專利名稱：用于光學(xué)記錄載體系統(tǒng)中的設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常但不專門涉及一種光盤系統(tǒng)中使用的設(shè)備及方法。尤其涉及用于控制光盤系統(tǒng)中的聚焦致動器的信號處理設(shè)備及控制光盤系統(tǒng)中的聚焦致動器的方法。該設(shè)備和方法提供一種光盤系統(tǒng)的改善的起動及恢復(fù)性能行為，尤其在振動的影響下。
背景技術(shù)：
作為用于音頻信息、視頻信息及數(shù)據(jù)光盤的通常記錄介質(zhì)之一，如今已被廣泛使用，其中用光束從該記錄介質(zhì)讀取所記錄的信息，或者用光束將信息寫到記錄介質(zhì)上。這種光盤，即，例如高密度盤(CD)或數(shù)字多功能盤(DVD)，由單個塑料盤狀基底形成。這些光盤將信息作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲在盤上且具有大的存儲容量。光盤的最里面部分不保存數(shù)據(jù)。相反，物理上，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)包含于位于沿盤的上表面上的一條螺旋軌道或許多圓形軌道的凹坑中。這些凹坑用非常薄的金屬層覆蓋。公知地，該包含數(shù)據(jù)的層作為信息層或數(shù)據(jù)層。光盤系統(tǒng)利用光束(例如激光束)，存取光盤上的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。這是通過從下面施加光束使得其穿過透明基底并返回來而實現(xiàn)的。該光束聚焦到嵌在光盤中的金屬化的數(shù)據(jù)層中，由此使得能夠從光盤中快速地讀取數(shù)據(jù)。
光盤在光盤系統(tǒng)中播放。傳統(tǒng)的光盤系統(tǒng)包括具有激光單元的光學(xué)拾取設(shè)備，已被盤反射并調(diào)制的該激光單元的光束被檢測，隨后被轉(zhuǎn)換成電信號，該電信號被施加到信號處理設(shè)備上，該信號處理設(shè)備從所施加的信號恢復(fù)原始的音頻信息。該激光單元還具有物鏡。其目的是將激光光束聚焦到光盤的數(shù)據(jù)層上，考慮到例如光盤的折射率。另外，光盤拾取設(shè)備具有聚焦致動器，該聚焦致動器在聚焦方向上驅(qū)動物鏡，由此使得該光束聚焦到光盤的一點，該點與盤的數(shù)據(jù)層上的一點對應(yīng)。為了進行徑向跟蹤，激光單元可以沿徑向在整個光盤上移動。徑向跟蹤的目的是為了跟隨/跟蹤前面提到的螺旋軌道或環(huán)形軌道。另外，徑向跟蹤可以用本領(lǐng)域公知的各種方式實現(xiàn)。重要的是，激光束非常精確地沿著軌道而行。為了這個目的，所述系統(tǒng)包括跟蹤控制設(shè)備，其響應(yīng)來自于光學(xué)拾取設(shè)備的徑向誤差信號來控制激光單元的徑向位置，從而減少該誤差信號。另外，該激光束應(yīng)該保持精確地聚焦到盤上，盡管盤可能不平。為了這個目的，所述系統(tǒng)包含聚焦控制設(shè)備，其響應(yīng)來自于光拾取設(shè)備的聚焦誤差信號而保持激光束被聚焦到盤上。在原理上，上述控制設(shè)備是反饋系統(tǒng)，在這些反饋系統(tǒng)中，響應(yīng)被檢測到的誤差而進行校正，從而減少誤差。這些控制設(shè)備能夠處理光盤系統(tǒng)正常使用期間發(fā)生的誤差。
然而，已經(jīng)證明光盤系統(tǒng)對振動是敏感的。例如，如果光盤系統(tǒng)被構(gòu)造成一種便攜盤系統(tǒng)或者如果盤系統(tǒng)安裝在汽車上，那么可能發(fā)生由光盤系統(tǒng)中國有的控制設(shè)備不再能消除的振動與沖擊。尤其，振動與沖擊可能引起光拾取設(shè)備相對于光盤的位置相當(dāng)大的變化。這可能導(dǎo)致起動與恢復(fù)過程失敗。甚至更差地，可能導(dǎo)致?lián)p害光拾取設(shè)備或損害光盤。
在現(xiàn)有技術(shù)中，提出不同的方法來提供對振動不是很敏感的設(shè)備。例如，已經(jīng)提出控制光盤系統(tǒng)中的聚焦及速度。EP0217460中已提出了一種這樣的設(shè)備。該設(shè)備使用加速傳感器來減少光盤(例如CD)的起動與播放期間的沖擊及振動。然而，存在著一些與該設(shè)備相關(guān)聯(lián)的缺點。例如，傳感器非常昂貴。
另外，已經(jīng)證明在新一代光盤系統(tǒng)中，其減小了尺寸且更袖珍，光拾取設(shè)備的加速度在振動狀態(tài)期間可能相當(dāng)大地增加。因此，當(dāng)聚焦致動器受振動影響時，已經(jīng)證明在起動與恢復(fù)狀態(tài)期間，控制光盤系統(tǒng)中的聚焦致動器的控制設(shè)備不能總是將聚焦誤差保持在可對該控制設(shè)備提供位置信息的區(qū)域內(nèi)?，F(xiàn)在將參照圖1和2對此進行進一步詳細(xì)的描述。
圖1圖示說明了聚焦誤差信號，其基于從光拾取設(shè)備發(fā)射的光束及從光盤的數(shù)據(jù)層反射的光束而產(chǎn)生。聚焦誤差信號在聚焦點附近相對小的范圍內(nèi)可提供。在該說明書中，術(shù)語聚焦點指的是物鏡的焦點所在的點。聚焦誤差信號，具有所謂的S狀特性曲線，其被顯示為聚焦點與光盤的數(shù)據(jù)層之間的相對距離。當(dāng)物鏡在適當(dāng)?shù)木劢刮恢?，即?dāng)聚焦點位于盤的數(shù)據(jù)層時，聚焦誤差信號具有零交叉。所以，如果激光束沒有被正確地聚焦，即物鏡被不正確地定位，那么聚焦誤差(即，聚焦點與光盤的數(shù)據(jù)層之間的相對距離)不等于零。當(dāng)激光束沒有被正確地聚焦時，物鏡可能已經(jīng)從適當(dāng)?shù)木劢刮恢?在兩個方向之一上偏離，該兩個方向即或者是相對于適當(dāng)?shù)木劢刮恢玫呢?fù)方向(圖1中用X表示的方向)或者是相對于適當(dāng)?shù)木劢刮恢玫恼较?用Y表示的方向)。當(dāng)物鏡在負(fù)方向上偏離時，聚焦誤差表示為具有負(fù)號。同樣地，當(dāng)物鏡在正方向上偏離時，聚焦誤差信號表示為具有正號。僅僅為了圖示說明的目的，S狀曲線已被分割成區(qū)域A、B、和C。在光盤系統(tǒng)中，S狀曲線確定可為控制設(shè)備提供位置信息的范圍，該控制設(shè)備控制聚焦致動器，該聚焦致動器進而進行物鏡的定位。所述位置信息是關(guān)于物鏡的焦點與記錄介質(zhì)的數(shù)據(jù)層之間的相對距離的信息。已經(jīng)證明當(dāng)該控制設(shè)備直接使用聚焦誤差信號時，控制設(shè)備可以僅僅在用A表示的區(qū)域中是起作用的。在區(qū)域A中，聚焦點與光盤的數(shù)據(jù)層之間的相對距離被正確地表示。然而，在圖1中的S曲線的區(qū)域B和C中，聚焦點與光盤的數(shù)據(jù)層之間的相對距離沒有被正確地表示。對于較小的振動擾動，控制聚焦致動器的控制設(shè)備可能有潛在可能將聚焦誤差保持在A區(qū)域內(nèi)。然而，當(dāng)光盤系統(tǒng)受其它振動擾動影響時，已經(jīng)證明該控制設(shè)備不是總能將聚焦誤差保持在A區(qū)域內(nèi)。因此，在這種振動狀態(tài)下，當(dāng)物鏡一旦偏離適當(dāng)?shù)木劢刮恢玫竭@樣的程度，即聚焦誤差不在A區(qū)域范圍內(nèi)，那么控制設(shè)備不再起作用且物鏡不可能由控制設(shè)備控制返回到光盤的數(shù)據(jù)層。因此，這可能導(dǎo)致例如失敗的起動或恢復(fù)。相應(yīng)地，系統(tǒng)的起動和恢復(fù)性能是差的。對于經(jīng)常受振動影響的光盤系統(tǒng)，如汽車應(yīng)用，這種差的性能是無法接受的。
圖2圖示說明了中心孔徑信號。它是基于從光拾取設(shè)備發(fā)射的光束及從光盤的數(shù)據(jù)層反射的光束而產(chǎn)生的。中心孔徑信號類似于在聚焦點附近相對小的范圍內(nèi)可提供的聚焦誤差信號。當(dāng)物鏡在適當(dāng)?shù)木劢刮恢脮r，反射光的量接近其峰值。同樣地，圖2示出了作為聚焦點與與光盤的數(shù)據(jù)層之間的相對距離的函數(shù)的反射光的強度。所以，當(dāng)物鏡在適當(dāng)?shù)木劢刮恢脮r，中心孔徑信號的信號值在其最大值。物鏡偏離適當(dāng)?shù)木劢刮恢迷蕉啵撔盘栔翟降?。這是因為當(dāng)物鏡偏離適當(dāng)?shù)木劢刮恢脮r，反射光的量減少。
因此，圖1中所示的聚焦誤差信號與圖2中所示的中心孔徑信號之間存在著清楚的關(guān)系。如圖1中可以看到的，區(qū)域B分別在聚焦誤差信號到達其最小值和最大值時開始。從A區(qū)域到B區(qū)域的過渡對應(yīng)于圖2中所示的中心孔徑信號的某一閾值。具有等于或大于該閾值的信號值的中心孔徑信號對應(yīng)于聚焦誤差在聚焦誤差信號的區(qū)域A內(nèi)時的情況。類似地，具有低于該閾值的信號值的中心孔徑信號對應(yīng)于聚焦誤差在聚焦誤差信號的區(qū)域A之外時的情況。相應(yīng)地，當(dāng)中心孔徑信號值在該確定閾值以下時，物鏡不可能被控制設(shè)備控制返回到光盤的數(shù)據(jù)層。
因此，提供改善受擾動(例如振動)影響的光盤系統(tǒng)的起動和/或恢復(fù)性能的改進的設(shè)備和方法是非常有益的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種改進的設(shè)備和方法，減輕、減緩或消除上述現(xiàn)有技術(shù)中的一個或多個不足以及單個或組合的不利之處。
所述目的是由根據(jù)獨立權(quán)利要求1的信號處理設(shè)備來實現(xiàn)的。該信號處理設(shè)備能夠基于聚焦誤差信號以及中心孔徑信號產(chǎn)生用于控制聚焦致動器的聚焦致動器控制信號。當(dāng)中心孔徑信號等于或大于閾值時，所述聚焦致動器控制信號對應(yīng)于聚焦誤差信號。然而，當(dāng)中心孔徑信號在該閾值以下時，由信號處理設(shè)備產(chǎn)生具有預(yù)定水平的聚焦致動器控制信號。根據(jù)本發(fā)明，聚焦誤差信號通常對應(yīng)于聚焦點與由所述光盤系統(tǒng)所要讀取或?qū)懭氲挠涗浗橘|(zhì)的數(shù)據(jù)層之間的相對距離。另外，中心孔徑信號通常對應(yīng)于來自由所述光盤系統(tǒng)所要讀取或?qū)懭氲挠涗浗橘|(zhì)的反射光的量。
因此，提供一種提供聚焦致動器控制信號的信號處理設(shè)備，該聚焦致動器控制信號在聚焦點與由所述光盤系統(tǒng)所要讀取或?qū)懭氲挠涗浗橘|(zhì)的數(shù)據(jù)層之間的相對距離沒有被聚焦誤差信號正確地表示的區(qū)域中延伸聚焦誤差信號。所以，在振動情況下，如果物鏡一旦偏離適當(dāng)?shù)木劢刮恢玫竭@樣的程度聚焦誤差在聚焦點與由所述光盤系統(tǒng)所要讀取或?qū)懭氲挠涗浗橘|(zhì)的數(shù)據(jù)層之間的相對距離被聚焦誤差信號正確地表示的區(qū)域之外，那么提供聚焦致動器控制信號具有如下優(yōu)點其起動至少一個控制聚焦致動器的控制器，以確定物鏡將在哪個方向上移動，以便再次找到適當(dāng)?shù)木劢刮恢谩?br> 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中實施有信號處理設(shè)備的光盤系統(tǒng)還包括進一步控制聚焦致動器的至少一個控制器。所述至少一個控制器能夠控制聚焦致動器的阻尼操作和跟蹤操作。聚焦致動器控制信號被提供給所述至少一個控制器。因此，如果光盤系統(tǒng)受振動的影響，那么能夠提供一種具有至少一個控制器的光盤系統(tǒng)，所述至少一個控制器被構(gòu)造成首先在起動和恢復(fù)時使聚焦致動器阻尼到所述至少一個控制器之后能夠再次執(zhí)行其跟蹤操作的程度。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，光盤系統(tǒng)還包括兩個控制器，其中一個是阻尼控制器，一個是跟蹤控制器。優(yōu)選地，阻尼控制器是PD控制器，而跟蹤控制器是PID控制器。另外，優(yōu)選地，信號處理設(shè)備被構(gòu)造成確定物鏡的焦點相對于記錄介質(zhì)的數(shù)據(jù)層的速度，以及在記錄介質(zhì)經(jīng)過聚焦點且所述速度低于預(yù)定值時去激活阻尼控制器并且激活跟蹤控制器。因此，在這種情況下，聚焦致動器的跟蹤操作被激活。可替換地，或附加地，信號處理設(shè)備還可以被構(gòu)造成在聚焦誤差信號(FE)的兩個或更多的連續(xù)零交叉期間中心孔徑信號(CA)等于或大于所述閾值時去激活阻尼控制器(513a)并且激活跟蹤控制器(513b)。在這種情況下，聚焦誤差保持在這樣的區(qū)域中，其中聚焦點與記錄介質(zhì)的數(shù)據(jù)層之間的相對距離由在聚焦誤差信號(FE)的兩個或更多的連續(xù)零交叉期間的聚焦誤差信號正確地表示。這意味著聚焦致動器的阻尼是足夠的，因而聚焦致動器的跟蹤操作被激活。然而，如果中心孔徑信號在所述閾值以下，則激活阻尼控制器并且去激活跟蹤控制器。因此，當(dāng)物鏡已經(jīng)偏離適當(dāng)?shù)木劢刮恢玫狡洳辉僭诰劢拐`差由聚焦誤差信號正確表示的區(qū)域內(nèi)的程度時，能夠減少物鏡的速度。因為該速度減少，進而可能使物鏡在一個更寬的振動范圍內(nèi)保持焦距對準(zhǔn)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種獨立權(quán)利要求16所限定的方法，該方法包括當(dāng)中心孔徑信號等于或大于閾值時，產(chǎn)生與聚焦誤差信號對應(yīng)的聚焦致動器控制信號。另外，該方法包括當(dāng)所述中心孔徑信號在所述閾值以下時產(chǎn)生具有預(yù)定水平的聚焦致動器控制信號。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種獨立權(quán)利要求23中所限定的計算機可讀介質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供權(quán)利要求24中所限定的聚焦致動器控制信號。該聚焦致動器控制信號基于聚焦誤差信號以及中心孔徑信號。當(dāng)所述中心孔徑信號等于或大于閾值時，該聚焦致動器控制信號進一步對應(yīng)于聚焦誤差信號。另外，當(dāng)所述中心孔徑信號在所述閾值以下時，該聚焦致動器控制信號為具有預(yù)定水平的信號。
因此，本發(fā)明的基本思想是提供一種用于控制包含于光盤系統(tǒng)中的聚焦致動器的聚焦致動器控制信號，其中該聚焦致動器控制信號基于聚焦誤差信號以及中心孔徑信號。通過提供據(jù)此的聚焦致動器控制信號，即當(dāng)所述中心孔徑信號等于或大于閾值時對應(yīng)于聚焦誤差信號，而當(dāng)所述中心孔徑信號在所述閾值以下時為具有預(yù)定水平的信號的聚焦致動器控制信號，能夠延伸在聚焦點與由所述光盤系統(tǒng)所要讀取或?qū)懭氲挠涗浗橘|(zhì)的數(shù)據(jù)層之間的相對距離沒有被聚焦誤差信號正確地表示的聚焦誤差信號的區(qū)域。這進而使得能夠改善光盤系統(tǒng)的起動和恢復(fù)性能，尤其在振動條件下。
根據(jù)本發(fā)明的信號處理設(shè)備、方法、計算機可讀介質(zhì)、以及控制信號提供許多優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點。本發(fā)明的一個優(yōu)點是提供一種用于在光盤系統(tǒng)的起動和恢復(fù)期間減少振動的影響的改進設(shè)備及方法。本發(fā)明優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的另一優(yōu)點是提供光盤在更寬的振動擾動范圍的起動和恢復(fù)。本發(fā)明又一優(yōu)點是可以實施于小尺寸且日益致密的光盤系統(tǒng)中。本發(fā)明的再一優(yōu)點是提供一種低廉的改進的設(shè)備及方法。
應(yīng)注意的是，本發(fā)明的進一步優(yōu)選的特征在從屬權(quán)利要求中限定。
還應(yīng)強調(diào)的是，術(shù)語“包含/包括”當(dāng)用于說明書及權(quán)利要求書中時，不排除存在其它的元件或步驟。另外，雖然個別地列舉，但是許多單元、元件或方法步驟可以由例如單個單元或處理器來實施。另外，雖然個別特征可以包含于不同權(quán)利要求中，但是這些能夠被有益地組合，而且不同權(quán)利要求中所包含的內(nèi)容并不暗示多個特征的組合是不可行的和/或是無益的。此外，單個的引用并不排除多個。權(quán)利要求書中提供的附圖標(biāo)記僅僅是為了使例子更清楚，而無論如何不應(yīng)被認(rèn)為是對權(quán)利要求的范圍的限定。


本發(fā)明所具有的這些及其它方面、特征及優(yōu)點從下面本發(fā)明的實施例的描述將變得明顯及清楚，這些實施例的描述將參照如下附圖圖1圖示說明描述聚焦誤差信號中的變化的波形圖。該聚焦誤差信號被顯示為聚焦點與記錄介質(zhì)的數(shù)據(jù)層之間的相對距離的函數(shù)。
圖2圖示說明描述中心孔徑信號中的變化的波形圖。該中心孔徑信號被顯示為聚焦點與記錄介質(zhì)的數(shù)據(jù)層之間的相對距離的函數(shù)。
圖3圖示說明光盤系統(tǒng)的第一實施例，其中實施有根據(jù)本發(fā)明的信號處理設(shè)備。
圖4圖示說明描述當(dāng)圖2中的中心孔徑信號在某閾值以下時控制信號中的變化的波形圖。
圖5圖示說明光盤系統(tǒng)的第二實施例，其中實施有根據(jù)本發(fā)明的信號處理設(shè)備。
圖6圖示說明在圖5的光盤系統(tǒng)中實施的信號處理設(shè)備的優(yōu)選實施例的方框圖。
圖7圖示說明控制光盤系統(tǒng)中的聚焦致動器的方法的第一實施例的流程圖。
圖8圖示說明控制光盤系統(tǒng)中的聚焦致動器的方法的第二實施例的流程圖。
圖9顯示幾個方程。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種用于控制光盤系統(tǒng)中的聚焦致動器的信號處理設(shè)備?，F(xiàn)在將結(jié)合兩個實施例描述根據(jù)本發(fā)明的信號處理設(shè)備。
圖3圖示說明光盤系統(tǒng)30的第一實施例，其中結(jié)合有根據(jù)本發(fā)明的信號處理設(shè)備301。相應(yīng)地，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白的是，信號處理設(shè)備301可以實施于光盤系統(tǒng)中。而且，光盤系統(tǒng)30僅僅就其與本發(fā)明相關(guān)的部分參照圖3進行描述。
光盤系統(tǒng)30包括具有用于轉(zhuǎn)動記錄介質(zhì)304的電機303的光盤播放器或記錄器302。記錄介質(zhì)304提供有包含數(shù)字信息的凹坑軌道。記錄介質(zhì)304優(yōu)選地，但不必需地是光盤，例如CD或DVD。光盤系統(tǒng)30還包括光拾取設(shè)備305。光拾取設(shè)備305提供有激光單元306，該激光單元306可以通過驅(qū)動電機307(其被示意性地示出)在整個記錄介質(zhì)304上沿徑向進行移動。徑向跟蹤可以用各種方式來實施。另外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白的是，驅(qū)動電機307主要用于徑向的粗略的運動。優(yōu)選的是使用所謂的聲音線圈型結(jié)構(gòu)等用于較細(xì)微的運動?？紤]到例如記錄介質(zhì)的折射率，激光單元306還包括物鏡306a，其被配置以便將激光束308聚焦到記錄介質(zhì)304的數(shù)據(jù)層上。來自激光單元306的激光束308被聚焦到記錄介質(zhì)304上。另外，聚焦致動器，通常標(biāo)示為309，其優(yōu)選的是聲音線圈結(jié)構(gòu)，其能夠?qū)⑽镧R306a在相對于記錄介質(zhì)304的垂直方向上移動。因此聚焦致動器309在聚焦方向上驅(qū)動物鏡，即向或從記錄介質(zhì)304驅(qū)動物鏡，從而使激光束308能夠被聚焦到記錄介質(zhì)304的數(shù)據(jù)層上。聚焦致動器309被構(gòu)造成控制聚焦點的位置。在圖3中，光盤系統(tǒng)被圖示具有聚焦致動器309，該聚焦致動器309就在激光單元306的下方。不過，聚焦致動器309可以，例如，也被放置在激光單元306內(nèi)。另外，由記錄介質(zhì)304反射且調(diào)制的激光束308由檢測單元310檢測且被轉(zhuǎn)換成施加到處理設(shè)備311的電信號。處理設(shè)備311解碼并校正數(shù)據(jù)并最后使其可提供給用戶。另外，處理設(shè)備311從光拾取設(shè)備305產(chǎn)生聚焦誤差信號FE以及中心孔徑信號CA。聚焦誤差信號FE以及中心孔徑信號CA已經(jīng)參照圖1和圖2進行了描述。此外，聚焦誤差信號FE通常表示聚焦點與光盤系統(tǒng)30要讀取或?qū)懭氲挠涗浗橘|(zhì)304的數(shù)據(jù)層之間的相對距離，而中心孔徑信號CA通常表示來自光盤系統(tǒng)30要讀取或?qū)懭氲挠涗浗橘|(zhì)304的反射光的量。
到目前為止，上面所描述的光盤系統(tǒng)30與已知的光盤系統(tǒng)類似。光盤系統(tǒng)30還包括信號處理設(shè)備301，聚焦誤差信號FE以及中心孔徑信號CA提供給該信號處理設(shè)備301。根據(jù)本發(fā)明，信號處理設(shè)備301基于聚焦誤差信號FE以及中心孔徑信號CA產(chǎn)生用于控制聚焦致動器309的聚焦致動器控制信號CS。聚焦致動器控制信號CS在中心孔徑信號等于或大于某個閾值時對應(yīng)于聚焦誤差信號FE。另外，控制信號CS在中心孔徑信號CS低于該確定閾值時為具有預(yù)定水平的信號。優(yōu)選地，該閾值被選擇代表從圖1中所示的聚焦誤差信號FE的A區(qū)域向B區(qū)域的過渡。然而，同樣可能的，該閾值可以被選擇為代表用圖1中的B*表示的聚焦誤差。B*不是精確地代表從聚焦誤差信號FE的A區(qū)域向B區(qū)域的過渡。然而，重要的是，B*被選擇代表接近于該過渡的值。另外，B*當(dāng)然可以被選擇代表稍微在區(qū)域A內(nèi)部的值(其接近于從A區(qū)域向B區(qū)域的過渡)，然而，在大部分光盤系統(tǒng)中，這不是優(yōu)選的?？傊?，大于或等于所述閾值的中心孔徑信號CA的信號值通常被認(rèn)為是代表當(dāng)聚焦誤差在聚焦誤差信號的A區(qū)域內(nèi)即正確代表在數(shù)據(jù)層與聚焦點之間的相對距離的區(qū)域內(nèi)的情況。
現(xiàn)在參照圖4進一步詳細(xì)描述控制信號CS，該控制信號CS當(dāng)中心孔徑信號在所述閾值以下時在信號處理設(shè)備301中產(chǎn)生。類似于圖1中所示的聚焦誤差信號FE，控制信號CS具有S狀特性曲線。僅為了圖示說明的目的，控制信號CS如聚焦誤差信號FE一樣已被劃分成相應(yīng)的區(qū)域A′、B′、和C′。另外，在這個例子中，要明白的是，中心孔徑信號CA的閾值，如圖2中所示，已被選擇具有代表聚焦誤差信號FE的信號值B′*的值。該信號在區(qū)域A′和部分區(qū)域B′(即至B′*)中是S狀。然而，與圖1中所示的聚焦誤差信號相反，控制信號的區(qū)域C′和大部分區(qū)域B′具有預(yù)定的水平。該預(yù)定水平是S曲線誤差的預(yù)定水平，如圖4中所示。換句話說，該控制信號在大部分區(qū)域B′中和在區(qū)域C′中具有延伸的S曲線誤差。因此，該信號被稱為“延伸的”S曲線。當(dāng)物鏡在負(fù)方向(X)偏離適當(dāng)?shù)木劢刮恢脮r該預(yù)定水平將具有負(fù)值。類似地，如果當(dāng)物鏡在正方向(Y)上偏離適當(dāng)?shù)木劢刮恢脮r該預(yù)定水平具有正的信號值。
當(dāng)物鏡在負(fù)側(cè)上偏離適當(dāng)?shù)木劢刮恢?時，控制信號在大部分區(qū)域B′中和在區(qū)域C′中被延伸到預(yù)定的負(fù)信號值。用同樣的方式，當(dāng)物鏡在正向上偏離適當(dāng)?shù)木劢刮恢?時，控制信號在大部分區(qū)域B′中和在區(qū)域C′中被延伸到預(yù)定的正信號值，如在圖4中所明確圖示的?？刂菩盘柕淖畲笱由熘祵?yīng)于圖1中所示的聚焦誤差信號的峰值。例如，如果聚焦誤差信號FE的峰值具有代表4μm的S曲線誤差的絕對值，那么控制信號的最大延伸值(在大部分區(qū)域B′中和在區(qū)域C′中)是4μm。因此，當(dāng)聚焦誤差為負(fù)時，預(yù)定水平可以被延伸到-4μm。用同樣的方式，當(dāng)物鏡的偏離在從適當(dāng)?shù)木劢刮恢闷鸬恼驎r，預(yù)定水平在大部分區(qū)域B′中和在區(qū)域C′中可以被延伸到+4μm。雖然該控制信號的最大延伸值對應(yīng)于聚焦誤差信號的S曲線誤差峰值，但是應(yīng)該明白的是，其它的延伸值同樣是可能的。所以，在振動的狀態(tài)下，當(dāng)物鏡一旦已偏離適當(dāng)?shù)木劢刮恢玫竭@樣的程度聚焦誤差在A區(qū)域之外，在區(qū)域B′和C′中分別延伸控制信號具有這樣的優(yōu)點為了再找到適當(dāng)?shù)木劢刮恢?，這使.至少一個控制器能夠確定物鏡應(yīng)在哪一方向上移動。下面將進一步描述該至少一個控制器。優(yōu)選地，但不必須地，控制信號的預(yù)定水平是可變的。換句話說，優(yōu)選地，S曲線誤差的延伸水平是可變的。在圖4中，這由箭頭所圖示說明。這意思是，控制信號的預(yù)定水平不是必需保持在恒定的信號值。相反，該延伸可以例如通過使用隨時間緩慢增加或減少的延伸來進行。
圖3中圖示說明的光盤系統(tǒng)30進一步包括至少一個控制器313，該控制器313被配置成控制聚焦致動器309。在圖3中，這被圖示為信號處理設(shè)備301操作性地連接到該至少一個控制器313。不過，應(yīng)當(dāng)明白的是，該至少一個控制器313同樣地可以結(jié)合在信號處理設(shè)備301中。優(yōu)選地，該至少一個控制器313被配置成控制聚焦致動器309的阻尼操作以及被配置成控制聚焦致動器309的跟蹤操作。因此，如果光盤系統(tǒng)30受振動或沖擊的影響，那么該至少一個控制器被配置成首先在起動和/或恢復(fù)時使聚焦致動器309阻尼到這樣的程度該至少一個控制器在那之后能夠再次進行跟蹤操作。另外，控制信號CS被從信號處理設(shè)備301提供到該至少一個控制器313。當(dāng)中心孔徑信號CA在所述閾值以上時，聚焦誤差信號FE可以被直接提供到該至少一個控制器313。然而，如果物鏡已從適當(dāng)?shù)木劢刮恢闷x到這樣的程度聚焦誤差不在聚焦誤差信號的區(qū)域A內(nèi)，那么反射光的強度將減少，導(dǎo)致產(chǎn)生在所述閾值以下的中心孔徑信號CA的信號值。因此，信號處理設(shè)備將產(chǎn)生具有預(yù)定水平(如圖4中所示)的控制信號CS，該控制信號將被提供給該至少一個控制器313。通過將控制信號在大部分區(qū)域B′中和在區(qū)域C′中延伸，該至少一個控制器能夠確定物鏡應(yīng)在哪個方向移動以便再次找到適當(dāng)?shù)木劢刮恢谩?br> 該至少一個控制器313經(jīng)斜坡裝置(ramp)312進一步操作性連接到光拾取設(shè)備305。該斜坡裝置312在起動和恢復(fù)期間使用，而在通常的播放情況下不使用。該斜坡裝置提供可以被添加到控制信號CS的斜坡信號RS，以便將聚集點帶回到記錄介質(zhì)304的數(shù)據(jù)層上。因此，該斜坡裝置被使用以便令人滿意地控制光盤系統(tǒng)30的行為。
圖5圖示說明了光盤系統(tǒng)50的第二實施例，在光盤系統(tǒng)50中結(jié)合有根據(jù)本發(fā)明的信號處理設(shè)備501。第二實施例類似于第一實施例。因此，在圖5中相應(yīng)的模塊用相應(yīng)的附圖標(biāo)記表示。然而，第二實施例與第一實施例不同在于它包括兩個特定的控制器；控制聚焦致動器的阻尼操作的阻尼控制器513a，以及控制聚焦致動器的跟蹤操作的跟蹤控制器513b。優(yōu)選地，但不必需地，阻尼控制器513a是所謂的PD控制器，而跟蹤控制器513b是所謂的PID控制器。在第二實施例的下面描述中，阻尼控制器513a是PD控制器，而跟蹤控制器513b是PID控制器。不過，應(yīng)當(dāng)理解的是，分別使用阻尼控制器和跟蹤控制器而不是PD控制器和PID控制器同樣是可能的。
通常，當(dāng)使用PD控制器作為控制光盤系統(tǒng)50中的聚焦致動器309的控制設(shè)備時，當(dāng)聚焦誤差在圖1中所圖示的聚焦誤差信號FE的A區(qū)域內(nèi)時，PD控制器的比例“P”作用將聚焦致動器309像彈簧一樣向后推，而微分“D”作用阻尼聚焦致動器309。在用B表示的區(qū)域中，P作用仍然將聚焦致動器309向后推，雖然隨著聚焦點與記錄介質(zhì)304之間的距離變得越大用的力越小，但是D作用使致動器309在錯誤的方向上加速。對于C區(qū)域，PD控制器不可能是激活的。PD控制器在圖1中用B和C表示的區(qū)域中的行為是不想要的。
然而，根據(jù)本發(fā)明的基本思想，信號處理設(shè)備501能夠基于聚焦誤差信號FE和中心孔徑信號CA產(chǎn)生用于控制聚焦致動器309的控制信號CS。當(dāng)所述中心孔徑信號等于或大于閾值時，控制信號CS對應(yīng)于聚焦誤差信號FE。另外，當(dāng)所述中心孔徑信號CA在所述閾值以下時，控制信號是具有預(yù)定水平的信號。由此，“延伸的”S曲線可以以如前面關(guān)于第一實施例所描述的相應(yīng)的方式產(chǎn)生。
根據(jù)光盤系統(tǒng)的第二實施例，信號處理設(shè)備501還能確定物鏡306a的焦點相對于記錄介質(zhì)304的數(shù)據(jù)層的速度。在大部分光盤系統(tǒng)30中，其中聚焦致動器309剛性地連接到物鏡306a，從而連接到物鏡的焦點，足以確定聚焦致動器309相對于記錄介質(zhì)304的數(shù)據(jù)層的速度。然而，在其它的能夠移動物鏡306a的焦點的系統(tǒng)30中，確定聚焦致動器309相對于記錄介質(zhì)304的數(shù)據(jù)層的速度是重要的。另外，根據(jù)第一轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)記錄介質(zhì)經(jīng)過聚焦點且速度(物鏡306a的焦點相對于記錄介質(zhì)304的數(shù)據(jù)層的速度)低于某個預(yù)定值時，信號處理設(shè)備501去激活PD控制器513a并且激活PID控制器513b，意味著打開跟蹤操作。此外，上面所述速度可以例如用聚焦誤差信號FE(如圖1中所示)的S曲線的斜率進行計算。更進一步地，當(dāng)中心孔徑信號在所述閾值以下時，即當(dāng)物鏡已偏離到聚焦誤差在聚焦誤差信號的區(qū)域A之外的程度時，信號處理設(shè)備被配置成從PID控制器513b轉(zhuǎn)換到PD控制器513a。由此，打開阻尼聚焦致動器的阻尼操作。當(dāng)光盤系統(tǒng)50包括PD控制器513a和PID控制器513b時該轉(zhuǎn)換機制是重要的。
附加地，或者可替換地，根據(jù)本發(fā)明也可以使用第二轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)該第二標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)中心孔徑信號CA等于或大于在S曲線的兩個零交叉之間的所述閾值時，即當(dāng)中心孔徑信號CA在聚焦誤差信號的兩個或更多的連續(xù)零交叉期間保持在所述閾值以上時，信號處理設(shè)備501能從PD控制器513a轉(zhuǎn)換到PID控制器513b。換句話說，當(dāng)聚焦誤差在聚焦誤差信號的兩個或更多的連續(xù)零交叉期間保持在區(qū)域A中時，意味著聚焦致動器被充分地阻尼，能夠去激活PD控制器513a并且激活PID控制器513b，由此使得能夠進一步進行跟蹤操作。而且，當(dāng)物鏡已偏離到聚焦誤差在聚焦誤差信號的區(qū)域A之外的程度時，PID控制器513b被去激活并且PD控制器513a被激活，由此使得能夠進行聚焦致動器的阻尼操作。
通過使得能夠在PD控制器513a與PID控制器513b之間進行轉(zhuǎn)換，當(dāng)記錄介質(zhì)304經(jīng)過聚集點時，物鏡306a的焦點相對于記錄介質(zhì)304的數(shù)據(jù)層的速度可以被令人滿意地控制。這對于光盤系統(tǒng)50的起動和恢復(fù)性能是重要的。
總之，通過提供PD控制器513a和PID控制器513b的控制以及“延伸的”S曲線的組合，如果必要的話，能夠減少聚焦致動器309的速度，由此，使得能夠改善光盤系統(tǒng)50的起動和恢復(fù)行為。
現(xiàn)在將描述信號處理設(shè)備501的優(yōu)選實施例。圖6圖示說明在光盤系統(tǒng)50中實施的信號處理設(shè)備501的優(yōu)選實施例的示意性模塊圖。如所能看到的，信號處理設(shè)備501包括多個模塊。
通過引入，聚焦誤差信號FE及中心孔徑信號CA被提供給信號處理設(shè)備501，信號處理設(shè)備501檢測這些信號。信號處理設(shè)備501包括由點劃線所表示的第一電路部分501a。第一電路部分501a包括具有兩個輸入端的求和模塊601a。求和模塊601a的第一輸入端被提供有中心孔徑信號CA。第二輸入端被提供有恒定信號，這以后稱為CA_level信號。該CA_level信號對應(yīng)于中心孔徑信號CA的所述閾值且由CA_level模塊602a提供。中心孔徑信號CA被從求和模塊601a中的CA_level信號減去，且最后產(chǎn)生的信號被提供給零檢測模塊603a。如果最后產(chǎn)生的信號等于零，即中心孔徑信號等于CA_level信號，那么從零檢測模塊603a輸出的信號將是數(shù)字1。此外，第一電路部分501a包括具有兩個輸入端的比較模塊604a。比較模塊604a的第一輸入端被提供有來自光拾取設(shè)備305的聚焦誤差信號FE，而第二輸入端被提供有從生成模塊605a輸出的恒定信號。在生成模塊605a生成的該恒定信號是0且代表等于零的聚焦誤差，即物鏡在適當(dāng)?shù)木劢刮恢?。如果聚焦誤差信號FE小于(＜)零，那么比較模塊604a輸出具有數(shù)字1的信號。因此，如果此刻的聚焦誤差小于零，那么從比較模塊輸出的信號將變?yōu)閿?shù)字1。相應(yīng)地，如果此刻的聚焦誤差在零以上，那么從比較模塊輸出的信號將變?yōu)閿?shù)字0。另外，電路部分501a包括具有兩個輸入端的AND(與)模塊606a。AND模塊606a的第一輸入端被提供有從零檢測模塊603a輸出的信號，而第二輸入端被提供有從比較模塊604a輸出的信號。此外，如果兩個輸入信號都是數(shù)字1，則AND模塊606a輸出具有數(shù)字1的信號。否則所輸出的信號具有數(shù)字0的輸出。
信號處理設(shè)備501還包括由另一點劃線表示的第二電路部分501b。第二電路部分501b包括具有兩個輸入端的求和模塊601b。求和模塊601b的第一輸入端被提供有中心孔徑信號CA。第二輸入端被提供有恒定的CA_level信號，與第一電路部分501a中同樣。類似地，CA_level信號對應(yīng)于中心孔徑信號的所述閾值。這由CA_level模塊602b提供。中心孔徑信號CA被從求和模塊601b中的CA_level信號去除且最后產(chǎn)生的信號被提供給零檢測模塊603b。如果最后產(chǎn)生的信號等于零，即中心孔徑信號等于CA_level信號，那么從零檢測模塊603b輸出的信號將具有數(shù)字1。
此外，第二電路部分501b包括具有兩個輸入端的比較模塊604b。比較模塊604b的第一輸入端被提供有聚焦誤差信號FE，而第二輸入端被提供有從生成模塊605b輸出的恒定信號。生成模塊605b中生成的該恒定信號是0且代表物鏡在適當(dāng)?shù)木劢刮恢脮r的情況。如果聚焦誤差信號FE等于或超過(＞)零，即，如果所述偏離在正向，那么比較模塊604b輸出具有數(shù)字1的信號。因此，如果此刻的聚焦誤差在零以上，那么從比較模塊輸出的信號將變?yōu)閿?shù)字1。相應(yīng)地，如果此刻的聚焦誤差在零以下，那么從比較模塊604b輸出的信號將變?yōu)?。另外，電路部分501b包括具有兩個輸入端的AND模塊606b。AND模塊606b的第一端被提供有從零檢測模塊603b輸出的信號，而第二端被提供有從比較模塊604b輸出的信號。此外，如果兩個輸入信號都是1，則AND模塊606b輸出具有數(shù)字1的信號。否則所輸出的信號具有數(shù)字0的輸出。
信號處理設(shè)備501還包括由點劃線表示的第三電路部分501c。該電路部分包括具有兩個輸入端的比較模塊604c。第一端被提供有中心孔徑信號CA，而第二輸入端被提供有恒定的CA_level信號。而且，CA_level信號對應(yīng)于中心孔徑信號的所述閾值。該CA_level信號由CA_level模塊602c提供。如果中心孔徑信號CA等于或大于CA_level信號，那么比較模塊604c輸出具有數(shù)字1的信號。否則，所輸出的信號具有數(shù)字0。因此，如果中心孔徑信號此刻等于或大于該確定閾值，那么從比較模塊所輸出的信號將變?yōu)閿?shù)字1。另一方面，如果中心孔徑信號此刻在該CA_level信號以下，即在該確定閾值以下，那么從比較模塊所輸出的信號將變?yōu)閿?shù)字0。
從AND模塊606a輸出的信號被提供給第一設(shè)置-復(fù)位(Set-Reset)模塊607a的第一輸入端。第一設(shè)置-復(fù)位模塊607a的第二輸入端被提供有從比較模塊604c輸出的信號。如果在第一輸入端的信號是數(shù)字1且保持該值直至第二輸入端接收數(shù)字1的值，那么第一設(shè)置-復(fù)位模塊607a輸出數(shù)字1。
從AND模塊606b輸出的信號被提供給第二設(shè)置-復(fù)位模塊607b的第一輸入端。該第二設(shè)置-復(fù)位模塊607b的第二輸入端被提供有從比較模塊604c輸出的信號。如果在第一輸入端的信號是數(shù)字1且保持該值直至第二輸入端接收數(shù)值1，那么第二設(shè)置-復(fù)位模塊607a輸出數(shù)字1。
此外，信號處理設(shè)備501包括第一和第二生成模塊，分別為608a和608b。這些生成模塊被配置成當(dāng)中心孔徑信號在所述閾值以下時生成具有預(yù)定水平的控制信號。換句話說，當(dāng)中心孔徑信號在CA_level信號以下時，這些生成模塊被配置成生成具有預(yù)定水平的控制信號。因此，可以生成“延伸的”S曲線。當(dāng)聚焦誤差具有負(fù)號時使用生成模塊608a，而當(dāng)聚焦誤差具有正號時使用生成模塊608b。相應(yīng)地，如果物鏡偏離適當(dāng)?shù)木劢刮恢脮r，那么首先確定該偏離的符號。這分別利用比較模塊604a和604b來完成。如果符號是負(fù)的，那么可以激活第一生成模塊608a。另一方面，如果聚焦誤差具有正號，那么可以激活第二生成模塊608b。
信號處理設(shè)備501還包括兩個轉(zhuǎn)換模塊，分別為609a和609b。轉(zhuǎn)換模塊609b具有三個輸入端。第一輸入端被提供有從生成模塊608b輸出的信號。第二端被提供有從第二設(shè)置-復(fù)位模塊607b輸出的信號。第三輸入端提供有聚焦誤差信號FE。轉(zhuǎn)換模塊609b基于第二輸入端的信號在第一與第三輸入端的信號之間轉(zhuǎn)換。所以，如果該第二設(shè)置-復(fù)位模塊607b被設(shè)定(賦予數(shù)字1)，那么轉(zhuǎn)換模塊609a將輸出從第三輸入端轉(zhuǎn)換到第一輸入端，由此在正側(cè)輸出具有延伸水平的控制信號。轉(zhuǎn)換模塊609a與轉(zhuǎn)換模塊609b類似地工作。轉(zhuǎn)換模塊609a也包括三個輸入端。第一輸入端被提供有從生成模塊608a輸出的信號。第二輸入端被提供有從第一設(shè)置-復(fù)位模塊607a輸出的信號。第三輸入端被提供有從轉(zhuǎn)換模塊609b輸出的信號。轉(zhuǎn)換模塊609a基于第二輸入端的信號在第一與第三輸入端的信號之間轉(zhuǎn)換。因此，如果第一設(shè)置-復(fù)位模塊607a被設(shè)定(賦予數(shù)字1)，那么轉(zhuǎn)換模塊609b將輸出從第三輸入端轉(zhuǎn)換到第一輸入端，由此在負(fù)側(cè)輸出具有延伸水平的控制信號。此外，從轉(zhuǎn)換模塊609a輸出的信號是用于控制光盤系統(tǒng)中的聚焦致動器的控制信號，在光盤系統(tǒng)中實施有信號處理設(shè)備501。
因此，根據(jù)信號處理設(shè)備501的這個實施例，如果中心孔徑信號CA超過CA_level模塊602c所提供的CA_level信號，那么比較模塊604c將輸出數(shù)字1，由此分別使設(shè)置-復(fù)位模塊607a和607b分別復(fù)位。如果這些模塊在它們各自的第二端接收數(shù)字1，那么從這些模塊輸出的信號將具有數(shù)字0。這進而使聚焦誤差信號FE能夠作為控制信號CS通過。如果中心孔徑信號在所述閾值以下時，可以檢測物鏡的偏離符號。這分別利用比較模塊604a和604b來實現(xiàn)。如果符號是正的，那么具有正的“延伸的”預(yù)定水平的控制信號CS通過生成模塊608b來生成。同樣，如果物鏡的偏離具有負(fù)符號，那么具有負(fù)信號值的控制信號CS通過生成模塊608a來生成。
雖然前面已經(jīng)描述了實施于光盤系統(tǒng)50中的信號處理設(shè)備501的優(yōu)選實施例，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白的是，信號處理設(shè)備501有多種其它可能的實施例。例如，可以想到一種可替換的信號處理設(shè)備501，其提供有查詢表，查詢表中具有聚焦誤差信號FE和中心孔徑信號CA的可能信號值的預(yù)定水平的表。在已檢測到聚焦誤差信號FE和中心孔徑信號CA之后，控制信號可以由信號處理設(shè)備501根據(jù)所檢測到的聚焦誤差信號FE和中心孔徑信號CA的信號值來生成。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種基于聚焦誤差信號FE和中心孔徑信號CA控制光盤系統(tǒng)中的聚焦致動器的方法。而且，聚焦誤差信號主要對應(yīng)于聚焦點與由光盤系統(tǒng)要讀取的記錄介質(zhì)的數(shù)據(jù)層之間的相對距離。而且，中心孔徑信號對應(yīng)于來自由所述光盤系統(tǒng)要讀取或?qū)懭氲挠涗浗橘|(zhì)的反射光的量。
圖7圖示說明顯示根據(jù)本發(fā)明的方法70的第一實施例。所述方法的第一實施例優(yōu)選地但不必需用于根據(jù)上面所述的第一實施例的光盤系統(tǒng)30中。在步驟701，檢測中心孔徑信號CA和聚焦誤差信號FE。優(yōu)選地，但不必需地，該步驟利用前面所述的信號處理設(shè)備301來完成。此外，在下一步驟702，確定中心孔徑信號是否等于或大于某個閾值。而且，該閾值優(yōu)選地代表從聚焦誤差信號FE的A區(qū)域向B區(qū)域過渡，如圖1中所示。當(dāng)中心孔徑信號的信號值等于或大于該某閾值時，所述方法進行到步驟704，在步驟704，產(chǎn)生控制信號。然而，當(dāng)中心孔徑信號在所述閾值以下時，確定聚焦誤差信號具有哪種符號。這在步驟703中完成。如果物鏡在正向上偏離，如圖1中所示，它將具有正號。同樣，如果物鏡在負(fù)向上偏離適當(dāng)?shù)木劢刮恢?，那么它將具有?fù)號。
所述方法的最重要的步驟是步驟704。在該步驟中，產(chǎn)生控制信號CS。當(dāng)中心孔徑信號等于或大于所述閾值時，即當(dāng)聚焦誤差在聚焦誤差信號的區(qū)域A內(nèi)時，該控制信號CS對應(yīng)于聚焦誤差信號FE。否則，即當(dāng)中心孔徑信號的信號值在所述閾值以下時，產(chǎn)生具有預(yù)定水平的控制信號。當(dāng)中心孔徑信號CA在所述確定閾值以下時產(chǎn)生的控制信號CS已經(jīng)參照圖4詳細(xì)地進行了描述，因此將不再結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的方法進一步詳細(xì)地描述了。步驟704還包括根據(jù)聚焦誤差信號的符號產(chǎn)生控制信號的進一步步驟，聚焦誤差信號的符號已在步驟703中確定。如果符號是正的，那么將產(chǎn)生具有正延伸的控制信號。類似地，如果物鏡在負(fù)向上偏離適當(dāng)?shù)木劢刮恢?，那么將產(chǎn)生具有負(fù)的預(yù)定信號值的聚焦致動器控制信號。
在步驟705，控制信號CS被提供給至少一個控制器，用于基于控制信號CS進一步控制聚焦致動器。優(yōu)選地，但不必需地，步驟705包括控制聚焦致動器的阻尼操作以及控制聚焦致動器的跟蹤操作。因此，如果光盤系統(tǒng)受振動或沖擊的影響，那么可能在起動和/或恢復(fù)時首先使聚焦致動器阻尼到這樣的程度，使得然后能夠進行跟蹤操作。
現(xiàn)在將參照圖8描述根據(jù)所述方法的第二實施例的該方法的第二實施例。該方法的第二實施例類似于直至步驟704的該方法的第一實施例。因此，在圖8中使用了與圖7中所示的方法步驟相應(yīng)的附圖標(biāo)記。根據(jù)第二實施例的方法優(yōu)選地用于根據(jù)前面所述的第二實施例的光盤系統(tǒng)50中。
根據(jù)該實施例的方法與第一實施例的不同之處在于它還相應(yīng)地包括步驟805、806和807。第一，在步驟702，已確定中心孔徑信號是否等于或大于所述閾值。如果中心孔徑在所述閾值以下，那么可以激活控制聚焦致動器的阻尼操作的阻尼控制器，例如PD控制器。此外，在這種情況下，可以去激活控制聚焦致動器的跟蹤操作的跟蹤控制器，例如PID控制器。相應(yīng)地，打開聚焦致動器的阻尼操作。這在圖8中所示的步驟807中進行。在步驟805，如果中心孔徑等于或大于所述閾值，那么檢測物鏡的焦點相對于記錄介質(zhì)的數(shù)據(jù)層的速度。當(dāng)由光盤系統(tǒng)要讀取或?qū)懭氲挠涗浗橘|(zhì)通過光盤系統(tǒng)的聚焦點時，以及當(dāng)所述速度低于預(yù)定值時，在步驟806，將去激活阻尼控制器，并且激活跟蹤控制器。因此打開跟蹤操作。
可選地，在步驟805，第二轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)也可以結(jié)合第一轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)使用。還有，在步驟805，另一種可選方案是用第二轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)代替第一轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)該第二標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)中心孔徑信號CA等于或大于在S曲線的兩個零交叉之間的閾值時，即當(dāng)中心孔徑信號CA在聚焦誤差信號的兩個或更多的連續(xù)零交叉期間保持在所述閾值以上時，去激活阻尼控制器并且激活跟蹤控制器。換句話說，當(dāng)聚焦誤差在聚焦誤差信號的兩個或更多的連續(xù)零交叉期間保持在聚焦誤差信號的區(qū)域A中時，意味著當(dāng)聚焦致動器被充分地阻尼時，能夠去激活阻尼控制器并且激活跟蹤控制器。由此，能夠打開聚焦致動器的跟蹤操作而無需使用“延伸的”聚焦致動器控制信號CS。
根據(jù)本發(fā)明的方法通過提供“延伸的”S曲線與對阻尼控制器和跟蹤控制器的控制的組合，能夠改善光盤系統(tǒng)的起動和/或恢復(fù)性能。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種實施于光盤系統(tǒng)中的計算機可讀介質(zhì)。在該計算機可讀介質(zhì)上收錄有用于由計算機進行處理的計算機程序。根據(jù)本發(fā)明，該計算機程序包括用于進行根據(jù)本發(fā)明的第二方面的方法的代碼段。由于在前面已經(jīng)描述了根據(jù)本發(fā)明的方法，所以這里將不再進行描述。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種用于控制光盤系統(tǒng)中的聚焦致動器的控制信號CS?？刂菩盘朇S基于聚焦誤差信號FE以及中心孔徑信號CA。而且，聚焦誤差信號FE通常對應(yīng)于聚焦點與光盤系統(tǒng)要讀取或?qū)懭氲挠涗浗橘|(zhì)的數(shù)據(jù)層之間的相對距離。而且，中心孔徑信號CA對應(yīng)于來自由所述光盤系統(tǒng)要讀取或?qū)懭氲挠涗浗橘|(zhì)的反射光的量。再有，當(dāng)所述中心孔徑信號等于或大于閾值時，控制信號CS對應(yīng)于聚焦誤差信號FE。而且，優(yōu)選地，該閾值被選擇代表從聚焦誤差信號FE的A區(qū)域向B區(qū)域的過渡，如圖1中所示。此外，當(dāng)所述中心孔徑信號CS在所述閾值以下時，產(chǎn)生的控制信號CS為具有預(yù)定水平的信號。當(dāng)所述中心孔徑信號CS在所述某閾值以下時產(chǎn)生的控制信號已參照圖4詳細(xì)地進行了描述，所以這里將不再描述。
至今當(dāng)光盤系統(tǒng)要讀取或?qū)懭氲挠涗浗橘|(zhì)基本上是完好無損時已參照本發(fā)明的不同方面描述了本發(fā)明。然而，有時在光盤系統(tǒng)要讀取或?qū)懭氲挠涗浗橘|(zhì)上存在有一些黑點、劃痕或手指印或其它盤片缺陷。因此，有可能發(fā)生記錄介質(zhì)經(jīng)過聚焦點而信號處理設(shè)備沒有對此進行記錄(register)。如果在缺陷期間記錄介質(zhì)經(jīng)過聚焦點，那么聚焦誤差可能具有錯誤的符號。如果這樣，這將導(dǎo)致具有錯誤符號的控制輸入且聚焦致動器將被從記錄介質(zhì)的數(shù)據(jù)層推開而不是被推向想要的方向。以此，聚焦致動器被推開直至其在一個方向上到達記錄介質(zhì)或在另一個方向上到達光拾取設(shè)備的底盤并保持在這個位置。控制輸入保持在恒定值且聚焦致動器可能變得過熱。另外，如果聚焦致動器被推向記錄介質(zhì)，那么它可能碰到記錄介質(zhì)從而記錄介質(zhì)與聚焦致動器可能被嚴(yán)重?fù)p壞。在下面將描述本發(fā)明如何防止這些情景的發(fā)生。在這個例子中，應(yīng)理解的是，使用了根據(jù)第二實施例的信號處理設(shè)備501。
防止過熱經(jīng)過光拾取設(shè)備305的最大允許電流可以在所使用的光拾取設(shè)備的說明書中找到。例如，光拾取設(shè)備305可能具有經(jīng)過其的最大允許連續(xù)電流120mA。因此，在兩秒的時段期間，允許240mA的電流。當(dāng)使用線圈的電阻R為7.6Ω時，允許的電壓可以由圖9中的公式1來計算。相應(yīng)地，最大允許連續(xù)電壓等于0.912V。在兩秒期間，因此允許1.824V的電壓。可以想象，圖4中所示的控制信號的“延伸的”部分保持在4μm的恒定值。在“延伸的”部分的PD控制器的電壓取決于PD控制器對于s↓0(注意這是僅僅當(dāng)延伸值恒定時的情況)的P作用。這導(dǎo)致產(chǎn)生圖9中的方程2，其中P是PD控制器增益。PD控制器的增益取決于所控制的光盤系統(tǒng)50的想要的帶寬。PD控制器的增益可以使用光拾取設(shè)備305與PD控制器513a的轉(zhuǎn)換函數(shù)被計算為想要的帶寬ωBW[rad/s]的函數(shù)。光拾取設(shè)備的轉(zhuǎn)換函數(shù)顯示于圖9的方程3中。另外，圖9的方程4顯示具有低通濾波器的PD控制器513a的轉(zhuǎn)換函數(shù)。在這個例子中，PD控制器513a被實施為在ωBW/3時為零、在ωBW*3時為極點的lead filter(前沿濾波器)以及在ωBW*10時為極點的低通濾波器。
PD控制器513a的增益必須具有一個值，使得開環(huán)轉(zhuǎn)換函數(shù)(圖8的方程5所示)在想要的帶寬具有0dB的幅值，|CH|ωBW＝0dB＝1。開環(huán)轉(zhuǎn)換函數(shù)用方程5顯示。使用方程5以及|CH|ωBW＝0dB＝1，可以得出作為模型參數(shù)以及帶寬的函數(shù)的PD控制器增益P的表達式。因為在帶寬頻率為s＝j(luò)ωBW時幅度為1，參見方程6和7。
此外，使用圖9的方程9可以對每個帶寬ωBW[rad/s]計算具有低通濾波器的PD控制器的增益。因此可以使用方程9和2計算作為帶寬的函數(shù)的PD控制器513a在延伸的部分的電壓。例如，在大約1kHz的帶寬達到最大允許連續(xù)電壓0.912V。在大約1.4kHz的帶寬達到在2秒期間的最大允許電壓1.824V。然后，為了確定聚焦致動器在控制信號CS的延伸部分中可以停留多長時間以防止過熱，可以使用對于某一時段的最大允許電壓的知識。
防止碰撞CD聚焦致動器306與記錄介質(zhì)304之間的最大距離取決于所使用的光拾取設(shè)備。例如，光拾取設(shè)備305可以使該距離被指定為1.61mm。在這個例子中，由于記錄介質(zhì)304的最大垂直偏離為0.5mm，所以該距離必須被減少到1.11mm(然而，注意的是，記錄介質(zhì)的最大垂直偏離可以因為介質(zhì)的種類不同而不同)。PD控制器在S曲線的延伸的部分的電壓可以用圖9中的方程2來計算。而且，PD控制器的增益取決于所控制的光盤系統(tǒng)50的帶寬，且可以用圖9的方程9來計算。因為斜坡裝置312而到達的聚焦致動器位置可以用Uramp=RkBlXend]]>來計算。到記錄介質(zhì)304的剩余距離具有∂=(1.11-Xu0)]]>的數(shù)值。記錄介質(zhì)304到達的時間可以用在S曲線的延伸的部分的控制器電壓的階躍的端值的階躍響應(yīng)來確定。位置到達的時間表示聚焦致動器在碰撞記錄介質(zhì)304之前在控制信號CS的延伸部分中停留的最大時間。
通過對每個帶寬進行跟蹤，在所有斜坡值上的最小與最大時間，即到達記錄介質(zhì)304之前的時間范圍可以確定為帶寬函數(shù)。在這個例子中，記錄介質(zhì)304永遠(yuǎn)不能達到356Hz的帶寬。這是因為在S曲線的延伸部分的PD控制器513a的電壓導(dǎo)致聚焦致動器位置，該聚焦致動器位置與由于斜坡裝置而引起的位置一起，總是小于1.11mm。
在其最大值處，該斜坡裝置具有1.28V的電壓。1.28V的電壓對應(yīng)于0.95mm的聚焦致動器的位置。到記錄介質(zhì)的最小距離是0.15mm。對于延伸部分直至356Hz的帶寬的PD控制器電壓導(dǎo)致小于0.15mm的位置。例如，假定356Hz的帶寬，根據(jù)該例子的PD控制器的電壓在S曲線的“延伸”部分等于0.1152V。
在這個例子中，在正側(cè)最大允許預(yù)定的“延伸”S曲線水平取決于所控制的光盤系統(tǒng)的帶寬，使得在正向的“延伸”部分的PD控制器的電壓等于0.1152V。用這種方式，聚焦致動器永遠(yuǎn)不會碰撞記錄介質(zhì)304。在這個例子中，在負(fù)側(cè)的“延伸的”S曲線被賦予了最大可能的延伸水平。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白的是，本發(fā)明可以以任何適當(dāng)?shù)男问絹韺嵤?，如硬件、軟件、固件或這些的任何組合。然而，優(yōu)選地，本發(fā)明被實施為在一個或多個數(shù)據(jù)處理器和/或數(shù)字信號處理器上運行的計算機軟件。本發(fā)明的實施例的元件和部件可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞皆谖锢砩?、功能上、邏輯上實施。實際上，功能性可以實施于一個單個單元中、多個單元中、或?qū)嵤槠渌δ軉卧囊徊糠帧Ｍ瑯拥?，本發(fā)明可以被實施于單個單元、或者可以在物理上或功能上分布在不同單元和處理器之間。
雖然本發(fā)明參照特定的方面和實施例進行了描述，但是，并不意味著本發(fā)明限定于這里所提出來的特定形式。相反，本發(fā)明僅由所附的權(quán)利要求來限定，除了上述指出的以外的其它實施例同樣可能在這些所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)，如不同結(jié)構(gòu)的信號處理設(shè)備，用于當(dāng)中心孔徑信號等于或大于閾值時使得能夠生成與聚焦誤差信號對應(yīng)的聚焦致動器控制信號，并且當(dāng)所述中心孔徑信號小于所述閾值時所述聚焦致動器控制信號是具有預(yù)定水平的信號。
權(quán)利要求
1.一種信號處理設(shè)備(301，501)，用于控制光盤系統(tǒng)(30，50)中的聚焦致動器(309)，其中所述信號處理設(shè)備(301，501)被構(gòu)造成基于聚焦誤差信號(FE)以及中心孔徑信號(CA)產(chǎn)生用于控制所述聚焦致動器(309)的聚焦致動器控制信號(CS)；其中當(dāng)所述中心孔徑信號(CA)等于或大于閾值時，所述聚焦致動器控制信號(CS)對應(yīng)于聚焦誤差信號(FE)，并且當(dāng)所述中心孔徑信號(CA)在所述閾值以下時，所述聚焦致動器控制信號(CS)為具有預(yù)定值的信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的信號處理設(shè)備(301，501)，其中所述聚焦誤差信號(FE)對應(yīng)于聚焦點與由所述光盤系統(tǒng)(30，50)所要讀取或?qū)懭氲挠涗浗橘|(zhì)(304)的數(shù)據(jù)層之間的相對距離，其中所述聚焦點是物鏡(306a)的焦點。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的信號處理設(shè)備(301，501)，其中所述中心孔徑信號(CA)對應(yīng)于來自由所述光盤系統(tǒng)(30，50)所要讀取或?qū)懭氲挠涗浗橘|(zhì)(304)的反射光的量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的信號處理設(shè)備(301，501)，其中聚焦致動器控制信號(CS)的預(yù)定水平是可變的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的信號處理設(shè)備(301，501)，還被構(gòu)造成-檢測中心孔徑信號(CA)，以及-確定中心孔徑信號(CA)等于或大于所述閾值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的信號處理設(shè)備(301，501)，還被構(gòu)造成-檢測聚焦誤差信號(FE)，以及-當(dāng)所述中心孔徑信號(CA)在所述閾值以下時還確定聚焦誤差信號(FE)的符號是正的還是負(fù)的；以及-根據(jù)該符號產(chǎn)生聚焦致動器控制信號(CS)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的信號處理設(shè)備(301)，還包括被構(gòu)造成控制聚焦致動器(309)的至少一個控制器(313)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的信號處理設(shè)備(301)，其中所述至少一個控制器(313)被構(gòu)造成控制聚焦致動器(309)的阻尼操作以及跟蹤操作。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的信號處理設(shè)備(501)，還包括阻尼控制器(513a)，被構(gòu)造成控制所述聚焦致動器的阻尼操作；以及跟蹤控制器(513b)，被構(gòu)造成控制所述聚焦致動器的跟蹤操作
10.根據(jù)權(quán)利要求9的信號處理設(shè)備(501)，其中所述信號處理設(shè)備(501)還被構(gòu)造成確定物鏡(306a)的焦點相對于記錄介質(zhì)(304)的數(shù)據(jù)層的速度，以及在記錄介質(zhì)經(jīng)過聚焦點且所述速度低于預(yù)定值時去激活阻尼控制器(513a)并且激活跟蹤控制器(513b)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10的信號處理設(shè)備(501)，其中所述信號處理設(shè)備(501)還被構(gòu)造成當(dāng)聚焦誤差信號(FE)的兩個或更多的連續(xù)零交叉期間中心孔徑信號(CA)等于或大于所述閾值時，去激活阻尼控制器(513a)并且激活跟蹤控制器(513b)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9-11中任何一個的信號處理設(shè)備(501)，其中所述信號處理設(shè)備(501)還被構(gòu)造成在中心孔徑信號(CA)低于所述閾值時激活阻尼控制器(513a)并且去激活跟蹤控制器(513b)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9-12中任何一個的信號處理設(shè)備(501)，其中所述阻尼控制器(513a)是PD控制器，并且所述跟蹤控制器(513b)是PID控制器。
14.根據(jù)權(quán)利要求2-13中任何一個的信號處理設(shè)備(301，501)，其中聚焦致動器被構(gòu)造成控制聚焦點的位置。
15.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的信號處理設(shè)備(301，501)，其中所述信號處理設(shè)備(301，501)被結(jié)合在光盤系統(tǒng)中。
16.一種基于聚焦誤差信號(FE)以及中心孔徑信號(CA)來控制光盤系統(tǒng)中的聚焦致動器的方法，其中所述方法包括當(dāng)所述中心孔徑信號(CA)等于或大于閾值時產(chǎn)生(704)與聚焦誤差信號(FE)對應(yīng)的聚焦致動器控制信號(CS)；以及當(dāng)所述中心孔徑信號在所述閾值以下時產(chǎn)生(704)具有預(yù)定水平的聚焦致動器控制信號(CS)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，還包括-檢測(701)中心孔徑信號(CA)，-確定(702)中心孔徑信號(CA)等于或大于所述閾值。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，還包括-檢測(701)所述聚焦誤差信號(FE)，以及-當(dāng)所述中心孔徑信號(CA)在所述閾值以下時，進一步確定(703)所述聚焦誤差信號(FE)的符號是正的還是負(fù)的；以及-根據(jù)該符號產(chǎn)生(704)所述聚焦致動器控制信號(CS)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，還包括提供(705)聚焦致動器控制信號(CS)給至少一個控制器，用于基于該聚焦致動器控制信號(CS)進一步控制(706)聚焦致動器。
20.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，還包括-確定(805)物鏡(306a)的焦點相對于由光盤系統(tǒng)要讀取或?qū)懭氲挠涗浗橘|(zhì)的數(shù)據(jù)層的速度；以及-當(dāng)記錄介質(zhì)經(jīng)過光盤系統(tǒng)的聚焦點且所述速度低于預(yù)定值時，-去激活(806)控制聚焦致動器的阻尼操作的阻尼控制器，以及-激活(806)控制聚焦致動器的跟蹤操作的跟蹤控制器。
21.根據(jù)權(quán)利要求16或20的方法，還包括-確定(805)在聚焦誤差信號(FE)的兩個或更多的連續(xù)零交叉期間中心孔徑信號(CA)是否等于或大于所述閾值，以及當(dāng)這樣時；-去激活控制聚焦致動器的阻尼操作的阻尼控制器，以及-激活控制聚焦致動器的跟蹤操作的跟蹤控制器。
22.根據(jù)權(quán)利要求16、20或21的方法，還包括當(dāng)中心孔徑信號(CA)低于所述閾值時，-激活控制聚焦致動器的阻尼操作的阻尼控制器，以及-去激活控制聚焦致動器的跟蹤操作的跟蹤控制器。
23.一種計算機可讀介質(zhì)，其結(jié)合于光盤系統(tǒng)中且具有包含于其上的用于由計算機處理的計算機程序，該計算機程序包括用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求16-22中任何一個的方法的代碼段。
24.一種聚焦致動器控制信號(CS)，其用于光盤系統(tǒng)中，用于控制聚焦致動器，其中所述聚焦致動器控制信號(CS)基于聚焦誤差信號(FE)以及中心孔徑信號(CA)；以及其中當(dāng)所述中心孔徑信號(CA)等于或大于閾值時，所述聚焦致動器控制信號(CS)對應(yīng)于聚焦誤差信號(FE)，當(dāng)所述中心孔徑信號(CA)在所述閾值以下時，所述聚焦致動器控制信號(CS)為具有預(yù)定水平的信號。
全文摘要
一種信號處理設(shè)備(301)，用于控制光盤系統(tǒng)(30)中的聚焦致動器(309)，其中該信號處理設(shè)備(309)產(chǎn)生施加到聚焦致動器(309)上的聚焦致動器控制信號(CS)。聚焦致動器控制信號(CS)基于聚焦誤差信號(FE)以及中心孔徑信號(CA)。如果中心孔徑信號(CA)等于或大于閾值，則聚焦致動器控制信號對應(yīng)于聚焦誤差信號(FE)。然而，當(dāng)中心孔徑信號在閾值以下時，聚焦致動器控制信號將具有預(yù)定水平。通過根據(jù)此提供聚焦致動器控制信號(CS)，能夠擴展聚焦誤差信號(FE)的區(qū)域，在該區(qū)域中，聚焦點與記錄介質(zhì)(304)的數(shù)據(jù)層之間的相對距離沒有被正確地表示?？刂菩盘?CS)的提供使得能夠提高光盤系統(tǒng)的起動與恢復(fù)性能，尤其在振動條件下。
文檔編號G11B7/09GK101073112SQ200580041862
公開日2007年11月14日 申請日期2005年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月6日
發(fā)明者R·J·E·默里, M·萊斯特, M·里克 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司