CN1822139A - 光盘设备和散焦控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种散焦调整方法，该方法包括：在存储器中存储适于光盘设备平稳运行的散焦值范围的步骤，测量装入光盘设备中的光盘的散焦值的步骤，将该散焦值与散焦值范围进行比较的步骤，确定最佳散焦值的步骤，以及将最佳散焦值用作聚焦偏置值的步骤。这有助于容易且快速地执行适合所装入的光盘的散焦调整。将通过散焦调整确定的散焦值用作聚焦偏置值有助于提高从光盘读取数据和将数据写入光盘的质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种光盘设备，该光盘设备通过用激光照射光盘能将数据刻录到光盘以及从光盘读取数据。
背景技术
光盘被广泛用作记录介质，用于记录如视频和声频的信息。通过用激光照射光盘，可以将信息刻录在光盘上以及从光盘上读取信息。广泛使用的光盘的例子包括CD(压缩盘)和DVD(数字通用光盘)等。使用此类光盘作为记录介质以记录数据和读取数据的光盘设备具有光头，该光头用激光照射光盘的刻录表面以将数据刻录于其上，并且检测光盘刻录表面反射的光以从中读取数据。
图1示出一种光盘设备的配置。如图1所示的光盘设备PL包括：旋转光盘Ds的主轴(spindle)马达Sp；用激光照射光盘Ds并检测其反射光的光头1；控制主轴马达Sp和光头1的前端3；处理视频、声频和其他源信号的后端4；控制前端3和后端4的主控制器Mc；以及存储各种类型数据的存储器Me。光头1包括用以改变聚焦位置(激光照点)的致动器2。在图1中，实线表示视频、声频和其他源信号通过的路径，点划线表示控制信号或驱动信号通过的路径。
前端3包括：光头伺服控制器31，其用于控制光头1的致动器2；主轴马达控制器32，其用于控制主轴马达Sp的旋转；激光控制器33，其用于控制来自光头1的激光；以及信号处理器34，其用于调制信号，以接收经光头1光电转换的光电转换信号，并且其用于提取RF信号和循轨错误信号。
后端4包括：解码器41，其用于解码从前端3馈送来的信号；编码器42，其用于编码刻录到光盘Ds的数据；以及输入/输出部43，其用于输出经解码器41处理的数据到外部装置或从外部装置输入数据到编码器42。
从光头1发出的激光的焦距在每个光头中是恒定的。为了使光盘Ds被激光照射而在光盘Ds的预定位置上形成最佳的激光照点，致动器2被驱动执行散焦调整，以沿光轴方向移动聚焦位置，从而使激光聚焦的位置(激光照点)最佳化。致动器2为设置于磁场中的线圈，当接通电流时，致动器2可沿轴向移动。散焦值用通过致动器2的偏置电流值表示。每装载一次光盘都要执行散焦调整。
当回放预刻录的光盘Ds时，光盘设备的前端确定散焦值，以便颤动(jitter)值达到最佳(最小)，并且错误率值达到最佳(最小)。特别地，确定散焦值以使信号处理器34收到的RF信号的振幅最大。散焦值通过下述步骤测量。
光头伺服控制器31向光头1的致动器2发送聚焦伺服控制信号，以改变激光焦点的照射位置(激光照点)。在这种情况下，光盘Ds旋转且被激光照射，且从光盘Ds反射的光由光头1测量。同时，光头1对反射光进行光电转换，并且将产生的光电转换信号馈送到信号处理器34。
信号处理器34从馈送的光电转换信号中提取RF信号，并向主控制器Mc馈送RF信号的振幅值。当RF信号的振幅为最大值时，主控制器Mc将从光头伺服控制器31输出到致动器2的散焦值作为最大的散焦值存储在存储器Me中。
当读取了光盘Ds上的信息时，主控制器Mc从主控制器Mc读取最佳散焦值，并将该最佳散焦值作为聚焦偏置值馈送给光头伺服控制器31。光头伺服控制器31利用从主控制器Mc馈送的聚焦偏置值，控制光头1的致动器2。
当信息刻录到还没有刻录信息的光盘上时，检测不到RF信号，因此用TE(循轨错误)信号替代以确定散焦值。光头伺服控制器31向光头1的致动器2发送聚焦伺服控制信号以改变激光焦点的照射位置(激光照点)。在这种情况下，光盘Ds旋转且被激光照射，并且光头1测量从光盘Ds反射的光。同时，光头1将反射光进行光电转换，且将产生的光电转换信号馈送到信号处理器34。
信号处理器34从馈送来的光电转换信号中提取TE信号，并且将TE信号的振幅值馈送到主控制器Mc。当TE信号的振幅为最大值时，主控制器Mc将从光头伺服控制器31输出到致动器2的散焦值，作为最大的散焦值存储在存储器Me中。
当信息刻录到光盘Ds时，主控制器Mc读取来自主控制器Mc的最佳散焦值，并将该最佳散焦值作为聚焦偏置值馈送到光头伺服控制器31。光头伺服控制器31用从主控制器Mc馈送的聚焦偏置值控制光头1的致动器2。
然而，在实际情况下，由于光头1元件的制造、装配和其他误差，当RF信号的振幅为最大时或当TE信号的振幅为最大时，光头1不能总是提供最佳颤动值和最佳错误率。在用当RF信号的振幅为最大时所获取的散焦值作为用于从已刻录的光盘读取数据的散焦值的情况下，或在用当TE信号的振幅为最大时所获取的散焦值作为用于向未刻录的光盘刻录数据的散焦值的情况下，所用的散焦值不总是最佳散焦值。
具体而言，在使用当RF信号的振幅为最大时或当TE信号的振幅为最大时所获得的上述散焦值的情况下，当从已刻录的光盘读取数据时，可能发生很多的读取错误，当数据被写到未刻录的光盘时，可能发生很多的写入错误。这降低了光盘设备的运行稳定性或可靠性。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的一个目的是提供一种光盘设备和散焦调整方法，其可容易且快速地执行散焦调整以适合所装入的光盘，并刻将通过散焦调整确定的散焦值用作聚焦偏置值，以提高从光盘读取数据或将数据写入光盘的质量。
为达到上述目的，依照本发明的光盘设备具有：旋转光盘的主轴马达；用激光照射光盘以从光盘上读取信息或将信息写入光盘的光头，该光头包括改变激光聚焦位置的致动器；前端，其包括伺服控制致动器的光头伺服控制器、控制主轴马达转动的主轴马达控制器、控制从光头激光源发出的激光的激光控制器、以及处理从光盘读取的信号的信号处理器；处理视频、声频和其他信号的后端；控制前端和后端的主控制器；以及存储各种类型数据的存储器。在此，存储器存储适于光盘设备平稳运行的散焦值范围，根据当RF信号的振幅最大时、当循轨错误信号的振幅最大时、当颤动值最佳时、以及当错误率最佳时对于光盘设备所分别测量的散焦值来确定该散焦值范围。此外，当从预先刻录的光盘读取数据时，主控制器测量当装入光盘设备中的光盘的RF信号振幅最大时的散焦调整值，而当将数据写入光盘时，主控制器测量当装入光盘设备中的光盘的循轨错误信号振幅最大时的散焦调整值。然后，当如此测量的散焦调整值处于散焦值范围内时，主控制器将测量到的散焦调整值用作聚焦偏置值；否则，将通过校正而使测量到的散焦调整值处于散焦值范围内而获得的散焦调整值用作聚焦偏置值。
利用此配置，能够确定在结合较佳颤动值和较佳错误率的RF信号或循轨错误信号中产生大振幅的散焦值。
通过采用如此确定的散焦值作为聚焦偏置值，可以提高从光盘读取数据或将数据写入光盘的质量。
为达到上述目的，依照本发明另一方案的光盘设备具有：旋转光盘的主轴马达；用激光照射光盘以从光盘上读取信息或对光盘写入信息的光头，该光头包括改变激光聚焦位置的致动器；前端，其包括伺服控制致动器的光头伺服控制器、控制主轴马达转动的主轴马达控制器、控制从光头激光源发出的激光的激光控制器、及处理从光盘读取的信号的信号处理器；及存储适于光盘设备平稳运行的散焦值范围的存储器，该散焦值范围根据当RF信号的振幅最大时、当循轨错误信号的振幅最大时、当颤动值最佳时、和当错误率最佳时对于光盘设备所分别测量的散焦值确定；以及主控制器，其测量当RF信号的振幅最大时或当循轨错误信号的振幅最大时的散焦调整值，然后，将所测量的散焦调整值与适当的散焦值范围进行比较，根据比较结果校正散焦调整值，然后将该散焦调整值用作聚焦偏置值。
利用此配置，能够容易且快速地确定在结合较佳颤动值和较佳错误率的RF信号或循轨错误信号中产生大振幅的散焦值。
通过采用如此确定的散焦值作为聚焦偏置值，能够提高从光盘读取数据或将数据写入光盘的质量。
为达到上述目的，依照本发明又一个方案，提供一种光盘设备中的散焦调整方法，该光盘设备用激光照射光盘以从光盘读取数据或将数据写入光盘，该散焦调整方法包括以下步骤：测量当光盘设备的RF信号的振幅最大时的散焦调整值；测量当光盘设备的循轨错误信号的振幅最大时的散焦调整值；测量当光盘设备的颤动值最佳时的散焦调整值；测量当光盘设备的错误率最佳时的散焦调整值；根据分别在上述步骤中测量的散焦调整值来确定适于光盘设备平稳运行的散焦值范围，以及将所确定的适当的散焦值范围存储在存储器中；当从光盘读取数据时，测量当装入光盘设备的光盘的RF信号振幅最大时的散焦调整值；当将数据写入光盘时，测量当装入光盘设备的光盘的循轨错误信号的振幅最大时的散焦调整值；将当RF信号的振幅最大或当循轨错误信号的振幅最大时的散焦调整值与适当的散焦值范围进行比较；校正该散焦调整值以使其处于适当的散焦值范围内；以及将该散焦调整值用作聚焦偏置值。
利用此配置，能够容易且快速地确定在结合较佳颤动值和较佳错误率的RF信号或循轨错误信号中产生大振幅的散焦值，此外，通过采用经散焦调整确定的散焦值作为聚焦偏置值，能够提高从光盘读取数据或将数据写入光盘的质量。
为达到上述目的，依照本发明的再一个方案，提供一种光盘设备中的散焦调整方法，该光盘设备用激光照射光盘以从光盘读取数据或将数据写入光盘，该散焦调整方法包括以下步骤：将适于光盘设备平稳运行的散焦值范围存储于存储器中；测量与装入光盘设备中的光盘相关的散焦调整值；将散焦调整值与适当的散焦值范围进行比较；确定散焦调整值；以及将处于适当的散焦值范围内的散焦调整值用作聚焦偏置值。
利用此配置，能够容易且快速地执行散焦调整以确保光盘设备平滑、稳定地运行，此外通过采用经散焦调整确定的散焦值作为聚焦偏置值，能够提高从光盘读取数据或将数据写入光盘的质量。
在上述的配置中，对于光盘设备，适于光盘设备平稳运行的散焦值范围可根据如下散焦调整值确定：RF信号振幅最大时的散焦调整值，循轨错误信号振幅最大时的散焦调整值，颤动值最佳时的散焦调整值，以及错误率最佳时的散焦调整值。
在上述的配置中，测量与装入光盘设备中的光盘相关的散焦调整值的步骤可以为：当从装入的光盘读取数据时，将RF信号振幅最大时的散焦调整值测量作为该散焦调整值，而当数据被写入到装入的光盘时，将循轨错误信号振幅最大时的散焦调整值测量作为该散焦调整值。
附图说明
结合下列参照附图的优选实施例的说明，本发明的这些和其它的目的与特征会更加清楚，其中：
图1为根据本发明的光盘设备的结构示意图；
图2为根据本发明的用于将散焦值范围合成到光盘设备中的操作步骤的流程图；以及
图3为当根据本发明的光盘设备被驱动时，设置散焦值(聚焦偏置)的操作步骤的流程图。
具体实施方式
以下，将参照附图对本发明的实施例进行描述。图1为根据本发明的光盘设备的结构示意图。图1所示的光盘设备PL与传统的光盘设备的结构基本相同。特别地，光盘设备PL包括：旋转光盘Ds的主轴马达Sp；用激光照射光盘Ds以从光盘Ds读取信息的光头1；控制主轴马达Sp和光头1的前端3；处理视频、声频和其他源信号的后端4；控制前端3和后端4的主控制器Mc；以及存储各种类型数据的存储器Me。光头1包括改变聚焦位置(激光照点)的致动器2。在图1中，实线表示视频、声频和其他源信号通过的路径，点划线表示控制信号或驱动信号通过的路径。
前端3包括：控制光头1的致动器2的光头伺服控制器31；控制主轴马达Sp旋转的主轴马达控制器32；控制光头1发出的激光的激光控制器33；以及信号处理器34，其调制经光头1进行光电转换的光电转换信号并提取RF信号与循轨错误信号。
后端4包括：解码器41，其将从前端3馈送来的经编码的数据解码为源信号；编码器42，其将源信号进行编码以刻录到光盘Ds上；以及输入/输出部43，其将经解码器41解码的源信号输出到外部装置或将从外部装置馈送的数据输入到编码器42。
在光盘设备PL中，当刻录在光盘Ds上的数据被读取时，首先，主控制器Mc发送控制信号到主轴马达控制器32。主轴马达控制器32发送驱动信号到主轴马达Sp以驱动该主轴马达Sp。同时，主控制器Mc向光头伺服控制器31和激光控制器33馈送控制信号。
当激光控制器33接收到控制信号时，激光控制器33发送驱动信号给光头1，当光头1接收到驱动信号时，光头1用激光照射光盘Ds。另一方面，当光头伺服控制器31接收到控制信号时，光头伺服控制器31输出伺服控制信号至致动器2以控制该致动器2，以使光盘Ds的刻录表面被激光最佳地照射。此外，根据来自光头1的RF信号，光头伺服控制器31伺服控制致动器2以优化激光照射。
从光盘Ds的刻录表面反射的激光由光头1转换成光电转换信号，然后被发送到前端3。该光电转换信号输入到前端3的信号处理器34，以被解调成数字信号，然后馈送到后端4。馈送到后端4的信号由解码器41解码成视频、声频和其他的源信号。由解码器41解码的数据馈送到输入/输出部43，在那里数据转换成能被外部装置回放的格式(如能被CRT显示器、液晶显示器等回放的格式)，然后输出到外部装置。
当数据被刻录到光盘Ds上时，来自外部装置的源数据被输入到输入/输出部43，然后馈送到编码器42。数据由编码器42编码(封装)成用于刻录在光盘Ds上的数据格式，然后馈送到信号处理器34。信号处理器34将被编码的源数据转换成调制信号，且将其发送给激光控制器33。激光控制器33根据馈送到的调制信号发送驱动信号到光头1。在光头1接收到驱动信号时，光头1以预设的时间用激光照射光盘，由此将数据刻录在光盘Ds上。
当光头1用激光照射光盘Ds时，主控制器Mc向光头伺服控制器31和主轴马达控制器32输出控制信号。当主轴马达控制器32收到控制信号时，主轴马达控制器32向主轴马达Sp输出驱动信号，以旋转主轴马达Sp，以使光盘Ds以预设的速度旋转。另一方面，当光头伺服控制器31接收到控制信号时，光头伺服控制器31输出伺服控制信号到致动器2以控制该致动器2，以便光盘Ds的刻录表面被激光最佳地照射。此外，根据来自光头1的TE信号，光头伺服控制器31伺服控制致动器2以优化激光照射。
在光盘设备PL中，当数据被从光盘Ds读取或写到光盘Ds上时，为了使光盘Ds的刻录层被激光的焦点(激光照点)照射，通过光头1的物镜朝向或远离光盘Ds移动来进行散焦调整，以找到最佳的位置。图2为根据本发明的将散焦值范围纳入光盘设备的操作步骤的流程图。
在光盘设备装配完成之后，将测试盘载入光盘设备(步骤S1)。然后，导致散焦值(移置激光照点所需的电压值)改变的聚焦伺服控制信号从光头伺服控制器31输出到致动器2，并测量此时观测到的RF信号的振幅(步骤S12)。将当RF信号的振幅为最大时观测到的散焦值作为散焦调整值defRF存储(步骤S13)。
接下来，导致散焦值(移置激光照点所需的电压值)改变的聚焦伺服控制信号从光头伺服控制器31输出到致动器2，并测量此时观测到的TE信号的振幅(步骤S14)。将当TE信号的振幅为最大时观测到的散焦值作为散焦调整值defTE存储(步骤S15)。
然后，未在图中示出的测量设备被连接到光盘设备PL(步骤S16)。随后，导致散焦值(移置激光照点所需的电压值)改变的聚焦伺服控制信号从光头伺服控制器31输出到致动器2，并测量此时观测到的颤动(如从测试盘读取的RF信号的波动时间)(步骤S17)。将当颤动为最佳(颤动值最小)时观测到的散焦值作为散焦调整值defJI存储(步骤S18)。
然后，导致散焦值(移置激光照点所需的电压值)改变的聚焦伺服控制信号从光头伺服控制器31输出到致动器2，并测量此时观测到的错误率(步骤S19)。将当错误率为最佳(错误率最小)时观测到的散焦值作为散焦调整值defER存储(步骤S110)。
然后，基于这些存储的散焦调整值defRE、defTE、defJI和defER，确定适于光头1运行的散焦值范围defBT(步骤S111)。所确定的适当散焦值的范围defBT被存储在存储器Me中(步骤S112)。
这样，从不同的观测点，即根据实际观测到的RF信号、TE信号、颤动以及错误率，允许数据以高效率从光盘Ds读取或写入光盘Ds中的散焦值范围defBT被存储在存储器Me中，从而完成了光盘设备PL的制造。
图3为当根据本发明的光盘设备被驱动时，设置散焦值(聚焦偏置)的操作步骤的流程图。将电源提供至光盘设备PL，再将光盘装入光盘设备PL(步骤S21)。同时，检查是从步骤S21装入的光盘Ds读取数据还是将数据刻录到光盘Ds上(步骤S22)。
当从光盘Ds读取数据(在步骤S22中的判断结果为“是”)时，聚焦伺服控制信号从光头伺服控制器31输出到致动器2，以改变激光照点的位置，并且测量当RF信号的振幅为最大时所观测到的散焦值forl(步骤S23)。该散焦值forl用作散焦调整值def(步骤S24)。
当数据被刻录到光盘Ds(当数据写入时)(在步骤S22中的判断结果为“否”)的时候，聚焦伺服控制信号从光头伺服控制器31输出到致动器2，并且测量当TE信号的振幅为最大时观测到的散焦值for2(步骤S25)。此散焦值for2被用作散焦调整值def(步骤S26)。通过以上步骤，涉及已插入的光盘Ds的散焦调整值已被测量。
然后，调用存储器Me所存储的适于光头1的散焦值范围defBT(步骤S27)。接着，检查在步骤S24或S26设置的散焦调整值def是否在适当的散焦值范围defBT内(步骤S28)。如果该散焦调整值def不处于适当的散焦值范围defBT内(在步骤S28中的判断结果为“否”)，则用处于适当的散焦值范围defBT内的值替代该散焦调整值def(步骤S29)。这样，经过校正的散焦调整值def就处于适当的散焦值范围defBT内。
另一方面，如果散焦调整值def处于适当的散焦值范围defBT内(在步骤S28中的判断结果为“是”)，或者在散焦调整值def于步骤S29被设定之后，散焦调整值def被用作驱动光头1时所使用的聚焦偏置值(步骤S210)。随后，光头1被驱动，开始读取或刻录数据(步骤S211)。
在以上所述的方法中，检查散焦调整值def(当RF信号的振幅为最大或当TE信号的振幅为最大时观测到的散焦值)是否处于适于驱动光头1的规定的散焦值范围defBT内。如果不处于该范围内，则将处于适当的散焦值范围defBT内的值用作散焦调整值，以作为聚焦偏置值使用。当RF信号或TE信号在参考范围内，而颤动值和(或)错误率在参考范围外时，这有助于减少故障的发生率。
如上所述，依照本发明，能将适合所装入的光盘的散焦值用作聚焦偏置值，从而实现一种能高质量地从光盘读取数据或将数据写入光盘的光盘设备以及散焦调整方法。
此外，依照本发明，能容易且快速地执行适合所装入的光盘的散焦调整，并且，通过将经散焦调整确定的散焦值用作聚焦偏置值，能实现一种高质量地从光盘读取数据或将数据写入光盘的光盘设备以及散焦调整方法。
Claims (5)
1、一种光盘设备，其包括用激光照射光盘以从光盘读取信息或将信息写入光盘的光头，其特征在于，
该光头包括移动激光聚焦位置的致动器；以及
该光盘设备包括：
旋转光盘的主轴马达；
前端，其包括：
伺服控制该致动器的光头伺服控制器；
控制该主轴马达转动的主轴马达控制器；
控制从该光头激光源所发出激光的激光控制器，及
处理从光盘所读取的信号的信号处理器；
存储器，其存储适于该光盘设备平稳运行的散焦值范围，其中该散焦值范围是根据在不同的时间，即当RF信号的振幅最大时、当循轨错误信号的振幅最大时、当颤动值最佳时、以及当错误率最佳时对该光盘设备分别测量所获得的散焦值确定；以及
主控制器，其测量装入该光盘设备的光盘的RF信号或循轨错误信号振幅最大时的散焦调整值，将所测量到的散焦调整值与适当的散焦值范围进行比较，若该散焦调整值未处于适当的散焦值范围内，则校正该散焦调整值使之处于适当的散焦值范围内，再将该散焦调整值用作聚焦偏置值。
2、根据权利要求1所述的光盘设备，其中，当从预先刻录的光盘读取数据时，该主控制器所测量的作为该散焦调整值的是：装入该光盘设备的光盘的RF信号振幅最大时的散焦调整值；而当将数据写入到预先刻录的光盘时，该主控制器所测量的作为该散焦调整值的是：装入该光盘设备的光盘的循轨错误信号振幅最大时的散焦调整值。
3、一种光盘设备中的散焦调整方法，该光盘设备用激光照射光盘以从光盘读取数据或将数据写入光盘，其特征在于，该方法包括以下步骤：
在存储器中存储适于该光盘设备平稳运行的散焦值范围；
测量与装入该光盘设备的光盘相关的散焦调整值；
将该散焦调整值与适当的散焦值范围进行比较；
若经比较发现该散焦调整值未处于适当的散焦值范围内，则校正该散焦调整值以使之处于适当的散焦值范围内；以及
将该散焦调整值用作聚焦偏置值。
4、根据权利要求3所述的散焦调整方法，其中，对该光盘设备确定适于该光盘设备平稳运行的散焦值范围的根据是：
RF信号振幅最大时的散焦调整值，循轨错误信号振幅最大时的散焦调整值，颤动值最佳时的散焦调整值，以及错误率最佳时的散焦调整值。
5、根据权利要求3所述的散焦调整方法，其中，在所述的测量与装入该光盘设备的光盘相关的散焦调整值的步骤中，当从装入的光盘读取数据时，RF信号振幅最大时的散焦调整值被测量作为该散焦调整值，而当将数据写入装入的光盘时，循轨错误信号振幅最大时的散焦调整值被测量作为该散焦调整值。
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