CN1297967C - 旋转校正装置和光盘装置 - Google Patents

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Abstract

一种旋转校正装置，包括：跟踪伺服控制器，产生跟踪信号以执行用于将从拾取器输出的光束点导向光盘的磁道的跟踪伺服控制及用于将光束点移向某个磁道的跟踪跳转控制；进给电动机控制器，控制用于将所述拾取器移向光盘的径向的进给电动机；存储器，存储包括光盘的旋转频率的预定频带的信号部分，所述信号部分包括在所述跟踪伺服控制器的输出信号中；和结合单元，将存储在所述存储器中的信号部分与跟踪信号结合，以生成用于跟踪伺服控制和跟踪跳转控制的最终跟踪信号，其中，所述进给电动机控制器不使用存储在所述存储器中的信号部分，根据由所述跟踪伺服控制器产生的跟踪信号控制所述进给电动机。

Description

旋转校正装置和光盘装置
(1)技术领域
本发明涉及用于记录或再现来自光盘的数据的旋转校正装置和光盘装置。
(2)背景技术
近年来，随着诸如CD-R/RW或DVD-ROM之类的旋转速度的提高，正益增多地开发出以与盘电动机或拾取机构的有限旋转数接近的旋转盘的驱动单元。例如：提出了在高速旋转期间提高摇摆盘或偏心盘的数据读取性能及提高DVD双层盘中的磁道跳转和层跳转准确度的技术(见日本专利申请公开号：2003-263760)。
根据以上文件中的技术，将跟随光盘的偏心或摇摆的信号进行A/D转换，并将其存储在存储器中。根据存储在此存储器中的数据，对将拾取转换到光盘的径向的拾取器或进给电动机进行控制。
根据以上文件，跟踪伺服系统和进给电动机控制系统都受到偏心率校正。然而，不论有没有偏心率校正，来自控制进给电动机的进给电动机控制电路的输出没有改变。由于进给电动机控制电路的相位延迟，来自进给电动机控制系统的相位从跟踪伺服系统的控制信号的相位延迟。因此，当在跟踪伺服系统和进给电动机控制系统中执行偏心率校正时，进给电动机的操作变得不稳定，因为光盘的实际偏心率和进给电动机的操作并不在同一相位。因此，跟踪伺服系统的伺服控制并不是收敛的。
(3)发明内容
根据本发明的一个实施例的旋转校正装置包括：
跟踪伺服控制器，产生跟踪信号以执行用于将从拾取器输出的光束点导向光盘的磁道的跟踪伺服控制及用于将光束点移向某个磁道的跟踪跳转控制；
进给电动机控制器，控制用于将所述拾取器移向光盘的径向的进给电动机；
存储器，存储包括光盘的旋转频率的预定频带的信号部分，所述信号部分包括在所述跟踪伺服控制器的输出信号中；和
结合单元，将存储在所述存储器中的信号部分与跟踪信号结合，以生成用于跟踪伺服控制和跟踪跳转控制的最终跟踪信号，
其中，不将存储在所述存储器中的信号部分提供给所述电动机控制器而根据由所述跟踪伺服控制器产生的跟踪信号控制所述进给电动机。
(4)附图说明
图1为示出根据本发明的第一实施例的旋转校正装置的示意配置的方框图。
图2为示出跟踪伺服控制电路和聚焦伺服控制电路的详细配置的一个例子的电路图。
图3为跟踪伺服控制电路的均衡特性要素图。
图4A-4D为跟踪伺服系统的特性要素图。
图5为示出进给电动机控制电路的详细配置的一个例子的电路图。
图6A和6B为进给电动机控制电路的特性要素图。
图7A-7H为示出根据本实施例的旋转校正装置的偏心率部分的波形图。
图8为示出根据存储在存储器中的偏心数据对进给电动机控制系统进行偏心率校正的例子的方框图。
图9示出图8所示的偏心率部分的波形图。
图10为示出根据本发明的第二实施例的旋转校正装置的示意配置的方框图。
图11为示出跟踪伺服控制电路的详细配置的一个例子的电路图。
图12为示出电动机控制电路的详细配置的一个例子的电路图。
图13为示出图10所示的可变系统乘法器13a和33a的操作的波形图。
(5)具体实施方式
以下将参照附图更具体地描述根据本发明的旋转校正装置和光盘装置。
(第一实施例)
图1为示出根据本发明的第一实施例的旋转校正装置的示意配置的方框图。
图1所示的旋转校正装置用于将数据记录到光盘(CD、CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD±R、DVD-RAM、DVD±RW等等)上，或从光盘再现数据。如图1所示的旋转校正装置有下列功能中至少一个：读取记录在光盘上的数据并再现该数据的再现功能，及将数据记录到光盘上的记录功能。
如图1所示的旋转校正装置包括：盘电动机2、拾取器3、电动机4、RF放大器5(RF Amp)、跟踪伺服控制电路6、聚焦伺服控制电路7、A/D转换器8、存储器9、FG PLL 10、存储器地址控制电路11、D/A转换器12、加法器13、系统控制器14、透镜驱动信号发生电路16、加法器17、加法器18、进给电动机控制电路19、电动机驱动器20、致动器驱动器21和22、盘电动机控制电路23、盘电动机驱动器24、MPEG视频解码器/编码器和音频解码器/编码器处理电路或数据缓冲器电路25、CD/DVD数据信号处理电路26、记录控制电路27、数据提取电路&同步分离电路28、盘地址解码器29、校正RAM30、开关电路31和32，和加法器33。
盘电动机2使光盘1旋转。拾取器3将光束点照射至光盘1。电动机4将拾取器3移向光盘1的径向。RF放大器5放大RF信号作为从光盘1读取的信息信号。跟踪伺服控制电路6根据从RF放大器输出的跟踪误差信号控制拾取器3的跟踪执行机构。聚焦控制电路7根据从RF放大器5输出的聚焦误差信号控制拾取器3的聚焦执行机构。A/D转换器8对于跟踪伺服控制电路6和聚焦伺服控制电路7的输出进行A/D转换。存储器9存储指示从A/D转换器8输出的摇摆或偏心率的数据。FG PLL 10产生与盘电动机2输出的FG信号同步的时钟信号。存储器地址控制电路11根据由FG PLL 10产生的时钟信号生成地址。D/A转换器12读取与根据来自存储器9的存储器地址控制产生的地址相对应的数据并对读取的数据进行D/A转换。加法器13将从D/A转换器12输出的模拟信号加到来自跟踪伺服控制电路6的输出信号上。系统控制器14控制图1中所示的整个装置。加法器17将来自透镜驱动信号发生电路15的输出加到来自加法器13的输出上。加法器18将来自透镜驱动信号发生电路16的输出加到来自聚焦伺服控制电路7的输出上。
RF放大器5用拾取器3从光盘1读取的信号中提取跟踪误差信号TE、聚焦误差信号FE及作为信息信号的RF信号。
将跟踪误差信号TE输入跟踪伺服控制电路6。跟踪伺服控制电路6包括高通滤波器(HPF)41、低通滤波器(LPF)42和将来自滤波器的输出结合在一起的加法器43，其详细配置如图2所示。高通滤波器41为包括运算放大器44、电阻器R1-R4和电容器C1的有源滤波器。高通滤波器41用于增加跟踪误差信号的相位，即，用于相位补偿。低通滤波器42为包括运算放大器44、电阻器R5、R6和电容器C2的有源滤波器。低通滤波器42主要用于获取增益，即，用于增益补偿。加法器43包括运算放大器46和可连接在运算放大器46的负输入端和输出端之间的电阻器R7。
图3为跟踪伺服控制电路的均衡特性要素图，其中实线波形“a”为高通滤波器41的特性要素图，实线波形“b”为低通滤波器42的特性要素图，而虚线波形“c”为总特性的特性要素图。如图3所示，增益在低频区和高频区变高。然而，光盘1的旋转频率必需在低通滤波器42的通路上。
图4A-4D为跟踪伺服系统的特性要素图，其中图4A为跟踪执行机构的特性要素图，图4B为示出跟踪伺服控制电路6的传送功能的图，图4C为跟踪伺服系统的开环特性要素图，而图4D为跟踪伺服系统的闭环特性要素图。
图4D清楚地显示跟踪伺服系统的控制使在低频区中的增益实质上相等。因为摇摆或偏心发生在低频区，根据本实施例，偏心是根据跟踪误差信号的低频部分校正的。
在磁道跳转操作期间，加法器17将跟踪误差信号加到来自透镜驱动信号发生电路15的输出信号中。将来自加法器17的输出信号输入到执行机构驱动器21，从而驱动拾取器3的跟踪执行机构。将来自跟踪伺服控制电路6的输出信号也发送至进给电动机控制电路19，从而通过电动机驱动器20驱动进给电动机4。
图5为示出进给电动机控制电路19的详细配置的一个例子的电路图。如图5中所示的进给电动机控制电路19包括：运算放大器51、连接在可操作器51的输入端和负输入端之间的电阻器R8、电容器C3和串联在可操作器51的负输入端和输出端之间的电阻器R9。
图6A和6B为进给电动机控制电路19的特性要素图。其中，图6A为示出进给电动机4的频率和增益之间的关系的特性要素图，而图6B为示出进给电动机4的频率和相位之间的关系的特性要素图。从图6A和图6B可以清楚地得知盘电动机2的旋转频带(偏心频率)中延迟了一个相位。由于图6中所示的进给电动机4系统的特性和机械相位延迟，实际的偏心率和进给电动机4的移动不符，因此，不能将进给电动机4的运行设置成与偏心率理想地相关。根据本发明的实施例，偏心率不是在进给电动机控制系统中校正的。
聚焦误差信号FE输入到聚焦伺服控制电路7。聚焦伺服控制电路7也包含具有与图2所示相似的配置的高通滤波器52和低通滤波器53。A/D转换器8对聚焦伺服控制电路7的低频部分进行A/D转换，并将转换的结果存储到存储器9中。
在焦点搜索期间，加法器13将聚焦误差信号与透镜信号发生电路16的输出相加，并将相加的结果发送至执行机构驱动器22，从而驱动拾取器3的聚焦致动器。
为了从光盘1读取和再现数据，RF信号被发送至数据提取电路&同步分离电路28。数据提取电路使RF信号成为二进制，提取位时钟、提取同步信号并将数据发送到CD/DVD信号处理电路26。
CD/DVD信号处理电路26解调该数据，并用校正RAM30校正数据。同步信号发送至通过电动机驱动器24控制盘电动机2的盘电动机控制电路23。在CAV控制的例子中，来自盘电动机2的FG信号输入到盘电动机控制电路23。为了用如DVD录象机的设备再现视频，将由CD/DVD数据信号处理电路26校正的数据发送至MPEG视频解码器和音频解码器处理电路25，并输出视频信号和音频信号。
为了将数据记录在光盘1上，MPEG编码器25将视频信号和音频信号转换成数字数据。CD/DVD数据信号处理电路26将数据转换成可以记录在光盘1上的数据格式，并调制该数据。在DVD记录/再现驱动器的例子中，数据缓冲器25与主机交换数据，而CD/DVD数据信号处理电路26调制/解调该数据。系统控制器14控制各控制电路的控制定时及总设置。
系统控制器14能从CD/DVD数据信号处理电路26读取光盘1的地址信息。
FG PLL 10根据从盘电动机2输出的FG信号生成与FG信号同步的多倍时钟。当前用于光盘1的大多数电动机是霍尔电动机。读取电动机中的霍尔传感器的信号作为FG信号，从而生成FG信号。在多数情况下，电动机的每一次旋转的极点数较小。为了提高旋转方向中的分辨率，FG PLL 10生成与FG同步的高频的多倍时钟。存储器地址控制电路11根据此时钟控制数据存储器9。数据存储器9是根据FG的信号在时钟控制的并读取与旋转同步的数据。可以从存储器9读取数据。
图7A-7H为示出根据本实施例的旋转校正装置的偏心率部分的波形图。图7A为示出来自机械中心的拾取器3的透镜的位移的波形图，图7B为跟踪伺服控制电路6中的低通滤波器42的输出的波形图，图7C为执行机构驱动器21的输入的波形图，图7D为进给电动机控制电路19的输出的波形图，图7E为A/D转换器8的输出的波形图，图7F为D/A转换器12的输出的波形图，图7G是输入至拾取器3的跟踪信号的波形图。
如图7A-7H所示，根据本实施例的旋转校正装置有两个操作模式：校正周期p1，在该周期期间光盘的偏心率部分存储在存储器中和旋转补偿操作期p2，在此期间在执行偏心率校正的同时，将数据记录在光盘上，或从光盘再现数据。在校正周期p1期间，图1所示的开关电路31和32处于关状态，而加法器13和33不执行加法操作。
如图7A所示，偏心率使拾取器3的透镜大幅度震动。来自图7B所示的跟踪伺服控制电路6中的低通滤波器42的输出信号是跟随偏心率的信号。该信号确定来自机械中心的拾取器3的透镜的位置。如图7C所示，此信号被转换成数字信号并存储在存储器9中，同时被输入至执行机构驱动器21。
校正周期期间A/D转换器8的输出(图7E)存储在存储器9中。此为偏心率部分。在校正周期之后的旋转补偿操作期间，读取存储器9的输出(图7F)并执行偏心率校正来跟踪信号(图7G)。因此，跟踪伺服控制电路6的输出没有偏心率部分，而进给电动机控制电路19的输出也没有偏心率部分(图7D)。
图8为示出根据存储在存储器中的偏心数据对进给电动机系统进行偏心率校正的例子。根据图8所示的旋转校正装置，加法器13的连接位置与图1所示的不同。图8所示的加法器13的输出也输入至进给电动机控制电路19。
图9示出图8所示的偏心率部分的波形图。如图9所示，与图7不同，在旋转补偿操作期p2期间，从进给电动机控制电路19输出的波形包括偏心率部分。因此，根据图8中所示的旋转校正装置，进给电动机4的操作变得不稳定。因此，要花更长的时间使跟踪伺服的操作稳定。
如上所述，根据第一实施例，不将存储在存储器9中的偏心率部分提供给进给电动机控制电路19。因此，稳定了进给电动机4的操作。从而稳定了跟踪伺服的操作，并缩短了收敛跟踪伺服所需的时间。
第二实施例
根据第二实施例，计数地执行跟踪伺服。
图10为示出根据本发明的第二实施例的旋转校正装置的示意配置的方框图。在图10中，用类似的标号指示与如图1所示的那些共有的组成部分。以下主要对两图中的不同进行解释。
图10所示的旋转校正装置包括对从RF放大器5输出的跟踪误差信号TE进行A/D转换的A/D转换器61，从RF放大器与输出的跟踪误差信号TE进行A/D转换的A/D转换器62与电动机驱动器20的前置级相连的D/A转换器63，及分别与执行机构驱动器21的22的前置级相连的D/A转换器64和64。跟踪伺服控制电路6a包括仅从A/D转换器8输出的数字跟踪误差信号中提取高频部分的高通滤波器41a，和提取低频部分的低通滤波器42a。图10所示的旋转校正装置还包括将存储器9的输出与跟踪伺服控制电路6a的输出相结合的可变系数乘法器13a，和将存储器9的输出与聚焦伺服控制电路7的输出相结合的可变系数乘法器33a。
图11为示出跟踪伺服控制电路6a、7a的详细配置的一个例子的电路图。如图11所示，高通滤波器41a包括缓冲器71-74和加法器75-77和一个抽样延迟单元78。低通滤波器42包括缓冲器81-84，加法器85和86，及一个抽样延迟单元87。偏心率部分是以与根据第一实施例的方式相似的方式从低通滤波器42的输出提取的。
图12为示出电动机控制电路19a的详细配置的一个例子的电路图。如图12所示，进给电动机控制电路19a包括缓冲器91-94、加法器95和一个抽样延迟单元97。
图13为示出图10所示的可变系统乘法器13a和33a的操作的波形图。如图10所示的可变系数乘法器13a和33a逐渐增加系数以避免跟踪伺服和聚焦伺服的偏差。
如上所述，根据第二实施例，跟踪伺服控制和聚焦伺服控制是用计数法进行的。因此，噪声的影响很小且易于集成。
可以将第一和第二实施例所述的旋转校正装置的至少一部分准备在半导体芯片中。例如：各部分容纳在一个芯片中，不包括图1所示的盘电动机2、拾取器3、进给电动机4、RF放大器5、电动机驱动器20、执行机构驱动器21和22及系统控制器14。采用这一安排，可以减少电路面积及各部分的成本。另外，系统控制器14和RF放大器5也可以合并在芯片中。

Claims (14)

1.一种旋转校正装置，其特征在于，包括：
跟踪伺服控制器，产生跟踪信号以执行用于将从拾取器输出的光束点导向光盘的磁道的跟踪伺服控制及用于将光束点移向某个磁道的跟踪跳转控制；
进给电动机控制器，控制用于将所述拾取器移向光盘的径向的进给电动机；
存储器，存储包括光盘的旋转频率的预定频带的信号部分，所述信号部分包括在所述跟踪伺服控制器的输出信号中；和
结合单元，将存储在所述存储器中的信号部分与跟踪信号结合，以生成用于跟踪伺服控制和跟踪跳转控制的最终跟踪信号，
其中，不将存储在所述存储器中的信号部分提供给所述进给电动机控制器，而根据由所述跟踪伺服控制器产生的跟踪信号控制所述进给电动机控制器。
2.如权利要求1所述的旋转校正装置，其特征在于，其中存储在所述存储器中的预定频带的信号部分包括光盘的偏心率部分；及
所述存储器在光盘的记录和再现开始之前的校正周期内存储信号部分。
3.如权利要求2所述的旋转校正装置，其特征在于，其中预定频带的信号部分为具有所述跟踪伺服控制器生成的跟踪信号中的低频的信号部分。
4.如权利要求1所述的旋转校正装置，其特征在于，其中由所述跟踪伺服控制器生成的跟踪信号直接提供给所述进给电动机控制器和所述结合单元。
5.如权利要求1所述的旋转校正装置，其特征在于，其中进给电动机控制器具有放大器，它通过对由所述跟踪伺服控制器执行生成的跟踪信号的增益调节来生成进给电动机控制信号。
6.如权利要求1所述的旋转校正装置，其特征在于：还包括对包括在由所述拾取器读出的信息信号中的跟踪误差信号、聚焦误差信号和高频信号进行检测的高频放大器，其中，所述跟踪伺服控制器包括：
低通滤波器，用于提取包括了包含在所述跟踪误差信号中的光盘的旋转频率的预定低频部分；及
高通滤波器，用于提取比包含在所述跟踪误差信号中的光盘的旋转频率高的频率部分，
其中所述存储器存储由所述低通滤波器提取的低频部分。
7.如权利要求6所述的旋转校正装置，其特征在于，还包括用于将存储在所述存储器中的信号部分与聚焦误差信号相结合以生成用于对光束一点执行聚焦调节的聚焦信号的聚焦信号发生器。
8.一种光盘装置，其特征在于，包括：
输出光束点的拾取器；
跟踪伺服控制器，用于生成跟踪信号以执行用于将从拾取器输出的光束点导向光盘的磁道的跟踪伺服控制和用于将光束点移向某个磁道的跟踪跳转控制；
进给电动机控制器，用于将所述拾取器移向光盘的径向的进给电动机进行控制；
存储具有包括光盘的旋转频率的预定频带的信号部分的存储器，所述信号部分包含在所述跟踪伺服控制器的输出信号中；和
将存储在所述存储器的信号部分与跟踪信号相结合以生成用于跟踪伺服控制和跟踪跳转控制的最终跟踪信号的结合单元，
其中，不将存储在所述存储器中的信号部分提供给所述电动机控制器，而根据由所述跟踪伺服控制器生成的跟踪信号控制所述进给电动机控制器。
9.如权利要求8所述的光盘装置，其特征在于，其中所述存储在所述存储器中的具有预定频带的信号部分包括光盘的偏心率部分；和
所述存储器在光盘的记录和再现开始之前的校正周期内存储信号部分。
10.如权利要求8所述的光盘装置，其特征在于，其中所述具有预定频带的信号部分为具有所述跟踪伺服控制器生成的跟踪信号中的低频的信号部分。
11.如权利要求8所述的光盘装置，其特征在于，其中所述由所述跟踪伺服控制器生成的跟踪信号直接提供给所述进给电动机和所述结合单元。
12.如权利要求8所述的光盘装置，其特征在于，其中所述进给电动机控制器具有放大器，该放大器通过对所述跟踪伺服控制器生成的跟踪信号执行增益调节来生成进给电动机控制信号。
13.如权利要求8所述的光盘装置，其特征在于，还包括对包括在由所述拾取器读出的信息信号中的跟踪误差信号、聚焦误差信号和高频信号进行检测的高频放大器，其中，所述跟踪伺服控制器包括：
低通滤波器，用于提取包括了包含在所述跟踪误差信号中的光盘的旋转频率的预定低频部分；及
高通滤波器，用于提取比包含在所述跟踪误差信号中的光盘的旋转频率高的频率部分，
其中所述存储器存储由所述低通滤波器提取的低频部分。
14.如权利要求13所述的光盘装置，其特征在于，还包括用于将存储在所述存储器中的信号部分与聚焦误差信号相结合以生成对光束点执行聚焦调节的聚焦信号的聚焦信号发生器。
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