产生跟踪误差信号的盘设备和方法 【技术领域】
本发明涉及通过对旋转光盘发射光束记录和再现信息的光盘设备，更具体地，涉及用来准确跟踪光盘的某道上的光束的跟踪伺服技术。
背景技术
在光盘记录/回放设备中，生成跟踪信号并且根据该跟踪信号控制光学读写头(optical pickup)在盘的径向方向上的位置的跟踪伺服技术对于跟踪带有一组表示信息的凹坑的道上的光束是必不可少的。
在例如DVD-ROM的只读光盘中，指示信息的凹坑是作为例如通过冲压加工的孔记录的。在例如DVD-RAM的可记录光盘中，螺旋地形成群(group)，并且通过把群作为凹状和把岸(land)作为凸状来形成道。对道发射光束，并且把指示信息的凹坑记录成盘表面上的相变部分。
在差分相位检测(以下称为DPD)和推挽(以下称为PP)中可得到产生跟踪误差信号地方法。在只播放DVD光盘设备中，通常可以通过DPD方法产生跟踪误差信号。在记录/回放式CD和DVD记录光盘设备中，大都通过PP方法产生跟踪误差信号。
凹坑的最佳深度是随跟踪误差信号生成方法而不同的。最佳凹坑深度还随盘的类型，CD或者DVD的不同而不同。另外，如果由于模制出不平的盘而导致凹坑深度变化，则衍射光强度变化，从而降低跟踪信号精度。
例如在PP方法中，如果假定对盘发射的光束的波长为λ，当凹坑深度为λ/4时理论上跟踪误差信号的幅值为0。从而，当凹坑深度在λ/4附近时，在PP方法下跟踪伺服变得困难。
【发明内容】
从而，本发明的一个目的是提供一种能够与盘的类型以及凹坑深度无关而稳定地进行跟踪伺服的光盘设备。
依据本发明的一实施例，提供一种通过向盘发射光束再现信息的盘设备，其包括：一个包括二个或更多的光检测单元的光检测器，其接收来自盘的反射光并且基于接收到的反射光输出光检测信号；第一跟踪误差信号发生器，其检测来自该光检测器的光检测信号之间的相位差并产生与该相位差对应的第一跟踪误差信号；第一可变放大器，其改变第一跟踪误差信号的幅值；第二跟踪误差信号发生器，其检测来自该光检测器的光检测信号之间的电平差并产生与该电平差对应的第二跟踪误差信号；第二可变放大器，其改变第二跟踪误差信号的幅值；一个组合单元，其组合由第一和第二可变放大器生成的第一和第二跟踪误差信号并且提供组合的跟踪误差信号；一个噪声噪声抑制单元(muting unit)，其根据第一和第二跟踪误差信号的大小通过利用第一和第二可变放大器抑制第一和第二跟踪误差信号中的一个；以及一个跟踪控制单元，其通过利用由该组合单元组合的跟踪误差信号控制跟踪。
第一跟踪误差信号发生装置例如是DPD跟踪误差信号生成电路，而第二跟踪误差信号发生装置例如是PP跟踪误差信号生成电路。通过利用DPD和PP跟踪误差信号之中一个具有有效信号幅值的信号进行跟踪伺服。
本发明的其它目的和优点将在下面的说明中陈述，其一部分从该说明是清楚的或者可从本发明的实施中了解。可以通过以下具体指出的手段以及组合实现并且得到本发明的目的和优点。
【附图说明】
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出本发明的各实施例，并且附图和前面给出的总体说明以及下面给出的对实施例的详细说明一起起解释本发明的原理和作用。
图1是示出一种应用本发明的光盘记录/回放设备的配置的方块图；
图2A和2B示出对光盘发射信息再现光束时的状态；
图3是一个方块图，示出依据本发明的一实施例的跟踪误差信号生成电路85a的配置；
图4A至4C示出当光束扫描盘上的凹坑时加法器96c和96d的输出信号；
图5示出一个当激光束扫描光盘上形成凹坑的记录区时的跟踪误差信号波形的例子；
图6是示出跟踪误差信号生成电路85a的操作的流程图；
图7是一个方块图，示出依据本发明的第二实施例的跟踪误差信号生成电路85b的配置；
图8是示出跟踪误差信号生成电路85b的操作的流程图；
图9是一个方块图，示出依据本发明的第三实施例的跟踪误差信号生成电路85c的配置；
图10是示出跟踪误差信号生成电路85c的初始设置的流程图；
图11是示出跟踪误差信号生成电路85c的常规操作的流程图；
图12是一个方块图，示出依据本发明的第四实施例的跟踪误差信号生成电路85d的配置；
图13是示出跟踪误差信号生成电路85d的初始设置的流程图；
图14是示出跟踪误差信号生成电路85d的常规操作的流程图；
图15是一个方块图，示出依据本发明的第五实施例的跟踪误差信号生成电路85e的配置；
图16是示出跟踪误差信号生成电路85e的操作的流程图；
图17是一个方块图，示出依据本发明的第六实施例的跟踪误差信号生成电路85f的配置；
图18是示出跟踪误差信号生成电路85f的操作的流程图；
图19是一个方块图，示出依据本发明的第七实施例的跟踪误差信号生成电路85g的配置；
图20是示出跟踪误差信号生成电路85g的操作的流程图；
图21是一个方块图，示出依据本发明的第八实施例的跟踪误差信号生成电路85h的配置；以及
图22是一个方块图，示出依据本发明的第九实施例的跟踪误差信号生成电路85i的配置。
【具体实施方式】
以下参照各附图详细说明本发明的各实施例。图1是示出一种应用本发明的光盘记录/回放设备的配置的方块图。
在作为记录媒体的磁盘61的表面上螺旋地形成道，并且通过主轴马达63驱动盘61。
利用光学读写头(以下称为PUH)65对/从光盘61记录和再现信息。PUH 65通过齿轮和螺纹马达(thread motor)66连接，并且该螺纹马达66由螺纹马达控制电路68控制。
速度检测电路69和螺纹马达控制电路68连接，以便检测PUH 65的速度信号。把检测到的速度信号发送到螺纹马达控制电路68。在螺纹马达66的固定部分中设置一个未被示出的永磁铁。通过螺纹马达控制电路68激励驱动线圈67，并且PUH 65沿光盘61的半径方向移动。
PUH 65带有一个由未示出的线弹簧或片弹簧支持的物镜70。通过驱动线圈71的驱动力物镜70可沿聚焦方向(透镜光轴方向)移动，并且通过驱动线圈72的驱动力物镜70还可沿跟踪方向(与透镜光轴垂直的方向)移动。
在激光控制电路73中设置调制电路74，以便调制通过I/F 93从主单元94输入的数据并对激光驱动电路75提供调制数据。响应该调制数据，激光驱动电路75驱动半导体激光二极管79发射激光束。从半导体激光二极管79发出的激光束经过准直透镜80、半棱镜81以及物镜70发射到光盘61上。来自光盘61的反射光线经物镜70、半棱镜81、聚光透镜82以及柱面透镜83引导到光检测器84。
光检测器84例如包括一个四分的光检测单元。把来自该光检测单元的检测信号施加到本发明的RF放大器85。该RF放大器85处理来自光检测单元的信号，并产生指示对正(just)焦点的位移的聚焦误差信号FE、指示激光束对光束点的中心的偏移的跟踪误差信号TE、以及RF信号或来自各光检测单元的信号的总和。
向聚焦控制电路87提供聚焦误差信号FE。聚焦控制电路87根据该聚焦误差信号FE产生聚焦驱动信号。向聚焦方向上的驱动线圈71提供该聚焦驱动信号，从而进行聚焦伺服并且总是把激光束聚焦在光盘61的记录薄膜上。
向跟踪控制电路88提供跟踪误差信号TE。该跟踪控制电路88根据跟踪误差信号TE产生道驱动信号。向跟踪方向上的驱动线圈72提供从跟踪控制电路88输出的道驱动信号，从而进行跟踪伺服并且激光束总是追踪光盘61上形成的道。
通过上面的聚焦伺服和跟踪伺服，光检测器84的每个光检测单元的输出信号的总和信号RF反映来自在光盘61的道上所形成的凹坑的反射光线中的根据记录信息的变化。向数据再现电路78提供该信号。该数据再现电路78根据来自PLL电路76的再现时钟信号再现记录数据。
当物镜70由上述跟踪控制电路88控制时，螺纹马达66或PUH 65被控制，从而物镜70位于PUH 65内预先指定的位置附近。
CPU 90通过总线89控制马达控制电路64、螺纹马达控制电路68、激光控制电路73、PLL电路76、数据再现电路78、聚焦控制电路87、跟踪控制电路88以及误差纠正电路62。CPU 90通常根据主单元94经接口电路93提供的操作命令控制该记录/回放设备。此外，CPU 90把RAM 91用作为工作区，并且根据ROM 92中记录的包含本发明的程序进行预先选定的操作。
图2A示出当对光盘发射再现光束或信息再现光束时的状态。光盘的凹状是只读盘(例如DVD-ROM)中的凹坑，或以及是可记录光盘(例如DVD-RAM)中的槽，以指示光束照射到相变凹坑。在读盘和可记录盘上，光进行类似地反射。
当再现光束在光盘的凹坑上扫描时，再现光束被该凹坑衍射。在于凹坑表面上反射的反射光La中以及在于凹坑上衍射的衍射光Lb中可得到反射光线。由于凹坑的衍射，在反射光La和衍射光Lb之间出现相位差，而且二者互相干涉并如图2A中所示部分抵消，从而产生阴影。
现在解释产生跟踪误差信号的DPD方法，当扫描束光点从凹坑线的中心偏移时，上述阴影的位置按图2A中的箭头b指示那样偏移。在光学读写头中，图2B中所示的四分的检测器A、B、C和D接收盘上反射的光，并且通过由于该阴影的偏移造成的光检测器输出信号中的改变产生跟踪误差信号。
接着，解释产生跟踪误差信号的PP方法。当束点偏离某道时，保持该道的左、右光的强度分布变化。在光学读写头中，四分的检测器A、B、C和D接收反射光，并且通过检测(VA+VD)和(VB+VC)之间的强度差生成跟踪误差信号。(VA-VD表示检测器A-D的检测输出)。
图3是一个方块图，其示出依据本实施例图1的RF放大器95中的跟踪误差信号生成电路85a的配置。跟踪误差信号发生器85a接收光检测器84的检测器A-D的输出信号，产生跟踪误差信号TE并对跟踪控制电路88输出跟踪误差信号TE。图中的箭头a表示道的切线方向。
加法器96a、96b以及减法器97构成PP跟踪误差信号发生器103。PP跟踪误差信号发生器103产生信号(A+D)-(B+C)，该信号指示光束沿盘的径向偏离光检测器84的中心有多远。
加法器96a将检测器D和A的光检测信号相加，而加法器96b将检测器C和B的光检测信号相加。减法器97输出加法器96a和96b提供的相加信号之间的电平差以作为PP跟踪误差信号VPP。增益控制放大器(GCA)98a调整PP跟踪误差信号VPP的增益并输出跟踪误差信号TE1。增益控制放大器98a还可以抑制(mute)PP跟踪误差信号VPP，或者可以使该增益为零。
加法器96c、96d以及相位差检测器100构成DPD跟踪误差信号发生器104。加法器96c将检测器A和C的光检测信号相加，而加法器96d将检测器B和D的光检测信号相加。
图4示出当光束扫描盘上的凹坑时加法器96c和96d的输出信号。例如当如图4A中所示在光束中心从凹坑中心偏移的情况下(向上偏移)光束扫描光盘61时，进入光检测器84中的反射光La的暗部(用阴影示出)如图中所示那样转动。此刻，检测器A和C的相加输出，即加法器96c的输出如图4B中所示那样变化。检测器B和D的相加输出，即加法器96d的输出如图4C中所示那样变化。图4B和4C中示出的信号波形是通过利用一个预先确定的阈值把加法器96c和96d的相加信号转换成二进制值而得到的。相位差检测器100输出加法器96c和96d的相加信号幅值改变点处的时间差Δt，即这二个信号的相位差P(A+C)//P(B+D)，作为DPD跟踪误差信号VDPD。
增益控制放大器(GCA)98b调整DPD跟踪误差信号VDPD的增益并输出跟踪误差信号TE2。增益控制单元98b可以抑制DPD跟踪误差信号VDPD，或者可以使增益为零。通过加法器101相加(或者组合)增益控制放大器98a和98b的输出信号，从而产生跟踪误差信号TE。
图5示出当只读激光束扫描例如CD-ROM和DVD-ROM等只读盘上的形成凹坑的记录区时跟踪误差信号波形的一个例子。当只读激光束扫描例如CD-RW和DVD-RW等可写盘上的形成凹坑(相变区)的记录区时可得到类似波形。
如果假定对盘发射的光束的波长为λ，则得到与例如图5所示的扫描带有例如深度为λ/6的凹坑的区域时得到的波形相类似的波形。如果由于模制出不平的盘导致凹坑的深度变化，则反射光的强度变化，从而降低跟踪信号精度。当凹坑深度为d时，在DPD方法中当d＝λ/4时跟踪误差信号变为最大，而当d＝λ/8时跟踪误差信号变为零。在PP方法中，当d＝λ/4时跟踪误差信号变为零，而当d＝λ/8时跟踪误差信号变为最大。
当凹坑深度例如从λ/6逐渐变浅时，图5的PP跟踪误差信号VPP逐渐增加，而DPD跟踪误差信号VDPD迅速减小。
图6是示出图3中所示的跟踪误差信号生成电路85a的操作的流程。当用户装上只读光盘或者可写光盘时，CPU 90旋转该盘并且通过聚焦控制电路87启动聚焦伺服(ST101)。在聚焦伺服中，控制透镜70的聚焦方向和位置，从而激光束总是刚好聚焦在光盘61的记录表面上。
CPU 90把增益控制放大器98a和98b的增益分别置成预定值，并利用比较器(COMP)105a判定PP跟踪误差信号VPP的最大幅值是否小于第一基准电压Vref1(ST102)。当该步骤102中结果为YES时，CPU 90抑制增益控制放大器98a，即把增益置成0。
在步骤104，CPU 90通过利用比较器105b判定DPD跟踪误差信号VDPD是否小于第二基准电压Vref2。当步骤104中结果为YES时，CPU 90抑制增益控制放大器98b。
如上面解释那样，在该实施例中，抑制其最大幅值小于预定值的PP或DPD跟踪误差信号。于是，通过只利用具有有效幅值的跟踪误差信号进行跟踪伺服。例如当播放凹坑深度为λ/4的光盘时，PP跟踪误差信号VPP几乎变为零。在此情况下，只把DPD跟踪信号VDPD用作为跟踪误差信号TE。当如上面所述抑制增益控制放大器98a和98b中的一个时，把另一个增益控制放大器的增益改变成大值以补偿跟踪误差信号TE的振幅减小。
图7是示出依据本发明的第二实施例的跟踪误差信号生成电路85b的配置的方块图。在该实施例中，根据跟踪误差信号VPP和VDPD中的一个的信号幅值来控制增益控制放大器98a和98b。在此实施例中，只监视PP跟踪误差信号VPP。
图8是示出跟踪误差信号生成电路85b的操作的流程图。CPU 90如步骤ST201中那样通过利用聚焦控制电路87启动聚焦伺服，并判定误差信号VPP的最大幅值是否小于预定基准值Vref(ST202)。当该步骤202中结果为NO时，CPU 90抑制增益控制放大器98b，且当结果为YES时抑制增益控制放大器98a。
在此实施例中，和图3中所示的实施例相比，可省掉比较器105a和基准电压Vref2生成电路，从而电路配置变得简单，且可降低成本。
图9是示出依据本发明的第三实施例的跟踪误差信号生成电路85c的配置的方块图。在此实施例中，比较跟踪误差信号VPP和VDPD的幅值并抑制幅值较小的信号。分别通过衰减器(ATT)102和103衰减PP和DPD跟踪误差信号VPP和VDPD并提供给比较器105。根据比较器105的比较结果控制增益控制放大器98a和98b。
图10是示出图9中所示的跟踪误差信号生成电路85c的初始设置的流程图。例如通过使用一个凹坑深度为λ/6的标准CD-ROM进行初始设置(λ：激光束波长)。
CPU 90通过聚焦控制电路87启动聚焦伺服并控制透镜70的聚焦方向和位置，从而激光束总是刚好聚焦在光盘61的记录表面上(ST301)。
接着，CPU 90把增益控制放大器98a和98b的增益设置成预定值并调整衰减器102和103(ST302，ST303)。即，CPU 90参照比较器105的比较结果，并调整衰减器102和103的衰减量，从而由衰减器102衰减的误差信号VPPA和由衰减器103衰减的误差信号VDPDA的幅值大致相等。
图11是示出图9中所示的跟踪误差信号生成电路85c的常规操作的流程图。当用户装入只读光盘或者可写光盘时，CPU 90旋转该盘并且通过聚焦控制电路87启动聚焦伺服(ST401)。
CPU 90通过利用比较器105判定PP跟踪误差信号VPPA的最大幅值是否小于DPD跟踪误差信号VDPDA的最大幅值(ST402)。当步骤402中的结果为NO时，CPU 90抑制增益控制放大器98b(ST403)，而当该结果为YES时抑制增益控制放大器98a(ST404)。
如前面解释的那样，在该实施例中，抑制幅值较小的PP或DPD跟踪误差信号。从而，通过只利用具有有效幅值的跟踪误差信号进行跟踪伺服。
图12是示出依据本发明的第四实施例的跟踪误差信号生成电路85d的方块图。在该实施例中，通过比较器105比较增益控制放大器98a和98b的输出值。抑制幅值较小的跟踪误差信号TE1或TE2。
图13是示出图12中所示的跟踪误差信号生成电路85d的初始设置的流程图。例如通过使用一个凹坑深度为λ/6的标准CD-ROM进行初始设置(λ：激光束波长)。
CPU 90通过聚焦控制电路87启动聚焦伺服并控制透镜70的聚焦方向和位置，从而激光束总是刚好聚焦在光盘61的记录表面上(ST501)。接着，CPU 90引用比较器105的比较结果并调整增益控制放大器98a和98b的增益，从而跟踪误差信号TE1和TE2的幅值变得基本相同(ST502，ST503)。
图14是示出图12中所示的跟踪误差信号生成电路85d的常规操作的流程图。当用户装入只读光盘或者可写光盘时，CPU 90旋转该盘并通过聚焦控制电路87启动聚焦伺服(ST601)。
CPU 90通过利用比较器105判定PP跟踪误差信号TE1的最大幅值是否小于DPD跟踪误差信号TE2的最大幅值(ST602)。当该步骤602中结果为NO时，CPU 90抑制增益控制放大器98b(ST603)，而当该结果为YES时抑制增益控制放大器98a(ST604)。
如上面解释的那样，在该实施例中，监视由增益控制放大器98a和98b放大的跟踪误差信号，并且抑制幅值较小的信号。和图3中所示的第一实施例相比，本实施例使用的部件数量较少并且电路配置较简单。
图15是示出依据本发明的第五实施例的跟踪误差信号生成电路85e的配置的方块图。在该实施例中，根据跟踪误差信号TE1和TE2中的一个的信号幅值来控制增益控制放大器98a和98b。在本实施例中，只监视PP跟踪误差信号TE1。
图16是示出跟踪误差信号生成电路85e的操作的流程图。如步骤ST701中示出的那样，CPU 90通过利用聚焦控制电路87启动聚焦伺服，并判定PP跟踪误差信号TE1的最大幅值是否小于预定基准值Vref(ST702)。当步骤702中结果为NO时，CPU 90抑制增益控制放大器98b(ST703)，而当为该结果YES时抑制增益控制放大器98a(ST704)。
和图12中所示的实施例相比，在本实施例中，跟踪误差信号之一与预定基准值Vref比较并且根据比较结果来控制增益控制放大器。从而，在图13中所示的初始设置中，可能省掉通过利用标准CD-ROM盘调整跟踪误差信号TE1和TE2的步骤502和503。
图17是示出依据本发明的第六实施例的跟踪误差信号生成电路85f的配置的方块图。在此实施例中，利用开关106代替图7中示出的配置中的加法器101。
图18是示出跟踪误差信号生成电路85f的操作的流程图。CPU 90如步骤801中所示的那样通过利用聚焦控制电路87启动聚焦伺服并判定跟踪误差信号VPP的最大幅值是否小于预定基准值Vref(ST802)。当步骤802中结果为NO时，CPU 90把开关106连接到TE1(ST803)，而当该结果为YES时把开关106连接到TE2(ST804)。
如上面所解释的，在本实施例中，通过开关106总是把PP和DPD跟踪误差信号中的一个用作为跟踪误差信号TE。由于用开关106代替图7中的加法器101，故不必对加法器101进行增益调整。另外，在如图10中所示的初始设置中，可能省掉通过利用标准CD-ROM盘调整跟踪误差信号VPP和VDPD的幅值的步骤302和303。
图19是示出依据本发明的第七实施例的跟踪误差信号生成电路85g的配置的方块图。在此实施例中，用开关106代替图9中示出的配置中的加法器101。
图20是示出跟踪误差信号生成电路85g的操作的流程图。当用户装入只读光盘或者可记录光盘时，CPU 90旋转该盘并且通过聚焦控制电路87启动聚焦伺服(ST901)。
CPU 90通过利用比较器105判定PP跟踪误差信号VPPA的最大幅值是否小于DPD跟踪误差信号VDPDA的最大幅值(ST902)。当步骤902中结果为NO时，CPU 90把开关106连接到TE1(ST903)，而当该结果为YES时把开关106连接到TE2(ST904)。
图21是示出依据本发明的第八实施例的跟踪误差信号生成电路85h的配置的方块图。在此实施例中，用开关106代替图12中示出的配置中的加法器101。
比较器105将PP跟踪误差信号TE1的最大幅值与DPD跟踪误差信号TE2的最大幅值相比较。当PP跟踪误差信号TE1的最大幅值小于DPD跟踪误差信号TE2的最大幅值时，CPU 90把开关106连接到TE1，反之则把开关106连接到TE2。
图22是示出依据本发明的第九实施例的跟踪误差信号生成电路85i的配置的方块图。在此实施例中，比较器105将通过衰减器102衰减总和信号RF得到的信号RFA的最大幅值与PP跟踪误差信号VPP的最大幅值进行比较，并且根据比较结果控制开关106。在此实施例中，根据总和信号RF的幅值检查PP跟踪误差信号的有效性。还允许根据将信号RFA与DPD跟踪误差信号VDPDA的幅值进行比较的结果来控制开关106。
业内人士容易想到其它优点和修改。从而，在更宽的方面上本发明不受本文中所示出和所说明的具体细节以及各实施例的限制。从而，可在不背离由附后权利书及其等同物定义的总的发明概念的精神或范围情况下做出各种修改。