專利名稱：聚焦控制裝置和聚焦控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于多層光記錄盤的回放裝置，特別涉及一種層跳轉控制技術，用于在聚焦方向上移動物鏡，從而對任意期望的記錄層執(zhí)行聚焦伺服操作。
背景技術：
近年來，一種稱作“DVD”的光盤作為大容量記錄介質已投入實際使用當中。DVD每面最多有兩個記錄層，并且能夠在兩面上記錄。用于這種多層光記錄盤的回放裝置需要包括控制物鏡在聚焦方向上相對于光盤的距離的功能(層跳轉功能)，從而在再現(xiàn)期間對任一記錄層的聚焦伺服操作正在進行的狀態(tài)下請求再現(xiàn)另一層的情況下，可以對目標層執(zhí)行聚焦伺服操作。
其間，回放裝置在再現(xiàn)光盤數據之前在各層中執(zhí)行聚焦偏置(bias)自動調整，從而可以在最小化抖動量的位置針對每個盤實現(xiàn)聚焦伺服操作的引入，以提供最佳再現(xiàn)特性。
更具體地說，如圖8的流程圖所述，在數據再現(xiàn)之前，首先對低層(離物鏡較近的層，并且稱作“層0”)執(zhí)行伺服自動調整，從而設置層0的聚焦偏置(S501)。然后，執(zhí)行到層1的層跳轉(S502)，并且對層1執(zhí)行伺服自動調整，從而設置層1的聚焦偏置(S503)。
而且，執(zhí)行到層0的聚焦跳轉(S504)，并且開始數據再現(xiàn)(S505)。因此，使用設定聚焦偏置值，可以吸收各個光盤之間的差別，從而執(zhí)行可靠的層跳轉和聚焦伺服操作的引入(pull-in)。附帶地，雖然這些過程之前有時存在盤介質區(qū)分過程，但是將省略這一過程。

發(fā)明內容
然而，在上述聚焦偏置自動調整過程中，從層0到層1的層跳轉需要在層0的聚焦偏置自動調整之后(S501)和層1的聚焦偏置自動調整之前(S503)執(zhí)行。
在這種情況下，尚未設置層1的最佳聚焦偏置，因此在考慮聚焦誤差電平的標準接近為0的點，實現(xiàn)聚焦伺服操作的引入。
在這一點上，一些光盤的聚焦誤差信號特性例如圖9A所示，在光學上展示層1中的偏差。即使在這種光盤中，在自動調整聚焦偏置之后，也可以在例如圖9B的Pb所示的點引入聚焦伺服操作，因此層跳轉可以成功。然而，在設置最佳聚焦偏置之前的層跳轉過程中(S502)，在圖9C的Pc所示的點引入聚焦伺服操作。在這種情況下，引入點接近于引入允許范圍(圖9C的粗線部分)的邊界，從而層跳轉有時會由于沒有引入聚焦而失敗。
本發(fā)明的目的是提供即使在調整聚焦偏置之前也可以可靠地實現(xiàn)層跳轉的技術。
為了解決上述問題，本發(fā)明的聚焦控制裝置，包括物鏡，用于將光聚焦在具有多個信號記錄層的光盤上；聚焦驅動部件，用于在光盤記錄層的垂直方向上移動物鏡；光電檢測部件，用于檢測從所述光盤反射的光；聚焦誤差信號生成部件，用于根據所述光電檢測部件的檢測信號，生成所述物鏡相對于所述光盤的任一所述記錄層的散焦所對應的聚焦誤差信號；記錄層移動控制部件，用于根據誤差信號，生成控制所述聚焦驅動部件的信號，從而將所述物鏡移到所述物鏡所要聚焦的記錄層上；以及聚焦引入部件，用于將所述物鏡的聚焦引入到所述物鏡所要聚焦的所述記錄層上，所述引入部件允許通過所述記錄層移動控制部件進行開關；其中，所述記錄層移動控制部件根據特定記錄層所對應的所述聚焦誤差信號的最大值和最小值，計算一個中間值；并且在將所述物鏡的聚焦位置移到所述記錄層的情況下，當所述聚焦誤差信號對應于中間值時，打開所述聚焦引入部件。
其中，中間值不需要是一個嚴格的值，但是如果它位于誤差電平波形中心點的附近，則可以令人滿意地實現(xiàn)本發(fā)明的目的。
另外，根據本發(fā)明，用于具有多個信號記錄層的光盤的層跳轉控制方法包括根據特定記錄層所生成的聚焦誤差信號的最大值和最小值，獲得一個中間值；以及，在到該記錄層的層跳轉過程中，當聚焦誤差信號對應于該中間值時，引入聚焦伺服操作。
附圖簡述

圖1是示出多層光記錄盤回放系統(tǒng)的聚焦控制機構的方框圖；圖2是用于說明多層光記錄盤構造的說明圖；圖3是用于說明光拾取器構造的光路圖；圖4是示出其中由雙軸驅動器(actuator)在物鏡聚焦方向上驅動物鏡的機構結構的剖面圖；圖5是物鏡從雙層光記錄盤的遠處移到光盤近處的情況下的標準聚焦誤差信號的波形圖；圖6是用于說明本實施例的層跳轉控制機構的處理操作的流程圖；圖7是用于說明根據聚焦誤差信號的波形設置引入點的過程的說明圖；圖8是用于說明現(xiàn)有技術的聚焦偏置設置過程的流程圖；圖9是用于說明聚焦誤差信號特性與聚焦伺服操作的引入之間的關系的說明圖。
具體實施例方式
將參照附圖對本發(fā)明的一個實施例進行描述。圖1是示出多層光記錄盤回放系統(tǒng)的聚焦控制機構的方框圖。在多層光記錄盤回放系統(tǒng)中，具有多層記錄結構的光盤11，例如DVD由主軸馬達12進行驅動，從而以預定速度旋轉，同時激光束從光拾取器13發(fā)射，并且由物鏡13a聚焦在光盤11的任一記錄層上。此外，從記錄層反射的光由光拾取器13進行讀取。所讀取光信號的部分轉化為輸入到聚焦誤差生成電路14的電信號。聚焦誤差生成電路14根據所轉化的電信號生成聚焦誤差信號。在此，例如可以采用這樣的方式來生成聚焦誤差信號光拾取器13的光接收部分包括象限光電檢測器元件，它采用散光法(astigmatic method)放大上下左右光電檢測器元件輸出的差別。
另外，由光拾取器13讀取的信號轉化為輸入到再現(xiàn)電路50的電信號(RF信號)。再現(xiàn)電路50根據記錄在光盤記錄層上的數字信號，再現(xiàn)語音數據、圖像數據等。附帶地，再現(xiàn)電路50也能夠再現(xiàn)單層結構的光盤。
由聚焦誤差生成電路14生成的聚焦誤差信號輸入到層跳轉控制電路15和引入點設置電路16。
層跳轉控制電路15在對光盤的某個記錄層的聚焦伺服操作正在進行的狀態(tài)下請求移動以聚焦到另一記錄層的情況下，控制層跳轉過程。更具體地說，當請求移動到另一記錄層時，對開關17進行驅動，以關閉聚焦伺服。然后，當正在監(jiān)測來自聚焦誤差生成電路14的聚焦誤差信號的時候，將用于驅動物鏡13a的信號輸出到加法器電路19。此外，當完成層跳轉后，對開關17進行驅動，以打開聚焦伺服。
引入點設置電路16根據聚焦誤差信號的波形計算層跳轉時的聚焦伺服操作的引入點。引入點設置電路16的詳細過程將在后面說明。
聚焦伺服控制電路18由聚焦偏置自動調整電路、增益調整電路、相位補償電路、放大器電路等構成，并且它執(zhí)行聚焦伺服過程，其中，生成要施加于聚焦線圈(參見圖5)的控制信號，從而輸入聚焦誤差信號可以成為基準電平。也就是，聚焦伺服控制電路18執(zhí)行克服光盤11在其旋轉期間的所謂“表面振蕩”的過程等，并且使激光束的聚焦位置持續(xù)跟隨信號記錄表面。聚焦伺服控制電路18的聚焦誤差信號輸入的開/關受控于開關17的開關操作。
加法器電路19合計來自聚焦伺服控制電路18和層跳轉控制電路15的物鏡13a驅動信號，并且將所得到的和輸出到聚焦控制驅動電路20。
聚焦控制驅動電路20生成輸入控制信號所對應的用于驅動物鏡13a的電壓，并且將該電壓提供給雙軸驅動器21。
附帶地，上述各個電路的過程可以用軟件來很好地實現(xiàn)。這種程序，例如驅動程序，可以采用記錄在存儲介質例如光盤上的形式出現(xiàn)在市場上。
雙軸驅動器21在物鏡的聚焦方向和光盤的徑向上制動和驅動光拾取器13的物鏡13a。
在本例中，多層光記錄盤具有如圖2所示包含雙記錄層的雙層結構，并且再現(xiàn)期間離物鏡13a較近的層稱作“層0”，而離物鏡13a較遠的層稱作“層1”。圖中，用實線表示的記錄層為層0，并且用虛線表示的記錄層為層1。多層光記錄盤的外部尺寸例如為與CD-ROM相等的直徑120mm和厚度1.2mm。然而，DVD具有其中厚度均為0.6mm的兩個盤疊在一起的結構?？梢栽诿棵孀疃鄡蓪由嫌涗洈祿?，并且可以在盤的兩面上記錄數據。盤的存儲容量在單面單層記錄的情況下為4.7G字節(jié)，在單面雙層記錄的情況下為8.5G字節(jié)，在雙面單層記錄的情況下為9.4G字節(jié)，并且在雙面雙層記錄的情況下為17G字節(jié)。盤的軌道間距為0.74μm，并且盤的數據讀取激光波長為650nm。附帶地，顯然，本發(fā)明的層跳轉控制不僅適用于雙層結構的光盤，而且適用于具有三或四層的層結構的光盤。
數據由光拾取器13從光盤11進行讀取。例如圖3所示，光拾取器由物鏡13a、準直透鏡13b、偏振棱鏡13c、半導體激光信號生成器13d、柱面透鏡13e和光電檢測器元件13f構成。從半導體激光信號生成器13d發(fā)射的激光束通過偏振棱鏡13c直線傳播，并且穿過準直透鏡13b，然后由物鏡13a聚焦在光盤11的任一記錄層上。從光盤11發(fā)射的光通過物鏡13a返回，并且穿過準直透鏡13b，然后在由偏振棱鏡13c產生90度偏移之后，通過柱面透鏡13e進入光電檢測器元件13f。
圖4是其中由雙軸驅動器21在聚焦方向上驅動物鏡13a的機構圖。物鏡13a通過物鏡固定器13g由物鏡支持彈簧21c進行支持，從而可以自由地在垂直和水平方向上發(fā)生位移。聚焦線圈21a安置在物鏡13a的周圍，并且外部還安置磁體21b。當控制信號提供給聚焦線圈21a時，向物鏡13a提供如箭頭所示的聚焦方向上的驅動力。
圖5是物鏡13a從離雙層光記錄盤11的遠處移到離光盤11的近處的情況下的標準聚焦誤差信號的波形圖。圖中，用箭頭表示的“層0聚焦點”是低層(層0)的聚焦位置，而“層1聚焦點”是高層(層1)的聚焦位置。在此，層0聚焦點的聚焦誤差電平和層1聚焦點的聚焦誤差電平依賴于光特性而變化，并且它們不總是相互一致。參照聚焦誤差信號電壓0，向上方向稱作“高方向”，而向下方向稱作“低方向”。此外，考慮到光盤的特性等，聚焦誤差信號電壓為0的位置不總是最佳數據讀取位置。因此，在再現(xiàn)數據之前需要調整聚焦偏置。
參照該圖，當物鏡13a開始從離光盤11的遠處移動時，聚焦誤差信號在高方向上形成一次峰值，并且在所到達的基準電平附近進入層0的聚焦點。然后，它在低方向上形成峰值，再次經過基準電平，并且在高方向上形成峰值。然后，它在隨后到達的基準電平附近進入層1的聚焦點。當物鏡13a移到離光盤更近的位置時，信號再次在低方向上形成峰值。
將參照圖6的流程圖，描述如上所述構造的本實施例的層跳轉控制機構的處理操作。
該過程的啟動觸發(fā)條件為，載入光盤11，在已載入光盤的狀態(tài)下打開電源，或者從用戶接受光盤回放指令。通過這種方式，針對每個光盤或每次回放，執(zhí)行該過程，從而允許克服光盤特性的差異、使用環(huán)境的變化等。
首先，層跳轉控制電路15執(zhí)行聚焦誤差信號測量過程(S101)。聚焦誤差信號測量過程的執(zhí)行方式是，當物鏡13a正從相對于光盤11的遠處移到近處的時候觀察聚焦誤差信號。在這種情況下獲得的聚焦誤差信號波形的一個例子如圖7所示。
引入點設置電路16根據聚焦誤差信號波形，設置聚焦伺服操作的引入點(S102)。具體地說，獲得圖7所示的聚焦誤差信號波形中層1的最大誤差電平(L1_top)和最小誤差電平(L1_btm)。此外，將通過計算電平L1_top和L1_btm的平均值而獲得的電平L1_target設為聚焦伺服操作的引入點。也就是，聚焦伺服操作的引入點為層1的誤差電平波形的中心點。然而，該引入點并不嚴格。也就是，如果引入點處于誤差電平波形的中心點的附近，則可以令人滿意地完成本發(fā)明的目的。
當設置完層1的聚焦伺服操作引入點時，首先對層0打開聚焦伺服，并且執(zhí)行對層0的伺服自動調整，從而設置層0的聚焦偏置(S103)。然后，當結束對層0的伺服自動調整時，關閉聚焦伺服操作，并且執(zhí)行到層1的層跳轉(S104)。
具體地說，層跳轉控制電路15設置在過程S102所設的引入點(L1_target)的聚焦偏置值。此外，電路15輸出用于驅動物鏡13a的信號，并且它在監(jiān)測由聚焦誤差生成電路14生成的聚焦誤差信號的時候，以引入點(L1_target)的偏置打開聚焦伺服(由于在打開聚焦伺服之后引入聚焦伺服操作，因此引入和打開的時刻通常不同)。
然后，執(zhí)行對層1的伺服自動調整，并且設置自動調整之后的聚焦偏置值(S105)。
在結束對層1的伺服自動調整之后，執(zhí)行到層0的層跳轉(S106)，并且開始對記錄在光盤上的數據的再現(xiàn)過程(S107)。
附帶地，雖然在上述例子中所說明的是對具有雙層結構的光盤的上層設置嘗試性偏置值，但是本發(fā)明不限于此，而是它也適用于例如在設置低層聚焦偏置的聚焦偏置之前執(zhí)行從上層到下層的層跳轉的情況。而且，本發(fā)明通過執(zhí)行類似的過程，適用于具有三或四層結構的光盤。此外，不僅在聚焦偏置自動調整之前而且在數據再現(xiàn)期間，在執(zhí)行層跳轉的情況下都可以采用在前述過程中設置的聚焦伺服操作的引入點值。
通過這種方式，根據本發(fā)明，即使在調整聚焦偏置之前，也可以可靠地實現(xiàn)層跳轉。
權利要求
1.一種控制物鏡聚焦的聚焦控制裝置，用于將光聚焦在具有多個信號記錄層的光盤上，包括聚焦驅動部件，用于在光盤記錄層的垂直方向上移動物鏡；光電檢測部件，用于檢測從所述光盤反射的光；聚焦誤差信號生成部件，用于根據所述光電檢測部件的檢測信號，生成所述物鏡相對于所述光盤的任一所述記錄層的散焦所對應的聚焦誤差信號；記錄層移動控制部件，用于根據誤差信號，生成控制所述聚焦驅動部件的信號，從而將所述物鏡移到作為所述物鏡目標的記錄層上；以及聚焦引入部件，用于將所述物鏡的聚焦引入到所述物鏡所要聚焦的所述記錄層上，所述引入部件允許通過所述記錄層移動控制部件進行開關；其中，所述記錄層移動控制部件根據特定記錄層所對應的所述聚焦誤差信號的最大值和最小值，計算一個中間值；并且在將所述物鏡的聚焦位置移到所述記錄層的情況下，當所述聚焦誤差信號對應于中間值時，打開所述聚焦引入部件。
2.一種光盤回放系統(tǒng)，包括如權利要求1所述的聚焦控制裝置。
3.如權利要求2所述的光盤回放系統(tǒng)，其中，在回放所述光盤之前，執(zhí)行一個過程，其中，所述記錄層移動控制部件根據所述特定記錄層所對應的所述聚焦誤差信號的最大值和最小值，計算所述中間值。
4.一種聚焦控制裝置，其中，對具有多個信號記錄層的光盤控制物鏡的層跳轉，包括獲取部件，用于根據物鏡的散焦所對應且從某一記錄層生成的聚焦誤差信號的最大值和最小值，獲得一個中間值；以及開啟部件，用于在執(zhí)行到所述記錄層的層跳轉的情況下，以聚焦誤差信號對應于所述中間值時的偏置打開引入所述物鏡聚焦的聚焦伺服。
5.一種對具有多個信號記錄層的光盤控制物鏡的層跳轉的方法，包括如下步驟根據物鏡的散焦所對應且從某一記錄層生成的聚焦誤差信號的最大值和最小值，獲得一個中間值；以及在執(zhí)行到所述記錄層的層跳轉的情況下，以聚焦誤差信號對應于所述中間值時的偏置打開引入所述物鏡聚焦的聚焦伺服。
6.一種用于控制物鏡層跳轉的程序，可以由回放具有多個信號記錄層的裝置執(zhí)行，使所述回放裝置執(zhí)行如下步驟根據物鏡的散焦所對應且從某一記錄層所生成的聚焦誤差信號的最大值和最小值獲得一個中間值；以及在執(zhí)行到所述記錄層的層跳轉的情況下，以聚焦誤差信號對應于所述中間值時的偏置，打開引入所述物鏡聚焦的聚焦伺服。
7.一種存儲介質，記錄有如權利要求6所述的程序產品。
全文摘要
引入點設置電路(16)在光盤(11)再現(xiàn)之前將層(1)的聚焦誤差信號的最大和最小值之間的中間值設為聚焦伺服引入點，在聚焦偏置自動調整之前的層跳轉過程中，在該點引入聚焦伺服，從而即使在聚焦偏置調整之前也能夠執(zhí)行可靠的層跳轉。
文檔編號G11B7/00GK1439159SQ01811930
公開日2003年8月27日 申請日期2001年10月25日 優(yōu)先權日2000年10月25日
發(fā)明者小林俊和 申請人:索尼計算機娛樂公司