CN1177797A - 光盘识别系统 - Google Patents

Abstract

一种光盘机的光盘识别系统,由一聚焦装置将激光光束聚焦在拾光器的光轴上,其聚焦在该光轴上的焦点数目与不同厚度的光盘种类数相当;移动装置使聚焦装置沿光轴移动;光探测装置接收光盘反射来的激光光束和生成的聚焦错误信号,检测装置检测聚焦错误信号电平差,这些信号电平差由光盘厚度差和激光光束焦点位置差造成的,因而可用来识别光盘种类。

Description

光盘识别系统

发明背景

本发明涉及一种光盘机(Optical Disc Player)识别诸如CD(Compact Disc激光袖珍唱片)、DVD(Digital Video Disc数码视盘)等各种光盘的光盘识别系统。

目前，可以兼容并复制CD与ID(Laser Disc激光唱片)的单面光盘机已经日趋普遍。由于从光盘背面到记录面的厚度，CD与LD是相同的(1.2mm)，所以这为使用拾光器(Optical Pickup)聚焦激光束复制CD与LD提供了可能。

为了识别置于光盘机上的不同种类盘片，光盘机是通过检测盘片的直径来区分CD和视盘的。

近年来，人们开发出了具有很高记录密度的DVD，虽然CD从背面到记录面的厚度为1.2mm，而DCD仅有0.6mm，但是从记录痕迹上读码的原理上看，DVD与CD都是完全相同。因此，人们建议开发一种可以复制CD与DVD的兼容机。在这种兼容CD/DVD的兼容机中，为了使激光束正确聚焦从光盘的记录面上读取信息，机器提供了两种透镜，每种透镜都具有一个适应相应厚度光盘的焦距，而另外一种CD/DVD兼容光盘机，则装有一个由全息元件制成的双焦距透镜(Double Focus Lens)。图8a示出一个由全息元件(衍射光栅)制成的双焦距拾光器。

该双焦距透镜包括：衍射光栅13，布置于同一光路上的物镜11及平行透镜14，一束激光通过平行透镜14成为平行光，同时被分成三种光谱，即0级光谱(具有90°衍射角)和由衍射光栅13分出的土1级光谱(-1级光谱未示出)。由于0级光谱与+1级光谱的焦距各不相同，0级光谱(以后称为零级光谱)与+1级光谱(以后称为第一级光谱)将被聚焦在同一直线的不同位置上。

具体而言，零级光谱恰好被聚焦在DVD的记录面上，而第一级光谱恰好被聚焦于CD的记录面。

在工作时，当拾光器逐渐偏离光盘时，光盘的记录面将先被零级光谱照射。拾光器备有的四分光检测器(图中未示)会产生一个S形信号，作为聚焦错误信号(Focus Error Signal)。当拾光器进一步偏离光盘，第一级光谱会从光盘面通过零级光谱的光路反射回来，由此形成一个伪光谱，产生了伪光谱的伪S形信号。最终，第一级光谱的S形信号便作为聚焦错误信号产生了。

图8b示出了相应于零级光谱、伪光谱以及相对于图8a中的双焦距透镜移动的第一级光谱的S形信号，零级光谱与第一级光谱的光谱比率被设为1∶1。

按前所述，零级光谱实现对DVD的最佳聚焦，而第一级光谱则对CD最佳聚焦。如果零级光谱在DVD上产生的S形信号量是100％的话，而相应在CD盘上的信号量则较小，少于100％，同样地，如果由第一级光谱在CD上产生的S形信号量是100％的话，那么，相应在DVD上的信号量较小，少于100％，这样，在双焦距透镜中，各自对应的聚焦错误信号的振幅互不相同。

DVD的零级光谱对第一级光谱的比率，称为零级光谱：第一级光谱，大于CD的零级光谱对第一级光谱的比率，即零级光谱：第一级光谱。

在CD/DVD兼容光盘机中，对每个光盘都提供一个聚焦伺服控制系统。在聚焦伺服控制中，拾光器相对于光盘垂直移动，聚焦错误信号(简称FE)的产生便于检测焦点聚焦正确与否。

在前面所讲的双焦距透镜光盘机中，我们将获得很多的聚焦错误信号(由零级光谱、伪光谱和第一级光谱产生S形信号)。因此，S形信号的检测会给对焦带来难题。换而言之，由不合适的光谱聚焦可能会产生错误。

发明概述

本发明的目的是提供一种光盘机光盘识别系统，使能正确识别CD与DW，并在聚焦错误信号中选择一个最佳的S形信号来进行聚焦。

根据本发明，现已提供了一种鉴别各种不同厚度光盘的识别系统，光盘机中设有拾光器，其包括聚焦装置、移动装置、光探测装置和检测装置，该聚焦装置把激光光束聚焦在该拾光器的光轴不同焦点位置上，在光轴上焦点位置的数目与光盘的种类数相对应；该移动装置是用来沿光轴移动该聚焦装置；该光探测装置是用来接收光盘反射回来的激光光束和生成聚焦错误信号；该检测装置是用来检测聚焦错误信号之差和识别光盘种类，该聚焦错误信号差是由光盘厚度差和激光光束对焦位置偏离引起的。

该聚焦装置包括一衍射光栅和一物镜。

该检测装置检测聚焦错误信号的电平差(Difference In Level)。

另一方面，本发明的检测装置检测聚焦错误信号生成计时差(Difference InTiming)。

再另一方面，本发明的检测装置检测聚焦错误信号生成时该聚焦装置的位置偏离(Difference In Position)。

本发明的上述目的及其特征可通过以下的详细说明和对附图的参考来加以进一步理解。

附图简单说明：

图1是本发明光盘识别系统的方框图。

图2是本发明系统工作信号(a)～(g)的时间关系图。

图3是本发明系统工作流程图。

图4是本发明的第二、第三实施例的方框图。

图5a和图5b是本发明的第二、第三实施例工作信号的时间关系图。

图6是本发明第二实施例的工作流程图。

图7是本发明的第三实施例的工作流程图。

图8a和图8b是方框图，显示了用全息照相元件作为双焦距透镜的系统原理图。

最佳实施例详细描述。

按照本发明图1所示的CD/DVD光盘机，被复制的光盘20安置在该光盘机上，并由一主轴电机21(Spindle Motor)转动。一拾光器22配有与图8a相同原理的双焦距透镜。该拾光器22发射一激光束，在光盘20的记录表面上形成二凹痕被光束照射，从而读出以凹痕形式记录的信息。

拾光器22的输出信号提供给一聚焦误差(FE)生成电路23。该FE生成电路23产生一个聚焦错误信号。从聚焦错误信号中去除高频段的多余信号后，使该聚焦错误信号作用于峰值保持回路24。该峰值保持回路24使聚焦误差信号的正极面最大幅值电压作为数值基本恒定的峰值电压予以保持。该峰值保持回路24把峰值电压加给微机25。

微机25产生一复位(RST)信号，该信号作用于峰值保持回路24，重新设定回路中保持的最大电压。当下一聚焦错误信号作用于峰值保持回路24时，则下一聚焦错误信号的正极面的最大幅值电压被作为最大值电压来保持。

拾光器22的输出信号又施加于RFOK生成电路37。该RFOK生成电路37接受一四等分的光探测器附加信号。当该附加聚焦信号超过预定阈值时，则该RFOK生成电路37产生一个加到微机25的RFOK信号。即，该RFOK信号的产生说明该激光束位于靠近聚焦的位置。

FE生成电路23产生的聚焦错误信号又施加于聚焦零交叉FZC(Focus ZeroCross)生成电路26。该FZC生成电路26为一零交叉比较器，其包括一运算放大器和生成一个聚焦零交叉脉冲检测信号。FZC信号的产生表示该光谱被聚焦。FZC信号作用于微机25。

FE生成电路23的聚焦错误信号也作用于一固定触点的回路开关27。该回路开关27由来自微机25的FE并联信号控制。

回路开关27的动触头与一连接微机25的聚焦伺服控制回路28相连接。该聚焦伺服控制回路28再与连接一激励线圈30的聚焦伺服线圈驱动电路29连接。

当回路开关27闭合(处于接通状态下)时，聚焦伺服回路包括FE生成电路23、微机25、聚焦伺服控制回路28、聚焦伺服线圈驱动电路29和激励线圈30。所以，聚焦错误信号施加于聚焦伺服控制回路28以达到自动控制聚焦伺服。

当回路开关27开路(处于切断状态下)时，则微机25控制聚焦伺服线圈驱动电路29，产生驱动电压驱动激励线圈30。所以，在拾光器22中的透镜以一预定速度向上向下移动，以识别光盘。

微机25还与RAM32，ROM33和一电机驱动回路31连接。该RAM32贮存通过电路测定的信号(时间和电压)数据和通过信号获得的设定值。该ROM33贮存本发明系统必要的设定值数据。电机驱动回路31产生一驱动信号，以驱动主轴电机21。

图2中(a)～(g)示出系统工作信号的时间关系。前面提及的拾光器22中的双焦距透镜原理与图8a相同；零级光谱和第一级光谱的比率为1∶1。因此，当透镜垂直移动时，S形信号的零级光谱的最大幅值和第一级光谱的最大幅值之间的关系表示如下：

(FED0/FED1)＞(FEC0/FEC1)式中：

FED0：DVD的零级光谱S形信号的最大幅值电压。

FED1：DVD第一级光谱S形信号的最大幅值电压。

FEC0：CD零级光谱S形信号的最大幅值电压。

FEC1：CD第一级光谱S形信号的最大幅值电压。

图2中(a)示出聚焦驱动电压SFD用以表示透镜位置的电压。标记UH是透镜(最靠近光盘20的透镜的位置)的最高位置，标记UL是透镜的最低的位置(离光盘最远的位置)。

图2中(b)、(c)分别示出对CD和DVD具有S形的聚焦信号(FE)的电压，它们是在透镜向上向下运动时获得的。

标记TH1是一贮存在ROM33内用来检测S形信号的阈值电压。该TH1设定值必须小于CD和DVD零级光谱获得的最大幅值电压。通过比较TH1产生FZC信号。标记TH2是CD第一级光谱FEC1 S形信号的最大幅值电压和DVD第一级光谱FED1 S形信号的最大幅值电压之间的设定阈值(FEC1＞TH2＞2FED1)，TH2是贮存在ROM33内或通过由零级光谱产生的S形信号乘以系数得出。在这种状况下可防止光盘反射的影响。

图2中的(d)示出对CD和DVD分别通过FZC产生电路26检测零交叉的S形信号时，获得的零交叉检测脉冲信号FZC。

图2中的(e)示出了微机25产生的CD和DVD复位脉冲信号RST。

图2中的(f)示出了来自CD和DVD峰值保持回路24的峰值电压的输出信号。标记V1是零级光谱的S形信号最大幅值电压的波形和测量点。标记V2是第一光谱S形信号最大幅值电压的波形和测量点。

图2中的(e)和(f)中的标记T1和T2是通过微机25提供的计时器测定的时间。如图2中的(e)所示，时间T1表示用零级光谱S形信号形成的FZC测得零级光谱峰值电压后，重新设定的峰值电压时间。如，当伪S形信号大，而时间设定在伪光谱和第一级光谱中间，在通过伪S形信号测得峰值电压后，伪S形信号被掩盖(Mask)。时间T2表示从FZC通过第一级光谱的时间和测量第一级光谱的峰值电压的时间，或者是透镜到达最低位置UL的时间。

图2中的(g)示出了CD和DVD每个RFOK信号，详细叙述如下：

系统的操作参考图3的流程图：

步骤S1，光盘20置于光盘机上。步骤S2，回路开关27开路(切断状态)，拾光器22中的双焦距透镜向上移动至最高位置UH。步骤S3，峰值电压复位，透镜在一预定速度下从最高位置UH向最低位置UL方向移动；在透镜向下运动时，拾光器22产生聚焦错误信号。步骤S4，如果FE超过阈值TH1，S形信号的FE的最大电压会受到FZC信号的监控。步骤S5，当FE≥TH1，计时器被设定计时。步骤S6，经过一段预置时间，先由峰值保持回路24获取S形信号正极面的峰值电压V1，并存贮在RAM32中。步骤S7，通过计时器测得时间T，并与存贮在ROM33中的预置时间T1比较。步骤S8，如果T≥T1，微机25发出复位信号RST给峰值保持回路24使峰值电压V1放电、归零。

如果步骤S7比较中，时间T小于预置时间T1，计时器继续计时，直到T≥T1为止。

步骤S9，计时器测得时间T与存贮在ROM33中的预置时间T2进行比较。

步骤S10，当计时器计录时间T≥T2时，峰值保持回路24产生的峰值电压V2被存贮在RAM32中。

步骤S11，将峰值电压V2与存贮在ROM33中的阈值TH2进行比较。

步骤S12，如果V2＜TH2则可判定光盘为DVD。

步骤S13，如果V2≥TH2则可判定此光盘为CD。

步骤S14，透镜位置一直受到监控，直到SFD≥UL。

步骤S15，当SFD≥UL计时器被复位。

步骤S16，透镜上移。

步骤S17，透镜位置受到监控，直到SFD≥UH。

步骤S18，当SFD≥UH透镜向下移。

步骤S19，首先获得的S形信号受到FZC监控，直至FE超过阈值TH1。

步骤S20，当FE≥TH1，在步骤S11中确定的光盘在本步骤中被确定为CD。

步骤S21，计时器被设定，如果在步骤S20判断的是DVD，则程序便进入步骤S23。

步骤S22，测得时间T被监控直至T≥T1。

步骤S23，当T≥T1，微机控制关闭回路开关27。

步骤S24，当零交叉信号FZC产生时，可判定激光光束已被聚焦。

步骤S25，识别光盘的一系列操作终止。

在步骤S11中，虽然光盘靠V2≥TH2来识别，但还有其它的识别方法。

如前面所提到的，尽管(FEC0/FEC1)＜(FED0/FED1)，光盘可由峰值保持回路24中的峰值电压V1和V2来识别。  如果确定值β被设定为(FEC0/FEC1)＜β＜(FED0/FED1)，并可用β值来区别光盘，那么光盘的识别就不受光盘反射的影响了。

也就是说，如图2中(f)所示，如果零级光谱产生的S形信号的峰值电压为V1，第一级光谱产生的S形信号的峰值电压为V2，步骤S11确定V2×β＞V1是否成立；当V2×β＞V1，在步骤S13中光盘被确定为CD；如果不是，在步骤S12中光盘被确定为DVD。

图2中的(g)显示了CD和DVD的RFOK信号。

在实施例中，测量时间T1和T2的计时起始可以用RFOK信号确定，而不是通过零级光谱的FZC来确定，此外，当峰值电压输出超过阈值TH1时，有可能确定计时。

透镜也可以从最低位置移向最高位置，用这种方法，尽管S形信号顺序成为第一级光谱→伪光谱→零级光谱，但仍然可以用同样的方法识别光盘。

在上述实施例中，当检测到最大电压V2时，透镜有可能处于最低位置，或者移向最高位置。

尽管重新设定聚焦的计时被设定在伪S形信号和一级光谱产生的S形信号中间，但如果伪S形信号较弱，测量到V1后仍可以重新设定。

为了避免光盘记录表面的影响，在步骤S2，光盘可以以预定速度旋转。

图4显示本发明的第二和第三实施例所采用的系统。在该系统内，提供了一个用于校正激励线圈30的驱动电压的均衡器(EQ equalizer)34，和带有基准电压源35作为检测电压的比较器36，该基准电压源35作为检测电压的参考电压。第一实施例中的峰值保持电路24被省略，其它结构与第一种实施例中的一样，相同部分的指示与图1所示的符号相同，因此省略了说明。

均衡器34的运行是为了使激励线圈30的驱动电压和透镜位置之间保持线性关系。均衡器34的输出电压提供给比较器36的输入端子，比较器的另一输入端同基准电压源35相连。

图5a和5b显示的是本发明第二和第三实施例系统的工作信号，标记FD是由均衡器34转换的激励线圈30的驱动电压的聚焦驱动电压，FD随位置电压SFD变化而线性变动。

在图5a中，如果透镜的位置低于对应于基准电压E的位置，分别由DVD和CD的拾光器22最初产生的S形信号的时间互不同。此外，标记TD1是DVD的检测时间，标记TC1是CD的检测时间。检测时间TD1和TC1作为设定值被存入ROM33。

在图5b中，在检测时间TD1或TC1时，产生的FD作为设定值被存入ROM33，标记E1和E2为由此产生的电压。

下面请参阅图6，详细描述本发明的第二实施例。

步骤S1，光盘20装在光盘机上。

步骤S2，透镜向上移动至最高位置UH。

步骤S3，透镜以预置速度从最高位置UH移向最低位置UL。

步骤S4，监控FD。

步骤S5，当FD≥E，计时器被设定。

步骤S6，光被检测到的S形信号由FZC的监控。

步骤S7，当EF≥TH1，计时器停止计时。

步骤S8，计时器置位期间的计时存贮在RAM32中。

步骤S9，时间T与存贮在ROM33中的设定时间TD1进行比较。

步骤S10，时间T被设定为TC1＜T＜TD1，如果T≤TD1，则光盘被识别为DVD。

步骤S11，如果T＞TD1，则光盘被识别为CD。

步骤S12～步骤S23的程序与第一实施例的图3中所示的步骤S14～步骤S25的程序是相同的。因此，省略这些说明。

第三实施例系统操作可参考图7加以说明。

步骤S1，光盘20置放于光盘机中。

步骤S2，透镜向上移动到最高位置UH处。

步骤S3，透镜从最高位置UH以预设的速度向下移动到最低置UL处。

步骤S4，首先获得的S形信号由FZC监控并一直到FE超过阈值为止。

步骤S5，当FE≥TH1，FD存入RAM32。

步骤S6，存贮在RAM32中的FD(E1或E2)与存贮在ROM33中的参考电压E0进行比较，参考电压E0被设定满足E1＜E0＜E2。

步骤S7，当E0≥E1确定光盘是CD。

步骤S8，如果E0＜E1确定光盘是DVD。

步骤S9～步骤S20的程序与图3中所示的第一实施例的步骤S14～S25的程序是相同的。因此，省略说明。

在第二和第三实施例中，控制程序的零级光谱的FZC在第一实施例的图2中的(g)所示的RFOK信号下会显示其功效。或当最大电压输出超过TH1时也同样有效。

如前面提到的，透镜可以由最低位置处移到最高位置处。

均衡器34是用来去除聚焦驱动信号高频段的噪音。如果无噪音，均衡器34就可以省掉。

为了防止光盘倾斜和振动产生的影响，在步骤S2，光盘可以以预设的速度旋转。

本发明的实施例，可用于把光束聚焦在光盘上的物镜从预定位置移动，因而得到聚焦错误信号。当第一个聚焦错误信号出现时，时间即被测定了。当时间变成预定的时间时，预定时间的聚焦错误信号电平即与设定的参考电平进行比较，这样，识别CD和DVD以及根据聚焦错误信号和测定时间聚焦正常S形信号都成为可能。

另外在第二和第三实施例中，当第一个聚焦错误信号出现时，聚焦驱动电压即被测定。

已测定的聚焦驱动电压和参考电压进行比较，同时，检测电压的时间与参考时间也进行比较，这样，识别CD与DVD以及根据聚焦驱动电压和测量时间来聚焦正常S形信号，都成为可能。

本发明已经结合最佳实施例作了描述，因此可以理解这些描述是为了说明本发明而不是用来限制本发明的范围，本发明的范围由权利要求书中的权项限定。

Claims (5)

1.一种光盘机的光盘识别系统，至少识别二种不同厚度的光盘，该光盘机的拾光器包括：

把激光光束聚焦在该拾光器光轴上不同焦点位置的聚焦装置，该光轴上焦点位置的数目与光盘的种类数相对应；

沿光轴移动该聚焦装置的移动装置；

接收光盘反射来的激光光束和生成聚焦错误信号的光探测装置；

检测聚焦错误信号差和识别光盘种类的检测装置，该聚焦错误信号差由光盘厚度差和激光光束对焦位置偏离产生。

2.根据权利要求1所述的光盘机的光盘识别系统，其特征在于聚焦装置包括一衍射光栅和一物镜。

3.根据权利要求1所述的光盘机的光盘识别系统，其特征在于检测装置检测聚焦错误信号的电平差。

4.根据权利要求1所述的光盘机的光盘识别系统，其特征在于检测装置检测聚焦错误信号生成计时间。

5.根据权利要求1所述的光盘机的光盘识别系统，其特征在于检测装置检测聚焦错误信号生成时的该聚焦装置的位置偏离。

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