专利名称：光学检拾器、光学记录和/或再现设备及兼容跟踪方法
技术领域：
本发明涉及一种光学检拾器和设计成通过允许光盘之间的兼容而最优地实现多种光盘的跟踪伺服的光学记录和/或再现设备，以及一种实现兼容跟踪的方法。本申请要求2003年4月14日在韩国知识产权局提出的韩国专利申请No.2003-23350的优先权，其公开的内容在此全部引入作为参考。
背景技术：
通常，表现物镜优良的相移特性的差动推挽(DPP)方法主要用在对记录的光学检拾器的跟踪中。DPP方法使用由光栅衍射的零阶和正负第一阶光束，其中照在光盘上的正负第一阶衍射光束之间的相位差为180°。
图1示意地表示在设计成使用DPP方法来实现跟踪伺服的光学检拾器中采用的光电检测器10的结构。具有八个分区的光电检测器10由分成A、B、C、D四个分区的主光电检测器11和每一个分别分成两个分区I1和I2以及J1和J2的一对辅光电检测器13和15构成。在由光栅衍射的零阶光束为主光电检测器11所接收的同时，正负第一阶衍射光束分别由辅光电检测器13和15接收。
在这种情况下，以DPP方法通过获得来自辅光电检测器13和15的分区I1和J1的检测信号之和与来自剩余分区I2和J2的检测信号之和间的差来检测跟踪误差信号。
使用典型的DPP方法对于DVD±R/RW或者DVD-RAM执行跟踪伺服是没有问题的。然而，当设计成以DPP来实现跟踪伺服的光学检拾器用于DVD±R/RW和DVD-RAM时，因为DVD±R/RW和DVD-RAM之间的磁迹间距差异导致正负第一阶衍射光束之间极大的相位差，跟踪伺服不可能正确执行。
因此，如果相位对于DVD±R/RW或DVD-RAM精确适配，那么第一阶光束与另一个完全不同相，这使得不可能执行跟踪。此外，如从随后将说明的图6中的曲线明显看到，如果调节相位使得它对DVD±R/RW和DVD-RAM盘之间的中间适合，关于DVD±R/RW和DVD-RAM盘的最小相位差偏离基准约比基准大45°。这样，因为相位差极大或极小，也不可能实现跟踪。
发明内容
本发明提供了一种光学检拾器以及设计成使用差动推挽(DPP)方法实现对具有不同磁迹间距尺寸的不同光学数据存储介质的跟踪伺服的光学记录和/或再现设备，以及一种兼容跟踪实现方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种光学检拾器，包括至少一个光源；至少一个分光装置，其将来自光源的光分成主光束和关于主光束对称的四个或更多个辅光束，然后发射到光学数据存储介质上，其中所述四个或更多个辅光束包括位置靠近主光束的两个第一辅光束和位置远离主光束的两个第二辅光束；和至少一个光电检测装置，其接收从光学数据存储介质反射的主光束和辅光束。其中，第一辅光束对之间的相位差以及第二辅光束对之间的相位差分别是PH1和PH2，第一和第二辅光束发射到光学数据存储介质上，使得PH1和/或PH2分别满足下面给出的公式(1)和/或(2)，使用主光束和第一辅光束对以及主光束和第二辅光束对通过差动推挽(DPP)方法可分别对±R/RW和RAM类型的光学数据存储介质检测跟踪误差信号181.5°≤PH1≤211.5° (1)148.3°≤PH2≤181.7° (2)。
其中，光电检测装置可以包括接收主光束的主光电检测器、接收第一辅光束的一对第一辅光电检测器以及接收第二辅光束的一对第二辅光电检测器对。
第一和第二辅光电检测器中的每一个都可以分成两个或更多分区，主光电检测器可以分成四个或更多分区。任一个第二辅光电检测器可以分成四个或更多分区。分光装置是将来自光源的光衍射成包括零阶光束和正负第一、第二阶光束的多个光束的光学衍射元件，主光束、第一辅光束对、第二辅光束对分别是零阶光束、正负第一阶光束、正负第二阶光束。
根据本发明的光学检拾器可以构造成通过使用具有多个不同波长的光束来在多个彼此兼容的不同类型的光学数据存储介质上进行记录，和/或从其中进行再现。该光学检拾器可以也构造成在彼此兼容的CD-ROM/R/RW中的至少一些和DVD-ROM/±R/RW/RAM中的至少一些上进行记录，和/或从其中进行再现。该光学检拾器也可以构造成在DVD-ROM/±R/RW/RAM中的至少一些和/或CD-ROM/R/RW中的至少一些上进行记录，和/或从其中进行再现。在这种情况下，RAM类型光学数据存储介质是DVD-RAM光学数据存储介质，±R/RW类型光学数据存储介质是DVD±R/RW和/或CD-R/RW光学数据存储介质。
本发明的其它方面和/或优点部分将在下面的描述中阐明，部分通过说明变得直观或者可以通过本发明的实施而得知。
根据本发明的另一方面，提供一种光学记录和/或再现设备，包括光学检拾器，其包括至少一个分光装置，将至少来自至少一个光源的光分成主光束和关于主光束对称的四个或更多个辅光束，然后发射到光学数据存储介质上，其中所述四个或多个辅光束包括位置靠近主光束的两个第一辅光束和位置远离主光束的两个第二辅光束；至少一个光电检测装置，接收从光学数据存储介质反射的主光束和第一、第二辅光束，其中，两个第一辅光束之间的相位差以及两个第二辅光束之间的相位差分别是PH1和PH2，第一和第二辅光束发射到光学数据存储介质上，使得PH1和PH2分别满足上面给出的公式(1)和(2)，使用主光束和第一辅光束对以及主光束和第二辅光束对通过差动推挽(DPP)方法可以分别对±R/RW和RAM类型的光学数据存储介质检测跟踪误差信号。信号处理器，设计成使用主光束和第一辅光束以及主光束和第二辅光束的检测信号通过差动推挽(DPP)方法分别对±R/RW和RAM类型的光学数据存储介质检测跟踪误差信号。
对于RAM型光学数据存储介质，信号处理器使用来自主光电检测器和第二辅光电检测器的检测信号通过差动散光方法检测聚焦误差信号。
根据本发明的另一方面，提供一种实现跟踪伺服的方法，其在不同类型的光学数据存储介质之间兼容，将来自光源的光分成主光束和四个或更多个关于主光束对称的辅光束，其中所述四个或更多个辅光束包括位置靠近主光束的两个第一辅光束和位置远离主光束的两个第二辅光束，其中第一辅光束对之间的相位差和/或第二辅光束对之间的相位差分别是PH1和/或PH2；以PH1和/或PH2分别满足上面给出的公式(1)和/或(2)的方式发射第一和第二辅光束到光学数据存储介质上；检测由光学数据存储介质反射的主光束和辅光束以得到检测信号；并且使用从主光束和第一辅光束得到的检测信号以及从主光束和第二辅光束得到的检测信号，分别对±R/RW和RAM类型的光学数据存储介质通过差动推挽(DPP)方法检测跟踪误差信号。
这里，对跟踪误差信号的检测可以包括根据由光学记录和/或再现设备检测的光学数据存储介质类型信号，判定将使用主光束和第一辅光束还是主光束和第二辅光束的检测信号来检测跟踪误差信号；和通过DPP检测适合于该类型的光学数据存储介质的跟踪误差信号，并将其输出。
通过下面结合附图对实施例的描述，本发明的这些和/或其它方面和优点将变得直观和更容易理解，其中图1是分成八个分区并在传统的记录和/或再现设备中采用的光电检测装置的顶视图。
图2示意地表示根据本发明的实施例的光学检拾器以及包括该光学检拾器的光学记录和/或再现设备的光学结构。
图3表示由图2中所示的分光装置分开并且辐射到DVD±R/RW的零阶、正负第一阶光束以及正负第二阶光束；图4表示由图2中所示的分光装置分开并且辐射到DVD-RAM的零阶、正负第一阶光束以及正负第二阶光束；图5表示当采用根据本发明的光学检拾器时，辐射到DVD±R/RW盘上的正负第一阶光束之间的相位差以及辐射到DVD-RAM盘上的正负第二阶光束的相位差相对于主光束和辅光束之间的间距变化的曲线图；图6表示当使用传统的三光束时，辐射到DVD±R/RW盘上的正负第一阶光束之间的相位差以及辐射到DVD-RAM光盘上的正负第一阶光束的相位差的变化的曲线图；图7示意地表示根据本发明的光电检测装置的分区结构的顶视图；图8示意地表示用于将从在图7所示的主光电检测器和辅光电检测器输出的电流信号转换成电压信号的光电检测装置以及根据本发明实施例的信号处理器的方框图。
具体实施例方式
现在将具体参照本发明的实施例，它的例子以附曲线图明，其中同样的附图标记始终代表同一个元件。以下通过参照图描述实施例以解释本发明。
本发明的一个方面是基于差动推挽(DPP)方法通过使用五个光束为插入的±R/RW和RAM光盘选取合适的光电检测信号以及所有光学记录和/或再现设备都构造为确定插入的光盘类型的事实，来实现跟踪伺服。本发明可以实现在±R/RW和RAM光盘之间兼容的跟踪伺服。
因此，通过使用根据本发明的技术，例如，可以实现用于DVD-多重(DVD-multi)记录的光学检拾器，包括该光学检拾器的光学记录和/或再现设备。在这种情况下，根据本发明的光学检拾器和包括该光学检拾器的光学记录和/或再现设备可以记录和/或再现多种格式，例如DVD-ROM、DVD±R、DVD±RW、DVD-RAM以及另外至少CD-ROM、CD-R、CD-RW中的一些。
参照图2，根据本发明的实施例的光学记录和/或再现设备包括光学检拾器，其发射主光束和关于主光束对称的四个辅光束到光盘30的主磁道上，并接收从光盘30反射的主光束和辅光束来检测；信号处理器100，其使用主光束和辅光束的检测信号，以便通过DPP检测跟踪误差信号。
光学检拾器将来自光源31的光分成主光束和四个或更多个关于主光束对称的辅光束。在四个辅光束中位置靠近主光束的两个是第一辅光束，剩余的两个位置远离主光束的是第二辅光束的情况下，光学检拾器构造成通过DPP方法分别使用主光束和第一或第二辅光束以及主光束和第二辅光束检测跟踪误差信号。
为实现这些和/或其它方面，光学检拾器包括光源31；分光装置40，其将来自光源31的光分成主光束和四个或更多个关于主光束对称的辅光束；光学系统，其将由作为衍射光学元件的分光装置40分开的光束引导到光盘30；光电检测装置80，其接收从光盘30反射的主光束和辅光束。图2表示一个例子，其中，根据本发明的光学检拾器进一步包括全息光学模块70，以允许使用不同波长的光的多个格式之间，例如在CD和DVD之间的兼容。根据本发明的具有如图2所示的光学结构的光学检拾器能够记录和/或再现DVD-ROM/±RW/RAM以及CD-ROM/R/RW。
例如，使用衍射光学元件例如光栅或者全息光学元件作为分光装置40，以便通过将从光源31入射的光衍射成零阶、正负第一阶以及正负第二阶，而将其分成五个或更多光束。
在使用衍射光学元件作为分光装置40的情况下，如在图3、4所示的，零阶、正负第一阶光束、正负第二阶光束分别对应于主光束、第一辅光束、第二辅光束。在下文中，为便于解释和理解，主光束、第一辅光束、第二辅光束分别由零阶、正负第一阶光束、正负第二阶光束表示。
图3、4分别表示由分光装置40分开并且发射到DVD±R/RW以及DVD-RAM上的零阶、正负第一阶光束、正负第二阶光束。
根据本发明的光学检拾器构造为使得间距和发射到光盘30上的正负第一阶光束之间以及正负第二阶光束之间的相位差以下述方式得到，即对于±R/RW类型盘例如DVD±R/RW盘使用零阶和正负第一阶光束的接收信号通过DPP来检测跟踪误差信号，而对于RAM类型盘例如DVD-RAM盘则使用零阶和正负第二阶光束的接收信号通过DPP来检测跟踪误差信号。正负第一阶(或者第二阶)光束之间的相位可以通过旋转分光装置40来调节。
在本发明的技术领域，已知如果两个辅光束之间的相位差偏离参考值180°而比其小约40°，能够使用DPP方法执行跟踪伺服。在此，参考值180°是通过DPP方法检测跟踪误差信号的最佳相位差。
因此，根据本发明的分光装置40和光学检拾器的全部光学系统设置成当把由分光装置40分出的光束发射到光盘30上时，正负第一阶光束之间的相位差以及正负第二阶光束之间的相位差分别在相对于参考值180°的16.5-15°至16.5+15°和-16.7-15°至-16.7+15°范围中。
即，当第一辅光束对(正负第一阶光束)之间的相位差和第二辅光束对(正负第二阶光束)之间的相位差分别以PH1和PH2表示，根据本发明的分光装置40和光学检拾器的全部光学系统设置成使得PH1和PH2分别在满足以下给定公式(1)和(2)的范围中181.5°≤PH1≤211.5° (1)148.3°≤PH2≤181.7° (2)例如，如图3所示，当分光装置40旋转使得都是由分光装置40分出并且发射到具有0.74μm磁迹间距的DVD±R/RW盘上的零阶与正负第一阶光束中任一个之间的距离是例如0.336μm，DVD±R/RW盘上正负第一阶光束之间的相位差偏离参考值180°约16.5°。换句话，其间的相位差约为196.5°，在这一相位差下，很有可能通过DPP方法实现跟踪。
当如上所述发射到DVD±R/RW盘上的零阶与正负第一阶光束中任一个之间的距离是0.336μm时，辐射到DVD-RAM盘上的零阶与正负第一阶光束中任一个之间的距离为0.672μm，其为0.336μm的距离的两倍。
在这种情况下，因为DVD-RAM盘的磁迹间距为1.23μm，其比DVD±R/RW盘的磁迹间距的两倍要小，如图4所示，正负第二阶光束之间的相位差如图5所示偏离参考值180°约-16.7°。换句话，其间的相位差约为163.3°，在这一相位差下，很有可能通过DPP方法实现跟踪。
图5表示当采用根据本发明的光学检拾器时，辐射到DVD±R/RW光盘上的正负第一阶光束之间的相位差以及辐射到DVD-RAM光盘上的正负第二阶光束的相位差相对于主光束和辅光束之间的间距变化的曲线图。图6表示当使用传统的三光束时，辐射到DVD±R/RW光盘上的正负第一阶光束之间的相位差以及辐射到DVD-RAM光盘上的正负第二阶光束的相位差的变化的曲线图。在图5和6中，横坐标轴代表主光束和辅光束之间的间距(单位微米)，而纵坐标轴代表与180°的差，而180°是在通过DPP实现跟踪伺服时两个辅光束之间的相位差的最佳值。沿纵坐标轴的0°相位差意味着参考值，即，180°。
从图6可明显看出在使用传统的三光束方法，其中正负第一阶光束之间的距离是0.462μm，从而相位适合于DVD±R/RW和DVD-RAM盘之间的中间的情况下，在DVD±R/RW和DVD-RAM上辐射的两个光束之间的相位差偏离参考值180°而约比其大45°。因此，对于DVD±R/RW和DVD-RAM几乎不可能执行跟踪。
此外，如果正负第一阶光束之间的距离是0.42μm，使得发射到DVD±R/RW盘上的两个光束之间的相位差偏离参考值180°约为-20°，则辐射到DVD-RAM盘上的两个光束之间的相位差与参考值180°之差大于55°。因此，对于DVD±R/RW有可能执行跟踪，而DVD-RAM盘，由于与参考值之差极大，不可能执行跟踪。
相反地，如果调节发射到DVD-RAM光盘上的正负第一阶光束之间的相位差以实现跟踪，则辐射到DVD±R/RW上的两个光束之间的相位差偏离参考值180°到不可能执行跟踪的程度。
因此，使用传统的三光束方法不可能通过DPP对DVD±R/RW和DVD-RAM实现跟踪伺服。
然而，从图5的曲线图中可知，当如在本发明中一样使用五个光束，即，相位差满足公式(1)要求的范围的正负第一阶光束用于DVD±R/RW，相位差满足公式(2)需要的范围的正负第二阶光束用于DVD-RAM，辐射到DVD±R/RW盘上的正负第一阶光束之间的相位差以及辐射到DVD-RAM盘上的正负第二阶光束之间的相位差都在有可能通过DPP执行跟踪的范围内。因此，有可能通过在DVD±R/RW和DVD-RAM盘之间兼容的DPP实现跟踪伺服。
此外，即使在正负第二阶光束之间的间距确定为使得DVD-RAM盘上的正负第二阶光束之间的相位差几乎等于参考值的情况下，因为DVD±R/RW盘上的正负第一阶光束之间的相位差偏离参考值约35°，有可能通过DPP实现跟踪伺服。
两个光束之间的相位差越接近，通过DPP的跟踪性能越好。
如在图5中看到的，因为用于DVD±R/RW盘和DVD-RAM盘的两个光束之间的相位差与参考值之差小于35°，对于DVD±R/RW和DVD-RAM盘，本发明通过DPP表现出良好的跟踪性能。
如在图5中可明显看到，因为正负第一阶光束之间的相位差以及正负第二阶光束之间的相位差分别在满足公式(1)和(2)要求的范围，所以根据本发明使用五个分光束使得有可能实现在±R/RW和RAM类型光盘之间可兼容的跟踪伺服。
在此，图3-6以DVD±R/RW和DVD-RAM盘为例，表示本发明可以通过在±R/RW和RAM类型光盘之间可兼容的DPP实现跟踪。
考虑到±R/RW和RAM类型盘之间的磁道结构差异，本发明的兼容跟踪技术可以应用到当前的DVD以及不同格式的光盘如下一代DVD例如下一代DVD±RW和DVD-RAM。在此，±R/RW意味着±R和/或±RW。此外，对于CD-R/RW，可以使用正负第一和第二阶光束的检测信号通过DPP实现跟踪伺服。
同时，如图7所示，根据本发明的光学检拾器的光电检测装置80由用来接收零阶光束的主光电检测器81、分别用来接收正负第一阶光束的一对第一辅光电检测器83和85以及分别用来接收正负第二阶光束的一对第二辅光电检测器87和89，以通过DPP检测零阶光束和正负第一阶光束以及正负第二阶光束来检测跟踪误差信号的方式构成。
主光电检测器81分成两个或更多分区，例如，通过散光方法将主光电检测器分成四个分区，以允许检测聚焦误差信号。以检测正负第一阶光束来通过DPP对±R/RW类型盘如DVD±R/RW和/或CD-R/RW盘检测跟踪误差信号的方式，将第一辅光电检测器83和85中的每一个分成两个或更多个分区。以检测正负第二阶光束来通过DPP对RAM类型盘如DVD-RAM盘检测跟踪误差信号的方式，将第二辅光电检测器87和89中的每一个分成两个或更多分区。例如，如图7中所示，第二辅光电检测器87和89分成四个分区以记录和/或再现光盘如DVD-RAM盘。如果第二辅光电检测器87和89被以这种方式分成四个分区，当再现DVD-RAM光盘时就有可能通过差动散光方法(DAM，differential astigmatic method)检测聚焦误差信号。
在主光电检测器81的四个分区是A-D，第一辅光电检测器83的两个分区是I1和I2，另一个第一辅光电检测器85的两个分区是J1和J2，一个第二辅光电检测器87的四个分区是E1-E4，另一个第二辅光电检测器89的四个分区是F1-F4，从这些分区中生成的检测信号以相同的标记表示的情况下，通过DPP分别对±R/RW和RAM类型盘检测到的跟踪误差信号TESDPP:R/RW和TESDPP:RAM、以及通过DAM检测的聚焦误差信号d-FES分别由下面的公式3、4、5定义TESDPP:R/RW＝[(A+B)-(C+D)]-k1[(I1+J1)-(I2+J2)](3)TESDPP:RAM＝[(A+B)-(C+D)]-k2[{(E1+F1)+(E2+F2)}-{(E3+F3)+(E4+F4)}](4)d-FES＝[(A+C)-(B+D)]-k’[{(E1+F1)+(E3+F3)}-{(E2+F2)+(E4+F4)}] (5)其中k1和k2是施加到来自第一辅光电检测器83和85以及第二辅光电检测器87和89的检测信号的增益，使得可以通过DPP分别对±R/RW和RAM类型光盘检测最优跟踪误差信号，而k’是施加到第二辅光电检测器87和89的增益，使得可以通过DAM对RAM类型光盘检测最优聚焦误差信号。
公式(3)-(5)中检测信号的标记表示从主光电检测器81、第一辅光电检测器83和85以及第二光电检测器87和89的分区输出的电流信号或者电流转电压信号。
图8是示意性地表示图2中将从主和辅光电检测器81、83、85、87和89输出的电流信号转换成电压信号的光电检测装置电路90和根据本发明的实施例的信号处理器100的方框图。参照图8，光电检测装置电路90包括电流转电压(I/V)转换器91，其将从主光电检测器81、第一辅光电检测器83和85以及第二辅光电检测器87和89输出的电流信号转换成电压信号，并且输出所得信号。
如在公式(3)-(5)中所示，根据DPP和/或DAM，来自分区I1和J1、I2和J2、E1和F1、E2和F2、E3和F3、E4和F4的检测信号分别相加。
因此，如图8中所示，光电检测装置电路90构造为使得各I/V转换器91将从分区I1和J1、I2和J2、E1和F1、E2和F2、E3和F3、E4和F4输出的电流信号各自的和转换成电压信号。
因为可以根据要受根据本发明实施例的光学记录和/或再现设备控制的光盘的类型是±R/RW、RAM还是其它，有选择地使用第一辅光电检测器83和85以及第二光电检测器87和89，光电检测装置电路90进一步包括开关95用于有选择地输出来自第一辅光电检测器83和85以及第二光电检测器87和89的检测信号。
如图8所示设置的光电检测装置电路90具有尽可能减少输出端数量的优点。
信号处理器100包括以DPP方法检测跟踪误差信号的第一检测部分101。信号处理器100还可以包括以DAM检测聚焦误差信号的第二检测部分103。
此外，信号处理器100进一步包括控制器105，其以有选择地使用来自第一辅光电检测器83和85或者第二光电检测器87和89的检测信号通过DPP来检测跟踪误差信号的方式，控制光电检测装置电路90的开关95。控制器105使用由光学记录和/或再现设备检测的光盘类型信号来控制开关95。
第一检测部分101包括第一至第三减法器101a-101c以及单个增益调节器102。第一减法器101a接收从接收零阶光束的主光电检测器81的四个分区A-D输出的检测信号，检测信号已经历了电流转电压转换，并输出第一推挽信号(下面表1中以MPP表示)。在第一减法器101a的一个输入端接收来自放置在光盘30的切线方向(此后称作‘T’方向)的主光电检测器81的分区A和B的检测信号的同时，另一个输入端接收那些来自剩余分区C和D的检测信号。
第二减法器101b接收从分别接收正负第一阶光束的第一辅光电检测器83和85的两个分区I1和J1以及剩余两个分区I2和J2输出并进行了电流转电压转换的检测信号，或者接收从分别接收正负第二阶光束的第二辅光电检测器87和89的四个分区E1、E2、F1、F2以及剩余四个分区E3、E4、F3、F4输出并进行了电流转电压转换的检测信号。一旦接收了那些检测信号，第二减法器101b输出第二推挽信号(下表1中以SPP表示)。
例如，当采用±R/RW类型光盘时，第二减法器101b的一个输入端接收来自沿T方向放置的第一辅光电检测器83和85的分区I1和J1的检测信号，另一个输入端接收那些来自剩余分区I2和J2的检测信号。当采用RAM类型盘时，第二减法器101b的一个输入端接收来自第二辅光电检测器87和89的分区E1、E2、F1、F2的检测信号，另一个输入端接收那些来自剩余分区E3、E4、F3、F4的检测信号。
第二推挽信号以增益调节器102中的预定增益k放大。在此，增益调节器102以使通过DPP检测的跟踪误差信号TESDPP可以最优化的方式，调节第二推挽信号的增益。此外，第二推挽信号的增益可以根据采用的盘类型是±R/RW还是RAM而改变。增益调节器102的增益可以由控制器105控制。
第三减法器101c接收第一和第二推挽信号，其中第二推挽信号的增益已经调节，接收信号彼此相减，并输出由DPP检测到的跟踪误差信号TESDPP。例如，在采用±R/RW类型盘的情况下，输出如在公式(3)中提出的通过DPP检测的跟踪误差信号TESDPP:R/RM。在采用RAM类型盘的情况下，输出如在公式(4)中提出的跟踪误差信号TESDPP:RAM。在此，第一检测部分101可以布置为在使用±R/RW类型盘的情况下，通过DPP检测跟踪误差信号TESDPP:R/RW，在采用RAM类型盘的情况下，通过DPP检测跟踪误差信号TESDPP:RAM。
第二检测部分103包括第一至第三减法器103a-103c以及单个增益调节器104。第一减法器103a接收从接收零阶光束的主光电检测器81的四个分区A-D输出并进行了电流到电压转换的检测信号，并且输出信号(A+C)-(B+D)。
第二减法器103b接收从分别接收正负第二阶光束的第二辅光电检测器87和89的四个分区E1-E4以及剩余四个分区F1-F4输出并进行了电流到电压转换的检测信号，并输出信号(E1+F1+E3+F3)-(E2+F2+E4+F4)。来自第二减法器103b的信号(E1+F1+E3+F3)-(E2+F2+E4+F4)的增益在增益调节器104中以预定量k’调节。
第三减法器103c将从第一减法器103a输出的信号和通过增益调节器104进行了增益调节的信号彼此相减，并且输出通过DAM检测的聚焦误差信号d-FES。
控制器105根据所采用的光盘30的类型，以对于例如RAM和±R/RW类型的光盘，分别从第一检测部分101输出通过DPP检测的跟踪误差信号TESDPP:RAM和TESDPP:R/RW的方式，控制开关95。
因此，根据本发明实施例的光学记录和/或再现设备可以实现在RAM和±R/RW类型盘之间兼容的跟踪伺服机制。
表1归纳了可以通过如图7中所示包括每一个都分成预定数目的分区的主光电检测器81以及第一、第二辅光电检测器83、85、87和89的光电检测装置80的结构执行的聚焦和跟踪伺服机制表1
在表1中，RF+和RF-代表RF信号检测技术。
从表1中可知，使用图7中所示的光电检测装置80的分区结构来通过散光方法对CD系列的光盘即CD-ROM/R/RW盘实现聚焦伺服。此外，分别使用三光束方法和DPP来实现对CD-ROM和CD-R/RW的跟踪伺服。
当可以通过散光方法对DVD系列的DVD-ROM/±R/RW盘执行聚焦伺服时，对于DVD-RAM光盘可以由在前描述的DAM实现。当可以通过差动相位检测(DPD)对DVD-ROM实现跟踪伺服时，也可以通过应用根据上述本发明的跟踪伺服实现方法，基于DPP对DVD±R/RW/RAM实现跟踪伺服，因此允许DVD±R/RW/RAM盘之间的兼容。
这样，因为使用了根据本发明的光学检拾器以及采用该光学检拾器的光学记录和/或再现设备包括如图7中所示分成分区的光电检测装置80，所以有可能检测聚焦误差信号FES和跟踪误差信号TES以用于可与CD-ROM/R/RW和DVD-ROM/±RW/RAM兼容的各种聚焦和跟踪伺服操作。
因此，根据本发明的光学记录和/或再现设备可以例如通过使用用于发射波长为650nm的红光的红光源作为单光源31，并适当改变信号处理器100的构造，来对DVD-ROM、DVD±R、DVD±RW和DVD-RAM实现聚焦和跟踪伺服，因此允许其用于DVD-多重记录。
此外，即使在仅使用光源31的情况下，根据本发明的光学记录和/或再现设备也可以通过适当改变信号处理器100的构造，对CD-ROM、CD±RW实现聚焦和跟踪伺服，因此允许采用CD以及DVD-多重记录的不同格式。
如图2所示，其中具有光源31和分光装置40的根据本发明的光学检拾器进一步包括全息光学模块70，其发射波长与光源31发射的光不同的光，例如红外光，来允许不同格式例如CD和DVD之间的兼容，有可能记录和/或再现CD-ROM/R/RW以及DVD-ROM/±R/RW/RAM。
全息光学模块70包括光源，其发射适合于CD的红外光，例如，波长为780nm的光；光电检测装置，其接收入射光；以及全息图，形成于全息光学模块70的窗口区，用于引导从光源31入射的光束并将由光盘30反射并重新进入全息光学模块70的光衍射成正负第一阶，使得光束可以入射到光学检测装置上。此外，当考虑使用三个光束时，全息光学模块70进一步包括将来自光源31的光衍射成到窗口区上的零阶、正负第一阶以及更高阶的栅格图案。全息光学模块70的光电检测装置如图1所示分成分区，以便对CD-ROM/R/RW实现如在上面表1中提出的聚焦和跟踪伺服。因为全息光学模块70的具体结构为本领域所公知，将不再给出具体说明。
然而，尽管图2已经展示了本发明的光学检拾器通过包括全息光学模块70而具有两个光源和两个光电检测装置的例子，但是根据本发明的光学检拾器也可以由两个光源以及单个光电检测装置构成，每一个光源发射适于CD或DVD的不同波长的光。在这种情况下，光学检拾器进一步包括分光装置，其将来自用于CD的光源的光分成三束或更多束，以便使用用于CD的三个光束。
可以通过调节通过旋转用于CD的分光装置而分出的零阶光束和正负第一阶光束中任一个之间的距离，并使用来自根据本发明光电检测装置80的主光电检测器81以及第一或第二辅光电检测器对83和85或87和89中任一个的检测信号对CD检测聚焦误差信号和跟踪误差信号。
然而，为便于理解，根据本发明图7的光电检测装置80的主光电检测器81和第一辅光电检测器83和85的分区和从中输出的检测信号以与图1的传统光电检测器10的对应部分的相同的标记表示。这是期望使用相同的公式来表示聚焦误差和跟踪误差信号，因为在图2所示的全息光学模块70中的光电检测装置也具有与主光电检测器81和光电检测装置80的第一辅光电检测器83和85相同的结构，每一个都分成预定数目分区。
因此，在上面的表1中表示用于CD的聚焦和跟踪伺服机制的公式既包括当使用来自根据本发明的主光电检测器81和两个辅光电检测器83和85的检测信号以便检测用于CD的聚焦误差和跟踪误差信号时的情况，又包括当使用图1的光电检测器10作为全息光学模块70的光电检测装置的情况。
然而，上面已经结合图8描述了根据本发明光学记录和/或再现设备的信号处理器100构造成对于±R/RW类型盘，通过DPP检测跟踪误差信号TESDPP:R/RW；而对于RAM类型盘，通过DAM检测聚焦误差信号d-FES并通过DPP检测跟踪误差信号TESDPP:RAM。除了以上讨论的结构，信号处理器100进一步包括未示出的用于检测各种聚焦误差信号以及跟踪误差信号中的一些的电路和用于检测再现信号的电路。因为这些电路的结构为本领域所公知，将不给出对它们的具体描述。
在根据本发明实施例的如上结构的光学记录和/或再现设备中，来自光源31的光分成零阶光束(即主光束)和至少包括四个辅光束的正负第一阶和第二阶光束，然后将其发射到光盘30上。从光盘30反射的主光束和辅光束由主光电检测器81、第一辅光电检测器83和85以及第二辅光电检测器87和89检测，所有这些光电检测器都分成预定数目分区，以便以表1中所示的各种方式检测聚焦误差和跟踪误差信号。
信号处理器100使用零阶光束以及正负第一阶或第二阶光束(取决于光盘30的类型是±R/RW还是RAM)通过DPP检测跟踪误差信号。在这种情况下，信号处理器100的控制器105根据光盘类型信号选择任一光电检测器的检测信号来使用，然后根据所选择的如此生成的检测信号操作光电检测装置电路90的开关95。
因此，在RAM类型盘的情况下，使用零阶光束和正负第二阶光束通过DPP从第一检测部分101输出跟踪误差信号TESDPP:RAM，在±R/RW类型光盘的情况下，使用零阶光束和正负第一阶光束通过DPP从第一检测部分101输出跟踪误差信号TESDPP:R/RW。
根据本发明实施例以这种方式构造的光学记录和/或再现设备可以实现允许具有不同磁迹间距尺寸的±R/RW和RAM类型盘之间兼容的跟踪伺服。通过使用如图7所示的光电检测装置80的分区结构，根据本发明的光学检拾器和包括该光学检拾器的光学记录和/或再现设备能够实现如表1中所归纳的，对CD-ROM使用三光束方法、对CD-R/RW使用DPP、而对DVD-ROM使用DPD的跟踪伺服。
此外，由于如图7所示的光电检测装置80的分区结构，根据本发明的光学检拾器和包括该光学检拾器的光学记录和/或再现设备能够实现如表1中所归纳的，对DVD-RAM使用DAM，对DVD-ROM/±R/RW和CD-ROM/R/RWM使用散光方法的聚焦伺服。
因此，本发明使得有可能记录和/或再现±R/RW和RAM类型光盘如DVD±R/RW、DVD-RAM和CD-R/RW，并通过适当实现光学检拾器的光学系统和信号处理器100的结构而再现CD-ROM和DVD-ROM。
本领域中众所周知，Combo或者CD-RW设备通过分别以散光方法和DPD实现聚焦和跟踪伺服来再现DVD-ROM和DVD±R/RW，而通过分别以DAM和DPP实现聚焦和跟踪伺服来再现DVD-RAM。在这种情况下，有可能使用DPD对DVD±R/RW实现跟踪伺服，并且仅对完成指示结束的盘的记录区域实现再现DVD±R/RW。然而，不同于需要对DVD±R/RW的结束的指示的传统Combo或者CD-RW设备，本发明能够实现在±R/RW和RAM类型盘之间兼容而对光盘没有任何约束的跟踪伺服。
虽然本发明已经参考包括开关95的光电检测装置电路90的实施例进行了说明和展示，本发明不局限于该实施例。换句话，光电检测装置电路90可以不包括开关95。在这种情况下，信号处理器100构造成以DPP对±R/RW和RAM类型盘检测跟踪误差信号，并进一步包括在输出端的开关(未显示)，其由控制器105控制，以根据光盘类型有选择地输出一个跟踪误差信号。
现在将结合图2说明根据本发明的光学检拾器的光学结构的例子。
参照图2，在根据本发明的光学检拾器中的光源31发射适于记录和/或再现DVD系列的光盘的光，例如波长为650nm的红光。如图2所示，该光学系统包括第一光路变换器53，例如立体光束分光器，其转变入射光的传播路径；和物镜61，收集由分光装置40分出并且聚焦到光盘30上的主光束和次光束。光学系统可以进一步包括第一准直透镜55，其准直来自第一光路变换器53的光，使得平行光束入射到物镜61上。分光装置40设置在光源31和第一光路变换器53之间，用于将从光源31发射的光分成五个或更多光束。
如上所述，根据本发明的光学检拾器可以进一步包括用于CD的全息光学模块70，使CD系列的光盘与DVD系列的兼容。其中，光学检拾器进一步包括全息光学模块70，光学系统优选地进一步包括第二光路变换器75，转变来自全息光学模块70的光的传播路径；以及第二准直透镜73，将从全息光学模块70发出的光变换成平行光束。
在图2中，标记57表示有选择地监视光源31和/或全息光学模块70的光学输出的前光学检测器，标记63表示设置在物镜61和光学检测装置80之间的调节透镜，其用来调节返回光接收部分的光束的散光，以便使用散光原理检测聚焦误差信号。
当记录和/或再现DVD系列的光盘时，采用如图2所示构造的光学检拾器的光学记录和/或再现设备可以根据DVD系列光盘的类型实现跟踪伺服。附加地，当记录和/或再现CD系列光盘时，有可能最优地实现跟踪伺服。
根据本发明的光学检拾器可以由包括光源31、光学检测装置80、分光装置40的全息光学模块构成，并且可以构造为使全息光学模块70与所有其它元件分开。此外，光学检测装置80的分区结构以及分光装置40可以分别用作光学检测装置和全息光学模块70的栅格图案。
虽然已经参考根据本发明设计成实现兼容跟踪伺服的光学检拾器以及包括该光学检拾器的光学记录和/或再现设备的实施例对本发明进行了说明和显示，该实施例应当认为仅是例子。
例如，根据本发明的光学检拾器以及光学记录和/或再现设备可以包括一个或多个分光装置40，将来自光源的光分成五个光束，使得辐射到±R/RW和RAM类型盘上的正负第一以及第二阶光束分别满足由公式(1)和(2)要求的相位差范围；一个或者多个光电检测装置80，具有如图7所示的分区结构；以及信号处理器100，设计成实现至少一些如表1所示的聚焦和跟踪伺服机制。可以其它元件结构做出各种变化。
在不脱离本发明的精神和范围的情况下，根据本发明的光电检测装置电路以及光学记录和/或再现设备的信号处理器的技术配置可以做出各种变化。
在根据本发明的光学检拾器以及根据本发明包括该光学检拾器的光学记录和/或再现设备中，可以以能记录和/或再现±R/RW和RAM类型盘如DVD±R/RW、DVD-RAM和CD-R/RW，并且能再现CD-ROM和DVD-ROM的方式，对光学检拾器的光学系统以及信号处理器100的结构做出各种变化。
如上所述，本发明使得有可能基于DPP实现在具有不同磁迹间距尺寸的±R/RW和RAM类型光学数据存储介质之间兼容的跟踪伺服。
尽管已经展示和说明了本发明的几个实施例，本领域的技术人员可以理解，在不脱离其范围由权利要求及其等价物限定的本发明的原理和精神的情况下，可以对该实施例做出各种变化。
权利要求
1.一种光学检拾器，包括至少一个光源；至少一个分光装置，其将来自光源的光分成主光束和关于主光束对称的四个或更多个辅光束，然后发射到光学数据存储介质上，其中所述四个或更多个辅光束包括位置靠近主光束的两个第一辅光束和位置远离主光束的两个第二辅光束；和至少一个光电检测装置，其接收从光学数据存储介质反射的主光束和辅光束；其中，两个第一辅光束之间的相位差以及两个第二辅光束之间的相位差分别是PH1和PH2，第一和第二辅光束发射到光学数据存储介质上，使得PH1和/或PH2分别满足下面给出的公式(1)和/或(2)，使用主光束和两个第一辅光束以及主光束和两个第二辅光束通过差动推挽(DPP)方法可分别对±R/RW和RAM类型的光学数据存储介质检测跟踪误差信号181.5°≤PH1≤211.5°(1)148.3°≤PH2≤181.7°(2)。
2.根据权利要求1的光学检拾器，其中光电检测装置包括接收主光束的主光电检测器、接收第一辅光束的一对第一辅光电检测器以及接收第二辅光束的一对第二辅光电检测器。
3.根据权利要求2的光学检拾器，其中第一和第二辅光电检测器中的每一个都分成两个或更多个分区。
4.根据权利要求3的光学检拾器，其中主光电检测器分成四个或更多个分区。
5.根据权利要求4的光学检拾器，其中任一个第二辅光电检测器都分成四个或更多个分区。
6.根据权利要求1的光学检拾器，其中分光装置是将来自光源的光衍射成包括零阶光束和正负第一、第二阶光束的多个光束的衍射光学元件，而所述主光束、两个第一辅光束、两个第二辅光束分别是零阶光束、正负第一阶光束以及正负第二阶光束。
7.根据权利要求1的光学检拾器，其中使用具有多个不同波长的光束来在多个彼此兼容的不同类型的光学数据存储介质上进行记录，和/或从其中进行再现。
8.根据权利要求7的光学检拾器，其中在彼此兼容的CD-ROM/R/RW中的至少一些和DVD-ROM/±R/RW/RAM中的至少一些上进行记录，和/或从其中进行再现。
9.根据权利要求1的光学检拾器，其中在DVD-ROM/±R/RW/RAM中的至少一些和/或CD-ROM/R/RW中的至少一些上进行记录，和/或从其中进行再现。
10.根据权利要求1的光学检拾器，其中RAM类型光学数据存储介质是DVD-RAM光学数据存储介质，±R/RW类型光学数据存储介质是DVD±R/RW光学数据存储介质和/或CD-R/RW光学数据存储介质。
11.一种光学记录和/或再现设备，包括光学检拾器，其包括至少一个分光装置，将至少来自至少一个光源的光分成主光束和关于主光束对称的四个或更多个辅光束，然后发射到光学数据存储介质上，其中所述四个或多个辅光束包括位置靠近主光束的两个第一辅光束和位置远离主光束的两个第二辅光束；至少一个光电检测装置，接收从光学数据存储介质反射的主光束和第一、第二辅光束，其中，两个第一辅光束之间的相位差以及两个第二辅光束之间的相位差分别是PH1和PH2，第一和第二辅光束发射到光学数据存储介质上，使得PH1和PH2分别满足下面给出的公式(1)和/或(2)，使用主光束和两个第一辅光束以及主光束和两个第二辅光束通过差动推挽(DPP)方法可分别对±R/RW和RAM类型的光学数据存储介质检测跟踪误差信号181.5°≤PH1≤211.5° (1)148.3°≤PH2≤181.7° (2)；以及信号处理器，设计成使用主光束和两个第一辅光束以及主光束和两个第二辅光束的检测信号通过差动推挽(DPP)方法分别对±R/RW和RAM类型的光学数据存储介质检测跟踪误差信号。
12.根据权利要求11的光学记录和/或再现设备，其中光电检测装置包括接收主光束的主光电检测器、接收第一辅光束的一对第一辅光电检测器以及接收第二辅光束的一对第二辅光电检测器。
13.根据权利要求12的光学记录和/或再现设备，其中第一和第二辅光电检测器中的每一个都分成两个或更多个分区。
14.根据权利要求13的光学记录和/或再现设备，其中主光电检测器分成四个或更多个分区。
15.根据权利要求14的光学记录和/或再现设备，其中任一个第二辅光电检测器都分成四个或更多个分区。
16.根据权利要求15的光学记录和/或再现设备，其中对于RAM类型光学数据存储介质，信号处理器使用来自主光电检测器和两个第二辅光电检测器的检测信号通过差动散光方法检测聚焦误差信号。
17.根据权利要求11的光学记录和/或再现设备，其中分光装置是将来自光源的光衍射成包括零阶光束和正负第一、第二阶光束的多个光束的衍射光学元件，而所述主光束、两个第一辅光束、第二辅光束分别是零阶光束、正负第一阶光束以及正负第二阶光束。
18.根据权利要求11的光学记录和/或再现设备，其中光学检拾器使用具有多个不同波长的光束来在多个彼此兼容的不同类型的光学数据存储介质上进行记录，和/或从其中进行再现。
19.根据权利要求18的光学记录和/或再现设备，其中在彼此兼容的CD-ROM/R/RW中的至少一些和DVD-ROM/±R/RW/RAM中的至少一些上进行记录，和/或从其中进行再现。
20.根据权利要求11的光学记录和/或再现设备，其中在DVD-ROM/±R/RW/RAM中的至少一些和/或CD-ROM/R/RW中的至少一些上进行记录，和/或从其中进行再现。
21.根据权利要求11的记录和/或再现设备，其中RAM类型光学数据存储介质是DVD-RAM光学数据存储介质，±R/RW类型光学数据存储介质是DVD±R/RW光学数据存储介质和/或CD-R/RW光学数据存储介质。
22.一种实现在不同类型的光学数据存储介质之间兼容的跟踪伺服的方法，该方法包括将来自光源的光分成主光束和四个或更多个关于主光束对称的辅光束，其中所述四个或更多个辅光束包括位置靠近主光束的两个第一辅光束和位置远离主光束的两个第二辅光束，其中第一辅光束之间的相位差和/或第二辅光束之间的相位差分别是PH1和/或PH2；以PH1和/或PH2分别满足下面给出的公式(1)和/或(2)的方式发射第一和第二辅光束到光学数据存储介质上181.5°≤PH1≤211.5° (1)148.3°≤PH2≤181.7° (2)；检测由光学数据存储介质反射的主光束和辅光束以得到检测信号；以及使用从主光束和第一辅光束得到的检测信号以及从主光束和第二辅光束得到的检测信号，分别对±R/RW和RAM类型的光学数据存储介质通过差动推挽(DPP)方法检测跟踪误差信号。
23.根据权利要求22的方法，其中对跟踪误差信号的检测包括根据由光学记录和/或再现设备检测的光学数据存储介质类型信号，判定将使用主光束和第一辅光束还是主光束和第二辅光束的检测信号来检测跟踪误差信号；和通过DPP检测适合于该类型的光学数据存储介质的跟踪误差信号，并将其输出。
24.根据权利要求22的方法，其中所述主光束、两个第一辅光束、两个第二辅光束分别是零阶光束、正负第一阶光束、正负第二阶光束，其都是由衍射光学元件分出的。
25.根据权利要求22的方法，其中RAM类型光学数据存储介质是DVD-RAM光学数据存储介质，±R/RW类型光学数据存储介质是DVD±R/RW和/或CD-R/RW光学数据存储介质。
26.一种读取光盘的兼容光学检拾器，包括发射光的光源；将光分成主光束和四个辅光束的分光器；光路变换装置，用于将主光束和四个辅光束的光路转到光盘上和从光盘上转来；光电检测器，其检测来自主光束和四个辅光束中每一个的反射信号，其中光电检测器包括检测来自由光盘反射的主光束的主检测信号的主光电检测器、检测由光盘反射的四个辅光束中靠近主光束的第一对辅光束的第一和第二辅光电检测器、检测由光盘反射的四个辅光束中远离主光束的第二对辅光束的第三和第四辅光电检测器；其中，根据光盘类型，基于主光束以及四个辅光束中每一个的反射信号可检测跟踪误差信号；并且其中，可通过旋转分光器调节正负第一阶光束之间以及正负第二阶光束之间的相位。
27.根据权利要求26的检拾器，其中主光束对应于零阶光束，第一对辅光束分别对应于正负第一阶光束，第二对辅光束分别对应于正负第二阶光束。
28.根据权利要求26的检拾器，其中正负第一阶光束之间的相位以及正负第二阶光束之间的相位被调节为使得181.5°≤PH1≤211.5°148.3°≤PH2≤181.7°其中，PH1是正负第一阶光束之间的相位，PH2是正负第二阶光束之间的相位。
29.根据权利要求26的检拾器，其中主光电检测器包括四个分区，第一光电检测器和第二光电检测器各包括两个分区，第三光电检测器和第四光电检测器各包括四个分区，其中第一和第三光电检测器以及第二和第四光电检测器分别设置在主光电检测器的相对两侧。
30.根据权利要求29的检拾器，其中还包括开关电路，有选择地将第一、第二、第三和第四光电检测器连接到通过差动推挽(DPP)方法检测跟踪误差信号的信号处理器。
31.根据权利要求30的检拾器，其中四个辅光束中的第一对之间的相位以及四个辅光束中的第二对之间的相位设置为使得181.5°≤PH1≤211.5°148.3°≤PH2≤181.7°其中，PH1是四个辅光束中的第一对之间的相位，PH2是四个辅光束中的第二对之间的相位。
32.根据权利要求31的检拾器，其中当光盘类型是±R/RW时，控制器使开关电路将第一、第二辅光电检测器连接到信号处理器。
33.根据权利要求31的检拾器，其中当光盘类型是RAM时，控制器使开关电路将第三、第四辅光电检测器连接到信号处理器。
全文摘要
一种光学检拾器、包括该光学检拾器的光学记录和/或再现设备以及一种实现不同类型光盘之间兼容的跟踪伺服的方法。该光学记录和/或再现设备将来自光源的光分成主光束和四个或更多个关于主光束对称的辅光束，然后将其发射到光学数据存储介质上，其中四个或多个辅光束包括位置靠近主光束的两个第一辅光束和位置远离主光束的两个第二辅光束，使用主光束和第一辅光束对的检测信号以及主光束和第二辅光束对的检测信号通过差动推挽(DPP)方法分别对±R/RW和RAM类型的光学数据存储介质检测跟踪误差信号。该光学检拾器以及光学记录和/或再现设备使得有可能基于DPP实现具有不同磁迹间距尺寸的±R/RW和RAM类型的光学数据存储介质之间兼容的跟踪伺服。
文档编号G11B7/00GK1573969SQ20041005505
公开日2005年2月2日 申请日期2004年4月14日 优先权日2003年4月14日
发明者成平庸 申请人:三星电子株式会社