能够使用双波长激光二极管的光学再现设备

摘要

本发明公开了一种光学再现设备，其具有使用了双波长激光二极管的光检测器。根据本发明，由于用于分别检测DVD和CD的激光束的16分光学二极管的出现，能够通过应用双波长激光二极管来实现光学拾波器。此外，根据光盘的种类使用不同的方法来检测聚焦误差信号和轨道误差信号，从而使得多盘再现成为可能。

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学再现设备。更具体地说，本发明涉及一种光学再现设备，这种设备通过使用根据光盘类型而预先设置的方法检测双波长激光二极管扫描的激光束，将其转换为电信号，并产生聚焦误差信号和轨道误差信号。

背景技术

一般来说，光学再现设备将记录在光盘上的数据再现成用户可以识别的信号。光盘可以分为压缩光盘(CD)和数字视频光盘(DVD)，其中DVD包括DVD±R、DVD±RW、DVD-ROM和DVD-RAM。于是，最近，光学再现设备被提供了与不同类型的光盘相兼容地再现数据的功能。

光学再现设备包括用于在光盘表面上扫描激光束并读取数据的光学拾波器(pickup)。为完成这种功能，光学拾波器包括多种光学元件，例如用于扫描激光束的激光二极管、衍射光栅、光束分离器(splitter)、用于形成光路的多个透镜和用于检测光信号的光学传感器。光学传感器检测到的光信号被用于聚焦伺服系统(servo)和循轨伺服系统。

光学拾波器根据光盘的类型建议不同的方法以用于检测光信号。然而，由于传统的光学拾波器是按照适合用于DVD±R、DVD±RW和DVD-ROM的记录格式的方法来执行聚焦伺服系统和循轨伺服系统的，因此，当光学再现设备能够兼容使用CD和DVD时，光盘可能不能正确地从DVD-RAM中检测到用于聚焦伺服系统和循轨伺服系统的光信号。

同样的，当光学再现设备提供CD和DVD之间的兼容性时，光学拾波器根据光盘是CD还是DVD来扫描具有不同波长的激光光束。于是，光学拾波器分别包含专门用于CD的激光二极管和专门用于DVD的激光二极管，因此，CD光学系统和DVD光学系统被分别提供。相应的，传统光学拾波器中的光学元件的数量增加了，从而使得光学系统的结构也变复杂了。

因此，当光学再现设备提供CD和DVD之间的兼容性时，传统光学拾波器的生产率由于复杂的装配而下降了。同时，由于光学元件的增加使得加工产出(process-yield)下降，制造成本增加，并且，有可能不能正确地从DVD-RAM中检测到用于聚焦伺服系统和循轨伺服系统的光信号。

发明内容

因此，本发明的一个方面提供了一种光学再现设备，它能够实现简化的、最小化的和廉价的光学拾波器设备，该光学拾波器设备根据应用适当地检测从双波长激光二级管扫描出的激光光束。

为了实现本发明的上述方面，提供了一种使用16分光检测器，能够应用双波长激光二极管的光学再现设备。

这里，双波长激光二极管扫描用于数字视频光盘(DVD)的激光光束和用于压缩光盘(CD)的激光光束。光检测器从DVD或CD反射的激光光束产生聚焦误差信号和轨道误差信号。为此，光检测器包括用于检测从DVD反射的激光光束的12分检测器和用于检测从CD反射的激光光束的4分检测器。

如果将DVD-RAM放入到光学再现设备中，则光检测器根据差分像散检测方法产生聚焦误差信号，并根据差分推挽产生轨道误差信号。当DVD±R、DVD±RW和DVD-ROM中的一种被放入光学再现设备中时，光检测器根据像散检测方法产生聚焦误差信号，并根据差分相位检测方法产生轨道误差信号。当CD被放入光学再现设备中时，光检测器根据像散检测方法产生聚焦误差信号，并根据差分相位检测方法产生轨道误差信号。由此可以看出，即使使用双波长激光二极管，光学拾波器的光学系统也能够被简化。

附图说明

通过参考附图具体地描述本发明的示范实施例，本发明的上述方面和其它特征将变得更加明显，附图中：

图1示意性地示出了根据本发明实施例的光学再现设备；

图2示意性地示出了图1中的具有双波长激光二极管(LD)和衍射光栅的固定器(holder)；

图3说明了组成图1中光检测器的各个传感器的排列；

图4为一方框图，示意性地示出了连接到光检测器的信号生成部分；

图5A到5C是解释用于从DVD-RAM产生第一FE信号和第一TE信号的过程的示图；

图6A到6C是解释用于从DVD±R、DVD±RW和DVD-ROM产生2FE信号和2TE信号的过程的示图；并且

图7A到7C是解释用于从CD产生3FE信号和3TE信号的过程的示图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图具体描述本发明的实施例。

图1是示意性地示出根据本发明实施例的光学再现设备的示图。

参考图1，根据本发明实施例的光学再现设备10包含光学拾波器100、信号生成部分200和控制部分300。光学再现设备10再现记录在光盘100a上的数据。图1仅仅示出了与本发明相关的模块，而其它通用的功能块都被省略。

对于光学再现设备10，压缩光盘播放机(CDP)、数字视频光盘播放机(DVDP)和数字视频刻录机(DVDR)均可以被使用。光盘100a是用于记录数据的记录介质，它可以包含DVD类型和CD类型，其中，DVD类型例如DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW、DVD-ROM和DVD-RAM，CD类型例如CD-R、CD-RW和CD-ROM。然而，光盘100a并不仅限于上面的例子。

光学拾波器100以光学方式读取记录在光盘100a上的数据，并将读取的数据转换为电信号。为磁，光学拾波器100包括双波长激光二极管110、衍射光栅120、光束分离器130、聚光透镜140、物镜150和光检测器160。

双波长激光二极管(LD)110包括用于DVD的光源112(下文中称为‘DVD光源112’)和用于CD的光源114(下文中称为‘CD光源114’)，以用来扫描具有不同波长的光，所述DVD光源112和CD光源114被置于例如圆筒(canister)的外壳中。在图1中，从DVD光源112中扫描出的光的路径由链状线示出，从CD光源114中扫描出的光的路径由链状双点划线示出，而各个光的中央光束的路径由点状线示出。用来记录和读取关于光盘110a的特定信号的DVD光源112和CD光源114彼此相隔预定的距离d。

在光学再现设备100中放置特定光盘100a，并且确定光盘100a的类型之后，双波长LD 110扫描与光盘110a的类型相对应的光。例如，如果DVD类型的光盘被放入光学再现设备100中，则DVD光源112发射出波长大约为650nm的可见光线。当CD类型的光盘放入时，CD光源114射出波长大约为780nm的红外线。双波长LD 110根据下文中将说明的控制部分300的控制来扫描预定的光。

衍射光栅120被用来作为光束分离器，将从双波长LD 110扫描出的具有特定波长的激光光束分离成至少三束光束(3道光束(3-beam))。例如，通过衍射光栅120的具有特定波长的激光光束被分离成直线向前传送的0号光束和以一定衍射角度前进的±1号光束。在这里，0号光束为中央光束，而±1号光束分别为分离出的光中的第一和第二外围光。全息元件(hologram element)可以取代衍射光栅120。

如图2所示，根据本发明的实施例，双波长LD 110和衍射光栅120被粘合(bond)在固定器105的特定位置。在制造光学拾波器100时，双波长LD 110和衍射光栅120通过粘合来装配，同时固定器105调整光学拾波器100在底座中的位置。固定器105的位置通过考虑被衍射光栅120分离的3道光束将要聚焦的位置和3道光束的相位来确定。

更明确地说，根据光盘100a的类型，固定器105被放置在使得衍射光栅120分离的3道光束聚焦到光盘100a的表面上的第一位置。通过在光轴的前进方向上移动固定器105的同时调整光轴的偏移，从而确定该第一位置。

并且，根据光盘100a的类型，固定器105被放置在第二位置，该第二位置是使得分离的3道光束以预定的相位差入射到光检测器160的位置。例如，如果光盘100a是DVD类型，则放置固定器105以使得由衍射光栅120分离出的0号光束和±1号光束分别入射到下文中将说明的第一中央传感器162a，以及第一和第二外围传感器162b和162c。相反地，如果光盘100a是CD类型，则将固定器105放置于第二位置，以使得0号光束入射到CD传感器164。

由于DVD类型和CD类型的轨道间隔(track pitch)的差异，使得对在DVD类型光盘和CD类型光盘中形成的特定光点的相位调整很困难，因此，当使用CD类型的光盘100a时，仅仅考虑0号光束来产生FE信号和TE信号。换句话说，可以根据光盘100a的轨道间隔，采用适当的方法来检测FE信号和TE信号。相对于光轴前进方向将固定器105旋转预定的角度来调整分离的光的相位，通过这样可以确定第二位置。特别地，DVD类型中DVD-RAM的轨道间隔大约为1.48μm，而其它DVD类型的轨道间隔大约为0.74μm。CD类型的轨道间隔大约为1.6μm。

再次参考图1，光束分离器130使得被衍射光栅120分离的3道光束扫描到光盘100a上，并且使被光盘100a反射的3道光束入射到下文中将说明的光检测器160。

聚光透镜140是一种准直仪(collimator)透镜，它将被光束分离器130以预定角度衍射的激光光束转换为平行光，并输出该平行光。

物镜150将从聚光透镜140输出的激光光束聚焦到光盘100a上。同时，物镜150通过使用传动器(actuator)(未示出)来执行聚焦伺服系统和循轨伺服系统。

从光盘100a的表面反射的激光光束再次穿过物镜150、聚光透镜140和光束分离器130，并入射到光检测器160的预定位置。光检测器160起到检测从光盘100a反射的光并将其转换成电信号的光学二极管集成电路(IC)的作用。

根据本发明的实施例，光检测器160被如下配置。

参考图3，光检测器160是16分(16-split)检测器，包括作为第一检测器的DVD传感器162和作为第二检测器的CD传感器164。DVD传感器162和CD传感器164的中心分别间隔预定的距离d’。距离d’通过考虑DVD光源112和CD光源114之间的距离d，以及光学元件的特性，例如光束分离器130的厚度、位置和角度、光盘110a的轨道间隔和3道光束的相位来计算。例如，距离d’可以和光束分离器130的厚度成比例。

DVD传感器162接收并检测从DVD类型的光盘100a反射的激光光束。更具体地说，当光盘100a为DVD-RAM时，DVD传感器162按照差分像散检测(differential astigmatism detection，DAD)法来检测第一FE信号，并按照差分推挽(differential push-pull，DPP)法来检测第一TE信号。

如果光盘100a是DVD±R、DVD±RW和DVD-ROM中的一种，则DVD传感器162按照像散检测法来检测第二FE信号，并按照差分相位检测(DPD)法来检测第二TE信号。

为此，DVD传感器162包括被分为四个区域A、B、C和D的第一中央传感器162a，被分为四个区域E、F、G和H的第一外围传感器162b和被分为四个区域I、J、K和L的第二外围传感器162c。被衍射光栅120分离的三道光束中的0号光束入射到第一中央传感器162a，+1号光束入射到第一外围传感器162b，而-1号光束入射到第二外围传感器162c。

同时，CD传感器164接收并检测从CD类型的光盘100a反射的激光光束，以产生第三FE信号和第三TE信号。更具体地说，当CD类型的光盘100a被使用时，CD传感器164按照像散检测法检测第三FE信号，并按照DPD方法来检测第三TE信号。为此，CD传感器164被分为四个区域M、N、O和P。被衍射光栅120分离的三道光束中仅有0号光束入射到CD传感器164。

由上文所述，三道光束入射的光检测器160的传感器根据光盘100a的类型而不同，同时，这是通过调整固定器105的位置来确定的。

下文中，为了叙述方便，从各个区域检测到的信号将由与其被检测到的区域相同的符号来表示。

DVD传感器162检测到的信号A到L被用来产生第一FE信号和第一TE信号，或者第二FE信号和第二TE信号。CD传感器164检测到的信号被用来产生第三FE信号和第三TE信号。

由于光盘100a的不同类型导致的记录格式、凹点(pit)深度和轨道间隔的不同，信号生成部分200采用根据光盘100a的类型而预设的不同的方法，从光检测器160转换出的电信号中产生FE信号和TE信号。例如，根据DVD-RAM的记录格式，数据被记录在光盘100a的平台(land)和凹槽区域两者，而根据DVD±R、DVD±RW或DVD-ROM的记录格式，数据仅仅被记录在平台区域。

图4是示意性地示出连接到图1的光检测器的信号生成部分200的方框图。

参考图4，信号生成部分200包括第一生成部分210、第二生成部分220、第三生成部分230和开关部分240。

第一生成部分210包括第一FE生成部分212和第一TE生成部分214，其中，第一FE生成部分212用于相对于由DVD传感器162转换出的电信号使用DAD方法计算第一FE信号，第一TE生成部分用于使用DPP方法来计算第一TE信号。这里，当光盘100a是DVD-RAM时，凹点深度和轨道间隔比DVD中的其它类型(DVD±R、DVD±RW和DVD-ROM)地凹点深度和轨道间隔大。因此，在产生第一FE信号时，串扰(crosstalk)发生得更多。为了防止这种情况，使用DAD方法来产生第一FE信号，以便能够通过将从光盘100a反射的0号光束和±1号光束的相位反转180°并将反转后的0号光束和±1号光束彼此相加来去除串扰。

第二生成部分220包括第二FE生成部分222和第二TE生成部分224，其中，第二FE生成部分222用于相对于DVD传感器164转换出的电信号使用像散检测方法来计算第二FE信号，而第二TE生成部分224用于使用DPD方法来计算第二TE信号。如果光盘100a是DVD±R、DVD±RW和DVD-ROM中的一种，则从光盘100a反射的激光光束具有预定的像散检测。因此，第二FE信号通过像散检测来产生。

第三生成部分230包括第三FE生成部分232和第三TE生成部分234，其中，第三FE生成部分232用于相对于由CD传感器162转换的电信号使用像散检测方法计算第三FE信号，而第三TE生成部分234用于通过使用DPD方法来计算第三TE信号。当使用CD类型的光盘100a时应用DPD方法产生TE信号的原因如下。衍射光栅120产生的衍射角度随着各个激光光束的波长而发生变化，而DVD和CD的轨道间隔各自不同，即，DVD的轨道间隔为0.74μm，而CD的轨道间隔为1.6μm。因此，使用3道光束方法很难调整与不同衍射角相对应的激光光束的相位。换句话说，为了克服由于取决于光盘100a是DVD还是CD的激光光束相位差而产生的困难，使用DPD方法来产生TE信号。

开关部分240，被控制部分300所控制，切换第一生成部分210和第二生成部分220中的一个。

控制部分300根据光盘100a的类型来控制开关部分240。例如，如果DVD-RAM被用作光盘100a，则控制部分300控制开关部分240切换到第一生成部分210，以便输出第一FE信号和第一TE信号。如果DVD±R、DVD±RW和DVD-ROM中的一个被用作光盘100a，则控制部分300控制开关部分240切换到第二生成部分220，以便输出第二FE和第二TE信号。

在下文中，将参考光检测器160和信号生成部分200之间的连接，更详细地说明用于产生FE信号和TE信号的方法。

图5A是示出DVD传感器和第一FE生成部分的电路图，用于解释用来从DVD-RAM产生第一FE信号的方法。

参考图5A，第一FE生成部分212根据DAD方法产生第一FE信号。当DVD-RAM被用作光盘100a时，产生的第一FE信号被用于光学拾波器100的聚焦伺服系统。

因此，第一FE生成部分212包括第一和第二加法器212a和212b、第一减法器212c、第三和第四加法器212d和212e、第二减法器212f、第五和第六加法器212g和212h、第三减法器212i、第七加法器212j、乘法器212k和第八减法器212l。

在0号光束的信号A到D中，第一加法器212a将信号A和C相加，第二加法器212b将信号B和D相加。第一减法器212c计算(A+C)-(B+D)，从而产生主FE((A+C)-(B+D))信号。

在+1号光束的信号中，第三加法器212d将信号E和G相加，第四加法器212e将信号F和H相加。第二减法器212f计算(E+G)-(F+H)。

在-1号光束的信号中，第五加法器212g将信号I和K相加，第六加法器212h将信号J和L相加。第三减法器212i计算(I+K)-(J+L)。

第七加法器212j将{(E+G)-(F+H)}和{(I+K)-(J+L)}相加。

乘法器212k将从第七加法器212j输出的信号与预定的乘数‘α’相乘，以产生从(sub)FE信号(α{(E+G)-(F+H)+(I+K)-(J+L)})。乘数‘α’是施加到从FE信号的增益，用来根据DPA方法检测最佳第一FE信号。‘α’是与0号光束和±1号光束的辐射强度相对应的增益，它以特定查找表格(未示出)的形式被设置。

第八加法器2121将主FE信号和从FE信号相加，从而产生总FE信号，也就是第一FE信号。这样，就通过DAD方法产生了DVD-RAM的第一FE信号。更具体的说，第一FE生成部分212使用DAD方法将0号光束和±1号光束的相位反转180°，从而通过将从0号光束和±1号光束检测到的主FE信号和从FE信号相加来消除剩余的串扰。换句话说，由于入射到DVD传感器162的0号光束和±1号光束之间的相位差为180°，因此如图5B所示，从第一FE计算部分212产生的主和从FE信号的剩余串扰被消除了。

图5C是示出DVD传感器和第一TE生成部分的电路图，解释了用来从DVD-RAM检测第一TE信号的方法。

参考图5C，第一TE生成部分214按照DPD方法产生第一TE信号。当光盘100a是DVD-RAM时，产生的第一TE信号被用于光学拾波器100的循轨伺服系统。

为此，第一TE生成部分214包括第一和第二加法器214a和214b、第一减法器214c、第三和第四加法器214d和214e、第二减法器214f、第五和第六加法器214g和214h、第三减法器214i、第七加法器214j、乘法器212k和第四减法器214l。

在0号光束的信号中，第一加法器212a将信号B和C相加，第二加法器214b将信号A和D相加。第一减法器214c计算(A+D)-(B+C)。

在+1号光束的信号中，第三加法器214d将信号F和G相加，第四加法器214e将信号E和H相加。第二减法器214f计算(E+H)-(F+G)。

在-1号光束的信号中，第五加法器214g将信号J和K相加，第六加法器214h将信号I和L相加。第三减法器214i计算(I+L)-(J+K)。

因为{(E+G)-(F+H)}和{(I+K)-(J+L)}具有相同的相位差，因此第七加法器214j将{(E+H)-(F+G)}和{(I+L)-(J+K)}相加。

乘法器214k将从第七加法器214j输出的信号乘以预定的乘数‘β’，从而产生β[{(E+H)-(F+G)+(I+L)-(J+K)}]。乘数‘β’是增益，施加该增益以通过DPD方法检测最佳第一TE信号。

第四减法器2141从第一减法器214c的输出信号中减去乘法器214k输出的信号，从而产生‘{(A+D)-(B+C)}-β[{(E+H)-(F+G)}+{(I+L)-(J+K)}]，也就是第一TE信号。这样，通过DPD方法产生了DVD-RAM的第一TE信号，并且因此，由于物镜150移动而产生的DC偏移(offset)能够被最小化。

图6A是示出DVD传感器和第二FE生成部分的电路图，用来解释用于在图1中光盘100a为DVD±R、DVD±RW和DVD-ROM中的一种时检测第二FE信号的方法。

参考图6A，第二FE生成部分222通过像散检测方法产生第二FE信号。产生的第二FE信号被用于光学拾波器100的聚焦伺服系统。因此，第二FE生成部分222包括第一和第二加法器222a和222b，以及第一减法器222c。

在0号光束的信号中，第一加法器222a将信号A和C相加。第二加法器222b将信号B和D相加。第一减法器222c计算(A+C)-(B+D)，从而产生第二FE信号((A+C)-(B+D))。

图6B是示出DVD传感器和第二TE生成部分的电路图，用来解释用于在图1中的光盘100a为DVD±R、DVD±RW和DVD-ROM中的一种时检测第二TE信号的方法。

参考图6B，第二TE生成部分224根据DPD方法来产生第二TE信号。产生的第二TE信号被用于光学拾波器100的循轨伺服系统。为此，第二TE生成部分224包括第一和第二加法器224a和224b，以及第一减法器224c。

在0号光束的信号中，第一加法器224a将信号B和C相加，第二加法器224b将信号A和D相加。第一减法器224c计算(A+D)-(B+C)，由此产生第二TE((A+D)-(B+C))信号。

图7A是示出CD传感器和第三TE生成部分的电路图，用来解释用于在图1中光盘100a为CD时检测第三FE信号和第三TE信号的方法。

参考图7A，第三生成部分232按照像散检测方法产生第三FE信号。产生的第三FE信号被用于光学拾波器100的聚焦伺服系统。为此，第三FE生成部分332包括第一和第二加法器232a和232b，以及第一减法器232c。

在CD传感器164检测到的0号光束的信号中，第一加法器将信号M和O相加，第二加法器232b将信号N和P相加。第一减法器232c计算(M+O)-(N+P)，由此产生第三FE((M+O)-(N+P))信号。

图7B是CD传感器和第三TE生成部分的电路图，用来解释用于在图1中光盘100a为CD时检测第三TE信号的方法。

参考图7B，第三TE生成部分232按照DPD方法产生第三TE信号。产生的第三TE信号被用于光学拾波器100的循轨伺服系统。因此，第三TE生成部分234包括第一和第二加法器234a和234b，以及第一减法器234c。

在CD传感器164检测到的0号光束的信号中，第一加法器234a将信号N和O相加，第二加法器234b将信号M和P相加。第一减法器234c计算(M+P)-(N+O)，由此产生第三TE((M+P)-(N+O))信号。

根据光盘100a的类型来产生FE信号和TE信号的方法能够用下面的[表1]表示。

  光盘类型  FE信号  TE信号  方法  信号  方法  信号  DVD-RAM  DAD  方法  {(A+C)-(B+D)}+  α[{(E+G)-(F+H)}  +{(I+K)-(J+L)}]  DPP  方法  {(A+D)-(B+C)}-  β[{(E+H)-(F+G)}  +{(I+L)-(J+K)}]  DVD±R  DVD±RW  DVD-ROM  像散  检测  方法  (A+C)-(B+D)  DPD  方法  (A+D)-(B+C)  CD  像散  检测  方法  (M+O)-(N+P)  DPD  方法  (M+P)-(N+O)

参考[表1]，当双波长LD 110被使用时，在再现记录在光盘100a上的数据时，使用根据光盘100a的类型设置的方法来计算FE和TE信号。因此，当光盘100a为DVD类型时，产生RF信号(A+B+C+D)，当光盘100a为CD类型时，产生RF信号(M+N+O+P)。

同时，处理DPD方法，由第三计算部分168计算的第三TE信号也可以通过3道光束法获得。通过调整衍射角度以使得3道光束形成在DVD和CD的轨道间隔的最小公倍数轨道上来使用3道光束方法。这是因为DVD和CD的轨道间隔是不同的。

下文中，根据光盘100a的类型，将考虑图1中光检测器160和信号生成部分200的关系说明用于产生FE信号和TE信号的方法。

同时，通过将根据本发明实施例的光检测器160应用到发射双波长激光束的光学拾波器100，能够使用如图1所示的简单的光学系统来检测适合光盘100a的类型的FE信号和TE信号。

如上所述，通过使用根据本发明实施例的光学再现设备，聚焦误差信号由DAD方法和像散检测方法之一产生，同时轨道误差信号由DPP方法和DPD方法之一产生。因此，无论光盘的轨道间隔或凹点深度，循轨伺服系统和聚焦伺服系统都可以被实现。特别地，当使用CD时，通过使用DPD方法能够省略调整相位的过程。此外，由于用于验证相位的装置变得不必要，因而提高了生产率并使生产成本最小化。

尽管参照本发明的特定实施例对本发明进行了上述图示和描述，但本领域技术人员应当理解，在不脱离由所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行形式和细节上的各种修改。

工业应用

本发明可以应用为检测从双波长激光二极管扫描出的激光光束，使用根据光盘类型预设的方法将激光光束转换为电信号并产生聚焦误差信号和轨道误差信号的光学再现设备。