CN1459099A - 倾斜控制设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于光盘播放机的倾斜控制设备和方法，在其中通过利用焦距控制器(7)的输出标定倾斜检测装置(3)的输出偏置。因为偏置是根据焦距控制输出标定的，所以可对所有写入或非写入盘实施标定。作为一种替代方案，根据不同径向位置上所述的焦距控制装置控制输出的至少两个测量结果，通过调节倾斜构架(5)可以实现高精度的倾斜控制。从而，藉助于焦距控制输出可以将盘(1)定位在径向倾斜零的位置上。现在，为了倾斜调节不再需要倾斜检测装置(3)。

Description

倾斜控制设备和方法

技术领域

本发明涉及一种倾斜控制设备和用于控制光盘如DVD+RW(可重写数字通用盘)的记录表面倾斜的方法。

背景技术

近年来，为了记录和重现大量的数据一直在开发光盘装置。

原则上，当光盘放置在盘马达中时，应该保持平直盘的形状，使得在记录和重现的操作期间光传感单元可以保持它的光轴与盘的记录表面垂直。为了扫描记录轨迹，光传感单元在与光盘半径成一直线的径向中移动。

然而，放置在盘马达中的光盘并不是平的，主要是由于制造过程引起的。光盘在径向和圆周方向中都发生弯曲。因此，光传感单元不可能沿着它的与盘记录表面垂直的光轴扫描记录轨迹。而且，其角度按照光传感单元相对于光盘的位置变化。在光轴和径向中记录表面之间形成的角度被定义为径向倾斜角。另外，在光轴和光盘记录轨迹的切线之间形成的角度称为切向倾角。一般，光盘的径向倾斜量在-0.5°到0.5°的范围内。

当读出光盘时，由于例如，HF信号中的时间误差，始终存在一定数量的抖动，这种抖动的某些来源是符号间干扰，串音，盘制造的不完善，但这些也是出现在所有电路中的平常的噪声。在盘和物镜之间的倾斜角是两个主要来源的结果，也就是盘(来源于制造容差和环境的变化)和驱动器(来源于物镜激励器，转盘马达调节，轴调节等)。合成的角度偏差导致彗形象差，也就是盘上光读出点的畸变。畸变的读出点直接导致畸变的HF信号，因而导致定时误差，也就是抖动。通常，当径向倾斜变大时，抖动以更大速率增加。

在如DVD和DVD+RW系统中比较严格的系统容差要求降低最大允许的倾斜误差。这些最大允许的倾斜误差被规定成倾斜窗，例如，它们可以是径向±8mrad。这个倾斜窗被规定成使抖动达到某个所要求的水平(典型值为15％)。如果在读出系统中的倾斜大于这个窗，抖动将太大，需要有效的倾斜补偿。因此，为了在这样一些起伏的因素下从记录轨迹重现原先的信号，必须相对于实际的起伏如径向倾斜和/或切向倾斜调节光盘装置。

文件JP-2000-195080公开了一种常规的光盘装置，在其中分别应用规定在权利要求1和10的导言中的倾斜控制设备和方法。在操作中，倾斜检测装置输出一种倾斜信号，它的电压对应于光盘相对于记录和重现所用的光头的倾斜量。倾斜控制装置驱动径向倾斜激励装置或径向倾斜调节器，使倾斜控制信号变成零。这样，光头可以被保持在与光盘平行的位置上，使得优质的信号可被记录其上或由此被重现。

还有，文件WO-A-00/16321公开了一种倾斜控制设备和方法，其中光传感单元的橇板(sledge)放置在可以相对光盘的径向中倾斜的倾斜单元上。对径向倾斜角的变化作出响应，传感单元的光轴角度相对于盘的记录表面改变。结果，重现的信号抖动也改变。

可以根据在预先确定的标定数据轨迹区域中抖动的测量标定倾斜传感器。对径向倾斜角的变化作出响应，传感单元光轴的角度相对于盘的记录表面也变化。结果，从标定数据轨迹重现的信号抖动也变化。重现信号抖动指示它的最小值的位置就是径向倾斜的最佳位置。然而，基于抖动的传感器标定对于非写入的光盘，如DVD+RW盘是不可能的。

为了降低成本，可以省略倾斜传感器，可以实施无传感器的DC倾斜测量。在这种情况下，可以使用平均焦距激励器的电压确定盘表面的平均的垂直Z位置。当在不同的半径上获得这个Z值时，可以获得平均的径向倾斜，因此可以设置倾斜构架。然而，这种方法引起相当大的增益误差问题，导致低的精度。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种倾斜控制设备和方法，由此可以提供高精度的倾斜测量。

通过如权利要求1和10的倾斜控制设备和方法实现了这个目的。

因此，通过利用焦距激励器的焦距控制输出可以标定倾斜传感器的偏置，这对于写入和非写入的盘都是可用的。这样，为了补偿倾斜传感器读出值中大的测量偏置，甚至对于非写入盘都可实现倾斜传感器的标定。藉助于由焦距控制装置获得的垂直Z的测量结果，可用这样一种方式调节倾斜构架，使得在两个构架的旋转半径上平均径向倾斜为零。现在，从倾斜传感器获得的读出值对应于倾斜传感器偏置值。

标定装置可以安排成测量平均焦距控制器输出和使用平均焦距控制器输出进行标定。焦距控制器输出可以是焦距电压或控制器的积分器输出。这样，根据DC焦距激励器电压，也就是，盘旋转一次的平均焦距激励器电压，测量DC径向倾斜。利用已经可得到的焦距激励器可以实施这种测量。

该倾斜控制设备可以包括用于移动光传感单元的橇板，用于改变记录表面的倾斜的倾斜平台，用于调节倾斜平台的倾斜调节装置，和用于控制橇板及倾斜调节装置的倾斜控制装置。利用这种方案，通过测量在不同径向位置上的焦距控制器输出，和藉助于焦距控制器输出调节倾斜平台获得平均的径向倾斜零位置，可以实现倾斜传感器的标定。然后，测得的倾斜检测装置的输出等于用于标定倾斜检测装置的所希望的偏置值。

按照另一种有利的开发结果，倾斜控制装置可被安排成将橇板定位在与由倾斜平台规定的倾斜构架和光盘之间的旋转点对应的半径上，移动橇板向外经过第一预先确定的距离，控制倾斜调节装置调节倾斜平台，直到与在对应于旋转点的半径上获得的焦距控制装置的相同的输出值被得到为止，移动橇板向内经过第二预先确定的距离，其中标定装置被安排成使用在第二预先确定的距离上获得的倾斜检测装置输出值作为用于光盘的输出偏置。最好，第二预先确定的距离可以对应于第一预先确定的距离的一半。这样一种方法提供的优点在于只要在初始标定期间焦距控制装置的增益起伏小，它就不受增益变化的影响。这样，可以从焦距控制装置的输出确定倾斜检测装置的偏置而不需要知道焦距激励装置的增益。

另一种方案是，通过分别在权利要求14和22中申请专利保护的倾斜控制设备和方法实现以上的目的。

依据另一种解决方案，可以实现改进的倾斜测量而不需要倾斜传感器直接调节倾斜的构架。从而，倾斜调节完全取决于测量和补偿路径中所有的增益(例如，激励器灵敏度，末级增益，倾斜构架传输速率)，因此远为精确。

最好，调节步骤可以包括在所述的两个不同的径向倾斜位置的所述的至少两个不同的径向位置上测量焦距控制输出，根据对于在至少两个不同的径向位置之间两个预先确定的倾斜构架位置上获得的平均径向倾斜调节倾斜平台。

因此，倾斜控制装置可被安排成将橇板定位在至少两个不同的径向位置上，控制倾斜调节装置调节倾斜平台到所述的两个预先确定的倾斜构架的位置，在两个不同的径向倾斜位置的至少两个不同的径向位置上测量焦距控制输出，和根据在至少两个不同的径向位置之间，对于两个预先确定的倾斜构架位置上所获得的平均径向倾斜调节倾斜平台。

附图说明

现在将根据优选实施方案并参考附图描述本发明，其中：

图1示出依据优选实施方案的一种倾斜控制设备的基本方框图，

图2示出依据优选实施方案，在标定操作期间指明光传感单元移动的不同径向位置的简图，

图3示出依据第一优选实施方案的倾斜传感器标定的流程图，和

图4示出依据第二优选实施方案的无传感器倾斜测量的流程图。

具体实施方式

现在根据光盘播放机中倾斜控制的操作描述第一优选实施方案。在图1中，为了校正光盘1的倾斜示出一种倾斜控制方案或设备。倾斜控制设备包括一个光传感单元，带有一个用于在径向移动光传感单元的可移动的托架或橇板4，一个将光束聚焦到光盘1上的光头2，和一个光倾斜检测器或传感器3，用于为了检测光盘1相对于以上提到的光束的光轴的倾斜，发射光线到光盘1上，接收由光盘1反射的光线，并检测光盘1的记录表面相对于以上提到的光束的光轴的倾斜。

橇板放在支撑橇板4的倾斜单元或平台5上。倾斜平台5被安排成可相对于旋转轴12旋转。其中它的一端被放置在垂直往复运动部件的一端上。垂直往复运动部件的另一端被可滑动地连到径向倾斜调节器9。在本例中，垂直往复运动部件用可被径向倾斜调节器9转动的螺杆表示，用以调节由箭头表示的倾斜平台5的倾斜。对倾斜平台5倾斜角的变化作出响应，传感单元光轴的角度相对于光盘1的记录表面发生变化。径向倾斜调节器9由控制器10控制，对从倾斜估值器8获得的输出信号作出响应，倾斜估值器被安排成根据倾斜传感器3的输出信号检测径向倾斜的量。另外，橇板4由控制器10控制，以完成以后要描述的初始标定操作。

而且，提供一种焦距控制电路，包括一个焦距估值器6，根据光头2的输出信号产生聚焦误差信号。聚焦误差信号供给焦距控制器7，产生供给焦距激励器11的焦距控制电压，焦距激励器11被安排来控制记录头2的物镜，使它能够在相对于光盘1的表面的垂直方向中移动。焦距控制电路由焦距估值器6，焦距控制器7和焦距激励器11组成，被安排来实现反馈控制，以致使聚焦误差信号为最小。因此，当物镜被移动对从焦距控制器7供给焦距激励器11的焦距控制器电压作出响应时，移动物镜调节光头2的聚焦状态。

应该指出，基于焦距控制器电压或信号的任何其他的适当的调节光头2焦距的机构可应用到优选实施方案中。而且，对径向倾斜调节器9的控制信号作出响应的任何其他的适当的调节倾斜平台5的机构可被采用。

依据优选实施方案，焦距控制器输出电压供给控制器10，以便提供标定倾斜传感器3偏置值的参考信号。

以下，参考图2和3描述倾斜传感器标定步骤。在图2中，示出一张指明光传感单元相对于光盘1的三个相继的位置的简图。应该指出，在光头2和倾斜传感器3上面指明的光束被聚焦在光盘1的记录表面上，并不聚焦在倾斜平台5的下表面上，如图2的中间和下部中所示的光传感单元的第二和第三位置中所示。至于这些第二和第三位置，倾斜平台5的下表面对应于光盘1的记录表面。当然，在依据优选实施方案的倾斜控制设备中只提供一个光传感单元和一个倾斜平台5。示出三个光传感单元和倾斜平台5只是为了指明在标定操作期间时间上相继的点。

正如可从图2推断的那样，光传感单元的橇板4起初由控制器10控制，移动到与由倾斜平台5限定的轴架或倾斜构架和由盘马达限定的马达座或盘架之间的旋转点对应的径向位置(图3中步骤S100)。在盘马达已经接通后完成初始的移动。然后，焦距控制电路被激活，在与旋转点或轴12对应的光传感单元的这个位置上测量焦距控制器7的焦距控制器输出电压，这是在盘旋转一周获得的平均输出电压(步骤S101)。应该指出，焦距控制器输出可以是聚焦电压或是数字控制器(PID)的积分器部分。测得的平均焦距控制器输出被存入控制器10，由控制器10控制橇板4向外移动一个距离d，例如可以是3mm(步骤S102)。然后，再次测量平均的控制器输出，并在控制器10中与已存储的平均焦距控制器输出作比较。比较结果可以是一个简单的二进制值，指明在两个值之间有差别或无差别，或者是一个具体的差值或数字，作为控制信号供给径向倾斜调节器9，以便调节倾斜的构架直到实际的平均焦距控制器输出对应于在步骤S101中获得的已存储的平均焦距控制器输出为止(步骤S103)。

最后，橇板4由控制器10控制向内移动一个距离d/2(对于上例也就是1.5mm)，如步骤S104中所示。由于以上的调节，根据平均焦距控制器输出调节盘，使其具有近似零的平均径向偏离。因此，在前面的两个位置之间的新位置上获得的倾斜传感器输出指明倾斜传感器3的偏置值，可被倾斜估值器8用作倾斜传感器偏置值，用以标定关于这个盘的倾斜传感器3(步骤S105)。由此，可以根据焦距控制器7的输出确定倾斜传感器3的偏置值，不需要知道焦距激励器11的增益。

只要根据平均焦距控制器输出的两次相继的测量可以实现径向倾斜的零位置，在图2中所示的初始测量位置可以是在倾斜平台5上橇板4的任何位置。利用与旋转点11对应的位置的优点是初始的焦距控制器输出并不受倾斜平台5随后的控制的影响。然而，如果对初始测量值的影响是已知的，可以考虑由倾斜估值器8实施比较操作。

应该指出，以上描述的倾斜传感器3的标定并不限于利用图2中指明的位置和距离的方法。通常，这样一种方法的优点在于只要在初始标定期间焦距激励器11的增益起伏不大，就不受任何增益变化的影响。标定也可以基于这样一种方法，其中倾斜是根据由焦距激励器11提供的行程确定的，可以根据它的灵敏度确定。在这种情况下，倾斜传感器3的偏置可以根据焦距激励器11的行程值与倾斜传感器3的输出相比较来确定。以下，将参考图4描述第二优选实施方案。

如图1和2中用虚线表示的部件那样，倾斜传感器3和倾斜估值器8可以省略。如果利用焦距激励器11的电压或数字控制器10内的焦距积分器测量径向倾斜，可能就是这种情况。

依据第二优选实施方案，由倾斜平台5限定的倾斜构架被径向倾斜调节器9调节到两个预先确定的角度倾斜构架位置，并在两个预先确定的倾斜构架位置的不同半径上测量平均的Z位置。然后，对于这两个预先确定的倾斜构架位置计算两个半径之间的平均径向倾斜，算得的平均倾斜被用于预置倾斜构架。

依据图4，利用倾斜构架调节到额定的倾斜构架位置以下的第一预先确定的倾斜构架位置时例如，-5mrad，开始测量(步骤S200)。然后，橇板4被移动，由控制器10利用焦距控制器输出电压在不同的半径Ri(i＝1到V)，例如，R1＝25mm，R2＝30mm，R3＝35mm，R4＝40mm，R5＝45mm，R6＝50mm，和R7＝55mm测量平均的Z位置(步骤S201)。现在，倾斜构架被调节到额定的倾斜构架位置以上的第二预先确定的角度倾斜构架位置，例如，+5mrad(步骤S202)，在不同的半径上以相反的次序，如R7到R1，因为橇板4在外面的半径位置上，再次测量平均的Z位置(步骤S203)。在这些测量，例如14次测量以后，在半径Ri之间的N-1个位置上计算平均径向倾斜(步骤S204)。最后，算得的平均径向倾斜被用于在开始记录或重现操作时预置倾斜构架的角位置(步骤S205)。

在由步骤S200到S205所指明的步骤已经实施后，在物镜和盘表面之间的角度偏离基本上被除去。应该指出，在倾斜构架的旋转点上不需要实施以上的测量。而且，必须在至少两个不同的倾斜构架的调节位置的至少两个半径Ri上进行测量。这样，四次Z测量导致一次平均的径向倾斜测量。

可以利用低通滤波器的功能测量平均的焦距激励器电压。作为一种替代方案，一个转速耦合的滑动平均滤波器可以实现输出平均垂直偏离。从而，可以避免由低通滤波器的延时引起的不可接受的高初始化时间，通过在与橇板4的预先确定的移动相应的预先确定的周期内计算倾斜可以实现跟踪功能。通过存储以前的平均焦距值和橇板位置可以计算倾斜。

因此，对于本领域的技术人员来说不同的修改可变得明显，而没有偏离如权利要求中所规定的本发明的范围。本发明适用于具有焦距控制电路和光倾斜传感器的任何光记录和重现设备。

概括地说，本发明涉及一种用于光盘播放机的倾斜控制设备和方法，其中通过利用焦距控制器7的输出标定倾斜检测装置3的输出偏置。因为偏置是基于焦距控制输出进行标定的，可以对于所有写入和非写入的盘实施标定。作为一种替代方案，通过根据在两个角度倾斜构架位置的至少两个不同的半径位置上所述的焦距控制装置控制输出的测量，调节倾斜构架可以实现高精度的倾斜控制。从而，藉助于焦距控制输出可以将盘定位在径向倾斜零的位置上。现在，为了倾斜调节不再需要倾斜检测装置。

Claims (20)

1.一种控制光盘(1)记录表面倾斜的倾斜控制设备，所述的倾斜控制设备包括：

a)倾斜检测装置(3)，用于检测所述的记录表面的倾斜。

b)焦距控制装置(7)，用于产生焦距控制输出；和

c)焦距激励装置(11)，用于根据所述的焦距控制输出控制光记录/重现射束的聚焦状态，

其特征在于，

d)标定装置(10)，利用所述的焦距控制输出标定所述的倾斜检测装置的输出偏置。

2.一种依据权利要求1的设备，

其特征在于：

所述的标定装置(10)被安排成测量平均的焦距控制输出并利用所述的平均的焦距控制输出供标定。

3.一种依据权利要求1或2的设备，

其特征在于：

所述的焦距控制输出是一种聚焦的电压或控制器的积分器输出。

4.一种依据权利要求1到4中任一项的设备，

其特征在于：

移动光传感单元的橇板(4)，改变所述的记录表面的所述的倾斜的倾斜平台(5)，调节所述的倾斜平台的倾斜调节装置(9)，和控制所述的橇板(4)和所述的倾斜调节装置(9)的倾斜控制装置(10)。

5.一种依据权利要求5的设备，

其特征在于：

所述的倾斜控制装置(10)被安排成将所述的橇板(4)定位在与由所述的倾斜平台(5)限定的倾斜构架和所述的光盘(1)之间的旋转点对应的半径上，移动所述的橇板(4)往外第一预先确定的距离，控制所述的倾斜调节装置(9)调节所述的倾斜平台(5)直到所述的焦距控制装置(7)的输出值与所述的旋转点对应的所述的半径上获得的值相同为止，和移动所述的橇板(4)向内第二预先确定的距离，其中所述的标定装置(10)被安排成使用在所述的第二预先确定的距离上获得的所述的倾斜检测装置(3)的输出值作为用于所述的光盘(1)的输出装置。

6.一种依据权利要求6的设备，

其特征在于：

所述的第二预先确定的距离对应于所述的第一预先确定的距离的一半。

7.一种光盘播放机，包括如权利要求1到7的任一项的倾斜控制设备。

8.一种控制光盘(1)记录表面倾斜的倾斜控制方法，所述的倾斜控制方法包括以下步骤：

a)产生焦距控制输出，和

b)根据所述的焦距控制输出控制光记录/重现射束的聚焦状态，

其特征在于：

c)利用所述的焦距控制输出标定倾斜检测装置(3)的输出偏置。

9.一种依据权利要求10的方法，

其特征在于：

所述的标定步骤包括测量平均的焦距控制输出并利用所述的平均的焦距控制输出供标定。

10.一种依据权利要求10或11的方法，

其特征在于：

所述的标定步骤包括测量在由倾斜平台(5)限定的倾斜构架和所述的光盘(1)之间的旋转点上的所述的焦距控制输出，调节所述的倾斜平台(5)直到在从所述的旋转点往向第一预先确定的距离上获得相同的焦距控制输出为止，并利用在从所述的第一预先确定的距离往内的第二预先确定的距离上获得的焦距控制输出作为用于所述的光盘(1)的所述的倾斜检测装置(3)的输出偏置。

11.一种依据权利要求10到12中任一项的方法，

其特征在于：

所述的第二预先确定的距离对应于所述的第一预先确定的距离的一半。

12.一种控制光盘(1)记录表面倾斜的倾斜控制设备，所述的倾斜控制设备包括：

a)焦距控制装置(7)，用于产生焦距控制输出；和

b)焦距激励装置(11)，用于根据所述的焦距控制输出控制光记录/重现射束的聚焦状态，

其特征在于：

c)倾斜控制装置(10)，用于根据在两个倾斜构架位置的至少两个不同的径向位置上所述的焦距控制装置(7)的控制输出测量结果调节倾斜构架。

13.一种依据权利要求14的设备，

其特征在于：

所述的焦距控制输出是一种聚焦的电压或控制器的积分器输出。

14.一种依据权利要求14到16中任一项的设备，

其特征在于：

移动光传感单元的橇板(4)，改变所述的记录表面倾斜的倾斜平台(5)，调节所述的倾斜平台(5)的倾斜调节装置(9)，其中所述的倾斜控制装置(10)被安排成控制所述的橇板(4)和所述的倾斜调节装置(9)，从而完成所述的测量。

15.一种依据权利要求17的设备，

其特征在于，

所述的倾斜控制装置(10)被安排成将所述的橇板(4)定位在所述的至少两个不同的径向位置上，控制所述的倾斜调节装置(9)调节所述的倾斜平台(5)到所述的两个预先确定的倾斜构架位置上，在所述的两个不同的径向倾斜位置的至少两个不同的径向位置上测量所述的焦距控制输出，和根据所述的至少两个不同的径向位置之间所述的两个预先确定的倾斜构架位置上获得的平均径向倾斜调节所述的倾斜平台(5)。

16.一种光盘播放机，包括如权利要求14到18的任一项的倾斜控制设备。

17.一种如权利要求19的光盘播放机，其中所述的光盘播放机是DVD播放机。

18.一种控制光盘(1)记录表面倾斜的倾斜控制方法，所述的倾斜控制方法包括以下步骤：

a)产生焦距控制输出，和

b)根据所述的焦距控制输出控制光记录/重现射束的聚焦状态，

其特征在于：

c)根据两个预先确定的倾斜构架位置的至少两个不同的径向位置上所述的控制输出测量结果调节倾斜构架。

19.一种依据权利要求21的方法，

其特征在于：

所述的调节步骤包括测量平均的焦距控制输出和利用所述的平均的焦距控制输出供调节。

20.一种依据权利要求21或22的方法，

其特征在于：

所述的调节步骤包括在所述的两个不同的径向倾斜位置的至少两个不同的径向位置上测量所述的焦距控制输出，和根据在所述的至少两个不同的径向位置之间两个预先确定的倾斜构架位置上所获得的平均径向倾斜调节所述的倾斜平台(5)。

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