CN1992015A - 光拾取器、光盘设备以及径向斜度检测方法 - Google Patents

Abstract

一种光拾取器、光盘设备以及径向斜度检测方法。根据本发明的实施例的光拾取器设备具有物镜(26)，其捕获在光盘D的记录面上反射的光束；偏光控制部件(24)，其将该物镜所捕获的光束分割成预定数目的光束，并且在预定方向上衍射每个分割的光束；光检测器(27)，其针对每一分割成分检测由该偏光控制部件所分割并衍射的光束；以及信号处理器(2)，其计算该光检测器的输出中沿光盘的径向上的斜度成分(径向斜度)，作为表示从该物镜到光盘的距离变化的信号成分(FES)和表示记录在光盘中的信号成分串的径向上的位置的信号成分(DPD)之间的差。

Description

光拾取器、光盘设备以及径向斜度检测方法

技术领域

本发明涉及一种在光盘或光学信息记录介质记录信息，或者从光盘或光学信息记录介质再现信息的光盘设备，还涉及一种结合在该光盘设备中的光拾取器。

背景技术

自从能通过使用激光束的非接触方式来记录信息或再现已记录信息的光盘的商业化以及能在光盘中记录信息和从光盘中再现信息的光盘设备(光盘驱动器)的商业化以来已过去很长时间。具有多种记录密度的称为CD和DVD的光盘已变得普及。

最近，能使用具有短波长的蓝激光束或蓝紫激光束来将HD标准视频数据和高品质环绕音频数据保存在一张盘中的超高密度光盘(高清晰度数字多功能盘，以下称为HD DVD)已被投入实际应用。

在DVD或HD DVD光盘中，特别是HD DVD光盘中，据知因为增加的记录标记串的密度使得记录标记本身很小，用来保护记录介质的记录层的一个层的厚度变化具有影响很大，并且信息再现变得不稳定。还据知在通过能从记录标记串再现信息的透镜移位控制(以倾斜于光轴一定斜度)来在倾斜于光盘的记录面给定斜度(径向斜度)的状态下接收从光盘反射的激光束的时候，从记录标记串到用于再现记录在光盘中的信息的物镜的距离针对每个记录标记串而变化。

在上面背景中，日本专利申请公开(KOKAI)2000-123390提出斜度控制功能，其通过计算第一斜度检测值和第二斜度检测值之间的差来检测斜度，并且根据检测信号使激光束的光轴中心和盘面垂直相交，其中第一斜度检测值是通过计算具有固定间距的凹坑的不同再现信号的幅度差而得到，该固定间距是通过移动预定量沿垂直于轨道中心的方向而布置的，第二斜度检测值是通过根据寻道误差信号计算以预定间距形成的凹坑的全部再现信号而得到的。

然而，在日本专利申请公开(KOKAI)2000-123390中，很难从具有记录标记串的HD DVD盘中以要求透镜移动微小间距的方式来再现记录的信息。

发明内容

本发明的目的是提供一种光拾取器和光盘设备，其防止再现信号由于径向斜度，即记录介质(光盘)的记录面的斜度而引起的不稳定，并且准确检测径向斜度成分。

根据本发明的一个方面，提供了一种光拾取器，其包括：

物镜，其捕获记录介质的记录面上反射的光束；

衍射装置，其将该物镜所捕获的光束分割成预定数目的光束，并且在预定方向衍射每一分割的光束；

光检测器，其针对每一分割的成分来检测由该衍射装置所衍射的光束；以及

运算电路，其计算该光检测器的输出中沿记录介质的径向上的斜度成分，作为表示从物镜到记录介质的距离变化的信号成分与表示记录在记录介质中的信号成分串的径向上的位置的信号成分之间的差。

附图说明

现在将参考附图来描述实现本发明各种特点的总体结构。提供附图及其相关说明来举例说明本发明的实施例，而并非限制本发明的范围。

图1是示出根据本发明的光盘设备的示例的示意图；

图2是说明图1所示光盘设备的光拾取器的主要部分的示意图；

图3是通过结合从图2所示的光拾取器中生成的DPD信号的通道来说明输出信号中的差异的示图；

图4是说明从图2所示的光拾取器中生成的DPD信号与偏移成分之间关系的示图；以及

图5是示出能消除图3和图4所示输入信号的差异和偏移成分影响的径向斜度生成器的示例的示意图。

具体实施方式

下面将参考附图详细说明本发明的实施例。

图1示出根据本发明的信息记录/再现设备(光盘设备)的结构的示例。

图1所示的光盘设备1包括光拾取器(PUH：拾取头)11，其可将信息记录在记录介质(光盘)D的未示出的记录层(有机膜、金属膜或相变膜)中、从记录层读取信息、或擦除记录在记录层中的信息。除了光拾取器11以外，光盘单元1具有一些机械部件，诸如未示出的沿着光盘D的记录面移动光拾取器11的头部移动机构和使光盘D以预定速度旋转的盘电动机(未示出)。将不详述这些机械部件。光盘单元1还包括如后所述的对结合在光拾取器11中的光检测器的输出进行处理的信号处理器以及对光拾取器11的机械部件进行控制的控制器。

光盘D的记录层具有导向沟槽，轨道或记录标记串(记录的数据)以0.34μm-1.6μm间隔同心地或呈螺旋形地形成。在模制盘时通过压制凸纹可以把记录数据串(记录标记)模制成一体。

在由准直透镜22对准之前将来自半导体激光部件(LD：激光二极管)21的激光束导向到极化光束分离器(PBS)23，并且将波阵面极化平面朝向特定方向并由准直透镜22来对准(平行)。

经过光分割部件或全息图板(HOE)24和1/4波长板(极化控制部件)25，把由准直透镜22对准的激光束导向物镜(OL)26。

导向到物镜26的激光束被该物镜26预定地会聚。(从LD 21发射的激光束被导向OL 26，并且在OL 26的固定焦点位置上提供最小光点。)物镜26由塑料制成，并具有例如0.65的数值孔径NA。

在光盘D的信息记录面上反射的激光束(以下称为反射的激光束)被物镜26捕获，被转换成具有大体平行的截面的光束，并且被导向准直透镜22。此时，波阵面极化方向相对于朝向光盘D的激光束的极化方向改变了90°。HOE(光分割部件)24根据光检测器(PD)27的检测区的布置将激光束分割成预定数目的光束，并且给予激光束预定的衍射方向。

返回到准直透镜22的反射的激光束被该准直透镜22预定地会聚，波阵面极化方向被1/4波长板25旋转90°，并且在极化光束分离器23的极化平面上被反射，在光检测器(PD)27的受光面上形成图像。

从光检测器27输出的电流由未示出的I/V放大器转换成电压，并被施加到信号处理器2，在该信号处理器2中信号被转换成RF(再现信号)、聚焦误差信号FE、轨道误差信号TE以及径向斜度信号TR，该径向斜度为歪向记录面的径向的光盘D相对于经过物镜26中心的轴线或光轴的斜度。

在来自信号处理器2的输出信号中，RF信号被控制器3(或未示出的数据处理器)转换成预定信号格式，并且通过缓冲存储器4输出到临时存储器、外部存储器或信息显示/再现设备(个人计算机、监视器等)。

在来自信号处理器2的输出信号中，有关物镜26的位置的聚焦误差信号FE和轨道误差信号TE用来产生用于校正物镜26的位置的聚焦控制信号FC和寻道控制信号TC。基于FE和TE设置的FC和TC通过透镜驱动电路5供给聚焦线圈和轨道线圈28。

此外，在来自信号处理器2的输出信号中，表示径向斜度的信号RT用来产生斜度控制信号RC以在径向上将物镜26的斜度控制在相对于光盘D记录面的预定范围内，并且该信号RT通过透镜驱动电路5连同用于透镜移动LS控制的透镜移动信号LC一起被供给到共享聚焦线圈和轨道线圈。

聚焦误差信号FE用来设置聚焦控制信号FC的控制量，该聚焦控制信号FC在与包括光盘D的记录层的表面垂直的聚焦(光轴)方向上移动物镜26，使得从物镜26到光盘D的记录层的距离变得与物镜26的焦距一致。

轨道误差信号TE用来设置轨道控制信号TC的控制量，该轨道控制信号TC在与记录层的轨道(记录标记串)T的延伸方向(径向)垂直的方向上移动物镜26。

此外，在来自信号处理器2的输出信号中，根据从LD(激光二极管)21发射的光强的相关信号而定义的激光驱动信号通过激光驱动电路6供给LD 21。根据该激光驱动信号，顺序叠加了进入控制器3(或未示出的数据控制器)的记录数据、或对应于再现或擦除的大驱动电流。

可使用各种已知方法作为聚焦误差、轨道误差和径向斜度的检测方法。特别地，假定DPD(差分相位检测)和PP(推挽式)作为轨道误差检测方法。然而，HD DVD盘中的轨道间距很窄，需要考虑物镜26的透镜移动的影响。因此，也使用CPP(补偿推挽式，补偿的轨道误差检测方法)来检测轨道误差。

图2示出了由结合在图1所示的光盘设备的光拾取器中的全息图部件来分割光通量的模式示例，以及光电二极管的受光区的排列和构成(排列模式)。

如图2所示，光分割部件(HOE)24包括光学衍射区24A-24D，该光学衍射区在与经过物镜26的光轴中心大体一致的位置上被垂直相交的分割线24R和24T分割成4个区域。

每个光学衍射区可在朝向多个检测单元(图2中的8个单元，其中4个单元为用于通过刀口法检测聚焦误差的单体类型)的预定方向上对来自光盘D的记录层的反射激光束进行衍射，该检测单元形成在光检测器27的受光面上。根据光拾取器11的尺寸和在光分割部件24中制备的衍射区的衍射图案来任意设置每一检测单元的尺寸和距离(位置关系)。

通过与光检测器27的受光区(检测单元)的排列相结合能任意设置作为光分割部件24所需特征的形状、面积比、分割数量和衍射方向，只要这些特征能增加由用于在从光盘D中再现记录的信息时检测寻道误差的差分相位检测法(DPD)和推挽法所得到的寻道误差信号(PP)和补偿寻道误差信号(CPP)的S/N，那么可以使用它们检测聚焦误差和用于校正盘斜度的信号，并且它们可以确保对来自光盘D的记录层的反射激光束进行检测。

在图2所示的光分割部件24中，在切向和径向上由相交的分割线24T和24R分割成4个区域的衍射图案(衍射区)按逆时针方向记为A-D。这表示区域A和C关于分割线24R和24T的交点中心对称，并且区域C不会与区域A毗连。同样，区域B不会与区域D毗连。

作为光检测器27的检测单元的排列，当调整聚焦偏移量以具有最大RF幅度(再现输出)时，需要在刀口(检测)单元(即，上述单元对27A/27B和27C/27D)中能够获得一单元输出的相位差，该单元与一具有散焦图像的单元相对。当然，可通过未示出的用于信号处理的布线模式来控制(结合)每个检测单元串。

将参考图2来说明一示例。在光分割单元24的区域24A中衍射的激光束在用于检测聚焦误差的一对检测单元27A和27B中形成图像，而在区域24D中衍射的激光束在一对检测单元27C和27D中形成图像。在区域24A中衍射的激光束还在用于检测相位差的检测单元27E中形成图像。在区域24D中衍射的激光束还在用于检测相位差的检测单元27H中形成图像。在区域24C中衍射的激光束在检测单元27G中形成图像，而在区域24B中衍射的激光束在检测单元27F中形成图像。

在此情况下，相位差(DPD)优选地是由用于检测激光束的检测单元的检测输出的两个总和之间的差得到的信号，所述检测单元的检测输出的总和一个是检测在检测区域24A中衍射的激光束和在检测区域24C中衍射的激光束的检测单元的检测输出的总和，另一个是检测在检测区域24B中衍射的激光束和在检测区域24D中衍射的激光束的检测单元的检测输出的总和。

即，通过从检测单元的输出中获得相位差可以稳定地获得径向斜度，其中通过采用用于检测相位差而使分割线相交的位置作为基准(即，通过交叉DPD)，该检测单元检测被图2所示的光分割部件24的衍射区24A-24D分割的用于检测相位差的四个激光束，并检测用于通过刀口法检测聚焦误差的两个激光束，来作为在与径向的分割线和切向的分割线不平行的区域中被分割(衍射)的激光束。

假设光检测器27的检测单元的输出为

单元27E的输出→SE

单元27F的输出→SF

单元27G的输出→SG

单元27H的输出→SH

如下参考图3所述，根据在由交叉DPD的寻道伺服(在物镜26上)起作用时通道的相位比较的偏移量变化中的起伏来设置径向斜度，即

Ph(SE+SG)-Ph(SF+SH)

Ph表示用于获得相位差的操作。

图3示出了用于获得相位差的通道的结合，即，示出作为光检测器的输出，还示出了在从光分割部件的相邻区域中衍射的激光束中得到相位差的情况下以及在通过上述交叉DPD(纵轴进行归一化)得到相位差的情况下DC偏移程度和径向斜度(deg)之间的关系。曲线A表示Ph(SH)-Ph(SE)，即，通过使用由光分割部件四个衍射区的相邻两个区域所衍射的激光束而得到相位差的情况。曲线B表示Ph(SE+SG)-Ph(SF+SH)，即，交叉DPD。

图4示出了通过图2所示光检测器的检测单元的输出和图3所示的偏移量变化而得到径向斜度的示例。

曲线C表示当由交叉DPD(Ph(SE+SG)-Ph(SF+SH))操作寻道伺服时的相位差Ph(SH)-Ph(SE)。曲线D表示当由交叉DPD(Ph(SE+SG)-Ph(SF+SH))操作寻道伺服时的相位差Ph(SB)-Ph(SC)。

因此，当假设光检测器27的检测单元27A-27D的输出为

单元27A的输出→SA

单元27B的输出→SB

单元27C的输出→SC

单元27D的输出→SD时

可通过以下表达式获得径向斜度，即

{Ph(SB)-Ph(SC)}-kt·DPD-kf·FES

Ph：用于得到相位差的操作

DPD是上述交叉DPD输出，

Ph(SE+SG)-Ph(SF+SH)

FES是聚焦误差输出，

并且通过采用假定图2所示的单独刀口法，可通过下式得到径向斜度，即

(SA+SD)-(SB+SC)

kt：用于寻道控制的系数

kf：用于聚焦控制的系数

该算术表达式与前面解释一致，即“当调整聚焦偏移量以具有最大RF幅度(再现输出)时，在刀口(检测)单元(即，上述单元对27A/27B和27C/27D)中能够得到一单元输出的相位差，该单元与一具有散焦图像的单元相对。”

对于与具有散焦图像的单元相对的单元，本示例中描述了检测器B和C，但是，因为制造中的变化，可以是检测器A和D的结合。

通过图5所示的运算电路(结合在图1所示的信号处理器2中)可容易地得到径向斜度。

如前所述，根据本发明，可以准确检测针对记录介质(光盘)的径向斜度的不同偏移量，因此，可以得到稳定的再现信号。因此，可从具有高密度信息的HD DVD中平稳地再现信息。再现信号是平稳的，并且提高了作为光盘设备的可靠性。

另外，根据本发明，可以准确检测针对记录介质(光盘)的径向斜度的不同偏移量，可以得到稳定的再现信号。因此，可从具有高密度信息的HD DVD中平稳地再现信息。

尽管已经描述了本发明的某些实施例，但是这些实施例仅以示例方式给出，并非意在限制本发明的范围。实际上，在此所述的新方法和系统可以能以各种其它形式来实施，而且，可以在不脱离本发明的精神的范围内做出在此所述的方法和系统的形式下的各种省略、替代和变化。所附权利要求及其等同物意在覆盖将落入本发明的范围和精神内的这些形式或修改。

Claims (7)

1.一种光拾取器(11)，其特征在于包括：

物镜(26)，其捕获在记录介质的记录面上反射的光束；

衍射装置(24)，其将所述物镜所捕获的光束分割成预定数目的光束，并且在预定方向上衍射每个分割的光束；

光检测器(27)，其针对每一分割的成分来检测由所述衍射装置所衍射的光束；以及

运算电路(2)，其计算所述光检测器的输出中沿记录介质的径向上的斜度成分，作为表示从所述物镜到记录介质的距离变化的信号成分和表示记录在记录介质中的信号成分串的径向上的位置的信号成分之间的差。

2.根据权利要求1所述的光拾取器，其特征在于，在设置从所述物镜到记录介质的距离从而与记录在记录介质中的信号成分串相对应的再现输出变得最大的状态下，所述运算电路接收所述光检测器的受光单元的输出组合来作为配置以得到与具有散焦图像的单元相对的一个单元的输出的相位差，并且进行信号处理，所述光检测器用来产生得到从所述物镜到记录介质的距离位移的信号。

3.根据权利要求1所述的光拾取器，其特征在于，在分割所述衍射装置的衍射区时，所述运算电路把由所述衍射装置分割成预定数目并被导向每个方向的衍射光添加到来自不同于相邻分割区域的一个区域的光束，并且计算由添加所得到的信号差。

4.一种光盘设备，其特征在于包括：

光拾取器(11)，所述光拾取器(11)具有：物镜(26)，其捕获在记录介质的记录面上反射的光束；衍射装置(24)，其将所述物镜所捕获的光束分割成预定数目的光束，并且在预定方向上衍射每个分割的光束；光检测器(27)，其针对每个分割成分检测所述衍射装置所衍射的光束；以及运算电路(2)，其计算所述光检测器的输出中沿记录介质的径向上的斜度成分，作为表示从所述物镜到记录介质的距离变化的信号成分和表示记录在记录介质中的信号成分串的径向上的位置的信号成分之间的差；还包括

信号处理电路(3、4)，其从由所述光检测器所检测的信号得到与记录在记录介质的记录面上的信息相对应的再现输出。

5.一种利用光盘设备的径向斜度检测方法，该光盘设备包括光拾取器，该光拾取器包括：物镜，其捕获在记录介质的记录面上反射的光束；衍射装置，其将所述物镜所捕获的光束分割成预定数目的光束，并且在预定方向上衍射每个分割的光束；光检测器，其针对每个分割成分检测所述衍射装置所衍射的光束；以及运算电路(2)，其计算所述光检测器的输出中沿记录介质的径向上的斜度成分，作为表示从所述物镜到记录介质的距离变化的信号成分和表示记录在记录介质中的信号成分串的径向上的位置的信号成分之间的差，

所述方法的特征在于：在调整聚焦偏移量以具有最大RF幅度(再现输出)的状态下，所述运算电路将所述物镜控制在正在聚焦状态，该物镜的特征在于能得到与具有散焦图像的单元相对的一个单元的输出的相位差。

6.根据权利要求5所述的径向斜度检测方法，其特征在于，在分割所述衍射装置的衍射区时，所述运算电路添加来自不同于相邻分割区域的一个区域的光束，并且计算由添加所得到的信号差。

7.根据权利要求5所述的径向斜度检测方法，其特征在于，当光检测器具有八个检测单元，并且它们中四个检测单元的输出彼此成对时，并且当四个独立检测单元的输出为SE、SF、SG和SH，Ph表示用于得到相位差的操作，输出是DPD，成对的单元是单元A和B以及单元C和D，并且输出为SA、SB、SC和SD时，在假定采用单独刀口法时，所述运算电路通过下式来计算径向斜度：

{Ph(SB)-Ph(SC)}-kt·DPD-kf·FES

DPD＝Ph(SE+SG)-Ph(SF+SH)

kt：用于寻道控制的系数

kf：用于聚焦控制的系数

FES＝(SA+SD)-(SB+SC)。

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