CN1079975C - 焦点控制方法和使用该焦点控制方法的光盘单元 - Google Patents

Abstract

一种控制聚焦伺服系统的焦点控制方法，该聚焦伺服系统控制射在具有多个操作方式的光盘单元中的光盘上的光。该焦点控制方法包括如下步骤：(a)根据光盘单元的操作方式从预先存贮了焦点偏移信息的存贮器读出焦点偏移信息，以及(b)当光盘单元的操作方式从一种方式转接到另一种方式时，通过向聚焦伺服系统提供在步骤(a)读出的焦点偏移信息，控制对于该光盘的焦点。

Description

焦点控制方法和使用该焦点控制方法的光盘单元

本发明一般涉及焦点控制方法和光盘单元，具体来说涉及校正聚焦伺服系统中的偏差的焦点控制方法和使用这种焦点控制方法的光盘单元。

图1是表示传统光盘单元的实例的一个系统方块图。在图1中，光头100的激光二极管(LD)101发出的激光束照射在通过主轴电机102转动的光盘103上。从光盘103反射的激光束通过光头100内部的光检测器104转换成电信号。激光二极管控制电路105根据用于写入/擦除/读出方式的并且来自主机单元(未示出)的一个选通信号控制激光二极管101，因此激光二极管101能对每一种方式都发出具有最佳的发光效率的激光束。

复制电路106把从光头100的光检测器104接收的电信号的频带分离开，并把来自复制电路106的高频分量信号加到复制数据的射频(RF)信号产生电路(未示出)。另一方面，把来自复制电路106的低频分量信号提供给跟踪伺服系统107和聚焦伺服系统108。跟踪伺服系统107根据该低频分量信号产生一个跟踪误差信号，并将这个跟踪误差信号提供给光头100，从而完成跟踪伺服。另一方面，聚焦伺服系统108根据该低频分量信号产生聚焦误差信号，并将这个聚焦误差信号提供给光头100，从而完成聚焦伺服。

但传统的光盘单元具有下述的问题(1)-(3)：

(1)对于激光二极管101的发光效率靠写入/擦除/读出方式转接的光盘单元，将会出现所谓的方式跳跃(mode hop)，由此使激光二极管101的振动波长要靠这种方式来转接，并且存在焦点移动的问题。在每个单个的激光二极管101中间，方式跳跃的大小或程度都有差别并且还随温度而变。

图2(A)-2(C)是时序图，说明由于发光效率的转接而在聚焦伺服中产生的畸变。图2(A)表示一个正常的聚焦误差信号FES，图2(B)表示聚焦伺服系统随方式而畸变时的聚焦误差信号FES，图2(C)表示一个写入选通信号WG。从图2(A)-2(C)可以看出，当激光二极管101的发光效率转接时要产生聚焦误差，并且通过聚焦伺服系统使聚焦点返回到内焦点(in-focus)位置。在转接激光二极管101的发光效率时，在启动写操作后以及在写操作结束后立即产生这样的聚焦误差。具体来说，在启动写操作后立即产生的聚焦误差对写性能产生极大的影响，并且该聚焦误差很容易变为读操作期间的复制误差的一个来源。此外还有一个问题，在一个恒定的期间将使聚焦伺服系统性能变坏，从而将要产生噪声。

在图2(C)中，写选通信号WG的高电平期间表示一个写入/擦除方式，写选通信号WG的低电平期间表示一个读出方式。换言之，在如图2(A)-(C)所示的特定情况下，对于光盘103，在写选通信号WG的高电平期间完成数据的写入/擦除，在写选通信号WG的低电平期间读出识别(ID)信号。

(2)在光盘单元的一个固定的光学系统中，要对光检测器以及类似部件的位置进行调整，以便只通过该固定的光学系统就可把聚焦伺服系统调到最佳的内焦点位置。但由于把固定的光学系统安装在光盘单元的基座上时存在安装误差，并且由于处理该固定的光学系统的输出信号的电路存在调整偏差，所以存在的问题是：聚焦伺服系统调到的位置与被调节的内焦点位置不同。

(3)此外，当发生温度变化时，光学部件的位置和角度都偏离它们原来的校正位置，这和光学部件及固定部件的热膨胀系数之间的差值有关，并且和用来固定光学部件的粘结剂及类似物的温度特性有关。为此，由于温度变化沿聚焦方向产生偏移，存在的问题是用聚焦伺服系统调到的位置偏离开最佳内焦点位置。

如果上述问题(1)至(3)中任何一个变为事实，并且使聚焦伺服系统没调到最佳内焦点位置，则写入误差和/或读出误差就要发生。

就问题(2)和(3)而论，即就聚焦伺服系统调到的位置偏离最佳内焦点位置的问题而论，通过进行调节以使跟踪误差信号变为最大，有可能在一定程度上减小不期望出现的效果。例如，在日本已公开的专利申请No.62-128027、No.62-141644、N0.62-222438和No.2-230516中已提出来这样一种方法。但就问题(2)而论，必须在从把光盘装入光盘单元至光盘单元变成就绪状态的时间内进行一次调节。此外，就问题(3)而论，则必须在每次发生温度变化时都要进行这种调节。出于这样的一些理由，仍然存在要花费时间进行必要的调节，并且光盘单元性能变坏的问题。

因此，本发明的总体目的是提供一种消除了上述存在的问题的新颖有用的焦点控制方法和光盘单元。

本发明的另一个更加具体的目的是提供一种能可靠地校正由光学系统的安装误差和温度变化引起的聚焦误差的焦点控制方法，从而可以改善写入/擦除/读出的边缘(marginal)。

本发明的下一个目的是提供一种能可靠地校正由光学系统的安装误差和温度变化引起的聚焦误差的光盘单元，从而可以改善写入/擦除/读出的边缘。

本发明的下一个目的是提供一种焦点控制方法，该方法控制一个聚焦伺服系统，该系统用于控制照射在光盘单元中的光盘上的光的焦点，该光盘单元具有多个操作方式，该方法包括如下步骤：(a)根据光盘单元的操作方式从预先存贮了焦点偏移信息的存贮装置中读出焦点偏移信息，以及(b)通过当光盘单元的操作方式从一种方式转接到另一种方式时向聚焦伺服系统提供在步骤(a)读出的焦点偏移信息来控制该光盘的焦点。按本发明的焦点控制方法，有可能可靠地校正由光源的方式跳跃、光学系统的安装误差、和温度变化引起的焦点误差，并且有可能改善写入/擦除/读出的边缘。此外，通过使用焦点偏移值，有可能满意地校正启动或结束写入/擦除后立即引起的焦点误差、光盘单元电源接通时的焦点误差、由光盘单元内的温度变化引起的焦点误差、以及类似的误差。此外，通过利用学习功能预先测量和存贮各种焦点偏移值，有可能根据各个光盘单元的特性以及操作环境把焦点位置控制到最佳内焦点位置。因此，总能把焦点位置控制到最佳内焦点位置以适应光盘单元的操作方式和操作环境。

本发明的另一个目的是提供一种光盘单元，它包括：一个焦点伺服系统，用于控制射在光盘上的光的焦点；存贮装置，用于按照光盘单元的多个操作方式存贮焦点偏移信息；以及，控制装置，通过当光盘单元的操作方式从一种方式转接到另一种方式时向聚焦伺服系统提供一个焦点偏移值来校正该光盘的焦点误差，其中的焦点偏移值是根据从存贮装置读出的焦点偏移信息而得到的。按照本发明的光盘单元，有可能可靠地校正由光源的方式跳跃、光学系统的安装误差、和温度变化引起的焦点误差，并且有可能改善写入/擦除/读出的边缘。此外，通过使用焦点偏移值，有可能满意地校正在启动或结束写入/擦除后立即引起的焦点误差、在光盘单元电源接通时的焦点误差、在光盘单元内由温度变化引起的焦点误差、以及类似的误差。此外，通过使用学习功能预先测量和存贮各种焦点偏移值，有可能根据单个光盘单元的特性以及操作环境把焦点位置控制到最佳内焦点位置。因此，总是可能把焦点位置控制到最佳内焦点位置，以适应光盘单元的操作方式和操作环境。

从下述结合附图的详细描述，本发明的其它目的和另外的一些特征都将变得清楚明白。

图1是表示传统光盘的一个实例的系统方块图；

图2(A)-2(C)是时序图，说明由转接激光二极管的发光效率引起的焦点、伺服畸变；

图3是表示按本发明的光盘单元的第一实施例的总体结构的系统方块图；

图4是表示光盘单元的第一实施例的一部分的系统方块图；

图5是说明控制器的测量过程的流程图；

图6是说明对于焦点误差的校正过程的流程图；

图7是说明通过写入/擦除的写选通信号的中断过程的流程图；

图8是说明通过写入/擦除的写选通信号的中断过程的流程图；

图9(A)-9(C)是时序图，说明在第一实施例中获得的焦点误差信号，写选通信号、和焦点偏移值之间的相互关系；

图10是说明按本发明的光盘单元的第二实施例中对于焦点误差的校正过程的流程图；

图11是一个流程图，说明在图10所示的步骤S36中的命令等待状态中，控制器从主机单元接收一个写入/擦除命令时要完成的过程；

图12是表示按本发明的光盘单元的第三实施例的一部分的系统方块图；以及

图13(A)-13(C)是时序图，说明在第三实施例中获得的焦点误差信号，写选通信号、和焦点偏移值之间的相互关系。

首先参照图3描述按本发明的光盘单元的第一实施例的总体结构。

在图3中，将光盘110装在一个光盘盒(未示出)内(例如)，并且有选择地从该光盘110读出信息或向光盘110写入信息。当把光盘110的光盘盒装入光盘单元时，就通过一个装入机构(未示出)把光盘110装到主轴电机112的转动轴上。主轴电机112以恒速旋转光盘110。

设置一个托架114，使它相对于光盘110的径向方向是可以移动的。在托架114上安装一个可移动的光头部分118。通过托架驱动线圈116沿光盘110的径向方向移动托架114。具体来说，使用音圈电机作为托架驱动线圈116。

在装在托架114上的可移动的光头部分118上设置一个物镜122。物镜122将从静止的光头部分120的一个激光二极管(光源)131发出的激光束会聚在光盘110的介质表面上，从而形成束光点。物镜122由透镜致动器125驱动，致动器125设有一个跟踪致动器驱动线圈124，使用物镜122沿光盘110的径向方向移动束光点。透镜致动器125也称为跟踪致动器。

通过物镜122可移动的束光点范围只在透镜中心123的一侧，例如为32个光道。此外，通过聚焦致动器驱动线圈126可沿光轴方向移动物镜122以实现焦点控制，把预定的束光点成像在光盘110的介质表面上。

此外，在可移动的光头部分118上设置一个透镜位置传感器128。透镜位置传感器128检测物镜122的位置。换句话说，当物镜122位于透镜中心123时，从自动增益控制(AGC)放大器146得到的透镜位置信号E4是0伏。例如，当物镜122向光盘110的内侧移动时，透镜位置信号E4变为和物镜122的移动量有关的正极性信号电压；当物镜122向光盘110的外侧移动时，透镜位置信号E4变为和物镜122的移动量有关的负极性信号电压。

通过托架位置传感器132检测托架114的位置。经AGC放大器135按信号电压输出该托架位置传感器132的托架位置输出信号E2；当托架114定位在相对于光盘110的最靠里边的位置时该信号为0；当托架114相对于光盘110向外侧移动时，该信号和托架114的移动量成比例地增大。

静止的光头部分120有一个激光接收部分130，它接收通过物镜122在光盘110上成像的束光点的反射光。把激光接收部分130输出的受光信号提供给AGC放大器154，AGC放大器154输出焦点误差信号E5和跟踪误差信号E6。当然，静止的光头部分120也有一个激光源，它向可移动的光头部分118发射一个激光求。焦点误差信号E5经一个模拟一数字转换器(ADC)156提供给聚焦伺服部分158。经脉冲宽度调制(PWM)电路204和驱动电路210。把聚焦伺服部分158输出的指令数据信号E11提供给聚焦致动器驱动线圈126。

提供一个数字信号处理器(DSP)140，用于控制托架114，透镜致动器驱动线圈124、和聚焦致动器驱动线圈126。DSP140设有内装的ADC和数字一模拟转换器(DAC)，例如可使用由日本富士通公司制造的型号为MB86311的DSP作为DSP140。DSP140的处理器电路部分142能够实现托架伺服部分150、聚焦伺服部分158、跟踪伺服部分164、以及控制这些控制器150、158、和164的控制器159的各种电路功能。处理器电路部分142还可以实现寻道控制器172的各种电路功能。此外，微处理器单元(MPU)220可根据来自外部光盘控制单元(如主机单元)的命令向DSP140发出各种命令，例如下面将会介绍的寻道命令，测量命令。

托架伺服部分150利用托架114实现双向伺服和位置锁定控制。为实现这样的控制，从AGC放大器135输出基于托架位置传感器132的输出检测信号的托架位置信号E2，并且经ADC138将该信号E2提供给托架伺服部分150。进而，在微分电路134中通过微分径AGC放大器135接收来的托架位置信号E2形成一个托架速度信号E3，并且经ADC136将信号E3提供给托架伺服部分150。

可将寻道控制器172的寻道控制大体分为粗控和细控。粗控包括对托架114的加速控制、恒速控制、和减速控制。另一方面，细控则控制托架114相对于目标光道位置的定位。按粗控的加速控制，从寻道控制器172经托架伺服部分150输出一个预定的加速电流指令数据，即指令数据信号E10，并且经PWM电路206和驱动电路212把一个恒定的加速电流加到托架驱动线圈116，直到达到一个目标速度时为止。

在加速控制结束时，实现恒速控制。按恒速控制，要完成的是一种反馈控制，其中在计数器171中对从比较器168输出的跟踪误差信号(TES)的零交叉信号E7进行计数一个预定的时间，在寻道控制器172中将计数的值与一个目标速度进行比较，并把电流指令数据E10输出到PWM电路206，使计数的值和目标速度之间的差值变为零。

当托架114接近距目标光道相差预定数目光道(以下简称为剩余光道数)的位置时实现减速控制。按减速控制，在计数器171中对比较器168输出的TES零交叉信号E7进行计数一个预定的时间，在寻道控制器172中比较计数值与目标速度，并且根据距目标光道相差的剩余光道数来控制减速，从而即可跟踪线性减小的目标速度，这和恒速控制类似。当通过托架伺服部分150移动托架114并且束光点接近目标磁道时，通过透镜致动器125进行束光点的最终定位。

例如，当对于目标光道的剩余光道数为32个光道时，还要通过用透镜致动器驱动线图124驱动物镜122，同时实现寻道控制。换言之，当束光点通过托架114的驱动而移动并且接近目标光道时，寻道控制通过用透镜致动器驱动线圈124驱动物镜122把束光点定位到目标光道上。

跟踪伺服部分164通过驱动透镜致动器驱动线圈124来完成光道上(on-track)控制，并且输出一个寻道电流。当相对于目标柱面的光道数(从光盘110的外侧向其内侧)在32个磁道之内时，即开始主要由透镜致动器125进行的寻道。在此状态，托架伺服部分150实现位置伺服控制。出于这个理由，托架伺服控制部分150实现位置控制，使托架114能跟踪透镜致动器125的移动，并使来自透镜位置传感器128的托架位置信号E2恒定为零。

从AGC放大器154向ADC157提供基于激光接收部分130的受光输出信号的跟踪误差信号E6，并且将信号E6提供给跟踪伺服部分164。此外，将跟踪误差信号E6提供给比较器168，比较器168输出指示跟踪误差信号E6的零交叉时序的TES零交叉信号E7。将TES零交叉信号E7提供给计数器171，并且因为每当通过一个光道在计数器171中计数一个TES零交叉信号E7，因此有可能识别在寻道控制期间通过的，在寻道控制器172中的光道数。通过的光道数就是束光点跨过的光道数。

此外，通过在一个计时器170中测量比较器168输出的TES零交叉信号的产生周期，有可能识别在寻道控制器172中一个光道的通过时间。当在计时器170中获得了一个光道的通过时间时，寻道控制器172就可能识别在该时间束光点的移动速度，即由物镜122确定的束光点的移动速度，物镜122是由透镜致动器驱动线圈124驱动的。

从主机单元向寻道控制器172通知指示目标光道地址(目标地址)的寻道命令。寻道控制器172接收该寻道命令后就获得了从根据TES零交叉信号E7识别出来的当前光道地址到目标光道地址的剩余光道数。如果剩余光道数在32个光道之内，则寻道控制器172主要是使用透镜致动器125来实现寻道控制的；如果剩余光道数大于32个磁道，则寻道控制器172主要是使用托架114来实现寻道控制的。

此外，寻道控制器172在指示一个光道转移电流输出的同时停止跟踪伺服接通信号E8的输出，并且通过跟踪伺服部分164断开光道上控制。

在跟踪伺服部分164从寻道控制器172接收跟踪伺服接通信号E8期间，跟踪伺服部分164向PWM电路202输出一个指令数据信号E12，使提供给ADC162的跟踪误差信号E6一直为零。该指令数据信号E12经驱动电路208提供给透镜致动器驱动线圈124，通过用透镜致动器驱动线圈124驱动透镜致动器125来实现光道上控制。

在进行寻道操作时，通过停止跟踪伺服接通信号E8来取消光道上操作，并且根据同时输出的光道转移电流输出指令完成寻道操作。主要使用透镜致动器125的寻道控制也可大体分为粗控和细控，这和主要使用托架114的寻道控制相类似。主要使用透镜致动器125的寻道控制的粗控也包括加速控制、恒速控制、和减速控制。

在静止的光头部分120中设有一个温度传感器133，该温度传感器133的输出检测信号经ADC157提供给聚焦伺服部分158。此外，在DSP40内部还设有只读存贮器(ROM)141和随机存取存贮器(RAM)143。

图4是表示按本发明的光盘单元的第一实施例一部分的系统方块图。图4所示的这部分光盘单元包括如图所示连接的光头1、误差信号产生电路2、增益调节电路3、ADC4和5、DAC6和7、控制器8、相位补偿电路9、加法器10和11、开关12、ROM13、RAM14、驱动器15、和聚焦致动器16。

图4所示的光头1对应于图3所示的静止的光头部分120，图4所示的温度传感器1a对应于图3所示的温度传感器133。误差信号产生电路2对应于图3所示的AGC放大器154。由增益调节电路3、ADC4和5、DAC6和7、控制器8、相位补偿电路9、加法器10和11和开关12构成的电路部分对应于图3所示的DSP140)。控制器8对应于图3所示的处理器电路部分142，ROM13和RAM14分别对应于图3所示的ROM141和RAM143。此外，驱动器15对应于图3所示的PWM电路204和驱动电路210，聚焦致动器16对应于图3所示的聚焦致动器驱动线圈126。在DSP140的内部可设置PWM电路204。

向误差信号产生电路2提供由光头1从光盘(未示出)复制的信号。该误差信号产生电路2包括一个AGC电路，并且从复制的信号中产生焦点误差信号FES。该焦点误差信号FES提供给增益调节电路3，并且还经ADC 4提供给控制器8。通过来自控制器8的控制信号控制增益调节电路3的增益，并且对各个光头1的不一致性进行校正。例如，控制器8由一微处理器构成，并且经ADC5接收来自光头1或设在光头1附近的温度传感器1a的温度检测信号，并且还接收跟踪误差信号TES，来自主机单元(未示出)的测量命令MC和写选通信号WG。写选通信号WG在写入/擦除期间控制光头1内部的光源的光发射。此外，测量命令MC在写入/擦除期间指示对焦点偏移量或偏离内焦点状态的量进行测量。ROM13预先存贮控制器8要完成的各种处理程序以及类似的程序，RAM14存贮各种数据等等。

加法器10将增益调节电路的输出和DAC6的输出(偏移值)相加，并将相加的结果提供给相位补偿电路9。经开关12向加法器11提供经过相位补偿过程的相位补偿电路9的输出。加法器11将经开关12获得的相位补偿电路9的输出和DAC7的输出相加，并将相加的结果提供给驱动器15。DAC7向加法器11提供一个取决于来自控制8的一个规定值的输出。向聚焦致动器16提供驱动器15的输出，并且对光头1的光学系统(物镜等)进行控制，以便在光盘的一个期望的位置形成由光头1的光源发出的光束的光点。

在聚焦伺服系统接通的状态，开关12响应于来自控制器8的控制信号而闭合。因此，可向加法器11提供相位补偿电路9的输出，从而形成聚焦伺服回路。在聚焦伺服系统接通的状态，DAC7由控制器8控制，不产生输出。因此，当聚焦伺服系统接通时，加法器10的输出经过相位补偿电路9、开关12、和加法器11提供给驱动器15。

另一方面，在聚焦伺服系统断开的状态，开关12响应于来自控制器8的控制信号而开路，不形成聚焦伺服回路。此外，只有DAC7的输出提供给加法器11。因此，在聚焦伺服系统断开的状态，控制器8控制聚焦致动器16，使聚焦致动器16或光学系统摆动。

因此，当聚焦伺服系统断开时，向驱动器15提供DAC7的输出，并且通过聚焦致动器16的操作来控制在光盘上形成的束光点的大小。此外，控制器8根据光头1的输出检测内焦点位置。

当控制器8从对应于图3所示的MPU220的主机单元中接收测量命令MC时，控制器8启动一个测量过程，在写入/擦除期间测量焦点偏移量或偏离内焦点状态的大小。在这种情况下，当接通电源并且通过使用计时器进行时间监视来等待一个命令时，MPU220针对控制器8(即，图3所示的DSP140)发出测量命令MC。首先，控制器8响应于测量命令MC使光盘单元的跟踪伺服系统(未示出)不工作，并且在改变提供给DAC6的规定值的同时监视跟踪误差信号TES。此外，控制器8将跟踪误差信号最大时提供给DAC6的规定值(下面还将其称之为第一焦点偏移值)存贮在RAM14中。在进行测量过程时，控制器8控制开关12，使其闭合。

跟踪伺服系统可以是大体如图3所示的跟踪伺服系统，或者是一个公知的跟踪伺服系统。因为跟踪伺服系统本身和本发明的主题不直接相关，因此在本说明书内省去了对跟踪伺服系统本身的说明和详细描述。此外，日本已公开的专利申请(例如)No.62-128027、No.62-141644、No.62-222438、和No.2-230516已公开了检测跟踪误差信号TES的最大幅度的方法，因此这里也省去了对它的描述。

接着，控制器8从RAM14读出当跟踪误差信号TES变为最大时提供给DAC6的规定数值(第一焦点偏移值)，并且控制器8在向DAC6提供已读出的这个规定值的同时还要监测经ADC4获得的焦点误差信号FES预定的次数。控制器8将监测到的焦点误差信号FES的平均值存贮在RAM14的第一区内。进而，控制器8例如还要通过在第二区内设置“0”来初始化RAM14的第二区。然后，控制器8启动光头1内部的光源的光发射，以便按公知的方法用于写入/擦除。

控制器8在启动了光头1内部的光源的用于读出的光发射后立即开始监测经ADC4获得的焦点误差信号FES的值，并且通过改变光源的发光效率使其从读出的发光效率变到写入/擦除的发光效率来转接操作方式。控制器8在光源发光效率变到写入/擦除的光源发光效率的时刻把焦点误差信号FES的值累加到在RAM14的第二区中已存贮的值上，并且将已累加的值重新存入该第二区。此外，控制器8通过改变光源的发光效率使其再从写入/擦除的光源发光效率变到读出的光源发光效率，从而来转接操作方式，并且等待一个时间，直到焦点误差信号FES的值稳定时为止。完成预定数目的下述循环操作：把在光头1内部的光源发光效率变到写入/擦除的光源发光效率的时刻的焦点误差信号FES的值累加到RAM14的第二区中存贮的值上，并且在光源发光效率再次变到读出的光源发光效率后控制器8等待，直到焦点误差信号FES稳定时为止。然后，控制器8用上述的预定数目去除从RAM14的第二区读出的累加值，并且对在光源发光效率从读出的光源发光效率转接到写入/擦除的光源发光效率的时刻的焦点误差信号FES的偏差值求平均。进而，控制器8从存贮在RAM14的第二区中的值中减去存贮在RAM14的第一区中的值，从而得到第二焦点偏移值。控制器8通过在RAM14的第二区中存贮该第二焦点偏移值来更新第二焦点偏移值。

在对光盘单元进行调整时可进行上述的测量过程。另外，每次接通光盘单元电源时，或者每次更换光盘时，都可进行该测量过程。此外，还可按预定的时间间隔进行测量过程。

图5是说明控制器8的测量过程的流程图。在图5中，步骤S1控制跟踪伺服系统和托架伺服系统(未示出)托架伺服系统控制移动光头1的托架(未示出)，从而可以实现对于光盘上的试验区的寻道操作。托架、托架伺服系统、和跟踪伺服系统可以是如图3所示的那一些，也可以是任何一种公知的托架、托架伺服系统、和跟踪伺服系统。因此，这里省去了对托架、托架伺服系统、和跟踪伺服系统的说明和描述。

步骤S2向DAC6提供焦点偏移值的初始值。在此情况下，焦点偏移值的初始值为0。换言之，在写入/擦除期间，将焦点偏移值设置成等于0的基准值。步骤S3检测跟踪误差信号TES变为最大时的第一焦点偏移值，步骤S4将检测到第一焦点偏移值存贮在RAM中并且还向DAC6提供该第一焦点偏移值。步骤S5按预定的次数监测焦点误差信号FES，并且获得焦点误差信号FES的平均值。步骤S6把焦点误差信号FES的平均值存贮在RAM14的第一区，步骤S7使RAM14的第二区初始化。

换句话说，对第一焦点偏移值进行设计，使在聚焦伺服接通时焦点误差信号FES的零交叉点能和跟踪误差信号TES变为最大幅度的点匹配一致，但在实际的光盘单元中，由于存在组装或安装误差、调节误差、以及类似误差使这些点是不匹配的。因此，完成步骤S2-S6是为了测量在校正焦点误差信号FES的零交叉点和跟踪误差信号TES变为最大幅度的点之间的误差时使用的第一焦点偏移值。

在上述情况下，使用了写入/擦除期间的焦点偏移值作为基准，当然还可能使用读出期间的焦点偏移值作为基准。

在确认了写选通信号WG时，步骤S8响应于写选通信号WG启动用于写入/擦除的光头1内的光源的光发射。步骤S9监测经ADC4获得的焦点误差信号FES。步骤10改变光源的发光效率，使其从写入/擦除的光源发光效率变到读出的光源发出效率，并且通过反向写选通信号WG停止写入/擦除操作。步骤11把在光源发光效率从写入/擦除的光源发光效率变到读出的光源发光效率时发生了偏差的焦点误差信号FES的值累加到存贮在RAM14的第二区的值上。步骤12从光源发光效率变到读出的光源发光效率时开始等待，直到焦点误差信号FES的值稳定时为止。此外，步骤S13把在步骤S11累加的值存贮在RAM14的第二区。

步骤S14判断步骤S8-S13的过程是否完成了几次，如果判断的结果是否定的，则过程返回到步骤S8。另一方面，如果在步骤S14的判断结果是肯定的，则步骤S15用n去除存贮在RAM14的第二区中的累加值，从而平均了由光源发生效率的转接引起的焦点误差信号FES的偏差量。进而，步骤S16从存贮在RAM14的第二区的值减去存贮在RAM14的第一区中的值，并且将该差值作为第二焦点偏移值存贮在第二区中。获得第二焦点偏移值是为了校正在转接光源发光效率时发生的波形变化引起的焦点误差。

对于上述的情况，焦点误差信号FES的偏差量是在光源的发光效率从写入/擦除的光源发光效率变到读出的光源发光效率时测量的。然而，当然还可能在光源的发光效率从读出的发光效率变到写入/擦除的光源发光效率时测量焦点误差信号FES的偏差量。

此外，还可能预先测量根据光盘单元的操作环境变化产生的焦点误差的大小。在这种情况下，根据所测的值来校正和操作环境有关的焦点误差的大小。

换言之，可以预先测量例如在各种温度下的焦点误差，并且在图4所示的RAM14中存贮一个表示温度和焦点误差之间的关系的表。在这种情况下，控制器8在一个任选的时刻监测经ADC5来自温度传感器1a的温度检测信号，并且从存贮在RAM14中的这个表读出对应于由温度检测信号表示的温度的焦点误差的大小。此外，控制器8获得第三焦点偏移值，用于校正从表中读出的焦点误差，并且控制器8把这个第三焦点偏移值提供给DAC6。控制器监测温度检测信号的这个任选的时刻可以是光盘单元电源接通的时刻、光盘装入光盘单元的时刻、预定的时间间隔、等等。在以预定的时间间隔监测温度检测信号时，例如通过使用一个计时器把预定的时间设定为10分钟左右，或者例如通过光盘每转一圈都监测温度检测信号来设定该预定的时间。

此外，可以预先获得用于校正随温度而变的焦点误差的第三焦点偏移值，并将其以表示温度和校正焦点误差的第三焦点偏移值之间的关系的表形式存贮在RAM14中。在这种情况下，控制器8在一个任选的时刻监测经ADC5来自温度传感器1a的温度检测信号，从存贮在RAM14的表中读出对应于由温度检测信号表示的温度的第三焦点偏移值，并且向DAC6提供读出的第三焦点偏移值。

此外，存贮在RAM14的表可以表示温度与焦点误差大小的平均值或第三焦点偏移值的平均值之间的关系，该平均值是根据针对每一个单个的光盘单元测得的焦点误差的大小而获得的。在这种情况下，有可能满意地消除各个光盘单元的特性间的不一致性。

下面将描述根据上述测量结果针对焦点误差实现的校正过程。

图6是说明针对焦点误差的校正过程的流程图。这个校正过程对应于按本发明的焦点控制方法的第一实施例。例如，当接通光盘单元的电源并在图6中启动校正过程时，步骤S20实现各种初始化过程。初始化过程包括：闭合开关12并接通聚焦伺服系统的过程、在跟踪误差信号TES变为最大时从RAM14读出第一焦点偏移值的过程、使用存贮在RAM14中的表获得对应于由来自温度传感器1a的温度检测信号表示的温度的第三焦点偏移值的过程，以及类似的过程。

步骤S21将从RAM14读出的第一焦点偏移值和第三焦点偏移值相加，将相加的焦点偏移值存贮在RAM14中，并且将相加的焦点偏移值提供给DAC6。如以上所述，使用第一焦点偏移值来消除各个光盘单元的不一致性，使用第三焦点偏移值校正针对温度的焦点误差。在此之后通过在任选的时刻监测来自温度传感器1a的温度监测信号，按照在每个监测时刻的温度来更新第三焦点偏移值。当然，还可以不修改第三焦点偏移值。

步骤S22从RAM14读出每一种操作方式的第二焦点偏移值。步骤S23获得读出的第二焦点偏移值的二进制补码并将该二进制补码转换成一个负值。此外，步骤S23通过把这个负值加到在步骤S21获得的相加的焦点偏移值上得到一个第四焦点偏移值。进而，步骤S23将该第四焦点偏移值存贮在RAM14中，并且还将第四焦点偏移值提供给DAC6。

步骤S24通过在完成步骤S23后的写选通信号WG的上升/下降沿允许一次中断。步骤S25向主机单远返回一个就绪信号，步骤S26使光盘单元进入命令等待(准备)状态。

图7和8是说明写选通信号WG通过写入/擦除的一个中断过程。

当主机单元接到一个写入/擦除命令时，主机单元就针对目标模块的控制器8提高写选通信号WG的电平。当控制器8在图6所示的步骤S24中或步骤S24之后检测到写选通信号WG的上升沿时，图7所示的步骤S241就从RAM14读出相加的焦点偏移值，并且把这个相加的焦点偏移值提供给DAC6。如以上所述，该相加的焦点偏移值是通过相加第一焦点偏移值和第三焦点偏移值而得到的。然后，步骤S242将该过程返回到例如图6所示的步骤S24。

当控制器8在图6所示的步骤S24中或步骤S24之后检测到写选通信号WG的下降沿时，图8所示的步骤245从RAM14读出第四焦点偏移值，并且把该第四焦点偏移值提供给DAC6。然后步骤S246将该过程例如返回到图6所示的步骤S24。

如以上所述，RAM14可以独立地存贮第一、第二、和第三焦点偏移值，或者存贮用于读出和写入/擦除的焦点偏移值。

图9(A)-9(C)是说明焦点误差信号FES、写选通信号WG、和在本实施例中获得的焦点偏移值之间关系的时序图图。图9(A)表示焦点误差信号FES，图9(B)表示写选通信号WG，图9(C)表示焦点偏移值。在写选通信号WG的低电平期间，即光头1的光源发出用于读出的光的期间，所产生的焦点偏移量对应于由写入/擦除引起的偏差。但在读出期间，和写入/擦除相比，对于焦点误差来说存在相当大的边缘，并且和由写入/擦除引起的偏差量相对应的焦点偏移落入了一个允许的范围内。另一方面，在写选通信号WG的高电平期间，即光头1的光源发出用于写入/擦除的光的期间，实现了焦点伺服，从而可跟踪最佳的内焦点位置。

下面，参照图10和11描述按本发明的光盘单元的第二实施例。在第二实施例中，光盘单元的结构与图4所示的第一实施例相似，因此这里省去了对它的描述。图10和11是说明在该第二实施例中针对焦点误差实现的校正过程的流程图。该校正过程对应于按本发明的焦点控制方法的第二实施例。通过与上述第一实施例类似的测量过程可以掌握焦点偏移值。

在图10中，当例如通过接通光盘单元的电源启动了校正过程时，步骤S30完成各种初始化过程。这些初始化过程包括：闭合开关12并接通聚焦伺服系统的过程，在跟踪误差信号TES变为最大时从RAM14读出第一焦点偏移值的过程、使用存贮在RAM14中的表获得对应于由来自温度传感器1a的温度检测信号表示的温度的第三焦点偏移值的过程，以及类似的过程。

步骤S31将从RAM14读出的第一焦点偏移值和第三焦点偏移值相加，将相加的焦点偏移值存贮在RAM14中，并且还要将相加的焦点偏移值提供给DAC6。在此之后，通过在任意的时刻监测来自温度传感器1a的温度检测信号，在每个监测时刻按照温度修改第三焦点偏移值。

步骤S32从RAM14的第二区读出第二焦点偏移值。步骤S33获得该读出的第二焦点偏移值的二进制补码，并且将该二进制补码值转换成一个负值。此外，步骤S33通过把这个负值加到在步骤S31得到的相加的焦点偏移值上而获得一个第四焦点偏移值。进而，步骤S33将第四焦点偏移值存贮在RAM14中，但不将该第四焦点偏移值提供给DAC6。

步骤S34通过写选通信号WG的上升/下降沿允许一个中断。步骤S35向主机单元返回一个就绪信号，步骤S36使光盘单元进入一个命令等待(或准备)状态。

现在参照图11的流程图描述当控制器8在图10所示的步骤S36中的命令等待(准备)状态从主机单元接收写入/擦除命令时要完成的过程。

在图11中，当在命令等待(准备)状态接收到写入/擦除命令时，步骤S41实现对目标位置前的有几个字块的位置的寻道操作。步骤S42从RAM14读出第四焦点偏移值，并将该第四焦点偏移值提供给DAC6。例如，从目标光道和当前光道之间的差值获得寻道的道数，对束光点横扫过的横扫道数进行计数，从横扫过的道数获得束光点的移动速度，并且在束光束横扫道的同时对实际的位置完成速度控制，从而即可针对在目标位置前的有几个字块的位置进行寻道操作。此外，在抵达目标光道后，结束跟踪伺服循环，并且终止寻道操作。

步骤S43通过写选通信号WG的上升/下降沿允许一个中断。写选通信号WG的这个中断过程与上述第一实施例的中断过程相同。步骤S44识别一个目标字块。步骤S45启动写入/擦除操作。在通过中断完成了写入/擦除操作后，步骤S46结束写入/擦除操作。步骤S47从RAM14读出通过相加第一焦点偏移值和第三焦点偏移值获得的相加的焦点偏移值。此外，步骤S47向DAC6提供读出的相加的焦点偏移值，然后过程结束。

按照该实施例，有可能减小对除了最佳内焦点位置外的一个位置进行聚焦伺服的时间，即减小焦点接入(pull-in)时间。但也有可能在光头1的光源为读出的光发射期间对于最佳内焦点位置实现聚焦伺服操作。

下面，参照图12和13描述按本发明的光盘单元的第三实施例。图12是表示第三实施例的系统方块图，图13(A)-13(C)是说明焦点误差信号FES、写选通信号WG和由第三实施例获得的焦点偏移值的关系的时序图。在图12中，用相同的标号代表和图4的相应部分相同的那些部件，并且省去了对它们的描述。

如图12所示，光盘单元的这个实施例额外还包括DAC 22、开关23、和加法器24。DAC6的输出经开关23提供给加法器24，开关23由控制器8控制。此外，DAC22的输出提供给加法器24。加法器24的输出提供给加法器10。通过控制开关23可实现上述第一和第二实施例的中断过程的一部分。

当开关23闭合时，DAC6连接到聚焦伺服回路。控制器8对开关23进行控制，使写选通信号WG高电平期间开关23断开并且写选通信号WG低电平期间开关23闭合。此外，控制器8获得从RAM14读出的第二焦点偏移的二进制补码，将这个二进制补码的值转换成一个负值，并且把这个负值提供给DAC6。进而，控制器8将从RAM14读出的第一焦点偏移值和所获得的第三焦点偏移值相加，并将相加的焦点偏移值提供给DAC22。

图13(A)-13(C)表示在该实施例中获得的焦点误差信号FES、写选通信号WG、和焦点偏移值之间的相互关系。图13(A)表示焦点误差信号FES，图13(B)表示写选通信号WG，图13(C)表示焦点偏移值。在写选通信号WG的低电平期间，即在光头1的光源发出用于读出的光的期间，所产生的焦点偏移的大小对应于由写入/擦除引起的偏差。但在读出期间，和写入/擦除相比，对于焦点误差来说存在相当大的余量，并且相对于写入/擦除所引起的偏差量的焦点误差落入一允许范围。另一方面，在写选通信号WG的高电平期间，即在光头1的光源发出用于写入/擦除的光的期间，实现聚焦伺服，从而可跟踪最佳内焦点位置。图13(C)还表示出写入/擦除准备命令WPC的发出时刻和写入/擦除结束命令WEC的发出时刻，命令WPC是由主机单元提供给控制器8的，使其在写入/擦除命令发出之前作好写入/擦除的准备，命令WEC用于结束写入/擦除。

在上述的每一个实施例中，为方便起见假定光源的发光效率在两个级别之间转接，即在用于读出的发光效率和用于写入/擦除的发光效率之间转接。但光源的发光效率级别可以大于3个，本发明也可以按类似的方式应用于这样一些情况。例如，除了用于读出和写入/擦除的两个级别的发光效率外，还可提供发光效率的另一个辅助级别，使光源能在除读出和写入/擦除之外的一个状态进行辅助级别的光发射。

此外，在上述的每个实施例中，为了简便，焦点偏移值是从一个存贮器读出的。但存贮器只需要存贮为获得焦点偏移值所必需的焦点偏移信息。例如该焦点偏移信息是用于获得焦点偏移的一个计算公式。

进而，本发明不仅限于这些实施例，在不偏离本发明范围的条件下可以作出各种各样的变化和修改。

Claims (20)

1.一种控制聚焦伺服系统的焦点控制方法，该聚焦伺服系统用于控制照射在具有多个操作方式的光盘单元中的光盘上的光的焦点，其特征在于所说焦点控制方法包括如下步骤：

(a)从预先存贮了关于光盘单元的操作方式的焦点偏移信息的存贮器装置读出焦点偏移信息；以及

(b)当光盘单元的操作方式从第二操作方式转接到第一操作方式时，向聚焦伺服系统提供在所说步骤(a)中读出的关于第一操作方式的焦点偏移信息，从而相对于该光盘控制了焦点。

2.如权利要求1的焦点控制方法，其特征在于：所说步骤(b)在光盘单元的写入或擦除方式启动时以及在写入或擦除方式结束时向聚焦伺服系统提供焦点偏移信息。

3.如权利要求1或2的焦点控制方法，其特征在于：所说步骤(b)测量提供给光盘单元的跟踪伺服系统的跟踪误差信号，并且所说步骤(b)在跟踪误差信号的幅度变为最大时向聚焦伺服系统提供焦点偏移信息。

4.如权利要求1-3中任何一个所述的焦点控制方法，其特征在于：进一步还有以下步骤：

(c)检测光盘单元内部的温度。

所说步骤(b)向聚焦伺服系统提供和所说步骤(c)中检测到的温度相对应的焦点偏移信息。

5.如权利要求4的焦点控制方法，其特征在于：所说步骤(b)在任选的时刻修改和所说步骤(c)检测到的温度对应的焦点偏移信息。

6.如权利要求1-5中任何一个所述的焦点控制方法，其特征在于：进一步还有以下步骤：

(d)在一个任选时刻获得焦点偏移信息，并把获得的焦点偏移信息存贮在存贮装置中，

7.如权利要求6的焦点控制方法，其特征在于：所说步骤(d)在提供给光盘单元的跟踪伺服系统的跟踪误差信号的幅度变为最大时获得焦点偏移信息，并将获得的焦点偏移信息存贮在存贮装置中。

8.如权利要求6或7的焦点控制方法，其特征在于：所说步骤(d)在光盘单元的写入或擦除方式启动时以及在写入或擦除方式结束时测量并且在存贮装置中存贮焦点偏移信息。

9.如权利要求6-8中任何一个所述的焦点控制方法，其特征在于：所说步骤(d)在光盘单元的各种操作环境下测量焦点误差，并且在存贮装置中存贮操作环境与焦点误差或用于校正焦点误差的焦点偏移信息之间的关系。

10.如权利要求9的焦点控制方法，其特征在于：所说步骤(d)在存贮装置中存贮焦点偏移信息的平均值，或者和操作环境有关的焦点误差的平均值，这些平均值是根据针对一个或多个光盘单元测得的焦点误差获得的。

11.一种光盘单元，包括：

一个聚焦伺服系统，用于控制射在光盘上的光的焦点，其特征在于进一步还提供：

存储器装置，用于存贮关于光盘单元的多个操作方式的焦点偏移信息；以及

控制装置，通过在光盘单元的操作方式从第二操作方式转接到第一操作方式时向所说聚焦伺服系统提供从所说存贮装置读出的关于第一操作方式的焦点偏移信息的焦点偏移值，针对该光盘校正焦点误差。

12.如权利要求11的光盘单元，其特征在于：所说控制装置在光盘单元的写或擦除方式启动时以及在写或擦除方式结束时向所说聚焦伺服系统提供焦点偏移值，将所说焦点偏移值设置为写和擦除方式的一个基准值。

13.如权利要求11或12的光盘单元，其特征在于进一步还要提供：

跟踪伺服信号检测装置，用于根据从光盘的反射光检测跟踪误差信号，

所说控制装置在跟踪误差信号幅度变为最大时在一个任选时刻向所说聚焦伺服系统提供焦点偏移值。

14.如权利要求11-13中任何一个所述的光盘单元，其特征在于进一步还提供：

检测器装置，用于检测光盘单元内部的温度，

所说控制器装置向所说聚焦伺服系统提供对应于所说检测器装置检测到的温度的焦点偏移值。

15.如权利要求14的光盘单元，其特征在于：所说控制装置在任选的时刻修改对应于所说检测器装置检测到的温度的焦点偏移值。

16.如权利要求11-15中任何一个所述的光盘单元，其特征在于进一步还提供：

储存装置，用于在任意时刻获得焦点偏移值并在所说存储器装置中储存获得的焦点偏移值。

17.如权利要求16的光盘单元，其特征在于进一步还有提供：

跟踪误差信号检测装置，用于根据从光盘的反射光检测跟踪误差信号，

所说储存装置在跟踪误差信号的幅度最大时在所说存贮装置中储存焦点偏移信息。

18.如权利要求16或17的光盘单元，其特征在于：所说储存装置在光盘单元的写或擦除方式启动时以及在写或擦除方式结束时在所说存贮装置内储存焦点偏移信息。

19.如权利要求16-18中任何一个所述的光盘单元，其特征在于：所说储存装置测量在光盘单元的各种操作环境下的焦点误差，并且在所说存储器装置中储存焦点偏移信息，用于校正操作环境和焦点误差或用来校正焦点误差的焦点偏移信息之间的相互关系。

20.如权利要求19的光盘单元，其特征在于：所说储存装置在所说存贮装置中储存焦点偏移值的平均值或者和操作环境有关的焦点误差的平均值，这些平均值是根据针对一个或多个光盘单元测得的焦点误差获得的。

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