光盤設備和循軌控制方法

專利名稱：光盤設備和循軌控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光盤設備和循軌控制方法，并且例如適用于在光盤上記錄信息以及從 光盤再現(xiàn)信息的光盤設備。
背景技術(shù)：
過去以來，在諸如藍光盤(注冊商標；此后稱為BD)的光盤上記錄信息(包括視 頻、音樂以及各種數(shù)據(jù))并且從光盤再現(xiàn)信息的光盤設備已經(jīng)被廣泛使用。尤其在近些年中，為了獲得更高清晰度的視頻、更高聲音品質(zhì)的音樂等，信息量增 大，并且記錄在一個光盤上的內(nèi)容數(shù)目也被要求增大，這導致對于增大光盤的容量的要求。作為光盤，目前提出了所謂的多層光盤，其中設置有多層記錄層，每一記錄層具有 預先形成的軌道，并且可以記錄對應于記錄層的數(shù)量的信息量，BD就是這樣的情形。此外，作為增大光盤記錄容量的光盤設備中的一種，還提出了一種光盤設備， 其中，較厚的、單記錄層被設置在光盤上，并且多個具有記錄記號的層被沿記錄層的厚 度方向設置，于是對應于多個層的信息量被記錄(參見例如日本專利申請早期公開 No. 2008-135144 (圖12))。事實上，上述光盤和記錄方法也分別被稱為體(volumetric)光 盤和體光學記錄方法。

發(fā)明內(nèi)容
另外，光盤常常導致所謂的偏心，即當光盤旋轉(zhuǎn)時的旋轉(zhuǎn)中心由于制造精度等問 題而與以螺旋或同心方式形成于其上的軌道的中心不一致。在光盤設備以其旋轉(zhuǎn)中心作為中心旋轉(zhuǎn)上述光盤的情況下，所要遵循的軌道在內(nèi) 周側(cè)方向上和外周側(cè)方向上波動。因此，光盤設備執(zhí)行循軌控制以驅(qū)動物鏡，使得物鏡被以高速在內(nèi)周方向和外周 方向(即循軌方向)上移動，使得光束的焦點遵循期望的軌道。但是，因為在循軌控制中物鏡被以高速在內(nèi)周方向和外周方向(即循軌方向)上 移動，所以其移動范圍受到限制。換句話說，存在如下問題在光盤的制造精度較低并且軌道的中心的偏心量較大 的情況下，即使執(zhí)行循軌控制，光盤設備可能也難以遵循期望的軌道，因此此時可能難以正 確地記錄或再現(xiàn)信息。考慮到上述情況，期望提供一種光盤設備和循軌控制方法，其能夠執(zhí)行高精度的 循軌控制，而無論光盤的品質(zhì)如何。根據(jù)本發(fā)明的實施方式，提供了一種光盤設備，包括旋轉(zhuǎn)部分，用于以光盤的旋 轉(zhuǎn)中心為中心而旋轉(zhuǎn)光盤，所述光盤包括螺旋軌道和同心軌道中的一者，所述螺旋軌道或 同心軌道以預定的軌道中心作為中心而形成；光源，用于發(fā)射光束；物鏡，用于收集所述光 盤上的所述光束；鏡頭驅(qū)動部分，用于沿橫穿所述軌道的循軌方向驅(qū)動所述物鏡；光接收 部分，用于接收由形成在所述光盤上的所述軌道反射的反射光束，并生成光接收信號；循軌
5誤差信號生成部分，用于基于所述光接收信號生成第一循軌誤差信號，所述第一循軌誤差 信號表示所述軌道和所述光束的焦點之間在所述循軌方向上的距離；偏心狀態(tài)獲取部分， 用于獲取所述軌道中心相對于所述光盤的所述旋轉(zhuǎn)中心的偏心狀態(tài)；校正部分，用于通過 基于所述偏心狀態(tài)校正所述第一循軌誤差信號，生成經(jīng)校正的循軌誤差信號，所述經(jīng)校正 的循軌誤差信號表示相對于以光盤的旋轉(zhuǎn)中心作為中心的軌道的距離；驅(qū)動控制部分，用 于基于所述經(jīng)校正的循軌誤差信號，由所述鏡頭驅(qū)動部分沿所述循軌方向驅(qū)動所述物鏡。根據(jù)本發(fā)明的實施方式，提供了一種循軌控制方法，包括由預定的旋轉(zhuǎn)部分以光 盤的旋轉(zhuǎn)中心為中心而旋轉(zhuǎn)光盤，所述光盤包括螺旋軌道和同心軌道中的一者，所述螺旋 軌道或同心軌道以預定的軌道中心為中心而形成；從預定光源發(fā)射光束，并將所述光束經(jīng) 由預定的物鏡照射到所述光盤上；由預定的光接收部分接收由形成在所述光盤上的所述軌 道反射的反射光束，并生成光接收信號；基于所述光接收信號生成第一循軌誤差信號，所述 第一循軌誤差信號表示所述軌道和所述光束的焦點之間在橫穿所述軌道的循軌方向上的 距離；由預定的偏心狀態(tài)獲取部分獲取所述軌道中心相對于所述光盤的所述旋轉(zhuǎn)中心的偏 心狀態(tài)；由預定的校正部分通過基于所述偏心狀態(tài)校正所述第一循軌誤差信號，生成經(jīng)校 正的循軌誤差信號，所述經(jīng)校正的循軌誤差信號表示相對于以所述光盤的旋轉(zhuǎn)中心作為中 心的軌道的距離；基于所述經(jīng)校正的循軌誤差信號，由預定的鏡頭驅(qū)動部分驅(qū)動沿所述循 軌方向驅(qū)動所述物鏡。因此，在本發(fā)明的實施方式中，可以通過基于經(jīng)校正的循軌誤差信號執(zhí)行循軌控 制，即使在軌道中心偏離旋轉(zhuǎn)中心時，也使得光束的焦點遵循以旋轉(zhuǎn)中心作為中心的理想 軌道而不論實際軌道怎樣。根據(jù)本發(fā)明的實施方式，可以通過基于經(jīng)校正的循軌誤差信號執(zhí)行循軌控制，即 使在軌道中心偏離旋轉(zhuǎn)中心時，也使得光束的焦點遵循以旋轉(zhuǎn)中心作為中心的理想軌道而 不論實際軌道怎樣。結(jié)果，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，可以實現(xiàn)如下的光盤設備和循軌控制方 法其能夠執(zhí)行高精度的循軌控制，而無論光盤的品質(zhì)如何。根據(jù)下面的對于本發(fā)明的具體實施方式
的描述，如附圖所圖示的，本發(fā)明的這些 和其它目的、特征和優(yōu)點將變得更加清楚。





圖IA和IB是示出了光盤的結(jié)構(gòu)的示意圖2A-2C是用于說明光盤的制造的示意圖3是示出了光盤的偏心(1)的示意圖4是示出了光盤的偏心(2)的示意圖5A和5B是示出了偏心狀態(tài)測量設備的結(jié)構(gòu)的示意圖6是示出了偏心狀態(tài)測量處理過程的流程圖7是示出了光盤設備的結(jié)構(gòu)的示意圖8是光學拾取器的結(jié)構(gòu)的示意圖9是示出了在光盤上的斑點的形成(1)的示意圖10是示出了光檢測器的結(jié)構(gòu)的示意圖11是示出了在光盤上的斑點的形成(2)的示意圖12是示出了循軌控制處理過程的流程圖；以及圖13是示出了引導記號的結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實施例方式下面將參考附圖描述實施本發(fā)明的方式(此后稱為實施方式)。注意，將以如下次 序來進行描述。1.第一實施方式(將光束照射在光盤上的實例)2.第二實施方式(在光盤上形成引導記號的實例)3.其它實施方式<1.第一實施方式>[1-1.光盤的結(jié)構(gòu)和制造](1-1-1.光盤的結(jié)構(gòu))首先，將描述在本實施方式中用于記錄和再現(xiàn)信息的光盤的結(jié)構(gòu)。如圖IA所示， 如BD型光盤等的情形一樣，光盤100整體上被形成為薄的圓盤，并且例如具有約120mm的 直徑和約1. 2mm的厚度。在光盤100的中央，設置有直徑為約15mm的孔部分100H?？撞糠?00H穿透光盤 100，使得其中心與整個光盤100的中心相一致。光盤100具有如下結(jié)構(gòu)由例如20個層組成的記錄部分103以夾在覆蓋層102和 基材101之間的方式層疊，如圖IB的剖視圖所示?；?01由諸如聚碳酸酯或玻璃之類的材料形成，并且具有一定的強度，使得整 個光盤100的形狀被保持為基本圓形的片。覆蓋層102由具有一定強度和高的光透射率的材料形成。覆蓋層102以高透射率 透射從其一個表面入射到另一個表面的光，并且保護相鄰的記錄部分103。每一個記錄部分103具有由記錄層103A、反射膜103B和中間層103C層疊的結(jié)構(gòu)。 記錄層103A包含表示信息的記錄記號。反射膜103B包含螺旋軌道TR，并且以預定反射率 反射光束。中間層103C保持記錄層103A之間的間距。記錄層103A例如由熒光記錄材料形成，所述熒光記錄材料對于具有約405nm的波 長的藍色光束有反應。具體地，當具有高光強度的光束被照射到記錄層103A上時，在光束的焦點附近發(fā) 生雙光子吸收反應，并且相應地形成記錄記號。此外，當具有低光強度的光束被照射到記錄 層103A上時，如果在光束的焦點附近形成有記錄記號，則發(fā)射波長不同于照射光束的波長 的再現(xiàn)光束，并且如果在此沒有記錄記號，則光束被原樣透射。反射膜103B被形成為由例如電介質(zhì)多層膜形成的較薄的膜，并且以例如的比 率反射所照射的光束。形成在反射膜103B上的軌道TR由岸(land)和溝(groove)的組合構(gòu)成，并且被 形成為使得軌道TR的相鄰的溝之間的各個間隔為預定的軌道間隔TP。此外，軌道TR被賦 予用于每一個預定記錄單元的由一系列數(shù)字構(gòu)成的地址，并且該地址可以指定將記錄或再 現(xiàn)信息的位點。具體地，假設記錄部分103在記錄層103A上、對應于軌道TR的位點(即，當從覆蓋層102側(cè)觀察時與反射膜103B的軌道TR重疊的位點)處正常地包含記錄記號。中間層103C由具有一定強度和高的光透射率的材料形成。中間層103C以高透射 率透射從其一個表面入射到另一個表面的光，并且保持軌道TR的形狀。(1-1-2.光盤的制造和其偏心狀態(tài))光盤100由例如圖2A-2C所示的光盤制造設備200制造。如圖2A所示，光盤制造設備200通過將薄板狀的片材210夾在模具201和202之 間進行壓制加工，以在片材210的一個表面上形成由岸和溝構(gòu)成的軌道TR。片材210對于 中間層103C(圖1B)。隨后，光盤制造設備200在片材210的形成有軌道TR的表面上形成電介質(zhì)多層膜 和熒光記錄材料層，從而形成片材211 (沒有示出)。片材211對應于由中間層103C、反射 膜103B和記錄層103A層疊的記錄部分103。然后，如圖2B所示，光盤制造設備200首先將片材211、然后覆蓋材料212層疊在 疊層的頂面，并且通過壓合裝置203將其壓合，從而形成片材213。實際上，覆蓋材料212對 應于覆蓋層102。在此情況下，光盤制造設備200在執(zhí)行對準而使得形成在各個片材211上的軌道 TR彼此對齊之后，執(zhí)行壓合。接著，如圖2C所示，光盤制造設備200基于軌道TR位置從片材213沖制出圓盤， 以制造圓盤材料214。隨后，光盤制造設備200將預先形成為圓盤的基材101附接到各個圓 盤材料214上，從而制造光盤100。另外，當從片材213沖制出圓盤時，光盤制造設備200執(zhí)行對準，但是實際上會發(fā)
生一定程度的偏離。因此，如圖3所示，光盤100處于如下的狀態(tài)軌道中心QT(作為記錄部分103上 的軌道TR的假想中心)與旋轉(zhuǎn)中心QD(作為基于光盤100形狀的假想中心并且作為旋轉(zhuǎn) 中的旋轉(zhuǎn)中心)偏離。換句話說，在光盤100的記錄部分103中，軌道TR是偏心的。此外，當層疊多個片材211時，光盤制造設備200在對齊軌道TR時實際上還會導
致一定程度的偏離。因此，在光盤100中，各個記錄部分103在旋轉(zhuǎn)中心QD和軌道中心QT之間具有不 同的偏離，也就是說，各個記錄部分103具有不同的軌道中心QT偏心狀態(tài)。順帶地，基準線SL指示了關(guān)于旋轉(zhuǎn)方向的參考位置，并被形成在光盤100的反射 膜103B和中間層103C上。例如，基準線SL以線形方式形成，從而沿半徑方向穿過以螺旋 方式形成的軌道TR，并且像以高反射率反射光束的鏡子那樣形成。因此，在遵循軌道TR的 情況下，每一圈出現(xiàn)一次基準線SL。此外，如圖4 (其中，旋轉(zhuǎn)中心QD的附近被放大)所示，基準環(huán)SR被形成在軌道TR 的內(nèi)周側(cè)、光盤100的反射膜103B和中間層103C上?；鶞虱h(huán)SR基本是環(huán)形的，并且利用 模具201和202 (圖2A)而與軌道TR —體地形成，因此基準環(huán)SR的中心是軌道TR的軌道 中心QT。在此，假設旋轉(zhuǎn)中心QD是原點并且基準線SL是旋轉(zhuǎn)角度的基準，則軌道中心QT 相對于旋轉(zhuǎn)中心QD的位置可以由表示偏心的方向的偏心角φ0 [rad]和表示偏心的距離的 偏心距離⑶[mm]來表示。
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實際中，偏心距離⑶可以通過除以軌道間距TP而以軌道TR的溝的數(shù)量的形式來 表示。下文中，如上所述得到的軌道TR的溝的數(shù)量被稱為偏心軌道溝數(shù)GT。此外，假設旋轉(zhuǎn)中心QD是原點，并且定義平行于基準線SL的χ軸和垂直于χ軸的 y軸，則軌道中心QT的偏心狀態(tài)也可以被表示為距離ΔΧ和距離Ay的形式，距離ΔΧ和距 離Δ y分別是偏心距離⑶的χ分量和y分量。如上所述，光盤100的每個記錄部分103的偏心狀態(tài)由偏心角CpO和偏心距離 ⑶(或者偏心軌道溝數(shù)GT)的組合，或者由距離ΔΧ和距離Ay的組合來表示。(1-1-3.光盤的偏心狀態(tài)的測量)在本發(fā)明的實施方式中，軌道中心QT相對于旋轉(zhuǎn)中心QD的偏離狀態(tài)被預先測量， 并且作為偏離信息被記錄在光盤100上，作為光盤100的初始化處理。圖5Α所示的偏心狀態(tài)測量設備300整體上具有類似于一般的顯微鏡的結(jié)構(gòu)，并且 測量光盤100的每個記錄部分103的偏離狀態(tài)。偏心狀態(tài)測量設備300的控制器301集中控制整個偏心狀態(tài)測量設備300。當接 收預定的啟動命令時，控制器301以預定的旋轉(zhuǎn)速度通過主軸電動機302使光盤100與轉(zhuǎn) 臺302Τ —體地旋轉(zhuǎn)。光盤100被安裝在轉(zhuǎn)臺302Τ上，使得主軸電動機302的中心軸302Α被裝配到孔 部分100Η(圖1)中。在此情況下，光盤100的旋轉(zhuǎn)中心QD(圖4)與主軸電動機302的中 心軸302Α的旋轉(zhuǎn)中心基本重合。實際中，控制器301可以識別主軸電動機302上的旋轉(zhuǎn)臺302Τ和光盤100的旋轉(zhuǎn)角度。此外，控制器301使得光源303發(fā)射光，以將照明光LT照射到分束器304上。分 束器304以預定的比率反射照明光LT，并且使其進入物鏡305。物鏡305將照明光LT收集在光盤100的記錄部分103上?？刂破?01控制致動器 306，以在照明光LT的光軸方向上移動物鏡305，并且將其焦點設置在期望的記錄部分103 上。在此情況下，照明光LT被記錄部分103的反射膜103Β反射，并且成為表示反射膜 103Β的圖像的反射照明光LTR。反射照明光LTR由物鏡305從發(fā)散光轉(zhuǎn)變?yōu)闀酃猓灶A 定比率通過分束器304，并且照射在圖像拾取裝置307的圖像拾取表面上。圖像拾取裝置307對反射照明光LTR執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換，以生成圖像信號SV，并且將其 供應到圖像處理部分308。另外，偏心狀態(tài)測量設備300被設置成使得照明光LT的焦點被設定在基準環(huán) SR(圖4)的外周側(cè)的邊界附近。因此，例如，圖像信號SV表示如圖5Β所示的圖像V。在圖像V中，基準環(huán)SR的外周側(cè)邊界(此后稱為基準環(huán)邊界SRB)根據(jù)記錄部分 103上的軌道TR和基準環(huán)SR的偏心狀態(tài)，隨著光盤100的旋轉(zhuǎn)而向內(nèi)周側(cè)或外周側(cè)移動。因此，當基準環(huán)邊界SRB移向最外周側(cè)時，控制器301可以識別記錄部分103上的 照明光LT的焦點所在的方向，作為偏心方向。另外，基準線SL以環(huán)狀形式出現(xiàn)在圖像V中。此外，如上所述，控制器301可以識 別光盤100的旋轉(zhuǎn)角度。因此，控制器301可以以相對于基準線SL的相對角度的形式，即 偏心角φ0 (圖4)，計算所識別的偏心方向。
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此外，在圖像V中基準環(huán)邊界SRB位于最外周側(cè)的位置與基準環(huán)邊界SRB位于最 內(nèi)周側(cè)的位置之間的差的值為偏心距離⑶的兩倍大。因此，控制器301也可以基于圖像V 中的基準環(huán)邊界SRB的運動范圍計算偏心距離⑶。實際中，控制器301根據(jù)圖6的流程圖執(zhí)行一系列的偏心狀態(tài)測量處理。具體地，當光盤100被安裝在轉(zhuǎn)臺302T上并且控制器301接收預定的啟動命令 時，控制器301啟動偏心狀態(tài)測量過程RT1，進行到步驟SP1。在步驟SPl中，控制器301通過主軸電動機302使光盤100以預定的旋轉(zhuǎn)速度旋 轉(zhuǎn)，然后進行到步驟SP2。在步驟SP2，控制器301接收命令以選擇要作為對偏心狀態(tài)進行測量的目標的記 錄部分103，然后進行到步驟SP3。在步驟SP3中，控制器301通過致動器306將物鏡305的焦點設置在期望的記錄 部分103上，然后進行到步驟SP4。在步驟SP4中，控制器301將從圖像拾取裝置307供應的圖像信號SV供應到圖像 處理部分308，并且使得圖像處理部分308對圖像V執(zhí)行預定的圖像處理，然后進行到步驟 SP5。在步驟SP5中，控制器301從圖像V檢測基準線SL，以將此時的光盤100的旋轉(zhuǎn)角 度設為基準角度，并且進行到步驟SP6。在步驟SP6中，控制器301將基礎角度與當基準環(huán)邊界SRB位于最外周側(cè)時的光 盤100的旋轉(zhuǎn)角度之間的差設為偏心角φο，并且進行到步驟SP7。在步驟SP7中，控制器301測量基準環(huán)邊界SRB的移動范圍，并將該移動范圍的一 半設為偏心距離⑶。相應地，控制器301完成了作為當前的測量目標的記錄部分103的偏 心狀態(tài)的測量。此后，控制器301返回到步驟SP2，并且以相同方式對所有其它記錄部分103重復 偏心狀態(tài)的測量。當控制器301完成對于所有記錄部分103的偏心狀態(tài)的測量或者接收到 停止測量的預定指令時，控制器301終止偏心狀態(tài)測量處理過程RTl。在偏心狀態(tài)被測量之后，指示所測量的偏心狀態(tài)的偏心信息由預定的記錄設備記 錄在預定的管理區(qū)域中，所述管理區(qū)域設置在光盤100的最內(nèi)周部分處。如上所述，作為初始化處理，記錄部分103的偏心狀態(tài)被測量，并且指示所測量的 偏心狀態(tài)的偏心信息被記錄在光盤100中的管理區(qū)域中。[1-2.光盤設備的結(jié)構(gòu)]接著，將描述在光盤100上記錄信息和從光盤100再現(xiàn)信息的光盤設備1。如圖7 所示，整個光盤設備1集體地由控制器2控制。控制器2主要由沒有示出的CPU(中央處理單元)構(gòu)成。控制器2從沒有示出的 R0M(只讀存儲器)讀出各種程序，并且將這些程序擴展在沒有示出的RAM(隨即訪問存儲 器)上，從而執(zhí)行各種處理，諸如信息記錄處理和信息再現(xiàn)處理。例如，當從沒有示出的外部設備等接收到信息記錄命令、記錄信息和記錄地址信 息時，控制器2將記錄地址信息和驅(qū)動命令提供給驅(qū)動控制器3，并且將記錄信息提供給信 號處理部分4。事實上，記錄地址信息是指示記錄了記錄信息的地址的信息。光盤100被安裝到轉(zhuǎn)臺5T上，使得主軸電動機5的中心軸5A被安裝到孔部分100H (圖1)中，如在偏心狀態(tài)測量設備300 (圖5)中的情形一樣。在此情況下，光盤100的 旋轉(zhuǎn)中心QD (圖4)與主軸電動機5的中心軸5A的旋轉(zhuǎn)中心基本一致。驅(qū)動控制器3根據(jù)驅(qū)動命令控制主軸電動機5的驅(qū)動，從而以預定的旋轉(zhuǎn)速度旋 轉(zhuǎn)光盤100，并且控制循軌電動機6的驅(qū)動。相應地，驅(qū)動控制器3將光學拾取器7沿移動 軸線6G移動到光盤100的徑向(即，內(nèi)周方向或外周方向)上對應于記錄地址信息的位置。事實上，主軸電動機5可以生成關(guān)于光盤100的旋轉(zhuǎn)角度的信息，并且將其經(jīng)由驅(qū) 動控制器3提供到信息處理部分4。信號處理部分4對所提供的記錄信息執(zhí)行各種信號處理，諸如預定的編碼處理和 調(diào)制處理，從而生成記錄信號，并且將該記錄信號提供到光學拾取器7。光學拾取器7通過執(zhí)行將在后面描述的聚焦控制和循軌控制，將光束L的焦點F 設定在光盤100的期望的記錄部分103上。隨著該操作，光學拾取器7根據(jù)從信號處理部 分4提供的記錄信號調(diào)節(jié)光束L的光強度，在記錄層103A上形成記錄記號。此外，當從例如外部設備(沒有示出)接收到信息再現(xiàn)命令等時，控制器2將驅(qū)動 命令提供給驅(qū)動控制單元3，并且將再現(xiàn)處理命令提供給信號處理部分4。如記錄信息的情形一樣，驅(qū)動控制單元3以預定的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)光盤100，并且將 光學拾取器7移動到對應于信息再現(xiàn)命令的位置。光學拾取器7執(zhí)行將在后面描述的聚焦控制和循軌控制，從而將光束L的焦點F 設定在光盤100的記錄部分103的軌道TR上，并且調(diào)節(jié)用于再現(xiàn)的光束L的光強度。在此，如果在設定了光束L的焦點F的位置處存在記錄記號，則生成熒光光束LFR。 光學拾取器7檢測熒光光束LFR，并且將對應于熒光光束LFR的光量的光接收信號提供給信 號處理部分4。信號處理部分4通過對所提供的光接受信號執(zhí)行諸如預定的解碼處理和解調(diào)制 處理的各種信號處理，從而生成再現(xiàn)信息，并將該再現(xiàn)信息提供給控制器2?？刂破?將再 現(xiàn)信息發(fā)送到外部設備(沒有示出)。如上所述，在光盤設備1中，控制器2控制光學拾取器7，從而在光盤100上記錄信 息，以及從光盤100上再現(xiàn)信息。[1-3.光學拾取器的結(jié)構(gòu)]接著，將描述光學拾取器7的結(jié)構(gòu)。光學拾取器7由如圖8所示的多個光學部件 構(gòu)成。激光二極管(LD) 11基于驅(qū)動控制器3(圖7)的控制，發(fā)射波長為約405nm的光束 L，并使得光束L進入光柵12。事實上，激光二極管11的安裝位置、安裝角度等被調(diào)節(jié)，使得 光束L成為ρ-偏振光。光柵12將光束L分成主光束和兩個子光束，并使得每束光束進入偏振分束器 (PBS) 13。應該注意，為了便于描述，主光束和兩個子光束此后被簡稱為光束L。偏振分束器13根據(jù)光束的偏振方向以不同的比率反射或透射光束L。實際上，偏 振分束器13透射入射光束L中的ρ-偏振光分量(即幾乎全部分量)，使得該分量進入1/4 波長片(QWP) 14。1/4波長片14執(zhí)行線偏振和圓偏振之間的光束轉(zhuǎn)換。1/4波長片14將由ρ-偏振 光構(gòu)成的光束L轉(zhuǎn)換成例如左旋圓偏振光，并且使得其進入擴束透鏡15。
擴束透鏡15根據(jù)驅(qū)動控制器3 (圖7)的控制，由致動器15A沿光束L的光軸方向 移動。實際上，擴束透鏡15轉(zhuǎn)變光束L的發(fā)散角度，使得光束L進入物鏡8。物鏡8收集光束L，并將其照射在光盤100上。在此情況下，光束L的焦點F被形 成在與光束L進入物鏡8的時候光束L的發(fā)散角度對應的位置處。在光盤設備1中，實際上，通過經(jīng)由驅(qū)動控制器3調(diào)節(jié)擴束透鏡15的位置從而調(diào) 節(jié)光束L的發(fā)散角度，光束L的焦點F被設定在期望的記錄部分103上。在此情況下，由主光束形成的斑點TAl和由子光束形成的斑點TA2和TA3被形成 在光盤100的記錄部分103的反射膜103B上，如圖9所示。斑點TA2和TA3從斑點TAl在循軌方向上沿相反的方向位移了斑點間隔ds。斑點 間隔ds被設為軌道間距TP的1/4。實際上，為了便于描述，圖9示出了表示軌道TR的假想 中心的中心線XT。光束L被記錄部分103(圖1B)的反射膜103B反射，并且成為右旋圓偏振光形式 的反射光束LR。反射光束LR由物鏡8(圖8)從發(fā)散光轉(zhuǎn)變?yōu)闀酃?，使得反射光束LR的會聚角 度被擴束透鏡15轉(zhuǎn)變，并且進入1/4波長片14。1/4波長片14將作為右旋圓偏振光的反 射光束LR轉(zhuǎn)變?yōu)镾-偏振光，并且使得該S-偏振光進入偏振分束器13。偏振分束器13反射作為S-偏振光的反射光束LR，使得反射光束LR進入圓柱透鏡 16。圓柱透鏡16將像散賦予反射光束LR，以將反射光束LR照射到光電檢測器(PD) 17。光電檢測器17設置有光接收區(qū)域組17G1，17G2和17G3，每一個組是基本方形的， 如圖10所示。在光接收區(qū)域組17G1中，斑點TBl由反射光束LR的主光束形成。此外，在光接收 區(qū)域組17G2和光接收區(qū)域組17G3中，斑點TB2和斑點TB3分別由反射光束LR的子光束形 成。而且，光接收區(qū)域組17G1被分成四個光接收區(qū)域RA，RB, RC和RD。光接收區(qū)域組 17G2被分成兩個光接收區(qū)域RE和RF，并且光接收區(qū)域組17G3被分成兩個光接收區(qū)域RG 禾口 RH0光接收區(qū)域RA，RB, RC, RD, RE, RF, RG和RH根據(jù)所接收的光的量分別生成光接收 信號SA, SB, SC, SD, SE, SF, SG和SH,并且將其提供到信號處理部分4 (圖7)。通過基于光接收信號SA, SB, SC和SD執(zhí)行根據(jù)如下的表達式(1)的操作處理，SFE = (SA+SC) - (SB+SD)... (1)信號處理部分4生成基于像散的聚焦誤差信號SFE，并且將其提供到驅(qū)動控制器 3。實際上，聚焦誤差信號SFE表示光束L的焦點F要被設定到的目標位置與實際光 照射位置之間在聚焦方向上的位移量。此外，通過基于光接收信號SA的預定操作處理，信號處理部分4生成循軌誤差信 號STE，所述循軌誤差信號STE表示光束L的焦點F要被設定到的目標位置與實際光照射位 置之間在循軌方向上的位移量，并且信號處理部分4將循軌誤差信號STE提供到驅(qū)動控制 器3，該驅(qū)動控制器3將在后面詳細描述。 驅(qū)動控制器3基于聚焦誤差信號SFE和循軌誤差信號STE控制致動器8A，以移動
12物鏡8，并將光束L的焦點設定在目標位置上，即執(zhí)行伺服控制。如上所述，光學拾取器7將光束L照射到光盤100的記錄部分103，并且通過接收 此時所得到的反射光束LR生成光接收信號SA到SH。響應于上述操作，光盤設備1基于光接收信號SA到SH生成聚焦誤差信號SFE和 循軌誤差信號STE，并且執(zhí)行物鏡8的伺服控制，使得光束L的焦點F被設定在目標位置上。[1-4.循軌誤差信號的生成](1-4-1.循軌誤差信號生成的原理)首先，假設理想狀態(tài)。如果光盤100 (圖4)的旋轉(zhuǎn)中心QD與軌道中心QT相一致 并且不存在偏心，則光盤設備1通過適當?shù)貓?zhí)行循軌控制，可以將光束L的焦點F設定在以 旋轉(zhuǎn)中心QD作為中心的理想軌道TI上。此后，光盤100的以旋轉(zhuǎn)中心QD作為中心的理想 軌道TI將被稱為理想軌道Tl。但是，在實際的光盤100(圖3和4)中，如上所述，軌道中心QT從旋轉(zhuǎn)中心QD移 位(即，相對于旋轉(zhuǎn)中心QD偏心)。如上所述，此偏心狀態(tài)可以由偏心角φ0和偏心距離⑶(或偏心軌道溝數(shù)GT)表 示。在此，在以形成在光盤100的記錄部分103上的基準線SL(圖3)作為基準的情況下， 光束L的焦點F所被設定到的斑點(此后，稱為照射斑點)將被定義為照射角φ。在照射斑點處在實際軌道TR和理想軌道TI之間沿循軌方向的位移量可以被表示 為如下的表達式(2)中所示的軌道位移量d(cp) [mm]。(1(Φ) = GD · οο8(Φ + Φ0)...(2)軌道位移量d(tp)是距離值。當軌道位移量d(cp)乘以2 · π，然后除以軌道間距TP 時，可以獲得以軌道間距TP為一個周期的軌道位移相位a((p) [rad] 0軌道位移相位a((p)可 以表示為下面的表達式(3)。&{φ)=2·π·Ο ·οο3(φ + φ0)…⑶
VT" /TP軌道位移相位a(cp)是作為根據(jù)照射角φ而變化的變量值，但是此后為了書寫方便， 也可以被簡單地表示為軌道位移相位a。接著，基于光接收信號SA到SH，根據(jù)下面的表達式(4)和(5)計算第一循軌誤差 信號TEl和第二循軌誤差信號TE2。TEl = (SA+SD) - (SB+SC). . . (4)TE2 = (SE-SF) - (SG-SH). . . (5)第一循軌誤差信號TEl表示斑點TAl (圖9)與軌道TR之間的位移量，第二循軌誤 差信號TE2表示斑點TA2或斑點TA3與軌道TR之間的位移量。假設斑點TAl的中心從軌道TR的中心線XT移位如對應于圖9的圖11所示的循 軌誤差相位S，循軌誤差相位S是以軌道間距TP為一個周期的情況下的相位表示的沿循 軌方向的距離值。此外，從光束L的焦點F被實際設定到的照射斑點到以旋轉(zhuǎn)中心QD作為中心的理 想軌道TI上的斑點(此后稱為理想斑點)的距離被定義為實際位移相位e，該實際位移相 位e由在軌道間距TP為一個周期的情況下的相位表示。實際位移相位e對應于軌道位移相位a和距離δ的和值，并且可以表示為下面的
13表達式(6)。e = a+ δ...(6)利用預定的系數(shù)Ka和Kb，第一循軌誤差信號TEl和第二循軌誤差信號ΤΕ2可以被 表示為下面的表達式(7)和(8)。TEl = Ka ‘ sin δ . . . (7)ΤΕ2 = Kb ‘ cos δ . · · (8)此外，當利用實際位移相位e的sin (e)和C0S(e)乘以預定的系數(shù)K，并利用表達 式(6)到⑶變化時，可以獲得下面的表達式(9)和(10)。
權(quán)利要求
一種光盤設備，包括旋轉(zhuǎn)部分，用于以光盤的旋轉(zhuǎn)中心為中心來旋轉(zhuǎn)所述光盤，所述光盤包括螺旋軌道和同心軌道中的一者，所述螺旋軌道或同心軌道以預定的軌道中心作為中心而形成；光源，用于發(fā)射光束；物鏡，用于將所述光束收集在所述光盤上；鏡頭驅(qū)動部分，用于沿橫穿所述軌道的循軌方向驅(qū)動所述物鏡；光接收部分，用于接收由形成在所述光盤上的所述軌道反射的反射光束，并生成光接收信號；循軌誤差信號生成部分，用于基于所述光接收信號生成第一循軌誤差信號，所述第一循軌誤差信號表示所述軌道和所述光束的焦點之間在所述循軌方向上的距離；偏心狀態(tài)獲取部分，用于獲取所述軌道中心相對于所述光盤的所述旋轉(zhuǎn)中心的偏心狀態(tài)；校正部分，用于通過基于所述偏心狀態(tài)校正所述第一循軌誤差信號，來生成經(jīng)校正的循軌誤差信號，所述經(jīng)校正的循軌誤差信號表示相對于以所述光盤的所述旋轉(zhuǎn)中心為中心的軌道的距離；以及驅(qū)動控制部分，用于基于所述經(jīng)校正的循軌誤差信號，由所述鏡頭驅(qū)動部分沿所述循軌方向驅(qū)動所述物鏡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光盤設備，其中，所述光盤具有相對于以所述旋轉(zhuǎn)中心為中心的旋轉(zhuǎn)角定義的基準方向， 其中，所述偏心狀態(tài)獲取部分獲取偏心距離和偏心角，所述偏心距離是從所述光盤的 所述旋轉(zhuǎn)中心到所述軌道中心的距離，所述偏心角是以所述光盤的所述旋轉(zhuǎn)中心作為中心 而由所述軌道中心和所述基準方向形成的角，其中，所述循軌誤差信號生成部分基于所述光接收信號確定照射斑點角，所述照射斑 點角是以所述光盤的所述旋轉(zhuǎn)中心作為中心而由所述光束的照射斑點和所述基準方向形 成的角，其中，所述校正部分通過使用所述照射斑點角、所述偏心角和所述偏心距離來校正所 述第一循軌誤差信號，以生成所述經(jīng)校正的循軌誤差信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光盤設備，其中，所述光盤包括具有預定軌道間距的軌道，其中，當所述照射斑點角由φ [rad]表示、所述偏心角由φΟ [rad]表示、通過將所述偏 心距離轉(zhuǎn)換成軌道的溝數(shù)所獲得的位移溝道溝數(shù)由GT表示時，所述校正部分通過將所述 第一循軌誤差信號對應于所述軌道的溝數(shù)而偏移GT_cos(cp+(pO)，來生成所述經(jīng)校正的循軌誤差信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光盤設備，其中，所述循軌誤差信號生成部分除了所述第一循軌誤差信號之外還生成第二循軌誤 差信號，所述第二循軌誤差信號表示在所述循軌方向上離開所述軌道的假想中心線預定距 離的獨立線與所述光束的所述焦點之間的距離，其中，所述校正部分通過以對應于所述偏心狀態(tài)的比例將所述第一循軌誤差信號和所述第二循軌誤差信號相加，來生成所述經(jīng)校正的循軌誤差信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光盤設備，其中，所述校正部分根據(jù)下面的表達式之一而生成由STE表示的所述經(jīng)校正的循軌誤差信號
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光盤設備，其中，所述循軌誤差信號生成部分根據(jù)在所述循軌方向上離開所述軌道的所述假想中 心線1/4軌道的所述獨立線與所述光束的所述焦點之間的距離，生成所述第二循軌誤差信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光盤設備，其中，所述循軌誤差信號生成部分根據(jù)在所述循軌方向上離開所述軌道的所述假想中 心線1/2軌道的所述獨立線與所述光束的所述焦點之間的距離，生成所述第二循軌誤差信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光盤設備，還包括分光部分，用于將所述光束分成主光束和至少一個子光束，其中，所述物鏡收集所述主光束和所述至少一個子光束，使得所述主光束和所述至少 一個子光束在所述循軌方向上彼此分離開所述預定距離，其中，所述光接收部分從所述反射光束接收所述主光束和所述至少一個子光束中的每 一個，以生成所述光接收信號，其中，所述循軌誤差信號生成部分使用基于所述主光束和所述至少一個子光束中的每 一個而獲得的所述光接收信號，生成所述第一循軌誤差信號和所述第二循軌誤差信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光盤設備，其中，所述光盤在所述軌道的延伸部分和所述獨立線上都包括引導記號， 其中，所述循軌誤差信號生成部分基于在所述光束照射在設置在所述軌道的延伸部分 上的所述引導記號上時獲得的所述光接收信號而生成所述第一循軌誤差信號，并且基于在 所述光束照射在設置在所述獨立線上的引導記號上時獲得的所述光接收信號而生成所述 第二循軌誤差信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光盤設備，其中，所述偏心狀態(tài)預先由預定的測量設備測量，并且預先由預定的記錄設備記錄在 所述光盤的管理區(qū)域中，其中，所述偏心狀態(tài)獲取部分從所述光盤的所述管理區(qū)域讀出所述偏心狀態(tài)。
11. 一種循軌控制方法，包括由預定的旋轉(zhuǎn)部分以光盤的旋轉(zhuǎn)中心為中心而旋轉(zhuǎn)所述光盤，所述光盤包括螺旋軌道 和同心軌道中的一者，所述螺旋軌道或同心軌道以預定的軌道中心為中心而形成； 從預定光源發(fā)射光束，并將所述光束經(jīng)由預定的物鏡照射到所述光盤上； 由預定的光接收部分接收由形成在所述光盤上的軌道反射的反射光束，并生成光接收信號；基于所述光接收信號生成第一循軌誤差信號，所述第一循軌誤差信號表示所述軌道和 所述光束的焦點之間在橫穿所述軌道的循軌方向上的距離；由預定的偏心狀態(tài)獲取部分獲取所述軌道中心相對于所述光盤的旋轉(zhuǎn)中心的偏心狀態(tài)；由預定的校正部分通過基于所述偏心狀態(tài)校正所述第一循軌誤差信號而生成經(jīng)校正 的循軌誤差信號，所述經(jīng)校正的循軌誤差信號表示相對于以所述光盤的旋轉(zhuǎn)中心為中心的 軌道的距離；以及基于所述經(jīng)校正的循軌誤差信號，由預定的鏡頭驅(qū)動部分沿所述循軌方向驅(qū)動所述物
全文摘要
本發(fā)明涉及光盤設備和循軌控制方法，該光盤設備包括旋轉(zhuǎn)部分，用于以光盤的旋轉(zhuǎn)中心為中心而旋轉(zhuǎn)光盤，光盤包括螺旋軌道和同心軌道中的一者，螺旋軌道或同心軌道以預定的軌道中心為中心而形成；光源，用于發(fā)射光束；物鏡，用于收集光盤上的光束；鏡頭驅(qū)動部分，用于沿循軌方向驅(qū)動物鏡；光接收部分，用于接收反射光束，并生成光接收信號；循軌誤差信號生成部分，用于基于光接收信號生成第一循軌誤差信號；偏心狀態(tài)獲取部分，用于獲取軌道中心的偏心狀態(tài)；校正部分，用于生成經(jīng)校正的循軌誤差信號；以及驅(qū)動控制部分，用于基于經(jīng)校正的循軌誤差信號，由鏡頭驅(qū)動部分沿循軌方向驅(qū)動物鏡。
文檔編號G02B27/10GK101950571SQ20101022184
公開日2011年1月19日 申請日期2010年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月10日
發(fā)明者齊藤公博 申請人:索尼公司