專利名稱：用于光學(xué)記錄/再現(xiàn)系統(tǒng)的誤差信號檢測裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于光學(xué)記錄/再現(xiàn)系統(tǒng)的誤差信號檢測裝置及其方法，具體地說，涉及一種用于這樣一種光學(xué)記錄/再現(xiàn)系統(tǒng)的誤差信號檢測裝置，在該系統(tǒng)中，可以使用聚焦的主光束、檢測物鏡和記錄介質(zhì)之間的傾斜誤差信號，以便在記錄介質(zhì)上記錄信息信號/從記錄介質(zhì)再現(xiàn)信息信號。
在光學(xué)拾取器沿徑向掃描記錄介質(zhì)的同時，還在記錄介質(zhì)上記錄信息信號或從記錄介質(zhì)再現(xiàn)信息信號，其中的記錄介質(zhì)是諸如安裝在轉(zhuǎn)盤并且旋轉(zhuǎn)著的光盤。但是，如果由于光盤本身彎曲或裝入的盤上的錯誤，而使得旋轉(zhuǎn)的光盤相對于光軸傾斜，則會使記錄和再現(xiàn)信號惡化。
在光學(xué)拾取器采用發(fā)出具有較短波長的光的光源以及具有很大的數(shù)值孔徑(NA)來增加記錄密度的物鏡時，由盤的傾斜而產(chǎn)生的彗形像差會增加，從而使記錄和再現(xiàn)信號進一步惡化。其原因是光學(xué)像差與λ/(NA)3成比例。
在需要對諸如數(shù)字視頻盤(DVD)和/或后代DVD(所謂的高清晰度(HD)-DVD)之類的介質(zhì)進行高密度記錄和再現(xiàn)的光學(xué)記錄和再現(xiàn)系統(tǒng)中，需要能夠通過檢測物鏡和盤之間的傾斜度并糾正該盤的傾斜、防止記錄/再現(xiàn)信號惡化的傾斜誤差信號檢測裝置。
另一方面，如

圖1所示，在光為了記錄/再現(xiàn)而聚焦在盤10之后，由盤10反射的光被諸如在盤10的軌道上形成的凹坑之類的記錄標(biāo)記衍射成0階衍射光束和±1階衍射光束。因此，光電檢測器9接收0接衍射光束和±1階衍射光束，這些光束在徑向上相互重疊。圖1圖解了從例如ROM型盤這樣的窄軌道高密度盤中、在徑向上反射和衍射的光。示出由±1階衍射光束在光電檢測器9形成的光斑是相互分開的，并且這些光斑各自與0階衍射光束形成的光斑重疊。
申請人在本發(fā)明中提出了一種用于光學(xué)記錄/再現(xiàn)系統(tǒng)的誤差信號檢測裝置，該裝置能夠基于由盤10的記錄標(biāo)記反射和衍射的光束、精確地檢測傾斜度，即使物鏡移動或物鏡與盤的距離超出聚焦(On-focus)位置也是如此。
圖2圖解了一種用于光學(xué)記錄/再現(xiàn)系統(tǒng)的誤差信號檢測裝置的實例，它已經(jīng)由本申請的申請人申請了專利，其專利要求韓國專利申請2000-12-51(2000年3月10日)、轉(zhuǎn)讓的日本專利申請12-280634(2000年9月14日)、臺灣專利申請89119016(2000年9月15日)、美國專利申請09/663,839(2000年9月15)和中國專利申請00136638.6(2000年9月16)的優(yōu)先權(quán)。如圖2所示，該誤差信號檢測裝置包括光電檢測器20，用于接收從諸如圖10的盤10這樣的記錄介質(zhì)反射和衍射的光；以及信號處理器30，用于通過處理來自光電檢測器20的檢測信號來檢測誤差信號。
光電檢測器20由排列成2×4矩陣的八個區(qū)A1、A2、B1、B2、C1、C2、D1和D2構(gòu)成，這些區(qū)各自根據(jù)入射光單獨接收和執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換。行方向上的各區(qū)之間的邊界平行于記錄介質(zhì)的徑向，而列方向上的各區(qū)之間的邊界平行于記錄介質(zhì)的軌道的切線方向。外側(cè)區(qū)按反時針順序指定為A1、B1、C1和D1而內(nèi)側(cè)區(qū)按反時針順序指定為A2、B2、C2和D2。
信號處理器30包括第一相位比較器31，用于比較第一行中的外側(cè)區(qū)A1和D1的檢測信號a1和d1的相位；第二相位比較器33，用于比較第二行中的外側(cè)區(qū)B1和C1的檢測信號b1和c1的相位；以及加法器39，用于將來自第一和第二相位比較器31和33的相位比較信號相加。
當(dāng)運行跟蹤伺服系統(tǒng)時，具有以上配置的信號處理器30輸出傾斜誤差信號。使用來自信號處理器30的傾斜誤差信號可以檢測記錄介質(zhì)和物鏡之間的相對傾斜。如上所述，在使用來自光電檢測器20的各個區(qū)的檢測信號檢測傾斜誤差時，由于信噪比(S/N)低，很可能受到外界噪聲的影響。換句話說，來自每個區(qū)的檢測信號都是具有小幅值的模擬信號，因此檢測信號的S/N低。于是，當(dāng)檢測信號輸入相位比較器時，很可能所檢測的信號會被外界噪聲所掩蓋。
此外，具有上述配置的誤差信號檢測裝置對光斑脫軌(detracking)有很高的靈敏度。當(dāng)聚焦在盤上的光斑離開信息信號流的中心時，從誤差信號檢測裝置輸出的信號包含相當(dāng)多的、由于脫軌以及傾斜誤差信號引起的其它信號分量。
為了解決以上問題，本發(fā)明的目的是提供一用于光學(xué)記錄/再現(xiàn)系統(tǒng)的誤差信號檢測裝置和方法，由于具有高信噪比(S/N)，該系統(tǒng)較少受到脫軌和外界噪聲的影響。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于光學(xué)記錄/再現(xiàn)系統(tǒng)的誤差信號檢測方法，該方法包括(a)檢測在作為排列成2×4矩陣的四個為內(nèi)側(cè)光部分和四個為圍繞相應(yīng)的內(nèi)側(cè)光部分的外側(cè)光部分的八個光部分、從記錄介質(zhì)反射和衍射之后，通過物鏡的入射光，其中該矩陣的行和列分別平行于記錄介質(zhì)的切線方向和徑向；(b)通過將來自至少一個位于第一對角方向的外側(cè)光部分的檢測信號、與來自至少一個位于第二對角方向的內(nèi)側(cè)光部分的檢測信號相加，以計算至少一個第一和信號；(c)通過將來自至少一個位于第一對角方向的內(nèi)側(cè)光部分的檢測信號、與來自至少一個位于第二對角方向的外側(cè)光部分的檢測信號相加，以計算至少一個第二和信號；以及(d)將第一和第二和信號的相位進行比較并輸出至少一個相位比較信號，其中傾斜誤差信號從該相位比較信號檢測而得。
在步驟(b)中，最好通過將來自位于第一對角方向的一個外側(cè)光部分的檢測信號與來自位于第二對角方向的一個內(nèi)側(cè)光部分的檢測信號相加，并將來自位于第一對角方向的另一個外側(cè)光部分的檢測信號與來自位于第二對角方向的另一個內(nèi)側(cè)光部分的檢測信號相加，來獲得一對第一和信號；在步驟(c)中，通過將來自位于第一對角方向的一個內(nèi)側(cè)光部分的檢測信號與來自位于第二對角方向的一個外側(cè)光部分的檢測信號相加，并將來自位于第一對角方向的另一個內(nèi)側(cè)光部分的檢測信號與來自位于第二對角方向的另一個外側(cè)光部分的檢測信號相加，來獲得一對第二和信號；并且在步驟(d)中，將一對第一和信號的相位進行相互比較，將一對第二和信號的相位進行相互比較，以便輸出一對相位比較信號，并且將這一對相位比較信號相加。
在步驟(b)中，第一和信號最好是通過將來自位于第一對角方向的該對外側(cè)光部分的檢測信號與來自位于第二對角方向的該對內(nèi)側(cè)光部分的檢測信號相加來獲得；在步驟(c)中，第二和信號最好通過將來自位于第一對角方向的該對內(nèi)側(cè)光部分的檢測信號與來自位于第二對角方向的該對外側(cè)光部分的檢測信號相加來獲得；并且在步驟(d)中，將第一和第二和信號的相位進行相互比較，以便輸出一相位比較信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于光學(xué)記錄/再現(xiàn)系統(tǒng)的誤差信號檢測裝置，該裝置包括光電檢測器，用于在從記錄介質(zhì)反射和衍射之后，從物鏡接收入射光；以及信號處理器，用于通過處理來自光電檢測器的檢測信號，檢測誤差信號，其中光電檢測器包括排列成2×4矩陣的四個內(nèi)側(cè)區(qū)和四個外側(cè)區(qū)，用于獨立地接收入射光并將其進行光電轉(zhuǎn)換，每對內(nèi)側(cè)和外側(cè)區(qū)位于記錄介質(zhì)的徑向上，其中該矩陣的行和列分別平行于記錄介質(zhì)的徑向和切線方向；而信號處理器將來自位于一對角方向的至少一個外側(cè)區(qū)的檢測信號和來自位于另一對角方向的至少一個內(nèi)側(cè)區(qū)的檢測信號的和信號的相位，與來自位于所述另一對角方向的至少一個外側(cè)區(qū)的檢測信號和來自位于所述一對角方向的至少一個內(nèi)側(cè)區(qū)的檢測信號的和信號的相位進行比較，以便輸出至少一個相位比較誤差，并且該信號處理器從所述相位比較信號中檢測傾斜誤差信號。
該信號處理器最好包括第一相位比較器，用于接收來自位于第一對角方向的一個外側(cè)區(qū)的檢測信號和來自位于第二對角方向的一個內(nèi)側(cè)區(qū)的檢測信號的和信號，以及來自與第一對角方向的所述另一外側(cè)區(qū)處在同一行的、位于第二對角方向的一個外側(cè)區(qū)的檢測信號和來自位于第一對角方向的一個內(nèi)側(cè)區(qū)的檢測信號的和信號，比較所收到的兩個和信號的相位并輸出相位比較信號；第二相位比較器，用于接收來自位于第一對角方向的另一個外側(cè)區(qū)的檢測信號和來自位于第二對角方向的另一個內(nèi)側(cè)區(qū)的檢測信號的和信號，以及來自位于第二對角方向、與第一對角方向的所述另一外側(cè)區(qū)處在同一行的一個外側(cè)區(qū)的檢測信號和來自位于第一對角方向的另一個內(nèi)側(cè)區(qū)的檢測信號的和信號，比較所收到的兩個和信號的相位并輸出相位比較信號；以及加法器，用于將來自第一和第二相位比較器的相位比較信號相加。
該信號處理器最好包括這樣一個相位比較器，用于接收來自位于第一對角方向的各外側(cè)區(qū)的檢測信號和來自位于第二對角方向的各內(nèi)側(cè)區(qū)的檢測信號的第一和信號；接收來自位于第二對角方向的各外側(cè)區(qū)的檢測信號和來自位于第一對角方向的各內(nèi)側(cè)區(qū)的檢測信號的第二和信號；以及比較所述的第一和第二和信號的相位以輸出相位比較信號。
用于光學(xué)記錄/再現(xiàn)系統(tǒng)的誤差信號檢測裝置最好還包括跟蹤誤差檢測器，用于通過將來自位于第一對角方向的各內(nèi)側(cè)和各外側(cè)區(qū)的檢測信號的和信號的相位，與來自位于第二對角方向的各內(nèi)側(cè)和各外側(cè)區(qū)的檢測信號的和信號的相位進行比較，來檢測跟蹤誤差信號；以及差分部件，用于從信號處理器所輸出的信號中減去從跟蹤信號中輸出的跟蹤誤差信號，以便從傾斜誤差信號中消除脫軌分量(detrack component)。
最好假設(shè)在徑向傾斜為+1°或-1°時相對于一基準(zhǔn)電平所檢測到的信號電平分別為v1和v2，在在軌(on-track)狀態(tài)下所檢測到的傾斜誤差信號滿足(v1－v2)/(v1＋v2)的絕對值的最大值等于或小于0.2。
最好假設(shè)在徑向傾斜為+1°或-1°時相對于一基準(zhǔn)電平所檢測到的信號電平分別為v1和v2，所檢測到的傾斜誤差信號滿足v3或v4的最小絕對值大約是在離軌(Off-track)狀態(tài)下通過相位比較所檢測到的跟蹤誤差信號電平的50％。
通過參考附圖，詳細描述其優(yōu)選實施例，本發(fā)明的上述目的以及優(yōu)點將會更加明顯，在其中圖1圖解了從普通ROM型高密度記錄介質(zhì)反射和衍射的光；圖2圖解了本發(fā)明的發(fā)明人提出的、用于光學(xué)記錄/再現(xiàn)系統(tǒng)的誤差信號檢測裝置的一個實例；圖3圖解了采用根據(jù)本發(fā)明的、用于光學(xué)記錄/再現(xiàn)系統(tǒng)的誤差信號檢測裝置的優(yōu)選實施例的光學(xué)拾取器的一個實例；圖4圖解了在從記錄介質(zhì)反射和衍射之后，由圖3的光檢測單元分成的八個光部分；圖5至圖7圖解了根據(jù)本發(fā)明的、用于光學(xué)記錄/再現(xiàn)系統(tǒng)的誤差信號檢測裝置的不同的替代實施例；圖8A至8B是示出圖2的誤差信號檢測裝置的輸出信號的圖；圖9A至9B是示出圖5的誤差信號檢測裝置的輸出信號的圖；圖10A至10B分別是示出當(dāng)跟蹤誤差電平為常數(shù)時，圖2和圖5的誤差信號檢測裝置的輸出信號的圖；圖11是示出脫軌對圖2和圖5的誤差信號檢測裝置的輸出信號的影響的比較圖；圖12至圖14圖解了根據(jù)本發(fā)明的誤差信號檢測裝置的不同的替代實施例；圖15圖解了根據(jù)本發(fā)明的誤差信號檢測裝置的另一實施例；圖16A和16B是示出在離軌狀態(tài)下、從圖15的傾斜誤差檢測器輸出的傾斜誤差信號以及從圖15的跟蹤誤差檢測器輸出的跟蹤誤差信號的圖；圖17A和17B圖解了根據(jù)本發(fā)明的誤差信號檢測裝置的信號處理器的替代實施例；圖18圖解了具有凹坑的記錄介質(zhì)的一部分，用于根據(jù)本發(fā)明的誤差信號檢測裝置檢測傾斜誤差信號；圖19示出了根據(jù)圖18的記錄介質(zhì)和物鏡之間的徑向傾斜，由光電檢測器接收到的光的切面；以及圖20至圖21是用在根據(jù)本發(fā)明的誤差信號檢測裝置中的光電檢測器的另一個實施例的平面圖。
參考圖3和圖4，由記錄介質(zhì)10、經(jīng)由物鏡7和光路改變部件5反射和衍射的光B分成八個光部分A1、A2、B1、B2、C1、C2、D1和D2，并且全部都由根據(jù)本發(fā)明的一個光檢測單元35進行檢測。以下還用參考號250或300指示的信號處理器50從光檢測單元35輸出的信號中檢測傾斜誤差信號。
圖4圖解了在光由記錄介質(zhì)10反射和衍射后、由光檢測單元35從光B分出來的八個光部分A1、A2、B1、B2、C1、C2、D1和D2。根據(jù)本發(fā)明，從記錄介質(zhì)10入射的光B分成2×4矩陣，它包括四個外側(cè)光部分A1、B1、C1和D1以及四個內(nèi)側(cè)光部分A2、B2、C2和D2，并獨立地由光檢測單元35檢測。其中，這八個光部分A1、A2、B1、B2、C1、C2、D1和D2的水平邊界和垂直邊界分別平行于記錄介質(zhì)10的徑向和記錄介質(zhì)10的軌道的切線方向。
象用于獨立地檢測作為八個光部分A1、A2、B1、B2、C1、C2、D1和D2的光B的光檢測單元35一樣，可以采用根據(jù)本發(fā)明的8-區(qū)光電檢測器，它在圖5中表示成參考號40、在圖20中表示成參考號140和在圖21中表示成參考號240。
另外，光檢測單元35可以由光分離元件(未示出)以及相應(yīng)于所述的光分離元件進行配置的光電檢測器(未示出)構(gòu)造。所述光分離元件可以包括諸如全息光學(xué)元件(HOE)之類的、具有排列成2×4矩陣的8個衍射部分的衍射元件。帶8個衍射部分的衍射元件通過將入射光衍射和發(fā)射成+1階或-1階衍射光束，來將入射光分隔成8個光部分。其中，衍射圖案的方向和所述8個衍射部分的間距寬度被設(shè)計成與光電檢測器的配置相關(guān)聯(lián)。
信號處理器50、250或300將來自一個對角方向中的至少一個外側(cè)光部分的檢測信號、與來自另一個對角方向中的至少一個內(nèi)側(cè)光部分的檢測信號相加，檢測至少一對和信號，比較這些信號的相位、并且從該相位比較信號中檢測傾斜誤差信號。其細節(jié)將參考圖5至7、圖12至15進行描述。
現(xiàn)在描述本發(fā)明的、用于光學(xué)記錄/再現(xiàn)系統(tǒng)的誤差信號檢測裝置的優(yōu)選實施例，在其中，光電檢測器40、140或240用作光檢測單元35。參考圖5，本發(fā)明的用于光學(xué)記錄/再現(xiàn)系統(tǒng)的誤差信號檢測裝置的一優(yōu)選實施例包括光電檢測器40，用于接收從諸如圖1的盤10之類的記錄介質(zhì)反射和衍射的光；以及信號處理器50，用于處理來自光電檢測器40的檢測信號并檢測誤差信號。光電檢測器40接收從記錄介質(zhì)反射的光并且輸出電檢測信號，該電檢測信號用于檢測由物鏡相對于記錄介質(zhì)的相對傾斜所引起的傾斜誤差信號、跟蹤誤差信號和來自記錄介質(zhì)的再現(xiàn)信號。換句話說，光電檢測器40是這樣一個光電檢測器它被裝在光學(xué)拾取器中用于檢測信息信號，如圖3所示。
光電檢測器40包括按反時針順序排列成2×2矩陣的第一至第四光接收部分40a(A1/A2)、40b(B1/B2)、40c(C1/C2)和40d(D1/D2)。如圖5所示，第一和第四光接收部分位于第一行，而第二和第三光接收部分位于第二行。其中，四個光接收部分40a、40b、40c和40d的水平邊界和垂直邊界分別平行于記錄介質(zhì)的徑向和切線方向。每個光接收部分40a、40b、40c和40d在記錄介質(zhì)的徑向上分成兩個區(qū)，以便產(chǎn)生四個內(nèi)側(cè)區(qū)A2、B2、C2和D2以及四個外側(cè)區(qū)A1、B1、C1和D1。在圖5所示的實施例中，每個光接收部分40a、40b、40c和40d的各自的內(nèi)側(cè)和外側(cè)區(qū)A2與A1、B2與B1、C2與C1和D2與D1之間的寬度為常數(shù)。
換句話說，光電檢測器40包括排列成2×4矩陣的8個區(qū)，在該矩陣中包括四個按反時針順序排列的外側(cè)區(qū)A1、B1、C1和D1，以及四個按反時針順序排列的內(nèi)側(cè)區(qū)A2、B2、C2和D2。該八個區(qū)中的每一個獨立地對入射光執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換。
在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的誤差信號檢測裝置中，當(dāng)光從包括諸如圖1的盤在內(nèi)的HD-DVD ROM之類的ROM型記錄介質(zhì)反射，而且被該記錄介質(zhì)的記錄凹坑(諸如HD-DVD ROM之類的ROM型記錄介質(zhì)所用的記錄標(biāo)記)、在記錄介質(zhì)的徑向上衍射成0階和±1階衍射光束時，參考這樣的光電檢測器40、140或240來描述所優(yōu)選的實施例，所述的光電檢測器40、140或240設(shè)計成使得由±1階衍射光束在光電檢測器40、140或240上形成的光斑相互分離，并且每個光斑都部分地與由0階衍射光束形成的光斑重疊。
換句話說，內(nèi)側(cè)區(qū)A2、B2、C2和D2只接收在由±1階衍射光束形成的每個光斑和由0階衍射光束形成的光斑之間的重疊部分的一部分，或者根本不接收該重疊部分。內(nèi)側(cè)區(qū)A2、B2、C2和D2在切線方向較長而在徑向上較短。
考慮到記錄介質(zhì)的軌道間距和凹坑長度、所使用的光學(xué)拾取器的物鏡的數(shù)值孔徑以及從光源發(fā)出的光的波長，在徑向中的內(nèi)側(cè)區(qū)A2、B2、C2和D2的總寬度按在0階衍射光束的直徑的10至80％范圍內(nèi)適當(dāng)進行確定。
來自具有以上配置的光電檢測器40的內(nèi)側(cè)區(qū)A2、B2、C2和D2的檢測信號a2、b2、c2和d2僅僅包括0階衍射光束的特性，而外側(cè)區(qū)A1、B1、C1和D1的檢測信號a1、b1、c1和d1包括每個±1階衍射光束與0階衍射光束之間的重疊部分的特性。
來自光電檢測器40的八個區(qū)的檢測信號具有如下的相位特性。位于第一對角方向中的外側(cè)區(qū)A1和C1的檢測信號a1和c1幾乎具有相同的相位特性，而位于第二對角方向中的外側(cè)區(qū)B1和D1的檢測信號b1和d1也幾乎具有相同的相位特性。在物鏡和記錄介質(zhì)之間存在相對傾斜時，位于記錄介質(zhì)的切線方向中的外側(cè)區(qū)A1和B1的檢測信號a1和b1具有相反的相位特性，外側(cè)區(qū)C1和D1的檢測信號c1和d1也具有相反的相位特性。
同理，位于第一對角方向中的內(nèi)側(cè)區(qū)A2和C2的檢測信號a2和c2幾乎具有相同的相位特性，而位于第二對角方向中的內(nèi)側(cè)區(qū)B2和D2的檢測信號b2和d2也幾乎具有相同的相位特性。在物鏡和記錄介質(zhì)之間存在相對傾斜時，位于記錄介質(zhì)的切線方向中的內(nèi)側(cè)區(qū)A2和B2的檢測信號a2和b2具有相反的相位特性，內(nèi)側(cè)區(qū)C2和D2的檢測信號c2和d2也具有相反的相位特性。
此外，當(dāng)檢測信號a1的相位超前于檢測信號b1或d1的相位時，檢測信號a1的相位滯后于檢測信號b2或d2的相位。
根據(jù)本發(fā)明，信號處理器50使用通過將一個對角方向上的至少一個外側(cè)區(qū)的檢測信號和另一對角方向上的至少一個內(nèi)側(cè)區(qū)的檢測信號的和信號的相位，與所述一個對角方向上的至少一個內(nèi)側(cè)區(qū)的檢測信號和所述另一對角方向的至少一個外側(cè)區(qū)的檢測信號的和信號的相位進行比較，來檢測傾斜誤差信號。
例如，如圖5所示，信號處理器50具有第一相位比較器51，用于接收來自第一行中的第一和第四光接收部分40a和40d的檢測信號，并輸出相位比較信號；第二相位比較器53，用于接收來自第二行中的第二和第三光接收部分40b和40c的檢測信號；以及加法器，用于將來自第一和第二相位比較器51和53的兩個相位比較信號相加。
特別是，分別來自位于第一對角方向的第一光接收部分40a的外側(cè)區(qū)A1的檢測信號a1和來自位于第二對角方向的第四光接收部分40d的內(nèi)側(cè)區(qū)D2的檢測信號d2的和信號輸入第一相位比較器的正輸入端。分別來自第一光接收部分40a的內(nèi)側(cè)區(qū)A2的檢測信號a2和來自第四光接收部分40d的內(nèi)側(cè)區(qū)D1的檢測信號d1的和信號輸入第一相位比較器51的負輸入端。
分別來自位于第二對角方向的第二光接收部分40b的內(nèi)側(cè)區(qū)B2的檢測信號b2和來自位于第一對角方向的第三光接收部分40c的外側(cè)區(qū)C1的檢測信號c1的和信號輸入第二相位比較器53的正輸入端。分別來自第二光接收部分40b的內(nèi)側(cè)區(qū)B1的檢測信號b1和來自第三光接收部分40c的外側(cè)區(qū)C2的檢測信號c2的和信號輸入第二相位比較器53的負輸入端。
另外，信號處理器50還可以包括多個增益控制器54，用于按預(yù)定的增益系數(shù)k分別放大內(nèi)側(cè)區(qū)A2、B2、C2和D2的檢測信號a2、b2、c2和d2。放大內(nèi)側(cè)區(qū)A2、B2、C2和D2的每個檢測信號a2、b2、c2和d2，然后與來自相應(yīng)的外側(cè)區(qū)的檢測信號加到一起。因此，雖然光接收部分分成內(nèi)側(cè)和外側(cè)區(qū)來使得內(nèi)側(cè)區(qū)接收到的光總量低于由外側(cè)區(qū)接收到的光的總量，但內(nèi)側(cè)區(qū)的檢測信號的幅度可以被調(diào)整成幾乎等于外側(cè)區(qū)的檢測信號的幅度。結(jié)果，有效地消除了噪聲分量，因此可以以高S/N精確地檢測傾斜誤差信號。
位于對角方向中的各內(nèi)側(cè)區(qū)的檢測信號幾乎具有相同的相位特性，而位于對角方向中的各外側(cè)區(qū)的檢測信號也幾乎具有相同的相位特性。基于這些相位特性，圖5的信號處理器50可以不同于圖7中的信號處理器。特別是，可以將第二光接收部分40b的內(nèi)側(cè)區(qū)B2的檢測信號b2代替第四光接收部分40d的內(nèi)側(cè)區(qū)D2的檢測信號d2提供給第一相位比較器51的正輸入端。第三光接收部分40c的內(nèi)側(cè)區(qū)C2的檢測信號c2可以代替第一光接收部分40a的內(nèi)側(cè)區(qū)A2的檢測信號a2，提供給第一相位比較器51的負輸入端。
同理，第四光接收部分40d的內(nèi)側(cè)區(qū)D2的檢測信號d2可以代替第二光接收部分40b的內(nèi)側(cè)區(qū)B2的檢測信號b2提供給第二相位比較器53的正輸入端。第一光接收部分40a的內(nèi)側(cè)區(qū)A2的檢測信號a2可以代替第三光接收部分40c的內(nèi)側(cè)區(qū)C2的檢測信號c2，提供給第二相位比較器53的負輸入端。
雖然信號處理器50按圖7構(gòu)造，但來自第一和第二相位比較器52和53的相位比較信號實際上類似于來自于圖5的第一和第二相位比較器的相位比較信號。值得注意的是，圖7的信號處理器還可以包括圖6所示的增益控制器54。
現(xiàn)在通過圖解于圖3至7中的誤差信號檢測裝置描述傾斜誤差信號的檢測。參考圖3至圖7，當(dāng)從記錄介質(zhì)10反射和衍射的光B通過物鏡7和光路改變部件5、入射在光檢測單元35上，最好入射在光電檢測器40上時，入射光B由排列成2×4矩陣的光電檢測器40的八個區(qū)A1、A2、B1、B2、C1、C2、D1和D2分成八個光部分A1、A2、B1、B2、C1、C2、D1和D2。光電檢測器40的八個區(qū)中的每個區(qū)獨立地檢測相應(yīng)的光部分。
在光電檢測器40的檢測信號中，位于第一對角方向中的外側(cè)區(qū)A1的檢測信號a1和位于第二對角方向中的內(nèi)側(cè)區(qū)D2或B2的檢測信號d2或b2相加，位于第二對角方向中的外側(cè)區(qū)D1的檢測信號d1和位于第一對角方向中的內(nèi)側(cè)區(qū)A2或C2的檢測信號a2或c2也相加。這兩個和信號輸出到第一相位比較器51。
同理，在光電檢測器40的檢測信號中，位于第一對角方向中的外側(cè)區(qū)C1的檢測信號c1和位于第二對角方向中的內(nèi)側(cè)區(qū)B2或D2的檢測信號b2或d2相加，位于第二對角方向中的外側(cè)區(qū)B1的檢測信號b1和位于第一對角方向中的內(nèi)側(cè)區(qū)C2或A2的檢測信號c2或a2也相加。這兩個和信號輸出到第二相位比較器53。第一和第二相位比較器51和53比較輸出的和信號的相位。加法器59將來自第一和第二相位比較器51和53的相位比較信號相加，并輸出傾斜誤差信號。
在參考圖3至圖7所描述的誤差信號檢測裝置的優(yōu)選實施例中，例如，相位超前于檢測信號d1的相位的檢測信號a1與相位滯后于檢測信號a2的相位的檢測信號d2相加，并將和信號輸出到第一相位比較器51。因為具有相反的相位特性檢測信號a1和d2相加，所以消除了其中所包含的噪聲分量。因此，與圖2示出的本發(fā)明人以前提出誤差信號檢測裝置相比，如圖8A、8B、9A和9B所示裝置可以檢測帶有降低了噪聲的分量的傾斜誤差信號。特別是，如果信號處理器50包括如圖6所示的增益控制器，則各內(nèi)側(cè)區(qū)的檢測信號可以按一預(yù)定的增益系數(shù)進行放大，然后與各外側(cè)區(qū)的、具有與各內(nèi)側(cè)區(qū)的檢測信號的相位特性相反的相位特性的檢測信號相加。換句話說，來自內(nèi)側(cè)和外側(cè)區(qū)的檢測信號的噪聲分量的幅度彼此類似，因此可以有效地消除所述的噪聲分量。在檢測圖8A、8B、9A和9B所圖解的輸出信號時，提供下列數(shù)據(jù)供參考由所采用的光源發(fā)射的光的波長為400nm，所用的物鏡的NA為0.65，記錄介質(zhì)的軌道間距和最小凹坑長度分別為0.37μm和0.25μm。
圖8A和8B分別圖解了當(dāng)物鏡和記錄介質(zhì)之間不出現(xiàn)相對傾斜時和當(dāng)物鏡和記錄介質(zhì)之間出現(xiàn)相對傾斜時，來自圖2示出的誤差信號檢測裝置的輸出信號。圖9A和9B分別圖解了當(dāng)不出現(xiàn)相對傾斜時和當(dāng)物鏡和記錄介質(zhì)之間出現(xiàn)相對傾斜時，來自圖5示出的誤差信號檢測裝置的輸出信號。
通過比較當(dāng)不出現(xiàn)相對傾斜時由兩個誤差信號檢測裝置輸出的、示出在圖8A和9A的輸出信號，可以明顯地看出是處在圖8A中的信號包括相當(dāng)多的噪聲。相反，如圖9A所示，來自本發(fā)明的誤差信號檢測信號的輸出信號幾乎不包含任何噪聲分量。同理，當(dāng)出現(xiàn)傾斜時，來自圖2的誤差信號檢測裝置的輸出信號包含相當(dāng)多的噪聲，如圖8B所示；反之，如圖9B所示，來自本發(fā)明的誤差信號檢測信號的輸出信號幾乎不包含任何噪聲分量。
圖10A和10B對比地示出了當(dāng)運行跟蹤伺服系統(tǒng)使得光斑跟隨目標(biāo)軌道的中心并且跟蹤誤差信號TE電平保持為常數(shù)時，分別來自圖2的誤差信號檢測裝置的傾斜誤差信號S′和來自圖5的本發(fā)明的誤差信號檢測裝置的傾斜誤差信號S。在這種情況下，來自本發(fā)明人以前提出圖2的誤差信號檢測裝置的傾斜誤差信號S′包含相當(dāng)多的噪聲，如圖10A所示；相反，來自本發(fā)明的誤差信號檢測裝置的傾斜誤差信號S中的噪聲分量急劇減少，如圖10B所示。
如以前參考圖所描述的那樣，本發(fā)明的誤差信號檢測裝置的優(yōu)選實施例可以改善傾斜誤差信號的噪聲特性，因此與圖2所示的誤差信號檢測裝置相比，能夠檢測帶有高S/N的傾斜誤差信號。該傾斜誤差信號幾乎不受外界噪聲分量的影響。
此外，如圖11所示，與自圖2所示的誤差信號檢測裝置輸出的傾斜誤差信號S′相比，由本發(fā)明的誤差信號檢測裝置5檢測到的傾斜誤差信號S較少受到脫軌的影響。根據(jù)本發(fā)明的誤差信號檢測裝置的優(yōu)選實施例，雖然記錄介質(zhì)的凹坑深度可以不同，但相對于物鏡的徑向移動、可以檢測到已經(jīng)降低了偏移的傾斜誤差信號。
特別是，圖11圖解了在不存在任何傾斜時，脫軌對本發(fā)明的誤差信號檢測裝置的傾斜誤差信號S的影響，和對圖2所示的誤差信號檢測裝置的傾斜誤差信號S′的影響。在圖11中，還圖解了跟蹤誤差信號TE電平。如圖11所示，當(dāng)不出現(xiàn)脫軌時，跟蹤誤差信號TE電平和傾斜誤差信號S以及S′都等于零。當(dāng)聚焦在記錄介質(zhì)上的光斑偏離目標(biāo)軌道的中心約為軌道間距的10％時，即，脫軌度為大約-10％時，傾斜誤差信號S′由于脫軌而顯示出相對高的電平。傾斜誤差信號S也受到脫軌的影響，但其程度遠小于傾斜誤差信號S′所受到的影響。傾斜誤差信號S還具有比跟蹤誤差信號TE低的電平。
如前面所述，根據(jù)本發(fā)明的用于光學(xué)記錄/再現(xiàn)系統(tǒng)的誤差信號檢測裝置的優(yōu)選實施例可以有效地檢測帶有高S/N的傾斜誤差信號，并且較少受到脫軌和來源于外界的噪聲的影響。根據(jù)本發(fā)明的誤差信號檢測裝置的優(yōu)選實施例利用光電檢測器的八個區(qū)的所有檢測信號，并采用兩個相位比較器，因此，由該裝置檢測軌的傾斜誤差信號具有高增益電平。
圖12圖解了根據(jù)本發(fā)明的用于光學(xué)記錄/再現(xiàn)系統(tǒng)的誤差信號檢測裝置的另一優(yōu)選實施例。圖12的誤差信號檢測裝置的特征在于信號處理器250僅僅包括一個相位比較器255，它接收光電檢測器40的檢測信號并輸出相位比較信號。與圖5所示的參考號相同的參考號用于表示同樣的元件，因此，不再提供其描述。
將位于第一對角方向上的外側(cè)區(qū)A1和C1的檢測信號a1和c1，與第二對角方向上的內(nèi)側(cè)區(qū)B2和D2的檢測信號b2和d2之和提供給相位比較器255的正輸入端。將位于第一對角方向上的內(nèi)側(cè)區(qū)A2和C2的檢測信號a2和c2，與第二對角方向上的外側(cè)區(qū)B1和D1的檢測信號b1和d1之和提供給相位比較器255的負輸入端。
當(dāng)信號處理器250象本實施例這樣僅僅采用一個相位比較器255時，與如圖5所示那樣包括兩個相位比較器51和53的信號處理器250相比，所述增益僅僅略微降低一點。信號處理器250的優(yōu)點在于其配置簡單。
和如圖5所示的誤差信號檢測裝置一樣，由于位于第一對角方向上的各外側(cè)區(qū)的檢測信號，與另一對角方向上的各內(nèi)側(cè)區(qū)的檢測信號被相加，因此，噪聲分量會因為各對角地相反的內(nèi)側(cè)和外側(cè)區(qū)的檢測信號具有相反的相位特性而被消除。因此，可以由圖12的誤差信號檢測裝置檢測具有高S/N的傾斜誤差信號。
如圖6所示，信號處理器250還可以包括多個增益控制器254，用于按預(yù)定的增益系數(shù)k放大內(nèi)側(cè)區(qū)A2、B2、C2和D2的各個檢測信號a2、b2、c2和d2，以使得內(nèi)側(cè)區(qū)A2、B2、C2和D2的各個檢測信號a2、b2、c2和d2被放大，并與外側(cè)區(qū)A1、B1、C1和D1的各個檢測信號a1、b1、c1和d1相加，如圖1 3所示。因此，可以檢測具有高S/N的傾斜誤差信號。
另一方面，當(dāng)信號處理器250只包括一個相位比較器255時，如圖12所示，如果凹坑深度對各個記錄介質(zhì)來說不同并且所使用的光學(xué)拾取器的物鏡在徑向上移動，則從信號處理器250所輸出的誤差檢測信號可以偏移(offset)。
為了使該誤差信號檢測裝置即使在凹坑深度對各個記錄介質(zhì)都不同的時候，也能夠輸出具有被抑制的偏移(offset)的傾斜誤差信號，最好信號處理器250還包括延遲器251，用于延遲將要被輸入相位比較器255的正輸入端的檢測信號a1、b2、c1和d2。注意到圖13的信號處理器250也還包括一個延遲器，如圖14所示。
在參考圖14描述的誤差信號檢測裝置的實施例中，計算一對和信號(a1＋b2＋c1＋d2)和(a2＋b1＋c2＋d1)，或者(a1＋c1＋k(b2＋d2))和(b1＋d1＋k(c2＋a2))，并用延遲器251延遲其中一對和信號，然后用相位比較器255將被延遲的信號的相位與另一信號的相位比較。因此，即使凹坑深度對各個記錄介質(zhì)來說不同并且所述物鏡在徑向上移動，也可以在不考慮偏移的情況下檢測誤差檢測信號。
圖15圖解了根據(jù)本發(fā)明的、用于光學(xué)記錄/再現(xiàn)系統(tǒng)的誤差信號檢測裝置的另一個實施例。圖15的誤差信號檢測裝置的特征在于信號處理器300其構(gòu)成使得在從光電檢測器40的檢測信號檢測傾斜誤差信號時可以消除脫軌的影響。與圖5所示的參考號相同的參考號用于表示同樣的元件，因此，其中不再提供其描述。
在圖解與圖15的本實施例中，信號處理器300包括傾斜誤差檢測器350，用于檢測包含傾斜誤差分量的信號；跟蹤誤差檢測器330，用于檢測跟蹤誤差信號；以及差分部件370，用于從傾斜誤差檢測器350輸出的信號中減去從跟蹤誤差檢測器330中輸出的跟蹤誤差信號。特別是，傾斜誤差檢測器350可以構(gòu)造成具有圖5至7以及圖12至14所示的信號處理器50和250的任何配置。當(dāng)出現(xiàn)脫軌時，就象參考圖11所描述的那樣，從傾斜誤差檢測器350輸出的傾斜誤差信號包括較少脫軌分量。
跟蹤誤差檢測器330包括一個相位比較器(未示出)，使得通過相位差檢測，即通過比較輸入信號的相位，來檢測跟蹤信號。特別是，跟蹤誤差檢測器330通過將位于一對角方向上的第一和第三光接收部分40a和40c的檢測信號a1，a2、c1和c2之和信號的相位，與另一對角方向上的第二和第四光接收部分40b和40d的檢測信號b1，b2、d1和d2之和信號的相位比較，來檢測跟蹤誤差信號。根據(jù)所使用的記錄介質(zhì)的類型，跟蹤誤差檢測器330可以構(gòu)造成使得能夠適合于以其它方式檢測跟蹤誤差信號。
圖15的信號處理器300最好還可以包括增益控制器360，例如位于傾斜誤差檢測器350的輸出端和差分部件370的一個輸入端之間，用于按預(yù)定的增益系數(shù)k放大傾斜誤差檢測器350輸出的信號并輸出其結(jié)果。按照圖11的描述，脫軌分量不等于來自傾斜誤差檢測器350的信號和來自跟蹤誤差檢測器330的信號。因此，校正從傾斜誤差檢測器350輸出的傾斜誤差信號，使得差分部件370接收包含同樣總量的脫軌分量的傾斜誤差和跟蹤誤差信號。
由于利用差分部件370從傾斜誤差檢測器350的信號中減去跟蹤誤差檢測器330的信號，消除了脫軌成分。因此，僅僅從差分部件370輸出作為傾斜誤差分量的信號，使得圖15中的誤差信號檢測裝置可以更精確地檢測傾斜誤差信號。
以下描述在用圖15所示的信號處理器200檢測傾斜誤差信號過程中、脫軌分量的消除。特別是，參考圖16A和16B，存在這樣一段時間，在該時間段中，來自傾斜誤差檢測器350的傾斜誤差信號和來自跟蹤誤差檢測器330的跟蹤誤差信號線性地變換。傾斜誤差信號和跟蹤誤差信號的每一個的線性變換范圍都相當(dāng)于軌道間距的大約±30％。
圖16A和16B分別圖解了在不存在徑向傾斜和存在徑向傾斜時，關(guān)于離軌位置的傾斜誤差信號S和跟蹤誤差信號TE。當(dāng)不存在徑向傾斜時，如圖16A所示，所述傾斜誤差信號S和跟蹤誤差信號TE幾乎具有相同的相位特性，并且所述傾斜誤差信號S和跟蹤誤差信號TE的峰值互相一致。相反，當(dāng)存在徑向傾斜時，如圖16B所示，所述傾斜誤差信號S和所述跟蹤誤差信號TE之間的電平差比圖16A的對應(yīng)電平差值要大。而且所述傾斜誤差信號S和所述跟蹤誤差信號TE的峰值互相形成奇特的角(odd angles)。存在這樣一段時間，在該時間段中，所述傾斜誤差信號S和所述跟蹤誤差信號TE幾乎線性地變換。因此，在線性變換期間通過將所述跟蹤誤差信號TE從所述傾斜誤差信號S減去，可以消除所述脫軌分量，進而僅僅檢測傾斜誤差信號，而不管脫軌的發(fā)生。
如前面所述，根據(jù)本發(fā)明的、參考圖5至7以及12至15所描述的誤差信號檢測裝置的優(yōu)選實施例適合于當(dāng)光斑通過正常跟蹤伺服操作在軌道的中心上移動時，檢測傾斜誤差信號。
從圖16A可以推知，當(dāng)不存在徑向傾斜時，本發(fā)明的誤差信號檢測裝置所檢測軌道的傾斜誤差信號與用相位比較法，即相位差法，獲得的跟蹤誤差信號的傾斜誤差信號具有類似的特性。因此，很明顯，該傾斜誤差信號可以用作指示光斑的偏離軌道的中心的程度的脫軌信號。即使物鏡移動，傾斜誤差信號包含比跟蹤誤差信號少的噪聲分量，并且與該跟蹤誤差信號相比變化較少。由于這些原因，將該傾斜誤差信號用作脫軌信號是有益的。
另一方面，對于參考圖5至7以及圖12至15描述的根據(jù)本發(fā)明的誤差信號檢測裝置的實施例，信號處理器50、250和300中的任何一個都可以在其輸出端再包括低通濾波器(LPF)400，如圖17A所示，或者用于檢測信號的包絡(luò)(envelope)或中間電平的變化的包絡(luò)或中間電平檢測器450。如圖17B所示。
特別是，如圖17A所示，當(dāng)信號處理器50、250或300包括LPF400時，LPF400濾去具有相對高的頻率的跟蹤誤差信號分量。因此，可以精確地檢測到物鏡和記錄介質(zhì)之間相對傾斜程度，而不管跟蹤伺服如何操作。在這種情況下，LPF400的截止頻率可以根據(jù)采用的傾斜誤差信號變化。例如，當(dāng)傾斜誤差信號用于補償由傾斜所引起的再現(xiàn)信號惡化時，將LPF400的截止頻率確定為比目標(biāo)補償頻帶高5至10倍。假設(shè)傾斜角度在±1°范圍之內(nèi)，盤的轉(zhuǎn)數(shù)是43Hz，傾斜容限為0.6°，以及傾斜誤差校正部分的補償頻帶為約200-300Hz，則LPF400的截止頻率將為1-3kHz。
如圖17B所示，當(dāng)信號處理器50、250或300在其輸出端包括包絡(luò)或中間電平檢測器450時，可以在無跟蹤伺服操作下檢測傾斜誤差信號。特別是，雖然不是操作跟蹤伺服系統(tǒng)來校正跟蹤誤差，但來自信號處理器50、250或300的輸出信號包括相對高的頻率的跟蹤誤差分量和相對低的頻率的傾斜誤差信號。因此，如果包絡(luò)或中間電平檢測器450安裝在信號處理器50、250或300的輸出端，則可以檢測輸出信號，即相對低的頻率的傾斜誤差信號的包絡(luò)。
另外，用于檢測跟蹤誤差信號的峰值之間的中間電平的包絡(luò)或中間電平檢測器450可以安裝在信號處理器50、250或300的輸出端。跟蹤誤差信號的中間電平變化對應(yīng)于傾斜誤差信號的分量，即包絡(luò)信號。
對于上述根據(jù)本發(fā)明的、用于光學(xué)記錄/再現(xiàn)系統(tǒng)的誤差信號檢測裝置的優(yōu)選實施例，采用圖18所示的具有凹坑P的ROM型記錄介質(zhì)，并且在跟蹤伺服操作的前提下檢測傾斜誤差信號。光電檢測器40所接收的光的切面(具有象籃球一樣的圖案)根據(jù)物鏡和記錄介質(zhì)之間的相對徑向傾斜變化，如圖19所示。圖19圖解了再在軌位置，徑向傾斜為0°、+0.5°和-0.5°時光電檢測器40所接收的光的切面。
對于上述根據(jù)本發(fā)明的誤差信號檢測裝置的優(yōu)選實施例，假設(shè)在徑向傾斜為+1°或-1°時，相對于一基準(zhǔn)電平所檢測到的傾斜誤差信號分別為v1和v2，則在在軌(on-track)狀態(tài)下所檢測到的傾斜誤差信號滿足(v1－v2)/(v1＋v2)的絕對值的最大值等于或小于0.2。
假設(shè)在徑向傾斜為+1°或-1°時，相對于一基準(zhǔn)電平所檢測到的傾斜誤差信號分別為v3和v4，則所檢測到的傾斜誤差信號滿足v3或v4的最小絕對值大約是在離軌(Off-track)狀態(tài)下通過相位比較所檢測到的跟蹤誤差信號的最大值的50％。
傾斜誤差信號的所述基準(zhǔn)信號，使用這樣的信號來確定，這樣的信號是當(dāng)從記錄介質(zhì)再現(xiàn)出來的信息信號具有最大電平時、當(dāng)從記錄介質(zhì)再現(xiàn)出來的信息信號具有最小抖動電平時、當(dāng)從記錄介質(zhì)中解碼信息信號的解碼模塊輸出的解碼誤差信號具有最小值時、或者當(dāng)所述解碼塊檢測到的諸如扇區(qū)同步之類的特定信號圖案具有良好外形時，所輸出的一個信號或一組信號。
根據(jù)本發(fā)明的誤差信號檢測裝置的優(yōu)選實施例，所述相位比較其可以設(shè)計成使得他們通過放大或截止輸入信號的頻率、數(shù)字化輸入信號、比較所數(shù)字化的輸入信號的相位以及合成相位比較信號，來執(zhí)行其自身的相位比較功能。
如前面所述，徑向傾斜誤差信還可以通過根據(jù)本發(fā)明的誤差信號檢測裝置的優(yōu)選實施例來檢測。注意到根據(jù)本發(fā)明的誤差信號檢測裝置可以應(yīng)用到適合于諸如HD-DVD RAM之類的RAM型介質(zhì)以及適合于諸如HD-DVD ROM之類的ROM型介質(zhì)的光記錄和再現(xiàn)系統(tǒng)。
雖然在根據(jù)本發(fā)明的、用于光學(xué)記錄/再現(xiàn)系統(tǒng)的誤差信號檢測裝置的優(yōu)選實施例中，圖解了擁有恒定寬度的8各矩形區(qū)的光電檢測器40，即在四個光接收部分的每一個中都擁有一對內(nèi)側(cè)和外側(cè)區(qū)，但顯然光電檢測器40能分成各種形式的多個區(qū)。
例如，如圖20所示，采用在光接收部分40a、40b、40c和40d的每一個中都擁有一對內(nèi)側(cè)和外側(cè)區(qū)的光電檢測器40，在其中，位于徑向上的每一對內(nèi)側(cè)和外側(cè)區(qū)的寬度都在記錄介質(zhì)的切線方向上變化。顯然圖20的光電檢測器40被設(shè)計成使得各區(qū)的寬度沿曲線變化，但很顯然，各區(qū)的寬度沿直線而不是沿曲線變化。
另外，如圖21所示，光電檢測器240可以設(shè)計成使得第一至第四光接收部分40a、40b、40c和40d在切線方向上和/或徑向上、以距離d來彼此分開。很顯然，圖20的光電檢測器140可以構(gòu)造成使得第一至第四光接收部分40a、40b、40c和40d在切線方向上和/或徑向上、以一預(yù)定距離彼此分開。
如前面所述，根據(jù)本發(fā)明的、用于光學(xué)記錄/再現(xiàn)系統(tǒng)的誤差信號檢測裝置的優(yōu)選實施例可以檢測具有高S/N的傾斜誤差信號，因此，所述傾斜誤差較少受到源于外界噪聲的影響?？梢砸种苾A斜誤差信號上的脫軌效應(yīng)。此外，如果使用跟蹤誤差信號消除脫軌分量，則可以精確地檢測傾斜誤差信號。
當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的誤差信號檢測裝置應(yīng)用于采用短波長光源和高NA物鏡的高密度光學(xué)記錄/再現(xiàn)裝置系統(tǒng)的的優(yōu)選實施例，以調(diào)整物鏡和記錄介質(zhì)之間的相對傾斜時，可以防止由于由記錄介質(zhì)之間的相對傾斜引起的彗星像差導(dǎo)致的記錄/再現(xiàn)信號的惡化。
雖然這個發(fā)明是具體參考其優(yōu)選實施例被示出和描述的，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會理解，在不脫離權(quán)利要求書所限定的精神和范圍的前提下，可以對其進行各種形式和細節(jié)改變。
權(quán)利要求
1.一種用于光學(xué)記錄/再現(xiàn)系統(tǒng)的誤差信號檢測方法，該方法包括(a)檢測按作為排列成2×4矩陣的四個為內(nèi)側(cè)光部分和四個為圍繞相應(yīng)的內(nèi)側(cè)光部分的外側(cè)光部分的八個光部分、從記錄介質(zhì)反射和衍射之后，通過物鏡的入射光，其中該矩陣的行和列分別平行于記錄介質(zhì)的切線方向和徑向；(b)通過將來自至少一個位于第一對角方向的外側(cè)光部分的檢測信號、與來自至少一個位于第二對角方向的內(nèi)側(cè)光部分的檢測信號相加，以計算至少一個第一和信號；(c)通過將來自至少一個位于第一對角方向的內(nèi)側(cè)光部分的檢測信號、與來自至少一個位于第二對角方向的外側(cè)光部分的檢測信號相加，以計算至少一個第二和信號；以及(d)將第一和第二和信號的相位進行比較并輸出至少一個相位比較信號，其中傾斜誤差信號根據(jù)該相位比較信號檢測而得。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟(b)中，通過將來自位于第一對角方向的一個外側(cè)光部分的檢測信號與來自位于第二對角方向的一個內(nèi)側(cè)光部分的檢測信號相加，并將來自位于第一對角方向的另一個外側(cè)光部分的檢測信號與來自位于第二對角方向的另一個內(nèi)側(cè)光部分的檢測信號相加，來獲得一對第一和信號；在步驟(c)中，通過將來自位于第一對角方向的一個內(nèi)側(cè)光部分的檢測信號與來自位于第二對角方向的一個外側(cè)光部分的檢測信號相加，并將來自位于第一對角方向的另一個內(nèi)側(cè)光部分的檢測信號與來自位于第二對角方向的另一個外側(cè)光部分的檢測信號相加，來獲得一對第二和信號；并且在步驟(d)中，將一對第一和信號的相位進行相互比較，將一對第二和信號的相位進行相互比較，以便輸出一對相位比較信號，并且將這對相位比較信號相加。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟(b)中，第一和信號是通過將來自位于第一對角方向的該對外側(cè)光部分的檢測信號與來自位于第二對角方向的該對內(nèi)側(cè)光部分的檢測信號相加來獲得；在步驟(c)中，第二和信號通過將來自位于第一對角方向的該對內(nèi)側(cè)光部分的檢測信號與來自位于第二對角方向的該對外側(cè)光部分的檢測信號相加來獲得；并且在步驟(d)中，將第一和第二和信號的相位進行相互比較，以便輸出一相位比較信號。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，在步驟(d)中還包括延遲第一或第二和信號的步驟。
5.如權(quán)利要求1至4之一所述的方法，還包括在與來自外側(cè)光部分的檢測信號相加之前，以預(yù)定的增益系數(shù)放大來自各個內(nèi)側(cè)光部分的檢測信號的步驟。
6.如權(quán)利要求1至4之一所述的方法，還包括(e)將位于第一對角方向的各內(nèi)側(cè)和外側(cè)光部分的檢測信號的第三和信號，與位于第二對角方向的各內(nèi)側(cè)和外側(cè)光部分的檢測信號的第四和信號比較，以便跟蹤誤差信號；和(f)從步驟(d)所檢測到的傾斜誤差信號中減去步驟(e)中所檢測到的跟蹤誤差信號，以便從所述傾斜誤差信號中消除脫軌分量。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中步驟(f)還包括以預(yù)定的增益系數(shù)放大在步驟(d)所檢測到的傾斜誤差信號和在步驟(e)中所檢測到的跟蹤誤差信號至少其中之一。
8.一種用于光學(xué)記錄/再現(xiàn)系統(tǒng)的誤差信號檢測裝置，該裝置包括光電檢測器，用于在從記錄介質(zhì)反射和衍射之后，從物鏡接收入射光；以及信號處理器，用于通過處理來自光電檢測器的檢測信號，檢測誤差信號，其中光電檢測器包括排列成2×4矩陣的四個內(nèi)側(cè)區(qū)和四個外側(cè)區(qū)，用于獨立地接收入射光并將其進行光電轉(zhuǎn)換，每對內(nèi)側(cè)和外側(cè)區(qū)位于記錄介質(zhì)的徑向上，其中該矩陣的行和列分別平行于記錄介質(zhì)的徑向和切線方向；而信號處理器將來自位于一對角方向的至少一個外側(cè)區(qū)的檢測信號和來自位于另一對角方向的至少一個內(nèi)側(cè)區(qū)的檢測信號的和信號的相位，與來自位于所述另一對角方向的至少一個外側(cè)區(qū)的檢測信號和來自位于所述一對角方向的至少一個內(nèi)側(cè)區(qū)的檢測信號的和信號的相位進行比較，以便輸出至少一個相位比較誤差，并且該信號處理器從所述相位比較信號中檢測傾斜誤差信號。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中該信號處理器包括第一相位比較器，用于接收來自位于第一對角方向的一個外側(cè)區(qū)的檢測信號和來自位于第二對角方向的、與第一對角方向中所述一外側(cè)區(qū)處在同一行的一個內(nèi)側(cè)區(qū)的檢測信號的和信號，以及來自位于第二對角方向的一個外側(cè)區(qū)的檢測信號和來自位于第一對角方向的一個內(nèi)側(cè)區(qū)的檢測信號的和信號，比較所收到的兩個和信號的相位并輸出相位比較信號；第二相位比較器，用于接收來自位于第一對角方向的另一個外側(cè)區(qū)的檢測信號和來自位于第二對角方向的另一個內(nèi)側(cè)區(qū)的檢測信號的和信號，以及來自位于第二對角方向、與第一對角方向中的所述另一外側(cè)區(qū)處在同一行的一個外側(cè)區(qū)的檢測信號和來自位于第一對角方向的另一個內(nèi)側(cè)區(qū)的檢測信號的和信號，比較所收到的兩個和信號的相位并輸出相位比較信號；以及加法器，用于將來自第一和第二相位比較器的相位比較信號相加。
10.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中該信號處理器包括這樣一個相位比較器，用于接收來自位于第一對角方向的各外側(cè)區(qū)的檢測信號和來自位于第二對角方向的各內(nèi)側(cè)區(qū)的檢測信號的第一和信號；接收來自位于第二對角方向的各外側(cè)區(qū)的檢測信號和來自位于第一對角方向的各內(nèi)側(cè)區(qū)的檢測信號的第二和信號；以及比較所述的第一和第二和信號的相位以輸出相位比較信號。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中該信號處理器在相位比較器的一個輸入端還包括延遲器，其中第一或第二和信號輸入到所述輸入端。
12.如權(quán)利要求8至11之一所述的裝置，其中該信號處理器還包括增益控制器，用于以預(yù)定增益系數(shù)放大來自各內(nèi)側(cè)區(qū)的檢測信號，使得被放大的檢測信號與其它檢測信號相加。
13.如權(quán)利要求8至11之一所述的裝置，其中該信號處理器的輸出信號用作指示光斑偏離記錄介質(zhì)上的軌道的中心的程度的脫軌信號。
14.如權(quán)利要求8至11之一所述的裝置，在該信號處理器的輸出端還包括低通濾波器，用于對所接收到的信號進行低通濾波，以便檢測物鏡和記錄介質(zhì)之間的相對傾斜的程度，而不管跟蹤伺服如何操作。
15.如權(quán)利要求8至11之一所述的裝置，在該信號處理器的輸出端還包括檢測器，用于檢測對應(yīng)于物鏡和記錄介質(zhì)之間的相對傾斜的從該信號處理器輸出的信號的包絡(luò)，或者用于檢測從該信號處理器輸出的信號的中間電平的變化，以便在無跟蹤伺服操作的前提下檢測傾斜誤差信號。
16.如權(quán)利要求8至11之一所述的裝置，還包括跟蹤誤差檢測器，用于通過將來自位于第一對角方向的各內(nèi)側(cè)和各外側(cè)區(qū)的檢測信號的和信號的相位，與來自位于第二對角方向的各內(nèi)側(cè)和各外側(cè)區(qū)的檢測信號的和信號的相位進行比較，來檢測跟蹤誤差信號；以及差分部件，用于從信號處理器所輸出的信號中減去從跟蹤誤差檢測器中輸出的跟蹤誤差信號，以便從傾斜誤差信號中消除脫軌分量。
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，還在跟蹤誤差檢測器和該信號處理器的至少一個和差分部件的輸入端之間包括增益控制器。
18.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中每個內(nèi)側(cè)和外側(cè)區(qū)的寬度為常數(shù)，或在切線方向上變化。
19.如權(quán)利要求8或18所述的裝置，其中所述光電檢測器的各內(nèi)側(cè)區(qū)在光已經(jīng)從記錄介質(zhì)反射和衍射之后，接收0階衍射的入射光束的大約10-80％。
20.如權(quán)利要求8或18所述的裝置，其中每一個都包括一對內(nèi)側(cè)和外側(cè)區(qū)的四個光接收部分在徑向和/或切線方向上彼此分開。
21.如權(quán)利要求8至11之一所述的裝置，其中假設(shè)在徑向傾斜為+1°或-1°時相對于一基準(zhǔn)電平所檢測到的信號電平分別為v1和v2，在在軌狀態(tài)下所檢測到的傾斜誤差信號滿足(v1－v2)/(v1＋v2)的絕對值的最大值等于或小于0.2。
22.如權(quán)利要求8至11之一所述的裝置，其中假設(shè)在徑向傾斜為+1°或-1°時相對于一基準(zhǔn)電平所檢測到的信號電平分別為v1和v2，所檢測到的傾斜誤差信號滿足使得v3或v4的最小絕對值大約是在離軌狀態(tài)下通過相位比較所檢測到的跟蹤誤差信號的最大值的50％。
全文摘要
提供一種用于光學(xué)記錄/再現(xiàn)系統(tǒng)的誤差信號檢測方法和裝置。該方法包括:按八個光部分檢測在記錄介質(zhì)反射和衍射之后通過物鏡的入射光;分別將來自至少一位于第一對角方向的外側(cè)光部分和內(nèi)側(cè)光部分的檢測信號、與來自至少一位于第二對角方向的內(nèi)側(cè)光部分和外側(cè)光部分的檢測信號相加,來分別計算至少一第一和信號和一第二和信號;以及比較第一和第二和信號的相位并輸出至少一個相位比較信號。這種信號具有高信噪比并較少受脫軌影響。
文檔編號G11B7/13GK1327232SQ01117419
公開日2001年12月19日 申請日期2001年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月28日
發(fā)明者馬炳寅, 崔炳浩, 鄭鐘三, 樸仁植, 都臺镕 申請人:三星電子株式會社