CN1932992A - 光盘装置 - Google Patents

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Abstract

一种使用激光束检测在旋转的光盘中记录的信息并再现数据的光盘装置具有第一光接收单元(101)和第二光接收单元(102)，两者都分离和检测来自光盘的反射光或传输光。从这些光接收单元(101、102)输出的两种信号之间的相位差由相位差检测电路(105)进行检测，这种相位差信号由积分电路(106)积分，以便由伺服控制器(37)根据积分的信号进行循轨控制。这时，本装置有一种屏蔽电路，用于屏蔽从光接收单元(101、102)向相位差检测电路(105)提供的信号，尤其是根据从光盘获取信号的检测状态而知数据长度短的信号。

Description

光盘装置
技术领域
本发明涉及光盘装置，根据检测信号之间的相位差进行循轨控制。
背景技术
差分相位检测方法(DPD)作为循轨信号检测方法用于再现光盘比如数字万能盘(DVD)或高清晰度数字万能盘(HD DVD)的信号。这种方法用于检测划分为右循轨和左循轨的光检测单元的凹坑位置之间的时域偏移，以及用于检测循轨位置偏移(日本专利申请公开号2005-182927)。
在下一代光盘高清晰度数字万能盘(HD DVD)中，因为信息记录的密度高，所以对于记录信号(即凹坑或标记/间隔)，光点变得相对更大，使得短时间标记/间隔信号的调制程度变得更小。因此，检测分开的光接收单元之间数据位置的时域偏移变得难以进行。换言之，记录信号的数据长度越短，其检测信号的分辨率就越低，所
以在DPD方法中的最终相位差信号(用于检测时域偏移的信号)包括更多的误差。此外，在高速再现中，由于速度越高，将被检测的时域偏移的绝对值就越小，因此在记录信号数据长度短的信号中出现了检测信号的传播延迟或相对检测延迟，而且检测出的相位差信号包括更多的误差。所以，光盘的密度越高，记录信号的数据长度越短，并且再现速度越快，检测循轨位置偏移就越困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够改进检测循轨位置偏移精确度的光盘装置。
根据本发明的一个方面，提供的光盘装置通过使用激光束检测在旋转的光盘中记录的信息并再现数据，所述装置包括：发射单元，向旋转的光盘发射激光束；分离光电探测器，包括布置在从所述记录光盘的反射光束或传输光束的光路中的第一潜入部分和第二潜入部分，产生第一光电探测器信号和第二光电探测器信号；相位差探测器，根据所述第一光电探测器信号和所述第二光电探测器信号之间的相位差产生相位差信号；积分器，根据所述相位差信号的积分产生积分信号；循轨控制器，配置为根据所述积分信号进行循轨控制；限制器，根据由所述潜入的光电探测器所检测信号的检测状态，限制要从所述分离光电探测器向所述相位差探测器提供的信号，或者限制要从所述相位差探测器向所述积分器提供的信号。
有可能提供一种能够改进检测循轨位置偏移精确度的光盘装置。
附图说明
图1是框图，显示了根据第一个实施例的光盘装置系统；
图2是框图，显示了根据第一个实施例用于检测光盘装置循轨误差的系统；
图3是框图，显示了根据第二个实施例用于检测光盘装置循轨误差的系统；
图4是框图，显示了用于检测图3所示循轨误差的系统的振幅选择电路。
具体实施方式
下面将参考附图，介绍根据本发明的若干实施例。
图1是框图，显示了根据本发明第一个实施例的光盘装置的示意配置。
在光盘装置10中，从光学传感器34发射光束时，从光盘13反射的光入射到光学传感器34中。光学传感器34将光信号转换为电信号。
光学传感器34根据来自光盘13的反射光产生伺服误差信号，比如循轨误差信号或聚焦误差信号。该伺服误差信号供给伺服控制器37。
伺服控制器37根据提供的伺服误差信号，通过主轴驱动电路38控制主轴电机39，以便以预定速度旋转地驱动光盘13。伺服控制器37根据伺服误差信号，通过螺杆驱动电路40控制螺杆电机41，使光束在光盘13上的光束点(后文简称为光束点)沿着在光盘13上形成的数据轨道在光盘13的径向移动。此外，伺服控制器37还根据伺服误差信号，通过致动器驱动电路42控制光学传感器34中的致动器，以便进行循轨控制和聚焦控制。
中央处理单元(CPU)17驱动光学传感器34中的激光二极管，向光盘13发射光束。结果，这种光束在光盘13的记录表面上发生反射，而且从光学传感器34通过RF放大器35向译码器50提供已经从光盘13的反射光获得并从光盘13读出的读数据。
译码器50被配置为包括锁相环(PLL)电路51、同步检测部分52、解调部分53和纠错部分54。PLL电路51从读数据中提取时钟信号CLK，并且与读数据一起向同步检测部分52提供所提取的时钟信号CLK。
同步检测部分52根据提供的时钟信号CLK，产生同步数据检测窗口脉冲PWIN，其脉宽比同步数据DSYNC的数据模式大预定位。然后，同步检测部分52利用同步数据检测窗口脉冲PWIN，从读数据中顺序地检测同步数据DSYNC，并且根据检测结果，以预定单位向解调部分53顺序地发送读数据。
读数据在解调部分53中经过解调处理，并且提供给纠错部分54。纠错处理在纠错部分54中进行，使得数据转换为具有记录之前原始格式的数据，然后经过接口电路11和缓冲存储器12发送到主机100。
以这种方式配置所述光盘装置10，使得能够再现光盘13中记录的数据，然后发送到主机100。
下一步将介绍产生循轨误差信号的机制。图2显示了DPD方法中产生循轨误差信号的框图。
如图2所示，向屏蔽电路103提供光学传感器中配备的2分光电探测器(在许多情况下，通常利用4分或多分的光电探测器，但是从循轨误差信号检测的更高层次的概念来看，2分光电探测器便于进行解释)中的第一探测器101和第二探测器102的各自检测信号。2分光电探测器分离和检测来自光盘13的反射光或传输光。屏蔽电路103根据来自屏蔽电路控制器104的控制信号，向相位差检测电路105提供两个检测信号。相位差检测电路105确定两个所提供信号之间的相位差，并且将确定的结果提供给积分电路106。积分电路106在伺服响应时间上对每个信息信号即标记/间隔的每个数据项的时域偏移进行积分，并且将积分结果作为循轨误差信号提供给伺服检测电路37。
在光学传感器34中检测的信息信号提供给作为数据长度检测装置的译码器50。译码器50从输入信号中检测每个标记/间隔所对应的脉冲长度，并且向屏蔽电路控制器104提供检测结果。CPU 17向屏蔽电路控制器104提供光盘类型和光盘再现速度对应的控制信号。屏蔽电路控制器104将控制信号提供给屏蔽电路103，以使得屏蔽电路103屏蔽脉宽不大于预定宽度的信号，并且从屏蔽电路103向相位差检测电路105提供脉宽大于预定宽度的信号。
在高密度高清晰度数字万能盘(HD DVD)标准或高速数字万能盘(DVD)标准的情况下，不必为了检测循轨误差信号而检测所有数据信号的相位差。在DPD方法中，积分电路106在伺服响应时间上对每个数据项的时域偏移进行积分。即使与DVD标准中的再现速度相同，最快速的数据相对于伺服响应速度也是6MHz/10kHz的几百倍。
由于驱动机制的限制，一般来说，循轨伺服的响应速度是5到10kHz，因此即使没有检测到短时间标记/间隔信号的时域偏移，也有可能足以检测到必要的循轨误差信号。
例如，在DVD标准光盘的情况下，屏蔽3T，它是最短的凹坑长度(或标记/间隔，在下文中的“凹坑”均指该含义)。在HD DVD标准光盘的情况下，屏蔽2T，它是最短的凹坑长度。在低质量DVD-RW的情况下，屏蔽3T信号，或者说在高速旋转时屏蔽3T信号，而不是在低速旋转时屏蔽。换言之，人们能够根据信号检测状态，比如光盘类型、其再现速度或传感器的灵敏度，正确地选择是否进行屏蔽，此外，人们能够任意地设置要屏蔽的数据长度，从而通过选择性地仅仅使用能够以高精确度检测的信号来产生循轨误差信号。
[决定控制方法的信号特征的介绍]
以下将介绍能够执行上述控制的基本原理。
不论读速度如何，DVD标准的伺服带宽都大约是10kHz。假设检测的相位延迟相对于伺服带宽是1°(几乎可忽略的等级)，采样频率为360°/1°＝360倍，换言之，将被检测的频率是3.6MHz。假设余量是30％(3dB)，假设5MHz作为限定规格。这个值由伺服带宽确定，而不是由光盘的旋转速度确定。
不论读速度如何，HD DVD标准的伺服带宽都大约是20kHz。假设检测的相位延迟相对于伺服带宽是1°(几乎可忽略的等级)，采样频率为360°/1°＝360倍，换言之，将被检测的频率是7.2MHz。假设余量是30％(3dB)，假设10MHz作为限定规格。这个值由伺服带宽确定，而不是由光盘的旋转速度确定。
DVD标准中的光盘平均凹坑长度是4.8T。在DVD标准的情况下，信道时钟是26.16MHz，1T所对应的时间大约是38.2纳秒(nsec)。因此，即使再现速度相同，所有标记都被检测到时的平均采样频率也是5.5MHz。此外，除了最短凹坑长度3T之外，全部标记中只有66％能够被检测到。换言之，除了最短凹坑长度3T之外，平均采样频率是5.5MHz×0.66＝3.6MHz。除了3T和4T之外，全部标记中只有44％能够被检测到，平均采样频率是2.4MHz(＝5.5MHz×0.44)。除了3T到5T之外，全部标记中只有28％能够被检测到，平均采样频率是1.5MHz(＝5.5MHz×0.28)。此外，除了3T到6T之外，全部标记中只有19％能够被检测到，平均采样频率是1MHz(＝5.5MHz×0.19)。
HD DVD标准中的光盘平均凹坑长度是3.5T。HD DVD标准中的信道时钟是64.8MHz，1T所对应的时间大约是15.4纳秒。因此，即使以1倍速度，所有标记都被检测到时的平均采样频率也是18.5MHz。当从检测信号中去除最短凹坑长度2T时，能够检测到全部标记中的63％。换言之，当从检测信号中去除最短凹坑长度2T时，平均采样频率是18.5MHz×0.63＝11.6MHz。当从检测信号中去除2T和3T时，能够检测到全部标记中的37％，平均采样频率是6.8MHz(＝18.5MHz×0.37)。此外，当从检测信号中去除2T到4T时，能够检测到全部标记中的23％，平均采样频率是4.3MHz(＝18.5MHz×0.23)。当从检测信号中去除2T到5T时，能够检测到全部标记中的8％，平均采样频率是1.5MHz(＝18.5MHz×0.19)。
当读速度提高时，平均采样频率也会提高。表1显示了在DVD标准的情况下，与将被采样的凹坑长度和读速度的组合所对应的采样频率。
                                          表1
  ×1   ×2   ×3   ×4   ×8
  3T-   5.5MHz   11MHz   16.4MHz   21.8MHz   43.6MHz
  4T-   3.6MHz   7.2MHz   10.8MHz   14.4MHz   28.8MHz
  5T-   2.4MHz   4.8MHz   7.2MHz   9.6MHz   19.2MHz
  6T-   1.5MHz   3.1MHz   4.6MHz   6.1MHz   12.2MHz
  7T-   1MHz   2.1MHz   3.1MHz   4.1MHz   8.3MHz
同样，表2显示了HD DVD标准中，与将被采样的凹坑长度和读速度的组合所对应的采样频率。
                                            表2
  ×1   ×2   ×3   ×4   ×8
  2T-   18.5MHz   37MHz   16.4MHz   21.8MHz   43.6MHz
  3T-   11.7MHz   23.3MHz   35MHz   46.7MHz   93.3MHz
  4T-   6.9MHz   13.7MHz   20.6MHz   27.4MHz   54.8MHz
  5T-   4.3MHz   8.5MHz   12.8MHz   17MHz   34.1MHz
  6T-   1.5MHz   3MHz   4.4MHz   5.9MHz   11.8MHz
如上所述，伺服控制所需的采样频率在DVD标准中是5MHz，在HD DVD标准中是10MHz。表3显示了DVD标准光盘和HD DVD标准光盘所需的采样频率以及至少要根据表1和表2检测的DVD标准和HD DVD标准中的信号长度条件。
     表3
  DVD   HD DVD
 ×1   3T-   3T-
 ×2   4T-   4T-
 ×3   5T-   5T-
 ×4   6T-   5T-
 ×8   7T-   6T-
对系统而言自然最好以高精确度进行检测。根据凹坑尺寸和光束点尺寸，原理上在DVD标准中6T或更大(在HD DVD标准中7T或更大)的数据长度凹坑中能够检测到振幅的100％，因此，总能够检测到DVD标准中5T(HD DVD标准中6T)的凹坑。
(第二个实施例)
以上实施例根据数据长度限制测量数据长度和产生循轨误差信号中要使用的信号。在本实施例中，则根据从两个光电探测器获取的每个DPD检测信号的交流分量相加的和信号的振幅，限制产生循轨误差信号中要使用的DPD检测信号。
随着密度升高，短凹坑信号中读光束尺寸大于凹坑尺寸，这就导致干涉，将要检测的信号振幅变得小于长凹坑信号的振幅。例如，从DVD标准光盘获取的3T信号具有大约20％的振幅，从HD DVD标准光盘获取的2T信号具有小于百分之几的振幅，3T信号具有大约30％的振幅。DPD方法中相位差检测所用的信号限于具有一定或更大等级振幅的信号，而小于此等级的信号被屏蔽。选择屏蔽等级时可以根据信号检测状态，比如光盘类型、其再现速度或者传感器的灵敏度。
下面将使用图3介绍产生循轨误差信号的系统。图3是框图，显示了根据第二个实施例产生循轨误差信号的系统。
如图3所示，在第一探测器101和第二探测器102(二者组成2分光电探测器)与相位差检测电路105之间提供了振幅选择电路110。从选择等级切换电路120向振幅选择电路110供应选择等级切换信号。振幅选择电路110根据选择等级切换信号，限制要从第一探测器101和第二探测器102向相位差检测电路105提供的DPD检测信号。
下面将使用图4介绍振幅选择电路110的结构。
在交流耦合DPD检测信号并提取DPD检测信号的交流分量后，加法器111将提取的信号相加，以产生和信号，并且将其提供给振幅检测电路112。振幅检测电路112检测所述和信号的振幅，并且将检测结果提供给参考选择等级选择电路113。参考选择等级选择电路113根据检测的振幅，产生数字化所用的窗口量参考值，并且向窗口量可变电路114提供此参考值。
选择等级切换电路120根据从CPU 17提供的诸如光盘旋转速度及其半径位置的信息，即，根据与再现速度对应的信息，确定窗口量(从输入信号的百分比之几或更大范围中检测)，并且根据所确定的窗口量向窗口量可变电路114提供所述选择等级切换信号。
窗口量可变电路114根据从参考选择等级选择电路113提供的参考值和从选择等级切换电路120提供的控制信号，设定窗口量，并且向第一窗口比较器115和第二窗口比较器116提供所设定的值。第一窗口比较器115和第二窗口比较器116根据所设定的值，限制要向相位差检测电路105中输入的DPD检测信号。
注意，由于当凹坑的数据长度较长时，振幅也变得较大，所以检测精确度几乎与在第一个实施例中介绍的精确度相同。在第一个实施例中，对数据长度短的信号，检测数据长度的精确度不足。相反，在本实施例中，由于存在限制，所以检测的是DPD检测信号自身的振幅，并且使用了精确度高的信号，与第一个实施例比较，限制信号的精确度可以容易地提高。
如上所述，根据前述的第一个和第二个实施例，包括许多误差分量的、数据长度短的信号作为循轨误差检测信号被屏蔽，这些信号不用作循轨误差检测，从而改进了循轨控制的精确度。当光盘密度变高、记录信号的数据长度变短时以及当再现速度变快时，数据长度短的信号包括误差分量的趋势会进一步增加，因此本发明变得更为有效。此外，有可能根据信号检测状态，比如光盘类型、其再现速度和传感器的灵敏度正确地选择是否进行屏蔽，并且进一步任意地设置要屏蔽的信号，从而通过选择性地仅仅使用能够以高精确度检测的信号产生循轨误差信号。
第一个和第二个实施例被配置为限制要从分离光电探测器向相位差探测器提供的信号，但是它们也可以分别地使用相同的信号检测方法，即，第一个实施例中使用的数据长度检测或第二个实施例中使用的振幅检测，以限制将从相位差检测电路向积分电路提供的信号，该信号对应于要被屏蔽的信号。类似于在第一个和第二个实施例中，通过这样做，包括许多误差分量的、数据长度短的信号最终未被用于产生循轨误差信号，从而改进了循轨控制的精确度。
在第一个和第二个实施例中介绍的技术能够应用于检测除了DVD标准和HD DVD标准以外的蓝光标准等中的多种光盘的循轨误差。
本发明不限于以上实施例，在实践阶段可以修改和实施若干组成部分而不脱离其实质。此外，在以上实施例中公开的几个组成部分适当组合能够形成本发明的各种变形。例如，从实施例所示的所有组成部分中可以删除几个组成部分。不仅如此，不同实施例中的组成部分可以正确地进行组合。
对于本领域的技术人员，不难设想出其他的优点和修改。所以，从广义上来说，本发明并不限于本文所示和介绍的特定细节和代表性实施例。因此，对于附带的权利要求书及其相当内容定义的一般发明概念，在不脱离其实质和范围的情况下，可以作出多种修改。

Claims (9)

1.一种光盘装置，通过使用激光束检测在旋转的光盘中记录的信息并再现数据，其特征在于包括：
发射单元，向旋转的光盘发射激光束；
分离光电探测器，包括布置在从所述记录光盘的反射光束或传输光束的光路中的第一潜入部分和第二潜入部分，产生第一光电探测器信号和第二光电探测器信号；
相位差探测器，根据所述第一光电探测器信号和所述第二光电探测器信号之间的相位差产生相位差信号；
积分器，根据所述相位差信号的积分产生积分信号；
循轨控制器，配置为根据所述积分信号进行循轨控制；
限制器，根据由所述潜入的光电探测器所检测的信号的检测状态，限制要从所述分离光电探测器向所述相位差探测器提供的信号，或者限制要从所述相位差探测器向所述积分器提供的信号。
2.根据权利要求1的光盘装置，进一步包括数据长度探测器，检测与从所述光盘获取的信息信号凹坑对应的数据长度，
其特征在于，当使用所述数据长度探测器检测的数据长度不大于预定值时，所述限制器限制要向所述相位差探测器提供的信号，或限制要向所述积分器提供的信号。
3.根据权利要求1的光盘装置，进一步包括振幅探测器，检测所述潜入光电探测器所检测的信号的振幅，
其特征在于，当使用所述振幅探测器检测的振幅不大于预定值时，所述限制器限制要向所述相位差探测器提供的信号，或限制要向所述积分器提供的信号。
4.根据权利要求1的光盘装置，其特征在于进一步包括：
数据长度探测器，检测与从所述光盘获取的信息信号凹坑对应的数据长度；以及
设置单元，根据所述光盘再现速度和所述光盘类型至少其一设置要由所述限制单元进行限制的数据长度，
其中，当使用所述数据长度探测器检测的数据长度不大于所述设置单元设置的数据长度时，所述限制单元限制要向所述相位差检测单元提供的信号，或限制要向所述积分单元提供的信号。
5.根据权利要求4的光盘装置，其特征在于，所述设置单元在所述光盘的再现速度快于预定速度时设置第一数据长度，而在所述光盘的再现速度慢于所述预定速度时设置短于所述第一数据长度的第二数据长度或者不设置数据长度。
6.根据权利要求4的光盘装置，其特征在于，所述设置单元在所述光盘类型是第一类型时设置第一数据长度，而在所述光盘类型是记录密度低于所述第一类型光盘密度的第二类型时设置第二数据长度或不设置数据长度。
7.根据权利要求1的光盘装置，其特征在于进一步包括：
振幅检测单元，配置为检测从所述光盘获取的信号振幅；以及
设置单元，配置为根据所述光盘再现速度和所述光盘类型至少其一设置要由所述限制单元限制的振幅，
其中，当使用所述振幅检测单元检测的振幅不大于由所述设置单元设置的振幅时，所述限制单元限制要向所述相位差检测单元提供的信号，或限制要向所述积分单元提供的信号。
8.根据权利要求7的光盘装置，其特征在于，所述设置单元在所述光盘的再现速度快于预定速度时设置第一振幅，而在所述光盘的再现速度慢于所述预定速度时设置小于所述第一振幅的第二振幅或者不设置振幅。
9.根据权利要求7的光盘装置，其特征在于，所述设置单元在所述光盘类型是第一类型时设置第一振幅，而在所述光盘类型是记录密度低于所述第一类型光盘密度的第二类型时设置第二振幅或不设置振幅。
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