CN101504841A - 一种改善光学读取头聚焦准确度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改善光学读取头聚焦准确度的方法。首先，分别计算光盘片旋转一圈时，在初始驱动透镜信号、第一驱动透镜信号及第二驱动透镜的作用下所分别对应的初始盘片信号、第一盘片信号及第二盘片信号。接着，比较该初始盘片信号、第一盘片信号及第二盘片信号得到一最佳驱动透镜信号。
Description
技术领域
本发明是有关于一种改善光学读取头聚焦准确度的方法，且特别是有关于一种改善对于光雕盘片的光学读取头聚焦准确度的方法。
背景技术
对于经常使用光驱进行数据备份的使用者来说，在可写入式光盘片上备份了数据之后，无法通过单调又不具特殊图案的光盘片背面知道刻录和备份完成的数据为何。习知作法是利用麦克笔或光盘专用笔在其背面直接注明所备份完成的数据名称，或利用一些可用来印制光盘片背面卷标的打印机，进行其卷标纸张的图案或文字的印制。然而却可能因为标签纸张的重量分布不均，造成光盘片在读取时转动不平稳，或卷标纸张在光盘片背面上粘贴不牢固，产生脱落或卡住碟机的情形进而造成光驱运作上的困难。
因此，目前有些光驱制造厂商发展出一种光雕(LightScribe)技术。光雕技术可直接在具有特殊染料层的光盘片(亦即光雕盘片：LightScribe Disc)的背面(或称为标签面)上涂绘出标签面图文。在该光雕盘片的数据面上备份好资料后，需再另行翻面并置回原光驱中，而将该卷标面朝向该光驱的光学读写头，以运用该光学读写头所打出的激光束，经由穿透涂布在标签面上的特殊染料层，使该染料层产生化学反应而显现出使用者所想要的图文。
请参考图1(a)，其为一特殊光盘片10(例：光雕盘片，LightScribeDisc)的标签面示意图。由图所示可知，在该特殊光盘片10的卷标面上包括了有一特征操作区(control feature zone)11和一标签区(labelzone)12，该标签区12便是可以进行图文描绘的区域。不过由于在该标签区12上不具有如数据面上用以进行数据记录的沟槽(groove)存在，因此在该特殊光盘片10的内圈，也就是靠近该特征操作区11的内缘部份便设置有多个轮辐(spoke)标示13(如图1(b)所示)。这些轮辐标示13是以等角度的方式平均分布在该特征操作区11的内侧上。同时，可支持此种光雕技术的光驱(未显示于图标)内部便设有一轮辐译码装置，通过对各轮辐标示13的读取与判断而能对该特殊光盘片10旋转角度的位置作控制。此外，光学读写头是利用一步进马达在该特殊光盘片10的径向方向上的移动。所以，通过轮辐译码装置以及步进马达，即可提供光学读写头在该卷标区12上进行图文描绘时作为相对位置的定位之用。
目前习知技术对于在该特殊光盘片10的卷标面的聚焦控制通常使用开回路(open-loop)的方式来进行。与光盘片数据面的读取情况比较，光驱读/写卷标面时的信号较为微弱许多。所以，通常会利用开回路方式(open loop control)在标签面控制聚焦。光学读写头首先会对该标签面发射出激光束，光驱便能根据其反射的状况得到聚焦误差信号来调整光学读写头上的透镜(Lens)的聚焦位置。另外，因光雕技术的规格书(Specification)中所建议使用的开回路聚焦控制方法(Open LoopFocus)仅通过傅利叶(Fourier)系数的前五阶谐波，即DC，Sinθ，Cosθ，Sin2θ，Cos2θ，来协助更正聚焦的误差。也因此可支持光雕技术的光驱其控制芯片皆设计FOO(驱动透镜的电压信号，即调整透镜聚焦位置的信号)如下：
FOO＝A1*DC+A2*Sinθ+A3*Cosθ+A4*Sin2θ+A5*Cos2θ
其中，A1，A2，A3，A4和A5是由光驱厂商的经验法则进行调整。所以一般光驱厂商仅能通过调整A1至A5的参数来调整透镜聚焦位置。
由于光驱中的主轴马达(spindle motor)容易存在不稳定的公转现象(Non-Repeatable Run Out，NRRO)。所谓的公转现象亦即当光驱操作时，因主轴马达不稳定导致转动光盘片的主轴马达本身亦发生自体震动，使得光盘片与主轴马达呈现上述公转的现象。该公转现象通常会造成盘片在垂直方向有超过两倍转频以上的晃动，且晃动量超过100μm。在此情况下，光盘刻录机的读取头因无法正确地聚焦，进而导致对光雕的打印质量(printing quality)有很大的影响，尤其以薄型(SlimType)的光驱机种较为明显。
然而上述控制芯片所提供的开回路聚焦方法只能有效修正频率在2θ以内的震动。但有时公转现象所造成光驱的的震动频率会远高于2θ以上，又或者是有时无法预期的震动其震动频率亦高于2θ。所以由控制芯片提供的开回路聚焦方法将无法消除公转现象(NRRO)所造成的误差，因而导致光雕打印质量不良的问题。因此，如何改善光学读取头聚焦准确度进而提升光雕打印质量将是本发明的重点。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种改善光学读取头聚焦准确度的方法，以有效克服主轴马达因公转现象所造成的光学读取头聚焦点失焦问题。
再者，本发明提出一种改善光学读取头聚焦准确度的方法，该方法包括下列步骤：首先，使光盘片旋转一圈，并计算在初始驱动透镜信号的作用下所对应的初始盘片信号。接着，使光盘片旋转一圈，并分别计算在第一驱动透镜信号和第二驱动透镜信号的作用下所分别对应的第一盘片信号及第二盘片信号。最后，根据初始盘片信号、第一盘片信号及第二盘片信号调整得到一最佳驱动透镜信号。
根据上述构想，本发明的改善光学读取头聚焦准确度的方法，其中第一驱动透镜信号是初始驱动透镜信号加上一第一电压，且第一驱动透镜信号将使得透镜往靠近该光盘片的方向移动。
根据上述构想，本发明的改善光盘片聚焦准确度的方法，其中第二驱动透镜信号是初始驱动透镜信号加上一第二电压，且第二驱动透镜信号将使得透镜往远离该光盘片的方向移动。
为了更进一步了解本发明特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1(a)所绘示为特殊光盘片的卷标面示意图。
图1(b)所绘示为轮幅标示的示意图。
图2所绘示为本发明改善光学读取头聚焦准确度的方法的流程图。
图3所绘示为初始驱动透镜信号及最佳驱动透镜信号作用下所分别对应的盘片信号。
图4所绘示为本发明另一实施例的流程图。
图5(a)所绘示为采用本发明前的光雕盘片打印成果。
图5(b)所绘示为采用本发明后的光雕盘片打印成果。
【主要元件符号说明】
10 特殊光盘片 11 特征操作区
12 标签区 13 轮辐标示
21 使光盘片旋转一圈，并计算在初始驱动透镜信号FOOinitial的作用下所对应的初始盘片信号RFinitial。
22 使光盘片旋转一圈，并计算在第一驱动透镜信号FOOfirst的作用下所对应的第一盘片信号RFfirst。
23 使光盘片旋转一圈，并计算在第二驱动透镜信号FOOsecond的作用下所对应的第二盘片信号RFsecond。
24 根据该初始盘片信号RFinitial，第一盘片信号RFfirst及第二盘片信号RFsecond得到一最佳驱动透镜信号FOOoptimal
31 初始驱动透镜信号 32 初始盘片信号
33 最佳驱动透镜信号
41 使光盘片旋转一圈，并计算在初始驱动透镜信号FOOinitial的作用下所对应的初始盘片信号RFinitial。
42 使光盘片旋转一圈，并计算在第一驱动透镜信号FOOfirst的作用下所对应的第一盘片信号RFfirst。
43 根据该初始盘片信号RFinitial，第一盘片信号RFfirst得到一最佳驱动透镜信号FOOoptimal。
51 光雕盘片打印不均匀处
具体实施方式
在光雕技术中，如何使光学读取头正确地聚焦是非常重要的课题。因为聚焦的准确度，即是影响后续光雕打印质量的重要因素。为了改善上述问题，本发明提出一种改善光学读取头聚焦准确度的方法。
请参照图2，其所绘示为本发明改善光学读取头聚焦准确度的方法的流程图。
首先，进行步骤21：使光盘片旋转一圈，并计算在初始驱动透镜信号FOOinitial的作用下所对应的初始盘片信号RFinitial。
在先前技术中已提及在光雕盘片的卷标面包括一特征操作区(control feature zone)和一标签区(label zone)。并且在光雕盘片的内圈，靠近特征操作区的内缘部份便设置有多个轮辐(spoke)标示，这些轮辐标示是以等角度的方式平均分布在该特征操作区的内侧上。而光盘片旋转一圈大约会经过400个轮辐标示，吾人设计软件程序(firmware)在经过每一个轮辐标示时，即发出一外部中断(interrupt)的指令。
再者，在先前技术提及光驱的控制芯片是提供利用傅利叶系数的前五阶谐波来校正聚焦误差的驱动透镜信号FOO。步骤21的初始驱动透镜信号FOOinitial即是吾人利用经验法则定义A1、A2至A5所得到的。光驱接收初始驱动透镜信号FOOinitial以移动聚焦位置，待光盘片旋转一圈后，即经过400个轮辐标示，因此共发出400个外部中断的指令。吾人将在这400个外部中断时所量测到的初始盘片信号RFinitial记录下来，即可得到如图3及图4所示在初始驱动透镜信号FOOinitial 31的作用下所对应的初始盘片信号RFinitial 32。
然后，进行步骤22：使光盘片旋转一圈，并计算在一第一驱动透镜信号FOOfirst的作用下所对应的一第一盘片信号RFfirst。
步骤22中的第一驱动透镜信号FOOfirst是将初始驱动透镜信号FOOinitial加上一第一电压。加上此第一电压的第一驱动透镜信号FOOfirst将使得透镜往靠近光盘片的方向移动，亦即让光学读取头激光束的聚焦点往靠近光盘片的方向偏移(shift)，然该第一电压亦可使光学读取头的聚焦点往远离光盘片的方向偏移。光驱接收第一驱动透镜信号FOOfirst以移动聚焦位置，待光盘片旋转一圈后，即经过400个轮辐标示并发出400个外部中断的指令，吾人将在这400个外部中断时所量测到的第一盘片信号RFfirst记录下来，以利步骤24的进行。
接着，进行步骤23：使光盘片旋转一圈，并计算在第二驱动透镜信号FOOsecond的作用下所对应的第二盘片信号RFsecond。
步骤23中的第二驱动透镜信号FOOsecond是将初始驱动透镜信号FOOinitial加上一第二电压。加上此第二电压的第二驱动透镜信号FOOsecond与加上第一电压的第一驱动透镜信号FOOfirst的移动方向相反，亦即使得透镜往远离光盘片的方向移动，让光学读取头激光束的聚焦点往更远离光盘片的方向偏移(shift)，或是使透镜往靠近光盘片的方向移动。光驱接收第二驱动透镜信号FOOsecond以移动光学读取头聚焦位置，待光盘片旋转一圈后，即经过400个轮辐标示并发出400个外部中断的指令，吾人将在这400个外部中断时所量测到的第二盘片信号RFsecond记录下来，以利步骤24的进行。
最后，进行步骤24：根据该初始盘片信号RFinitial，第一盘片信号RFfirst及第二盘片信号RFsecond得到一最佳驱动透镜信号FOOoptimal。
因在步骤22及步骤23中已计算出在一圈400个外部中断指令下在FOOinitial、FOOfirst及FOOsecond作用下所分别对应的初始盘片信号RFinitial、第一盘片信号RFfirst及第二盘片信号RFsecond，且上述信号是在光驱发出外部中断命令时所被记录下来，所以吾人可比较在每一个外部中断时(即光盘片转至每一个对应的轮辐标示位置)上述三个盘片信号的优劣，然后选择拥有较佳盘片信号表现其所对应作用的驱动透镜信号作为最佳驱动透镜信号FOOoptimal。
以下举例说明步骤24的作法。光盘片(例光雕盘片)共有400个轮辐标示，所以当光盘片被旋转一圈时，所经过的每一个轮辐标示皆代表光盘片上的轮幅位置。也因此吾人发出的每一个外部中断命令时亦代表光学读取头现在正在经过每一个轮辐标示所代表的光盘片轮幅位置。
若将光盘片轮幅位置以1至400为单位，步骤24即是在每一光盘片轮幅位置比较初始盘片信号RFinitial、第一盘片信号RFfirst及第二盘片信号RFsecond。假设在光盘片轮幅位置100时，初始盘片信号RFinitial为120(DAC)，第一盘片信号RFfirst为125(DAC)及第二盘片信号RFsecond为119(DAC)。则此时光驱应选择第一盘片信号RFfirst所对应作用的第一驱动透镜信号做为光盘片轮幅位置100的最佳驱动透镜信号FOOoptimal。以此类推，可依序比较选择光盘片轮幅位置1至400的最佳驱动透镜信号FOOoptimal。请参考图3，其中33即是经过上述步骤微调后的最佳驱动透镜信号FOOoptimal。在最佳驱动透镜信号FOOoptimal 33的作用下所对应的盘片信号34的确比初始盘片信号RFinitial有较好的表现。由图中并可知最佳驱动透镜信号FOOoptimal在光盘片轮幅位置100时，较初始驱动透镜信号FOOinitial电压为高；然而在光盘片轮幅位置360附近时，最佳驱动透镜信号FOOoptimal的电压又较初始驱动透镜信号FOOinitial来得低。所以本发明可依照光盘片轮幅位置微调出最佳的驱动透镜信号，使得光学读取头在光盘片上的聚焦更为准确，后续也可得到光雕盘片较好的打印质量。
需注意的是，在此实施例中盘片信号是采用射频电平信号(即RF信号)。然亦可采用次光束相加信号(即SBAD：sub-beam adder信号)代替，其可达到与实施例相同的成效。
另外，上述21至24步骤并不一定要进行每一个步骤才能改善光学读取头的聚焦准确度。经过反复试验(trial and error)，若已知光学读取头在光盘片的聚焦点通常会往远离光盘片的方向偏移。吾人即可只进行步骤21、23及24即可。该修正后的步骤如图4所示。
步骤41：使光盘片旋转一圈，并计算在初始驱动透镜信号FOOinitial的作用下所对应的初始盘片信号RFinitial。
步骤42：使光盘片旋转一圈，并计算在第一驱动透镜信号FOOfirst的作用下所对应的第一盘片信号RFfirst。
步骤43：根据该初始盘片信号RFinitial，第一盘片信号RFfirst得到一最佳驱动透镜信号FOOoptimal。
因上述步骤内容与步骤21、22、23及24雷同，在此不再赘述。
反之，经过反复试验(trial and error)，若已知光学读取头在光盘片的聚焦点通常会往靠近光盘片的方向偏移。则吾人只进行步骤21、22及24即可。
再者，请参考图5，其为改良前与改前后光雕盘片的打印质量表现。在图5(a)的51处，可见因主轴马达的公转现象造成光学读取头的失焦(focus loss)，进而导致部份区域51处无法形成图案的情况。然采用本发明改善聚焦准确度以后，请参考图5(b)光雕盘片的打印质量已得到非常好的改善。
因此，本发明的优点是在于利用现有的光驱设备，提供一软件程序(firmware)的解决方法，有效克服主轴马达的公转现象(NRRO)所造成的聚焦点失焦(Focus Loss)问题。此方式是通过1圈400个外部中断命令取得驱动透镜信号FOO及其相对应的盘片信号RF。以盘片信号RF估算出聚焦(focus)方向的误差，藉此调整得到最佳驱动透镜信号FOOoptimal，有效改善光学读取头聚焦的准确度。
本发明的另一优点是有效改善因光驱的控制芯片无法补偿修正在2θ以外的震动频率所造成的聚焦点失焦问题。本发明是通过1圈400个独立的驱动透镜信号做调整，因此没有误差频率的限制。理论上是任何频率的误差皆可由此方式达到收敛。
本发明的再一优点是快速调整驱动透镜信号使光学读取头聚焦准确度得到有效的改善。通过本发明的方法，在光盘片旋转三圈后，已可得到一最佳的驱动透镜信号。就算误差太大，依本发明的学习(learning)机制，还是可以很快速地找到最佳的驱动透镜信号。也因此本发明可达到高倍速的光驱其严格的聚焦准确度要求。
综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定的范围为准。
Claims (12)
1、一种改善光学读取头聚焦准确度的方法，应用在一光盘刻录机对一光盘片进行聚焦设定的控制过程，该光盘片具有一卷标面，而卷标面的内缘部份设置有多个轮辐标示，其特征在于，该方法包含下列步骤：
使光盘片旋转一圈，并计算在一初始驱动透镜信号的作用下所对应的一初始盘片信号；
使光盘片旋转一圈，并计算在一第一驱动透镜信号的作用下所对应的一第一盘片信号；
根据该初始盘片信号及该第一盘片信号得到一最佳驱动透镜信号。
2、根据权利要求1所述的改善光学读取头聚焦准确度的方法，其特征在于，该方法进一步包括下列步骤：
使光盘片旋转一圈，并计算在一第二驱动透镜信号的作用下所对应的一第二盘片信号。
3、根据权利要求2所述的改善光学读取头聚焦准确度的方法，其特征在于，该最佳驱动透镜信号可再根据该第二盘片信号及其对应的第二驱动透镜信号进行调整。
4、根据权利要求1所述的改善光学读取头聚焦准确度的方法，其特征在于，该第一驱动透镜信号是初始驱动透镜信号加上一第一电压，且该第一驱动透镜信号将使得透镜往靠近该光盘片的方向移动。
5、根据权利要求2所述的改善光学读取头聚焦准确度的方法，其特征在于，该第二驱动透镜信号是初始驱动透镜信号加上一第二电压，且该第二驱动透镜信号将使得透镜往远离该光盘片的方向移动。
6、根据权利要求1所述的改善光学读取头聚焦准确度的方法，其特征在于，该第一驱动透镜信号是初始驱动透镜信号加上一第一电压，且该第一驱动透镜信号将使得透镜往远离该光盘片的方向移动。
7、根据权利要求2所述的改善光学读取头聚焦准确度的方法，其特征在于，该第二驱动透镜信号是初始驱动透镜信号加上一第二电压，且该第二驱动透镜信号将使得透镜往靠近该光盘片的方向移动。
8、根据权利要求1所述的改善光学读取头聚焦准确度的方法，其特征在于，该多个轮辐标示是以等角度的方式平均分布在该标签面的内侧。
9、根据权利要求8所述的改善光学读取头聚焦准确度的方法，其特征在于，光驱译码该多个轮辐标示，并在每经过一轮辐标示时发出一外部中断的命令。
10、根据权利要求9所述的改善光学读取头聚焦准确度的方法，其特征在于，计算该些盘片信号是在光驱发出外部中断的命令时，记录驱动透镜信号作用下的盘片信号。
11、根据权利要求1所述的改善光学读取头聚焦准确度的方法，其特征在于，盘片信号为射频电平信号。
12、根据权利要求1所述的改善光学读取头聚焦准确度的方法，其特征在于，盘片信号为次光束相加信号。
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