CN1162843C - 对具有多个信号记录表面的记录媒体读和／或写数据的设备 - Google Patents

Abstract

一种对具有多个信号记录表面的记录媒体读取和/或写入数据的设备包括：具有物镜的拾取装置；物镜移动装置，用于移动物镜，以相对于信号记录表面设置激光的聚焦状态；检测装置，用于检测表示在物镜和信号记录表面之间移动的相对距离的移动距离信息；和聚焦跳跃控制装置，用于控制物镜移动装置进行聚焦跳跃操作，使物镜的聚焦位置从当前信号记录表面移到另一个表面。本发明通过沿径向将光拾取器向内地移到盘片中央区域；在聚焦跳跃期间，前向馈送基于摆动的聚焦误差信号，以便跟随着摆动；保持物镜的位置，同时等待盘片的信号记录表面达到聚焦位置；或者根据摆动量控制盘片的旋转速度，实现了根据盘片的摆动执行稳定的聚焦跳跃的目的。

Description

对具有多个信号记录表面的记录媒体读和/或写数据的设备

技术领域

本发明涉及一种用于写入和读取数据的盘片驱动设备，它将激光发射记录媒体的信号记录表面，而记录媒体具有多个信号记录表面，形成一个多层结构。

背景技术

作为光盘记录媒体，已发展了适于多媒体应用的CD类盘片(诸如那些一般被称为“CD-ROM”的盘片)和称为“DVD”的盘片(数字通用盘片(versatiledisc)/数字视频光盘)。

在使用这些光盘的盘片驱动设备中，光拾取器将激光射到由主轴马达(spindle motor)旋转的盘片的光道上，通过检查盘片的反射光，读取数据，或者将受写入数据调制的激光射到盘片的光道上，从而写入数据。

为了用激光进行写入或读取操作，必需将激光点保持聚焦在盘片的记录表面上。出于这个目的，在盘片驱动设备中，提供了一聚焦伺服结构，它通过移动位于激光输出端的物镜，使之移向或移离盘片，来控制焦点。一般，这个聚焦伺服结构包括一双轴结构和一聚焦伺服电路，其中所述双轴结构包括使物镜移向和移离盘片的聚焦线圈和能够使物镜沿着盘片径向移动的跟踪(tracking)线圈，而所述聚焦伺服电路用于根据盘片反射光中的信息产生聚焦误差信号(即，表示与聚焦状态的差量的信号)、根据聚焦误差信号产生聚焦驱动信号，并把聚焦驱动信号施于双轴结构的聚焦线圈上。即，聚焦伺服结构用作一反馈控制系统。

此外，如已知的那样，根据聚焦误差信号使激光点进入聚焦状态的范围是一个很窄的范围，在这一窄范围内，观测到一S形曲线，作为聚焦误差信号。结果，为了满意地进行聚焦伺服，一般要求进行“聚焦搜索”操作，它是使聚焦伺服环路工作的操作。

在这个聚焦搜索操作中，将聚焦驱动信号施于聚焦线圈，从而强迫物镜移入它的聚焦行程(focusing stroke)范围内。此时，在检测聚焦误差信号时，当物镜的位置在特定范围内时，观测到S形曲线。在S形曲线是线性的时刻(或者在过零(zero-cross)的时刻)开始聚焦伺服。

有些类型的盘片具有多个记录表面，它们形成一多层结构。例如，在上述DVD的情况下，形成两个信号记录表面，它们一般被称为“层0”和“层1”。

图14中示出具有两个信号记录表面的DVD结构。DVD是直径为12cm的盘片，而盘片的厚度为1.2mm，如图14所示。

在该DVD的多层结构中，首先，在盘片表面108上形成一盘片衬底(透明层)101，该衬底由具有高透光率以及机械阻力特性或化学阻力特性的合成树脂材料构成，诸如透明聚碳酸酯、聚氯乙烯树脂或丙烯酸树脂。

用一个主表面上具有模具的冲压机(stamper)把凹坑转移到盘片衬底101，形成第一信号记录表面102。在该第一信号记录表面102上的凹坑成为盘片衬底101上小编码孔，这些小编码孔的圆周长度根据一预定信息信号而彼此不同，形成一记录光道。

此外，通过与第一信号记录表面102相对应的第一反射层103，形成第二信号记录表面104以及与第二信号记录表面104相对应的第二反射层105。第二信号记录表面104也是按与类似于第一信号记录表面102的方法，用对应于一信息信号的凹坑来形成的。

在第二反射层105上形成粘合(bonding)表面106，而且通过粘合表面106粘合空白板107。

使来自盘片驱动设备的激光从盘片表面108进入DVD，然后根据其反射光，检测记录在第一信号记录表面102或第二信号记录表面104上的信息。

具体地说，将第一反射层103形成为半透明薄膜，以便反射固定比例的激光。结果，如果把激光聚焦在第一信号记录表面102上，可以根据由第一反射层103反射的光，读取记录在第一信号记录表面102上的信号。同样，当激光聚焦在第二信号记录表面104上时，激光通过第一反射层103，并聚焦在第二信号记录表面104上，从而能够根据第二反射层105反射的光读取记录在第二信号记录表面104上的信号。

对于具有多个信号记录表面的盘片，诸如带有双层结构的DVD，聚焦伺服结构必须将激光聚焦在各个信号记录表面上。换句话说，当激光聚焦在一个信号记录表面上时，必须能够执行将焦点改变到另一个信号记录表面上的操作，即，聚焦跳跃操作。

此聚焦跳跃操作是通过以下方式完成的，即当聚焦状态达到一个信号记录表面而关闭聚焦伺服时，迫使物镜移动，并且当激光进入另一个信号记录表面的聚焦捕捉范围(pull-in range)时(即，当观测到S形曲线时)打开聚焦伺服。也就是说，这是与上述聚焦搜索操作相类似的操作。

当要执行这样的聚焦跳跃时，考虑到光盘的表面摆动，可以用大于摆动加速度的加速度移动物镜，以减小外部干扰的影响。

然而，在大量摆动的盘片中，必须盘片的旋转周期内，大距离地转移物镜的焦点位置。因此，为了对大量摆动的盘片执行聚焦跳跃操作，需要执行复杂的伺服控制，控制中要考虑到盘片的旋转速度和摆动次数。

发明内容

为了解决这些问题，一方面，本发明提供一种对具有多个信号记录表面的记录媒体读取和/或写入数据的设备，该设备将激光照射在一记录媒体的每个信号记录表面。所述设备包括：

拾取装置，它具有一物镜，所述物镜位于所述激光的输出端；

物镜移动装置，用于将所述物镜移向或移离所述记录媒体，从而相对于所述记录媒体的所述信号记录表面设置所述激光的聚焦状态；

检测装置，用于检测移动距离信息，所述移动距离信息表示在所述物镜和所述信号记录表面之间移动的相对距离，所述经移动的相对距离是当记录媒体旋转时由记录媒体表面的摆动而产生的；和

聚焦跳跃控制装置，用于控制所述物镜移动装置，执行一聚焦跳跃操作，使所述物镜的聚焦位置从当前信号记录表面移到另一个信号记录表面，

其中，所述聚焦跳跃控制装置在相对于所述记录媒体移动的所述相对距离不大于一预定值的位置上，执行所述聚焦跳跃操作。

在另一个方面，本发明提供一种对具有多个信号记录表面的记录媒体读取和/或写入数据的设备，该设备将激光照射在一记录媒体的每个信号记录表面。所述设备包括：

拾取装置，它具有一物镜，所述物镜位于所述激光的输出端；

物镜移动装置，用于将所述物镜移向或移离所述记录媒体，从而相对于所述记录媒体的所述信号记录表面设置所述激光的聚焦状态；

检测装置，用于检测移动距离信息，所述移动距离信息表示在所述物镜和所述信号记录表面之间移动的相对距离，所述经移动的相对距离是当记录媒体旋转时由记录媒体表面的摆动而产生的；

聚焦跳跃控制装置，用于控制所述物镜移动装置，执行一聚焦跳跃操作，使所述物镜的聚焦位置从当前信号记录表面移到另一个信号记录表面；和

存储装置，用于在一预定期间内存储所述移动距离信息；

其中，所述聚焦跳跃控制装置根据存储在所述存储装置中的移动距离信息和用于聚焦跳跃操作的驱动信号，控制所述物镜移动装置。

在再一个方面，本发明提供一种对具有多个信号记录表面的记录媒体读取和/或写入数据的设备，该设备将激光照射在一记录媒体的每个信号记录表面。所述设备包括：

拾取装置，它具有一物镜，所述物镜位于所述激光的输出端；和

物镜移动装置，用于将所述物镜移向或移离所述记录媒体，从而相对于所述记录媒体的所述信号记录表面设置所述激光的聚焦状态；

聚焦误差信息发生装置，用于产生聚焦误差信息，表示所述物镜与所述信号记录表面之间的聚焦误差；

检测装置，用于接收所述聚焦误差信息，并根据所述聚焦误差信息检测移动距离信息，其中所述移动距离信息表示在所述物镜和所述信号记录表面之间移动的相对距离，所述经移动的相对距离是当记录媒体旋转时由记录媒体表面的摆动而产生的，

其中，通过保持所述物镜的当前位置，同时保持用于移动所述物镜的驱动信号的电平，所述物镜移动装置将所述物镜的所述聚焦位置从当前信号记录表面移到另一个信号记录表面。

根据本发明，当从带有以分层结构的多个信号记录表面的盘片读取数据时，可以执行稳定的聚焦跳跃。

当结合附图阅读时，从下面详细描述，本发明的上述和其它目的、方面和新颖性将变得更加显而易见。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的盘片驱动设备的方框图。

图2是根据本发明的实施例的聚焦跳跃操作的示图。

图3是根据本发明的实施例的聚焦误差信号的S形曲线的示图。

图4是根据本发明的实施例的聚焦跳跃操作的流程图。

图5是根据本发明的实施例的聚焦跳跃操作的示图。

图6是示出如图1所示的摆动检测部分的结构的例子的方框图。

图7是示出由摆动检测部分执行的摆动检测的例子的示意图。

图8是在根据摆动次数将物镜移到预定径向位置之后执行的聚焦跳跃的例子的示图。

图9是示出根据本发明的盘片驱动设备的结构的另一个例子的方框图。

图10是如图9所示的前馈部分的结构的例子的示图。

图11是在运用前馈部分情况下，聚焦误差信号的聚焦驱动信号的例子的示图。

图12是在将焦点从当前信号记录表面移到另一个信号记录表面，而不移动物镜的情况下，聚焦误差信号和聚焦驱动信号的例子的示图。

图13是示出在将焦点从当前信号记录表面移动另一个信号记录表面，而不移动物镜的情况下，在目镜和盘片的信号记录表面之间的位置关系的示意图。

图14是DVD层结构的示图。

具体实施方式

下面，描述依照本发明将光盘用作记录媒体的盘片驱动设备的较佳实施例。

如图14所示，本例盘片驱动设备中装载的光盘(诸如DVD)具体是信号记录表面呈现双层结构的盘片。本发明适用于其它类型的光盘，而且其特征操作(即，在聚焦跳跃期间的操作)对于具有多个信号记录表面的分层结构的盘片同样有效。

图1是在该例子中盘片驱动设备70的实质部分的方框图。

在读取期间，主轴马达6以恒定线速度(CLV)或恒定角速度(CAV)驱动旋转设置在转台(turntable)7上的盘片90。然后，拾取器1读取以压刻凹坑(embossed pit)形式或者相变凹坑形式写在盘片90上的数据。

为了对主轴马达6进行伺服控制，为主轴马达6配备了一个主轴FG(频率发生器)6a，从而可以产生与主轴马达6旋转同步的频率脉冲SFG(下文中，也称其为“FG脉冲SFG”)。系统控制器10能够根据来自主轴FG6a的频率脉冲SFG，检测主轴马达6的旋转信息。

在拾取器1中，形成用作激光源的激光二极管4、用于检测反射光的光电探测器5、位于激光输出端的物镜2，以及通过物镜2将激光照射到信号记录表面上并将反射光引到光电探测器5的光学系统。

保持物镜2，使其能够借助于双轴结构3沿跟踪方向和聚焦方向移动。此外，整个拾取器1能够通过滑块结构(sled mechanism)8沿着盘片半径方向移动。

光电探测器5检测来自盘片90的反射光信息，根据接收到的光量将反射光信息变成电信号，并提供给RF放大器9。

RF放大器9包括作为光电探测器5的电流/电压变换电路，它基于多个光接收元件之输出电流，还包括一矩阵计算/放大电路等等，而且产生矩阵计算处理所要求的信号。例如，产生作为读取数据的RF信号、用于伺服控制的聚焦误差信号、跟踪误差信号TE等等。

RF放大器9输出的再生RF信号提供给二值化电路11，而聚焦误差信号FE和跟踪误差信号TE则提供给伺服处理器14。

二值化电路11将RF放大器9获得的再生RF信号二值化，使其成为“EFM+信号”(8-16调制信号)，然后将EFM+信号提供给解码器12。解码器12执行EFM+解调、纠错处理等等，并按要求执行MPEG解码，以再生从盘片90读取的信息。解码器12把经解码的数据存储在作为数据缓冲器的超高速存储器20中。

读取超高速存储器20中存储的数据，作为盘片驱动设备70的再生输出，并将所述数据转移和输出。

与外部主机80相连的接口部分13与主机80之间交流读出数据、读取命令等等。

具体地说，接口部分13把存储在超高速存储器20中的读取数据传输并输出到主机80。并且，接口部分13将来自主机80的读取命令和其它信号提供给系统控制器10。

伺服处理器14产生用于聚焦、跟踪、滑块和主轴的各种伺服驱动信号，从而根据来自RF放大器9的聚焦误差信号FE和跟踪误差信号TE并根据来自解码器12或系统控制器10的主轴误差信号SPE执行伺服操作。

具体地说，根据聚焦误差信号FE和跟踪误差信号TE，产生聚焦驱动信号和跟踪驱动信号，并将这些信号提供给双轴驱动器16。双轴驱动器16驱动拾取器1中双轴结构3的聚焦线圈和跟踪线圈。结果，通过拾取器1、RF放大器9、伺服处理器14、双轴驱动器16和双轴结构3形成跟踪伺服环路和聚焦伺服环路。

如下面所详细描述的那样，摆动检测部分30例如根据聚焦误差信号FE检测盘片的摆动。

为了启动聚焦伺服，首先必须执行聚焦搜索操作。聚焦搜索操作使得当物镜12在关闭聚焦伺服的状态下被迫移动时，检测到可获得聚焦误差信号FE之S形曲线的位置。众所周知，聚焦误差信号之S形曲线的线性区域是通过关闭聚焦伺服环路而将物镜2的位置引入聚焦位置的范围。因此，当在聚焦搜索操作中迫使物镜2移动时，检测到了上述捕捉范围，而且在此刻打开聚焦伺服。结果，此后，实现了聚焦伺服操作，保持了激光点聚焦。

在本例中，如图2部分(a)和(b)中的第一信号记录表面90a和第二信号记录表面90b所示，盘片90的信号记录表面被构制成一双层结构。也就是说，这是图14所示的结构。

当然，当对第一信号记录表面90a进行写入和读取时，必须将激光聚焦在第一信号记录表面90a上。同样，当对第二信号记录表面90进行写入和读取时，必须将激光聚焦在第二信号记录表面90b上。

图2的部分(a)示出了第一信号记录表面90a的聚焦状态，并且假设此时物镜2的位置是位置P1。同样，图2的部分(b)示出了第二信号记录表面90b的聚焦状态，并且假设此时物镜2的位置是位置P2。假设位置P0至P3是聚焦行程范围，物镜2可在此范围内移向或移离盘片90。

例如，当在对第一信号记录表面90a进行读取操作之后转移到对第二信号记录表面90b进行读取操作时，必须将物镜2的位置从位置P1移到位置P2。反之亦然。聚焦位置在第一信号记录表面90与第二信号记录表面90b之间的这种移动是由聚焦跳跃操作实现的。

如上所述，执行这种聚焦跳跃操作的方法是，在对一个信号记录表面完成聚焦点时解除聚焦伺服，迫使物镜2移动，然后在物镜2到达另一个信号记录表面的聚焦捕捉范围时(即，当观察到S形曲线时)启动聚焦伺服。

在本说明书中，关于将聚焦位置从一个信号记录表面移到另一个信号记录表面的操作，物镜2不移动的操作也被称为聚焦跳跃操作。

图3例示了当物镜2移入位置P0到位置P3的聚焦行程范围中时所观察到的聚焦误差信号FE。如图3所示，观察到S形曲线，其中位置P1和P2位于中点，在中点处，到达第一信号记录表面90a和第二信号记录表面90b中每个表面的聚焦状态。每个S形曲线的线性区域的位置范围变成每个信号记录表面的聚焦捕获范围FW1和FW2。

在图1中，伺服处理器14还向主轴马达驱动器17提供根据主轴误差信号SPE产生的主轴驱动信号。主轴马达驱动器17响应于主轴驱动信号，向主轴马达6提供例如三相驱动信号，从而使主轴马达6进行CLV旋转。另外，伺服处理器14响应于来自系统控制器10的主轴启动/制动(kick/braking)控制信号，产生一个主轴驱动信号，致使主轴马达驱动器17执行诸如启动、停止、加速和减速的操作。

系统控制器10将主轴马达6的CLV旋转线速度设为各种速度。

例如，解码器12产生一个与解码处理用的EFM信号同步的再生时钟，根据这个再生时钟可以获得当前的旋转速度信息。系统控制器10或者解码器12把这个当前旋转速度信息与参考速度相比较，产生用于CLV伺服的主轴误差信号SPE。因此，如果切换作为参考速度信息的值，那么系统控制器10可以在CLV旋转的同时改变线速度。例如，以一特定的正常线速度为基准，可以实现诸如4倍速或8倍速的线速度。这可以导致较高速率的数据传输。当然，在CAV方法中，改变旋转速度也是可能的。

例如，伺服处理器14产生作为跟踪误差信号TE之低频成分而获得的滑块误差信号，并且根据系统控制器10的访问执行控制产生滑块驱动信号，并将这两个信号提供给滑块驱动器15。滑块驱动器15根据滑块驱动信号驱动滑块结构8。滑块结构8的结构包含用于保持拾取器1的主轴(main shaft)、滑块马达、传输齿轮(transmission gear)等等(未图示)。当滑块驱动器15根据滑块驱动信号驱动滑块结构8时，拾取器1进行一预定滑行移动。

激光驱动器18驱动拾取器1中的激光二极管4，发射激光。

当对盘片90进行读取操作时，系统控制器10为自动功率控制电路19设置激光器功率的控制值。自动功率控制电路19控制激光驱动器18，根据设定的激光功率值执行激光输出。

在所述设备执行写入操作的情况下，向激光驱动器18提供根据写入数据调制的信号。

例如，当对可记录型盘片90执行写入操作时，要处理主机向接口部分13提供的写入数据，诸如，由编码器(未图示)添加纠错码或EFM+调制，此后将数据提供给激光驱动器18。然后，激光驱动器18使激光二极管4根据写入数据发射激光，从而把数据写在盘片90上。

上述各种操作(诸如伺服、解码和编码等)是由微机构成的系统控制器10控制的。

然后，系统控制器10响应于主机80的命令执行各种处理。例如，当从主机80发出一读取命令，请求传递写在盘片90上的特定数据时，首先对指定地址的目标执行搜寻操作控制。即，向伺服处理器14发布一指令，使拾取器1进行访问操作，其中由搜寻命令指定的地址就是目标。

此后，执行操作控制，将指定数据部分中的数据传递到主机80。即，从盘片90读取数据、解码、缓冲等等，从而传递所需的数据。

在按序执行主机的数据请求并把被请求数据存储在超高速存储器20中的情况下，例如通过预取读取(prefetch reading)操作，可以传递被请求的数据，不必在超高速存储命中传递(cache hit transfer)过程中执行从盘90读取数据、解码、缓冲等等操作。

作为本例特征操作的聚焦跳跃操作是在系统控制器10的控制下进行的。此外，系统控制器10为了控制聚焦跳跃顺序，必须监测聚焦误差信号FE。为此，还要向系统控制器10提供来自RF放大器9的聚焦误差信号FE。

在聚焦误差信号FE中观测到S形曲线的情况是光电探测器5获得了适当量的反射光。此时，作为“反射光量”的总和信号，电平会增加。致使总和信号与一预定阈值作比较的输出通常称为“FOK信号”，它表示S形曲线的截点。系统控制器10还在图4所示的处理过程中监测这样的FOK信号(下面详细描述)。

在图4例示的过程中，通过对聚焦误差信号FE进行过零监测，继续进行处理。聚焦误差信号的过零是指S形曲线中的过零点。然而，实践中，由图3的波形可见，聚焦误差信号FE在S形曲线区域之外的其它区域内接近于零，在所述其它区域中不能适当地获得反射光。即使在物镜移动时简单地将聚焦误差信号与零电平作比较，也存在不能精确检测S形曲线区域内过零点的情况。因此，为了消除非S形曲线区域的其它区域中的过零，可以将FOK信号用作一窗口来执行过零检测。

参照图4和5，描述在聚焦跳跃期间的操作。

图4示出了系统控制器10在聚焦跳跃期间的工作情况。图5例示了聚焦跳跃期间的聚焦误差信号，以及伺服处理器14施加于双轴驱动器16的聚焦驱动电压。

图5的波形示出了从图2部分(a)的状态变换到图2部分(b)的状态的聚焦跳跃操作(向盘片90的方向聚焦跳跃)。

当执行聚焦跳跃时，系统控制器10控制早在图4的步骤F100中执行的关闭聚焦伺服的步骤。即，对伺服处理器14赋予一指令，从而打开聚焦伺服环路。

接着，在步骤F101中，对双轴驱动器16施加沿着聚焦跳跃方向的启动电压VK1。于是，从图5所示的时刻t1开始，沿着向盘片90的方向移动物镜2。

此外，作为步骤F101施加启动电压VK1的结果，在时刻t1和此后，沿着向盘片90的方向移动物镜2。此时，在步骤F102中，系统控制器10等待下一次观测到聚焦误差信号之过零的时刻。

这个过零定时对应于图5的时刻t2，即，物镜2离开了相对于第一信号记录表面90a观察到S形曲线的位置范围的定时。

当检测到这个定时时，系统控制器10在步骤F103中，关闭聚焦驱动电压。因此，由于惯性力，物镜2在时刻2及此后的时间里沿着向盘片90的方向移动。

在这种状态下，在步骤F104中，系统控制器10等待开始观察下一个S形曲线的时刻。即，作为物镜2移动的结果，对于聚焦误差信号FE，可以从一特定时刻起观察到相对于第二信号记录表面90b的S形曲线，而且检测该起始时间。例如，通过将聚焦误差信号FE与一接近于零的特定预定电平相比较，可以检测到S形曲线的这个起始时间。

在图5的情况下，时刻t3是在步骤F104中检测到S形曲线的开始的定时，而且从这时刻起，系统控制器10的处理进到步骤F105。于是，将制动电压VK2用于双轴驱动器16。此制动电压是指沿着与聚焦跳跃方向相反的方向的启动电压，在本情况下，它是沿着远离盘片90的方向的启动电压。

然而，由于当施加制动电压VK2时，物镜2在向盘片90方向移动的途中，所以施加制动电压VK2表现为减小物镜2向盘片90方向的移动速度。因此，在时刻t3及此后，物镜2的移动速度减小，但是逼近盘片90，这与迄今所述的相类似。

这里，在开始观察到相对于第二信号记录表面90b的S形曲线的时刻，施加制动电压VK3。因此，由于物镜2即使移动速度减小仍继续移动，所以在此后的一特定时刻，检测到聚焦误差信号的过零。这个过零检测是步骤F106的处理过程，而且位于图5的时刻t4。

物镜2在该过零检测之前和之后的位置对应于图2中位置P2的前后位置，即，相对于第二信号记录表面90b的聚焦捕获范围。因此，如果处理过程进到步骤F107，接通聚焦伺服环路，那么将令人满意地引入相对于第二信号记录表面90b的聚焦伺服，然后，通过聚焦搜索操作保持相对于第二信号记录表面90b的聚焦状态。如此便完成了从第一信号记录表面90a到第二信号记录表面90b上的聚焦跳跃。

在本发明中，当执行这样的聚焦跳跃操作时，要根据盘片90的摆动，进行有效的、稳定的跳跃控制。

下面举例描述在图1所示的摆动检测部分30中执行的摆动检测方法。

图6是一方框图，例示了图1所示的摆动检测部分30和系统控制器1。

根据摆动频率，施加于摆动检测部分30的聚焦误差信号FE经过增益放大器30a和带通滤波器30b，由A/D转换装置30c将其转换成数字数据，并存储在存储器31中。

在存储器31中，形成基于主轴马达6之一个旋转周期的、与主轴FG6a输出的FG脉冲SFG相对应的存储区域，例如图中示为存储区域31a、31b、31c等等。于是，在系统控制器10的控制下，存储了与FG脉冲SFG的定时相对应的聚焦误差信号FE的值。结果，可以获得与主轴马达6的一个旋转，即盘片90的一个旋转，相对应的聚焦误差信号的电平。

在系统控制器10中，根据作为主轴FG6a一个旋转之基准的预定FG脉冲，读取存储在每个存储区域31a、31b、31c等等中的聚焦误差信号，从而能够根据读取的聚焦误差信号的电平，检测在盘片90中的摆动量。

图7例示了图6所示的摆动检测部分根据响应于摆动的聚焦误差信号来检测摆动。例如，图7所示的周期T1是主轴马达6的一个旋转周期，它基于主轴FG6a响应于主轴马达6的旋转而输出的FG脉冲SFG，即，盘片90的一个旋转周期T0的一半。

当图7所示的聚焦误差信号FE被输入到摆动检测部分30时，在与FG脉冲SFG相对应的时刻S1至S11，把经过A/D转换的聚焦误差信号的值存储在存储器31的存储区域31a、31b、31c等中。在时刻S1至S11存入存储区域31a、31b、31c等中的数据称为“摆动信息”。另外，图7将一个旋转周期的仅仅一半的定时(为周期T1)表示为时刻S1至S11。

在图7所示的时刻S1至S11之间输入的、与聚焦误差信号相对应的摆动信息被存储在存储器31中。系统控制器10确定从存储器31读取的、在一个旋转周期T0内的一个预定时期(周期T1)内的摆动信息的最大和最小值。在图7所示的例子中，确定与定时S1相对应的摆动信息Pt是最大值，并确定与定时S11相对应的摆动信息Pb是最小值。

具体地说，摆动信息Pt和摆动信息Pb之差可以是与盘片90的摆动量相对应的电平。并且，当摆动信息Pt与Pb的差很大时，可以假定摆动量很大，而且当摆动信息Pt与Pb的差很小时，可以假定摆动量很小。

如上所述，通过在盘片90之一个旋转周期的一个预定时期内检测聚焦误差信号FE的电平，可以根据最大值和最小值确定盘片的摆动量。

在本说明书中，虽然在上面的例子中，描述了根据聚焦误差信号FE来检测摆动量，但是还可以按类似的方法，利用伺服处理器14根据聚焦误差信号FE产生的聚焦驱动信号，来检测摆动量。

在这个例子中，根据由此方式确定的摆动信息，执行聚焦跳跃操作期间所需的下述控制。

(1)聚焦跳跃位置的移动

(2)前馈摆动信息

(3)保持物镜的位置

(4)根据摆动量减小速度。

(1)聚焦跳跃位置的移动

盘片90中的摆动向盘片90的周边方向增加。即，在盘片90的中央区域，认为摆动是相对较小的。因此，通过在摆动小的中央区域内执行聚焦跳跃控制，可以实现从一个信号记录表面到另一个的稳定移动。

图8是一示意图，例示了盘片90的径向位置与其摆动之间的关系。垂直轴表示摆动量，而水平轴表示离开盘片90之中心的径向位置。图中，r1、r2、r3和r4作为径向位置，从中央区域向周边分布。与每个位置相对应的摆动向盘片90的周边方向增加，显然，朝着周边的方向，越来越难稳定地执行聚焦跳跃操作。

因此，当物镜2位于盘片90的周边时，所做的控制是通过搜寻操作，先将光拾取器向中央区域的方向移动。结果，当执行聚焦跳跃时，可以将物镜2移到摆动影响很小的位置上。

在这种情况下，当为摆动量设定预定阈值并且执行聚焦跳跃时，系统控制器10有选择地执行控制，以便根据此阈值在该位置处执行聚焦跳跃，或者在移到中央区域之后执行聚焦跳跃。在图8所示的例子中，在设定了由单划线表示的阈值S的情况下，将径向位置r2作为基准，在比位置r2更边缘的区域内不执行聚焦跳跃。

例如，考虑盘片90具有“A”所示的摆动量与径向位置之间的关系。在这种情况下，当物镜2位于比位置r2更边缘的区域时，当主机80命令聚焦跳跃时，系统控制器10实行控制，使物镜2移到比位置r2沿径向更加靠内的区域(聚焦跳跃允许位置(A))，在该区域中，摆动量比阈值S小，然后执行聚焦跳跃。实践中，是在位置r2m处执行聚焦跳跃，而位置r2m是在中央区域中相对于位置r2考虑了一预定余量(margin)的位置。

此外，还考虑了(B)所示的盘片摆动小于(A)所示的盘片摆动的情况。在这种情况下，当主机80命令聚焦跳跃时，所做的控制是，在把物镜2移到比位置r3沿径向更加靠内的区域(聚焦跳跃允许位置(B)之后，执行聚焦跳跃，在所述区域中，摆动量小于阈值S。同样在这种情况下，在实践中，在位置r3m处执行聚焦跳跃，而位置r3m是在中央区域中相对于位置r3考虑一预定余量的位置。

通过控制滑块结构8，来完成在这些情况下朝着中央区域的移动。

此外，当盘片90装入盘片驱动设备70中时，可以预先检测在盘片90一预定径向位置处的摆动量，并用前面所述的摆动检测方法存储该摆动量。由此，可以预先确定在当前装入盘片驱动设备中的盘片的摆动量与其径向位置之间的关系。当对盘片执行聚焦跳跃时，可以确定应该移动物镜2的径向位置。即，通过从预先存储的摆动量中获得与允许聚焦跳跃的摆动量相对应的值，可以识别物镜2的移动目标位置。

如上所述，当物镜2处于盘片90的某个径向位置时，例如处于摆动相对较大的某个周边位置时，根据盘片的摆动量，将光拾取器1移到中央区域，然后执行聚焦跳跃。由此，可以实现稳定的跳跃操作，而不受摆动的影响。

(2)摆动信息的前馈

现在举例描述在前馈摆动信息(聚焦误差信号)的状态下，执行启动/制动控制，从而当执行聚焦跳跃时跟随着摆动。

图9例示了盘片驱动设备70的结构，它包括前馈部分40。图9中的元件具有与图1相同的标号。因此，为了简明起见，省略其描述。对于从RF放大器9到伺服处理器14的信号路径，为方便起见，分开示出了跟踪误差信号TE和聚焦误差信号FE。

前馈部分40的输入是从RF放大器9输出的聚焦误差信号FE，在处于正常操作期间，前馈部分40输出被输入的聚焦误差信号FE，而在聚焦跳跃期间则输出预先存储在存储器中的、与摆动相对应的聚焦误差信号。这种对输出信号有选择的控制由系统控制器10来完成。

图10是一功能方框图，例示了前馈部分40的结构。

在图示的开关40a中，根据系统控制器10的控制信号进行切换，并在正常操作期间(例如，读取，写入等等)选择端头“a”。因此，从RF放大器9输入的聚焦误差信号FE在滤波器部分40b中经过A/D变换和频带限制等处理，然后通过开关40a将信号提供给伺服处理器14。图10没有示出RF放大器9和伺服处理器14。

通过带通滤波器40b的聚焦误差信号FE还提供给存储器控制器40c，并将一个周期(对于盘片的一个旋转)的波形数据存储在存储器40d中。

例如，当根据系统控制器10的指令执行聚焦跳跃时，在执行聚焦跳跃期间，把开关40a切换到端头“b”，从而将存储器控制器40c从存储器40d中读取的聚焦误差信号提供给伺服处理器14。

当读取存储在存储器40d中的聚焦误差信号时，存储器控制器40c与盘片90的旋转同步地从存储器40d读取聚焦误差信号FE，而且输出该聚焦误差信号。例如，通过执行与来自主轴FG 6a的FG脉冲同步的读取处理，可以实现它。结果，在正常操作期间，输出来自RF放大器9的聚焦误差信号FE，而当执行聚焦跳跃时，把预先存储在存储器40d中的聚焦误差信号输出到伺服处理器14。

图11示意地示出了在根据前馈聚焦误差信号执行聚焦跳跃的情况下的各种信号的波形。

一般，当要执行聚焦跳跃时，聚焦误差信号FE变成图11部分(a)所示的形状。在执行聚焦跳跃之前的一段时间(“ta”至“tc”)内，形成与摆动相对应的波形，然后在执行聚焦跳跃的时间(“tc”至“td”)内，信号电平根据物镜2的移动而变化。当终止聚焦跳跃时，再次形成与摆动相对应的波形，如从时刻“td”开始往后的图示。图11中部分(a)所示的聚焦误差信号FE与先前在图5中部分(a)所示的聚焦误差信号的波形相对应。

然而，在本例中，提供了前馈部分40，从而把对应于一个周期(与盘片90的一个旋转相对应)的聚焦误差信号预先存储在存储器40d中，如图11中部分(a)的周期“ta”至“tb”所示。然后，当要执行聚焦跳跃时，将图11中部分(b)所示的信号作为聚焦误差信号输出。在以下描述中，将图11中部分(a)所示的聚焦误差信号表示为FEa，将图11中部分(b)所示的聚焦误差信号表示为FEb。

例示了聚焦误差信号FEb，其中与周期“ta”至“tb”相对应的聚焦误差信号预先存储在存储器40d中，而且根据系统控制器10的指令，把开始聚焦跳跃的定时“tc”用为开始点，读取并输出在一预定周期内的这个被存储的聚焦误差信号。为了便于说明，在图11部分(b)中，例示了在执行聚焦跳跃之前的信号电平被前馈。然而，将聚焦误差信号存储在存储器40d中的定时并不限于跳跃前的这种定时。

例如，前面描述了摆动度根据径向位置而变化的事实。为了处理这种摆动差异，可以在光拾取器1移到一预定径向位置时对存储器40d进行存储操作，不考虑是否执行聚焦跳跃。

通过这种方法，将前馈部分40输出的聚焦误差信号FEb提供给伺服处理器14。

此外，当要执行聚焦跳跃时，系统控制器10向伺服处理器14提供启动/制动脉冲，以便对物镜2进行聚焦跳跃操作。如图11部分(c)所示，系统控制器10向伺服处理器14提供这种启动/制动脉冲的定时是命令聚焦跳跃的定时“tc”。然后，伺服处理器14把聚焦误差信号FEb加到启动/制动脉冲，从而产生聚焦驱动信号FDb。

聚焦驱动信号FDb变成一个跟随摆动的信号，同时导致物镜2进行聚焦跳跃。由此，通过向双轴驱动器16提供这样的聚焦驱动信号FDb，可以移动物镜2，从而实现稳定的聚焦跳跃，同时跟随着摆动。

如上所述，当前馈摆动信息时，由于物镜2在执行聚焦跳跃时也跟随着摆动，所以即使盘片90以高速旋转时，都能实现稳定的跳跃操作。

(3)保持物镜的位置

下面举例描述在不移动物镜2的情况下，移动位于焦点处的信号表面。虽然在上述实施例中，举例描述了相对于一预定信号记录表面执行聚焦跳跃操作，以便使物镜2本身获得聚焦，但在本例中，在保持物镜2的位置的同时，因摆动而要等待盘片90的信号记录表面与焦点位置相对应。同样，在本例中，由于物镜2的焦点位置从当前信号记录表面移到另一个信号记录表面，为了便于说明，称该操作为“聚焦跳跃操作”。

图1示出了用于实现本例的盘片驱动设备的结构。例如，实现方法是，伺服处理器14根据系统控制器10在执行聚焦跳跃时所发出的命令，将聚焦驱动信号保持在一预定电平上。

图12在部分(a)和(b)中示意地例示了聚焦跳跃期间的聚焦误差信号和聚焦驱动信号。同样，与图11类似，在本例中，示出在周期“tc”和“td”中执行聚焦跳跃。

如图12的部分(a)所示，类似于图11部分(b)所示的例子，当开始聚焦跳跃时，聚焦误差信号中出现一个电平变化，表示物镜2偏离盘片90的信号记录表面的焦点位置。此时，在伺服处理器14中，根据系统处理器10的命令，并没有响应聚焦误差信号而产生聚焦驱动信号，而是保持聚焦驱动信号处于执行聚焦跳跃时“tc”的电平。

因此，如图12的部分(b)所示，在执行聚焦跳跃的期间“tc”至“td”内，聚焦驱动信号保持其电压电平。此外，在终止聚焦跳跃的时刻“td”及此后，伺服处理器14再次根据聚焦误差信号产生聚焦驱动信号，从而在聚焦跳跃之后，相对于信号记录表面启动聚焦伺服。

图13是示意图，其部分(a)和(b)示出了在图12部分(a)和(b)所示的期间“tc”至“td”内，物镜2和盘片90的信号记录表面之间的位置关系。

例如，图13的部分(a)示出了在第一信号记录表面90a上的聚焦状态，它是在图12部分(a)中定时“tc”之前的状态。在该状态下，当系统控制器10等命令执行聚焦跳跃时，图12部分(b)所示的聚焦驱动信号保持物镜2，而且保持这个位置。这里，如果用“M”表示盘片90的摆动量，那么信号记录表面根据该摆动量“M”而逼近物镜2。也就是说，当盘片90旋转一次，在物镜2和盘片90之间的位置关系在图13部分(a)所示的状态和图13部分(b)所示的状态之间变化。

因此，当图13部分(b)示出物镜2和第二信号记录表面90b处于聚焦状态的位置(过零)时，在该位置上开始捕捉聚焦。结果，在图13部分(b)所示的位置处，对第二信号记录表面90b实行聚焦伺服。

如上所述，在第三实施例中，当执行聚焦跳跃时，在保持物镜2的位置的同时，由于盘片90的摆动，要等待第二目标信号记录表面90b的逼近，然后，进行聚焦捕捉。也就是说，由于物镜2不相对于正在摆动的盘片90移动，所以可以避免物镜2与盘片90之间的无意接触，并实现稳定的聚焦跳跃。这可以提高盘片驱动设备70的稳定性。

(4)根据摆动量减小速度

在图1所示的盘片驱动设备中，由于该设备包括摆动检测部分30，所以当执行聚焦跳跃时，可以根据摆动检测部分30检测到的摆动量，执行主轴马达6的驱动控制，从而减小盘片90的旋转速度，直至它达到不受摆动影响的旋转速度。

具体地说，当图7所示的摆动信息Pt和Pb之间的差很大时，假定摆动量很大，并且在执行聚焦跳跃时，将主轴马达6控制成以相对较低的速度旋转。另外，当摆动信息Pt和Pb之间的差很小时，假定摆动量很小，并且在执行聚焦跳跃时，将主轴马达6控制成以相对较高的速度旋转。由此，可以在盘片90稳定旋转的状态下执行聚焦跳跃，不受摆动的影响。

在本情况下，由于伺服处理器14对主轴马达6的驱动控制很简单，所以可以相对容易地实现稳定的聚焦跳跃。

在本发明中，按上述第一至第四实施例所述的方法，根据盘片90的摆动执行聚焦跳跃，可以将焦点从当前信号记录表面移到另一个信号记录表面。因此，可以稳定地读取具有层0”和“层1”两个信号记录表面的盘片。

如图7所示，在摆动检测部分30检测到的聚焦误差信号FE的峰值定时处，由于摆动产生的摆动速度接近于最小值。在图7所示的例子中，这些定时可以表示为摆动信息Pt和摆动信息Pb的定时。根据摆动信息的电平和FG脉冲SFG，可以确定该定时。

具体地说，当从主机80等接收到执行聚焦跳跃的命令时，在盘片90旋转周期中与摆动信息Pt或摆动信息Pb相对应的定时处，执行实际的聚焦跳跃操作。可以可靠地执行聚焦跳跃操作，并使摆动的影响最小。

在不脱离本发明精神和范围的情况下，可以构造许多不同的实施例。应理解，本发明不限于说明书中的具体实施例。相反，如后面所要求的，本发明试图覆盖包含在本发明精神和范围内的各种变化和等效设备。下列权利要求的范围与最宽的解释相符，包含了所有的变化、等效结构和功能。

Claims (10)

1.一种对具有多个信号记录表面的记录媒体读取和/或写入数据的设备，该设备将激光照射在一记录媒体的每个信号记录表面，其特征在于，所述设备包括：

拾取装置，它具有一物镜，所述物镜位于所述激光的输出端；

物镜移动装置，用于将所述物镜移向或移离所述记录媒体，从而相对于所述记录媒体的所述信号记录表面设置所述激光的聚焦状态；

检测装置，用于检测移动距离信息，所述移动距离信息表示在所述物镜和所述信号记录表面之间移动的相对距离，所述经移动的相对距离是当记录媒体旋转时由记录媒体表面的摆动而产生的；和

聚焦跳跃控制装置，用于控制所述物镜移动装置，执行一聚焦跳跃操作，使所述物镜的聚焦位置从当前信号记录表面移到另一个信号记录表面，

其中，所述聚焦跳跃控制装置在相对于所述记录媒体移动的所述相对距离不大于一预定值的位置上，执行所述聚焦跳跃操作。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述聚焦跳跃控制装置沿径向向作为所述记录媒体的盘片的中央区域移动所述拾取装置，然后所述聚焦跳跃控制装置使得拾取装置执行所述聚焦跳跃操作。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，当所述检测装置检测到的移动距离信息所表示的移动距离的值小于所述移动距离信息的一预定阈值时，所述聚焦跳跃控制装置执行所述聚焦跳跃操作。

4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述检测装置检测聚焦误差信号中作为所述移动距离信息的电平。

5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括旋转速度控制装置，用于当写入和/或读取数据时，以一预定旋转速度旋转作为所述记录媒体的盘片，

并且所述旋转速度控制装置以对应于所述移动距离信息的速度旋转所述盘片。

6.一种对具有多个信号记录表面的记录媒体读取和/或写入数据的设备，该设备将激光照射在一记录媒体的每个信号记录表面，其特征在于，所述设备包括：

拾取装置，它具有一物镜，所述物镜位于所述激光的输出端；

物镜移动装置，用于将所述物镜移向或移离所述记录媒体，从而相对于所述记录媒体的所述信号记录表面设置所述激光的聚焦状态；

检测装置，用于检测移动距离信息，所述移动距离信息表示在所述物镜和所述信号记录表面之间移动的相对距离，所述经移动的相对距离是当记录媒体旋转时由记录媒体表面的摆动而产生的；

聚焦跳跃控制装置，用于控制所述物镜移动装置，执行一聚焦跳跃操作，使所述物镜的聚焦位置从当前信号记录表面移到另一个信号记录表面；和

存储装置，用于在一预定期间内存储所述移动距离信息；

其中，所述聚焦跳跃控制装置根据存储在所述存储装置中的移动距离信息和用于聚焦跳跃操作的驱动信号，控制所述物镜移动装置。

7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，在与表面摆动的周期相对应的期间内，所述存储装置存储所述移动距离信息，其中当作为所述记录媒体的盘片旋转时发生所述表面摆动。

8.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述检测装置检测聚焦误差信号中作为所述移动距离信息的电平。

9.如权利要求6所述的设备，其特征在于，还包括旋转速度控制装置，用于当写入和/或读取数据时，以一预定旋转速度旋转作为所述记录媒体的盘片，

并且，所述旋转速度控制装置以对应于所述移动距离信息的速度，旋转所述盘片。

10.一种对具有多个信号记录表面的记录媒体读取和/或写入数据的设备，该设备将激光照射在一记录媒体的每个信号记录表面，其特征在于，所述设备包括：

拾取装置，它具有一物镜，所述物镜位于所述激光的输出端；和

物镜移动装置，用于将所述物镜移向或移离所述记录媒体，从而相对于所述记录媒体的所述信号记录表面设置所述激光的聚焦状态；

聚焦误差信息发生装置，用于产生聚焦误差信息，表示所述物镜与所述信号记录表面之间的聚焦误差；

检测装置，用于接收所述聚焦误差信息，并根据所述聚焦误差信息检测移动距离信息，其中所述移动距离信息表示在所述物镜和所述信号记录表面之间移动的相对距离，所述经移动的相对距离是当记录媒体旋转时由记录媒体表面的摆动而产生的，

其中，通过保持所述物镜的当前位置，同时保持用于移动所述物镜的驱动信号的电平，所述物镜移动装置将所述物镜的所述聚焦位置从当前信号记录表面移到另一个信号记录表面。

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