專利名稱：差分相位檢測裝置和使用該裝置的跟蹤誤差信號檢測設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有改進的結構的差分相位檢測裝置(differential phasedetection device))和使用該裝置的跟蹤誤差信號檢測設備。
背景技術：
一般地說，如圖1和圖2所示，使用差分相位檢測(DPD)的跟蹤誤差信號檢測設備包括四部分光檢測器10，用于接收由記錄介質反射的光，以及差分相位檢測裝置20和30，用于接收從四部分光檢測器10輸出的4個檢測信號a、b、c、d，產生多個相位差信號，并對多個相位差信號進行運算，以便檢測跟蹤誤差信號TES′和TES″。
四部分光檢測器10沿著相應于記錄介質的徑向的方向(R′方向)被分成兩部分，沿著相應于記錄介質的切線方向的方向(T′方向)被分成兩部分。四部分光檢測器10的第一到第四部分片(division plate)A、B、C、D按照反時針排列，并分別產生第一到第四檢測信號a、b、c、d。
參見圖1，作為常規(guī)的差分相位檢測裝置20的一個例子包括4個電容器21，4個均衡器22，4個限幅器23，4個移相器24，兩個相位差檢測器25和27，以及矩陣電路29。電容器21對第一到第四各個檢測信號a、b、c、d實行交流耦合，借以除去直流分量。每個均衡器22放大該通過電容器21輸入的信號的高頻分量。每個限幅器23將由均衡器22放大的信號數字化。每個移相器24將數字信號移相，從而控制最終輸出的偏移或均衡。相位差檢測器25檢測從相應的兩個移相器24輸入的第一和第二檢測信號a、b的數字化信號之間的相位差，并輸出第一和第二相位差信號p1、p2。另一個相位差檢測器27檢測從相應的兩個移相器24輸入的第三和第四檢測信號c、d的數字化信號之間的相位差，并輸出第三和第四相位差信號p3、p4。矩陣電路接收第一到第四相位差信號p1、p2、p3、p4，并對它們進行處理，借以輸出跟蹤誤差信號TES′。跟蹤誤差信號TES′是一個在第一和第三相位差信號p1，p3的和p1+p3及第二與第四相位差信號p2，p4的和p2+p4之間的差分信號。
因為常規(guī)的差分相位檢測裝置20包括用于檢測相位差信號的兩個相位差檢測器25和27，所以差分相位檢測裝置20的總的體積大，并且其輸出信號可能由于兩個相位差檢測器25和27的增益特性之間的差而變劣。
參見圖2，作為另一個例子，示出了差分相位檢測裝置30，其結構克服了圖1所示的差分相位檢測裝置20的問題。差分相位檢測裝置30包括4個電容器31，4個延遲單元32，兩個均衡器33a、33b，兩個限幅器34a、34b，兩個移相器35a、35b，相位差檢測器37以及矩陣電路39。在圖1和圖2中，相同的標號表示具有相同功能的相同的元件。
電容器31對從四部分光檢測器10接收的第一到第四檢測信號a，b，c，d實行交流耦合，借以除去直流分量。
延遲單元32將從各個電容器31接收的信號進行時間延遲。提供延遲單元32用于補償最后輸出即跟蹤誤差信號TES″的偏移，所述偏移是當光學拾取器的物鏡發(fā)生移動時，或者當在光盤上記錄的坑的深度偏離規(guī)定的值時發(fā)生的。延遲單元32將從前面的第一和第二分片A、B沿T′方向輸出的第一和第二檢測信號a、b，或者從后面的第三和第四分片C、D輸出的第三和第四檢測信號c，d相對地延遲。延遲單元32適當地延遲第一檢測信號a和/或第三檢測信號c，使得施加于第一檢測信號a的延遲值相對于第三檢測信號c是正的或者是負的。類似地，延遲單元32適當地延遲第二檢測信號b和/或第四檢測信號d，使得施加于第二檢測信號b的延遲值相對于第四檢測信號d是正的或者是負的。
從延遲單元32輸出的第一和第三檢測信號a和c由均衡器33a相加并均衡。從延遲單元32輸出的第二和第四檢測信號b和d由均衡器33b相加并均衡。限幅器34a、34b分別數字化來自均衡器33a、33b的放大的和信號。移相器35a、35b移動各個數字化的和信號的相位，以便控制最后的輸出的偏移或均衡。相位差檢測器37檢測從各個移相器35a、35b接收的和信號之間的相位差，并輸出兩個相位差信號p5、p6。矩陣電路39對從相位差檢測器37接收的兩個相位差信號p5、p6進行差分運算，從而輸出跟蹤誤差信號TES″。
因為圖2的差分相位檢測裝置30包括一個相位差檢測器37，所以不會發(fā)生在圖1的裝置中發(fā)生的在兩個相位差檢測器25和27之間的增益誤差問題。
然而，為了實現利用一個相位差檢測器37的結構，圖2的差分相位檢測裝置30使用4個延遲單元32，用于補償第一和第三檢測信號a，c以及第二和第四信號b，d之間的相位差。因而，由于延遲器32部分的大的體積，差分相位檢測裝置30的總的體積大，并且操作延遲器32需要大量的功率。此外，因為延遲單元32的延遲值和再現信號的頻率有關，需要一個用于選擇對于適合于再現光盤上的數據的倍速的延遲值的裝置。因而，圖2的差分相位檢測裝置30比圖1的差分相位檢測裝置20的體積大，并消耗大量的功率。
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種具有改進的結構的差分相位檢測裝置，其中使用一個相位差檢測器而不使用延遲單元，并提供一種使用所述差分相位檢測裝置的跟蹤誤差信號檢測設備。
因而，為了實現本發(fā)明的上述目的，提供一種差分相位檢測裝置，用于檢測從第一到第四信號的差分相位。所述差分相位檢測裝置包括限幅器，用于對第一到第四信號相對于參考電平進行限幅和數字化；第一合成器，用于合成第一和第三信號，從而產生并輸出第一合成信號；第二合成器，用于合成第二信號和第四信號，從而產生并輸出第二合成信號；相位差檢測器，用于比較第一合成信號的相位和第二合成信號的相位，從而產生并輸出第一相位差信號和第二相位差信號；以及矩陣電路，用于對從相位差檢測器接收的第一和第二相位差信號進行減法運算，從而輸出差分相位信號。
其中，第一和第二合成器對第一和第三信號以及第二和第四信號分別進行時間平均、“與”運算或“或”運算，從而產生第一和第二合成信號。
最好，所述差分相位檢測裝置還包括交流耦合器，用于除去第一到第四信號中的直流分量；和/或均衡器，用于放大第一到第四信號，所述交流耦合器和/或均衡器被提供在所述限幅器之前。
最好，所述差分相位檢測裝置還包括移相器，用于移動在限幅器和第一、第二合成器之間或者在第一、第二合成器和相位差檢測器之間輸入信號的相位。
本發(fā)明還提供一種跟蹤誤差信號檢測設備，其包括光檢測器，用于接收從記錄介質反射的光；以及差分相位檢測裝置，用于檢測光檢測器輸出的檢測信號中的跟蹤誤差信號，所述光檢測器包括第一到第四分片，它們沿著相應于記錄介質的徑向和切向被反時針或順時針地設置，所述第一到第四分片接收光，并分別輸出第一到第四檢測信號，所述差分相位檢測裝置包括限幅器，用于對第一到第四信號相對于參考電平進行限幅和數字化；第一合成器，用于合成從位于光檢測器的一個對角線方向上的第一和第三分片輸出并被數字化的第一和第三信號，從而產生并輸出第一合成信號；第二合成器，用于合成從位于光檢測器的另一個對角線方向上的第二和第四分片輸出并被數字化的的第二信號和第四信號，從而產生并輸出第二合成信號；相位差檢測器，用于比較第一合成信號的相位和第二合成信號的相位，從而產生并輸出第一相位差信號和第二相位差信號；以及矩陣電路，用于對從相位差檢測器接收的第一和第二相位差信號進行減法運算，從而輸出跟蹤誤差信號。
通過參照附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例，可以使本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點變得更清楚，其中；圖1是使用一個常規(guī)的差分相位檢測裝置的跟蹤誤差信號檢測設備的示意的方塊圖；圖2是使用另一個常規(guī)的差分相位檢測裝置的跟蹤誤差信號檢測設備的示意的方塊圖；圖3是使用按照本發(fā)明的一個實施例的差分相位檢測裝置的跟蹤誤差信號檢測設備的示意的方塊圖；圖4是用于說明在圖3所示的差分相位檢測裝置的每個合成器中由時間平均、“與”運算、“或”運算進行的信號合成的原理的曲線；圖5是使用按照本發(fā)明的另一個實施例的差分相位檢測裝置的跟蹤誤差信號檢測設備的示意的方塊圖；圖6A和圖6B是分別說明由圖2的常規(guī)的差分相位檢測裝置對于DVD-ROM盤和DVD-RW盤檢測的跟蹤誤差信號的曲線；圖7A和7B是分別說明當差分相位檢測裝置的第一和第二合成器由與門實現時，由按照本發(fā)明的差分相位檢測裝置對于DVD-ROM盤和DVD-RW盤檢測的跟蹤誤差信號的曲線；圖8A和圖8B是分別說明當差分相位檢測裝置的第一和第二合成器由或門實現時，由按照本發(fā)明的差分相位檢測裝置對于DVD-ROM盤和DVD-RW盤檢測的跟蹤誤差信號的曲線；以及圖9到圖16是說明在跟蹤(on-track)狀態(tài)下，由按照本發(fā)明的跟蹤誤差信號檢測設備檢測的跟蹤誤差信號的偏移的曲線，它們是分別相對于徑向傾斜、切向傾斜、散焦、偏軌、物鏡移動、光盤厚度的變化、在光盤上記錄的坑的深度的變化、和物鏡移動加上在光盤上記錄的坑的深度的變化的曲線。
實施方式圖3是說明使用按照本發(fā)明的差分相位檢測裝置的跟蹤誤差信號檢測設備的實施例的示意地方塊圖。參見圖3，跟蹤誤差信號檢測設備包括光檢測器50，用于接收從記錄介質反射的光，以及差分相位檢測裝置70，用于檢測光檢測器50輸出的檢測信號a、b、c、d的差分相位。
所述光檢測器50包括第一到第四分片A、B、C、D，它們沿著R′和T′的反時針(或順時針)方向設置。所述第一和第三分片A和C位于一個對角線上，第二和第四分片B和D位于另一個對角線上。從第一到第四分片A、B、C、D輸出的第一到第四檢測信號a、b、c、d分別輸入到差分相位檢測裝置70。
所述差分相位檢測裝置70可以包括具有4個限幅器的限幅單元75、第一和第二合成器77和79、相位差檢測器85和矩陣電路87。差分相位檢測裝置70還可以包括位于限幅單元75的前面的交流耦合單元71和/或均衡器單元73。
交流耦合單元71包括一些電容器，用于對第一到第四檢測信號a、b、c、d實行交流耦合，從而除去直流分量。第一到第四檢測信號a、b、c、d在通過交流耦合單元71之后，只具有高頻分量。均衡器單元73放大來自交流耦合單元71的第一到第四檢測信號a、b、c、d的高頻分量。限幅器單元75相對于預定的參考電平將來自均衡器單元73的第一到第四檢測信號a、b、c、d限幅并數字化，借以產生第一到第四數字化的信號d1、d2、d3、d4。
第一和第二合成器77和79是邏輯矩陣，并且包括用于時間平均輸入信號的單元，“與”門或“或”門。第一合成器77對來自限幅器75的第一和第三數字化信號d1和d3進行時間平均，“與”運算或“或”運算，借以產生第一合成信號sa。和第一合成器77相似，第二合成器79對來自限幅器7 5的第二和第四數字化信號d2和d4進行時間平均，“與”運算或“或”運算，借以產生第二合成信號sb。
如圖4所示，當第一合成器對第一和第三數字化信號d1、d3進行時間平均時，產生第一合成信號saAVERAGE。當第一合成器77對第一和第三數字化信號d1、d3進行”與”運算時，產生第一合成信號saAND。當第一合成器77對第一和第三數字化信號d1、d3進行”或”運算時，產生第一合成信號saOR。第二合成器79也和第一合成器77相似，通過合成第二和第四數字化信號d2、d4產生第二合成信號sb。因為由第一和第二合成器77和79分別產生的第一和第二合成信號sa，sb根據合成方法有少許變化，第一和第二合成器77和79最好這樣提供，即它們可使用相同的合成方法產生第一和第二合成信號sa，sb。
相位差檢測器85檢測從第一和第二合成器77和79輸出的第一和第二合成信號sa，sb之間的相位差，從而輸出第一和第二相位差信號pa、pb。假定第一合成信號sa被輸入到相位差檢測器85的正輸入端，第二合成信號sb被輸入到相位差檢測器85的負輸入端。當被輸入到正輸入端的第一合成信號sa的相位超前第二合成信號sb的相位時，第一相位差信號pa相應于第一和第二合成信號sa、sb之間的相位差。當被輸入到負輸入端的第二合成信號sb的相位超前第一合成信號sa的相位時，第二相位差信號pb相應于第一和第二合成信號sa、sb之間的相位差。
當將差分相位檢測裝置70用于跟蹤誤差信號檢測設備中時，矩陣電路87對從相位差檢測器85輸出的第一和第二相位差信號pa、pb進行差分運算和積分。對第一和第二相位差信號pa、pb進行差分運算和積分的結果信號是跟蹤誤差信號TES。差分相位檢測裝置70的矩陣電路87根據使用差分相位檢測裝置70的系統(tǒng)進行適當地修正。例如，當差分相位檢測裝置70由尋找方向檢測系統(tǒng)使用時，矩陣電路87具有對兩個輸入相位差信號pa，pb進行求和和積分的結構。
按照本發(fā)明的差分相位檢測裝置70最好包括移相器81，用于對輸入信號移相，以便控制最后輸出信號的偏移或均衡。可以這樣設置兩個移相器81，使得一個被設置在第一合成器77和相位差檢測器85的一個輸入端之間，而另一個被設置在第二合成器79和相位差檢測器85的另一個輸入端之間。此外，移相器81可以被設置在限幅單元75和第一、第二合成器77、79的輸入端之間，如圖5所示。當移相器81被設置在限幅單元75和第一、第二合成器77、79的輸入端之間時，如圖5所示，可以對第一到第四數字化信號d1、d2、d3、d4施加不同的時間延遲，使得可以更有效地控制最后輸出信號的偏移或均衡。
下面說明由使用按照本發(fā)明的差分相位檢測裝置70的跟蹤誤差信號檢測設備檢測的信號的特征。圖6A和圖6B是說明由圖2的常規(guī)的差分相位檢測裝置30對于DVD-ROM盤和DVD-RW盤檢測的跟蹤誤差信號TES″的曲線。圖7A和圖7B是說明由按照本發(fā)明的差分相位檢測裝置70對于DVD-ROM盤和DVD-RW盤檢測的跟蹤誤差信號TES″的曲線，其中所示是每個第一和第二合成器77、79作為與門實現時的情況。圖8A和圖8B是說明由按照本發(fā)明的差分相位檢測裝置70對于DVD-ROM盤和DVD-RW盤檢測的跟蹤誤差信號TES″的曲線，其中所示是每個第一和第二合成器77、79作為或門實現時的情況。
如圖6A，7A，和8A所示，對于DVD-ROM盤，按照本發(fā)明的差分相位檢測裝置70可以檢測的誤差信號不次于由使用延遲單元32的常規(guī)的差分相位檢測裝置檢測的誤差信號。如圖6B、7B和8B所示，對于DVD-RW盤，按照本發(fā)明的差分相位檢測裝置70可以檢測的誤差信號不次于由使用延遲單元32的常規(guī)的差分相位檢測裝置70檢測的誤差信號。此外，通過比較圖7A和8A以及圖7B和8B可見，當每個第一和第二合成器77、79作為與門實現時和作為或門實現時，檢測的跟蹤誤差信號基本相同。
圖9到圖15是說明由按照本發(fā)明的跟蹤誤差信號檢測設備在跟蹤狀態(tài)下分別相對于徑向傾斜、切向傾斜、散焦、偏軌、物鏡偏移、光盤厚度變化、在光盤上記錄的坑的深度的變化檢測的跟蹤誤差信號TES的偏移。其中的光盤是DVD-ROM。
如圖9到圖15所示，按照本發(fā)明的跟蹤誤差信號檢測設備可以檢測很少受徑向傾斜、切向傾斜、散焦、物鏡偏移、光盤厚度變化和坑的深度變化的影響而極易受偏軌的影響的跟蹤誤差信號。如圖9所示，由按照本發(fā)明的跟蹤誤差信號檢測設備檢測的跟蹤誤差信號TES受徑向傾斜的影響很小，這個影響可以被忽略，因為相對于徑向傾斜的偏移值處于系統(tǒng)的傾斜裕度的范圍內。
即使在光盤上記錄的坑的深度的變化和物鏡的偏移同時發(fā)生時，如圖16所示，由按照本發(fā)明的跟蹤誤差信號檢測設備檢測的跟蹤誤差信號也沒有偏移。圖16是說明在物鏡偏移200微米的狀態(tài)下，和坑的深度的變化有關的偏移的曲線。
由上述可見，按照本發(fā)明的差分相位檢測裝置70具有小得多的體積，而性能至少不低于常規(guī)的差分相位檢測裝置70。
已經說明，按照本發(fā)明的差分相位檢測裝置70接收由四部分光檢測器50輸出的4個檢測信號a、b、c、d，并對這些信號進行運算，并按照差分相位檢測方法輸出跟蹤誤差信號TES，但是，這只用于說明而已。換句話說，按照本發(fā)明的差分相位檢測裝置70可以適當地修改，從而被應用于不同的系統(tǒng)用于檢測差分相位。其中，光檢測器50的被分割的結構根據要被檢測的差分相位信號的種類(例如徑向傾斜、切向傾斜或散焦)而變化。
如上所述，按照本發(fā)明的差分相位檢測裝置包括一對合成器，用于合成兩個數字化信號，使得可以取消在常規(guī)情況下使用的延遲單元，而只使用一個相位差檢測器。因而，按照本發(fā)明的差分相位檢測裝置的體積小。此外，和常規(guī)的跟蹤誤差信號檢測設備相比，使用按照本發(fā)明的差分相位檢測裝置的跟蹤誤差信號檢測設備可以檢測相當小地受徑向傾斜、切向傾斜、散焦、光盤厚度變化、在光盤上記錄的坑的深度的變化和/或物鏡的偏移的影響的跟蹤誤差信號。
權利要求
1.一種差分相位檢測裝置，用于檢測從第一到第四信號的差分相位，其特征在于，所述差分相位檢測裝置包括限幅器，用于對第一到第四信號相對于參考電平進行限幅和數字化；第一合成器，用于合成第一信號和第三信號，從而產生并輸出第一合成信號；第二合成器，用于合成第二信號和第四信號，從而產生并輸出第二合成信號；相位差檢測器，用于比較第一合成信號的相位和第二合成信號的相位，從而產生并輸出第一相位差信號和第二相位差信號；以及矩陣電路，用于對從相位差檢測器接收的第一和第二相位差信號進行減法運算，從而輸出差分相位信號。
2.如權利要求1所述的差分相位檢測裝置，其中第一和第二合成器對第一和第三信號以及第二和第四信號分別進行時間平均、“與”運算或“或”運算，從而產生第一和第二合成信號。
3.如權利要求1或2所述的差分相位檢測裝置，還包括交流耦合器，用于除去第一到第四信號中的直流分量；和/或均衡器，用于放大第一到第四信號，所述交流耦合器和/或均衡器被提供在所述限幅器之前。
4.如權利要求3所述的差分相位檢測裝置，還包括移相器，用于移動在限幅器和第一、第二合成器之間或者在第一、第二合成器和相位差檢測器之間輸入信號的相位。
5.如權利要求1或2所述的差分相位檢測裝置，還包括移相器，用于移動在限幅器和第一、第二合成器之間或者在第一、第二合成器和相位差檢測器之間輸入信號的相位。
6.一種跟蹤誤差信號檢測設備，其包括光檢測器，用于接收從記錄介質反射的光；以及差分相位檢測裝置，用于檢測光檢測器輸出的檢測信號中的跟蹤誤差信號，其特征在于，所述光檢測器包括第一到第四分片，它們沿著相應于記錄介質的徑向和切向被反時針或順時針地設置，所述第一到第四分片接收光，并分別輸出第一到第四檢測信號，所述差分相位檢測裝置包括限幅器，用于對第一到第四信號相對于參考電平進行限幅和數字化；第一合成器，用于合成從位于光檢測器的一個對角線方向上的第一和第三分片輸出并被數字化的第一和第三信號，從而產生并輸出第一合成信號；第二合成器，用于合成從位于光檢測器的另一個對角線方向上的第二和第四分片輸出并被數字化的的第二信號和第四信號，從而產生并輸出第二合成信號；相位差檢測器，用于比較第一合成信號的相位和第二合成信號的相位，從而產生并輸出第一相位差信號和第二相位差信號；以及矩陣電路，用于對從相位差檢測器接收的第一和第二相位差信號進行減法運算，從而輸出跟蹤誤差信號。
7.如權利要求6所述的跟蹤誤差信號檢測設備，其中第一和第二合成器對第一和第三檢測信號以及第二和第四檢測信號分別進行時間平均、“與”運算或“或”運算，從而產生第一和第二合成信號。
8.如權利要求6或7所述的跟蹤誤差信號檢測設備，還包括交流耦合器，用于除去第一到第四檢測信號中的直流分量；和/或均衡器，用于放大第一到第四檢測信號，所述交流耦合器和/或均衡器被提供在所述限幅器之前。
9.如權利要求8所述的跟蹤誤差信號檢測設備，還包括移相器，用于移動在限幅器和第一、第二合成器之間或者在第一、第二合成器和相位差檢測器之間輸入信號的相位。
10.如權利要求6或7所述的跟蹤誤差信號檢測設備，還包括移相器，用于移動在限幅器和第一、第二合成器之間或者在第一、第二合成器和相位差檢測器之間輸入信號的相位。
全文摘要
一種差分相位檢測裝置和使用所述差分相位檢測裝置的跟蹤誤差信號檢測設備。所述檢測裝置包括:限幅器,對第一到第四信號相對于參考電平進行限幅和數字化;第一合成器,合成第一和第三信號,產生并輸出第一合成信號;第二合成器,合成第二信號和第四信號,產生并輸出第二合成信號;相位差檢測器,比較第一合成信號的相位和第二合成信號的相位,產生并輸出第一相位差信號和第二相位差信號;以及矩陣電路,對從相位差檢測器接收的第一和第二相位差信號進行減法運算,輸出差分相位信號。和常規(guī)檢測設備相比,該檢測設備可以檢測相當小地受徑向傾斜、切向傾斜、散焦、光盤厚度變化、在光盤上記錄的坑深度變化和/或物鏡偏移的影響的跟蹤誤差信號。
文檔編號G11B7/09GK1361523SQ0113712
公開日2002年7月31日 申請日期2001年10月23日 優(yōu)先權日2000年12月26日
發(fā)明者馬炳寅, 樸仁植, 徐仲彥, 高成魯, 鄭守烈, 楊蒼鎮(zhèn) 申請人:三星電子株式會社