CN1459098A - 物镜移动控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

在跳层时，在基于物镜移动速度的期间内，为了不受无用光分量的影响，屏蔽基于聚焦误差信号的控制信号。其后，重新开始观测基于聚焦误差信号的控制信号，向物镜发送制动信号，打开聚焦伺服。由此，在聚焦误差信号的层间部分存在无用光分量的情况下，提高跳层的准确度。

Description

物镜移动控制方法及装置

技术领域

本发明涉及多层记录光盘的驱动装置，特别涉及为了对任意的记录层实施聚焦伺服而使物镜向聚焦方向移动的跳层(レイヤジヤソプ)控制技术。

背景技术

近年来，作为大容量记录媒体，使用着称为DVD的光盘。DVD的每个单面最大为2个记录层，能够在双面上进行记录。要求这种多层记录光盘的驱动装置具备下述功能(跳层功能)：在对重放或记录中的记录层(レイヤ)实施聚焦伺服的状态下要求重放其他层等的情况下，为了对该目标层实施聚焦伺服，控制物镜在聚焦方向上距光盘的距离。

一般，在跳层中，观测根据来自光盘的记录层的反射光生成的聚焦误差信号来控制物镜在聚焦方向上的移动。

图6A是光盘驱动装置的物镜从距双层记录光盘远的位置移动到靠近光盘的位置时的标准聚焦误差信号的波形图。在本图中，箭头所示的层0对焦点表示透镜对焦在下层(层0)的记录层上的位置，层1对焦点表示透镜对焦在上层(层1)的记录层上的位置。

如本图所示，在物镜从距光盘远的位置开始移动后，标准聚焦误差信号在Hi(高)方向上形成一次峰值，在到达基准电平的附近，成为层0的对焦点。然后，在Lo(低)方向上形成峰值，再次通过基准电平，在Hi方向上形成峰值。然后，接着在到达基准电平的附近，成为层1的对焦点。在物镜仍向距光盘近的位置移动后，再次在Lo方向上形成峰值。

图7是用于说明从层0跳层到层1的情况下，根据聚焦误差信号来驱动物镜的处理的图。

在本图中，H(高)比较电平及L(低)比较电平是用于与聚焦误差信号进行比较的基准信号，其值(大小)是预先设定的。在聚焦误差信号的大小超过H比较电平时，Hc信号为Hi输出，否则为Lo输出。而在聚焦误差信号的大小超过Lc比较电平时，Lc信号为Hi输出，否则为Lo输出。

在将激光会聚到光盘的记录层上的物镜的周围设有线圈部分，它们由弹簧支持，可上下自由移动。作为聚焦驱动信号，如果向线圈施加反冲(キツク)电压，则物镜受到指向靠近光盘的方向的力，而如果向线圈施加制动(ブレ一キ)电压，则物镜受到远离光盘的方向的力。

在重放层0的过程中，即在对层0实施聚焦伺服的状态下，如果要求重放层1，则驱动装置关闭聚焦伺服后，施加反冲电压。由此，物镜开始向光盘方向移动。聚焦误差信号摆向Lo方向，在Lc信号变为Hi后，返回到Hi方向，Lc信号变为Lo。进而聚焦误差信号朝向Hi，在Hc信号变为Hi后，施加制动电压使物镜的移动减速。其后，经过峰值，在Hc信号变为Lo后，停止施加制动电压。然后，打开聚焦伺服，调焦到层1上，开始重放层1。

但是，图6A所示的聚焦误差信号是理想的，而实际上有时具有无用光分量。图6B示出相邻层的反射率不同、在反射率大的层的层间一侧产生比较大的无用光分量的情况下的聚焦误差信号(在本图的例子中，层0的反射率比层1大，而且层0的大的无用光分量在层1一侧产生。相反，在层1的反射率比层0大、层1的大的无用光分量在层0一侧产生的情况下也成问题)。

参照图8来说明在绘出图6B所示的聚焦误差信号的情况下，从层0跳层到层1时可能发生的问题。在本图的例子中，层0的无用光分量超过H比较电平，所以因无用光部分使Hc信号变为Hi。因此，驱动装置施加制动电压使物镜的移动减速。然后，在Hc信号变为Lo后，尽管距层1的对焦点位置尚有距离，也打开聚焦伺服。于是，在聚焦误差信号再次摆向Hi方向时，由于已经打开了聚焦伺服，所以驱动装置使移动的物镜进一步加速，有时不能调焦到层1的对焦点上。其结果是，跳层有可能失败。

发明内容

本发明的目的在于提供一种技术，在聚焦误差信号的层间部分存在无用光分量的情况下，提高跳层的准确度。

为了解决上述课题，根据本发明，

提供一种物镜移动控制方法，根据与物镜的焦点相对于多层记录光盘的记录层的偏差对应的聚焦误差信号，来控制物镜在聚焦方向上的移动，其中，

在读取多层记录光盘上记录的数据时，如果有从物镜射出的激光要会聚到的记录层的移动请求，则

开始将物镜向激光要会聚到的记录层方向移动；

决定与上述物镜的移动速度对应的时间T；

从聚焦误差信号的大小超过预定的第1基准电平后低于该第1基准电平的时刻起，经过上述时间T乘以预定的系数α所得的时间Tα后，在聚焦误差信号的大小超过预定的第2基准电平的时刻以后开始上述物镜的制动。

附图说明

图1是多层记录光盘驱动装置的聚焦控制机构的方框图。

图2是用于说明多层记录光盘的结构的说明图。

图3是用于说明光学拾取器的结构的光路图。

图4是用于说明物镜13a由致动器22向聚焦方向驱动的机构的图。

图5是用于说明本发明的跳层的图。

图6A是聚焦误差信号的示例波形图。

图6B是包含无用光分量的聚焦误差信号的波形图。

图7是聚焦驱动信号和聚焦误差信号的关系图。

图8是与图6B对应的、聚焦驱动信号和聚焦误差信号的关系图。

具体实施方式

下面参照附图来详细说明本发明的实施例。图1是多层记录光盘驱动装置的聚焦控制机构的方框图。多层记录光盘驱动装置不限于以重放光盘为目的的专用装置，还包含具备光盘重放/记录功能的信息处理装置、娱乐装置等。

如本图所示，多层记录光盘驱动装置包括：主轴电机12、配有物镜13a的光学拾取器13、信号处理电路14、驱动电路15、跟踪伺服控制电路16、聚焦伺服控制电路17、跳层控制电路18、重放电路19、旋转控制电路20、以及控制器21。其中，在本实施例中，以光学拾取器13在聚焦方向上的移动控制为中心来进行说明，所以省略了用于使光学拾取器13向跟踪方向移动的机构、控制电路等的详细说明。

该多层记录光盘驱动装置根据来自旋转控制电路20的旋转速度控制信号，用主轴电机12来旋转驱动例如DVD-ROM等具有多层记录构造的光盘11。从光学拾取器13射出激光，由物镜13a会聚到光盘11的记录层上，其反射光由光学拾取器13读取。读取的光学信号由信号处理电路14变换为跟踪误差信号(TE信号)、聚焦误差信号(FE信号)、反射光量信号(RF信号)等电信号。这里，聚焦误差信号是与物镜13a的焦点相对于光盘11的记录层的偏差对应的信号，例如可以在光学拾取器13的受光部上设置四分光检测元件13f，用检测反射光的光点形状的所谓的象散法来生成。

光学拾取器13包括用于将物镜13a向聚焦方向及跟踪方向(光盘11的半径方向)驱动的致动器22。致动器22根据来自驱动电路15的控制信号，分别独立控制聚焦方向及跟踪方向各方向。

跟踪误差信号被输入到跟踪伺服控制电路16中。跟踪伺服控制电路16根据跟踪误差信号，生成将致动器22向光道方向驱动以使激光跟踪光道摆动的信号，并将其输出到驱动电路15。

聚焦误差信号被输入到聚焦伺服控制电路17和跳层控制电路18中。聚焦伺服控制电路17根据聚焦误差信号，生成用于将致动器22向聚焦方向驱动以使通过物镜13a的激光会聚到光盘11的记录层上的信号，并将其输出到驱动电路15。跳层控制电路18从后述控制器21收到跳层请求后，作为聚焦驱动信号，使驱动电路15产生用于使物镜13a的焦点移动到目标层的反冲电压。然后，监视聚焦误差信号，在检测出物镜13a的焦点接近目标层后，作为聚焦驱动信号，使驱动电路15产生用于停止物镜13a移动的制动电压。驱动电路15产生的聚焦驱动信号(反冲信号、制动信号)不限于电压信号，也可以使用由电流等定义的信号。此外，在从下层跳到上层时、和从上层跳到下层时，反冲信号和制动信号的方向相反。

反射光量信号被输入到重放电路19中。重放电路19对按照反射光量信号读取的数据进行规定的解调后，进行纠错。然后，对得到的数字信号实施模拟变换等处理来重放语音数据、图像数据等。

驱动电路15、跟踪伺服控制电路16、聚焦伺服控制电路17、跳层控制电路18、重放电路19及旋转控制电路20由光盘驱动装置的控制器21控制上述各个处理。例如，在重放光盘11的过程中，控制器21在通过来自重放电路19的控制信号收到跳层请求时，向聚焦伺服控制电路17发送关闭聚焦伺服的命令。然后，向跳层控制电路18发送跳层命令。其后，在从跳层控制电路18收到跳层结束的报告后，向聚焦伺服控制电路17发送打开聚焦伺服的命令，用重放电路19重新开始读取光盘11的数据。

在本例中，如图2所示，多层记录光盘11为具有2个记录层(レイヤ)的双层构造。在两层的记录层中，将重放时距物镜13a近的层称为层0，将距物镜13a远的层称为层1。在本图中，实线的记录层是层0，虚线所示的记录层是层1。多层记录光盘的外形尺寸例如与CD-ROM同样，直径为120mm，厚度为1.2mm。但是，DVD-ROM为将2张厚度为0.6mm的盘粘合起来的构造。每个单面最大为2层，能够在双面上进行记录。存储容量在单面单层记录时为4.7G字节，在单面双层记录时为8.5G字节，在双面单层记录时为9.4G字节，在双面双层记录时为17G字节。光道间距是0.74μm，数据读取激光的波长为650nm。本发明的光盘驱动装置能够重放等的光盘的构造不限于此。例如，也可以是3层以上的构造。此外，光盘驱动装置能够重放光道间距、数据读取激光波长、编码方法等与DVD-ROM不同的CD-ROM等。即，本发明涉及可多层式记录盘的记录、重放时的跳层，应用面很广。

光盘11的基片主要采用具有透光性高、耐冲击性、耐热性、耐湿性高的特性的聚碳酸酯树脂。然后，在基片上设置凹坑而形成的记录层上通过镀敷铝等来形成反射膜。反射膜的反射率例如为80％左右。进而在反射膜上设置聚碳酸酯树脂等做成的保护膜。

由光学拾取器13进行从光盘11上读取数据。例如如图3所示，光学拾取器13的光学系统包括物镜13a、准直透镜13b、偏振棱镜13c、半导体激光发射器13d、柱面透镜13e、以及光检测元件13f。从半导体激光发射器13d射出的激光直线穿过偏振棱镜13c，通过准直透镜13b，由物镜13a会聚到光盘11的某一个记录层上。来自光盘11的反射光逆行穿过物镜13a，通过准直透镜13b后，由偏振棱镜13c沿直角弯曲后，经柱面透镜13e入射到光检测元件13f上。

图4是用于说明物镜13a由致动器22向聚焦方向驱动的机构的图。物镜13a经物镜夹具13g，由物镜支撑弹簧22c支撑，可以上下左右位移。在物镜13a的周围，设有聚焦线圈22a。进而，在聚焦线圈22a的外侧设有磁铁22b。在向聚焦线圈22a供给控制电压(反冲电压、制动电压)时，物镜13a按照电压的方向，如箭头所示受到聚焦方向的驱动力。

参照图5所示的波形图来说明上述结构的、本实施例的跳层控制机构的处理工作。其中，光盘驱动装置例如能够根据预先装入的控制程序来进行以下的处理工作。

这里，以下述情况为例：在层0的聚焦误差信号的层1一侧存在无用光分量时，从层0跳层到层1。

说起来，作为无用光分量产生的原因，例如已知有在物镜13a对应于CD、DVD两者时由物镜13a的CD一侧分量产生的情况。此外，已知还有在检测聚焦误差使用所谓的光点尺寸法时原理性地产生的情况。再者，也有S/N低等、光盘固有的产生原因的情况。

另一方面，作为无用光分量的特征，已确定发生在距光盘的记录面的前面或后面一侧大致一定距离的地方。

因此，为了避免该无用光分量的影响，在跳层时，经过无用光分量后打开制动处理及聚焦伺服即可。即，在可能产生无用光分量的时间内，屏蔽Hc信号，使得Hc信号不会响应无用光分量而变为Hi即可。

但是，跳层过程中的物镜13a相对于光盘11的移动速度每次因双轴致动器22的灵敏度、旋转的光盘11的面摆动等而变动。因此，屏蔽Hc信号的时间不能唯一决定。所以，在本实施例中，根据聚焦误差信号超过某个基准电平、例如L比较电平的时间，即Lc信号为Hi的时间T，来设定屏蔽Hc信号的时间。此时，时间T是与物镜13a的移动速度对应的值。

本来，L比较电平是用于控制聚焦驱动信号的基准信号，但是在本实施例中，将L比较电平用作用于屏蔽Hc信号的基准信号。当然，用作屏蔽Hc信号的基准信号不限于L比较电平。

Hc信号屏蔽时间例如可以为Lc信号变为Lo后αT的时间。这里，系数α例如可以为0.9等，根据实验、仿真等来预定。

通过这样，每当跳层时，能够以此时的状态下的物镜13a的移动速度为基准来设定屏蔽时间。因此，能够吸收光盘11的个体差异、周边环境、双轴致动器的灵敏度差异等。

在图5中，在重放层0的过程中，即在对层0实施聚焦伺服的状态下，如果请求重放层1，则驱动装置关闭聚焦伺服后，施加反冲电压作为聚焦驱动信号。由此，物镜13a开始向光盘方向移动。

跳层控制电路18测定Lc信号为Hi输出、即聚焦误差信号的大小超过L比较电平(的大小)的时间T。然后，在Lc信号变为Lo的时刻起αT的期间内，例如产生Hc屏蔽信号，来屏蔽Hc信号。因此，跳层控制电路18能够忽略无用光分量造成的Hc信号的Hi状态。

然后，在屏蔽期间后Hc信号变为Hi时，跳层控制电路18施加制动电压使物镜的移动减速。其后，在Hc信号变为Lo后，停止施加制动电压，打开聚焦伺服。其结果是，能够在本来的位置上打开聚焦伺服，所以能够将物镜13a调焦到层1上。然后，开始层1的重放。

这样，根据本实施例，即使在聚焦误差信号的层间部分存在大的无用光分量的情况下也能够成功地跳层。

在层1的聚焦误差信号的层0一侧存在无用光分量时从层1跳层到层0的情况下也能够应用本发明。在此情况下，无用光分量在Lo方向上产生，所以例如以H比较电平为基准来测定时间T，根据该时间T来屏蔽Lc信号即可。

此外，如果时间T的偏差小，则也可以例如在最初重放光盘11时，测定时间T，在其重放时，以最初测定出的时间T为基准来设定屏蔽时间。

上述光盘装置的各处理例如可以根据驱动程序、固件等程序来控制。这种程序可以保存在光盘装置的内部具备的存储装置中。此外，也可以在光盘等记录媒体上记录控制用的程序，在必要时读入到光盘装置中。

本发明的跳层控制不仅可以应用于双层构造的光盘，也可以应用于3层以上的层构造的光盘。此外，在上述例子中，说明了重放时的处理，但是本发明也可以应用于记录时。

如上所述，根据本发明，在聚焦误差信号的层间部分存在无用光分量的情况下，能够提高跳层的准确度。

Claims (14)

1、一种物镜移动控制方法，根据与物镜的焦点相对于多层记录光盘的记录层的偏差对应的聚焦误差信号，来控制物镜在聚焦方向上的移动，其中，

检测从物镜射出的激光要会聚到的记录层的移动请求；

开始将物镜向激光要会聚到的记录层方向移动；

决定与所述物镜的移动速度对应的时间T；

从聚焦误差信号的大小超过预定的第1基准电平后低于该第1基准电平的时刻起，经过所述时间T乘以预定的系数α所得的时间Tα后，在聚焦误差信号的大小超过预定的第2基准电平的时刻以后开始所述物镜的制动。

2、如权利要求1所述的物镜移动控制方法，其中，

所述时间T是聚焦误差信号的大小超过所述第1基准电平后到低于该第1基准电平的时间。

3、如权利要求1所述的物镜移动控制方法，其中，

在结束所述物镜的制动后，调焦到激光要会聚到的记录层。

4、如权利要求2所述的物镜移动控制方法，其中，

在结束所述物镜的制动后，调焦到激光要会聚到的记录层。

5、一种物镜移动控制装置，根据与物镜的焦点相对于多层记录光盘的记录层的偏差对应的聚焦误差信号，来控制物镜在聚焦方向上的移动，包括：

检测部件，检测从物镜射出的激光要会聚到的记录层的移动请求；和

控制部件，在所述检测部件检测出所述移动请求后，开始将物镜向激光要会聚到的记录层方向移动；

决定与所述物镜的移动速度对应的时间T；

从聚焦误差信号的大小超过预定的第1基准电平后低于该第1基准电平的时刻起，经过所述时间T乘以预定的系数α所得的时间Tα后，在聚焦误差信号的大小超过预定的第2基准电平的时刻以后开始所述物镜的制动。

6、如权利要求5所述的物镜移动控制装置，其中，

所述时间T是聚焦误差信号的大小超过所述第1基准电平后到低于该第1基准电平的时间。

7、如权利要求5所述的物镜移动控制装置，其中，

还包括聚焦部件，将所述物镜的焦点调焦到激光要会聚到的记录层；

所述控制部件在结束所述物镜的制动后，调焦到激光要会聚到的记录层。

8、如权利要求6所述的物镜移动控制装置，其中，

还包括聚焦部件，将所述物镜的焦点调焦到激光要会聚到的记录层；

所述控制部件在结束所述物镜的制动后，调焦到激光要会聚到的记录层。

9、一种光盘驱动装置，包括权利要求5所述的物镜移动控制装置。

10、一种光盘驱动装置，包括权利要求6所述的物镜移动控制装置。

11、一种光盘驱动装置，包括权利要求7所述的物镜移动控制装置。

12、一种光盘驱动装置，包括权利要求8所述的物镜移动控制装置。

13、一种物镜移动控制装置可执行的程序，该物镜移动控制装置根据与物镜的焦点相对于多层记录光盘的记录层的偏差对应的聚焦误差信号，来控制物镜在聚焦方向上的移动，该程序使物镜移动控制装置执行下述处理：

检测从物镜射出的激光要会聚到的记录层的移动请求；

开始将物镜向激光要会聚到的记录层方向移动；

决定与所述物镜的移动速度对应的时间T；

从聚焦误差信号的大小超过预定的第1基准电平后低于该第1基准电平的时刻起，经过所述时间T乘以预定的系数α所得的时间Tα后，在聚焦误差信号的大小超过预定的第2基准电平的时刻以后开始所述物镜的制动。

14、一种记录媒体，记录有如权利要求13所述的程序。

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