CN1293544C - 光盘装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的光盘装置，可防止CD-R光驱等在数据记录中的脱离磁道。该光盘装置利用主光束加法放大器、样本保持电路及带通滤波器抽出数据记录中的折返光信号所含的颤动成份，颤动成份在上轨时大约为零；在向内圈侧或外圈侧离轨的场合，以相位互相反转的信号输出。用加法放大器将在播放功率时得到的颤动信号与颤动成份予以加成，再于CPU由该加法信号的振幅判定向内圈侧或向外圈侧离轨，并调整追踪偏差。

Description

光盘装置
技术领域
本发明的光盘装置，为关于在所定的周期有磁道蛇行(颤动)现象的光盘，进行数据记录的光盘装置。
背景技术
在CD-R等光盘记录数据的光盘装置。为光盘的弯曲或光盘的膜特性，激光二极管的波长变动等原因，使小孔(pit)不在磁道(track)中心形成，有小孔位移(离轨)时，照样记录的场合。即在CD-R的记录中，在记录数据的间隙图案(space pattern)时间照射播放功率，此时，虽对由光盘折返的光信号保持样品，联线到焦点服务器及追踪服务器，但由播放功率到记录功率提高功率时，包含LD的光学系统发生光学常数变动，记录数据的小孔图案(pit pattern)形成时由中心位移，产生记录的播放信号劣化的问题。
该位移量因每一部光盘装置互异，虽有考虑在存储器存储固定的位移量，再于记录时用该位移量调整追踪偏差的方法，但所用的位移量到底是代表性之值，不一定能正确修正追踪偏差。
另一方面，在日本专利特开2000-20968号公报中记载有，在用激光照射有颤动(warble)形成的光盘进行记录之际，检出记录时在光盘的折返光信号包含的蛇行周期成份，再调整伺服平衡使该蛇行周期成份的水平成最小值或大约最小值的方式。
在上述的公用技术，乃依据蛇行周期成份的水平调整伺服平衡(servo balance)的结果，但有伺服平衡不能迅速调整的问题。即，既使蛇行周期成份已控制为最小值，仍不知激光要对磁道的那一方向振动好，故要缩到最小值需要一段时间。
发明内容
本发明鉴于上述的问题，其目的在于提供一种光盘装置，能够在记录数据中迅速补正磁道位移(离轨)，以更高品质记录数据。
为了达成上述的目的，本发明为在所定周期有蛇行颤动的光盘进行数据记录的光盘装置，其特征为具备：一检出手段，检出记录激光的折返光RF信号中包含的颤动成份及，一控制手段，依据该颤动成份的相位，进行该记录激光的追踪补正。
本光盘装置更备有信号处理手段，由折返光RF信号抽出显示该颤动的颤动信号，再产生同步的时钟信号。前述控制手段，依据该颤动信号的相位与前述颤动成份的相位的异同，判定追踪的移位方向，以进行该追踪补正。
该控制手段最好含有，将该颤动信号与颤动成份予以加成的加法手段，及检出加法所得信号的振幅的检出手段。
本装置中，该记录激光的折返光信号，可做为水平B的信号。
如上所述，本发明的光盘装置虽用激光的折返光信号，在记录时进行追踪补正，但实际是利用折返光信号包含的颤动成份的相位来补正。记录激光照射在颤动部分时，在该颤动部分调变的成份，即颤动成份与折返光RF信号重叠。在记录激光由上轨(on track)状态向光盘磁道的内圈侧或外圈侧位移的场合，在内圈侧与外圈侧该颤动成份的相位互相差异180。本发明即着眼于此点，依据颤动成份的相位检出脱离磁道(位移)的方向，依据该方向迅速做追踪补正。
表示颤动本体的信号，通常用计算折返光RF信号的半径方向差份，由RF信号抽出，依据该颤动信号生成同步时钟信号，用该时钟信号可得地址情报，或能进行回转控制等，但在本发明用该颤动信号的相位为基准相位，比较颤动信号的相位与记录激光的折返光RF信号本体包含的颤动成份，决定离轨(de-track)的方向。比较的方法为，将颤动信号与颤动成份予以加成，判定其振幅的大小即可。颤动信号与颤动成份为同相时振幅增大，异相时相反地减小。
记录激光的折返光信号，在小孔形成过程急峻变化(水平A)，小孔形成后保持大略一定的水平(水平B，用记录功率播放小孔时的水平)，所以要安定检出颤动成份，在水平B检出较佳。
为了让本发明的上述目的、特征和优点更明显易懂，特举较佳实施例，并配合附图详细说明如下。
附图说明
图1表示本发明实施例的光盘装置的构成的方块图。
图2为图1的b、c、d各部的信号的时序图。
图3表示颤动信号与记录时折返光信号的颤动成份的关系的时序图。
图4表示离轨时的颤动与激光点的关系的说明图。
图5表示颤动信号与颤动成份的加法信号波形图。
标号说明
10   主轴马达              12    光读取头
14   样本保持电路          16    追踪误差生成电路
18   偏差加法电路          20    激活部
22   颤动信号生成电路      24    带通滤波器
26   二值化电路            27    PLL锁相回路
28   编码器                30    主光束加法放大器
32   样本保持电路          34    带通滤波器
36   加法放大器            38    CPU
100  光盘
具体实施方式
以下，依附图说明本发明的实施例。
图1表示本实施例的光盘装置的构成方块图。
光读取头12用激光照射光盘100，以进行记录及播放，光盘100由主轴马达10驱动回转。在光盘100形成依所定周期(基本频率22.05KHz)蛇行的磁道(或叫预置沟纹，以下称颤动warble)，用播放该颤动的方式检出光盘100内的地址。光读取头12在播放信号时用规定的播放功率的激光照射，并输出该折返光的信号。在记录数据时，用规定的记功率的激光照射，并输出其折返光的信号。另外，在记录数据的间隙时间，与以前同样地，光读取头12将激光功率由记录功率降下至播放功率，再输出折返光信号。由设折返光信号可播放出伺服信号及颤动信号。由光读取头12输出的折返光信号，供给样本保持电路14。
样本保持电路14，在规定的期间样本保持数据记录时的折返光信号，该保持的信号输出至追踪误差生成电路16及颤动信号生成电路22。采样时机由编码器28供给，编码器28把数据记录期间的播放功率时，即数据记录的间隙时的同步样本信号，供给样本保持电路14。
追踪误差生成电路16，依据样本保持电路14来的信号生成追踪误差信号。例如，将光读取头12的四分割的受光器件在光盘的半径方向分成两部分，计算此两部分所得信号之差以生成追踪误差信号。更详细说，对光盘100将激光分成三部分，中央的主光束在光盘100照射位置的半径方向1/2磁道间距的前后位置，分别有两个副光束照射。然后主光束与副光束的折返光由个别的左右分割的受光器件分别收接，检出各分割的受光器件检测的左右信号水平之差的推拉(pushpull)信号。主光束的推位信号以TEM表示，副光束的推位信号分别为TES1、TES2，则TEM-(TES1+TES2)/2＝TEDPP，依此式可计算TEDPP即为追踪误差信号。控制使该追踪误差信号为零，即可让主光束在磁道中心线上追踪。
记录时的记录功率的激光，较播放功率时输出功率大，或在小孔形成过程因光学性的不平衡致折返光RF信号不安定，有时在追踪误差信号产生直流偏差。因此在记录时为防止直流偏差的增大，在记录数据的间隙时(播放功率时)采取样本生成追踪误差信号。追踪误差信号在后述的偏差加法电路18加成偏差后，供给激活部20。激活部20输出伺服控制信号到光读取头12以控制追踪。
颤动信号生成电路22，依据样本保持电路14的信号生成颤动信号。例如，由光读取头12的在光盘的半径分割的受光器件的信号，计算该些信号之差可除去EFM调变成份，抽出颤动信号。依有无小孔，被调变(EFM调变)的反射光，受光所得的信号在半径方向分割的受光器件为同相位，颤动信号则在两受光面为逆相位。因此，摘取各别输出信号的动差，除去EFM调变成份，就可取出颤动信号。颤动信号经适当放大后供给带通滤波器24，该带通滤波器24为以颤动的基准频率(22.05KHz)为中心频率的滤波器，自输入信号除去颤动成份以外的噪声(noise)后输出至二值化电路。二值化电路26把颤动信号二值化后输出至编码器28。二值化电路26的二值信号也供给PLL电路27及末图标的解调电路。在PLL电路27生成与该二值信号同步的时钟信号并解调地址情报(ATIP)。
在CD-R或CD-RW用如上述的方法，由颤动信号解调地址情报，但DVD-RAM等的地址情报为另外用预置孔(pre pit)形成，颤动信号被用为光盘的回转控制或记录用时钟信号。即，二值化电路26的信号供给PLL电路27，生成同步时钟信号供给回转控制用的个人计算机。因同步时钟信号与光盘的回转同步，故个人计算机监视该时钟信号，就可控制光盘在所望的回转数。用同步时钟为记录用时钟的场合，有使光盘的回转数变动，光盘的数据的记录位置不变的优点。如上所述的颤动向由(jitter free)的记录，例如日本专利特开平11-296858号公报等也有记载。
样本保持电路14的信号也供给末图标的焦点差生成电路，以生成焦点误差信号轨行焦点伺服。
编码器28，由输入的二值信号供给与颤动信号同步时序的采样本脉冲(sampling pulse)。采样本脉冲有两种；一种为如上所述，在播放功率时，即与记录数据的间隙时同步的采样本时间；另一种为在记录功率时的后半，特别在该折返光量成水平B的时机同步的采样本时间。再者，使该些采样本时间与颤动信号的时间同步，乃因后段的处理中需加成颤动信号与折光信号之故。
图2记录数据，折返光信号及编码器28输出的两个样本信号的时序图。
图2(a)为记录数据的信号，分成小孔形成期间及间隙(space)期间，在小孔形成期间为记录功率(例如20mW)，间隙期间为播放功率(例如1mW)。图2(b)为图2(a)所示的记录数据记录时的折返光信号。在小孔形成期间，因成记录功率，其折返光信号的水平增大，不久就减小至水平B。该水平B乃小孔形成后由小孔折回的水平，大略成安定之值。间隙时成为播放功率，其折返光信号的水平更低。
图2(c)为编码器28输出的追踪用及颤动用的样本脉冲，为与数据记录的间隙期间同步的脉冲。图2(d)为编码器28的另一个样本脉冲，为与记录数据的小孔形成期间同步的脉冲，也即与折返光信号成水平B的期间同步的脉冲。在本实施例中，依据该样本脉冲的样本保持的信号，检出记录中的追踪位移，及离磁道的方向。
再回图1，光读取头12的折返光信号也供给主光束加法放大器30。主光束加法放大器30，将上述主光束照射光盘100，由光读取头12的各受光器件各别接受信号合部相加，输出至样本保持电路32。
在样本保持电路32，尚有由编码器28供给样本脉冲，样本保持电路32用此时序，即在折返光信号成水平B的时序，样本保持，并输出到带通滤波器(bank pass filter)34。带通滤波器34为中心频率设定为颤动信号的基准频率(22.05KHz)的滤波器，抽出加法放大器30的信号的颤动成份后输出。该颤动成份与上述的颤动信号不同，可加成所得折返光RF信号自体(非折返光RF信号的差信号)中所包含的成份，此点需加注意。
图3表示带通滤波器34输出的颤动成份的模式。为供比较，图3(a)为在带通滤波器24抽出的颤动信号的波形。带通滤波器34输出的颤动成份大略有三种类型，第一种如图3(b)所示为与颤动信号同相位的信号，第二种如图3(c)所示大约为零的信号，第三种如图3(d)所示与图3(b)反相位，即与颤动，信号反相位的信号。记录的激光大略在磁道中位置的场合(上轨)时，颤动的漏入量小，故颤动成份几近于零，记录的激光由磁道中心向内圈方向或外圈方向位移(离轨)时，颤动的漏入量增大，颤动成份的振幅也增大。至于位移在磁道的内圈方向成外圈方向，因对磁道的激光点的比率反转，其相位也相反。例如与颤动信号同相位侧为内圈方向的场合，图3(b)的信号与颤动信号同相位，故在内圈方离轨，图3(d)的信号与颤动信号反相，故在外圈方向离轨。
图4表示颤动110与记录激光点的关系的模式。图4(a)为光点在颤动110的中心(图中一点一长之线)的内圈侧位移的场合，在此状态光点由120a移动至120b时，其折返光信号有颤动成份重叠。又图4(b)为光点在颤动中心的外圈侧位移的场合，在此状态光点由130a移动至130b，其折返光信号也有颤动成份重叠。假设光点120a与130a，光点120b与130b分别为磁道上对应的同一位置，则在光点120a照射在磁道上的光点面积(图中斜线部分)的比率比较大，相对的在130a的比率较小，而在光点120b的比率别相反地在光点130b的比率较大。如此，可知光点的位移在颤动中心内圈侧或在外圈侧，颤动成份的相位180度互异。
如上所述，由带通滤波器34的颤动成分的相位，可判定有无离轨，及离轨的方向。因此，由相位判定为向内圈方向离轨的场合，在偏差加法电路18发出补偿的追踪误差信号，使光读取头12移动向外圈侧。又，判定为向外圈方向离轨的场合，在偏差加法电路18发出补偿的追踪误差信号，使光读取头12移向内圈侧即可。依此，能迅速补正追踪误差控制到上轨状态。
但是，在本实施例，并非直接用带通滤波器34输出的颤动成份的相位，调整补正的追踪误差信号，而是用带通滤波器24的颤动信号与带动滤波器34的信号相加的方式判定其相位的异同。即，如图1中，带通滤波器34的颤动成份(记录时的折返光信号所含的颤动成份)及带通滤波器24的颤动信号(播放水平的颤动信号，播放时的蛇行成份)一起供给加法放大器36相加计算，再供给CPU38。再由CPU38比较加法信号的水平与颤动信号的水平，依据其大小判定两信号的相位的异同。
图5表示在加法放大器36加成所得信号。图5(a)为颤动信号与图3(b)所示的颤动成份，即向内圈侧离轨的场合的加成结果。虚线为颤动信号，一点一长的线代表折返光信号所含的颤动成份，实线为两信号相加所得的信号。向内圈侧离轨的场合，与颤动信号同相位之故，加法后的信号振幅增大。图5(b)为颤动信号与图3(c)所示的颤动成份，大略上轨状态的信号的加法结果，其加法所得信号的振幅与颤动信号的振幅大略相同。另外，图5(c)为颤动信号与图3(d)所示颤动成份，即向外圈侧离轨的场合的加法结果，向外圈侧离轨的场合，与颤动信号成逆相位，故加法后弱化振幅减小。以上说明整理如下：
(1)上轨状态
颤动信号振幅加法信号振幅
(2)向内圈侧离轨
颤动信号振幅＜加法信号振幅
(3)向外圈侧离轨
颤动信号振幅＞加法信号振幅
如此，上轨状态与离轨状态，且在离轨状态亦因在内圈侧与外圈侧其加法信号的振幅会变化之故，CPU38把颤动信号及加法信号A/D转换，比较两信号的振幅的大小，能明确的决定有无离轨及离轨的方向。
本实施例因比较颤动信号振幅与加法信号振幅的大小，如颤动信号的水平变动，加法信号也相应变动，故能正确判定两信号振幅的大小。当然，在颤动信号的水平用AGC等维持一定的场合，加法信号振幅与一定水平比较大小，也可判定同相位或异相位。
在检出离轨的方向之后，就可调整追踪误差信号的补正，以消解该离轨的方向。
以上说明本发明的实施例，但本发明不受此实施例的限制，有可能做种种变更。例如在本实施例，为在数据记录中进行离轨的补正，但在光盘100的试验区域(PCA)试写数据以进行记录功率的最适化(OPC)时使用本发明，可在上轨状态确实试写数据以求记录功率的最适化。
本实施例以CD-R为例说明，对CD-RW、DVD-R、DVD-RW、DVD-RAM等的驱动也同样适用。
再者，本实施例，颤动信号为样本保持电路14在记录时的播放功率时，即记录数据的间隙时采取样本生成，但在记录功率时采取样本生成颤动信号也可以。具体的说，在水平B的期间采取折返光信号样本生成颤动信号也可以。
如以上说明，依本发明可在数据记录进行中迅速补正偏离磁道(离轨)，能以更高的品质记录数据。

Claims (6)

1.一种光盘装置，为在所定的周期有蛇行的颤动现象的光盘，进行数据记录的光盘装置，其特征为有：
检出手段，检出记录激光的折返光RF信号中包含的颤动成份，
控制手段，依据该颤动成份的相位进行该激光的追踪补正。
2.如权利要求1所述的光盘装置，其特征为：还加设；
信号处理手段，由折返光RF信号抽出表示该颤动的颤动信号，再生成同步的时钟信号；
前述控制手段，依据该颤动信号的相位与该颤动成份的相位的异同，判定追踪的位移的方向，以进行追踪的补正。
3.如权利要求2所述的光盘装置，其特征为该控制手段含有；
将该颤动信号与颤动成份予以加成的加法手段，
检出加法所得信号的振幅的检出手段。
4.如权利要求1至3中任一项所述的光盘装置，其特征为：
该记录激光的折返光信号为水平B的信号。
5.一种光盘装置，为在所定的周期有蛇行的颤动现象的光盘，进行数据记录的光盘装置，其特征为有：
受光手段，在该光盘的半径方向分割为二，接收激光的来自该光盘的折返光，分别变换成电气信号，再输出；
第一颤动信号抽出手段，将与包含在来自受光手段的和信号的该颤动相对应的第一颤动信号进行抽出；
第二颤动信号抽出手段，将与包含在来自受光手段的和信号的该颤动相对应的第二颤动信号进行抽出；
加法手段，对该第一颤动信号与该第二颤动信号进行加算；
判断手段根据来自该加法手段的加法信号的振幅与该第一颤动信号的振幅的大小关系，判断该激光是偏到磁道的内周方向，或外周方向，或是在该磁道上的状态；及
调整手段，根据该判断手段的判断结果，调整追踪误差信号的偏移，来解除磁道偏差。
6.如权利要求5所述的光盘装置，其特征为在记录数据的间隙时，产生该追踪误差信号，在记录时的小孔形成期间，抽出该第二颤动信号。
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