CN100350473C - 光盘设备及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

在跟踪控制前,用相位差跟踪误差信号进行倾斜控制,该相位差跟踪误差信号,是对例如4象限光电检测器的输出进行信号处理获得的。根据相位差跟踪误差信号的中心值是“向正或向负偏置”的指示信息,确定需要校正的倾斜控制的倾斜方向。因此,当用该偏置的极性信息,观察相位差跟踪误差信号的振幅时,能使倾斜伺服瞄准最佳点。

Description

光盘设备及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种光盘设备及其控制方法,用于记录或再现由例如大容量图像视频数据(Hi-vision video data)表示的高密度信息。更具体说,本发明涉及按照安装在设备上的光盘的倾斜状态改进倾斜控制。而且,本发明还涉及一种在倾斜控制中检测倾斜误差的方法。
背景技术
近年来,随着使用短波长激光器的光盘记录密度的增加,要求对光头(和它的物镜)相对于装入盘驱动器的盘记录表面的倾斜从盘的内圆周到外圆周的整个表面作适当的补偿。作为倾斜补偿手段,倾斜控制(倾斜补偿)是熟知的。使用该倾斜控制连同对光头的聚焦控制及跟踪控制获得光盘的高密度记录和再现。
一种与倾斜控制有关的现有技术是在跟踪前实现倾斜补偿(倾斜调整)(参见专利文献1:日本专利申请公开第2003-217153号的图13)。在该专利文献1中,在倾斜补偿中使用推挽跟踪误差信号(参见该专利文献的图11)。在此情况中,对于与使用蓝色激光器的12cm光盘兼容的大容量图像记录尺寸,难以把倾斜量与透镜位移因素分离,从而事实上不能从推挽信号中检测倾斜量。
在倾斜控制中,必须知道“为增加再现信号(检测信号)振幅而需要校正的倾斜方向”。与这一点有关联的是,已知一种被称为爬山的方法,把倾斜角分为负的和正的两种,以便选择好的结果(参见专利文献2:日本专利申请公开第2000-311368号)。应当指出,该专利文献2是利用施加跟踪后获得的再现信号振幅(信息),这与专利文献1不同(参见该文献的图4)。
此外,在倾斜控制中,已知一种现有技术是根据DPD信号与推挽信号之差产生倾斜误差信号(参见专利文献3:日本专利申请公开第2001-307359号)。(注:DPD信号是位置误差信号,是把对角线相对的光电检测器信号相加,比较这样获得的两个信号之间的相位差,并确定该相位差信号为该DPD信号)。当根据DPD信号与推挽信号之差产生倾斜误差信号时,DPD信号与推挽信号两者都因倾斜影响而偏置。同时还受物镜的位移影响。在该专利文献3中,借助计算该两个信号之差,并假定DPD信号虽受倾斜影响但它的影响小的情况下,只有对该两个信号有不同影响的倾斜分量被检测,据此抵消透镜位移的影响。但是实际上,该两个信号必须同时被检测,而为实现这一点,电路的电路安排变得极其复杂。
针对高密度信息记录的光盘尺寸(例如,与用蓝色激光器的12cm光盘兼容的大容量记录),要检测倾斜量和进行满意的倾斜控制(倾斜补偿),是困难的。这个问题不限于单侧/单记录层型盘,而且在双侧/有较低反射率的多记录层型盘中,更为严重。
发明内容
本发明是考虑到上述情况下作出的,并把改进高记录密度光盘的倾斜控制作为本发明的目的。
在本发明的一个实施例中,倾斜控制(倾斜补偿)是当不施加跟踪控制时,用跟踪误差信号的中心值(作为例子,是对4象限光电检测器(4-split photodetectors)的输出,用信号处理获得的相位差跟踪误差信号的偏置值)进行的。
按照本发明的一个实施例,倾斜控制倾斜角的校正方向能够根据相位差跟踪误差信号的中心值“向正或向负偏置(offset)”的指示信息确定。因此,当用该偏置的极性信息观察相位差跟踪误差信号的振幅时,能使倾斜伺服对准倾斜补偿的最佳点。
对被装置(盘驱动器)识别的每一盘,可以用个别地获得的信息(即从跟踪误差信号抽取的信息,该信息随盘的安装状态和径向位置而变化)改变倾斜补偿的程序。因此,能够对每一个别的盘的安装状态,实现适当的倾斜补偿(倾斜控制)。
附图说明
图1是按照本发明一个实施例的光盘设备方框图,用于解释光盘的电路安排;
图2是解释用图,表明(当束斑在数据区的信息坑上跟踪时)由于光盘偏心检测到的相位差(differential phase)跟踪误差信号的例子;
图3是解释用图,表明光盘的径向倾斜(沿半径方向的倾斜)和相位差跟踪误差信号之间关系的例子;
图4是解释用图,表明光盘倾斜与相位差跟踪误差信号之间的相关的例子;
图5是解释用图,表明相位差跟踪误差信号的波形,与光盘倾斜量有关;
图6是解释用图,表明当束斑在轨道上时,由于4象限光电检测器产生的相位差检测到的相位差跟踪误差信号的例子;
图7是方框图,画出相位差跟踪误差信号检测电路的电路安排的例子;
图8画出图7所示检测电路检测的相位差跟踪误差信号的例子;
图9是方框图,画出相位差跟踪误差信号检测电路的另一个例子;
图10是解释用图,表明(当束斑跟踪的区不是数据区时)由于光盘偏心,检测到的相位差跟踪误差信号的另一个例子;
图11画出能够在本发明中使用的光盘(单侧/单层型)的例子;
图12画出能够在本发明中使用的光盘(单侧/双层型)的例子;
图13画出单侧/单层型只读光盘的记录区配置,以及物理的及逻辑的扇区号码之间的关系的例子;
图14画出单侧/双层型只读光盘的记录区配置,以及物理的及逻辑的扇区号码(平行分配)之间的关系的例子;
图15画出单侧/双层型只读光盘的记录区配置,以及物理的及逻辑的扇区号码(反向分配)之间的关系的例子;
图16画出单侧/单层型可重写光盘(有平台-凹槽结构)的记录区配置,以及物理的及逻辑的扇区号码之间的关系的例子;
图17画出单侧/双层型可重写光盘(有平台-凹槽结构)的记录区配置,以及物理的及逻辑的扇区号码(平行分配)之间的关系的例子;
图18是方框图,画出用于检测相位差跟踪误差信号的电路安排(倾斜信号检测器30和它的外围部件)的例子,该相位差跟踪误差信号包括由于光盘偏心的波形分量(图2等);
图19画出由于光盘偏心,检测到的相位差跟踪误差信号,与被图18的倾斜信号检测器30抽样的跟踪误差信号之间关系的例子;
图20是解释用图,表明由于光盘偏心,检测到的相位差跟踪误差信号(在轨道上越过时观察到的波形)的例子;
图21画出用于检测相位差跟踪误差信号的电路安排的另一个例子,该相位差跟踪误差信号包括由于光盘偏心的波形分量,以及用该电路安排检测的相位差跟踪误差信号的例子;
图22画出由于光盘偏心检测到的相位差跟踪误差信号,与用图21所示电路安排例子的精细定位机构驱动信号之间关系的例子;
图23是流程图,说明按照本发明实施例的光盘设备的伺服程序;
图24是流程图,说明按照本发明实施例的倾斜调整程序(存储调整值的例子,该调整值用于按盘径向位置施加倾斜伺服);
图25是流程图,说明按照本发明另一个实施例的倾斜调整程序(存储盘导入及导出区的倾斜伺服调整值的例子,以及把从存储的调整值计算的值,用于导入及导出区之间数据区的倾斜伺服);
图26是流程图,说明按照本发明又另一个实施例的倾斜调整程序(存储盘导入区及外圆周的倾斜伺服调整值的例子,以及把从存储的调整值计算的值,用于导入及外圆周之间数据区的倾斜伺服);
图27是方框图,画出用图24到26等所示程序中存储的倾斜调整值,获得倾斜调整的电路安排的例子;
图28是流程图,说明访问盘最外圆周系统导出区的程序的例子;
图29是流程图,说明盘最外圆周系统导出区的访问程序的另一个例子;
图30画出当访问盘最外圆周的系统导出区时,相位差跟踪误差信号的变化;
图31是解释用图,表明用倾斜补偿量存储电路32,获得倾斜校正量分布曲线的例子;
图32是方框图,画出访问盘最外圆周系统导出区的控制系统电路安排的例子;
图33是解释用图,表明对装入光盘设备驱动器的光盘,进行倾斜检测(因盘的旋转轴挠曲和/或倾斜)的方法的例子;
图34是解释用图,表明用倾斜补偿量存储电路32,获得倾斜校正量的分布曲线(与图31不同)的另一个例子;
图35是解释用图,表明用推挽方法进行跟踪误差检测的例子;
图36是流程图,按照本发明实施例,说明包括倾斜调整的处理流程(该处理流程,从ROM或RAM盘被安装直到再现和/或记录开始为止)的例子;
图37是解释用图,表明用推挽方法的跟踪误差信号,与盘的倾斜(径向倾斜)之间的关系(图37中在a、b、和c的倾斜方向,分别与图3中的A、B、和C对应);
图38是方框图,画出用于估算再现信号误差率的电路安排的例子;以及
图39是流程图,说明倾斜调整程序的修改。
具体实施方式
图1是按照本发明一个实施例的光盘设备(信息记录/再现系统)方框图,用于解释光盘的电路安排。图1举出一种系统的总图,该系统使用在一侧表面上有一层或多层信息记录层的光盘记录或再现信息。
图1画出的光盘设备用于在光盘上记录信息或从光盘再现信息,该光盘的信息记录层有螺旋的或同心的轨道。该光盘设备包括:光头(10),它把激光束通过物镜5聚焦在光盘1的信息记录层上,并在光盘上记录/再现信息;聚焦控制器(22),它使物镜5偏移,以便把激光束的束斑聚焦在光盘1的信息记录层上;定位单元(12),它把光头10定位在目标轨道上;光电检测器(9:在图7等上是102,稍后要说明),它被安放在光头10中(并被分为多个区)接收光盘1反射的反射光(某些分量);位置误差检测器(19),它通过对光电检测器单元9的输出进行信号处理,检测被光头10聚焦的束斑与目标轨道之间的位置误差;倾斜致动器(6),它使物镜5倾斜,以改进物镜5聚焦的束斑的质量;倾斜控制器(24、25、30到32),它用位置误差检测器19来的信号,对倾斜致动器6进行倾斜控制;和定位控制器(20、17、23),它根据位置误差检测器19的检测结果,在倾斜控制器(24、25、30到32)对倾斜致动器6进行倾斜控制之后,使定位单元12偏移。
下面将说明在图1所示设备(系统)中的信息记录/再现模式。光盘1是可重写介质,有相位变化层作为信息记录层(或只读介质,有由坑形成的信息记录层),并借助物镜5聚焦的光束,承受信息的记录或再现(下面的说明将主要假定用可重写记录介质)。
光盘1由主轴马达2旋转。特别是在信息记录时,采用ZCLV(ZonedConstant Linear Velocity,分区恒定线速度)方案来保持恒定的旋转线速度。但是,在通常的再现中,盘1以恒定的旋转速度旋转,或按照盘1的径向位置以恒定的线速度旋转。这一旋转由主轴马达的旋转控制电路29控制。旋转控制电路29通过编码器8检测马达2的旋转角速度,并按照检测结果,对马达2的旋转施加伺服控制。
作为记录/再现装置一个部件的光头(光拾取PUH;拾取头)10,以预定波长(例如,650nm或405nm)的激光束,照射光盘1的预定信息记录层,以完成记录(标志的形成)或再现信息。该记录是用例如标志长度记录方法进行的,该记录方法向记录标志的边缘提供信息。
安放在光头10中的激光束光源发射的激光束,被准直为准直光,通过光学单元(未画出)进入光学校正机构8。该光学校正机构8用中继透镜、液晶单元、等等(未画出)校正像差,防止在信息记录层上的束斑出现任何球面像差。经该光学校正机构8校正的光束,通过反射镜7进入物镜5,并在光盘1预定的信息记录表面上,形成束斑。
相反,被光盘1信息记录表面反射的一些光分量,经反射镜7进入光电检测器9。该光电检测器9有多个象限光电检测光电池(如4象限光电池),通过这些光电池的光电子转换过程,可以检测聚焦在信息记录表面的束斑相对于目标位置的位置误差。该位置误差包括:要求形成聚焦在信息记录表面的束斑的聚焦误差、跟踪误差(稍后说明)、盘表面相对于物镜5的光轴的倾斜误差、等等。
在光盘1的信息记录表面上,形成记录/再现信息要求的信息轨道或坑阵列(在只读盘中)。束斑沿盘的径向离开目标轨道或坑阵列的位置偏移,与跟踪误差对应。倾斜误差是物镜5聚焦的光束光轴与光盘1法向之间的偏移角。如果该角大,则在束斑(beam spot)中产生慧形像差,因而使光斑质量下降。
在信息记录/再现系统中,这些不同的位置误差,被定位误差检测电路19用光电检测器9、差分电路(OP放大器电路)11、等等检测。然后,补偿控制器20、31、等等计算与这些定位误差对应的控制操纵量,以便在光盘1的信息记录表面上形成适当的束斑。计算的控制操纵量被输入聚焦机构控制电路22、精细定位机构控制电路23、粗定位机构控制电路17、和倾斜调整机构控制电路24。这些控制电路驱动并控制透镜致动器6及寻道马达12,以便根据输入的控制操纵量,在光盘1的目标位置上适当地形成束斑。
[粗访问]
在单层信息记录层中,记录或再现的开始,需要访问光盘1数据区的预定位置,通常是在该位置上形成束斑,该访问能够实施如下。
当访问控制电路18暂时断开轨道定位控制时,访问开始,该轨道定位控制是根据定位误差检测电路19检测的跟踪误差信号进行的。当该轨道定位控制被断开,且粗定位机构(寻道马达)12或精细定位机构(透镜致动器)6,从它们的控制电路17或23接收控制操纵量时,束斑开始沿光盘1的径向(向着访问的目标轨道)移动。对这种移动,产生跟踪误差(TE),同时用位置误差信号控制该访问。
当相对偏移计算器(计数电路)13对二进制的跟踪误差信号计数时,访问控制电路18能够检测束斑在访问过程中越过的信息轨道数。访问控制电路18事先根据作为访问目标的信息轨道地址(目标轨道),和访问开始时的信息轨道(目前轨道)地址,计算要访问的信息轨道数。从目标访问轨道数,减去通过的轨道数,可以计算剩余的轨道数。访问控制电路18控制参考速度产生电路14,其中相对于上面计算的剩余轨道数的目标移动速度,作为参考速度给出,用于产生目标速度。
另一方面,通过用二进制轨道位置误差信号的前导脉冲的时间间隔,除相邻信息轨道之间的间隔,可以检测通过每一轨道的移动速度。这种检测是由速度检测器15完成的。目标速度与检测的速度,用比较电路145比较,以便使检测的速度跟上目标速度,而该两个速度的差值,被放大器16适当放大,然后输入粗定位机构控制电路17。此外,依赖于目标轨道和束斑之间的位置关系,把该差值通过访问控制电路18,输入精细定位机构控制电路23,驱动精细定位机构(透镜致动器)6。
当束斑到达紧邻目标轨道前的位置时,访问控制电路18再次接通轨道位置误差控制系统(跟踪伺服ON)。然后,电路18计算驱动精细定位机构6要求的控制操纵量,用补偿控制器20消除跟踪误差,并把计算结果送至精细定位机构控制电路23。此后,实际到达的目标轨道地址,由系统(系统控制器25)的信号处理系统读出。如果该地址基本等于目标信息轨道地址,访问结束。
在图1所示的系统电路安排中,倾斜信号检测器30检测倾斜误差信号(指示物镜5光轴相对于盘1信息记录表面的倾斜量),该倾斜误差信号来自定位误差检测电路19检测的跟踪误差信号。由检测器30检测的倾斜误差信号,存储在倾斜补偿量存储电路32中。存储在该存储电路32中的倾斜误差信号信息(即,可按盘1径向位置变化的倾斜量分布曲线信息),在实际记录或再现信息时读出。读出的信息通过补偿控制器31,传送至倾斜调整机构控制电路24,以便实现适合安装在图1设备上每种盘1的倾斜补偿。这里要指出,从跟踪误差信号检测倾斜误差信号的细节,将在稍后说明。安装在图1设备上的盘1的偏心状态,由偏心状态确定电路33检测,该检测过程也在稍后说明。
图2是解释用图,表明(当束斑在数据区的信息坑上跟踪时)由于光盘1的偏心检测到的相位差跟踪误差信号的例子。由伺服信号处理电路系统(定位误差检测电路19),通过图1所示电路安排的信号处理,获得定位误差信号,对该定位误差信号观察到的波形,如图2(a)所示,当光盘1被主轴马达2旋转的同时,束斑聚焦在盘1系统导入区(见图11)的信息记录表面。该波形是当盘1安装在主轴马达2上时,受盘偏心的影响而产生的。图2(b)画出束斑对盘1的相对偏移。束斑受偏心影响而对盘1的偏移,可以如图2(b)所示表示。结果,获得的相位差跟踪误差信号成为周期性的信号,以光盘的旋转周期重复,如在图2的(a)和(b)所示。
[倾斜信号与相位差跟踪误差信号之间的关系]
图3是解释用图,表明光盘的径向倾斜(沿径向方向的倾斜)和相位差跟踪误差信号之间关系的例子。当光盘表面相对物镜5的光轴倾斜时,如图3的(a3)和(c3)所示,图2(a)中的相位差跟踪误差信号振幅发生变化,且观察到的信号(它的信号波形中心值)成为有偏置的信号,如图3的(a1)和(c1)所示。众所周知,由于倾斜的影响,跟踪误差信号发生偏置。但是,因为该信号是在施加跟踪时观察到的,当物镜5跟随安装的盘1的偏心且由于倾斜的影响而产生偏置量时,该偏置量很难分离。在常规的光盘中(在作为本发明目标的高密度盘之前的那一代光盘),相位差跟踪误差信号由于光盘倾斜的偏置量是小的,没有检测到由于相位差跟踪误差信号的偏置量而产生的倾斜量。
随着近年光盘记录密度的增加,在信息记录/再现中使用的激光器波长变得更短,而物镜的数值孔径NA(光阑角)假定有较大的值。例如,在光盘1中,在物镜5的NA是0.65的条件下,从光盘表面到信息记录表面的距离是0.6mm,而激光器的波长λ约400nm,在信息记录表面形成的束斑直径(图3中的100)是0.5μm或更小,相位差跟踪误差信号由于光盘1的倾斜而显著地偏置,如图3的(a1)和(c1)所示。
已经发现,当满足条件“K超过600”时,偏置的影响显著地出现在相位差跟踪误差信号中,其中参数K是用束斑直径计算的,该束斑直径正比于λ/NA和光盘表面到信息记录表面的距离d,即,
K=d/(λ/NA)=(d/λ)NA......(1)
因为返回的光由于盘倾斜产生的偏置量随距离d的增加而增加,所以距离d正比于K。在信息记录表面的束斑大小随(λ/NA)的降低变得更小。与此同时,信息记录表面的信息轨道间距变得更小,而由于盘倾斜产生的偏置影响变得更大。因此,(λ/NA)反比于K。本发明的实施例建议一种满足方程式(1)条件(K>600)的光盘1的倾斜控制方法。
图4是解释用图,表明光盘倾斜与相位差跟踪误差信号之间的相关的例子。图5按照光盘的倾斜量,画出相位差跟踪误差信号波形的例子。如图4(a)所示,当光盘1表面相对于物镜5光轴倾斜±α(度)时,相位差跟踪误差信号的信号电平改变,如图4(b)或图5中(a)到(d)对应的倾斜角α所示。这种信号变化,即使从信号峰峰(P-P)值、平均值(Ave)、或中心值(Center)的观点,观察到的情况也是相似的。
图5中的(a)到(d)表明,当物镜5的NA是0.65、光盘表面到信息记录表面的距离是0.6mm、和激光器波长λ约400nm时,相位差跟踪误差信号与盘1倾斜之间的关系。从图4(b)可见,相位差跟踪误差信号的中心值,明显按倾斜角α偏移(即使当α是等于或小0.4的较小的倾斜量)。从图5(d)可见,当倾斜角α变得太大(α=0.8)时,相位差跟踪误差信号的振幅缩减。
更具体说,假定倾斜量的变化范围伸延到某一范围或更大,不仅中心值,而且相位差跟踪误差信号的振幅也变化。在这种情况下,在校正到与振幅任何变化无关的状态之后,因为能够更精确地识别实际的倾斜量,中心值的变化也应能观察到。因此,通过使相位差跟踪误差信号的振幅归一化处理,能够更精确地获得倾斜补偿量(参考倾斜角α=0,然后计算它的中心值。
[在聚焦控制之后进行倾斜控制的程序]
如上所述,当只对安装在光头(PUH)10的物镜5施加聚焦控制时,检测相位差跟踪误差信号,则该信号如上所述,产生与盘1倾斜有关的偏置。在这种情况下,物镜5沿跟踪方向位于中性位置或自由位置。
本发明的实施例,首先在该种状态下(其中物镜5沿跟踪方向位于中性位置或自由位置)施加倾斜控制,不加任何跟踪控制(跟踪伺服OFF)。然后,在沿倾斜旋转方向控制夹持物镜5的透镜致动器6之后(它经过倾斜补偿),进行跟踪控制。
如上所述,相位差跟踪误差信号,按照光盘1与束斑形成位置的物镜5之间的相对倾斜量而偏置。当物镜5离开入射光轴中心位移时,产生类似的偏置。因此,当跟踪控制是ON时,从跟踪误差信号的偏置量中,只抽取光盘与物镜之间相对倾斜量的影响,是困难的。在本发明的实施例中,为了消除物镜位移的影响,在施加跟踪控制之前,从跟踪误差信号中,抽取与相对倾斜量高度相关的信号分量。
按照本发明图1的光盘设备(系统)的实施例,将在下面说明其倾斜误差信号检测方法和倾斜控制方法。
[在内圆周侧的系统导入区跟踪误差信号的采集]
当光盘1被主轴马达2旋转时,光头10被寻道马达12沿内圆周方向移动,并到达它的可访问的最内圆周位置。在该位置上,进行定位控制,使光头10上夹持物镜5的透镜致动器6,沿垂直于盘表面方向偏移,并把物镜5聚焦的束斑,聚焦在光盘1信息记录表面上。之后,驱动寻道马达12或夹持物镜5的透镜致动器6,使物镜5稍稍偏移至外或内圆周侧,从而使被物镜5聚焦的束斑,在光盘1的信息记录表面上偏移至外或内圆周侧。当束斑按此方式偏移时,束斑能到达确保接近光盘1最内圆周的系统的导入区(见图11)。这里要指出,该系统导入区是由坑阵列形成的。
利用上述程序,当束斑已经到达系统导入区时,处理从束斑返回的光的信号处理电路,再现系统导入区的信息。该信号处理电路中的伺服处理电路,接收从束斑经4象限光电检测器(光电检测器9的部件)返回的光,同时定位误差检测电路19,处理从该四个光电检测器输出的信号,从而检测用于跟踪伺服的相位差跟踪误差信号。
图6是解释用图,表明根据4象限光电检测器检测的相位差检测相位差跟踪误差信号的例子。图7是方框图,画出相位差跟踪误差信号检测电路的电路安排的例子。图8画出图7所示检测电路检测的相位差跟踪误差信号的例子。图9画出相位差跟踪误差信号检测电路的另一例子。
相位差跟踪误差信号的检测如下。当束斑100通过信息坑101的中心时,从光电检测器102返回的光的强度分布,是对称的,如图6的中心部分所示。但是,当束斑转而离开信息坑101中心偏置时,返回的光强分布,在对角线相对的光电检测器102(A到D)上发生变化,并变成非对称的,如图6的右边部分和左边部分所示。利用这一点,能够检测相位差跟踪误差信号。更具体说,这一检测过程能够用DPD方法实现。
在该DPD方法中,把对角线相对的光电检测器(A到D)的信号彼此相加之后,把获得的两个信号比较得到相位差,然后用该相位差作为定位误差信号。该DPD信号能够用图7所示处理电路处理。就是说,把对角线相对的光电检测器A和C的输出相加得到的信号相位,与把对角线相对的光电检测器B和D的输出相加得到的信号相位,用相位比较器CMP比较。用该相位比较结果作为相位差跟踪误差信号。更具体说,相位差跟踪误差信号被电路(称为电荷泵电路)处理,该电路对例如在电容器等等中的信号(A+C)和(B+D)之间相位差进行充电和检测。
作为不同于图7的一种方法,代替把光电检测器的对角线分量相加,是比较相邻光电检测器(A和D、B和C)检测的信号相位,然后把比较结果相加,如图9所示。
[从系统导入区的相位差跟踪误差信号获得倾斜误差信号的方法]
图10是解释用图,表明(当束斑跟踪的区不是数据区时)由于光盘偏心,检测到的相位差跟踪误差信号的另一个例子。当光头10到达的径向位置是在光盘1的系统导出区时(见图10(b)),它等待一个光盘1的旋转周期。在这种情况下,如果安装在图1设备(盘驱动器)上的光盘1是偏心的,而束斑又通过系统的导出区,那么,定位误差检测电路19检测的跟踪误差信号如图10(a)所示。图10(a)所示信号,是当束斑在系统导出区上通过时产生的,甚至持续盘旋转周期的一部分时间,如果它有能力获得中心值,则不成为问题。如果获得图10(a)所示跟踪误差信号,倾斜信号检测器30可以对它抽样,并能根据极大和极小值,计算偏置量。可以用计算的偏置量作为倾斜误差信号,进行倾斜控制。
这里指出,图10(c)举例说明只读光盘结构(信息是由坑记录的)。但是,即使在可重写光盘的情形,其中的数据导出区和数据区是由平台-凹槽结构形成的,对“倾斜控制或倾斜补偿”的信号检测,也可以类似地进行。
当光盘1整个表面是由“能够从其上检测相位差跟踪误差信号的坑阵列”形成时,上述倾斜控制信号的检测程序,能够在所有径向位置上执行,与径向位置无关。同样,对其上只有某些区是由坑阵列形成的光盘,倾斜控制信号检测程序,是在形成坑阵列的区上执行,同时,在相应径向位置上的倾斜补偿量,能够存储在倾斜补偿量存储电路32中。这样做之后,对盘1上能够进行倾斜控制和倾斜补偿量检测的特定区,其上的倾斜补偿量最好用其他手段(例如,通过估算相对于某一径向位置的倾斜校正量分布曲线)一起估算和补偿(该过程将在稍后参考图31等等说明)。
可以接受本发明实施例的倾斜控制的目标盘结构,将在下面说明。
图11画出能够在本发明中使用的光盘(单侧/单层型)的例子。在单侧/单层盘上,如图11中所示,系统导入区从内圆周侧开始形成,连接区形成在系统导入区外侧。数据导入区形成在连接区外侧。数据区在数据导入区之外的大范围上形成,而数据导出区形成在数据区之外。连接区形成在数据导出区之外,而系统导出区形成在该连接区之外。
图12画出能够在本发明中使用的光盘(单侧/双层型)的另一个例子。对单侧/双层型盘,如图12(b)中所示,在更接近光头一侧形成的第一层(L0层)上,系统导入区从内圆周侧开始形成。连接区形成在系统导入区外侧,而数据导入区形成在连接区之外。第一层的数据区在数据导入区外侧的大范围上形成,而数据中央区形成在该数据区之外。在数据中央区之外形成连接区,而系统中央区形成在该连接区之外。
在单侧/双层型盘的第二层(L1层)上,如图12(a)中所示,系统中央区从较外的圆周开始形成,而在该系统中央区的内侧,形成连接区。在该连接区之内形成数据中央区。第二层的数据区形成在该数据中央区之内,而数据导出区形成在该数据区之内。在该数据导出区之内形成连接区,而在该连接区之内,形成系统导出区。
在图12的例子中,L1层经过厚度0.1到0.6mm的保护层(或基片),靠内侧形成在盘上。L0层经过厚度在数μm到数个10μm量级的透明粘附层(未画出),形成在L1层之下。在L0层下面,形成预定厚度的基片,所以总的盘厚度共达约1.2mm。
这里要指出,图12所示的两层结构,是形成在厚度约0.6mm的透明基片上,同时制备另一具有相同结构的0.6mm厚的基片。接着,这些基片可以彼此粘合,形成1.2厚的盘。这样,可以形成双侧/双层(总共四层记录层)的盘。
此外,作为图12所示结构的推广,例如,可以形成“单侧/n层盘”,其上重叠并形成三层或更多层的记录层。
[盘结构及程序]
图13画出单侧/单层型只读光盘的记录层配置,和物理的及逻辑的扇区号码之间关系的例子。如上所述,在光盘1(只读信息存储介质)整个盘的信息记录表面是由坑阵列形成的情形,可以用倾斜控制进行倾斜补偿,与径向位置无关。图13画出这种只读信息存储介质的结构。系统导入区形成在最靠内的圆周上,而数据导入区经过连接区,形成在系统导入区之外。接着,数据区形成在该数据导入区之外。在只读光盘上,因为数据区是由坑阵列形成,前面所述的倾斜控制程序,不但能在系统导入区上,而且能在图13所示的数据区上进行。
应当指出,该数据区的物理扇区地址,被指配依次从内圆周侧单调增加的号码。被指配的地址,要满足从系统导入区到数据区,又从数据区到系统导出区单调增加。应当指出,逻辑扇区号码只指配给数据区,且它们从内圆周向外圆周单调增加。
在图13所示的只读光盘结构中,数据导出区形成在数据区之外,而系统导出区经过连接区,形成在数据导出区之外。这些在外圆周部分的连接区和系统导出区,对倾斜控制,特别是在只读光盘中,不是必需的,但它们在与可重写光盘(将在后面说明)的格式兼容方面,形成必要的结构。
系统导出区如图11所示,在从径向位置R-LO-I到R-LO-O的区上形成。特别是,R-LO-I是在58.0mm或更大的,依据数据容量的位置上形成。在外圆周部分的连接区宽度,由R-DO-O和R-LO-O之间的间隔指定,且最好是0.3mm或更小,以便容易访问该系统导出区(将在后面说明)。
图14画出单侧/双层型只读光盘的记录层配置,和物理的及逻辑的扇区号码(平行分配)之间的关系的例子。图15画出单侧/双层型只读光盘的记录层配置,和物理的及逻辑的扇区号码(反向分配)之间的关系的例子。
在单侧/双层型只读光盘上,如图14或15所示,更接近束斑进入表面的L0层和L0层下面的L1层,有相同的结构。在此指出,图14所示配置,采用与图13所示单层盘结构相同的地址分配。相反,在图15的配置中,L0层与图13有相同结构,但L1层在内和外圆周两侧的地址分配是倒过来的。
在这种单侧/双层型配置中,如在,例如图12中所示,数据中央区形成在L0层的外圆周部分,而L0层的系统中央区,经过连接区,形成在数据中央区之外。在L1层上,L1层的数据中央区形成在数据区之外,而系统中央区,则经过连接区放在数据中央区之外。还有,在L1层上,数据导出区形成在数据区之内,而L1层的系统导出区,经过连接区,形成在数据导出区之内。
具有这种结构的双层只读光盘中,能够在盘1整个表面上任意径向位置进行倾斜控制。即使当L0和L1层有不同的倾斜补偿量时,每一层的倾斜补偿量,利用一些径向位置及层号码的组合,存储在倾斜补偿量存储电路32中,从而能够估算和计算任意径向位置的倾斜补偿量。这种估算计算过程的综述,将在稍后以单层光盘为例,参考图25说明。
图16画出单侧/单层型可重写光盘(有平台-凹槽结构)的记录区配置,和物理的及逻辑的扇区号码之间的关系的例子。图17画出单侧/双层型可重写光盘(有平台-凹槽结构)的记录区配置,和物理的及逻辑的扇区号码(平行分配)之间的关系的例子。
单层和双层型可重写光盘的结构如图16和17所示。与只读光盘不同,其数据导入区、数据区、和数据导出区是在物理上由平台和凹槽区形成。在该区(平台或凹槽区)中,不能检测前面所述的相位差跟踪误差信号。因此,推挽跟踪误差信号,是用图35所示检测系统(将在稍后说明),从2象限光电检测器输出之间的差值获得,据此施加跟踪控制。
该推挽跟踪误差信号,如同相位差跟踪误差信号,也因盘的倾斜产生偏置(如稍后说明的图37中所示)。但是,该偏置值非常小,且S/N太低,不能用于实际控制(难以确保稳定控制要求的S/N)。因此,在该可重写光盘中,倾斜补偿量只能从能够检测相位差跟踪误差信号的“系统导入区和系统导出区”获得,并根据至少两个按径向位置存储的倾斜补偿量,使用例如在图31中所示关系(分布曲线),估算任意径向位置上的倾斜补偿量。
[用偏置量的倾斜误差信号检测]
本发明的实施例,使用跟踪误差信号的偏置量,作为与相对倾斜量高度相关的信号分量。在只施加聚焦控制的同时,对盘的一圈获得的受盘偏心影响的跟踪误差信号抽样,据此获得它的中心值。结果,能够获得与光盘1和物镜5之间相对倾斜量高度相关的偏置量。更具体说,跟踪误差信号的抽样,是按盘一圈的时间间隔进行的,从抽样值获得极大和极小值,它们的中值被确定为倾斜误差信号。这样,能够容易获得用于倾斜控制(倾斜补偿)的信号。
这样获得的倾斜误差信号是与光盘1的倾斜相关的信号,如图3到5所示。因此,施加倾斜控制使透镜致动器6沿倾斜方向偏移,以便使该倾斜误差信号变成零。应当指出,如果要检测的倾斜误差信号的检测周期是盘的旋转周期,那么该倾斜控制的控制频带最好约在盘的旋转频率的1/10。
实用的倾斜误差信号检测程序和倾斜控制程序将用图1在下面说明。光盘1受主轴马达2的旋转控制,主轴马达旋转控制电路29根据编码器28检测的旋转角速度以预定的旋转速度使主轴马达2旋转。此时,在系统的导入区上,在聚焦机构控制电路22的聚焦控制下,通过物镜5获得的再现光照射在光电检测器9上,然后经过OP放大器电路11输入定位误差检测电路19。
该定位误差检测电路19,通过计算来检测聚焦和跟踪误差。该定位误差量按离散的时间间隔,例如按200kHz的抽样间隔,输入补偿控制器20,同时,补偿控制器20把根据聚焦误差而作相位补偿的信号,输入聚焦机构控制电路22。在该状态下获得的相位差跟踪误差信号,输入偏心状态确定电路33。如果确定,光盘1是以偏心状态安装在主轴马达2上的,则按盘的一圈,对倾斜信号检测器30抽样。如果盘旋转速度约20Hz,则以200kHz抽样,可得10,000个跟踪误差信号的抽样。
这样获得的跟踪误差信号经过滤波器处理,例如LPF(低通滤波器)处理,除去轻微的噪声分量,获得跟踪误差信号的极大和极小值,从而得到中值。该中值输出至补偿控制器31作为倾斜误差信号,然后,在经过相位补偿和增益放大之后,输出至倾斜调整机构控制电路24。就是说,施加倾斜伺服以便使该中值变为零。此时,如果盘的旋转周期是20Hz,及倾斜误差信号的抽样间隔也是20Hz,则控制频带约2Hz。因此,需要实现的倾斜控制是低频带的,它的控制频带变为约旋转频率的1/10。
输入倾斜调整机构控制电路24的倾斜操纵量,输入三维透镜致动器6的倾斜补偿线圈,从而使物镜5沿径向倾斜旋转方向倾斜。
[抽样点的优化]
前述“用偏置量的倾斜误差信号检测”,为了采集倾斜误差信号,需要10,000个抽样点。如果光盘1的偏心量大,那么只用聚焦控制的束斑可能越过许多轨道。因为跟踪误差信号的偏置值(在本例中是中值),在原理上能够检测,如果束斑越过至少一条轨道,那么不需要10,000个抽样点。例如,要获得中值,可以在盘旋转周期的1/N时间间隔中进行抽样。应当指出,中心值是从至少约50个抽样点计算的,N最好落在2到50的值的范围内。如此,抽样点数随测量的偏心状态变化。这一操作将在下面用图18、19、和20说明。
图18是方框图,画出用于检测相位差跟踪误差信号的电路安排(倾斜信号检测器30和它的外围部件)的例子,该相位差跟踪误差信号包括由于光盘偏心的波形分量(图2等)。图19画出由于光盘偏心,检测到的相位差跟踪误差信号,与被图18的倾斜信号检测器30抽样的跟踪误差信号之间关系的例子。图20是解释用图,表明由于光盘偏心,检测到的相位差跟踪误差信号(在轨道上越过时观察到的波形)的例子。
在图18中,相位差跟踪误差信号由定位误差检测电路19检测,并输入倾斜信号检测器30和偏心状态确定电路33。偏心状态确定电路33根据主轴马达旋转控制电路29的旋转同步信号,确定偏心状态。如果检测到预定的偏心量或更大,电路33向倾斜信号检测器30发出指令,在比盘旋转周期短的周期中,对信号抽样,并检测倾斜误差信号。
在倾斜信号检测器30中,当从偏心状态确定电路33收到该指令时,抽样点数确定电路30a确定抽样点数,同时,抽样保持电路30b对定位误差检测电路19输出的跟踪误差信号,按预定的次数抽样。被抽样的数据,经过用预定的LPF等滤波,输入极大/极小值检测电路30c,检测极大和极小值。之后,中心值检测电路30d从这些极大和极小值中,检测中心值。
这样检测的中心值经过补偿控制器31输入倾斜调整机构控制电路24,施行倾斜伺服。在这种情况中,如果抽样是对盘的一个旋转周期进行的,抽样得到的相位差跟踪误差信号,如图19所示。如果抽样是对盘的一个旋转周期进行的,如图19所示,能够检测相位差跟踪误差信号的中心值。但是,如果偏心量大,只要能够对盘旋转周期的一部分进行抽样,极大和极小值就能被抽样,如图20所示。偏心量的大小,由偏心状态确定电路33确定。如果盘的偏心量大,对盘旋转周期一部分中的数据抽样,以缩短倾斜量检测的抽样时间。(偏心量的大小,能够根据相位差跟踪误差信号的变化量确定,或通过对<越过中心值>的次数计数确定,即,在盘的旋转周期内,相位差跟踪误差信号的过零次数。)
[当偏心小时]
另一方面,如果偏心状态确定电路33确定偏心量小,系统控制器25接收该信息,并经过补偿控制器20,向精细定位机构控制电路23输出振动操纵量。
图21画出用于检测相位差跟踪误差信号的电路安排的另一个例子,该相位差跟踪误差信号包括由于光盘偏心的波形分量,以及该种电路安排检测的相位差跟踪误差信号的例子。图22画出由于光盘偏心检测到的相位差跟踪误差信号,与图21所示电路安排例子中的精细定位机构驱动信号之间关系的例子。如图21(a)所示,当相位差跟踪误差信号的变化,甚至在盘旋转周期时标过去之后,仅是预定量或更小,于是,偏心状态确定电路33确定偏心量小,然后施加驱动精细定位机构的驱动信号,使它正确地振动。通过把图22(a)的驱动信号加在精细定位机构控制电路23,作为精细定位机构的物镜致动器6沿跟踪方向的偏移,结果,获得图22(b)所示的相位差跟踪误差信号。
更具体说,当不能获得跟踪误差信号,或甚至根据主轴马达2的编码器28的输出,在该控制等待盘的一个旋转周期之后,跟踪误差信号的变化量还是小的时候,物镜5按例如透镜致动器6的本征频率,沿跟踪方向振动。此时,如果在主轴马达2编码器28的时标基础上,已经检测了偏心量或光盘1的相位,则向精细定位机构控制电路23施加操纵量,令物镜5沿该偏心相位相反的相位偏移,以便使透镜致动器6沿跟踪方向偏移,从而容易获得相位差跟踪误差信号,并因此得到倾斜误差信号。
[在倾斜误差信号被跟踪误差信号振幅归一化后采集倾斜误差信号]
把这样获得的相位差跟踪误差信号的中心值,用作倾斜误差信号。但是,作为倾斜误差信号,最好是用跟踪误差信号振幅归一化后获得的偏置信号。通过获得振幅归一化后的偏置值,能够检测有高S/N的倾斜误差信号。
如图4(b)所示,当光盘1和物镜之间的相对倾斜量增加时,跟踪误差信号振幅倾向于下降。就是说,在跟踪误差信号振幅下降的同时,以增加的相对倾斜量被偏置。因此,通过对倾斜信号检测器30采集的跟踪误差信号振幅归一化,能够获得更为适当的偏置值。当用该偏置值进行倾斜控制时,能够实现更恰当的倾斜调整。
图23是流程图,说明按照本发明实施例的光盘设备的伺服程序。该伺服程序在光盘1以光头10记录或再现信息的方法中使用,该光头10受包括聚焦控制、跟踪控制、和倾斜控制的控制系统控制。在该方法中,聚焦控制执行(步骤ST102到ST104)的是,使光头10输出的激光束斑100,聚焦在光盘1的给定轨道上。与聚焦束斑100及目标轨道之间的位置偏移(位置误差)对应的跟踪误差信号(在图3等等中的相位差跟踪误差信号)被检测(步骤S105)。倾斜控制实施的是,根据跟踪误差信号的检测结果(在图24等等中的步骤ST204到ST206),使光盘1和物镜5之间的相对倾斜偏移某一倾斜量(步骤ST106和ST107)。此后,根据跟踪误差信号的检测结果,进行跟踪控制(步骤ST108)。
图23的程序包括在光盘1系统导入区的聚焦控制、跟踪控制、和倾斜控制,这些控制可以综述如下。检验目标盘(安装在设备上的个别盘)1。或者是系统控制器25产生再现信息的信息再现/记录请求,要求检验已安装的盘1(步骤ST101)。收到该请求后,图1的聚焦机构控制电路22对聚焦误差信号进行检测(步骤ST102),调整电的偏置(步骤ST103),然后实现聚焦控制(步骤ST104)。在系统导入区检测作为相位差跟踪误差信号的跟踪误差信号(步骤ST105),并从该信号计算用于倾斜伺服的倾斜误差信号(步骤ST106)。由该倾斜伺服获得的倾斜补偿量被固定为输出值(步骤ST107),并把该倾斜补偿量的输出值,存储在图1的倾斜补偿量存储电路32中。此后,实施跟踪伺服(步骤ST108),和以稳定的跟踪状态再现或记录信息信号(步骤ST109)。
图24是流程图,说明按照本发明实施例的倾斜调整程序(存储调整值的例子,该调整值用于按盘径向位置施加倾斜伺服)。图24表明存储倾斜补偿量的程序细节,该倾斜补偿量来自对光头10移动施加的倾斜伺服。
在盘1已经安装在图1的设备上之后,当第一次施加倾斜伺服时,发出倾斜调整开始命令(图23的步骤ST106)。响应该命令,开始图24的过程(步骤ST201)。在该过程开始之后,从寻道马达12的编码器21,读出光头10的径向位置(步骤ST202)。图1的倾斜信号检测器30,从施加聚焦伺服(步骤ST203)之后获得(步骤ST204)的相位差跟踪误差信号,检测该相位差跟踪误差信号的中心值。把该中心值用作倾斜误差信号,并输出操纵三维透镜致动器6的倾斜线圈(未画出)的操纵量,以便使该误差信号变成零(步骤ST205)。于是,如果相位差跟踪误差信号的中心值具有零附近的值(步骤ST206中的YES),则此时的输出值作为倾斜补偿量保持(步骤ST207)。与此同时,被保持的倾斜补偿量连同寻道马达12编码器21的输出,被存储在图1的倾斜补偿量存储电路32中(步骤ST208)。
另一方面,如果相位差跟踪误差信号的中心值不具有零附近的值(步骤ST206中的NO),则采集和调整相位差跟踪误差信号的操作是必不可少的。在此情况下,流程返回相位差跟踪误差信号的检测步骤(步骤ST204),再次采集倾斜误差信号。之后,重复步骤ST204到ST206的过程,直至相位差跟踪误差信号的中心值具有零附近的值。如果相位差跟踪误差信号的中心值具有零附近的值,此时,使用倾斜伺服输出的值(步骤ST207),并把目前安装在设备上的盘1的倾斜补偿信息,存储在倾斜补偿量存储电路32中(步骤ST208)。
按照本发明实施例的单层和双层型光盘1,具有图16和17所示的机构。与只读光盘不同,其数据导入区、数据区、和数据导出区,是在物理上由平台和凹槽区形成。在该平台/凹槽区中,不能检测前面所述的相位差跟踪误差信号。因此,通过图35所示检测系统,获得作为2象限光电检测器输出之间的差值的推挽跟踪误差信号,用该推挽跟踪误差信号施加跟踪控制。该推挽跟踪误差信号,如同相位差跟踪误差信号,也按盘的倾斜产生偏置,如图37所示。但是,该偏置值非常小,且S/N太低,不能用于实际控制。
因此,在可重写光盘1中,倾斜补偿量是在“系统导入区和系统导出区”中计算的,在这些区,能够以相对高的S/N检测相位差跟踪误差信号,并根据至少两个按径向位置存储的倾斜补偿量的图31所示关系(分布曲线),估算任意径向位置的倾斜补偿量。这种估算的计算过程的综述,将以单层光盘的过程为例,在下面用图25说明。
图25是流程图,说明按照本发明另一个实施例的倾斜调整程序(存储盘导入及导出区的倾斜伺服调整值的例子,以及把从存储的调整值计算的值,用于导入及导出区之间数据区的倾斜伺服)。
如果图1的系统控制器25接收倾斜调整开始的命令,则光头10移动,把束斑形成在内圆周侧的系统导入区上(步骤ST302)。该束斑在盘上的径向位置,按寻道马达12的编码器21输出粗略估算(步骤ST303),并对受主轴马达2旋转控制的光盘1的信息记录表面,开始聚焦控制(步骤ST304)。由此获得相位差跟踪误差信号。之后,用获得的相位差跟踪误差信号中心值,施加倾斜伺服(步骤ST305到ST307)以保持一定的输出(步骤ST308),且把保持的输出存储在倾斜补偿量存储电路中(步骤ST308a)。
下一步,光头10移动,把束斑形成在系统导出区上(步骤ST309)。按与系统导入区中相同的方式,获得相位差跟踪误差信号(步骤ST310到ST311),并施加倾斜伺服以保持一定的输出(步骤ST312到ST315),据此把保持的输出存储在倾斜补偿量存储电路中(步骤ST316)。
这样,如果至少在两个盘径向位置的倾斜补偿量被存储(步骤ST308a和ST316),则任意要记录/再现信息的径向位置的倾斜补偿量,能够用ST320中的过程适当估算,步骤ST320使用了从寻道马达编码器21读出的径向位置(步骤ST317到ST319)。如果跟踪伺服是根据这样估算的倾斜补偿量施加的(步骤ST321和ST322),那么,能够对安装在设备上的每一个别高密度盘,实施精确的记录或再现,同时避免倾斜的影响。
这里指出,事先执行的倾斜补偿量存储过程(步骤ST308a和ST316),只需对代替系统导入区和系统导出区两个点的其他两个或多个点执行。如同在只读光盘,当目标盘是两层盘时,倾斜补偿量存储电路存储每一层结合盘径向位置与层号码的倾斜补偿量,从而估算和计算任意盘径向位置的倾斜补偿量。
图26是流程图,说明按照本发明又另一个实施例的倾斜调整程序(存储盘导入区及外圆周的倾斜伺服调整值的例子,以及把从存储的调整值计算的值,用于导入及外圆周之间数据区的倾斜伺服)。用于估算和计算任意径向位置的倾斜补偿量的综述,将在下面以单层光盘1为例说明。
如果系统控制器25接收倾斜调整开始的命令,则光头10移动,把束斑形成在盘1内圆周侧的系统导入区上(步骤ST402)。该束斑在盘上的径向位置,按寻道马达12的编码器21输出粗略估算(步骤ST403),并对受主轴马达2旋转控制的光盘1的信息记录表面,开始聚焦控制(步骤ST404)。由此获得相位差跟踪误差信号。用获得的信号中心值,施加倾斜伺服(步骤ST405到ST407),以便在该倾斜伺服变成稳定后,保持获得的输出(步骤ST408),并把保持的输出存储在倾斜补偿量存储电路中(步骤ST409)。
下一步,束斑向着外圆周侧移动(它尚未到达最外的圆周)(在步骤ST410中的NO)。在这种情况下,光头10移动,使束斑偏移,向着盘的外圆周增加例如1mm(步骤ST412),并执行如上所述相同的倾斜补偿量存储操作(步骤ST412到ST417)。
因为束斑以小的步长向盘外圆周移动,它移动到形成在系统导入区之外的数据导入区。在只读光盘上,可以按在系统导入区相同的方式,从数据区获得相位差跟踪误差信号,且在同一程序中能够获得倾斜补偿量。(这里指出,系统导入区和数据区有相反的检测极性并需要校正)。
当光头10随后向盘的外圆周侧按1mm增量移动,又如果它确定束斑已经到达最外圆周的接近系统导出区的位置时(在步骤ST410中的YES),倾斜补偿量存储电路32的学习操作结束(步骤ST418),然后束斑移动到要再现信息的目标位置(步骤ST419)。如果束斑已经到达目标位置,则寻道马达12编码器21的值被读出(步骤ST420),用于聚焦控制(步骤ST421),并且,与该寻道马达编码器21的值或它的相邻值对应的“倾斜补偿量”,从那些存储在倾斜补偿量存储电路32中的值计算(步骤ST422),从而施行倾斜补偿。在输出该倾斜补偿量后(步骤ST423),跟踪控制开始(步骤ST424)。只读光盘的倾斜控制程序,已经举例说明。
[补偿量存储后的倾斜伺服及DC补偿]
如上所述,倾斜伺服是用上述跟踪控制前获得的倾斜误差信号施加的。该倾斜伺服程序将在下面用图27所示电路安排说明。
图27是方框图,画出用图24到26等所示程序中存储的倾斜调整值,获得倾斜调整的电路安排的例子。跟踪误差检测器E(对应于例如图7的A1、A2、和CMP)检测光电检测器(对应于例如图7的102)作为相位差跟踪误差信号输出的DPD信号。该DPD信号被A/D转换器F,例如以200kHz的抽样频率及约8到16的量化比特数,转换为数字数据。
被A/D转换器F转换的数字相位差跟踪误差信号的振幅,按例如10毫秒的间隔被中心值检测电路G抽样。从抽样振幅数据的极大和极小值,可以检测出它的中值,作为“倾斜误差”。把该倾斜误差信号通过比较器A与倾斜伺服的目标值Ei比较(在此情形中,是Ei=0)。目标值Ei与倾斜误差(检测的相位差跟踪误差信号的中心值)之间的差值,被增益单元B放大,并输入三维物镜致动器6的倾斜线圈。把倾斜伺服这一闭环操作应用与伺服,以便使相位差跟踪误差信号变成零(收敛于倾斜伺服的目标值Ei=0)。
实现“低控制频带的倾斜控制”,以便使该倾斜误差信号(相位差跟踪误差信号的中心值)具有零附近的值。当倾斜误差信号具有零附近的值时,输入三维物镜致动器6的倾斜控制信号,保持它操纵量。就是说,如果确定,由于中心值检测电路G使中心值的变化缩减,表明“倾斜伺服操作是稳定的”,那么,增益单元B此时输出的操纵量(常值)被输出值存储电路C存储并保持。利用该保持过程,固定作出该倾斜控制的预定径向位置上的倾斜补偿量。在该径向位置,固定的倾斜补偿量被输入三维物镜致动器6,作为倾斜操纵量,除非目前安装的光盘1从设备(盘驱动器)卸下。
如果该固定的倾斜补偿量是用于系统导入区的,颠倒它的极性可以获得该系统导入区径向位置上的补偿量,就是说,获得与寻道马达12编码器21的输出对应的值,并把该值存储在倾斜补偿量存储电路32中。
在实施倾斜伺服之后,如果光头10移动到该径向位置,和必须再次应用倾斜伺服,则通过开关SW选择存储在倾斜补偿量存储电路32中的操纵量(存储在输出存储电路C中),并输出至倾斜致动器6。
[跟踪控制和程序的开始]
使用图27所示电路安排的控制程序,图1的物镜5受到聚焦控制和倾斜控制。在该状态中,图1的定位误差检测电路19检测的跟踪误差信号,输入补偿控制器20。然后,补偿控制器20向执行跟踪方向定位的精细定位机构控制电路23和粗定位机构控制电路17,输出操纵量。按此方式,在适合跟踪控制的时标上执行轨道导入控制,并开始跟踪控制。
在三维透镜致动器6的跟踪控制过程中,保持倾斜补偿量,并由倾斜补偿量存储电路32输出,除非物镜5大大地从径向位置偏移,该径向位置上的倾斜控制倾斜补偿量是已经经过调整的。
在接近光盘1最内圆周的系统导入区中,已经说明聚焦控制、倾斜控制、和跟踪控制的程序。上面的图23概括了该程序。
[系统导出区的访问方法]
前面所述例子中,束斑必须定位在系统导出区上,以获得倾斜补偿量。使束斑偏移至系统导出区的系统导出区访问程序的例子,将在下面参考图1和28说明。
图28是流程图,说明在盘最外圆周系统导出区的访问程序的例子。粗访问是用寻道马达12,使光头10向存在系统导出区的径向位置偏移。利用该粗访问,光头10缓慢地移动,同时由设在寻道马达12的编码器21控制其位置,从而使束斑向略靠系统导出区内圆周侧的数据区,或向系统导出区移动(步骤ST502)。此时,聚焦控制保持ON,而跟踪控制是OFF,因为查找操作正在进行。
如果寻道马达12控制光头10的偏移,在系统导出区略靠内的圆周侧的数据区位置上形成束斑,那么在适当的时标,向补偿控制器20输入跟踪误差信号,同时观察定位误差检测电路19检测的跟踪误差信号,并把操纵量输入精细定位机构控制电路23和粗定位机构控制电路17,开始轨道导入控制,从而施加跟踪控制。
此时,关于倾斜控制操纵量,当该目标盘径向位置的倾斜补偿量已经存储在倾斜补偿量存储电路32中时,则该倾斜补偿量输出至补偿控制器31。该补偿量经过补偿控制器31的相位补偿,输出至倾斜调整机构控制电路24。然后,透镜致动器6把物镜5沿径向倾斜方向定位。当目标盘的补偿量没有存储在倾斜补偿量存储电路32中时,则输出系统导入区的补偿量,作为临时输出。
在施加跟踪控制之后,因为检测到束斑形成的位置的物理地址,访问控制电路18通过补偿控制器20使透镜致动器6偏移,以便用该物理地址信息,在数据区的最外圆周轨道,或在数据区最外圆周轨道前的一条轨道上,形成束斑。这样,束斑通过轨道跳跃,跳过每一轨道地移动(步骤ST503)。
如果束斑已经到达数据区的最外圆周轨道,或在数据区最外圆周轨道前的一条轨道上,则把DC输入加到粗定位机构控制电路17,只使寻道马达12再偏移至外圆周侧,同时跟踪控制是ON(步骤ST504)。结果,物镜5偏移,从跟踪方向的中性位置,位移到略靠内的圆周侧,与寻道马达12使光头10的移动相反。在调整送至寻道马达12的DC输出值的同时,观察允许物镜5从中性位置向内圆周侧位移的位移量。该位移量能够用精细定位机构控制电路23送至透镜致动器6的输出量,即跟踪操纵量的DC分量来估算和观察。
在物镜5从中性位置位移至略靠内的圆周侧,以这种方式实现的状态之后,停止送至寻道马达12的DC输出,使寻道马达12停止(步骤ST505),并把跟踪控制断开(步骤ST506)。此外,与跟踪控制的OFF同时,作为定位误差检测电路19中的跟踪误差检测方法,开始前述DPD信号检测方法的检测(步骤ST507)。此时,物镜5向外圆周侧偏移,试图以透镜致动器6的本征频率返回中性位置。就是说,束斑按调整偏移量向系统导出区移动,该系统导出区在比数据区的最外圆周更靠外圆周侧。该偏移量在此时决不超过物镜致动器6在跟踪方向的最大偏移量。
一般说来,偏移量作为保证不致降低再现信号质量的物镜致动器6的可移动范围,最大约0.3mm。为了使束斑能在该偏移量内经过连接区到达系统导出区,该连接区(见图10到12)最好设为0.3mm或更小。
当束斑已经到达系统导出区时,因为系统导出区由坑阵列形成,作为DPD信号检测的跟踪误差信号,可以用定位误差检测电路19按与系统导入区相同方式获得。使该跟踪误差信号偏置,以便与光盘1及物镜5之间的相对倾斜相关。因此,倾斜信号检测器30用与上述相同的程序,对相位差跟踪误差信号抽样,测量它的偏置中心值(步骤ST508),从而获得倾斜误差信号。当获得该倾斜误差信号时,倾斜调整机构控制电路24根据该信号,用与上述相同的程序实施倾斜控制(步骤ST508到ST510)。倾斜补偿量作为系统导出区上的倾斜补偿量被保持(步骤ST511),并在它的极性如同在系统导入区那样颠倒后,存储在倾斜补偿量存储电路32中(步骤ST512)。
当系统导出区上的信息不需要再现,而只采集系统导出区上的倾斜补偿量时,只有如下用于采集系统导出区上跟踪误差信号偏置量的程序能够执行。
[当在系统导出区上只作倾斜调整时的系统导出区访问方法]
图29是流程图,说明盘最外圆周系统导出区的访问程序的另一个例子。在图29所示程序中,光头10被寻道马达12缓慢地向外圆周侧移动,同时跟踪控制是OFF,而只有物镜位于跟踪方向的中性位置时才施加跟踪控制(步骤ST602)。此时,如果物镜5被移动至光盘1空的径向位置,它很可能碰撞光盘1。因此,寻道马达12编码器21给出的目标位置,最好设在比可访问的最外圆周位置略靠内圆周侧。
寻道马达12使光头10向外圆周侧偏移,并检测作为镜反射区的连接区,同时通过该区(步骤ST603),然后,把跟踪误差信号检测方法切换至DPD方法(步骤ST604)。如果检测相位差跟踪误差信号成功(步骤ST605中的YES),停止寻道马达12的操作(步骤ST606),并从检测的相位差跟踪误差信号计算倾斜补偿量,以开始倾斜控制。同样,倾斜补偿量作为系统导出区的倾斜补偿量保持,并在它的极性如同在系统导入区那样颠倒后,存储在倾斜补偿量存储电路32中(步骤ST607)。
[系统导出区上的跟踪控制]
在上述步骤之后,当在系统导出区上成功检测跟踪误差信号时,可以用精细定位机构控制电路23和粗定位机构控制电路17,在适当的时标开始轨道导入控制(步骤ST608),以便进行跟踪控制(步骤ST609)。此时,还再次驱动寻道马达12,以控制物镜5的位移量,使之在跟踪位置上缩减。之后,可以关闭跟踪控制,和用前述倾斜调整程序计算倾斜补偿量。
[在可重写光盘的情形下,系统导出区访问过程细节]
前述系统导出区的访问控制,能够用图32所示处理电路实施。特别是,在可重写光盘情形下的“系统导出区访问控制”处理程序,可以实施如下。
图30画出当访问盘最外圆周的系统导出区时,相位差跟踪误差信号等的变化。图32是方框图,画出访问盘最外圆周系统导出区的控制系统电路安排的例子。
在可重写光盘的情形下,跟踪控制是用推挽跟踪误差信号,在数据区或数据导入区和数据导出区实施的。因为在数据导出区之外的连接区,没有不均匀度,从而称为镜反射区,如果束斑按该系统导出区访问方法在连接区上通过,那么,从光电检测器信号的差计算的推挽跟踪误差信号和相位差跟踪误差信号,输出分别为零(见图30的(b)和(e)中振幅变为平坦的部分)。
在图32的电路安排中,电路方框12、17、18、和25在功能上可等效于图1的电路方框12、17、18、和25。图32的其他电路方框50-58,将说明如下。
推挽跟踪误差信号(图30(b))由图32中的切换电路50选择,并送至跟踪误差振幅检测电路52。在束斑通过镜反射区的同时,跟踪误差振幅检测电路52检测到跟踪误差信号的零振幅。根据该零检测,连接区检测电路54检测出束斑正在通过镜反射区(连接区)(图30(c))。与此同时,相位差跟踪误差信号检测切换确定电路58,把跟踪误差信号的检测切换为相位差跟踪误差方法(图30(d))的命令,连同聚焦状态确定电路56确认跟踪误差信号变成零的输出,发送至切换电路30(图30(b)),尽管此时聚焦控制是ON(图30(a))。然后,如果从图30(c)的信号结束检测到束斑已经通过了连接区(即,束斑可以访问系统导出区),图32的电路安排根据该相位差跟踪误差信号,进入操作状态。
图31是解释用图,表明用倾斜补偿量存储电路32,获得倾斜校正量分布曲线的例子。在可重写光盘中,倾斜补偿量仅在能够检测相位差跟踪误差信号的“系统导入区(盘径向位置Ri)和系统导出区(盘径向位置Ro)”获得。然后,从至少两个按盘径向位置存储的倾斜补偿量(倾斜校正量),计算盘径向位置与倾斜补偿量之间的关系(分布曲线),如在例如图31所示。如果能够获得该分布曲线,盘径向位置Ri和Ro之间的倾斜校正量,能够通过估算来计算(见图25中的步骤ST320)。
图33是解释用图,表明对装入光盘设备驱动器的光盘,进行倾斜检测(因盘的旋转轴挠曲和/或倾斜)的方法的例子。图34是解释用图,表明用倾斜补偿量存储电路32,获得倾斜校正量的分布曲线(与图31不同)的另一个例子。
图33说明检测与盘本身挠曲相关的信号的方法。在聚焦控制是ON和物镜5沿盘径向方向移动的同时,存储聚焦驱动信号,据此采集盘1的“挠曲分布曲线”,作为按该盘径向位置的值。结果,获得图34(a)所示的分布曲线信号。但是,因为按此方式获得的分布曲线,不包括任何光盘设备三维致动器(倾斜致动器)6的驱动灵敏度信息,所以,如果用作倾斜补偿量,它包含误差。根据系统导入区径向位置Ri的倾斜补偿量和系统导出区径向位置Ro的倾斜补偿量,校正该分布曲线信号之后,如图34(b)所示,把它用作倾斜补偿量,从而实现更精确的倾斜控制(图33所示电路安排使用的倾斜补偿量,已经用补偿倾斜角的开环控制输出240校正)。这里指出,这一校正只在内圆周侧系统导入区上进行。
倾斜补偿量的校正如下。更准确地说,图34(a)中虚线分布曲线上某些纵坐标值,被乘以图31中分布曲线上相应径向位置的值(计算值),从而获得“已校正的倾斜校正量分布曲线”,它类似图34(b)中沿向下箭头方向略“弯曲”的虚线分布曲线。
[用再现信号对倾斜补偿量作精细调整]
为了改进图1倾斜补偿量存储电路32中按盘径向位置存储的倾斜补偿量的精度,用数据区记录/再现数据时的再现信号质量,通过如下程序对该补偿量作精细调整。对只读光盘,按实际情况使用再现信号。但是,对可重写光盘,要作临时测试记录,并再现记录结果,以获得再现信号,供调整使用。
在上述倾斜调整程序中,是用从跟踪误差信号中获得的作为偏置量的倾斜误差信号,实施倾斜控制的。但是,该倾斜误差信号不但受径向倾斜的影响,还受切向倾斜的影响。还有,倾斜控制的伺服目标,是使再现信号质量优化。因此,为了校正切向倾斜的影响和把倾斜控制应用于优化再现信号质量的点,所以用信号质量实施精细调整。
当束斑受寻道马达12控制而偏移,并在预定的径向位置形成时,倾斜补偿量存储电路32中存储的倾斜补偿量,作为按寻道马达编码器21(TAC:编码器)检测的径向位置的值,输出至倾斜信号检测器30,并经过倾斜调整机构控制电路24,作为倾斜操纵量,输入透镜致动器6。就是说,在聚焦控制是ON的同时,还要加上DC倾斜控制。在该状态下开始跟踪控制,以获得再现信号。当该信号经图38的信号处理电路(稍后说明)处理,能够获得基本的误差率或估算的粗误差率。
在获得该误差率(本文此后称为第一误差率ER1)的同时,还按照系统控制器25的指令进行下面的操作。就是说,把附加的电压+Vo[V],加到将从倾斜信号检测器30输出至补偿控制器31的倾斜补偿量上,以便使物镜5沿径向方向旋转+α°,把存储在图1倾斜补偿量存储电路32中的倾斜补偿量Vd[V]作为中心。
在该状态下,测量误差率(本文此后称为第二误差率ER2)。然后,把电压-Vo[V]施加于存储的倾斜补偿量,以便使物镜5沿径向方向再旋转-α°。这样,物镜5沿与施加附加电压+Vo[V]时相反的方向旋转。在该状态下同样按预定的时间周期测量误差率(本文此后称为第三误差率ER3)。
在上述过程中,系统控制器25分别比较误差率ER1、ER2、和ER3,这些误差率是由图38所示信号处理电路测量的。如果ER1>ER2或ER3,需要存储的倾斜补偿量设为Vd+Vo[V]或Vd-Vo[V]。应当指出,如果ER1<ER2和ER3,则确定获得ER1时的倾斜补偿量,是最佳量,从而结束调整。
图35是解释用图,表明用推挽方法检测跟踪误差的例子。在图7或9所示电路安排不能检测相位差跟踪误差信号的环境中,采用该方法可以获得用于跟踪控制的推挽跟踪误差信号。
应当指出,Vo最好是精细定位机构控制电路输出能够施加的最大电压的约1/10,这样能够满意地搜索最佳点,更准确地说,最好把它设为0.2V或更小。
[按照盘来修改倾斜调整程序]
如上所述,倾斜控制是用相位差跟踪误差信号偏置的中心值实施的。应当指出,在某些与目标盘1有关的情形中,倾斜误差信号不能从数据区上的跟踪误差信号获得。在这种情形中,要检验由主轴马达2旋转的光盘1的类型,并按照盘的类型,采用不同的倾斜控制程序(见稍后说明的图36中的处理过程)。
如果目标光盘1是只读盘,能够在盘的整个表面上采集倾斜误差信号。但是,对可重写盘,轨道结构不是根据前述的坑阵列结构。因此,倾斜误差信号的检测,不能以高的S/N在盘1的整个表面上实施。使用由另一种检测方法检测的、与盘本身挠曲相关的信息信号(见图34(a)),来校准和应用倾斜误差信号,该另一种检测方法,是参考系统导入区上采集的倾斜补偿量,进行检测的(见图34(b))。
图36是流程图,按照本发明实施例,说明包括倾斜调整的处理流程(该处理流程,从ROM或RAM盘被安装直到再现和/或记录开始为止)的例子。
当ROM或RAM盘被安装在设备(盘驱动器)时(步骤ST1001),接通(步骤ST1002)光头10的聚焦伺服,把束斑移动到内圆周侧的导入区(步骤ST1003)。在该导入区上,使用DPD信号的偏置,执行闭环的粗倾斜调整(步骤ST1004)。作为粗倾斜调整的结果,学习盘内圆周上的相对倾斜量,并把它存储在图1的倾斜补偿量存储电路32中。存储的相对倾斜量,以后用在开环的倾斜补偿中。在盘内圆周上的相对倾斜量存储之后,接通跟踪伺服(步骤ST1005),并检验目前安装的盘1(即,ROM或RAM盘,等等)的类型(步骤ST1006)。该检验过程,能够通过读出目前安装的盘1导入区的信息完成。
如果目前安装的盘1是ROM盘(步骤ST1007中的YES),束斑移动到目标轨道(步骤ST1008),使用DPD信号的偏置,执行闭环的粗倾斜调整(步骤ST1009)。该粗倾斜调整是在TAC(图1中的编码器21)查找(透镜位移=小)的时间中执行,或在轨道导入控制前执行。之后,接通跟踪伺服(步骤ST1010),进行精细倾斜调整(步骤ST1011),从而开始ROM盘1上信息的再现(步骤ST1012)。
应当指出,步骤ST1011的精细倾斜调整,能够通过施行图39所示的爬山调整来执行,同时观察RF信号再现误差率(SbER)和向倾斜致动器6提供DC驱动信号。
如果目前安装的盘1是RAM盘(步骤ST1007中的NO),通过TAC(编码器21)查找(步骤ST1013),测量盘的倾斜分布曲线(沿盘径向方向的倾斜补偿量平均分布曲线)。或者,在RAM盘外圆周驱动测试带的凹槽区上,对记录进行测试,并观察它的再现RF信号振幅(峰对峰:PP)。然后,进行上述的爬山调整,同时观察再现RF信号的误差率(SbER),并向倾斜致动器6提供DC驱动信号。这样,学习盘的外圆周上的相对倾斜值,并把学习结果存储在图1的倾斜补偿量存储电路32中(步骤ST1019)。
在采集(步骤ST1013)盘的倾斜分布曲线(平均盘分布曲线)后,或如果学习了盘的外圆周上的相对倾斜值(步骤ST1019),束斑移动到目标轨道(步骤ST1014),执行粗倾斜调整(步骤ST1015)。在该粗倾斜调整中,根据步骤ST1004学习的导入区上的倾斜信息,和/或步骤ST1019学习的盘的外圆周上的倾斜信息,校正步骤ST1013采集的盘分布曲线(见图34(b))。
在经过各种粗倾斜调整之后,如果目前安装的RAM盘1是没有记录的空白盘(步骤ST1016中的YES),接通跟踪伺服(步骤ST1017),开始记录(步骤ST1018)。相反,如果目前安装的RAM盘1是部分记录的盘(步骤ST1016中的NO),则进行精细倾斜调整(步骤ST1020),并接通跟踪伺服(步骤ST1021),从而开始RAM盘1的记录或再现(步骤ST1022)。应当指出,步骤ST1020的精细倾斜调整,能够通过执行上述的爬山调整实施,同时观察跟踪误差(TE)信号的振幅值,并把DC驱动信号提供给倾斜致动器6。
[可重写光盘中的精细倾斜调整]
如图36所示,在可重写盘的情形,必须看承受信息记录的目标盘,是出现在没有记录的还是已有记录的区,从而采用不同的精细调整方法。还有,必须看盘的反射率在记录信息时是增加还是降低,而采用不同的精细调整方法。
当盘的反射率在记录信息时增加,和在该目标轨道位置上已经记录了信息时,则推挽跟踪误差信号的S/N较高。因此,把电压+Vo[V]添加在倾斜信号检测器30输出至补偿控制器31的倾斜补偿量上,以便使物镜沿径向方向旋转+α°,把存储的倾斜补偿量Vd[V]作为中心。
如在图36的步骤ST1019所示,在可重写盘1的情形,使用确保在接近盘的外圆周出现的数据导出区中的驱动测试带,来记录信息和再现记录的信息,以获得再现信号,是有效的,并据此施行精细调整。在这种情形下,最好是在平台-凹槽结构形成数据导出区,在平台或凹槽部分的轨道上记录和再现信号,在那里能够输出较强的再现信号。更准确地说,因为从凹槽部分能够输出较强的再现信号,所以图36采用借助测试凹槽部分的记录的精细调整程序。
如上所述,利用本发明的倾斜控制信号采集方法和倾斜控制方法,通过从获得的跟踪误差信号,计算偏置的中心值,获得倾斜误差信号,同时聚焦控制是ON,并用该倾斜误差信号实施倾斜控制。该倾斜控制频带是低频带,低至约旋转频率的1/10。每一次,获得作为倾斜控制信号的倾斜误差信号,通过加上校正量向透镜致动器输入操纵量,使物镜沿径向倾斜方向旋转。倾斜补偿操纵量作为按盘的径向位置的倾斜补偿量,存储在倾斜补偿量存储电路中。按照粗略估算束斑在预定径向位置的形成,由寻道马达6的编码器21,抽取存储的倾斜补偿量,并把操纵量输入透镜致动器6。
[在移动时依据跟踪误差信号的倾斜误差信号检测]
当预定的信息从受跟踪控制的束斑在系统导入区上读出时,束斑移动至形成在系统导入区之外的数据导入区。向数据导入区的移动,是通过查找控制使物镜5偏移,以便沿外圆周方向移动束斑实现的,该查找控制在控制的同时,对越过的轨道计数。在查找控制期间,因为跟踪控制暂时是OFF,在物镜5沿外圆周方向偏移的同时,聚焦控制和倾斜控制都是ON。
例如,当主轴马达2上安装的是只读光盘时,数据导入区也是由坑阵列形成的。因此,当使寻道马达12而不是透镜致动器6偏移,获得该种移动时,光头10上的透镜致动器6接近位于沿跟踪方向的中性位置,且跟踪误差信号的偏置分量与盘1及物镜5之间的相对倾斜量相关。因为束斑在移动时,自动地在轨道上通过,所以能够获得跟踪误差信号的极大和极小值。因此,数据导入区上的倾斜误差信号,能够用与系统导入区上的倾斜调整程序相同的程序,从跟踪误差信号的偏置获得。当束斑在移动时更靠近目标位置时,施加倾斜控制,使该倾斜误差信号成为零,从而获得倾斜操纵量。在该程序中,当向倾斜调整机构控制电路24输出该倾斜操纵量时,跟踪控制开始。
应当指出,与盘1及物镜5之间的相对倾斜相关的极性,在系统导入区和数据导入区是颠倒的。因此,数据区上的倾斜补偿量的极性,不同于系统导入区上的倾斜补偿量的极性。当系统导入区上的倾斜操纵量被颠倒,并存储在倾斜补偿量存储电路中,作为系统导入区径向位置的补偿量,那么,能够在盘的整个表面管理数据导入区上的倾斜补偿量,不用颠倒倾斜操纵量的极性。
图37是解释用图,表明用推挽方法的跟踪误差信号,与盘的倾斜(径向倾斜)之间的关系(图37中在a、b、和c的倾斜方向,分别与图3中的A、B、和C对应)。推挽跟踪误差信号,以相位差跟踪误差信号相同方式,按照盘的倾斜产生偏置(虽然它弱),如图37所示。
图38是方框图,画出用于估算再现信号误差率的电路安排的例子。来自光电检测器的再现信号,被再现信号波形均衡电路70均衡,并输入再现信号误差率估算电路74。该再现信号误差率估算电路74用于事先估算误差率,该误差率可能稍后根据输入信号在解码器(未画出)产生。该估算可以如下实施。电路74具有将要随机解码的信号的期望值(通过事先检验它们),并输出该期望值与实际信号之间的误差分量,作为误差能力。特别是,设置电路74,是为了通过加权模式,使容易引起的误差有较高的误差能力增益,以增加误差检测的灵敏度。该电路74能够粗略估算误差率ER1、ER2、和ER3,这些误差率已经在“用再现信号对倾斜补偿量作精细调整”中说明。
图39是流程图,说明倾斜调整程序的修改。该倾斜调整处理程序,是在例如聚焦伺服为ON之后和跟踪伺服为ON之前执行。检测跟踪误差信号(步骤ST805),和检测跟踪误差信号的振幅值(步骤ST806)。之后,改变倾斜校正量±Vo,以检验跟踪误差信号振幅如何变化(步骤ST807)。如果作为改变倾斜校正量±Vo的结果,跟踪误差信号振幅变大(步骤ST810中的YES),则选择“具有该大振幅的倾斜校正量(或+Vo或-Vo)”(步骤ST808),流程返回跟踪误差信号振幅值检测过程(步骤ST806)。
如果即使重复步骤ST806到步骤ST810的处理过程,使倾斜校正量改变±Vo之后,跟踪误差信号振幅也不增加,则选择与迄今已执行的跟踪误差信号振幅值检测过程(ST806)中最大跟踪误差信号对应的倾斜校正量(ST811),并用选择的倾斜校正量来确定倾斜调整(ST812)。按此方式,结束图39的倾斜调整程序。
在本发明的实施例中,倾斜伺服是用仅在坑区产生的相位差跟踪误差信号实施的,而不是用有平台-凹槽结构的光盘获得的推挽信号实施。这是本发明该实施例的特征。或者说,本发明该实施例的特征,在于进行倾斜补偿(校正)的同时,用相位差跟踪误差信号检验要调整极性,而不用难以获得倾斜检测的推挽方法(由于S/N等问题)。在这样的情形下,能够改进S/N以施行调整(图39等),使相位差跟踪误差信号的振幅最大化。特别是对一般有较小信号电平的单侧/多层盘,能够实现某种倾斜控制。
应当指出,本发明不限于前述的实施例本身,还能够不偏离本发明的范围,在实施本发明时,用各种方式修改本文需用的构成单元体现本发明。例如,用于倾斜检测的跟踪误差信号,只要确保有足够高的S/N,可以用参考图35说明的推挽方法代替DPD方法获得。在倾斜信号检测器中的检测过程,可以包括或者是获得相位差跟踪误差信号PV(峰峰电压)中心值的过程,或者是获得平均值(Average)的过程。但是,如果抽样点数不够,则不能获得精确的偏置量。如果偏心大,抽样点数可以少,因为越过一条轨道也能够监测。从系统导入区到数据导入区的移动方法,可以通过透镜致动器6使物镜5偏移,同时对轨道计数的方法,也可以不用透镜致动器6而只通过寻道马达12实施访问的方法。倾斜致动器不限于使用三维透镜致动器6的电路安排,可以采用使盘驱动器底盘架倾斜的致动器,或采用使光盘1连同主轴马达2一起倾斜的致动器。
还有,适当组合多个在实施例中公开的需用的构成单元,能够构成各种发明。例如,可以从实施例中公开的所有需用构成单元中,删除一些本文需用的构成单元。此外,必要时,可以组合按照不同实施例的需用构成单元。

Claims (13)

1.一种光盘设备,用于在光盘上记录信息或从光盘再现信息,该光盘有螺旋形或同心的轨道的信息记录层,所述设备的特征在于包括:
光头(10),它通过使激光束经物镜(5)聚焦在光盘(1)的信息记录层上记录信息或再现信息;
聚焦控制器(22),它使物镜(5)偏移,使激光束的束斑聚焦在光盘(1)的信息记录层上;
定位单元(12),它使光头(10)定位在目标轨道上;
光电检测器(9、102),它安装在光头(10)上并接收光盘(1)反射的反射光;
位置误差检测器(19),它检测光头(10)聚焦的束斑与目标轨道之间的位置误差,并提供位置误差的检测结果;
倾斜致动器(6),它使物镜(5)倾斜;
相位差跟踪误差信号检测器,耦合到光电检测器(102)并构造为检测其信号电平根据光盘(1)相对于物镜(5)的径向倾斜度从特定电平偏移的相位差跟踪误差信号;
倾斜控制器(24-25、30-32),它用来自相位差跟踪误差信号检测器的相位差跟踪误差信号实现倾斜致动器(6)的倾斜控制;以及
定位控制器(20、17、23),它根据位置误差检测器(19)的所述检测结果,在倾斜控制器(24-25、30-32)实现倾斜致动器(6)的倾斜控制之后使定位单元(12)偏移。
2.按照权利要求1的设备,其特征在于,在来自位置误差检测器的位置误差信号包括一偏置量,其中所述位置误差信号被用于倾斜控制器。
3.按照权利要求2的设备,其特征在于,位置误差信号的偏置量有偏置值,该偏置值是为保持恒定信号振幅而在归一化之后计算的。
4.按照权利要求1到3任一项的设备,其特征在于,光电检测器被分为多个象限,以形成4象限光电检测器,且位置误差对应于相位差跟踪误差信号,其是把4象限光电检测器对角线相对的检测器信号之和的两个信号进行相位比较而获得的。
5.按照权利要求1到3任一项的设备,其特征在于,光电检测器被分为多个象限,以形成4象限光电检测器,且位置误差对应于相位差跟踪误差信号,其是把4象限光电检测器相邻的检测器的信号进行相位比较获得的两个相位差信号(CMP1,CMP2)相加而产生的。
6.按照权利要求1到3任一项的设备,其特征在于,当定位控制器的控制环断开时倾斜控制器的控制环是闭合的,在确认倾斜伺服已被加上预定的操纵量后断开倾斜控制器的控制环,又当预定的操纵量已加在开环的倾斜控制器时令定位控制器的控制环闭合。
7.一种供光头使用的控制方法,当信息记录在具有螺旋形或同心轨道的信息记录层的光盘上或从该光盘再现信息时使用,该光头通过物镜输出和接收激光束,其中,所述光头受包括聚焦控制、跟踪控制、及倾斜控制的控制系统控制,所述控制方法的特征在于包括:
进行(ST102-ST104)聚焦控制,使光头(10)输出的激光束斑(100)聚焦在光盘(1)的轨道上;
检测(ST105)相位差跟踪误差信号,该相位差跟踪误差信号对应于聚焦束斑和目标轨道之间的位置偏移,所述相位差跟踪误差信号的信号电平根据光盘的径向倾斜度从特定电平偏移(ST508);
进行(ST106-ST107)倾斜控制,根据相位差跟踪误差信号的检测结果(ST204-ST206)产生某一倾斜作为光盘与物镜之间的相对倾斜;以及
根据相位差跟踪误差信号的检测结果进行跟踪控制(ST108)。
8.按照权利要求7的方法,其特征在于,用在倾斜控制中的相位差跟踪误差信号的检测结果含有与倾斜对应的偏置,且该偏置用于倾斜控制。
9.按照权利要求8的方法,其特征在于,具有偏置的相位差跟踪误差信号被没有任何偏置的相位差跟踪误差信号归一化,以获得恒定的振幅。
10.按照权利要求7到9任一项的方法,其特征在于,该光头包括由两组对角线相对的检测器形成的4象限光电检测器,并把该4象限光电检测器产生的相位差信号用作相位差跟踪误差信号,该相位差信号是把4象限光电检测器一组对角线相对的检测器的和信号与该4象限光电检测器另一组对角线相对的检测器的和信号进行相位比较而获得的。
11.按照权利要求7到9任一项的方法,其特征在于,该光头包括由两组相邻检测器形成的4象限光电检测器,并把该4象限光电检测器产生的信号用作相位差跟踪误差信号,该信号是把4象限光电检测器一组相邻检测器的两个信号的相位比较结果与该4象限光电检测器另一组相邻检测器的两个信号的相位比较结果相加而获得的。
12.按照权利要求7到9任一项的方法,其特征在于还包括:
当跟踪控制未启动时,通过启动倾斜控制来保持倾斜伺服量;
当聚焦控制伺服及跟踪控制伺服起作用时,启动开环的倾斜控制,用保持的倾斜伺服量作为预定操纵量;以及
启动跟踪控制。
13.一种供光头使用的倾斜补偿值存储方法,当信息记录在光盘上或从该光盘再现信息时使用,该光头通过物镜输出和接收激光束,该光盘在预定的内圆周区和预定的最外圆周区之间有由螺旋形或同心轨道形成的数据区,所述倾斜补偿值存储方法的特征在于包括:
把光头移动(ST502)到略靠最外圆周区内侧的数据区;
用推挽跟踪误差信号检测方法,检测(ST503-ST506)对应于聚焦束斑和目标轨道之间位置偏移的跟踪误差信号,把束斑向预定的最外圆周区移动,以及在束斑已经越过数据区及预定的最外圆周区之间形成的连接区后在最外圆周区上把推挽跟踪误差信号检测方法切换至DPD方法;
检测(ST507)相位差跟踪误差信号,该相位差跟踪误差信号对应于聚焦束斑和目标轨道之间的位置偏移,其中,所述相位差跟踪误差信号的信号电平根据光盘相对于物镜的径向倾斜度从特定电平偏移;
根据相位差跟踪误差信号的检测结果进行倾斜控制(ST508-ST511),产生某一倾斜作为光盘与物镜之间的相对倾斜;和
存储(ST512)倾斜控制的控制结果,作为与光盘上光头所处径向位置组合的倾斜补偿值。
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100652951B1 (ko) * 2004-06-10 2006-12-06 삼성전자주식회사 스큐 보정이 가능한 광디스크 장치 및 그 방법
JP2006172524A (ja) * 2004-12-10 2006-06-29 Toshiba Corp 光ディスク装置およびチルト制御方法
JP4556675B2 (ja) * 2005-01-14 2010-10-06 船井電機株式会社 チルト調整装置及びチルト調整方法
JP4473768B2 (ja) * 2005-04-14 2010-06-02 株式会社東芝 情報記憶媒体、再生方法及び記録方法
JP4728102B2 (ja) * 2005-11-15 2011-07-20 パナソニック株式会社 トラッキングエラー制御装置、トラッキングエラー制御回路、およびトラッキングエラー制御方法
JP2007200381A (ja) * 2006-01-24 2007-08-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ディスク装置運転方法および光ディスク装置
TWI323453B (en) * 2006-04-11 2010-04-11 Realtek Semiconductor Corp Optical storage apparatus, preamplifier and method of generating tracking error signal thereof
JP2008034012A (ja) * 2006-07-27 2008-02-14 Sharp Corp チルト量調整方法、光ピックアップ調整機構及び光ディスク装置
JP4419098B2 (ja) * 2006-09-14 2010-02-24 ソニー株式会社 光ディスク装置及び焦点位置制御方法
JP2008243243A (ja) * 2007-03-26 2008-10-09 Hitachi Ltd 光ディスク装置
JP5157820B2 (ja) * 2008-10-23 2013-03-06 ティアック株式会社 光ディスク装置
KR20100090392A (ko) * 2009-02-06 2010-08-16 삼성전자주식회사 광디스크 드라이브 및 그 구동 방법
KR20100135048A (ko) * 2009-06-16 2010-12-24 삼성전자주식회사 경사 보상이 가능한 인코더, 이를 이용한 하드 디스크 드라이브 및 하드 디스크 드라이브를 위한 서보 트랙 기록 장치
JP5494265B2 (ja) * 2010-06-14 2014-05-14 ソニー株式会社 光ピックアップ制御回路および光ディスクドライブ装置
US20120263026A1 (en) * 2011-04-12 2012-10-18 Quanta Storage Inc. Method for determining eccentricity of optical disc
CN103021427A (zh) * 2011-09-28 2013-04-03 广明光电股份有限公司 致动器倾斜偏移校正方法
KR101827806B1 (ko) * 2011-12-29 2018-02-12 주성엔지니어링(주) 와블 보정장치 및 그 제어방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001307359A (ja) * 2000-04-25 2001-11-02 Sony Corp 光ディスク傾き検出方法、光学ピックアップ装置および光ディスク装置
US20020060964A1 (en) * 2000-11-21 2002-05-23 Park Sang On Tilt controlling method and apparatus
CN1354460A (zh) * 2000-11-17 2002-06-19 三星电子株式会社 用于光记录/再现系统的误差信号检测装置
JP2002260261A (ja) * 2001-03-05 2002-09-13 Toshiba Corp 光ディスク記録再生方法および装置
US20030161232A1 (en) * 2002-02-25 2003-08-28 Funai Electric Co., Ltd. Tilt control device for optical disk and tilt control method
US6625093B1 (en) * 1999-03-30 2003-09-23 Lg Electronics Inc. Apparatus and method for reproducing record for optical recording medium

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5077719A (en) * 1987-08-28 1991-12-31 Fujitsu Limited Optical disk access system
JP2998807B2 (ja) * 1990-07-19 2000-01-17 パイオニア株式会社 光学式ディスクプレーヤ
JPH10312565A (ja) 1997-05-14 1998-11-24 Olympus Optical Co Ltd 光ディスク駆動装置
US6459664B1 (en) * 1998-08-31 2002-10-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical disc tilt control apparatus
EP0987689B1 (en) * 1998-09-14 2006-11-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Tilt detection device, optical disc device, and tilt control method
JP4023012B2 (ja) * 1998-11-10 2007-12-19 ソニー株式会社 光ディスク傾き検出方法、光学ピックアップ装置および光ディスク装置
JP2000251289A (ja) 1999-02-26 2000-09-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学的情報記録再生装置
US6963520B1 (en) * 1999-05-18 2005-11-08 Lg Electronics Inc. Method of recording and reproducing an optical recording medium
JP2001344790A (ja) 2000-05-31 2001-12-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ディスク装置
KR100739663B1 (ko) * 2000-12-21 2007-07-13 삼성전자주식회사 광 기록/재생 시스템 모니터링 신호 생성 방법 및 장치
JP2003217153A (ja) 2002-01-22 2003-07-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ディスク装置
JP2005166195A (ja) * 2003-12-04 2005-06-23 Canon Inc 光情報記録再生装置及び光情報記録再生方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6625093B1 (en) * 1999-03-30 2003-09-23 Lg Electronics Inc. Apparatus and method for reproducing record for optical recording medium
JP2001307359A (ja) * 2000-04-25 2001-11-02 Sony Corp 光ディスク傾き検出方法、光学ピックアップ装置および光ディスク装置
CN1354460A (zh) * 2000-11-17 2002-06-19 三星电子株式会社 用于光记录/再现系统的误差信号检测装置
US20020060964A1 (en) * 2000-11-21 2002-05-23 Park Sang On Tilt controlling method and apparatus
JP2002260261A (ja) * 2001-03-05 2002-09-13 Toshiba Corp 光ディスク記録再生方法および装置
US20030161232A1 (en) * 2002-02-25 2003-08-28 Funai Electric Co., Ltd. Tilt control device for optical disk and tilt control method

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Publication number Publication date
US20050207303A1 (en) 2005-09-22
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