专利名称：用于光学信息再现装置的跟踪装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于光学信息再现装置的跟踪装置，该光学信息再现 装置光学地读取来自记录介质的信息。
背景技术：
近年来，用于光学地读取来自诸如光盘(CD)和DVD的记录介质的 信息的光学信息再现装置已得到经常使用。在这些记录介质中，信息被记 录在具有很小宽度的信息轨道上，且通常要求精确的跟踪控制以再现来自 信息轨道的信息，需要检测跟踪误差以执行跟踪控制，并且通常使用光学 手段来执行所述检测。存在几种已知的用于光学检测跟踪误差的方法。在 一种方法中，使用包括被划分的光接收单元的光电检测器。通过由每个光 接收单元检测到的光输出电信号，并且经由输出信号之间的相位差捡测出 跟踪误差。在下文中，将该方法称为"相位差方法"。此外，还有已知的三 光束法，该方法中除了用于接收读取信息的主光束的光电检测器之外，还 使用用于接收一对检测跟踪误差的子光束的光电检测器来从信号之间的电 平差检测出跟踪误差。
光学信息再现装置的一个主要优点是对目标信息的访问时间短。为了 利用这一优点，在目标信息轨道上迅速和稳定地执行跟踪伺服是很重要的。
在下文中，将参照附图描述用于上述常规的光学信息再现装置的跟踪 装置的示例。
图4示出了采用相位差方法的常规光学信息再现装置的跟踪装置中的 跟踪控制信号检测器。在图4中，附图标记l代表光电检测器，2代表运算 单元，4代表相位比较器，5代表低通滤波器，6代表比较器，7代表前置 放大器，8代表绝对值检测器以及9代表电平检测器。
在下文中，将描述图4中所示的常规跟踪控制信号检测器的配置和操作。如图4所示，光电检测器1包括通过与信息轨道映射延伸的方向基本 平行的分界线和基本垂直于前述分界线的分界线而彼此分开的四个光接收 单元A、 B、 C和D。运算单元2对这四个光接收单元的输出进行计算，使 得能够检测跟踪相位差。因此，运算单元2输出至少一对运算信号。相位 比较器4对该对运算信号的相位进行比较并且输出跟踪相位差信号(信号 J)。此外，低通滤波器5去除信号J中的波纹(ripple)分量并且输出跟踪 误差信号。比较器6将所述跟踪误差信号与基准电平进行比较，并因此能 够输出表示光点已经跨过信息轨道的跨过信号(cross signal) (JP S52-93222A， JP S57-181433A)。
绝对值检测器8接收相位比较器4的输出并且输出跟踪相位差绝对值 信号(信号K)。电平检测器9对己经变得大于预定值的信号K检测预定的 次数或者更多次，并且输出信号(所谓的偏离轨道信号)，即当光点定位于 信息轨道时输出"L"电平的信号，或者在光点定位于信息轨道之间时输出 "H"电平的信号(JP2701322A)。除了 "偏离轨道信号"之外，还可以使 用其他术语来描述表示光点是否定位于信息轨道的信号。如上所述，在本 说明书中，将该信号称为"偏离轨道信号"。
由光电检测器1的输出获得信息再现信号并通过前置放大器7将其放 大为RF信号。
跨过信号用于对读取信息的光点在访问目标信息轨道时跳过的轨道数 进行计数，或者用于检测在诸如暂停操作的假动作(trickplay)中跳过的轨 道。偏离轨道信号例如用于确定跟踪伺服的稳定性。
从跨过信号和偏离轨道信号之间的相位关系能够检查出方向信号，所 述方向信号表示光点在访问目标信息轨道时移动的方向。通过使用这一方 向信号，可以对能够在短时间内收敛跟踪装置的机械振动的跟踪中断设备 进行操作。另外，如果使用跨过信号和偏离轨道信号来执行波形整形以去 除边缘噪声，则能够更精确地对跳过的轨道数进行计数。
发明内容
发明要解决的问题
然而，如上所述的常规配置具有下列问题由于偏离轨道信号是由跟踪相位差绝对值信号(信号K)获得的，所以如果由于例如产生光点偏差 而造成相邻轨道的信息信号与正常信息信号混合时，即使在光点与信息轨 道有小的偏离的情况下跟踪相位差信号(信号J)也会变得更大，并且跟踪 相位差绝对值信号(信号K)也会变得更大，其中所述光点偏差是由记录 介质的翘曲、光学特性的偏差或者用作信息读取手段的光拾取器的光轴倾 斜引起的。因此，如图5所示，表示光点定位于信息轨道之间的"H"电平 的偏离轨道信号的占空比大大增加，而不能成功地检测到信号。如果偏离 轨道信号的占空比不平衡并且错误地检测到方向信号，则跟踪装置的操作 变得不稳定。
在包括多层信息记录表面以记录更多信息的光盘，例如己经在DVD中 实际使用的双层光盘的情况下，通过光拾取器的聚焦致动器的移动来选择 信息记录表面中的一个，从而再现信息。然而，与上述情况类似，如果由 于聚焦致动器的移动造成光拾取器的光轴略微倾斜，则不能成功地获得偏 离轨道信号。这会妨碍未来记录介质的层数的进一步增加。
考虑到这些情况，本发明的目的在于提供一种用于光学信息再现装置 的跟踪装置，其能够稳定地操作而不受记录介质的翘曲、光学特性的偏差 或者用作信息读取手段的光拾取器的光轴倾斜的干扰。
解决问题的手段
为了实现上述目的，根据本发明的用于光学信息再现装置的跟踪装置 包括下列部件光电检测器，包括通过与记录介质的信息轨道的映射延伸 的方向基本平行的分界线和基本垂直于前述分界线的分界线而被划分为至 少四个区域的光接收单元，在所述记录介质上光学地记录有信息，其中会 聚在所述记录介质上的光点的远场图案形成在所划分的光接收单元的整个 区域上；运算单元，用于接收所述光电探测器的输出并且输出至少一对运 算信号，从而能够检测跟踪相位差；相位比较器，用于检测所述运算单元 的输出信号之间的相位差；绝对值检测器，用于所述相位比较器的输出信 号的绝对值；电平检测器，用于通过检测绝对值检测器的输出信号的过阈 值频率变得大于预定值来生成表示光点的会聚位置是否偏离记录介质的信 息轨道的信号；灵敏度检测器，用于通过观测由所述电平检测器输出的信号来检测和输出所述电平检测器的灵敏度；以及控制器，用于调整所述电 平检测器的检测条件，使得所述灵敏度检测器的输出为预定值。
发明效果
在本发明的光学信息再现装置的跟踪装置中，灵敏度检测器观测电平 检测器输出的信号，并且控制器调整电平检测器的检测条件使得电平检测 器的输出信号最佳。因此，电平检测器的输出信号较少地受到记录介质的 翘曲、光学特性的偏差、或者设置于光学信息再现装置中的光拾取器的光 轴倾斜的干扰。因此，可以显著地改善能够应对记录介质的变化等的跟踪 装置的稳定性。
图1是具体示出在根据本发明第一实施例的光学信息再现装置的跟踪 装置中用于检测跟踪控制信号的部分的功能配置的方框图。
图2是示出图1中所示的方框的主要输出信号的波形的信号波形图。
图3是具体示出在根据本发明第二实施例的光学信息再现装置的跟踪 装置中用于检测跟踪控制信号的部分的功能配置的方框图。
图4是示出在常规光学信息再现装置的跟踪装置中用于检测跟踪控制 信号的部分的功能配置的方框图。
图5是示出在常规跟踪控制信号检测器中诸如光轴倾斜的不利条件的 信号波形图。
具体实施例方式
本发明的光学信息再现装置的跟踪装置包括电平检测器，其用于通过 检测绝对值检测器的输出信号的过阈值频率变得大于预定值来生成表示光 点的会聚位置是否偏离记录介质的信息轨道的信号；灵敏度检测器，其用 于通过观测由所述电平检测器输出的信号来检测并输出电平检测器的灵敏 度；以及控制器，其用于调整电平检测器的检测条件，使得灵敏度检测器 的输出为预定值。利用这一配置，即使由于例如记录介质的翘曲、光学特 性的偏差、或者光拾取器的光轴倾斜造成绝对值检测器的输出信号变大，灵敏度检测器也能观测电平检测器输出的信号，并且控制器调整电平检测 器的灵敏度，从而能够优化电平检测器输出的信号。结果，能够显著地改 善可以应对记录介质的变化等的跟踪装置的稳定性。
另外，由于还能够降低针对光拾取器的光轴倾斜等的性能要求，所以 上述配置在降低跟踪装置的成本方面也很有效。此外，在记录介质包括多 层信息记录表面时可以提高针对由于聚焦致动器的移动产生的光拾取器的 光轴倾斜的余地。
优选地，本发明的光学信息再现装置的跟踪装置还包括用于通过平滑 相位比较器的输出信号来输出跟踪误差信号的低通滤波器，以及用于检测 在光点跨过信息轨道时其中跟踪误差信号的极性反相的周期的周期检测器
(perioddetector),其中控制器调整并存储电平检测器的检测条件，使得在 由周期检测器检测到的周期在预定范围内时灵敏度检测器的输出为预定 值。这一配置能够防止利用灵敏度检测器来检测电平检测器的灵敏度所花 的时间由于例如跨过信息轨道的光点的极低的频率而变得过长。相反，它 还能够防止利用灵敏度检测器来检测电平检测器的灵敏度由于例如跨过信 息轨道的光点的极高频率而变得不稳定。
同样优选地，本发明的光学信息再现装置的跟踪装置还包括用于通过 平滑相位比较器的输出信号来输出跟踪误差信号的低通滤波器，用于通过 将跟踪误差信号与预定基准值进行比较来生成并输出表示光点已经跨过信 息轨道的跨过信号的比较器，以及用于检测在光点跨过信息轨道时其中跨 过信号的电平被切换的周期的周期检测器，其中控制器调整并且存储电平 检测器的检测条件，使得在由周期检测器检测到的周期在预定的范围内时 灵敏度检测器的输出为预定值。与上述配置一样，该配置也能够防止利用 灵敏度检测器来检测电平检测器的灵敏度所花的时间由于例如跨过信息轨 道的光点的极低频率而变得过长。相反，它还能够防止利用灵敏度检测器 来检测电平检测器的灵敏度由于例如跨过信息轨道的光点的极高频率而变 得不稳定。
在本发明的光学信息再现装置的跟踪装置中，优选地，灵敏度检测器 检测从电平检测器输出的信号的占空比，作为电平检测器的灵敏度，并且 控制器调整电平检测器的检测条件，使得占空比为预定比。在这种情况下，优选地调整电平检测器的检测条件，使得在电平检测器输出的信号的占空
比中，表示光点定位于信息轨道之间的"H"电平的长度短于表示光点定位 于信息轨道上的"L"电平的长度。更具体地说，优选地设定电平检测器的 检测条件使得"H"电平的占空比大约为30%至45%。
在本发明的跟踪装置中，所述跟踪装置包括用于通过平滑相位比较器 的输出信号来输出跟踪误差信号的低通滤波器，以及通过将跟踪误差信号 与预定基准值进行比较来生成并输出表示光点已经跨过信息轨道的跨过信 号的比较器，如上所述，当灵敏度检测器检测由电平检测器输出的信号的 占空比，作为电平检测器的灵敏度，且控制器调整电平检测器的检测条件 使得所述占空比为预定比时，跨过信号和电平检测器输出的信号(所谓的 偏离轨道信号)之间的相位关系能够有利地保持。因此，能够更稳定地检 测到表示光点在访问目标信息轨道时移动方向的方向信号。这是因为能够 从跨过信号和所谓的偏离轨道信号之间的相位关系来确定方向信号。
优选地，灵敏度检测器检测由电平检测器输出的信号的平均电压，作 为电平检测器的灵敏度，且控制器调整电平检测器的检测条件使得平均电 压为预定电压。
例如，在每次将记录介质插入光学信息再现装置时控制器可以获悉 (leam)、设定和存储电平检测器的检测条件。或者，在每次需要插入记录 介质时控制器可以设定电平检测器的检测条件。
在记录介质是所谓的具有多个信息记录层的多层介质时，在根据光拾 取器的聚焦致动器的移动选择并再现信息记录层中的一个的同时，由于聚 焦致动器的移动光拾取器的光轴可以略微倾斜。在这种情况下，因此优选 地对于每个信息记录层获悉和设置电平检测器的检测条件。
电平检测器可以包括所谓的用于从绝对值检测器的输出信号中检测表 示光点的会聚位置是否偏离记录介质的信息轨道的信号(所谓的偏离轨道 信号)的检测电路，且将检测信号与由控制器设定为检测条件的预定电平 (即偏离轨道检测基准信号)进行比较。然而，如果检测电路的时间常 数太大，则在光点的信息轨道跨过速度很快时不能检测到偏离轨道信号。 相反，如果检测电路的时间常数太小，则偏离轨道信号的边缘噪声会增加。 在最坏的情况下，如果检测电路的时间常数太小，当光点定位于信息轨道之间时应该是"H"电平的偏离轨道信号可能是"L"电平。为了解决该问 题，还可以通过控制器来调整或者获悉检测电路的时间常数。
如果将所谓的施密特触发器功能元件用来对检测电路的输出和由控制 器调整的偏离轨道检测基准信号进行比较，则可以减少偏离轨道信号的边 缘噪声。另外，如果通过控制器来调整施密特触发器功能元件的电平，则 可以进一步减少偏离轨道信号的边缘噪声。
在下文中，将参照附图描述本发明的光学信息再现装置的跟踪装置的 具体实施例。
图1具体示出在根据本发明第一实施例的光学信息再现装置的跟踪装 置中检测跟踪控制信号的部分的功能配置。在图1中，附图标记1代表光 电检测器，2代表运算单元，4代表相位比较器，5代表低通滤波器，6代 表比较器，7代表前置放大器，8代表绝对值检测器，9代表电平检测器， 10代表灵敏度检测器以及11代表控制器。图2示出图1中所示的方框的主 要输出信号的波形。
在下文中，将参照图1和图2来描述根据本发明的跟踪装置的操作。 采用相同的附图标记来表示功能与背景技术中描述的常规配置中的部件的 功能类似的部件，在此对其不做重复描述。
如图1所示，光点检测器1包括划分为四个区域A至D的光接收单元。 由运算单元2对每个区域A至D的输出(电信号)进行计算，从而提供一 对运算信号。然后，相位比较器4对该对运算信号的相位进行比较并输出 跟踪相位差信号(信号J)。并且，低通滤波器5接收信号J并输出跟踪误 差信号。通过比较器6可以由跟踪误差信号获得跨过信号。
绝对值检测器8接收相位比较器4的输出，并输出跟踪相位差绝对值 信号(信号K)。电平检测器9检测信号K的电平具有大于由控制器11设 定的偏离轨道检测基准(图2中所示OFTR检测基准)情况下的频率，且 在频率不小于阈值时输出表示光点定位于信息轨道之间的"H"电平的偏离 轨道信号。电平检测器9在所述频率不大于阈值时输出表示光点定位于信 息轨道上的"L"电平的偏离轨道信号。可以使用所谓的检测电路来形成电 平检测器9。在图2的底行中示出了电平检测器9以上述方式检测的偏离轨道信号的波形。
灵敏度检测器10通过观测偏离轨道信号来检测电平检测器9的灵敏 度，并且将检测结果输出至控制器11。控制器11设定电平检测器9的检测 条件(即图2中所示的OFTR (偏离轨道)检测基准)，使得灵敏度检测 器10的输出为预定值。同样优选地，控制器11还调整构成电平检测器9 的检测电路的时间常数或者用于对检测电路的输出和OFTR检测基准信号 进行比较的施密特触发器功能元件的电平。
具体而言，灵敏度检测器10例如检测偏离轨道信号的占空比，作为电 平检测器9的灵敏度。可通过微型计算机或者占空比检测器来实现灵敏度 检测器10。控制器11调整电平检测器9的检测条件，使得将由灵敏度检测 器IO检测的"H"电平的占空比落入预定的范围。在这种情况下，优选地 调整电平检测器9的检测条件使得"H"电平的占空比小于50%。更优选地 调整电平检测器9的检测条件使得"H"电平的占空比为大约30%至45%。
除了上述检测偏离轨道信号分别处于"H"电平和"L"电平的长度的 方法之外，还可以通过检测偏离轨道信号的平均值来检测占空比。也就是 说，灵敏度检测器10可以将偏离轨道信号的积分值确定作为电平检测器9 的灵敏度。在这种情况下，可以由积分电路来实现灵敏度检测器10。控制 器11设定电平检测器9的灵敏度(目卩OFTR检测基准的电平、检测电路 的时间常数或者施密特触发器功能元件的电平)，使得由灵敏度检测器10 检测的积分值落入预定范围(例如0.30至0.45，尽管所述积分值不限于此)。
图3是示出根据本发明第二实施例的光学信息再现装置的跟踪装置的 功能配置的方框图。在图3中，附图标记12代表周期检测器，该周期检测 器检测在光点跨过信息轨道时其中由比较器6输出的跨过信号的电平被切 换的周期。跨过信号表示光点已经跨过信息轨道。跨过信号由下述方式获 得比较器6将由低通滤波器5输出的跟踪误差信号与基准电平进行比较， 并输出值为"0"或者"1"的比较结果。图3示出了其中周期检测器12检 测跨过信号的电平的切换周期的配置的示例。然而，周期检测器12可以检 测跟踪误差信号的反相(reverse)周期。这是因为在光点跨过信息轨道时跟 踪误差信号的极性反相。如上所述，周期检测器12或者检测在光点跨过信息轨道时跨过信号的 电平被切换的周期，或者检测在光点跨过信息轨道时跟踪误差信号的极性 反相的周期，并将所检测的周期输出至控制器11。控制器11调整电平检测 器9的检测条件，使得灵敏度检测器10的输出仅在由周期检测器12检测 到的周期的值在预定范围内时为预定值。控制器11优选地获悉电平检测器 9的检测条件的调整结果，并且仅在由周期检测器12检测到的周期的值在 预定范围内时将其存储在内部存储器(未示出)中。
电平检测器9的检测条件由控制器11来设定，使得当周期检测器12 的输出在预定的周期范围内时，即在跨过信息轨道的的光点的频率在预 定范围内时灵敏度检测器10的输出为预定值，并因此将设定的检测条件存 储在内部存储器中。这能够防止利用灵敏度检测器10检测电平检测器9的 灵敏度所花的时间由于例如跨过信息轨道的光点的极低频率而变得过长， 或者能够防止利用灵敏度检测器10检测电平检测器9的灵敏度所花的时间 由于例如跨过信息轨道的光点的极高频率而变得不稳定。
在本实施例中，光电检测器l的光接收单元被划分为4个区域。然而， 光接收单元可以被划分为多于四个区域。每个部分，诸如绝对值检测器8 和电平检测器9的操作被描述为使用模拟信号。然而，没有必要声明即使 使用数字信号来执行所述操作或者通过计算机软件控制所述操作也是没有 问题的。另外，本发明不限于用于检测跟踪误差信号的方法、光电检测器 的光接收单元的设置等等。
工业实用性
本发明在工业上可以用作从诸如CD、 DVD和BD的记录介质中光学 地读取信息的光学信息记录装置的跟踪装置，尽管所述记录介质不限于此。
权利要求
1、一种用于光学信息再现装置的跟踪装置，包括光电检测器，包括通过与记录介质的信息轨道的映射延伸的方向基本平行的分界线和基本垂直于前述分界线的分界线而被划分为至少四个区域的光接收单元，在所述记录介质上光学地记录有信息，其中会聚在所述记录介质上的光点的远场图案形成在所划分的光接收单元的整个区域上；运算单元，用于接收所述光电检测器的输出并且输出至少一对运算信号，从而能够检测跟踪相位差；相位比较器，用于检测所述运算单元的输出信号之间的相位差；绝对值检测器，用于检测所述相位比较器的输出信号的绝对值；电平检测器，用于通过检测所述绝对值检测器的输出信号的过阈值频率变得大于预定值来生成并输出表示所述光点的会聚位置是否偏离所述记录介质的信息轨道的信号；灵敏度检测器，用于通过观测由所述电平检测器输出的信号来检测并输出所述电平检测器的灵敏度；以及控制器，用于调整所述电平检测器的检测条件，使得所述灵敏度检测器的输出为预定值。
2、 根据权利要求1所述的用于光学信息再现装置的跟踪装置，还包括: 低通滤波器，用于通过平滑所述相位比较器的所述输出信号来输出跟踪误差信号；以及周期检测器，用于检测在所述光点跨过信息轨道时所述跟踪误差信号 的极性反相的周期，其中所述控制器调整并存储所述电平检测器的所述检测条件，使得在 由所述周期检测器检测的所述周期在预定范围内时，所述灵敏度检测器的 所述输出为预定值。
3、 根据权利要求1所述的用于光学信息再现装置的跟踪装置，还包括-低通滤波器，用于通过平滑所述相位比较器的所述输出信号来输出跟踪误差信号；比较器，用于通过将所述跟踪误差信号与预定基准值进行比较来生成 并输出表示所述光点已经跨过信息轨道的跨过信号；以及周期检测器，用于检测在所述光点跨过信息轨道时所述跨过信号的电 平被切换的周期，其中所述控制器调整并存储所述电平检测器的所述检测条件，使得在 由所述周期检测器检测的所述周期在预定范围内时所述灵敏度检测器的所 述输出为预定值。
4、 根据权利要求1至3中任一项所述的用于光学再现装置的跟踪装置， 其中所述灵敏度检测器检测由所述电平检测器输出的所述信号的占空比，作为所述电平检测器的所述灵敏度，并且所述控制器调整所述电平检测器的所述检测条件，使得所述占空比为 预定比。
5、 根据权利要求1至3中任一项所述的用于光学再现装置的跟踪装置， 其中所述灵敏度检测器检测由所述电平检测器输出的所述信号的平均电压，作为所述电平检测器的所述灵敏度，并且所述控制器调整所述电平检测器的所述检测条件，使得所述平均电压 为预定电压。
全文摘要
一种用于光学信息再现装置的跟踪装置包括下列部件光电检测器(1)，其中会聚在记录介质上的光点的远场图案形成在整个被划分的光接收单元上；运算单元(2)，用于由所述光电检测器(1)的所述输出中输出至少一对运算信号；相位比较器(4)，用于检测所述运算单元(2)的输出信号之间的相位差；绝对值检测器(8)，用于检测所述相位比较器(4)的所述输出信号的绝对值；电平检测器(9)，用于通过对所述绝对值检测器(8)的所述输出信号变得大于预定值检测预定次数或者更多次来生成表示所述光点的会聚位置是否偏离信息轨道的信号；灵敏度检测器(10)，用于通过观测所述电平检测器(9)的所述输出信号来检测并输出所述电平检测器(9)的所述灵敏度；以及控制器(11)，用于调整所述电平检测器(9)的所述检测条件，使得所述灵敏度检测器(10)的所述输出为预定值。
文档编号G11B7/09GK101536096SQ20078004250
公开日2009年9月16日 申请日期2007年11月16日 优先权日2006年11月16日
发明者中村正义, 中田康夫, 西冈昭彦 申请人:松下电器产业株式会社