场记录技术将物镜和固体浸没透镜相结合，将物镜的数值孔径增至大约为2，因此提高了记录密度。为使用近场记录技术，物镜和光盘之间的恒距必须保持在物镜非常接近光盘的状态。为此，有必要使用附加的装置。
在传统的远场记录设计中，只需聚焦伺服就足以维持物镜和光盘之间的距离为恒距。然而，在近场记录设计中，仅仅采用聚焦伺服几乎不可能维持物镜和光盘之间的距离为恒距。为了克服这个问题，使用滑动件(slide)的空气轴承系统已被考虑，以及，近年来GAP伺服设计被发展并用在近场记录设计中。
近场光学装置具有四个光电探测器，包括：用于跟踪伺服的光电探测器(PD)、用于检测RF信号的光电探测器、用于检测间隙误差信号(GES)的光电探测器以及用于控制LD动力(power)的光电探测器。用于跟踪伺服的PD使用的是双分(two-division)PD，以便检测推挽信号，而其余的PD包含一个单元。
如上所述，如果在跟踪伺服操作的执行过程中发生了光盘的偏心现象，那么物镜的中心就会根据光盘的偏心量偏离光轴的中心，从而束在推挽PD中移动。因此，在推挽信号中就产生了DC偏移。依照透镜的移动的PD的束的移动甚至呈现在用于检测GES的PD中。因此，根据本发明，用于检测GES的PD分为两个单元，并且用两个单元的信号之间的差值可推知透镜的移动。
图5所示的是本发明实施例的光学拾波器。该光学拾波器包括激光二极管50和束形成器51以及多个分裂器52、55、58与60。此外，该光学拾波器还包括前感光检测器(forward sense detector)53、用于检测间隙误差信号的光电探测器54、用于检测RF信号的光电探测器59、用于检测推挽信号的光电探测器61、物镜56以及固体浸没透镜57。
前感光检测器53通过对从激光二极管50发出的激光束的一部分进行光电转换而检测光束的强度。用于检测RF信号的光电探测器59则通过将从光盘上反射的激光束进行光电转换而输出RF信号。用于检测推挽信号的光电探测器61通过将从光盘上反射的激光束进行光电转换而输出用于检测跟踪误差信号(TE)的推挽信号。
用于检测间隙误差信号的光电探测器54通过将从光盘上反射的激光束进行光电转换而输出间隙误差信号(GES)。根据本发明，如图6所示，用于检测间隙误差信号的光电探测器54被分为两个区域C和D，并计算在C区域和D区域中分别转换而来的C信号和D信号之间的差值(C-D)。
此外，如图6所示，跟踪误差信号(TE＝(A-B)-k(C-D))是通过从推挽信号(A-B)中减去与C信号与D信号的差值成比例的数值而检测到的，其中推挽信号(A-B)是由推挽光电探测器61的A区域和B区域分别转换而来的A信号和B信号之间的差值。所述与C信号与D信号之间的差值成比例的数值“k(C-D)”对应于包含在推挽信号(A-B)中的DC偏移分量，而除去了DC偏移分量的纯跟踪误差值存在于跟踪误差信号(TE)中。
根据本发明的跟踪伺服控制器执行在平行于光盘表面的方向上左右移动物镜的跟踪伺服操作，从而除去了DC偏移值的跟踪误差信号(TE＝(A-B)-k(C-D))变为最小值(如，TE＝0)。
当物镜移动的时候，入射到用于检测推挽信号的光电探测器61上的激光束也移动，从而在A区域和B区域之间发生光偏移。并且，依照物镜的移动，入射到用于检测间隙误差信号的光电探测器54上的激光束也发生移动，从而在C区域和D区域之间也发生光偏移。所以，通过从推挽信号(A-B)中减去与C信号和D信号之间的差值成比例的数值“k(C-D)”而检测跟踪误差信号是可能的，在该跟踪误差信号中已经去除了对应于光偏移的DC偏移分量。
所以，同样有可能在近场光学装置的跟踪伺服操作中应用单束推挽设计，所述近场光学的跟踪伺服操作必须在物镜非常接近光盘时才能记录和复制数据。
如上文所述，根据本发明，在不用对近场光学装置作大幅度修改的情况下简单地去除包含在推挽信号中的DC偏移是可能做到的，所以也有可能精确地执行跟踪伺服操作。
虽然用于说明的目的对本发明的优选实施例进行了说明，但是本领域的技术人员可以理解，在不背离本发明权利要求中主张的发明的宗旨和范畴的前提下，对本发明可以进行各种不同修改、增加和替换。

Claims (10)

1、一种近场光学装置内跟踪伺服系统的控制方法，该方法包括使用在分开的状态下检测的间隙误差信号对推挽信号进行补偿的步骤。
2、如权利要求1所述的方法，其中，检测间隙误差信号的光电探测器被分为两个区域，以便能检测到该光电探测器上所形成图像的移动。
3、如权利要求2所述的方法，其中，该推挽信号是通过减去与光电探测器所检测的两个间隙误差信号间的差值成比例的数值而得到补偿的。
4、如权利要求3所述的方法，其中，在该光电探测器中的两个间隙误差信号之间的差值与包含在该推挽信号内的DC偏移分量成比例。
5、如权利要求1所述的方法，其中，该推挽信号是通过单束推挽设计检测的。
6、一种近场光学装置内跟踪伺服系统的控制装置，该装置包括：
用于检测推挽信号的第一光电转换器；
用于检测间隙误差信号的第二光电转换器；以及
用于使用由第二光电转换器在分开状态下检测的间隙误差信号对第一光电转换器中检测的推挽信号进行补偿的跟踪误差检测单元。
7、如权利要求6所述的装置，其中，第二光电转换器被分为两个区域，以便能够检测形成于该第二光电转换器上的图像的移动。
8、如权利要求7所述的装置，其中，该跟踪误差检测单元从第一光电转换器检测的推挽信号中减去与第二光电转换器检测的两个间隙误差信号之间的差值成比例的数值。
9、如权利要求7所述的装置，其中，第二光电转换器检测的两个间隙误差信号之间的差值与包含在该推挽信号内的DC偏移分量成比例。
10、如权利要求6所述的装置，还包括用于移动透镜的控制单元，以使被补偿的推挽信号变为最小。
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