CN1287359C - 检测径向倾斜的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于检测盘的径向倾斜的方法和装置，该方法比较从分别由位于八分仪光电二极管外侧的四个外侧光接收单元接收到的信号a1、b1、c1和d1获得的相加信号a1+c1和b1+d1的相位，以产生外侧相位比较信号Do；比较从分别由位于八分仪光电二极管内侧的四个内侧光接收单元接收到的信号a2、b2、c2和d2获得的相加信号a2+c2和b2+d2的相位，以产生内侧相位比较信号Di；基于当激光束穿过盘上形成的轨道时获得的内侧和外侧相位比较信号Di和Do，检测径向倾斜，其中，八分仪光电二极管在盘的轨道方向上划分为两部分，而在垂直于盘的轨道方向的方向上划分为四部分。因此，能更加精确地检测径向倾斜。

Description

检测径向倾斜的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于检测盘的径向倾斜的方法和装置。本申请要求以下优先权：在韩国知识产权局申请的韩国专利申请号2002-40401，申请日：2002年7月11日，引用其公开内容作为参考。
背景技术
倾斜(tilt)，其是表示盘的倾斜的参考值，被分类成径向倾斜和切线倾斜。径向倾斜表示在盘的半径方向上的盘的倾斜，而切线倾斜表示在盘的圆周方向上的盘的倾斜。能够从垂直地入射在盘表面上的激光束的入射方向和反射方向之间的角度来测量倾斜。因此，用角度表示倾斜。在DVD的情况中，径向倾斜应该是0.8度或更少而切线倾斜应该是0.3度或更少。
盘驱动器具有通过把激光束维持在盘的记录表面上来将激光束点移动到目标轨道的控制系统、通过把激光束维持在盘的记录表面上来移动激光束点以跟随目标轨道的控制系统、和旋转盘的控制系统。控制系统被分别称为聚焦和寻道伺服控制系统、跟踪伺服控制系统、和旋转伺服控制系统。
盘的径向倾斜的精确检测对这些伺服控制系统来说是重要的。原因是当精确地检测径向倾斜时执行精密伺服控制，其导致盘的顺利再现和记录。
发明内容
本发明提供一种用于有效地检测径向倾斜的方法和装置。
根据本发明的一个方面，提供了一种检测盘的径向倾斜的方法，该方法包括：比较从分别由位于八分仪光电二极管外侧的四个外侧光接收单元接收到的信号a1、b1、c1和d1获得的相加信号a1+c1和b1+d1的相位，以产生外侧相位比较信号Do；比较从分别由位于八分仪光电二极管内侧的四个内侧光接收单元接收到的信号a2、b2、c2和d2获得的相加信号a2+c2和b2+d2的相位，以产生内侧相位比较信号Di；基于当激光束穿过盘上形成的轨道时获得的内侧和外侧相位比较信号Di和Do，通过当外侧相位比较信号Do的电平值实质上是0时读取内侧相位比较信号Di的电平值Rs以及把读出值Rs与比例常量k相乘以计算径向倾斜值，来检测径向倾斜，其中，八分仪光电二极管在盘的轨道方向上划分为两部分，而在垂直于盘的轨道方向的方向上划分为四部分。
根据本发明的另一个方面，提供一种检测盘的径向倾斜的装置。该装置包括：拾取单元，其中安装有八分仪光电二极管；相位比较器，其比较从分别由位于八分仪光电二极管外侧的四个外侧光接收单元接收到的信号a1、b1、c1和d1获得的相加信号a1+c1和b1+d1的相位，以产生外侧相位比较信号Do，以及比较从分别由位于八分仪光电二极管内侧的四个内侧光接收单元接收到的信号a2、b2、c2和d2获得的相加信号a2+c2和b2+d2的相位，以产生内侧相位比较信号Di；和倾斜检测器，其基于由相位比较器产生的内侧和外侧相位比较信号Di和Do，通过当外侧相位比较信号Do的电平值实质上是0时读取内侧相位比较信号Di的电平值Rs以及把读出值Rs与比例常量k相乘以计算径向倾斜值，来在激光束穿过盘上形成的轨道时检测径向倾斜，其中，八分仪光电二极管在盘的轨道方向上划分为两部分，而在垂直于盘的轨道方向的方向上划分为四部分。
根据本发明的再另一个方面，提供一种其中安装有倾斜检测器的盘驱动器，和一种其中安装有盘驱动器的盘记录和再现装置。
附图说明
通过参考附图详细地描述优选实施例，本发明的上面的目的和优点将变得更加明显，其中：
图1是根据本发明的优选实施例的盘驱动器的示意图；
图2和3是安装在拾取单元1中的八分仪光电二极管的光接收表面的示意图；
图4和5是解释由相位比较器22产生的相位比较信号的方框图；
图6是解释激光束穿过轨道所通过的通道的视图；
图7是显示由相位比较器22产生的内侧相位比较信号Di和外侧相位比较信号Do的视图；
图8是显示Rs值和径向倾斜之间关系的曲线图；
图9和10是显示各种条件和Rs值之间关系的曲线图；
图11是显示根据当激光束穿过轨道时变化的径向倾斜值，在内侧和外侧相位比较信号Di和Do中的变化的曲线图；
图12是显示当激光束重复地穿过轨道而关闭跟踪伺服控制时由径向倾斜获得的内侧和外侧相位比较信号Di和Do的视图；
图13是解释根据本发明的优选实施例检测径向倾斜的方法的流程图。
具体实施方式
此后，将参照附图详细地描述本发明的优选实施例。
图1是根据本发明的优选实施例的盘驱动器的示意性视图。参照图1，盘驱动器包括拾取单元1和伺服控制器2。拾取单元1具有向盘100发射激光束的半导体激光器和作为接收从盘100反射的激光束的光接收单元的八分仪光电二极管。八分仪光电二极管具有八个光接收单元。
伺服控制器2包括基于从拾取单元1供给的信号来产生相位比较信号的相位比较器21和基于由相位比较器21产生的相位比较信号来检测径向倾斜的倾斜检测器22。相位比较器21比较从由安装在拾取单元1中的八分仪光电二极管的外侧光接收单元接收的信号a1、b1、c1、和d1获得的相加信号a1+c1和b1+d1的相位以产生外侧相位比较信号Do。同样地，相位比较器21比较从由八分仪光电二极管的内侧光接收单元接收的信号a2、b2、c2、和d2获得的相加信号a2+c2和b2+d2的相位以产生内侧相位比较信号Di。倾斜检测器22基于外侧和内侧相位比较信号Do和Di检测径向倾斜。
图2和3是显示安装在拾取单元1中的八分仪光电二极管的光接收表面。参考图2，八分仪光电二极管具有八个光接收单元。在八分仪光电二极管外面的四个光接收单元被叫做外侧光接收单元，而在八分仪光电二极管里面的四个光接收单元被叫做内侧光接收单元。四个外侧光接收单元分别地接收信号a1、b1、c1、和d1，而四个内侧光接收单元分别地接收信号a2、b2、c2、和d2。
外侧和内侧光接收单元的光接收表面是矩形的。在这个实施例中，内侧光接收单元的光接收表面的矩形形状都相同，而外侧光接收单元的光接收表面的矩形的形状都相同。同样，设置在盘的轨道方向(t方向)上的内侧光接收单元的光接收表面的两侧和外侧光接收单元的光接收表面的两侧是相同的。设置在与盘的轨道方向(t方向)相垂直的外侧光接收单元的光接收表面的其它两侧与设置在与盘的轨道方向(t方向)相垂直的内侧光接收单元的光接收表面的其它两侧相比是较长的。
参照图3，现在将描述用于形成光接收表面的需求。换句话说，确定内侧光接收单元接收从盘100反射的光束的第-1阶次和第1阶次光束的部分，或不接收第-1阶次和第1阶次光束的全部，并且外侧光接收单元接收第0阶次和第-1阶次光束，或第0阶次和第1阶次光束。在参考图3描述的实施例中，设置边界线l1和l2，以便内侧光接收单元仅仅接收第0阶次光束而不接收第1阶次光束。但是，可以设置边界线l1和l2，以便内侧光接收单元接收第-1阶次或第1阶次光束的部分。
图4和5是解释由相位比较器21产生的相位比较信号的视图。
相位比较器21包括如在图4和5中示出的相位比较块。该相位比较块产生输入信号a1、b1、c1、d1、a2、b2、c2、和d2的相加信号，计算在两个相加信号之间的AC分量的差异，并且输出相位比较信号。如在图4中示出的，通过比较参考图2和3描述的由八分仪光电二极管的外侧光接收单元接收的信号的相加信号a1+c1和b1+d1的相位，来获得外侧相位比较信号Do。如在图5中示出的，通过比较由内侧光接收单元接收的信号的相加信号a2+c2和b2+d2的相位，来获得内侧相位比较信号Di。
图6是解释激光束穿过轨道所通过的通道的视图。
当拾取单元1穿过(cross)在盘100中形成的轨道时，激光束沿图6中示出的通道行进。因为盘100旋转，通道倾向于不和轨道相垂直。
图7是显示由相位比较器22产生的内侧相位比较信号Di和外侧相位比较信号Do的视图。已给出的实验条件是激光束的波长是405nm，数码孔径(NA)是0.85，和轨道间距(TP)是0.32。此后，在相同的实验条件下作出曲线。
当拾取单元1跟踪轨道时，内侧和外侧比较信号Di和Do具有几乎接近0的值。但是，当拾取单元1沿图6中所示的轨道行进时，即，当拾取单元1穿过轨道时，内侧和外侧比较信号Di和Do分别描绘余弦和正弦曲线。当拾取单元1穿过轨道时，内侧和外侧比较信号Di和Do具有相反的相位。当经过1/2轨道间距时，外侧相位比较信号Do的电平值变成零。但是，外侧相位比较信号Do的实际电平值变成零的时间点不一定等于外侧相位比较信号Do经过1/2轨道间距的时间点。由于噪声，在时间点之间可能发生误差。当外侧相位比较信号Do的电平值变成零时，内侧相位比较信号Di的电平值具有不是零的值。这个值叫做Rs值。
图8是显示Rs值和径向倾斜之间关系的曲线图。参考图8，能够看到Rs值与径向倾斜成反比。换句话说，由等式1给出径向倾斜。
径向倾斜＝K*Rs          …(1)
这里k是比例常量。
图9和10是显示各种条件和Rs值之间关系的曲线图。这里，Rs值是通过5次测量Rs值获得的平均值。
图9(a)显示在转移(detrack)和Rs值之间的关系。转移指示拾取单元1未跟踪轨道，即，激光束点从轨道的中央发生偏离。零指示激光束点位于轨道的中央。同样，值±d1，±d2，或±d3表示激光束点与轨道中央的偏离范围，并且当该值越大时，偏离范围变得越大。例如，10％的转移间距表示激光束点从轨道中央发生轨道间距的10％的偏移。在图9(a)中，能够看到转移几乎不影响Rs值。
图9(b)显示在散焦和Rs值之间的关系。散焦指示拾取单元1的激光束焦点被进行散焦。零表示精密聚焦激光束。同样，值±df1，±df2，或±df3表示激光束的散焦范围，并且当值越大时，散焦范围变得越大。在图9(b)中，能够看到散焦也几乎不影响Rs值。
图9(c)显示在切向倾斜和Rs值之间的关系。在图9(c)中，能够看到切向倾斜也几乎不影响Rs值。
图9(d)显示在盘的厚度和Rs值之间的关系。以零为基础，±t1，±t2，和±t3表示是否盘的厚度是薄的或厚的。在这些值中，较大值表示盘的厚度是较厚的。在图9(d)中，能够看到盘的厚度也几乎不影响Rs值。
图10(a)的结果与图8的结果相同，和图10(b)显示径向倾斜和Rs值之间的关系，其具有10％的转移间距。在图10(b)中，能够看到虽然发生10％的转移，Rs值仍然与径向倾斜成比例。因此，虽然激光束从轨道发生偏离，即，拾取单元1没有跟踪轨道，仍然能从Rs值获得径向倾斜。
图11是显示当激光束穿过轨道时，根据变化的径向倾斜值，在内侧和外侧相位比较信号Di和Do中发生的变化。
图11(a)显示当径向倾斜值是-1.0度时获得的内侧和外侧相位比较信号Di和Do。当外侧相位比较信号Do的电平值是零时，Rs值是正的。换句话说，当径向倾斜值是-1.0度时，Rs值是正的。
图11(b)显示当径向倾斜是0时获得的内侧和外侧相位比较信号Di和Do。当外侧相位比较信号Do的电平值是零时，Rs值也是零。换句话说，当径向倾斜值是零时，Rs值也是零。
图11(c)显示当径向倾斜是+1.0度时获得的内侧和外侧相位比较信号Di和Do。当外侧相位比较信号Do的电平值是零时，Rs值是负的。换句话说，当径向倾斜是+1.0度时，Rs值是负的。
图12显示当激光束重复地穿过轨道而没有跟踪伺服控制时根据径向倾斜获得的内侧和外侧相位比较信号Di和Do。
图12(a)显示当径向倾斜值是-1.0度时获得的内侧和外侧相位比较信号Di和Do。当径向倾斜值是-1.0度时，内侧相位比较信号Di的上边和下边包络线的电平值被向上偏压了。
图12(b)显示当径向倾斜值是零时获得的内侧和外侧相位比较值。当径向倾斜值是零时，内侧相位比较信号Di的上边和下边包络线的电平值相对于零是对称的。
图12(c)显示当径向倾斜值是+1.0度时获得的内侧和外侧相位比较信号Di和Do。当径向倾斜值是+1.0度时，内侧相位比较信号Di的上边和下边包络线的电平值被向下偏压了。
当放大图12的曲线图，并且外侧相位比较信号Do的电平值是零时，获得如参考图11描述的Rs值。但是，在图12中，能够看到可以基于当激光束重复地穿过轨道而没有跟踪伺服控制时各曲线图中示出的特性以及内侧相位比较信号Di的上边和下边包络线的电平值的偏置计算径向倾斜。通过测量在内侧相位比较信号Di的峰到峰值或中心值(峰到峰值的中间值)中的变化和基于测量的变化确定比例常数能检测径向倾斜。
在倾斜检测器22检测径向倾斜之后，驱动器2基于已检测的径向倾斜产生补偿信号并且执行伺服控制。基于已检测的径向倾斜产生补偿信号的方法可以采用在传统伺服控制中使用的方法。产生补偿信号本身的方法在本发明的范围之外，因此将省略其详细的描述。
根据本发明检测径向倾斜的方法现在将基于上述的结构被描述。
图13是解释根据本发明的优选实施例检测径向倾斜的方法的流程图。参考图13，在步骤1301中，比较从由八分仪光电二极管的外侧光接收单元接收的信号a1、b1、c1、和d1获得的相加信号a1+c1和b1+d1的相位，以产生外侧相位比较信号Do。比较从由八分仪光电二极管的内侧光接收单元接收的信号a2、b2、c2、和d2获得的相加信号a2+c2和b2+d2的相位，以产生内侧相位比较信号Di。在步骤1303中，基于当激光束穿过形成在盘100中的轨道时获得的内侧和外侧相位比较信号Di和Do来检测径向倾斜。可以通过当外侧相位比较信号Di的电平值是零时读取内侧相位比较信号Di的电平值Rs、把读取的Rs值乘以比例常数k、和计算径向倾斜的方法实现步骤S1303。
同时，先前描述的盘驱动器2被安装进例如计算机、DVD播放器等的记录/再现装置中。因此，当在盘上记录数据或从盘中再现数据时，能够改善盘记录/再现装置的性能。
如上所述，根据本发明，用于基于当激光束穿过轨道时获得的内侧和外侧相位比较信号Di和Do检测径向倾斜的方法和装置。特别地，根据本发明作为用于检测径向倾斜的基本值的Rs值几乎不受其它条件，转移，散焦，盘的厚度，和切向倾斜的影响，并且仅仅与径向倾斜成比例。因此，检测径向倾斜的特性是优秀的。特别地，因为甚至当已给定转移时，Rs值与径向倾斜成比例，所以检测径向倾斜的特性是优秀的。

Claims (10)

1.一种检测盘的径向倾斜的方法，该方法包括：
接收位于八分仪光电二极管外侧的四个外侧光接收单元的输出信号a1、b1、c1和d1，将位于对角方向的信号a1与c1和b1与d1分别相加获得相加信号a1+c1和b1+d1，比较相加信号a1+c1和b1+d1的相位，以产生外侧相位比较信号Do；
接收位于八分仪光电二极管内侧的四个内侧光接收单元的输出信号a2、b2、c2和d2，将位于对角方向的信号a2与c2和b2与d2分别相加获得相加信号a2+c2和b2+d2，比较相加信号a2+c2和b2+d2的相位，以产生内侧相位比较信号Di；
基于当激光束穿过盘上形成的轨道时获得的内侧和外侧相位比较信号Di和Do，通过当外侧相位比较信号Do的电平值实质上是0时读取内侧相位比较信号Di的电平值Rs以及把读出的电平值Rs与比例常量k相乘以计算径向倾斜值，来检测径向倾斜，
其中，八分仪光电二极管在盘的轨道方向上划分为两部分，而在垂直于盘的轨道方向的方向上划分为四部分。
2.根据权利要求1的方法，其中内侧和外侧光接收单元是矩形的，并且设置在盘的轨道方向的内侧光接收单元的边长和设置在盘的轨道方向的外侧光接收单元的边长相同，设置成垂直于盘的轨道方向的外侧光接收单元的边长比设置成垂直于盘的轨道方向的内侧光接收单元的边长长。
3.根据权利要求1的方法，其中内侧光接收单元接收第-1阶次和第1阶次光束的部分。
4.根据权利要求3的方法，其中外侧光接收单元接收第0阶次光束以及第-1阶次和第1阶次光束中的一个。
5.一种用于检测盘的径向倾斜的装置，该装置包括：
拾取单元，其中安装有八分仪光电二极管；
相位比较器，其比较相加信号a1+c1和b1+d1的相位以产生外侧相位比较信号Do，并比较相加信号a2+c2和b2+d2的相位以产生内侧相位比较信号Di，其中信号a1、b1、c1和d1分别是位于八分仪光电二极管外侧的四个外侧光接收单元的输出信号，相加信号a1+c1和b1+d1是通过将位于对角方向的信号a1与c1和b1与d1分别相加所获得的，而信号a2、b2、c2和d2分别是位于八分仪光电二极管内侧的四个内侧光接收单元的输出信号，相加信号a2+c2和b2+d2是通过将位于对角方向的信号a2与c2和b2与d2分别相加所获得的；和
倾斜检测器，其基于由相位比较器产生的内侧和外侧相位比较信号Di和Do，通过当外侧相位比较信号Do的电平值实质上是0时读取内侧相位比较信号Di的电平值Rs以及把读出的电平值Rs与比例常量k相乘以计算径向倾斜值，来在激光束穿过盘上形成的轨道时检测径向倾斜，
其中，八分仪光电二极管在盘的轨道方向上划分为两部分，而在垂直于盘的轨道方向的方向上划分为四部分。
6.根据权利要求5的装置，其中内侧和外侧光接收单元是矩形的，并且设置在盘的轨道方向的内侧光接收单元的边长和设置在盘的轨道方向的外侧光接收单元的边长相同，设置成垂直于盘的轨道方向的外侧光接收单元的边长比设置成垂直于盘的轨道方向的内侧光接收单元的边长长。
7.根据权利要求5的装置，其中内侧光接收单元接收第-1阶次和第1阶次光束的部分。
8.根据权利要求7的装置，其中外侧光接收单元接收第0阶次光束以及第-1阶次与第1阶次光束中的一个。
9.一种盘驱动器，其中安装有权利要求5所述的、检测盘的径向倾斜的装置。
10.一种盘记录/再现装置，其中安装有权利要求9所述的盘驱动器。
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