CN101164107A - 机械震动检测方法以及将数据记录到光盘上的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种基于使用聚焦误差(FE)和/或寻轨误差(TE)伺服回路信号来检测影响光盘驱动器的机械震动的方法。例如，通过使用伺服回路中的PID控制器的积分信号、或低通滤波器、或数字信号处理器(DSP)的数字积分来生成作为伺服回路信号的加权时间积分的震动检测信号。如果震动检测信号超出阈值，则认为检测到震动。还公开了一种用于将数据记录到光盘的方法和相应的光盘驱动器。实时地监视震动信号，并且如果检测到信号，则中断记录。当震动信号再次变低时，通过从上一记录区域链接而恢复记录。

Description

机械震动检测方法以及将数据记录到光盘上的方法和设备

技术领域

本发明一般涉及用于在读取和记录光盘期间检测影响光盘驱动器的机械震动的方法。本发明还涉及用于将数据记录到光盘上的设备和方法。

背景技术

便携式系统中光盘记录的使用，例如在膝上型计算机中记录各种类型的紧致盘(CD)和数字多用盘(DVD)，近来已经变得很广泛。它们在各种环境(包括许多振动和机械震动源)下的使用可能由于聚焦错误和轨道丢失而在记录期间导致错误。因此，期望的是记录设备使用某些方法来减轻振动和机械震动的影响，以便不影响记录质量。

一种选择是使用外部震动传感器来检测影响记录设备的外部震动。由于较高的生产成本和较复杂的组装过程，此解决方案不太吸引人。已公布的美国专利申请No.2004/0069962A1公开了使用已经在目前的光盘驱动器中生成的几个伺服回路反馈信号来检测外部震动的存在。它公开了三个独立的震动检测单元的相伴使用，如果三个检测单元中的每一个同时生成震动信号，则检测到震动。第一检测单元包括寻道误差(TE)传感器或聚焦误差传感器(FE)或中心误差(CS)传感器、中心位于悬挂橡胶的共振频率处的带通滤波器、以及两个比较器。第二检测单元包括子光束和(SBAD)传感器或RF波动传感器(RFRS)、低通滤波器、减法器和滞后比较器。第三检测单元包括生成主轴马达(FG)的旋转频率标识信号的装置、平均单元和滞后比较器。

震动检测系统的必要参数是特征响应时间。优选地，应该足够快地检测震动，以便在发生任何记录错误之前中断记录处理。US2004/0069962A1公开了在检测震动时全部必须同时发生的三个独立个震动检测单元的使用，因而由每个检测单元的响应时间中的最慢者给出所提议方法的特征响应时间。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于在读取信息或者在将信息记录到光盘上时检测影响光盘驱动器的机械震动的改进方法。通过根据本发明的方法来实现此目的，该方法特征如权利要求1的特征部分所述。该方法提供非常快的特征响应时间和良好检测准确度的结合。此外，它还具有相对简单和容易实现的优点。从诸如TE、FE、CS、SBAD、RFRS或FG之类的可用控制(伺服)信号中，由用于垂直于盘面的震动的聚焦误差(FE)信号并由用于盘面内的震动的寻轨误差(TE)来提供最快响应时间。因此，选择聚焦误差(FE)和/或寻轨误差(TE)允许快速响应时间。为了进一步改进响应时间，可以将阈值设为非常低。然而，由于这样的控制(伺服)信号的固有噪声，其由于对机械震动的错误检测而带来错误警报。对时间积分的使用减少了噪声，并因此消除了由于信号噪声而导致的检测误差，同时保持非常快的响应时间。

在有利实施例中，该方法还包括从所使用的伺服信号中减去存储回路信号，该存储回路信号通过使所使用的伺服信号通过存储回路滤波器而生成。在光盘驱动器中，噪声耦合到盘的角/旋转频率，并且噪声逐道缓慢变化。这个噪声在本领域中称为盘噪声。除了盘噪声之外，还存在由于盘偏心和倾斜引起的重复干扰。根据本发明的方法还解决这些干扰。当将带噪声的伺服误差信号FE和TE存储到存储回路中时，可从实际FE和TE信号中减去它们。结果是实质上无噪声的伺服误差信号。从技术上说，显著减少了基本盘频率和谐波上的噪声分量。

有利地是，在根据本发明的方法中，在加权时间积分之后执行减法。这对应于与存储器使用有关的更有效和更便宜的实现方式，这是因为在使用时间加权积分信号时可降低每转的采样数。

有利地是，可使用梳式滤波器作为存储回路滤波器。使用梳式滤波器而不是没有任何反馈路径的简单存储回路滤波器在确保仅仅处理重复的噪声分量的意义上更具有鲁棒性。

在有利实施例中，使用聚焦误差(FE)信号作为伺服信号。使用相变记录技术的光盘，例如可重写类型的介质，对每单位面积的激光功率的变化很敏感。这导致对影响每单位面积的有效激光功率的聚焦误差的更高灵敏度，因而，使用聚焦误差(FE)信号可有利地提供对记录处理最敏感的机械震动类型的最快响应时间。

在根据权利要求6的实施例中获得有利实施例。同时使用聚焦误差(FE)信号和寻轨误差(TE)信号这两者具有对所有方向上的震动有高灵敏度的优点。

US2004/00699621A1公开了将聚焦误差(FE)、或者寻道误差(TE)或者中心误差(CE)与中心位于光盘驱动器的机械共振频率处的带通滤波器相组合，以作为同时使用的三个检测单元中的一个检测单元。带通滤波器不那么有利，不仅由于实现起来更难且更昂贵的事实，还由于必须维持相当大的带宽以补偿由于(例如)驱动器温度的改变而引起的机械共振频率的改变。大带宽暗示着对信号噪声的更高灵敏度，这导致降低的信噪比和更低的特征响应时间。

替代实施例还可通过由截止频率低于光盘驱动器的机械共振频率的低通滤波器对FE/TE误差信号进行滤波来获得。这允许为震动检测信号实现良好的信噪比。优选地，将截止频率选为低于15Hz。

通过将阈值设置为2％的最大聚焦误差(FE)信号的措施来获得改进的实施例。设置低阈值导致由于信号噪声而产生错误的震动检测警报。设置高阈值降低了响应时间并增加了在记录过程期间可能出错的风险。2％的最大聚焦误差(FE)信号的阈值在信噪比和响应时间之间提供了最优方案。

通过权利要求9的措施获得有利的实施例。基于FE/TE误差信号生成刮痕检测信号具有如下优点：其允许在由于表面上的刮痕或灰尘引起的盘损伤和机械震动之间进行区分。盘表面上的刮痕或灰尘影响反射激光束，并相应地影响FE/TE误差信号，并且可导致错误的震动检测警报。与盘缺陷相比，机械震动导致在伺服回路信号中更低的特征干扰频率，因而，通过适当的信号分析，可分离这两者。最简单的实施例对应于测量震动检测信号的特征上升时间。如果该上升时间快于阈值，则震动检测信号是由于盘缺陷而不是由于机械震动所引起。当通过权利要求9的措施来测量上升时间时，获得了优选实施例。测量两个阈值电平之间的上升时间可以是在数字信号处理器中实现的软件，因而不需要昂贵的硬件修改。

本发明还涉及用于根据权利要求11的特征部分来记录光盘的设备。

在一个实施例中，可通过使用相应FE/TE伺服回路中的PID控制器的积分部分来获得时间积分。其具有如下优点：其提供了FE/TE误差信号的时间积分，而不需要将额外的部件添加到光盘驱动器中。

可根据权利要求11的措施来获得改进的实施例。由数字信号处理器执行时间积分具有如下优点：其可借助于固件来实现，而不需要对光盘驱动器进行昂贵的硬件修改。如果由同一数字信号处理器执行震动检测信号与阈值的比较、以及存在机械震动的相应判定，则可获得进一步的改进。这带来同样的优点，即，其可借助于固件来实现，而不需要对光盘驱动器进行昂贵的硬件修改。

本发明还涉及根据权利要求24所述的记录光盘的方法。如果根据本发明的措施检测到机械震动则中断将数据记录到光盘上的处理，并随后经由合适的链接方法来恢复记录，这具有如下优点：避免了由于机械震动而引起的记录错误。

本发明的这些和其他方面根据下文描述的实施例将更为清楚，并参照这些实施例来进行解释。

附图说明

参照附图，将理解本发明的特征及优点，附图中：

图1示意性地示出了典型光盘驱动器的框图。

图2a和图2b示意性地示出了根据本发明的第一实施例和第二实施例的伺服回路(30)和震动检测系统(20)的框图。

图3示意性地示出了根据本发明的第三实施例的震动检测系统(20)的框图。

图4示意性地示出了根据本发明的第四实施例的震动检测系统(20)的框图。

图5a和图5b示意性地示出了根据本发明的第五和第六实施例的震动检测系统(20)的框图。

图6示意性地示出了存储回路滤波器的框图。

图7通过流程图示出了根据本发明实施例的用于记录光盘的方法。

图8通过流程图示出了根据本发明实施例的用于生成震动检测信号的方法。

图9示出了根据本发明的优选实施例、如何基于积分误差信号的时间演化来检测机械震动。

具体实施例

在图1中示出了典型光盘驱动器的框图。通过光学拾取单元(OPU)(6)读取光盘(1)上存储的编码信息，或者将编码信息记录到盘上。光学拾取单元(6)生成激光束并将激光束聚焦到光盘上，并且其还接收由光盘(1)上的周期性结构光学调制的反射激光束。光学拾取单元(6)特别包括：半导体激光器，用于生成激光束；透镜系统(60)，用于将光束聚焦到盘上；以及检测系统，包括几个光电二极管，用于将所接收的反射激光束变换为光电流。由激光控制器(10)控制激光器的输出功率，接着由数字信号处理器(11)控制该激光控制器。通过根据本领域技术人员已知的方法来适当地处理光电流导出几个控制信号和高频(HF)信号，其中控制信号特别包括本领域已知的名为伺服信号的信号，以及高频(HF)信号包括记录在光盘(1)上的编码信息。这样的本领域公知的控制信号示例为寻轨误差信号(TE)、聚焦误差信号(FE)、中心误差(CE)信号(也称为主推挽信号MPP)、总光束信号(SBAD)、以及RF纹波信号(RFRS)。

由在通常还包括数字信号处理器(DSP)(110)的微控制器上运行的固件程序控制所有电机械部件的功能。

由转盘马达(7)旋转光盘(1)。由从解码器单元(12)接收控制信号的转盘马达驱动器(8)控制转盘马达(7)的转速。

将光学拾取单元(OPU)(6)生成的控制信号和高频(HF)信号馈送到预处理单元(9)，其预放大所述信号，并可选地对所述信号进行滤波。将经预处理的高频(HF)信号馈送到解码器单元(12)，其对进入的高频(HF)信号进行解码以获得盘上存储的信息。解码器单元(12)还可以执行误差检测和校正。将已解码的信息馈送到微控制器(110)，其可进一步处理该已解码的信息。

由伺服马达系统(2)完成透镜系统(60)沿轴向和径向的精细位移以及整个光学拾取单元(OPU)(6)相对于光盘(1)的粗略位移，该伺服马达系统也在本领域中已知为两级或橇式致动器伺服系统。由相应的伺服功率驱动器(5)控制伺服马达系统(2)。伺服功率驱动器(5)从伺服单元(4)接收控制信号。伺服单元(4)从预处理单元(3)接收经预处理的伺服信号，并由微控制器(11)控制。

对于每个控制信号，例如寻道误差信号(TE)、聚焦误差信号(FE)、中心误差(CE)信号、总和珠程信号SBAD、以及RF纹波信号RFRS，存在单独的控制回路。如果控制信号是伺服信号(FE/TE)，则控制回路已知为伺服回路。由光学拾取单元(6)、预处理单元(3)、伺服单元(4)、伺服功率驱动器(5)和伺服马达系统(2)形成的系统在本领域已知名为伺服回路(30)，并且负责控制OPU(6)或者透镜系统(60)相对于光盘(1)的定位。在图1中，为简洁起见，未示出每个伺服回路的细节。

将参照图2讨论对应于具体伺服信号的伺服回路(30)的进一步细节。贯穿附图，当在几个图中出现相同的功能单元时，使用相同的附图标记来简化理解。

图2a示意性地示出了伺服回路(30)和震动检测系统(20)的框图，每个都对应于本发明的第一实施例。

伺服回路(30)包括：光学成像系统(62)、伺服传感器(63)、位置致动器(61)、预放大器(9)、可变增益放大器(41)、偏移比较器(42)、PID控制器(43)、伺服功率驱动器(5)以及数字信号处理器(110)，数字信号处理器通常是微控制器(11)的一部分。在OPU(6)中包含光学成像系统(62)、伺服传感器(63)和位置致动器(61)。在伺服单元(4)中包含可变增益放大器(41)、偏移比较器(42)和PID控制器(43)。

包括透镜系统(60)的光学成像系统(62)生成激光束，将激光束聚焦到盘上并将盘反射的激光束聚焦到包括几个光电二极管的检测系统上。伺服传感器通过处理由检测系统生成的光电流而生成伺服信号(SS)。然后由预放大器(9)预放大伺服信号(SS)。然后由可变增益放大器(41)放大经预放大的伺服信号(PASS)。由数字信号处理器(DSP)(11)控制可变增益放大器(41)的增益。可变增益放大器(42)的作用是要控制伺服回路的总增益。由偏移比较器(43)除去经放大的伺服信号(ASS)中存在的任何偏移。也由数字信号处理器(DSP)(110)控制偏移比较器。在替代实施例中，可将偏移比较器(43)和预放大器(9)集成到同一放大单元中。然后将零偏移回路信号(ZOSS)发送到比例积分微分(PID)控制器(43)。PID控制器的作用是提供反馈以便将伺服信号(SS)的值维持在特定范围内。在替代实施例中，可将PID控制器的功能部分集成到数字信号处理器(DSP)(110)中。由数字信号处理器(DSP)(110)控制PID控制器(PID)所生成的反馈信号(FBSS)中的比例、积分和微分分量的值。将PID控制器生成的反馈信号(FBSS)馈送到伺服功率驱动器(5)，其导致相应致动器(61)的移动。致动器位置的改变在由检测系统所检测的激光束的强度方面产生相应改变、进而产生由伺服传感器(63)生成的伺服信号(SS)的相应改变，从而闭合伺服回路。

当机械震动影响光盘驱动器时，透镜系统(60)相对于光盘(1)的位置受影响。由伺服传感器(63)生成的伺服信号(SS)的值也被改变，从而可用于检测机械震动。在诸如TE、FE、CS、SBAD、RFRS或FG之类的可用伺服信号中，由用于轴向(垂直于盘平面)中的震动的聚焦误差(FE)信号以及由用于盘平面上的震动的寻轨误差(TE)来提供最快响应时间。因而，优选地，在检测机械震动时，应使用聚焦误差(FE)伺服信号或寻轨误差(TE)伺服信号。如果光盘(1)使用相变记录技术，即通常在可重写盘(例如，CD-RW、DVD+RW、DVD-RW)中使用的技术，则这暗示非常窄的激光功率窗口可用于记录。如果透镜系统(60)和光盘(1)之间的有效距离由于机械震动而变化，则这导致聚焦误差和有效光点(spot)尺寸的变化。由于聚焦误差引起的光点尺寸变化等于每单位面积上有效激光功率的改变。因此，使用相变记录技术的光盘(1)在记录期间对影响透镜系统(60)和光盘(1)之间的有效距离的轴向机械震动最敏感。对于这些盘，优选为选择聚焦误差(FE)信号作为用于震动检测的伺服信号。

FE/TE误差信号具有固有噪声，其可能由于对机械震动的错误检测而导致错误的警报。一种用于降低噪声的已知方法是使用积分器滤波器。

在时域上，如果s(t)是要在时段Δt上积分的信号，则其对应于输出信号sout(t)

$s_{\mathrm{out}}\left(t\right)=\underset{t-\mathrm{\Δt}}{\overset{t}{\∫}}s\left(t\right)\mathrm{dt}$

相应地，在频域上，如果输入信号是s(ω)，其中ω/2π是频率，则积分器滤波器的输出是简单的s_out(ω)＝1/(Δt·s(ω))。

在一阶低通滤波器的情况下，频域公式对应于s_out(ω)＝1/(1+τ·s(ω))，其中τ是截止频率的倒数。积分器在零频率处具有无穷大增益，而低通滤波器对于比截止频率低得多的频率具有增益1。

图2a示意性地示出了根据本发明第一实施例的伺服回路(30)和震动检测系统(20)的框图。可将PID控制器(44)生成的反馈伺服信号(FBSS)的积分部分(INT)抽取(tap)到相应伺服回路的输出(31)。输出(31)连接到震动检测系统(20)的信号输入端(21)。将输入信号(SIN)发送到信号比较器(22)。信号比较器(22)将输入信号(SIN)与阈值进行比较，并且将震动检测信号(SO)输出到输出(29)。如果输入信号(SIN)超出阈值，则信号比较器(22)输出震动检测信号(SO)的高值，其对应于检测到的机械震动。

就用于震动检测的方法而言，第一实施例对应于将伺服信号在一段时间上积分，并且将积分步骤的输出与阈值进行比较以判定机械震动是否影响了光盘驱动器。

未在图2a中示出的、第一实施例的两个替代实施例是可能的。在一个替代实施例中，由数字信号处理器DSP(110)执行伺服信号(SS)的积分。将积分信号馈送到输出(31)，而震动检测系统(20)与第一实施例保持相同。在另一替代实施例中，将包括信号比较器(22)在内的整个震动检测系统(20)的功能集成到数字信号处理器DSP(110)中，以便直接由数字信号处理器DSP(110)生成震动检测信号(SO)。

图2b示意性地示出了根据本发明第二实施例的伺服回路(30)和震动检测系统(20)的框图。在此，将零偏移伺服信号(ZOSS)抽取和发送到伺服回路(30)的输出(31)。将这个信号馈送到震动检测系统(20)的输入(28)。

震动检测系统(20)包括输入(28)、积分器(21)、信号比较器(22)和输出(29)。比较器向其输出生成震动检测信号(SO)。震动检测信号(SO)的高值对应于检测到的机械震动，并且它在输入信号(SIN)超出阈值的情况下生成。

可选地，积分器(21)还可包括低通滤波器(图中未示出)，其可通过简单RC滤波器来实现，或者可替换地，可由数字信号处理器(11)经由合适的固件来执行积分器、低通滤波器(21)和信号比较器(22)的功能。

将低通滤波器(21)的截止频率选为低于光盘驱动器的特征机械共振频率。这允许实现震动检测信号(SO)的最大信噪比。在典型的光盘驱动器中，这取决于它们的质量以及橡胶悬挂的刚度，并且它处于100Hz量级处。因此，优选将截止频率选为低于15Hz。

对于阈值的选择，设置较高阈值会降低响应时间，但是，它增加了在记录处理期间可能出错的风险。在使用(FE)信号的情况下，可通过达2％的最大聚焦误差(FE)信号的阈值，来获得最优信噪比。设置低阈值会由于信号噪声而导致错误的震动检测警报。2％的最大聚焦误差(FE)信号的阈值在传感器的信噪比和响应时间之间提供了最优方案。

大多数伺服信号(SS)可采用正值和负值这两者。例如，在聚焦误差(FE)信号的情况下，正值可对应于过远的盘，而负值可对应于过近的盘。因此，可将信号比较器(22)接收的输入信号(SIN)与两个不同的阈值进行比较以补偿偏移，第一个阈值用于输入信号(SIN)的负值，而第二阈值用于正值。震动检测系统(20)可被实现为使得如果信号比较器(22)所接收到的输入信号(SIN)为负且低于第一阈值、或者为正且高于第二阈值的话，则检测到机械震动。可将第一阈值和第二阈值选为相同，因此，可将接收到的信号的绝对值与阈值进行比较。

将参照图3讨论震动检测系统(20)及相应的光盘驱动器的第三实施例。因为象光盘上的刮痕、黑点或灰尘之类的盘缺陷也可能引起伺服信号(SS)的改变，所以可能生成由于盘缺陷而导致的错误警报。然而，由于盘缺陷导致的聚焦(FE)或寻轨(TE)误差信号的改变与由于机械震动导致的改变具有不同的频率分量。通常，还由于驱动器中存在的橡胶阻尼，机械震动导致低得多的频率分量，因而，可使用相同的聚焦(FE)或寻轨(TE)误差信号来在盘缺陷和机械震动之间进行区分。将期望的伺服信号(FE或TE)馈送到震动检测系统(20)的信号输入(28)。输入信号(FE/TE)被同时馈送到两个检测单元。第一检测单元包括积分器(211)和信号比较器(221)，这类似于第二实施例。如果输入信号(FE/TE)超出阈值，则信号比较器(221)输出与所检测到的震动相对应的高信号。第二检测单元包括滤波单元(25)和盘缺陷检测比较器(26)。如果输入信号低于盘缺陷检测值(意味着没有检测到盘缺陷)，则盘缺陷检测比较器输出高信号。信号比较器(221)和刮痕检测比较器(26)的输出被馈送到与(AND)电路(23)的输入。如果信号比较器(221)检测到机械震动、同时盘缺陷检测比较器(26)未检测到盘缺陷，则与电路输出震动检测信号(SO)。在替代实施例中，可由数字信号处理器DSP(110)例如借助于合适的固件来执行两个滤波器(211)和(25)、两个比较器(221)和(26)、以及逻辑与电路(22)的功能。

在替代实施例中，滤波单元(25)可包括高通滤波器或用于提取信号的特征上升时间的差分滤波器。

将参照图4讨论震动检测系统(20)及相应的光盘驱动器的第四实施例。当由聚焦误差(FE)信号提供用于垂直于盘平面的震动的最佳灵敏度，并由寻轨误差(TE)信号提供用于盘平面上的震动的最佳灵敏度时，可有利地组合这两者。同时获得聚焦误差(FE)信号和寻轨误差(TE)信号，每个信号都来自于其相应的伺服回路(30)，并且每个都被馈送到震动检测系统(20)的两个输入(281、282)之一。聚焦误差(FE)信号通过第一积分器(2011)并被馈送到第一信号比较器(2012)。如果经滤波的聚焦误差(FFE)信号超出第一阈值，则第一信号比较器(2012)生成信号。寻轨误差(TE)信号通过第二积分器(2021)并被馈送到第二信号比较器(2022)。如果经滤波的寻轨误差(FTE)信号超出第二阈值，则第二信号比较器(2012)生成信号。两个信号比较器(2102、2022)的输出被馈送到或(OR)电路(24)的输入。如果信号比较器(2102或2022)中的任一个生成信号(这与在光盘(1)的径向或轴向检测到机械震动相对应)，则或电路(24)生成震动检测信号(SO)。在替代实施例中，可由数字信号处理器DSP(110)例如借助于合适的固件来执行积分器(2012和2021)、两个信号比较器(2012和2022)、以及或电路(24)的功能。

清楚的是，在许多系统中，难以找到具有充分裕量的可工作阈值，这是因为所期望的阈值可能接近或甚至低于噪声水平。将参照图5a和图5b来讨论震动检测系统和相应光盘驱动器的第五实施例。在此，使用噪声的特殊特征：噪声是重复的。噪声耦合到盘的角/旋转频率，并且噪声逐轨缓慢变化。这个噪声被称为盘噪声。除了盘噪声之外，还存在由于盘偏心和倾斜所引起的重复干扰。本发明还解决了这些干扰。

在图5a的实施例中，将所期望的伺服信号(FE或TE)馈送到震动检测系统(20)的信号输入(28)。在此，所期望伺服信号(FE或TE)的副本通过存储回路滤波器。经由减法器32从原始信号中减去存储回路滤波器的输出。减法器的输出被馈送到积分器21，并且积分器的输出被馈送到比较器22。可选地，积分器可由低通滤波器替换。当将带噪声的伺服误差信号FE和TE存储到存储回路中时，可从实际FE和TE信号中减去它们。结果是实质上无噪声的伺服误差信号。或者，更精确而言，显著减少了基本盘频率和谐波处的噪声分量。

图5b示出了对图5a的实现方式的替代实现方式，其中积分器21在存储回路滤波器之前连接到输入。就存储器使用而言，可使得图5b的实现方式更有效，这是因为可降低每转的采样数。在一个实施例中，将存储回路滤波器和减法器的功能集成到数字信号处理器110中。

应注意，参照图5a和图5b所述的实施例可与参照图3所述的缺陷检测以及参照图5所述的对FE和TE噪声这两者的同时检测进行组合。这样的组合改善了整体震动检测效率。

图6示意性地示出了存储回路滤波器的框图。例如，延迟元件343是n抽头移位寄存器(FIFO)。对于盘的每转，获得n个样本。样本这样分布以使得每个样本对应于盘上2π/n半径的角度。元件341和344是放大器，分别具有δ和1-δ的增益，其中增益δ是0和1之间的常数。元件342是信号加法器。

由下式给出这样的存储滤波器的闭合回路传递函数G(z)：

$G\left(z\right)=\mathrm{\δ}\·\frac{1}{z^n(1-\mathrm{\δ})}$

对于在盘的旋转频率的基础和谐波模式处的频率，zⁿ等于1，所以在此情况下，传递函数是：

$G\left(z\right)=\mathrm{\δ}\·\frac{1}{1-(1-\mathrm{\δ})}=1$

其他频率分量被衰减了。这个滤波器是梳式滤波器。尽管简单且没有任何反馈路径位于其中的存储回路滤波器值得考虑，但是使用梳式滤波器确保仅仅处理重复的噪声分量。梳式滤波器使用更具有鲁棒性。另一方面，梳式滤波器是学习型滤波器，所以在盘的第一转期间，在开始记录之后，阈值水平必须更高，这是因为在达到最优噪声减少之前需要一些时间。然而，当使用驱动器时，其始终开始于从盘读取数据，因而可由梳式滤波器使用这个时段来开始学习，这使得写入期间的学习工作更短。

所需的抽头数目(n)取决于应用的需要。增加抽头数目会增加可降低噪声的最大频率分量。通常有必要的是，还减少位于低通滤波器截止频率之上的频率分量。

将参照图7讨论根据本发明的记录方法的实施例。

该方法从开始步骤(50)开始，此时激活震动检测机制，并且根据适合于光盘驱动器中插入的光盘(1)的类型的已知记录方法来开始记录处理。在步骤(51)中，持续监视由震动检测系统(20)输出的震动检测信号(SO)(SO_HGH)。在记录步骤(55)中，只要未检测到机械震动，记录处理就持续不中断。在步骤(52)中，如果由震动检测系统(20)检测到机械震动并且输出了震动检测信号(SO)，则中断记录处理。例如，可通过将激光功率从写入功率级别将少到读出功率级别，来获得记录处理的中断(52)。记住当记录处理被中断时激光束在盘上的确切位置。在步骤(53)中，持续监视震动检测信号(SO)。当不再检测到机械震动(即，当震动检测信号(SO)为低)时，使用适合于在驱动器中插入的光盘的类型的记录处理链接方法来恢复记录。优选地，该链接方法允许从记录被中断时的确切位置恢复记录。根据在此通过引用并入的美国专利6697209，已知一种允许从记录被中断时的确切位置恢复记录下到比特级别的链接方法。在链接处理之后，记录处理在步骤(55)继续。

当组合图3和图4的实施例时，获得根据本发明的设备的有利实施例，即，由图3的实施例替代分别对应于FE误差信号和TE误差信号的每个震动检测块(201和202)。此实施例允许组合对沿轴向和平面内方向的震动的灵敏度，同时区分出盘缺陷和机械震动。优选实施例对应于将所述实施例中的所有功能块集成到数字信号处理器(110)中。

将参照图8和图9讨论生成震动检测信号的优选方法。

生成震动信号的方法从步骤(5101)开始，此时，启动处理。在步骤(5102)中，持续检查经积分的伺服误差信号(S_IN)的值。如果经积分的伺服误差信号(S_IN)的值超出低缺陷阈值(DF_LW)，则通过在步骤(5104)中启动时钟计数器来开始缺陷监视。在步骤(5104)中持续检查经积分的伺服误差信号(S_IN)的值。如果所述值跌到低于低缺陷阈值(DF_LW)，则重置时钟计数器，并且该方法返回到步骤(5102)。在步骤(5106)中，比较所述值是否超出高缺陷阈值(DF-HGH)。如果是，则在步骤(5108)中停止时钟计数器，并且与阈值(FAST)进行比较。如果时钟计数器低于(FAST)阈值，则快速上升时间对应于缺陷而不是机械震动，并且该方法前进到步骤(5109)。在此，持续监视经积分的伺服误差信号(S_IN)的值，继之以相对于低缺陷阈值(DF_LW)的比较步骤(5110)。当经积分的伺服误差信号(S_IN)的值跌到低于所述阈值时，该方法返回步骤(5102)。回到步骤(5108)，如果时钟计数器高于(FAST)阈值，则这对应于由于机械震动引起的缓慢上升时间。接下来，在步骤(5111)中持续监视经积分的伺服误差信号(S_IN)的值，并在步骤5112中，将其与震动阈值(ERR)进行比较。如果所述值超出震动阈值，则存在机械震动，并且在步骤(5113)中将震动信号(SO)设置为高(SO_HGH)。因此，在步骤5114中，可将中断信号发送给记录处理。回到步骤(5112)，如果经积分的伺服误差信号(S_IN)的值不超出震动阈值(ERR)，则在步骤5116中，将震动信号维持为低(SO-LW)。步骤(5116)和(5114)都在步骤(5115)之前，在步骤(5115)中，相对于低缺陷阈值(DF_LW)来检查经积分的伺服误差信号(S_IN)的值。如果所述值跌到低于阈值，则机械震动过去了，将震动信号设置为低(SO-LW)，并且该方法返回步骤(5102)。如果不，则方法返回步骤(5111)。

在优选实施例中，在数字信号处理器(110)中实现生成震动信号的处理。将参照图9讨论相应的方法。数字信号处理器(110)实时生成在检测震动时使用的积分伺服误差信号(5217)，并且维持时钟计数器(5218)、可具有两个值(即高(SO_HGH)和低(SO_LW))的震动信号标志(5219)、可具有两个值(即检测到缺陷(ON)和未检测缺陷(OFF))的缺陷标志(图中未示出)。初始地，计数器被设置为0，缺陷标志为OFF，而震动信号为低(SO_LW)。持续监视积分伺服误差信号(5217)的值。当所述值超出低缺陷阈值(DF_LW)时，启动计数器(图9的时刻t1)。当所述值超出高缺陷阈值(DF_HGH)时(图9中的时刻t2)，停止计数器，并且将其值与阈值(DF_INT THRSHLD)进行比较。如果所述值低于所述阈值，则将缺陷标志设置为ON。在图9所示的情况下，缺陷标志维持为OFF。当积分伺服误差信号(5217)的值超出震动检测阈值(FE/TETHRSHOLD)时(图9的时刻t3)并且如果缺陷标志是OFF，则将震动信号标志(5219)设置为高(SO_HGH)，并因此可中断记录处理。每当积分伺服误差信号(5217)的值跌到缺陷低阈值(DF_LW)之下时，将计数器和标志重置为初始值。

应注意，上述实施例用于说明而不是限制本发明。并且，本领域技术人员将能够设计出许多替代实施例，而不会脱离所附权利要求的范围。在权利要求中，放在括号中的任何参考符号不应视作对权利要求的限制。动词“包含”和“包括”及其变形的使用不排除除了权利要求中声明的单元和步骤之外的其他单元和步骤的存在。在单元之前的冠词“一”或“一个”不排除多个这样的单元的存在。可借助于包括几个不同元件的硬件以及借助于合适的固件来实现本发明。固件可以存储/分布到合适的介质如光学存储装置上，或者可与硬件部分一起提供，但也可以以其他形式分发，如经由因特网或有线或无线电信系统来分发。在列举了几个部件的系统/装置/设备权利要求中，可通过硬件或软件中的同一项来实施这些部件中的一些。某些措施在相互不同的从属权利要求中引用的纯粹事实并不意味着不能使用这些措施的组合来使得更有利。

Claims (26)

1.一种用于检测在光盘上读取和记录信息期间影响光盘驱动器的机械震动的方法，该光盘驱动器包括在从所述光盘读取或记录信息时使用的透镜系统、用于控制所述透镜系统相对于所述光盘的定位的伺服装置，所述伺服装置生成伺服信号，所述方法包括步骤：

基于使用至少一个伺服信号来生成第一震动检测信号；

如果所述第一震动检测信号超出第一阈值，则确定存在机械震动；

所述方法特征在于：

使用可用伺服信号中的聚焦误差信号(FE)和/或寻轨误差(TE)信号，以便生成所述第一震动检测信号；

所述第一震动检测信号与所述聚焦误差信号(FE)和/或寻轨误差(TE)信号的加权时间积分成比例。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，从所使用的伺服信号中减去存储回路信号，所述存储回路信号与所使用的伺服信号的时间延迟副本成比例。

3.根据权利要求2的方法，其特征在于，在所述加权时间积分之后执行减法。

4.根据权利要求2或3的方法，其特征在于，存储回路信号对应于使得所使用的伺服信号通过梳式滤波器。

5.根据权利要求1的方法，其特征在于，在生成所述第一震动检测信号中使用聚焦误差(FE)信号。

6.根据权利要求5的方法，其特征在于，

对应于在时间上对寻轨误差(TE)信号进行积分，生成第二震动信号；

如果第二震动信号的值超出第二阈值或者第一震动信号的值超出所述第一阈值，则确定存在机械震动。

7.根据权利要求1的方法，其特征在于，在生成步骤中对所使用的伺服信号进行低通滤波，低通滤波器具有比所述光盘驱动器的机械共振频率低的截止频率。

8.根据权利要求1的方法，其特征在于，

基于用于生成所述第一震动检测信号的至少一个伺服信号来生成刮痕检测信号；

如果第一震动检测信号的值在所述第一阈值之上、同时所述刮痕检测信号的值在刮痕检测阈值之下，则确定存在机械震动。

9.根据权利要求8的方法，其特征在于，使用震动检测信号的特征上升时间作为所述刮痕检测信号。

10.根据权利要求8的方法，其特征在于，生成刮痕检测信号包括：

测量与第一震动信号从低缺陷阈值上升到高缺陷阈值所需的时间相对应的上升时间；

将所测得的上升时间与刮痕检测阈值进行比较。

11.一种用于将数据记录到光盘上的设备，包括：

用于控制电磁束的透镜系统，在从所述光盘读取或记录信息时使用；

伺服装置，用于控制所述透镜系统相对于所述光盘的定位，该伺服装置生成伺服信号，该伺服信号至少包括聚焦误差(FE)信号和寻轨误差(TE)信号；

信号生成装置，用于基于使用至少一个伺服信号来生成第一震动检测信号；

比较装置，用于将第一震动检测信号的值与第一阈值进行比较；

判定装置，被布置为如果第一震动检测信号的值高于所述第一阈值，则判定存在机械震动；

其特征在于，所述信号生成装置被布置为使得第一震动检测信号与聚焦误差(FE)信号和/或寻轨误差(TE)信号的时间积分成比例。

12.根据权利要求11的设备，其特征在于，还包括

存储回路滤波器；以及

减法装置，用于从所使用的伺服信号中减去存储回路信号，通过使得所使用的伺服信号通过所述存储回路滤波器而生成所述存储回路信号。

13.根据权利要求12的设备，其特征在于，在加权时间积分之后执行减法。

14.根据权利要求11或12的设备，其特征在于，所述存储回路滤波器是梳式滤波器。

15.根据权利要求11的设备，其特征在于，第一震动检测信号与所述聚焦误差(FE)信号的时间积分成比例。

16.根据权利要求12的设备，其特征在于，所述设备还包括：

第二信号生成装置，用于生成与寻轨误差(TE)信号的时间积分成比例的第二震动检测信号；

第二判定装置，被布置为如果第二震动信号的值超出第二阈值或者第一震动信号的值超出所述第一阈值的话，则判定存在机械震动。

17.根据权利要求15的设备，其特征在于，所述信号生成装置被布置为使得所述震动检测信号与经低通滤波的聚焦误差信号(FE)和/或寻轨误差(TE)信号成比例，其中低通滤波器的截止频率低于所述光盘驱动器的机械共振频率。

18.根据权利要求15的设备，其特征在于，其还包括：

用于基于在生成第一震动检测信号中使用至少一个伺服信号来生成刮痕检测信号的装置；

第二判定装置被布置为如果第一震动检测信号的值高于第一阈值、同时所述刮痕检测信号的值低于刮痕检测阈值的话，则判定存在机械震动。

19.根据权利要求18的设备，其特征在于，所述刮痕检测信号对应于第一震动检测信号的特征上升时间。

20.根据权利要求18的设备，其特征在于，其还包括装置用于：

测量与第一震动信号从低缺陷阈值上升到高缺陷阈值所需的时间相对应的上升时间；

将所测得的上升时间与刮痕检测阈值进行比较。

21.根据权利要求15的设备，其特征在于，所述信号生成装置包括被布置为对所使用的伺服信号进行积分的数字信号处理器。

22.根据权利要求15的设备，其特征在于，由数字信号处理器生成所述震动检测信号。

23.根据权利要求22的设备，其特征在于，所述数字信号处理器还被布置为将第一震动检测信号与第一阈值进行比较。

24.根据权利要求22的设备，其特征在于，所述数字信号处理器还被布置为判定是否存在机械震动。

25.根据权利要求20的设备，其特征在于，由数字信号处理器生成所述刮痕检测信号。

26.一种用于将数据记录到光盘驱动器中的光盘上的记录方法，该方法包括：

将数据记录到所述光盘上；

检测机械震动是否影响所述光盘驱动器；

如果检测到机械震动，则中断记录；

当未检测到震动时，根据合适的链接方法来恢复记录；

所述记录方法的特征在于，根据如权利要求1-11的任一个所述的方法来检测机械震动是否影响所述光盘驱动器。

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