光录放装置、光头装置、光驱装置、跟踪控制方法及光盘.pdf

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摘要
申请专利号:

CN01117231.2

申请日:

2001.03.10

公开号:

CN1326187A

公开日:

2001.12.12

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

未缴年费专利权终止IPC(主分类):G11B 7/12申请日:20010310授权公告日:20040714终止日期:20100310|||授权|||公开|||实质审查的生效申请日:2001.3.10

IPC分类号:

G11B7/12; G11B7/135; G11B7/09

主分类号:

G11B7/12; G11B7/135; G11B7/09

申请人:

索尼公司;

发明人:

熊谷英治; 长嶋健二; 森住寿雄

地址:

日本东京都

优先权:

2000.03.10 JP 072517/2000; 2000.09.13 JP 278770/2000

专利代理机构:

柳沈知识产权律师事务所

代理人:

黄小临

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内容摘要

一种光记录/再现装置具有:驱动装置,用于旋转记录介质;光头,用于把光应用到由驱动装置旋转的记录介质上,从而把数据信号记录到记录介质上或从记录介质再现数据;和信号处理电路,用于处理由光头检测的信号。光头包括:用于发射光的光源、物镜、和信号检测装置。物镜具有一数值孔径NA,其中0.5

权利要求书

1: 一种用于与轨道间距不同的记录介质或具有轨道间距不同的记录区 的记录介质结合使用的光记录/再现装置,所述装置包括: 驱动装置,用于旋转记录介质; 光头,用于把光应用到由驱动装置旋转的记录介质上,从而把数据信号 记录到记录介质上或从记录介质再现数据;和 信号处理电路,用于处理由光头检测的信号。 其中光头包括:用于发射光的光源;物镜,用于把光源发射的光会聚到 记录介质上;和信号检测装置,用于接收从记录介质反射的光以检测信号, 并且物镜具有一个数值孔径NA,其中0.5<NA≤0.6。
2: 根据权利要求1的装置,其中光源发射的光具有约780nm的波长。
3: 根据权利要求1的装置,其中记录介质是从包含第一记录介质和第二 记录介质的组中选出的一种记录介质,第一记录介质具有范围从1.0μm到 1.2μm的轨道间距并且第二记录介质具有1.6μm的轨道间距。
4: 根据权利要求3的装置,其中第一记录介质具有范围从0.555μm到 0.694μm的最小坑长,并且驱动装置以范围从0.8m/sec到1.0m/sec的线速度 旋转记录介质。
5: 根据权利要求1的装置,其中物镜的数值孔径NA是0.55。
6: 一种用于与轨道间距不同的记录介质或具有轨道间距不同的记录区 的记录介质结合使用的光头装置,所述光头装置包括: 用于发射光的光源; 物镜,用于把光源发射的光会聚到记录介质上;和 信号检测装置,用于接收从记录介质反射的光以检测信号, 其中物镜具有一个数值孔径NA,其中0.5<NA≤0.6。
7: 根据权利要求6的光头装置,其中光源发射的光具有约780nm的波 长。
8: 根据权利要求3的光头装置,其中记录介质是从包含第一记录介质和 第二记录介质的组中选出的一种记录介质,第一记录介质具有范围从1.0μm 到1.2μm的轨道间距并且第二记录介质具有1.6μ.m的轨道间距。
9: 根据权利要求6的光头装置,其中第一记录介质具有范围从0.555μm 到0.694μm的最小坑长,并且第二记录介质具有0.833μm的最小坑长。
10: 根据权利要求6的光头装置,其中物镜的数值孔径NA是0.55。
11: 一种与光盘结合使用的光盘驱动器,其中每种光盘具有记录轨道并 且轨道间距不同于其它任何光盘,或者光盘具有记录区,每个记录区具有记 录轨道并且轨道间距不同于其它任何记录区,所述光头驱动器包括: 光束施加装置,用于在光盘上形成主光斑、第一副光斑和第二副光斑, 所述第一和第二点在相反径向与主光斑隔开; 误差信号发生装置,用于通过至少是第一和第二副光斑反射的光产生轨 道误差信号,所述轨道误差信号表示主光斑在径向偏离任何记录轨道的距 离;和 跟踪控制装置,用于根据轨道误差信号控制光束施加装置,从而把主光 斑移动到记录轨道上的预定位置, 其中光束施加装置形成第一和第二副光斑,每个副光斑位于第一位置和 第二位置之间,所述第一位置是当光盘是具有最长轨道间距的光盘时每个副 光斑采用的用以产生最大幅度的跟踪误差信号的位置,并且所述第二位置是 当光盘是具有最短轨道间距的光盘时每个副光斑采用的用以产生最大幅度 的跟踪误差信号的位置。
12: 根据权利要求11的光盘驱动器,还包括增益控制装置,用于控制误 差信号发生装置的增益,从而使误差信号发生装置针对不同的轨道间距产生 具有相同幅度的轨道误差信号。
13: 根据权利要求11的光盘驱动器,其中误差信号发生装置通过从通过 检测主光斑反射的光获得的推挽信号减去通过第一和第二副光斑反射的两 个光束中获得的两个推挽信号来产生跟踪误差信号。
14: 根据权利要求13的光盘驱动器,其中光束施加装置形成第一和第二 副光斑,它们在相反径向与主光斑隔开的距离比最长轨道间距的一半要短且 比最短轨道间距的一半要长。
15: 根据权利要求11的光盘驱动器,其中误差信号发生装置通过从表示 第一副光斑反射的光的信号中减去表示第二副光斑反射的光的信号而产生 跟踪误差信号。
16: 根据权利要求11的光盘驱动器,其中光束施加装置形成第一和第二 副光斑,它们在相反径向与主光斑隔开的距离比最长轨道间距的四分之一要 短且比最短轨道间距的四分之一要长。
17: 根据权利要求11的光盘驱动器,其中光束施加装置包括一个具有数 值孔径NA的物镜,其中0.5<NA≤0.6。
18: 一种用于与轨道间距不同的光盘或具有轨道间距不同的记录区的光 盘结合使用的光头装置,所述光头装置包括: 用于发射光的光源; 衍射晶格,用于分割光源发射的光以在光盘上形成主光斑、第一副光斑 和第二副光斑,所述第一和第二点在相反径向与主光斑分隔开; 物镜,用于把衍射晶格分割的光会聚到光盘上;和 光接收装置,用于接收光盘反射的返回光, 其中光束施加装置形成第一和第二副光斑,每个副光斑位于第一位置和 第二位置之间,所述第一位置是当光盘是具有最长轨道间距的光盘时每个副 光斑采用的用以产生最大幅度的跟踪误差信号的位置,并且所述第二位置是 当光盘是具有最短轨道间距的光盘时每个副光斑采用的用以产生最大幅度 的跟踪误差信号的位置。
19: 根据权利要求18的光头装置,还包括误差信号发生装置,用于通过 光接收装置接收的光产生跟踪误差信号;和增益控制装置,用于控制误差信 号发生装置的增益以使误差信号发生装置针对不同的轨道间距产生具有相 同幅度的轨道误差信号。
20: 根据权利要求18的光头装置,还包括用于通过从光接收装置接收的 光产生跟踪误差信号的误差信号发生装置,即从通过检测主光斑反射的光所 获得的一个推挽信号中减去通过第一和第二副光斑反射的两个光束中获得 的两个推挽信号来得到跟踪误差信号。
21: 根据权利要求18的光头装置,其中第一和第二副光斑在相反径向与 主光斑隔开的距离比最长轨道间距的一半要短且比最短轨道间距的一半要 长。
22: 根据权利要求18的光头装置,还包括用于通过从光接收装置接收的 光产生跟踪误差信号的误差发生装置,即从通过第一副光斑反射的光束获得 的信号中减去通过第二副光斑反射的光束获得的信号来得到跟踪误差信号。
23: 根据权利要求18的光头装置,其中第一和第二副光斑在相反径向与 主光斑隔开的距离比最长轨道间距的四分之一要短且比最短轨道间距的四 分之一要长。
24: 根据权利要求18的光头装置,其中物镜具有一个数值孔径NA,其 中0.5<NA≤0.6。
25: 在使用光盘的光盘驱动器中使用的一种跟踪控制方法,其中每种光 盘具有记录轨道并且轨道间距不同于其它任何光盘,或者光盘具有记录区, 每个记录区具有记录轨道并且轨道间距不同于其它任何记录区,所述方法包 括步骤: 在光盘上形成主光斑、第一副光斑和第二副光斑,所述第一和第二点在 相反径向与主光斑隔开; 通过至少是第一和第二副光斑反射的光产生轨道误差信号,所述轨道误 差信号表示主光斑在径向偏离任何记录轨道的距离;以及 根据轨道误差信号控制光束施加装置,从而把主光斑移动到记录轨道上 的预定位置, 其中光束施加装置形成第一和第二副光斑,每个副光斑位于第一位置和 第二位置之间,所述第一位置是当光盘是具有最长轨道间距的光盘时每个副 光斑采用的用以产生最大幅度的跟踪误差信号的位置,并且所述第二位置是 当光盘是具有最短轨道间距的光盘时每个副光斑采用的用以产生最大幅度 的跟踪误差信号的位置。
26: 一种具有多相记录区的光盘,每个记录区具有记录轨道并且轨道间 距不同于任何记录区。
27: 根据权利要求25的光盘,其中第一记录区具有以1.6μm的轨道间 距形成的记录轨道并且第二记录区具有以范围从1.00μm到1.20μm的轨道间 距形成的记录轨道。

说明书


光录放装置、光头装置、光驱装置、 跟踪控制方法及光盘

    本发明涉及一种光记录/再现装置,包括:光头,用于把激光束施加于光记录介质上以把数据记录到光记录介质上或从光记录介质再现数据。具体来说,本发明涉及一种与多种光记录介质结合使用的光记录/再现装置,每种光记录介质具有以不同于其它任意一种光记录介质的轨道间距不同的轨道间距形成的记录轨道,或者涉及一种与具有多个记录区的光记录介质一起使用的光记录/再现装置,每个记录区具有以不同于其它任意一个记录区的轨道间距的轨道间距形成的记录轨道。

    诸如只重放光盘、相变光盘、磁光盘和光卡的数据记录介质广泛用于存储视频数据、音频数据和诸如计算机程序的其它数据。近年来,对这些数据记录介质应当以更高密度和更大量记录数据的要求不断提高。

    近年来,光盘(CD)、可记录光盘(CD-R)和可改写光盘(CD-RW)已经用作记录计算机中的数据的装置。因此用于把数据信号记录到这些光记录介质上以及从这些光记录介质上再现这些数据信号的CD-R/W装置的使用量正在不断增加。

    对诸如图像数据的大量数据的存储的要求正在不断增加。因而希望提高诸如CD-R和CD-RW的光记录介质地记录能力。

    从已有技术可知,跟踪误差信号利用DPP(差分推挽)法或三点法在与诸如CD-R和CD-RW的光盘一起使用的光盘记录/再现装置中被产生。

    图1表示光盘上的光束点和光检测器上的光束点之间的位置关系,示出了如何使用DPP法来产生跟踪误差信号。

    主光束的主光斑(main spot)SPm在光盘211上形成,而两个副光束的副光斑(side spot)SPs1和SPs2也在光盘211上形成。副光斑SPs1和SPs2在相反的径向分别与主光斑SPm间隔Tp/2(180°)的距离,其中Tp是排列纹槽GR(即记录轨道)的间隔(轨道间距)。

    光电二极管部分212M、212S1和212S2构成光检测器212。从光盘211上的点SPm、SPs1和SPs2反射的光束的点SPm′、SPs1′和SPs2′分别在光电二极管212M、212S1和212S2上形成。光电二极管部分212M包括四个光电二极管Da到Dd,它们产生检测信号Sa至Sd。光电二极管212S1包括两个光电二极管De和Df,它们输出检测信号Se和Sf。光电二极管部分212S2包括两个光电二极管Dg和Dh,它们输出检测信号Sg和Sh。

    图2所示为在DPP方法中用于产生跟踪误差信号STE的电路连接。减法器221M从检测信号Sa和Sd之和中减去检测信号Sb和Sc之和,从而产生对应于从主光斑SPm反射的光的推挽信号Sppm。减法器221S1从检测信号Se中减去检测信号Sf,从而产生对应于从副光斑SPs1反射的光的推挽信号Spps1。减法器221S2从检测信号Sg中减去检测信号Sh,从而产生对应于从副光斑SPs2反射的光的推挽信号Spps2。

    加法器222接收经由具有增益G2的幅度调整器223提供的推挽信号Spps2。加法器222还接收推挽信号Spps1。加法器222把推挽信号Spps1与Spps2相加,从而产生和信号Ss。减法器224接收经由具有增益G1的幅度调整器225提供的和信号Ss。减法器224接收推挽信号Sppm。减法器224从推挽信号Sppm中减去和信号Ss,从而产生跟踪误差信号STE。在此,G1=A1/2A2,并且G2=A2/A3,其中A1是推挽信号Sppm的幅度,A2是推挽信号Spps1的幅度,并且A3是推挽信号Spps2的幅度。因此通过跟踪误差信号STE可消除偏移。

    图3描述了光盘上的光束点和光检测器上的光束点之间的位置关系,示出了如何使用三点法来产生跟踪误差信号。

    主光束的主光斑SPm在光盘211上形成,而两个副光束的副光斑SPs1和SPs2也在光盘211上形成。副光斑SPs1和SPs2在相反的径向分别与主光斑SPm间隔Tp/4(90°)的距离,其中Tp是排列纹槽GR(即记录轨道)的间隔(轨道间距)。

    光电二极管部分213M、213S1和213S2构成光检测器213。从光盘211上的点SPm、SPs1和SPs2反射的光束的点SPm′、SPs1′和SPs2′分别在光电二极管213M、213S1和213S2上形成。光电二极管部分213M包括四个光电二极管Da到Dd,它们产生检测信号Sa至Sd。光电二极管部分213S1包括一个光电二极管Df,它输出检测信号Sf。光电二极管部分213S2包括一个光电二极管De,它输出检测信号Se。

    图4所示为在三点法中用于产生跟踪误差信号STE的电路连接。减法器226从检测信号Se中减去检测信号Sf,从而产生跟踪误差信号STE。

    为了增加上述这种光记录介质的记录容量,建议增加线性密度或轨道密度。如果光记录介质的线性密度增加,则通过该介质再现的信号的抖动将会由于码间干扰而增加,除非用于把数据信号记录到该介质和从该介质再现数据信号的光学系统根据规范进行了改进。如果不改进光学系统而增加轨道密度,则会产生串扰,从而使其难以可靠地再现数据信号。

    上面描述的问题可通过改进光学系统以减小读出光束点的直径来解决。

    为了减小光束点的直径,可使用各种方法。一种方法是减小在光学系统中运用的激光束的波长。另一种方法是增加与光学系统结合在一起的物镜的数值孔径(NA)。但是,如果激光束的波长改变,则数据信号既不会记录到现有的CD-R上,也不会从现有的CD-R上再现。这是因为CD-R的染料膜或记录层所具有的反射比在很大程度上根据激光束的波长而定。另外,如果物镜的NA过大,则光盘相对于激光束的轴旋转时会出现彗差(coma-aberration),或者由于光盘的厚度不均匀产生球差。无论是彗差或是球差的偏差都会增加从介质再现的信号的抖动。

    下面考虑把数据信号记录到各种光盘或从各种光盘再现它们的处理过程中的跟踪误差信号的检测,每种光盘具有以不同于其它任何一种光盘的轨道密度的轨道密度(轨道间距)形成的记录轨道。由此看来会出现下面的问题。为了使用DPP方法产生跟踪误差信号STE,如上所述,副光斑SPs1和SPs2在相反的径向分别与主光斑SPm间隔Tp/2(180°)的距离,其中Tp是排列纹槽GR(即记录轨道)的间隔(轨道间距)。因此,如图5A所示,在使用轨道间距Tp为1.6μm的CD(光盘)的光盘驱动器中,副光斑SPs1和SPs2在相反方向分别与主光斑SPm间隔1.6/2μm(180°)。

    在这种装有轨道间距Tp为1.6μm的光盘211S的光盘驱动器中,推挽信号Sppm、Spps1和Spps2随着主光斑SPm在径向的位置分别如图5B、5C和5D所示而变化。在这种情况下,推挽信号Spps1和Spps2同相。如图5E所示,跟踪误差信号STE因而具有充分的幅度。

    假定光盘驱动器所装光盘211D的轨道间距Tp为1.07μm,即为CD轨道间距的三分之二,并由此比CD具有更大的记录容量。如果情况如此,则光盘驱动器难以产生具有充分幅度的跟踪误差信号STE。

    在这种情况下,如图6A所示,在光盘驱动器中,副光斑SPs1和SPs2在相反方向分别与主光斑SPm间隔1.6/2μm(270°)。因此,推挽信号Sppm、Spps1和Spps2随着主光斑SPm在径向的位置分别如图6B、6C和6D所示变化。因此推挽信号Spps1和Spps2反相。轨道误差信号STE只具有图6E所示的小幅度。

    如上所述,在副光斑SPs1和SPs2在相反方向分别与主光斑SPm间隔1.6/2μm的光盘驱动器中,如果光盘驱动器所装光盘211D的轨道间距Tp是1.07μm,即为CD轨道间距的三分之二,那么通过DPP法产生的跟踪误差信号STE具有极小的幅度。因此在这种光盘驱动器中难以使用轨道间距Tp是1.07μm的光盘211D。

    依然如上所述,在利用三点法产生跟踪误差信号STE的处理过程中,副光斑SPs1和SPs2在相反径向分别与主光斑SPm间隔Tp/4的距离。因此,在所装光盘的轨道间距Tp与CD一样是1.6μm的光盘驱动器中,如图7A所示,副光斑SPs1和SPs2在相反径向分别与主光斑SPm间隔1.6/4μm(90°)的距离。

    假定此光盘驱动器装有轨道间距Tp为1.6μm的光盘211S。则主信号Sm(即检测信号Sa和Sd之和)、检测信号Se和检测信号Sf随着主光斑SPm在径向的位置分别如图7B、7C和7D所示而变化。因此,检测信号Se和Sf反相。跟踪误差信号STE具有如图7E所示的充分的幅度。

    让我们假设此光盘驱动器所装光盘211D的轨道间距Tp为1.07μm,即为CD轨道间距的三分之二,因此光盘211D比CD具有更大的记录容量。那么光盘驱动器难以产生具有充分幅度的跟踪误差信号STE。

    在这种情况下,如图8A所示,在光盘驱动器中,副光斑SPs1和SPs2在相反方向分别与主光斑SPm间隔1.6/4μm(135°)。因此,主信号Sm、检测信号Se和检测信号Sf随着主光斑SPm在径向的位置分别如图8B、8C和8D所示而变化。因而推挽信号Spp1和Spp2反相。检测信号Se、Sf不是反相。由此,轨道误差信号STE只具有图8E所示的小幅度。

    如上所述,在副光斑SPs1和SPs2在相反方向分别与主光斑SPm间隔1.6/4μm的光盘驱动器中,如果光盘驱动器所装光盘211D的轨道间距Tp是1.07μm,即为CD轨道间距的三分之二,那么通过三点法产生的跟踪误差信号STE具有极小的幅度。因此在这种光盘驱动器中难以使用轨道间距Tp是1.07μm的光盘211D。

    本发明已经考虑了上述问题。本发明的第一个目的是提供一种不仅能够利用现有的光记录介质而且还能够利用高密度记录介质来可靠地记录和再现数据的光记录/再现装置。

    本发明的第二目的是提供一种光记录/再现装置,它可以不考虑该装置中使用的记录介质的轨道间距就能够产生所希望的跟踪误差信号。

    根据本发明的光记录/再现装置设计用以与轨道间距不同的记录介质或具有轨道间距不同的记录区的记录介质结合使用。该装置包括:驱动装置,用于旋转记录介质;光头,用于把光加到由驱动装置旋转的记录介质上,从而把数据信号记录到记录介质上或从记录介质再现数据;和信号处理电路,用于处理由光头检测的信号。光头包括:用于发射光的光源;物镜,用于把光源发射的光会聚到记录介质上;和信号检测装置,用于接收从记录介质反射的光以检测信号。物镜具有一个数值孔径NA,其中0.5<NA≤0.6。

    在光记录/再现装置中,物镜具有一个数值孔径NA,其中0.5<NA≤0.6。因此,该装置能够可靠地把数据记录到具有不同轨道间距的高密度光记录介质上并可从该记录介质再现数据。

    根据本发明的光盘驱动器设计用以结合光盘使用,每种光盘具有记录轨道并且轨道间距不同于其它任何光盘,或者光盘具有记录区,每个记录区具有记录轨道并且轨道间距不同于其它任何记录区。光头驱动器包括:光束施加装置,用于在光盘上形成主光斑、第一副光斑和第二副光斑,所述第一和第二点在相反径向与主光斑隔开;误差信号发生装置,用于通过至少是第一和第二副光斑反射的光产生轨道误差信号,所述轨道误差信号表示主光斑在径向偏离任何记录轨道的距离;和跟踪控制装置,用于根据轨道误差信号控制光束施加装置,从而把主光斑移动到记录轨道上的预定位置。光束施加装置形成第一和第二副光斑,每个副光斑位于第一和第二位置之间。第一位置是当光盘是具有最长轨道间距的光盘时每个副光斑采用的用以产生最大幅度的跟踪误差信号的位置。第二位置是当光盘是具有最短轨道间距的光盘时每个副光斑采用的用以产生最大幅度的跟踪误差信号的位置。

    第一和第二副光斑在第一位置和第二位置之间形成,其中第一位置是当光盘是具有最长轨道间距的光盘时每个副光斑采用的用以产生最大幅度的跟踪误差信号的位置,第二位置是当光盘是具有最短轨道间距的光盘时每个副光斑采用的用以产生最大幅度的跟踪误差信号的位置。因此,误差信号发生装置不考虑光盘驱动器所装光盘的轨道间距就可以产生具有充分幅度的跟踪误差信号。因此,光盘驱动器可把数据记录到光盘上并从光盘再现数据,其中每个光盘具有记录轨道并且轨道间距不同于其它任何光盘,或者光盘具有记录区,每个记录区具有记录轨道并且轨道间距不同于其它任何一个记录区。

    通过光盘反射的光而产生的轨道误差信号的幅度根据光盘的轨道间距而定。因此,光盘驱动器还可包括增益控制装置,用于控制误差信号发生装置的增益,从而使误差信号发生装置针对不同的轨道间距产生具有相同幅度的轨道误差信号。

    如上所述,通过使用具有规定的数值孔径的光拾取装置并且通过使凹坑变小,本发明可提供一种不仅能够利用现有的光记录介质而且还能够利用高密度记录介质可靠地记录和再现数据的光记录/再现装置。

    而且,本发明可提供一种光记录/再现装置,其中主光斑、第一副光斑和第二副光斑在光盘上形成。第一和第二点在相反径向与主光斑隔开。轨道误差信号通过至少由第一和第二副光斑反射的光产生。轨道误差信号表示主光斑在径向偏离任何记录轨道的距离。根据该轨道误差信号,主光斑被移动到记录轨道上的预定位置。第一和第二副光斑均位于第一和第二位置之间。第一位置是当光盘是具有最长轨道间距的光盘时每个副光斑采用的用以产生最大幅度的跟踪误差信号的位置,第二位置是当光盘是具有最短轨道间距的光盘时每个副光斑采用的用以产生最大幅度的跟踪误差信号的位置。因此,该装置不考虑光盘上的轨道间距就可以产生充分幅度的跟踪误差信号。另外,该装置可把数据记录到光盘上并从光盘再现数据,其中每个光盘具有记录轨道并且轨道间距不同于其它任何光盘,或者光盘具有记录区,每个记录区具有记录轨道并且轨道间距不同于其它任何一个记录区。

    图1所示为光盘上的光束点和光检测器上的光束点之间的位置关系图,示出了如何利用DPP法来产生跟踪误差信号;

    图2所示为利用DPP法产生跟踪误差信号的电路连接图;

    图3所示为光盘上的光束点和光检测器上的光束点之间的位置关系图,示出了如何利用三点法来产生跟踪误差信号;

    图4所示为利用三点法产生跟踪误差信号的电路连接图;

    图5A所示为利用DPP法产生轨道误差信号STE的轨道间距Tp为1.6μm的光盘上的光束点的位置关系图(副光斑间隔距离是1.61μm);

    图5B至5D表示信号波形,DPP法通过该波形将产生跟踪误差信号STE;

    图5E表示通过DPP法产生的跟踪误差信号STE的波形;

    图6A所示为利用DPP法产生轨道误差信号STE的轨道间距Tp为1.07μm的光盘上的光束点的位置关系图(副光斑间隔距离是1.6μm);

    图6B至6D表示信号波形,DPP法通过该波形将产生跟踪误差信号STE;

    图6E表示通过DPP法产生的跟踪误差信号STE的波形;

    图7A所示为利用三点法产生轨道误差信号STE的轨道间距Tp为1.6μm的光盘上的光束点的位置关系图(副光斑间隔距离是1.6μm);

    图7B至7D表示信号波形,三点法通过该波形将产生跟踪误差信号STE;

    图7E表示通过三点法产生的跟踪误差信号STE的波形;

    图8A所示为利用三点法产生轨道误差信号STE的轨道间距Tp为1.07μm的光盘上的光束点的位置关系图(副光斑间隔距离是1.6μm);

    图8B至8D表示信号波形,三点法通过该波形将产生跟踪误差信号STE;

    图8E表示通过三点法产生的跟踪误差信号STE的波形;

    图9表示根据本发明的光记录/再现装置的框图;

    图10是结合在基于本发明的光记录/再现装置中的光头的示意图;

    图11是CD-R驱动器的框图;

    图12所示为光拾取装置的图;

    图13所示为光盘上的光束点和光检测器上的光束点之间的位置关系图,示出了如何利用DPP法来产生跟踪误差信号;

    图14所示为利用DPP法产生轨道误差信号STE的轨道间距Tp为1.6μm的光盘上的光束点的位置关系图(副光斑间隔距离是1.3μm);

    图14B至14D表示信号波形,DPP法通过该波形将产生跟踪误差信号STE;

    图14E表示通过DPP法产生的跟踪误差信号STE的波形;

    图15A所示为利用DPP法产生轨道误差信号STE的轨道间距Tp为1.07μm的光盘上的光束点的位置关系图(副光斑间隔距离是1.3μm);

    图15B至15D表示信号波形,DPP法通过该波形将产生跟踪误差信号STE;

    图15E表示通过DPP法产生的跟踪误差信号STE的波形;

    图16所示为光盘上的光束点和光检测器上的光束点之间的位置关系图,示出了利用三点法如何产生跟踪误差信号;

    图17A所示为利用三点法产生轨道误差信号STE的轨道间距Tp为1.6μm的光盘上的光束点的位置关系图(副光斑间隔距离是1.3μm);

    图17B至17D表示信号波形,三点法通过该波形将产生跟踪误差信号STE;

    图17E表示通过三点法产生的跟踪误差信号STE的波形;

    图18A所示为利用三点法产生轨道误差信号STE的轨道间距Tp为1.07μm的光盘上的光束点的位置关系图(副光斑间隔距离是1.3μm);

    图18B至18D表示信号波形,三点法通过该波形将产生跟踪误差信号STE;

    图18E表示通过三点法产生的跟踪误差信号STE的波形;

    参考附图将描述本发明的实施例。

    图9所示为根据本发明的记录/再现装置1。记录/再现装置1设计用以利用由主轴马达2以预定速度旋转的光盘3来记录和再现数据。

    如图10所示,在其上装置1执行记录/再现操作的光盘3包括衬底3a、记录层以及保护膜3b。衬底3a的厚度例如约为1.2mm。记录层在衬底3a上形成并且经过相变来记录数据。保护层3b厚度例如约为0.1mm。染料膜可在诸如CD-R中的记录层上提供。

    光束施加到衬底3a上以记录数据到光盘3上或从光盘3再现数据。

    光盘3具有螺旋形纹槽GR(图10中未示出)。纹槽GR的圈用作轨道,数据记录到轨道上或从轨道中再现。驱动器1可使用两类光盘。第一类是轨道间距Tp是1.6μm的光盘3S。第二类是记录容量约为光盘3S的两倍的光盘3D。具有双记录密度的光盘3D的轨道间距Tp为1.0μm到1.2μm。更确切地来说轨道间距Tp是1.10±0.03μm。在本实施例中,它的轨道间距是1.07μm。光盘3D具有范围从0.555μm到0.694μm的最小坑长(3T)。确切地说,光盘3D的最小坑长(3T)约为0.625μm,而轨道间距Tp为1.6μm的光盘3S具有0.833μm的最小坑长(3T)。主轴马达2以范围从0.8m/sec到1.0m/sec的线速度旋转光盘3D。当光盘3D如此旋转时,光头4把数据记录到光盘3D上或从光盘3D再现数据。

    纹槽GR轻微(wobbles)摆动。在记录数据(也就是,作为表示空白盘的位置的数据)时,该摆动被用作地址。摆动被称作ATIP(前纹槽中的绝对时间)。ATIP已被设计用于产生诸如CD的记录介质的地址数据,在该记录介质上,数据以相对大的单位记录。记录在光盘上的时间数据与记录在普通DC的子码的Q信道中的时间数据相同。

    在记录数据之时,ATIP不仅产生在记录数据时使用的地址数据,而且还产生旋转伺服控制的各种控制信号和同步信号。记录在ATIP中的控制信号有用于控制读入开始时间的信号、用于控制读出开始时间的信号、用于控制推荐给介质的写功率的信号和指定光盘类型的信号。读入开始时间表示数据可记录在介质上的最大时间。读出开始时间与最大节目长度有关。

    光记录/再现装置1特别适用于把数据信号记录到上述规范的双密度光盘3D或从其再现数据信号。尽管如此,装置1仍然可以从诸如CD的具有1.6±0.1μm的轨道间距Tp且最小坑长(3T)约为0.833μm的现有单密度光盘3S再现数据(光盘3S可以是CD-ROM、CD-R、CD-RW或CD-DA)。

    如图9所示,除了主轴马达2和光头4之外,记录/再现装置1还包括RF-信号处理部分5、EFM解码器6、ATIP解码器7、主轴马达驱动器8、伺服控制部分9、双轴驱动器10、EFM编码器11、写策略(strategy)电路12和APC电路13。

    光头4把激光束加到由主轴马达2旋转的光盘3上。光头4接收光盘3反射的光并把光转换为数据信号,换言之,光头4通过光盘3再现数据。

    随后将就光头4的结构进行详细描述。这里仅仅描述其物镜25。物镜25用于会聚光源20发射的光。物镜25具有大于0.5且最大为0.6的数值孔径,即0.5<NA≤0.6。由于物镜25具有这种数值孔径(NA),即0.5<NA≤0.6,所以只要凹坑变小,则不需要改变光盘3的衬底厚度(即1.2mm)就能够以高于现有CD-R/RW的密度把数据记录到光盘3上,但方式与数据记录到现有CD-R/RW的方式相同。

    RF-信号处理部分5通过光头4中配备的光检测器27所提供的电压信号产生再现信号(RF信号)、聚焦误差信号、跟踪误差信号和摆动信号。摆动信号表示在光盘3中制成的纹槽GR的摆动。通过处理部分5如此产生的再现信号(RF信号)经过诸如均衡处理和数字化处理,并且接着提供给EFM解码器6。在RF-信号处理部分5中产生的摆动信号提供给ATIP(前纹槽中的绝对时间)解码器7。聚焦误差信号和跟踪误差信号提供给伺服控制部分9。

    EFM解码器6对从RF信号处理部分5作为数字数据提供的再现信号进行EFM调制。EFM解码器6还对再现信号执行误差校正。在EFM解码器6中经过EFM解调和误差校正的数据作为再现数据经接口14提供给主机等。主机等因而可接收从光盘3再现的信号。

    ATIP(前纹槽中的绝对时间)解码器7通过从RF-信号处理部分5提供的摆动信号产生ATIP信号。ATIP解码器7还检测光盘3的线速度并且产生CLV(恒定线速度)信号,它将以恒定速度持续旋转光盘3。CLV信号经主轴马达驱动器8提供给主轴马达2。根据CLV信号,主轴马达2以范围从0.8m/sec秒到1.0m/sec的线速度旋转光盘3。ATIP信号包含表示光盘3上的任意位置的地址数据。

    伺服控制部分9接收从RF-信号处理部分5提供的聚焦误差信号。根据该聚焦误差信号,伺服控制部分9驱动支撑光头4的双轴驱动器10。由此,控制部分9完成聚焦控制,把光头4移向或远离光盘3。伺服控制部分9还接收RF-信号处理部分5提供的跟踪误差信号。根据该跟踪误差信号驱动双轴驱动器10。通过如此驱动,双轴驱动器10执行跟踪控制,以正确的角度把光头4移向光盘3上提供的轨道。

    主机可经接口14向EFM编码器11提供要记录在光盘3上的数据。当EFM编码器11接收数据时,它对数据执行EFM调制等以产生写信号。写信号经写策略电路12提供给光头4。在光头4中,光源20发射激光束,激光束的强度根据EFM编码器11提供的写信号而变化。激光束提供给光头3以在光盘3的记录层上形成凹坑。数据由此记录到了光盘上。

    APC(自动功率控制)电路13测量光头4的光源20所发射的激光束的强度。APC电路13则控制光源20的驱动功率以把激光束的强度变为预定值。

    结合在记录/再现装置1中的光头4将参考图10进行描述。如图10所示,光头4包括光源20、物镜25和光检测器27。光头4还包括衍射晶格21、分光器22、准直透镜23、四分之一波长片24和多透镜26。

    光源20是向光盘3发射光束的装置,以把数据记录到光盘3上或从光盘3再现数据。具体来说,光源20是半导体激光器,它发射波长ё为780(±10)nm的线性偏振激光束。光源20发射一个特定强度的激光束以便于从光盘3再现数据信号,并且发射一个不同强度的激光束以把数据信号记录在光盘3上。

    光源20发射的激光束提供给衍射晶格21。晶格21衍射激光束。晶格21还把激光束分成至少三个光束以通过所谓的DPP(差分推挽)法或所谓的三点法实现跟踪伺服控制。结合本发明的第二实施例将详细描述跟踪伺服控制。

    衍射晶格21发射的零级光束和±1级光束经过分光器22并且提供给准直透镜23。(之后,这些光束将被统称为“入射激光束”)。准直透镜23包括例如组合在一起的两个球形透镜23a和23b。

    准直透镜23把入射激光束转换为平行光束。

    正如上面所指出的,准直透镜23是包括两个透镜23a和23b的准直透镜。它也可起到色差校正透镜的作用。包括两个透镜的这种色差校正透镜相对于两个不同波长的光束呈现相同的焦距。准直透镜23因而可消除施加于此的入射激光束中的大部分色差。

    从准直透镜23发射的入射激光束经过四分之一波长片24并应用到物镜25。入射激光束在激光束通过四分之一波长片24时变为圆形偏振光。该圆形偏振光应用到物镜25。

    物镜25用于把入射激光束会聚在光盘3的记录层上。也就是说,物镜25会聚入射激光束或从四分之一波长片24输出的圆形偏振光。由透镜25会聚的激光束经过光盘3的保护膜3b或透明层并应用到光盘3的记录层。

    在本发明中,光头4配备的物镜25具有大于0.5且最大为0.6的数值孔径,即0.5<NA≤0.6。

    设计用于从CD-R/RW再现数据信号的现有只重放光盘驱动器具有包括数值孔径约为0.45的物镜的光学系统。另一方面,设计用于把数据信号记录到可记录光盘上的现有光盘驱动器具有包括数值孔径约为0.50的物镜的光学系统。

    本发明的发明者们致力于研究开发一种不仅可利用现有的CD-R/RW而且还可利用双密度光盘3D来可靠地记录和再现数据的装置。他们发现,如果物镜25的数值孔径(N/A)大于0.5且最大为0.6的数值孔径,即0.5<NA≤0.6,那么在不改变CD-R/RW盘的衬底厚度(1.2mm)的情况下,可以把数据以高于现在可能的密度记录在现有的CD-R/RW上,从而在CD-R/RW中开成更小的凹坑。

    如果NA≤0.5,尽管数据可记录在现有的CD-R/RW上并且可保留充分的倾斜余量(til tmargin),但记录密度不能提高。如果NA=0.5,则在从现有CD-R/RW再现数据时不会出现问题,但在把数据记录到具有相变膜的CD-RW上时会出现问题。从已有技术可知,加到CD-RW上以在其上记录数据的光束具有小直径。因此,如果具有大数值孔径的光拾取装置写入的新数据由通过使用数值孔径为0.5的物镜而记录在CD-RW上的数据改写,则其中的一些数据没有从CD-RW中擦除。

    如果NA<0.6,记录密度确实会增加。但在这种情况下,倾斜余量小到了足以使光头不能进行实际应用。而且,如果光盘旋转,抖动将会增加。在相变膜作为记录膜的CD-RW的情况下,如果物镜25具有大NA并且减小相变膜上的光束点的直径,则相变膜可被加热至高温。如果相变膜过度加热,则其特性会损害,因为其特性很大程度上根据温度而定。

    因此,由于物镜25具有大于0.5且最大为0.6的数值孔径(NA),即0.5<NA≤0.6,所以数据也可记录到现有CD-RW上或从现有CD-R/RW再现,同时增加记录密度并保持充分的倾斜余量。物镜25最好具有在上述规定范围内的0.55的数值孔径(NA)。

    由物镜25会聚并应用到光盘3的记录层的入射激光束在记录层反射,从而变为返回光束。返回光束通过物镜25并应用到四分之一波长片24。四分之一波长片24将返回光束旋转90°,从而将其转换为线性偏振光。之后,准直透镜23会聚该返回光束。如此会聚的返回光束应用到分光器22。分光器22反射返回光束。

    从分光器22输出的返回光束经过多透镜26并由光检测器27检测。多透镜26具有圆柱形光接收面和凹形光发射面。多透镜26使返回光束象散,为了是通过所谓的象散法实现聚焦伺服控制。

    举例来说,用于检测已经由多透镜26给予象散的返回光束的光检测器27具有六个光电二极管。光检测器27产生对应于六个光电二极管已经接收的光束强度的电信号并且对电信号执行规定的操作。电信号应用到RF-信号处理部分5。

    与上述装置1相同的光记录/再现装置被制造。除了如下表1所示的不同数值孔径(NA)的物镜可互换使用之外,该装置的测试是在与上述相同的条件下进行的。在检测中,该装置把测试信号记录到具有相变记录膜的CD-RW上并从该CD-RW上再现测试信号,从而估计记录密度、与现有CD的兼容性和倾斜余量。

    在表1中,双圆圈表示完全满足的特性项,圆圈表示实现数据记录/再现的特性项,斜十字表示损害可靠的数据记录/再现的特性项。

    测试结果在表1中示出。

    表1   NA≤0.5 0.5<NA≤0.6  0.6<NA    记录密度     ×      ○     ◎    CD-兼容性     ◎      ○     ×    倾斜余量     ◎      ○     ×

    从表1可知,如果NA≤0.5,则可获得与现有CD的兼容性并且倾斜余量可以是充分的,但记录密度不能增加。如果0.6<NA,则记录度可增加,但倾斜余量非常小,从而不可避免地增加由光盘的旋转而引起的抖动。

    因此,如果0.5<NA≤0.6,则倾斜余量和记录密度可增加,同时保留与现在CD的兼容性。数值孔径(NA)为0.55是此范围内的所有可能的NA值的最佳值。

    下面将描述本发明的第二实施例。图11表示光盘驱动器100,即本发明的第二实施例。

    与第一实施例中使用的光盘3类似,在此驱动器100中使用的光盘101(101S或101D)具有螺旋形纹槽GR。纹槽GR的圈用作轨道,数据记录到轨道上或从轨道中再现。光盘101在其它任何方面均类似于光盘3(3S或3D)。因此将不再详细描述光盘101。

    驱动器101可使用两类光盘。第一类是轨道间距Tp是1.6μm的光盘101S。第二类是轨道间距Tp是1.07μm的光盘101D。

    驱动器100包括主轴马达驱动器102、光拾取装置103、激光器驱动器104和RF放大器105。主轴马达102以恒定线速度驱动光盘101。光拾取装置103包括半导体激光器、物镜、光检测器等。激光器驱动器104驱动半导体激光器以控制从光拾取装置103的光发射。RF放大器105接收和处理结合在光拾取装置103中的光检测器的输出信号,以再现RF信号SRF并且产生跟踪误差信号STE、聚焦误差信号SFE和摆动信号SWB。需要注意,摆动信号SWB表示纹槽GR的摆动。

    光拾取装置103的半导体激光器把激光束(未示出)应用到光盘101的记录面上。激光束从光盘101反射并应用到光拾取装置103的光检测器。RF放大器105通过DPP法产生跟踪误差信号STE并通过象散法产生聚焦误差信号SFE。

    驱动器100还包括RF-信号处理电路106和记录补偿电路107。RF-信号处理电路106检测再现的RF信号SRF并且对RF信号SRF执行波形均衡,从而产生CD数据。记录补偿电路107对从CD编码/解码部分(随后描述)输出的记录数据RD执行记录补偿。电路107把记录数据RD应用到激光器驱动器104。光拾取装置103已经发射的激光束和记录数据RD一起进行调制。记录数据RD因而记录到了光盘101上。

    驱动器100还包括CD编码/解码部分111和CD-ROM编码/解码部分112。在从光盘101再现数据的处理过程中,CD编码/解码部分111解调从RF-信号处理电路106输出的EFM(8-14码调制)CD数据。部分111还使用CIRC(交叉交错里德-索罗蒙码)校正CD数据,从而产生CD-ROM数据。在把数据记录到光盘101上的处理过程中,部分111把CIRC应用到从CD-ROM编码/解码部分112输出的CD-ROM数据,从而把奇偶性赋予CD-ROM数据。另外,部分111对CD-ROM数据执行EFM,从而产生CD数据,并且对CD数据完成NRZI(不归零码取反)转换,从而产生记录数据RD。

    在从光盘101再现数据的处理过程中,CD-ROM编码/解码部分112解扰并校正从CD编码/解码部分111输出的CD-ROM数据,从而产生读出数据。在把数据记录到光盘101的处理过程中,部分112把校正奇偶性赋予从SCSI/缓冲控制器(随后描述)接收的写数据并且加扰写数据,从而产生CD-ROM数据。CD-ROM编码/解码部分112与作为工作存储器的RAM(随机存取存储器)113连接。

    驱动器100具有SCSI(小型计算机系统接口)/缓冲控制器115。SCSI/缓冲控制器115接收来自主机的命令。在驱动器100中,控制器115把命令提供给系统控制器125(随后描述)。在从光盘101再现数据的处理过程中,控制器115接收由CD-ROM编码/解码部分112输出的读出数据,并且经作为缓中存储器提供的RAM 114将其传送给主机。在把数据记录到光盘101的处理过程中,SCSI/缓冲控制器115接收来自主机的写入数据并且通过RAM 114将其提供给CD-ROM编码/解码部分112。

    驱动器100还包括聚焦/跟踪伺服控制器121,馈送伺服控制器122和主轴伺服控制器123。聚焦/跟踪伺服控制器121从RF放大器105接收聚焦误差信号SFE和跟踪误差信号STE。根据误差信号SFE和STE,控制器121对光拾取装置103执行聚焦伺服控制和跟踪伺服控制。馈送伺服控制器122把光拾取装置103移动到光盘101上提供的目标轨道。主轴伺服控制器123控制主轴马达102以使马达102能够以预定的旋转速度旋转光盘101。聚焦/跟踪伺服控制器121和主轴伺服控制器123由包括CPU(中央处理器)的机械控制器124控制。

    驱动器100具有控制驱动器100的其它元件的系统控制器125。系统控制器125包括CPU。

    驱动器100具有摆动处理部分131。这个部分131设计用于通过从RF放大器105输出的摆动信号SWB解码ATIP信号。部分131产生的ATIP信号经CD编码/解码部分111提供给机械控制器124和系统控制器125。ATIP信号用于实现各种控制。

    现在将详细描述光拾取装置103。图12示出了拾取装置103的光学系统。

    如图12所示,光拾取装置103具有半导体激光器152和准直透镜153。半导体激光器152发射激光束151。准直透镜153把激光束151变为平行光束。具体来说,半导体激光器152是发射波长ё为780(±10)nm的激光束的激光器。

    光栅(衍射晶格)154在半导体激光器152和准直透镜153之间提供。光栅154形成三个光束,即主光束Bm和两个副光束Bs1和Bs2。主光束Bm是零级光束。第一副光束Bs1是+1级光束。第二副光束Bs2是-1级光束。

    光拾取装置103还包括分光器155、四分之一波长片161、物镜156和光检测器157。分光器155具有半透明膜155a和反射面155b。物镜156把激光束应用到光盘101的记录面。光检测器157用于实现前APC(自动功率控制)。

    物镜156与第一实施例使用的物镜类型相同。它的数值孔径(NA)大于0.5且最大为0.6,即0.5<NA≤0.6。物镜镜56具有诸如0.55的数值孔径。

    从准直透镜153提供给分光器155的激光束的一部分在其应用到物镜156之前经过分光器155的半透明膜155a。半透明膜155a反射应用到光检测器157的激光束的其它部分。半透明膜155a反射从物镜156提供到分光器155的一部分激光束。这部分激光束从盘101和半导体激光器152之间的光路发射。

    光拾取装置103还具有聚光镜158、光检测器160和多透镜159。聚光镜158接收并会聚由分光器155的反射面155b反射的激光束。光检测器160接收来自聚光镜158的激光束。多透镜159排列在聚光镜158和光检测器160之间。多透镜159是包括凹透镜和圆柱形透镜的组合透镜。圆柱形透镜用于通过在已有技术中已知的象散法产生聚焦误差信号SFE。

    主光束Bm和副光束Bs1和Bs2应用到光盘101,从而在光盘101上形成一个主光斑SPm和两个副光斑SPs1和SPs2。副光斑SPs1和SPs2在相反的径向与主光斑SPm隔开一个预定的距离。

    如上所述,光盘驱动器100(即第二实施例)通过DPP法产生跟踪误差信号STE并且可使用两类光盘,即轨道间距Tp是1.6μm的光盘101S和轨道间距Tp是1.07μm的光盘101D。因此,副光斑SPs1和SPs2在相反径向必须与主光斑SPm隔开一个距离,该距离比最大轨道间距(1.6μm)的一半要短并比最小轨道间距(1.07μm)的一半要长。

    副光斑SPs1和SPs2与主光斑SPm在相反径向可间隔1.6/2μm的距离。如果光盘驱动器100(第二实施例)使用轨道间距Tp是1.6μm的光盘101S,则通过DPP法产生的跟踪误差信号STE将为最大幅度。另外,副光斑SPs1和SPs2与主光斑SPm在相反径向可间隔1.07/2μm的距离。在这种情况下,如果光盘驱动器100使用轨道间距Tp是1.07μm的光盘101D,则通过DPP法产生的跟踪误差信号STE将为最大幅度。

    在第二实施例中,副光斑SPs1和SPs2在图13所示的轨道间距Tp为1.3μm的光盘101X上形成。为了更具体地描述,副光斑SPs1和SPs2在相反径向与主光斑SPm间隔1.3/2μm的距离。副光斑SPs1和SPs2的位置只有通过改变光栅154的角度才可以调节。

    如图13所示,光检测器160包括一个四段式光电二极管部分160M和两个两段式光电二极管部分160S1和160S2。

    下面将描述图12所示的光拾取装置103如何操作。从半导体激光器152发射的发散光束即激光束151应用到光栅154。光栅154形成三个光束Bm、Bs1和Bs2。光束Bm、Bs1和Bs2从光栅154提供给准直透镜153。准直透镜153把光束Bm、Bs1和Bs2转换为应用到分光器155的平行光束。通过分光器155的半透明膜155a的光束Bm、Bs1和Bs2的部分在穿过四分之一波长片161和物镜156之后应用于光盘101的记录面。结果,主光束Bm和副光束Bs1和Bs2在光盘101上形成如图11所示的三个点SPm、SPs1和SPs2。

    从光盘101的记录面反射的激光束在经过物镜156和四分之一波长片161之后一应用到分光器155。分光器155的半透明膜155a反射激光束。分光器155的反射面155b也反射激光束。从分光器155发射的激光束经聚光镜158和多透镜159应用到光检测器160。

    如图13所示,三个点SPm′、SPs1′和SPs2′在构成光检测器160的光电二极管部分160M、160S1和160S2上分别形成,以作为从光盘101上形成的点SPm、SPs1和SPs2所反射的三个激光束。

    RF放大器105(见图11)再现RF信号SRF并且通过执行下面的运算产生聚焦误差信号SFE:

    SRF=(Sa+Sb+Sc+Sd)

    SFE=(Sa+Sc)-(Sb+Sd)

    式中,Sa、Sb、Sc和Sd是从构成光电二极管部分160M的四个光电二极管Da至Dd输出的信号,Se和Sf是从形成光电二极管部分160S1的光电二极管De和Df输出的信号,并且Sg和Sh是从形成光电二极管部分160S2的两个光电二极管Dg和Dh输出的信号。

    RF放大器105从信号Sa和Sd的之和中减去信号Sb和Sc之和,从而产生对应于从主光斑SPm反射的光的推挽信号Sppm。高通滤波器从如此产生的推挽信号Sppm中减去摆动信号。

    在RF放大器105中,图2所示的电路通过DPP法产生跟踪误差信号STE。具体来说,减法器221M从检测信号Sa和Sd之和中减去检测信号Sb和Sc之和,从而产生对应于从主光斑SPm反射的光的推挽信号Sppm。减法器221S1从检测信号Se中减去检测信号Sf,从而产生对应于从副光斑SPs1反射的光的推挽信号Spps1。减法器221S2从检测信号Sg中减去检测信号Sh,从而产生对应于从副光斑SPs2反射的光的推挽信号Spps2。

    加法器222接收经具有增益G2的幅度调整器223提供的推挽信号Spps2。加法器222把推挽信号Spps1与推挽信号Spps2相加,从而产生和信号Ss。减法器224经具有增益G1的幅度调整器225接收和信号Ss。减法器224从推挽信号Sppm中减去和信号Ss,从而产生跟踪误差信号STE。

    假定光盘驱动器装有轨道间距Tp是1.6μm的光盘101S。在这种情况下,如图14A所示,副光斑SPs1和SPs2在相反径向分别与主光斑SPm间隔1.3/2μm(146°)的距离。因此,推挽信号Sppm、SPPs1和Spps2随着主光斑SPm在径向的位置分别如图14B、14C和14D所述而变化。因而推挽信号Spps1和Spps2将不是反相。由此,跟踪误差信号STE具有如图14E所示的充分幅度。

    假定光盘驱动器装有轨道间距Tp是1.07μm的光盘101D。那么,如图15A所示,副光斑SPs1和SPs2在相反径向分别与SPm主光斑间隔1.3/2μm(218°)。因此,推挽信号Sppm、Spps1和SPPs2随着主光斑SPm在径向的位置分别如图15B、15C和15D所示而变化。在这种情况下,推挽信号Spps1和Spps2也不是反相。由此,跟踪误差信号STE具有如图15E所示的充分的幅度。

    跟踪误差信号STE在光盘驱动器装有轨道间距Tp为1.6μm的光盘101S时具有一个幅度,并且在光盘驱动器装有轨道间距Tp为1.07μm的光盘101D时具有一个不同的幅度。无论光盘驱动器装有哪种光盘,都要求跟踪误差信号STE应当具有相同的幅度。为此,结合到图2电路中的减法器224等的增益可根据光盘的轨道间距来控制。

    下面将描述图11所示的光盘驱动器100如何操作。

    主机可把数据写命令提供给系统控制器125。如果这样,则光盘驱动器100在它所装的光盘上写(记录)数据。SCSI/缓冲控制器115接收来自主机的写数据并将其提供给CD-ROM编码/解码部分112。CD-ROM编码/解码部分112将校正奇偶性赋予从SCSI/缓冲器控制器(随后描述)接收的写数据并且加扰写数据,从而产生CD-ROM数据。

    CD-ROM编码/解码部分112中产生的CD-ROM数据提供给CD编码/解码部分111。该部分111通过应用CIRC而把奇偶性加给CD-ROM数据并且对CD-ROM数据执行EFM调制,从而产生CD数据。另外,CD编码/解码部分111对CD数据执行NRZI转换,从而产生记录数据RD。

    记录补偿电路107对记录数据RD实施记录补偿。电路107把记录数据RD提供给激光器驱动器104。光拾取装置103已经发射的激光束和记录数据RD一起进行调制。记录数据RD由此记录在了光盘101上。

    主机可把数据读出命令提供给系统控制器125。在这种情况下,光盘驱动器100从它所装的光盘中读出(再现)数据。RF-信号处理电路106对通过光拾取装置103再现的RF信号执行波形均衡等。由此产生CD数据。CD数据提供给CD编码/解码部分111。部分111对再现数据执行EFM解调并且通过应用CIRC校正包含在再现数据中的误差。从而产生CD-ROM数据。

    在部分111中产生的CD-ROM数据提供给CD-ROM编码/解码部分112。部分112解扰CD-ROM数据并校正包含在CD-ROM数据中的误差,从而产生读出数据。在SCSI/缓冲控制器115的控制下,读出数据以预定的定时经RAM 114(用作缓冲存储器)传送给主机。

    在本实施例中,正如已经指出的,副光斑SPs1和SPs2在相反径向与主光斑SPm的间隔小于1.6/2μm且大于1.07/2μm。因此,不仅在光盘驱动器装有轨道间距Tp为1.6μm的光盘101S的时候,而且在光盘驱动器装有轨道间距Tp为1.07μm的光盘101D的时候,通过DPP法都可以获得具有充分幅度的跟踪误差信号STE。因此,光盘驱动器100可利用两种光盘记录和再现数据,一种光盘具有1.6μm的轨道间距Tp,并且另一种光盘具有1.07μm的轨道间距Tp。

    在上述实施例中,跟踪误差信号STE通过DPP法产生。尽管如此,本发明仍然可以应用于执行三点法的光盘驱动器来产生跟踪误差信号STE。

    与图12的光拾取装置103结构相同的光拾取装置用于通过三点法产生跟踪误差信号STE。如图16所示,主光束BM和两个副光束Bs1和Bs2在光盘101的记录面上形成三个点SPm、SPs1和SPs2。

    如上所述,三点法用于产生循误差信号STE并且光盘驱动器利用分别具有1.6μm轨道间距Tp和1.07μm轨道间距Tp的两类光盘101S和101D记录和再现数据。因此,副光斑SPs1和SPs2在相反径向与主光斑SPm的距离小于1.6/4μm且大于1.07/4μm。

    如果副光斑SPs1和SPs2在相反径向与主光斑SPm的距离小于1.6/4μm,那么通过三点法产生的跟踪误差信号STE在光盘驱动器装有轨道间距Tp为1.6μm的光盘101S时具有最大幅度。如果副光斑SPs1和SPs2在相反径向与主光斑SPm的距离小于1.07/4μm,那么通过三点法产生的跟踪误差信号STE在光盘驱动器装有轨道间距Tp为1.07μm的光盘101D时具有最大幅度。

    副光斑SPs1和SPs2以光盘驱动器装有轨道间距Tp为1.3μm的光盘101X的假设为根据而形成。也就是说,副光斑SPs1和SPs2在相反径向与主光斑SPm的距离小于1.3/4μm。如果这样,则副光斑SPs1和SPs2的位置可通过改变光栅154的角度来调节。

    如图16所示,光检测器160包括一个四段式光电二极管部分160M和两个光电二极管部分160S1和160S2。三个点SPm’、SPs1’和SPs2’在构成光检测器160的光电二极管部分160M、160S1和160S2上分别形成,以作为从光盘101上所形成的点SPm、SPs1和SPs2反射的三个激光束。

    RF放大器105(见图11)再现RF信号SRF并且通过执行下面的运算产生聚焦误差信号SFE:

    SRF=(Sa+Sb+Sc+Sd)

    SFE=(Sa+Sc)-(Sb+Sd)

    式中,Sa、Sb、Sc和Sd是从构成光电二极管部分160M的四个光电二极管Da至Db输出的信号,Sf是从构成光电二极管部分160S1的光电二极管Df输出的信号,并且Se是从构成光电二极管部分160S2的光电二极管De输出的信号。

    RF放大器105从信号Sa和Sd之和中减去信号Sb和Sc之和,从而产生对应于从主光斑SPm反射的光的推挽信号Sppm。高通滤波器从如此产生的推挽信号Sppm中减去摆动信号SWB。

    在RF放大器105中,图4所示的电路通过三点法产生跟踪误差信号STE。具体来说,减法器226从信号Se中减去信号Sf,从而产生跟踪误差信号STE。

    假定光盘驱动器装有轨道间距Tp是1.6μm的光盘101S。在这种情况下,如图17A所示,副光斑SPs1和SPs2在相反径向分别与主光斑SPm间隔1.3/4μm(73°)的距离。因此,主信号Sm(信号Sa和Sd之和)、信号Se和信号Sf随着主光斑SPm在径向的位置分别如图17B、17C和17D所示而变化。因而信号Se和Sf几乎为反相。因此,跟踪误差信号STE具有如图17E所示的充分的幅度。

    假定光盘驱动器装有轨道间距Tp是1.07μm的光盘101D。在这种情况下,如图18A所示,副光斑SPs1和SPs2在相反径向分别与主光斑SPm间隔1.3/4μm(109°)的距离。因此,主信号Sm、信号Se和信号Sf几乎为反相。从图18E可以看出,跟踪误差信号STE具有充分的幅度。

    跟踪误差信号STE在光盘驱动器装有轨道间距Tp为1.6μm的光盘101S时具有一个幅度,并且在光盘驱动器装有轨道间距Tp为1.07μm的光盘101D时具有一个不同的幅度。无论光盘驱动器装有哪种光盘,都要求跟踪误差信号STE应当具有相同的幅度。为此,在图4所示电路中使用的减法器226的增益等可根据光盘的轨道间距来控制。

    在本实施例中,正如已经指出的,副光斑SPs1和SPs2在相反径向与主光斑SPm的距离小于1.6/4μm且大于1.07/4μm。因此,不仅在光盘驱动器装有轨道间距Tp为1.6μm的光盘101S的时候,而且在光盘驱动器装有轨道间距Tp为1.07μm的光盘101D的时候,通过三点法都可以获得具有充分幅度的跟踪误差信号STE。因此,光盘驱动器可利用两种光盘记录和再现数据,一种光盘具有1.6μm的轨道间距Tp,并且另一种光盘具有1.07μm的轨道间距Tp。

    上述实施例设计用于记录数据到两种光盘并从两种光盘再现数据,一种光盘具有1.6μm的轨道间距Tp,并且另一种光盘具有1.07μm的轨道间距Tp。尽管如此,本发明仍可应用于利用多种光盘101记录和再现数据的光盘驱动器。在此光盘驱动器中,每个副光斑(SPs1或SPs2)仅需要设定为两个位置之间的一个位置,其中该位置是当驱动器装有具有最长轨道间距的光盘时副光斑采用的用以产生最大幅度的跟踪误差信号的位置以及当驱动器装有具有最短轨道间距的光盘时副光斑采用的用以产生最大幅度的跟踪误差信号的位置。因此可以不考虑光盘驱动器所装光盘的轨道间距就可以产生充分幅度的跟踪误差信号。

    上述实施例设计用于利用具有不同轨道间距的光盘101S和101D来记录数据和再现数据。尽管如此,本发明仍可应用到用于利用具有不同轨道间距的记录区的光盘101W来记录数据和再现数据。举例来说,光盘101W可以具有轨道间距Tp为1.6μm的内部记录区和轨道间距为1.07μm的外部记录区。

    本发明的上述实施例是光盘驱动器100。本发明可应用到一种可利用轨道间距不同的不同类型的光盘或具有轨道间距不同的记录区的光盘来记录数据和再现数据的光盘。

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一种光记录/再现装置具有:驱动装置,用于旋转记录介质;光头,用于把光应用到由驱动装置旋转的记录介质上,从而把数据信号记录到记录介质上或从记录介质再现数据;和信号处理电路,用于处理由光头检测的信号。光头包括:用于发射光的光源、物镜、和信号检测装置。物镜具有一数值孔径NA,其中0.5NA0.6。该装置能够把数据可靠地记录到具有不同轨道间距的高密度光记录介质上并从该记录介质上再现数据。。

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