CN102682792B - 聚焦伺服控制装置以及使用其的信息记录再生装置 - Google Patents

聚焦伺服控制装置以及使用其的信息记录再生装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种可以向目标层快速地引入聚焦的聚焦伺服控制装置以及使用其的信息记录再生装置。该聚焦伺服控制装置具备：第一控制单元(14)，基于第一聚焦误差信号(32)控制物镜(10)，以使聚焦伺服用的第一激光(8)的焦点与引导层一致；以及第二控制单元(16)，基于第二聚焦误差信号(24)改变第二激光(4)的焦点与第一激光(8)的焦点之间的相对距离，以使第二激光(4)的焦点与目标记录再生层一致。

Description

聚焦伺服控制装置以及使用其的信息记录再生装置
相关申请的交叉参考
本申请基于2011年3月17日提交的日本专利申请2011-059919并要求其优先权权益，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明的实施方式涉及聚焦伺服(focus servo)控制装置以及使用聚焦伺服控制装置的信息记录再生装置。
背景技术
光盘(Compact Disc，CD)、数字通用视盘(Digital Versatile Disc，DVD)或蓝光光碟(Blu-ray Disc，BD)等代表的光信息记录介质目前主要通过使激光的波长缩短及物镜的开口数(NA)的增大来对应记录密度的增加。然而，均由于技术原因等接近界限，希望通过其他部件/方式增大记录密度。在各种提案中，近年来，提出一种引导层(guide layer)方式的多层光盘：在使记录层多层化的多层式光盘中，与记录层独立地还设置具有跟踪伺服信息(槽)的引导层。由此，层叠的记录层结构简单，且可以期待抑制磁盘(disk)生产成本。
引导层方式的多层式光盘装置由于记录信息的层与进行控制盘的跟踪位置的跟踪伺服的层不同，因此需要控制按照规定的顺序将至少两条以上的光线独立聚焦在各层上。
发明内容
本发明鉴于上述问题，其目的在于提供一种在开始多个记录层存在的记录介质的记录或再生时，可以向目标层快速引入聚焦的聚焦伺服控制装置以及使用该聚焦伺服控制装置的信息记录再生装置。
根据实施方式，提供一种用于在具有引导层和多个记录再生层的记录介质中记录信息、或从所述记录介质再生信息的聚焦伺服控制装置。该聚焦伺服控制装置包括第一检测单元、第一控制单元、第二检测单元与第二控制单元。第一检测单元基于经物镜将聚焦伺服用的第一激光照射到引导层时的反射光，检测第一聚焦误差信号。第一控制单元基于第一聚焦误差信号控制物镜，以使第一激光的焦点与引导层一致。第二检测单元，基于经物镜将记录再生用的第二激光照射到记录层时的反射光，检测第二聚焦误差信号。第二控制单元，基于第二聚焦误差信号，改变第二激光的焦点与第一激光的焦点之间的相对距离，以使第二激光的焦点与多个记录再生层中的目标记录再生层一致。
根据上述结构聚焦伺服控制装置，在开始多个记录层存在的记录介质的记录或再生时，可以向目标层快速地引入聚焦。
附图说明
图1是表示实施方式涉及的记录再生装置的框图。
图2是表示记录介质的结构的示意图。
图3是表示实施方式涉及的控制结构的框图。
图4是表示第一实施方式涉及的聚焦引入步骤的流程图。
图5是聚焦引入步骤的示意图。
图6A、图6B是分别表示比较例与本实施方式的有关同一表面偏转条件下的聚焦引入的模拟波形的曲线图。
图7是表示第二实施方式涉及的记录时跳层(layer jump)步骤的流程图。
图8是表示第三实施方式涉及的再生时跳层步骤的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图，对实施方式进行说明。本实施方式涉及一种全面适用于对具有记录层与引导层的光记录介质进行记录再生的、使用引导层方式的信息记录装置的聚焦伺服控制装置以及方法。图1示出了本实施方式涉及的记录再生装置的结构概要。本实施方式涉及的记录再生装置是对记录介质1进行信息记录或再生的装置。如图1所示，本装置作为包括聚焦伺服控制机构的光拾取光学系统而具有激光二极管(蓝色)2、激光二极管(红色)6、物镜10、准直透镜12、物镜致动器(actuator)14、准直透镜致动器16、二向色棱镜18、偏振分光器(PBS)20、光电检测器IC(PDIC)22、偏振分光器(PBS)26、光电检测器IC(PDIC)28。
激光二极管2产生的蓝色激光4经偏振分光器(PBS)20、二向色棱镜18、物镜10入射至记录介质1。来自该记录介质1的反射光沿着与入射时相反的路径，经偏振分光器(PBS)20被光电检测器IC(PDIC)22检测。光电检测器IC(PDIC)22进行后述的聚焦伺服控制有关动作并输出聚焦误差信号24。聚焦误差信号24被输入至物镜致动器14，根据该信号24驱动控制物镜14。由此，入射至记录介质1的蓝色激光的焦点位置等发生变化。
另一方面，激光二极管6产生的红色激光8经偏振分光器(PBS)26、二向色棱镜18、物镜10入射至记录介质1。来自该记录介质1的反射光沿着与入射时相反的路径，经偏振分光器(PBS)26被光电检测器IC(PDIC)28检测。光电检测器IC(PDIC)28除了进行后述的聚焦伺服控制之外还进行跟踪伺服动作并输出聚焦误差信号30以及跟踪误差信号32。聚焦误差信号30被输入至准直透镜致动器16，根据该信号30驱动控制准直透镜12。由此，入射至记录介质1的红色激光的焦点位置等发生变化。
在数字通用视盘(DVD)、蓝光光碟(BD)等光盘介质中，非引导层方式的现有技术的介质通过层叠多个具有用于跟踪的槽的记录层而被多层化。BD-R中将四层之内的多层化作为标准，但在进行四层以上的多层化时，各层中存在槽信息除增加磁盘生产成本以外，还会损害用户的利益。
另一方面，本实施方式涉及的记录再生装置中使用的引导层方式的多层介质(记录介质1)的具有槽的引导层独立于记录层地设置。由此，认为可以使层叠的记录层本身的构造简单化，并可以抑制磁盘的生产成本。图2示出了记录介质1的构造。如图2所示，记录介质1中形成有一个引导层与多个记录层(L0～L9)。在引导层上，引导光34连结焦点，在记录层(L0～L9)上，记录光36连结焦点。
[聚焦引入(フオ一カス引き込み)]
图3示出了用于实现本实施方式涉及的聚焦引入控制的构造。基本使用蓝色激光进行记录再生，引导层使用红色激光进行伺服。
如上所述，本实施方式的结构中，设有两个驱动透镜的致动器。一个致动器是驱动物镜10的物镜致动器14，另一个致动器是设置在红色激光的光程中的准直透镜致动器16。当由物镜致动器14驱动物镜10时，蓝色及红色这两个激光的焦点位置移动。并且，当由准直透镜致动器16驱动准直透镜12时，红色激光的焦点位置移动。
分别从记录层与引导层取得聚焦误差信号，该记录层使用蓝色激光进行记录或再生，该引导层使用红色激光进行再生。根据各聚焦误差信号，独立控制两个致动器、即物镜致动器14及准直透镜致动器16。
图3中，例如，通过FEDETRED40(相当于图1的PDIC 28)从引导层取得记录时的跟踪误差信号，相应地，COL42(相当于图1的物镜致动器14)驱动控制POL44(相当于图1的物镜10)。此时，连接接点C1与接点C3。另一方面，由FEDETBLUE46(相当于图1的PDIC 22)从记录层取得再生时的跟踪误差信号，相应地，COL42(相当于图1的物镜致动器14)驱动控制POL44(相当于图1的物镜10)。此时，连接接点C2与接点C3。
按照图4的流程图，对在引导层为1层、记录层为10层的记录介质1中聚焦于L0层(最远离入射面的层面)的情况下的聚焦引入步骤进行说明。并且，图5是聚焦引入步骤的示意图。
步骤4000～4001中，使准直透镜12向红色激光与蓝色激光的焦点距离最接近的方向移动。该情况如图5的(1)所示。物镜10移动至最下端(或最上端)。步骤4002～4003中，用三角波驱动物镜致动器14。此时，至少将红色激光置于照射至记录介质1的状态。该情况如图5的(2)所示。
步骤4004～4006中，控制将红色激光的焦点引入引导层。具体而言，取得在红色激光的焦点位置通过磁盘的引导层的瞬间交叉零(cross zero)那样的聚焦误差信号(S字)、和与反射光强度相对应的聚焦和信号，根据规定的引入序列使用物镜致动器14打开(ON)聚焦伺服。引入序列中，例如，在聚焦和信号超过某阈值且聚焦误差信号的微分值超过某阈值的瞬间打开(ON)聚焦伺服。此时，未必需要在第一次的通过点成功引入，只要在相对速度下降后的阶段引入即可。图5的(3)示出了照射红色激光且使用物镜致动器14打开(ON)针对引导层的聚焦伺服的情况。
步骤4007～4008中，向记录介质1照射蓝色激光。并且，使准直透镜12以一定速度向红色激光与蓝色激光的焦点位置偏离的方向移动(图5的(3))。此时，基于蓝色激光的来自记录层的反射光，以零开始计数通过的层数。通过以与基于用于上述物镜驱动的三角波的焦点位置的移动速度相比非常慢的速度移动的方式进行准直透镜的驱动，从而可以正确进行层数的计数。
步骤4009～4013中，若基于上述层数的计数判定到达作为目标的层(本次由于目标为L0层，因此最初层成为目标层)，则控制将蓝色激光的焦点引入目标记录层。具体而言，取得在蓝色激光的焦点位置通过磁盘的引导层的瞬间交叉零那样的聚焦误差信号(S字)、和与反射光强度相对应的聚焦和信号，并按照规定的引入序列使用准直透镜致动器16将聚焦伺服置设为打开(ON)。引入序列中，例如，在聚焦和信号超过某阈值且聚焦误差信号的微分值超过某阈值的瞬间将聚焦伺服设为打开(ON)。
在该阶段，物镜致动器14以红色激光跟踪引导层的方式进行伺服动作，准直透镜致动器16以蓝色激光跟踪记录层的方式进行伺服动作。可以要求在更高的控制区域内跟踪针对记录层的聚焦伺服。在物镜致动器14的伺服区域高于准直透镜12的伺服区域时，优选在适当增益的同时切换向这两个致动器输入的误差信号。
因此，步骤4014～4018中，互相切换蓝色激光的误差信号与红色激光的误差信号。由此，可以使得物镜致动器14以蓝色激光跟踪记录层的方式进行伺服动作，准直透镜致动器16以红色激光跟踪引导层的方式进行伺服动作。该情况如图5的(4)所示。
通过按照上述步骤进行聚焦引入，从而即使在进行记录层的检索期间54内，也可以常使物镜10跟踪表面偏转(面ブレ)。因此，无需考虑由表面偏转导致的相对速度的变化，就可进行正确的层数计数以实现稳定的引入性能。
图6A、图6B分别示出了比较例与本实施方式的有关同一表面偏转条件下的聚焦引入的模拟波形。图6A对应于比较例，图6B对应于本实施方式。在图6A、图6B中，60、66表示驱动信号波形，62、68表示聚焦和信号、64、70表示聚焦误差信号。由图6A可知，在比较例中，可知在将聚焦伺服设为打开(ON)的定时(timing)不进行引入就通过，在距离目标的第四层(和信号为第四层)引入聚焦。另一方面，由图6B可知，在本实施方式中，在将聚焦伺服设为打开(ON)的定时，向目标层快速引入。
根据以上说明的本实施方式，可以在避免由于记录介质的表面偏转导致的引入失败的同时，避免在向不希望的层引入聚焦时重复跳层以向目标层移动的开销。因此，可以高速进行多层介质的聚焦引入。
(第二实施方式)
有关跳层，在搜索层位置这一意义上，也可以以与上述聚焦引入方式完全同等的观点来实施。记录再生装置的基本结构与聚焦引入控制的基本结构与第一实施方式相同，因此省略说明，在此，针对第二实施方式涉及的跳层进行详细说明。
[记录时跳层]
图7描述了在引导层为1层、记录层为10层的记录介质中，在记录时从L0层(最远离入射面的层)跳层至L1层(紧挨着L0层的一个层)情况下的跳层步骤。记录时，在物镜伺服对记录层进行跟踪且准直透镜伺服对引导层进行跟踪的状态下开始动作。
步骤6000中，在物镜伺服对记录层进行跟踪且准直透镜伺服对引导层进行跟踪的状态下，从主CPU获取跳层指令。
步骤6001中，将向物镜伺服环输入的聚焦误差信号切换为从引导层取得的误差信号。此时，准直透镜伺服的动作停止。
步骤6002中，确认物镜伺服正常动作。
步骤6003中，将准直透镜12向接近红色激光与蓝色激光的焦点距离的方向以一定速度移动。此时，基于蓝色激光的来自记录层的反射光，以零开始计数通过的层数。通过以比由用于物镜驱动的三角波产生的焦点位置的移动速度非常慢的速度移动的方式进行准直透镜的驱动，从而可以正确进行层数的计数。
步骤6004～6007中，若基于层数的计数判定到达作为目标的层(本次由于开始层为L0，目标层为相邻的L1层，因此第一层成为目标层)，则控制将蓝色激光的焦点引入目标记录层。具体而言，取得在蓝色激光的焦点位置通过磁盘的引导层的瞬间交叉零那样的聚焦误差信号(S字)、和与反射光强度相对应的聚焦和信号，并根据规定的引入序列，使用准直透镜致动器16将聚焦伺服设为打开(ON)。例如，在聚焦和信号超过某阈值且聚焦误差信号的微分值超过某阈值的瞬间，将聚焦伺服设为打开(ON)。
在该阶段，物镜致动器14以红色激光跟踪引导层的方式进行伺服动作，准直透镜致动器16以蓝色激光跟踪记录层的方式进行伺服动作。可以要求在更高的控制区域内跟踪针对记录层的聚焦伺服。在物镜致动器14的伺服区域高于准直透镜12的伺服区域的情况下，优选在适当增益的同时切换向这两个致动器输入的误差信号。因此，步骤6008～6013中，互相切换蓝色激光的误差信号与红色激光的误差信号。由此，可以使得物镜14以蓝色激光跟踪记录层的方式进行伺服动作，准直透镜致动器16以红色激光跟踪引导层的方式进行伺服动作。
通过按照上述步骤，可以总是使物镜10跟踪表面偏转，无需考虑由于表面偏转而导致的相对速度的变化就可进行正确的层数计数以进行稳定的记录层之间的移动(跳层)。
(第三实施方式)
在上述第二实施方式中，已经对记录时的跳层进行了说明。在第三实施方式中，对再生时的跳层进行说明。与第二实施方式一样，记录再生装置的基本结构以及聚焦引入控制的基本结构与第一实施方式相同，因此省略说明。
[再生时跳层]
图8描述了在引导层为1层、记录层为10层的记录介质中，在再生时，从L0层(最远离入射面的层)跳层至L1层(紧挨着L0层的一个层)情况下的跳层步骤。再生时，只有物镜伺服对记录层进行跟踪，准直透镜12从无动作状态开始跳层。
步骤7000中，只有物镜伺服跟踪记录层，准直透镜12在无动作的状态下，从主CPU获取跳层指令。
步骤7001中，将准直透镜12向红色激光与蓝色激光的焦点距离最接近的方向移动。
步骤7002～7003中，用三角波驱动准直透镜致动器16。此时，将红色激光设为照射状态。
步骤7004～7006中，控制将红色激光的焦点引入引导层。具体而言，取得在红色激光的焦点位置通过磁盘的引导层的瞬间交叉零那样的聚焦误差信号(S字)、和与反射光强度相对应的聚焦和信号，并根据规定的引入序列，使用准直透镜致动器16将聚焦伺服设为打开(ON)。例如，在聚焦和信号超过某阈值且聚焦误差信号的微分值超过某阈值的瞬间，将聚焦伺服设为打开(ON)这一步骤中进行引入控制。此时，未必需要在第一次的通过点成功引入，在相对速度降低的阶段引入即可。
步骤7007中，将向物镜伺服环输入的聚焦误差信号切换为从引导层取得的误差信号。此时，准直透镜伺服的动作暂停。
步骤7008中，确认物镜伺服正常动作。
步骤7009中，将准直透镜12向接近红色激光与蓝色激光的焦点距离的方向以一定速度移动。此时，基于蓝色激光的来自记录层的反射光，以零开始计数通过的层数。以比由用于上述物镜驱动的三角波所产生的焦点位置的移动速度非常慢的速度移动的方式进行准直透镜的驱动，从而可以正确进行层数的计数。
步骤7010～7014中，若基于层数的计数判定达到作为目标的层(本次由于开始层为L0层，目标层为相邻的L1层，因此第一层成为目标层)，则控制将蓝色激光的焦点引入目标记录层。具体而言，取得在蓝色激光的焦点位置通过磁盘的引导层的瞬间交叉零那样的聚焦误差信号(S字)、和与反射光强度相对应的聚焦和信号，并根据规定的引入序列，使用准直透镜致动器16将聚焦伺服设为打开(ON)。例如，在聚焦和信号超过某阈值且聚焦误差信号的微分值超过某阈值的瞬间，将聚焦伺服设为打开(ON)。
在该阶段，物镜致动器14以红色激光跟踪引导层的方式进行伺服动作，准直透镜致动器16以蓝色激光跟踪记录层的方式进行伺服动作。可以要求在更高控制区域内跟踪针对记录层的聚焦伺服。在物镜致动器14的伺服区域高于准直透镜12的伺服区域时，优选在适当增益的同时切换向这两个致动器输入的误差信号。因此，步骤7015～7019中，互相切换蓝色激光的误差信号与红色激光的误差信号。由此，可以使得物镜致动器14以蓝色激光跟踪记录层的方式进行伺服动作，准直透镜致动器16以红色激光跟踪引导层的方式进行伺服动作。
通过按照上述步骤，在再生时，也可以总是使物镜10跟踪表面偏转，无需考虑由表面偏转导致的相对速度的变化就可进行正确的层数计数以进行稳定的记录层之间的移动(跳层)。
虽然已经对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提出的，并不意图限定发明的范围。这些新增的实施方式可以通过其他各种方式来实施，在不脱离发明的要旨范围内，可以进行各种省略、置换、变更。这些实施方式或其变形在包含在发明的范围或要旨内的同时，包含在权利要求范围内所述的发明与其均等的范围内。

Claims (6)

1.一种聚焦伺服控制装置，用于在具有引导层和多个记录再生层的记录介质中记录信息、或从所述记录介质再生信息，所述聚焦伺服控制装置的特征在于，包括：
第一检测单元，基于经物镜将聚焦伺服用的第一激光照射到所述引导层时的反射光，检测第一聚焦误差信号；
第一控制单元，基于所述第一聚焦误差信号控制所述物镜，以使所述第一激光的焦点与所述引导层一致；
第二检测单元，基于经所述物镜将记录再生用的第二激光照射到所述记录层时的反射光，检测第二聚焦误差信号；
第二控制单元，基于所述第二聚焦误差信号，改变所述第二激光的焦点与所述第一激光的焦点之间的相对距离，以使所述第二激光的焦点与多个所述记录再生层中的目标记录再生层一致；以及
切换器，在所述第一激光的焦点与所述引导层一致、所述第二激光的焦点与所述目标记录再生层一致的定时，相互切换所述第一聚焦误差信号和所述第二聚焦误差信号，将所述第一聚焦误差信号输入至所述第二控制单元，将所述第二聚焦误差信号输入至所述第一控制单元，
在切换所述第一聚焦误差信号和所述第二聚焦误差信号之后，所述第一控制单元根据所述第二聚焦误差信号，控制所述第二激光的焦点，以使所述第二激光的焦点与多个所述记录再生层中的目标记录再生层一致。
2.根据权利要求1所述的聚焦伺服控制装置，其特征在于：
所述第二控制单元包括：
初始化单元，进行用于使所述相对距离初始化的透镜驱动动作；以及
驱动单元，进行为了搜索所述第二激光的聚焦位置而改变所述相对距离的透镜驱动动作。
3.根据权利要求1所述的聚焦伺服控制装置，其特征在于：
所述第二控制单元在为了使所述第一激光的焦点与所述引导层一致而通过所述第一控制单元开始所述物镜的聚焦伺服后，改变所述相对距离，以使所述第二激光的焦点与多个所述记录再生层中的目标记录再生层一致。
4.根据权利要求1所述的聚焦伺服控制装置，其特征在于：
所述第二控制单元通过驱动准直透镜来改变所述相对距离。
5.根据权利要求1所述的聚焦伺服控制装置，其特征在于：
所述第二控制单元为了将所述第二激光的焦点从多个所述记录再生层中的第一目标记录再生层移动至第二目标记录再生层，而基于所述第二聚焦误差信号，改变所述第二激光的焦点与所述第一激光的焦点之间的相对距离。
6.一种记录再生装置，其在具有引导层与多个记录再生层的记录介质中记录信息、或从所述记录介质再生信息，所述记录再生装置的特征在于，包括：
物镜；
第一检测单元，基于经所述物镜将聚焦伺服用的第一激光照射到所述引导层时的反射光，检测第一聚焦误差信号；
第一控制单元，基于所述第一聚焦误差信号控制所述物镜，以使所述第一激光的焦点与所述引导层一致；
第二检测单元，基于经所述物镜将记录再生用的第二激光照射到所述记录层时的反射光，检测第二聚焦误差信号；
第二控制单元，基于所述第二聚焦误差信号，改变所述第二激光的焦点与所述第一激光的焦点之间的相对距离，以使所述第二激光的焦点与多个所述记录再生层中的目标记录再生层一致；以及
切换器，在所述第一激光的焦点与所述引导层一致、所述第二激光的焦点与所述目标记录再生层一致的定时，相互切换所述第一聚焦误差信号和所述第二聚焦误差信号，将所述第一聚焦误差信号输入至所述第二控制单元，将所述第二聚焦误差信号输入至所述第一控制单元，
在切换所述第一聚焦误差信号和所述第二聚焦误差信号之后，所述第一控制单元根据所述第二聚焦误差信号，控制所述第二激光的焦点，以使所述第二激光的焦点与多个所述记录再生层中的目标记录再生层一致。
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