专利名称：光盘设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光盘设备，这种光盘设备具有在向光盘中记录数据或从光盘中再现数据中使用的新颖的聚焦控制方法。
背景技术：
图10提供了用于描述普通光盘记录/再现设备的示例性结构的框图。如图10所示，由安装于一激光二极管元件(在下文中称作“LDU”)102上的用作光源的激光器发出的光，通过准直透镜103被转换为准直光，然后通过偏振全息图104。接着，通过四分之一波片105将来自偏振全息图104的线性偏振光转换为圆偏振光，并且通过由致动器107驱动的物镜106将该圆偏振光聚焦至光盘101上，光盘101通过主轴电动机108进行旋转。物镜106可通过致动器107在聚焦方向F和寻轨方向T(横跨轨道的方向)上移动。由光盘101反射的光穿过物镜106，然后由四分之一波片105将其由圆偏振光转换为线偏振光，该线偏振光的偏振方向垂直于从偏振全息图104发出照射到四分之一波片105上的线偏振光的偏振方向。然后，光由偏振全息图104衍射并穿过准直透镜103。接着，由位于LDU102上的用作光接收元件的的光电探测器接收这些光。该光电探测器将对照射到其上的入射光的探测信号输出给前置放大器121。如后面将详细描述的，前置放大器121根据该探测信号产生一聚焦误差信号(在下文中称作“FE信号”)、一寻轨误差信号(在下文中称作“TE信号”)和一RF信号。
该FE信号表示形成于光盘101的数据记录层上的光斑由于物镜106在聚焦方向F上偏离了正确的聚焦位置而没有处于特定的聚焦状态。该TE信号表示由于物镜106在寻轨方向T上偏离了正确的寻轨位置因而该光斑在寻轨方向T上发生了偏移。该RF信号具有数据信息和轨道的地址信息，其中该数据信息被记录为光盘101的数据记录层上的坑或标记，且该轨道为用于向其记录数据或从中再现数据的轨道。信号处理元件122接收RF信号，然后提取并再现记录的数据信息以及地址信息。伺服元件123接收FE信号和TE信号，接着产生用于控制致动器107的控制信号，以便基于该控制信号控制物镜106。伺服元件123还控制主轴电动机108。激光驱动元件125控制在记录或再现数据中使用的LDU102上的激光器的输出功率。由信号处理元件122再现的信息被传输至控制器124。伺服元件123和激光驱动元件125是在控制器124的控制下操作的。
图8描述了利用常规光斑尺寸探测(在下文中称作“SSD”)方法的FE信号探测元件。光电探测器201位于LDU102上并探测该FE信号。该FE信号是基于来自光电探测器201的输出而生成的。参考图8，FE信号“(b+c)-(a+d)”由减法器204产生，而累加信号，即FS信号“a+b+c+d”由加法器205产生。根据该FS信号，可以获得RF信号。附图标记202表示来自光盘的探测光聚焦于光电探测器201的探测表面前方时的光斑；而附图标记203表示来自光盘的探测光聚焦于光电探测器201的探测表面的后方的光斑。当光盘和物镜之间的距离改变时，光斑202和光斑203中的一个的尺寸增加，而另一个光斑的尺寸减小。通过这种方式可生成FE信号。
当再现具有凹槽的盘，例如DVD±R、DVD-RAM等等时，由于该凹槽产生的衍射效应生成第零级光和第一级光。上述光盘的引导槽具有突起(岸)和凹陷(槽)。图3A和3B提供了示意图，其显示了来自光盘的探测光在光电探测器上的分布。附图标记301和302分别表示在岸再现和槽再现情况下的光分布。如图3A和3B所示，在岸再现和槽再现的情况下，光分布发生反转。例如，如图9所示的聚焦于光电探测器901上的四分之一扇形部分902和903可替代由附图标记301或302表示的完整的圆，而用作聚焦控制的光斑。进而，根据光电探测器和光斑之间的位置关系，可针对岸和槽改变由于散焦引起的FE信号的振幅变化。
图4A和4B分别描述了光盘和在岸轨道和槽轨道的中心处的物镜之间的距离发生改变的情况下的FE信号。图4A和4B中的虚线表示在聚焦点上的FE信号。
图5是显示了描述在为岸和槽设置相同的电路增益时改变散焦量的情况下的特定伺服频带处的聚焦伺服的开环特性图。当FE信号在聚焦点附近具有弯曲点时，如图4A和4B所示，在岸和槽处的聚焦增益如图5所示发生变化。因此，当测量到与FE信号的变化相关的抖动和RF振幅中的变化时，岸和槽中的灵敏度彼此不同，如图6A和6B所示。在图6A和6B中，开口向上和向下的曲线分别表示抖动特性和RF振幅特性。
当存在岸和槽之间的聚焦伺服光增益差时，如果在为岸和槽设置相同的电路增益时执行聚焦控制，则取决于这种设置，聚焦伺服可能由于岸的高增益而在岸中振动，或者聚焦控制误差可能由于槽的低增益而增加。因此，更可取的是为岸和槽设置不同的电路增益。
日本专利公开申请H7-129975和H8-329484在其中公开了具有在岸和槽之间切换的聚焦误差信号和寻轨误差信号的增益切换元件。
进而，日本专利公开申请H10-91976提出了一种技术，用于基于利用驱动物镜时获得的聚焦误差信号和寻轨误差信号算出的灵敏度来设置岸和槽中的增益。
然而，为了测量伺服系统的开环增益，需要使用一种昂贵的测量设备，例如，频率特性分析器等，或具有与频率特性分析器相同功能的电路，从而增加了设备的空间、电路的尺寸和成本。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种光盘设备，其能够通过以简单的操作测量岸和槽之间的增益差而快速设置聚焦伺服的增益，而并不增加设备的空间、电路的尺寸和成本。
根据本发明的一个实施例，提供了一种光盘设备，包括光学拾取元件，用于读出记录在光盘上的信息；解调电路，用于从所述光学拾取元件的输出信号中解调出数字数据；和控制器，用于基于所述光学拾取元件的输出信号执行伺服控制，其中，当在所述光盘的引导槽中的凹陷和突起中执行聚焦/寻轨控制时，通过分别将在所述凹陷和突起中的与来自所述光盘的信号振幅变化相关的聚焦偏移进行比较，所述控制器获得所述凹陷和突起之间的聚焦控制增益差。
优选地，通过分别将在所述凹陷和突起中的与来自所述光盘的信号的振幅变化相关的聚焦偏移进行比较，设置所述凹陷和突起中的聚焦控制增益。
优选地，其中来自所述光盘的信号是累加信号。
优选地，其中所述凹陷的聚焦控制电路增益Gg被设置为Gg＝Gl-20*log(ΔVg/ΔVl)其中，Gl是所述突起的聚焦控制电路增益；而ΔVg和ΔVl分别是所述凹陷和突起中的聚焦偏移宽度，每个聚焦偏移宽度表示其中每个来自光盘的信号的振幅由最大值降低到一特定值的范围。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种光盘设备，包括光学拾取元件，用于读出记录在光盘上的信息；解调电路，用于从所述光学拾取元件的输出信号中解调出数字数据；和控制器，用于基于所述光学拾取元件的输出信号执行伺服控制，其中，当在所述光盘的引导槽中的凹陷和突起中执行聚焦/寻轨控制时，通过将在所述引导槽中的所述凹陷和突起中的聚焦偏移分别与在不具有引导槽的平坦部分中的聚焦偏移进行比较，所述控制器获得所述凹陷和突起之间的聚焦控制增益差，其中所述聚焦偏移分别是所述凹陷、突起和所述平坦部分中的与来自所述光盘的信号的振幅变化相关的聚焦偏移。
优选地，通过将在所述引导槽中的所述凹陷和突起中的聚焦偏移分别与在所述不具有引导槽的平坦部分中的聚焦偏移进行比较，设置所述凹陷和突起中的聚焦控制增益，其中所述聚焦偏移是所述凹陷、突起和所述平坦部分中与的来自所述光盘的信号的振幅变化相关的聚焦偏移。
优选地，来自所述光盘的信号是累加信号。
优选地，所述引导槽中的所述凹陷的聚焦控制电路增益Gg和所述突起的聚焦控制电路增益Gl被设置为Gg＝Gm-20*log(ΔVg/ΔVm)；和Gl＝Gm-20*log(ΔVl/ΔVm)，其中，Gm是所述不具有引导槽的平坦部分的聚焦控制电路增益；而ΔVg、ΔVl、ΔVm分别是所述凹陷、所述突起以及所述平坦部分中的聚焦偏移宽度，每个聚焦偏移宽度表示其中每个来自光盘的信号的振幅由最大值降低到一特定值的范围。
根据本发明的再一个实施例，提供了一种光盘设备，包括光学拾取元件，用于读出记录在光盘上的信息；解调电路，用于从所述光学拾取元件的输出信号中解调出数字数据；和控制器，用于基于所述光学拾取元件的输出信号执行伺服控制，其中，当在所述光盘的引导槽中的凹陷和突起中设置最佳聚焦位置时，所述控制器将所述凹陷和突起中的一个的聚焦偏移的调整步长的大小设置为小于另一个的调整步长，且将所述一个的聚焦控制增益设置为低于所述另一个的聚焦控制增益。
根据所述本发明的各个实施例，关于如图3A和3B或图9中探测到的差分信号，即，FE信号，即使由于光电探测器上的光分布的光斑超出了光电探测器的分界线而产生了弯曲点，累加信号，即，RF信号(或FS信号)也不会因此而受到影响。因此，通过获取突起和凹陷之间的聚焦伺服的增益差可设置聚焦控制电路的增益，该增益差是基于与散焦相关的光盘RF信号的振幅变化而获得的，而不需要使用频率特性分析器或具有与频率特性分析器相同功能的电路。因此，可仅仅减少突起和凹陷之间的开环增益差，而且由此可使光盘的聚焦控制稳定。进而，可通过将凹陷和突起中的一个的聚焦偏移的调整步长大小设置为小于另一个的调整步长，并且将所述一个的聚焦控制光学增益设置为低于另一个的聚焦控制光学增益而执行最佳聚焦位置获取。
本发明的上述和其他目的和特征可通过下面结合附图给出的对实施例的描述而变得清晰明了，其中图1是显示了根据本发明的第一实施例的光盘设备的操作的流程图；图2提供了一流程图，说明了根据本发明的第二实施例的光盘设备的操作；图3A和3B分别描述了一示意图，用于描述来自光盘的探测光的分布；图4A和4B分别给出了在光盘与位于岸轨道和槽轨道的中心处的物镜之间的距离发生改变的情况下的FE信号的特性；图5描述了在改变散焦量的情况下在特定频率处的聚焦伺服的开环特性；图6A和6B分别提供了用于描述相对于FE信号中的变化的抖动和RF振幅变化的特性图；图7A和7B分别示出了描述聚焦偏移宽度的特性图，该聚焦宽度表示其中RF信号的振幅由一最大值降低到一特定值的范围；图8提供了一概念图，其示出了利用传统的SSD方法的FE信号探测元件的结构；
图9是一FE信号探测元件的概念图，该FE信号探测元件利用了使用部分开口的SSD方法；和图10给出了描述常规光盘记录/再现设备的典型结构的概念图。
具体实施例方式
在下文中，将结合附图详细描述本发明的实施例。由于光学拾取元件的光学结构与现有技术的相同，有关该元件的描述将被省略。
(实施例1)在这个实施例中，来自光盘的RF或FS信号的振幅被用于测量该光盘中岸和槽之间的聚焦伺服增益差，以及用于设置岸和槽的增益。结合图1的流程图对利用该RF信号的控制序列进行解释。
开始，启动对光盘的聚焦控制(开)(步骤S101)。
接着，启动在光盘的岸中的寻轨控制(开)(步骤S102)。在这个例子中，为了描述方便首先执行了对岸的寻轨。但是，也可以首先执行对槽的寻轨。
将在岸中的聚焦控制增益设置为一预定值或者将其设置为使得聚焦控制误差小于或等于一允许量的值(步骤S103)。
然后，获得一聚焦偏移宽度，如图7A和7B所示，该聚焦偏移宽度表示其中RF信号的振幅由一最大值降低到一特定值的范围(步骤S104)。具体而言，对该RF信号进行再现，以便找出RF信号达到最大振幅时的聚焦点。接着，获得加或减聚焦偏移，在该聚焦偏移处RF信号达到例如对应于最大振幅的90％的值，并且存储两个聚焦偏移之间的宽度(在下文中称作“ΔVl”)。
接着，启动在槽中的寻轨控制(开)(步骤S105)。
然后，与步骤S104中相同，获得表示其中槽中的RF信号的振幅降低至一特定值的范围的聚焦偏移宽度(在下文中称作“ΔVg”)，(步骤S106)。
如上所述，可获得岸和槽之间的光学聚焦增益差为20*log(ΔVl/ΔVg)(步骤S107)。例如，图5所示的点“a”和“b”具有不同的聚焦偏移，从而使得在点“a”和“b”处的岸和槽之间的增益差不同。因此，为了确定岸和槽之间的平均增益差，需要通过利用一频率特性分析器或一具有与频率特性分析器相同功能的电路在多个点处测量各个增益。然而，根据本发明的测量方法，仅仅通过测量岸和槽中RF信号的振幅，就可以很容易地获得测量范围内的平均增益差。
接着，设置岸和槽中的增益(步骤S108)。具体而言，利用等式1可设置聚焦控制电路(其由图10所示的控制器124和伺服元件123的部分功能组成)中岸的增益Gl和槽的增益Gg，从而可消除它们之间的光学增益差Gg＝Gl-20*log(ΔVg/ΔVl)等式1通过如上所述的方式设置增益，由来自岸和槽的聚焦误差信号产生的增益差可由聚焦控制电路补偿。因而，可以获得各个聚焦伺服控制增益，其中每个聚焦伺服控制增益都包括岸和槽中的拾取(或光学)增益和电路增益。根据本实施例的方法，不需要用于测量聚焦伺服的开环特性的额外电路。而且，通过一个简单的测量光盘RF信号的振幅相对于岸和槽中散焦的变化的操作，可以补偿这些增益。由于从前述的等式1中仅能获得Gg和Gl之间的相对关系，因而增益Gg(或Gl)可能需要进行额外地校正以获得最佳增益，从而使得聚焦控制误差小于或等于一特定量，且聚焦伺服不会振荡。
(实施例2)在这个实施例中，来自光盘的RF或FS信号的振幅被用于测量光盘的岸/槽和不具有引导槽的平坦部分之间的聚焦伺服增益差，从而设置岸和槽中的增益。根据这个实施例，通过利用具有引导槽的光盘，例如，DVD-RAM，的岸、槽和平坦部分中与RF信号的振幅变化相关的聚焦偏移宽度，基于在对位于光盘驱动中且不具有引导槽的光盘，例如，DVD-ROM的再现时的聚焦伺服的增益，可以快速获得岸和槽中的增益。下面将结合图2的流程图解释利用该RF信号的控制序列。
首先，启动对光盘的聚焦控制(开)(步骤S201)。
接着，光学拾取元件(OPU)在径向方向由进给电动机驱动(图中未示出)，然后被移动到不具有引导槽的径向位置(步骤S202)。在DVD-RAM等的情况下，即使是一张黑盘(black disk)，也存在由不具有引导槽的平坦部分中的预置坑产生的RF信号，该平坦部分被置于DVD-RAM等最里面的边缘部分，从而优选利用RF信号。进而，当在DVD-ROM的情况下，寻轨控制是通过利用差分相位探测(在下文中称作“DPD”)方法执行的。
然后，平坦部分中的聚焦控制增益被设置为一预定值，或者设置为使得聚焦控制误差小于或等于一允许量的值(步骤S203)。
接着，尽管未示出，当在如图7A和7B所示的岸和槽的情况下，可获得聚焦偏移宽度，该聚焦偏移宽度表示其中RF信号的振幅由最大值降低到一特定值的范围(步骤S204)。具体而言，对该RF信号进行再现以找出RF信号达到其最大振幅的聚焦点。然后，获得加和减聚焦偏移，在该偏移处RF信号到达例如对应于最大振幅的90％的值，且保存两个聚焦偏移之间的宽度(在下文中称作“ΔVm”)。
接着，利用进给电动机将光学拾取元件移动至具有引导槽的径向位置(步骤S205)。
然后，启动岸中的寻轨控制(开)(步骤S206)。
接着，与步骤S204中相同，获得聚焦偏移宽度(在下文中称作“ΔVl”)，该聚焦偏移宽度表示其中RF信号的振幅由最大振幅降低至一特定值的范围，如图7A和7B所示。
接着，启动槽中的寻轨控制(开)(步骤S208)。
然后，与步骤S204中相同，获得槽中的聚焦偏移宽度(在下文中称作“ΔVg”)，该聚焦偏移宽度表示其中RF信号的振幅降低至一特定值的范围(步骤S209)。
如上所述，可获得岸和不具有引导槽的平坦部分之间的光学聚焦增益差以及槽和该平坦部分之间的光学聚焦增益差，其分别为20*log(ΔVl/ΔVm)和20*log(ΔVg/ΔVm)(步骤S210)。例如，图5所示的点“a”和“b”具有不同的聚焦偏移，从而使得在点“a”和“b”处的岸和槽之间的增益差不同。因此，为了确定岸和槽之间的平均增益差，需要通过利用一频率特性分析器或一具有与频率特性分析器相同功能的电路在多个点处测量各个增益。然而，根据本发明的测量方法，仅仅通过测量RF信号的振幅，就可以很容易地获得测量范围内的平均增益差。
通过利用获得的增益差，可以设置聚焦控制电路中岸和槽中的增益(步骤S211)。具体而言，通过等式2和等式3可设置岸中的增益Gl、槽中的增益Gg和不具有引导槽的平坦部分的增益Gm，从而消除光学增益差Gg＝Gm-20*log(ΔVg/ΔVm)； 等式2，和Gl＝Gm-20*log(ΔVl/ΔVm)等式3。
通过如上所述的方式设置增益，由来自岸和槽的聚焦误差信号产生的增益差可由聚焦控制电路补偿。因而，可以获得各个聚焦伺服控制增益，每个增益都包括岸和槽中的拾取(或光学)增益和电路增益。根据本实施例的方法，不需要用于测量聚焦伺服的开环特性的额外电路。而且，利用测量与岸和槽中散焦相关的光盘RF信号的振幅变化的简单操作，就可以补偿这些增益。此外，可以基于不具有槽的平坦部分的增益Gm设置岸和槽中的增益。岸和槽中的增益可根据待再现的光盘的引导槽的宽度和深度变化。另一方面，平坦部分中的增益不会由于缺少槽，即，缺少±第一级衍射光而产生很大的变化。因此，例如，假如通过利用额外的光盘的镜面表面而将聚焦控制电路的增益Gm设置为最佳值，并接着将其存储在光盘设备的存储器(图中未示出)中，那么聚焦控制电路中岸和槽中的增益Gl和Gg就可被快速地确定下来。
(实施例3)在这个实施例中，为了在光盘中的岸和槽中执行最佳聚焦位置获取，当改变聚焦偏移时，测量来自光盘的信号的振幅(RF或FS信号的振幅)或信号质量(RF信号或地址信号的抖动或差错率)。此时，对于具有相对较低的聚焦控制光学增益的部分，聚焦偏移的调整步长的大小被设置成小于其它部分的调整步长的大小。在如图6A和6B所示的例子的情况下，在槽中关于FE信号的抖动或RF振幅变化是比较陡的。因此，如果槽的聚焦偏移的调整步长大小被设置成小于岸的调整步长，则岸和槽中的获取到的误差会减小，并且由此可以执行最佳聚焦位置获取。
本发明的光盘设备可以通过在不使用用于分析频率特性的设备或电路的情况下设置聚焦控制增益，而稳定聚焦控制。从而，本发明的光盘设备可被用于对光盘进行记录或再现的光盘驱动器。
尽管已经结合实施例示出并描述了本发明，本领域的技术人员应当理解，可以在不脱离由所附的权利要求限定的本发明的范围的情况下可进行各种不同的改变和修改。
权利要求
1.一种光盘设备，包括光学拾取元件，用于读出记录在光盘上的信息；解调电路，用于从所述光学拾取元件的输出信号中解调出数字数据；和控制器，用于基于所述光学拾取元件的输出信号执行伺服控制，其中，当在所述光盘的引导槽中的凹陷和突起中执行聚焦/寻轨控制时，通过分别将所述凹陷和突起中的与来自所述光盘的信号的振幅变化相关的聚焦偏移进行比较，所述控制器获得所述凹陷和突起之间的聚焦控制增益差。
2.如权利要求1所述的光盘设备，其中通过分别将所述凹陷和突起中的与来自所述光盘的信号的振幅变化相关的聚焦偏移进行比较，设置所述凹陷和突起中的聚焦控制增益。
3.如权利要求2所述的光盘设备，其中来自所述光盘的信号是累加信号。
4.如权利要求1至3中任一所述的光盘设备，其中所述凹陷的聚焦控制电路增益Gg被设置为Gg＝Gl-20*log(ΔVg/ΔVl)其中，Gl是所述突起的聚焦控制电路增益；而ΔVg和ΔVl分别是所述凹陷和突起中的聚焦偏移宽度，每个聚焦偏移宽度表示其中每个来自所述光盘的信号的振幅由最大值降低到一特定值的范围。
5.一种光盘设备，包括光学拾取元件，用于读出记录在光盘上的信息；解调电路，用于从所述光学拾取元件的输出信号中解调出数字数据；和控制器，用于基于所述光学拾取元件的输出信号执行伺服控制，其中，当在所述光盘的引导槽中的凹陷和突起中执行聚焦/寻轨控制时，通过将在所述引导槽中的所述凹陷和突起中的聚焦偏移分别与在不具有引导槽的平坦部分中的聚焦偏移进行比较，所述控制器获得所述凹陷和突起之间的聚焦控制增益差，其中所述聚焦偏移分别是所述凹陷、突起和所述平坦部分中的与来自所述光盘的信号的振幅变化相关的聚焦偏移。
6.如权利要求5所述的光盘设备，其中通过将在所述引导槽中的所述凹陷和突起中的聚焦偏移分别与在所述不具有引导槽的平坦部分中的聚焦偏移进行比较，设置所述凹陷和突起中的聚焦控制增益，其中所述聚焦偏移是所述凹陷、突起和所述平坦部分中的与来自所述光盘的信号的振幅变化相关的聚焦偏移。
7.如权利要求6所述的光盘设备，其中来自所述光盘的信号是累加信号。
8.如权利要求5至7中的任一所述的光盘设备，其中所述引导槽中的所述凹陷的聚焦控制电路增益Gg和所述突起的聚焦控制电路增益Gl被设置为Gg＝Gm-20*log(ΔVg/ΔVm)；和Gl＝Gm-20*log(ΔVl/ΔVm)，其中，Gm是所述不具有引导槽的平坦部分的聚焦控制电路增益；而ΔVg、ΔVl、ΔVm分别是所述凹陷、所述突起以及所述平坦部分中的聚焦偏移宽度，每个聚焦偏移宽度表示其中每个来自所述光盘的信号的振幅由最大值降低到一特定值的范围。
9.一种光盘设备，包括光学拾取元件，用于读出记录在光盘上的信息；解调电路，用于从所述光学拾取元件的输出信号中解调出数字数据；和控制器，用于基于所述光学拾取元件的输出信号执行伺服控制，其中，当在所述光盘的引导槽中的凹陷和突起中设置最佳聚焦位置时，所述控制器将所述凹陷和突起中的一个的聚焦偏移的调整步长的大小设置为小于另一个的调整步长，且将所述一个的聚焦控制增益设置为低于所述另一个的聚焦控制增益。
全文摘要
光盘设备包括光学拾取元件，用于读出记录在光盘上的信息；解调电路，用于从光学拾取元件的输出信号中解调出数字数据；和控制器，用于基于光学拾取元件的输出信号执行伺服控制。当在光盘的引导槽的凹陷和突起中执行聚焦/寻轨控制时，通过分别将凹陷和突起中的与来自光盘的信号的振幅变化相关的聚焦偏移进行比较，控制器获得该凹陷和突起之间的聚焦控制增益差。
文档编号G11B7/09GK101093683SQ20071011205
公开日2007年12月26日 申请日期2007年6月22日 优先权日2006年6月22日
发明者香山博司, 百尾和雄 申请人:松下电器产业株式会社