CN1101583C - 光盘装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种从厚度互不相的多种光盘中选择任意一种光盘安放，自动设定适合于该光盘的拾取透镜的光盘装置。检测流过执行部件23的电流，对它进行A/D变换，然后输入至控制器16。控制器16基于FOK信号14和FZC信号15，检测光盘表面上与反射膜上的各个聚焦点位置，求出各个聚焦点位置的执行部件23的电流值，由两者相减的差值进行光盘厚度的判别。

Description

光盘装置
本发明涉及一种光盘装置，特别涉及可在厚度互不相同的光盘中判别所安放的光盘，同时切换为适合被判别的光盘最佳的透镜的光盘装置。
在现有的光盘装置中，配备对所安放的光盘，通过拾取透镜，使激光束会聚，用光检测器检测出其反射光的聚焦光学系统，具有用于使前述激光束聚焦在前述光盘上的执行部件的聚焦引导控制系统，具有进行存储、重放或擦去的功能。
图7表示出如此构成的现有光盘装置的结构。图7所示的装置配备了由共计4个单位元件A、B、C、D构成的光检测器31；将来自各单位元件A、B、C、D检出信号分别放大的放大器32、33、34、35；进行放大使得放大后的输出全部相加的RF放大器36；进行放大使放大器33、35的输出相加同时减去放大器32、34的输出的聚焦误差(后文简记FE)放大器37；进行处理使得从RF放大器36的RF信号38得到必要的比如视频信号的信号处理电路50；将信号处理电路50输出的数字值转换为模拟值的D/A转换器51；将D/A转换器51的输出进行放大的放大器52；以及将放大器52的输出作为声音生成的扬声器53。另外，本光盘装置通常还配备把称作和信号的RF信号38作为正相输入(+)，并把可变电阻42的分压作为反相输入(-)，而输出聚焦正常(FOK)信号55的RF比较器40；把FE放大器37的FE信号39作为正相输入(+)，并把电阻器43、44的分压作为反相输入(-)，输出聚焦过零(AZC)信号56的FZC比较器41；伺服系统的ON/OFF开关46；连接在开关46和FE放大器37输出端之间的电阻器45；输入来自开关46的一端和控制器54的制控信号的伺服电路47；将来自伺服电路47的信号功率放大的驱动器48；由连接在驱动器48输出端的聚焦线圈构成的执行部件49；把FOK信号55和FZC信号作为输入，由控制着开关46和伺服电路47等伺服系统的微计算机构成的控制器54。其中把FOK信号和FZC信号合起来定义为聚焦信号。
上述的可变电阻42连接在电源电压+V与地之间，设置为对后述的FOK电平作适宜地调整，使得不检测光盘的表面，而检测光盘的反射膜的复凋焦点。电阻器43、44串联连接在电源电压+V和地之间，为了正确检测FE信号39的过零点，是用来把反相输入(-)的偏置设定在预先所定的电压。以上说明的图7的方框图主要是与聚焦引导控制系统有关的方框图。
参照表示图7的光盘装置的控制程序的图8的流程图和表示各部波形的图9的时序图，首先在步骤S1，接通激光电源，使激光束射到已安放好的光盘上。然后，在步骤S2，开始以一定速度移动聚焦伺服系统，以便使拾取透镜自上而下接近光盘。以此使复凋焦点位置从光盘外侧向内侧依次移动。
此时，首先在复凋焦点位置达到光盘表面的时刻t1的位置P1，在RF信号38上出现小的峰值波形，因为该波形在由RF比较器40所设定的FOK电平以下，FOK信号55未出现变化。另一方面，在FE信号39却出现了S形凹陷或反S形凹陷，将以聚焦过零的时刻作为下降边的负脉冲为其FZC信号56输出。在此，把FOK信号55和FZC信号56这两个信号称作聚焦信号。此位置P1是光盘表面上的复凋焦点位置，在这一时刻，由于伺服系统停止，即便固定下焦点也没有任何意义，因此开关46变为OFF状态，即伺服系统变为依照动作的状态，不转移到步骤S5，仍然进行移动。
在步骤S3，在检测出FOK信号55的时刻t2的位置是在光盘内部的反射层上的复凋焦点位置，在此时，由于RF信号38超越了FOK电平，因此可得到把此超过的期间作为脉冲宽度的正脉冲FOK信号。另一方面，FE信号39变为大的S形的脉动，用FZC比较器41进行整形，可得到以过零时刻作为下降边的FZC信号56。
此时，由于步骤S4的FZC信号56处于低电平，在步骤S3的FOK信号55处于高电平，因而转至步骤S5，关闭聚焦伺服循环，停止拾取透镜的移动，以位置P2作为聚焦正确点，确立反射层上的复凋焦点。
一旦透镜以一定速度移动，就产生与聚点瞬时重合的点。该复凋焦点的检出是在RF信号38比FOK电平大，且聚焦误差信号振幅比阈值小的期间内的过零点，表明在此期间物镜若处于相当的位置内，则总可以进行稳定的聚焦引导。
在此种结构中，FOK电平虽然由RF比较器40设定，也有与来自光盘表面上的RF信号38和来自光盘内部反射膜上的RF信号38的峰值相差小的情况，在此情况下，有时两者均生成FOK信号55的脉冲，将盘表面误判断为反射层的情况1，而两者均不生成FOK信号55的脉冲，则担心变成与未安放光盘时相同的状态。因而，不能将FOK电平设定得具有充分的电压裕度，就会变成缺乏可靠性的控制。
另外，在这种结构中，对于聚焦正确点大致相同的一种光，使用共同的拾取透镜，进行聚焦控制，但对已安放了光盘厚度变化大的其他类型光盘的情况，因球面象差，以共同的透镜不可能聚焦至折射极限。
图10示出了三种光盘的剖面图。参照图10，(a)的光盘是称为CD(致密盘)的盘，在厚约1.2mm的由聚碳酸酯构成的基片61的主表面上形成了由铝构成的反射膜60。同图(b)的光盘，被称为DVD(数字通用盘)，在厚约0.6mm的由聚碳酸酯构成的第二基片63的主表面上形成由铝构成的反射膜64，再将第1基片62贴合在反射膜64上。同图(c)的光盘被称为双层式DVD，在厚约0.6mm的第1、第2基片65、66之间夹着反射膜67及中间层(透明材料)的半透明膜68。以上三种光盘最好安放在共同的装置上，进行重放和存储。
可是，现有的具有判别多种光盘功能的光盘装置已公开于特开平5-54406号公报上。在此光盘中，在聚焦位置控制装置使物镜靠近盘面时，由于靠计测装置计测在聚焦误差信号中所生成的2～3个S形的发生时间间隔，故可以识别光盘基片的厚度而无需设置特别的检测器。
但是，在此种结构中，上述的时间间隔依赖于物镜的移动速度，因而当移动速度变化时，即便光盘厚度相同，由于时间间隔变化，故有难于计测正确的厚度的缺点。
因此，本发明之目的在于提供可解决以下各课题的光盘装置。
(1)通过设定FOK电平，废除对光盘表面和反射层进行判别的装置，以确保电压裕度为大的宽度。
(2)应能进行高可靠性的聚焦控制。
(3)将基片厚度大不相同的盘安放在共同的光盘装置上，应能进行录制和重放。
(4)应能将CD、DVD、双层式DVD各盘安放在共同的光盘装置上，进行录制和重放、
(5)即便透镜的移动速度有变化，也不应影响厚度计测。
(6)即便基片厚大不相同，也应能迅速判别其厚度。
为解决前述的课题，本发明的光盘装置，使用以下装置来执行记录、再现或擦去操作：聚焦光学系统，从厚度互不相同的多种光盘中安装任意一种光盘，对安装好的前述光盘，通过拾取透镜使激光束会聚，由检测器检测反射光；控制系统，配有将前述激光束聚焦在前述光盘上的执行部件，其特征在于，包括：检测装置，前述控制系统一边使前述透镜移动，一边通过前述检测器检测出聚焦信号；临时存储装置，在前述聚焦信号之中求出前述光盘表面上的调焦点位置及前述光盘的反射膜上的调焦点位置的前述执行部件的驱动电流或电压，作为各个第一及第二测定值而存储；减法运算装置，求出第一和第二测定值的差值；判别装置，将前述差值与基准值相比较，由此判定前述光盘的种类。
附图说明
图1是表示本发明一实施方案的方框图。
图2是表示本发明中的在对0.6mm厚的光盘进行聚焦检索的情况下的各部分的波形的时序图。
图3是表示在对1.2mm厚的光盘进行聚焦检索的情况下的各部分的波形的时序图。
图4是表示本发明的实施方案中的控制程序的前半部流程图。
图5是表示本发明的实施方案中的控制程序的后半部流程图。
图6是表示用于本发明的拾取头的结构的透视图。
图7是表示现有的光盘装置的方框图。
图8是表示现有的控制程序的流程图。
图9是表示现有的聚焦检索的各部波形的时序图。
图10是表示互不相同的光盘种类的剖面图。
参照表示本发明一实施方案的图1的方框图，该先盘装置的结构，在伺服系统设置电流检测电路，控制器16检测流过伺服系统的执行部件的电流或执行部件的电压，进行光盘判别，使FOK放大器10的FOK电平的设定值低等各点与图7的现有技术不同，除上述各点以外，与图7的方框图相同。
拾取器1比如与现有技术的图7的光检测器31、放大器32、33、34、35的结构相同。RF放大器2、FE放大器3分别与RF放大器36、FE放大器37相同。以RF信号21作为输入以FOK信号14为输出的FOK放大器10与RF比较器40相同，但可变电阻42的设定值不同。即，在本实施方案中，如后所述，检测光盘表面和反射膜的双方，进行图中未示的可变电阻的偏置设定，以便获得各自的脉冲。
以FE信号13为输入，以FZC信号15为输出的FZC放大器11与FZC比较器41相同，偏置电阻43、44虽未画出来，也都存在。配备了以RF信号12为输入的位相补偿电路9、开关18和加法运算器19的伺服系统受控制器16控制。通过将数字值转换为模拟值的D/A转换器17，对加法器19进行控制。进行功率放大的驱动器22，其放大倍数由电阻器20、21设定。驱动器22的输出通过电阻24连接在由聚焦线圈构成的执行部件23上。
电流检测电路31是检测具有一定电阻值的电阻24两端电压的电路，用于检测执行部件23中流过的电流，在比较器30的反相输入端(-)串联连接电阻25、27，在正相输入端(+)串联连接电阻26、28，并连有一电阻33。为了不放大噪声等高频成分，在电阻25、27的共同结点与电阻26、28的共同结点之间连接一电容器29。
由于比较器30的输出是模拟值，故用A/D转换器32将它变为数字值，输入到控制器16。控制器16由微计算机按后述的内部配备的控制程序的预定步骤进行处理。
另一方面，RF信号12通过信号处理电路34输入到D/A转换器4、5，分别将图象信号送到显示装置6，音频信号经驱动器7送到扬声器8。
本光盘装置，主要由已示出的聚焦引导控制系统部件来安放图10的光盘中的某片光盘。
现在参照表示安放0.6mm厚的光盘情况下的聚焦伺服的时序图的图2、表示此时的控制器16的处理程序的图4和图5，首先在步骤S6，接入电源，使激光束投射到光盘上。然后，在步骤S7，使拾取透镜自下而上即沿着接近光盘表面的方向依次进行移动。
在光盘表面上聚焦时，RF信号12将超过预先设定的FOK电平，因而获得以该超过期间为脉冲宽度的FOK信号14。此时最重要的是在表面上的聚焦时检测FOK信号14，设定FOK放大器10的比较值的偏置。
另一方面，聚焦误差(FE)信号13检测S形的脉动(此处由于反相而变为反S形)，由FZC放大器11对它进行整形，得到以下降边为过零点的预定的脉冲宽度的FZC信号。根据以上波形，满足在步骤S8的FOK信号14高电平、在步骤S9的FAX信号低电平的条件，然后在步骤S10将执行部件23的线圈电流取样、放大、保持，再进行A/D转换，在步骤S11将线圈电流值i1存入控制器16内的存储器内。然后，在步骤S12判断满足步骤S8、S9的次数是一次(意味着在光盘表面上聚焦)或是二次(意味着在反射膜上聚焦)，在一次的情况下，转移到步骤S8。
其次，再移动透镜，在光盘反射膜上聚焦时，出现更大的脉动的RF信号12，与FOK电平比较，出现以RF信号比FOK电平大的期间为脉冲宽度。另一方面，FE信号13也出现更大的S形凹陷的脉动，获得以过零点为下降边的脉冲宽度的FZC信号。此时，通过步骤S8、S9、S10，将此时的线圈电流i2在步骤S11存入控制器16内的存储器中。
再次，在步骤S12中，由于计数二次，故转移至步骤S13，求出电流值(i2-i1)即电流差值。在步骤S14，与预先设定的基准值(在此实施方案中，以相当于0.9mm厚的电流值为基准值)比较，当该电流差值小的情况下，在步骤S15，判定为0.6mm厚的光盘。(在此电流差值比基准值(相当于0.9mm厚的电流值)大的情况，判定为1.2mm厚的光盘)。接在步骤S15后，在步骤S17，将拾取透镜切换为DVD(高NA型)而结束。
然后，参照表示安放1.2mm厚的光盘情况的各部波形的图3的时序图，在此情况下，在时刻t1，检测在光盘表面上聚焦时的线圈电流i1，再检测反射膜上聚焦时的线圈电流i3，求出两者的电流差值i3-i1，由于该值比基准值(相当于0.9mm厚的电流值)大，转移至步骤S16、S18，把拾取透镜切换为CD用(低NA型)，变成结束。
此时，线圈电流值i3比线圈电流组i2的二倍小，电流差值i3-i1是电流差值i2-i1的二倍左右，因此若将此电流差值相互比较，由于出现大的差异，变为有利，在步骤S14的比较判别的可靠性变得高。再有，在不是电流差值而是绝对值比较时，若转台的装配位有些差异，则有线圈电流的绝对值依旧离散的缺点。为了克服此缺点，通过求出电流差值，就有能消除因光盘安装状态的某些偏差而引起的线圈电流的离散的优点。
还有，在步骤17、18中的拾取透镜的分别使用中为了无曲面象差的聚焦，准备多种开口数不同的NA的透镜。为此，最好在平面上排列多个透镜，以一轴为中心，进行旋转控制，以进行透镜的切换。
图6表示了这种双透镜式的拾取。在图6中的拾取，透镜座70上配备了CD用物镜78、DVD用的物镜79、铁片71、72、75以及跟踪用的线圈73、74、76，此外在支持体81与透镜座70之间设有聚焦用的磁体80，并设有跟踪用磁体77、83相对固定在支持体81两侧使透镜70以旋转轴82为中心自由旋转。再有，虽然还有一块铁片和跟踪用线圈，但是处在跟踪磁体77的阴面，图中未示出。
即使在跟踪用的线圈73、74、76中无电流流过，比如也变为铁片72与跟踪用磁体81相互吸引的结构。即，即使不施加任何控制电压，仍维持透镜78、79的某一设定状态。在此种结构中，为了进行透镜切换，比如在跟踪用线圈74上旋加一瞬时突跳脉冲，产生超过磁体81与铁片72吸引力的反作用力，由此使透镜座70得到旋转转矩，而使透镜座70转动。转至某一程度，使铁片71导入磁体81，固定在预定的位置上。这样一来，就能切换已固定在透镜座70上的透镜78、79。
在上述步骤S17、S18中，虽然仅进行切换控制，但此外还可设置发光显示装置，以表明选择了哪种厚度的光盘。
本实施方案的电流检测电路31，为了求出执行部件23中所流过的电流，设有与该执行部件串联的电阻器24，把该电阻24的阻值看成恒定，检测其两端的电压。从而，实际上不是检测电流，而是检测电压。将此电压值经A/D转换器32，输入控制器16，在此转换为相应的电流值。由于电流值与电压值有比例关系，故也可不加变化地直接使用电压值做为检测值。再有，图1的电流检测电路31只是表示一个例子，当然也可采用其它的直接检测电流的公知的装置。
如上所述，在最初的聚焦伺服阶段，为使光盘的判别变为可能，可直接进行透镜切换，实际上可缩短至开始读出数据的时间。
根据以上说明，若采用本发明，通过求出光盘表面上与反射膜上各聚焦位置上的执行部件的电流差，来判定光盘的类别，其判别的可靠性极高，上述的各个课题均可达到。

Claims (2)

1.一种光盘装置，使用以下装置来执行记录、再现或擦去操作：聚焦光学系统，从厚度互不相同的多种光盘中安装任意一种光盘，对安装好的前述光盘，通过拾取透镜使激光束会聚，由检测器检测反射光；控制系统，配有将前述激光束聚焦在前述光盘上的执行部件，
其特征在于，包括：
检测装置，前述控制系统一边使前述透镜移动，一边通过前述检测器检测出聚焦信号；临时存储装置，在前述聚焦信号之中求出前述光盘表面上的调焦点位置及前述光盘的反射膜上的调焦点位置的前述执行部件的驱动电流或电压，作为各个第一及第二测定值而存储；减法运算装置，求出第一和第二测定值的差值；判别装置，将前述差值与基准值相比较，由此判定前述光盘的种类。
2.权利要求1所记载的光盘装置，其特征在于，在前述判别装置中配备了适合于特定光盘的专用的切换拾取透镜的装置。
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