专利名称：盘片卷标面聚焦控制方法
技术领域：
本发明涉及一种光驱，特别涉及一种具有光雕功能的光驱中，在盘片巻 标面进行光雕巻标时，用以聚焦控制的方法。
背景技术：
一般具有光雕(Lightscribe)功能的光驱，是在盘片巻标面涂上一层涂 料，利用光学头射出激光束聚焦在光盘巻标面，当激光束功率(Power)大于某 一程度时，标签面会产生变化，而形成巻标图案。因此光学头需要将激光束 焦点一直聚焦在转动的盘片巻标面上，才能获得巻标图案。
现有光驱在盘片数据面聚焦时，是藉由电压所产生的电磁力，驱动光学 头上下移动，控制光学头光束投射在盘片上。再由盘片数据面将光束反射回 光学头，照射在光能转换器，由照射位置强度的差值，形成聚焦误差信号 FE(Focus Error),输入一聚焦伺服单元，根据聚焦误差信号FE大小，控制 光学头上下移动，让光束一直聚焦在盘片上。但是巻标面的涂料并不如光盘 数据面均匀，对光的反射亦不如数据面，所产生聚焦误差信号FE的强度及稳 定性，并不足以作为聚焦伺服。
因此，如图1所示，为一般盘片巻标面控制聚焦的方式，是藉由电压所 产生的电磁力，驱动光学头1所承载物镜2产生上下移动，控制光学头1光 束投射在盘片D巻标面上。再由巻标面将光束反射回光学头1,照射在光能 转换器3。光能转换器3包含等分为A、 B、 C及D等四个光接收部，分别接 收反射光束中不同的区域，感光转换接收的光量形成相对强度的电信号。经 放大器4放大相加(A + B + C + D)形成较强的光总合信号。光学头l在一定 距离P的上下移动过程中，所测的波形光总合信号，因聚焦点a位于标签面 上所产生反射光最强，光总合信号最大，巻标面上下两边的光总合信号，则 随距离加大而衰减。如巻标面位于光学头1上下移动的中点，标签面上下两 边光总合信号对称且两边的总合相同(如波形实线所示)，否则标签面偏那边； 就那边的光总合信号总合较大(如波形虛线所示)。
目前现有盘片巻标面是藉由巻标面上下两边光总合信号的总合差值大 小，判断聚焦点与标签面偏移的方式控制聚焦。如图2所示，为决定光总合 信号差值的方式，首先将盘片巻标面用以定角度方位的400根条形码
(Spoke)，以50根条形码为一组分成8等份，每一组50根条形码中又以其中 25根条形码，在光学头绕盘片巻标面一圈中，如图2(a),以三角波电压推升 光学头，并记录沿途的光总合信号，如图2(b)接着在光学头绕盘片巻标面另 一圈中，以三角波电压下降光学头，并记录沿途的光总合信号，然后，如图 2(c),将各组条形码中上升及下降的光总合信号，以各组为单位相减，形成 各组的误差量，由误差量的大小，可知每一等份条形码，标签面在垂直方向 上的变化，利用适应性控制决定相关控制电压的参数，以电压控制光学头上 升或下降进行聚焦。
然而，当光学头由内圈移动到外圈刻画巻标时，由于盘片翘起、变形、 摆动或光驱结构等因素，外圈的垂直方向的变化远大于内圈，造成光学头严 种程度的失焦，即使调整三角波电压，也无法改善，导致光总合信号无法反 应出适当的误差，使得控制电压的参数不准确，而影响标签的清析度，甚至 无法雕刻巻标图案。因此，前述标签面控制聚焦方法，仍有问题存在，有待 决解决。
发明内容
本发明的目的在提供一种盘片巻标面聚焦控制方法，藉由基底电压所形 成光总合信号的差值信号，构成随巻标面垂直方向变化的控制电压。
本发明另一目的在提供一种盘片巻标面聚焦控制方法，利用基底电压配 合差值信号，形成逼近的控制电压曲线，取得准确的参数，以准确控制标签 面聚焦。
本发明再一目的在提供一种盘片巻标面聚焦控制方法，以各条形码作为 控制标签面聚焦，使标签面聚焦更加准确，以提升刻画巻标的品质。
本发明又一目的在提供一种盘片巻标面聚焦控制方法，藉所得的控制电 压曲线进行实测，检视实测的落差，重复逼近控制电压曲线，以准确控制巻 标面聚焦。
为了达到前述发明的目的，本发明的盘片巻标面聚焦控制方法，以基底 电压在巻标面聚焦，测量及记录光总合信号，比较出最大光总合信号，减去 各位置的光总合信号形成一差值信号，增益差值信号成增益信号，将基底电 压加上增益信号成一上参电压，将基底电压减去增益信号成一下参电压，以 上下参电压作为控制聚焦电压，；险测及记录光总合信号，比对出每一位置最
大的光总合信号，以相对的电压，利用曲线逼近法，形成逼近控制聚焦电压 曲线，以决定最佳的控制聚焦的参数。
另外，本发明的盘片巻标面聚焦控制方法，在形成逼近控制聚焦电压曲 线及决定控制聚焦的参数后，将求得逼近控制聚焦电压曲线，绕盘片巻标面 一圈，进行标签面控制聚焦，实测巻标面光总合信号，以最大光总合信号减 去最小光总合信号形成落差，检查所产生光总合信号的落差，是否在一预设 的阈值内？假如不在阈值内，则将差值信号乘上一新增益值，改变增益幅度， 重新逼近控制聚焦电压曲线，假如在阈值内，则以该控制聚焦电压曲线作为 控制聚焦电压。
图1为现有盘片巻标面控制聚焦的示意图。
图2(a)-(C)为现有盘片巻标面控制聚焦的光总合信号图。
图3为盘片巻标面最佳控制聚焦的示意图。
图4为本发明以基底电压检测的光总合信号图。
图5 (a)-(C)为本发明处理光总和信号的过程图。
图6为本发明对电压信号的处理图。
图7为本发明形成逼近控制聚焦的电压曲线图。
图8为本发明第一实施例盘片巻标面控制聚焦方法的流程图。
图9为本发明实测控制聚焦电压曲线的示意图。
图10为本发明第二实施例盘片巻标面控制聚焦方法的流程图。
附图符号说明
10 外圈
11 外形曲线
12 电压曲线
13 条形码
14 光总合信号曲线
15 基底电压
16 最大的光总和信号
17 差值信号
18 增益信号
19 上参电压
20 下参电压
15，、 19，、 20，相对应的光总合信号曲线
21 逼近电压曲线
30 电压曲线
31 光总合信号
32 聚焦点
33 外形曲线 D 盘片
Sl 开始建立聚焦电压步骤
S 2 以基底电压检测光总合信号步骤
53 找出最大的光总合信号步骤
54 最大光总合信号-各光总合信号=差值信号步骤
55 等化差值信号形成增益信号步骤
56 基底电压+增益信号=上参电压步骤
57 基底电压-增益信号=下参电压步骤
58 以上参电压及下参电压检测光总合信号步骤
59 找出各条形码最大光总合信号以其相对电压为控制聚焦电压步
510 以逼近法求得电压曲线步骤
511 决定最佳控制参数步骤
512 结束步骤
Tl 开始建立聚焦电压步骤
T2 以基底电压检测光总合信号步骤
T3 形成差值信号步骤
T4 以增益值等化差值信号形成增益信号步骤
T5 以基底电压配合增益信号求得电压曲线步骤
T6 决定最佳控制参数步骤
T7 实测光总合信号步骤
T8检查光总合信号落差〈阈值？步骤 T9 改变增益步骤 T10 结束步骤。
具体实施例方式
有关本发明为达成上述目的，所采用的技术手段及其功效，兹举较佳实 施例，并配合附图加以说明如下。
请参阅图3，为最佳盘片巻标面控制聚焦的情况。当光学头进行聚焦控 制时，绕盘片D巻标面外圈IO—周，盘片D巻标面外圈10的垂直方向的变 化如外形曲线11。光学头如能以随外形曲线11上下起伏变化的电压曲线l2, 控制投射的光束均聚焦在标签面上，则沿途标签面每一条形码13位置所检测 的光总合信号，均会为维持在最大值，理论上最大光总合信号为单一值，亦 即所得到的光总合信号曲线14应为一水平直线，不随外形曲线11产生起伏 变化。但实际上因光驱系统的延迟及组装特性，其光总合信号曲线14，仍会 稍有起起伏变化，非为一直线。
如图4所示，为本发明以基底电压检测光总合信号的情形。本发明盘片 巻标面聚焦控制方法，主要利用预设固定值的基底电压15，移动光学头投射 光束至标签面，由于该基底电压15为固定值，将光学头移动至一定高度投射 光束，因而光学头投射光束的焦点，也会维持在一定的高度，不随巻标面外 形曲线ll垂直变动。巻标面外形曲线11与维持一定高度的焦点，就会形成 相对应的间距，由间距大小的不同，各位置检测获得相对应的光总和信号也 会随之相对变化。因此，各位置获得的光总和信号，所构成的光总和信号曲 线14,与巻标面外形曲线11形成一相对应的曲线，而有相似的外形，只是 部^f分方向相反。
如图5(a)- (c)所示，为光总和信号处理过程。为了利用该相似的光总 和信号曲线14,首先在图5(a)由光总和信号曲线14比较出最大的光总和信 号16,在图5(b)以最大的光总和信号16减去光总和信号曲线14,形成一差 值信号17,然后在图5(c),根据基底电压15,将差值信号17乘上一适当的 增益(Gain),等化差值信号17与基底电压15的刻度尺寸，以产生一增益信 号18。
如图6所示电压信号的处理。首先将基底电压15加上增益信号18,形 成一上参电压19，接着将基底电压15减去增益信号l8,形成一下参电压20， 再将基底电压15、上参电压19与下参电压20，分别作为控制聚焦的电压， 移动光学头投射光束至标签面，于每一根条形码检测及记录每个电压所产生 的光总合信号，获得三条相对应的光总合信号曲线15，、 19，、 20，。接着比 对出每一根条形码所记录最大的光总合信号，如图7所示，以其相对的电压， 作为该根条形码位置的控制聚焦的电压，再以现有曲线逼近的方法，形成逼 近电压曲线21。因此，就可获得一随巻标面外形曲线11垂直方向变化的逼 近电压曲线21,再由逼近电压曲线21决定各控制参数，以控制盘片巻标面 聚焦。
此外，前述图6处理电压信号过程中，亦可仅以上参电压19与下参电压 20，分别作为控制聚焦的电压，以所测得光总合信号，比对出每一根条形码 所记录最大的光总合信号，而排除基底电压15作为控制聚焦的电压，节省时 间，以加速取得控制聚焦电压曲线。
如图8所示，为本发明第一实施例的盘片巻标面聚焦控制方法的流程。 本发明利用基底电压配合光总合信号所形成差值信号，获得随巻标面外形曲 线垂直方向变化的逼近电压曲线的详细步骤，说明如下
首先在步骤S1启动开始进行建立盘片巻标面的控制聚焦电压，再进入步 骤S2，以一预设的基底电压移动光学头至定位，投射光束至巻标面，绕盘片 一圈，沿途于每一条形码位置，测量及记录光总合信号，该预设的基底电压 为一固定值，且以其移动光学头接近巻标面，使投射光束的焦点至少有一次 落在标签面上，以确保可取得实际的最大光总合信号为宜。接着进入步骤S3， 由步骤S2所记录的光总合信号，比较出最大的光总合信号。进入步骤S4， 以所找出的最大光总合信号减去各条形码位置的光总合信号，形成一差值信 号。进入步骤S5，由于刻度尺寸不同，将差值信号乘上一增益，等化差值信 号与基底电压的刻度尺寸，以产生一增益信号。
然后，进入步骤S6，将基底电压加上增益信号，形成一上参电压。进入 步骤S7将基底电压减去增益信号，形成一下参电压。再进入步骤S8,将上 参电压与下参电压，分别作为控制聚焦的电压，在每一根条形码检测及记录 光总合信号。进入步骤S9,由步骤S8获得二条相对应的光总合信号曲线， 比对出每一根条形码所记录最大的光总合信号，并以其相对的电压，作为该
根条形码位置的控制聚焦的电压。进入步骤SIO,由各根条形码位置的电压， 以曲线逼近的方法，形成一随巻标面外形曲线垂直方向变化的逼近电压曲线。 再进入步骤Sll，由逼近电压曲线决定各最佳的控制聚焦的参数，最后进入 步骤S12,结束建立控制聚焦电压曲线。
由前述的步骤，本发明盘片巻标面聚焦控制方法，即可藉由基底电压所 形成光总合信号的差值信号，经过适当的增益及处理，配合基底电压，以各 条形码所测得最大光总合信号的相对电压，形成逼近的控制电压曲线，构成 随巻标面垂直方向变化的控制电压，取得准确的最佳参数，以各条形码作为 控制标签面聚焦，改进现有标签面概略误差式的控制聚焦电压，难适用于垂 直方向变化较大的外圈或标签面的缺点，使标签面聚焦更加准确，以提升刻 画巻冲示的品质。
如图9所示，为本发明另一实施例的盘片巻标面聚焦控制方法。本实施 例藉由基底电压检测光总合信号，形成差值信号，再以增益值等化差值信号 形成增益信号，求得电压曲线，决定最佳控制参数的步骤，基本上与第一实 施例相同，本实施例主要不同，是将以第一实施例方法求得的电压曲线30与 控制参数，绕盘片巻标面一圏，实测出光总合信号31，由最大光总合信号与 最小光总合信号的落差Ak，是否在一阈值内，作为检视聚焦点32接近巻标 面外形曲线33的情况，以决定是否重新求电压曲线？
本实施例决定是否重新求电压曲线的详细流程，如图IO所示，其中步骤 Tl开始建立盘片巻标面的控制聚焦电压，经步骤T2以基底电压检测光总合 信号，步骤T3形成差值信号，步骤T4以增益值專化差值信号形成增益信号， 步骤T5以基底电压配合增益信号求得电压曲线，至步骤T6决定最佳控制参 数，实际上与本发明第一实施例步骤S1至步骤Sll决定最佳控制参数相同， 仅是本实施例加以简化以方便说明。本实施例不同处在于，步骤T6决定最佳 控制参数后，加入步骤T7，将求得控制聚焦电压曲线，绕盘片巻标面一圈， 进行实测光总合信号，再以步骤T8检查所产生的最大光总合信号与最小光总 合信号的落差，是否在一预设的阈值内？假如落差不在阈值内，表示所得控 制聚焦电压曲线，逼近巻标面外形曲线不够，需再进一步求得控制聚焦电压
曲线，因此，进入步骤T9,改变增益值，回到步骤T4，重新逼近控制聚焦电 压曲线，假如落差在阈值内，表示所得控制聚焦电压曲线，已够逼近巻标面 外形曲线，可作为控制聚焦电压曲线，则进入结束步骤TIO。
因此，本发明盘片巻标面聚焦控制方法，即可藉由所求得的控制电压曲 线及控制参数进行实测，由检视实测的光总合信号落差，决定重复逼近控制 电压曲线步骤，通常在巻标面的内圈仅需一次，而在标签面的外圈约需一至 三次就可完成，以快速取得更准确标签面控制聚焦的方式。藉此改善现有聚 焦方式对盘片外圏垂直方向变化过大时无法有效聚焦，导致巻标面的巻标图 案模糊，甚至无法制作的缺陷。
此外，由于本发明盘片巻标面聚焦控制方法特别适用于垂直变化过大的 盘片外圈，因此在盘片内圈作盘片巻标面聚焦控制时，亦可选择利用先前技 术所术八等份聚焦控制方法的方法，待移至外圈时，再改采本发明盘片巻标 面聚焦控制方法，以扩大适用弹性及节省时间。另外，前述实施例虽以基底 电压为一固定值说明本发明盘片巻标面聚焦控制方法，但该基底电压并不限 于一固定值，亦可为一变动值，例如于盘片巻标面聚焦控制过程中，利用学 习模式取得较佳的控制电压曲线，作为基底电压，再由差值信号，逼近实际 的控制电压曲线，均属于本发明的技术范畴。
以上所述者，仅为用以方便说明本发明的较佳实施例，本发明的范围不 限于该等较佳实施例，凡依本发明所做的任何变更，在不脱离本发明的精神 下，皆属本发明申请专利的范围。
权利要求
1.一种盘片卷标面聚焦控制方法，其步骤包含:(1)以一预设基底电压在盘片卷标面进行聚焦，并测量及记录沿途位置的光总合信号；(2)由所记录沿途位置的光总合信号，比较出最大的光总合信号，以该最大光总合信号减去各位置的光总合信号，形成一差值信号；(3)增益差值信号，以产生一增益信号；(4)将基底电压加上增益信号，形成一上参电压，且将基底电压减去增益信号，形成一下参电压；(5)将上参电压与下参电压，分别作为控制聚焦的电压，绕盘片卷标面一圈，检测及记录沿途位置光总合信号；(6)比对出每一位置所记录最大的光总合信号，并以其相对的电压，作为该位置控制聚焦的电压；及(7)以曲线逼近各位置控制聚焦的电压，形成一逼近控制聚焦电压曲线。
2. 如权利要求1所述的盘片巻标面聚焦控制方法，其中，该基底电压控 制一光学头绕盘片巻标面一圈进行聚焦。
3. 如权利要求l所述的盘片巻标面聚焦控制方法，其中，该步骤(l)沿 途在每一条形码位置测量及记录光总合信号。
4. 如权利要求1所述的盘片巻标面聚焦控制方法，其中，该预设的基底 电压为一固定值。
5. 如权利要求1所述的盘片巻标面聚焦控制方法，其中，该基底电压移 动光学头投射光束的焦点至少一次落在标签面上。
6. 如权利要求1所述的盘片巻标面聚焦控制方法，其中，该步骤(3)将差 值信号乘上一增益，以等化差值信号与基底电压的刻度尺寸。
7. 如权利要求1所述的盘片巻标面聚焦控制方法，其中，该步骤(5)加入 基底电压作为控制聚焦的电压，绕盘片巻标面一圈，检测及记录沿途位置光合信号。
8. 如权利要求1所述的盘片巻标面聚焦控制方法，其中，该步骤(7)在形 成逼近控制聚焦电压曲线后，由逼近控制聚焦电压曲线决定最佳的控制聚焦 的参数。
9. 如权利要求1所述的盘片巻标面聚焦控制方法，其中，该步骤(7)后进一步包含步骤(8) 将求得逼近控制聚焦电压曲线，进行巻标面控制聚焦；(9) 检查所产生光总合信号的落差，是否在一预设的阈值内？假如不在阈 值内，则改变增益幅度并回至步骤(3),假如在阈值内则结束。
10. 如权利要求9所述的盘片巻标面聚焦控制方法，其中，该步骤(8)以 逼近控制聚焦电压曲线绕盘片巻标面一圈，进行实测巻标面光总合信号。
11. 如权利要求9所述的盘片巻标面聚焦控制方法，其中，该步骤(9)以 步骤(S)所产生的最大光总合信号减去最小光总合信号形成落差。
12. 如权利要求9所述的盘片巻标面聚焦控制方法，其中，该步骤(9)将 差值信号乘上一新增益值，以改变增益幅度。
13. 如权利要求1所述的盘片巻标面聚焦控制方法，其中，该盘片巻标面 聚焦控制是在盘片的外圈进行。
全文摘要
一种盘片卷标面聚焦控制方法，以基底电压在卷标面聚焦，测量及记录光总合信号，比较出最大光总合信号，减去各位置的光总合信号形成差值信号，增益差值信号成增益信号，将基底电压加上增益信号形成上参电压，将基底电压减去增益信号形成下参电压，以上下参电压作为控制聚焦电压，检测及记录光总合信号，比对出每一位置最大的光总合信号，以相对的电压，利用曲线逼近法，形成逼近控制聚焦电压曲线，以决定最佳的控制聚焦的参数。
文档编号G11B7/09GK101373605SQ200710142379
公开日2009年2月25日 申请日期2007年8月22日 优先权日2007年8月22日
发明者黄士韦, 黄识忠 申请人:广明光电股份有限公司