CN1248205C - 盘设备、数据记录方法和数据再现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及盘设备、数据记录方法和数据再现方法，其中本发明的数据记录方法包括在光盘上指定具有不同的径向位置的多个区域并基于用于仅将光束聚焦在光盘的记录表面上的聚焦控制信号检测相应的区域相对于光束的光轴的倾斜量(ST1)、根据相应区域的倾斜量计算相应区域的倾斜校正量(ST2)、基于对应于预定区域的倾斜校正量校正光轴相对于预定区域的倾斜(ST3)和在校正光轴相对于预定区域的倾斜的同时将数据记录在预定区域上(ST4)。

Description

盘设备、数据记录方法和数据再现方法

技术领域

本发明涉及使用光束将数据记录在光盘上/从其中再现数据的盘设备。本发明还涉及使用光束将数据记录在光盘上的数据记录方法。此外，本发明涉及使用光束从光盘再现数据的数据再现方法。

背景技术

通过增加线性密度和减小轨道间距可以实现高密度光盘。此外，要求以激光束辐射光盘的光学系统实现减小的束点尺寸以及更高的密度。束点尺寸与光源的波长成比例并与物镜的数值孔径(NA)成反比。因此，光源必须使用具有更高密度的更短的波长。

随着光盘的密度增加盘倾斜对记录/再现的影响变得更加严重。如果盘有任何倾斜，则信号记录特性降低，对信号再现的串扰增加。为了解决这个问题，在日本专利申请KOKAI出版物No.2000-232677提出了检测和补偿任何盘倾斜的光盘设备。

这种盘倾斜在盘的整个表面上并不均匀。例如，更严重的盘倾斜经常出现在盘的外周边。在另一方面，在盘的较大的范围上连续地执行将数据记录在盘上/从盘上再现数据。由于在盘的较宽的范围上这种连续的记录/再现受到不同的盘倾斜的影响，因此适当的记录/再现通常受到干扰。在上文的参考文献中公开的技术不能解决这个问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种能够减小盘的倾斜对在盘的较大范围上连续记录的影响的光盘设备和数据记录方法。本发明的另一目的是提供一种能够减小盘的倾斜对在盘的较大范围上连续再现的影响的光盘设备和数据再现方法。

根据本发明的一方面的盘设备包括被构造成以光束辐射光盘的记录表面的辐射单元；被构造成检测通过辐射单元所辐射的光束的反射光的反射光检测单元；被构造成基于从通过反射光检测单元所检测的反射光中产生的聚焦控制信号控制聚焦的聚焦控制单元；被构造成在盘上指定具有不同的径向位置的多个区域并基于聚焦控制信号检测相应的区域相对于通过辐射单元所辐射的光束的光轴的倾斜量的倾斜量检测单元；被构造成根据通过倾斜量检测单元所检测的相应区域的倾斜量计算相应区域的倾斜校正值并基于对应于预定区域的倾斜校正值校正光轴相对于预定区域的倾斜的倾斜校正单元；和被构造成在通过倾斜校正单元校正光轴相对于预定区域的倾斜的同时将数据记录在预定区域上的记录单元，其中倾斜量检测单元基于在对应于两个位置的两个聚焦控制信号的偏置分量之间的差值检测光轴相对于在盘上具有不同的径向距离的两个位置界定的区域的倾斜量。

根据本发明的一方面的数据记录方法包括：在盘上指定具有不同的径向位置的多个区域并基于用于仅将光束聚焦在盘的记录表面上的聚焦控制信号检测相应的区域相对于光束的光轴的倾斜量；根据相应区域的倾斜量计算相应区域的倾斜校正值；基于对应于预定区域的倾斜校正值校正光轴相对于预定区域的倾斜；和在校正光轴相对于预定区域的倾斜的同时将数据记录在预定区域上，其中基于在对应于两个位置的两个聚焦控制信号的偏置分量之间的差值，使用检测光轴相对于在盘上具有不同的径向距离的两个位置界定的区域的倾斜量的方法来检测相应的区域的倾斜量。

根据本发明的一方面的数据再现方法包括：在盘上指定具有不同的径向位置的多个区域并基于用于仅将光束聚焦在盘的记录表面上的聚焦控制信号检测相应的区域相对于光束的光轴的倾斜量；根据相应区域的倾斜量计算相应区域的倾斜校正值；基于对应于预定区域的倾斜校正值校正光轴相对于预定区域的倾斜；和在校正光轴相对于预定区域的倾斜的同时从预定区域中再现数据，其中基于在对应于两个位置的两个聚焦控制信号的偏置分量之间的差值，使用检测光轴相对于在盘上具有不同的径向距离的两个位置界定的区域的倾斜量的方法来检测相应的区域的倾斜量。

在下文的描述中进一步阐述本发明的其它目的和优点，这些目的和优点部分从这些描述中是显而易见的或通过实践本发明可以得知。借助于在此所特别指出的方式或其组合可以实现并获得本发明的目的和优点。

附图说明

并入在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的当前优选的实施例，这些附图连同上文给出的一般性描述和下文给出的优选实施例的详细描述一起用于解释本发明的原理。

附图1所示为根据本发明的一种实施例的光盘设备的结构的示意方块图；

附图2所示为解释盘倾斜检测的原理的实例的视图；

附图3所示为说明具有倾斜校正的记录/再现过程的实例的流程图；

附图4所示为倾斜检测的实际实例；和

附图5所示为解释将数据连续地记录在多个连续区域上的连续记录过程和从多个连续区域连续地再现数据的连续再现过程的实例的视图。

具体实施方式

下文参考附图描述本发明的优选实施例。

附图1所示为根据本发明的一种实施例的光盘设备的结构的示意方块图。这种光盘设备将信息记录在光盘D(比如CD-R、CD-RW、DVD-R、DVD-RW或DVD-RAM等)上，并再现记录在光盘D上的数据。

如附图1所示，光盘设备包括光学拾取器10、调制电路21、记录/再现控制器22、激光控制电路23、信号处理电路24、解调电路25、DC偏置分量检测器26、倾斜检测器27、致动器28和聚焦跟踪控制器30。

光学拾取器10包括激光器11、准直透镜12、偏振分束器(在下文中称为PBS)13、四分之一波片14、物镜15、聚光透镜16和光检测器17。

聚焦跟踪控制器30包括聚焦误差信号产生电路31、聚焦控制电路32、跟踪误差信号产生电路33和跟踪控制电路34。

首先下文描述通过光盘设备在光盘D上的信息记录过程。首先描述一般的记录过程，然后描述具有倾斜校正的记录过程。调制电路21根据预定的调制方案将从主机提供的记录信息(数据符号)调制成预定的通道位序列。对应于该记录信息的通道位序列输入到记录/再现控制器22。记录/再现控制器22也从主机接收记录/再现指令(在这种情况下是记录指令)。记录/再现控制器22将控制信号输出给致动器28并驱动光学拾取器以将光束聚焦到目标记录位置。此外，记录/再现控制器22将通道位序列输送给激光控制电路23。激光控制电路23将通道位序列转换为激光驱动波形并驱动激光器11。即，激光控制电路23脉动地驱动激光器11。通过这种控制，激光器11发射对应于所需的位序列的记录光束。通过准直透镜12将从激光器11中发射的记录光束转换为准直的光。经准直的光进入并通过PBS 13。通过PBS 13的光束通过四分之一波片14并聚焦在光盘D的信息记录表面上。在聚焦控制电路32和致动器28的聚焦控制以及在跟踪控制电路34和致动器28的跟踪控制下，将聚焦的记录光束保持在这样的状态下：它在记录表面上能够形成最佳的小束点。

接着下文描述通过光盘设备从光盘D的数据再现过程。首先描述一般的再现过程，然后描述具有倾斜校正的再现过程。记录/再现控制器22从主机接收记录/再现指令(在这种情况下是再现指令)。记录/再现控制器22根据来自主机的再现指令将再现控制信号输出给激光控制电路23。激光控制电路23基于再现控制信号驱动激光器11。通过这种驱动控制，激光器11发射再现光束。通过准直透镜12将激光器发射的再现光束转换为准直的光。经准直的光进入并通过PBS 13。已经通过PBS 13的光束通过四分之一波片14并聚焦在光盘D的信息记录表面上。在聚焦控制电路32和致动器28的聚焦控制以及在跟踪控制电路34和致动器28的跟踪控制下，将聚焦的再现光束保持在这样的状态下：它在记录表面上能够形成最佳的小束点。这时，在信息记录表面中的反射膜或折射记录膜反射辐射光盘D的再现光束。所反射的光在相反的方向上通过物镜15并再次转换成准直的光。所反射的光透射过四分之一波片14并被PBS 13反射，因为它具有与入射光垂直的偏振面。通过PBS 13反射的光束通过聚光透镜16转换成会聚光并进入光检测器17。光检测器17例如包括四分光检测器。已经进入光检测器17的光束被光电地转换为电信号，然后被放大。信号处理电路24使经放大的信号均衡并二值化，然后输送给解调电路25。在解调电路25中对该信号执行对应于预定的调制方法的解调，由此输出再现数据。

基于从光检测器17中输出的电信号的某些分量，聚焦误差信号产生电路31产生聚焦误差信号。类似地，基于从光检测器17中输出的电信号的某些分量，跟踪误差信号产生电路33产生跟踪误差信号。聚焦控制电路32基于聚焦误差信号控制致动器28以控制束点的聚焦。跟踪控制电路34基于跟踪误差信号控制致动器28以控制束点的跟踪。

下文参考附图2解释盘倾斜检测的原理。如附图2所示，如果盘翘曲，则聚焦误差信号产生电路31根据翘曲的程度产生聚焦误差信号。聚焦控制电路32基于这个聚焦误差信号产生聚焦控制信号，并使用该聚焦控制信号驱动致动器28，由此仅将光束聚焦到盘的记录表面上。即，根据盘的翘曲程度在聚焦控制信号中产生偏置分量。

附图2的中部所示为在这个偏置分量(聚焦偏移量)和径向位置之间的关系，附图2的下部部分所示为在聚焦偏移量的导数和径向位置之间的关系。从附图2中可以看出，聚焦偏移量的导数与盘倾斜成比例。因此，通过测量这个聚焦偏移量的倾斜度，可以检测盘倾斜量。然而，在实际的系统中，聚焦控制信号的偏置分量受到信号噪声和测量偏差的影响。由于这个原因，偏置信号的导数输出受到了干扰，错误地检测了盘倾斜量。

因此，在本发明的光盘设备中，从在两点上的偏置值之间的差值中检测光轴相对于在两个点之间的区域的倾斜量。这样，极大地减轻了包含在偏置分量中的测量偏差和信号噪声的影响，可以精确地检测盘倾斜量。

一旦进行倾斜检测，光盘设备就控制光束以跟踪在盘上具有不同的径向距离的多个位置，并从多个位置中采样聚焦误差信号。聚焦误差信号产生电路31基于从这些多个位置中采样的多个聚焦误差信号产生多个聚焦控制信号。DC偏置分量检测器26基于这些多个聚焦控制信号产生多个DC偏置分量。倾斜检测器27获取通过DC偏置分量检测器26所检测的多个DC偏置分量，并基于在两个DC偏置分量之间的差值检测光轴相对于给定的区域的倾斜量。即，倾斜检测器27基于从在盘上具有不同的径向距离的多个位置中采集的多个偏置分量检测光轴相对于在盘上具有不同的径向距离的多个区域的倾斜量。此外，倾斜检测器27根据相应的区域的倾斜量计算倾斜校正值，并将倾斜校正值存储在倾斜管理表27a中。这样，获得了在盘的整个表面上的倾斜校正值。

一旦响应记录/再现指令将数据记录在预定的区域中，基于通过倾斜检测器27所检测的预定的区域的倾斜校正值控制倾斜校正机构28a，以便根据预定的区域的倾斜校正物镜15的角度。即，校正了光轴相对于预定的区域的倾斜。同样地，一旦从预定的区域中再现数据，基于通过倾斜检测器27所检测的预定的区域的倾斜校正值控制倾斜校正机构28a，以便根据预定的区域的倾斜校正物镜15的角度。即，校正了光轴相对于预定的区域的倾斜。

下文参考附图3概述具有倾斜校正的记录/再现过程。从附图3中可以看出，倾斜检测器27检测相应的区域在盘的整个表面上的倾斜量(ST1)。即，检测相应的区域相对于光束的光轴的倾斜量。此外，倾斜检测器27根据相应的区域的倾斜量计算相应的区域的倾斜校正值(ST2)，并将它们存储在倾斜管理表27a中。

一旦将数据记录在预定的区域上，基于对应于预定的区域的倾斜校正值校正光轴相对于该区域的倾斜(ST3)，然后将数据记录在预定的区域中(ST4)。一旦从预定的区域中再现数据，基于对应于预定的区域的倾斜校正值校正光轴相对于该区域的倾斜(ST3)，然后从预定的区域中再现数据(ST4)。

附图4所示为倾斜检测的实际实例。在附图4中，采用具有120mm的直径的盘形媒体。检测以5-mm递增到具有作为开始点的22mm的盘半径位置的相应区域的倾斜。结果，通过将整个盘表面径向划分为七部分而获得的区域的倾斜校正值可以获得。开始点位置和测量间隔并不限于这些特定的值，可以类似地使用任意值。使用下式基于在区域0的内周边边界位置上的聚焦偏置值d0i和在区域0的外周边边界位置上的聚焦偏置值d0o之间的差值计算区域0的倾斜量T0：

$T0={\sin }^{-1}\frac{d0o-d0i}{5\mathrm{mm}}$

在这种情况下，聚焦偏置值d0i对应于在附图4中所示的22mm的盘径向位置上的聚焦偏置值。在另一方面，聚焦偏置值d0o对应于在附图4中所示的位置[22mm+5mm的盘径向位置]上的聚焦偏置值。

同样地，从在其它的区域的边界的两个相邻点之间的聚焦偏置差值中计算倾斜量。结果，产生了如在附图4中所示的相应的区域的倾斜管理表(T0至T6)。

下文参考附图5描述在多个连续区域上连续地记录数据的连续记录过程和从多个连续区域中连续地再现数据的连续再现过程。如附图5所示，解释用于连续区段(n-1)和(n)的过程。注意，“区段”可以使用事先在盘上定义的区段或为倾斜检测目的设置的新的区段。

ST21所示为数据记录在区段(n-1)上或从区段(n-1)中再现数据的状态。倾斜校正机构28a基于存储在倾斜管理表27a中的校正值T(n-1)校正光轴相对于区段(n-1)的倾斜。在已经校正了光轴相对于区段(n-1)的倾斜之后，将数据记录在区段(n-1)上或从区段(n-1)中再现数据。即，通过从区段(n-1)的前端到尾端跟踪光束，记录或再现数据。

ST22所示为在达到在区段(n-1)和(n)之间的边界时的控制方法。对于区段(n)，要求使用校正值T(n)的倾斜校正。如ST22所示，在区段之间的边界上，临时地中断记录操作并开始再现操作。或者临时地中断再现操作。在这之后，拾取器返回到内周边位置，基于校正值T(n)较正光轴的倾斜。即，光束的跟踪目的地返回到区段(n-1)，从区段(n-1)朝区段(n)的前端跟踪光束。这时，校正了光轴相对于区段(n)的倾斜。要求这种记录或再现操作的临时中断以避免倾斜控制系统的瞬态响应对记录或再现质量的影响。

ST23所示为基于校正值T(n)已经校正了光轴相对于区段(n)的倾斜的状态，并通过链接过程记录或再现操作从记录中断的位置重新开始。即，通过从区段(n)的前端到尾端跟踪光束，记录或再现数据。这样，在根据区段(n)的倾斜适当地校正倾斜的同时可以将数据记录在区段(n)的前端上或从其中再现数据。

通过在盘上的相应的区域的边界上执行上述的一系列操作，通过在整个盘的表面上倾斜控制可以改善记录/再现质量。

下文解释链接过程的实例。即，解释记录数据以使中断之前和之后的数据能够继续的过程的实例。

根据预定的记录格式将要记录的数据转换为ECC(误差校正码)块。又将地址分配给相应的块。具有该地址的块插入在同步信号之间以产生记录数据，并将所产生的记录数据记录在光盘上。即，同步信号(前面的一半)、地址、要记录的数据和同步信号(后面的一半)重复地记录在光盘上。

如ST22所示，在达到区段(n-1)和(n)之间的边界时，中断数据记录。更具体地说，在同步信号的记录的过程中中断数据记录。即，在相邻的块之间的边界上中断数据记录。这时，在数据记录中断位置之前的块的地址作为端部地址存储。在光束的跟踪目的地返回到区段(n-1)并且从区段(n-1)朝区段(n)的前端跟踪光束时，从区段(n-1)朝区段(n)的前端读出已经记录的数据。即，读出了同步信号、地址和要记录的数据。基于读出的地址搜索所记录的部分的端部。在读出的地址与端部地址匹配时，确定包括这个地址的块对应于该端部。如果这样找到了端部块，则将再现操作切换到记录操作，同时在端部块之后再现同步信号。在切换之后，记录数据的记录重新开始。这样，可以连续地记录在中断之前和之后的数据。

注意，记录轨道之间预先压制的控制区域(land pre-pit)形成在光盘上(比如DVD-R等)以容易地找到每个块的头部。基于记录轨道之间预先压制的控制区域可以找到在块之间的边界以重新开始记录。

本发明的功能和效果概述如下。

(1)根据本发明，由于从聚焦控制信号中检测盘倾斜，因此不要求倾斜检测传感器，降低了该设备的成本问题。

(2)根据本发明，由于从在两点上的偏置值之间的差值检测光轴相对于在两点之间的区域的倾斜量，因此可以极大地减轻包含在偏置分量中的测量偏差和信号噪声的影响，并能够精确地检测盘倾斜。

(3)根据本发明，由于在具有不同的倾斜量的每个区域中实施适当的倾斜校正之后在相对较大的区域上执行数据记录/再现过程，因此可以记录/再现数据而不降低记录/再现质量。

本领域的普通技术人员容易理解其它的优点和变型。因此，就广义上讲本发明并不限于在此所描述并示出的具体的细节和有代表性的实施例。因此，在不脱离如附加的权利要求和它们的等效方案所界定的一般发明原理的精神和范围的前提下可以做出各种变型。

Claims (8)

1.一种盘设备，其特征在于包括：

被构造成以光束辐射光盘的记录表面的辐射单元；

被构造成检测通过辐射单元所辐射的光束的反射光的反射光检测单元(17)；

被构造成基于从通过反射光检测单元所检测的反射光中产生的聚焦控制信号控制聚焦的聚焦控制单元(32)；

被构造成在盘上指定具有不同的径向位置的多个区域并基于聚焦控制信号检测相应的区域相对于通过辐射单元所辐射的光束的光轴的倾斜量的倾斜量检测单元(27)；

被构造成根据通过倾斜量检测单元所检测的相应区域的倾斜量计算相应区域的倾斜校正值并基于对应于预定区域的倾斜校正值校正光轴相对于预定区域的倾斜的倾斜校正单元(28a)；和

被构造成在通过倾斜校正单元校正光轴相对于预定区域的倾斜的同时将数据记录在预定区域上的记录单元，

其中倾斜量检测单元基于在对应于两个位置的两个聚焦控制信号的偏置分量之间的差值检测光轴相对于在盘上具有不同的径向距离的两个位置界定的区域的倾斜量。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于进一步包括被构造成在通过倾斜校正单元校正光轴相对于预定的区域的倾斜的同时从预定的区域中再现数据的再现单元。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于进一步包括记录控制单元，该记录控制单元被构造成在将数据连续地记录在第一和第二连续的区域上时，使用倾斜校正单元校正光轴相对于第一区域的倾斜，通过从第一区域的前端到尾端跟踪光束来记录数据，在第一和第二区域之间的边界上临时地中断记录，将光束的跟踪返回到第一区域，在从第一区域朝第二区域的前端跟踪光束的同时使用倾斜校正单元校正光轴相对于第二区域的倾斜，以及通过从第二区域的前端到尾端跟踪光束来记录数据。

4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于进一步包括再现控制单元，该再现控制单元被构造成在从第一和第二连续的区域上连续地再现数据时，使用倾斜校正单元校正光轴相对于第一区域的倾斜，通过从第一区域的前端到尾端跟踪光束来再现数据，在第一和第二区域之间的边界上临时地中断再现，将光束的跟踪返回到第一区域，在从第一区域朝第二区域的前端跟踪光束的同时使用倾斜校正单元校正光轴相对于第二区域的倾斜，以及通过从第二区域的前端到尾端跟踪光束来再现数据。

5.一种数据记录方法，其特征在于包括：

在盘上指定具有不同的径向位置的多个区域并基于用于仅将光束聚焦在盘的记录表面上的聚焦控制信号检测相应的区域相对于光束的光轴的倾斜量(ST1)；

根据相应区域的倾斜量计算相应区域的倾斜校正值(ST2)；

基于对应于预定区域的倾斜校正值校正光轴相对于预定区域的倾斜(ST3)；和

在校正光轴相对于预定区域的倾斜的同时将数据记录在预定区域上(ST4)，

其中基于在对应于两个位置的两个聚焦控制信号的偏置分量之间的差值，使用检测光轴相对于在盘上具有不同的径向距离的两个位置界定的区域的倾斜量的方法来检测相应的区域的倾斜量。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于进一步包括：

在将数据连续地记录在第一和第二连续的区域上时，

校正光轴相对于第一区域的倾斜；

通过从第一区域的前端到尾端跟踪光束来记录数据；

在第一和第二区域之间的边界上临时地中断记录；

将光束的跟踪返回到第一区域，并在从第一区域朝第二区域的前端跟踪光束的同时校正光轴相对于第二区域的倾斜；以及

通过从第二区域的前端到尾端跟踪光束来记录数据。

7.一种数据再现方法，其特征在于包括：

在盘上指定具有不同的径向位置的多个区域并基于用于仅将光束聚焦在盘的记录表面上的聚焦控制信号检测相应的区域相对于光束的光轴的倾斜量(ST1)；

根据相应区域的倾斜量计算相应区域的倾斜校正值(ST2)；

基于对应于预定区域的倾斜校正值校正光轴相对于预定区域的倾斜(ST3)；和

在校正光轴相对于预定区域的倾斜的同时从预定区域中再现数据(ST4)，

其中基于在对应于两个位置的两个聚焦控制信号的偏置分量之间的差值，使用检测光轴相对于在盘上具有不同的径向距离的两个位置界定的区域的倾斜量的方法来检测相应的区域的倾斜量。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于进一步包括：

在从第一和第二连续的区域中连续地再现数据时，

校正光轴相对于第一区域的倾斜；

通过从第一区域的前端到尾端跟踪光束来再现数据；

在第一和第二区域之间的边界上临时地中断再现；

将光束的跟踪返回到第一区域，并在从第一区域朝第二区域的前端跟踪光束的同时校正光轴相对于第二区域的倾斜；以及

通过从第二区域的前端到尾端跟踪光束来再现数据。

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