专利名称：控制光学读取头的光轴与光盘片间的倾角的方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种光驱的控制方法及其装置，且特别是有关于一种控制光学读取头的光轴与光盘片间的倾角的方法及其装置。
背景技术：
近年来，随着多媒体产业的蓬勃发展，体积小、容量大且能将所储存的数据保存得更好也更久的光学储存媒体，例如是CD、DVD等，已广泛地被使用来储存影音数据、备份数据等等。由于光盘片的普及，因此使得具有存取光盘片功能的光驱，在多媒体市场上扮演着重要的角色。
请参阅图1，光驱是靠主轴马达102循一特定方向112旋转光盘片106并在光盘片半径方向124移动光学读取头104，利用光学读取头104所发射的激光扫描光盘片106的记录面来存取数据。在理想的状况下，于读取光盘片106的数据时，光学读取头104的光轴122与光盘片106间是会互相垂直，此时光学读取头104是能够精确地将储存于光盘片106内的数据读取出来；请再参阅图2A，此时投射至光盘片106记录面用以读取盘片记录数据212的激光斑202有较均匀且较集中的能量分布。
然而，在实际的操作情况下，光盘片106于旋转的过程中是会偏离光学读取头104的光轴122，造成光学读取头104的光轴122与光盘片106间未互相垂直。如此一来，投射到光盘片106上的激光会使光点产生球差(spherical aberration)、慧差(coma)、像散(astigmatism)、场曲(field curvature)、畸变(distortion)等像差而降低光学品质，进而影响电气信号品质，使得数据读取误差率加大。
更详细地说，光学读取头104的光轴122与光盘片106间的倾角主要可分解成两个方向的倾角以利于分析与校准，一为半径方向124(或简称的为径向)的倾角，另一为切线方向126的倾角；请再参阅图2B，其中径向124的倾角偏离主要造成投射至光盘片106记录面的激光斑204于半径方向124上的能量分布不平均，而请再参阅图2C，其中切线方向126的倾角偏离主要造成投射至光盘片106记录面的激光斑206于切线方向126上的能量分布不平均。
因此，研发一种控制光学读取头的光轴与光盘片间的倾角的方法，以使光学读取头的光轴相对于光盘片能够保持在最佳化的倾角，是很必要的。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种控制光学读取头的光轴与光盘片间的倾角的方法及其装置，以改善读取品质。
根据本发明的目的，提出一种控制倾角的方法，用于一光驱。光驱包括一光学读取头，倾角是为光学读取头的光轴与光盘片间的角度。此方法包括下列步骤。首先，接收一射频(radio frequency)信号中的一包括N个单位时间长度的梯形波信号，此梯形波信号包含一上升缘及一下降缘。接着，计算一斜率和其中斜率和是为上升缘的斜率与下降缘的斜率之和。然后，依据斜率和产生一切线倾角控制参数。最后，依据切线倾角控制参数控制光驱，以使光学读取头的光轴相对于光盘片保持于最佳化的倾角。
根据本发明的另一目的，提出一种控制倾角的装置，用于一光驱。光驱包括一光学读取头，倾角是为光学读取头的光轴与一光盘片间的角度。此装置包括一信号接收单元、一计算单元及一参数产生单元。信号接收单元用以接收一射频信号中的一包括N个单位时间长度的梯形波信号，此梯形波信号包含一上升缘及一下降缘。计算单元用以计算一斜率和，其中斜率和是为上升缘的斜率与下降缘的斜率之和。参数产生单元是依据斜率和产生一切线倾角控制参数，其中切线倾角控制参数是用以控制倾角。
为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下
图1绘示光驱中光学读取头与光盘片的相对位置关系；图2A绘示光学读取头与光盘片间无倾角偏离时的激光斑示意图；图2B绘示光学读取头与光盘片间有半径方向倾角偏离时的激光斑示意图；图2C绘示光学读取头与光盘片间有切线方向倾角偏离时的激光斑示意图；图3绘示依照本发明一较佳实施例的一种控制光学读取头的光轴与光盘片间的倾角的方法流程图；图4A绘示光盘片沿切线方向的不同的倾斜角度倾斜时所对应的射频信号的示意图；图4B绘示依照图4A的射频信号中的同步数据信号的上升缘的斜率及下降缘的斜率与切线倾角的关系图；图4C绘示依照图4B的上升缘的斜率与下降缘的斜率的和与切线倾角的关系图；图5是切线倾角特性函数的产生方法流程图；
图6A绘示光盘片沿径向方向的不同的倾斜角度倾斜时所对应的射频信号的示意图；图6B绘示依照图6A的射频信号中的同步数据信号的振幅与径向倾角的关系图；图6C绘示依照图6A的射频信号中的同步数据信号的时间域面积与径向倾角的关系图；图7是第一径向倾角特性函数的产生方法流程图；图8绘示依照本发明一较佳实施例的一种控制光学读取头的光轴与光盘片间的倾角的装置方块图。
具体实施例方式
请参照图3，其绘示依照本发明一较佳实施例的一种控制光学读取头的光轴与光盘片间的倾角的方法流程图。本方法是使用于一光驱中。首先，接收光盘片射频信号中的一包括N个单位时间长度的梯形波信号，此梯形波信号包含一上升缘及一下降缘，于本较佳实施例中，可利用符合DVD规格或CD规格的同步数据信号所具有的固定信号长度，来做为检测光学读取头的光轴与光盘片间的倾角所需的梯形波信号，如步骤310所示。其中符合DVD规格的同步数据信号包括14个单位时间长度的梯形波信号，且包含一上升缘及一下降缘。
接着，计算同步数据信号的上升缘的斜率与下降缘的斜率之和，并计算同步数据信号的振幅或同步数据信号的时间域面积，如步骤320所示。其中，同步数据信号的时间域面积例如是通过由对同步数据信号在时间域积分而求得。如图2C中所示，切线方向126的倾角偏离主要造成投射至光盘片106记录面的激光斑206于切线方向126上的能量分布不平均，进而使射频信号于通过上升缘与下降缘时时间域响应(time domainresponse)有所不同，故透过比对梯形波信号的上升缘斜率与下降缘斜率可以得到与切线方向126的倾角相关的信息，例如切线方向倾角的角度等，于本较佳实施例中，比对梯形波信号的上升缘斜率与下降缘斜率是以其斜率和的方式为的。请再参阅图2B与图2C，任何方向倾角偏离都能造成激光斑能量分布不平均，进而使梯形波信号的射频信号其振幅或时间域面积有所改变。
然后，依据斜率和查询预定的切线倾角特性函数或是依据切线倾角特性函数所得的切线倾角表格以决定切线倾角控制参数，并依据同步数据信号的振幅而查询预定的第一径向倾角特性函数或是依据第一径向倾角特性函数所得的第一径向倾角表格，或依据同步数据信号的时间域面积而查询预定的第二径向倾角特性函数或是依据第二径向倾角特性函数所得的第二径向倾角表格以决定径向倾角控制参数，如步骤330所示。
切线倾角特性函数、切线倾角表格、第一径向倾角特性函数、第一径向倾角表格、第二径向倾角特性函数、及第二径向倾角表格是于出厂前设定，或设计于出厂后使用者执行校准动作时求得。其中切线倾角特性函数及切线倾角表格用以查询斜率和与切线倾角控制参数的对应关系，第一径向倾角特性函数及第一径向倾角表格用以查询同步数据信号的振幅与径向倾角控制参数的对应关系，而第二径向倾角特性函数及第二径向倾角表格则是用以查询同步数据信号的时间域面积与径向倾角控制参数的对应关系。产生切线倾角特性函数、切线倾角表格、第一径向倾角特性函数、第一径向倾角表格、第二径向倾角特性函数、或第二径向倾角表格的方法将详述于后。
最后，依据所决定的切线倾角控制参数及径向倾角控制参数控制光驱，例如透过控制光学读取头104或其它与倾角调整相关的致动器，以使光学读取头的光轴122相对于光盘片106能够保持在较佳的倾角，例如是光学读取头的光轴相对于光盘片保持垂直，如步骤340所示。
如图3所说明的方法可以递归执行，以求得较佳的切线倾角控制参数及径向倾角控制参数；此外，亦可以于每一回执行步骤330与步骤340时仅决定切线倾角控制参数或径向倾角控制参数，而后再以递归方式交替决定切线倾角控制参数及径向倾角控制参数。
再来将说明切线倾角特性函数的产生方法。请参照图4A，其绘示乃光盘片沿切线方向的不同的倾斜角度倾斜时所对应的射频信号的示意图。于时间T1内，射频信号RFa、RFb、RFc、RFd及RFe中的同步数据信号A、B、C、D及E是分别对应至光盘片沿切线方向倾斜0度、0.2度、0.4度、0.6度及0.8度。各同步数据信号A～E包括一上升缘(risingedge)RE及一下降缘(falling edge)FE。各上升缘RE的斜率是与各下降缘FE的斜率的正负值相反。
经实验发现，当光盘片沿切线方向倾斜时，其所对应的同步数据信号的上升缘的斜率与下降缘的斜率的绝对值是不相等。为了更清楚地说明此现象，请参照图4B，其绘示乃依照图4A的射频信号中的同步数据信号的上升缘的斜率及下降缘的斜率与切线倾角的关系图。于图4B中，横轴是为斜率(Slop)，纵轴是为切线倾角(Ta)，十字形符号是表示图4A中各上升缘RE的斜率，而三角形符号是表示图4A中各下降缘FE的斜率。由图4B可以清楚地看出，对同一切线倾角Ta而言，其所对应的上升缘RE的斜率与下降缘FE的斜率的绝对值是不相等。
此外，若以切线倾角为0度做为对照组，并计算图4B中的不同的切线倾角所对应的上升缘RE的斜率与下降缘FE的斜率的和，则可绘制成如图4C所示的关系图。于图4C中，横轴是为切线倾角(Ta)，而纵轴是为斜率和(Ss)。由图4C可以清楚地看出，切线倾角与斜率和之间存在着某种函数关系，人们称此函数关系为切线倾角特性函数，且当切线倾角越大时，其所对应的斜率和也越大。因此，依据同步数据信号的上升缘的斜率与下降缘的斜率的和可以得知光盘片相对于光学读取头沿切线方向的倾斜程度。
图5是切线倾角特性函数的产生方法流程图。首先，变动不同切线倾角，并对应地计算出各个切线倾角控制参数目标值，如步骤510所示。接着，分别依据此些切线倾角控制参数目标值控制光驱，以使光学读取头的光轴与光盘片间的倾角分别为此些切线倾角，如步骤520所示，并分别对应地接收光学读取头输出的一射频信号结果值中的多个同步数据信号结果值，各同步数据信号结果值包括一上升缘及一下降缘，如步骤530所示。接着，计算多个斜率和结果值，此些斜率和结果值是为此些同步数据信号结果值的上升缘的斜率与下降缘的斜率的和，如步骤540所示。然后，依据此些切线倾角控制参数目标值及其所对应的此些斜率和结果值产生切线倾角特性函数，如步骤550所示，此外亦可以根据切线倾角特性函数产生切线倾角表格，以简化光盘机运作时期的计算流程。
接着将说明第一径向倾角特性函数及第二径向倾角特性函数的产生方法。请参照图6A，其绘示乃光盘片沿径向方向的不同的倾斜角度倾斜时所对应的射频信号的示意图。于时间T2内，射频信号RFg、RFh、RFi、RFj及RFk中的同步数据信号G、H、I、J及K是分别对应至光盘片沿径向方向倾斜0度、0.2度、0.4度、0.6度及0.8度。其中，当光盘片沿切线方向倾斜0度，且沿径向方向倾斜0度时，光学读取头的光轴是垂直于光盘片。
经实验发现，当光盘片沿径向方向倾斜时，其所对应的同步数据信号的振幅与径向倾角间存在着某种函数关系，人们称此函数关系第一径向倾角特性函数。为了更清楚地说明此现象，请参照图6B，其绘示乃依照图6A的射频信号中的同步数据信号的振幅与径向倾角的关系图。于图6B中，横轴是为径向倾角(Ra)，而纵轴是为同步数据信号的振幅(Amp)。由图6B可以清楚地看出，当径向倾角越大时，其所对应的同步数据信号的振幅越小。因此，依据同步数据信号的振幅可以得知光盘片相对于光学读取头沿径向方向的倾斜程度。
此外，当光盘片沿径向方向倾斜时，其所对应的同步数据信号的时间域面积与径向倾角间亦存在着某种函数关系，人们称此函数关系为第二径向倾角特性函数。请参照图6C，其绘示乃依照图6A的射频信号中的同步数据信号的时间域面积与径向倾角的关系图。同步数据信号的时间域面积例如是对此同步数据信号的时间域积分而求得。于图6C中，横轴是为径向倾角(Ra)，而纵轴是为同步数据信号对时间域积分所得的面积(Area)。由图6C可以清楚地看出，当径向倾角越大时，其所对应的同步数据信号的时间域积分面积越小。因此，依据同步数据信号的面积亦可以得知光盘片相对于光学读取头沿径向方向的倾斜程度。
也就是说，当光盘片沿径向方向倾斜时，其所对应的同步数据信号的振幅与径向倾角之间，以及其所对应的同步数据信号的时间域面积与径向倾角之间都存在着某种函数关系。因此，不论是依据同步数据信号的振幅或是依据同步数据信号的时间域面积都可以得知光盘片相对于光学读取头沿径向方向的倾斜程度。
图7是第一径向倾角特性函数的产生方法流程图。首先，决定不同的多个径向倾角，并对应地决定多个径向倾角控制参数目标值，如步骤710所示。接着，分别依据此些径向倾角控制参数目标值控制光驱，以使光学读取头的光轴与光盘片间的角度分别为此些径向倾角，如步骤720所示，并分别对应地接收光学读取头输出的一射频信号结果值中的多个同步数据信号结果值，如步骤730所示。接着，计算各同步数据信号结果值的振幅，如步骤740所示。然后，依据此些径向倾角控制参数目标值及其所对应的此些同步数据信号结果值的振幅产生第一径向倾角特性函数，如步骤750所示，此外，亦可以根据第一径向倾角特性函数产生第一径向倾角表格，以简化光盘机运作时期的计算流程。
第二径向倾角特性函数及第二径向倾角表格是表示同步数据信号的时间域面积与径向倾角控制参数的对应关系，其产生的方法是与上述的第一径向倾角特性函数与第一径向倾角表格相似，在此不再予以赘述。
依照上述方法产生的切线倾角特性函数具有斜率和与切线倾角控制参数的对应关系，因此依照斜率和即可据以查得切线倾角控制参数。此外，依照上述的方法产生的第一径向倾角特性函数及第二径向倾角特性函数是分别具有同步数据信号的振幅与径向倾角控制参数及同步数据信号的时间域面积与径向倾角控制参数的对应关系，因此依照同步数据信号的振幅或同步数据信号的时间域面积即可据以查得径向倾角控制参数。依照上述方法产生的切线倾角特性函数、第一径向倾角特性函数及第二径向倾角特性函数是于出厂前执行光驱校准时实施的并记录于光驱中，此外，尚可以设计于出厂后使用者执行校准动作时实施的，或是当光学读取头读取信号品质低劣时实时实施的，以令光学读取头的光轴相对于光盘片能保持垂直。
图8绘示依照本发明一较佳实施例的一种控制光学读取头的光轴与光盘片间的倾角的装置方块图。本装置800包括信号接收单元810、计算单元820及参数产生单元830，并由倾角控制单元840控制光学头104或其它与倾角调整相关的致动器。信号接收单元810用以接收射频信号中的同步数据信号SD，同步数据信号SD包括一上升缘及一下降缘。计算单元820依据同步数据信号SD计算斜率和Ss以及同步数据信号SD的振幅Amp或同步数据信号SD对时间域积分所得的面积Area。斜率和Ss是为同步数据信号SD的上升缘的斜率与下降缘的斜率的和。
参数产生单元830依据斜率和Ss而参照预定的切线倾角特性函数，以决定切线倾角控制参数Pt，并依据同步数据信号SD的振幅Amp而参照第一径向倾角特性函数或依据同步数据信号SD对时间域积分所得的面积Area而参照第二径向倾角特性函数，以决定径向倾角控制参数Pr。倾角控制单元840依据切线倾角控制参数Pt及径向倾角控制参数Pr而产生一组控制值Ctr以控制光驱，例如透过控制光学读取头104或其它与倾角调整相关的致动器，以使光学读取头的光轴相对于光盘片保持较佳的倾角，例如可令光学读取头的光轴相对于光盘片保持垂直。信号接收单元810、计算单元820、参数产生单元830、以及倾角控制单元840可以是以实体电路(hard-wired circuit)方式实作，或可以是以一微处理器(microprocessor)执行程序代码实作的。
本发明上述实施例所揭露的控制光学读取头的光轴与光盘片间的倾角的方法及其装置，可以使光盘片于旋转的过程中，仍能相对于光学读取头保持垂直，以避免投射到光盘片上的激光斑形成球差、慧差、像散、场曲、畸变等光学现象，从而增进读取的品质。
综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
权利要求
1.一种控制光学读取头的光轴与光盘片间的倾角的方法，用于一光驱，该光驱包括一光学读取头，该倾角是为该光学读取头的光轴与一光盘片间的角度，其特征在于，该方法包括接收一射频信号中的一梯形波信号，该梯形波信号包括一上升缘及一下降缘；计算一斜率和，该斜率和是为该上升缘的斜率与该下降缘的斜率的和；依据该斜率和产生一切线倾角控制参数；以及依据该切线倾角控制参数控制该光驱，以使该光学读取头的光轴相对于该光盘片保持于最佳化的倾角。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，产生该切线倾角控制参数的步骤是依据一切线倾角特性函数，用以依据该斜率和产生该切线倾角控制参数。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述该切线倾角特性函数的产生步骤包括决定不同的复数个切线倾角，并对应地决定复数个切线倾角控制参数目标值；分别依据该些切线倾角控制参数目标值控制该光驱，以使该光学读取头的光轴与该光盘片间的角度分别为该些切线倾角，并对应地分别接收该光学读取头输出的一射频信号结果值中的复数个梯形波信号结果值，各该梯形波信号结果值包括一上升缘及一下降缘；计算复数个斜率和结果值，该些斜率和结果值是为该些梯形波信号结果值的该上升缘的斜率与该下降缘的斜率的和；以及依据该些切线倾角控制参数目标值及其所对应的该些斜率和结果值产生该切线倾角特性函数。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法更包括计算该梯形波信号的振幅或该梯形波信号的时间域面积；依据该梯形波信号的振幅或该梯形波信号的时间域面积产生一径向倾角控制参数；以及依据该径向倾角控制参数控制该光驱，以使该光学读取头的光轴相对于该光盘片保持于最佳化的倾角。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，产生该径向倾角控制参数的步骤是对应地依据一第一径向倾角特性函数或一第二径向倾角特性函数，用以依据该梯形波信号的振幅或该梯形波信号的时间域面积产生该径向倾角控制参数。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述该第一径向倾角特性函数的产生步骤包括决定不同的复数个径向倾角，并对应地决定复数个径向倾角控制参数目标值；分别依据该些径向倾角控制参数目标值控制该光驱，以使该光学读取头的光轴与该光盘片间的角度分别为该些径向倾角，并对应地分别接收该光学读取头输出的一射频信号结果值中的复数个梯形波信号结果值；计算各该梯形波信号结果值的振幅；以及依据该些径向倾角控制参数目标值及其所对应的该些梯形波信号结果值的振幅产生该第一径向倾角特性函数。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述该第二径向倾角特性函数的产生步骤包括决定不同的复数个径向倾角，并对应地决定复数个径向倾角控制参数目标值；分别依据该些径向倾角控制参数目标值控制该光驱，以使该光学读取头的光轴与该光盘片间的角度分别为该些径向倾角，并对应地分别接收该光学读取头输出的一射频信号结果值中的复数个梯形波信号结果值；计算各该梯形波信号结果值的时间域面积；以及依据该些径向倾角控制参数目标值及其所对应的该些梯形波信号结果值的时间域面积产生该第二径向倾角特性函数。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述该梯形波信号是为符合DVD规格的一同步数据信号。
9.一种控制光学读取头的光轴与光盘片间的倾角的装置，用于一光驱，该光驱包括一光学读取头，该倾角是为该光学读取头的光轴与一光盘片间的角度，其特征在于，该装置包括一信号接收单元，用以接收一射频信号中的一梯形波信号，该梯形波信号包括一上升缘及一下降缘；一计算单元，用以计算一斜率和，该斜率和是为该上升缘的斜率与该下降缘的斜率的和；以及一参数产生单元，依据该斜率和产生一切线倾角控制参数，该切线倾角控制参数用以控制该倾角。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，该装置更包括一倾角控制单元，依据该切线倾角控制参数控制该光驱，以使该光学读取头的光轴相对于该光盘片保持于最佳化的倾角。
11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述该参数产生单元是依据该斜率和查询一切线倾角特性函数而决定该切线倾角控制参数。
12.如权利要求9所述的装置，其特征在于，是以实体电路方式实作或以一微处理器执行程序代码实作。
全文摘要
一种控制光学读取头的光轴与光盘片间的倾角的方法及其装置，用于一光驱。此方法包括下列步骤。首先，接收一射频(radio frequency)信号中的一包括N个单位时间长度的梯形波信号，此梯形波信号包含一上升缘及一下降缘。接着，计算一斜率和，并计算梯形波信号的振幅或梯形波信号的时间域面积，其中斜率和为上升缘的斜率与下降缘的斜率之和。然后，依据斜率和产生一切线倾角控制参数，并依据梯形波信号的振幅或梯形波信号的时间域面积产生一径向倾角控制参数。最后，依据切线倾角控制参数及径向倾角控制参数控制光驱，以使光学读取头的光轴相对于光盘片保持垂直。
文档编号G11B7/09GK1741148SQ200410057649
公开日2006年3月1日 申请日期2004年8月23日 优先权日2004年8月23日
发明者张凌晨, 刘家瑜, 谭汉民 申请人:建兴电子科技股份有限公司