CN1979648A - 用复数个光点在光盘上读/写数据的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用复数个光点在光盘上读/写数据的方法和系统。该方法包括以下步骤：检测除了一个光点以外的所有该复数个光点全都已到达先前已读/写的数据区域，并颠倒该复数个光点相对于该除外光点的位置。

Description

用复数个光点在光盘上读/写数据的方法和系统

技术领域

本发明涉及一种用来在光盘上读/写数据的方法和系统，且更具体来说，涉及一种用复数个光点在光盘上读/写数据的方法和系统。

背景技术

如今，光盘因其成本相对较低且数据存储容量相对较大而成为一种广泛用于存储多媒体音频/视频信息的数据载体。因此，由于存储在光盘上的数据可以更快读取，或者存储在光盘上的数据可以更快写入，所以提高数据速率已成为一个重要的改善因素。

一种提高光驱数据速率的方法是使用多个并行读取或写入多个光盘轨道的光点。

由于大多数光盘的轨道结构是螺旋形的，所以光点会遇到另一光点已经读取或写入的轨道的一部分，如图1A和图1B所示。

图1A是显示这样一种情形的示意图：光点A从区块1的起始处开始在光盘上记录/读取数据，而光点B则从区块5的起始处开始在光盘上记录/读取数据。光点A和B一直这样并行地记录/读取，直到光点A到达区块5的起始处为止，如图1B所示。换句话说，光点A到达原先由光点B记录/读取的区块。为了避免光点A在原先由光点B记录/读取的区域上记录新的数据，此时需要转移光点。

这种转移通常包括将所有光点移动相同的距离。这种光点转移策略的优点在于其非常容易实施，这是因为只需径向转移物镜。欧洲专利申请案EP0840294揭示了一种利用多个光点来进行光学拾取的多轨道扫描方法，其中就运用了这种光点转移策略。

但是其缺点在于，必须进行(Nb-1)Ng-1条轨道的转移(对于具有Nb个光点、且光点间相距Ng条轨道的系统)，才能读取或写入所有数据。因此，这种方法的数据速率限制在一个光点的数据速率的Nb-1/Ng倍。实际上，Ng通常为1，因而数据速率增益将限于Nb-1。

因此，期望能在现有光驱中实施新的读/写光盘的转移策略，以便超过上述数据速率极限，从而满足巨大的提高读/写数据速率的需求。

发明内容

本发明的目标是提供一种用复数个光点在光盘上读/写数据的方法和系统，以便提高读/写数据速率。

根据本发明的一个实施例，揭示一种用复数个光点在光盘上读/写数据的方法。该方法包括以下步骤：检测除了一个光点以外的所有该复数个光点全都到达了先前已读/写的数据区域，并颠倒该复数个光点相对于该除外光点的位置。

根据本发明的一个实施例，揭示一种用复数个光点在光盘上读/写数据的系统。该系统包括：一检测装置，用来检测除了一个光点以外的所有该复数个光点全都到达了先前已读/写的数据区域，并产生一个检测信号；和一致动装置，通过所述检测信号触发该致动装置的运动，用以颠倒该复数个光点相对于该除外光点的位置。

在现有技术中，数据速率的提高限制在Nb-1/Ng倍，而与此相比，根据本发明的转移策略使得数据速率提高Nb倍。换句话说，将光点同时移动不同距离的这种转移策略可以提高在光盘上进行读/写的数据速率。

此外，由于并非所有光点都必须同时移动相同距离，所以这种移动光点的策略易于实施，从而产生一种节省成本的解决方案。

根据以下参看图式和权利要求书对本发明的描述，本发明的其他目标和效用将变得显而易见，并且读者可全面了解本发明。

附图说明

图1A和图1B图解说明展示一个光点遇到已由另一光点读取或写入的区域的情形的示意图。

图2A-2D图解说明用根据本发明一个实施例的光点转移策略来对光盘进行多光点读出的各个阶段。

图3A图解说明如何通过旋转光栅来实现光点颠倒。

图3B图解说明与图3A对应的经过物镜之后光点在信息层上的排列。

图4图解说明展示一个闭合回路控制系统的结构的示意方块图。

图5A图解说明如何通过旋转鸽尾棱镜来实现光点颠倒。

图5B图解说明与图5A对应的经过物镜之后光点在信息层上的排列。

图6A图解说明如何通过旋转激光阵列来实现光点颠倒。

图6B图解说明与图6A对应的经过物镜之后光点在信息层上的排列。

图7图解说明如何通过旋转光学拾取单元子组合件来实现光点颠倒。

图8图解说明展示根据本发明一个实施例在开放回路控制下在光盘上读取数据的方法的示意流程图。

图9图解说明展示根据本发明一个实施例在闭合回路控制下在光盘上读取数据的方法的示意流程图。

在上述图式中，相同附图标记指示相同、相似或相应的元件或功能。

具体实施方式

下文将参照图式通过实施例来详细描述本发明的技术措施。

应注意，本发明既可用于读取光盘，又可用于写入光盘。在本实施例中，为简略起见而使用“读取”。所属领域的技术人员应了解，本说明书中各处的“读取”都可以换成“写入”。

图2A-2D说明用根据本发明一个实施例的光点转移策略来对光盘进行多光点读出的各个阶段。用位于不同轨道上的三个光点A、B、C来说明这一策略。

首先，在图2A中，光点A、光点B和光点C这三个光点分别位于轨道T1、T2和T3上，并沿图2A中箭头所指的方向开始并行读取。在沿螺旋轨道读取大约一周后，检测装置检测到光点A和光点B(光点C除外)会如图2B所示遇到已由光点B和C读取的轨道区域(图2B-2D中，已读取的区域标有阴影)，并进而产生一个检测信号。

如果光点继续读取，则光点A和光点B将再次读取先前已由光点B和C读取的这些区域，而这是毫无用处的。图2C展示这三个光点在转移之前的位置。接着，为了提高数据速率，致动装置响应所述检测信号将光点A和光点B转移到原先未读取的区域。

图2D展示在根据本发明一个实施例进行转移之后这三个光点的位置：光点C未发生改变(仍位于轨道T3上)，光点B移动到轨道T5，而光点A移动到轨道T6。换句话说，光点的顺序发生了颠倒，原先在外部的光点C继续读取原来的轨道。转移之后，光点A变成外部的光点。

上述光点转移策略可以用来颠倒光点的顺序，而外部的光点仍留在原来的轨道上。注意，此处将“外部”定义为径向上距离光驱开始遵循螺旋轨道的位置最远的光点。这一光点通常是离光盘中心最远的光点。但是，在(例如)具有相反轨道路径层的双层光盘上，光驱由外向内读取，外部的光点就是距离光盘外缘最远的光点。

就上述策略的实施而言，有多种方法可以实现光点顺序颠倒。

图3A是图解说明如何通过旋转光栅来实现光点颠倒的示意图。一束激光沿光轴301行进。在光路中，光栅302产生多个衍射级，这里标示为光束A、B和C。物镜303将这三个光束聚焦到光盘信息层上的三处不同位置，如图3B所示。通过使光栅围绕任一平行于光轴301的轴旋转，衍射级较高的光束也会旋转，而光盘信息层上的光点也会旋转。

当如图3A所示通过旋转光驱光路中的光栅部分来进行光点转移时，各光点围绕任一与光轴301平行的轴(因此围绕光点B)旋转，从而原则上使得各光点在经过物镜后在信息层上的排列如图3B所示那样旋转。

上文显示，光栅的旋转可以颠倒光盘上的各光点的顺序。为了让各光点围绕像光点C这样的预定边缘光点旋转，如有需要，则使用根据光学存储技术领域内的技术的闭合回路控制系统。该闭合回路控制系统测量光点C的径向位置并径向地转移物镜。由此保证如光点C这样的边缘光点仍留在其轨道上，而其他如光点A和B这样的光点则有效地围绕这个边缘光点旋转。

图4是展示闭合回路控制系统的结构的示意方块图。该系统包括光学器件401，该光学器件401包含照明光路、光盘和具有检测器及其他一些电子器件的返回光路。光学器件401产生一称为径向误差信号的电信号，这个电信号与光盘上的光点与数据轨道中心间的距离成比例。这一距离可由径向致动器402调整，该致动器402沿径向方向移动物镜。用来移动径向致动器以使光点保留在轨道中心上并因此将径向误差减少到零所必需的力(幅度和符号)由径向控制器403界定。径向控制器403以径向误差信号作为输入，并计算输出信号，以将其输入减少到零。

一般而言，径向控制器403是一个电子滤波器，其在不同频率范围具有不同特性。这种控制器的一个典型且常用的实例是比例-积分-微分(PID)控制器，其具有：用来控制控制器在低频的输出的积分函数、用来控制在中频的输出的比例增益和用来控制在高频的输出的微分器。

为了实现根据本发明的转移策略，取边缘(外部)光点的径向误差作为径向控制器403的输入。上文所解释的闭合回路控制系统将确保光路部分旋转期间像光点C这样的光点仍保留在其轨道上。

图5A是图解说明如何通过旋转光路中的鸽尾棱镜(dove prism)501来实现光点颠倒的示意图。图5B展示光点在经过物镜303后在信息层上的排列。在本实施例中，有两束光束，这两束光束各自与光轴301成不同的角度。这些光束在光盘信息层上形成两个光点A和B，如图5B所示。通过使鸽尾棱镜501围绕光轴301旋转，这两束光束发生旋转，且光点A和B也随之发生旋转，如图5B所示。也可以采用闭合回路控制系统来将边缘(外部)光点保留在原来的轨道上。

图6A是图解说明如何通过旋转激光阵列来实现光点颠倒的示意图。图6B展示光点在经过物镜后在信息层上的排列。在本实施例中，激光阵列601通常具有多束与光轴301有特定距离的激光。在将两束激光光束准直成平行光束后，这两束光束会与光轴301成特定角度，该角度由激光的位置和准直透镜602的焦距界定。这些光束在光盘信息层上形成两个光点A和B。通过旋转激光阵列601，将使这两束光束旋转，并导致光点A和B在光盘上发生转移。这里也可以用闭合回路控制系统来将外部光点保留在原来的轨道上。

图7是图解说明如何通过旋转光路中的子组合件来实现光点颠倒的示意图，该子组合件至少包括光源701，且优选包括光检测器707。这里也可以用闭合回路控制系统来将外部光点保留在原来的轨道上。

复数个光源701(这里描绘成单个封装内的激光阵列)发射出复数个激光光束(本实例中考虑五个光点)。为了实现低建置高度，用折叠式反射镜702来将这些光束朝物镜703反射，物镜703将这些光束聚集成光盘705上的复数个光点704。从光盘705反射的光(其代表信息)又经折叠式反射镜702、分束器706反射，最终投影到复数个光检测器707上。这些光检测器707将光转换成电信号。

如果包括光源701、分束器706、折叠式反射镜702和光检测器707的子组合件围绕垂直轴(其可能与物镜703的光轴708重合)旋转，则光盘上的光点也将围绕该轴708旋转，而检测器上的光点则仍静止不动。

为了使光点的径向和切向(相对于光盘上的轨道)移动最小化，旋转轴最好与物镜703的光轴708重合。

通过用本实施例来实现根据本发明的转移策略，在转移光盘705上的光点时，检测器707上的光点不会移动，否则会损坏自检测器707获得的信号的质量。此外，光点转移无需任何额外光学组件。

但是，应注意，光源701和光检测器707不限于一起旋转。原因在于，这种解决方案需要一组柔软导线将旋转子组合件上的光检测器707连接到光学拾取单元(OPU)的非旋转部分。就成本而言，可能最好是将光检测器707放置在OPU的非旋转部分上，并解决因电子器件中的光点转移所导致的来自光检测器707的信号出现劣化的问题。

另一实施例是旋转折叠式反射镜702。通过使图7中的折叠式反射镜702围绕轴708旋转，也会使信息层上的光点旋转。这里也可以用闭合回路控制系统来将外部光点保留在原来的轨道上。

实际上，还有其他方法可以实现相同效果，比如沿相反方向平移激光源，而无需围绕光轴做任何旋转。例如，参见图6A，从激光阵列发射出的每束激光经一小型反射镜反射，然后穿过准直器和物镜，从而在光盘上形成光点。通过同步控制所有用来偏转不同光束的反射镜，也可完成光点颠倒。在本实施例中，独立控制每个光点。但是，旋转是目前为止本发明的最为简单的实施方案，因为其只需致动一个自由度。

在上述任一实施例中，都可以选择开放回路或闭合回路控制来实施光点转移。

图8是展示根据本发明一个实施例在开放回路控制下用复数个光点在光盘上读取数据的方法的示意流程图。

在步骤S810中，检测是否除了一个光点以外的所有该复数个光点全都到达了先前已读/写的数据区域。然后，在步骤S820中，颠倒该复数个光点相对于该除外光点的位置。因此，光点转移得以完成。开放回路中的方法一般更易执行。

在闭合回路控制中，在转移过程中测量移动光点的位置，并根据该信号控制每个光点的移动。其中应用控制器来实现上述效果。

换句话说，开放回路控制和闭合回路控制之间的一个差别在于，在开放回路方案中，通过向致动器馈送预定电信号来实现旋转，而对于闭合回路颠倒跳跃而言，进入致动器的电信号取决于自某一非静态光点测得的径向误差信号。

图9是展示根据本发明一个实施例在闭合回路控制下用复数个光点在光盘上读取数据的方法的示意流程图。在步骤S910中，检测是否除了一个光点(例如，外部光点)以外的所有该复数个光点全都到达了先前已读/写的数据区域。在步骤S920中，测量除该光点之外所有光点的位置。然后，在步骤S930中，根据所测得的信号控制除该光点以外所有光点的移动。在步骤S940中，颠倒该复数个光点相对于该光点的位置。闭合回路控制系统常常更加稳固，因此是优选实施例。

此外，根据本发明的一个优选实施例，各光点相对于光盘几乎呈切线方向定位。这样做之所以有利是因为，它使各组件在光点转移过程中的机械移动最小化，且因此简化了致动。事实上，因此可通过使光点旋转很小的角度来实现颠倒。

结果表明，对于使用本发明的双光束蓝光光盘(Blu-Ray disc)系统(Ng＝1，假设跳跃时间无限短)而言，数据速率提高1.9倍，而用传统方法，数据速率会下降到1倍以下。此外，本发明可应用到几乎所有具有多光点的光学存储系统中，例如CD、DVD和蓝光光驱。

上述实施例只是例示性的，并且不希望它们限制本发明的技术方法。虽然已参照优选实施例详细描述了本发明，但所属领域的技术人员将了解，可在不偏离本发明技术方法的精神和范畴的情况下修改或等同替换本发明的技术方法，这些修改和等同替换也属于本发明权利要求书的保护范畴。

Claims (13)

1.一种用复数个光点在一光盘上读/写数据的方法，所述方法包括以下步骤：

检测除一个光点以外的所有所述复数个光点全都已到达先前已读/写的一数据区域；及

颠倒所述复数个光点相对于所述除外光点的位置。

2.如权利要求1所述的方法，其中通过使光路中的一光栅围绕一光轴旋转来完成所述颠倒步骤。

3.如权利要求1所述的方法，其中通过使光路中的一鸽尾棱镜围绕一光轴旋转来完成所述颠倒步骤。

4.如权利要求1所述的方法，其中通过使一激光阵列围绕一光轴旋转来完成所述颠倒步骤。

5.如权利要求1所述的方法，其中通过旋转光路中的一光学拾取单元子组合件来完成所述颠倒步骤。

6.如权利要求1所述的方法，其中通过旋转一光学拾取单元中的一反射镜来完成所述颠倒步骤。

7.一种用复数个光点在一光盘上读/写数据的系统，所述系统包括：

一检测装置，用来检测除一个光点以外的所有所述复数个光点全都已到达先前已读/写的一数据区域，并产生一检测信号，及

一致动装置，通过所述检测信号触发其运动，用以颠倒所述复数个光点相对于所述除外光点的位置。

8.如权利要求7所述的系统，其中所述致动装置是光路中的一围绕一光轴旋转的光栅。

9.如权利要求7所述的系统，其中所述致动装置是光路中的一围绕一光轴旋转的鸽尾棱镜。

10.如权利要求7所述的系统，其中所述致动装置是一围绕一光轴旋转的激光阵列。

11.如权利要求7所述的系统，其中所述致动装置是一光学拾取单元中的一反射镜。

12.如权利要求7所述的系统，其中所述复数个光点沿一实质切线的方向定向。

13.如权利要求7所述的系统，其中所述致动装置是光路中的一光学拾取单元子组合件。

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