光盘设备和跟踪控制方法 【技术领域】
本发明涉及例如应用于DVD的光盘设备以可靠地产生轨道交叉信号的光盘设备的跟踪控制方法。
背景技术
在相关技术的光盘设备(比如DVD-R和DVD±RW)中，使用所谓的差动推挽技术产生跟踪误差信号。
附图1所示为在差动推挽技术中使用的返回光处理的连接图。附图1所示为通过脊区记录或凹槽记录的光盘存取，其中脊区L和凹槽G形成为具有基本相同的宽度。光盘设备使用衍射光栅将从半导体激光器中发射的激光束转换为-1阶、0阶和+1阶衍射光，通过物镜将该-1阶、0阶和+1阶衍射光辐射到光盘的信息记录表面上。衍射光的返回光由预定的光接收装置接收。
在光盘设备中，光学系统被构造成，在由0阶衍射光形成的主束的束点在光盘1的信息记录表面上的存取轨道的中心扫描，是相对于主束的侧束的由-1阶和+1阶衍射光形成地束点在如下的位置上扫描：在主束的扫描开始和结束的侧面上在内-外圆周方向上分开在光盘1的径向方向上大约一半轨道间距的位置。在下文的描述中，在相邻脊区L之间的中心至中心间隔或在相邻凹槽之间的中心至中心间隔称为一个轨道间距。
在光盘设备中，主束的返回光由光接收装置2M接收，该光接收装置2M具有由在对应于光盘1的径向和圆周方向的方向上延伸的分割线分隔的光接收表面。侧束的返回光由光接收装置2S1和2S2接收，每个光接收装置2S1和2S2具有由对应于光盘1的圆周方向的方向上延伸的分割线分隔的光接收表面。
在光盘设备中，减法电路3和4用于分别在用于侧束的光接收装置2S1和2S2中产生推挽信号(在附图中由参考标号PPs1＝F-E和PPs2＝H-G指示的信号)。此外，使用加法电路5和6和减法电路7在用于主束的光接收装置2M中产生推挽信号(在附图中由参考标号PPm＝(A+D)-(B+C)指示的信号)。侧束的推挽信号PPs1和PPs2相对于主束的推挽信号PPm异相180°。如果由于在径向方向上物镜的透镜平移、在径向方向上光盘的盘倾斜等在主束的推挽信号PPm中产生了偏移，则在侧束的推挽信号PPs1和PPs2中产生了同相偏移。
因此，在光盘设备中，侧束的推挽信号PPs1和PPs2通过加法电路8相加，在这之后在放大电路9中将相加的结果放大预定的增益K。随后，在减法电路10中，从主束的推挽信号PPm中减去该结果以产生由TE＝((A+D)-(B+C))-k((F-E)+(H-G))表示的跟踪误差信号TE以防止产生偏移。这个跟踪误差信号输入到光盘设备中的DSP(数字信号处理器)，并使物镜可移动，由此执行跟踪控制。
此外，在光盘设备中，加法电路5和6的输出信号通过加法电路11相加，然后通过作为包络线检测电路的底部检测电路12检测它的底值以产生由(A+D+B+C)表示的轨道交叉信号TCS。该轨道交叉信号TCS是脊区和凹槽的判别信号，在光盘在径向方向上移动时，这个信号的电平改变以相对跟踪误差信号TE异相90°，如附图2所示。
在该光盘设备中，对跟踪误差信号TE和轨道交叉信号TCS进行数字化以便进行处理，因此可以对在搜索的过程中光拾取器越过的轨道的数量进行计数并基于在跟踪误差信号TE和轨道交叉信号TCS之间的关系启动跟踪伺服电路。
近年来随着人们对高密度光盘的需要，光盘的轨道间距变得更加窄以基本实现凹槽宽度与脊区宽度的一对一的比率。因此，信息记录面变得更薄以改善在重放信号中的抖动。因此，最近的光盘趋向于使在未记录的部分上在脊区和凹槽之间的反射系数的差值减小。
在这种情况下，在已经形成凹坑的记录部分上，在凹槽和脊区之间出现轨道交叉信号TCS的电平的相对较大的差值；在另一方面，在没有形成凹坑的未记录的部分中检测到在凹槽和脊区之间的电平的较小的差值。
因此，在相关技术中，产生轨道交叉信号的方法具有如下的问题：在能够大容量记录的光盘(比如DVD)的未记录部分中很难检测到轨道交叉信号。轨道交叉信号适合于判别凹槽和脊区，并与跟踪误差信号一起使用以用于跟踪伺服关闭操作等。如果很难检测到轨道交叉信号TCS，则在未记录部分中轨道搜索操作变得不稳定，导致了跟踪控制开始的不稳定等问题。
【发明内容】
考虑到上述的问题已经做出了本发明，本发明希望提供一种即使在能够大容量记录的光盘(比如DVD)中仍然能够可靠地产生轨道交叉信号的光盘设备。
本发明通过提供一种光盘设备实现上述的目的，在该光盘设备中，如果在脊区之间的轨道间距(在此轨道由脊区形成)或在凹槽之间的轨道间距(在此轨道由凹槽形成)由P表示，则侧束在如下的位置上扫描：在主束的扫描开始和结束的侧面上在光盘的内-外圆周方向上相对于主束偏移大约(1/4+n)P或(3/4+n)P的位置；光接收装置分别在第一和第二光接收表面上接收侧束组的返回光，该第一光接收表面通过对应于轨道延伸的方向的分割线划分为两个光接收区，该第二光接收表面通过对应于轨道延伸的方向的分割线划分为两个光接收区；和信号处理装置处理从第一和第二光接收表面中获得的光检测结果以产生通过在第一求和结果和第二求和结果之间执行减法获得的信号，由此产生轨道交叉信号，第一求和结果是通过对第一和第二光接收表面的附近的光接收区的光检测结果求和获得的，第二求和结果是通过对第一和第二光接收表面的远离的光接收区的光检测结果求和获得的。
因此，在本发明的结构中，侧束在光盘的内-外圆周方向上相对于主束偏移大约(1/4+n)P或(3/4+n)P的位置上扫描；以及对从第一和第二光接收表面中获得的光检测结果进行处理以产生通过在提供对第一和第二光接收表面的附近的光接收区的光检测结果求和获得的第一求和结果和对第一和第二光接收表面的远离的光接收区的光检测结果求和获得的第一求和结果之间执行减法获得的信号，由此产生轨道交叉信号，因此，即使在脊区和凹槽之间的反射系数存在较小的差别时，仍然可以获得该轨道交叉信号，因为该幅值较大。因此，在能够大容量记录的光盘(比如DVD)中能够可靠地产生轨道交叉信号。
本发明通过提供一种光盘设备进一步实现上述目的，在该光盘设备中，如果在脊区之间的轨道间距(在此轨道由脊区形成)或在凹槽之间的轨道间距(在此轨道由凹槽形成)由P表示，则侧束在如下的位置上扫描：在光盘的径向方向上相对于主束偏移大约(1/4+n)P的位置；光接收装置包括通过对应于轨道延伸的方向的分割线划分为第一和第二光接收区的接收侧束的返回光的光接收表面和通过至少对应于轨道延伸的方向的分割线划分为第三和第四光接收区的接收主束的返回光的光接收表面；和信号处理装置包括产生从第一和第二光接收区中获得的光检测结果之间的差值信号以产生轨道交叉信号的第一减法装置；产生从第三和第四光接收区中获得的光检测结果之间的差值信号的第二减法装置；从远离第三和第四光接收区的第一和第二光接收区的光接收区中的光检测结果中消除横向分量的频带限制装置；以预定的增益放大频带限制装置的输出信号的放大装置；和相对于第二减法装置的输出信号计算放大装置的输出信号以加入到第三和第四光接收区之外的远离的光接收区的光检测结果中以产生跟踪误差信号的计算装置。
因此，在本发明的结构中，侧束在光盘的径向方向上相对于主束偏移大约(1/4+n)P的位置上扫描；以及产生从第一和第二光接收表面中获得的光检测结果之间的差值信号以产生轨道交叉信号，因此，即使在脊区和凹槽之间的反射系数存在较小的差别时，仍然可以获得该轨道交叉信号，因为该幅值较大。因此，在能够大容量记录的光盘(比如DVD)中能够可靠地产生轨道交叉信号。此外，提供产生在从第三和第四光接收区中获得的光检测结果之间的差值信号的第二减法装置、从远离第三和第四光接收区的第一和第二光接收区的光接收区的光检测结果中消除横向分量的低通滤波器、以预定的增益放大频带限制装置的输出信号的放大装置和相对于第二减法装置的输出信号计算放大装置的输出信号以加入到第三和第四光接收区之外的远离的光接收区的光检测结果中以产生跟踪误差信号的装置，因此能够有效地避免产生偏移电压，并且如果侧束在光盘的径向方向上相对于主束偏移(1/4+n)P的位置上扫描还能够进一步有效地避免信号电平的变化，由此产生了跟踪误差信号。
本发明通过提供一种跟踪控制方法进一步实现上述的目的，在该方法中，如果在脊区之间的轨道间距(在此轨道由脊区形成)或在凹槽之间的轨道间距(在此轨道由凹槽形成)由P表示，则侧束在如下的位置上扫描：在主束的扫描开始和结束的侧面上在光盘的内-外圆周方向上相对于主束偏移大约(1/4+n)P或(3/4+n)P的位置；分别在第一和第二光接收表面上接收侧束组的返回光，每个光接收表面通过对应于轨道延伸的方向的分割线划分为两个光接收区；对从第一和第二光接收表面中获得的光检测结果进行处理以产生通过在第一求和结果和第二求和结果之间执行减法获得的信号，由此产生轨道交叉信号，第一求和结果是通过对第一和第二光接收表面的附近的光接收区的光检测结果求和获得的，第二求和结果是通过对第一和第二光接收表面的远离的光接收区的光检测结果求和获得的。
在本发明的构造中，能够实现如下的跟踪控制方法，其中在能够大容量地记录的光盘(比如DVD)中能够可靠地产生轨道交叉信号，由此实现稳定的搜索和其它的处理。
本发明通过提供一种跟踪控制方法进一步实现上述目的，在该方法中，如果在脊区之间的轨道间距(在此轨道由脊区形成)或在凹槽之间的轨道间距(在此轨道由凹槽形成)由P表示，则侧束在如下的位置上扫描：在光盘的径向方向上相对于主束偏移大约(1/4+n)P的位置；在通过对应于轨道延伸的方向的分割线划分为第一和第二光接收区的光接收表面上接收侧束的返回光，和在通过至少对应于轨道延伸的方向的分割线划分为第三和第四光接收区的光接收表面上接收主束的返回光；产生从第一和第二光接收区中获得的光检测结果之间的差值信号以产生轨道交叉信号；产生从第三和第四光接收区中获得的光检测结果之间的差值信号；从远离第三和第四光接收区的第一和第二光接收区的光接收区中的光检测结果中消除横向分量，以及以预定的增益放大该结果；和相对于从第三和第四光接收区中获得的光检测结果之间的差值信号计算该结果以加入到第三和第四光接收区之外的远离的光接收区的光检测结果中以产生跟踪误差信号。
因此，根据本发明，能够实现如下的跟踪控制方法，其中在能够大容量地记录的光盘(比如DVD)中能够可靠地产生轨道交叉信号，对于这种构造能够进一步产生适当的跟踪误差信号，由此实现稳定的搜索和其它的处理。
本发明通过提供一种光盘设备进一步实现上述目的，在该光盘设备中，如果在脊区之间的轨道间距(在此轨道由脊区形成)或在凹槽之间的轨道间距(在此轨道由凹槽形成)由P表示，则侧束在如下的位置上扫描：在光盘的径向方向上相对于主束偏移大约(3/4+n)P的位置；光接收装置包括通过对应于轨道延伸的方向的分割线划分为第一和第二光接收区的接收侧束的返回光的光接收表面和通过至少对应于轨道延伸的方向的分割线划分为第三和第四光接收区的接收主束的返回光的光接收表面；和信号处理装置包括产生从第一和第二光接收区中获得的光检测结果之间的差值信号以产生轨道交叉信号的第一减法装置；产生从第三和第四光接收区中获得的光检测结果之间的差值信号的第二减法装置；从在第三和第四光接收区附近的第一和第二光接收区的光接收区中的光检测结果中消除横向分量的频带限制装置；以预定的增益放大频带限制装置的输出信号的放大装置；和相对于第二减法装置的输出信号计算放大装置的输出信号以加入到第三和第四光接收区之外的远离的光接收区的光检测结果中以产生跟踪误差信号的计算装置。
因此，在本发明的结构中，侧束在光盘的径向方向上相对于主束偏移大约(3/4+n)P的位置上扫描；以及产生从第一和第二光接收表面中获得的光检测结果之间的差值信号以产生轨道交叉信号，因此，即使在脊区和凹槽之间的反射系数存在较小的差别时，仍然可以获得该轨道交叉信号，因为该幅值较大。因此，在能够大容量记录的光盘(比如DVD)中能够可靠地产生轨道交叉信号。此外，提供产生在从第三和第四光接收区中获得的光检测结果之间的差值信号的第二减法装置、从在第三和第四光接收区附近的第一和第二光接收区的光接收区的光检测结果中消除横向分量的低通滤波器、以预定的增益放大频带限制装置的输出信号的放大装置和相对于第二减法装置的输出信号计算放大装置的输出信号以加入到第三和第四光接收区之外的远离的光接收区的光检测结果中以产生跟踪误差信号的装置，由此能够有效地避免产生偏移电压，并且如果侧束扫描在光盘的径向方向上相对于主束偏移(3/4+n)P的位置还能够进一步有效地避免信号电平的变化，由此产生了跟踪误差信号。
本发明通过提供一种跟踪控制方法进一步实现上述目的，在该方法中，如果在脊区之间的轨道间距(在此轨道由脊区形成)或在凹槽之间的轨道间距(在此轨道由凹槽形成)由P表示，则侧束在如下的位置上扫描：在光盘的径向方向上相对于主束偏移大约(3/4+n)P的位置；在通过对应于轨道延伸的方向的分割线划分为第一和第二光接收区的光接收表面上接收侧束的返回光，和在通过至少对应于轨道延伸的方向的分割线划分为第三和第四光接收区的光接收表面上接收主束的返回光；产生从第一和第二光接收区中获得的光检测结果之间的差值信号以产生轨道交叉信号；产生从第三和第四光接收区中获得的光检测结果之间的差值信号；从在第三和第四光接收区附近的第一和第二光接收区的光接收区中的光检测结果中消除横向分量，以及以预定的增益放大该结果；和相对于从第三和第四光接收区中获得的光检测结果之间的差值信号计算该结果以加入到第三和第四光接收区之外的远离的光接收区的光检测结果中以产生跟踪误差信号。
因此，根据本发明，能够实现如下的跟踪控制方法，其中在能够大容量地记录的光盘(比如DVD)中能够可靠地产生轨道交叉信号，对于这种构造能够进一步产生适当的跟踪误差信号，由此实现稳定的搜索和其它的处理。
【附图说明】
附图1所示为在相关技术中与在光盘设备中的外围部件一起的矩阵放大器的连接图。
附图2所示为在轨道交叉信号和跟踪误差信号之间的关系的特征曲线图。
附图3所示为根据本发明的第一实施例的光盘设备的方块图。
附图4所示为与在附图3中所示的光盘设备中的外围部件一起的矩阵放大器的连接图。
附图5(A)和5(B)所示为轨道交叉信号的特征曲线图。
附图6(A)和6(B)所示为跟踪误差信号的特征曲线图。
附图7所示为与根据本发明的第二实施例的光盘设备中的外围部件一起的矩阵放大器的连接图。
附图8所示为在根据本发明的第三实施例中的光盘设备中的束点位置的平面图。
【具体实施方式】
下文参考附图根据需要详细地描述本发明的实施例。
(1)第一实施例
(1-1)第一实施例的结构
附图3所示为根据本发明的第一实施例的光盘设备的方块图。在这个光盘设备21中，光盘22是能够高密度记录的光盘，比如DVD，并且通过主轴马达(未示)以预定的旋转速度旋转它。
光拾取器23使用衍射光栅以将从半导体激光器中发射的激光束转换为-1阶、0阶和+1阶衍射光，物镜24将这些衍射光聚焦到光盘22的信息记录表面上。光拾取器23进一步将衍射的光的返回光通过物镜24导向到预定的光接收装置中，并将已经进行了电流至电压转换的该光接收装置的光检测结果输出到矩阵放大器25。光拾取器23被构造成根据通过该光接收装置获得的光检测结果驱动预定的两轴传动装置以使物镜24可动，由此进行跟踪控制和焦点控制。光拾取器23进一步适合于使驱动电路(未示)使辐射光盘22的激光束根据要记录的数据间歇地发射，由此将所需的数据记录在光盘22上。
矩阵放大器25计算从光拾取器23中输出的光检测结果以产生跟踪误差信号TE、焦点误差信号、重放信号和轨道交叉信号TCS。矩阵放大器25进一步数字化跟踪误差信号TE以产生轨道零交叉信号TZC，在搜索的过程中在每次越过轨道的中心时切换该轨道零交叉信号TZC的信号电平。此外，数字化该轨道交叉信号TCS以产生在脊区和凹槽之间的判别信号TJ。因此，矩阵放大器25包括跟踪误差信号产生单元(TE产生单元)25A、轨道交叉产生单元(TCS产生单元)25B、轨道零交叉信号产生单元(TZC信号产生单元)25C和脊区/凹槽判别信号产生单元25D。
一旦从矩阵放大器25中接收到跟踪误差信号TE，在进行模拟数字转换之后DSP26计算跟踪误差信号TE，并补偿跟踪误差信号TE的相位。DSP26驱动两轴驱动器27以使相位补偿结果变为预定的信号电平，因此物镜24响应跟踪误差信号TE移动以执行跟踪控制。因此，DSP26包括用于跟踪误差信号的相位补偿滤波器26A。
DSP26进一步包括根据来自控制器(未示)的轨道跳转指令等产生驱动搜索机构(未示)的驱动信号，并根据该驱动信号使光拾取器23在光盘22的内和外圆周上搜索。根据来自该控制器的指令，DSP26响应跟踪误差信号TE停止驱动两轴驱动器27并响应预定的驱动信号驱动两轴驱动器27。响应这个驱动信号，在对响应轨道交叉信号TCS或轨道零交叉信号TZC越过的轨道的数量进行计数并监测搜索结果的同时，驱动两轴驱动器27以配合驱动的搜索机构快速地搜索目标轨道。
在较短的轨道跳转的情况下，DSP26停止驱动搜索机构，如果需要的话，仅通过驱动两轴驱动器27执行轨道跳转。在轨道跳转之后，DSP26根据在轨道零交叉信号TZC和判别信号TJ之间的关系关闭在脊区或凹槽上的跟踪伺服。如果没有成功地关闭跟踪伺服，则根据在轨道零交叉信号TZC和判别信号TJ之间的关系执行制动操作以抑制物镜24的振动。因此，DSP26包括在搜索或制动的过程中产生两轴驱动器27的驱动信号的搜索/制动控制单元26B和根据轨道零交叉信号TZC和判别信号TJ在通过搜索/制动控制单元26B产生的驱动信号和根据跟踪误差信号TE的驱动信号之间切换两轴驱动器27的驱动的选择电路26C。
附图4所示为与外围部件一起的矩阵放大器25和光拾取器23的连接图。在本实施例中，光盘22被设定成脊区L和凹槽G具有基本相同的宽度，并且进一步被设定为能够进行脊区记录和凹槽记录。
在光拾取器23中，光学系统被构造成：在由0阶衍射光形成的主束的束点在光盘1的信息记录表面上存取的轨道的中心上扫描时，相对于主束的侧束的由-1阶和+1阶衍射光形成的束点在主束的扫描开始和结束的侧面上在光盘22的内-外圆周方向上偏移大约(1/4+n)轨道间距的位置上扫描，在本实施例中这里的n是设定为零值的整数。
因此，在光拾取器23中，在主束的束点在存取的轨道的中心扫描时，侧束的束点基本绕由主束扫描的脊区L或凹槽G的边缘扫描。
光拾取器23通过类似于在附图1中上文所描述的光接收装置2M、2S1和2S2接收主束和侧束的返回光，并从光接收装置2M、2S1和2S2的光接收区A至G中输出光检测结果。因此，接收侧束的光接收装置2S1和2S2被构造成：在主束的束点在存取的轨道的中心上扫描时，划分每个光接收表面的延伸线在扫描的脊区L或凹槽G的边缘上扫描。
矩阵放大器25通过减法电路31从接收一个侧束的光接收装置2S1的两个光检测结果中产生推挽信号(在附图4中由参考标号PPs1＝F-E表示的信号)。矩阵放大器25进一步通过减法电路32从接收另一个侧束的光接收装置2S2的两个光检测结果中产生推挽信号(在附图4中由参考标号PPs2＝H-G表示的信号)。
矩阵放大器25处理两个推挽信号PPs1和PPs2以使对在主束侧上的光接收区进行求和并对与主束侧相对的侧面上的光接收区进行求和，由此产生轨道交叉信号TCS。即，矩阵放大器25通过减法电路33从推挽信号PPs1中减去推挽信号PPs2以产生由TCS＝(F-E)-(H-G)表示的轨道交叉信号TCS。
假设以x表示光拾取器23的径向移动范围，推挽信号PPs1和PPs2具有由下式表示的变化的信号电平：
PPs1=B2sin(2πxp-π2)=-B2cos(2πxp)---(1)]]>
PPs2=B2sin(2πxp+π2)=B2cos(2πxp)---(2)]]>
这里p表示轨道间距。
因此，如附图5(A)所示，随着光盘22在径向方向上移动推挽信号PPs1和PPs2的信号电平以正弦波方式变化。从在推挽信号PPs1和PPs2之间的差值信号中获得的轨道交叉信号TCS由下面的等式表示，并且如附图5(B)所示，随着物镜24在径向方向上移动可以抵消在推挽信号PPs1和PPs2中产生的偏移：
TSC=PPs1-PPs2=-Bcos(2πxp)---(3)]]>
因此，在本实施例中，在光盘22的径向方向上侧束相对于主束移动四分之一轨道间距；通过光接收装置2S1和2S2接收侧束的返回光，每个光接收装置2S1和2S2具有在轨道延伸的方向上分割的光接收表面；产生在光接收装置2S1和2S2的推挽信号之间的差值信号以对光接收装置2S1和2S2的附近光接收区的光检测结果进行求和，由此产生脊区-凹槽判别信号。
同时，如果侧束放置于在光拾取器23的径向方向上相对于主束偏移四分之一轨道间距的位置上，则在写的过程中，在通过主束形成凹坑构图的同时，一个侧束部分在主束之前的轨道上扫描，另一侧束于在其上刚刚已经形成了凹坑构图的轨道上扫描。因此，在写入使用这种差动推挽技术产生的跟踪误差信号的过程中将会产生偏移。
在这种情况下，已经进一步发现，因为相对于光拾取器23的传动轴光盘22的旋转的中心轴的偏离和光盘22的倾斜的缘故，使用这种差动推挽技术产生的跟踪误差信号具有急剧变化的幅值。
因此，在本实施例中，在矩阵放大器25中，加法电路34对从在接收主束的光接收装置2M的外圆周上的光接收表面中获得的光检测结果A和D进行求和，加法电路35对从其内圆周上的光接收表面中获得的光检测结果B和C进行求和。通过减法电路36对通过两个加法电路34和35获得的求和结果执行减法，由此产生由(A+D)-(B+C)表示的主束的推挽信号PPm。
随着光拾取器23在径向方向上移动，主束的推挽信号PPm具有由下式表示的变化的信号电平，如在附图6(A)中所示的特征曲线所示：
PPm＝Asin(2πx/p) …(4)
矩阵放大器25通过用于从光接收装置2S1和2S2的光接收区E和H中获得的光检测结果的减法电路37产生差值信号(H-E)，该光接收区E和H接收在主束的远离侧(如果主束在脊区上扫描则在凹槽侧)上的侧束。
在物镜24在径向方向上移动时，在主束的推挽信号PPm中产生了偏移，如附图6(A)所示。在差值信号(H-E)中也产生了同相偏移。因此，可以认为通过差值信号(H-E)校正了推挽信号PPm的信号电平以防止产生这种偏移。
然而，在差值信号(H-E)中，如附图6(A)所示，由于光盘22的旋转中心相对于物镜的传动轴的偏离和光盘22的倾斜(这表示横向信号的叠加)，在横越时，信号电平相对于主束的推挽信号PPm同相或反相变化(根据光盘22的旋转的中心轴偏离光盘22的传动轴的方向异相)。因此，差值信号(H-E)的信号电平因物镜22的偏离等缘故而变化。虽然差值信号(H-E)能够校正推挽信号PPm的信号电平以防止这种类型的偏移，但是信号电平仍然产生变化。
因此，矩阵放大器25使用低通滤波器(LPF)39以对差值信号(H-E)进行频带限制以仅抽取偏移分量。随后，在放大器电路40中，对低通滤波器39的输出信号放大预定的增益k。然后，在减法电路41中，从推挽信号PPm中减去放大器电路40的输出信号以便对在用于产生推挽信号PPm的光接收区A至D和用于产生差值信号(H-E)的光接收区H和E之间的远离的光接收区的光检测结果进行求和。然后，如附图6(B)所示，产生通过下式给出的跟踪误差信号TE：
TE＝{(A+D)-(B+C)}-k(H-E)flt …(5)
这里flt指示通过低通滤波器39执行的频带限制。
(1-2)第一实施例的操作
在前述的构造中，在光盘设备21(附图3和4)中，将侧束设置成在主束的扫描开始和结束的侧面上相对于从光拾取器23中发射的主束在光盘22的内-外圆周方向上偏移四分之一轨道间距，并将主束和侧束辐射在光盘22上。主束和侧束的返回光分别由光接收装置2M和光接收装置2S1和2S2接收。
光接收装置2M和光接收装置2S1和2S2每个都具有由在对应于轨道在光盘22上沿伸的方向的方向上沿伸的分割线分隔的光接收表面。用于主束的光接收装置2M的光接收表面进一步通过在对应于光盘22的径向方向的方向上沿伸的分割线分隔。在进行了电流至电压转换之后将从由此分隔的光接收区中获得的光检测结果输入到矩阵放大器25中。
对于该光检测结果，从自侧束中获得的光检测结果E和F、G和H中分别产生推挽信号PPs1和PPs2，并在光接收装置2S1和2S2中对推挽信号PPs1和PPs2执行减法以对附近的光接收区的光检测结果F和G进行求和对远离的光接收区的光检测结果E和H进行求和，由此产生轨道交叉信号TCS。
在由此产生的轨道交叉信号TCS中，即使在脊区和凹槽之间的反射系数存在较小的差值时，随着光拾取器23在光盘的径向方向上平移可以实现较大的信号电平，因为侧束被设置成在光盘22的内-外圆周方向上相对于主束偏移四分之一轨道间距。因此，在本实施例中，在能够大容量记录的光盘(比如DVD)中能够可靠地产生轨道交叉信号，产生稳定的搜索控制和跟踪控制，由此进行稳定的随机存取处理等。
然而，如果将侧束设置成在光盘22的内-外圆周方向上相对于主束偏移四分之一轨道间距，则在写的过程中常规的差动推挽技术可能造成偏移，并且由于光盘22的倾斜等原因可能产生剧烈变化的幅值。
因此，在本实施例中，从主束的光检测结果中产生推挽信号PPm。从侧束的光检测结果中(即从远离主束的光接收区中获得的光检测结果E和H中)进一步产生差值信号(H-E)，并且通过低通滤波器39进行频带限制而从差值信号(H-E)中仅抽取偏移分量。因此，可以抑制叠加在差值信号(H-E)上的横向分量，在这之后通过放大器电路40校正差值信号(H-E)flt的信号电平。
在光盘设备21中，在推挽信号PPm和差值信号(H-E)flt之间执行减法以对从远离主束的光接收区的光接收区中获得的光检测结果进行求和，由此校正推挽信号PPm的信号电平。因此，可以抑制在物镜24在径向方向上平移时产生的推挽信号PPm的偏移，并产生跟踪误差信号TE。
在光盘设备21中，DSP26根据由此产生的跟踪误差信号TE驱动两轴驱动器27，由此在光拾取器23上执行跟踪控制。响应跟踪误差信号TE，产生轨道零交叉信号TZC，在每次主束越过轨道中心时该轨道零交叉信号TZC的信号电平切换，并数字化轨道交叉信号TCS以产生脊区和凹槽之间的判别信号TJ。在光盘设备21中，在通过控制器(未示)给出搜索和轨道跳转指令时，监测判别信号TJ和轨道零交叉信号TZC以在DSP26中驱动滑板机构，将响应跟踪误差信号TE的两轴驱动器27的驱动切换到响应预定的驱动信号的驱动。在已经对目标轨道执行搜索和轨道跳转时，基于在轨道零交叉信号TZC和判别信号TJ之间的关系确定目标轨道是凹槽还是脊区，并响应跟踪误差信号TE关闭跟踪伺服以开始驱动两轴驱动器27。
在光盘设备21中，即使在光盘22能够高密度记录的情况下仍然能够稳定地产生作为跟踪和搜索控制的参考信号的跟踪误差信号TE和轨道交叉信号TCS，由此导致稳定和可靠的跟踪控制和搜索控制。此外，还能够稳定且可靠地执行随机存取处理等。
(1-3)第一实施例的优点
在前述的结构中，侧束在光盘的径向方向上相对于主束偏移大约(1/4+n)P的位置上扫描，从侧束的返回光的推挽信号中产生差值信号以产生轨道交叉信号。因此，即使在能够高密度记录的光盘(比如DVD)中仍然能够可靠地产生轨道交叉信号。
此外，该结构是使侧束在光盘的径向方向上相对于主束偏移大约(1/4+n)P的位置上扫描，处理侧束的返回光的远离侧上的光检测结果并从该主束的返回光的推挽信号中减去它，由此使它能够可靠地产生轨道交叉信号。这种结构能够产生适合的跟踪误差信号TE。
(2)第二实施例
附图7所示为在根据本发明的第二实施例的光盘设备中使用的矩阵放大器45以及相关的部件的连接图，与在附图4中所示的连接图形成对比。除了矩阵放大器45和相关的部件之外，在本实施例中的光盘设备以与根据第一实施例的光盘设备21相同的方式构造。
在本实施例中，矩阵放大器45被构造成在减法电路37和放大器电路40之间通过选择电路50的切换有选择性地提供处理不同的频带的三个低通滤波器(LPF)49A、49B和49C。
控制器51是控制这个光盘设备的操作并根据激光束辐射位置的线性速度(即，根据包含在从减法电路37中获得的差值信号(H-E)中的横向分量和偏移分量的频率)切换选择电路50的触点的控制器。
因此，在本实施例中，即使激光束辐射位置的线性速度变化，仍然能够有效地避免光盘22的旋转频率的相位延迟以可靠地抽取偏移分量，由此有效地避免跟踪误差信号TE的偏移。此外，能够可靠地防止由光盘22的旋转中心相对于物镜24的传动轴的偏离引起的横向分量的干扰，由此有效地避免跟踪误差信号TE的质量降低。
因此，控制器51适合于基于FG信号FG等确定主轴马达的旋转速度并切换选择电路50的触点。FG信号FG是其信号电平随主轴马达的旋转同步上升的旋转参考信号。不使用基于FG信号FG等切换低通滤波器，也可以设计根据通过处理光检测结果获得的地址信息结合光盘的旋转速度切换低通滤波器。
(3)第三实施例
附图8所示为在根据本发明的第三实施例的光盘设备中的束点位置的平面视图，与在附图4和7中所示的束点位置形成对比。除了束点位置和相关的部件之外，在本实施例中的光盘设备以与根据第一或第二实施例的光盘设备21相同的方式构造。
在本实施例中，仍然将侧束设置成在主束开始和结束的扫描的侧面上在光盘的内-外圆周的方向上相对于主束偏移大约(1/4+n)P的位置上扫描，这里n表示设定为1的值的整数。
因此，在本实施例中，不允许侧束在主束之前的目标轨道上扫描，由此防止了在主束之前由侧束的扫描引起的存取的位置上的温度的增加。因此，以较高的精度形成了凹坑构图以用于高密度记录。
(4)第四实施例
在本实施例中，相对于主束的束点设定侧束的束点以满足表达式(3/4+n)P而不是上述的表达式(1/4+n)P。与之一起，在接收侧束的光接收装置的光检测结果之外，处理从在接收主束的光接收装置附近的区域中获得的光检测结果以产生跟踪误差信号TE。产生其极性反向的轨道交叉信号TCS。
具体地说，在本实施例中，使用给定在附图4中所示的光接收表面的参考标号，产生通过TSC＝(H-G)-(F-E)给出的轨道交叉信号TCS，和产生通过TE＝PPm-k(G-F)flt给出的跟踪误差信号TE。除了与跟踪误差信号TE和轨道交叉信号TCS的产生相关的结构之外，以与前述的实施例类似的方式构造其它的部件。
在第四实施例中，侧束相对于主束设置以满足表达式(1/4+n)P，这个实施例能够实现与前述的实施例的优点类似的优点。
(5)其它的实施例
在第二实施例中已经讨论了在低通滤波器之间切换以切换对差值信号(H-E)的频带限制的频率，但是本发明并不限于这种形式。可以切换低通滤波器的特性以切换差值信号(H-E)的频带限制的频率。
虽然在前述的实施例中已经讨论了通过矩阵放大器处理光检测结果以产生跟踪误差信号等，但是本发明并不限于这种形式。如果需要的话，可以在结构方面做出各种改进以使DSP具有处理光检测结果的功能。
虽然在前述的实施例中已经讨论了使侧束相对于主束偏移大约(1/4+n)P，这里n＝0或1，但是本发明并不限于这种形式。整数n的值可以根据需要不同地设定。
虽然在前述的实施例中已经讨论了在通过减法电路31和32等已经产生了推挽信号之后产生跟踪误差信号，但是本发明并不限于这种形式。重新排序的产生处理可以允许产生等效的信号，因此根据要求应用各种各样的结构进行产生处理。
虽然在第一和第二实施例中已经讨论了将整数n设定为零的值以使侧束相对于主束偏移四分之一轨道间距以产生轨道误差信号而不使用差动推挽技术，但是本发明并不限于这种形式。只要设定侧束相对于主束偏移的量以防止侧束扫描由主束所扫描的轨道等，就可以使用差动推挽技术来产生跟踪误差信号。
如上文所述，根据本发明，侧束扫描在光盘的径向方向上相对于主束偏移大约(1/4+n)P或(3/4+n)P的位置上扫描，并且从侧束的返回光的推挽信号中产生差值信号以产生轨道交叉信号。可替换的是，同样地设置主束和侧束，处理侧束的返回光的远离侧的光检测结果并从主束的返回光的推挽信号中减去它，由此可以可靠地产生轨道交叉信号。此外，可以产生适合的跟踪误差信号以用于产生轨道交叉信号的构造。
工业实用性
本发明属于能够应用于例如DVD的光盘设备的光盘设备和跟踪控制方法。