专利名称：跟踪误差信号产生装置和方法及光盘设备和跟踪控制方法
技术领域：
本发明涉及一种跟踪误差信号产生装置，一种光盘设备，一种跟踪误差信号产生方法，以及一种跟踪控制方法。
背景技术：
根据美国专利法第119(a)条(35U.S.C.，$119(a))，本非临时申请要求于2003年4月28日在日本申请的编号为2003-124046的专利申请的优先权，该申请的全文在此作为参考。
众所周知，在光盘设备中使用跟踪误差信号产生装置来产生跟踪误差信号，在光盘上记录信息或从光盘中再生信息。跟踪误差信号用于指出光束是否是沿着光盘的轨迹运动的。
传统的跟踪误差信号产生装置以如下方式产生跟踪误差信号。
由激光器发射器发射的光束被衍射光栅分裂为主光束，第一子光束和第二子光束。该主光束，第一子光束和第二子光束被物镜会聚在光盘上。该主光束，第一子光束和第二子光束被光盘反射，反射的主光束，第一子光束和第二子光束被光检测器所检测。
更详细地，所述光检测器包括一个两部分主光束检测器，一个两部第一子光束检测器，以及一个两部分第二子光束检测器。该两部分主光束检测器检测主光束并产生一个差分信号。该两部分第一子光束检测器检测第一子光束并产生一个差分信号。该两部分第二子光束检测器检测第二子光束并产生一个差分信号。
一个主光束推挽式信号产生器根据由所述两部分主光束检测器所产生的差分信号而产生一个主光束推挽式信号。
一个子光束推挽式信号产生器根据所述两部分第一子光束检测器所产生的差分信号以及所述两部分第二子光束检测器所产生的差分信号来产生一个子光束推挽式信号。更详细地，该子光束推挽式信号产生器通过将两部分第一子光束检测器所产生的差分信号与由两部分第二于光束检测器所产生的差分信号相加来产生一个子光束推挽式信号。
接下来，所述子光束推挽式信号根据需要以一个合适的增益比率进行放大，并且从所述主光束推挽式信号中减去该放大的子光束推挽式信号。这样，一个跟踪误差信号就产生了。
传统的跟踪误差信号产生装置是以这种方式来产生跟踪误差信号的。因此，即使是物镜错位，由此主光束推挽式信号和子光束推挽式信号各自都发生DC偏移，也会通过从主光束推挽式信号中减去子光束推挽式信号来从跟踪误差信号中删除DC偏移，例如日本公开出版物61-94246号所公开的。
然而，所述跟踪误差信号的幅度可能产生不理想的波动。
例如，当光盘被离心放置时，该跟踪误差信号的幅度会减小。
当物镜错位时，主光束推挽式信号也会偏离参考值。
下面将说明光盘被离心放置的情况。
由主轴马达旋转的光盘中间有一个孔，主轴马达附着在该孔上。孔的中心是以与光盘的中心，即以螺旋方式或同心方式形成的多个轨迹的中心，相匹配的方式进行设置的。
然而，光盘的中心会不理想地偏离孔的中心，在该情况下，光盘就会离心旋转。
下面将参考图9A和9B描述当光盘正常旋转时，即非离心旋转时的跟踪误差信号。然后参考
图10A和10B描述而当光盘离心旋转时的跟踪误差信号。
图9A给出了说明当光盘正常旋转时主光束M，轨迹与第一子光束S1和第二子光束S2的扫描方向间的关系的示意图。
光盘中的轨迹是同心或螺旋形成的。轨迹这样安排，使得相邻轨迹相互平行。
如图9A所示，由第一子光束S1所形成的光斑中心与由主光束M所形成的光斑中心间的距离是轨迹间距的1/2。同样，由第二子光束S2所形成的光斑中心与由主光束M所形成的光斑中心间的距离也是轨迹间距的1/2。
第一子光束S1被导向由主光束M照射的轨迹和与该轨迹相邻的外侧轨迹间的中心位置。
第二子光束S2被导向由主光束M照射的轨迹和与该轨迹相邻的内侧轨迹间的中心位置。
中心线900表示主光束M扫描光盘的方向。在图9A中，中心线900和轨迹相互平行。
附图9B是一个波形图，其示出当光盘正常旋转的情况下主光束沿轨迹移动时的主光束推挽式信号和子光束推挽式信号。
在图9B中，“Mpp”既表示基于主光束M的主光束推挽式信号，也表示其振幅。“Spp1”既表示由两部分第一子光束检测器产生的差分信号，也表示其振幅，以及“Spp2”既表示由两部分第二子光束检测器产生的差分信号，也表示其振幅。Spp1+Spp2是子光束推挽式信号。横轴表示主光束M的位置。
跟踪误差信号TE是通过如下算式获得的。
TE＝Mpp-K×(Spp1+Spp2)其中K是一个指定的常数。
当光盘正常旋转时，由两部分第一子光束检测器产生的差分信号Spp1的相位与由两部分第二子光束检测器产生的差分信号Spp2的相位是相同的。这两个信号在相位上相互之间没有偏移。在这种状态下，子光束推挽式信号Spp1+Spp2的振幅是E。
跟踪误差信号是通过将子光束推挽式信号乘以指定的常数K并在主光束推挽式信号中减去该乘积后产生的。
接下来，参考附图10A和10B，说明当光盘偏心旋转时的跟踪误差信号。
附图10A给出了当光盘偏心旋转时，主光束M，轨迹与第一子光束S1和第二子光束S2的扫描方向间的关系。
如图10A所示，当光盘偏心旋转时，第一子光束S1随着光盘的旋转角度而偏离了由主光束M照射的轨迹和其相邻外侧轨迹间的中心位置。同样的，第二子光束S2也随着光盘的旋转角度而偏离了由主光束M照射的轨迹和其相邻内侧轨迹间的中心位置。
在图10A中，中心线1000与轨迹是不平行的，并且第一子光束S1的一部分和第二子光束的一部分被导引到轨迹1001上。
附图10B是一个波形图，其示出当光盘作偏心旋转时主光束推挽式信号和子光束推挽式信号的情况。
在图10B中，“Mpp”既表示根据主光束M的主光束推挽式信号，也表示其振幅，“Spp1”既表示由两部分第一子光束检测器产生的差分信号，也表示其振幅，以及“Spp2”既表示由两部分第二子光束检测器产生的差分信号，也表示其振幅。Spp1+Spp2是子光束推挽式信号。横轴表示主光束M的位置。
当第一子光束S1的一部分与第二子光束的一部分如图1 0A所示照射轨迹1001时，差分信号Spp1的相位就如图10B所示偏离了差分信号Spp2的相位。
在此，跟踪误差信号TE也是通过如下算式来获得的。
TE＝Mpp-K×(Spp1+Spp2)，其中K是一个指定的常数。
当光盘偏心旋转时，差分信号Spp1的相位偏离了差分信号Spp2的相位。因此，设子光束推挽式信号的振幅，即Spp1+Spp2是R，则振幅R小于上述参考附图9B描述的子光束推挽式信号振幅E。
如上所述，跟踪误差信号是通过将子光束推挽式信号乘以指定的常数K并在主光束推挽式信号中减去该乘积后产生的。因此，当子光束推挽式信号的振幅较小时，就不会产生一个适当的跟踪误差信号。
当子光束推挽式信号的振幅减小时，跟踪控制系统的开环增益就会变小，这使得跟踪控制系统不稳定。
除了跟踪误差信号的振幅波动的问题外，传统的跟踪误差信号产生装置还具有如下问题。
近来，人们希望增加光盘的存储量。为了满足这种要求，有人提出提供一种具有多个信息面的光盘。在这种光盘中，通过引导来自指定方向来的光束，信息可被记录在所述多个信息面上或从其中再生。
当记录在指定信息面上的信息被再生时，执行聚焦控制以使光束聚焦于指定的信息面上。执行聚焦控制以使光束沿指定信息面的轨迹移动。
当记录在指定信息面上的信息被再生时，经过指定信息面的光束会被与指定信息面不同的信息面不期望地反射，并入射到光检测器上。
通常在跟踪误差信号产生装置中，子光束的光量大约是主光束的1/10。被指定信息面反射的子光束的光量小于被指定信息面反射的主光束的光量。因此，当经过指定信息面的主光束被与指定信息面不同的信息面不期望地反射并入射到光检测器上时，入射到两部分第一子光束光检测器和两部分第二光束光检测器上的光量是不可忽略的。
入射到两部分第一子光束光检测器和两部分第二子光束光检测器上的主光束的光量是根据例如指定信息面和被改变的不同信息面间的距离而变化。指定信息面的轨迹或其中的部分与光盘的不同的信息面的轨迹或其中的部分间的距离是不同的。因此，当光盘旋转时，由所述不同的信息面所反射的主光束的光量以几百赫兹的周期改变。
由所述不同的信息面反射的主光束的一部分作为子光束推挽式信号的外部干扰，导致包括偏移分量的跟踪误差信号。因此，跟踪不能被正确控制，其可不期望地恶化记录和/或再生质量。
发明内容
根据本发明的一方面，一种跟踪误差信号产生装置包括一个分裂和会聚单元，用于将光束分裂为一个主光束和一个子光束并将该主光束和子光束会聚到光盘上；一个两部分主光束检测单元，用于检测由光盘反射的主光束；一个主光束推挽式信号产生单元，用于根据由所述两部分主光束检测单元输出的差分信号来产生一个主光束推挽式信号；一个两部分子光束检测单元，用于检测由光盘所反射的子光束；一个子光束推挽式信号产生单元，用于根据所述两部分子光束检测单元输出的差分信号来产生子光束推挽式信号；一个偏移量检测单元，用于根据所述主光束推挽式信号和子光束推挽式信号来检测主光束推挽式信号与一个参考值的偏移量；以及一个跟踪误差信号产生单元，用于通过根据偏移量检测单元所检测的偏移量修正主光束推挽式信号和子光束推挽式信号来产生跟踪误差信号。
在本发明的一个实施例中，所述偏移量检测单元将主光束推挽式信号和子光束推挽式信号相加，并检测该相加结果作为主光束推挽式信号相对于参考值的偏移量。
在本发明的一个实施例中，所述跟踪误差信号产生单元根据表示由偏移量检测单元检测的偏移量的信号的低频分量来修正所述主光束推挽式信号以产生跟踪误差信号。
在本发明的一个实施例中，所述光盘至少具有一个轨迹。所述分裂与会聚单元包括用于将主光束和子光束会聚到该光盘上的物镜。所述跟踪误差信号产生装置还包括用于驱动所述物镜偏移单元的驱动单元，其通过向物镜偏移单元输出驱动信号来驱动物镜沿着与所述至少一个轨迹垂直的方向偏移。所述偏移量检测单元包括一个第一物镜偏移量检测单元，用于将所述主光束推挽式信号与子光束推挽式信号相加并检测该相加结果作为物镜偏移量，以及一个第二物镜偏移量检测单元，用于根据所述驱动信号检测物镜偏移量。所述跟踪误差信号产生单元根据表示由第一物镜偏移量检测单元所检测的物镜偏移量的信号中的低频分量以及表示由第二物镜偏移量检测单元所检测的物镜偏移量的信号中的高频分量来修正所述主光束推挽式信号，来产生跟踪误差信号。
在本发明的一个实施例中，所述第二物镜偏移量检测单元包括一个与所述物镜偏移单元的特性具有相同特性并且根据所述驱动信号来检测物镜偏移量的相等滤波器。
根据发明的另一个方面，一种光盘装置包括一个跟踪误差信号产生装置，其包括一个分裂与会聚单元，用于将光束分裂为一个主光束和一个子光束并将该主光束和子光束汇聚到包括至少一个轨迹的光盘上，该分裂与会聚单元包括一个用于将主光束和子光束会聚到光盘上的物镜，一个用于检测从光盘反射的主光束的两部分主光束检测单元，一个用于根据从两部分主光束检测单元输出的差分信号来产生主光束推挽式信号的主光束推挽式信号产生单元，一个用于检测由光盘反射的光束的两部分子光束检测单元，一个用于根据从两部分子光束检测单元输出的差分信号来产生子光束推挽式信号的子光束推挽式信号产生单元，一个用于根据主光束推挽式信号和子光束推挽式信号检测主光束推挽式信号相对于参考值的偏移量的偏移量检测单元，以及一个通过根据由偏移量检测单元检测的偏移量来修正主光束推挽式信号或子光束推挽式信号以产生跟踪误差信号的跟踪误差信号产生单元；一个物镜偏移单元，用于将物镜沿着与所述至少一个轨迹垂直的方向偏移；一个移动单元，用于沿着与所述至少一个轨迹垂直的方向移动物镜偏移单元；一个移动控制单元，用于根据由偏移量检测单元所检测的偏移量来控制移动单元；以及一个跟踪控制单元，其用于根据跟踪误差信号来控制物镜偏移单元。
在本发明的一个实施例中，所述跟踪误差信号产生单元还包括一个驱动单元，其通过向物镜偏移单元输出驱动信号来驱动物镜偏移单元。偏所述移量检测单元包括一个第一物镜偏移量检测单元，其将主光束推挽式信号与子光束推挽式信号相加并检测相加结果作为物镜偏移量，以及一个第二物镜偏移量检测单元，其根据所述驱动信号来检测物镜偏移量。所述跟踪误差信号产生单元通过根据由第一物镜偏移量检测单元所检测的表示物镜偏移量的信号中的低频分量以及由第二物镜偏移量检测单元所检测的表示物镜偏移量的信号中的高频分量修正主光束推挽式信号，以产生跟踪误差信号。所述移动控制单元根据该低频分量和高频分量来控制所述移动单元。
根据本发明的另一方面，一种跟踪误差信号产生方法包括以下步骤将光束分裂为一个主光束和一个子光束并将该主光束和子光束会聚到光盘上；通过一个两部分主光束检测单元来检测由光盘反射的主光束；根据两部分主光束检测单元输出的差分信号来产生一个主光束推挽式信号；通过一个两部分子光束检测单元来检测由光盘反射的子光束；根据两部分子光束检测单元输出的差分信号来产生一个子光束推挽式信号；通过一个偏移量检测单元根据主光束推挽式信号和子光束推挽式信号检测主光束推挽式信号相对于参考值的偏移量；以及根据由偏移量检测单元检测的偏移量来修正主光束推挽式信号或子光束推挽式信号，以产生一个跟踪误差信号。
根据本发明的另一方面，一种跟踪控制方法包括以下步骤通过一个物镜将光束分裂为主光束和子光束并将该子光束和主光束会聚到具备至少一个轨迹的光盘上；通过一个两部分主光束检测单元来检测由光盘反射的主光束；根据所述两部分主光束检测单元输出的差分信号来产生主光束推挽式信号；通过两部分子光束检测单元来检测由光盘反射的子光束；根据所述两部分子光束检测单元输出的差分信号来产生子光束推挽式信号；通过一个偏移量检测单元根据主光束推挽式信号和子光束推挽式信号来检测主光束推挽式信号相对于参考值的偏移量；根据由偏移量检测单元所检测的偏移量来修正主光束推挽式信号和子光束推挽式信号以产生跟踪误差信号；根据由偏移量检测单元所检测的偏移量来控制移动单元，使其沿着与至少一个轨迹基本垂直的方向偏移物镜；以及根据跟踪误差信号来控制物镜偏移单元使其沿着与所述至少一个轨迹垂直的方向偏移物镜。
如上所述，根据本发明的跟踪误差信号产生装置，所述偏移量检测单元根据主光束推挽式信号和子光束推挽式信号检测主光束推挽式信号相对于参考值的偏移量。跟踪误差信号产生单元根据所述偏移量来修正主光束推挽式信号和子光束推挽式信号，以产生跟踪误差信号。由此，在由主光束推挽式信号相对于参考值的偏移所引起的偏移分量被删除的情况下，可以产生跟踪误差信号。
根据本发明的一种跟踪误差信号产生装置，通过根据由偏移量检测单元所检测的表示偏移量的信号的低频分量修正主光束推挽式信号以产生跟踪误差信号。由此，就获得了跟踪误差信号，其中删除了所述子光束推挽式信号的外部干扰。子光束推挽式信号的外部干扰是由与光盘的目标信息面不同的信息面所反射的主光束造成的。
根据本发明的跟踪误差信号产生装置，所述第一物镜偏移量检测单元将主光束推挽式信号和子光束推挽式信号相加以检测物镜的偏移量，所述第二物镜偏移量检测单元其根据驱动物镜偏移单元的驱动信号来检测物镜的偏移量。通过根据由第一物镜偏移量检测单元检测的表示偏移量的信号的低频分量和由第二物镜偏移量检测单元检测的表示偏移量的信号的高频分量来修正主光束推挽式信号，以产生跟踪误差信号。由此，获得了跟踪误差信号，其中删除了子光束推挽式信号的外部干扰并在高频范围内是准确的。子光束推挽式信号的外部干扰是由与光盘目标信息面不同的信息面所反射的主光束所产生的。
根据本发明的一种跟踪误差信号产生装置包括一种与物镜偏移单元具有相同特性的相等滤波器。由此，可以根据用于驱动物镜偏移单元的驱动信号来检测物镜偏移量。
根据本发明的一种光盘装置包括一种移动单元，用于使物镜沿着与所述轨迹基本垂直的方向移动，以及一种移动控制单元，用于根据物镜偏移量检测单元的输出来控制移动单元。由此，可以减小物镜偏移量的影响。
根据本发明的一种光盘装置包括一种物镜偏移单元，用于使所述物镜沿着与轨迹基本垂直的方向偏移，一种移动单元，用于使物镜偏移单元沿着与轨迹基本垂直的方向移动，以及一种移动控制单元，用于根据由第一物镜偏移量检测单元输出的信号中的低频分量和由第二物镜偏移量检测单元输出的信号中的高频分量来控制所述移动单元。由此，在一个宽频范围内可以减小物镜的影响。
这样，在此所述的发明使如下优点变为可能提供一种跟踪误差信号产生装置和一种跟踪误差信号产生方法，用于通过根据从主光束获得的主光束推挽式信号和从子光束获得的子光束推挽式信号来检测主光束推挽式信号相对于参考值的偏移量以产生合适的跟踪误差信号，然后根据偏移量来修正主光束推挽式信号或子光束推挽式信号；一种包括这样一种跟踪误差信号产生装置的光盘装置；以及一种跟踪控制方法，用于利用由这样一种跟踪误差信号产生装置和方法所产生的跟踪误差信号来执行跟踪控制。
通过阅读和理解下面结合附图的详细说明，本发明的这些其他优点对于本领域的技术人员来说会更加明显。
图说明图1是一个框图，其说明了根据本发明的第一实施例的具有跟踪误差信号产生装置的光盘装置；图2示出说明第一实施例中的跟踪误差信号产生装置的光头；图3为用于解释第一实施例的轨迹和光束间的关系的示意图；图4示出第一实施例中光头中的光检测器；图5示出第一实施例中的推挽式信号的波形图；图6示出第一实施例中的计算电路；图7示出根据本发明第二实施例包括跟踪误差信号产生装置的光盘装置；图8示出第二实施例中的计算电路；图9A示出传统的跟踪误差信号产生装置中，当光盘正常旋转时，轨迹与主光束和子光束的扫描方向间的关系；图9B示出传统的跟踪误差信号产生装置中，当光盘正常旋转时的主光束推挽式信号与子光束推挽式信号的波形图；图10A示出传统的跟踪误差信号装置中，当光盘偏心旋转时，轨迹与主光束和子光束扫描方向之间的关系的示意图；以及图10B示出在传统的跟踪误差信号产生装置中，当光盘偏心旋转时的主光束推挽式信号和子光束推挽式信号的波形图。
优选实施例说明在下文中，本发明将参考附图以实施例的方式加以说明。
(实施例1)图1是一个框图，其说明了根据本发明第一实施例，具有跟踪误差信号产生装置20的光盘装置10。
光盘装置10包括一个用于产生光盘107的跟踪误差信号的跟踪误差信号产生装置20，一个跟踪驱动电路204，一个用于以指定旋转速率来旋转光盘107的主轴马达206，一个物镜致动器308，以及一个移动马达驱动电路302。
跟踪误差信号产生装置20包括一个光头100，一个主光束推挽式信号产生电路300，一个子光束推挽式信号产生电路301，一个偏移量检测单元40，以及一个跟踪误差信号产生单元50。
跟踪误差信号产生装置20还可包括用于放大光头100的输出信号的预放大器201。
跟踪误差信号产生装置20还可包括一个用于驱动跟踪驱动电路204的驱动单元60。
光盘107至少具有一个信息面。
在光盘107具有两个或更多信息面的情况下，光头100向目标信息面移动光斑以便在目标信息面上记录信息或再生目标信息面上记录的信息。
参考图2，详细说明光盘装置10的光头100。
附图2是一个框图，示出根据本发明第一实施例的光头100。
光头100包括分裂与会聚单元30，用于将光束分裂为主光束和子光束并将主光束和子光束会聚到光盘107上，以及一个光检测器111。
光头100还可包括一个全息装置109和一个柱面透镜110。
分裂与会聚单元30包括半导体激光器101，衍射光栅102，分束器103，聚光镜104，反射镜105，以及物镜106。
由半导体激光器101发射的光束被衍射光栅102分裂为相应于零阶光分量的主光束M，相应于正的一阶光分量的第一子光束S1，以及相应于负的一阶光分量的第二子光束S2。主光束M，第一子光束S1和第二子光束S2透射通过分束器103。
接下来，主光束M，第一子主光束S1和第二子光束S2通过会聚镜104会聚到反射镜105上。
主光束M，第一子光束S1和第二子光束S2被反射镜105反射然后由物镜106会聚到光盘107指定的信息面上。更详细地，主光束M被物镜106会聚到光盘107的期望轨迹上。第一子光束S1被物镜106会聚到离主光束M具有指定距离的外侧方向的位置上。第二子光束S2被物镜106会聚到离主光束M具有指定距离的内侧方向的位置上。
接下来说明主光束M，第一子光束S1和第二子光束S2。
附图3是一个示意图，示出在第一实施例中的光盘107的轨迹与主光束M，第一于光束S1和第二子光束S2之间的关系。
第一子光束S1被导向扫描方向前面并向外侧偏离主光束M以大约1/2轨迹间距的位置。第二子光束S2被导向扫描方向后面并向内侧偏离主光束M以大约1/2轨迹间距的位置。
轨迹之间是相互平行的。主光束M，第一子光束S1和第二子光束S2以扫描方向在光盘107上移动。
回到图2，接下来说明光盘100。
主光束M，第一子光束S1和第二子光束S2被光盘107反射。被光盘107反射的主光束M，第一子光束S1和第二子光束S2通过物镜106到达反射镜105，并被反射镜105反射然后导向聚光镜104。
经过聚光镜104的主光束M，第一子光束S1和第二子光束S2被分束器103反射，顺序经过柱面透镜109和全息装置110后被光检测器111所检测。
接下来详细说明光检测器111。
附图4示出光检测器111。
光检测器111包括一个两部分主光束检测器111a，一个两部分第一子光束检测器111c，以及一个两部分第二子光束检测器111e。
所述两部分主光束检测器111a，两部分第一子光束检测器111c，以及两部分第二子光束检测器111e每一个都沿着光盘107半径的方向被分为两部分。
更详细地，两部分主光束检测器111a的表面包括光接收表面A和光接收表面B。两部分主光束检测器111a产生差分信号，其表示由光接收表面A所检测的光量与由光接收表面B所检测的光量之间的差。
两部分第一子光束检测器111c的表面包括光接收表面C和光接收表面D。两部分第一子光束检测器111c产生差分信号，其表示由光接收表面C和光接收表面D所检测的光量之间的差。
两部分第二子光束检测器111e的表面包括光接收表面E和光接收表面F。两部分第二子光束检测器111e产生差分信号，其表示由光接收表面E和光接收表面F所检测的光量之间的差。
回到附图1，接下来更详细地说明光盘装置10。
光头100将由两部分主光束检测器111a产生的差分信号，两部分第一子光束检测器111c产生的差分信号，以及两部分第二子光束检测器111e产生的差分信号输出到预放大器201。
预放大器201放大由两部分主光束检测器111a，两部分第一子光束检测器111c和两部分第二子光束检测器111e产生的差分信号。然后，预放大器201将两部分主光束检测器111a产生的放大的差分信号输出到主光束推挽式信号产生电路300，并将两部分第一子光束检测器111c产生的放大的差分信号和两部分第二子光束检测器111e产生的放大的差分信号输出到子光束推挽式信号产生电路301。
主光束推挽式信号产生电路300根据由两部分主光束检测器111a所产生的差分信号来产生主光束推挽式信号。
主光束推挽式信号产生电路300包括一个计算放大器(未显示)，其产生主光束推挽式信号Mpp，该信号具有公式1所示的关系。
Mpp＝(A-B)......(1)其中A表示光接收表面A所检测的光量，B表示由光接收表面B所检测的光量。
子光束推挽式信号产生电路301根据由两部分第一子光束检测器111c产生的差分信号和由两部分第二子光束检测器111e产生的差分信号中的至少一个来产生子光束推挽式信号。
例如，子光束推挽式信号产生电路301通过将两部分第一子光束检测器111c产生的差分信号和两部分第二子光束检测器111e产生的差分信号相加来产生子光束推挽式信号。
子光束推挽式信号产生电路301包括一个计算放大器(未显示)，其产生子光束推挽式信号Spp，该信号具有公式2所示的关系。“Spp”表示子光束推挽式信号及其振幅。
Spp＝(C+E)-(D+F)......(2)，其中C表示由光接收表面C所检测的光量，D表示由光接收表面D所检测的光量，E表示由光接收表面E所检测的光量，以及F表示由光接收表面F所检测的光量。
偏移量检测单元40根据主光束推挽式信号Mpp与子光束推挽式信号Spp检测主光束推挽式信号Mpp相对于参考值的偏移量。
偏移量检测单元40可包括用于检测物镜106偏移量的物镜偏移量检测电路305。
偏移量检测单元40包括一个计算放大器(未显示)，其检测偏移量检测信号LS，该信号具有公式3所示的关系。偏移量检测信号LS表示主光束推挽式信号与参考值的偏移量。主光束推挽式信号与参考值的偏移量是与诸如物镜的偏移量、物镜的偏心以及光盘107的倾斜相联系的偏移量。
LS＝G×(Mpp+α×Spp)......(3)，其中G的值例如是0.5。α是由主光束的光量和子光束的光量间的比率所决定的一个常数。
α被设置为使得Mpp的值与α×Spp相互之间基本相等。
如上所述，当主光束推挽式信号Mpp相对于参考值偏移时，获得一个DC偏移分量。偏移量检测信号LS与该DC偏移分量相对应。
同样的，当子光束推挽式信号Spp相对于参考值偏移时，获得DC偏移量。偏移量检测信号LS也与该DC偏移量相对应。
跟踪误差信号产生单元50通过根据由偏移量检测单元40所检测的偏移量来修正主光束推挽式信号Mpp和子光束推挽式信号Spp以产生跟踪误差信号。
跟踪误差信号产生单元50可包括一个用于从主光束推挽式信号Mpp中减去偏移量信号LS的减法电路306。
跟踪误差信号产生单元50包括一个计算放大器(未显示)，其产生跟踪误差信号TE，该信号其具有公式4或4’所示的关系。
TE＝Mpp-LS......(4)，TE＝Spp-LS......(4’)，如上所示，跟踪误差信号TE是通过消除由偏离参考值的主光束推挽式信号Mpp所产生的主光束推挽式信号Mpp或子光束推挽式信号Spp的偏移分量而获得的一个信号。
在公式3中，G＝0.5。G值可被调节到使得当主光束推挽式信号相对于参考值的偏移量被先改变时跟踪误差信号TE的DC偏移量是零。在本发明的一个实施例中，物镜106可被偏移，使得当物镜106被先偏移时跟踪误差信号TE的DC偏移量是零。这种设置使得即使当光头的特性改变时，由主光束推挽式信号相对于参考值的偏移产生的或在一个实施例中由偏移的物镜106所产生的DC偏移分量也可被准确地消除。
由跟踪误差信号产生单元50所产生的跟踪误差信号TE被输入到驱动单元60。
驱动单元60可以包括一个DSP(数字信号处理器)203。
DSP203将跟踪误差信号TE转换为数字信号。DSP203还通过一个内置的核心处理器执行该数字信号的加法和/或乘法以实现用于相位补偿或增益补偿的数字滤波计算。
DSP203通过内置D/A转换器再次将由前述方式计算的数字信号转换为模拟信号，并将模拟信号输出到跟踪驱动电路204。
跟踪驱动电路204电流放大该模拟信号以驱动物镜致动器308作为光头100中的跟踪致动器。物镜致动器308沿着与光盘107的轨迹基本垂直的方向偏移物镜106，这样主光束M可沿着轨迹移动。
偏移量检测单元40将偏移量检测信号LS输出到DSP203。
DSP203将偏移量检测信号LS转换为数字信号。DSP203还通过一个内置核心处理器执行数字信号的加法和/或乘法以实现用于相位补偿或增益补偿的数字滤波计算。
DSP203通过内置D/A转换器再次将由前述方式计算的数字信号转换为模拟信号，并将模拟信号输出到移动马达驱动电路302。
移动马达驱动电路302电流放大该模拟信号以驱动移动玛达304。移动玛达304沿着与光盘107的轨迹基本垂直的方向移动物镜。这样，光头100被控制，使得主光束推挽式信号相对于参考值的偏移量是零。
附图5是一个波形图，示出第一实施例中的主光束推挽式信号Mpp和子光束推挽式信号Spp。
附图5示出当主光束M，第一子光束S1和第一子光束S2穿过多个轨迹时主光束推挽式信号Mpp和子光束推挽式信号Spp的情况。
部分(a)示出光盘107的横截面。
波形(b)示出主光束推挽式信号Mpp。
波形(c)示出子光束推挽式信号Spp。
在波形(b)和(c)中，实线表示主光束推挽式信号相对于参考值没有偏移时的波形。虚线表示主光束推挽式信号相对于参考值有偏移时的波形。横轴表示主光束M与轨迹之间的关系。纵轴表示主光束推挽式信号Mpp与子光束推挽式信号Spp的大小。
在波形(b)和(c)中，垂直的点画线表示在轨迹中心的主光束M。在光盘107上，第一子光束S1和第二子光束S2被导向偏离主光束M1/2轨迹间距的位置。因此，主光束推挽式信号Mpp与子光束推挽式信号Spp间彼此在相位上偏移180度。
当主光束推挽式信号偏离参考值的情况下，主光束推挽式信号Mpp与子光束推挽式信号Spp具有相同极性的DC偏移分量。DC偏移分量的大小与主光束推挽式信号相对于参考值的偏移量成比例。从而，通过将主光束推挽式信号Mpp与子光束推挽式信号Spp相加来消除正弦分量。由此，可获得对应于主光束推挽式信号相对于参考值的偏移量的检测信号LS。
上述内容将以公式的形式描述。
主光束推挽式信号Mpp由公式5表示Mpp＝sin(2×π×X/P)+k×Q......(5)，同样地，子光束推挽式信号Spp由公式6表示Spp＝-sin(2×π×X/P)+k×Q......(6)，在公式5和6中，X对应于附图5中的横轴，即主光束M的位置，并且P表示轨迹间距。
在公式5和6中，为了简便，假设主光束推挽式信号Mpp和子光束推挽式信号Spp的振幅被预先调整到相互之间是相等的。在公式5和6中，Q表示主光束推挽式信号Mpp相对于参考值的偏移量，并且k是表示关于主光束推挽式信号Mpp相对于参考值的偏移量的DC偏移分量的一个常数。
由此，根据公式3，5和6之间的关系，偏移量检测信号LS可由公式7表示。
LS＝G×2×k×Q......(7)，G＝0.5时，偏移量检测信号LS由公式8表示。
LS＝k×Q......(8)，由此，根据公式4，5和8之间的关系，跟踪误差信号TE可由公式9表示。
TE＝sin(2×π×X/P)......(9)，根据公式4’，6和8之间的关系，跟踪误差信号TE可由公式9’表示TE＝-sin(2×π×X/P)......(9’)，
如公式9或9’中所示，主光束推挽式信号相对于参考值的DC偏移分量被消除了。
在上面的描述中，跟踪误差信号TE是由跟踪误差信号产生单元50中的减法电路306产生的。跟踪误差信号产生单元50可包括代替减法电路306的其他计算电路。在下文中，将说明计算电路产生表示物镜偏移量的物镜偏移量检测信号(也被表示为“LS”)的实施例。物镜偏移量是物镜在光束穿过轨迹的方向上的偏移量。
附图6是根据本发明的第一实施例中的跟踪误差信号产生单元50中的计算电路310的框图。
计算电路310包括低通滤波器(LPF)400和减法电路401。
低通滤波器400与输入端403相连用于接收物镜偏移量检测信号LS。低通滤波器400从物镜偏移量检测信号LS中抽取低频分量，并将该低频分量输出到减法电路401。
减法电路401与输入端402相连用来接收主光束推挽式信号Mpp。
减法电路401从主光束推挽式信号Mpp中减去物镜偏移量检测信号LS中的低频分量，并将相减结果输出到输出端404。
输出端404与驱动电路60(附图1)中的DSP203相连。
通过包括低通滤波器400，计算电路310可消除子光束推挽式信号Spp的波动分量的影响，其是由于主光束M的一部分被与目标信息面不同的信息面反射而照射在两部分第一子光束检测器111c和两部分第二子光束检测器111e上造成的。如上所述，这样一种不希望的现象是由诸如信息面间距离的改变所造成的。由于消除了波动分量的影响，所以可产生正确的物镜偏移量检测信号LS。
在上述说明中，子光束推挽式信号产生电路301根据由两部分第一子光束光束检测器111c产生的差分信号和两部分第二子光束检测器111e产生的差分信号来产生子光束推挽式信号Spp。本发明不限于此。
子光束推挽式信号产生电路301根据由两部分第一子光束检测器111c产生的差分信号或两部分第二子光束检测器111e产生的差分信号来产生子光束推挽式信号Spp。
根据第一实施例，根据主光束推挽式信号Mpp相对于参考值的偏移量而产生跟踪误差信号TE。因此，即使当主光束推挽式信号Mpp偏离了参考值，也可以在由主光束推挽式信号相对于参考值的偏移量产生的偏移分量被消除的状态下执行跟踪控制。
(实施例2)图7是一个框图，示出根据本发明第二实施例中的包括一个跟踪误差信号产生装置20A的光盘装置10A。
光盘装置10A中与第一实施例中的光盘装置10中的部件相同的部件具有相同的参考数值，并因此将不再赘述。
在第二实施例中，将详细说明由于物镜106的偏移而使主光束推挽式信号偏离了参考值的情况。
跟踪误差信号产生装置20A中与第一实施例中附图1中的光盘装置中的部件相同的部件具有相同的参考数值，并因此将不再赘述。
跟踪误差信号产生装置20A包括一个偏移量检测单元40A。偏移量检测单元40A包括一个物镜偏移量检测电路305，一个相等滤波器420，以及一个计算电路422。相等滤波器420是与物镜致动器308具有相同传递函数的滤镜。
跟踪驱动电路204A输出一个信号到相等滤波器420，其与输出到物镜致动器308的信号相同或相应。
相等滤波器420产生表示物镜106偏移量的信号。该信号被表示为物镜偏移量检测信号LS2。
相等滤波器420将物镜偏移量检测信号LS2输出到计算电路422。
物镜偏移量检测电路305将物镜偏移量检测信号LS输出到计算电路422。
计算电路422根据物镜偏移量信号LS和物镜偏移量检测信号LS2来检测物镜偏移量检测信号LS3，并将物镜偏移量检测信号LS3输出到减法电路306。
减法电路306根据物镜偏移量检测信号LS2和主光束推挽式信号Mpp来产生跟踪误差信号TE。跟踪误差信号TE被输入到驱动电路60的DSP203中。
接下来光盘装置10A的操作与前述第一实施例附图1中的光盘装置10具有相同。
计算电路422还将物镜偏移量检测信号LS3输出到DSP203。根据物镜偏移量检测信号LS3，DSP203控制移动马达驱动电路302以使移动马达驱动电路302驱动移动马达304。
图8是计算电路422的框图。
计算电路422包括一个低通滤波器(LPF)601，一个高通滤波器(HPF)602，以及一个加法电路604。
输入端600与物镜偏移量检测电路305相连。输入端603与相等滤波器420相连。
输出端605与减法电路306相连。
从输入端600输入的物镜偏移量检测信号LS具有由低通滤波器601抽取的低频分量，该低频分量被输入到加法单元604。
从输入端603输入的物镜偏移量检测信号LS2具有由高通滤波器602抽取的高频分量，该高频分量被输入到加法单元604。
加法电路604将物镜偏移量检测信号LS中的低频分量与物镜偏移量检测信号LS2中的高频分量相加，并将相加结果作为物镜偏移量检测信号LS3输出到输出端605。
利用物镜偏移量检测信号LS的低频分量，可以消除由于部分主光束M被与目标信息面不同的信息面反射而照射在两部分第一子光束光束检测器111c和两部分第二子光束检测器111e所造成的子光束推挽式信号Spp的波动分量的影响。(如上所述，这样不希望的现象是由于诸如信息面间距离的改变所造成的)。由此，可以产生准确的物镜偏移量检测信号LS3。通过利用物镜检测信号LS2的高频分量，即使是在高频范围内也可以产生准确的物镜偏移量检测信号LS3。
由于温度的改变或其他原因，相等滤波器420的传递函数以及物镜致动器308的实际特性很容易改变，尤其是在低频范围内。通过在低频范围内利用物镜偏移量检测信号LS，可以产生在所有频率范围内都准确的物镜偏移量检测信号LS3。
在不背离本发明的范围和精神的情况下，对于本领域的技术人员来说各种修改形式是显而易见的。因此，所附权力要求的范围不仅限于前述说明内容，对权利要求要作更宽的解释。
权利要求
1.一种跟踪误差信号产生装置，包括分裂和会聚单元，用于将一个光束分裂为一个主光束和一个子光束并将该主光束和子光束会聚到光盘上；两部分主光束检测单元，用于检测由光盘反射的主光束；主光束推挽式信号产生单元，用于根据由所述两部分主光束检测单元输出的差分信号来产生一个主光束推挽式信号；两部分子光束检测单元，用于检测由所述光盘所反射的子光束；子光束推挽式信号产生单元，用于根据所述两部分子光束检测单元输出的差分信号来产生子光束推挽式信号；偏移量检测单元，用于根据所述主光束推挽式信号和子光束推挽式信号来检测主光束推挽式信号相对于参考值的偏移量；以及跟踪误差信号产生单元，用于通过根据偏移量检测单元所检测的偏移量修正所述主光束推挽式信号或子光束推挽式信号来产生跟踪误差信号。
2.根据权利要求1的跟踪误差信号产生装置，其中所述偏移量检测单元将所述主光束推挽式信号和子光束推挽式信号相加，并检测该相加结果作为所述主光束推挽式信号相对于参考值的偏移量。
3.根据权利要求1的跟踪误差信号产生装置，其中所述跟踪误差信号产生单元通过根据由所述偏移量检测单元检测的表示偏移量的信号的低频分量来修正所述主光束推挽式信号来产生跟踪误差信号。
4.根据权利要求1的跟踪误差信号产生装置，其中所述光盘至少具有一个轨迹；所述分裂与会聚单元包括用于将所述主光束和子光束会聚到该光盘上的物镜；所述跟踪误差信号产生单元还包括用于驱动一个物镜偏移单元的驱动单元，其通过向该物镜偏移单元输出驱动信号来驱动物镜沿着与所述至少一个轨迹基本垂直的方向偏移；所述偏移量检测单元包括一个第一物镜偏移量检测单元，用于将所述主光束推挽式信号与子光束推挽式信号相加并检测该相加结果作为物镜偏移量，以及一个第二物镜偏移量检测单元，用于根据所述驱动信号检测物镜偏移量；以及所述跟踪误差信号产生单元根据由所述第一物镜偏移量检测单元所检测的表示物镜偏移量的信号中的低频分量以及由第二物镜偏移量检测单元所检测的表示物镜偏移量的信号中的高频分量来修正所述主光束推挽式信号以产生所述跟踪误差信号。
5.根据权利要求4的跟踪误差信号产生装置，其中所述第二物镜偏移量检测单元包括一个与所述物镜偏移单元具有相同特性的相等滤波器，该相等滤波器根据所述驱动信号来检测物镜偏移量。
6.一种光盘装置，包括跟踪误差信号产生装置，其包括分裂与会聚单元，用于将一个光束分裂为一个主光束和一个子光束并将该主光束和子光束会聚到包括至少一个轨迹的光盘上，所述分裂与会聚单元包括一个用于将所述主光束和子光束会聚到所述光盘上的物镜，用于检测从所述光盘反射的主光束的两部分主光束检测单元，用于根据从该两部分主光束检测单元输出的差分信号来产生主光束推挽式信号的主光束推挽式信号产生单元，用于检测由所述光盘反射的子光束的两部分子光束检测单元，用于根据从所述两部分子光束检测单元输出的差分信号来产生子光束推挽式信号的子光束推挽式信号产生单元，用于根据所述主光束推挽式信号和子光束推挽式信号来检测主光束推挽式信号相对于参考值的偏移量的检测单元，以及根据由所述偏移量检测单元检测的偏移量来修正所述主光束推挽式信号或子光束推挽式信号以产生跟踪误差信号的跟踪误差信号产生单元；物镜偏移单元，用于将所述物镜沿着与所述至少一个轨迹基本垂直的方向偏移；移动单元，用于沿着与所述至少一个轨迹基本垂直的方向移动所述物镜偏移单元；移动控制单元，用于根据由偏移量检测单元所检测的偏移量来控制所述移动单元；以及跟踪控制单元，其用于根据所述跟踪误差信号来控制所述物镜偏移单元。
7.根据权利要求6的光盘装置，其中所述跟踪误差信号产生单元还包括一个驱动单元，其通过向所述物镜偏移单元输出驱动信号来驱动所述物镜偏移单元；所述偏移量检测单元包括一个第一物镜偏移量检测单元，用于将所述主光束推挽式信号与子光束推挽式信号相加并检测相加结果作为物镜偏移量，以及一个第二物镜偏移量检测单元，其根据所述驱动信号来检测物镜偏移量；所述跟踪误差信号产生单元通过根据由所述第一物镜偏移量检测单元所检测的表示物镜偏移量的信号中的低频分量以及由所述第二物镜偏移量检测单元所检测的表示物镜偏移量的信号中的高频分量来修正所述主光束推挽式信号以产生跟踪误差信号；以及所述移动控制单元根据所述低频分量和高频分量来控制所述移动单元。
8.一种跟踪误差信号产生方法，包括以下步骤将一个光束分裂为一个主光束和一个子光束并将该主光束和子光束会聚到光盘上；通过一个两部分主光束检测单元来检测由所述光盘反射的主光束；根据该两部分主光束检测单元输出的差分信号来产生一个主光束推挽式信号；通过一个两部分子光束检测单元来检测由所述光盘反射的子光束；根据该两部分子光束检测单元输出的差分信号来产生一个子光束推挽式信号；通过一个偏移量检测单元根据所述主光束推挽式信号和子光束推挽式信号检测所述主光束推挽式信号相对于参考值的偏移量；以及根据由所述偏移量检测单元检测的偏移量来修正所述主光束推挽式信号或子光束推挽式信号以产生一个跟踪误差信号。
9.一种跟踪控制方法，包括以下步骤通过一个物镜将一个光束分裂为主光束和子光束并将该子光束和主光束会聚到具备至少一个轨迹的光盘上；通过一个两部分主光束检测单元来检测由所述光盘反射的主光束；根据该两部分主光束检测单元输出的差分信号来产生主光束推挽式信号；通过一个两部分子光束检测单元来检测由所述光盘反射的子光束；根据该两部分子光束检测单元输出的差分信号来产生子光束推挽式信号；通过一个偏移量检测单元，根据所述主光束推挽式信号和子光束推挽式信号来检测主光束推挽式信号相对于参考值的偏移量；根据由所述偏移量检测单元所检测的偏移量来修正所述主光束推挽式信号或子光束推挽式信号以产生跟踪误差信号；根据由所述偏移量检测单元所检测的偏移量来控制一个移动单元，使其可以沿着与所述至少一个轨迹基本垂直的方向偏移所述物镜；以及根据所述跟踪误差信号来控制所述物镜偏移单元，使其沿着与所述至少一个轨迹基本垂直的方向偏移所述物镜。
全文摘要
一种跟踪误差信号产生装置包括一个分裂和会聚单元，其用于将光束分裂为一个主光束和一个子光束；一个两部分主光束检测单元，其用于检测由光盘反射的主光束；一个主光束推挽式信号产生单元，其用于产生一个主光束推挽式信号；一个两部分子光束检测单元，其用于检测子光束；一个子光束推挽式信号产生单元，其用于产生子光束推挽式信号；一个偏移量检测单元，其用于根据主光束推挽式信号和子光束推挽式信号来检测主光束推挽式信号与参考值的偏移量；以及一个跟踪误差信号产生单元，其用于在偏移量的基础上通过修正主光束推挽式信号或子光束推挽式信号来产生跟踪误差信号。
文档编号G11B7/095GK1542778SQ20041003859
公开日2004年11月3日 申请日期2004年4月27日 优先权日2003年4月28日
发明者山田真一, 久世雄一, 渡边克也, 近藤健二, 吉川昭, 一, 也, 二 申请人:松下电器产业株式会社