CN1271929A - 盘片驱动单元 - Google Patents

Abstract

提供一种能够通过鉴别在盘片表面上的污染物与在记录平面上的缺陷,对应于污染物和缺陷进行控制的盘片驱动单元。在与来自盘片的反射光相对应的进入信号PI中,产生缺陷检测信号和污染物检测信号。当缺陷检测信号处于低电平时,系统控制器重试记录操作,或者当污染物检测信号处于低电子时增加激光。控制激光二极管的输出光量,从而激光二极管的输出光与来自盘片的反射光的乘积总计为预定值。

Description

盘片驱动单元

本发明涉及盘片驱动单元。

迄今为止，已有通过把激光照射到诸如盘片的记录媒体来记录/再现数据的多种设备。

例如，作为这种光盘记录媒体，已发展了适于多媒体使用的CD(紧致盘片)型盘片和被称为DVD(数字通用(versatile)盘片/数字视频盘片)的盘片。适应那些光盘的记录装置把由记录数据调制的激光照射到盘片上的磁道上来例如运用相位改变记录法记录数据。

然而，由于例如通过无保护的方法(naked manner)处理DVD本身，所以有可能当用户使用盘片时盘片的表面聚集了灰尘或被刮伤。这种灰尘和刮痕(下面，将在盘片的表面上的诸如灰尘和刮痕的那些将称为污染物(contaminant))变成阻挡激光的一种因素。当在上述盘片的表面上的污染物阻挡激光时，到达记录平面的光量下降，从而导致不能正确地记录数据的情况。

此外，由于在盘片制造处理过程中，在记录平面上的污染物或缺陷(defect)使得从盘片反射的光量改变。因此，稳定地执行聚焦伺服控制和循迹伺服控制变得很难，这是因为它不能获得正常聚焦误差信号，循迹误差信号，等等。

于是，通过例如根据从盘片反射的光量变化检测这种缺陷并保持伺服信号或者停止记录操作一次来例如根据检测结果重新尝试，可以获得正常记录条件。

然而，通过把从诸如主机的外设设备提供的存储器数据一次存储在设在盘片驱动单元内的缓冲器存储器中，并通过读取存储在缓冲器存储器中的记录数据，执行盘片驱动单元的记录操作。即，当重试次数增加时，从缓冲器存储器读取记录数据的频率降低。因此，特别当记录实时连续提供的图象数据(视频数据)时，读出的数据量相对于读入的数据量降低，缓冲器存储器的存储区已充满，而且可能丢失一些数据。即，存在着重试次数增加的问题，而且当在盘片表面上的污染物增加时稳定地执行记录操作变得很难。

为了解决这些问题，根据本发明，盘片驱动单元包括包括；光头装置，用于通过物镜把激光照射到装载的盘片记录媒体，从而至少照射记录数据；物镜驱动机构，用于根据某些控制信号，沿着接触/分开至/自盘片记录媒体的方向以及所述盘片记录媒体的半径方向，移动所述物镜；反射光量检测装置，用于检测照射到所述盘片记录媒体的光束的反射光量；光量减少速度鉴别装置，用于鉴别由所述反射光量检测装载检测到的所述光量的减小速度是否快于某一时间常数；和激光输出控制装置，用于根据所述光量减小速度鉴别装置的所述鉴别结果，控制所述激光的输出大小。

盘片驱动单元还包括包括：光头装置，用于通过物镜把激光照射到装载的盘片记录媒体，从而至少记录数据；输出光量检测装装置，用于检测从所述物镜输出的激光的输出光量；反射光量检测装置，用于检测照射到所述盘片记录媒体的光束的反射光量；和输出光量控制装置，用于控制所述输出光量的输出大小，从而所述输出光量和所述反射光量的乘积变成预定值。

本发明允许根据来自盘片记录媒体的反射光量的变化速度鉴别反射光量的变化。于是，它允许对应于反射光量的变化进行所需控制。

还可以通过使激光与来自盘片记录媒体的反射光的乘积保持一定，来保持到达盘片记录媒体的记录平面的激光量。

从下面的说明和附图，本发明的特定本质以及其他目的、用途和优点将显而易见。

图1是示出根据本发明的一个实施例的盘片驱动单元的主要部分的方框图；

图2是用于解释从物镜输出的光束和在盘片上的光束的照明区的直径的图示；

图3是用于解释在盘片的表面上的灰尘和在盘片的记录平面上的缺陷的示图；

图4是用于解释反射光鉴别(discriminating)部分的结构例子的示图；

图5A至图5G是示出在反射光鉴别部分中的各区域的信号波形的示图；和

图6是示出根据本发明的另一个实施例的盘片驱动单元的主要部分的方框图。

下面，将解释本发明的盘片驱动单元的实施例。装载在该例子的盘片驱动单元中的光盘可以是诸如CD-R的CD型盘片和称为DVD(数字通用盘片/数字视频盘片)的盘片。本发明还适用于适应其他类型光盘的盘片驱动单元。

图1是示例盘片驱动单元的主要部分的方框图。这种盘片驱动单元实施与来自连接主机100的请求相对应的数据记录/再现操作。

例如，盘片90是DVD型盘片或诸如CD-R和CD-ROM的CD型盘片。把盘片90安装在转台(turn table)7上并由在记录/再现数据中的拾取器(pickup)1以恒定的线速度(CLV)或恒定角速度(CAV)旋转它。

拾取器1读取以压纹坑点(emboss pit)模式或相位变化坑点(phasechange pit)(记号)模式记录在盘片90中的数据，或记录/擦除数据，如相位变化坑点(记号)。

在拾取器1中形成的是作为激光源的激光二极管4、用于检测反射光的光检测器5、作为激光输出端的物镜2和用于通过物镜2把激光照射到盘片记录平面并引导反射光到光检测器5的光学系统。

通过双轴机构3沿着循迹和聚焦方向可移动地保持物镜2。

还通过滑动机构(sledding mechanism)8沿着盘片半径方向可移动地保持整个拾取器1。

光检测器5检测来自盘片90的反射光的信息，并向RF放大器9提供它作为与接收光量相对应的电信号，其中通过照射激光可在再现/记录数据中获得上述信息。

RF放大器9包括电流-电压变换电路、矩阵计算/放大器电路和与来自诸如光检测器5的多个光接收元件的输出电流相对应的其他元件，以通过矩阵计算处理产生所需信号。例如，它产生作为再现数据的RF信号、用于伺服控制的聚焦误差信号FE、循迹误差信号TE或作为反射光的总和信号的进入信号(pull-in signal)PI。

向二进制电路11提供从RF放大器9输出的RF信号，同时向伺服处理器14提供聚焦误差信号FE和循迹误差信号TE。

设置反射光鉴别部分23，以便能够根据进入信号PI的电平变化速度，鉴别在盘片的表面上的污染物(灰尘，刮痕、等等)或记录平面的缺陷，如下详述，并向系统控制器10提供鉴别信号。

在再现来自盘片90的数据的操作过程中，通过由二进制电路11二进制化(binarize)，把由RF放大器9获得的RF信号转换成所谓的EFM信号(8-14调制信号：在CD型盘片的情况下)或EFM+信号(8-16调制信号：在DVD型盘片的情况下)，并向编码器/解码器12提供它。编码器/解码器12根据需要实施EFM解调和误差校正处理或者CD-ROM解码和MPEG解码处理，以再现从盘片90读取的信息。

通过缓冲器管理器21的操作，把由编码器/解码器12解码的数据存储在高速缓冲存储器20中，以实施写到/读自高速缓冲存储器20的处理。即，执行所谓的缓冲操作。

传递从高速缓冲存储器20中缓冲的数据，而且输出它作为来自再现单元的再现输出。

注意，在系统控制器10(作为固件控制)的控制下，传递来自高速缓冲存储器20的数据输出。

把接口部分13与外设主机100相连来发送再现数据和在主机100之间传播读取命令。

即，通过接口部分13传递存储在高速缓冲存储器20中的再现数据，并输出到主机100。

通过接口部分13向系统控制器10提供来自主机100的读取命令和其他信号。

伺服处理器14根据来自RF放大器9的聚焦误差信号FE和循迹误差信号TE以及来自编码器/解码器12或系统控制器10的主轴误差信号SPE，产生聚焦、循迹、滑块(sled)和主轴的各种伺服驱动信号，以执行伺服操作。

即，它产生与聚焦误差信号FE和循迹误差信号TE相对应的聚焦驱动信号和循迹驱动信号，来向双轴驱动器16提供。双轴驱动器16驱动在拾取器1中的双轴机构3的聚焦和循迹线圈。从而，由拾取器1、RF放大器9、伺服处理器14、双轴驱动器16和双轴机构3构成循迹伺服环路和聚焦伺服环路。

注意，虽然在聚焦误差信号FE为零的点和可能最有效地从盘片90再现信息的点(即，再现RF信号的幅度最大的点)必须理想地相同，但是实际上这些点相互偏离。将这种偏离称为聚焦偏移(bias)，而且控制伺服系统，从而通过安排它从而把与聚焦偏移相对应的偏置电压加到聚焦误差信号FE，把聚焦状态会聚在再现RF信号的幅度最大的点上。

循迹偏移同样存在于循迹误差信号TE中。

伺服处理器14还向主轴马达驱动器17提供与主轴误差信号SPE相对应产生的主轴驱动信号。与主轴驱动信号相对应，主轴马达驱动器17例如向主轴马达6提供三相驱动信号，来执行主轴马达6的CLV旋转。伺服处理器14还产生与来自系统控制器10的主轴跳动/制动(kick/brake)控制信号相对应的主轴驱动信号，来使得主轴马达驱动器17执行诸如启动和停止的主轴马达6的操作。

伺服处理器14产生作为循迹误差信号TE的低范围分量所获得的滑块误差信号，并根据来自系统控制器10访问执行的控制，来产生滑块驱动信号，以向滑块驱动器15提供。与滑块驱动信号相对应，滑块驱动器15驱动滑动机构8。虽然图未示，但是滑动机构8具有这样的机构，它包括用于保持拾取器1的主轴(shaft)、滑块马达、传送齿轮，等等。根据滑块驱动器15对应于滑块驱动信号驱动滑块马达8的需要，滑动地移动拾取器1。

激光驱动器18驱动在拾取器1中的激光二极管4，从而照射激光。

在执行用于至/自盘片90的记录/再现数据的操作过程中，系统控制器10设定在自动功率控制电路(下面，称为APC电路)19中的激光功率的控制值，而且APC电路19控制激光驱动器18，从而输出与激光功率值相对应的激光。

在用于把数据记录到盘片90的操作过程中，把对应于记录数据调制的信号加到激光驱动器18。

例如，在把数据记录到可记录型的盘片90的过程中，在经历添加误差校正码、EFM+调制、NRZI调制和由编码器/解码器12执行的其他处理之后，向激光驱动器18提供从主机100向接口部分13提供的记录数据。

于是，当激光驱动器18导致激光二极管4对应于记录数据照射激光时，把数据记录到盘片90。

由微机构成的系统控制器10控制各种操作，诸如上述的伺服、解码和编码。例如，作为对一系列再现操作的控制，系统控制器10向伺服处理器14发出命令作为对应于来自主机100的读取命令，读取所需数据部分的操作，而且使得拾取器1根据读取命令，通过把目标指向需要传递的数据部分执行访问操作。于是，在访问结束之后，系统控制器10使得伺服处理器14读取数据，使得编码器/解码器12和高速缓冲存储器20执行所需处理和控制，从而将来自接口部分13的再现数据(所需数据)传递到主机100。

在控制记录操作时，系统控制器10向伺服处理器14发出命令，作为用于写入对应于来自主机100的写命令的所提供数据，以使得拾取器1执行用于访问写入起始位置的操作。于是，在结束访问之后，系统控制器10使得高速缓冲存储器20、编码器/解码器12、激光驱动器18和其他执行所需处理来把记录数据(所提供数据)记录到盘片90。

图2是用于解释从物镜2输出的光束照射在表面上的区域尺寸与盘片90的记录平面的关系的图解。应注意，该图是平面图，而且通过它的直径示出照射光束的区域。

在该图中，将物镜2的数值孔径NA(sinθ)标为NAo，把盘片衬底90c的折射率标为n1，把从盘片的表面90a到记录平面90b的厚度标为t和把当盘片90旋转时的线速度标为V。在这种情况下，假定从物镜2输出的光束聚焦到记录平面90b上，可将光束照射在盘片的表面90a的区域的直径Ds表示如下： $\mathrm{DS}=\frac{2t\left(\frac{\mathrm{NAo}}{\mathrm{nl}}\right)}{\sqrt{1-\left(\frac{\mathrm{NAo}}{\mathrm{nl}}\right)\left(\frac{\mathrm{NAo}}{\mathrm{nl}}\right)}}----\left(1\right)$

当光束的波长是λ时，可将光束照射到记录平面90b上的焦点的照射区域直径Df表示如下：

Df＝1/NA

例如，在DVD的情况下，NAo＝0.6，n1＝1.55，t＝0.6和λ＝650nm，从而Ds＝0.50mm和Df＝1.08μm。

这里，假设与照射到盘片表面90a的光束的直径Ds相比较足够大的带状污染物95几乎完全吸收光束，如图3a的图解所示，可将当光束开始被阻挡到它几乎完全被阻挡的时间ts表示如下：

ts＝Ds/V

当在该例子中V＝5.0m/s时，ts＝100μs。

还假设与照射到记录表面90b的光束的直径Df相比较足够大的带状缺陷96几乎完全吸收光束，如图3b的图解所示，例如，从光束开始被阻挡到它完全被阻挡的时间tf表示如下：

tf＝Df/V

当在该例子中V＝5.0m/s时，tf＝216ns。

因此，在进入信号PI的电平减小时间出现反射光量变化，并可表示如下：

ts＞tf

即，根据与进入信号PI的电平变化相对应的时间，可以鉴别在盘片表面90a上的污染物95与记录平面90b的缺陷96。

注意，图解示出在图3b中的记录平面90b中所示的缺陷96，来解释它的位置和尺寸。

图4是用于解释反射光鉴别部分23的结构例子的方框图，其中上述反射光鉴别部分23根据从RF放大器9输出的进入信号PI鉴别污染物95与缺陷。注意，在标为(a)至(g)的区域中的信号波形分别与图5A至5G中的信号相对应。

在图5A中的进入信号PI示出例如受缺陷96和污染物95的影响的条件，以及其程度随着上述时间ts或时间tf而变化。向具有某一时间常数的微分器(differentiator)41提供图5A中的这样进入信号PI，然后向电平比较器42提供作为在反射光鉴别部分23中的图5B中的差分信号。通过使得时间常数几乎在时间tf和时间ts的中点处，形成该微分器41。

电平比较器42用某一参考值ref二进制化(binarize)图5B中的差分信号，并输出图5C中的二进制信号。即，由于在微分器41中设定几乎在时间tf和时间ts的中点处的时间常数，所以在图5C中的二进制信号是与相对快速减小的电平相对应的信号。

电平比较器43通过某一参考值ref对在图5A中的进入信号PI二进制化，而且输出图5D中的二进制信号。在图5D中的该二进制信号是与图5A中的进入信号PI的电平变化相对应的输出。

由倒相器(inverter)44对来自电平比较器42的图5C的二进制信号倒相，然后向RS触发器45的置入端提供。将向RS触发器45的复位端以及或门46提供来自电平比较器43的在图5D中的二进制信号。通过用图5C中的二进制信号设置并通过用图5D中的二进制信号复位，RS触发器45输出与由在图5A中的进入信号PI中的记录平面90b的缺陷所致的电平变化相对应的在图5E中的缺陷检测信号。即，在图5E中的输出信号是这样的输出信号，即例如对应于由在图5A中的进入信号PI中的记录平面90b的缺陷所致的电平变化，转向低电平。

向或门46提供RS触发器45的在图5D中的二进制信号和在图5F中的反相信号，来输出各信号的逻辑和。即，将在图5D中的二进制信号为在或门46中的图5F中的反相信号所掩盖，以形成图5G中的污染物检测信号。在图5G中的该污染物检测信号是这样的输出信号，即它对应于由在图5A中的进入信号PI中的盘片表面90a上的污染物95所致的电平变化，转向低电平。

反射光鉴别部分23如上所述产生在图5E中的缺陷检测信号，以及图5G中的污染物检测信号，并向系统控制器10提供。

当例如在图5G中的污染物检测信号处于低电平，系统控制器10控制APC电路19来增加从激光二极管4输出的激光量，来补偿由污染物导致减小的反射光量。它允许将在记录平面90b上的焦点处的光量保持在预定程度，而且可以减小记录条件恶化的程度。

通过假设在记录平面90b上检测到缺陷96，当在图5E中的缺陷检测信号处于低电平时，系统控制器10驱动双轴机构3，同时保持聚焦驱动信号和循迹驱动信号。它允许抑制聚焦伺服和循迹伺服由于该缺陷而偏离。注意，可以驱动拾取器1，同时保持在一些情况下的滑块误差信号。

当在图5E中的缺陷检测信号的低电平期间持续大于预定时间，系统控制器10重试记录操作。

由于如上所述根据进入信号PI的电平变化速度可以鉴别在盘片90上的污染物95和缺陷96，所以可以通过增加激光量来连续进行记录，而无需当在盘片表面90a上检测到污染物95时重新尝试。即，可以稳定记录，同时当把诸如视频图象的对应于实时的数据记录在其表面90a上具有大量污染物的盘片90上时抑制重试的次数。

同样当由于在这种情况下重试记录操作，所以当在某一程度时间内连续检测到缺陷时，可以实现稳定记录操作。

注意，虽然在实施例的描述中例示了记录数据的情况，但是本发明同样可用于再现数据的情况。即，当由于污染物等阻挡使得不能获得良好的再现信号时，通过增加来自激光二极管4的激光量，可以保持到达记录平面的激光量。

顺便说一下，例如，由系统控制器10设定的APC电路19的控制值控制从激光二极管4输出的激光功率。于是，可以在APC电路19的控制下获得预定的激光输出，即使当由于污染物等使得来自盘片90的反射光量减小以及从激光二极管4输出的激光量之差变大。

在这种情况下，例如，如图6所示，在拾取器1中形成用于检测从激光二极管4输出的激光量的光检测器50和用于相对于光检测器50引导从激光二极管4输出的激光(输出光)的光学系统。于是，计算由用于检测来自盘片90的激光的光检测器5检测到信号与由用于检测来自激光二极管4的输出光量的光检测器50检测到的信号乘积，以根据该乘积控制APC电路19。

即，向积分器部分60提供由光检测器5检测到并通过RF放大器9的检测信号D1和由光检测器50检测到并通过放大器51的检测信号D2，而且例如向系统控制器10提供由积分器部分60求积分的积分信号D3。虽然系统控制器10设定在APC19处的激光功率的控制值，如图1所示，但是它设定控制值，其中上述控制值允许获得使积分信号D3变成预定值的激光量。从而，当例如由于污染物导致来自盘片90的反射光量减小时，在APC电路19处设定增加激光的控制值。即，通过根据积分信号D3执行APC电路19的控制，系统控制器10可以保持到达记录平面90a的激光量。

于是，通过根据检测信号D1和D2的积分信号D3控制APC电路19，可以对应于污染物等控制激光信号，而不较明显改变电路。因此，可以实现稳定记录操作，而不执行重试，即使例如在盘片90的表面上存在污染物的时候。

该例子还可用于再现数据。即，当由于污染物阻挡等使得不能获得良好的再现信号时，通过增加来自激光二极管4的激光量，可以保持到达记录平面的激光量。

虽然已描述较佳上述实施例，但是对于熟悉本技术领域的人员而言，对其的变化落在由下列权利要求书所描述的本发明的构思范围内。

Claims (5)

1.一种盘片驱动单元，其特征在于，包括；

光头装置，用于通过物镜把激光照射到装载的盘片记录媒体，从而至少照射记录数据；

物镜驱动机构，用于根据某些控制信号，沿着接触/分开至/自所述盘片记录媒体的方向以及所述盘片记录媒体的半径方向，移动所述物镜；

反射光量检测装置，用于检测照射到所述盘片记录媒体的光束的反射光量；

光量减小速度鉴别装置，用于鉴别由所述反射光量检测装置检测到的所述光量的减小速度是否快于预定值；和

激光输出控制装置，用于根据所述光量减小速度鉴别装置的所述鉴别结果，控制所述激光的输出大小。

2.如权利要求1所述的盘片驱动单元，其特征在于，所述激光输出控制装置进行控制，从而当作为所述光量减小速度鉴别装置的鉴别结果，所述光量的减小速度慢于预定值时，增加所述激光的输出大小。

3.如权利要求1所述的盘片驱动单元，其特征在于，还包括物镜控制装置，用于保持伺服信号，以当所述反射光量检测装置检测到反射光量减小时控制所述物镜的操作。

4.如权利要求3所述的盘片驱动单元，其特征在于，还包括记录控制装置，用于当反射光量在超出预定时间内持续减小时，重试记录操作。

5.一种盘片驱动单元，其特征在于，包括：

光头装置，用于通过物镜把激光照射到装载的盘片记录媒体，从而至少照射记录数据；

输出光量检测装装置，用于检测从所述物镜输出的激光的输出光量；

反射光量检测装置，用于检测照射到所述盘片记录媒体的光束的反射光量；和

输出光量控制装置，用于控制所述输出光量的输出大小，使所述输出光量和所述反射光量的乘积变成预定值。

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