TW455858B - Optical pickup apparatus capable of reducing cross talk by adjacent tracks - Google Patents

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ο 45 58 五、發明說明（1) 發明背景 1, 發明範圍’ ，本發明有關一種光學拾波裝置’尤其有關一種光學拾 波裝置，其可降低因使用軌紋節距狹窄之高容量記錄媒體 進行記錄或再生時發生的鄰接執紋所致串音。 2. 相關技術說明 為了增加記錄媒體的容量，業界的發展重點在於利用 &己錄媒體記錄或再生時，使用較短波長之光源與具有較大 數值孔徑之物鏡。亦即，就光學記錄媒體而言，使用波長 7 8 0 n m之紅外線光源與數值孔徑〇 . 4 5之物鏡的^ 碟（Compact Disk， CD)，已被使用波 長650nm之光源與數值孔徑〇.6之物鏡的數位多用 途碟片（Digital Versatile D i s k ， DVD)取代。此外，為了將規格從cd變更為d V D，並增強δ己錄抗度，業界的發展重點在於降低記錄媒 體的軌紋節距。 ' 、 然而’若疋使用具有狹窄轨紋節距的記錄媒體時，鄰 接軌紋間的串音可能劣化被記錄信號之再生。 此處，利用一光學拾波裝置對一記錄媒體進行記錄或 再生時’因細接轨紋而使信號劣化之程度，係以執紋間的 串音來定義’而其容許值的設定係依記錄媒體而定。例 如’若是使用DVD — ROM時’為了獲得高品質之再生 信號，D V D的串音值必須低於一3 〇 d B。 一DVD—ROM使用數值孔徑〇.6之物鏡與波長 8S12079.ptd 第6頁 五、發明說明（2) (λ)6 5 〇 nm之光源時，其製造時的轨紋節距為〇 ♦ 7 4 nun ’容量為4 . 7 G Β。由於決定記錄容量的束點（b earn s p o t )大小與λ / jsj A成比例；在上例中， λ /N A是1 . 〇 8。因此，軌紋節距（T p )與束點之 比為T p X N A / Λ 二 〇 . 6 8 ，而鄰接軌紋間 的串音值低於一30dB。 預期會在不久的將來成為吸弓丨大眾注意的高密度記錄 媒體的HD — DVD，因其需要高於1 5GB的容量，所 以軌紋節距與束點之比必須低於〇 . 6，而且在此情況時 ，鄰接執紋所致串音增加。例如，當一 H D — D V D使用 波長4 1 〇 nm之光源與數值孔徑〇 . 6之物鏡’且軌紋 節距設定為〇 . 3 6 8以獲得1 5GB之容量時，其鄰接 軌紋所致串音之值極高，高於_ 2 〇 d B。因此，為了防 止再生信號劣化，需要一種可降低鄰接軌紋所致串音的光 學拾波裝置。 第1圖顯示一種可降低鄰接執紋間串音的習式光學拾 波裝置。 請參閱第1圖’從光源1發射之光線被光栅2繞射並 刀散成二道光束’亦即一道零階（zeroth 〇 r d e r )繞射光束與正、負一階（土 fr s t o r d e r)繞射光束。這些光束被光束分離器（beam s ρ 1 i t t e r) 3反射後，反射光束被物鏡5會聚’並在 —光碟（opt i ca 1 di sk) 上彼此不同之 位置形成三個束點SI ，S2及S3 ，如第2圖所示。亦

五'發明說明（3)

即’零階繞射光束 束點S 1 ，而正、 1相鄰之第一及第 與S 3 。 於再生資訊信號的主要軌紋丁 1 負—階繞射光束則在分別與主要 -鄰接軌紋T2與丁3上形成束點s2 此B寻， 形成在主要 斜置。亦即 先於在主要 紋T 3上形 為狭窄的軌 上方，因此 應軌紋上， 從光碟 離器3 ，並 r ) 8檢波 光線部A、

如第2 執紋T ，在第 軌紋丁 成的束 紋節距 零階繞 還在鄰 1 0反 被-~光 。此光 B 、C 圖所示， 1及鄰接 一鄰接軌 1上形成 點S 3位 ’使個別 射光束與 接軌紋上 射並通過 電檢波器 電檢波器 ’彼此獨 在光碟1 軌紋T 2 紋T 2上 的束點S 置貝彳後於 束點的兩 正 負一 形成束點 物鏡5的 (P h 〇 8設有第 立執行光 u上形成的束點，係 與T 3上’相對彼此 形成的束點S 2位置 1 ，而在第二鄰接軌 束點s 1。此處，因 侧部份落於鄰接轨紋 階繞射光束不僅在對 6 光束’再通過光束分 todetecto ―、第二及第三接收 電轉換。亦即，從光 碟1 0各軌紋反射的三道光束被光電檢波器8的各個接收 光線部A、B、C接收，如第3圖所示。 此處，參考標號4表示一反射鏡，參考標號7表示一 可將入射光束聚光到光電檢波器8的傳感透鏡。 在如上所述結構之光學拾波裝置中，欲檢波的資訊信 號是從主要軌紋T 1反射並由第二接收光線部B接收信號 。然而，由於零階繞射光束形成的束點S 1有一些部份係 形成在第—及第二鄰接軌紋T 2、T 3上方，所以經第二

8812079,ptd 第8頁 4 5 5 8 5<；

一. I 五'發明說明（4) 接收光線部B檢波的信號’不僅包括主要軌紋T 1的信號 ，也包括鄰接軌级的信號’這些信號相互混合。因此，對 主要執紋丁 1的賁訊信號檢波時’是對經第二接收光線部 B檢波後的信號及經第一與第三接收光線部A與C檢波後 的鄰接軌紋信號執行微分運算。當—接收光線部與經其檢 波後的信號係以相同符號表示時’主要軌紋τ 1之R F信 號是用以下等式（1 )表示的： RF 信號=B - K .X [ A + C ] · -(1) 其中，K岛一常數’決定此常數時係使主要軌紋T 1之資 訊信號的時軸内的振動可以最小化，亦即，此常數的決定 係使鄰接軌紋T 2、丁 3所致串音可以最小化。 另一方面’由於被光柵2發散的三道光束被聚光在各 自的軌紋上’以形成相對彼此斜置之束點，如第2圖所示 ，所以被第一及第三接收光線部A及C檢波後的鄰接轨紋 信號’相對被併入經第二接收光線部B檢波後信號内的鄰 接軌紋信號’為遲延一恆定時間。因此，不可能執行實時 運算以對主要軌紋的資訊信號檢波，而且有—個問題是， 相對檢波後信號B為遲延恆定時間之各信號，被用作鄰接 軌紋之信號A與C。 此外，在上述降低鄰接軌紋所致串音之方法中，由於 二個束點必須形成在光碟1 〇的各個執紋上，所以束點s 1記錄/再生主要軌紋T1之資訊信號的光學效率下降， 而且不易使用束點S 1進行記錄。 發明概.羞

4^5δΰ,

至90%左右内的範圍。 根據本發明另—厝 構件及複數個光電檢波器’ ι光電檢波裝置包# : -光學 Μ # φ Γ檢波該光學構件係用來直接穿越入 五、發明說明（6) 接收入射光束中心郁1 Ω 定自产錄真+ ^ =伤，並用來使入射光束之外側部份以一預 如#又机3此在徑向上將入射光束分離成中心部與外 :二tf 光電檢波器係以光電方式將分離的光束轉 換成彼此獨立之電信號。 σ f方面，该運算單元較倖包括：一乘法器及一加法 二°玄乘法器（m u 1 t i p 1 i e r )使入射光束外侧 部之檢波後信號乘以一調整運算常數κ ’以便可以最小化 鄰接執紋所致串音。該加法器（a d d e r )加總從乘法 Is輸出的信號與入射光束主要接收光線部的檢波後信號， 並輸出已降低串音之資訊信號。 較佳實施例說明 第4圖顯示根據本發明一實施例可降低鄰接軌紋所致 串音之光學拾波裝置之光學配置圖。 請參閱第4圖，根據本發明之光學拾波裝置包括·-光 源1 1用以放射光線；一置於光源1 1與—記錄媒體1 〇 間之光程上的光路變更裝置，用以變更一入射光之路徑； 一置於該光路變更裝置與記錄媒體1〇間之光程上的物鏡 1 5 ’用以將入射光聚光至記錄媒體1 〇上；一光電檢波 裝置’用以分割入射光束並接收呈分割形式之入射光；及 —運算單元2 0，用以運算來自光電檢波裝置之檢波後信 號’並輸出一已降低鄰接軌紋間串音的資訊信號。此處

S812079.ptd 第11頁 45 58 5 五、發明說明（了） 參考標號17指示一傳感透鏡。 其中可設一光束分離器i 为離器1 3變更入射光束之移動路;、’路支更裝置。光束 3可以例如反射大部份光束，並 以使光束分離器1 體1 〇，並允許大部份從記錄媒體^射的光束至記錄媒 透光束分離器13。此處，亦可反射的入射光束穿 未示）作為光路變更裝置…息圖元件（圖中 11的入射光，並使從記錄媒；妾穿越來自光源 —& —上 卞1S1U反射的入射异以一箱 :角又朝先電檢波裝置繞射。在此情況時，光 息圖元件及光電檢波裝置可以模组化。 ’、 ，記錄媒體反射然後並穿透光路變更裝置之入射光束 ，ί相對記錄媒體10之徑向上，被光電檢波裝置分割成 -中心部及複數個外側部，《電檢波裝置並接收呈分割形 式之入射光。 在此實施例中，光電檢波裝置設有一光電檢波器丄8 ’其架構方式可分開接收入射光束之中心部與外側部，如 第5圖所示。光電檢波器1 8包括一主要接收光線部a， 接收入射光束之中心部；及輔助接收光線部B與c，相對 記錄媒體1 0之徑向位置，置於主要接收光線部A之各侧 ’並接收入射光束之外側部，不受主要接收光線部A之影 響。此處’亦可僅在主要接收光線部A之一側，設置一個 輔助接收光線部B或C，並接收入射光束的一個外側部。 此時，主要接收光線部A具有一預定的大小，以接收 入射光束中心部1 0 %到9 〇 %左右内的範圍。此處，主

S812079.ptd 第12頁 455358 五、發明說明（8) 要接收光線部A的最佳大小，如以下即將說明的情況’可 使鄰接執紋所致申音量最小化，而其決定與本發明光學拾 波裝置之整體配置及以下將說明的運算常數κ值有關聯: 且其可能的大小範圍如上所述。 運算單元2 0運算入射光束中心部之檢波後信號α， 及入射光束外側部之檢波後信號Β與c，並除去記錄媒體 1 0主要軌紋信號中包含的鄰接軌紋所致串音。運笞單元 20包括-第—加法器21，—乘法器，及一； 法器2 5 。第一加法器9 1 Λ _ ^ R Γ』#去器2 1總加在第一及第二輔助接收光 以光電方式轉換與輸出的信號。乘法器2 3將 出的（B + C)信號乘以運算常數Κ。 線部八以光電方式轉換 ::)出的4唬Α與乘法器2 3輸出的信號，亦即，κ ( Β 檢波Ϊ U:常數Κ之決定’須使經由第二加法器2 5 立，二广二π可以最小化其中包含的鄰接軌紋所致串 ;之：J::心號時軸中的振動。根據本發明，運算常數 一 為大於1左右。此種運算常數K值為-有效值 月之光學拾波裝置中，將鄰接軌紋所致串 二1 Α λ '、程度。對應主要接收光線部Α的大小可接收入 srI〜部ίο%到9〇%左右内的範圍，運算常數κ值 可最小化鄰接軌紋所致串音。 。此軒，乘法器2 3的設計目的最好是調整運算常數κ 。此乃為了因應光學拾波裝置於組裝時的狀況及/或欲用

88l2079.ntΗ

4 5 5S 5 8 五、發明說明（9) 來記錄或再生之記錄媒體1 Q的規格有變化等等時’可設 定最適宜的達算#數K值。此時，可設置乘法器2 3以於 大於1左右的範圍内調整運算常數K 13 另一方面’當主要接收光線部A僅有一側設置輔助接 收光線部B或C時，本發明之運算單元2 〇僅由乘法器2 3與第二加法器2 5構成。 現在’將參照第6圖所示記錄媒體1 〇之紋孔範例， 詳細說明使用上述本發明光學拾波裝置降低鄰接軌紋所致 串音之原理。 請參閱第6圖’記錄媒體1 〇之第一區間（i 〇 t e r v a 1 ) D 1上，沿一主要軌紋τ ;[設有多數紋孔；於 第二區間D 2上’沿一第一鄰接軌紋τ 2設有另外多數紋 孔；於第三區間D 3上，沿第一鄰接軌紋τ 2及一第二鄰 接執紋Τ3仍設有另外多數紋孔。此處，當第一及第三區 間D1 . D3上的再生信號的交變部份1 t e rna ting components)分別為X與Y時，鄰 接軌紋所致串音定義為2〇l〇G (Y/X)。 從光源1 1放射的光束，被物鏡1 5聚光並在主要執 紋Τ 1上形成一個束點。此時，由於狭窄的軌紋節距’所 以束點覆蓋在第一與第二鄰接軌紋Τ 2、Τ3以及主要軌 紋Τ 1上。因此，主要接收光線部a之檢波後信號A ,與 第一及第二輔助接收光線部B、C之檢波後相加信號B + C，呈現如第7圖所示圖表。此處，橫軸指示束點沿軌紋 方向的移動（第Θ圖中的箭頭方向）。此外，縱軸指示採

8812079.ptd 第 14 頁 45585g 五、發明說明（ίο) ----—^__ 用任意單位之檢波後信號值。 請參閱第7圖，雖然主要接收光線部A之檢 A與輔助接收光線部B、c之檢波後信號的相加信】號 C，在第一區間d 1上彼此大致同相，但是它們在^〜+ 第二區間D 2、D 3上的相位卻彼此相差約1 § 〇。〜及 此，再生信號A + B + C，亦即這些檢波後信號的相^ 號，由於鄰接軌紋丁 2、τ3的干擾，在主要轨紋丁/信 未形成紋孔之區間上，例如第三區間D 3 ，呈現交變部 。因此’鄰接執紋所致串音變成高於—206B左 ^ 值。 然而，若將辅助接收光線部B、C之檢波後信號的相 加信號B + C乘以運算常數κ = 2 . 0，則於補償^生作 號’亦即上述信號與主要接收光線部A之檢波後信號之^ 加信號〔A+2 . 〇 (B + C)〕中，主要軌紋τι上未 形成紋孔處的第三區間D 3上，交變部份已除去，如第7 圖所示。 因此，藉由相加接收入射光束中心部之主要接收光線 部A的檢波後信號，與接收入射光束外側部之輔助接收光 線部B及/或C的檢波後信號乘以適當運算常數κ所得的 信號，如此所產生的檢波後資訊信號為一優異的資訊信號 (為一 R F (射頻）信號），其中之鄰接軌紋所致串音顯 著降低，即使記錄媒體1 0的執紋節距狹窄，亦可再生。 第8A與8B圖之圖表顯示，當一轨紋節距為◦ . 3 6 8 mm且有第6圖所示軌紋式樣之記錄媒體1 0，使用根

8812079.ptd 第15頁

5 58 5 Q 五、發明說明（π) 據本發明之一光學拾波裝置在光源1 1之波長為4 1 Ο η m且物鏡1 5之數值孔徑為Ο · 6的條件下再生時，根據 不同運算常數Κ值分別計算出的串音量。 第8 Α圖之圖表顯示，設置主要接收光線部Α接收入 射光之1 / 3中心部時，根據不同運算常數K值分別計算 出的串音；其中，當運算常數K=2 · 0時，串音具有低 於_ 4 0 d Β之最小值。 第8 B圖之圖表顯示，設置主要接收光線部A接收入 射光之1 / 2中心部時，根據不同運算常數K值分別計算 出的串音；其中，當運算常數K=1 ‘ 8時，串音具有低 於一4 0 d B之最小值。 如上所述，決定運算常數K之最佳值時，與光學拾波 裝置之整體配置相關，此最佳值對應主要接收光線部A用 以接收入射光束中心部一預定百分比範圍（亦即約1 0 % 到9 0 %範圍内之某一預定百分比）時的大小，允許串音 具有低於一3 0 d B的最小值。 因此，設置光電檢波器1 8之主要接收光線部A以接 收入射光中心部約1 0 %到9 0 %之範圍，且對應主要接 收光線部A的大小決定適當運算常數時，可以檢出鄰接軌 紋所致串音下降的資訊信號（一 R F信號）。 因此，若使用根據本發明之光學拾波裝置，即使是一 HD — DVD ，其中因為需要高於1 5GB之儲存容量而 有低於0 . 6之執紋節距與束點比時，亦可檢出串音低於 _ 3 0 d B之優異資訊信號。

8812079,ptd 第16頁 囿式簡單說明 圖式簡要說明 本發明以上目的與優點，可經由參照附圖詳細說明其 較佳實施例而更趨明顯，其圖式包括： 第1圖顯示一可降低鄰接執紋間串音之習用光學拾波 裝置之光學配置圖； 第2圖為一平面圖，顯示一習用光碟之一部份軌紋； 第3圖為一平面圖，概略顯示第1圖中所示之光電檢 波器； 第4圖顯示根據本發明一實施例可降低鄰接軌紋間串 音之光學拾波裝置之光學配置圖； 第5圖為一方塊圖，概略顯示第4圖中所示之光電檢 波器與運算單元之結構； 第6圖為一平面圖，概略顯示記錄媒體紋孔之一範 例，用以說明根據本發明之光學拾波裝置降低鄰接軌紋所 致串音之原理； 第7圖之圖表概略顯示使用根據本發明之光學拾波裝 置，再生<第 6圖所示記錄媒體之主要軌紋時的檢波後信 號； 圖8A及圖8B之圖表顯示，當一軌紋節距為0 · 3 6 8 m m且有第6圖所示紋孔之記錄媒體，利用一光學拾 波裝置在光源波長為4 1 0 nm且物鏡數值孔徑為0 * 6 之條件下再生時，相對不同運算常數K值的不同串音量； 第9圊顯示根據本發明另一實施例可降低鄰接執紋所 致串音之光學拾波裝置之光學配置圖；

8812079.ptd 第 20 頁 圖式簡單說明 第1 0圖為一平面圖’概略顯示第9圖中所示光學繞 射元件之一實施例；及 第1 1圖為一方塊圖，概略顯示第9圖中所示之第 —、第二及第三光電檢波器與一運算單元。 圖示元件符號表 1光源 2光柵 3光束分離器 4反射鏡 5物鏡 7傳感透鏡 8光電檢波器 1 0記錄媒體 1 1光源 1 3光束分離器 1 5物鏡 1 7傳感透鏡 1 8光電檢波器 2 0運算單元 2 1第一加法器 2 3乘法器 2 5第二加法器 3 0光學構件 3 0 a穿越光線部

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Claims (1)

1. 45585 六'申請專利範圍 1 . 一種可降低鄰接轨紋所致串音之光學拾波裝置，其中 包括一先源用以發射一光束、一光路變更裝置、一物 鏡' 及一光電檢波裝置；該光路變更裝置係置於該光 源與一記錄媒體之間的光程上，用以變更一入射光束 之路徑；該物鏡係置於該光路變更裝置與記錄媒體之 間的光程上，用以聚集入射光於記錄媒體上；該光電 檢波裝置接收從記錄媒體反射然後穿透該光路變更裝 置之入射光束； 此光學拾波裝置之特徵在於其中包括： 該光電檢波裝置’將入射光束相對記錄媒體之徑 向分割成一中心部與二外側部，並接收呈分割形式的 入射光；以及 —運算單元’用以運算來自光電檢波裝置之入射 光束其中心部與外侧部的檢波後信號，並輸出主要執 紋«已降低鄰接軌紋所致串音的資訊信號。 2 ·如申請專利範圍第1項之可降低鄰接軌紋所致串音之 光學拾波裝置，其中該光電檢波裝置為一光電檢波器 ，包括一主要接收光線部，接收入射光束之中心部； 及至少一個輔助接收光線部，相對記錄媒體之徑向置 於主要接收光線部一側，以於主要接收光線部外，接 收入射光束的外側部份。 3 ·如申請專利範圍第2項之可降低鄰接轨紋所致串音之 光學拾波裝置，其中該主要接收光線部具有一預定大 小*以接收入射光束中心部1 0 %至9 0 %左右内的

   8812079.ptd 第23頁 ο 455ε 之可降低 光電檢波 以一預定 中心部與 ，其以光 號，。 之可降低 運算單元 後信號乘 執紋所致 與入射光 出已降低 之可降低 運算常數 六、申請專利範圍 範圍。 4 *如申s月專利範圍第1項 光學拾波裝置，其中該 一光學構件，直接 使入射光束之外側部份 向上將入射光束分離成 複數個光電檢波器 轉換成彼此獨立之電信 5 .如申請專利範圍第1項 光學拾波裝置，其中該 入射光束外側部之檢波 ，以便可以最小化鄰接 ，將乘法器輸出的信號 檢波後信號相加，並輸 6 .如申請專利範圍第5項 光學拾波裝置，其中該 鄰接軌紋所致串音之 裝置包括： 穿越入射光束之中心部份，並 角度繞射，藉此在徑 外側部；以及 電方式將分離的光束 鄰接軌紋所致串音之 包括：一乘法器，將 以一調整運算常數Κ 串音；以及一加法器 束主要接收光線部的 串音之資訊信號。 鄰接軌紋所致串音之 之值為接近1或大於

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