專利名稱：盤驅(qū)動(dòng)器裝置和傾斜補(bǔ)償方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種用于將信息寫到光學(xué)存儲(chǔ)盤中/從光學(xué)存儲(chǔ)盤讀取信息的盤驅(qū)動(dòng)器裝置，其中盤是旋轉(zhuǎn)的，寫/讀頭相對(duì)于該旋轉(zhuǎn)盤徑向移動(dòng)。本發(fā)明可應(yīng)用于光盤系統(tǒng)以及磁光盤系統(tǒng)，在下文中，將使用用語(yǔ)“光盤驅(qū)動(dòng)器”，但是應(yīng)該理解，該用語(yǔ)還意在覆蓋磁光盤系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
眾所周知，光學(xué)存儲(chǔ)盤包括能夠以數(shù)據(jù)類型的形式存儲(chǔ)信息的存儲(chǔ)空間的至少一個(gè)軌道，所述軌道呈連續(xù)螺旋形或多個(gè)同心圓形。光盤可以是只讀類型，在其制造過(guò)程中記錄信息，用戶只能讀取信息。光學(xué)存儲(chǔ)盤也可以是可寫類型，用戶可以存儲(chǔ)信息，盡管本發(fā)明也可以應(yīng)用于只讀類型的光盤，但是本發(fā)明是特別針對(duì)可寫光盤來(lái)設(shè)計(jì)的。因此，在下文中，特別針對(duì)可寫盤的情況解釋本發(fā)明，但無(wú)意將本發(fā)明的范圍限制為該例子。
更特別的是，盡管本發(fā)明可應(yīng)用于不同類型的可寫盤，例如CD-RW，但是本發(fā)明是特別針對(duì)可記錄的DVD來(lái)設(shè)計(jì)的。因此，在下文中，特別針對(duì)可記錄的DVD的情況解釋本發(fā)明，但無(wú)意將本發(fā)明的范圍限制為該例子。
為了將信息寫到光學(xué)存儲(chǔ)盤的存儲(chǔ)空間中，或者為了從該盤讀取信息，光盤驅(qū)動(dòng)器一方面包括用于接納和旋轉(zhuǎn)光盤的旋轉(zhuǎn)裝置，另一方面包括用于產(chǎn)生光束特別是激光束并利用所述激光束掃描存儲(chǔ)軌道的光學(xué)裝置，由于一般的光盤、在光盤中存儲(chǔ)信息的方法和從光盤讀取光學(xué)數(shù)據(jù)的方法的技術(shù)是公知的，因此本文不需要詳細(xì)地描述這種技術(shù)。
為了旋轉(zhuǎn)光盤，光盤驅(qū)動(dòng)器通常包括電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)與光盤中心部分相接合的盤芯(hub)。通常，電動(dòng)機(jī)以主軸電動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的盤芯可直接設(shè)置在電動(dòng)機(jī)的主軸上。
為了光學(xué)地掃描該旋轉(zhuǎn)盤，光盤驅(qū)動(dòng)器包括光束發(fā)生器設(shè)備(通常是激光二極管)、用于將光束聚焦為盤上焦斑的物鏡，和用于接收從該盤反射的反射光并用于產(chǎn)生電檢測(cè)器輸出端信號(hào)的光學(xué)檢測(cè)器。
在工作過(guò)程中，光束應(yīng)該保持聚焦在盤上。為此，將物鏡設(shè)置為可軸向移動(dòng)，光盤驅(qū)動(dòng)器包括用于控制物鏡軸向位置的焦點(diǎn)致動(dòng)器裝置。此外，該焦斑應(yīng)該保持與軌道對(duì)準(zhǔn)，或者應(yīng)該能夠相對(duì)于新軌道定位。為此，至少將物鏡安裝為可徑向移動(dòng)，光盤驅(qū)動(dòng)器包括用于控制物鏡徑向位置的徑向致動(dòng)器裝置。
光盤可能因任何原因而出現(xiàn)傾斜。光盤的傾斜可定義為光盤表面沒(méi)有精確垂直于旋轉(zhuǎn)軸的情況。傾斜可由光盤整體相對(duì)于激光束傾斜而引起(例如因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)軸相對(duì)于機(jī)架傾斜；這表示為靜態(tài)傾斜)，但是傾斜通常是由光盤翹曲引起的，因此傾斜量取決于在盤上的位置，特別是具有相對(duì)較大數(shù)值孔徑(NA)的DVD系統(tǒng)，對(duì)盤傾斜敏感。因此，已開發(fā)了傾斜補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，通常，在具有傾斜補(bǔ)償?shù)谋P驅(qū)動(dòng)器裝置中，至少物鏡被安裝為可樞轉(zhuǎn)的，并且光盤驅(qū)動(dòng)器包括用于控制物鏡位置的傾斜致動(dòng)器裝置，作為選擇，可以校正盤自身的定位。其他類型的可控傾斜校正機(jī)構(gòu)也是可以的，為了能夠進(jìn)行傾斜補(bǔ)償，現(xiàn)有技術(shù)的光盤驅(qū)動(dòng)器具有用于檢測(cè)傾斜角并產(chǎn)生表示該傾斜角的傾斜測(cè)量信號(hào)的傾斜檢測(cè)器，以及從傾斜檢測(cè)器接收傾斜測(cè)量信號(hào)并按照減小傾斜角甚至使其為零的方式控制傾斜致動(dòng)器裝置的傾斜控制器，在這種特殊類型的現(xiàn)有技術(shù)的光盤驅(qū)動(dòng)器中，傾斜檢測(cè)器基于對(duì)光學(xué)檢測(cè)器的電輸出端信號(hào)進(jìn)行的處理，例如，US-6.157.600公開了一種傾斜控制方法，該方法基于對(duì)表示為徑向推挽信號(hào)的徑向誤差信號(hào)進(jìn)行的處理。該公開文本顯示當(dāng)傾斜角為0°時(shí)，推挽跟蹤誤差信號(hào)TE的振幅K最大，并且該振幅隨傾斜角的增大而減小。振幅K和傾斜角之間的關(guān)系以根據(jù)模擬獲得的圖表給出，在實(shí)踐中，對(duì)振幅K進(jìn)行測(cè)量，并將其用作傾斜角的測(cè)量值，該現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于其只能在光盤具有在軌道中形成的凹坑的情況下，特別是第一移位凹坑移動(dòng)到軌道的第一側(cè)且第二移位凹坑移動(dòng)到軌道的第二側(cè)的情況下使用，至少是可靠地使用。在空白盤或僅僅部分寫入的DVD可記錄盤的情況下，不存在這種凹坑，導(dǎo)致糟糕的信噪比，這樣就使得所述現(xiàn)有技術(shù)的方法不能產(chǎn)生可靠的結(jié)果。
發(fā)明概述本發(fā)明的主要目的是克服該缺陷。
本發(fā)明的重要目的是提供一種新的用于光盤驅(qū)動(dòng)器裝置的傾斜補(bǔ)償方法。
特別是，本發(fā)明旨在提供一種用于光盤驅(qū)動(dòng)器裝置的傾斜補(bǔ)償方法，該方法能夠補(bǔ)償在寫過(guò)的盤、空白盤和部分寫過(guò)且部分空白的盤的情況下出現(xiàn)的傾斜，本發(fā)明的另一個(gè)目的是能夠驅(qū)動(dòng)傾斜致動(dòng)器到達(dá)最佳位置，而不必測(cè)量實(shí)際的傾斜，現(xiàn)有技術(shù)的方法基于首先測(cè)量實(shí)際傾斜，然后采取措施減小該傾斜。本發(fā)明采取根本不同的方法。與現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)形成對(duì)比，本發(fā)明主要是改變傾斜致動(dòng)器，并將該傾斜致動(dòng)器設(shè)置到最適合光學(xué)讀取/寫入的位置，特別是著眼于最小化光學(xué)像差，而不需要知道傾斜的絕對(duì)值，要注意，一種可能的光學(xué)像差是“慧差”；光學(xué)像差的這種非常主要的類型除其它因素外，尤其是因傾斜引起的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，選擇傾斜相關(guān)參數(shù)，已知當(dāng)傾斜致動(dòng)器具有就最小光學(xué)像差而論的最佳位置或者充分接近該最佳位置時(shí)，該參數(shù)具有極值(最大值或最小值/零)。通過(guò)優(yōu)選的但不是限制性的例子，該傾斜相關(guān)參數(shù)可以是推挽跟蹤誤差信號(hào)的振幅，所述推挽跟蹤誤差信號(hào)例如來(lái)自誤差通道的三斑點(diǎn)推挽信號(hào)，或者來(lái)自擺動(dòng)通道的一斑點(diǎn)推挽信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，將該傾斜致動(dòng)器設(shè)置到所述傾斜相關(guān)參數(shù)具有極值的位置。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，改變?cè)搩A斜致動(dòng)器的設(shè)置，針對(duì)傾斜致動(dòng)器的幾個(gè)不同設(shè)置，測(cè)量所述傾斜相關(guān)參數(shù)的值。對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析，并計(jì)算傾斜致動(dòng)器的最佳設(shè)置。這種分析和計(jì)算可包括測(cè)量結(jié)果的插值和/或?qū)y(cè)量結(jié)果擬合到適當(dāng)?shù)墓?，根?jù)本發(fā)明的第四方面，當(dāng)傾斜致動(dòng)器設(shè)置到計(jì)算所得的最佳設(shè)置時(shí)，操作該盤驅(qū)動(dòng)器裝置，附圖簡(jiǎn)述通過(guò)下面參照附圖的描述將進(jìn)一步解釋本發(fā)明的這些和其他方面、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同或相似的部件，其中


圖1A示意性地示出光盤驅(qū)動(dòng)器；圖1B是示意性說(shuō)明與信號(hào)處理器相連的光學(xué)檢測(cè)器的方框圖；圖2是示意性說(shuō)明凈傾斜與跟蹤誤差信號(hào)的振幅之間的關(guān)系的曲線圖；圖3是說(shuō)明對(duì)作為光學(xué)透鏡樞轉(zhuǎn)角的函數(shù)的跟蹤誤差信號(hào)的振幅的測(cè)量結(jié)果的曲線圖；圖4是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量方法的各個(gè)步驟的流程圖；圖5是用于說(shuō)明振幅測(cè)量結(jié)果結(jié)合透鏡擺動(dòng)的曲線圖。
發(fā)明詳述圖1A示意性地說(shuō)明適合于將信息存儲(chǔ)在光盤2上或者從光盤2讀取信息的光盤驅(qū)動(dòng)器裝置1，所述光盤通常是DVD。為了旋轉(zhuǎn)盤2，盤驅(qū)動(dòng)器裝置1包括固定到機(jī)架(為了簡(jiǎn)潔而未示出)的電動(dòng)機(jī)4，該電動(dòng)機(jī)4定義了旋轉(zhuǎn)軸5。為了接納和保持盤2，盤驅(qū)動(dòng)器裝置1可以包括轉(zhuǎn)臺(tái)或夾緊盤芯6，在有主軸電動(dòng)機(jī)4的情況下，該轉(zhuǎn)臺(tái)或夾緊盤芯6安裝在電動(dòng)機(jī)4的主軸7上，盤驅(qū)動(dòng)器裝置1進(jìn)一步包括光學(xué)系統(tǒng)30，用于通過(guò)光束掃描盤2的軌道(未示出)。更特別的是，光學(xué)系統(tǒng)30包括光束產(chǎn)生裝置31，該光束產(chǎn)生裝置通常是激光器，如激光二極管，用于產(chǎn)生穿過(guò)分束器33和物鏡34的光束32a，物鏡34將光束32b聚焦為盤2上的焦斑F。光束32b從盤2反射(反射光束32c)，并穿過(guò)物鏡34和分束器33(光束32d)到達(dá)光學(xué)檢測(cè)器35，與裝置1相關(guān)聯(lián)的是在下面將使用的直角坐標(biāo)系XYZ，其中旋轉(zhuǎn)軸5作為Z軸。徑向方向作為X軸，即垂直于Z軸，這樣就使焦斑F位于XZ平面內(nèi)。切向方向作為Y軸，即垂直于X軸和Z軸。與盤2相關(guān)聯(lián)的是將使用的極坐標(biāo)系r，。
盤驅(qū)動(dòng)器裝置1進(jìn)一步包括致動(dòng)器系統(tǒng)40，其包括用于相對(duì)于盤2徑向地(X方向)移動(dòng)物鏡34的徑向致動(dòng)器41。由于徑向致動(dòng)器本身是已知的，同時(shí)本發(fā)明不涉及這種徑向致動(dòng)器的設(shè)計(jì)和功能，因此本文不需要非常詳細(xì)地討論徑向致動(dòng)器的設(shè)計(jì)和功能。
為了保持光束32b恰好在盤2的希望的位置上正確的聚焦，所述物鏡34被安裝成可軸向(Z方向)移動(dòng)，此外，盤驅(qū)動(dòng)器裝置1的致動(dòng)器系統(tǒng)40還包括焦點(diǎn)致動(dòng)器42，其用于相對(duì)于盤2軸向地移動(dòng)物鏡34。由于軸向致動(dòng)器本身是已知的，此外這種軸向致動(dòng)器的設(shè)計(jì)和操作不是本發(fā)明的主題，因此，本文不需要非常詳細(xì)地討論這種焦點(diǎn)致動(dòng)器的設(shè)計(jì)和操作。
為了傾斜補(bǔ)償，所述物鏡被安裝成可繞樞軸樞轉(zhuǎn)，該樞軸方向平行于Y軸，因此物鏡34的光軸36總是位于XZ平面內(nèi)。優(yōu)選的是，所述樞軸與物鏡34的光學(xué)中心重合。樞轉(zhuǎn)角(ψ)定義為Z軸與物鏡34的光軸36之間的夾角。此外，盤驅(qū)動(dòng)器裝置1的致動(dòng)器系統(tǒng)40還包括樞轉(zhuǎn)致動(dòng)器43，其也表示為傾斜致動(dòng)器，用于使物鏡34相對(duì)于盤2樞轉(zhuǎn)。
要注意，用于相對(duì)于裝置機(jī)架支撐物鏡的裝置，以及用于軸向和徑向移動(dòng)物鏡的裝置本身一般都是已知的。由于這種支撐和移動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和操作不是本發(fā)明的主題，因此本文不需要非常詳細(xì)地討論其設(shè)計(jì)和操作。這同樣適用于使物鏡樞轉(zhuǎn)的裝置，此外要注意，徑向致動(dòng)器41、焦點(diǎn)致動(dòng)器42和樞轉(zhuǎn)致動(dòng)器43能以集成的3D致動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。
盤驅(qū)動(dòng)器裝置1進(jìn)一步包括控制電路90，其具有與電動(dòng)機(jī)4的控制輸入端相連的第一輸出端92、與徑向致動(dòng)器41的控制輸入端耦合的第二輸出端93、與焦點(diǎn)致動(dòng)器42的控制輸入端耦合的第三輸出端94，以及與樞轉(zhuǎn)致動(dòng)器43的控制輸入端耦合的第四輸出端95?？刂齐娐?0被設(shè)計(jì)成在其第一輸出端92產(chǎn)生用于控制電動(dòng)機(jī)4的控制信號(hào)SCM，在其第二控制輸出端93產(chǎn)生用于控制徑向致動(dòng)器41的控制信號(hào)SCR，在其第三輸出端94產(chǎn)生用于控制焦點(diǎn)致動(dòng)器42的控制信號(hào)SCF，在其第四輸出端95產(chǎn)生用于控制樞轉(zhuǎn)致動(dòng)器43的控制信號(hào)SCT。
控制電路90進(jìn)一步具有用于從光學(xué)檢測(cè)器35接收讀信號(hào)SR的讀信號(hào)輸入端91。
圖1B說(shuō)明了包括多個(gè)檢測(cè)器部分的光學(xué)檢測(cè)器35，在本例中為四個(gè)檢測(cè)器部分35a、35b、35c、35d，這四個(gè)檢測(cè)器部分能夠分別提供單獨(dú)的檢測(cè)器信號(hào)A、B、C、D，這四個(gè)檢測(cè)器信號(hào)分別表示入射在每個(gè)檢測(cè)器象限上的光的量。根據(jù)Y方向(跟蹤方向)定位中心線37，該中心線將第一和第四部分35a和35d與第二和第三部分35b和35c分隔開。由于這種四象限檢測(cè)器本身是公知的，因此本文不需要更詳細(xì)地描述其設(shè)計(jì)和功能，
圖1B還說(shuō)明了控制電路90的讀信號(hào)輸入端91，該控制電路90實(shí)際上包括四個(gè)輸入端91a、91b、91c、91d，用于分別接收所述的各個(gè)檢測(cè)器信號(hào)A、B、C、D，控制電路90被設(shè)計(jì)成對(duì)所述各個(gè)檢測(cè)器信號(hào)A、B、C、D進(jìn)行處理，以便從中獲得數(shù)據(jù)和控制信息，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員很清楚的那樣。例如，可以根據(jù)下面的公式(1)，通過(guò)將所有各個(gè)檢測(cè)器信號(hào)A、B、C、D求和來(lái)獲得數(shù)據(jù)信號(hào)SDSD＝A+B+C+D (1)此外，可以根據(jù)下面的公式(2)，通過(guò)將中心線37一側(cè)的所有各個(gè)檢測(cè)器部分35a和35d的信號(hào)A和D求和，將中心線37另一側(cè)的所有各個(gè)檢測(cè)器部分35b和35c求和，然后將這兩個(gè)和相減來(lái)獲得一斑點(diǎn)推挽跟蹤誤差信號(hào)STESTE＝(A+D)-(B+C)在圖1A中，顯示出盤2上的點(diǎn)P，該點(diǎn)具有極坐標(biāo)r和。在理想情況下，盤表面在點(diǎn)P(r，)處的法線恰好平行于Z軸，但是在如圖所示盤2具有翹曲表面的情況下，點(diǎn)P(r，)處的法線與Z軸成θ(r，)角。該角θ(r，)表示為點(diǎn)P(r，)處的傾斜。該傾斜可隨著盤的表面變化，換句話說(shuō)，傾斜θ(r，)可以是徑向坐標(biāo)r和角坐標(biāo)的函數(shù)，由于盤傾斜，焦斑F不再是圓形的，像差(“慧差”)可能導(dǎo)致串話干擾，這可能產(chǎn)生寫誤差和讀誤差，此外，伺服信號(hào)對(duì)傾斜敏感，擺動(dòng)信號(hào)也對(duì)傾斜敏感，為了避免這些問(wèn)題，希望入射在盤2上的光束32b基本上垂直于盤表面，這可以通過(guò)向物鏡34提供一個(gè)樞轉(zhuǎn)位置使透鏡的樞轉(zhuǎn)角ψ等于盤的傾斜θ來(lái)獲得，于是，盤2相對(duì)于光束32b的凈傾斜為零，在下文中，凈傾斜NT應(yīng)該規(guī)定為NT＝θ-ψ。
本發(fā)明利用傾斜相關(guān)參數(shù)，該參數(shù)的值依賴于凈傾斜NT，因此當(dāng)凈傾斜NT等于零時(shí)，所述參數(shù)的值具有最佳值。有幾個(gè)傾斜相關(guān)參數(shù)適合于這一目的，盡管不是必需的，但是優(yōu)選的是，這種傾斜相關(guān)參數(shù)可從檢測(cè)器35的輸出端信號(hào)SR獲得，已經(jīng)證明跟蹤誤差信號(hào)STE的振幅ATE非常適合于上述目的，因此，通過(guò)非限制性的例子，將針對(duì)使用該參數(shù)的情況進(jìn)一步解釋本發(fā)明。
圖2是說(shuō)明跟蹤誤差信號(hào)振幅ATE(垂直軸，任意單位)和凈傾斜NT(水平軸，單位為°)之間的關(guān)系的曲線圖。對(duì)于小的NT值來(lái)說(shuō)，所述關(guān)系可以被認(rèn)為是在NT＝0°處具有最大值的拋物線關(guān)系，原則上，傾斜可依賴于徑向坐標(biāo)r和角坐標(biāo)，就對(duì)徑向坐標(biāo)r和對(duì)角坐標(biāo)這兩方面的依賴性來(lái)說(shuō)，本發(fā)明適合于補(bǔ)償傾斜。但是，半徑r處的平均傾斜(在＝0-2π上求平均值)通常是比對(duì)角度的依賴性更主要的因素。此外，如果也要考慮對(duì)角度的依賴性，那么在使透鏡保持固定在一個(gè)軌道上的情況下，透鏡可能必須以相對(duì)較高的頻率“擺動(dòng)”。優(yōu)選的是，在透鏡保持固定在一個(gè)軌道上的情況下，透鏡仍然保持靜止。因此，優(yōu)選的是，僅僅考慮徑向依賴性，而忽略對(duì)角度的依賴性，或者使其達(dá)到平均數(shù)。圖3和4說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的這種優(yōu)選傾斜補(bǔ)償方法的基本步驟，在第一步中，控制電路90產(chǎn)生其樞轉(zhuǎn)控制信號(hào)SCT，因此樞轉(zhuǎn)致動(dòng)器43將物鏡34帶到第一樞轉(zhuǎn)位置[102]，該第一樞轉(zhuǎn)位置用第一樞轉(zhuǎn)角ψ(1)來(lái)表征，要注意，原則上，可以自由地選擇第一樞轉(zhuǎn)角ψ(1)的確切值。在這一位置，控制電路90在完整的盤旋轉(zhuǎn)過(guò)程中測(cè)量跟蹤誤差信號(hào)振幅ATE(1)[103]，并計(jì)算平均值<ATE(1)>。將第一樞轉(zhuǎn)角ψ(1)和對(duì)應(yīng)的平均跟蹤誤差信號(hào)振幅<ATE(1)>的組合存儲(chǔ)在與控制電路90相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器96中[104]。
然后，控制電路90產(chǎn)生其樞轉(zhuǎn)控制信號(hào)SCT，使樞轉(zhuǎn)致動(dòng)器43將物鏡34帶到第二樞轉(zhuǎn)位置，該第二樞轉(zhuǎn)位置由第二樞轉(zhuǎn)角ψ(2)來(lái)表征。此外，在完整的盤旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，測(cè)量跟蹤誤差信號(hào)振幅ATE(2)，并求其平均值，并將第二樞轉(zhuǎn)角ψ(2)和對(duì)應(yīng)的平均跟蹤誤差信號(hào)振幅<ATE(2)>的組合存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器96中。
對(duì)多個(gè)樞轉(zhuǎn)角ψ重復(fù)上述步驟[105；106]；每一次都產(chǎn)生樞轉(zhuǎn)角ψ(i)和對(duì)應(yīng)的平均跟蹤誤差信號(hào)振幅<ATE(i)>的組合，在一定次數(shù)的測(cè)量之后，例如在7個(gè)不同的樞轉(zhuǎn)角做7次測(cè)量之后，控制電路90從所述存儲(chǔ)器96取回測(cè)量結(jié)果(ψ(i)，<ATE(i)>)[107]，并計(jì)算使平均跟蹤誤差信號(hào)振幅<ATE>具有極值的樞轉(zhuǎn)角ψ的值ψOPT[108]。
圖3是說(shuō)明這些測(cè)量的例子的曲線圖，其中標(biāo)繪出與樞轉(zhuǎn)角ψ(i)(水平軸，單位為mrad)相對(duì)應(yīng)的平均跟蹤誤差信號(hào)振幅<ATE(i)>(垂直軸，任意單位)，叉號(hào)表示測(cè)量結(jié)果。
如本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該清楚的那樣，任何在q＝qM時(shí)具有最大值的函數(shù)p(q)可在該最大值qM周圍的一個(gè)小范圍內(nèi)用一個(gè)依照下式的二次函數(shù)合理地近似，p(q)≈c0+c1·(q-qM)+c2·(q-qM)2其中c0、c1和c2是常數(shù)。為測(cè)量pi(qi)結(jié)果尋找最佳擬合相當(dāng)于為qM和c0、c1、c2尋找最佳值。通常，這通過(guò)公知的最小二乘法來(lái)進(jìn)行，本文不需要對(duì)此進(jìn)行解釋，在任何情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該清楚，根據(jù)在這種函數(shù)的最大值周圍的幾次測(cè)量，可以計(jì)算最佳拋物線擬合，因此可以計(jì)算qM和pM(qM)，在圖3中，曲線80說(shuō)明這種拋物線擬合。該擬合的最大值點(diǎn)81具有坐標(biāo)ψOPT和ATE，MAX。從該曲線可知，在該例子的情況下，平均跟蹤誤差信號(hào)振幅<ATE>在樞轉(zhuǎn)角ψOPT為5mrad時(shí)具有最大值A(chǔ)TE，MAX。
在盤驅(qū)動(dòng)器裝置1隨后的操作過(guò)程中，控制電路90產(chǎn)生其樞轉(zhuǎn)控制信號(hào)SCT，這樣就使得樞轉(zhuǎn)致動(dòng)器43把物鏡34帶到最佳樞轉(zhuǎn)角ψOPT[109]。于是，跟蹤誤差信號(hào)振幅ATE處于其最大值，至少是平均起來(lái)的最大值。參考圖2，這意味著該凈傾斜NT是零，這樣，現(xiàn)在已經(jīng)最佳地補(bǔ)償了盤2的傾斜θ。
這里要注意，本發(fā)明實(shí)際上沒(méi)有為某個(gè)設(shè)定的樞轉(zhuǎn)角ψ計(jì)算凈傾斜，本發(fā)明的方法也不需要這種計(jì)算。本發(fā)明的方法基于在這種情況下凈傾斜為零的認(rèn)識(shí)，尋找振幅ATE的最大值。即使光學(xué)傳感器輸出端信號(hào)出于任何原因出現(xiàn)波動(dòng)也可以應(yīng)用這種方法，因?yàn)檫@種波動(dòng)同樣地影響所有測(cè)量，但是最佳值ψOPT的位置不受影響。
在上文中，已經(jīng)說(shuō)過(guò)，測(cè)量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，并且在執(zhí)行預(yù)定數(shù)量的測(cè)量之后計(jì)算拋物線擬合。也可以在進(jìn)行三次測(cè)量之后計(jì)算拋物線擬合，并且在每回進(jìn)行下面三次測(cè)量之后更新該拋物線擬合，以節(jié)省存儲(chǔ)單元，為了能夠獲得適合于進(jìn)行上述測(cè)量的跟蹤誤差信號(hào)STE，需要在每個(gè)測(cè)量過(guò)程中出現(xiàn)至少一個(gè)軌道交叉。實(shí)際上，由于盤偏心和轉(zhuǎn)臺(tái)偏心總是存在一些軌道交叉，甚至是在理想盤和理想轉(zhuǎn)臺(tái)的情況下也存在軌道交叉，由于軌道的螺旋形，每次旋轉(zhuǎn)也將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)軌道交叉。但是，不能確定在旋轉(zhuǎn)到一部分的過(guò)程中實(shí)際出現(xiàn)一個(gè)還是多個(gè)軌道交叉。這可以通過(guò)以高于盤旋轉(zhuǎn)速度的頻率輕微擺動(dòng)徑向致動(dòng)器來(lái)強(qiáng)制執(zhí)行，但是這不是優(yōu)選的，因此，在沒(méi)有這種擺動(dòng)的情況下，優(yōu)選的是，每次測(cè)量所花的測(cè)量時(shí)間至少與盤旋轉(zhuǎn)一周的持續(xù)時(shí)間一樣長(zhǎng)；更優(yōu)選的是，該測(cè)量時(shí)間基本上等于盤的旋轉(zhuǎn)周期，從而使測(cè)量結(jié)果<ATE>是盤旋轉(zhuǎn)一周的平均值，如上所述。
但是，本發(fā)明的原理不限于在盤旋轉(zhuǎn)一周過(guò)程中求平均值，原則上，特別是在經(jīng)歷足夠數(shù)量的軌道交叉的情況下，可以在固定半徑r處的多個(gè)位置做多次單獨(dú)的測(cè)量ATE(r，)(i)，并針對(duì)樞轉(zhuǎn)角ψ(i)的幾個(gè)值重復(fù)這樣的多次測(cè)量。然后，針對(duì)每個(gè)這種位置(r，)，都獲得作為樞轉(zhuǎn)角ψ(i)的函數(shù)的多個(gè)測(cè)量結(jié)果，并且針對(duì)每個(gè)這種位置(r，)計(jì)算最佳樞轉(zhuǎn)角ψOPT(r，)，然后，在寫或讀的過(guò)程中，在某一半徑r處，可以依照每個(gè)位置(r，)的所述最佳樞轉(zhuǎn)角ψOPT(r，)，根據(jù)角坐標(biāo)來(lái)設(shè)置樞轉(zhuǎn)致動(dòng)器43。
在上文中，已經(jīng)解釋了針對(duì)光學(xué)透鏡34的幾個(gè)樞轉(zhuǎn)位置ψ(i)測(cè)量跟蹤誤差信號(hào)STE的振幅ATE。原則上，通過(guò)將光學(xué)透鏡34帶到某一樞轉(zhuǎn)位置，并在測(cè)量過(guò)程中使光學(xué)透鏡34保持固定，隨后將其位移到下一個(gè)樞轉(zhuǎn)位置，并且再次使光學(xué)透鏡34保持固定等來(lái)進(jìn)行這些測(cè)量，但是，光學(xué)透鏡的這種逐步移動(dòng)不是優(yōu)選的，因?yàn)槠洚a(chǎn)生透鏡的不希望的振動(dòng)，由于在減小所述振動(dòng)之前會(huì)花一些時(shí)間，因此導(dǎo)致測(cè)量時(shí)間延長(zhǎng)?？赏ㄟ^(guò)使該透鏡以基本上小于盤的旋轉(zhuǎn)速度的頻率經(jīng)歷連續(xù)的諧運(yùn)動(dòng)(傾斜擺動(dòng))使這種振動(dòng)和其他可能的擾動(dòng)減到最小。圖5中示出本發(fā)明的該實(shí)施例，在圖5的曲線中，水平軸表示時(shí)間，以毫秒為單位，曲線51是轉(zhuǎn)速器信號(hào)，代表盤的旋轉(zhuǎn)；在該例子中，盤的旋轉(zhuǎn)速度是52Hz。
曲線52代表傾斜致動(dòng)器43的傾斜控制信號(hào)SCT，因此代表透鏡的樞轉(zhuǎn)角ψ，在該例子中，透鏡以2.75Hz的頻率擺動(dòng)。該曲線左側(cè)的垂直軸對(duì)應(yīng)于角度，單位為mrad。
水平線53和54代表將要考慮在其中要進(jìn)行這些測(cè)量的樞轉(zhuǎn)角范圍[ψMIN，ψMAX]的邊界ψMIN和ψMAX。
每次盤旋轉(zhuǎn)一周都對(duì)應(yīng)于一次<ATE(i)>的測(cè)量；對(duì)于在所述范圍[ψMIN，ψMAX]內(nèi)的樞轉(zhuǎn)角ψ(i)，對(duì)應(yīng)的樞轉(zhuǎn)角ψ(i)(在該例子中也是在盤旋轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中求平均值)表示為開圓55，對(duì)于在所述范圍[ψMIN，ψMAX]之外的樞轉(zhuǎn)角ψ(i)，對(duì)應(yīng)的樞轉(zhuǎn)角ψ(i)表示為叉號(hào)56。在該例子中，在擺動(dòng)的半周期的過(guò)程中，即在透鏡的一次“掃描”的過(guò)程中，在所述范圍[ψMIN，ψMAX]內(nèi)的7個(gè)樞轉(zhuǎn)角ψ(i)[i＝1-7]處執(zhí)行7次測(cè)量ATE(i)[i＝1-7]。
要注意，原則上，透鏡的一次“掃描”足以能夠計(jì)算最佳值ψOPT。于是，在該例子中，測(cè)量過(guò)程花了擺動(dòng)的半周期的時(shí)間，即稍小于200ms。但是，如果需要，可以在透鏡的更多掃描過(guò)程中繼續(xù)該測(cè)量，以便提高準(zhǔn)確度。
上述過(guò)程發(fā)生在盤的一個(gè)特定半徑rj處，即，在徑向致動(dòng)器41的一個(gè)設(shè)置處。由于傾斜θ可隨著盤而變化，因此優(yōu)選的是應(yīng)該在大量不同的半徑rj[j＝1-Nr]處計(jì)算最佳樞轉(zhuǎn)角ψOPT。這需要在每個(gè)所述不同半徑rj[j＝1-Nr]處，即徑向致動(dòng)器41的Nr個(gè)不同設(shè)置處進(jìn)行上述過(guò)程，這樣就產(chǎn)生Nr個(gè)不同的最佳樞轉(zhuǎn)角ψOPT(rj)[j＝1-Nr]，每個(gè)都對(duì)應(yīng)于一個(gè)所述選定的測(cè)量半徑rj。將計(jì)算所得的最佳樞轉(zhuǎn)角ψOPT(rj)[j＝1-Nr]例如以查找表的形式存儲(chǔ)在與控制電路90相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器中，例如存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器96中，該計(jì)算所得的最佳樞轉(zhuǎn)角ψOPT(rj)[j＝1-Nr]與對(duì)應(yīng)的測(cè)量半徑rj有關(guān)。在盤驅(qū)動(dòng)器裝置的操作過(guò)程中，控制電路90總是根據(jù)所述存儲(chǔ)器中的信息，并考慮將要進(jìn)行寫或讀動(dòng)作所處的當(dāng)前半徑來(lái)選擇用于傾斜致動(dòng)器43的控制信號(hào)SCT。
在徑向致動(dòng)器41的Nr個(gè)不同設(shè)置處進(jìn)行測(cè)量需要徑向致動(dòng)器41的Nr-1個(gè)徑向跳動(dòng)。將傾斜致動(dòng)器的Nr個(gè)測(cè)量掃描與徑向致動(dòng)器41的Nr-1個(gè)徑向跳動(dòng)結(jié)合的最有效的方法是在兩個(gè)相繼的掃描之間完成徑向跳動(dòng)。由于徑向跳動(dòng)需要存取時(shí)間，因此在兩個(gè)相繼掃描之間應(yīng)該存在非測(cè)量時(shí)間。通過(guò)選擇比樞轉(zhuǎn)角測(cè)量范圍的一半大的透鏡擺動(dòng)振幅(在圖5中的AW)來(lái)提供該時(shí)間。如果光學(xué)透鏡在零樞轉(zhuǎn)角附近擺動(dòng)，如在該例子中，意味著ψMIN＝-ψMAX，相當(dāng)于選擇大于ψMAX的透鏡擺動(dòng)振幅AW，如圖5中所示。實(shí)際樞轉(zhuǎn)角ψ超過(guò)所述測(cè)量范圍[ψMIN，ψMAX]的時(shí)間周期，在圖5中用tj表示，可用作存取時(shí)間。
很明顯，總測(cè)量時(shí)間，即用于測(cè)量ψ(i；rj)[i＝1-Ni][j＝1-Nr]和計(jì)算Nr個(gè)最佳樞轉(zhuǎn)角ψOPT(rj)[j＝1-Nr]的總測(cè)量時(shí)間取決于大量因素。因此，可以根據(jù)需要選擇測(cè)量參數(shù)Nr、AW、擺動(dòng)頻率等的最佳設(shè)置。當(dāng)然，半徑數(shù)量Nr增大導(dǎo)致掃描次數(shù)和跳動(dòng)次數(shù)增大，但是考慮到跳動(dòng)距離減小，上述半徑數(shù)量增大導(dǎo)致所需存取時(shí)間減小，因此掃描振幅AW可減小和/或掃描頻率可增大。另一方面，如果增大盤的旋轉(zhuǎn)速度，那么可減小總測(cè)量時(shí)間和/或可增大擺動(dòng)頻率和/或可增大半徑的數(shù)量Nr。通常，根據(jù)最大容許總測(cè)量時(shí)間來(lái)選擇測(cè)量參數(shù)，出于市場(chǎng)方面的考慮來(lái)選擇該最大值。
這樣，本發(fā)明成功地提供了一種補(bǔ)償光盤2傾斜的方法。將可樞轉(zhuǎn)安裝的光學(xué)透鏡34樞轉(zhuǎn)到最佳樞轉(zhuǎn)位置ψOPT，從而使推挽跟蹤誤差信號(hào)STE的振幅ATE最大。通過(guò)測(cè)量在不同樞轉(zhuǎn)位置ψ(i)處的所述振幅ATE，并通過(guò)這些測(cè)量(ψ(i)，ATE(i))計(jì)算最佳拋物線擬合的最大值點(diǎn)(ψOPT，ATE，MAX)來(lái)確定所述最佳樞轉(zhuǎn)位置ψOPT。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該清楚，本發(fā)明不限于上面討論的示范性實(shí)施例，而是可以在隨附的權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)進(jìn)行各種變化和修改。
例如，盡管上面指出用于這些測(cè)量的最佳拋物線擬合的頂點(diǎn)的兩個(gè)坐標(biāo)ATE，MAX和ψOPT均被計(jì)算，但是應(yīng)該清楚，不需要實(shí)際地計(jì)算該最大參數(shù)值A(chǔ)TE，MAX計(jì)算最佳樞轉(zhuǎn)角ψOPT就足夠了。
此外，盡管通過(guò)示出作為光學(xué)透鏡34的樞轉(zhuǎn)角ψ的函數(shù)的推挽跟蹤誤差信號(hào)STE的振幅ATE來(lái)描述本發(fā)明，但是實(shí)際上不需要知道實(shí)際的樞轉(zhuǎn)角值ψ(i)和ψOPT?？刂齐娐?0知道用于傾斜致動(dòng)器43的傾斜控制信號(hào)SCT的對(duì)應(yīng)值SCT(i)和SCT，OPT就足夠了。實(shí)際上，設(shè)置和/或計(jì)算樞轉(zhuǎn)角被認(rèn)為是相當(dāng)于分別設(shè)置和/或計(jì)算傾斜控制信號(hào)。此外，要注意，在上文中，以舉例方式使用一斑點(diǎn)跟蹤誤差信號(hào)；但是作為選擇，可以使用其他跟蹤誤差信號(hào)，例如三斑點(diǎn)跟蹤誤差信號(hào)。
此外，要注意，如上面方程式(2)中定義的一斑點(diǎn)跟蹤誤差信號(hào)未被規(guī)一化。作為代替，可以使用規(guī)一化誤差信號(hào)STEN，該規(guī)一化誤差信號(hào)STEN例如根據(jù)公式STEM＝STE/SD來(lái)獲得，其中SD優(yōu)選地通過(guò)低通濾波器過(guò)濾。
此外，在上文中，將跟蹤誤差信號(hào)的振幅ATE作為傾斜相關(guān)參數(shù)。可替換的是，可以對(duì)這種跟蹤誤差信號(hào)進(jìn)行處理來(lái)獲得另一傾斜相關(guān)參數(shù)，例如峰值振幅、信號(hào)功率、RMS值、絕對(duì)值、振幅的平方等。
權(quán)利要求
1.用于補(bǔ)償光盤驅(qū)動(dòng)器裝置(1)中光盤(2)的傾斜(θ)的方法，該光盤驅(qū)動(dòng)器裝置包括光學(xué)透鏡(34)，該光學(xué)透鏡被安裝成可樞轉(zhuǎn)的；該方法包括以下步驟-選擇傾斜相關(guān)參數(shù)(ATE)，該傾斜相關(guān)參數(shù)在傾斜角為零之時(shí)具有極值；-在該光盤的一定半徑處，針對(duì)所述光學(xué)透鏡(34)的樞轉(zhuǎn)角的幾個(gè)值(ψ(i))測(cè)量所述傾斜相關(guān)參數(shù)的值(ATE(i))；-通過(guò)測(cè)量結(jié)果(ψ(i)，ATE(i))來(lái)計(jì)算與拋物線擬合(80)的最佳點(diǎn)(81)對(duì)應(yīng)的最佳樞轉(zhuǎn)角(ψOPT)；-選擇所述最佳樞轉(zhuǎn)角(ψOPT)，作為所述光學(xué)透鏡(34)在所述一定半徑處進(jìn)行寫或讀動(dòng)作的過(guò)程中的設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述樞轉(zhuǎn)角(ψ)在測(cè)量過(guò)程中保持常量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在測(cè)量之后，所述樞轉(zhuǎn)角(ψ)逐步改變。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述傾斜相關(guān)參數(shù)的所述值(ATE(i))被測(cè)量為在基本上盤旋轉(zhuǎn)一周過(guò)程中的平均值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在所述測(cè)量過(guò)程中，通過(guò)光學(xué)透鏡的諧運(yùn)動(dòng)連續(xù)改變所述光學(xué)透鏡(34)的所述樞轉(zhuǎn)角。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所述諧運(yùn)動(dòng)的頻率低于盤的旋轉(zhuǎn)速度。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中在所述預(yù)定測(cè)量范圍[ψMIN，ψMAX]內(nèi)進(jìn)行所述測(cè)量，并且所述諧運(yùn)動(dòng)的振幅(AW)大于所述測(cè)量范圍[ψMTN，ψMAX]的長(zhǎng)度(ψMAX-ψMIN)的一半。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中在樞轉(zhuǎn)角(ψ)位于所述測(cè)量范圍[ψMIN，ψMAX]之外的時(shí)間周期(tj)中，控制徑向致動(dòng)器(41)以跳到另一個(gè)半徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中針對(duì)一定數(shù)量的不同測(cè)量半徑(rj)，計(jì)算所述最佳樞轉(zhuǎn)角(ψOPT(rj))。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中將最佳樞轉(zhuǎn)角(ψOPT(rj))和半徑(rj)之間的關(guān)系存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器(96)中；并且其中，當(dāng)在一定盤半徑(r)處進(jìn)行寫或讀動(dòng)作時(shí)，根據(jù)在所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的所述關(guān)系，將所述光學(xué)透鏡(34)的樞轉(zhuǎn)角(ψ)設(shè)置為最佳樞轉(zhuǎn)角(ψOPT(rj))。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中樞轉(zhuǎn)角(ψ)在所述測(cè)量范圍[ψMIN，ψMAX]中的一個(gè)掃描過(guò)程期間，針對(duì)一個(gè)測(cè)量半徑進(jìn)行所述測(cè)量；其中，樞轉(zhuǎn)角(ψ)在所述測(cè)量范圍[ψMIN，ψMAX]之外的時(shí)間周期(tj)期間，控制徑向致動(dòng)器(41)以跳到另一個(gè)半徑；并且其中樞轉(zhuǎn)角(ψ)在所述測(cè)量范圍[ψMIN，ψMAX]中的后續(xù)的掃描過(guò)程期間，針對(duì)所述其他測(cè)量半徑進(jìn)行所述測(cè)量。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中可從所述光盤驅(qū)動(dòng)器裝置的光學(xué)檢測(cè)器(35)的輸出信號(hào)(SR)得出所述傾斜相關(guān)參數(shù)(ATE)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述傾斜相關(guān)參數(shù)(ATE)是對(duì)跟蹤誤差信號(hào)(STE)的振幅的測(cè)量，所述跟蹤誤差信號(hào)優(yōu)選地為推挽跟蹤誤差信號(hào)(STE)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述傾斜相關(guān)參數(shù)是所述跟蹤誤差信號(hào)的峰值振幅，或者是所述跟蹤誤差信號(hào)的信號(hào)功率，或者所述跟蹤誤差信號(hào)的RMS值，或者是所述跟蹤誤差信號(hào)的絕對(duì)值。
15.一種光盤驅(qū)動(dòng)器裝置(1)，包括-用于掃描光盤(2)的軌道的光學(xué)系統(tǒng)(30)，該光學(xué)系統(tǒng)(30)包括光束產(chǎn)生裝置(31)；用于將光束(32b)聚焦在盤(2)上的物鏡(34)；用于檢測(cè)反射光束(32d)的光學(xué)檢測(cè)器(35)；所述物鏡(34)被安裝成可樞轉(zhuǎn)的；-用于使物鏡(34)相對(duì)于盤(2)樞轉(zhuǎn)的可控樞轉(zhuǎn)致動(dòng)器(43)；-控制電路(90)，具有用于接收來(lái)自光學(xué)檢測(cè)器(35)的輸出信號(hào)(SR)的輸入端(91)，并且具有與所述樞轉(zhuǎn)致動(dòng)器(43)的控制輸入端耦合的輸出端(95)；其中控制電路(90)適合于進(jìn)行根據(jù)權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)的傾斜補(bǔ)償方法。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種用于補(bǔ)償光盤(2)傾斜(θ)的方法。光學(xué)透鏡(34)，是可樞轉(zhuǎn)地安裝的，被樞轉(zhuǎn)到最佳樞轉(zhuǎn)位置(W
文檔編號(hào)G11B7/09GK1791911SQ200480013689
公開日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2004年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月21日
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