TWI383386B - 執行伺服缺陷補償操作之光碟驅動器系統及其方法 - Google Patents

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Description

執行伺服缺陷補償操作之光碟驅動器系統及其方法
本發明係有關於一種光碟驅動器之伺服缺陷補償(servo defect compensating)操作，且特別有關於有刮痕光碟之伺服缺陷補償之方法以及具有數位信號處理器(Digital Signal Processor，以下簡稱DSP)之相關光碟驅動器系統。
傳統之光碟驅動器包括一個光學讀取單元(optical pick-up unit)，用於讀取具有缺陷(例如刮痕)之光學媒體，但是當光學讀取單元通過所述缺陷時，卻沒有相應的缺陷補償方案。當從光學媒體讀取資料時，聚焦伺服(focusing servo)及循軌伺服(tracking servo)處於閉環控制(close loop control)下，光學讀取單元通過缺陷後，由於受主軸轉動速度(spindle rotating speed)、箝制方向(clamp direction)、缺陷尺寸(size of the defect)、缺陷偵測水平(defect detect level)及數位等化器(digital equalizer)設計等因素之影響，聚焦及循軌伺服所指向之位置可能會遠離所需聚焦點/循軌點。聚焦及循軌伺服回溯需要利用很大的暫態響應，但從光學媒體讀取之資料的RF品質通常很差。上述問題於高解析度光碟(例如藍光光碟)中變得尤為嚴重。
為提升從光學媒體讀取之資料的RF品質，特提供以下技術方案： 本發明實施例提供一種執行伺服缺陷補償操作之方法，藉由補償伺服信號來執行光碟驅動器之伺服缺陷補償操作，該方法包括：藉由光學讀取單元讀取光學媒體；偵測是否存在缺陷；當偵測到光學媒體上存在缺陷時，基於伺服誤差信號決定新的補償值；以及當光學讀取單元通過所述缺陷時，利用新的補償值補償伺服信號，以調整伺服控制。
本發明實施例另提供一種執行伺服缺陷補償操作之光碟驅動器系統，藉由補償伺服信號來執行伺服缺陷補償操作，該光碟驅動器系統包括光學讀取單元及數位信號處理器。光學讀取單元用於讀取光學媒體；數位信號處理器用於藉由監視側光束信號來偵測是否存在缺陷，當偵測到光學媒體上之缺陷時，基於伺服誤差信號決定新的補償值，以及當光學讀取單元通過所述缺陷時，利用新的補償值補償伺服信號，以調整伺服控制。
以上所述的執行伺服缺陷補償操作之方法及光碟驅動器系統，能夠補償伺服信號以調整伺服控制，從而提升從光學媒體讀取之資料的RF品質。
於說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。於通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包括」係為一開放式的用語，故應解釋成「包括但不限定於」。另外，「耦接」一詞在此係包括任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。
第1圖係依本發明實施例之光碟驅動器系統1000的簡化方塊圖。如第1圖所示，光碟驅動器系統1000包括光學媒體(optical medium)10、光學讀取單元12、RF信號處理器14(此處之RF信號係為光學媒體中資料讀取之信號的一種)、功率驅動器(power driver)16、主軸馬達(spindle motor)18以及DSP 100。第2圖係依本發明第一實施例之光碟驅動器系統1000中DSP 100的簡化方塊圖。如第2圖所示，DSP 100包括第一加法器(adder)110、第二加法器120及數位等化器(digital equalizer)130。第一加法器110接收並合併聚焦誤差信號(focus error signal)FE/循軌誤差信號(tracking error signal)TE與電子偏移(electrical offset)FE_OFFSET/TE_OFFSET，以產生輸出信號。第二加法器120耦接於第一加法器110，其接收並合併所述輸出信號、刻意的偏差(intentional bias)FE_BAL/TE_BAL以及補償信號(compensating signal)FEOFT_DEFECT/TEOFT_DEFECT，以產生輸入信號FE_INPUT/TE_INPUT。數位等化器130耦接於第二加法器120，其接收所述的輸入信號FE_INPUT/TE_INPUT，以產生聚焦伺服輸出信號FOO或循軌伺服輸出信號TRO。
第3圖係聚焦伺服就緒(ON OK)指示符FOK、副光束附加信號(sub-beam addition signal)SBAD、缺陷信號DEFECT及先前涉及的補償信號FEOFT_DEFECT/TEOFT_DEFECT的簡化時序圖。副光束附加信號SBAD可係為四個光偵測器(light detector)所偵測之側光束光強(light intensity of the side beam)之總和(SBAD=E+F+G+H)。如第2圖所示，當伺服成功聚焦且偵測到光學媒體10上存在缺陷時，SBAD低於門檻值FLEVEL(SBAD<FLEVEL)，且指示符FOK為高值(FOK=1)，補償信號FEOFT_DEFECT被設置為預測補償值FEOFT_PROT或補償信號TEOFT_DEFECT被設置為預測補償值TEOFT_PROT。當伺服未聚焦時，FOK為低值(FOK=0)；或者當沒有偵測到缺陷時，這意味著FOK為高值，但SBAD超過門檻值FLEVEL(SBAD>FLEVEL)，補償信號FEOFT_DEFECT或TEOFT_DEFECT被設置為0。
如第4圖所示，於其他實施例中，光學媒體10可劃分為多個環形的區域(circular zone)Z1、Z2...Zi，例如，總共可劃分為15個區域。於播放期間，當前資料接取位置所處的當前區域被檢查，並與先前資料接取位置所處的先前區域進行比較，以決定是否需要觸發伺服缺陷補償。若當前區域不同於先前區域，系統將執行伺服缺陷補償操作，舉例而言，可利用預測補償值FEOFT_PROT及TEOFT_PROT來補償聚焦誤差信號與循軌誤差信號。
第5圖係聚焦誤差信號FE/循軌誤差信號TE、缺陷信號DEFECT及補償信號FEOFT_DEFECT/TEOFT_DEFECT的簡化時序圖。如第5圖所示，於第1圖中光學讀取單元12偵測到缺陷之後，致能伺服峰谷偵測(servo peak bottom detection)以計算光碟驅動器系統1000之聚焦誤差信號FE或循軌誤差信號TE之偏移。當補償信號FEOFT_DEFECT或TEOFT_DEFECT變為低值時，伺服峰谷偵測仍會持續一段預設延遲時間srvdft_pk_bt_delay。獲取伺服峰谷偵測結果以用於計算由缺陷所導致的偏移。於其他實施例中，可依據聚焦誤差信號FE/循軌誤差信號TE之峰值/谷值以及刻意的偏差FE_BAL/TE_BAL來計算偏差結果FE_DEV或TE_DEV，所利用之公式(1)如下：
FE_DEV/TE_DEV=(T1時的峰值/谷值)-FE_BAL/TE_BAL　(1)
接著，可以利用公式(2)與(3)，從當前補償值FEOFT_PROT_now/TEOFT_PROT_now、偏差結果FE_DEV或TE_DEV以及增益GAIN_FE/GAIN_TE中得到新的補償值FEOFT_PROT_new/TEOFT_PROT_new：
FEOFT_PROT_new=FEOFT_PROT_now+FE_DEV/GAIN_FE(2)
TEOFT_PROT_new=TEOFT_PROT_now+TE_DEV/GAIN_TE(3)
新的補償值FEOFT_PROT_new/TEOFT_PROT_new隨後被更新至DSP命令，以於通過偵測的缺陷時補償聚焦誤差信號FE或循軌誤差信號TE。基於聚焦誤差信號FE/循軌誤差信號TE，本實施例之伺服缺陷補償方法偵測並預測由光碟缺陷導致的聚焦誤差信號FE偏移/循軌誤差信號TE偏移之方向及/或數量。當通過光碟缺陷時，FE/TE藉由與預測FE補償值/預測TE補償值合併來得到補償，以使伺服控制於通過缺陷區域後接近實際的聚焦點/循軌點。相較於沒有採用伺服缺陷補償方法之系統而言，伺服控制於通過光碟之缺陷後，需要更大的暫態響應以循軌至實際的聚焦點/循軌點。
於第二實施例中，伺服缺陷補償操作係藉由補償光碟驅動器系統1000中聚焦誤差直流信號(focus error DC signal)FEDC或循軌誤差直流信號(tracking error DC signal)TEDC來執行的。第6圖係依本發明第二實施例之光碟驅動器中DSP 200的簡化方塊圖，DSP 200用於替代光碟驅動器系統1000中之DSP 100。相較於第1圖中之DSP 100，DSP 200進一步包括第一非均勻(non-unity)增益數位等化器140，而其餘元件則可與DSP 100中之對應元件相同，因此，這些相同元件之配置的進一步解釋於此略過，以簡化說明。第一非均勻增益數位等化器140等化信號FE_LPF/TE_LPF，其中信號FE_LPF/TE_LPF之直流增益被設計成非均勻增益且稱為FEDC/TEDC。信號FE_LPF/TE_LPF係聚焦誤差信號FE/循軌誤差信號TE經過低通濾波(low-pass filtering)後之信號，其係由數位等化器130於通過缺陷期間得出。從FE_LPF/TE_LPF得出的信號FEDC/TEDC可藉由改變信號之幅值及方向來補償，以使聚焦伺服/循軌伺服定位於接近實際聚焦點/循軌點之位置。
類似於第一實施例中的公式(2)與(3)，本實施例中可利用公式(4)與(5)，從當前聚焦誤差直流信號FEDC_now/循軌誤差直流信號TEDC_now、偏差結果FE_DEV/TE_DEV以及增益GAIN_FEDC/GAIN_TEDC中得到新的聚焦誤差直流信號FEDC_new/循軌誤差直流信號TEDC_new：
FEDC_new=FEDC_now+FE_DEV/GAIN_FEDC　(4)
TEDC_new=TEDC_now+TE_DEV/GAIN_TEDC　(5)
於第三實施例中，伺服缺陷補償操作係藉由補償光碟驅動器系統1000中聚焦伺服輸出保持信號(focus servo output hold signal)FOO_HOLD或循軌伺服輸出保持信號(tracking servo output hold signal)TRO_HOLD來執行的。第7圖係依本發明第三實施例之光碟驅動器中DSP 300的簡化方塊圖，DSP 300用於替代光碟驅動器系統1000中之DSP 100。相較於第1圖中之DSP 100，DSP 300進一步包括第二非均勻增益數位等化器150，而其餘元件則可與DSP 100中之對應元件相同，因此，這些相同元件之配置的進一步解釋於此略過，以簡化說明。第二非均勻增益數位等化器150補償聚焦伺服輸出保持信號FOO_HOLD或循軌伺服輸出保持信號TRO_HOLD。第二非均勻增益數位等化器150等化信號FOO_HOLD_LPF或TRO_HOLD_LPF，其結果被稱作FOO_HOLD或TRO_HOLD，其中，信號FOO_HOLD_LPF/TRO_HOLD_LPF係聚焦輸出保持信號FOO_HOLD/循軌伺服輸出保持信號TRO_HOLD經過低通濾波後之信號，其係由數位等化器130於通過缺陷期間得出。從FOO_HOLD_LPF/TRO_HOLD_LPF得出的信號FOO_HOLD/TRO_HOLD可藉由改變信號之幅值及方向來補償，以使聚焦伺服/循軌伺服定位於接近實際聚焦點/循軌點之位置。
類似於第一實施例中的公式(2)與(3)，本實施例中可利用公式(6)與(7)，從當前聚焦伺服輸出保持信號FOO_HOLD_now/循軌伺服輸出保持信號TRO_HOLD_now、偏差結果FE_DEV/TE_DEV以及增益GAIN_FOOHOLD/GAIN_TROHOLD中得到新的伺服輸出保持信號FOO_HOLD_new/循軌伺服輸出保持信號TRO_HOLD_new：
FOO_HOLD_new=FOO_HOLD_now+FE_DEV/GAIN_FOOHOLD(6)
TRO_HOLD_new=TRO_HOLD_now+TE_DEV/GAIN_TROHOLD(7)
應注意，以上所述實施例僅用以例示本發明之目的，其並非本發明之限制。舉例而言，於其他實施例中，本發明之第一、第二及第三實施例所示之方法可相互結合，以執行伺服缺陷補償操作。
簡言之，本發明實施例所揭露之具有DSP的光碟驅動器系統及相關方法可實時地執行伺服缺陷補償操作，可用於包括光學讀取單元之光碟驅動器讀取具有至少一缺陷之光學媒體，以使聚焦/循軌伺服接近實際的聚焦點/循軌點，從而提升從光學媒體讀取之資料的RF品質。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案之人士援依本發明之精神所做之等效變化與修飾，皆應涵蓋於後附之申請專利範圍內。
1000．．．光碟驅動器系統
10．．．光學媒體
100．．．數位信號處理器
12．．．光學讀取單元
14．．．RF信號處理器
16．．．功率驅動器
18．．．主軸馬達
110．．．第一加法器
120．．．第二加法器
130．．．數位等化器
200．．．數位信號處理器
140．．．第一非均勻增益數位等化器
300．．．數位信號處理器
150．．．第二非均勻增益數位等化器
第1圖係依本發明實施例之光碟驅動器系統的簡化方塊圖。
第2圖係依本發明第一實施例之光碟驅動器中DSP的簡化方塊圖。
第3圖係聚焦伺服就緒指示符FOK、副光束附加信號SBAD、缺陷信號DEFECT及補償信號FEOFT_DEFECT/TEOFT_DEFECT的簡化時序圖。
第4圖係光學媒體被劃分為多個環形的區域Z1、Z2...Zi的示意圖。
第5圖係聚焦誤差信號FE/循軌誤差信號TE、缺陷信號DEFECT及補償信號FEOFT_DEFECT/TEOFT_DEFECT的簡化時序圖。
第6圖係依本發明第二實施例之光碟驅動器中DSP的簡化方塊圖。
第7圖係依本發明第三實施例之光碟驅動器中DSP的簡化方塊圖。
1000．．．光碟驅動器系統
10．．．光學媒體
100．．．數位信號處理器
12．．．光學讀取單元
14．．．RF信號處理器
16．．．功率驅動器
18．．．主軸馬達

Claims (28)

  1. 一種執行伺服缺陷補償操作之方法，藉由補償一光碟驅動器之一伺服信號來執行該伺服缺陷補償操作，該方法包括：藉由一光學讀取單元讀取一光學媒體；偵測是否存在一缺陷；當偵測到該光學媒體上存在該缺陷時，基於一伺服誤差信號決定一新的補償值；以及當該光學讀取單元通過該缺陷時，利用該新的補償值補償該伺服信號，以調整伺服控制；其中該光學媒體包括多個環形的區域，當該光學讀取單元從不同於一先前接取區域之一區域接取資料時，執行該伺服缺陷補償操作。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之執行伺服缺陷補償操作之方法，更包括：偵測該光碟驅動器之該伺服誤差信號以產生一偵測結果；以及依據一當前補償值、該偵測結果及一增益值來計算該新的補償值。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之執行伺服缺陷補償操作之方法，其中該偵測該光碟驅動器之該伺服誤差信號以產生一偵測結果之步驟包括：偵測該伺服誤差信號之一峰值或一谷值；以及依據該伺服誤差信號之該峰值或該谷值與該伺服誤差信號之一刻意的偏差之間的一偏差值來計算該偵測結果。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之執行伺服缺陷補償操作之方法，其中該伺服誤差信號係為一聚焦誤差信號。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之執行伺服缺陷補償操作之方法，其中該伺服信號係為一聚焦誤差信號。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之執行伺服缺陷補償操作之方法，其中該伺服信號係為一聚焦誤差直流信號，且該聚焦誤差直流信號係透過一非均勻增益之等化後得出。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之執行伺服缺陷補償操作之方法，其中該伺服信號係為一聚焦伺服輸出保持信號，且該聚焦伺服輸出保持信號係透過一非均勻增益之等化後得出。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之執行伺服缺陷補償操作之方法，其中該伺服誤差信號係為一循軌誤差信號。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之執行伺服缺陷補償操作之方法，其中該伺服信號係為一循軌誤差信號。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之執行伺服缺陷補償操作之方法，其中該伺服信號係為一循軌誤差直流信號，且該循軌誤差直流信號係透過一非均勻增益之等化後得出。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之執行伺服缺陷補償操作之方法，其中該伺服信號係為一循軌伺服輸出保持信號，且該循軌伺服輸出保持信號係透過一非均勻增益之等化後得出。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之執行伺服缺陷補償操作之方法，其中該新的補償值對應於該缺陷導致的一伺服偏移。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之執行伺服缺陷補償操作之方法，其中該新的補償值係由一預設值及該缺陷導致的一伺服偏移之一偵測的方向決定。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之執行伺服缺陷補償操作之方法，其中當該缺陷被偵測到時，一聚焦伺服就緒指示符為高值。
  15. 一種執行伺服缺陷補償操作之光碟驅動器系統，藉由補償一伺服信號來執行該伺服缺陷補償操作，該光碟驅動器系統包括：一光學讀取單元，用於讀取一光學媒體；以及一數位信號處理器，用於藉由監視一側光束信號來偵測是否存在一缺陷，當偵測到該光學媒體上之該缺陷時，基於一伺服誤差信號決定一新的補償值，以及當該光學讀取單元通過該缺陷時，利用該新的補償值補償該伺服信號，以調整伺服控制；其中該光學媒體包括多個環形的區域，當該光學讀取單元從不同於一先前接取區域之一區域接取資料時，執行該伺服缺陷補償操作。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之執行伺服缺陷補償操作之光碟驅動器系統，其中該數位信號處理器進一步偵測該光碟驅動器之該伺服誤差信號以產生一偵測結果，並依據一當前補償值、該偵測結果及一增益值來計算該新的補償值。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之執行伺服缺陷補償操作之光碟驅動器系統，其中當偵測該光碟驅動器之該伺服誤差信號以產生該偵測結果時，該數位信號處理器進一步偵測該伺服誤差信號之一峰值或一谷值，並依據該伺服誤差信號之該峰值或該谷值與該伺服誤差信號之一刻意的偏差之間的一偏差值來計算該偵測結果。
  18. 如申請專利範圍第15項所述之執行伺服缺陷補償操作之光碟驅動器系統，其中該伺服誤差信號係為一聚焦誤差信號。
  19. 如申請專利範圍第15項所述之執行伺服缺陷補償操作之光碟驅動器系統，其中該伺服信號係為一聚焦誤差信號。
  20. 如申請專利範圍第18項所述之執行伺服缺陷補償操作之光碟驅動器系統，其中該伺服信號係為一聚焦誤差直流信號，且該聚焦誤差直流信號係藉由該數位信號處理器中之一非均勻增益數位等化器之等化後得出。
  21. 如申請專利範圍第18項所述之執行伺服缺陷補償操作之光碟驅動器系統，其中該伺服信號係為一聚焦伺服輸出保持信號，且該聚 焦伺服輸出保持信號係藉由該數位信號處理器中之一非均勻增益數位等化器之等化後得出。
  22. 如申請專利範圍第15項所述之執行伺服缺陷補償操作之光碟驅動器系統，其中該伺服誤差信號係為一循軌誤差信號。
  23. 如申請專利範圍第15項所述之執行伺服缺陷補償操作之光碟驅動器系統，其中該伺服信號係為一循軌誤差信號。
  24. 如申請專利範圍第22項所述之執行伺服缺陷補償操作之光碟驅動器系統，其中該伺服信號係為一循軌誤差直流信號，且該循軌誤差直流信號係藉由該數位信號處理器中之一非均勻增益數位等化器之等化後得出。
  25. 如申請專利範圍第22項所述之執行伺服缺陷補償操作之光碟驅動器系統，其中該伺服信號係為一循軌伺服輸出保持信號，且該循軌伺服輸出保持信號係藉由該數位信號處理器中之一非均勻增益數位等化器之等化後得出。
  26. 如申請專利範圍第15項所述之執行伺服缺陷補償操作之光碟驅動器系統，其中該新的補償值對應於該缺陷導致的一伺服偏移。
  27. 如申請專利範圍第15項所述之執行伺服缺陷補償操作之光碟驅動器系統，其中該新的補償值係由一預設值及該缺陷導致的一伺服 偏移之一偵測的方向決定。
  28. 如申請專利範圍第15項所述之執行伺服缺陷補償操作之光碟驅動器系統，其中當該側光束信號低於一門檻值，且一聚焦伺服就緒指示符為高值時，該缺陷被偵測到。
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