專利名稱：光錄放裝置、光頭裝置、光驅(qū)裝置、跟蹤控制方法及光盤的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種光記錄/再現(xiàn)裝置，包括光頭，用于把激光束施加于光記錄介質(zhì)上以把數(shù)據(jù)記錄到光記錄介質(zhì)上或從光記錄介質(zhì)再現(xiàn)數(shù)據(jù)。具體來說，本發(fā)明涉及一種與多種光記錄介質(zhì)結(jié)合使用的光記錄/再現(xiàn)裝置，每種光記錄介質(zhì)具有以不同于其它任意一種光記錄介質(zhì)的軌道間距不同的軌道間距形成的記錄軌道，或者涉及一種與具有多個記錄區(qū)的光記錄介質(zhì)一起使用的光記錄/再現(xiàn)裝置，每個記錄區(qū)具有以不同于其它任意一個記錄區(qū)的軌道間距的軌道間距形成的記錄軌道。
諸如只重放光盤、相變光盤、磁光盤和光卡的數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)廣泛用于存儲視頻數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)和諸如計算機程序的其它數(shù)據(jù)。近年來，對這些數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)應當以更高密度和更大量記錄數(shù)據(jù)的要求不斷提高。
近年來，光盤(CD)、可記錄光盤(CD-R)和可改寫光盤(CD-RW)已經(jīng)用作記錄計算機中的數(shù)據(jù)的裝置。因此用于把數(shù)據(jù)信號記錄到這些光記錄介質(zhì)上以及從這些光記錄介質(zhì)上再現(xiàn)這些數(shù)據(jù)信號的CD-R/W裝置的使用量正在不斷增加。
對諸如圖像數(shù)據(jù)的大量數(shù)據(jù)的存儲的要求正在不斷增加。因而希望提高諸如CD-R和CD-RW的光記錄介質(zhì)的記錄能力。
從已有技術(shù)可知，跟蹤誤差信號利用DPP(差分推挽)法或三點法在與諸如CD-R和CD-RW的光盤一起使用的光盤記錄/再現(xiàn)裝置中被產(chǎn)生。


圖1表示光盤上的光束點和光檢測器上的光束點之間的位置關(guān)系，示出了如何使用DPP法來產(chǎn)生跟蹤誤差信號。
主光束的主光斑(main spot)SPm在光盤211上形成，而兩個副光束的副光斑(side spot)SPs1和SPs2也在光盤211上形成。副光斑SPs1和SPs2在相反的徑向分別與主光斑SPm間隔Tp/2(180°)的距離，其中Tp是排列紋槽GR(即記錄軌道)的間隔(軌道間距)。
光電二極管部分212M、212S1和212S2構(gòu)成光檢測器212。從光盤211上的點SPm、SPs1和SPs2反射的光束的點SPm′、SPs1′和SPs2′分別在光電二極管212M、212S1和212S2上形成。光電二極管部分212M包括四個光電二極管Da到Dd，它們產(chǎn)生檢測信號Sa至Sd。光電二極管212S1包括兩個光電二極管De和Df，它們輸出檢測信號Se和Sf。光電二極管部分212S2包括兩個光電二極管Dg和Dh，它們輸出檢測信號Sg和Sh。
圖2所示為在DPP方法中用于產(chǎn)生跟蹤誤差信號STE的電路連接。減法器221M從檢測信號Sa和Sd之和中減去檢測信號Sb和Sc之和，從而產(chǎn)生對應于從主光斑SPm反射的光的推挽信號Sppm。減法器221S1從檢測信號Se中減去檢測信號Sf，從而產(chǎn)生對應于從副光斑SPs1反射的光的推挽信號Spps1。減法器221S2從檢測信號Sg中減去檢測信號Sh，從而產(chǎn)生對應于從副光斑SPs2反射的光的推挽信號Spps2。
加法器222接收經(jīng)由具有增益G2的幅度調(diào)整器223提供的推挽信號Spps2。加法器222還接收推挽信號Spps1。加法器222把推挽信號Spps1與Spps2相加，從而產(chǎn)生和信號Ss。減法器224接收經(jīng)由具有增益G1的幅度調(diào)整器225提供的和信號Ss。減法器224接收推挽信號Sppm。減法器224從推挽信號Sppm中減去和信號Ss，從而產(chǎn)生跟蹤誤差信號STE。在此，G1＝A1/2A2，并且G2＝A2/A3，其中A1是推挽信號Sppm的幅度，A2是推挽信號Spps1的幅度，并且A3是推挽信號Spps2的幅度。因此通過跟蹤誤差信號STE可消除偏移。
圖3描述了光盤上的光束點和光檢測器上的光束點之間的位置關(guān)系，示出了如何使用三點法來產(chǎn)生跟蹤誤差信號。
主光束的主光斑SPm在光盤211上形成，而兩個副光束的副光斑SPs1和SPs2也在光盤211上形成。副光斑SPs1和SPs2在相反的徑向分別與主光斑SPm間隔Tp/4(90°)的距離，其中Tp是排列紋槽GR(即記錄軌道)的間隔(軌道間距)。
光電二極管部分213M、213S1和213S2構(gòu)成光檢測器213。從光盤211上的點SPm、SPs1和SPs2反射的光束的點SPm′、SPs1′和SPs2′分別在光電二極管213M、213S1和213S2上形成。光電二極管部分213M包括四個光電二極管Da到Dd，它們產(chǎn)生檢測信號Sa至Sd。光電二極管部分213S1包括一個光電二極管Df，它輸出檢測信號Sf。光電二極管部分213S2包括一個光電二極管De，它輸出檢測信號Se。
圖4所示為在三點法中用于產(chǎn)生跟蹤誤差信號STE的電路連接。減法器226從檢測信號Se中減去檢測信號Sf，從而產(chǎn)生跟蹤誤差信號STE。
為了增加上述這種光記錄介質(zhì)的記錄容量，建議增加線性密度或軌道密度。如果光記錄介質(zhì)的線性密度增加，則通過該介質(zhì)再現(xiàn)的信號的抖動將會由于碼間干擾而增加，除非用于把數(shù)據(jù)信號記錄到該介質(zhì)和從該介質(zhì)再現(xiàn)數(shù)據(jù)信號的光學系統(tǒng)根據(jù)規(guī)范進行了改進。如果不改進光學系統(tǒng)而增加軌道密度，則會產(chǎn)生串擾，從而使其難以可靠地再現(xiàn)數(shù)據(jù)信號。
上面描述的問題可通過改進光學系統(tǒng)以減小讀出光束點的直徑來解決。
為了減小光束點的直徑，可使用各種方法。一種方法是減小在光學系統(tǒng)中運用的激光束的波長。另一種方法是增加與光學系統(tǒng)結(jié)合在一起的物鏡的數(shù)值孔徑(NA)。但是，如果激光束的波長改變，則數(shù)據(jù)信號既不會記錄到現(xiàn)有的CD-R上，也不會從現(xiàn)有的CD-R上再現(xiàn)。這是因為CD-R的染料膜或記錄層所具有的反射比在很大程度上根據(jù)激光束的波長而定。另外，如果物鏡的NA過大，則光盤相對于激光束的軸旋轉(zhuǎn)時會出現(xiàn)彗差(coma-aberration)，或者由于光盤的厚度不均勻產(chǎn)生球差。無論是彗差或是球差的偏差都會增加從介質(zhì)再現(xiàn)的信號的抖動。
下面考慮把數(shù)據(jù)信號記錄到各種光盤或從各種光盤再現(xiàn)它們的處理過程中的跟蹤誤差信號的檢測，每種光盤具有以不同于其它任何一種光盤的軌道密度的軌道密度(軌道間距)形成的記錄軌道。由此看來會出現(xiàn)下面的問題。為了使用DPP方法產(chǎn)生跟蹤誤差信號STE，如上所述，副光斑SPs1和SPs2在相反的徑向分別與主光斑SPm間隔Tp/2(180°)的距離，其中Tp是排列紋槽GR(即記錄軌道)的間隔(軌道間距)。因此，如圖5A所示，在使用軌道間距Tp為1.6μm的CD(光盤)的光盤驅(qū)動器中，副光斑SPs1和SPs2在相反方向分別與主光斑SPm間隔1.6/2μm(180°)。
在這種裝有軌道間距Tp為1.6μm的光盤211S的光盤驅(qū)動器中，推挽信號Sppm、Spps1和Spps2隨著主光斑SPm在徑向的位置分別如圖5B、5C和5D所示而變化。在這種情況下，推挽信號Spps1和Spps2同相。如圖5E所示，跟蹤誤差信號STE因而具有充分的幅度。
假定光盤驅(qū)動器所裝光盤211D的軌道間距Tp為1.07μm，即為CD軌道間距的三分之二，并由此比CD具有更大的記錄容量。如果情況如此，則光盤驅(qū)動器難以產(chǎn)生具有充分幅度的跟蹤誤差信號STE。
在這種情況下，如圖6A所示，在光盤驅(qū)動器中，副光斑SPs1和SPs2在相反方向分別與主光斑SPm間隔1.6/2μm(270°)。因此，推挽信號Sppm、Spps1和Spps2隨著主光斑SPm在徑向的位置分別如圖6B、6C和6D所示變化。因此推挽信號Spps1和Spps2反相。軌道誤差信號STE只具有圖6E所示的小幅度。
如上所述，在副光斑SPs1和SPs2在相反方向分別與主光斑SPm間隔1.6/2μm的光盤驅(qū)動器中，如果光盤驅(qū)動器所裝光盤211D的軌道間距Tp是1.07μm，即為CD軌道間距的三分之二，那么通過DPP法產(chǎn)生的跟蹤誤差信號STE具有極小的幅度。因此在這種光盤驅(qū)動器中難以使用軌道間距Tp是1.07μm的光盤211D。
依然如上所述，在利用三點法產(chǎn)生跟蹤誤差信號STE的處理過程中，副光斑SPs1和SPs2在相反徑向分別與主光斑SPm間隔Tp/4的距離。因此，在所裝光盤的軌道間距Tp與CD一樣是1.6μm的光盤驅(qū)動器中，如圖7A所示，副光斑SPs1和SPs2在相反徑向分別與主光斑SPm間隔1.6/4μm(90°)的距離。
假定此光盤驅(qū)動器裝有軌道間距Tp為1.6μm的光盤211S。則主信號Sm(即檢測信號Sa和Sd之和)、檢測信號Se和檢測信號Sf隨著主光斑SPm在徑向的位置分別如圖7B、7C和7D所示而變化。因此，檢測信號Se和Sf反相。跟蹤誤差信號STE具有如圖7E所示的充分的幅度。
讓我們假設此光盤驅(qū)動器所裝光盤211D的軌道間距Tp為1.07μm，即為CD軌道間距的三分之二，因此光盤211D比CD具有更大的記錄容量。那么光盤驅(qū)動器難以產(chǎn)生具有充分幅度的跟蹤誤差信號STE。
在這種情況下，如圖8A所示，在光盤驅(qū)動器中，副光斑SPs1和SPs2在相反方向分別與主光斑SPm間隔1.6/4μm(135°)。因此，主信號Sm、檢測信號Se和檢測信號Sf隨著主光斑SPm在徑向的位置分別如圖8B、8C和8D所示而變化。因而推挽信號Spp1和Spp2反相。檢測信號Se、Sf不是反相。由此，軌道誤差信號STE只具有圖8E所示的小幅度。
如上所述，在副光斑SPs1和SPs2在相反方向分別與主光斑SPm間隔1.6/4μm的光盤驅(qū)動器中，如果光盤驅(qū)動器所裝光盤211D的軌道間距Tp是1.07μm，即為CD軌道間距的三分之二，那么通過三點法產(chǎn)生的跟蹤誤差信號STE具有極小的幅度。因此在這種光盤驅(qū)動器中難以使用軌道間距Tp是1.07μm的光盤211D。
本發(fā)明已經(jīng)考慮了上述問題。本發(fā)明的第一個目的是提供一種不僅能夠利用現(xiàn)有的光記錄介質(zhì)而且還能夠利用高密度記錄介質(zhì)來可靠地記錄和再現(xiàn)數(shù)據(jù)的光記錄/再現(xiàn)裝置。
本發(fā)明的第二目的是提供一種光記錄/再現(xiàn)裝置，它可以不考慮該裝置中使用的記錄介質(zhì)的軌道間距就能夠產(chǎn)生所希望的跟蹤誤差信號。
根據(jù)本發(fā)明的光記錄/再現(xiàn)裝置設計用以與軌道間距不同的記錄介質(zhì)或具有軌道間距不同的記錄區(qū)的記錄介質(zhì)結(jié)合使用。該裝置包括驅(qū)動裝置，用于旋轉(zhuǎn)記錄介質(zhì)；光頭，用于把光加到由驅(qū)動裝置旋轉(zhuǎn)的記錄介質(zhì)上，從而把數(shù)據(jù)信號記錄到記錄介質(zhì)上或從記錄介質(zhì)再現(xiàn)數(shù)據(jù)；和信號處理電路，用于處理由光頭檢測的信號。光頭包括用于發(fā)射光的光源；物鏡，用于把光源發(fā)射的光會聚到記錄介質(zhì)上；和信號檢測裝置，用于接收從記錄介質(zhì)反射的光以檢測信號。物鏡具有一個數(shù)值孔徑NA，其中0.5＜NA≤0.6。
在光記錄/再現(xiàn)裝置中，物鏡具有一個數(shù)值孔徑NA，其中0.5＜NA≤0.6。因此，該裝置能夠可靠地把數(shù)據(jù)記錄到具有不同軌道間距的高密度光記錄介質(zhì)上并可從該記錄介質(zhì)再現(xiàn)數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的光盤驅(qū)動器設計用以結(jié)合光盤使用，每種光盤具有記錄軌道并且軌道間距不同于其它任何光盤，或者光盤具有記錄區(qū)，每個記錄區(qū)具有記錄軌道并且軌道間距不同于其它任何記錄區(qū)。光頭驅(qū)動器包括光束施加裝置，用于在光盤上形成主光斑、第一副光斑和第二副光斑，所述第一和第二點在相反徑向與主光斑隔開；誤差信號發(fā)生裝置，用于通過至少是第一和第二副光斑反射的光產(chǎn)生軌道誤差信號，所述軌道誤差信號表示主光斑在徑向偏離任何記錄軌道的距離；和跟蹤控制裝置，用于根據(jù)軌道誤差信號控制光束施加裝置，從而把主光斑移動到記錄軌道上的預定位置。光束施加裝置形成第一和第二副光斑，每個副光斑位于第一和第二位置之間。第一位置是當光盤是具有最長軌道間距的光盤時每個副光斑采用的用以產(chǎn)生最大幅度的跟蹤誤差信號的位置。第二位置是當光盤是具有最短軌道間距的光盤時每個副光斑采用的用以產(chǎn)生最大幅度的跟蹤誤差信號的位置。
第一和第二副光斑在第一位置和第二位置之間形成，其中第一位置是當光盤是具有最長軌道間距的光盤時每個副光斑采用的用以產(chǎn)生最大幅度的跟蹤誤差信號的位置，第二位置是當光盤是具有最短軌道間距的光盤時每個副光斑采用的用以產(chǎn)生最大幅度的跟蹤誤差信號的位置。因此，誤差信號發(fā)生裝置不考慮光盤驅(qū)動器所裝光盤的軌道間距就可以產(chǎn)生具有充分幅度的跟蹤誤差信號。因此，光盤驅(qū)動器可把數(shù)據(jù)記錄到光盤上并從光盤再現(xiàn)數(shù)據(jù)，其中每個光盤具有記錄軌道并且軌道間距不同于其它任何光盤，或者光盤具有記錄區(qū)，每個記錄區(qū)具有記錄軌道并且軌道間距不同于其它任何一個記錄區(qū)。
通過光盤反射的光而產(chǎn)生的軌道誤差信號的幅度根據(jù)光盤的軌道間距而定。因此，光盤驅(qū)動器還可包括增益控制裝置，用于控制誤差信號發(fā)生裝置的增益，從而使誤差信號發(fā)生裝置針對不同的軌道間距產(chǎn)生具有相同幅度的軌道誤差信號。
如上所述，通過使用具有規(guī)定的數(shù)值孔徑的光拾取裝置并且通過使凹坑變小，本發(fā)明可提供一種不僅能夠利用現(xiàn)有的光記錄介質(zhì)而且還能夠利用高密度記錄介質(zhì)可靠地記錄和再現(xiàn)數(shù)據(jù)的光記錄/再現(xiàn)裝置。
而且，本發(fā)明可提供一種光記錄/再現(xiàn)裝置，其中主光斑、第一副光斑和第二副光斑在光盤上形成。第一和第二點在相反徑向與主光斑隔開。軌道誤差信號通過至少由第一和第二副光斑反射的光產(chǎn)生。軌道誤差信號表示主光斑在徑向偏離任何記錄軌道的距離。根據(jù)該軌道誤差信號，主光斑被移動到記錄軌道上的預定位置。第一和第二副光斑均位于第一和第二位置之間。第一位置是當光盤是具有最長軌道間距的光盤時每個副光斑采用的用以產(chǎn)生最大幅度的跟蹤誤差信號的位置，第二位置是當光盤是具有最短軌道間距的光盤時每個副光斑采用的用以產(chǎn)生最大幅度的跟蹤誤差信號的位置。因此，該裝置不考慮光盤上的軌道間距就可以產(chǎn)生充分幅度的跟蹤誤差信號。另外，該裝置可把數(shù)據(jù)記錄到光盤上并從光盤再現(xiàn)數(shù)據(jù)，其中每個光盤具有記錄軌道并且軌道間距不同于其它任何光盤，或者光盤具有記錄區(qū)，每個記錄區(qū)具有記錄軌道并且軌道間距不同于其它任何一個記錄區(qū)。
圖1所示為光盤上的光束點和光檢測器上的光束點之間的位置關(guān)系圖，示出了如何利用DPP法來產(chǎn)生跟蹤誤差信號；圖2所示為利用DPP法產(chǎn)生跟蹤誤差信號的電路連接圖；圖3所示為光盤上的光束點和光檢測器上的光束點之間的位置關(guān)系圖，示出了如何利用三點法來產(chǎn)生跟蹤誤差信號；圖4所示為利用三點法產(chǎn)生跟蹤誤差信號的電路連接圖；圖5A所示為利用DPP法產(chǎn)生軌道誤差信號STE的軌道間距Tp為1.6μm的光盤上的光束點的位置關(guān)系圖(副光斑間隔距離是1.61μm)；圖5B至5D表示信號波形，DPP法通過該波形將產(chǎn)生跟蹤誤差信號STE；圖5E表示通過DPP法產(chǎn)生的跟蹤誤差信號STE的波形；圖6A所示為利用DPP法產(chǎn)生軌道誤差信號STE的軌道間距Tp為1.07μm的光盤上的光束點的位置關(guān)系圖(副光斑間隔距離是1.6μm)；圖6B至6D表示信號波形，DPP法通過該波形將產(chǎn)生跟蹤誤差信號STE；圖6E表示通過DPP法產(chǎn)生的跟蹤誤差信號STE的波形；圖7A所示為利用三點法產(chǎn)生軌道誤差信號STE的軌道間距Tp為1.6μm的光盤上的光束點的位置關(guān)系圖(副光斑間隔距離是1.6μm)；圖7B至7D表示信號波形，三點法通過該波形將產(chǎn)生跟蹤誤差信號STE；圖7E表示通過三點法產(chǎn)生的跟蹤誤差信號STE的波形；圖8A所示為利用三點法產(chǎn)生軌道誤差信號STE的軌道間距Tp為1.07μm的光盤上的光束點的位置關(guān)系圖(副光斑間隔距離是1.6μm)；圖8B至8D表示信號波形，三點法通過該波形將產(chǎn)生跟蹤誤差信號STE；圖8E表示通過三點法產(chǎn)生的跟蹤誤差信號STE的波形；圖9表示根據(jù)本發(fā)明的光記錄/再現(xiàn)裝置的框圖；圖10是結(jié)合在基于本發(fā)明的光記錄/再現(xiàn)裝置中的光頭的示意圖；圖11是CD-R驅(qū)動器的框圖；圖12所示為光拾取裝置的圖；圖13所示為光盤上的光束點和光檢測器上的光束點之間的位置關(guān)系圖，示出了如何利用DPP法來產(chǎn)生跟蹤誤差信號；圖14所示為利用DPP法產(chǎn)生軌道誤差信號STE的軌道間距Tp為1.6μm的光盤上的光束點的位置關(guān)系圖(副光斑間隔距離是1.3μm)；圖14B至14D表示信號波形，DPP法通過該波形將產(chǎn)生跟蹤誤差信號STE；圖14E表示通過DPP法產(chǎn)生的跟蹤誤差信號STE的波形；圖15A所示為利用DPP法產(chǎn)生軌道誤差信號STE的軌道間距Tp為1.07μm的光盤上的光束點的位置關(guān)系圖(副光斑間隔距離是1.3μm)；圖15B至15D表示信號波形，DPP法通過該波形將產(chǎn)生跟蹤誤差信號STE；圖15E表示通過DPP法產(chǎn)生的跟蹤誤差信號STE的波形；
圖16所示為光盤上的光束點和光檢測器上的光束點之間的位置關(guān)系圖，示出了利用三點法如何產(chǎn)生跟蹤誤差信號；圖17A所示為利用三點法產(chǎn)生軌道誤差信號STE的軌道間距Tp為1.6μm的光盤上的光束點的位置關(guān)系圖(副光斑間隔距離是1.3μm)；圖17B至17D表示信號波形，三點法通過該波形將產(chǎn)生跟蹤誤差信號STE；圖17E表示通過三點法產(chǎn)生的跟蹤誤差信號STE的波形；圖18A所示為利用三點法產(chǎn)生軌道誤差信號STE的軌道間距Tp為1.07μm的光盤上的光束點的位置關(guān)系圖(副光斑間隔距離是1.3μm)；圖18B至18D表示信號波形，三點法通過該波形將產(chǎn)生跟蹤誤差信號STE；圖18E表示通過三點法產(chǎn)生的跟蹤誤差信號STE的波形；參考附圖將描述本發(fā)明的實施例。
圖9所示為根據(jù)本發(fā)明的記錄/再現(xiàn)裝置1。記錄/再現(xiàn)裝置1設計用以利用由主軸馬達2以預定速度旋轉(zhuǎn)的光盤3來記錄和再現(xiàn)數(shù)據(jù)。
如圖10所示，在其上裝置1執(zhí)行記錄/再現(xiàn)操作的光盤3包括襯底3a、記錄層以及保護膜3b。襯底3a的厚度例如約為1.2mm。記錄層在襯底3a上形成并且經(jīng)過相變來記錄數(shù)據(jù)。保護層3b厚度例如約為0.1mm。染料膜可在諸如CD-R中的記錄層上提供。
光束施加到襯底3a上以記錄數(shù)據(jù)到光盤3上或從光盤3再現(xiàn)數(shù)據(jù)。
光盤3具有螺旋形紋槽GR(圖10中未示出)。紋槽GR的圈用作軌道，數(shù)據(jù)記錄到軌道上或從軌道中再現(xiàn)。驅(qū)動器1可使用兩類光盤。第一類是軌道間距Tp是1.6μm的光盤3S。第二類是記錄容量約為光盤3S的兩倍的光盤3D。具有雙記錄密度的光盤3D的軌道間距Tp為1.0μm到1.2μm。更確切地來說軌道間距Tp是1.10±0.03μm。在本實施例中，它的軌道間距是1.07μm。光盤3D具有范圍從0.555μm到0.694μm的最小坑長(3T)。確切地說，光盤3D的最小坑長(3T)約為0.625μm，而軌道間距Tp為1.6μm的光盤3S具有0.833μm的最小坑長(3T)。主軸馬達2以范圍從0.8m/sec到1.0m/sec的線速度旋轉(zhuǎn)光盤3D。當光盤3D如此旋轉(zhuǎn)時，光頭4把數(shù)據(jù)記錄到光盤3D上或從光盤3D再現(xiàn)數(shù)據(jù)。
紋槽GR輕微(wobbles)擺動。在記錄數(shù)據(jù)(也就是，作為表示空白盤的位置的數(shù)據(jù))時，該擺動被用作地址。擺動被稱作ATIP(前紋槽中的絕對時間)。ATIP已被設計用于產(chǎn)生諸如CD的記錄介質(zhì)的地址數(shù)據(jù)，在該記錄介質(zhì)上，數(shù)據(jù)以相對大的單位記錄。記錄在光盤上的時間數(shù)據(jù)與記錄在普通DC的子碼的Q信道中的時間數(shù)據(jù)相同。
在記錄數(shù)據(jù)之時，ATIP不僅產(chǎn)生在記錄數(shù)據(jù)時使用的地址數(shù)據(jù)，而且還產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)伺服控制的各種控制信號和同步信號。記錄在ATIP中的控制信號有用于控制讀入開始時間的信號、用于控制讀出開始時間的信號、用于控制推薦給介質(zhì)的寫功率的信號和指定光盤類型的信號。讀入開始時間表示數(shù)據(jù)可記錄在介質(zhì)上的最大時間。讀出開始時間與最大節(jié)目長度有關(guān)。
光記錄/再現(xiàn)裝置1特別適用于把數(shù)據(jù)信號記錄到上述規(guī)范的雙密度光盤3D或從其再現(xiàn)數(shù)據(jù)信號。盡管如此，裝置1仍然可以從諸如CD的具有1.6±0.1μm的軌道間距Tp且最小坑長(3T)約為0.833μm的現(xiàn)有單密度光盤3S再現(xiàn)數(shù)據(jù)(光盤3S可以是CD-ROM、CD-R、CD-RW或CD-DA)。
如圖9所示，除了主軸馬達2和光頭4之外，記錄/再現(xiàn)裝置1還包括RF-信號處理部分5、EFM解碼器6、ATIP解碼器7、主軸馬達驅(qū)動器8、伺服控制部分9、雙軸驅(qū)動器10、EFM編碼器11、寫策略(strategy)電路12和APC電路13。
光頭4把激光束加到由主軸馬達2旋轉(zhuǎn)的光盤3上。光頭4接收光盤3反射的光并把光轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號，換言之，光頭4通過光盤3再現(xiàn)數(shù)據(jù)。
隨后將就光頭4的結(jié)構(gòu)進行詳細描述。這里僅僅描述其物鏡25。物鏡25用于會聚光源20發(fā)射的光。物鏡25具有大于0.5且最大為0.6的數(shù)值孔徑，即0.5＜NA≤0.6。由于物鏡25具有這種數(shù)值孔徑(NA)，即0.5＜NA≤0.6，所以只要凹坑變小，則不需要改變光盤3的襯底厚度(即1.2mm)就能夠以高于現(xiàn)有CD-R/RW的密度把數(shù)據(jù)記錄到光盤3上，但方式與數(shù)據(jù)記錄到現(xiàn)有CD-R/RW的方式相同。
RF-信號處理部分5通過光頭4中配備的光檢測器27所提供的電壓信號產(chǎn)生再現(xiàn)信號(RF信號)、聚焦誤差信號、跟蹤誤差信號和擺動信號。擺動信號表示在光盤3中制成的紋槽GR的擺動。通過處理部分5如此產(chǎn)生的再現(xiàn)信號(RF信號)經(jīng)過諸如均衡處理和數(shù)字化處理，并且接著提供給EFM解碼器6。在RF-信號處理部分5中產(chǎn)生的擺動信號提供給ATIP(前紋槽中的絕對時間)解碼器7。聚焦誤差信號和跟蹤誤差信號提供給伺服控制部分9。
EFM解碼器6對從RF信號處理部分5作為數(shù)字數(shù)據(jù)提供的再現(xiàn)信號進行EFM調(diào)制。EFM解碼器6還對再現(xiàn)信號執(zhí)行誤差校正。在EFM解碼器6中經(jīng)過EFM解調(diào)和誤差校正的數(shù)據(jù)作為再現(xiàn)數(shù)據(jù)經(jīng)接口14提供給主機等。主機等因而可接收從光盤3再現(xiàn)的信號。
ATIP(前紋槽中的絕對時間)解碼器7通過從RF-信號處理部分5提供的擺動信號產(chǎn)生ATIP信號。ATIP解碼器7還檢測光盤3的線速度并且產(chǎn)生CLV(恒定線速度)信號，它將以恒定速度持續(xù)旋轉(zhuǎn)光盤3。CLV信號經(jīng)主軸馬達驅(qū)動器8提供給主軸馬達2。根據(jù)CLV信號，主軸馬達2以范圍從0.8m/sec秒到1.0m/sec的線速度旋轉(zhuǎn)光盤3。ATIP信號包含表示光盤3上的任意位置的地址數(shù)據(jù)。
伺服控制部分9接收從RF-信號處理部分5提供的聚焦誤差信號。根據(jù)該聚焦誤差信號，伺服控制部分9驅(qū)動支撐光頭4的雙軸驅(qū)動器10。由此，控制部分9完成聚焦控制，把光頭4移向或遠離光盤3。伺服控制部分9還接收RF-信號處理部分5提供的跟蹤誤差信號。根據(jù)該跟蹤誤差信號驅(qū)動雙軸驅(qū)動器10。通過如此驅(qū)動，雙軸驅(qū)動器10執(zhí)行跟蹤控制，以正確的角度把光頭4移向光盤3上提供的軌道。
主機可經(jīng)接口14向EFM編碼器11提供要記錄在光盤3上的數(shù)據(jù)。當EFM編碼器11接收數(shù)據(jù)時，它對數(shù)據(jù)執(zhí)行EFM調(diào)制等以產(chǎn)生寫信號。寫信號經(jīng)寫策略電路12提供給光頭4。在光頭4中，光源20發(fā)射激光束，激光束的強度根據(jù)EFM編碼器11提供的寫信號而變化。激光束提供給光頭3以在光盤3的記錄層上形成凹坑。數(shù)據(jù)由此記錄到了光盤上。
APC(自動功率控制)電路13測量光頭4的光源20所發(fā)射的激光束的強度。APC電路13則控制光源20的驅(qū)動功率以把激光束的強度變?yōu)轭A定值。
結(jié)合在記錄/再現(xiàn)裝置1中的光頭4將參考圖10進行描述。如圖10所示，光頭4包括光源20、物鏡25和光檢測器27。光頭4還包括衍射晶格21、分光器22、準直透鏡23、四分之一波長片24和多透鏡26。
光源20是向光盤3發(fā)射光束的裝置，以把數(shù)據(jù)記錄到光盤3上或從光盤3再現(xiàn)數(shù)據(jù)。具體來說，光源20是半導體激光器，它發(fā)射波長ё為780(±10)nm的線性偏振激光束。光源20發(fā)射一個特定強度的激光束以便于從光盤3再現(xiàn)數(shù)據(jù)信號，并且發(fā)射一個不同強度的激光束以把數(shù)據(jù)信號記錄在光盤3上。
光源20發(fā)射的激光束提供給衍射晶格21。晶格21衍射激光束。晶格21還把激光束分成至少三個光束以通過所謂的DPP(差分推挽)法或所謂的三點法實現(xiàn)跟蹤伺服控制。結(jié)合本發(fā)明的第二實施例將詳細描述跟蹤伺服控制。
衍射晶格21發(fā)射的零級光束和±1級光束經(jīng)過分光器22并且提供給準直透鏡23。(之后，這些光束將被統(tǒng)稱為“入射激光束”)。準直透鏡23包括例如組合在一起的兩個球形透鏡23a和23b。
準直透鏡23把入射激光束轉(zhuǎn)換為平行光束。
正如上面所指出的，準直透鏡23是包括兩個透鏡23a和23b的準直透鏡。它也可起到色差校正透鏡的作用。包括兩個透鏡的這種色差校正透鏡相對于兩個不同波長的光束呈現(xiàn)相同的焦距。準直透鏡23因而可消除施加于此的入射激光束中的大部分色差。
從準直透鏡23發(fā)射的入射激光束經(jīng)過四分之一波長片24并應用到物鏡25。入射激光束在激光束通過四分之一波長片24時變?yōu)閳A形偏振光。該圓形偏振光應用到物鏡25。
物鏡25用于把入射激光束會聚在光盤3的記錄層上。也就是說，物鏡25會聚入射激光束或從四分之一波長片24輸出的圓形偏振光。由透鏡25會聚的激光束經(jīng)過光盤3的保護膜3b或透明層并應用到光盤3的記錄層。
在本發(fā)明中，光頭4配備的物鏡25具有大于0.5且最大為0.6的數(shù)值孔徑，即0.5＜NA≤0.6。
設計用于從CD-R/RW再現(xiàn)數(shù)據(jù)信號的現(xiàn)有只重放光盤驅(qū)動器具有包括數(shù)值孔徑約為0.45的物鏡的光學系統(tǒng)。另一方面，設計用于把數(shù)據(jù)信號記錄到可記錄光盤上的現(xiàn)有光盤驅(qū)動器具有包括數(shù)值孔徑約為0.50的物鏡的光學系統(tǒng)。
本發(fā)明的發(fā)明者們致力于研究開發(fā)一種不僅可利用現(xiàn)有的CD-R/RW而且還可利用雙密度光盤3D來可靠地記錄和再現(xiàn)數(shù)據(jù)的裝置。他們發(fā)現(xiàn)，如果物鏡25的數(shù)值孔徑(N/A)大于0.5且最大為0.6的數(shù)值孔徑，即0.5＜NA≤0.6，那么在不改變CD-R/RW盤的襯底厚度(1.2mm)的情況下，可以把數(shù)據(jù)以高于現(xiàn)在可能的密度記錄在現(xiàn)有的CD-R/RW上，從而在CD-R/RW中開成更小的凹坑。
如果NA≤0.5，盡管數(shù)據(jù)可記錄在現(xiàn)有的CD-R/RW上并且可保留充分的傾斜余量(til tmargin)，但記錄密度不能提高。如果NA＝0.5，則在從現(xiàn)有CD-R/RW再現(xiàn)數(shù)據(jù)時不會出現(xiàn)問題，但在把數(shù)據(jù)記錄到具有相變膜的CD-RW上時會出現(xiàn)問題。從已有技術(shù)可知，加到CD-RW上以在其上記錄數(shù)據(jù)的光束具有小直徑。因此，如果具有大數(shù)值孔徑的光拾取裝置寫入的新數(shù)據(jù)由通過使用數(shù)值孔徑為0.5的物鏡而記錄在CD-RW上的數(shù)據(jù)改寫，則其中的一些數(shù)據(jù)沒有從CD-RW中擦除。
如果NA＜0.6，記錄密度確實會增加。但在這種情況下，傾斜余量小到了足以使光頭不能進行實際應用。而且，如果光盤旋轉(zhuǎn)，抖動將會增加。在相變膜作為記錄膜的CD-RW的情況下，如果物鏡25具有大NA并且減小相變膜上的光束點的直徑，則相變膜可被加熱至高溫。如果相變膜過度加熱，則其特性會損害，因為其特性很大程度上根據(jù)溫度而定。
因此，由于物鏡25具有大于0.5且最大為0.6的數(shù)值孔徑(NA)，即0.5＜NA≤0.6，所以數(shù)據(jù)也可記錄到現(xiàn)有CD-RW上或從現(xiàn)有CD-R/RW再現(xiàn)，同時增加記錄密度并保持充分的傾斜余量。物鏡25最好具有在上述規(guī)定范圍內(nèi)的0.55的數(shù)值孔徑(NA)。
由物鏡25會聚并應用到光盤3的記錄層的入射激光束在記錄層反射，從而變?yōu)榉祷毓馐?。返回光束通過物鏡25并應用到四分之一波長片24。四分之一波長片24將返回光束旋轉(zhuǎn)90°，從而將其轉(zhuǎn)換為線性偏振光。之后，準直透鏡23會聚該返回光束。如此會聚的返回光束應用到分光器22。分光器22反射返回光束。
從分光器22輸出的返回光束經(jīng)過多透鏡26并由光檢測器27檢測。多透鏡26具有圓柱形光接收面和凹形光發(fā)射面。多透鏡26使返回光束象散，為了是通過所謂的象散法實現(xiàn)聚焦伺服控制。
舉例來說，用于檢測已經(jīng)由多透鏡26給予象散的返回光束的光檢測器27具有六個光電二極管。光檢測器27產(chǎn)生對應于六個光電二極管已經(jīng)接收的光束強度的電信號并且對電信號執(zhí)行規(guī)定的操作。電信號應用到RF-信號處理部分5。
與上述裝置1相同的光記錄/再現(xiàn)裝置被制造。除了如下表1所示的不同數(shù)值孔徑(NA)的物鏡可互換使用之外，該裝置的測試是在與上述相同的條件下進行的。在檢測中，該裝置把測試信號記錄到具有相變記錄膜的CD-RW上并從該CD-RW上再現(xiàn)測試信號，從而估計記錄密度、與現(xiàn)有CD的兼容性和傾斜余量。
在表1中，雙圓圈表示完全滿足的特性項，圓圈表示實現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄/再現(xiàn)的特性項，斜十字表示損害可靠的數(shù)據(jù)記錄/再現(xiàn)的特性項。
測試結(jié)果在表1中示出。
表1
從表1可知，如果NA≤0.5，則可獲得與現(xiàn)有CD的兼容性并且傾斜余量可以是充分的，但記錄密度不能增加。如果0.6＜NA，則記錄度可增加，但傾斜余量非常小，從而不可避免地增加由光盤的旋轉(zhuǎn)而引起的抖動。
因此，如果0.5＜NA≤0.6，則傾斜余量和記錄密度可增加，同時保留與現(xiàn)在CD的兼容性。數(shù)值孔徑(NA)為0.55是此范圍內(nèi)的所有可能的NA值的最佳值。
下面將描述本發(fā)明的第二實施例。圖11表示光盤驅(qū)動器100，即本發(fā)明的第二實施例。
與第一實施例中使用的光盤3類似，在此驅(qū)動器100中使用的光盤101(101S或101D)具有螺旋形紋槽GR。紋槽GR的圈用作軌道，數(shù)據(jù)記錄到軌道上或從軌道中再現(xiàn)。光盤101在其它任何方面均類似于光盤3(3S或3D)。因此將不再詳細描述光盤101。
驅(qū)動器101可使用兩類光盤。第一類是軌道間距Tp是1.6μm的光盤101S。第二類是軌道間距Tp是1.07μm的光盤101D。
驅(qū)動器100包括主軸馬達驅(qū)動器102、光拾取裝置103、激光器驅(qū)動器104和RF放大器105。主軸馬達102以恒定線速度驅(qū)動光盤101。光拾取裝置103包括半導體激光器、物鏡、光檢測器等。激光器驅(qū)動器104驅(qū)動半導體激光器以控制從光拾取裝置103的光發(fā)射。RF放大器105接收和處理結(jié)合在光拾取裝置103中的光檢測器的輸出信號，以再現(xiàn)RF信號SRF并且產(chǎn)生跟蹤誤差信號STE、聚焦誤差信號SFE和擺動信號SWB。需要注意，擺動信號SWB表示紋槽GR的擺動。
光拾取裝置103的半導體激光器把激光束(未示出)應用到光盤101的記錄面上。激光束從光盤101反射并應用到光拾取裝置103的光檢測器。RF放大器105通過DPP法產(chǎn)生跟蹤誤差信號STE并通過象散法產(chǎn)生聚焦誤差信號SFE。
驅(qū)動器100還包括RF-信號處理電路106和記錄補償電路107。RF-信號處理電路106檢測再現(xiàn)的RF信號SRF并且對RF信號SRF執(zhí)行波形均衡，從而產(chǎn)生CD數(shù)據(jù)。記錄補償電路107對從CD編碼/解碼部分(隨后描述)輸出的記錄數(shù)據(jù)RD執(zhí)行記錄補償。電路107把記錄數(shù)據(jù)RD應用到激光器驅(qū)動器104。光拾取裝置103已經(jīng)發(fā)射的激光束和記錄數(shù)據(jù)RD一起進行調(diào)制。記錄數(shù)據(jù)RD因而記錄到了光盤101上。
驅(qū)動器100還包括CD編碼/解碼部分111和CD-ROM編碼/解碼部分112。在從光盤101再現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理過程中，CD編碼/解碼部分111解調(diào)從RF-信號處理電路106輸出的EFM(8-14碼調(diào)制)CD數(shù)據(jù)。部分111還使用CIRC(交叉交錯里德-索羅蒙碼)校正CD數(shù)據(jù)，從而產(chǎn)生CD-ROM數(shù)據(jù)。在把數(shù)據(jù)記錄到光盤101上的處理過程中，部分111把CIRC應用到從CD-ROM編碼/解碼部分112輸出的CD-ROM數(shù)據(jù)，從而把奇偶性賦予CD-ROM數(shù)據(jù)。另外，部分111對CD-ROM數(shù)據(jù)執(zhí)行EFM，從而產(chǎn)生CD數(shù)據(jù)，并且對CD數(shù)據(jù)完成NRZI(不歸零碼取反)轉(zhuǎn)換，從而產(chǎn)生記錄數(shù)據(jù)RD。
在從光盤101再現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理過程中，CD-ROM編碼/解碼部分112解擾并校正從CD編碼/解碼部分111輸出的CD-ROM數(shù)據(jù)，從而產(chǎn)生讀出數(shù)據(jù)。在把數(shù)據(jù)記錄到光盤101的處理過程中，部分112把校正奇偶性賦予從SCSI/緩沖控制器(隨后描述)接收的寫數(shù)據(jù)并且加擾寫數(shù)據(jù)，從而產(chǎn)生CD-ROM數(shù)據(jù)。CD-ROM編碼/解碼部分112與作為工作存儲器的RAM(隨機存取存儲器)113連接。
驅(qū)動器100具有SCSI(小型計算機系統(tǒng)接口)/緩沖控制器115。SCSI/緩沖控制器115接收來自主機的命令。在驅(qū)動器100中，控制器115把命令提供給系統(tǒng)控制器125(隨后描述)。在從光盤101再現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理過程中，控制器115接收由CD-ROM編碼/解碼部分112輸出的讀出數(shù)據(jù)，并且經(jīng)作為緩中存儲器提供的RAM 114將其傳送給主機。在把數(shù)據(jù)記錄到光盤101的處理過程中，SCSI/緩沖控制器115接收來自主機的寫入數(shù)據(jù)并且通過RAM 114將其提供給CD-ROM編碼/解碼部分112。
驅(qū)動器100還包括聚焦/跟蹤伺服控制器121，饋送伺服控制器122和主軸伺服控制器123。聚焦/跟蹤伺服控制器121從RF放大器105接收聚焦誤差信號SFE和跟蹤誤差信號STE。根據(jù)誤差信號SFE和STE，控制器121對光拾取裝置103執(zhí)行聚焦伺服控制和跟蹤伺服控制。饋送伺服控制器122把光拾取裝置103移動到光盤101上提供的目標軌道。主軸伺服控制器123控制主軸馬達102以使馬達102能夠以預定的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)光盤101。聚焦/跟蹤伺服控制器121和主軸伺服控制器123由包括CPU(中央處理器)的機械控制器124控制。
驅(qū)動器100具有控制驅(qū)動器100的其它元件的系統(tǒng)控制器125。系統(tǒng)控制器125包括CPU。
驅(qū)動器100具有擺動處理部分131。這個部分131設計用于通過從RF放大器105輸出的擺動信號SWB解碼ATIP信號。部分131產(chǎn)生的ATIP信號經(jīng)CD編碼/解碼部分111提供給機械控制器124和系統(tǒng)控制器125。ATIP信號用于實現(xiàn)各種控制。
現(xiàn)在將詳細描述光拾取裝置103。圖12示出了拾取裝置103的光學系統(tǒng)。
如圖12所示，光拾取裝置103具有半導體激光器152和準直透鏡153。半導體激光器152發(fā)射激光束151。準直透鏡153把激光束151變?yōu)槠叫泄馐?。具體來說，半導體激光器152是發(fā)射波長ё為780(±10)nm的激光束的激光器。
光柵(衍射晶格)154在半導體激光器152和準直透鏡153之間提供。光柵154形成三個光束，即主光束Bm和兩個副光束Bs1和Bs2。主光束Bm是零級光束。第一副光束Bs1是+1級光束。第二副光束Bs2是-1級光束。
光拾取裝置103還包括分光器155、四分之一波長片161、物鏡156和光檢測器157。分光器155具有半透明膜155a和反射面155b。物鏡156把激光束應用到光盤101的記錄面。光檢測器157用于實現(xiàn)前APC(自動功率控制)。
物鏡156與第一實施例使用的物鏡類型相同。它的數(shù)值孔徑(NA)大于0.5且最大為0.6，即0.5＜NA≤0.6。物鏡鏡56具有諸如0.55的數(shù)值孔徑。
從準直透鏡153提供給分光器155的激光束的一部分在其應用到物鏡156之前經(jīng)過分光器155的半透明膜155a。半透明膜155a反射應用到光檢測器157的激光束的其它部分。半透明膜155a反射從物鏡156提供到分光器155的一部分激光束。這部分激光束從盤101和半導體激光器152之間的光路發(fā)射。
光拾取裝置103還具有聚光鏡158、光檢測器160和多透鏡159。聚光鏡158接收并會聚由分光器155的反射面155b反射的激光束。光檢測器160接收來自聚光鏡158的激光束。多透鏡159排列在聚光鏡158和光檢測器160之間。多透鏡159是包括凹透鏡和圓柱形透鏡的組合透鏡。圓柱形透鏡用于通過在已有技術(shù)中已知的象散法產(chǎn)生聚焦誤差信號SFE。
主光束Bm和副光束Bs1和Bs2應用到光盤101，從而在光盤101上形成一個主光斑SPm和兩個副光斑SPs1和SPs2。副光斑SPs1和SPs2在相反的徑向與主光斑SPm隔開一個預定的距離。
如上所述，光盤驅(qū)動器100(即第二實施例)通過DPP法產(chǎn)生跟蹤誤差信號STE并且可使用兩類光盤，即軌道間距Tp是1.6μm的光盤101S和軌道間距Tp是1.07μm的光盤101D。因此，副光斑SPs1和SPs2在相反徑向必須與主光斑SPm隔開一個距離，該距離比最大軌道間距(1.6μm)的一半要短并比最小軌道間距(1.07μm)的一半要長。
副光斑SPs1和SPs2與主光斑SPm在相反徑向可間隔1.6/2μm的距離。如果光盤驅(qū)動器100(第二實施例)使用軌道間距Tp是1.6μm的光盤101S，則通過DPP法產(chǎn)生的跟蹤誤差信號STE將為最大幅度。另外，副光斑SPs1和SPs2與主光斑SPm在相反徑向可間隔1.07/2μm的距離。在這種情況下，如果光盤驅(qū)動器100使用軌道間距Tp是1.07μm的光盤101D，則通過DPP法產(chǎn)生的跟蹤誤差信號STE將為最大幅度。
在第二實施例中，副光斑SPs1和SPs2在圖13所示的軌道間距Tp為1.3μm的光盤101X上形成。為了更具體地描述，副光斑SPs1和SPs2在相反徑向與主光斑SPm間隔1.3/2μm的距離。副光斑SPs1和SPs2的位置只有通過改變光柵154的角度才可以調(diào)節(jié)。
如圖13所示，光檢測器160包括一個四段式光電二極管部分160M和兩個兩段式光電二極管部分160S1和160S2。
下面將描述圖12所示的光拾取裝置103如何操作。從半導體激光器152發(fā)射的發(fā)散光束即激光束151應用到光柵154。光柵154形成三個光束Bm、Bs1和Bs2。光束Bm、Bs1和Bs2從光柵154提供給準直透鏡153。準直透鏡153把光束Bm、Bs1和Bs2轉(zhuǎn)換為應用到分光器155的平行光束。通過分光器155的半透明膜155a的光束Bm、Bs1和Bs2的部分在穿過四分之一波長片161和物鏡156之后應用于光盤101的記錄面。結(jié)果，主光束Bm和副光束Bs1和Bs2在光盤101上形成如圖11所示的三個點SPm、SPs1和SPs2。
從光盤101的記錄面反射的激光束在經(jīng)過物鏡156和四分之一波長片161之后一應用到分光器155。分光器155的半透明膜155a反射激光束。分光器155的反射面155b也反射激光束。從分光器155發(fā)射的激光束經(jīng)聚光鏡158和多透鏡159應用到光檢測器160。
如圖13所示，三個點SPm′、SPs1′和SPs2′在構(gòu)成光檢測器160的光電二極管部分160M、160S1和160S2上分別形成，以作為從光盤101上形成的點SPm、SPs1和SPs2所反射的三個激光束。
RF放大器105(見圖11)再現(xiàn)RF信號SRF并且通過執(zhí)行下面的運算產(chǎn)生聚焦誤差信號SFESRF＝(Sa＋Sb＋Sc＋Sd)SFE＝(Sa＋Sc)－(Sb＋Sd)式中，Sa、Sb、Sc和Sd是從構(gòu)成光電二極管部分160M的四個光電二極管Da至Dd輸出的信號，Se和Sf是從形成光電二極管部分160S1的光電二極管De和Df輸出的信號，并且Sg和Sh是從形成光電二極管部分160S2的兩個光電二極管Dg和Dh輸出的信號。
RF放大器105從信號Sa和Sd的之和中減去信號Sb和Sc之和，從而產(chǎn)生對應于從主光斑SPm反射的光的推挽信號Sppm。高通濾波器從如此產(chǎn)生的推挽信號Sppm中減去擺動信號。
在RF放大器105中，圖2所示的電路通過DPP法產(chǎn)生跟蹤誤差信號STE。具體來說，減法器221M從檢測信號Sa和Sd之和中減去檢測信號Sb和Sc之和，從而產(chǎn)生對應于從主光斑SPm反射的光的推挽信號Sppm。減法器221S1從檢測信號Se中減去檢測信號Sf，從而產(chǎn)生對應于從副光斑SPs1反射的光的推挽信號Spps1。減法器221S2從檢測信號Sg中減去檢測信號Sh，從而產(chǎn)生對應于從副光斑SPs2反射的光的推挽信號Spps2。
加法器222接收經(jīng)具有增益G2的幅度調(diào)整器223提供的推挽信號Spps2。加法器222把推挽信號Spps1與推挽信號Spps2相加，從而產(chǎn)生和信號Ss。減法器224經(jīng)具有增益G1的幅度調(diào)整器225接收和信號Ss。減法器224從推挽信號Sppm中減去和信號Ss，從而產(chǎn)生跟蹤誤差信號STE。
假定光盤驅(qū)動器裝有軌道間距Tp是1.6μm的光盤101S。在這種情況下，如圖14A所示，副光斑SPs1和SPs2在相反徑向分別與主光斑SPm間隔1.3/2μm(146°)的距離。因此，推挽信號Sppm、SPPs1和Spps2隨著主光斑SPm在徑向的位置分別如圖14B、14C和14D所述而變化。因而推挽信號Spps1和Spps2將不是反相。由此，跟蹤誤差信號STE具有如圖14E所示的充分幅度。
假定光盤驅(qū)動器裝有軌道間距Tp是1.07μm的光盤101D。那么，如圖15A所示，副光斑SPs1和SPs2在相反徑向分別與SPm主光斑間隔1.3/2μm(218°)。因此，推挽信號Sppm、Spps1和SPPs2隨著主光斑SPm在徑向的位置分別如圖15B、15C和15D所示而變化。在這種情況下，推挽信號Spps1和Spps2也不是反相。由此，跟蹤誤差信號STE具有如圖15E所示的充分的幅度。
跟蹤誤差信號STE在光盤驅(qū)動器裝有軌道間距Tp為1.6μm的光盤101S時具有一個幅度，并且在光盤驅(qū)動器裝有軌道間距Tp為1.07μm的光盤101D時具有一個不同的幅度。無論光盤驅(qū)動器裝有哪種光盤，都要求跟蹤誤差信號STE應當具有相同的幅度。為此，結(jié)合到圖2電路中的減法器224等的增益可根據(jù)光盤的軌道間距來控制。
下面將描述圖11所示的光盤驅(qū)動器100如何操作。
主機可把數(shù)據(jù)寫命令提供給系統(tǒng)控制器125。如果這樣，則光盤驅(qū)動器100在它所裝的光盤上寫(記錄)數(shù)據(jù)。SCSI/緩沖控制器115接收來自主機的寫數(shù)據(jù)并將其提供給CD-ROM編碼/解碼部分112。CD-ROM編碼/解碼部分112將校正奇偶性賦予從SCSI/緩沖器控制器(隨后描述)接收的寫數(shù)據(jù)并且加擾寫數(shù)據(jù)，從而產(chǎn)生CD-ROM數(shù)據(jù)。
CD-ROM編碼/解碼部分112中產(chǎn)生的CD-ROM數(shù)據(jù)提供給CD編碼/解碼部分111。該部分111通過應用CIRC而把奇偶性加給CD-ROM數(shù)據(jù)并且對CD-ROM數(shù)據(jù)執(zhí)行EFM調(diào)制，從而產(chǎn)生CD數(shù)據(jù)。另外，CD編碼/解碼部分111對CD數(shù)據(jù)執(zhí)行NRZI轉(zhuǎn)換，從而產(chǎn)生記錄數(shù)據(jù)RD。
記錄補償電路107對記錄數(shù)據(jù)RD實施記錄補償。電路107把記錄數(shù)據(jù)RD提供給激光器驅(qū)動器104。光拾取裝置103已經(jīng)發(fā)射的激光束和記錄數(shù)據(jù)RD一起進行調(diào)制。記錄數(shù)據(jù)RD由此記錄在了光盤101上。
主機可把數(shù)據(jù)讀出命令提供給系統(tǒng)控制器125。在這種情況下，光盤驅(qū)動器100從它所裝的光盤中讀出(再現(xiàn))數(shù)據(jù)。RF-信號處理電路106對通過光拾取裝置103再現(xiàn)的RF信號執(zhí)行波形均衡等。由此產(chǎn)生CD數(shù)據(jù)。CD數(shù)據(jù)提供給CD編碼/解碼部分111。部分111對再現(xiàn)數(shù)據(jù)執(zhí)行EFM解調(diào)并且通過應用CIRC校正包含在再現(xiàn)數(shù)據(jù)中的誤差。從而產(chǎn)生CD-ROM數(shù)據(jù)。
在部分111中產(chǎn)生的CD-ROM數(shù)據(jù)提供給CD-ROM編碼/解碼部分112。部分112解擾CD-ROM數(shù)據(jù)并校正包含在CD-ROM數(shù)據(jù)中的誤差，從而產(chǎn)生讀出數(shù)據(jù)。在SCSI/緩沖控制器115的控制下，讀出數(shù)據(jù)以預定的定時經(jīng)RAM 114(用作緩沖存儲器)傳送給主機。
在本實施例中，正如已經(jīng)指出的，副光斑SPs1和SPs2在相反徑向與主光斑SPm的間隔小于1.6/2μm且大于1.07/2μm。因此，不僅在光盤驅(qū)動器裝有軌道間距Tp為1.6μm的光盤101S的時候，而且在光盤驅(qū)動器裝有軌道間距Tp為1.07μm的光盤101D的時候，通過DPP法都可以獲得具有充分幅度的跟蹤誤差信號STE。因此，光盤驅(qū)動器100可利用兩種光盤記錄和再現(xiàn)數(shù)據(jù)，一種光盤具有1.6μm的軌道間距Tp，并且另一種光盤具有1.07μm的軌道間距Tp。
在上述實施例中，跟蹤誤差信號STE通過DPP法產(chǎn)生。盡管如此，本發(fā)明仍然可以應用于執(zhí)行三點法的光盤驅(qū)動器來產(chǎn)生跟蹤誤差信號STE。
與圖12的光拾取裝置103結(jié)構(gòu)相同的光拾取裝置用于通過三點法產(chǎn)生跟蹤誤差信號STE。如圖16所示，主光束BM和兩個副光束Bs1和Bs2在光盤101的記錄面上形成三個點SPm、SPs1和SPs2。
如上所述，三點法用于產(chǎn)生循誤差信號STE并且光盤驅(qū)動器利用分別具有1.6μm軌道間距Tp和1.07μm軌道間距Tp的兩類光盤101S和101D記錄和再現(xiàn)數(shù)據(jù)。因此，副光斑SPs1和SPs2在相反徑向與主光斑SPm的距離小于1.6/4μm且大于1.07/4μm。
如果副光斑SPs1和SPs2在相反徑向與主光斑SPm的距離小于1.6/4μm，那么通過三點法產(chǎn)生的跟蹤誤差信號STE在光盤驅(qū)動器裝有軌道間距Tp為1.6μm的光盤101S時具有最大幅度。如果副光斑SPs1和SPs2在相反徑向與主光斑SPm的距離小于1.07/4μm，那么通過三點法產(chǎn)生的跟蹤誤差信號STE在光盤驅(qū)動器裝有軌道間距Tp為1.07μm的光盤101D時具有最大幅度。
副光斑SPs1和SPs2以光盤驅(qū)動器裝有軌道間距Tp為1.3μm的光盤101X的假設為根據(jù)而形成。也就是說，副光斑SPs1和SPs2在相反徑向與主光斑SPm的距離小于1.3/4μm。如果這樣，則副光斑SPs1和SPs2的位置可通過改變光柵154的角度來調(diào)節(jié)。
如圖16所示，光檢測器160包括一個四段式光電二極管部分160M和兩個光電二極管部分160S1和160S2。三個點SPm’、SPs1’和SPs2’在構(gòu)成光檢測器160的光電二極管部分160M、160S1和160S2上分別形成，以作為從光盤101上所形成的點SPm、SPs1和SPs2反射的三個激光束。
RF放大器105(見圖11)再現(xiàn)RF信號SRF并且通過執(zhí)行下面的運算產(chǎn)生聚焦誤差信號SFESRF＝(Sa＋Sb＋Sc＋Sd)SFE＝(Sa＋Sc)－(Sb＋Sd)式中，Sa、Sb、Sc和Sd是從構(gòu)成光電二極管部分160M的四個光電二極管Da至Db輸出的信號，Sf是從構(gòu)成光電二極管部分160S1的光電二極管Df輸出的信號，并且Se是從構(gòu)成光電二極管部分160S2的光電二極管De輸出的信號。
RF放大器105從信號Sa和Sd之和中減去信號Sb和Sc之和，從而產(chǎn)生對應于從主光斑SPm反射的光的推挽信號Sppm。高通濾波器從如此產(chǎn)生的推挽信號Sppm中減去擺動信號SWB。
在RF放大器105中，圖4所示的電路通過三點法產(chǎn)生跟蹤誤差信號STE。具體來說，減法器226從信號Se中減去信號Sf，從而產(chǎn)生跟蹤誤差信號STE。
假定光盤驅(qū)動器裝有軌道間距Tp是1.6μm的光盤101S。在這種情況下，如圖17A所示，副光斑SPs1和SPs2在相反徑向分別與主光斑SPm間隔1.3/4μm(73°)的距離。因此，主信號Sm(信號Sa和Sd之和)、信號Se和信號Sf隨著主光斑SPm在徑向的位置分別如圖17B、17C和17D所示而變化。因而信號Se和Sf幾乎為反相。因此，跟蹤誤差信號STE具有如圖17E所示的充分的幅度。
假定光盤驅(qū)動器裝有軌道間距Tp是1.07μm的光盤101D。在這種情況下，如圖18A所示，副光斑SPs1和SPs2在相反徑向分別與主光斑SPm間隔1.3/4μm(109°)的距離。因此，主信號Sm、信號Se和信號Sf幾乎為反相。從圖18E可以看出，跟蹤誤差信號STE具有充分的幅度。
跟蹤誤差信號STE在光盤驅(qū)動器裝有軌道間距Tp為1.6μm的光盤101S時具有一個幅度，并且在光盤驅(qū)動器裝有軌道間距Tp為1.07μm的光盤101D時具有一個不同的幅度。無論光盤驅(qū)動器裝有哪種光盤，都要求跟蹤誤差信號STE應當具有相同的幅度。為此，在圖4所示電路中使用的減法器226的增益等可根據(jù)光盤的軌道間距來控制。
在本實施例中，正如已經(jīng)指出的，副光斑SPs1和SPs2在相反徑向與主光斑SPm的距離小于1.6/4μm且大于1.07/4μm。因此，不僅在光盤驅(qū)動器裝有軌道間距Tp為1.6μm的光盤101S的時候，而且在光盤驅(qū)動器裝有軌道間距Tp為1.07μm的光盤101D的時候，通過三點法都可以獲得具有充分幅度的跟蹤誤差信號STE。因此，光盤驅(qū)動器可利用兩種光盤記錄和再現(xiàn)數(shù)據(jù)，一種光盤具有1.6μm的軌道間距Tp，并且另一種光盤具有1.07μm的軌道間距Tp。
上述實施例設計用于記錄數(shù)據(jù)到兩種光盤并從兩種光盤再現(xiàn)數(shù)據(jù)，一種光盤具有1.6μm的軌道間距Tp，并且另一種光盤具有1.07μm的軌道間距Tp。盡管如此，本發(fā)明仍可應用于利用多種光盤101記錄和再現(xiàn)數(shù)據(jù)的光盤驅(qū)動器。在此光盤驅(qū)動器中，每個副光斑(SPs1或SPs2)僅需要設定為兩個位置之間的一個位置，其中該位置是當驅(qū)動器裝有具有最長軌道間距的光盤時副光斑采用的用以產(chǎn)生最大幅度的跟蹤誤差信號的位置以及當驅(qū)動器裝有具有最短軌道間距的光盤時副光斑采用的用以產(chǎn)生最大幅度的跟蹤誤差信號的位置。因此可以不考慮光盤驅(qū)動器所裝光盤的軌道間距就可以產(chǎn)生充分幅度的跟蹤誤差信號。
上述實施例設計用于利用具有不同軌道間距的光盤101S和101D來記錄數(shù)據(jù)和再現(xiàn)數(shù)據(jù)。盡管如此，本發(fā)明仍可應用到用于利用具有不同軌道間距的記錄區(qū)的光盤101W來記錄數(shù)據(jù)和再現(xiàn)數(shù)據(jù)。舉例來說，光盤101W可以具有軌道間距Tp為1.6μm的內(nèi)部記錄區(qū)和軌道間距為1.07μm的外部記錄區(qū)。
本發(fā)明的上述實施例是光盤驅(qū)動器100。本發(fā)明可應用到一種可利用軌道間距不同的不同類型的光盤或具有軌道間距不同的記錄區(qū)的光盤來記錄數(shù)據(jù)和再現(xiàn)數(shù)據(jù)的光盤。
權(quán)利要求
1.一種用于與軌道間距不同的記錄介質(zhì)或具有軌道間距不同的記錄區(qū)的記錄介質(zhì)結(jié)合使用的光記錄/再現(xiàn)裝置，所述裝置包括驅(qū)動裝置，用于旋轉(zhuǎn)記錄介質(zhì)；光頭，用于把光應用到由驅(qū)動裝置旋轉(zhuǎn)的記錄介質(zhì)上，從而把數(shù)據(jù)信號記錄到記錄介質(zhì)上或從記錄介質(zhì)再現(xiàn)數(shù)據(jù)；和信號處理電路，用于處理由光頭檢測的信號。其中光頭包括用于發(fā)射光的光源；物鏡，用于把光源發(fā)射的光會聚到記錄介質(zhì)上；和信號檢測裝置，用于接收從記錄介質(zhì)反射的光以檢測信號，并且物鏡具有一個數(shù)值孔徑NA，其中0.5＜NA≤0.6。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中光源發(fā)射的光具有約780nm的波長。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中記錄介質(zhì)是從包含第一記錄介質(zhì)和第二記錄介質(zhì)的組中選出的一種記錄介質(zhì)，第一記錄介質(zhì)具有范圍從1.0μm到1.2μm的軌道間距并且第二記錄介質(zhì)具有1.6μm的軌道間距。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其中第一記錄介質(zhì)具有范圍從0.555μm到0.694μm的最小坑長，并且驅(qū)動裝置以范圍從0.8m/sec到1.0m/sec的線速度旋轉(zhuǎn)記錄介質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中物鏡的數(shù)值孔徑NA是0.55。
6.一種用于與軌道間距不同的記錄介質(zhì)或具有軌道間距不同的記錄區(qū)的記錄介質(zhì)結(jié)合使用的光頭裝置，所述光頭裝置包括用于發(fā)射光的光源；物鏡，用于把光源發(fā)射的光會聚到記錄介質(zhì)上；和信號檢測裝置，用于接收從記錄介質(zhì)反射的光以檢測信號，其中物鏡具有一個數(shù)值孔徑NA，其中0.5＜NA≤0.6。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的光頭裝置，其中光源發(fā)射的光具有約780nm的波長。
8.根據(jù)權(quán)利要求3的光頭裝置，其中記錄介質(zhì)是從包含第一記錄介質(zhì)和第二記錄介質(zhì)的組中選出的一種記錄介質(zhì)，第一記錄介質(zhì)具有范圍從1.0μm到1.2μm的軌道間距并且第二記錄介質(zhì)具有1.6μ.m的軌道間距。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的光頭裝置，其中第一記錄介質(zhì)具有范圍從0.555μm到0.694μm的最小坑長，并且第二記錄介質(zhì)具有0.833μm的最小坑長。
10.根據(jù)權(quán)利要求6的光頭裝置，其中物鏡的數(shù)值孔徑NA是0.55。
11.一種與光盤結(jié)合使用的光盤驅(qū)動器，其中每種光盤具有記錄軌道并且軌道間距不同于其它任何光盤，或者光盤具有記錄區(qū)，每個記錄區(qū)具有記錄軌道并且軌道間距不同于其它任何記錄區(qū)，所述光頭驅(qū)動器包括光束施加裝置，用于在光盤上形成主光斑、第一副光斑和第二副光斑，所述第一和第二點在相反徑向與主光斑隔開；誤差信號發(fā)生裝置，用于通過至少是第一和第二副光斑反射的光產(chǎn)生軌道誤差信號，所述軌道誤差信號表示主光斑在徑向偏離任何記錄軌道的距離；和跟蹤控制裝置，用于根據(jù)軌道誤差信號控制光束施加裝置，從而把主光斑移動到記錄軌道上的預定位置，其中光束施加裝置形成第一和第二副光斑，每個副光斑位于第一位置和第二位置之間，所述第一位置是當光盤是具有最長軌道間距的光盤時每個副光斑采用的用以產(chǎn)生最大幅度的跟蹤誤差信號的位置，并且所述第二位置是當光盤是具有最短軌道間距的光盤時每個副光斑采用的用以產(chǎn)生最大幅度的跟蹤誤差信號的位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的光盤驅(qū)動器，還包括增益控制裝置，用于控制誤差信號發(fā)生裝置的增益，從而使誤差信號發(fā)生裝置針對不同的軌道間距產(chǎn)生具有相同幅度的軌道誤差信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的光盤驅(qū)動器，其中誤差信號發(fā)生裝置通過從通過檢測主光斑反射的光獲得的推挽信號減去通過第一和第二副光斑反射的兩個光束中獲得的兩個推挽信號來產(chǎn)生跟蹤誤差信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的光盤驅(qū)動器，其中光束施加裝置形成第一和第二副光斑，它們在相反徑向與主光斑隔開的距離比最長軌道間距的一半要短且比最短軌道間距的一半要長。
15.根據(jù)權(quán)利要求11的光盤驅(qū)動器，其中誤差信號發(fā)生裝置通過從表示第一副光斑反射的光的信號中減去表示第二副光斑反射的光的信號而產(chǎn)生跟蹤誤差信號。
16.根據(jù)權(quán)利要求11的光盤驅(qū)動器，其中光束施加裝置形成第一和第二副光斑，它們在相反徑向與主光斑隔開的距離比最長軌道間距的四分之一要短且比最短軌道間距的四分之一要長。
17.根據(jù)權(quán)利要求11的光盤驅(qū)動器，其中光束施加裝置包括一個具有數(shù)值孔徑NA的物鏡，其中0.5＜NA≤0.6。
18.一種用于與軌道間距不同的光盤或具有軌道間距不同的記錄區(qū)的光盤結(jié)合使用的光頭裝置，所述光頭裝置包括用于發(fā)射光的光源；衍射晶格，用于分割光源發(fā)射的光以在光盤上形成主光斑、第一副光斑和第二副光斑，所述第一和第二點在相反徑向與主光斑分隔開；物鏡，用于把衍射晶格分割的光會聚到光盤上；和光接收裝置，用于接收光盤反射的返回光，其中光束施加裝置形成第一和第二副光斑，每個副光斑位于第一位置和第二位置之間，所述第一位置是當光盤是具有最長軌道間距的光盤時每個副光斑采用的用以產(chǎn)生最大幅度的跟蹤誤差信號的位置，并且所述第二位置是當光盤是具有最短軌道間距的光盤時每個副光斑采用的用以產(chǎn)生最大幅度的跟蹤誤差信號的位置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的光頭裝置，還包括誤差信號發(fā)生裝置，用于通過光接收裝置接收的光產(chǎn)生跟蹤誤差信號；和增益控制裝置，用于控制誤差信號發(fā)生裝置的增益以使誤差信號發(fā)生裝置針對不同的軌道間距產(chǎn)生具有相同幅度的軌道誤差信號。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的光頭裝置，還包括用于通過從光接收裝置接收的光產(chǎn)生跟蹤誤差信號的誤差信號發(fā)生裝置，即從通過檢測主光斑反射的光所獲得的一個推挽信號中減去通過第一和第二副光斑反射的兩個光束中獲得的兩個推挽信號來得到跟蹤誤差信號。
21.根據(jù)權(quán)利要求18的光頭裝置，其中第一和第二副光斑在相反徑向與主光斑隔開的距離比最長軌道間距的一半要短且比最短軌道間距的一半要長。
22.根據(jù)權(quán)利要求18的光頭裝置，還包括用于通過從光接收裝置接收的光產(chǎn)生跟蹤誤差信號的誤差發(fā)生裝置，即從通過第一副光斑反射的光束獲得的信號中減去通過第二副光斑反射的光束獲得的信號來得到跟蹤誤差信號。
23.根據(jù)權(quán)利要求18的光頭裝置，其中第一和第二副光斑在相反徑向與主光斑隔開的距離比最長軌道間距的四分之一要短且比最短軌道間距的四分之一要長。
24.根據(jù)權(quán)利要求18的光頭裝置，其中物鏡具有一個數(shù)值孔徑NA，其中0.5＜NA≤0.6。
25.在使用光盤的光盤驅(qū)動器中使用的一種跟蹤控制方法，其中每種光盤具有記錄軌道并且軌道間距不同于其它任何光盤，或者光盤具有記錄區(qū)，每個記錄區(qū)具有記錄軌道并且軌道間距不同于其它任何記錄區(qū)，所述方法包括步驟在光盤上形成主光斑、第一副光斑和第二副光斑，所述第一和第二點在相反徑向與主光斑隔開；通過至少是第一和第二副光斑反射的光產(chǎn)生軌道誤差信號，所述軌道誤差信號表示主光斑在徑向偏離任何記錄軌道的距離；以及根據(jù)軌道誤差信號控制光束施加裝置，從而把主光斑移動到記錄軌道上的預定位置，其中光束施加裝置形成第一和第二副光斑，每個副光斑位于第一位置和第二位置之間，所述第一位置是當光盤是具有最長軌道間距的光盤時每個副光斑采用的用以產(chǎn)生最大幅度的跟蹤誤差信號的位置，并且所述第二位置是當光盤是具有最短軌道間距的光盤時每個副光斑采用的用以產(chǎn)生最大幅度的跟蹤誤差信號的位置。
26.一種具有多相記錄區(qū)的光盤，每個記錄區(qū)具有記錄軌道并且軌道間距不同于任何記錄區(qū)。
27.根據(jù)權(quán)利要求25的光盤，其中第一記錄區(qū)具有以1.6μm的軌道間距形成的記錄軌道并且第二記錄區(qū)具有以范圍從1.00μm到1.20μm的軌道間距形成的記錄軌道。
全文摘要
一種光記錄/再現(xiàn)裝置具有:驅(qū)動裝置,用于旋轉(zhuǎn)記錄介質(zhì);光頭,用于把光應用到由驅(qū)動裝置旋轉(zhuǎn)的記錄介質(zhì)上,從而把數(shù)據(jù)信號記錄到記錄介質(zhì)上或從記錄介質(zhì)再現(xiàn)數(shù)據(jù);和信號處理電路,用于處理由光頭檢測的信號。光頭包括:用于發(fā)射光的光源、物鏡、和信號檢測裝置。物鏡具有一數(shù)值孔徑NA,其中0.5<NA≤0.6。該裝置能夠把數(shù)據(jù)可靠地記錄到具有不同軌道間距的高密度光記錄介質(zhì)上并從該記錄介質(zhì)上再現(xiàn)數(shù)據(jù)。
文檔編號G11B7/135GK1326187SQ0111723
公開日2001年12月12日 申請日期2001年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月10日
發(fā)明者熊谷英治, 長嶋健二, 森住壽雄 申請人:索尼公司