CN101315777A - 光盘装置中的伺服控制设备及控制伺服的方法 - Google Patents

光盘装置中的伺服控制设备及控制伺服的方法 Download PDF

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Abstract

提供了一种光盘装置中的伺服控制设备和控制伺服的方法。当图像被打印到光盘的为不规则反射表面的标签表面上时，用于这种不规则表面的伺服控制设备包括：光学拾取单元，用于输出误差检测信号，所述误差检测信号与物镜的位置误差相关，所述位置误差与从光盘反射的光相关；信号补偿单元，结合到光学拾取单元，所述信号补偿单元用于放大误差检测信号，以产生放大的误差检测信号；滤波器，结合到信号补偿单元，所述滤波器用于从放大的误差检测信号中去除噪声分量，以产生滤波的误差检测信号；控制单元，结合到滤波器，所述控制单元用于基于滤波的误差检测信号将控制信号输出到与物镜关联的位置致动器。

Description

光盘装置中的伺服控制设备及控制伺服的方法
本申请要求于2007年5月29日提交到韩国知识产权局的韩国专利申请第10-2007-0052197号的利益，该申请的公开通过引用全部包含于此。
技术领域
本发明总体涉及一种光盘装置，更具体地讲，涉及一种光盘装置中的伺服控制设备以及一种控制伺服的方法。
背景技术
光盘是用于在连续沟槽中以凹坑或凸起来存储数据的扁平圆盘。光盘的一般例子是数字视频盘(DVD)、压缩盘(CD)、激光盘(LD)、压缩盘加图形(CD+G)等等。光盘播放器再现存储在光盘上的视频和/或音频数据，并通过显示屏幕、扬声器或者其它输出装置输出所述数据。
光盘播放器使用光束来读取以凹坑或凸起编码的数据。为了正确地读取记录在光盘上的数据，光束必须准确地聚焦在光盘的信号表面上。传统上，为了这个目的，在光盘播放器中使用伺服控制设备。如在这里使用的，伺服是伺服电机或者是伺服机制。伺服控制设备执行聚焦伺服操作或者跟踪伺服操作。聚焦伺服操作上下移动光盘装置中的光学拾取器中包含的物镜，跟踪伺服操作左右移动物镜。聚焦伺服操作利用聚焦误差反馈信号来将聚焦误差信号最小化。同样，跟踪伺服操作利用跟踪误差反馈信号来将跟踪误差信号最小化。
如上所述，伺服控制设备可以有效地读取光盘表面上的数据或者将数据写在光盘的表面上。然而，传统的方法在图像(或标签)打印在光盘的表面上的情况下具有缺点。具体地，光盘的上的图像表面会导致不规则的反射。这种不规则的反射产生具有相对小的振幅和噪声分量的误差信号，并且会导致传统反馈电路和(上面描述的)方法低效。在欧洲专利公开第1705648号中公开了一种前馈方法。但是，这种前馈方法会出现延迟的处理时间和较低质量的再现。因此，需要一种改进的伺服控制设备和方法，以更好地适应与光盘上的图像表面相关的不规则的反射。
发明内容
本发明提供一种具有改进的反馈特征的伺服控制设备，用于在光盘的不规则的表面上进行读取和/或写入。本发明还提供了一种控制伺服控制设备的伺服的方法。
根据本发明的一方面，提供了一种伺服控制设备，所述设备包括：光学拾取单元，用于输出误差检测信号，所述误差检测信号与物镜的位置误差相关，所述位置误差与从光盘反射的光相关；信号补偿单元，结合到光学拾取单元，所述信号补偿单元用于放大误差检测信号，以产生放大的误差检测信号；滤波器，结合到信号补偿单元，所述滤波器用于从放大的误差检测信号中去除噪声分量，以生成滤波的误差检测信号；控制单元，结合到所述滤波器，所述控制单元基于滤波的误差检测信号将控制信号输出到与物镜相关的位置致动器。
根据本发明的另一方面，提供了一种伺服控制设备，包括：光学拾取单元，用于输出误差检测信号，所述误差检测信号与物镜的位置误差相关，所述位置误差与从光盘反射的光相关；滤波器，结合到所述光学拾取单元，所述滤波器用于从误差检测信号去除噪声，以产生滤波的误差检测信号；信号补偿单元，结合到所述滤波器，所述信号补偿单元用于放大滤波的误差检测信号，以产生放大的误差检测信号；控制单元，结合到信号补偿单元，所述控制单元基于放大的误差检测信号将控制信号输出到与物镜有关的位置致动器。
根据本发明的另一方面，提供了一种控制伺服的方法。所述方法包括：基于从光盘反射的光检测指示物镜的位置误差的程度的误差信号；将所述误差信号放大，以产生放大的误差信号；响应于放大的误差信号调整物镜的位置。
附图说明
通过下面结合附图对示例性实施例进行的详细描述，本发明的上述和其它特点和优点将会变得更加清楚，其中：
图1是根据本发明的实施例的伺服控制设备的框图；
图2是示出根据本发明的实施例的控制伺服的方法的流程图；
图3A至3C是示出根据图1中所示的伺服控制设备的操作的误差信号的变化的波形图；
图4是根据本发明的另一实施例的伺服控制设备的框图；
图5A至5C是示出根据图4中示出的伺服控制设备的操作的误差信号的变化的波形图。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的示例性实施例。图中相同的标号表示相同的元件。
图1是根据本发明的实施例的伺服控制设备100的框图。
参照图1，伺服控制设备100包括光学拾取单元120、信号补偿单元150、滤波器170和控制单元180。伺服控制设备100被配置为在图像被打印在光盘110的标签表面(该标签表面是不规则的反射表面)上的情况下，有效地控制伺服。
光学拾取单元120通过使用来自不规则的反射表面(光盘110的图像表面)的反射光，根据物镜121的位置，输出误差信号，例如，指示误差的程度的聚焦误差信号。信号补偿单元150将光学拾取单元120输出的误差信号放大到预定水平，然后将放大的误差信号输出到滤波器170。滤波器170去除作为从信号补偿单元150输出的信号的放大的误差信号的噪声分量。响应于从滤波器170输出的信号，控制单元180调整物镜121的位置，从而减少将被从光学拾取单元120输出的误差信号。
光学拾取单元120通常可包括激光二极管(未示出)、分束器(未示出)、物镜121、致动器123和光电检测器125。在操作中，从激光二极管(未示出)发射的光束被分束器(未示出)分束，物镜121会聚分束的光的光斑(例如，焦点)。致动器123调整物镜121的位置，从而光斑位于光盘110上的期望的位置。从光盘110的表面反射的光束由光电检测器125检测，如图1所示。
光电检测器125可包括划分板(division plate)(未示出)，并且可以通过使用像散法总体检测误差信号。划分板可被分为四个象限，按照从左上侧开始顺时针方向，各个象限用A、B、C和D表示。各个象限的输出可以被表示为VA、VB、VC和VD。使用这种构造，像散法可以使用如下等式1产生聚焦误差信号。
聚焦误差信号＝(VA+VC)-(VB+VD)    (1)
像散法是本领域普通技术人员公知的，因此，这里省略了进一步的描述。
信号补偿单元150可包括一个或多个信号补偿级151和153。信号补偿级151和153中的每个可包括放大单元(放大器)和偏移补偿单元(偏移补偿器)。例如，在所示的实施例中，信号补偿级151包括放大器155_1和偏移补偿器157_1。同样，信号补偿级153包括放大器155_2和偏移补偿器157_2。如图1所示，除了信号补偿级151和153之外，信号补偿单元150可包括其它信号补偿级。
由于由图像表面导致的反射量可能会很小，因此由信号补偿单元150接收到的误差信号的振幅也会相对地小。因此，放大器155_1和155_2将误差信号的电压放大到更大的电压。例如，整体上，信号补偿单元150可通过系数100来将从光学拾取单元120输出的误差信号放大。放大单元155_1和155_2一起操作来实现最终期望的级别的放大。
偏移补偿器157_1和157_2分别补偿由放大器155_1和155_2的操作导致的偏移。作为示例，所述偏移可以是由于制造偏差(manufacturing variation)、温度影响或与放大器155_1和155_2有关的其它因素导致的放大信号中的直流(DC)偏移。在信号补偿级151中，偏移补偿器1571补偿由放大器155_1导致的偏移。在信号补偿级153中，偏移补偿器157_2补偿由放大器155_2导致的偏移。
由于光盘110的图像表面具有不规则的反射表面，所以反射的光会具有很多噪声分量。滤波器170去除误差信号的噪声分量。滤波器170可以是低通滤波器，更优选地，为二阶低通滤波器。
控制单元180通过驱动致动器120调整物镜121的位置。物镜121的这种再定位导致光学拾取单元120输出改变的误差信号。信号补偿单元150、滤波器170和控制单元180再次执行上述相同的操作。因此，尽管光盘110上打印的图像与不规则反射表面有关，但是，伺服控制设备100可以通过使用反馈方法充分地控制伺服。
图2是示出根据本发明实施例的控制伺服的方法的流程图。
参照图1和图2，在操作S210，光学拾取单元120检测指示与物镜121的位置有关的误差的程度的误差信号。在操作S220，放大单元将误差信号放大到第一级别。在操作S230，偏移补偿器补偿放大的误差信号的偏移。
信号补偿单元150可具有多个信号补偿级。因此，放大所述误差信号的操作(S220)以及补偿偏移的操作(S230)可以被执行n次(其中，n为自然数)。因此，在条件操作S240中，该处理可以返回到操作S220或者前进到操作S250。
在操作S250，滤波器170从放大的误差信号去除噪声。在操作S260，控制单元180驱动致动器123来调制物镜121的位置。然后，所述处理结束，或者重复操作S210至S260。
图2中示出的和上述描述的过程可以改变。例如，尽管上述处理是参照图1中所示的设备进行描述，但是，图2中的处理可以根据设计选择来用不同的组件实施。
图3A至3C是示出根据图1中所示的伺服控制设备100的操作的误差信号的变化的波形图。图3A至图3C中的波形不必要是按比例绘制的。
图3A是从光学拾取单元120输出的误差信号的波形。由于光盘110的至少一部分可以具有不规则的反射表面，从光学拾取单元120输出的误差信号可能振幅很小，但是具有很多噪声分量。图3B是从信号补偿单元150输出的误差信号的波形。信号补偿单元150将输入的误差信号放大预定级别，并补偿输入的误差信号的偏移。因此，图3B中示出的波形是图3A中示出的波形的放大的版本。图3C是从滤波器170输出的误差信号的波形。滤波器170从输入到滤波器170的放大的误差信号中去除噪声分量。因此，图3C中示出的波形比图3B中示出的波形更平滑(具有更少的噪声)。
图4是根据本发明另一实施例的伺服控制设备400的框图。
与图1中示出的伺服控制设备100相同，图4中示出的伺服控制设备400包括光学拾取单元120、滤波器170、信号补偿单元150和控制单元180。信号补偿单元150可包括一个或多个信号补偿级，每个信号补偿级可包括放大单元155和偏移补偿器157。
然而，在伺服控制设备400中，滤波器170结合在信号单元150之前。因此，在放大之前从误差信号中去除噪声。由于伺服控制设备400在其它方面与图1中所示的伺服控制设备100的操作类似，因此，下面仅提供所述操作的简要描述。
光盘110的表面上打印的图像会产生不规则的光反射。光学拾取单元120被配置为将指示与物镜121的位置有关的误差程度的误差信号输出到滤波器170。滤波器170被配置为去除与误差信号有关的噪声分量。信号补偿单元150的放大单元155放大误差信号，偏移补偿单元157补偿由放大导致的偏移。控制单元180通过驱动致动器123调整物镜121的位置，从而减少将被从光学拾取单元120输出的误差信号。
伺服控制设备400使得图2中所示的方法改变。具体地，图2中的方法可以被修改，从而在检测操作S210之后并在放大操作S220之前执行操作S250。在该实施例中，当条件步骤S240的结果被满足时，所述处理直接前进至致动步骤S260。
图5A至图5C是示出根据图4中示出的伺服控制设备400的操作的误差信号的变化的波形图。图5A至图5C不必要是按照比例绘制的。
图5A是从光学拾取单元120输出的误差信号的波形。由于光盘110的图像表面具有不规则的反射表面，所以从光学拾取单元120输出的误差信号波形振幅相对较小，并包含噪声分量。图5B是从滤波器170输出的误差信号的波形。由于滤波器170去除了输入误差信号的噪声，所以图5B中示出的波形比图5A中示出的波形更平滑(具有更少的噪声)。图5C是从信号补偿单元150输出的误差信号的波形。信号补偿单元150放大接收到的信号并补偿由于放大导致的偏移。因此，图5C中的波形比图5B中示出的波形具有更大的振幅。
比较图3C和图5C，对于伺服控制设备100和伺服控制设备400，输入到控制单元180的误差信号的波形基本上相似。
因此，本发明的多个实施例提供了用于控制伺服的设备和方法。这里公开的设备和方法主要用于校正由于光盘上的不规则反射表面引起的位置误差。
尽管已经参照示例性实施例详细示出和描述本发明，但是本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明的实施例作出各种形式上和细节上的改变，本发明的范围由权利要求限定。

Claims (20)

1、一种伺服控制设备，用于当图像被打印在光盘的为不规则反射表面的标签表面上时控制伺服，所述伺服控制设备包括：
光学拾取单元，用于输出误差检测信号，所述误差检测信号与物镜的位置误差相关，所述位置误差与从光盘反射的光相关；
信号补偿单元，结合到光学拾取单元，所述信号补偿单元用于放大误差检测信号，以产生放大的误差检测信号；
滤波器，结合到信号补偿单元，所述滤波器用于从放大的误差检测信号中去除噪声分量，以产生滤波的误差检测信号；
控制单元，结合到滤波器，所述控制单元用于基于滤波的误差检测信号将控制信号输出到与物镜关联的位置致动器。
2、如权利要求1所述的伺服控制设备，其中，所述信号补偿单元包括至少一个信号补偿级，所述至少一个信号补偿级的每一个具有结合到偏移补偿器的放大器，所述偏移补偿器用于补偿在操作过程中由放大器产生的偏移。
3、如权利要求1所述的伺服控制设备，其中，信号补偿单元包括多个信号补偿级，所述多个信号补偿级的每一个具有结合到偏移补偿器的放大器，所述偏移补偿器用于补偿在操作过程中由放大器产生的偏移。
4、如权利要求3所述的伺服控制设备，其中，所述信号补偿单元用于用至少100的系数来放大误差检测信号。
5、如权利要求1所述的伺服控制设备，其中，滤波器是低通滤波器。
6、如权利要求5所述的伺服控制设备，其中，滤波器是二阶低通滤波器。
7、如权利要求1所述的伺服控制设备，其中，误差检测信号是聚焦误差信号。
8、一种伺服控制设备，用于当图像被打印在光盘的为不规则反射表面的标签表面上时控制伺服，所述伺服控制设备包括：
光学拾取单元，用于输出误差检测信号，所述误差检测信号与物镜的位置误差有关，所述位置误差与从光盘反射的光有关；
滤波器，结合到光学拾取单元，所述滤波器用于从误差检测信号中去除噪声分量，以产生滤波的误差检测信号；
信号补偿单元，结合到所述滤波器，所述信号补偿单元用于放大滤波的误差检测信号，以产生放大的误差检测信号；
控制单元，结合到所述信号补偿单元，所述控制单元用于基于放大的误差检测信号将控制信号输出到与物镜关联的位置致动器。
9、如权利要求8所述的伺服控制设备，其中，信号补偿单元包括至少一个信号补偿级，所述至少一个信号补偿级的每一个具有结合到偏移补偿器的放大器，所述偏移补偿器用于补偿在操作过程中由放大器产生的偏移。
10、如权利要8所述的伺服控制设备，其中，信号补偿单元包括多个信号补偿级，多个信号补偿级中的每一个具有结合到偏移补偿器的放大器，所述偏移补偿器用于补偿在操作过程中由放大器产生的偏移。
11、如权利要求10所述的伺服控制设备，其中，所述信号补偿单元用于用至少100的系数来放大误差检测信号。
12、如权利要求8所述的伺服控制设备，其中，滤波器是低通滤波器。
13、如权利要求8所述的伺服控制设备，其中，滤波器是二阶低通滤波器。
14、如权利要求8所述的伺服控制设备，其中，误差检测信号是聚焦误差信号。
15、一种控制伺服的方法，当在光盘的为不规则反射表面的标签表面上打印图像时控制伺服，所述方法包括：
基于从光盘反射的光检测指示物镜中的位置误差的程度的误差信号；
放大所述误差信号以产生放大的误差信号；
响应于放大的误差信号来调整物镜的位置。
16、如权利要求15所述的方法，还包括：在放大操作之后并在调整操作之前，对所述放大的误差信号补偿由于放大引起的偏移。
17、如权利要求15所述的方法，其中，放大的误差信号的峰-峰振幅至少是误差信号的峰-峰振幅的100倍。
18、如权利要求15所述的方法，还包括：在放大操作之后并在调整操作之前，去除放大的误差信号的噪声分量。
19、如权利要求15所述的方法，其中，所述误差信号是聚焦误差信号。
20、如权利要求15所述的方法，其中，调整位置的步骤包括响应于放大的误差信号驱动结合到物镜的致动器。
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