CN1556983A - 光盘驱动器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种光盘驱动器，可以从/在光盘100上读和写数据。光盘100包含其上写入数据的记录轨道和用于引导光束40的引导轨道。所述驱动器包括：具有会聚光学系统的光拾取装置101，该会聚光学系统用于聚焦光束40，并在光盘100上形成光斑以便读或写数据；跟踪控制部件，用以控制光拾取装置101的会聚光学系统，以便在光盘100旋转时，使光束斑点40沿着一条选定的轨道；以及用于使跟踪控制部件按第一模式或第二模式管子的控制装置35。在第一模式中，跟踪控制部件使光束斑点40沿着记录轨道。在第二模式中，跟踪控制部件使光束斑点40沿着引导轨道。

Description

光盘驱动器及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种用于从/在光盘上读和/或写数据的光盘驱动器。本发明的光盘驱动器一般例如用作计算机的光驱，不过也可以用作音像装置(audiovisual appliances)中的光盘播放器(例如CD播放器或DVD播放器)或者光盘记录器。本发明的光盘驱动器可以用于多种电子设备，如本地服务器，录像机和笔记本电脑。

背景技术

近年来，光盘广泛用作计算机和音像装置的存储介质。迄今为止已经提出了多种光盘格式。例如，有只读光盘如CD-ROM和DVD-ROM，一次写入光盘如CD-R和DVD-R，以及可重写的光盘如CD-RW，DVD-RW和DVD-RAM。

在各类光盘中，CD-R、DVD-R、CD-RW和DVD-RW均包括基片，在其上成螺旋形地形成平台(land)和凹槽(groove)，并且在基片上沉积有记录薄膜。在这些种类的光盘中，把数据写到被限定在所述凹槽上的轨道上面。

在一次写入光盘中，其记录薄膜由有机染料材料制成。另一方面，在可重写光盘上，其记录薄膜由相变材料制成。有机染料记录膜吸收光盘驱动器的光源发射出的脉冲写入激光辐射，从而引起不可逆的结构改变。另一方面，相变记录薄膜在暴露于写入激光辐射时被熔化，然后凝固。在此情形中，通过调节写入激光辐射的强度和脉冲宽度，可以在相变记录薄膜中确定非晶记录符号和结晶空间。在可重写光盘中，记录薄膜的相变是可逆的，从而记录标记是可重写的。

在任何情况下，在把数据写到光盘上时，都需要用功率足够高的激光辐射照射其记录薄膜，以局部地改变记录薄膜的结构或光学性质(特别是例如反射率)。另一方面，在从光盘读取数据时，也需要用激光辐射照射其记录薄膜，以便检测反射率变化。不过在这种情况下，记录薄膜的反射率不应当因暴露于激光辐射而改变。由此，读取激光辐射一般具有比写入激光辐射低得多的功率。

另外，读/写激光辐射的波长随着给定光盘的具体要求而变。例如，用于CD的读/写激光辐射具有大约780nm的波长，而用于DVD的读/写激光辐射具有大约650nm的波长。一般而言，光盘的存储密度取决于激光辐射的束斑尺寸。因此，为了进一步增大存储密度，激光辐射的波长需要更短。为此，认为在不久的将来将取代DVD的下一代光盘，Blu-Ray光盘，使用波长大约405nm的紫激光辐射。

此外，为了增大光盘的存储密度和存储容量，其记录薄膜需要表现出被增大了的灵敏度，以便对于所加给的更小的光能，产生结构改变或者相位改变。另外，为了以更高速度在光盘上进行读或写操作，光盘需要以更高速度旋转。因此，光束不仅在数据写入期间，而且在数据读取期间都应当具有相对较高的功率。

不过，随着多次读取这种大灵敏度光盘，由于反复暴露于读取激光辐射下，其记录薄膜会逐渐地降质。从而，所产生的读取信号的质量也降低。此处将这种降质称作“弱辐射引发的降质”。这种弱辐射引发的降质在有机染料材料制成的记录薄膜中尤为显著，不过在相变材料制成的记录薄膜中有时也能观察到。

在例如日本未审公开No.7-85478和美国专利US 6,295,260中提出了避免这种弱辐射引起的降质的方法。美国专利US 6,295,260中披露的光盘驱动器根据被读取的光盘类型相应地改变读取激光辐射的功率。例如，在读取弱辐射引起的降质频繁发生的CD-R时，该光盘驱动器使激光辐射功率最小。

不过，在这种光盘驱动器中，当降低读取激光辐射的功率时，所产生的读取信号的质量将降低。并且，如果激光功率过分降低，则检测跟踪误差信号的灵敏度太低，以致于跟踪操作不够稳定。

为了克服上述问题，本发明的优选实施例提供一种光盘驱动器，它可以通过使记录薄膜的弱辐射引起的降质最小而稳定地执行读取操作，并且还提供一种用于控制这种光盘驱动器的方法。

发明内容

根据本发明优选实施例的光盘驱动器，最好用于从/在光盘上读和写数据，所述光盘最好包括在其上写入数据的记录轨道，以及用于引导光束的引导轨道。所述光盘驱动器最好包括光拾取装置，跟踪控制部件和控制装置。所述光拾取装置最好包括会聚光学系统，其用于聚焦光束，并且在光盘上形成光束斑点，以便从/在光盘上读或写数据。跟踪控制部件最好控制光拾取装置的会聚光学系统，使光盘旋转时光束斑点沿着一条选定的轨道。控制装置最好有选择地使跟踪控制部件工作在第一模式或者第二模式。按照第一模式，跟踪控制部件最好使光束斑点沿记录轨道。另一方面，按照第二模式，跟踪控制部件最好使光束斑点沿引导轨道。

在本发明的一种优选实施例中，光盘最好包括成螺旋形延伸的平台和凹槽。首选在平台或凹槽上定义记录轨道，并且首选在凹槽或平台上定义引导轨道。

在另一优选实施例中，当跟踪控制部件按第一模式工作时，光盘驱动器最好从/在光盘上读或写数据。另一方面，当跟踪控制部件按第二模式工作时，最好使光盘驱动器从/在光盘上既不从/在光盘上读，也不从/在光盘上写数据。

在又一优选实施例中，最好通过改变跟踪控制部件的控制极性，使跟踪控制部件从第一模式切换到第二模式。

在这种特定优选实施例中，最好通过切换将要输入跟踪控制部件的信号的极性，而改变跟踪控制部件的控制极性。

在又一种优选实施例中，所述光拾取装置最好还包括：光电探测器，它接收从光盘反射的光束，并且输出代表该光束强度分布的电信号；以及用于驱动会聚光学系统的激励器。所述跟踪控制部件最好包括：用于根据光电探测器输送的电信号产生跟踪误差信号的装置；以及驱动器，它用于根据控制装置的输出信号驱动光所述拾取装置的激励器。

在这种特定优选实施例中，控制装置最好根据光盘驱动器的操作状态，控制跟踪控制部件在第一与第二模式之间的切换。

具体而言，控制装置最好反转用于产生跟踪误差信号的装置的输出信号极性，或者驱动器输出信号的极性，从而在第一与第二模式之间切换跟踪控制部件。

作为选择，至少一部分控制装置可以起到用于判断光盘驱动器是否正在执行读/写操作的状态判断部件的作用。根据状态判断部件的判断结果，控制装置可以在第一与第二模式之间切换跟踪控制部件。

在又一优选实施例中，控制装置可以为数字信号处理器。

在另一优选实施例中，所述光盘驱动器还可以包括待机间隔时钟，它用于测量跟踪控制部件按第一模式工作，而光盘驱动器已经停止读或写数据的待机间隔长度。当待机间隔时钟测得的待机间隔长度超过预定值时，最好使跟踪控制部件从第一模式切换到第二模式。

在该特定优选实施例中，所述预定值最好至少等于光盘旋转一圈所花费的时间量，并且最好比从/在光盘其余记录轨道上读或写数据所花费的时间短。

根据本发明优选实施例的一种控制方法，是一种用于控制从/在光盘上读和写数据的光盘驱动器的方法。所述光盘最好包括在其上写入数据的记录轨道，以及用于引导光束的引导轨道。所述光盘驱动器最好包括光拾取装置、跟踪控制部件和控制装置。所述光拾取装置最好包括会聚光学系统，最好用于聚焦光束，并在光盘上形成光束斑点，以便从/在光盘上读或写数据。所述跟踪控制部件最好控制光拾取装置的会聚光学系统，使光盘旋转时光束斑点沿着一条选定的轨道。所述控制装置最好使跟踪控制部件按选定的模式工作。该控制方法最好包括步骤：(a)控制跟踪控制部件，使光束斑点沿着记录轨道；(b)控制跟踪控制部件，使光束斑点沿着引导轨道；以及(c)切换跟踪控制部件的工作模式。

在本发明一个优选实施例中，光盘最好包括螺旋形延伸的平台和凹槽，首选将记录轨道限定在平台或凹槽上，并首选引导轨道限定在凹槽或平台上。

在另一优选实施例中，所述步骤(a)最好包括从/在光盘上读或写数据的步骤，所述步骤(b)最好包括不从/在光盘上读或写数据的步骤。

在又一优选实施例中，所述步骤(c)最好包括改变跟踪控制部件的控制极性的步骤。

在这种特定优选实施例中，改变跟踪控制部件的控制极性的步骤最好包括切换被输入跟踪控制部件的信号的极性。

在再一种优选实施例中，光拾取装置最好还包括：光电探测器，它接收从光盘反射的光束，并输出代表该光束强度分布的电信号；以及用于驱动会聚光学系统的激励器。跟踪控制部件最好包括：用于根据光电探测器输送的电信号产生跟踪误差信号的装置；以及驱动器，其根据控制装置输出的信号驱动光拾取装置的激励器。

在该特定优选实施例中，步骤(c)最好包括获取被控制装置根据光盘驱动器工作状态而反转的跟踪控制部件的控制极性。

具体而言，步骤(c)最好包括反转用于产生跟踪误差信号的装置的输出信号极性，或者驱动器的输出信号的极性。

在又一优选实施例中，步骤(a)最好包括测量其中光盘驱动器已经停止读或写数据的待机间隔长度的步骤。在待机间隔长度超过预定值时最好执行步骤(c)。

在该种特定优选实施例中，所述预定值最好至少等于光盘旋转一圈所花费的时间量，且最好比从/在光盘其余记录轨道上读或写数据所花费的时间短。

一种根据本发明优选实施例的电子设备，包括用于从/在光盘上读和写数据的光盘驱动器，所述光盘包括在其上写入数据的记录轨道，以及用于引导光束的引导轨道。所述光盘驱动器包括：包括会聚光学系统的光拾取装置，使用该会聚光学系统聚焦光束，在光盘上形成光束斑点，以便从/在光盘上读或写数据；跟踪控制部件，它用于控制光拾取装置的会聚光学系统，使光盘旋转时光束斑点沿着一条选定的轨道；以及控制装置，用于有选择地使跟踪控制部件按第一或第二模式工作，其中按照第一模式，跟踪控制部件使光束斑点沿着记录轨道，按照第二模式，跟踪控制部件使光束斑点沿着引导轨道。

根据下面参照附图对本发明优选实施例的详细描述，本发明的其他特征、要素、方法、步骤、性质和优点将是显而易见的。

附图说明

图1是示意地表示根据本发明第一特定优选实施例的光盘驱动器结构的方块图；

图2是表示第一优选实施例的光盘驱动器要从中读取或者写入的光盘的轨道结构平面图；

图3是表示图2中所示光盘主要部分的截面图；

图4是表示在第一优选实施例中如何改变跟踪控制极性的流程图；

图5是表示图1中所示光盘驱动器更为详细的结构方块图；

图6是表示怎样由图5中所示光盘驱动器的光电探测器和矩阵放大器产生聚焦误差信号FE的方块图；

图7是表示怎样由图5中的光电探测器和矩阵放大器产生跟踪误差信号TE的方块图；

图8表示跟踪误差信号TE如何表示光束斑点60从对目标记录轨道600的偏离，其中：

图8(a)表示光束斑点60处于光电探测器20上；

图8(b)说明记录轨道600和引导轨道601的横截面；

图8(c)表示跟踪误差信号TE的波形；

图9表示光盘100上光束斑点通过多个轨道时所得跟踪误差信号的波形；

图10是表示在第一优选实施例中如何切换跟踪控制模式的时序图，其中：

图10(a)表示状态判断部件的输出如何随时间变化；

图10(b)表示跟踪控制的极性如何随时间变化；

图10(c)表示被扫描的轨道如何随时间变化；

图11是表示根据本发明第二优选实施例光盘驱动器的结构方块图；

图12是表示在第二优选实施例中如何切换跟踪控制模式的时序图，其中：

图12(a)表示状态判断部件的输出如何随时间变化；

图12(b)表示待机间隔时钟的输出如何随时间变化；

图12(c)表示跟踪控制的极性如何随时间变化；

图12(d)表示被扫描的轨道如何随时间变化；

图13是表示在第二优选实施例中如何改变跟踪控制极性的流程图。

具体实施方式

下面，将参照附图描述本发明的优选实施例。

实施例1

首先，参照图1，它以示意的方式示出本发明第一特定优选实施例光盘驱动器105的结构。光盘驱动器105可以从/在可换光盘100上读和写数据。光盘100可以为例如DVD-R，并且最好是包括在其上写入数据的记录轨道和在没有记录轨道之处设置的引导轨道的盘状存储介质。

图2表示光盘100上轨道的平面结构，图3示意地表示部分光盘100的横截面结构。

如图2中所示，在光盘100的中心处形成盘孔(disk hole)503。从而使光盘100定位，使光盘电机(未示出)的转动轴通过光盘100的中心(即盘孔503)伸出。并且，分别如实曲线和虚曲线所示那样，在光盘100上形成记录轨道500和引导轨道501，从而成螺旋形向外(即从光盘100的引入区向引出区)延伸。

有如这里所用的，“记录轨道”是用于将用户数据写于其上的轨道，而“引导轨道”是用于产生跟踪控制操作所需信号的轨道。最好还可以在引导轨道上设置前置凹坑。

如图3中所示，光盘100最好包括其上具有凹槽的第一基片520、记录膜530、反射膜540、保护涂层550、粘接层560和第二基片570。在图2所示的例子中，由从第一基片520下面发射的光束40照射位于记录轨道500上的部分记录膜530。当从会聚透镜16向上观察时，第一基片520的凹槽(即凹入部分)和平台(即凸起部分)看起来分别像平台和凹槽。为此，这些术语“平台”和“凹槽”可以根据使用者的观察点，表示完全相反的部分。为了避免造成这种混淆，这里把第一基片520朝向会聚透镜16突出的部分称作“凹槽”。

在该优选实施例所使用的光盘100上，用户数据被写在凹槽上，而非写到平台上。因此，光盘100的凹槽起“记录轨道500”的作用，而其平台起用于产生跟踪信号的“引导轨道501”的作用。

具有这种结构的光盘100，通常是DVD-R或DVD-RW。不过，光盘驱动器105不宜只允许按一种格式从/在光盘读或写数据。相反地，光盘驱动器105最好能与允许多种格式的光盘兼容。

再参照图1，光盘驱动器105使光拾取装置101朝向光盘100发射光束，并在光盘100上形成光束斑点，以便从/在光盘100上读或写数据。光拾取装置101包括用于将光源发射的光束聚焦到光拾取装置101内部的会聚光学系统。

另外，光盘驱动器105还包括跟踪控制部件102，它控制光拾取装置101的会聚光学系统，使光盘100旋转时光束斑点沿着目标轨道。该优选实施例的光盘驱动器105的一个最为重要的特征在于，使跟踪控制部件102以选择的方式按第一模式或第二模式工作。具体而言，按第一模式，对跟踪控制部件102进行控制，使光束斑点沿着光盘100上的记录轨道。另一方面，按第二模式，对跟踪控制部件102进行控制，使光束斑点沿着光盘100上的引导轨道。

下面，将参照图4简要说明在该优选实施例中光盘驱动器105是如何工作的。

首先，当随着光盘100的旋转光盘驱动器105执行读或写操作时，跟踪控制部件102执行跟踪操作，使光拾取装置101发射出的光束在光盘100上形成的光束斑点正好处于由所选定地址确定的所需记录轨道上。

在把数据写到光盘100上时，在相对较高的值与相对较低的值之间调节光束功率，这当中在相对较高的值时，光盘100记录膜的反射率可以改变，在相对较低的值时记录膜的反射率不可变。另一方面，在从光盘100读取数据时，使光束功率减小，并且通过检测光盘100记录膜的反射率变化而产生读取信号。因此，在读取操作期间，将光束功率调节并保持在足够低的恒定大小。

在图4所示的步骤1中，光盘驱动器105执行读操作或写操作。然后在步骤2中，状态判断部件103(参见图1)判断光盘驱动器105是否仍在执行读/写操作。如果结果为YES(是)，则在下一步骤3中状态判断部件103不改变跟踪控制部件102的工作模式，从而光束斑点继续扫描记录轨道。但如果结果为NO(否)，则在下一步骤4中，状态判断部件103改变跟踪控制部件102的工作模式，使光束斑点开始扫描引导轨道。

根据状态判断部件103执行的判断结果，通过这种方式将光束斑点所遵循的轨道从“记录轨道”切换到“引导轨道”，可以使光束对记录轨道的不必要曝光最小。

应予说明的是，在由光束扫描引导轨道时，只要需要重新开始读或写操作，则状态判断部件103立即感受到这种需要，并切换跟踪控制部件102的工作模式，从而再次开始用光束扫描记录轨道。

下面，将更详细地说明该优选实施例的光盘驱动器105。

首先，参照表示光盘驱动器105之详细内部结构的图5。如图5中所示，光盘驱动器105包括光拾取装置101，它具有光源10和多个光学元件，如耦合透镜15、偏振分束器18和会聚透镜16。下面将描述这种光拾取装置101的结构。

包含在光拾取装置101中的光源10，通常被做成模块，包括至少一个半导体激光二极管，并根据激光驱动器24的输出信号而被驱动。为了使这种光盘驱动器105适合于为CD、DVD和其他光盘所制定的多种不同标准，光源10最好包括多个半导体激光二极管，以便发射出具有相互不同波长的激光辐射。在该优选实施例中，最好使用发射波长约为650nm激光辐射的半导体激光二极管作为光源10。

由PIN二极管11监测光源10发射的部分激光辐射。把PIN二极管11的输出提供给差分放大器25的倒相输入端，并经过负反馈，从而控制激光驱动器24的输出信号。通过执行这种控制操作，可以将光源10发射的激光辐射的强度控制在所需的大小。

无论光盘驱动器105读取数据还是写入数据，光源10的光输出(即所发射激光辐射的功率或强度)都会改变。并且，当光盘驱动器105写数据时，用被写到光盘100上的数据进一步调制光源10的输出光。下面将更详细地确切描述如何控制光源10的输出光。实际上，将继续对光拾取装置101结构和操作进行描述。

光源10发射出的激光辐射，穿过光拾取装置101的耦合透镜15、偏振分束器18和会聚透镜16，从而在光盘100上聚焦成光束40。

具体地说，耦合透镜15使光源10发射的光束受到准直，并使准直的平行光束透过，到达偏振分束器18。

然后，偏振分束器18使透过耦合透镜15的(偏振)光朝向光盘100反射，而透过被光盘100反射的光。从光盘100反射的光也是偏振光，但与透过耦合透镜15的光具有不同的偏振轴。

由激励器17使会聚透镜16沿光束40的光轴移动，并且受到控制，而使光束40聚焦在光盘100的记录层上。激励器17的动作受到分别由驱动器26和27提供的信号Fo和Tr的控制。

从光盘100反射的光束40穿过会聚透镜16和偏振分束器18，然后入射在光电探测器20上。光电探测器20可以包括比如四个分开的探测区，将所接收光束40的强度转换成电信号。光电探测器20输出的电信号提供给矩阵放大器19。

根据光电探测器20的输出，矩阵放大器19产生聚焦误差信号FE和跟踪误差信号TE。下面，将参照图6和7描述如何产生这些信号。

该优选实施例的光电探测器20包括四个分开的探测区域A，B，C和D，排列如图6所示。每个探测区域A，B，C和D产生并输出表示入射光束强度的电流信号。继而，所产生的四个电流信号输入设在矩阵放大器19中的电流-电压转换放大器21a，21b，21c和21d。所述放大器21a，21b，21c和21d将这四个电流信号转换成相应的电压信号，然后在矩阵放大器19中经历算术运算。具体而言，矩阵放大器19的加法器22a和22b产生两个对角求和信号，然后输入差分放大器23，并且相加，从而产生聚焦误差信号FE。

同时，也将光电探测器20的探测区域A，B，C和D输出的四个电流信号提供给设在矩阵放大器19中的另一组电流-电压转换放大器21a，21b，21c和21d，并被转换成电压信号，如图7中所示。然后，加法器22a和22b产生两个水平求和信号，并且随后提供给差分放大器23，从而产生跟踪误差信号TE。

不过，用于产生聚焦误差信号FE和跟踪误差信号TE的电路结构和方法并不限于图6和7中所示的例子，也可以是任何已知结构和方法。

此外，在上述的优选实施例中，矩阵放大器19被设在光拾取装置101内部。作为选择，可将组成矩阵放大器19的部分或者全部电路设置在光拾取装置101外部。

再参照图5，矩阵放大器19产生的跟踪误差信号TE和聚焦误差信号FE分别输送给A/D转换器32和33。这些信号TE和FE被A/D转换器32和33转换成数字信号，然后这些数字信号被输送给数字信号处理器(DSP)35。

一旦从A/D转换器33接收到数字式聚焦误差信号FE，DSP35就对聚焦误差信号FE进行数字计算，包括加法、延迟和乘法，从而补偿聚焦控制的低频增益，并在增益交点(gain intersection)附近进行相位补偿。通过D/A转换器29将经这些处理而由DSP35所得到的聚焦控制信号Fo输出至驱动器26。随之，驱动器26将聚焦控制信号Fo所表示的电流放大，然后将所产生的经过放大的控制信号提供给光拾取装置101内部的激励器17。根据该控制信号，激励器17驱动会聚透镜16，从而执行聚焦控制，使光束40的焦点正好处于光盘100上。

另一方面，DSP35还对接收自A/D转换器32的跟踪误差信号TE进行包括加法、延迟和乘法在内的数字计算，从而补偿跟踪控制的低频增益，并在增益交点附近进行相位补偿。通过D/A转换器31将经这些处理而由DSP35所获得的跟踪控制信号TR输出至驱动器27。随之，驱动器27将跟踪控制信号Tr所表示的电流放大，然后将所产生的经过放大的控制信号提供给激励器17。根据该控制信号，激励器17驱动会聚透镜16，从而执行跟踪控制，使光束40的斑点沿着光盘100上的目标轨道。

此外，DSP35将控制信号通过D/A转换器30输出至差分放大器25的同相输入端。差分放大器25与激光驱动器24相连。因此，根据DSP35提供的控制信号，激光驱动器24控制光源10的输出光，使其为预定大小。DSP35还将控制信号输送给主轴电机控制器14，从而通过电机13使光盘100以预定速度旋转。

光盘驱动器105通过下述方式从/在光盘100上读或写数据。首先根据用户的命令，控制整个光盘驱动器105的中央处理器(CPU)36输出读指令或写指令。然后，根据读或写指令，光盘驱动器105执行搜索操作和跟踪操作，使光束斑点正好处于光盘100上给定地址所确定的目标记录轨道上。之后，光盘驱动器105执行从/在该记录轨道上的读或写数据操作。

在执行写操作时，DSP35通过激光驱动器控制线28将控制脉冲输出至激光驱动器24。根据控制脉冲，激光驱动器24驱动光源10的激光二极管，从而使激光二极管发射其功率大到足以执行写操作的脉冲激光辐射。

根据接收自CPU36的指令，状态判断部件34可以判断光盘驱动器105当前是否正在执行读/写操作。

应予说明的是，图1中所示的跟踪控制部件102包括图5中所示的矩阵放大器19，A/D转换器32和33，D/A转换器31以及驱动器27。

下面将参照图8详细说明跟踪误差信号TE的特性。图8(a)表示光束斑点60处于光电探测器20上。通过用光盘100所反射的光束照射光电探测器20的光接收平面，形成光束斑点60。图8(a)表示光束斑点60的中心与光电探测器20的中心匹配的状态。

图8(b)表示记录轨道600，从光盘100上面发射的光束聚焦在其上，以及与记录轨道600相邻的引导轨道601的横截面。在图8(b)中，箭头650指向光盘100的中心(或者内圆周)，箭头651指向光盘100的外圆周。如图8(b)中示意性所表示的那样，在光盘100的记录轨道600上形成光束斑点61。

图8(c)是表示光盘100上光束斑点的中心(作为横坐标)和跟踪误差信号TE(作为纵坐标)之间关系的曲线图。在该曲线图中，用附图标记641表示记录轨道600的中心，用附图标记642表示相邻引导轨道的中心。

尽管光盘100上光束斑点61沿着记录轨道600的中心641，不过光电探测器20上的光束斑点60均匀分布在四个探测区域A，B，C和D上。因此，由图7中所示电路获得的跟踪误差信号TE，数值为零。在图8(c)中用点A表示这种状态。

然而，如果光盘100上的光束斑点61向内(即沿方向650)或者向外(即沿方向651)偏离记录轨道600的中心641，则跟踪误差信号TE的大小有如图8(c)所示那样会发生改变。当光束斑点61处于相邻引导轨道601的中心642上时，依然如同光束斑点61处于记录轨道600的中心614上的情形，跟踪误差信号TE的值也为零。此外，在记录轨道600与引导轨道601之间的边界处，跟踪误差信号TE的值为最大或者最小。

图9表示光盘100上的光束斑点穿过若干轨道时，所获得的跟踪误差信号TE的波形。具体而言，图9(a)表示记录轨道A，B和C以及引导轨道A和B的横截面。如图9(b)中所示，当光束斑点处于记录轨道A到D以及引导轨道A和B的中心710、711、712、713和714其中任何一个的中心时，跟踪误差信号TE的大小基本上等于零。

例如，当光束斑点处于记录轨道B的中心712时，跟踪误差信号TE的大小为零。不过，由于光盘100旋转，光束斑点可能稍稍偏离记录轨道B的中心。即便如此，如果进行跟踪控制，控制光束斑点的位置，可以使跟踪误差信号TE的大小再次等于零。结果，可以将光束斑点相对记录轨道B中心712的偏离减小到轨道间距的大约1/100。在搜索操作中暂停这种跟踪控制，不过在读或写操作期间连续执行这种跟踪控制。

具体来说，如果光束斑点从记录轨道B的中心712向内(即沿图9(a)中箭头750所示的方向)偏移，则跟踪误差信号TE具有正极性，并且如图9(b)中所示其绝对值增大。相反，如果光束斑点从记录轨道B的中心712向外偏移(即沿图9(a)中箭头751所示的方向)，则跟踪误差信号TE具有负极性，并且如图9(b)所示其绝对值也增大。

因此，在执行跟踪操作使光束斑点沿着记录轨道B时，如果跟踪误差信号TE具有正值，则应当驱动光拾取装置101，使光束斑点向外移动(即沿图9(a)中箭头751所示方向)。另一方面，如果跟踪操作期间跟踪误差信号TE具有负值，则应当驱动光拾取装置101，使光束斑点向内移动(即沿图9(a)中箭头750所示的方向)。

如上所述，该优选实施例的光盘驱动器105可以在第一模式(即记录轨道扫描模式)与第二模式(即引导轨道扫描模式)之间切换图1中所示跟踪控制部件102的操作模式。在详细描述这种切换之前，将描述第二模式中的跟踪控制。

首先，现在假设光束斑点沿着引导轨道B。在此情形中，如果光束斑点从引导轨道B的中心713向内移动(即沿图9(a)中箭头750所示的方向)，则跟踪误差信号TE具有负极性，并且如图9(b)所示那样，其绝对值增大。相反，如果光束斑点从引导轨道B的中心713向外移动(即沿图9(a)中箭头751所示的方向)，则跟踪误差信号TE具有正极性，并如图9(b)中所示，其绝对值也增大。

因此，在执行跟踪操作使光束斑点沿着引导轨道B时，如果跟踪误差信号TE具有负电平值，则应当驱动光拾取装置101，使光束斑点向外移动(即沿图9(a)中箭头751所示的方向)。另一方面，如果跟踪操作期间跟踪误差信号TE具有正电平值，则应当驱动光拾取装置101，使光束斑点向内移动(即沿图9(a)中箭头750所示的方向)。

按照这种方式，相对具有正或负极性的跟踪误差信号TE按照两种模之一定义的光束斑点移动方向，与相对具有相同极性的跟踪误差信号TE案另一种模式定义的光束斑点移动方向相反。为此，仅通过反转跟踪控制部件输出的控制信号的极性，就能很容易地切换这两种模式。具体而言，通过反转(1)A/D转换器32的转换极性，(2)利用DSP35的数字计算处理的控制极性，或者(3)D/A转换器31的转换极性，能够切换各种模式。在本优选实施例中，通过DSP35进行的数字计算处理来反转控制极性。

应予说明的是，在通过切换跟踪控制模式使光束斑点开始沿着引导轨道时，引导轨道不必与光束斑点刚刚停止扫描的记录轨道相邻。

下面，将参照图10描述如何切换操作的模式。图10(a)、(b)和(c)分别表示状态判断部件的输出、跟踪控制的极性和被扫描的轨道。

当光盘驱动器执行读或写操作时，状态判断部件的输出具有高电平(H)。另一方面，在光盘驱动器不执行读或写操作的待机状态下，状态判断部件的输出具有低电平(L)。根据状态判断部件的输出切换跟踪控制的极性。具体而言，如果状态判断部件的输出为高电平(H)，则跟踪控制极性为正(+)且光束斑点处于记录轨道上。

接下去，在状态判断部件的输出从高电平(H)变到低电平(L)后，跟踪控制极性将为负(-)，且光束斑点开始沿着引导轨道。花费大约1毫秒到大约5毫秒的极性切换时间A，以切换跟踪控制的极性。

随后，当光盘驱动器从待机状态返回读/写状态时，状态判断部件的输出将从低电平(L)变成高电平(H)。由此，跟踪控制的极性将从负变成正，且光束斑点将再次开始沿着记录轨道。依然花费大约1毫秒到大约5毫秒的极性切换时间B，以切换跟踪控制的极性。

按照这种方式，当光盘驱动器不执行读或写操作时，光束斑点处于引导轨道上，从而防止记录轨道上的记录膜部分暴露于不必要的光。

应予说明的是，通过特别设计光盘驱动器的电路结构或其中所安装的软件，可以在非常短的时间(如1μs)内切换跟踪控制的极性。

在图2所示包含螺旋形轨道的光盘中，如果即使光盘旋转一圈之后光束斑点继续扫描相同引导轨道，则光束斑点逐渐向内或向外移动。

不过，也可以将光束斑点实质上固定在光盘径向的相同位置处。下面，将参照图9说明如何固定光束斑点。

当光盘驱动器从/在记录轨道B上读或写数据时，光束斑点沿着记录轨道B的中心712。如果在此期间命令光盘驱动器从读/写状态变成待机状态，则切换跟踪控制的模式。在此情形中，比如，假定光束斑点需要开始扫描相邻引导轨道A的中心711。不过，如果记录在光盘100上的数据沿着记录轨道方向连续向外排列(即从中心朝向外围)，则当光盘100旋转一圈时，光束斑点将位于相对引导轨道B的中心713。不过，在此情形中，光盘100每转动一圈，可以执行光束斑点在引导轨道B上朝向引导轨道A返回的处理。

应予说明的是，即使光盘100不止转动一圈，光束斑点也可以返回引导轨道A。例如，在光盘100已经转动N圈之后(其中N是等于或大于2的整数)，光束斑点可以跨越大约相同数量的N个记录轨道向内移动。作为选择，当光盘100旋转N圈时，光束斑点可以保持在光盘径向位置处。在此情形中，光盘每转动n圈(n为大于1且小于N的整数)，光束斑点可以向内移动。

光盘旋转时，光束斑点可以保持在任意引导轨道(即任何光盘径向位置)上。如果可以预料待机状态完成之后光盘驱动器恢复读/写操作时被搜索的记录轨道的地址，则光束斑点可以位于靠近具有所预期地址的记录轨道的引导轨道上。

应予说明的是，当光束斑点沿着任何引导轨道时，通常不能从光盘读取任何地址信息。因此，如果在第一模式已经被切换成第二模式之后很长时间内光束斑点沿着引导轨道，那么光束斑点的光盘径向位置随着光盘的旋转速度而变。

而且，如果在第二模式下光束斑点跨越记录轨道(即如果光盘驱动器执行搜索操作或者跳轨(track jump)操作)，则可由所跨越的记录轨道数量和光盘旋转速度决定光束斑点的光盘径向位置。

应予说明的是，可以从光盘电机转数得出光盘的旋转速度，而光盘即要在所述光盘电机上旋转。可以高度精确地检测所述光盘电机的转数。因此，如果计算出光束斑点跨越的记录轨道数，则在第一模式切换成第二模式之后，也可以高度精确地检测出光束斑点的位置。

上述优选实施例的光盘驱动器，在不执行读或写操作时，记录轨道不会暴露于任何激光辐射之下。结果，可以显著减小弱辐射引起的记录膜降质。

实施例2

下面将参照图11到13描述根据本发明第二特定优选实施例的光盘驱动器。除了这个第二优选实施例的DSP35执行附加功能以外，本第二优选实施例的光盘驱动器与上述第一优选实施例的光盘驱动器具有相同结构。因此，用相同附图标记表示与图5中所示的相应部件大体具有相同功能的图11中所示光盘驱动器的每个部件，并且此处将省略对它们的描述。

首先参照图11，第二优选实施例的光盘驱动器900的DSP35，不仅起到用于判断光盘驱动器900是否执行读/写操作的状态判断部件34的作用，而且还作为用来测量待机间隔长度，即自光盘驱动器900准备好进入待机状态之后经过多长时间的待机间隔时钟37。

当光盘驱动器900停止读或写操作时，由DSP35实现的待机间隔时钟37开始对待机间隔进行时钟控制，并在间隔长度超过预定长度时，改变其输出值。根据待机间隔时钟37的输出值，光盘驱动器900切换跟踪控制部件的控制极性。下面，将参照图12对此进行详细描述。

图12(a)、(b)、(c)和(d)分别表示状态判断部件的输出，待机间隔时钟的输出、跟踪控制的极性以及被扫描的轨道。

当光盘驱动器处于读/写状态时，状态判断部件的输出为高电平(H)。另一方面，当光盘驱动器不在读/写状态而处于待机状态时，状态判断部件的输出为低电平(L)。

在上述第一优选实施例中，在状态判断部件的输出从高电平(H)变到低电平(L)之后，跟踪控制的极性迅速从正(+)切换到负(-)。不过，在本第二优选实施例中，直到待机间隔时钟测得的待机间隔长度超过预定长度时，跟踪控制的极性才从正(+)切换到负(-)。如果在测得的待机间隔长度超过预定长度之前开始下一读/写操作，则将不切换跟踪控制的极性。

应予说明的是，在待机间隔期间，只要需要开始下一读或写操作，待机间隔时钟就停止对待机间隔进行时钟控制，以使光盘驱动器迅速开始读或写操作。

图13表示测量待机间隔长度的过程流程图。

首先在步骤0时，光盘驱动器900正在执行读或写操作。然后在步骤1时，当光盘驱动器900停止读或写操作时，待机间隔时钟开始对待机间隔进行时钟控制。随后在步骤2中，判断测得的待机间隔长度是否已经超过参考值。如果结果为“NO(否)”，则在下一步骤3中，跟踪控制的极性保持不变。另一方面，如果结果为“YES(是)”，则在下一步骤4中，待机间隔时钟停止测量间隔，并且切换跟踪控制的极性。在切换跟踪控制的极性时，光束斑点从记录轨道移动到引导轨道上，从而在下一步骤5中，使光盘驱动器900进入待机状态。

待机间隔时钟37测量的待机间隔可以具有大约30毫秒的长度。

如果在光盘驱动器在记录轨道指定地址上进行读或写操作时发生读误差或写误差，则光盘驱动器必须在相同地址上再次全部执行读或写操作。在此情形下，虽然状态判断部件的输出从高电平(H)变到低电平(L)，也不应当立即切换跟踪控制的极性。相反，如果发生这种读或写误差，则跟踪控制极性的切换最好延迟，直到第二次完成读或写操作。因此，代表上述待机间隔的参考值最好比光盘旋转一圈所花费的时间长。从而，可以防止第二次在相同地址上执行读或写操作时不必要地切换跟踪控制极性。结果，可以更加平稳地进行跟踪操作。

在光盘驱动器于光盘的非常靠近其外边缘的区域上执行读或写操作的情况下，如果参考值定义得太长，则在切换跟踪控制极性之前，光束斑点有可能到达光盘的外边缘。为了避免这种情况发生，当光盘驱动器在光盘的非常靠近其外边缘的区域上执行读或写操作时，最好参考值定义得比其扫描光盘上其余记录轨道所花费的时间短。

工业实用性

根据上述本发明的各优选实施例，在不执行读或写操作时，光束斑点处于没有写入数据的引导轨道上。因此，提供一种通过使记录膜的弱辐射引起的降质为最小，从而稳定地执行读操作的光盘驱动器，并且还提供一种控制这种光盘驱动器的方法。

应当理解，上述描述仅说明本发明。在不偏离本发明的条件下，本领域技术人员可以作出多种改变和变型。因此，本发明意在包含处于所附权利要求范围内的所有这些替换、变型和改变。

Claims (23)

1.一种光盘驱动器，用于从/在光盘上读和写数据，所述光盘包含将数据写于其上的记录轨道，以及用于引导光束的引导轨道；所述光盘驱动器包括：

包含会聚光学系统的光拾取装置，所述会聚光学系统用于聚焦光束，并且在光盘上形成光束斑点，以便从/在光盘上读或写数据；

跟踪控制部件，用于控制光拾取装置的会聚光学系统，以便在光盘旋转时，使光束斑点沿着一条选定的轨道；以及

控制装置，用于使跟踪控制部件以选择的方式按第一模式或第二模式工作；

其中，在第一模式中，跟踪控制部件使光束斑点沿着记录轨道，并且

在第二模式中，跟踪控制部件使光束斑点沿着引导轨道。

2.如权利要求1所述的光盘驱动器，其中，所述光盘包括成螺旋形延伸的平台和凹槽，并且

在所述平台或者凹槽上定义记录轨道，并在凹槽或平台上定义引导轨道。

3.如权利要求1或2所述的光盘驱动器，其中，在跟踪控制部件按第一模式工作时，光盘驱动器从/在光盘上读或写数据，并且

在跟踪控制部件按第二模式工作时，光盘驱动器既不从光盘上读也不在光盘上写数据。

4.如权利要求1至3中任一项所述的光盘驱动器，其中，通过改变跟踪控制部件的控制极性，使跟踪控制部件从第一模式切换到第二模式。

5.如权利要求4所述的光盘驱动器，其中，通过切换被输入到跟踪控制部件的信号的极性，改变跟踪控制部件的控制极性。

6.如权利要求1至5中任一项所述的光盘驱动器，其中，所述光拾取装置还包括：光电探测器，它接收从光盘反射的光束，并且输出表示所述光束强度分布的电信号；以及用于驱动会聚光学系统的激励器；并且

所述跟踪控制部件包括：用以根据从光电探测器输送的电信号产生跟踪误差信号的装置；以及驱动器，它根据控制装置输出的信号驱动光拾取装置的激励器。

7.如权利要求6所述的光盘驱动器，其中，所述控制装置根据光盘驱动器的操作状态，控制跟踪控制部件在第一与第二模式之间的切换。

8.如权利要求7所述的光盘驱动器，其中，所述控制装置反转用于产生跟踪误差信号装置的输出信号极性或驱动器的输出信号极性，从而在第一与第二模式之间切换跟踪控制部件。

9.如权利要求7或8所述的光盘驱动器，其中，至少一部分控制装置起用以判断光盘驱动器是否正在执行读/写操作的状态判断部件的作用，并且

根据状态判断部件的判断结果，所述控制装置在第一与第二模式之间切换跟踪控制部件。

10.如权利要求6至9中任一项所述的光盘驱动器，其中，所述控制装置为数字信号处理器。

11.如权利要求1至10中任一项所述的光盘驱动器，其中，还包括待机间隔时钟，用于测量跟踪控制部件按第一模式工作，而光盘驱动器已经停止读或写数据之待机间隔长度；

在待机间隔时钟测得的待机间隔长度超过预定值时，所述跟踪控制部件从第一模式切换到第二模式。

12.如权利要求11所述的光盘驱动器，其中，所述预定值至少等于光盘旋转一圈所花费的时间量，并比从/在光盘上其余记录轨道上读或写数据所花费的时间短。

13.一种控制光盘驱动器的方法，所述光盘驱动器用于从/在光盘上读和写数据；所述光盘包含其上写入数据的记录轨道和用于引导光束的引导轨道；所述光盘驱动器包括：

包含会聚光学系统的光拾取装置，所述会聚光学系统用于聚焦光束，并在光盘上形成光束斑点，以便从/在光盘上读或写数据；

跟踪控制部件，它用于控制光拾取装置的会聚光学系统，以便在光盘旋转时，使光束斑点沿着一条选定的轨道；以及

控制装置，用以使跟踪控制部件按选定的模式工作；其中，所述方法包括如下步骤：

(a)控制跟踪控制部件，使光束斑点沿着记录轨道；

(b)控制跟踪控制部件，使光束斑点沿着引导轨道；以及

(c)切换跟踪控制部件的工作模式。

14.如权利要求13所述的方法，其中，所述光盘包括成螺旋形延伸的平台和凹槽，并且

将记录轨道限定在所述平台或凹槽上，并将引导轨道限定在凹槽或平台上。

15.如权利要求13或14所述的方法，其中，所述步骤(a)包含从/在光盘上读或写数据的步骤，并且

所述步骤(b)包含不从/在光盘上读或写数据的步骤。

16.如权利要求13至15中任一项所述的方法，其中，所述步骤(c)包含改变跟踪控制部件控制极性的步骤。

17.如权利要求16所述的方法，其中，改变跟踪控制部件控制极性的步骤包括切换输入到跟踪控制部件的信号的极性。

18.如权利要求13到17中任一项所述的方法，其中，所述光拾取装置还包括：光电探测器，它接收光盘反射的光束，并输出表示所述光束强度分布的电信号；以及激励器，用于驱动会聚光学系统；并且

所述跟踪控制部件包括：用于根据光电探测器输送的电信号产生跟踪误差信号的装置；以及驱动器，用于根据控制装置的输出信号驱动光拾取装置的激励器。

19.如权利要求18所述的方法，其中，所述步骤(c)包含根据光盘驱动器的工作状态，由控制装置获得被反转的跟踪控制部件的控制极性。

20.如权利要求19所述的方法，其中，所述步骤(c)包含反转用于产生跟踪误差信号的装置的输出信号极性或驱动器输出信号的极性。

21.如权利要求13至20中任一项所述的方法，其中，所述步骤(a)包含测量光盘驱动器已经停止读或写数据的待机间隔长度的步骤；

当待机间隔长度超过预定值时，执行所述步骤(c)。

22.如权利要求21所述的方法，其中，所述预定值至少等于光盘旋转一圈所花费的时间，且比从/在光盘其余记录轨道上读或写数据所花费的时间短。

23.一种电子设备，所述设备包含光盘驱动器，用于从/在光盘上读和写数据；所述光盘包含其上写入数据的记录轨道，以及用于引导光束的引导轨道；所述光盘驱动器包括：

包含会聚光学系统的光拾取装置，所述会聚光学系统用于聚焦光束，并在光盘上形成光束斑点，以便从/在光盘上读或写数据；

跟踪控制部件，用于控制所述光拾取装置的会聚光学系统，以便在光盘旋转时，使光束斑点沿着一条选定的轨道；以及

控制装置，用于使跟踪控制部件以选择的方式按第一模式或第二模式工作于；

其中，在第一模式中，所述跟踪控制部件使光束斑点沿着记录轨道，并且

在第二模式中，所述跟踪控制部件使光束斑点沿着引导轨道。

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