CN1941103A

CN1941103A - 光盘装置

Info

Publication number: CN1941103A
Application number: CNA2006101413399A
Authority: CN
Inventors: 中根博; 大塚秀树; 内山峰春
Original assignee: Toshiba Samsung Storage Technology Corp
Current assignee: Toshiba Samsung Storage Technology Corp
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2007-04-04
Also published as: JP2007102864A; US20070076087A1

Abstract

本发明涉及光盘装置，其包括拾取头单元(65)、基于从拾取头单元发出的激光，将信息打印在标记面上的打印设备(90)，以及基于从光盘反射的激光，调整激光的焦点的焦点控制单元(87)，其中，用于调整焦点的激光的大小大于用于打印信息的激光的大小。

Description

光盘装置

技术领域

本发明涉及将信息记录在光盘的信息记录层上并在光盘的热敏标记层上打印图像、文本等等的光盘装置。

背景技术

已经公开了一种技术，其中，通过使用用于信息记录/装置的拾取头，在存储内容的光盘，诸如DVD的热敏标记面上打印内容的代表性图像或标题(日本专利申请KOKAI公开号No.2003-203348)。标记面是信息记录层的反面。

由于标记面的表面粗糙度比信息记录层更糟，聚焦误差信号的噪声增加。另外，由于同一拾取头共同用于记录信息和打印标题或代表性图像，使用于标记面的拾取头的最佳焦点大大地偏离用于信息记录层的焦点。因此，不能执行适当的聚焦伺服控制。

用于在光盘的表面上适当地定位焦点的聚焦伺服系统包括两种伺服系统，一种是闭环系统，实时控制焦点。闭环系统通常称为聚焦伺服系统。另一种是开环系统，不实时地控制焦点。在该系统中，监视聚焦误差信号以便以某一时间间隔执行聚焦控制。开环系统称为前馈系统。

在信息记录装置中，旋转光盘同时执行激光束(拾取头)和光盘的相对运动。如果通过使用光学系统，使激光束聚焦在盘上以便通过盘的衬底形成射束点，由于象差，增加射束点大小以及丧失聚焦误差信号的对称性。另外，由于通过丝网印刷等等形成标记面，标记面具有降低的表面精度和对应于表面粗糙度的信号分量剧烈地出现在聚焦误差信号中。这些因素引起实现用于标记面的稳定聚焦伺服的困难。

光盘的表面的聚焦深度为约10至30μm，对一般紧密盘来说，光盘的表面挠度可以为约0.5mm或更高。因此，在没有聚焦伺服的情况下，几乎不能使用光盘。另外，因为聚焦误差信号具有S曲线的形状以及S曲线的末端包含用于聚焦伺服的重要信息。如果标记面的表面粗糙度更糟，恶化聚焦误差信号的S形状，以及使得实时聚焦伺服不稳定。即使在前馈系统中，由于反射信号的形状粗糙，具有不能稳定地检测反射信号的最大值的问题。

发明内容

因此，本发明的目的是提供降低用于聚焦伺服控制的检测信号中的噪声以及稳定聚焦伺服控制的光盘装置。

根据本发明的实施例，一种光盘装置，使用具有信息记录层和标记面的光盘，该装置包括：

拾取头单元，将激光发射到光盘上；

打印部，基于从拾取头单元发出的激光，将信息打印到标记面上；以及

聚焦控制部，调整从拾取头单元发射到标记面的激光的焦点，其中，用于调整焦点的激光的大小大于用于将信息打印在标记面上的激光的大小。

根据本发明的另一实施例，光盘装置使用具有信息记录层和标记面的光盘，该装置包括：

拾取头单元，将激光发射到光盘上，激光包括主光束和两个子光束；

跟踪控制部，基于从光盘反射的主光束和两个子光束，移动拾取头单元以便执行跟踪；

聚焦控制部，基于从光盘反射的主光束和两个子光束，调整从拾取头单元发射的光束的焦点；以及

打印部，基于从拾取头单元发射的主光束，将信息打印在标记面上。

本发明的另外的目的和优点将在下文中阐述，以及部分将从该说明书显而易见，或可以通过实施本发明了解。

可以通过特别在下文中指出的仪器和组合来实现和获得本发明的目的和优点。

附图说明

包含并构成说明书的一部分的附图示例说明本发明的实施例，以及结合上文给出的一般描述以及下文给出的实施例的详细描述，用来解释本发明的原理，其中：

图1是表示包括根据本发明的光盘装置的笔记本型个人计算机的示意图；

图2是表示根据本发明的实施例的光盘装置的示意图；

图3是表示从图2的光盘装置抽取托盘(drawer)部的状态的示意图；

图4是表示根据本发明的实施例的光盘装置的电路结构的框图；

图5是表示根据本实施例的拾取头单元的光学系统的示意图；

图6示意性地表示光盘轨道上的三个激光点的分布，包括在差动推挽(DPP)循轨控制系统中的主光束和两个子光束；

图7是生成反射信号和聚焦误差信号的电路的框图；

图8是生成循轨误差信号的电路的框图；

图9是表示用于光盘的标记面的聚焦误差信号和反射信号的测量结果的示意图；

图10是表示用于光盘的信息记录层(镜面)的聚焦误差信号和反射信号的测量结果的示意图；以及

图11是表示根据第二实施例的拾取头单元的光盘系统的示意图。

具体实施方式

现在，将参考附图，描述根据本发明的光盘装置和聚焦控制方法的实施例。

图1表示笔记本型个人计算机10。计算机10包括主体14和显示单元16。显示单元16包括显示设备，诸如包含在其中的液晶显示器(LCD)，以及LCD包括基本上位于显示单元16的中央的显示屏。显示单元16连接到主体14，可在打开状态和关闭状态间摆动。图1表示具有打开的显示单元16的个人计算机10的例子的前透视图。

主体14包括放置键盘18的基本上盒状的外壳。另外，在主体14的左侧上，安装具有嵌DVD驱动等等的细长型光盘装置11。光盘装置11如图2所示。光盘装置11包括弹出按钮11a。按压弹出按钮11a使得抽取托盘部11b，如图3所示。

计算机10包括半导体存储器或硬盘设备，用于存储将记录在光盘上的信息和由光盘再现的信息，以及用于指示信息记录到光盘装置11和从光盘装置11再现信息，以及处理该信息的CPU。其电路图如图4A和4B所示。

图4是表示根据本发明的实施例的光盘装置的电路图的框图。位于光盘装置11中的光盘61可以是用户数据可记录型光盘或具有热敏标记面的只读型光盘。在该实施例中，将描述可记录型光盘。

通过拾取头单元65，将信息记录在光盘61上或从光盘61再现信息。拾取头单元65通过传动装置连接到螺纹马达66。螺纹马达66受螺纹马达控制电路68控制。

速度检测器69位于螺纹马达66下，用于检测拾取头单元65的移动速度，然后连接到螺纹马达控制电路68。由速度检测器69检测的拾取头单元65的速度信号提供给螺纹马达控制电路68。永磁体(未示出)位于螺纹马达66的固定部。当螺纹马达控制电路68激励驱动线圈67时，在光盘61的径向中驱动拾取头单元65。

图5表示拾取头单元65的光盘系统。由例如导线或板簧(未示出)支撑物镜114。通过驱动线圈71和72，物镜114可在聚焦方向(透镜光轴方向)和跟踪方向(垂直于透镜光轴方向的方向)移动。聚焦方向(光轴方向)的移动提供跳层。

当将信息记录到光盘61上时，调制电路73通过接口电路93和总线89，从主机装置94接收记录信息信号，然后，通过由光盘61的标准定义的预定调制方式(例如8-16调制)，调制所记录的信息信号。当将信息记录到光盘61时(当形成标记时)，激光驱动电路75基于从调制电路73提供的调制数据，将写脉冲提供给半导体激光二极管100。当再现信息时，激光驱动电路75将小于写脉冲的读信号提供给半导体激光二极管100。

半导体激光二极管100响应从激光驱动电路75提供的信号，产生激光束。从激光二极管100发出的激光通过光栅102、半棱镜104、准直透镜108和物镜114，照射在光盘61上。从激光二极管100发出的激光束还通过光栅102和半棱镜104，通向前监视器106。来自光盘61的反射光通过物镜114、准直透镜108、半棱镜104和柱面透镜110导向光电检测器112。

如上所述，拾取头单元65将聚焦误差信号FE提供给聚焦控制电路87，将跟踪误差信号TE提供给跟踪控制电路88和螺纹马达控制电路68，以及将反射信号LVL提供给数据再现电路78。

数据再现电路78基于来自PLL控制电路76的再现时钟信号，再现所记录的数据。数据再现电路78包括用于测量反射信号LVL的振幅的测量函数。将所测量的值通过总线89输出到CPU90。

螺纹马达控制电路68控制螺纹马达66，因此，以使物镜114位于拾取头单元65的中央附近的方式，移动拾取头单元65。

马达控制电路64、螺纹马达控制电路68、调制电路73、激光驱动电路75、PLL控制电路76、数据再现电路78、聚焦控制电路87、跟踪控制电路88等等形成在一个LSI芯片中，然后通过总线89，受CPU控制。CPU90根据通过接口电路93，从主机装置94提供的操作命令，综合控制光盘装置。CPU90将RAM91用作工作区，然后，根据在ROM92中存储的程序，包括根据本发明的实施例的过程，执行预定控制。

现在参考图5-10，将描述根据本发明的实施例，用于光盘设备的聚焦控制方法。

根据本实施例，使用3光束的DPP(差动推挽)系统用于跟踪控制。

将描述用于将信息记录到光盘的信息记录层的操作。以信息记录层面对拾取头单元65的方式，安放光盘61。

从激光二极管100发出的激光束通过光栅102，其将激光束划分成三个光束(见图6：位于目标轨道160上的一个主光束162、以及位于目标轨道160和相邻轨道160间的两个子光束164，166)。由为半透明的半棱镜104，将包括三个激光束的光束划分成两个。半棱镜104将一个光束(透射光束)传送到前监视器106，以及将另一光束(反射光束)传送到准直透镜108。

在激光驱动电路75的APC电路中，在再现/记录/擦除时，采样和保存前监视器106的输出，并在各个参考电平比较，以便产生误差信号。根据所需定时的误差信号，由激光驱动电路75驱动激光二极管100。另一方面，通过准直透镜108变为并行光束的激光束由物镜114聚焦。聚焦光束点照射到光盘61的信息记录面上。

在光盘61反射的光通过物镜114、准直透镜108和半棱镜104，然后，通过柱面透镜110，用于散光校正，以及用光照射光电检测器112。

在指定定时采样和保存光电检测器112的输出以便再现信息或擦除所记录的信息。由RF放大器(未示出)处理光电检测器112的输出，以便获得各种信号，诸如聚焦误差信号FE、跟踪误差信号TE、反射信号LVL和摆动信号。

聚焦误差信号FE由聚焦控制电路87特性补偿，以及驱动该驱动电路72以便在垂直于光盘61的方向中移动物镜114。跟踪误差信号TE由跟踪控制电路88特性补偿，以及驱动该驱动线圈71以便在光盘61的径向中移动物镜114。由预刻沟槽(ATIP)信号中的绝对时间产生摆动信号，预刻沟槽(ATIP)信号中的绝对时间通过RF放大器(未示出)与反射信号LVL的输出分开。

在恒定的角速度(CAV)控制中，将主轴马达63的旋转与参考频率进行比较，以便FG信号(旋转信号)实现所需频率，以及由FG信号和参考频率间的误差信号，驱动主轴马达63。在恒定的线速度(CLV)控制中，将摆动信号频率与参考频率进行比较(比较频率和相位)，以及由摆动信号频率和参考频率间的误差信号，驱动主轴马达63。

经接口电路93和总线89，从主机装置94接收将在光盘61上记录的记录信息，如图4所示，以及通过由CPU90添加的预定的附加信息，按所需格式编码。在对应于摆动信号的定时中，由激光驱动电路75驱动激光二极管100。同时，在此不给出有关诸如寻道操作、聚焦搜索等等操作的描述。

将参考在光盘标记面上打印的信息进行描述。以激光打印面面对拾取头单元65的方式，安放光盘61。

如上所述，由FG信号频率和参考频率间的误差信号，驱动主轴马达63。根据拾取头单元65的光盘61的径向位置，由CPU90改变参考频率，以便实现CAV操作。

经接口电路93和总线89，将光盘61的径向位置(光盘61的目标位置)从主机装置94传送到CPU90。

在由聚焦控制电路87的聚焦控制中，基于光盘61的FG信号，获得有关光盘61的一转的角信息，以及产生聚焦驱动信号，最大化来自光盘61的反射信号LVL。在这种情况下，根据FG信号，对通过划分光盘61的一转获得的各个角产生的聚焦驱动信号被存储在RAM91中。根据FG信号，由从RAM91读出的聚焦驱动信号，驱动该驱动线圈72。

图9是表示当通过光盘61的记录面(镜面)进行实验时，聚焦误差信号FE和反射信号LVL的测量结果的示意图。

图10是表示当在与图9相同的条件下，通过光盘61的标记面实现相同的实验时，聚焦误差信号FE和反射信号LVL的测量结果的示意图。如从图10看出，通过弱S/N，降低精度以及噪声使得光盘面粗糙。

在开环控制中，当光盘61的径向位置改变时，光盘61的一转的聚焦驱动信号的学习产生更多误差。因此，当某种程度上改变将记录的光盘位置时，将暂时停止记录以及执行上述学习，此后，产生新聚焦驱动信号，以及继续记录。同时，基于由装配到拾取头单元65的拾取头位置检测器(未示出)检测的位置信息，执行跟踪控制。

光盘61具有同心轨道。基于径向位置，将需要改变将在光盘61的标记面上打印的图像(统计图表、字符等等)的密度。通过在主机装置94上加载的应用程序，执行该密度改变。因此，CPU90从主机装置94接收用于每一轨道的一转的数据。

通过将拾取位置检测器(未示出)的输出与参考信号进行比较，控制每一轨道的位置。将比较结果转换成对应于位置控制的特性信号，代替跟踪误差信号TE，并提供给跟踪控制电路88以便驱动跟踪线圈72。跟踪线圈72的位移不反映到拾取位置检测。即，它不构成反馈环。

将特性信号提供给螺纹马达控制电路68以便驱动螺纹马达66。因此，由反馈环控制拾取头单元65的位置以便使拾取位置检测器输出与参考信号相符。

在拾取头单元65的运动期间，通过摩擦效应等等，产生稳态误差。该误差信号传送到跟踪线圈72，校正跟踪方向中的激光点位置以及补偿稳态误差。

确定光盘61上的预定旋转位置，以及由FG信号，每转产生一个信号。另外，在光盘61上制造标记并由拾取头单元65读取，以及根据FG信号，将所读取的定时存储在RAM91中。根据FG信号，读取来自RAM91的读取操作并使用其。根据参考位置，CPU90将来自预定轨道的信息打印在光盘61的标记面上，以及当完成一个轨道的打印时，CPU90将拾取头单元65移动到下一轨道，以及执行打印操作。通过重复上述操作，在光盘61的标记面上打印图像或文本。

在打印操作期间，不检测聚焦误差信号FE。当将信息打印在光盘61的标记面上时，必须弄黑激光照射部分(无反射光)以便增强对比度，以及能获得无来自光盘61的反射光。

因此，当信息打印在光盘61的整个标记面上时，执行通过CPU90的开放伺服控制(也称为前馈方法)，在记录前，测量在聚焦方向中的光盘61的偏差，以及将测量结果存储在RAM91中，以及当将信息打印在光盘61的标记面上时，根据在RAM91中存储的测量结果，驱动该驱动线圈72。

两种学习方法可用于聚焦驱动信号。

对第一方法，执行聚焦伺服控制，根据FG信号定时，将在该控制期间的聚焦驱动信号存储到RAM91，以及由从RAM91读出的聚焦驱动信号，驱动该聚焦致动器驱动线圈71。

如果聚焦误差信号中心不与反射信号LVL的最大值相符，如图9所示，光盘标记面的表面粗糙度出现在信号上，如图10所示。

对第二方法，在对应于通过划分一转获得的多个部分的定时，采样光盘61的偏转，以及由采样信息产生聚焦驱动信号。

为执行采样，聚焦搜索必然导致反射信号LVL的最大值，以便与聚焦误差信号的中心相符。通过移动反射信号位置，判定反射信号LVL是否为最大值。必定减小该搜索速度以便平均反射信号LVL的粗糙度，如图10所示。

图7是表示反射信号LVL和聚焦误差信号FE的处理的框图。图8是表示跟踪误差信号TE的处理的框图。

从激光二极管100辐射的光变为3束(一个主光束162和两个子光束164)，如图6所示，以及在光盘61反射。将主光束162的反射光束应用于三个光电检测器112a，112b和112c，每个具有四个光电检测单元A-D、E1-E4以及F1-F4。使主光束162通向光电检测器112a，以及使两个子光束164通向与光电检测器112a相邻排列的光电检测器112b和112c。

根据本发明的实施例的光盘装置构造成捕捉来自光盘61的反射光的光点。

图7所示的聚焦误差信号由下述计算获得：

FE＝(A+C)-(B+D)+(F1+F3)-(F2+F4)+(E1+E3)-(E2+E4)

“A”至“D”表示来自光电检测器112a的四个单元的输出信号。“E1”至“E4”表示来自光电检测器112c的四个单元的输出信号。“F1”至“F4”表示来自光电检测器112b的四个单元的输出信号。通过下述计算，获得图7的反射信号LVL：

LVL＝(A+B+C+D)+(F1+F2+F3+F4)+(E1+E2+E3+E4)

如上所述，聚焦控制不仅基于主光束162而且基于用于跟踪控制的子光束164，以便通过使用放大光束点，执行聚焦控制。因此，光盘61的标记面的表面粗糙度不影响聚焦控制，并能获得令人满意的聚焦控制。通过下述计算，获得图8所示的跟踪误差信号TE：

TE＝((A+C)-(B+D))-((F1+F4)-(F2+F3))-((E1+E4)-(E2+E3))

与用于信息记录或打印的主光束162相比，不用于记录或打印的子光束164具有降低到约1/10的光功率。因为降低的光功率随拾取头单元65而改变，通过图7所示的放大器K1和K2，最优化信号电平。

该最优化方法是监视聚焦误差信号FE或反射信号LVL的脉动，以及通过CPU90，将信号电平调整到具有最小脉动。

通过CPU90，改变放大器K1和K2的增益，来改变两个子光束信号的添加比率。添加比率确定为最小化聚焦误差信号FE和反射信号LVL的噪声，但可以将该比率设置成预定值。另外，每次改变光盘61时，可以改变该比率。在该事件中，在允许聚焦误差信号FE和反射信号LVL通过所考虑的高通滤波器后，将放大器K1和K2的增益控制到具有该噪声电平的最佳值。

如上所述，由于到信息记录层的信息记录期间，聚焦控制基于主光束，以及在信息打印到标记面期间，聚焦控制基于主光束162和两个子光束的总和，在信息打印的情况下而不是信息记录的情况下，可以增加监视聚焦状况的射束面积。降低在信息打印的情况下，用于聚焦伺服的检测信号的噪声，以及能稳定聚焦伺服。因此，在标记打印的情况下，能共同使用用于信息记录的光盘装置。

图11是表示根据本发明的第二实施例的光盘装置的结构的示意图。将用相同的标记表示与第一实施例相同的部分，以及将省略它们的详细描述。第二实施例和第一实施例间的差别在于将棱镜122、光圈118和激光二极管120增加到第一实施例上。即，独立地构成用于记录的光盘装置和用于再现的光盘装置。

根据第二实施例，在聚焦学习的情况下，关断激光二极管100和接通激光二极管120。由光圈118限制激光二极管120的光，以及降低数值孔径(NA)以及增加光盘61上的读取点大小。将来自光盘61的反射光会聚到光电检测器112a，112b和112c，以及获得聚焦误差信号FE和反射信号LVL。因为点大小与λ/NA成比例，适当地降低NA(λ：波长，NA：数值孔径)。

根据第二实施例，因为独立的光盘装置分别用于记录系统和再现系统，可以产生反射信号LVL的最大值，以便与聚焦误差信号FE的中心相符。另外，能增加读取点大小。

尽管上述引用本发明的特定实施例，将理解到在不背离其精神的情况下，可以做出许多改进。附加权利要求意图覆盖落在本发明的真实范围和精神内的这些改进。因此，当前所公开的实施例不是限制，因此，意图包含由附加权利要求，而不是上述描述所示的本发明的范围以及落在权利要求的等效和含义和范围内的所有改变。

Claims

1.一种光盘装置，使用具有信息记录层和标记面的光盘(61)，所述装置的特征在于，包括：

拾取头单元(65)，将激光发射到所述光盘上；

打印部(90)，基于从所述拾取头单元发出的激光，将信息打印到标记面上；以及

聚焦控制部(87)，调整从所述拾取头单元发射到所述标记面的激光的焦点，其中，用于调整焦点的激光的大小大于用于将信息打印在所述标记面上的激光的大小。

2.如权利要求1所述的光盘装置，其特征在于，用于打印信息的激光包括主光束(162)，以及用于调整焦点的激光包括所述主光束(162)和两个辅助光束(164，166)。

3.如权利要求2所述的光盘装置，其特征在于，所述两个辅助光束包括用于跟踪控制的两个子光束。

4.一种光盘装置，使用具有信息记录层和标记面的光盘(61)，所述装置的特征在于，包括：

拾取头单元(65)，将激光发射到所述光盘上，所述激光包括主光束(162)和两个子光束(164，166)；

跟踪控制部(88)，基于从所述光盘反射的主光束和两个子光束，移动所述拾取头单元以便执行跟踪；

聚焦控制部(87)，基于从所述光盘反射的主光束和两个子光束，调整从所述拾取头单元发射的光束的焦点；以及

打印部(90)，基于从所述拾取头单元发射的主光束，将信息打印在标记面上。

5.一种光盘装置，使用具有信息记录层和标记面的光盘(61)，所述装置的特征在于，包括：

拾取头单元(65)，将激光发射到所述光盘上，所述激光包括主光束(162)和两个子光束(164，166)；以及

聚焦控制部(87)，基于在有关信息记录层的信息记录期间的主光束和有关标记面的信息打印期间的主光束和两个子光束，调整从所述拾取头单元发射的光束的焦点。