專利名稱：光拾取器、光盤設備以及徑向斜度檢測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在光盤或光學信息記錄介質記錄信息，或者從光盤或光學信息記錄介質再現信息的光盤設備，還涉及一種結合在該光盤設備中的光拾取器。
背景技術：
自從能通過使用激光束的非接觸方式來記錄信息或再現已記錄信息的光盤的商業(yè)化以及能在光盤中記錄信息和從光盤中再現信息的光盤設備(光盤驅動器)的商業(yè)化以來已過去很長時間。具有多種記錄密度的稱為CD和DVD的光盤已變得普及。
最近，能使用具有短波長的藍激光束或藍紫激光束來將HD標準視頻數據和高品質環(huán)繞音頻數據保存在一張盤中的超高密度光盤(高清晰度數字多功能盤，以下稱為HD DVD)已被投入實際應用。
在DVD或HD DVD光盤中，特別是HD DVD光盤中，據知因為增加的記錄標記串的密度使得記錄標記本身很小，用來保護記錄介質的記錄層的一個層的厚度變化具有影響很大，并且信息再現變得不穩(wěn)定。還據知在通過能從記錄標記串再現信息的透鏡移位控制(以傾斜于光軸一定斜度)來在傾斜于光盤的記錄面給定斜度(徑向斜度)的狀態(tài)下接收從光盤反射的激光束的時候，從記錄標記串到用于再現記錄在光盤中的信息的物鏡的距離針對每個記錄標記串而變化。
在上面背景中，日本專利申請公開(KOKAI)2000-123390提出斜度控制功能，其通過計算第一斜度檢測值和第二斜度檢測值之間的差來檢測斜度，并且根據檢測信號使激光束的光軸中心和盤面垂直相交，其中第一斜度檢測值是通過計算具有固定間距的凹坑的不同再現信號的幅度差而得到，該固定間距是通過移動預定量沿垂直于軌道中心的方向而布置的，第二斜度檢測值是通過根據尋道誤差信號計算以預定間距形成的凹坑的全部再現信號而得到的。
然而，在日本專利申請公開(KOKAI)2000-123390中，很難從具有記錄標記串的HD DVD盤中以要求透鏡移動微小間距的方式來再現記錄的信息。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種光拾取器和光盤設備，其防止再現信號由于徑向斜度，即記錄介質(光盤)的記錄面的斜度而引起的不穩(wěn)定，并且準確檢測徑向斜度成分。
根據本發(fā)明的一個方面，提供了一種光拾取器，其包括物鏡，其捕獲記錄介質的記錄面上反射的光束；衍射裝置，其將該物鏡所捕獲的光束分割成預定數目的光束，并且在預定方向衍射每一分割的光束；光檢測器，其針對每一分割的成分來檢測由該衍射裝置所衍射的光束；以及運算電路，其計算該光檢測器的輸出中沿記錄介質的徑向上的斜度成分，作為表示從物鏡到記錄介質的距離變化的信號成分與表示記錄在記錄介質中的信號成分串的徑向上的位置的信號成分之間的差。


現在將參考附圖來描述實現本發(fā)明各種特點的總體結構。提供附圖及其相關說明來舉例說明本發(fā)明的實施例，而并非限制本發(fā)明的范圍。
圖1是示出根據本發(fā)明的光盤設備的示例的示意圖；圖2是說明圖1所示光盤設備的光拾取器的主要部分的示意圖；圖3是通過結合從圖2所示的光拾取器中生成的DPD信號的通道來說明輸出信號中的差異的示圖；圖4是說明從圖2所示的光拾取器中生成的DPD信號與偏移成分之間關系的示圖；以及圖5是示出能消除圖3和圖4所示輸入信號的差異和偏移成分影響的徑向斜度生成器的示例的示意圖。
具體實施例方式
下面將參考附圖詳細說明本發(fā)明的實施例。
圖1示出根據本發(fā)明的信息記錄/再現設備(光盤設備)的結構的示例。
圖1所示的光盤設備1包括光拾取器(PUH拾取頭)11，其可將信息記錄在記錄介質(光盤)D的未示出的記錄層(有機膜、金屬膜或相變膜)中、從記錄層讀取信息、或擦除記錄在記錄層中的信息。除了光拾取器11以外，光盤單元1具有一些機械部件，諸如未示出的沿著光盤D的記錄面移動光拾取器11的頭部移動機構和使光盤D以預定速度旋轉的盤電動機(未示出)。將不詳述這些機械部件。光盤單元1還包括如后所述的對結合在光拾取器11中的光檢測器的輸出進行處理的信號處理器以及對光拾取器11的機械部件進行控制的控制器。
光盤D的記錄層具有導向溝槽，軌道或記錄標記串(記錄的數據)以0.34μm-1.6μm間隔同心地或呈螺旋形地形成。在模制盤時通過壓制凸紋可以把記錄數據串(記錄標記)模制成一體。
在由準直透鏡22對準之前將來自半導體激光部件(LD激光二極管)21的激光束導向到極化光束分離器(PBS)23，并且將波陣面極化平面朝向特定方向并由準直透鏡22來對準(平行)。
經過光分割部件或全息圖板(HOE)24和1/4波長板(極化控制部件)25，把由準直透鏡22對準的激光束導向物鏡(OL)26。
導向到物鏡26的激光束被該物鏡26預定地會聚。(從LD 21發(fā)射的激光束被導向OL 26，并且在OL 26的固定焦點位置上提供最小光點。)物鏡26由塑料制成，并具有例如0.65的數值孔徑NA。
在光盤D的信息記錄面上反射的激光束(以下稱為反射的激光束)被物鏡26捕獲，被轉換成具有大體平行的截面的光束，并且被導向準直透鏡22。此時，波陣面極化方向相對于朝向光盤D的激光束的極化方向改變了90°。HOE(光分割部件)24根據光檢測器(PD)27的檢測區(qū)的布置將激光束分割成預定數目的光束，并且給予激光束預定的衍射方向。
返回到準直透鏡22的反射的激光束被該準直透鏡22預定地會聚，波陣面極化方向被1/4波長板25旋轉90°，并且在極化光束分離器23的極化平面上被反射，在光檢測器(PD)27的受光面上形成圖像。
從光檢測器27輸出的電流由未示出的I/V放大器轉換成電壓，并被施加到信號處理器2，在該信號處理器2中信號被轉換成RF(再現信號)、聚焦誤差信號FE、軌道誤差信號TE以及徑向斜度信號TR，該徑向斜度為歪向記錄面的徑向的光盤D相對于經過物鏡26中心的軸線或光軸的斜度。
在來自信號處理器2的輸出信號中，RF信號被控制器3(或未示出的數據處理器)轉換成預定信號格式，并且通過緩沖存儲器4輸出到臨時存儲器、外部存儲器或信息顯示/再現設備(個人計算機、監(jiān)視器等)。
在來自信號處理器2的輸出信號中，有關物鏡26的位置的聚焦誤差信號FE和軌道誤差信號TE用來產生用于校正物鏡26的位置的聚焦控制信號FC和尋道控制信號TC?；贔E和TE設置的FC和TC通過透鏡驅動電路5供給聚焦線圈和軌道線圈28。
此外，在來自信號處理器2的輸出信號中，表示徑向斜度的信號RT用來產生斜度控制信號RC以在徑向上將物鏡26的斜度控制在相對于光盤D記錄面的預定范圍內，并且該信號RT通過透鏡驅動電路5連同用于透鏡移動LS控制的透鏡移動信號LC一起被供給到共享聚焦線圈和軌道線圈。
聚焦誤差信號FE用來設置聚焦控制信號FC的控制量，該聚焦控制信號FC在與包括光盤D的記錄層的表面垂直的聚焦(光軸)方向上移動物鏡26，使得從物鏡26到光盤D的記錄層的距離變得與物鏡26的焦距一致。
軌道誤差信號TE用來設置軌道控制信號TC的控制量，該軌道控制信號TC在與記錄層的軌道(記錄標記串)T的延伸方向(徑向)垂直的方向上移動物鏡26。
此外，在來自信號處理器2的輸出信號中，根據從LD(激光二極管)21發(fā)射的光強的相關信號而定義的激光驅動信號通過激光驅動電路6供給LD 21。根據該激光驅動信號，順序疊加了進入控制器3(或未示出的數據控制器)的記錄數據、或對應于再現或擦除的大驅動電流。
可使用各種已知方法作為聚焦誤差、軌道誤差和徑向斜度的檢測方法。特別地，假定DPD(差分相位檢測)和PP(推挽式)作為軌道誤差檢測方法。然而，HD DVD盤中的軌道間距很窄，需要考慮物鏡26的透鏡移動的影響。因此，也使用CPP(補償推挽式，補償的軌道誤差檢測方法)來檢測軌道誤差。
圖2示出了由結合在圖1所示的光盤設備的光拾取器中的全息圖部件來分割光通量的模式示例，以及光電二極管的受光區(qū)的排列和構成(排列模式)。
如圖2所示，光分割部件(HOE)24包括光學衍射區(qū)24A-24D，該光學衍射區(qū)在與經過物鏡26的光軸中心大體一致的位置上被垂直相交的分割線24R和24T分割成4個區(qū)域。
每個光學衍射區(qū)可在朝向多個檢測單元(圖2中的8個單元，其中4個單元為用于通過刀口法檢測聚焦誤差的單體類型)的預定方向上對來自光盤D的記錄層的反射激光束進行衍射，該檢測單元形成在光檢測器27的受光面上。根據光拾取器11的尺寸和在光分割部件24中制備的衍射區(qū)的衍射圖案來任意設置每一檢測單元的尺寸和距離(位置關系)。
通過與光檢測器27的受光區(qū)(檢測單元)的排列相結合能任意設置作為光分割部件24所需特征的形狀、面積比、分割數量和衍射方向，只要這些特征能增加由用于在從光盤D中再現記錄的信息時檢測尋道誤差的差分相位檢測法(DPD)和推挽法所得到的尋道誤差信號(PP)和補償尋道誤差信號(CPP)的S/N，那么可以使用它們檢測聚焦誤差和用于校正盤斜度的信號，并且它們可以確保對來自光盤D的記錄層的反射激光束進行檢測。
在圖2所示的光分割部件24中，在切向和徑向上由相交的分割線24T和24R分割成4個區(qū)域的衍射圖案(衍射區(qū))按逆時針方向記為A-D。這表示區(qū)域A和C關于分割線24R和24T的交點中心對稱，并且區(qū)域C不會與區(qū)域A毗連。同樣，區(qū)域B不會與區(qū)域D毗連。
作為光檢測器27的檢測單元的排列，當調整聚焦偏移量以具有最大RF幅度(再現輸出)時，需要在刀口(檢測)單元(即，上述單元對27A/27B和27C/27D)中能夠獲得一單元輸出的相位差，該單元與一具有散焦圖像的單元相對。當然，可通過未示出的用于信號處理的布線模式來控制(結合)每個檢測單元串。
將參考圖2來說明一示例。在光分割單元24的區(qū)域24A中衍射的激光束在用于檢測聚焦誤差的一對檢測單元27A和27B中形成圖像，而在區(qū)域24D中衍射的激光束在一對檢測單元27C和27D中形成圖像。在區(qū)域24A中衍射的激光束還在用于檢測相位差的檢測單元27E中形成圖像。在區(qū)域24D中衍射的激光束還在用于檢測相位差的檢測單元27H中形成圖像。在區(qū)域24C中衍射的激光束在檢測單元27G中形成圖像，而在區(qū)域24B中衍射的激光束在檢測單元27F中形成圖像。
在此情況下，相位差(DPD)優(yōu)選地是由用于檢測激光束的檢測單元的檢測輸出的兩個總和之間的差得到的信號，所述檢測單元的檢測輸出的總和一個是檢測在檢測區(qū)域24A中衍射的激光束和在檢測區(qū)域24C中衍射的激光束的檢測單元的檢測輸出的總和，另一個是檢測在檢測區(qū)域24B中衍射的激光束和在檢測區(qū)域24D中衍射的激光束的檢測單元的檢測輸出的總和。
即，通過從檢測單元的輸出中獲得相位差可以穩(wěn)定地獲得徑向斜度，其中通過采用用于檢測相位差而使分割線相交的位置作為基準(即，通過交叉DPD)，該檢測單元檢測被圖2所示的光分割部件24的衍射區(qū)24A-24D分割的用于檢測相位差的四個激光束，并檢測用于通過刀口法檢測聚焦誤差的兩個激光束，來作為在與徑向的分割線和切向的分割線不平行的區(qū)域中被分割(衍射)的激光束。
假設光檢測器27的檢測單元的輸出為單元27E的輸出→SE單元27F的輸出→SF單元27G的輸出→SG單元27H的輸出→SH如下參考圖3所述，根據在由交叉DPD的尋道伺服(在物鏡26上)起作用時通道的相位比較的偏移量變化中的起伏來設置徑向斜度，即Ph(SE+SG)-Ph(SF+SH)Ph表示用于獲得相位差的操作。
圖3示出了用于獲得相位差的通道的結合，即，示出作為光檢測器的輸出，還示出了在從光分割部件的相鄰區(qū)域中衍射的激光束中得到相位差的情況下以及在通過上述交叉DPD(縱軸進行歸一化)得到相位差的情況下DC偏移程度和徑向斜度(deg)之間的關系。曲線A表示Ph(SH)-Ph(SE)，即，通過使用由光分割部件四個衍射區(qū)的相鄰兩個區(qū)域所衍射的激光束而得到相位差的情況。曲線B表示Ph(SE+SG)-Ph(SF+SH)，即，交叉DPD。
圖4示出了通過圖2所示光檢測器的檢測單元的輸出和圖3所示的偏移量變化而得到徑向斜度的示例。
曲線C表示當由交叉DPD(Ph(SE+SG)-Ph(SF+SH))操作尋道伺服時的相位差Ph(SH)-Ph(SE)。曲線D表示當由交叉DPD(Ph(SE+SG)-Ph(SF+SH))操作尋道伺服時的相位差Ph(SB)-Ph(SC)。
因此，當假設光檢測器27的檢測單元27A-27D的輸出為單元27A的輸出→SA單元27B的輸出→SB單元27C的輸出→SC單元27D的輸出→SD時可通過以下表達式獲得徑向斜度，即{Ph(SB)-Ph(SC)}-kt·DPD-kf·FES
Ph用于得到相位差的操作DPD是上述交叉DPD輸出，Ph(SE+SG)-Ph(SF+SH)FES是聚焦誤差輸出，并且通過采用假定圖2所示的單獨刀口法，可通過下式得到徑向斜度，即(SA+SD)-(SB+SC)kt用于尋道控制的系數kf用于聚焦控制的系數該算術表達式與前面解釋一致，即“當調整聚焦偏移量以具有最大RF幅度(再現輸出)時，在刀口(檢測)單元(即，上述單元對27A/27B和27C/27D)中能夠得到一單元輸出的相位差，該單元與一具有散焦圖像的單元相對?！睂τ谂c具有散焦圖像的單元相對的單元，本示例中描述了檢測器B和C，但是，因為制造中的變化，可以是檢測器A和D的結合。
通過圖5所示的運算電路(結合在圖1所示的信號處理器2中)可容易地得到徑向斜度。
如前所述，根據本發(fā)明，可以準確檢測針對記錄介質(光盤)的徑向斜度的不同偏移量，因此，可以得到穩(wěn)定的再現信號。因此，可從具有高密度信息的HD DVD中平穩(wěn)地再現信息。再現信號是平穩(wěn)的，并且提高了作為光盤設備的可靠性。
另外，根據本發(fā)明，可以準確檢測針對記錄介質(光盤)的徑向斜度的不同偏移量，可以得到穩(wěn)定的再現信號。因此，可從具有高密度信息的HD DVD中平穩(wěn)地再現信息。
盡管已經描述了本發(fā)明的某些實施例，但是這些實施例僅以示例方式給出，并非意在限制本發(fā)明的范圍。實際上，在此所述的新方法和系統可以能以各種其它形式來實施，而且，可以在不脫離本發(fā)明的精神的范圍內做出在此所述的方法和系統的形式下的各種省略、替代和變化。所附權利要求及其等同物意在覆蓋將落入本發(fā)明的范圍和精神內的這些形式或修改。
權利要求
1.一種光拾取器(11)，其特征在于包括物鏡(26)，其捕獲在記錄介質的記錄面上反射的光束；衍射裝置(24)，其將所述物鏡所捕獲的光束分割成預定數目的光束，并且在預定方向上衍射每個分割的光束；光檢測器(27)，其針對每一分割的成分來檢測由所述衍射裝置所衍射的光束；以及運算電路(2)，其計算所述光檢測器的輸出中沿記錄介質的徑向上的斜度成分，作為表示從所述物鏡到記錄介質的距離變化的信號成分和表示記錄在記錄介質中的信號成分串的徑向上的位置的信號成分之間的差。
2.根據權利要求1所述的光拾取器，其特征在于，在設置從所述物鏡到記錄介質的距離從而與記錄在記錄介質中的信號成分串相對應的再現輸出變得最大的狀態(tài)下，所述運算電路接收所述光檢測器的受光單元的輸出組合來作為配置以得到與具有散焦圖像的單元相對的一個單元的輸出的相位差，并且進行信號處理，所述光檢測器用來產生得到從所述物鏡到記錄介質的距離位移的信號。
3.根據權利要求1所述的光拾取器，其特征在于，在分割所述衍射裝置的衍射區(qū)時，所述運算電路把由所述衍射裝置分割成預定數目并被導向每個方向的衍射光添加到來自不同于相鄰分割區(qū)域的一個區(qū)域的光束，并且計算由添加所得到的信號差。
4.一種光盤設備，其特征在于包括光拾取器(11)，所述光拾取器(11)具有物鏡(26)，其捕獲在記錄介質的記錄面上反射的光束；衍射裝置(24)，其將所述物鏡所捕獲的光束分割成預定數目的光束，并且在預定方向上衍射每個分割的光束；光檢測器(27)，其針對每個分割成分檢測所述衍射裝置所衍射的光束；以及運算電路(2)，其計算所述光檢測器的輸出中沿記錄介質的徑向上的斜度成分，作為表示從所述物鏡到記錄介質的距離變化的信號成分和表示記錄在記錄介質中的信號成分串的徑向上的位置的信號成分之間的差；還包括信號處理電路(3、4)，其從由所述光檢測器所檢測的信號得到與記錄在記錄介質的記錄面上的信息相對應的再現輸出。
5.一種利用光盤設備的徑向斜度檢測方法，該光盤設備包括光拾取器，該光拾取器包括物鏡，其捕獲在記錄介質的記錄面上反射的光束；衍射裝置，其將所述物鏡所捕獲的光束分割成預定數目的光束，并且在預定方向上衍射每個分割的光束；光檢測器，其針對每個分割成分檢測所述衍射裝置所衍射的光束；以及運算電路(2)，其計算所述光檢測器的輸出中沿記錄介質的徑向上的斜度成分，作為表示從所述物鏡到記錄介質的距離變化的信號成分和表示記錄在記錄介質中的信號成分串的徑向上的位置的信號成分之間的差，所述方法的特征在于在調整聚焦偏移量以具有最大RF幅度(再現輸出)的狀態(tài)下，所述運算電路將所述物鏡控制在正在聚焦狀態(tài)，該物鏡的特征在于能得到與具有散焦圖像的單元相對的一個單元的輸出的相位差。
6.根據權利要求5所述的徑向斜度檢測方法，其特征在于，在分割所述衍射裝置的衍射區(qū)時，所述運算電路添加來自不同于相鄰分割區(qū)域的一個區(qū)域的光束，并且計算由添加所得到的信號差。
7.根據權利要求5所述的徑向斜度檢測方法，其特征在于，當光檢測器具有八個檢測單元，并且它們中四個檢測單元的輸出彼此成對時，并且當四個獨立檢測單元的輸出為SE、SF、SG和SH，Ph表示用于得到相位差的操作，輸出是DPD，成對的單元是單元A和B以及單元C和D，并且輸出為SA、SB、SC和SD時，在假定采用單獨刀口法時，所述運算電路通過下式來計算徑向斜度{Ph(SB)-Ph(SC)}-kt·DPD-kf·FESDPD＝Ph(SE+SG)-Ph(SF+SH)kt用于尋道控制的系數kf用于聚焦控制的系數FES＝(SA+SD)-(SB+SC)。
全文摘要
一種光拾取器、光盤設備以及徑向斜度檢測方法。根據本發(fā)明的實施例的光拾取器設備具有物鏡(26)，其捕獲在光盤D的記錄面上反射的光束；偏光控制部件(24)，其將該物鏡所捕獲的光束分割成預定數目的光束，并且在預定方向上衍射每個分割的光束；光檢測器(27)，其針對每一分割成分檢測由該偏光控制部件所分割并衍射的光束；以及信號處理器(2)，其計算該光檢測器的輸出中沿光盤的徑向上的斜度成分(徑向斜度)，作為表示從該物鏡到光盤的距離變化的信號成分(FES)和表示記錄在光盤中的信號成分串的徑向上的位置的信號成分(DPD)之間的差。
文檔編號G11B7/12GK1992015SQ20061017030
公開日2007年7月4日 申請日期2006年12月28日 優(yōu)先權日2005年12月28日
發(fā)明者前田悟, 巖田勝雄, 岡野英明 申請人:株式會社東芝