專利名稱：光盤單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光盤單元，用于以高密度在光盤上記錄例如數(shù)字視頻信息的信息并再現(xiàn)在一光盤上記錄的信息，且更具體地，涉及一種光盤單元，其能對一光盤的信息表面執(zhí)行精確的焦點(diǎn)調(diào)整(focus control)。
背景技術(shù)：
近來，光盤作為具有高容量的可更換的媒介已被引起注意且期望將來有一光盤單元被更廣泛地用作為一視頻記錄器。原因之一是光盤是一高容量的可更換的媒介，它允許執(zhí)行記錄/再現(xiàn)而不必接觸該媒介。換句話說，聚焦一激光束且用其焦點(diǎn)照射一光盤的信息記錄層，且因此執(zhí)行記錄和再現(xiàn)。因此，即使在盤的表面上附著有灰塵或臟物，不會出現(xiàn)例如在磁記錄中發(fā)發(fā)生的讀頭撞擊。
然而，光盤的這樣一特性是基于一主要前提焦點(diǎn)調(diào)整，即穩(wěn)定地執(zhí)行將一會聚光束的焦點(diǎn)和信息記錄層之間的距離保持在一允許的誤差限度的控制，一旦該焦點(diǎn)失控，一光頭的物鏡致動(dòng)器(actuator)運(yùn)行失控且可能導(dǎo)致與光盤表面發(fā)生撞擊。特別在緊接在一光盤驅(qū)動(dòng)器被致動(dòng)后，執(zhí)行聚焦時(shí)，即在將激光束焦點(diǎn)移位到該焦點(diǎn)調(diào)整的俘獲范圍內(nèi)且然后閉合焦點(diǎn)調(diào)整環(huán)路期間，這樣一離焦頻繁出現(xiàn)。這樣，常規(guī)地，研究出了幾種不同的聚焦方法。
例如，在日本專利申請(公開號為9-115147)描述的一種方法中，預(yù)先確定相對于光盤信息記錄層，初始激光束焦點(diǎn)是近還是遠(yuǎn)且根據(jù)該初始狀態(tài)確定該聚焦處理。當(dāng)確定該焦點(diǎn)相對于信息記錄層近了，物鏡致動(dòng)器被驅(qū)動(dòng)以使焦點(diǎn)更靠近于信息記錄層且當(dāng)焦點(diǎn)進(jìn)入聚焦的俘獲范圍時(shí)，該操作被轉(zhuǎn)換成焦點(diǎn)調(diào)整的閉環(huán)運(yùn)行。替換地，當(dāng)確定該焦點(diǎn)相對于信息記錄層遠(yuǎn)了，該致動(dòng)器被驅(qū)動(dòng)以使焦點(diǎn)更遠(yuǎn)于信息記錄層，且然后該操作被類似地轉(zhuǎn)換到閉環(huán)運(yùn)行。
然而，該常規(guī)的方法存在有問題在物鏡的工作距離(物鏡和光盤表面之間的距離)小于光盤的擺動(dòng)時(shí)，物鏡和光盤表面之間的碰撞率增大。具體地，當(dāng)試圖實(shí)現(xiàn)聚焦時(shí)沒有問題。然而，如果失敗了，即使物鏡致動(dòng)器運(yùn)行沒有失控，在光盤的擺動(dòng)大于工作距離的情況下，光盤也有可能碰撞物鏡。
對于當(dāng)前可用的CD播放機(jī)和DVD播放機(jī)，物鏡的NA(數(shù)值孔徑)最大約為0.45至0.6。這樣，可確保工作距離為0.5mm或更大。因此，通常可能發(fā)生的擺動(dòng)為0.2mm，這樣的擺動(dòng)可被足夠地吸收。然而，如果將來NA的限度被提高以進(jìn)一步增大記錄容量，物鏡的該設(shè)定的工作距離變得特別小。例如，如果NA為0.85，即使保護(hù)層的厚度被減低至0.1mm(在CD中的保護(hù)層的厚度為1.2mm而在DVD中保護(hù)層的厚度為0.6mm)，工作距離約為0.15mm。
本發(fā)明是鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題提出的。本發(fā)明的目的在于提供一種執(zhí)行焦點(diǎn)調(diào)整的光盤單元，其能夠顯著地減少物鏡與光盤表面發(fā)生碰撞的頻率，即使由于光盤容量的提高而使不能確保物鏡的足夠的工作距離時(shí)。
作為一常規(guī)的光盤單元，有一光盤單元，其中自例如半導(dǎo)體激光器的光源生成的一光束被聚焦并施加到以預(yù)定轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)的光盤上且記錄在光盤上的信號被再現(xiàn)。該光盤包括螺旋形成的多條跡道。這些跡道由具有凹和凸部分的槽形成。相移材料或類似材料的一記錄膜被附連在一記錄表面上。對于在該光盤上記錄信息，光束的強(qiáng)度根據(jù)該信息而被改變、執(zhí)行焦點(diǎn)調(diào)整以使光束的焦點(diǎn)落在記錄表面上、和執(zhí)行跟蹤控制以使焦點(diǎn)落在跡道上。這樣，記錄膜的反射比被改變。對于再現(xiàn)光盤上的信息，反射離開關(guān)盤的光被一光電探測器接收，類似地，執(zhí)行焦點(diǎn)調(diào)整以使光束的焦點(diǎn)落在信息表面上且執(zhí)行跟蹤控制以使焦點(diǎn)落在跡道上。光電探測器的輸出被處理以再現(xiàn)該信息。
通過一象散方法或類似方法檢測指示一光盤的信息表面和一光束的焦點(diǎn)之間的失準(zhǔn)的焦點(diǎn)誤差信號。當(dāng)焦點(diǎn)落在信息表面上時(shí)，該焦點(diǎn)誤差信號變?yōu)榱?。通常，象散方法的檢測限度約為10μm。這樣，對于操作一焦點(diǎn)調(diào)整系統(tǒng)，物鏡被預(yù)先移動(dòng)以使將焦點(diǎn)的位置移入該檢測限度內(nèi)。在焦點(diǎn)誤差信號交越零時(shí)執(zhí)行焦點(diǎn)調(diào)整。然而，當(dāng)焦點(diǎn)通過(pass)光盤表面時(shí)，焦點(diǎn)誤差信號也交越零。如果在光盤表面上出現(xiàn)零交越(zero-cross)時(shí)執(zhí)行焦點(diǎn)調(diào)整，該焦點(diǎn)調(diào)整被執(zhí)行以使焦點(diǎn)被定位在光盤表面上。為了防止此情況，采用信息表面的反射比高于光盤表面的反射比。更具體地，當(dāng)檢測到全內(nèi)反射量的水平超過一預(yù)定水平時(shí)，出現(xiàn)在記錄表面的零交越被檢測。
近來，已建議一種可重寫光盤，其在光盤的一面上具有兩信息表面。以下，這樣一光盤被稱為雙層光盤。在該雙層光盤中，當(dāng)來自物鏡的下一(further)信息表面上的信息被再現(xiàn)時(shí)，用已被透射過靠近于物鏡的信息表面的光束再現(xiàn)該信息。這樣，該雙層光盤被設(shè)計(jì)以使靠近于物鏡的信息表面反射比較低。
因此，由光電探測器接收的來自各信息表面的光量變小。具有一信息表面的光盤被稱為單層光盤。
如上所述，在雙層光盤中，在各信息表面的全內(nèi)反射量的水平變低。這樣，根據(jù)全內(nèi)反射量，難以分辨光盤表面和信息表面。這意味著如果以類似于常規(guī)方法的方法執(zhí)行聚焦時(shí)，難以確保聚焦到信息表面。
本發(fā)明是鑒于上述問題提出的。本發(fā)明的目的在于提供一種光盤單元，其可確保聚焦到信息表面，即使在離開關(guān)盤表面的全內(nèi)反射量和離開信息表面的的全內(nèi)反射量之間的差很小時(shí)(例如，在使用雙層光盤的情況下)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種光盤單元，用于具有一或多個(gè)信息記錄層和一或多個(gè)形成在該信息記錄層上的保護(hù)層的光盤，該光盤單元包括反射表面檢測裝置，用于檢測一反射表面；焦點(diǎn)調(diào)整裝置，用于執(zhí)行到該反射表面的焦點(diǎn)調(diào)整以使施加到該光盤的光束的焦點(diǎn)和該反射表面之間的距離在預(yù)定的誤差限度內(nèi)；移位裝置，用于沿垂直于光盤的方向移動(dòng)焦點(diǎn)的位置；和控制裝置，用于控制該焦點(diǎn)調(diào)整裝置和該移位裝置，其中該控制裝置控制該移位裝置以使光束的焦點(diǎn)移向保護(hù)層直至該保護(hù)層的表面被該反射表面檢測裝置檢測到，該控制裝置控制該焦點(diǎn)調(diào)整裝置以當(dāng)檢測到該保護(hù)層的表面時(shí)，執(zhí)行到該保護(hù)層的表面的焦點(diǎn)調(diào)整，該控制裝置控制該移位裝置以解除對該保護(hù)層的表面的焦點(diǎn)調(diào)整且朝向信息記錄層移位光束的焦點(diǎn)直至該反射表面檢測裝置檢測到信息記錄層的表面，及該控制裝置控制該焦點(diǎn)調(diào)整裝置以當(dāng)信息記錄層的表面被檢測到時(shí)，執(zhí)行到該信息記錄層的表面的焦點(diǎn)調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)上述目的。
可設(shè)置對保護(hù)層的表面的焦點(diǎn)調(diào)整的反饋增益和對信息記錄層的表面的焦點(diǎn)調(diào)整的反饋增益以使對保護(hù)層的表面的焦點(diǎn)調(diào)整的反饋增益和保護(hù)層的表面的反射比的乘積等于對信息記錄層的表面的焦點(diǎn)調(diào)整的反饋增益和該信息記錄層的表面的反射比的乘積。
可在保護(hù)層的表面上預(yù)先形成指示信息記錄層的反射比的信息，在執(zhí)行對保護(hù)層的表面的焦點(diǎn)調(diào)整時(shí)，該控制裝置可從保護(hù)層的表面讀取該信息，且可根據(jù)該信息設(shè)置對信息記錄層的表面的焦點(diǎn)調(diào)整的反饋增益。
保護(hù)層的表面的反射比可以是3％至5％。
本發(fā)明提供一種光盤單元，用于具有一或多個(gè)信息表面的光盤，其中該信息表面具有多條形成在其上的跡道，該光盤單元包括跟蹤誤差檢測裝置，用于檢測施加到光盤上的光束與同其對應(yīng)的多條跡道之一之間的失準(zhǔn)，并輸出指示該失準(zhǔn)的跟蹤誤差信號；放大檢測裝置，用于檢測該跟蹤誤差信號的放大；焦點(diǎn)調(diào)整裝置，用于執(zhí)行焦點(diǎn)調(diào)整以使該光束的焦點(diǎn)與信息表面之間的距離在一預(yù)定誤差限度內(nèi)；移位裝置，用于朝向該光盤移動(dòng)該光束的焦點(diǎn)的位置；及控制裝置，用于控制該焦點(diǎn)調(diào)整裝置和移位裝置，其中該控制裝置控制該移位裝置以使沿橫過在該光盤的信息表面上形成的跡道的方向移位該光束的焦點(diǎn)并接近該光盤，焦點(diǎn)調(diào)整裝置的操作被停止；且該控制裝置允許焦點(diǎn)調(diào)整裝置僅在該放大檢測裝置檢測到跟蹤誤差信號的放大率變?yōu)橐活A(yù)定值或更高時(shí)開始該操作，從而實(shí)現(xiàn)上述目的。
形成在信息表面上的各多條跡道可以是波狀的。
一光盤單元還可包括零交越檢測裝置，用于檢測指示光束的焦點(diǎn)與信息表面之間的失準(zhǔn)的焦點(diǎn)誤差信號交越零，且該控制裝置可在該放大檢測裝置檢測到跟蹤誤差信號的放大率變?yōu)橐活A(yù)定值或更高且該零交越檢測裝置檢測到該焦點(diǎn)誤差信號交越零時(shí)，開始焦點(diǎn)調(diào)整裝置的操作。
一光盤單元還可包括一帶通濾波器，且該跟蹤誤差信號可經(jīng)該帶通濾波器被提供給放大檢測裝置。
該控制裝置可控制該光盤的轉(zhuǎn)動(dòng)以使當(dāng)該放大檢測裝置檢測到跟蹤誤差信號的放大時(shí)該光盤的轉(zhuǎn)數(shù)小于當(dāng)再現(xiàn)該光盤的信息表面上記錄的信息時(shí)該光盤的轉(zhuǎn)數(shù)。
該控制裝置可控制光束的強(qiáng)度以使當(dāng)該放大檢測裝置檢測到跟蹤誤差信號的放大時(shí)光束的強(qiáng)度小于當(dāng)再現(xiàn)該光盤的信息表面上記錄的信息時(shí)光束的強(qiáng)度。
該控制裝置可以停止光盤的旋轉(zhuǎn)來執(zhí)行焦點(diǎn)調(diào)整并控制光盤的轉(zhuǎn)動(dòng)以使在檢測到光束的焦點(diǎn)與信息表面之間的距離在該預(yù)定誤差限度內(nèi)后，光盤開始轉(zhuǎn)動(dòng)。
本發(fā)明體提供了一種光盤單元，用于具有一或多個(gè)信息表面的光盤，該光盤單元包括焦點(diǎn)誤差檢測裝置，用于輸出一焦點(diǎn)誤差信號，指示施加到光盤的一光束的焦點(diǎn)與一預(yù)定表面之間的失準(zhǔn)；移位裝置，用于沿垂直于該光盤的方向移動(dòng)光束的焦點(diǎn)的位置；焦點(diǎn)調(diào)整裝置，用于執(zhí)行到該預(yù)定表面的焦點(diǎn)調(diào)整以使通過根據(jù)該焦點(diǎn)誤差信號控制該移位裝置使光束的焦點(diǎn)與該預(yù)定表面之間的距離在一預(yù)定誤差限度內(nèi)；零交越檢測裝置，用于檢測該焦點(diǎn)誤差信號交越零；及控制裝置，用于控制該焦點(diǎn)調(diào)整裝置和移位裝置，其中該控制裝置控制該移位裝置以使沿朝向該光盤的一表面的第一方向移位光束的焦點(diǎn)直至零交越檢測裝置第一次檢測到焦點(diǎn)誤差信號的交越零。該控制裝置控制該移位裝置以使當(dāng)?shù)谝淮螜z測到焦點(diǎn)誤差信號的交越零時(shí)，光束的焦點(diǎn)被進(jìn)一步沿第一方向移過一預(yù)定距離，該預(yù)定距離大于光盤的表面和信息表面之間的距離，該控制裝置控制該移位裝置以使直到該光束的焦點(diǎn)已被沿第一方向移過該預(yù)定距離且當(dāng)?shù)诙螜z測到焦點(diǎn)誤差信號交越零時(shí)，沿與第一方向相對的第二方向朝向信息表面移位光束的焦點(diǎn)，且該控制裝置控制焦點(diǎn)調(diào)整裝置以當(dāng)?shù)诙螜z測到焦點(diǎn)誤差信號交越零時(shí)，執(zhí)行對信息表面的焦點(diǎn)調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)上述目的。
該控制裝置可以停止光盤的旋轉(zhuǎn)來執(zhí)行焦點(diǎn)調(diào)整并控制光盤的轉(zhuǎn)動(dòng)以使在檢測到光束的焦點(diǎn)與信息表面之間的距離在該預(yù)定誤差限度內(nèi)后，光盤開始轉(zhuǎn)動(dòng)。
本發(fā)明還提供了一種光盤單元，用于具有一或多個(gè)信息表面的光盤，該光盤單元包括焦點(diǎn)誤差檢測裝置，用于輸出一焦點(diǎn)誤差信號，指示施加到光盤的一光束的焦點(diǎn)與一預(yù)定表面之間的失準(zhǔn)；移位裝置，用于沿垂直于該光盤的方向移動(dòng)光束的焦點(diǎn)的位置；焦點(diǎn)調(diào)整裝置，用于執(zhí)行到該預(yù)定表面的焦點(diǎn)調(diào)整以使通過根據(jù)該焦點(diǎn)誤差信號控制該移位裝置使光束的焦點(diǎn)與該預(yù)定表面之間的距離在一預(yù)定誤差限度內(nèi)；零交越檢測裝置，用于檢測該焦點(diǎn)誤差信號交越零；及控制裝置，用于控制該焦點(diǎn)調(diào)整裝置和移位裝置，其中該控制裝置控制該移位裝置以使沿朝向該光盤的該表面移位光束的焦點(diǎn)直至零交越檢測裝置第一次檢測到焦點(diǎn)誤差信號交越零。該控制裝置控制焦點(diǎn)調(diào)整裝置以當(dāng)?shù)谝淮螜z測到焦點(diǎn)誤差信號交越零時(shí)，執(zhí)行對光盤的該表面的焦點(diǎn)調(diào)整。在執(zhí)行對光盤的該表面的焦點(diǎn)調(diào)整時(shí)，該控制裝置在存儲裝置中存儲位移信息，指示該移位裝置根據(jù)該光盤的旋轉(zhuǎn)角的位移。該控制裝置控制該移位裝置以使停止焦點(diǎn)調(diào)整裝置的操作，根據(jù)存儲裝置中存儲的位移信息，朝向該信息表面移位該光束的焦點(diǎn)，直至零交越檢測裝置第二次檢測到焦點(diǎn)誤差信號交越零。且該控制裝置控制焦點(diǎn)調(diào)整裝置以當(dāng)?shù)诙螜z測到焦點(diǎn)誤差信號交越零時(shí)，執(zhí)行對信息表面的焦點(diǎn)調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)上述目的。
該焦點(diǎn)調(diào)整裝置可控制相位補(bǔ)償以使對于焦點(diǎn)調(diào)整裝置已開始操作之后的一預(yù)定周期，相比于再現(xiàn)光盤上記錄的信息時(shí)，其中相位超前(phase lead)的一頻帶較寬。
該焦點(diǎn)調(diào)整裝置可設(shè)置一增益以使對于焦點(diǎn)調(diào)整裝置已開始操作之后的一預(yù)定周期，相比于再現(xiàn)光盤上記錄的信息時(shí)，該增益較小。
本發(fā)明提供了一種光盤單元，用于具有多個(gè)信息表面的光盤，該光盤單元包括光電探測裝置，用于檢測當(dāng)一光束被施加至該多個(gè)信息表面中的一預(yù)定表面時(shí)，反射離開該光盤的光；焦點(diǎn)誤差檢測裝置，用于根據(jù)該光電探測裝置的輸出而輸出一焦點(diǎn)誤差信號，指示該光束的焦點(diǎn)與該預(yù)定信息表面之間的失準(zhǔn)；全內(nèi)反射量檢測裝置，用于根據(jù)該光電探測裝置的輸出，檢測反射離開該光盤的全內(nèi)反射的量；和歸一化裝置，用于通過將焦點(diǎn)誤差信號除以一值而生成一歸一化焦點(diǎn)誤差信號，該值是通過從該全內(nèi)反射量檢測裝置的輸出減去對應(yīng)于反射離開除該光盤的該預(yù)定信息表面之外的信息表面的反射量的一信號值而獲得的，從而實(shí)現(xiàn)上述目的。
一光盤單元還可包括移位裝置，用于沿垂直于該光盤的方向移動(dòng)光束的焦點(diǎn)的位置；焦點(diǎn)調(diào)整裝置，用于執(zhí)行焦點(diǎn)調(diào)整以使通過根據(jù)該歸一化的焦點(diǎn)誤差信號控制該移位裝置使光束的焦點(diǎn)與該預(yù)定信息表面之間的距離在一預(yù)定誤差限度內(nèi)；和焦點(diǎn)增益測量裝置，用于測量該焦點(diǎn)調(diào)整的一系統(tǒng)的增益，且該信號值可根據(jù)該焦點(diǎn)增益測量裝置的輸出而改變。
一光盤單元還可包括移位裝置，用于沿垂直于該光盤的方向移動(dòng)光束的焦點(diǎn)的位置，且該信號值可改變以使當(dāng)驅(qū)動(dòng)移位裝置時(shí)，歸一化焦點(diǎn)誤差信號的放大率是一常數(shù)值，以使光束的焦點(diǎn)通過(pass through)該光盤的預(yù)定信息表面。
該信號值可根據(jù)各該多個(gè)信息表面而改變。
一光盤單元還可包括漫射光檢測裝置，用于檢測反射離開除其上落有光束的焦點(diǎn)的該光盤的預(yù)定信息表面之外的信息表面的光，且該信號值可根據(jù)該漫射光檢測裝置的輸出而改變。
一光盤單元還可包括移位裝置，用于沿垂直于該光盤的方向移動(dòng)光束的焦點(diǎn)的位置；和控制裝置，用于根據(jù)歸一化焦點(diǎn)誤差信號來控制該移位裝置以使控制該移位裝置朝向除了該光盤的該預(yù)定表面之外的信息表面移位光束的焦點(diǎn)。
該光電探測裝置還可包括光束分裂裝置，用于將反射離開關(guān)盤的光分裂成接近于光軸的一內(nèi)部區(qū)域的光和遠(yuǎn)離光軸的一外部區(qū)域的光；該焦點(diǎn)誤差檢測裝置可包括內(nèi)部焦點(diǎn)誤差檢測裝置，用于根據(jù)該內(nèi)部區(qū)域的光，檢測光束的焦點(diǎn)與光盤的的預(yù)定信息表面之間的失準(zhǔn)，和外部焦點(diǎn)誤差檢測裝置，用于根據(jù)該外部區(qū)域的光，檢測光束的焦點(diǎn)與光盤的的預(yù)定信息表面之間的失準(zhǔn)；且該控制裝置可根據(jù)該內(nèi)部焦點(diǎn)誤差檢測裝置的輸出和該外部焦點(diǎn)誤差檢測裝置的輸出中的至少之一來控制該移位裝置，以使控制該移位裝置朝向除了該光盤的該預(yù)定表面之外的信息表面移位光束的焦點(diǎn)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的一光盤單元的示例性結(jié)構(gòu)的方框圖；圖2A示出在序列1至4上的一會聚激光束的焦點(diǎn)的位置的改變；圖2B示出在序列1至4上的一焦點(diǎn)誤差信號FE的改變；圖3示出一光盤的例子，在該光盤的一保護(hù)層的表面上形成盤信息；圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2的一光盤單元的示例性結(jié)構(gòu)的方框圖；圖5示出FE信號中的改變的一例子；圖6概略性地示出在光盤上形成的跡道；圖7示出當(dāng)光束橫過這些跡道時(shí)一TE信號的波形；圖8示出當(dāng)物鏡逐步接近于光盤的信息表面時(shí)這些信號的波形；圖9示出當(dāng)執(zhí)行聚焦時(shí)這些信號的波形；圖10是實(shí)施例3的一光盤單元的示例性結(jié)構(gòu)的方框圖；圖11示出在光盤的信息表面上形成的多條跡道；圖12示出當(dāng)執(zhí)行焦點(diǎn)調(diào)整，光束橫過這些跡道時(shí)這些信號的波形；圖13示出在該光盤單元中使用的信號的波形；圖14是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例4的光盤單元的示例性結(jié)構(gòu)的方框圖；圖15示出在該光盤單元中使用的信號的波形；圖16是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例5的光盤單元的示例性結(jié)構(gòu)的方框圖；圖17示出在該光盤單元中使用的信號的波形；圖18是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例6的光盤單元的示例性結(jié)構(gòu)的方框圖；圖19是一相位補(bǔ)償電路的示例性結(jié)構(gòu)的方框圖；圖20示出該相位補(bǔ)償電路中包括的這些電路的相位特性；圖21示出當(dāng)執(zhí)行聚焦時(shí)的波形；圖22圖示了一工作距離；圖23是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例7的光盤單元的示例性結(jié)構(gòu)的方框圖；圖24圖示了一雙層光盤2187和一光束2106；圖25示出該光盤單元中使用的這些信號的波形；圖26是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例8的光盤單元的示例性結(jié)構(gòu)的方框圖；圖27概略性地示出一光電探測器的結(jié)構(gòu)；圖28是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例9的光盤單元的示例性結(jié)構(gòu)的方框圖；圖29示出該光盤單元中使用的這些信號的波形；圖30是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例10的光盤單元的示例性結(jié)構(gòu)的方框圖；圖31當(dāng)在第一信息表面的該控制FE信號是零時(shí)，該光束的外部和內(nèi)部焦點(diǎn)；圖32示出一外部FE信號和一內(nèi)部FE信號的波形；及圖33示出該光盤單元中使用的這些信號的波形。
具體實(shí)施例方式
以下將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
(實(shí)施例1)圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的光盤單元1001的示例性結(jié)構(gòu)。
該光盤單元1001在一光盤1100上記錄信息并再現(xiàn)光盤單元1100上記錄的信息。該光盤1100有一信息記錄層1120和形成在該信息記錄層1120上的一保護(hù)層1110。
該光盤單元1001包括一光頭1002，用于將一會聚激光束照射在信息記錄層1120上。
該光頭1002包括一激光源1201、光接收裝置1202、物鏡致動(dòng)器1204和物鏡1203。
該激光源1201輸出一激光束。從該激光源1201輸出的激光束通過物鏡1203被聚焦。結(jié)果，光盤1100被該會聚激光束照射。自光盤1100反射離開的會聚激光束穿過物鏡1203且由光接收裝置1202接收。物鏡1203由物鏡致動(dòng)器1204驅(qū)動(dòng)。
光接收裝置1202例如由劃分成多個(gè)部分的光接收區(qū)段形成。自光接收裝置1202輸出的一組信號(DOUT)被提供給焦點(diǎn)誤差計(jì)算裝置1003和信息讀取裝置1011。該焦點(diǎn)誤差計(jì)算裝置1003自該信號組DOUT生成一焦點(diǎn)誤差信號(FE)。該焦點(diǎn)誤差信號根據(jù)該會聚集光束的焦點(diǎn)和一反射表面(保護(hù)層1110或信息記錄層1120的表面，在后詳述)之間的距離而改變。該焦點(diǎn)誤差信號FE經(jīng)一增益放大器1009、一開關(guān)1008、加法裝置1004、低頻補(bǔ)償裝置1012和一致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器1005反饋給光頭1002的物鏡致動(dòng)器1204。
這樣，通過光接收裝置1202、焦點(diǎn)誤差計(jì)算裝置1003、增益放大器1009、開關(guān)1008、加法裝置1004、低頻補(bǔ)償裝置1012、致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器1005和物鏡致動(dòng)器1204形成一焦點(diǎn)調(diào)整環(huán)路，用于執(zhí)行焦點(diǎn)伺服。開關(guān)1008被開啟和關(guān)閉該焦點(diǎn)調(diào)整環(huán)路。加法裝置1004被用于將焦點(diǎn)移位裝置1007的輸出信號(在后詳述)加至該焦點(diǎn)調(diào)整環(huán)路。
光接收裝置1202、焦點(diǎn)誤差計(jì)算裝置1303、增益放大器1009、開關(guān)1008、加法裝置1004、低頻補(bǔ)償裝置1012、致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器1005和物鏡致動(dòng)器1204用作為焦點(diǎn)調(diào)整裝置，用于執(zhí)行對該反射表面的焦點(diǎn)調(diào)整以使通過根據(jù)焦點(diǎn)誤差信號FE驅(qū)動(dòng)物鏡致動(dòng)器1204，會聚集光束的焦點(diǎn)和反射表面之間的距離在一預(yù)定誤差限度內(nèi)。
焦點(diǎn)移位裝置1007相對于光盤表面，垂直地強(qiáng)制移位會聚集光束的焦點(diǎn)。焦點(diǎn)移位裝置1007的輸出信號通過加法器1004被加至焦點(diǎn)調(diào)整環(huán)路。
一序列發(fā)生器1006控制焦點(diǎn)移位裝置1007和焦點(diǎn)調(diào)整裝置。該序列發(fā)生器1006通過在開和關(guān)之間切換開關(guān)1008來控制焦點(diǎn)調(diào)整裝置。當(dāng)開關(guān)1008為開時(shí)，焦點(diǎn)調(diào)整環(huán)路被閉合，且因此焦點(diǎn)調(diào)整裝置工作。當(dāng)開關(guān)1008為關(guān)時(shí)，焦點(diǎn)調(diào)整環(huán)路為打開，且因此焦點(diǎn)調(diào)整裝置的工作停止。
序列發(fā)生器1006例如可由帶有生成序列1至4(在后詳述)的程序的微處理器形成。
以下，將參照圖2A和2B說明序列發(fā)生器1006的功能。序列發(fā)生器1006序列地執(zhí)行以下的序列1-4。圖2A示出在序列1-4上的會聚集光束的焦點(diǎn)的位置的變化。圖2B示出在序列1-4上的焦點(diǎn)誤差信號FE的變化。
(序列1)序列發(fā)生器1006控制焦點(diǎn)移位裝置1007以使會聚集光束的焦點(diǎn)朝向保護(hù)層1110移動(dòng)。例如通過向焦點(diǎn)移位裝置1007發(fā)出命令M的序列發(fā)生器1006執(zhí)行這樣一控制。響應(yīng)于命令M，一DC電流被提供給物鏡致動(dòng)器1204。因此，物鏡1203在垂直于光盤1100的方向上以預(yù)定的速度移動(dòng)。
在序列1中，開關(guān)1008被關(guān)斷。這樣，焦點(diǎn)調(diào)整環(huán)路被打開且焦點(diǎn)調(diào)整裝置被停止。
當(dāng)反射表面檢測裝置1010檢測到一反射表面(即保護(hù)層1110的表面)時(shí)，序列1結(jié)束。
例如通過檢測到焦點(diǎn)誤差信號FE超過一預(yù)定閾值(Vth)，該反射表面可被檢測(圖2B)。通過利用焦點(diǎn)誤差信號的特定特性可執(zhí)行這樣一檢測，該焦點(diǎn)誤差信號的特定特性是當(dāng)會聚集光束的焦點(diǎn)和反射表面之間的距離較短時(shí)(即在可檢測范圍內(nèi)時(shí))，可獲得具有與焦點(diǎn)誤差近似成比例的一幅值的焦點(diǎn)誤差信號，而當(dāng)該距離在可檢測范圍外時(shí)，不能獲得具有這樣一幅值的信號(所謂的S形特性)。
(序列2)序列發(fā)生器1006控制焦點(diǎn)調(diào)整裝置以使執(zhí)行對保護(hù)層1110的表面的焦點(diǎn)調(diào)整。這是通過將開關(guān)1008從關(guān)斷切換到啟通而執(zhí)行的。當(dāng)反射表面檢測裝置1010檢測到焦點(diǎn)誤差信號FE超過預(yù)定閾值(Vth)時(shí)，輸出一輸出脈沖信號P。響應(yīng)于輸出脈沖信號P的一邊沿，序列發(fā)生器1006生成一環(huán)路啟通信號(LON)，用于閉合開關(guān)1008。這樣，開關(guān)1008被啟通，且開始對保護(hù)層1110的表面的焦點(diǎn)調(diào)整。
當(dāng)對保護(hù)層1110的表面的焦點(diǎn)調(diào)整穩(wěn)定時(shí)，序列2結(jié)束。例如，在從焦點(diǎn)調(diào)整開始過去一預(yù)定時(shí)間周期后，沒有關(guān)于焦點(diǎn)調(diào)整被穩(wěn)定化的問題。該預(yù)定時(shí)間周期最好是根據(jù)焦點(diǎn)調(diào)整帶所確定的響應(yīng)時(shí)間周期的約10倍(和更大)。例如，如果對應(yīng)于10KHz的焦點(diǎn)調(diào)整帶的響應(yīng)時(shí)間為0.1ms，該預(yù)定時(shí)間周期最好是1ms(＝0.1ms×10)或更大。
(序列3)序列發(fā)生器1006解除對保護(hù)層1110的表面的焦點(diǎn)調(diào)整。這是通過將開關(guān)1008從啟通切換到關(guān)斷而被執(zhí)行的。
然后，序列發(fā)生器1006控制移位裝置1007以使會聚集光束的焦點(diǎn)朝向信息記錄層1120移位。這樣一控制是通過例如序列發(fā)生器1006發(fā)出命令M給焦點(diǎn)移位裝置1007而被執(zhí)行的。響應(yīng)于該命令M，一DC電流被提供給物鏡致動(dòng)器1204。這樣，物鏡1203在垂直于光盤1100的方向上以預(yù)定的速度移動(dòng)。
當(dāng)反射表面檢測裝置1010檢測到一反射表面(即信息記錄層1120的表面)時(shí)，序列3結(jié)束。
該反射表面通過與相對于序列1所述的方法相同的方法被檢測。
(序列4)序列發(fā)生器1006控制焦點(diǎn)調(diào)整裝置以使執(zhí)行對信息記錄層1120的表面的焦點(diǎn)調(diào)整。這是通過將開關(guān)1008從關(guān)斷切換到啟通而被執(zhí)行的。
當(dāng)對信息記錄層1120的焦點(diǎn)調(diào)整被穩(wěn)定化時(shí)，序列4結(jié)束。
如上所述，采用根據(jù)本發(fā)明的光盤單元1001，通過序列發(fā)生器1006的控制來執(zhí)行具有兩步驟的聚焦。該聚焦的第一步驟是對保護(hù)層1110的表面的聚焦。該聚焦的第二步驟是對信息記錄層1120的表面的聚焦。采用具有兩步驟的這樣一聚焦，可顯著降低物鏡1203碰撞光盤1100的危險(xiǎn)。下面將詳細(xì)描述其原因。
在序列1和2中，對保護(hù)層1110的表面而非信息記錄層1120的表面執(zhí)行聚焦的第一步驟。該聚焦被執(zhí)行到與常規(guī)方法中位置遠(yuǎn)離保護(hù)層1110的厚度的一位置。換言之，該工作距離被延伸保護(hù)層1110的厚度。
例如，如果初始工作距離(即當(dāng)焦點(diǎn)在信息記錄層1120上時(shí)，保護(hù)層1110的表面與物鏡1203之間的距離)是150μm，實(shí)質(zhì)的工作距離是250μm，其為初始工作距離加上保護(hù)層1110的厚度100μm。因此，即使光盤1100的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的擺動(dòng)的幅度為200μm，也可避免在大多數(shù)情況下由于聚焦故障導(dǎo)致的物鏡1203碰撞保護(hù)層1110的表面。
另外，在序列2中，執(zhí)行對光盤1100的擺動(dòng)的跟蹤控制。這樣，在序列3和4中，光盤1100的擺動(dòng)干擾可被忽略。這是由于信息記錄層1120和保護(hù)層1110經(jīng)受相同的擺動(dòng)。
在序列4中，信息記錄層1120(將對其執(zhí)行聚焦)和物鏡1203之間的相對速度基本為零。這樣，光盤1100可被看為基本上是靜止的(在擺動(dòng)方向上)。在序列3中，焦點(diǎn)調(diào)整環(huán)路被阻斷(block)，但在阻斷焦點(diǎn)調(diào)整環(huán)路之前的致動(dòng)器的工作狀態(tài)被原樣保持。結(jié)果，在序列3和4中，幾乎可確保執(zhí)行對信息記錄層1120的聚焦。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1，即使使用具有高NA的物鏡的光頭，通過執(zhí)行對保護(hù)層1110的表面的焦點(diǎn)調(diào)整，且然后執(zhí)行對信息記錄層1120的焦點(diǎn)調(diào)整，可盡最大可能地避免物鏡碰撞光盤的表面。
通常，保護(hù)層1110的反射比R1110和信息記錄層1120的反射比R1120是不同的。序列發(fā)生器1006使用一增益放大器1009適當(dāng)?shù)卦O(shè)置一增益以修正反射比R1110和反射比R1120之間的差。
當(dāng)在序列2中執(zhí)行對保護(hù)層1110的表面的焦點(diǎn)調(diào)整時(shí)的反饋增益G1110和當(dāng)序列4中執(zhí)行對信息記錄層1120的表面的焦點(diǎn)調(diào)整時(shí)的反饋增益G1120最好被設(shè)置滿足公式(1)。
R1110×G1110＝R1120×G1120 (1)
G1110和G1120最好被設(shè)置使得R1110和G1110的乘積等于R1120和G1120的乘積。
設(shè)置反饋增益G1110和G1120以滿足公式(1)實(shí)現(xiàn)了整個(gè)控制系統(tǒng)的環(huán)路增益保持恒定。結(jié)果，可執(zhí)行對保護(hù)層1110的表面和信息記錄層1120的表面中的任一的穩(wěn)定的焦點(diǎn)調(diào)整。
保護(hù)層1110的表面的反射比R1110通過保護(hù)層1110的折射率被唯一地確定。另一方面，信息記錄層1120的表面的反射比1120根據(jù)信息記錄層1120的材料而顯著地改變。例如，如果保護(hù)層1110的材料是通常使用的聚碳酸樹脂(polycarbonate resin)，保護(hù)層1110的表面的反射比在3％至5％的范圍內(nèi)。在可記錄及可擦除媒體的情況下(例如相變膜)，信息記錄層1120的表面的反射比R1120為5％至20％。在是可重寫媒體的情況下(例如顏料型材料)為70％至90％。在僅可讀媒體的情況下(例如鋁反射膜)為70％至90％。信息記錄層1120的表面的反射比根據(jù)其材料而有明顯的變化。這樣，除非在聚焦時(shí)已知信息記錄層1120的表面的反射比R1120，否則無法保證實(shí)現(xiàn)滿足公式(1)的關(guān)系。
為了確保獲得信息記錄層1120的表面的反射比R1120，例如，指示反射比R1120的信息可被事先形成在光盤1100的保護(hù)層1110的表面以使得在序列2期間(即在聚焦到保護(hù)層1110的表面期間)，通過使用信息讀取裝置1011，指示R1120的信息被從保護(hù)層1110的表面讀出。在序列4中，序列發(fā)生器1006使用增益放大器1009，根據(jù)發(fā)射比R1120設(shè)定一控制增益。
圖3示出了一光盤的例子，在該光盤的保護(hù)層1110的表面上形成有光盤信息1112。該指示信息記錄層1120的表面的反射比R1120的信息至少被包括在盤信息1112的部分中。該盤信息1112可以是直接印在保護(hù)層1110的表面上的條形碼或可以是待被附連的帶有條形碼或類似印刷物的一標(biāo)簽。信息讀取裝置1011可具有任何結(jié)構(gòu)，只要它將從光接收裝置1202輸出的信號組DOUT的每個(gè)附加信號與一預(yù)定閾值相比較并根據(jù)該比較結(jié)果將該條形碼轉(zhuǎn)換成一二進(jìn)制值用于檢測。
(實(shí)施例2)圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2的光盤單元2002的示例性結(jié)構(gòu)。
在本實(shí)施例中，一光電探測器2113和一TE信號發(fā)生電路2102(在后描述)用作為跟蹤誤差檢測裝置。該跟蹤誤差檢測裝置檢測施加至具有一信息表面(該信息表面上形成有多條跡道)的光盤2100的光束與對應(yīng)的一條跡道之間的失準(zhǔn)，并輸出指示該失準(zhǔn)的跟蹤誤差信號。
光電探測器2113、FE信號發(fā)生電路2115、相位補(bǔ)償電路2116、功率放大器2118和致動(dòng)器2104用作為焦點(diǎn)調(diào)整裝置。該焦點(diǎn)調(diào)整裝置執(zhí)行焦點(diǎn)調(diào)整以使該光束的焦點(diǎn)和光盤2100的信息表面之間的距離在一預(yù)定誤差限度內(nèi)。
一微計(jì)算機(jī)2122用作為控制焦點(diǎn)調(diào)整裝置和致動(dòng)器2104(移位裝置)的控制裝置。
光盤2100被連至一馬達(dá)2127并以預(yù)定的轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)。馬達(dá)2127由一馬達(dá)控制電路2126控制。馬達(dá)2127的轉(zhuǎn)數(shù)由微計(jì)算機(jī)2122設(shè)定。
光盤2100具有一信息表面，其上形成由多條跡道(圖4中未示出，請參見圖6和22)。該多條跡道形成為螺旋形，具有凸和凹部分。該光盤2100可以是單層盤和可以是多層盤，包括雙層盤。
一激光器2109、耦合透鏡2108、偏振光束分裂器2110、1/4波片2107、全內(nèi)反射鏡2105、光電探測器2113和致動(dòng)器2104被附連至該光頭2114。
激光器2109被連接至激光器控制電路2101。激光器控制器2101驅(qū)動(dòng)激光器2109以使具有由微計(jì)算機(jī)2112設(shè)定的光發(fā)射功率。由附連至光頭2114的激光器2109生成的光束2106通過耦合透鏡2108被準(zhǔn)直成平行光，并通過偏振光束分裂器2110和1/4波片2107。然后，該光被反射離開全內(nèi)反射鏡2105并通過一物鏡2103被聚焦和施加到光盤2100的信息表面上。
反射離開關(guān)盤2100的信息表面的光通過物鏡2103并被反射離開全內(nèi)反射鏡2105。然后，該光通過1/4波片2107、偏振光束分裂器2110、檢測透鏡2111和柱面透鏡2112并被入射在包括有四個(gè)光接收部分的光電探測器2113中。物鏡2103被連接至致動(dòng)器2104的一可移動(dòng)部分。起到聚焦方向移位裝置和跟蹤方向移位裝置作用的致動(dòng)器2104包括一聚焦線圈、一跟蹤線圈、用于聚焦的一永久磁鐵和用于跟蹤的一永久磁鐵。當(dāng)使用功率放大器2118將一電壓施加至致動(dòng)器2104的聚焦線圈時(shí)，一電流流過該線圈。該線圈自永久磁鐵接收一磁力用于聚焦。
這樣，物鏡2103沿垂直于光盤2100的信息表面的方向(在圖中為上下的方向)移動(dòng)。物鏡2103根據(jù)指示光束的焦點(diǎn)和光盤的信息表面之間的失準(zhǔn)的焦點(diǎn)誤差信號被控制以使光束2106的焦點(diǎn)總是落在光盤2100的信息表面上。
當(dāng)通過功率放大器2125將一電壓施加至跟蹤線圈時(shí)，一電流流過該線圈。該線圈自永久磁鐵接收一磁力用于跟蹤。這樣，物鏡2103沿光盤2100的徑向(橫過光盤2100上跡道的方向，在圖中為左右的方向)移動(dòng)。
光電探測器2113由四個(gè)光接收部分形成。反射離開關(guān)盤并入射在光電探測器2113上的光被發(fā)送給焦點(diǎn)誤差信號發(fā)生電路2115(以下稱為FE信號發(fā)生電路2115)和跟蹤誤差信號發(fā)生電路2102(以下稱為TE信號發(fā)生電路2102)。該FE信號發(fā)生電路2115生成指示光束2106的焦點(diǎn)和光盤2100的信息表面之間的失準(zhǔn)的焦點(diǎn)誤差信號(以下稱為FE信號)。
圖4中所示的光學(xué)系統(tǒng)具有實(shí)現(xiàn)通常稱為象散方法的FE信號的一檢測方案。FE信號經(jīng)一相位補(bǔ)償電路2116和一開關(guān)2117被發(fā)送給功率放大器2118。
一電流通過功率放大器2118流至致動(dòng)器2104的聚焦線圈。相位補(bǔ)償電路2116是一濾波器，其提前一相位用于穩(wěn)定該焦點(diǎn)調(diào)整系統(tǒng)。這樣，物鏡2103響應(yīng)于FE信號而被驅(qū)動(dòng)而光束2106的焦點(diǎn)總是落在信息表面上。
根據(jù)在控制端子d的電位，開關(guān)2117在一端子a和一端子c的連接與端子b和端子c的連接之間切換。在本實(shí)施例中，當(dāng)在控制端子d的電位為高時(shí)，端子c和端子a被連接。當(dāng)在控制端子d的電位為低時(shí)，端子c和端子b被連接。FE信號還被發(fā)送給一零交越檢測電路2119。當(dāng)零交越檢測電路2119檢測到FE信號交越零時(shí)，它輸出一脈沖信號。以下，該脈沖被稱為零交越信號。
圖4中所示的光學(xué)系統(tǒng)具有實(shí)現(xiàn)通常稱為推挽方法的一跟蹤誤差信號檢測方案。以下，該跟蹤誤差信號被稱為TE信號。TE信號發(fā)生電路2102通過該推挽方法，檢測聚焦并施加到其上形成有多條跡道的光盤2100的信息表面上的光束2106與光盤2100的跡道之間失準(zhǔn)。該TE信號經(jīng)一帶通濾波器2120(以下稱為BPF2120)和一放大檢測電路2121被發(fā)送給一比較器2128。
比較器2128的輸出被發(fā)送給微計(jì)算機(jī)2122。一斜坡發(fā)生電路2123生成以恒定率變化的一信號(即斜坡波形)。生成該斜坡波形的時(shí)間周期由微計(jì)算機(jī)2122設(shè)定。斜坡發(fā)生電路2123的輸出經(jīng)開關(guān)2117被發(fā)送給功率放大器2118。開關(guān)2117通過微計(jì)算機(jī)2122被切換。一正弦波發(fā)生電路2124生成正弦波。生成該正弦波的時(shí)間周期由微計(jì)算機(jī)2122設(shè)定。正弦波生成電路2124的輸出被發(fā)送給功率放大器2125。
現(xiàn)在，描述一聚焦操作。微計(jì)算機(jī)2122設(shè)定預(yù)定的轉(zhuǎn)數(shù)給馬達(dá)控制電路2126，且然后設(shè)定預(yù)定的發(fā)光功率給激光控制電路2101。微計(jì)算機(jī)2122使開關(guān)2117的控制端子的電位低以連接端子c和端子b。此時(shí)，不執(zhí)行焦點(diǎn)調(diào)整。斜坡發(fā)生電路2123被致動(dòng)以輸出斜坡波。根據(jù)該斜坡波的電流通過功率放大器2118流過聚焦線圈。
物鏡2103移向光盤2100(在圖中沿向上的方向)。同時(shí)，微計(jì)算機(jī)2122致動(dòng)正弦波發(fā)生電路2124且以正弦電流通過功率放大器2125流過跟蹤線圈。物鏡2103沿橫過跡道的方向以一正弦波形擺動(dòng)。
如上所述，物鏡2103接近光盤2100并在橫過跡道的方向上發(fā)生擺動(dòng)。當(dāng)光束2106的焦點(diǎn)接近光盤2100的信息表面并開始橫過這些跡道時(shí)，來自TE信號發(fā)生電路2102的TE信號為正弦波形。該TE信號經(jīng)BPF2120被發(fā)送給放大檢測電路2121。隨著光束沿垂直于這些跡道的方向移動(dòng)，放大檢測裝置，即放大檢測電路2121測量TE信號的放大。BPF2120去除噪聲。BPF2120的通帶是TE信號的頻率。TE信號的頻率取決于這些跡道的間距和分散及光盤的轉(zhuǎn)數(shù)。在通常的光盤單元和光盤中，其范圍自數(shù)十赫茲至數(shù)千赫茲。
TE信號的放大率由放大檢測電路2121檢測。當(dāng)檢測到TE信號的放大率變?yōu)轭A(yù)定值或更高時(shí)，比較器2128的輸出變?yōu)楦咔夜馐慕裹c(diǎn)被檢測到接近于信息表面。然后，光束的焦點(diǎn)通過信息表面。FE信號發(fā)生電路2115輸出的FE信號交越零。在此時(shí)，該零交越信號被自零交越檢測裝置，即零交越檢測電路2119輸出。
當(dāng)比較器2128的輸出是高電平且當(dāng)從零交越檢測電路2119輸出零交越信號時(shí)，微計(jì)算機(jī)2122判斷焦點(diǎn)是在光盤2100的信息表面上。在此情況下，微計(jì)算機(jī)2122使控制端子d的電位高并連接開關(guān)2117的端子c和端子a以開始焦點(diǎn)調(diào)整操作。
微計(jì)算機(jī)2122控制光盤2100的轉(zhuǎn)動(dòng)以使當(dāng)放大檢測電路2121檢測到TE信號的放大時(shí)的光盤2100的轉(zhuǎn)數(shù)小于再現(xiàn)光盤2100的信息表面上記錄的信息時(shí)光盤2100的轉(zhuǎn)數(shù)。這樣一控制例如是通過控制轉(zhuǎn)動(dòng)光盤的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置即電機(jī)2127的轉(zhuǎn)數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。在開始焦點(diǎn)調(diào)整后，微計(jì)算機(jī)2127提高馬達(dá)2127的轉(zhuǎn)數(shù)到用于再現(xiàn)信息的正常轉(zhuǎn)數(shù)。當(dāng)如上所述檢測TE信號的放大時(shí)，通過降低光盤2100的轉(zhuǎn)數(shù)，可減慢在聚焦方向上到信息表面的速度，由于光盤2100的擺動(dòng)，該速度可能被增大。因此，信息表面處于焦深的時(shí)間周期可被延長，且因此光束2106橫跨過的跡道數(shù)可被增加。結(jié)果，可精確地檢測到TE信號的放大。
微計(jì)算機(jī)2122控制光束的強(qiáng)度以使當(dāng)放大檢測電路2121檢測到TE信號的放大時(shí)的光束的強(qiáng)度小于再現(xiàn)光盤2100的信息表面上記錄的信息時(shí)的光束的強(qiáng)度。這樣一控制是通過控制激光器2109的發(fā)光功率而實(shí)現(xiàn)的。在開始焦點(diǎn)調(diào)整后，微計(jì)算機(jī)2122將激光器2109的發(fā)光功率提高到再現(xiàn)信息的正常功率。當(dāng)如上所述檢測到TE信號的放大時(shí)，通過降低光束的功率，光盤2100上記錄的信息可被防止破壞，圖5示出了FE信號的改變的一個(gè)例子。在圖5中，一水平軸表示采用物鏡2103聚焦的光束2106的焦點(diǎn)與光盤210的信息表面之間的距離。一垂直軸表示該FE信號的電平。該FE信號具有類似于S形的波形。以下，該波形稱之為S形波形。FE信號的零電平表示光束的焦點(diǎn)與該信息表面匹配(即被聚焦)。當(dāng)該距離約為10μm時(shí)，該FE信號的電平為最大值。當(dāng)該距離變長時(shí)，該FE信號靠近于零。這樣，在焦點(diǎn)調(diào)整之前，要求執(zhí)行焦點(diǎn)調(diào)整的初始操作以使光束2106的焦點(diǎn)與信息表面之間的距離在圖5的范圍L內(nèi)。
圖6概略性地示出光盤2100上形成的跡道。光束2106被從圖中的下邊施加。這些跡道相對于圖中的下邊是凸起的部分。在圖6中，光盤2100的信息表面由參考數(shù)字2101表示，光盤2100的表面由參考數(shù)字2102表示。
下面描述通常稱為推挽方法的跟蹤誤差檢測方案。該推挽方法也稱為遠(yuǎn)場法。在該方法中，TE信號通過光電探測器的光接收區(qū)段輸出中的差而被檢測，其中這些光接收區(qū)段被劃分為兩個(gè)且相對于這些跡道的中心對稱定位，該光電探測器接收由光盤2100的跡道反射及衍射的光束。
圖7示出了當(dāng)光束2106橫過這些跡道時(shí)TE信號的波形。當(dāng)光束2106橫過這些跡道時(shí)，TE信號為正弦波形。TE信號在各跡道的中心為零。
圖8示出了當(dāng)物鏡2103逐步接近于光盤2100的信息表面時(shí)信號的波形。在圖8中，波形(a)表示斜坡發(fā)生電路2123的輸出，波形(b)表示焦點(diǎn)，波形(c)表示FE信號，波形(d)表示零交越信號，波形(e)表示TE信號，波形(f)表示放大檢測電路2121的輸出，及波形(g)表示比較器2128的輸出。
當(dāng)微計(jì)算機(jī)2122在時(shí)間t0開始斜坡發(fā)生電路2123的操作時(shí)，一對應(yīng)電流流過該聚焦線圈。這樣，物鏡2103逐步接近光盤2100的信息表面。當(dāng)在時(shí)間t1焦點(diǎn)位置與光盤的表面匹配時(shí)，輸出零交越信號。然而，在光盤表面，TE信號的電平為零。這樣，比較器2128的輸出保持在低電平。而且，當(dāng)焦點(diǎn)位置進(jìn)一步接近光盤2100時(shí)，信息表面進(jìn)入焦深。這樣，TE信號為正弦波形。因此，放大檢測電路2121的輸出超出E1且比較器2128的輸出變?yōu)楦摺?br> 在時(shí)間t3，當(dāng)焦點(diǎn)與信息表面匹配時(shí)，輸出零交越信號。當(dāng)進(jìn)一步升高物鏡2103時(shí)，信息表面脫出焦深。這樣，TE信號達(dá)到零電平。在時(shí)間t4，比較器2128的輸出變?yōu)榈?。然而，由于比較器2128的輸出為低，可確保檢測到信息表面。具體地，如果該光盤單元具有這樣的結(jié)構(gòu)使得微計(jì)算機(jī)2122使控制端子d的電位高以在時(shí)間t3連接端子c和端子a，即使例如在雙層光盤中信息表面的反射比低，可確保執(zhí)行對信息表面的聚焦。
圖9示出了執(zhí)行聚焦時(shí)這些信號的波形。在圖9中，波形(a)表示斜坡發(fā)生電路2123的輸出，波形(b)表示焦點(diǎn)，波形(c)表示FE信號，波形(d)表示零交越信號，波形(e)表示TE信號，波形(f)表示放大檢測電路2121的輸出且波形(g)表示比較器2128的輸出。
波形(h)表示微計(jì)算機(jī)2122輸出給開關(guān)2117的控制端子d的控制信號。在t10，斜坡發(fā)生電路2123開始工作。在時(shí)間t12，比較器2128的輸出變高。
在時(shí)間t13，焦點(diǎn)與信息表面匹配且輸出零交越信號。微計(jì)算機(jī)2122使開關(guān)2117的控制端子d的電位高。
因此，開關(guān)2117的端子c和端子a被連接且焦點(diǎn)調(diào)整被操作。物鏡2103的焦點(diǎn)調(diào)整被執(zhí)行以使焦點(diǎn)落在信息表面上。
FE信號在光盤2100的表面上還交越零。然而，在光盤2100的表面的TE信號的電平為零。因此，微計(jì)算機(jī)2122不致動(dòng)焦點(diǎn)調(diào)整。這樣，可執(zhí)行對信息表面的精確聚焦。
在光盤2100是其上預(yù)記錄有信息的盤(例如ROM)時(shí)，該信息表面可根據(jù)一RF信號被檢測到。這樣的檢測可通過在圖4所示的光盤單元2002的結(jié)構(gòu)上附加一全內(nèi)反射檢測電路和一RF檢測電路而實(shí)現(xiàn)。
(實(shí)施例3)圖10示出了實(shí)施例3的光盤單元2003的示例性結(jié)構(gòu)。在圖10中，與上述實(shí)施例中類似的單元用相同的參考數(shù)字表示，且省略對其的描述。
圖11示出了在一光盤2150的信息表面上形成的多條跡道。每條跡道是波紋狀的。在圖11所示的示例性結(jié)構(gòu)中，各條跡道在其徑向上以預(yù)定周期W輕微擺動(dòng)。這些輕微擺動(dòng)可通過TE信號被檢測為光束2106和這些跡道之間的失準(zhǔn)。光盤2150可以是單層盤，或是多層盤，包括雙層盤。
圖12示出了當(dāng)執(zhí)行焦點(diǎn)調(diào)整，光束2106橫過這些跡道時(shí)這些信號的波形，其中(a)概略性地表示這些跡道，波形(b)表示TE信號，波形(c)表示BPF2151的輸出。下面，BPF2151的輸出被稱為擺動(dòng)信號。當(dāng)光束2016在一跡道中心時(shí)，擺動(dòng)信號的放大為最大，當(dāng)光束2016在跡道之間時(shí)，擺動(dòng)信號的放大較小。由于TE信號中包括的這些跡道的徑向上的輕微擺動(dòng)，該BPF2151傳遞分量(pass component)。因此，BPF2151的通帶取決于W和光盤2150的轉(zhuǎn)數(shù)。
圖13示出了光盤單元2003中使用的信號的波形。波形(a)表示斜坡發(fā)生電路2123的輸出，波形(b)表示一焦點(diǎn)，波形(c)表示FE信號，波形(d)表示零交越信號，波形(e)表示擺動(dòng)信號，波形(f)表示放大檢測電路2121的輸出，波形(g)表示比較器2460的輸出及波形(h)表示開關(guān)2117的控制端子d的信號。微計(jì)算機(jī)2122在時(shí)間t20致動(dòng)斜坡發(fā)生電路2123，且一對應(yīng)電流被提供給聚焦線圈。
如上所述，物鏡2103逐步接近光盤2150的信息表面。在時(shí)間t21，當(dāng)焦點(diǎn)與光盤2150的表面匹配時(shí)，輸出零交越信號。由于擺動(dòng)信號的電平為零。比較器2460的輸出保持低。當(dāng)焦點(diǎn)進(jìn)一步接近光盤時(shí)，在時(shí)間t22，信息表面進(jìn)入焦深。這樣，擺動(dòng)信號變?yōu)檎也ㄐ涡盘?。放大檢測電路2121的輸出超過E2，且因此，比較器2460的輸出變高。在時(shí)間t23，當(dāng)焦點(diǎn)與信息表面匹配時(shí)，輸出零交越信號。微計(jì)算機(jī)2122使在開關(guān)2117的控制端子d的電位高并連接端子c和端子a以執(zhí)行焦點(diǎn)調(diào)整。
在光盤2150的表面，輸出零交越信號。然而，比較器2460的輸出較低。這樣，微計(jì)算機(jī)2122保持控制端子的電位的電平為低。在開關(guān)2117中，端子b和端子c被連接且不執(zhí)行焦點(diǎn)調(diào)整。另一方面，在光盤2150的信息表面上，還檢測到零交越信號。在此情況下，比較器2460的輸出為高。因此，微計(jì)算機(jī)2122使在控制端子d的電位高。在開關(guān)2117中，端子a和端子c被連接且執(zhí)行焦點(diǎn)調(diào)整。
具有這樣一結(jié)構(gòu)，即使如在雙層光盤中該信息表面的反射比較低，也可確保檢測到該信息表面及確保執(zhí)行聚焦。
(實(shí)施例4)圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例4的光盤單元2004的示例性結(jié)構(gòu)。與上述實(shí)施例中相同的單元用相同的參考數(shù)字表示，并省略對其的描述。
當(dāng)端子a的電位變高時(shí)，一斜坡發(fā)生電路2157生成以恒定速度變化的信號。當(dāng)端子b的電位高時(shí)該速度的極性為正的，而當(dāng)該電位低時(shí)該速度的極性為負(fù)的。光盤2100以預(yù)定的轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)。一馬達(dá)控制電路2156控制馬達(dá)2127以預(yù)定的轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)。一激光器控制電路2155控制激光器2109以預(yù)定功率發(fā)光。
將描述聚焦操作。一微計(jì)算機(jī)2158使開關(guān)2117的控制端子d的電位低，并連接端子c和端子b。接著，微計(jì)算機(jī)2158使斜坡發(fā)生電路2157的端子a和端子b的電位高。結(jié)果，斜坡發(fā)生電路2157生成以恒定速度變化的正極性的信號。對應(yīng)于斜坡發(fā)生電路2157的輸出的一電流通過功率放大器2128流過聚焦線圈。結(jié)果，物鏡2103移向光盤2100(在圖中為向上的方向)。當(dāng)光束2106的焦點(diǎn)與光盤2100的表面匹配時(shí)，從零交越檢測電路2119輸出第一零交越信號。
在從檢測到第一零交越信號起過去了一預(yù)定時(shí)間周期M0后，微計(jì)算機(jī)2158將斜坡發(fā)生電路2157的端子b的電位從高變?yōu)榈?。結(jié)果，在從檢測到第一零交越信號起過去了一預(yù)定時(shí)間周期M0后，斜坡發(fā)生電路2157生成以恒定速度變化的負(fù)極性的信號。這樣，物鏡2103沿離開關(guān)盤2100的方向(在圖中為向下的方向)移動(dòng)且因此光束的焦點(diǎn)沿朝向光盤2100的信息表面的方向移位(在圖中為向下的方向)。
該預(yù)定時(shí)間周期M0被設(shè)置比光束的焦點(diǎn)到達(dá)信息表面的時(shí)間要長。具體地，該預(yù)定時(shí)間周期M0是這樣一時(shí)間周期在其期間物鏡2103以與當(dāng)檢測到第一零交越信號時(shí)物鏡2103移動(dòng)的方向相同的方向進(jìn)一步移動(dòng)一預(yù)定的距離，該預(yù)定的距離大于光盤2100的保護(hù)層的厚度。光盤2100的保護(hù)層的厚度是光盤2100的表面與信息表面之間的距離。
光束的焦點(diǎn)在其通過信息表面后開始移向信息表面，當(dāng)光束的焦點(diǎn)再次通過信息表面時(shí)，零交越檢測電路2119輸出第二零交越信號。當(dāng)微計(jì)算機(jī)2158檢測到第二零交越信號被輸出時(shí)(即焦點(diǎn)誤差信號第二次交越零)，它使得控制端子d的電位高并連接開關(guān)2117的端子c和端子a以開始焦點(diǎn)調(diào)整。
圖15示出了在光盤單元2004中使用的信號的波形。在圖15中，波形(a)表示斜坡發(fā)生電路2157的輸出，波形(b)表示焦點(diǎn)，波形(c)表示斜坡發(fā)生電路2157的端子b的信號，波形(d)表示FE信號，波形(e)表示零交越信號，及波形(f)表示開關(guān)2117的端子d的信號。微計(jì)算機(jī)2158在時(shí)間t30開始斜坡發(fā)生電路2157的工作，對應(yīng)的電流流過聚焦線圈。
因此，物鏡2103逐步地接近光盤2100的信息表面。在時(shí)間t31，當(dāng)焦點(diǎn)與光盤2100的表面匹配時(shí)，輸出零交越信號。
當(dāng)從檢測到第一零交越信號后過去時(shí)間周期M0時(shí)，微計(jì)算機(jī)2158將斜坡發(fā)生電路2157的端子b的電位設(shè)為高。
在時(shí)間t32，焦點(diǎn)和信息表面匹配。這樣，輸出零交越信號。斜坡發(fā)生電路的輸出從時(shí)間t33起以恒定的速度降低。這樣，焦點(diǎn)逐步接近信息表面。在時(shí)間t34，焦點(diǎn)與信息表面匹配，且輸出零交越信號。微計(jì)算機(jī)2158使在開關(guān)2117的控制端子d的電位高并連接端子c和端子a以開始焦點(diǎn)調(diào)整操作。
具有這樣一結(jié)構(gòu)，即使如在雙層光盤中信息表面的反射比較低，也可確保檢測到信息表面并確保執(zhí)行聚焦而不要求TE信號。
在本方案中，焦點(diǎn)曾被移位至信息表面的上方。這樣，它不受到在光盤2100的表面的零交越信號的影響。
相對于光盤2100的表面，焦點(diǎn)接近于光盤2100的距離受到限制。這樣，物鏡2103不會碰撞光盤2100的表面。預(yù)定時(shí)間周期M0取決于焦點(diǎn)致動(dòng)器的靈敏度和斜坡發(fā)生電路2157的輸出信號的變化率。
在本實(shí)施例中，時(shí)間周期M0具有預(yù)定量。然而，它可根據(jù)從時(shí)間t31至t32的時(shí)間長度而改變。光盤2100的表面與信息表面之間的距離被預(yù)定。這樣，移動(dòng)該距離的時(shí)間與致動(dòng)器的靈敏度成比例。
因此，即使致動(dòng)器的靈敏度改變，它也可精確地移位焦點(diǎn)到信息表面到上方。
(實(shí)施例5)圖16示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例5的光盤單元2005的示例性結(jié)構(gòu)。與上述實(shí)施例中相同的單元采用相同的參考數(shù)字，并省略對其的描述。
將描述聚焦操作。一微計(jì)算機(jī)2160設(shè)定零為馬達(dá)的轉(zhuǎn)數(shù)給馬達(dá)控制電路2126。激光器控制電路2155控制激光器2109以預(yù)定的功率發(fā)射光。微計(jì)算機(jī)2160將開關(guān)2117的控制端子d的電位變?yōu)榈鸵赃B接端子c和端子b。然后，微計(jì)算機(jī)2160將斜坡發(fā)生電路2157的兩端子a和端子b的電位變?yōu)楦?。結(jié)果，斜坡發(fā)生電路2157生成以恒定速度變化的一正極性的信號。對應(yīng)于斜坡發(fā)生電路2157的輸出的電流通過功率放大器2118流過聚焦線圈。結(jié)果，物鏡2103移向光盤2100(在圖中為向上的方向)。
微計(jì)算機(jī)2160在從檢測到第一零交越信號起過去了一預(yù)定時(shí)間周期M1后，微計(jì)算機(jī)2158將斜坡發(fā)生電路2157的端子b的電位從高變?yōu)榈?。結(jié)果，在從檢測到第一零交越信號起過去了一預(yù)定時(shí)間周期M0后，斜坡發(fā)生電路2157生成以恒定速度變化的負(fù)極性的信號。這樣，物鏡2103逐步退離光盤2100。
該預(yù)定時(shí)間周期M1被設(shè)置比光束的焦點(diǎn)到達(dá)信息表面的時(shí)間要足夠地長。具體地，該預(yù)定時(shí)間周期M1是這樣一時(shí)間周期在其期間物鏡2103可移動(dòng)大于光盤2100的保護(hù)層的厚度的距離。當(dāng)斜坡發(fā)生電路2157的端子b的電位變?yōu)榈秃髾z測到第一零交越信號，微計(jì)算機(jī)2160使得開關(guān)2117的控制端子d的電位高并連接開關(guān)2117的端子c和端子a以開始焦點(diǎn)調(diào)整。微計(jì)算機(jī)2160致動(dòng)正弦波發(fā)生電路2124。如果比較器2128的輸出為高，微處理器2160停止正弦波發(fā)生電路2124的工作并將預(yù)定的轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)置給馬達(dá)控制電路2126。如果比較器2128的輸出為低，斜坡發(fā)生電路2157被復(fù)位且開關(guān)2117的端子c和端子b被連接以再執(zhí)行聚焦。
圖17示出在光盤單元2005中使用的信號的波形。波形(a)表示斜坡發(fā)生電路2157的輸出，波形(b)表示焦點(diǎn)，波形(c)表示斜坡發(fā)生電路21 57的端子b的信號，波形(d)表示FE信號，波形(e)表示零交越信號，波形(f)表示TE信號，波形(g)表示開關(guān)2117的控制端子d的信號，波形(h)表示比較器2128的輸出，及波形(i)表示由馬達(dá)控制電路2126發(fā)送給馬達(dá)2127的對應(yīng)于預(yù)定轉(zhuǎn)數(shù)的信號。
在微計(jì)算機(jī)2160在時(shí)間t40開始斜坡發(fā)生電路2157的工作后。對應(yīng)電流流過聚焦線圈。這樣，物鏡2103逐步接近光盤2100的信息表面并通過信息表面。在從時(shí)間t40起過去一預(yù)定的時(shí)間周期M1后，微計(jì)算機(jī)2160在時(shí)間t41將斜坡發(fā)生電路2157的端子b的電位設(shè)為低。然后，斜坡發(fā)生電路2157的輸出從時(shí)間t41開始以恒定的速度降低。因此，焦點(diǎn)逐步接近信息表面并在時(shí)間t42與信息表面匹配。輸出零交越信號。
微計(jì)算機(jī)2160使開關(guān)2117的控制端子d的電位高并并連接端子c和端子a以開始焦點(diǎn)調(diào)整操作。微計(jì)算機(jī)2160在時(shí)間t43致動(dòng)正弦波發(fā)生電路2124。如果光束的焦點(diǎn)落在信息表面上，光束橫過這些跡道且TE信號為正弦波形。如果放大檢測裝置，即放大檢測電路2121檢測到TE信號的放大是一預(yù)定值和更大，比較器2128的輸出變高。微計(jì)算機(jī)2160在時(shí)間t44確定對信息表面的聚焦為正常地結(jié)束且將預(yù)定的轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)置到馬達(dá)控制電路2126。
根據(jù)本實(shí)施例，在轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)2127之前確定聚焦是否被正常地結(jié)束。這樣，當(dāng)聚焦未被正常地執(zhí)行且因此在物鏡2103碰撞光盤2100的表面的情況下，馬達(dá)2127不被轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，光盤2100在一較寬的范圍內(nèi)不會被破壞。而且，即使如在雙層光盤中信息表面的反射比較低，也可確保檢測到信息表面并確保執(zhí)行聚焦。
在本實(shí)施例中描述的馬達(dá)2127的轉(zhuǎn)動(dòng)控制可被用于任何上述的實(shí)施例中。
(實(shí)施例6)圖18示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例6的光盤單元2006的示例性結(jié)構(gòu)。與上述實(shí)施例中相同的單元采用相同的參考數(shù)字表示，且省略對其的描述。
在本實(shí)施例中，一單個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)存儲器2166用作為存儲在致動(dòng)器2104的聚焦方向上的位移的存儲裝置，該位移對應(yīng)于光盤2100的轉(zhuǎn)動(dòng)角。
馬達(dá)控制電路2156控制馬達(dá)2127以預(yù)定的轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)。激光器控制單元2155控制激光器2109以預(yù)定的功率發(fā)光。一轉(zhuǎn)動(dòng)角檢測電路2165檢測并輸出馬達(dá)2127的轉(zhuǎn)動(dòng)角。以下，該信號被稱為轉(zhuǎn)動(dòng)角信號。該單個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)存儲器2166與轉(zhuǎn)動(dòng)角信號同步地存儲在光盤2100的單個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的一周期期間的功率放大器2118的輸入電壓。該存儲的值與該轉(zhuǎn)動(dòng)角信號同步地被輸出給一加法器2167。
這樣的存儲和輸出操作由微計(jì)算機(jī)2168控制。
在本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，可測量一焦點(diǎn)調(diào)整系統(tǒng)的開環(huán)增益。
微計(jì)算機(jī)2168將一正弦波發(fā)送給加法器2167，開關(guān)2117的端子c和端子a被閉合且執(zhí)行焦點(diǎn)調(diào)整。一物鏡2103被控制以使跟隨加至焦點(diǎn)調(diào)整系統(tǒng)的該正弦波。微計(jì)算機(jī)2168捕獲此狀態(tài)下的FE信號并根據(jù)該相加的正弦波和放大與該FE信號的相位之間的關(guān)系計(jì)算該焦點(diǎn)調(diào)整系統(tǒng)的開環(huán)增益。根據(jù)該計(jì)算的增益值，放大器2400的增益被改變以使該開環(huán)具有一預(yù)定的增益。該預(yù)定增益是假設(shè)指定一相位補(bǔ)償電路2170(在后描述)的相位超前特性時(shí)的增益。
該相位補(bǔ)償電路2170是用于使相位超前用于穩(wěn)定焦點(diǎn)調(diào)整系統(tǒng)的濾波器。
在該結(jié)構(gòu)中，相位特性可被轉(zhuǎn)換以在寬帶和窄帶中超前。將相位特性設(shè)置在寬帶中超前來執(zhí)行聚焦。然后，在調(diào)節(jié)焦點(diǎn)調(diào)整系統(tǒng)的開環(huán)增益后，該帶的相位特性被設(shè)置在窄帶中超前。具體地，在聚焦開始與調(diào)節(jié)焦點(diǎn)調(diào)整系統(tǒng)的開環(huán)增益之間的一周期，該相位特性萡設(shè)置在寬帶中超前。由于光盤2100的反射比的變化和焦點(diǎn)致動(dòng)器的靈敏度的變化，開環(huán)增益偏離預(yù)定的增益。這樣，當(dāng)執(zhí)行聚焦時(shí)，將相位特性設(shè)置在寬帶中超前來執(zhí)行焦點(diǎn)調(diào)整，且在一增益調(diào)節(jié)后，返回相位在一E常帶中超前的狀態(tài)。
因此，聚焦變得穩(wěn)定，且可在增益調(diào)節(jié)設(shè)置高于聚焦的開環(huán)增益的開環(huán)增益。
參照圖19和20描述相位補(bǔ)償電路2170。
圖19示出了相位補(bǔ)償電路2170的示例性結(jié)構(gòu)。第一輸入端子2300被連接至第一相位補(bǔ)償電路2301和第三相位補(bǔ)償電路2303。第一相位補(bǔ)償電路2301和第二相位補(bǔ)償電路2302被串連連接。第二相位補(bǔ)償電路2302的輸出被連接至一開關(guān)2304的一端子a。第三相位補(bǔ)償電路2303與串連連接的和第三相位補(bǔ)償電路2303并聯(lián)連接。其輸出被連接至開關(guān)2304的一端子b。開關(guān)2304的一端子c被連接至輸出端子2306。輸出端子2306的信號被輸入給單個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)存儲器2166和加法器2167。開關(guān)2304的一端子d被連接至第二輸入端子2305。第二輸入端子2305被連接至微計(jì)算機(jī)2168。
圖20示出了相位補(bǔ)償電路2170中包括的電路的相位特性。在圖20中，水平軸指示頻率而垂直軸表示相位。水平軸指示的頻率由對數(shù)標(biāo)度。
(a)在圖20中，表示了第一相位補(bǔ)償電路2301的相位特性。在第一相位補(bǔ)償電路2301中，相位在頻率f0和f3之間的帶中超前。
(b)在圖20中，表示了第二相位補(bǔ)償電路2302的相位特性。在第二相位補(bǔ)償電路2302中，相位在頻率f2和f5之間的帶中超前。
(c)在圖20中，表示了串連連接的第一相位補(bǔ)償電路2301和第二相位補(bǔ)償電路2302的相位特性。在第一相位補(bǔ)償電路2301中，相位在頻率f0和f5之間的帶中超前。
(d)在圖20中，表示了第三相位補(bǔ)償電路2303的相位特性。在第三相位補(bǔ)償電路2303中，相位在頻率f1和f4之間的帶中超前。
這樣，通過切換第二輸入端子的電平，相位特性可被轉(zhuǎn)換至在寬帶和在窄帶中超前。
在開環(huán)增益變?yōu)?dB時(shí)的頻率被預(yù)定在f2和f3之間。這樣，串連連接的第一相位補(bǔ)償電路2301和第二相位補(bǔ)償電路2302被設(shè)計(jì)以使相位超前在頻率f2和f3之間變得最大。串連連接的第一相位補(bǔ)償電路2301和第二相位補(bǔ)償電路2302的相位補(bǔ)償電路具有用于該相位超前的相比于第三相位補(bǔ)償電路2303更寬的一帶。這樣，即使開環(huán)增益改變，可保證相位容差，且因此該控制系統(tǒng)是穩(wěn)定的。然而，加寬用于相位超前的帶導(dǎo)致相位補(bǔ)償電路2170的增益的增大。這樣，由于噪聲或類似，一過量的電流流過致動(dòng)器的線圈。為了防止該過量電流，當(dāng)使用串連連接的第一相位補(bǔ)償電路2301和第二相位補(bǔ)償電路2302時(shí)，最好將開環(huán)增益減小一點(diǎn)。
圖21示出了執(zhí)行聚焦時(shí)的波形。在圖21中，波形(a)表示斜坡發(fā)生電路2123的輸出，波形(b)表示焦點(diǎn)，波形(c)表示比較器2128的輸入波形，波形(d)表示單個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)存儲器2166的輸出波形，波形(e)表示FE信號，波形(f)表示零交越信號及波形(g)表示開關(guān)2117的控制端子d的信號。微計(jì)算機(jī)2168使開關(guān)2304的第二輸入端子2305的電位高并連接端子a和端子c以使來自串連連接的第一相位補(bǔ)償電路2301和第二相位補(bǔ)償電路2302的輸出信號被傳送給輸出端子2306。這樣，相位補(bǔ)償電路2170的相位特性變?yōu)榫哂杏糜谙辔怀暗膶拵У南辔惶匦浴?br> 微計(jì)算機(jī)2168在時(shí)間t50使開關(guān)2117的控制端子d的電位低并連接開關(guān)2117的端子c和端子b。斜坡發(fā)生電路2123生成以恒定速度變化的信號。對應(yīng)于斜坡發(fā)生電路2123的輸出的電流通過功率放大器2118流過聚焦線圈。因此，物鏡2103移向光盤2100(在圖中為向上的方向)。當(dāng)焦點(diǎn)與光盤的平面相匹配時(shí)，輸出第一零交越信號。當(dāng)檢測到第一零交越信號時(shí)，微計(jì)算機(jī)2168在時(shí)間t51使開關(guān)2117的控制端子d的電位高并連接開關(guān)2117的端子a和端子c以執(zhí)行焦點(diǎn)調(diào)整。
執(zhí)行焦點(diǎn)調(diào)整以使光束的焦點(diǎn)位于光盤2100的表面上。
由于光盤2100擺動(dòng)，物鏡2103上下移動(dòng)以跟隨該擺動(dòng)。因此，在致動(dòng)單個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)存儲器2166之前的功率放大電路2118的輸入電平與這些擺動(dòng)成比例。
從時(shí)間t51至t52的時(shí)間周期使光盤2100的一單個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的周期。微計(jì)算機(jī)2168命令單個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)存儲器2166在時(shí)間t51進(jìn)行存儲。單個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)存儲器2166存儲從t51至t52的開關(guān)2117的端子b的電平。然后，在時(shí)間t52，單個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)存儲器2166將存儲的值輸出給加法器。且然后，微計(jì)算機(jī)2168在時(shí)間t52使開關(guān)2117的控制端子d的電位低，從而連接開關(guān)2117的端子c和端子b。微計(jì)算機(jī)2168在時(shí)間t51使斜坡發(fā)生電路2123的端子a和端子b的電位高，并發(fā)送一致動(dòng)斜坡發(fā)生電路2123的命令。因此，加法器2167的輸出是通過將斜坡發(fā)生電路2123的輸出與單個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)存儲器2166的輸出相加所得到的一信號。物鏡2103響應(yīng)于加法器2167的輸出而逐步地接近光盤2100。
當(dāng)在時(shí)間t53焦點(diǎn)與信息表面相匹配時(shí)，輸出零交越信號。微計(jì)算機(jī)2166停止單個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)存儲器2166的輸出，使開關(guān)2117的控制端子d的電位高，并連接開關(guān)2117的端子a和端子c。這樣，執(zhí)行焦點(diǎn)調(diào)整以使焦點(diǎn)落在信息表面。
微計(jì)算機(jī)2168執(zhí)行增益調(diào)節(jié)，且放大器2400的增益被改變以使焦點(diǎn)調(diào)整的開環(huán)增益變?yōu)轭A(yù)定值。
微計(jì)算機(jī)2166使開關(guān)2304的第二輸入端子2305的電位低，并連接開關(guān)2304的端子b和端子c以使第三相位補(bǔ)償電路的輸出信號被輸出。這樣，相位補(bǔ)償電路的相位特性被轉(zhuǎn)換以在窄帶中超前。
根據(jù)本實(shí)施例，即使光盤具有大于工作距離的擺動(dòng)，物鏡2103和光盤2100不會碰撞。
圖22示出了該工作距離。該工作距離是當(dāng)焦點(diǎn)落在信息表面上時(shí)，光盤2100的表面與物鏡2103的上表面之間的最小距離K。
根據(jù)本實(shí)施例，物鏡2103和光盤2100的信息表面的相對距離被減小到基本為零。這樣，聚焦被穩(wěn)定化。
以下描述作為開環(huán)增益中的變化因子的光盤2100的信息表面的反射比和焦點(diǎn)致動(dòng)器的靈敏度的變化。在雙層光盤的情況下，歸一化了反射比量的FE信號的放大由于反射離開另一信息表面的光而改變且因此開環(huán)增益改變。根據(jù)本實(shí)施例，該開環(huán)增益被調(diào)節(jié)。這樣，即使在雙層光盤中信息表面的反射比較低，也可確保檢測到該信息表面并確保執(zhí)行聚焦。
(實(shí)施例7)圖23示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例7的光盤單元2007的示例性結(jié)構(gòu)。與上述實(shí)施例中相同的單元采用相同的參考數(shù)字表示，且省略對其的說明。
在本實(shí)施例中，一光電傳感器2113用作為在光束被聚焦且施加至光盤2187的預(yù)定信息表面后，檢測反射離開具有多個(gè)信息表面的光盤2187的光的光電檢測裝置。
FE信號發(fā)生電路2115用作為根據(jù)光電檢測器2113的輸出，檢測光束的焦點(diǎn)和光盤2187的預(yù)定信息表面之間的失準(zhǔn)的焦點(diǎn)誤差檢測裝置。
一全內(nèi)反射量信號發(fā)生電路2183用作為用于根據(jù)光電探測器2113的輸出，檢測來自光盤2187的全內(nèi)反射量的全內(nèi)反射量檢測裝置。
一分配器2185用作為用于將焦點(diǎn)誤差檢測裝置的輸出除以一值的一歸一化裝置，其中該值是通過從該全內(nèi)反射量檢測裝置的輸出中減去對應(yīng)于從該光盤的除了該預(yù)定信息表面之外的信息表面反射離開的反射量的一信號值所獲得的值。
光盤2187是在一面上具有兩信息表面，即第一信息表面和第二信息表面的一雙層光盤。馬達(dá)控制電路2156控制馬達(dá)2127以預(yù)定的轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)。激光器控制電路2155控制激光器2109以預(yù)定的功率發(fā)射光。反射離開關(guān)盤2187的光入射在光電探測器2113上并被發(fā)送至焦點(diǎn)誤差信號發(fā)生電路2115，和全內(nèi)發(fā)射量信號發(fā)生電路2183。該全內(nèi)發(fā)射量信號發(fā)生電路2183檢測并輸出反射離開關(guān)盤2187的全內(nèi)反射并入射在光電探測器2113上。以下，全內(nèi)發(fā)射量信號發(fā)生電路2183的輸出被稱為全內(nèi)反射量信號。
該全內(nèi)反射量信號經(jīng)一減法器2184被發(fā)送給分配器2185的端子b。一FE信號被輸入給分配器2185的端子a。分配器2185將輸入給端子a的信號除以輸入給端子b的信號且然后從端子c輸出。分配器2185保持FE信號的恒定電平而FE信號的放大電平不受光盤2187的信息表面的反射比的變化的影響。以下，分配器2185的輸出被稱為歸一化的FE信號。分配器2185的輸出經(jīng)相位補(bǔ)償電路2116和開關(guān)2117被發(fā)送給功率放大器2118。
這樣，即使光盤2187的信息表面的反射比被改變，開環(huán)增益不改變。然而，在雙層光盤中，反射離開除了其上落有焦點(diǎn)的信息表面之外的信息表面的光入射在光電探測器2113上。這樣，即使采用全內(nèi)反射比對FE信號進(jìn)行歸一化，F(xiàn)E信號對電平被降低。減法器2184對反射離開其它信息表面的光量進(jìn)行補(bǔ)償。開關(guān)2186被連接至減法器2184。第一反射電壓2181和第二反射電壓2182被連接至開關(guān)2186。通過來自微計(jì)算機(jī)2180的一命令，開關(guān)2186輸出它們中任一的信號。
在焦點(diǎn)落在第一信息表面上的情況下，第一反射電壓2181對應(yīng)于反射離開第二信息表面的光量。在焦點(diǎn)落在第二信息表面上的情況下，第二反射電壓2182對應(yīng)于反射離開第一信息表面的光量。因此，減法器2185輸出表示第一信息表面或第二信息表面的反射量的一信號，反射離開其它信息表面的光量自其被去除。
第一反射電壓2181和第二反射電壓2182的電平取決于光頭2114的特性、光盤2187的反射比和類似因素。當(dāng)光束的焦點(diǎn)被從該信息表面移至第二信息表面時(shí)，微計(jì)算機(jī)2180使開關(guān)2117的控制端子d的電位低并連接開關(guān)2117的端子c和端子b。
微計(jì)算機(jī)2180經(jīng)一D/A轉(zhuǎn)換器發(fā)送用于移動(dòng)光束的焦點(diǎn)自第一信息表面到第二信息表面的聚焦線圈的驅(qū)動(dòng)電壓。在移位焦點(diǎn)后，開關(guān)2117的控制端子d被改變成再為高。端子c和端子a被連接以執(zhí)行焦點(diǎn)調(diào)整。如上所述，開關(guān)2186根據(jù)光束的焦點(diǎn)是在第一信息表面上還是在第二信息表面上而被切換。這樣，可改變對應(yīng)于反射離開關(guān)盤2187的除了其上落有光束的焦點(diǎn)的信息表面之外的信息表面的光量的一信號值，其根據(jù)該信息表面而被輸入給該歸一化裝置，即減法器2185(即被輸入給減法器的端子b的信號值)。
圖24示出了雙層光盤2187和光束2106。在圖24所示的例子中，該焦點(diǎn)在第一信息表面上。在再現(xiàn)第一信息表面上記錄的信息的情況下，執(zhí)行焦點(diǎn)調(diào)整以使焦點(diǎn)在第一信息表面上。在再現(xiàn)第二信息表面上記錄的信息的情況下，焦點(diǎn)調(diào)整被停止，物鏡2103被使靠近光盤2187，且在焦點(diǎn)移位至第二信息表面后，再執(zhí)行焦點(diǎn)調(diào)整。
在焦點(diǎn)位于第一信息表面上的情況下，光束L1被反射離開第一信息表面并入射在光電探測器2113上。FE信號通過光束L1被生成。然而，透射通過第一信息表面并反射離開第二信息表面的光束L2的一部分入設(shè)在光電探測器2113上。反射的光不影響FE信號但增大了全內(nèi)反射量信號。這樣，當(dāng)用該全內(nèi)反射量信號對該FE信號進(jìn)行歸一化后，F(xiàn)E信號的電平被減小了光束L2的量。反射離開其它信息表面的光量在焦點(diǎn)在第一信息表面上的情況下和焦點(diǎn)在第二信息表面上的情況下使不同的。
接著，將說明將焦點(diǎn)從第一信息表面移至第二信息表面的操作。
圖25示出了在光盤單元2007中使用的信號的波形。波形(a)表示在歸一化后的FE信號，波形(b)表示微計(jì)算機(jī)2180的D/A轉(zhuǎn)換器的輸出波形，波形(c)表示來自開關(guān)2186的端子d的波形，及波形(d)表示輸出給開關(guān)2117的控制端子d的信號。微計(jì)算機(jī)2180從時(shí)間t60開始經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器輸出一加速脈沖，用于將焦點(diǎn)移至第二信息表面。這樣，物鏡2103移向第二信息表面且焦點(diǎn)也移向第二信息表面。微計(jì)算機(jī)2180在時(shí)間t61檢測到歸一化的FE信號的電平變?yōu)橐籈3并停止加速脈沖。當(dāng)在時(shí)間t62該歸一化FE信號交越零時(shí)，開關(guān)2186的端子c被從端子a切換至端子b并與其連接。當(dāng)在時(shí)間t63該歸一化的FE信號的電平為E3時(shí)，輸出該減速脈沖。在歸一化FE信號的電平是E3或更高的周期期間，即直至?xí)r間t64，該減速脈沖被輸出。
當(dāng)在時(shí)間t561歸一化FE信號交越零時(shí)，微計(jì)算機(jī)2180連接開關(guān)2117的端子c和端子a且再執(zhí)行焦點(diǎn)調(diào)整。根據(jù)采用全內(nèi)反射量信號被歸一化的FE信號，輸出加速脈沖和減速脈沖的時(shí)間被控制，反射離開其它信息表面的光量自該全內(nèi)反射量信號被去除。因此，可精確地檢測到該定時(shí)且焦點(diǎn)可在信息表面之間穩(wěn)定地移位。
(實(shí)施例8)圖26示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例8的光盤單元2008的示例性結(jié)構(gòu)。與上述實(shí)施例中相同的單元用相同的參考數(shù)字表示，且省略對其的描述。
一光電探測器2188具有五個(gè)光接收部分。相對于實(shí)施例2，描述了提供有四個(gè)光接收部分的光電探測器2113。在本實(shí)施例中，進(jìn)一步提供了圍繞該四個(gè)光接收部分的一光接收部分，該進(jìn)一光接收部分用作為用于檢測反射離開除了該光盤的該預(yù)定信息表面之外的信息表面的光的漫射光檢測裝置。
在本實(shí)施例中，光電探測器2188由形成了實(shí)施例2中所述的光電探測器2113的四個(gè)光接收部分和該漫射光檢測裝置，即被提供以圍繞該四個(gè)光接收部分的外測的該光接收部分組成。位于作為漫射光檢測裝置的光接收部分內(nèi)部的這些光接收部分的總光量時(shí)以全內(nèi)反射量信號。這是在對應(yīng)于實(shí)施例2中所述的光電探測器2113的部分中所接收的光量。
如參照圖24所述，在焦點(diǎn)在第一信息表面上的情況下，反射離開第二表面的光入射在整個(gè)光電探測器2188上。大部分反射離開第一信息表面的光入射在這些內(nèi)部光接收部分上。因此，反射離開第二信息表面并入射在內(nèi)部光接收部分上的光與入射在外部光接收部分上的光量成比例。
通過減法器2184從該全內(nèi)反射量信號中減去通過將該外部光接收部分的光量乘以一預(yù)定系數(shù)所得到的值。這樣，獲得沒有反射離開其它信息表面的光的影響的全內(nèi)反射量信號。
圖27概略性地示出了光電探測器2188的結(jié)構(gòu)。該內(nèi)部四個(gè)光接收部分對應(yīng)于光電探測器2113。該外部的光接收部分為增加的部分。將焦點(diǎn)從第一表面移位至第二表面的操作類似于實(shí)施例7，且因此省略對其的描述。
(實(shí)施例9)圖28示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例9的光盤單元2009的示例性結(jié)構(gòu)。與上述實(shí)施例中相同的單元用相同的參考數(shù)字表示，且省略對其的描述。
光盤2187是在一面上具有兩信息表面的一雙層光盤。該馬達(dá)控制電路2156控制馬達(dá)2127以預(yù)定的轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)。激光器控制電路2155控制激光器2109以預(yù)定的功率發(fā)射光。
描述檢測反射離開其它信息表而的光的操作。一微計(jì)算機(jī)2195改變一開關(guān)2196的控制端子e的電平以連接一端子a和一端子b。而且，微計(jì)算機(jī)2195改變一開關(guān)2410的控制端子e的電平以連接一端子d和一端子c。開關(guān)2410的端子c被設(shè)至零電平。微計(jì)算機(jī)2195致動(dòng)斜坡發(fā)生電路2123。斜坡發(fā)生電路2123的輸出經(jīng)開關(guān)2196被發(fā)送給功率放大器2118。這樣，物鏡2103接近光盤2187。首先在光盤2187的表面輸出一S形波形。接著，在第一信息表面輸出一S形波形。然后，在第二信息表面輸出一S形波形。
微計(jì)算機(jī)2195測量在第一信息表面的S形波形的放大率H1和在第二信息表面的S形波形的放大率H2。微計(jì)算機(jī)2195預(yù)存在焦點(diǎn)位于該信息表面上的情況下的在單層光盤的一S形波形的放大率Hs和一全內(nèi)反射量信號Cs的電平。在第一信息表面，該微計(jì)算機(jī)2195將自公式(2)獲得的Q1設(shè)至開關(guān)2410的端子a作為反射離開其它信息表面的光。在第二信息表面，自公式(3)獲得的Q2被設(shè)至開關(guān)2410的端子b作為反射離開其它信息表面的光。
Q1＝Cs·(1-(H1/HS))(2)Q2＝Cs·(1-(H2/HS))(3)在獲得Q1和Q2后，再執(zhí)行聚焦。具體地，微計(jì)算機(jī)2195改變在開關(guān)2196的控制端子e的電平以連接端子d和端子b。而且，微計(jì)算機(jī)2195改變再開關(guān)2410的控制端子e的電平以連接端子d和端子a。微計(jì)算機(jī)2195致動(dòng)斜坡發(fā)生電路2123。斜坡發(fā)生電路2123的輸出經(jīng)開關(guān)2196被發(fā)送給功率放大器2118。這樣，物鏡2103接近光盤2187。當(dāng)微計(jì)算機(jī)2195檢測到第一信息表面時(shí)，它改變開關(guān)2196的控制端子e的電平以連接端子d和端子a以開始焦點(diǎn)調(diào)整操作。在焦點(diǎn)被移位至第二信息表面的情況下，微計(jì)算機(jī)2195改變開關(guān)2196的控制端子e的電平以連接端子d和端子c，并輸出一加速脈沖經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器給開關(guān)2196的端子c。而且，微計(jì)算機(jī)2195改變開關(guān)2410的控制端子e的電平以連接端子d和端子b。微計(jì)算機(jī)2196改變開關(guān)2196的控制端子e的電平以再連接端子d和端子a以開始焦點(diǎn)調(diào)整操作。換言之，在光束的焦點(diǎn)被移位的情況下，開關(guān)2410根據(jù)這些信息表面而被轉(zhuǎn)換。當(dāng)焦點(diǎn)在第一信息表面上時(shí)，端子a和端子b被連接，而當(dāng)焦點(diǎn)在第二信息表面上時(shí)，端子b和端子d被連接。
圖29示出了在光盤單元2009中使用當(dāng)?shù)男盘柕牟ㄐ?。在圖29中，波形(a)表示斜坡發(fā)生電路2123的輸出，波形(b)表示焦點(diǎn)，及波形(c)表示是減法器2185的輸出的歸一化FE信號。在時(shí)間t70，微計(jì)算機(jī)2195致動(dòng)斜坡發(fā)生電路2123。這樣，焦點(diǎn)接近光盤2187，且在時(shí)間t71，該表面的歸一化FE信號的電平超過E4。而且，光束的焦點(diǎn)接近光盤2187，且在時(shí)間t72，歸一化FE信號的電平變?yōu)榈陀?E4。
微計(jì)算機(jī)2195檢測到光束的焦點(diǎn)通過光盤2187的表面。當(dāng)物鏡2103被進(jìn)一步升高時(shí)，在時(shí)間t73，在第一信息表面的歸一化FE信號的電平超過E4。微計(jì)算機(jī)2195在該周期期間測量并存儲歸一化FE信號的最大值a1直至歸一化FE信號再變?yōu)镋4。在時(shí)間t74，歸一化FE信號的電平變得低于-E4。微計(jì)算機(jī)2195在歸一化FE信號的電平再變?yōu)?E4的周期期間，測量并存儲歸一化FE信號的最小值b1的電平，b1是一負(fù)值。通過從a1中減去b1所得到的值是在第一信息表面的S形波形的放大率H1。當(dāng)物鏡2103被進(jìn)一步升高時(shí)，光束的焦點(diǎn)進(jìn)一步接近光盤2187。在時(shí)間t75，歸一化FE信號的電平超過E4。微計(jì)算機(jī)2195在歸一化FE信號的電平再變?yōu)镋4的周期期間，測量并存儲歸一化FE信號的最大值a2。在時(shí)間t76，歸一化FE信號的電平變得低于-E4。微計(jì)算機(jī)2195在歸一化FE信號的電平再變?yōu)?E4的周期期間，測量并存儲歸一化FE信號的最小值b2的電平。通過從a2中減去b2所得到的值是在第二信息表面的S形波形的放大率H2。
微計(jì)算機(jī)2195使用上述兩公式計(jì)算Q1和Q2。在實(shí)施例9中，當(dāng)焦點(diǎn)通過該信息表面時(shí)，采用歸一化FE信號的放大來檢測反射離開其它信息表面的光量。然而，當(dāng)歸一化FE信號的放大率減小時(shí)，該焦點(diǎn)調(diào)整系統(tǒng)的開環(huán)增益成比例地降低。焦點(diǎn)增益測量裝置(未示出)可被使用以測量該焦點(diǎn)調(diào)整系統(tǒng)的開環(huán)增益，且根據(jù)該測量的增益和用于單層光盤的增益的比例，開關(guān)2410的端子a和端子b的值可被設(shè)置。
(實(shí)施例10)圖30示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例10的光盤單元2010的示例性結(jié)構(gòu)。與上述實(shí)施例中相同的單元用相同的參考數(shù)字表示，且省略對其的描述。
在本實(shí)施例中，一全息元件2250用作為光束分裂裝置，用于在光束被聚焦且被施加至光盤2187的預(yù)定信息表面后，將反射離開關(guān)盤2187的光分裂成靠近光軸的一內(nèi)部區(qū)域的光和遠(yuǎn)離光軸的一外部區(qū)域的光。
一內(nèi)部FE信號發(fā)生電路2258用作為內(nèi)部焦點(diǎn)誤差檢測裝置，用于根據(jù)內(nèi)部區(qū)域的光，檢測光束的焦點(diǎn)和光盤2187的預(yù)定信息表面之間的失準(zhǔn)。一外部FE信號發(fā)生電路2254用作為外部焦點(diǎn)誤差檢測裝置，用于根據(jù)外部區(qū)域的光，檢測光束的焦點(diǎn)和光盤2187的預(yù)定信息表面之間的失準(zhǔn)。
光盤2187是在一面上具有兩信息表面的雙層盤。光盤2187以預(yù)定的轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)。激光器2109以預(yù)定功率發(fā)射光。
自激光器2109發(fā)射的光通過一準(zhǔn)直透鏡2430變?yōu)槠叫泄獠⑼干渫ㄟ^一分束器2256。
透射的光束2106通過作為聚光裝置的物鏡2103被聚集在光盤2187上。聚集的光束通過光盤2187上的跡道被反射/衍射。
該反射/衍射的光束再透射物鏡2103并被反射離開分束器2256。
反射的光束2106通過作為光束分裂裝置的該全息元件2250被分離成衍射光和0級(0thorder)光。該0級光通過全息元件2250，通過檢測透鏡2111被聚集，通過柱面透鏡2112相對于跡道被給予45°的象散，且進(jìn)入光電探測器2253。
光電探測器2253接收該光并輸出一信號。該信號被輸入給一控制FE信號發(fā)生電路2257。該控制FE信號發(fā)生電路2257生成一控制FE信號。
控制FE信號經(jīng)相位補(bǔ)償電路2116和開關(guān)2117被發(fā)送給功率放大器2118。這樣，根據(jù)該控制FE信號的一電流流過聚焦線圈。
通過全息元件2250被衍射的+1級光和-1級光通過檢測透鏡2111被聚集，通過柱面透鏡2112相對于跡道被給予45°的象散，且進(jìn)入光電探測器2253。
光電探測器2253接收該光，反射離開該光盤的光束，將其分成靠近于光軸的內(nèi)部區(qū)域的光束光和遠(yuǎn)離該光軸的外部區(qū)域的光束光，并輸出信號。這些信號被分別發(fā)送給內(nèi)部和外部FE信號發(fā)生電路2258和2254。
在該雙層光盤中，各第一和第二信息層具有不同厚度的保護(hù)層。這樣，生成球面象差。該光頭被設(shè)計(jì)以使當(dāng)保護(hù)層的厚度在第一和第二信息表面的保護(hù)層的厚度之間時(shí)該球面象差為零。這樣，在第一信息表面中，該保護(hù)層的厚度較薄，而在第二信息表面中，該保護(hù)層的厚度較厚。因此，在第一和第二信息表面的球面象差具有相反的極性。
由于該球面象差，在焦點(diǎn)位于第一信息表面上的情況下(即在控制FE信號的電平在第一信息表面上為0的情況下)，內(nèi)部FE信號的電平變?yōu)檎亩獠縁E信號的電平變?yōu)樨?fù)的。
在焦點(diǎn)位于第二信息表面上的情況下(即在控制FE信號的電平在第一信息表面上為0的情況下)，內(nèi)部FE信號的電平變?yōu)樨?fù)的而外部FE信號的電平變?yōu)檎摹?br> 當(dāng)將光束的焦點(diǎn)從第一信息表面移位至第二信息表面時(shí)，開關(guān)2117的端子c和端子b被連接。
微計(jì)算機(jī)2255用于將光束的焦點(diǎn)從第一信息表面移位至第二信息表面的聚焦線圈的驅(qū)動(dòng)電壓經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器發(fā)送給開關(guān)2117的端子b。光束的焦點(diǎn)開始移向第二信息表面。當(dāng)外部FE信號交越零時(shí)，微計(jì)算機(jī)2255停止一加速脈沖并輸出一減速脈沖。
當(dāng)將光束的焦點(diǎn)從第一信息表面移位至第二信息表面時(shí)，該外部FE信號首先在接近第二信息表面處交越零，且然后該控制FE信號交越零。然后，當(dāng)外部FE信號再交越零時(shí)，微計(jì)算機(jī)2255停止減速脈沖。
然后，當(dāng)控制FE信號交越零時(shí)，開關(guān)2117的端子c和端子a被連接。再執(zhí)行焦點(diǎn)調(diào)整。
接著，參照圖31，描述球面象差和焦點(diǎn)之間的關(guān)系。圖31說明了當(dāng)控制FE信號在第一信息表面為零時(shí)光束當(dāng)外部焦點(diǎn)和內(nèi)部焦點(diǎn)。
如上所述，在第一信息表面中，保護(hù)層的厚度小于最佳值。球面象差如所圖示說明的。外部光束聚焦在靠近物鏡2103的一位置上。內(nèi)部光束聚焦在遠(yuǎn)離物鏡2103的位置上。
在控制信號在第二二信息表面上為零的情況下，保護(hù)層的厚度大于該最佳值。這樣，外部光束聚焦在遠(yuǎn)離物鏡2103的一位置上。內(nèi)部光束聚焦在靠近物鏡2103的一位置上。
這樣，當(dāng)物鏡2103靠近這些信息表面時(shí)，外部FE信號和內(nèi)部FE信號為圖32所示的波形。實(shí)線表示內(nèi)部FE信號而虛線表示外部FE信號?？刂艶E信號是外部FE信號和內(nèi)部FE信號的平均值。
如上所述，當(dāng)將焦點(diǎn)從第一信息表面移位至第二信息表面時(shí)，該外部FE信號首先在接近第二信息表面處交越零，且然后該控制FE信號交越零。
接著，描述將焦點(diǎn)從第一信息表面移位至第二信息表面的操作。
圖33描述了在光盤單元2010中使用的信號的波形。波形(a)表示FE信號，波形(b)表示在控制器2117的端子d的波形，而波形(c)表示微計(jì)算機(jī)2255的D/A轉(zhuǎn)換器的輸出。在波形(a)中，虛線表示外部FE信號，粗實(shí)線表示內(nèi)部FE信號，而細(xì)實(shí)線表示控制FE信號。
微計(jì)算機(jī)2255從時(shí)間t70起輸出用于將焦點(diǎn)移位至第二信息表面的加速脈沖。這樣，焦點(diǎn)移向第二信息表面。微計(jì)算機(jī)2255在時(shí)間t71檢測到外部FE信號的電平。然后，微計(jì)算機(jī)2255輸出減速脈沖。
微計(jì)算機(jī)2255在時(shí)間t72停止減速脈沖，并當(dāng)控制FE信號交越零時(shí)在時(shí)間t73連接端子c和端子a以再執(zhí)行焦點(diǎn)調(diào)整。
根據(jù)本實(shí)施例的光盤單元，因?yàn)樵谕獠縁E信號交越零時(shí)，減速脈沖可被停止，相比于根據(jù)控制FE信號的電平停止減速脈沖的情況，可以精確定時(shí)的方式停止減速脈沖。結(jié)果，可穩(wěn)定地將光束的焦點(diǎn)從一信息表面移位至另一信息表面。
在該光學(xué)系統(tǒng)未被設(shè)置使得當(dāng)保護(hù)層的厚度在第一和第二信息表面的保護(hù)層的厚度之間時(shí)該球面象差為零時(shí)。可通過使用內(nèi)部FE信號來確定定時(shí)。
在這樣一情況下，根據(jù)有關(guān)取決于在第一和第二信息表面的保護(hù)層的厚度之間的保護(hù)層的厚度的球面象差的信息，可適當(dāng)?shù)剡x擇外部FE信號和內(nèi)部FE信號中的至少之一。根據(jù)該信號，致動(dòng)器2104可被驅(qū)動(dòng)且光束的焦點(diǎn)可從一信息表面移位至另一信息表面。
工業(yè)應(yīng)用性在根據(jù)本發(fā)明的一光盤單元中，在執(zhí)行對光盤的保護(hù)層的表面的焦點(diǎn)調(diào)整后。執(zhí)行對光盤的信息記錄表面的焦點(diǎn)調(diào)整。這樣，工作距離實(shí)質(zhì)上被延伸了保護(hù)層的厚度。結(jié)果，可顯著降低物鏡碰撞光盤表面的可能性，即使當(dāng)使用具有大NA的光頭時(shí)。
在根據(jù)本發(fā)明的另一光盤單元中，僅當(dāng)檢測到一跟蹤誤差信號的放大率為一預(yù)定值或更高時(shí)，允許開始該焦點(diǎn)調(diào)整。這樣，不用參考全內(nèi)反射量的水平，可分辨出光盤表面和信息表面。結(jié)果，即使光盤表面的全內(nèi)反射量的水平與信息表面的全內(nèi)反射量的水平中間的差較小(例如，在雙層光盤的情況下)，可確保執(zhí)行對信息表面的聚焦。
在根據(jù)本發(fā)明的另一光盤單元中，響應(yīng)于第二次檢測到交越零的焦點(diǎn)誤差信號。開始對信息表面的焦點(diǎn)調(diào)整。這樣，不用參考全內(nèi)反射量的水平，可分辨出光盤表面和信息表面。結(jié)果，即使光盤表面的全內(nèi)反射量的水平與信息表面的全內(nèi)反射量的水平中間的差較小(例如，在雙層光盤的情況下)，可確保執(zhí)行對信息表面的聚焦。
在根據(jù)本發(fā)明的另一光盤單元中，在了解到光盤表面的擺動(dòng)后，開始對信息表面的焦點(diǎn)調(diào)整。這樣，對信息表面的聚焦控制對已得知其擺動(dòng)的光盤表面執(zhí)行。結(jié)果，可明顯地減小由于光盤的擺動(dòng)使物鏡碰撞光盤的可能性。
在根據(jù)本發(fā)明的另一光盤單元中，提供了用于精確地計(jì)算來自該特定信息表面的全內(nèi)反射比的裝置(歸一化裝置)。這樣，可去除反射離開除此特定信息表面之外的信息表面的光的影響。
權(quán)利要求
1.一種光盤單元，用于具有一個(gè)或多個(gè)信息表面的光盤，該光盤單元包括焦點(diǎn)誤差檢測裝置，用于輸出焦點(diǎn)誤差信號，該焦點(diǎn)誤差信號指示施加到光盤的光束的焦點(diǎn)與預(yù)定表面之間的失準(zhǔn)；移位裝置，用于沿垂直于該光盤的方向移動(dòng)光束的焦點(diǎn)的位置；焦點(diǎn)調(diào)整裝置，用于執(zhí)行到該預(yù)定表面的焦點(diǎn)調(diào)整，以便通過根據(jù)該焦點(diǎn)誤差信號控制該移位裝置，使得光束的焦點(diǎn)與該預(yù)定表面之間的距離在預(yù)定誤差限度內(nèi)；零交越檢測裝置，用于檢測該焦點(diǎn)誤差信號交越零；及控制裝置，用于控制該焦點(diǎn)調(diào)整裝置和該移位裝置，其中該控制裝置控制該移位裝置，以使沿朝向該光盤的表面的第一方向移位光束的焦點(diǎn)直至該零交越檢測裝置第一次檢測到該焦點(diǎn)誤差信號的交越零，該控制裝置控制該移位裝置，以使當(dāng)?shù)谝淮螜z測到該焦點(diǎn)誤差信號交越零時(shí)，光束的焦點(diǎn)被進(jìn)一步沿第一方向移動(dòng)預(yù)定距離，該預(yù)定距離大于光盤的表面和信息表面之間的距離，該控制裝置控制該移位裝置，以使直到該光束的焦點(diǎn)已被沿第一方向移過該預(yù)定距離后，以及當(dāng)該零交越檢測裝置檢測到該焦點(diǎn)誤差信號第二次交越零時(shí)，沿與第一方向相對的第二方向朝向信息表面移位該光束的焦點(diǎn)，且該控制裝置控制該焦點(diǎn)調(diào)整裝置，以在第二次檢測到該焦點(diǎn)誤差信號交越零時(shí)，執(zhí)行對信息表面的焦點(diǎn)調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的光盤單元，其中該控制裝置以停止光盤的旋轉(zhuǎn)來執(zhí)行焦點(diǎn)調(diào)整并控制光盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，以使在檢測到光束的焦點(diǎn)與信息表面之間的距離在該預(yù)定誤差限度內(nèi)后，光盤開始轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.一種光盤單元，用于具有一個(gè)或多個(gè)信息表面的光盤，該光盤單元包括焦點(diǎn)誤差檢測裝置，用于輸出焦點(diǎn)誤差信號，該焦點(diǎn)誤差信號指示施加到光盤的光束的焦點(diǎn)與預(yù)定表面之間的失準(zhǔn)；移位裝置，用于沿垂直于該光盤的方向移動(dòng)光束的焦點(diǎn)的位置；焦點(diǎn)調(diào)整裝置，用于執(zhí)行到該預(yù)定表面的焦點(diǎn)調(diào)整，以便通過根據(jù)該焦點(diǎn)誤差信號控制該移位裝置，使得光束的焦點(diǎn)與該預(yù)定表面之間的距離在一預(yù)定誤差限度內(nèi)；零交越檢測裝置，用于檢測該焦點(diǎn)誤差信號交越零；及控制裝置，用于控制該焦點(diǎn)調(diào)整裝置和該移位裝置，其中該控制裝置控制該移位裝置，以使沿朝向該光盤的表面移位光束的焦點(diǎn)直至該零交越檢測裝置第一次檢測到該焦點(diǎn)誤差信號交越零，該控制裝置控制該焦點(diǎn)調(diào)整裝置，以當(dāng)?shù)谝淮螜z測到該焦點(diǎn)誤差信號交越零時(shí)，執(zhí)行對光盤的該表面的焦點(diǎn)調(diào)整，在執(zhí)行對光盤的該表面的焦點(diǎn)調(diào)整時(shí)，該控制裝置在存儲裝置中存儲位移信息，該位移信息指示該移位裝置根據(jù)該光盤的旋轉(zhuǎn)角的位移，該控制裝置控制該移位裝置，以使停止焦點(diǎn)調(diào)整裝置的操作，根據(jù)該存儲裝置中存儲的位移信息，朝向該信息表面移位該光束的焦點(diǎn)，直至該零交越檢測裝置第二次檢測到該焦點(diǎn)誤差信號交越零，且該控制裝置控制該焦點(diǎn)調(diào)整裝置，以當(dāng)?shù)诙螜z測到該焦點(diǎn)誤差信號交越零時(shí)，執(zhí)行對信息表面的焦點(diǎn)調(diào)整。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的光盤單元，其中該焦點(diǎn)調(diào)整裝置控制相位補(bǔ)償，以使對于該焦點(diǎn)調(diào)整裝置已開始操作之后的一預(yù)定周期，相比于再現(xiàn)光盤上記錄的信息時(shí)，其中相位超前的一頻帶較寬。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的光盤單元，其中該焦點(diǎn)調(diào)整裝置設(shè)置一增益，以使對于該焦點(diǎn)調(diào)整裝置已開始操作之后的一預(yù)定周期，相比于再現(xiàn)光盤上記錄的信息時(shí)，該增益較小。
6.一種光盤單元，用于具有多個(gè)信息表面的光盤，該光盤單元包括光電探測裝置，用于檢測當(dāng)光束被施加至該多個(gè)信息表面中的一預(yù)定表面時(shí)，反射離開該光盤的光；焦點(diǎn)誤差檢測裝置，用于根據(jù)該光電探測裝置的輸出而輸出焦點(diǎn)誤差信號，該焦點(diǎn)誤差信號指示該光束的焦點(diǎn)與該預(yù)定信息表面之間的失準(zhǔn)；全內(nèi)反射量檢測裝置，用于根據(jù)該光電探測裝置的輸出，檢測反射離開該光盤的全內(nèi)反射的量；和歸一化裝置，用于通過將該焦點(diǎn)誤差信號除以一值而生成歸一化焦點(diǎn)誤差信號，該值是通過從該全內(nèi)反射量檢測裝置的輸出減去對應(yīng)于反射離開除該光盤的該預(yù)定信息表面之外的信息表面的反射量的一信號值而獲得的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的光盤單元，還包括移位裝置，用于沿垂直于該光盤的方向移動(dòng)光束的焦點(diǎn)的位置；焦點(diǎn)調(diào)整裝置，用于執(zhí)行焦點(diǎn)調(diào)整，以便通過根據(jù)該歸一化的焦點(diǎn)誤差信號控制該移位裝置，使光束的焦點(diǎn)與該預(yù)定信息表面之間的距離在一預(yù)定誤差限度內(nèi)；和焦點(diǎn)增益測量裝置，用于測量該焦點(diǎn)調(diào)整的一系統(tǒng)的增益，其中該信號值根據(jù)該焦點(diǎn)增益測量裝置的輸出而改變。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的光盤單元，還包括移位裝置，用于沿垂直于該光盤的方向移動(dòng)光束的焦點(diǎn)的位置，其中該信號值改變以使當(dāng)驅(qū)動(dòng)移位裝置時(shí)，該歸一化焦點(diǎn)誤差信號的放大率是常數(shù)值，以使光束的焦點(diǎn)通過該光盤的該預(yù)定信息表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的光盤單元，其中該信號值依據(jù)該多個(gè)信息表面之每一個(gè)而改變。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的光盤單元，還包括漫射光檢測裝置，用于檢測反射離開除其上落有光束的焦點(diǎn)的該光盤的預(yù)定信息表面之外的信息表面的光，其中該信號值根據(jù)該漫射光檢測裝置的輸出而改變。
11.根據(jù)權(quán)利要求6的光盤單元，還包括移位裝置，用于沿垂直于該光盤的方向移動(dòng)光束的焦點(diǎn)的位置；和控制裝置，用于根據(jù)該歸一化焦點(diǎn)誤差信號來控制該移位裝置，以便控制該移位裝置移位光束的焦點(diǎn)到除了該光盤的該預(yù)定信息表面之外的信息表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的光盤單元，其中該光電探測裝置還包括光束分裂裝置，用于將反射離開該光盤的光分裂成接近于光軸的內(nèi)部區(qū)域的光和遠(yuǎn)離該光軸的外部區(qū)域的光；該焦點(diǎn)誤差檢測裝置包括內(nèi)部焦點(diǎn)誤差檢測裝置，用于根據(jù)該內(nèi)部區(qū)域的光，檢測光束的焦點(diǎn)與光盤的的預(yù)定信息表面之間的失準(zhǔn)；和外部焦點(diǎn)誤差檢測裝置，用于根據(jù)該外部區(qū)域的光，檢測光束的焦點(diǎn)與光盤的的預(yù)定信息表面之間的失準(zhǔn)；該控制裝置根據(jù)該內(nèi)部焦點(diǎn)誤差檢測裝置的輸出和該外部焦點(diǎn)誤差檢測裝置的輸出中的至少之一來控制該移位裝置，從而控制該移位裝置來移位該光束的焦點(diǎn)到除了該光盤的該預(yù)定信息表面之外的信息表面。
全文摘要
一種光盤單元2001，包括反射表面檢測裝置1010，用于檢測一反射表面；焦點(diǎn)調(diào)整裝置(1202、1003、1009、1008、1003、1012、1005和1204)，用于執(zhí)行到該反射表面的焦點(diǎn)調(diào)整以使施加到該光盤2100的光束的焦點(diǎn)和該反射表面之間的距離在預(yù)定的誤差限度內(nèi)；移位裝置1007，用于沿垂直于光盤的方向移動(dòng)焦點(diǎn)的位置；和控制裝置1006，用于控制該焦點(diǎn)調(diào)整裝置和該移位裝置。
文檔編號G11B7/095GK1913013SQ20061008984
公開日2007年2月14日 申請日期2002年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月22日
發(fā)明者石橋廣通, 渡邊克也, 藤畝健司, 山田真一, 久世雄一 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社