CN101501766A - 光盘系统中利用次最佳跳跃设置的改进聚焦最佳化例程 - Google Patents

光盘系统中利用次最佳跳跃设置的改进聚焦最佳化例程 Download PDF

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Abstract

公开了一种用于在光盘系统中获得聚焦最佳化的方法和系统。将记录单元的焦距偏移设定为多个预定值中的第一个预定值。测量和存储记录单元的选定焦距偏移值所对应的HF质量值。然后将焦距偏移设定为已知最佳的焦距偏移值。然后在正被读取的光学介质上的轨道间进行跳跃。然后对多个预定焦距偏移值中的每一个焦距偏移值重复进行上述步骤。然后根据所存储的HF质量测量结果确定出最佳焦距设置。

Description

光盘系统中利用次最佳跳跃设置的改进聚焦最佳化例程
技术领域
本发明总体上属于光盘系统领域。更具体地讲，本发明涉及一种用于利用次最佳跳跃设置值的改进的聚焦最佳化例程的方法和设备。
背景技术
众所周知不同格式的光学记录介质包括只读光盘，比如CD(光盘)和DVD(数字通用光盘)；和可记录光盘，比如CD-R(可记录光盘)、CD-RW(可重写光盘)和DVD+RW(可重写数字通用光盘)；和蓝光盘(BD)。可以借助光学扫描装置中的光学拾取单元或读取头来对这些光学记录介质进行写入和/或读取。光学拾取单元安装在直线轴承上，以用于进行跨越光盘轨道的径向扫描。读取头可以包括(除了其它元件以外)用于聚焦、径向寻道和使透镜倾斜的致动器。光学扫描装置包括光源，比如激光器，该光源发射聚焦到盘中的信息层上的光。除了从光盘中检测和读取信息之外，光学拾取单元还检测各种各样的误差信号，例如，聚焦误差和径向寻道误差。这些误差信号由光学扫描装置用来调节扫描过程的各个方面，以帮助减小这些误差。例如，可以使用聚焦误差信号来确定应当使聚焦致动器行进多少，以改善激光器的聚焦。
为了在光盘系统上实现最佳读回和记录，需要校准光学扫描装置的聚焦设定点。然而，在空白的介质上，没有HF质量量度(例如，抖动、误比特率、字节错误率等)可以用来产生焦距对HF质量测量值的曲线。只有在第一次最佳功率校准(OPC)过程之后，才能够在OPC区域中写入一些轨道，然后将这些轨道用于伺服校准。
不幸的是，尤其是在推挽式寻道方法的情况下，伺服余量(margin)是非常窄的。在能够获得足够宽的焦距偏移相对于HF质量测量值的曲线之前，径向寻道伺服可能会频繁失败。寻道失败会导致无效的焦距偏移曲线10，图1中示出了这一曲线。在图1中，在仅仅进行了4次抖动测量之后就发生了寻道失败。因此，无法为读取和记录找到可靠的最佳焦距偏移。
由于OPC区域中空间上的可利用度是有限的，因此仅仅写入了少量轨道。为获得足够的抖动测量结果，需要针对每一个焦距偏移点测量一个或多个轨道。对于每一个聚焦测量点，再次测量同一个轨道。因此，在各次抖动测量能够进行之前，需要进行轨道跳跃。图2-3示出了两种已知的焦距偏移校准方法。在图2中，在步骤202中设定次最佳焦距。然后在步骤204中进行抖动测量。然后在步骤206中设定焦距偏移。然后在步骤208中搜索/跳跃到新的轨道。在轨道跳跃之后，在步骤204中再次测量抖动。在步骤210中继续进行这一处理，直到针对每一个可用轨道上的所有焦距偏移点都收集到了抖动样本。
图3中所示的焦距偏移校准例程类似于图2中所示的校准例程，然而，在这种情况下，要在抖动测量之前设定焦距偏移。如图3所示，在步骤302中设定次最佳焦距。然后在步骤304中设定焦距偏移。然后在步骤306中进行抖动测量。然后在步骤308中该系统搜索/跳跃到新的轨道。在轨道跳跃之后，在步骤304中设定焦距偏移。在步骤310中这一处理继续循环进行，直到针对每一个可用轨道上的所有焦距偏移点都收集到了抖动样本。
在这两种已知的焦距偏移校准例程中，搜索/跳跃是根据不同于次最佳位置的焦距设置值进行的。因为搜索/跳跃是根据非最佳焦距偏移进行的，因此可能会发生某种严重的径向误差失真，如图4中所示，这会造成径向寻道失败。这会导致严重的伺服不稳定，伺服不稳定会导致不期望有的径向回收(radial recovery)、寻道失败和启动时间的延长。
因此，需要一种用于改进的聚焦最佳化例程(routine)的方法和设备。
发明内容
由此，本发明优选地设法逐个地或以任何组合形式缓解、减轻或消除上面确认的现有技术的不足和缺点，并且通过提供用于根据所附权利要求在光盘系统中利用次最佳跳跃设置值改进聚焦最佳化例程的系统、方法和计算机可读介质来解决至少前面提到的问题。
根据本发明的一个方面，公开了一种用于在光盘系统中获得聚焦最佳化的方法。该方法包括以下步骤：将记录单元的焦距偏移设定为多个预定值中的第一个预定值；测量和存储记录单元的选定焦距偏移值所对应的HF质量值；将焦距偏移设定为已知最佳的(best-known)焦距偏移值；在正被读取的光学介质上的轨道间进行跳跃；对所述多个预定焦距偏移值中的每一个焦距偏移值重复进行上述步骤；和根据所述所存储的HF质量测量结果确定出最佳焦距设置。
根据本发明的一个方面，公开了一种光盘系统。该系统包括：记录单元，其用于对光学介质进行光学扫描操作；控制系统，其用于为记录单元获得聚焦最佳化，其中该控制系统执行下列步骤：将记录单元的焦距偏移设定为多个预定值中的第一个预定值；测量和存储记录单元的选定焦距偏移值所对应的HF质量值；将焦距偏移设定为已知最佳的焦距偏移值；在正被读取的光学介质上的轨道间进行跳跃；对所述多个预定焦距偏移值中的每一个焦距偏移值重复进行上述步骤；和根据所述所存储的HF质量测量结果确定出最佳焦距设置。
根据本发明的另一个方面，提供了一种上面包含由计算机处理的用于在光盘系统中获得聚焦最佳化的计算机程序的计算机可读介质。该计算机程序包括用于将记录单元的焦距偏移设定为多个预定值中的第一个预定值的代码段；用于测量和存储记录单元的选定焦距偏移值所对应的HF质量值的代码段；用于将焦距偏移设定为已知最佳的焦距偏移值的代码段；用于在正被读取的光学介质上的轨道间进行跳跃的代码段；用于对所述多个预定焦距偏移值中的每一个焦距偏移值重复进行上述步骤的代码段；和用于根据所述所存储的HF质量测量结果确定出最佳焦距设置的代码段。
本发明具有优于现有技术的优点，例如它会产生更加精确的聚焦最佳化例程。
附图说明
参照附图，通过下面对本发明的实施例的描述，本发明的这些和其它方面、特征和优点将被阐明并变得明显，其中：
图1是使用已知的焦距偏移校准例程获得的抖动相对于焦距偏移的曲线图；
图2是已知的焦距偏移校准例程的流程图；
图3是已知的焦距偏移校准例程的流程图；
图4是根据本发明的一个实施例的光盘系统的框图；
图5是根据本发明的一个实施例的改进的聚焦最佳化例程的流程图；
图6是使用根据本发明的一个实施例的改进的聚焦最佳化校准例程获得的抖动相对于焦距偏移的曲线图；
图7是表示在实现根据本发明的一个实施例的改进的聚焦最佳化例程期间的聚焦误差和径向误差的时间踪迹图；
图8是表示在实现附图2中所示的已知聚焦最佳化例程期间的聚焦误差和径向误差的时间踪迹图；和
图9是根据本发明的一个实施例的计算机可读介质。
具体实施方式
下面的说明将集中在适用于光盘系统中的聚焦最佳化的本发明的实施例上。然而，将会意识到的是，本发明并不限于这一应用，而是也可以应用于其它系统。
图4示出双层光盘401和记录单元410的横截面，所述记录单元410用于进行光学扫描操作以便将信息写入到光盘401中。光盘401具有透明基板405，该透明基板405配备有与其基本上平行布置并且由透明间隔层407分隔开的第一信息层406和第二信息层408。虽然在光盘401的这一实施例中仅仅示出了两个信息层，但是信息层的数量可以超过两个。记录装置410包括射线源411，例如激光二极管，该射线源产生具有预定记录或写入能量的射线束412。经由分束器413(例如，半透明板)和透镜系统414(例如，物镜)将射线束形成为聚焦光斑415。可以通过沿着物镜414的光轴移动该物镜414(如箭头416所指示的)来使聚焦光斑415位于任何期望的信息层上。由于第一信息层406是部分透射的，因此可以使射线束穿过这一层聚焦在第二信息层408上。通过使光盘401围绕着它的中心旋转并且使聚焦光斑沿着垂直于信息层平面内的轨道的方向发生位移，能够使信息层的整个面积在写入或读取操作期间被聚焦光斑扫描。由信息层反射的射线被所存储的信息调制成例如偏振方向或强度。由物镜414和分束器413将反射射线引向检测系统417，其将入射射线转换为一个或多个电信号。这些信号之一(即信息信号)具有与反射射线的调制形式相关的调制形式，从而这一信号代表已被读取的信息。其它电信号表示聚焦光斑415相对于所要读取的轨道的位置和聚焦光斑415在记录载体上的位置(即，角位置和径向位置)。将后面的信号施加到伺服系统418，该伺服系统418控制物镜414的位置并且因此以下面的方式来控制聚焦光斑在信息层平面和垂直于它的平面内的位置：使得聚焦光斑415跟随信息层平面内所要扫描的期望轨道。提供了控制单元436，以基于由检测系统检测到的反射光信号的级别来控制伺服系统418和要施加给射线源411的写入功率。写入功率的控制可以通过经由驱动单元419到射线源411的反馈来进行。控制单元436依照控制记录单元410的控制程序进行操作，以便实现信息层上的合适的记录。具体地说，可以如下面所描述的那样提供焦距校准过程，比如用于设置初始最佳焦距校准例程的初始OPC过程。
在本发明中，进行HF质量测量并且在聚焦最佳化例程中使用它。虽然下面的实施例将会描述抖动测量的使用，但是本发明并不局限于此。本发明预期使用任何HF质量测量，比如但不局限于，抖动测量、位错误率测量、符号错误测量、字节错误率测量或者部分响应最大似然(PRML)采样幅度调制测量。控制系统436和记录单元410包括进行和使用任何上述HF质量测量的必要装置和软件。例如，光学系统400可以包括维特比(Viterbi)PRML检测器，通过该检测器可以确定符号错误率或采样幅度调制测量结果(或其它质量测量结果)。
图5是说明根据本发明的一个实施例的聚焦最佳化例程的流程图。在步骤502中设定次最佳焦距。然后在步骤504中设定焦距偏移。然后在步骤506中进行诸如抖动测量之类的HF质量测量。抖动是所述读出信号的质量量度。抖动是分片HF信号的零交叉相对于在同一HF信号上流动的PLL时钟的偏离。在抖动程度较高的情况下，可能会出现位判断错误，因为可能会将特定运行长度错误地判定得过长或过短。在该实施例中，现在在发生搜索/跳跃之前在步骤508中将焦距设定为已知最佳的偏移值。将焦距预先设定为公知值使得轨道跳跃更加强健。预设值从伺服和HF的角度看是次最佳点。这一公知焦距偏移是例如由控制系统436从先前的最佳化例程学习来的并且存储在光盘系统的存储器中。
可替代地，可以在启动期间使用像推挽或摆动幅度测量之类的另一种类型的焦距校准例程来找出次最佳值。推挽和摆动幅度在接近于最佳焦距偏移值的焦距偏移值处最大。在盘启动期间使用摆动幅度测量，并且打开该径向跟踪环路。针对多个焦距偏移值测量摆动或推挽幅度，以确定具有最大推挽幅度的焦距偏移。推挽或摆动方法并不需要HF或盘上的记录数据。它对空盘也效果良好。通过打开径向环路，该环路相当强健。这种最佳化一般对数据读取或记录不够精确。然而，在本发明中可以如下所述的那样来使用这些次最佳偏移值。
一旦在步骤508中选择了已知最佳的次最佳偏移值，在步骤510中记录单元410就执行到不同轨道的搜索/跳跃。在搜索/跳跃之后，刚好在实际的抖动测量进行之前在步骤504中设定所需要的焦距偏移。焦距致动器非常快，典型地具有数kHz的带宽。这使得在搜索/跳跃结束与测量区域之间稳定系统所需的空闲时间很短，典型地小于一毫秒。在步骤512中继续进行这一处理，直到针对每一个可用轨道上的所有焦距偏移点都收集到了抖动样本。
针对每一个焦距偏移设定FOC[n]，测量抖动并且将其存储在数组JIT[x]中。使焦距偏移从标称焦距偏移点FOC[0]开始沿着递减方向FOC[-1，...，-x]变化，直到抖动充分增大。例如，当抖动增大了+2％时或者当抖动达到了+16％的边界时，停止沿着减小焦距偏移的方向的测量。接下来使焦距偏移从标称焦距偏移开始沿着递增的方向FOC[+1，...，+x]变化，直到满足相同的抖动标准。图6示出使用根据本发明的一个实施例的改进的聚焦最佳化校准例程而获得的抖动相对于焦距偏移的曲线图。与图4中所示的曲线图相比，生成了更加详细的抖动曲线。利用对两个数组FOC[n]＝x轴和JIT[n]＝y轴进行的二阶拟合，找出了最佳焦距偏移。因为伺服稳定性现在得到了明显改善，所以能够获得更宽的焦距偏移范围。将最终的焦距偏移设为FOC[opt]并且可以将其存储在光盘系统的存储器中。
可以通过比较图7和图8来观察改进的焦距校准例程的优点。图7是一个时间轨迹(time trace)，其表示用于实现图2中所示的已知焦距校准例程的光盘系统的通道1上的跳跃指示符、通道2上的焦距误差和通道3上的径向误差。在每一次跳跃之后，径向误差失真变得大到了发生径向跟踪失败的程度。另一方面，如图8所示，本发明的改进的焦距校准例程不会导致明显的径向跟踪失真。因此，通过使用本发明的改进的焦距校准例程，可以在更宽的焦距偏移值范围内进行测量，更宽的焦距偏移值范围使得焦距校准更加精确，而不会带来太多次的径向回收。
在根据图9的本发明的另一实施例中，示意性地示出了计算机可读介质。计算机可读介质900上面已经收录了用于由计算机913处理的计算机程序910，该计算机程序包括用于增大致动器系统中的动态电压摆动的代码段。该计算机程序包括将记录单元的焦距偏移设定为多个预定值中的第一个预定值的代码段915；用于测量和存储记录单元的选定焦距偏移值所对应的HF质量值的代码段916；用于将焦距偏移设定为已知最佳的焦距偏移值的代码段917；用于在正被读取的光学介质上的轨道间进行跳跃的代码段918；用于对所述多个预定焦距偏移值中的每一个焦距偏移值重复进行上述步骤的代码段919；和用于根据所述所存储的HF质量测量结果确定出最佳焦距设置的代码段920。
本发明可以以任何适当的形式实现，包括硬件、软件、固件或它们的任何组合。可以将本发明实现为运行在一个或多个数据处理器和/或数字信号处理器上的计算机软件。本发明的实施例的元件或部件可以在物理上、功能上和逻辑上以任何适当的方式实现。甚至，功能可以在单个的单元中、在多个单元中或者作为其它功能单元的一部分实现。同样，本发明可以在单个的单元中实现，或者可以在物理上和功能上分布在不同的单元和处理器之间。
虽然上面已经参照具体的实施例描述了本发明是，但是并不意味着本发明要受限于本文所提出的具体形式。相反地，本发明仅仅由所附的权利要求限定，并且除了前面具体给出的实施例之外的其它实施例同样有可能落在这些所附权利要求的范围之内，例如除了前面介绍的系统之外的不同系统。
在权利要求中，术语“包括”并不排除其它元件或步骤的存在。而且，虽然是分开列出的，但是多个构件、元件或方法步骤可以由例如单个的单元或处理器实现。此外，虽然个别的特征可能包含在不同的权利要求中，但是可以有利地组合这些特征，并且特征包含在不同的权利要求中并不表明特征的组合不可行和/或没有益处。此外，单数引用并不排除多个。术语“一个”、“第一”、“第二”等并不排除多个。权利要求中的附图标记仅仅是为了澄清实例而给出的，并且不应被解释为以任何方式限制权利要求的范围。

Claims (20)

1.一种用于在光盘系统中获得聚焦最佳化的方法，包括：
-将记录单元的焦距偏移设定为多个预定值中的第一个预定值；
-测量和存储记录单元的选定焦距偏移值所对应的HF质量值；
-将焦距偏移设定为已知最佳的焦距偏移值；
-在正被读取的光学介质上的轨道间进行跳跃；
-对所述多个预定焦距偏移值中的每一个焦距偏移值重复进行上述步骤；和
-根据所述所存储的HF质量测量结果确定出最佳焦距设置。
2.根据权利要求1所述的方法，其中HF质量测量结果是抖动。
3.根据权利要求1所述的方法，其中HF质量测量结果是位错误率。
4.根据权利要求1所述的方法，其中HF质量测量结果是字节错误率。
5.根据权利要求1所述的方法，其中HF质量测量结果是PRML采样幅度调制。
6.根据权利要求1所述的方法，其中已知最佳的焦距偏移值可以在每一次HF质量测量之后改变。
7.根据权利要求6所述的方法，其中已知最佳的焦距偏移值是由光盘系统中的控制系统从先前的最佳化例程中确定的。
8.根据权利要求7所述的方法，其中已知最佳的焦距偏移值存储在控制系统中。
9.根据权利要求6所述的方法，其中已知最佳的焦距偏移值是在光盘系统启动期间使用第二种类型的焦距校准例程来确定的。
10.根据权利要求9所述的方法，其中焦距校准例程是推挽焦距校准例程。
11.根据权利要求9所述的方法，其中焦距校准例程是摆动幅度测量例程。
12.根据权利要求1所述的方法，其中最佳焦距设置是通过绘制HF质量相对于焦距偏移的曲线来确定的。
13.根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：
-将光盘系统的焦距偏移设定为所确定的最佳焦距设置。
14.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
-将所确定的最佳焦距设置存储在控制系统中。
15.一种光盘系统，包括：
-记录单元(410)，其被配置为对光学介质(401)进行光学扫描操作；
-控制系统(436)，其被配置成获得记录单元(410)的聚焦最佳化，其中控制系统(436)适合于执行下列步骤：
-将记录单元(410)的焦距偏移设定为多个预定值中的第一个预定值；
-测量和存储记录单元(410)的选定焦距偏移值所对应的HF质量值；
-将焦距偏移设定为已知最佳的焦距偏移值；
-在正被读取的光学介质(401)上的轨道间进行跳跃；
-对所述多个预定焦距偏移值中的每一个焦距偏移值重复进行上述步骤；和
-根据所述所存储的HF质量测量结果确定出最佳焦距设置。
16.根据权利要求15所述的系统，其中HF质量测量结果是抖动。
17.根据权利要求15所述的系统，其中HF质量测量结果是位错误率。
18.根据权利要求15所述的系统，其中HF质量测量结果是字节错误率。
19.根据权利要求15所述的系统，其中HF质量测量结果是PRML采样幅度调制。
20.一种上面收录着由计算机处理的用于在光盘系统中获得聚焦最佳化的计算机程序的计算机可读介质，该计算机程序包括：
-用于将记录单元的焦距偏移设定为多个预定值中的第一个预定值的代码段(915)；
-用于测量和存储记录单元的选定焦距偏移值所对应的HF质量值的代码段(916)；
-用于将焦距偏移设定为已知最佳的焦距偏移值的代码段(917)；
-用于在正被读取的光学介质上的轨道间进行跳跃的代码段(918)；
-用于对所述多个预定焦距偏移值中的每一个焦距偏移值重复进行上述步骤的代码段(919)；和
-用于根据所述所存储的HF质量测量结果确定出最佳焦距设置的代码段(920)。
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