專(zhuān)利名稱(chēng)：光存儲(chǔ)接口裝置，控制光存儲(chǔ)接口的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的 一方面涉及光存儲(chǔ)接口裝置。光存儲(chǔ)接口裝置可能是，例如，數(shù)字多用途盤(pán)(DVD)播放器，其 可以從DVD盤(pán)讀取數(shù)據(jù)，或是DVD記錄器，其也可以寫(xiě)數(shù)據(jù)到DVD 盤(pán)上。光存儲(chǔ)接口裝置可能包括，例如，近場(chǎng)光學(xué)系統(tǒng)，其允許高密度 數(shù)據(jù)的讀出和存儲(chǔ)。本發(fā)明的另一方面涉及控制光存儲(chǔ)接口的方法，以 及用于光存儲(chǔ)接口的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
2005年2月的IEEE學(xué)報(bào)上磁學(xué)Vol.41,No.2,第1042-1046頁(yè),Zijp F.etal.的題目為"通過(guò)固體浸沒(méi)透鏡、傳統(tǒng)的致動(dòng)器和穩(wěn)固的空隙伺服 的高密度近場(chǎng)光記錄，，的文章，描述了一種在傳統(tǒng)的二軸致動(dòng)器中帶有 固體浸沒(méi)透鏡的近場(chǎng)光學(xué)記錄系統(tǒng)。為了維持固體浸沒(méi)透鏡和旋轉(zhuǎn)的光 盤(pán)之間的25nm的恒定空隙，數(shù)字伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)傳統(tǒng)的二軸致動(dòng)器。通 過(guò)以開(kāi)環(huán)控制模式使透鏡到間隙誤差信號(hào)開(kāi)始降到接近零的位置啟動(dòng) 數(shù)字伺服系統(tǒng)。當(dāng)間隙誤差信號(hào)降到低于預(yù)定的閾值時(shí)，閉環(huán)操作以給 出接近最后值的平滑的參考軌跡的間隙控制參考值開(kāi)始。這種模式稱(chēng)為 "切換，，控制。最后，當(dāng)透鏡達(dá)到間隙參考值時(shí)，高增益控制系統(tǒng)接替 控制。發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明的一方面，光存儲(chǔ)接口裝置具有下面的特征。 光存儲(chǔ)接口裝置包括透鏡模塊，用于響應(yīng)投射在透鏡模塊上的光束 在光信息記錄載體上形成光點(diǎn)。透鏡致動(dòng)器將透鏡模塊從相對(duì)遠(yuǎn)離光信 息載體的靜止位置移動(dòng)到相對(duì)接近光信息載體的讀取位置?？刂破鳈z驗(yàn) 當(dāng)透鏡模塊從靜止位置移動(dòng)到讀取位置，是否具有低于速度閾值的速 度。如果不是，控制器使透鏡致動(dòng)器相對(duì)于光信息載體后移透鏡模塊。本發(fā)明考慮下面的方面。透鏡模塊應(yīng)該最好不要與通過(guò)透鏡才莫塊從 上將要讀取數(shù)據(jù)或者將要寫(xiě)入數(shù)據(jù)在其上，或者兩者都有的光信息載體碰撞。透鏡才莫塊和光信息載體間的碰撞可能損壞透鏡才莫塊。碰撞也可能 損壞光信息載體。無(wú)論哪種情況，碰撞將會(huì)不利地影響到數(shù)據(jù)的讀取和 數(shù)據(jù)的寫(xiě)入，任何一個(gè)是適用的，或者可能甚至導(dǎo)致不可能讀取和寫(xiě)入。 光存儲(chǔ)接口裝置通常包括某種形式的控制系統(tǒng)，其使得透鏡致動(dòng)器 將透鏡模塊從相對(duì)遠(yuǎn)離光信息載體的靜止位置移動(dòng)到相對(duì)接近光信息 載體的讀取位置?？刂葡到y(tǒng)應(yīng)該最好被設(shè)計(jì)成使得在正常情況下透鏡模 塊不與光信息載體碰撞。也就是說(shuō)，控制系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)足夠地精密。此外， 控制系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)以相對(duì)短的時(shí)間將透鏡^t塊從靜止位置移動(dòng)到讀取位置。 也就是說(shuō)，為了提供用戶(hù)滿(mǎn)意的響應(yīng)時(shí)間，控制系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)足夠地快。用 戶(hù)通常不希望在光存儲(chǔ)接口裝置開(kāi)始從光信息載體讀取數(shù)據(jù)或者開(kāi)始 在光信息載體上寫(xiě)入數(shù)據(jù)之前等待數(shù)秒，任何一個(gè)都適用。速度和精確 性是對(duì)立的必要條件。設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)可能包括在兩個(gè)對(duì)立條件間的折 衷。外界干擾，例如沖擊或振動(dòng)，可能導(dǎo)致透鏡;溪塊與光信息載體碰撞。 控制系統(tǒng)可以應(yīng)付相對(duì)小量值的外界干擾。盡管如此，當(dāng)外界干擾具有 相對(duì)大量值時(shí)，控制系統(tǒng)通常將會(huì)不能防止碰撞。因?yàn)橥哥R模塊是相對(duì)接近光信息載體的，在近場(chǎng)光學(xué)系統(tǒng)中碰撞的 風(fēng)險(xiǎn)是尤其高的，特別是當(dāng)透鏡模塊朝讀取位置移動(dòng)時(shí)。相對(duì)小的干擾 可以引起透鏡模塊的相對(duì)小的位移，其足夠引起透鏡模塊和光信息載體 間的碰撞。此外，控制系統(tǒng)通常遭受容許偏差控制系統(tǒng)的控制狀態(tài)可 能在某種程度偏離為控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的期望的控制狀態(tài)。這種偏差可能使 控制系統(tǒng)對(duì)外界干擾更加敏感。可以應(yīng)用下面的安全4晉施以避免透鏡才莫塊和光信息載體間的碰撞。 當(dāng)透鏡^t塊具有 一個(gè)過(guò)于接近光信息載體的位置時(shí)，透鏡才莫塊遠(yuǎn)離光信 息載體移動(dòng)。也就是說(shuō)，當(dāng)透鏡模塊和光信息載體間的距離低于距離閾 值時(shí)，將透鏡模塊移開(kāi)。盡管如此，實(shí)際上，上述的安全措施可能不是^[艮有效。距離閾值需 要比相應(yīng)于讀取位置的距離小。上次提到的距離可能是相對(duì)小的，尤其 是在近場(chǎng)光學(xué)系統(tǒng)中。在低于距離閾值的距離的檢測(cè)和包括從光信息載 體移開(kāi)透鏡模塊的校正動(dòng)作間有 一個(gè)延遲。因?yàn)橥哥R模塊已經(jīng)相對(duì)接近 光信息載體，在這個(gè)延遲中透鏡模塊可能與光信息載體已經(jīng)碰撞?？梢?說(shuō)，這個(gè)治療來(lái)的太晚。根據(jù)本發(fā)明的上述方面，控制器檢驗(yàn)當(dāng)透鏡模塊從靜止位置移動(dòng)到 讀取位置，是否具有低于速度閾值的速度。如果不是，控制器使透鏡致 動(dòng)器相對(duì)于光信息載體后移透鏡模塊。即使當(dāng)透鏡模塊相對(duì)遠(yuǎn)離光信息載體時(shí)，透鏡模塊的速度可以提供 碰撞危險(xiǎn)的可靠指示。確定一個(gè)低于它就幾乎沒(méi)有碰撞危險(xiǎn)的極限速度 通常是可能的?？梢酝ㄟ^(guò)測(cè)量以經(jīng)驗(yàn)為根據(jù)確定極限速度。模擬或計(jì)算 是確定極限速度的其它手段。因?yàn)樗俣瓤梢栽谠缙谔峁┡鲎参ｋU(xiǎn)的可靠 指示，當(dāng)透鏡模塊仍然是相對(duì)遠(yuǎn)離光信息載體時(shí)，進(jìn)行校正動(dòng)作是可能 的。當(dāng)檢測(cè)到速度超過(guò)極限速度時(shí)，在與光信息載體碰撞之前透鏡才莫塊 還有一些要移動(dòng)的距離。因此，因?yàn)樘峁┑姆磻?yīng)的延遲，校正動(dòng)作到達(dá) 的太晚有更小的風(fēng)險(xiǎn)。因此，在透鏡才莫塊和光信息載體間有更小的^i撞 風(fēng)險(xiǎn)。由于那些原因，本發(fā)明允許可靠和穩(wěn)固的光數(shù)據(jù)讀出和光數(shù)據(jù)記 錄，尤其是在近場(chǎng)系統(tǒng)中。本發(fā)明特別有益的是當(dāng)使用控制系統(tǒng)以開(kāi)環(huán)模式操作，用于將透鏡 模塊從靜止位置移動(dòng)到靜止位置和讀取位置間的切換位置，并且接著以 閉環(huán)沖莫式操作，其中透鏡致動(dòng)器構(gòu)成了反饋回路的一部分，所述反饋回 路接收定義透鏡模塊的期望位置的參考值。從開(kāi)環(huán)模式到閉環(huán)模式的轉(zhuǎn)換引起了超調(diào)量透鏡模塊和光信息載體間的距離顯著地減少。當(dāng)超調(diào) 量太大時(shí)，透鏡模塊將與光信息載體碰撞。已經(jīng)證實(shí)超調(diào)量具有決定于 透鏡模塊的速度的量值；速度越高，量值越高。根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)?，?dāng) 速度超過(guò)速度閾值時(shí)執(zhí)行校正動(dòng)作，可以防止出現(xiàn)具有太高量值的超調(diào) 量，否則其會(huì)引起碰撞。因此，當(dāng)使用上述類(lèi)型的控制系統(tǒng)時(shí)，本發(fā)明 提供了 一種防止碰撞的有效方式。以下，本發(fā)明的這些和其它方面將會(huì)參照附圖更加具體地描述。
圖1是說(shuō)明光盤(pán)播放器的方框圖。圖2是說(shuō)明構(gòu)成光盤(pán)播放器的一部分的光讀取器^t塊的方框圖。圖3是說(shuō)明光讀取器模塊提供的間隙指示信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)的圖表。圖4是說(shuō)明構(gòu)成光盤(pán)播放器的一部分的控制器的方框圖。圖5是說(shuō)明控制器執(zhí)行的透鏡控制程序的流程圖。圖6是說(shuō)明當(dāng)控制器以開(kāi)環(huán)模式操作時(shí)，控制器和光讀取器模塊構(gòu)成的開(kāi)環(huán)控制回路的方框圖。圖7是說(shuō)明當(dāng)控制器以切換模式操作時(shí)，控制器和光讀取器模塊構(gòu) 成的切換控制回路的方框圖。圖8是說(shuō)明用于切換控制回路的隨時(shí)間函數(shù)而變化的參考值的圖表。圖9是說(shuō)明當(dāng)控制器以固定參考模式操作時(shí)，控制器和光讀取器模 塊構(gòu)成的固定參考控制回路的方框圖。圖IOA和IOB是說(shuō)明如果透鏡才莫塊以太高速度接近光盤(pán)，光盤(pán)播放 器中的透鏡模塊可能與光盤(pán)碰撞的信號(hào)圖表。
具體實(shí)施方式
圖1說(shuō)明了能夠讀取包括相對(duì)高密度數(shù)據(jù)的光盤(pán)DSK的光盤(pán)播放 器ODP。光盤(pán)播放器ODP包括光讀取器模塊ORM、數(shù)據(jù)信號(hào)處理器 DSP、盤(pán)旋轉(zhuǎn)電才幾DRM、和控制器CTRL。光盤(pán)播放器ODP可以進(jìn)一 步包括遙控設(shè)備RCD。控制器CTRL可以是例如包括程序存儲(chǔ)器的可 編程處理器的形式。在那種情況下，存儲(chǔ)在程序存儲(chǔ)器中的一個(gè)或更多 軟件模塊，定義了控制器CTRL執(zhí)行的操作。光盤(pán)播放器ODP基本上如下操作。假設(shè)一個(gè)用戶(hù)按下了遙控設(shè)備 RCD上的播放按鈕。遙控設(shè)備RCD發(fā)送無(wú)線(xiàn)信號(hào)給控制器CTRL?？?制器CTRL譯碼這個(gè)無(wú)線(xiàn)信號(hào)為播放命令并且在響應(yīng)中引起盤(pán)旋轉(zhuǎn)電機(jī) DRM使光盤(pán)DSK旋轉(zhuǎn)。光讀取器模塊ORM提供光點(diǎn)SP給旋轉(zhuǎn)的光盤(pán) DSK,以便讀出光學(xué)地存儲(chǔ)在光盤(pán)DSK上的數(shù)據(jù)。光讀取器模塊ORM 提供表示這些數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)信號(hào)DS。數(shù)據(jù)信號(hào)處理器DSP處理數(shù)據(jù)信號(hào) DS以便以適當(dāng)?shù)母袷将@得數(shù)字輸出數(shù)據(jù)OUT。為此，數(shù)據(jù)信號(hào)處理器 DSP可以扭j亍多種不同類(lèi)型的處理例如脈沖才企測(cè)、脈沖解碼和誤差解 碼。為了達(dá)到滿(mǎn)意的數(shù)據(jù)讀出，光點(diǎn)SP需要正確地位于光盤(pán)DSK上并 且需要正確地聚焦。此外，光點(diǎn)SP需要具有相對(duì)小的大小。光讀取器 模塊ORM提供表明光點(diǎn)SP的大小、位置和焦點(diǎn)的傳感器輸出信號(hào)SO。 傳感器輸出信號(hào)SO可以指示關(guān)于通過(guò)光點(diǎn)SP讀出的數(shù)據(jù)的其它參數(shù)。 接收傳感器輸出信號(hào)SO的控制器CTRL確定光點(diǎn)SP是否足夠小并且正 確地安置和聚焦?？刂破鰿TRL響應(yīng)傳感器輸出信號(hào)SO提供致動(dòng)器信號(hào)AS給光讀取器模塊ORM?？刂破鰿TRL提供的致動(dòng)器信號(hào)AS,使 光點(diǎn)SP足夠地小并且具有正確的焦點(diǎn)和位置。圖2說(shuō)明了光讀取器模塊ORM。光讀取器模塊ORM包括跟蹤致 動(dòng)器TRA、光電組件OEA、透鏡模塊LM、和透鏡致動(dòng)器LA。上述 元件可以構(gòu)成連接到臂致動(dòng)器RAA的讀取器臂RAR的一部分。透鏡致 動(dòng)器LA可以包括一個(gè)或者多個(gè)永久磁鐵以及一個(gè)或者多個(gè)線(xiàn)圈。透鏡 致動(dòng)器LA也可以包括一個(gè)或者多個(gè)壓電元件。同樣的提供給跟蹤致動(dòng) 器TRA。透鏡模塊LM是所謂的近場(chǎng)類(lèi)型，其允許光盤(pán)上的光點(diǎn)變得相對(duì)小。 透鏡模塊LM可以包括，例如，上述中的固體浸沒(méi)透鏡，例如，以上提 到2005年2月的IEEE學(xué)報(bào)上磁學(xué)Vol.41,No.2,第1042-1046頁(yè),Zijp F.et al.的"通過(guò)固體浸沒(méi)透鏡、傳統(tǒng)的致動(dòng)器和穩(wěn)固的空隙伺服的高密度近 場(chǎng)光記錄，，的文章。光讀器.模塊ORM接收以下的來(lái)自控制器CTRL的致動(dòng)器信號(hào) AS:臂控制信號(hào)AC、跟蹤控制信號(hào)TC、聚焦控制信號(hào)FC、和間隙控 制信號(hào)GC。光讀取器模塊ORM提供以下的傳感器信號(hào)SO給控制器 CTRL:間隙指示信號(hào)GI和跟蹤誤差信號(hào)TE。也可以選擇地認(rèn)為數(shù)據(jù) 信號(hào)DS為傳感器信號(hào)。光讀取器模塊ORM基本上如下操作。若有的話(huà)，臂致動(dòng)器RAA依 靠臂控制信號(hào)AC移動(dòng)讀取器臂RAR。因此，臂控制信號(hào)AC允許在盤(pán) 上的光點(diǎn)的位置的粗調(diào)控制。跟蹤致動(dòng)器TRA依靠跟蹤控制信號(hào)TC移 動(dòng)透鏡^t塊LM。因此，跟蹤控制信號(hào)TC允許光盤(pán)DSK上的光點(diǎn)SP 的位置的精密控制。下面將假設(shè)光點(diǎn)SP是正確的放置的。光電組件OEA產(chǎn)生輸出光束B(niǎo)O并且在透鏡模塊LM上投射該輸出 光束B(niǎo)O。輸出光束B(niǎo)O具有處于例如藍(lán)紫光波長(zhǎng)范圍的波長(zhǎng)。輸出光 束B(niǎo)O使透鏡^^莫塊LM生成在光盤(pán)DSK上的光點(diǎn)SP。光盤(pán)DSK反射光 點(diǎn)SP的一部分。這種反射使反射光束從透鏡模塊LM到光電組件OEA。 光電組件OEA從反射光束導(dǎo)出數(shù)據(jù)信號(hào)DS。光電組件OEA從反射光 束進(jìn)一步導(dǎo)出跟蹤誤差信號(hào)TE和間隙指示信號(hào)GI。光電組件OEA可以以上述文章中描述的方式操作。這篇文章的圖3 說(shuō)明了具有一個(gè)主分支和兩個(gè)檢測(cè)分支的近場(chǎng)播放器設(shè)置。主分支包括 藍(lán)紫激光、準(zhǔn)直透鏡、束成形光學(xué)器件、兩個(gè)束分離器、和一個(gè)用于焦點(diǎn)調(diào)整的伸縮鏡。聚焦控制信號(hào)FC可以調(diào)整該伸縮鏡。主分支提供輸出光束B(niǎo)O。 一個(gè)4企測(cè)分支包括標(biāo)記為"RF〃pol."的光電二極管。這個(gè) RF〃pol.光電二極管接收反射光束的一部分，其是偏振平行于輸出光束 BO的。反射光束的這個(gè)部分帶有表示從光盤(pán)DSK讀取的數(shù)據(jù)的中央孔 徑信號(hào)。因此，RF〃pol.光電二極管提供數(shù)據(jù)信號(hào)DS。該;險(xiǎn)測(cè)分支進(jìn)一 步包括提供跟蹤誤差信號(hào)TE的光電傳感器。另一個(gè)檢測(cè)分支包括指定 為"RF "的光電二極管，其接收反射光束的一部分，所迷反射光束的 一部分是偏振垂直于輸出光束B(niǎo)O的。這個(gè)RF光電二極管提供間隙指 示信號(hào)GI。圖2說(shuō)明了透鏡;溪塊LM和光盤(pán)DSK之間的空隙AG。當(dāng)光讀取器 沖莫塊ORM從光盤(pán)DSK讀取數(shù)據(jù)時(shí)，空隙AG應(yīng)當(dāng)是相對(duì)小的。原因如 下。以上已經(jīng)提到透鏡模塊LM是近場(chǎng)類(lèi)型。這樣的透鏡才莫塊LM利用 漸逝的能量以在光盤(pán)DSK上生成相對(duì)小的光點(diǎn)。來(lái)自透鏡沖莫塊LM的漸 逝的能量的基本部分應(yīng)當(dāng)?shù)竭_(dá)光盤(pán)DSK。漸逝的能量在輸出光束B(niǎo)O的 波長(zhǎng)的十分之幾中顯著地衰減。因此，如果空隙AG比輸出光束B(niǎo)O的 波長(zhǎng)的十分之幾小，光盤(pán)DSK上的光點(diǎn)SP可以是相對(duì)小的。因此，空 隙AG應(yīng)當(dāng)最好處于在包括10到50納米(nm)的范圍內(nèi)。這個(gè)范圍以 下將被作為近場(chǎng)范圍提到。透鏡致動(dòng)器LA依靠間隙控制信號(hào)GC以垂直于光盤(pán)DSK的方向移 動(dòng)透鎮(zhèn):沖莫塊LM。因此，間隙控制信號(hào)GC允許透4竟才莫塊LM和光盤(pán)DSK 間的空隙AG的控制。當(dāng)用戶(hù)如上述按下播放按鈕時(shí)，間隙控制信號(hào)GC 應(yīng)當(dāng)使透鏡模塊LM在近場(chǎng)范圍內(nèi)。而且，當(dāng)光讀取器模塊ORM從光 盤(pán)DSK讀取數(shù)據(jù)時(shí)，間隙控制信號(hào)GC應(yīng)當(dāng)保持透鏡模塊LM在近場(chǎng)范 圍內(nèi)。圖3說(shuō)明了間隙指示信號(hào)GI和數(shù)據(jù)信號(hào)DS。圖3是一個(gè)具有以納 米為單位表示空隙AG的橫軸的圖表。該圖表具有一個(gè)表示信號(hào)大小M 的豎軸。該圖表包括兩個(gè)曲線(xiàn) 一個(gè)曲線(xiàn)表示間隙指示信號(hào)GI;另一個(gè) 曲線(xiàn)表示數(shù)字信號(hào)DS。間隙指示信號(hào)GI具有在近場(chǎng)范圍正比于空隙 AG函數(shù)的大小。當(dāng)空隙AG比100nm大時(shí)，間隙指示信號(hào)GI的大小基 本上恒定。圖4說(shuō)明了控制器CTRL?？刂破鰿TRL包括處理器PRC、程序存 儲(chǔ)器PMEM、和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器DMEM。程序存儲(chǔ)器PMEM包括透鏡控制程序LCP。透鏡控制程序LCP構(gòu)成了處理器PRC可以執(zhí)行的一組指令。 控制器CTRL進(jìn)一步包括多個(gè)提供致動(dòng)器信號(hào)AS給光讀取器模塊〇RM 的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器DA1、 DA2、 DA3、 DA4，以及多個(gè)從光讀取器才莫塊 ORM接收傳感器信號(hào)SO的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器AD1、 AD2、 AD3。處理器 PRC可以包括多個(gè)連接到才莫擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器AD1、 AD2、 AD3的輸入緩存 器，和多個(gè)連接到數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器DA1、 DA2、 DA3、 DA4的輸出緩存 器。這些圖4沒(méi)有說(shuō)明的緩存器，用來(lái)暫時(shí)地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)?？刂破鰿TRL基于間隙指示信號(hào)GI，其是傳感器信號(hào)SO的一個(gè)， 確定間隙控制信號(hào)GC，其是致動(dòng)器信號(hào)AS的一個(gè)。控制器CTRL以下 面的方式那么做。模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器AD1周期地采樣間隙指示信號(hào)GI并 且變換采樣為數(shù)字值。因此，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器AD1提供了在采樣率下 表示間隙指示信號(hào)GI的輸入數(shù)字值GID流。采樣率可以是，例如，意 味著模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器AD1每微秒提供的新數(shù)字輸入值的每秒采樣數(shù)。 處理器PRC內(nèi)的輸入緩存器可以暫時(shí)地存儲(chǔ)^^莫擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器AD1提供 的數(shù)字輸入值GID.處理器PRC根據(jù)存儲(chǔ)在程序存儲(chǔ)器PMEM中的透鏡控制程序LCP 處理表示間隙指示信號(hào)GI的數(shù)字輸入值GID。更確切地說(shuō)，處理器PRC 執(zhí)行使處理器PRC處理這些數(shù)字輸入值的透鏡控制程序LCP。因此，處 理器PRC生成處理器PRC內(nèi)的輸出緩存器可以暫時(shí)地存儲(chǔ)的數(shù)字輸出 值GCD。處理器PRC以流的形式提供數(shù)字輸出值GCD給數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換 器DA4。這個(gè)流表示數(shù)字形式的間隙控制信號(hào)GC。數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器DA4 響應(yīng)處理器PRC根據(jù)間隙指示信號(hào)GI以它的數(shù)字形式的已經(jīng)生成的數(shù) 字輸出值GCD流，提供模擬信號(hào)的間隙控制信號(hào)GC。圖5說(shuō)明了包括多個(gè)步驟S1-S10的透鏡控制程序LCP。透鏡控制 程序LCP促使控制器CTRL使透鏡模塊LM從相對(duì)遠(yuǎn)離光盤(pán)DSK的靜 止位置到近場(chǎng)范圍內(nèi)的讀取位置。隨后，假設(shè)沒(méi)有干擾影響，透鏡控制 程序LCP保持透鏡才莫塊LM在讀取位置。讀取位置可以相應(yīng)于，例如 30nm的空隙AG.。靜止位置可以相應(yīng)于相對(duì)大的空隙AG,例如，幾百 微米。透鏡控制程序LCP促使控制器CTRL經(jīng)過(guò)三個(gè)不同的操作模式開(kāi) 環(huán)模式OLM、切換模式HOM、和固定參考模式FRM。在開(kāi)環(huán)模式OLM 中，控制器CTRL使透鏡模塊LM從靜止位置到相對(duì)接近近場(chǎng)范圍或甚10至在近場(chǎng)范圍內(nèi)的切換位置。切換位置可以相應(yīng)于，例如70nm的空隙 AG。在切換模式HOM中，假設(shè)沒(méi)有干擾影響，控制器CTRL使透鏡模 塊LM從切換位置到讀取位置。在固定參考模式FRM中，假設(shè)沒(méi)有干 擾影響，控制器CTRL保持透鏡模塊LM在讀取位置。如果沒(méi)有干擾影 響，控制器CTRL采取以下將要解釋的合適的動(dòng)作。當(dāng)控制器CTRL執(zhí)行步驟Sl和S2時(shí)，控制器CTRL以開(kāi)環(huán)才莫式 OLM操作。在步驟Sl中，控制器CTRL增加間隙控制信號(hào)GC的大小 (GCT)。參照?qǐng)D4,處理器PRC可以提供新的數(shù)字輸出值GCD給數(shù) 字模擬轉(zhuǎn)換器DA4，其比處理器PRC以前提供給數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器DA4 的數(shù)字輸出值GCD高一個(gè)或者多個(gè)單位。也就是說(shuō)，每次控制器CTRL 執(zhí)行步驟Sl數(shù)字輸出值GCD增加一個(gè)或多個(gè)單位。當(dāng)間隙控制信號(hào) GC的大小增加時(shí)，透鏡模塊LM移近光盤(pán)DSK。因此，每次控制器CTRL 執(zhí)行步驟Sl ，控制器CTRL使透鏡;漢塊LM移近一點(diǎn)光盤(pán)DSK。在步驟S2中，控制器CTRL檢驗(yàn)間隙指示信號(hào)GI的大小是否低于 近場(chǎng)閾值THN (GI〈THN )。參照?qǐng)D3，當(dāng)空隙AG等于lOOnm時(shí)， 近場(chǎng)閾值THN可以等于，例如間隙指示信號(hào)GI的大小的90y。。當(dāng)間隙 指示信號(hào)GI的大小低于近場(chǎng)閾值THN時(shí)，透鏡模塊LM相對(duì)接近近場(chǎng) 范圍，或者甚至進(jìn)入近場(chǎng)范圍內(nèi)。當(dāng)間隙指示信號(hào)GI的大小等于近場(chǎng) 閾值THN時(shí)，空隙AG具有一個(gè)特殊^直。這個(gè)特殊值相應(yīng)于上述的切換 位置。當(dāng)間隙指示信號(hào)GI的大小高于或者等于近場(chǎng)閾值THN時(shí)，控制器 CTRL重新執(zhí)行步驟S1。在那種情況下，透鏡模塊LM仍然相對(duì)遠(yuǎn)離光 盤(pán)DSK并且還沒(méi)有到達(dá)切換位置。如以上解釋的，控制器CTRL將通 過(guò)重新執(zhí)行步驟Sl使透鏡模塊LM離近光盤(pán)DSK。當(dāng)間隙指示信號(hào)GI 低于近場(chǎng)閾值THN時(shí)，控制器CTRL離開(kāi)步驟Sl和S2構(gòu)成的開(kāi)環(huán)模 式OLM?？刂破鰿TRL進(jìn)入以下將要描述的切換才莫式HOM。圖6說(shuō)明了當(dāng)控制器以開(kāi)環(huán)模式OLM操作時(shí)由控制器CTRL和光 讀取器才莫塊ORM構(gòu)成的開(kāi)環(huán)控制回路?？刂破鰿TRL以開(kāi)環(huán)模式OLM 提供下列功能斜坡信號(hào)發(fā)生器RSG和比較器CMP1。斜坡信號(hào)發(fā)生器 RSG可以與上述步驟Sl相聯(lián)系。比較器可以與上述步驟S2相聯(lián)系。光 讀取器模塊ORM包括具有透鏡致動(dòng)器轉(zhuǎn)移函數(shù)A[.]的透鏡致動(dòng)器LA， 和具有間隙檢測(cè)轉(zhuǎn)移函數(shù)D[.]的光電組件OEA。斜坡信號(hào)發(fā)生器RSG提供以斜坡信號(hào)的形式的間隙控制信號(hào)GC?？障禛C根據(jù)透鏡致動(dòng)器轉(zhuǎn)移函數(shù)A[.]隨斜坡信號(hào)變化。只要斜坡信號(hào) 發(fā)生器RSG是激活的，空隙AG以基本上穩(wěn)定的方式減少。根據(jù)間隙檢 測(cè)轉(zhuǎn)移函數(shù)D[.]隨空隙AG變化的間隙指示信號(hào)GI,反映這個(gè)減少。比 較器CMP1比較間隙指示信號(hào)GI和近場(chǎng)閾值THN。當(dāng)間隙指示信號(hào)GI 的大小高于或等于近場(chǎng)閾值THN時(shí)，比較器CMP1提供二進(jìn)制的零[O]。 只要比較器CMP1提供二進(jìn)制的零[O],斜坡信號(hào)發(fā)生器RSG保持激活。 當(dāng)間隙指示信號(hào)GI的大小^^于或等于近場(chǎng)閾值THN時(shí)，比較器CMP1 提供二進(jìn)制的一[l]。在那種情況，斜坡信號(hào)發(fā)生器RSG失效并且控制 器CTRL轉(zhuǎn)換到切換才莫式HOM。再次參照?qǐng)D5,當(dāng)控制器CTRL執(zhí)行步驟S3-S7時(shí)，控制器CTRL 以切換模式HOM操作。在切換模式HOM中，控制器CTRL提供用于 空隙AG的閉環(huán)控制的可變參考值REF?？勺儏⒖贾礡EF使閉環(huán)控制平 緩地導(dǎo)引，按照原樣，透鏡模塊LM從切換位置到讀取位置。因此，可 變參考值REF具有一個(gè)隨時(shí)間逐漸減小的值。以下將會(huì)更加詳細(xì)地解釋 這個(gè)。步驟S3構(gòu)成切換才莫式HOM的入口 。在步驟S3中，控制器CTRL 確定初始參考值REFO和初始進(jìn)入速度V0。當(dāng)控制器CTRL轉(zhuǎn)換到切換 模式HOM時(shí)，在那時(shí)初始參考值REFO基本上等于間隙指示信號(hào)GI (GI=REF0)。當(dāng)控制器CTRL轉(zhuǎn)換到切換模式HOM時(shí)，在那時(shí)初始 進(jìn)入速度V0基本上等于間隙指示信號(hào)GI的一階導(dǎo)數(shù)AGI?？刂破?CTRL可以通過(guò)取模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器AD1提供的兩個(gè)連續(xù)的數(shù)字輸入值 GID之間的差值計(jì)算初始進(jìn)入速度V0。采樣率定義了兩個(gè)連續(xù)的數(shù)字 輸入值GID間的精確時(shí)間差。步驟S4-S7構(gòu)成了切換控制循環(huán)?？刂破鰿TRL通常將相對(duì)連續(xù)多 次執(zhí)行步驟S4-S7。也就是說(shuō)，在離開(kāi)切換控制才莫式HOM前，控制器 CTRL將相對(duì)多次執(zhí)行切換控制循環(huán)。在每次切換控制循環(huán)中，控制器 CTRL確定用于可變參考值REF的當(dāng)前值。根據(jù)用于可變參考值REF 的當(dāng)前值，控制器CTRL調(diào)整透鏡模塊LM。控制器CTRL可以在步驟 S5中以正常的方式和在步驟S4中以特殊的方式退出切換才莫式HOM。在步驟S4中，控制器CTRL檢驗(yàn)下列條件是真或假間隙指示信 號(hào)GI的一階導(dǎo)數(shù)AGI低于速度閾值THV(AGKTHV )。當(dāng)上述條件是假時(shí)，控制器CTRL認(rèn)為透鏡模塊LM以過(guò)高的速度接近光盤(pán)DSK。外 界干擾應(yīng)歸于，例如，沖擊或振動(dòng)可以導(dǎo)致過(guò)高的速度?？刂破鰿TRL 認(rèn)為透鏡模塊LM不再在控制下意味著閉環(huán)控制可以提供適當(dāng)?shù)男Ｕ齽?dòng) 作。因?yàn)檫^(guò)高的速度，透鏡模塊LM有與光盤(pán)DSK碰撞的危險(xiǎn)。為了防 止這樣的碰撞，控制器CTRL執(zhí)行提供適當(dāng)?shù)男Ｕ齽?dòng)作的步驟SIO。以 下將更加詳細(xì)地描述SIO。相反地，當(dāng)上述條件是真時(shí)，控制器CTRL認(rèn)為透鏡模塊LM安全 地接近光盤(pán)DSK。透鏡模塊LM將與光盤(pán)DSK碰撞的危險(xiǎn)很小?？刂?器CTRL保持切換;f莫式HOM并且接著執(zhí)行步驟S5。在步驟S5中，控制器CTRL設(shè)定可變參考值REF和最后參考值 REFE間的差值△ REF。最后參考值REFE是這樣的，當(dāng)提供這個(gè)值給閉 環(huán)控制時(shí)，閉環(huán)控制使或保持透鏡才莫塊LM在讀取位置，無(wú)論哪個(gè)都適 用。在步驟S5中，控制器CTRL檢驗(yàn)下列條件是真或假可變參考值 REF和最后參考值REFE間的差值A(chǔ)REF低于有效的闊值THS( △ REF<THS )。當(dāng)上述條件是真時(shí)，控制器CTRL認(rèn)為透鏡模塊LM充分 地接近讀取位置。在那種情況，控制器CTRL離開(kāi)步驟S3-S7構(gòu)成的切 換模式HOM?？刂破鰿TRL進(jìn)入以下將詳細(xì)描述的固定參考模式FRM。 相反地，當(dāng)上述條件是假時(shí)，控制器CTRL認(rèn)為透鏡模塊LM沒(méi)有充分 地接近讀取位置。在那種情況下，控制器CTRL纟丸行步驟S6和S7。在步驟S6中，控制器CTRL基于初始參考值REFO計(jì)算用于可變參 考值REF的當(dāng)前值、初始進(jìn)入速度V0、和最后參考值REFE (H[REFO,VO,REFE]=REF )。最后參考值REFE是這樣的，當(dāng)提供這個(gè) 值給閉環(huán)控制時(shí)，閉環(huán)控制使或保持透鏡模塊LM在讀取位置，無(wú)論哪 個(gè)都適用?？刂破鰿TRL根據(jù)切換控制函數(shù)H[.]計(jì)算用于可變參考值 REF的當(dāng)前值。切換控制函數(shù)H[.]提供了從初始參考值REFO到最后參 考值REFE的適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換。為此，切換控制函數(shù)H[.]可以是，例如，在 所謂的z域的二次函數(shù)。在步驟S7中，控制器CTRL基于間隙指示信號(hào)GI和以下將作為當(dāng) 前參考值REF提到的用于可變參考值REF的當(dāng)前值控制透鏡^t塊LM (F[REF-GI]=GC )?？刂破鰿TRL根據(jù)透鏡控制函數(shù)F[.]控制透鏡模塊 LM?？刂破鰿TRL提供透鏡控制函數(shù)F[.]給當(dāng)前參考值REF和間隙指示信號(hào)GI間的差值。因此，間隙控制信號(hào)GC根據(jù)透鏡控制函數(shù)F[.]隨 上述差值變化。
圖7說(shuō)明了當(dāng)控制器CTRL以切換才莫式HOM操作時(shí)，由控制器 CTRL和光讀取器模塊ORM構(gòu)成的切換控制回路。圖7說(shuō)明了和在圖6 中相同方式的光讀取器模塊ORM。
在切換模式HOM中，控制器CTRL提供下列功能初始值抽取器 IVE、參考信號(hào)發(fā)生器RFG、環(huán)路減法器SUBL、和反饋處理器FBP。 初始值抽取器IVE可以和上述步驟S3相聯(lián)系。提供切換控制函數(shù)H[.] 的參考信號(hào)發(fā)生器RFG可以和上述步驟S6相聯(lián)系。提供透鏡控制函數(shù) F[.]的環(huán)路減法器SUBL和反饋處理器FBP可以和上述步驟S7相聯(lián)系。 在切換模式HOM中，控制器CTRL進(jìn)一步提供下列功能參考減法器 SUBR、微分器DIF、和兩個(gè)比較器CMP2,CMP3。微分器DIF和比較器 CMP3可以和上述步驟S4相耳關(guān)系。參考減法器SUBR和比較器CMP2 可以和上述步驟S5相聯(lián)系。
當(dāng)控制器CTRL從開(kāi)環(huán);摸式OLM轉(zhuǎn)換到切換沖莫式HOM時(shí)，初始 值抽取器IVE基于間隙指示信號(hào)GI抽取初始參考值REFO和初始進(jìn)入 速度V0。圖6說(shuō)明的比較器CMP1可以激活初始值抽取器IVE?？梢?認(rèn)為初始值抽取器IVE是當(dāng)控制器CTRL從開(kāi)環(huán)才莫式OLM轉(zhuǎn)換到切換 模式HOM時(shí)，采樣間隙指示信號(hào)GI和在那時(shí)這個(gè)信號(hào)的一階導(dǎo)數(shù)A GI的大小的采樣保持電路。參考信號(hào)發(fā)生器RFG提供切換控制函數(shù)H[.] 給初始參考值REFO、初始進(jìn)入速度V0、和最后參考值REFE以獲得可 變參考值REF。
環(huán)路減法器SUBL從可變參考值REF中減去間隙指示信號(hào)GI以獲 得控制誤差信號(hào)ER。反饋處理器FBP提供透鏡控制函數(shù)F[.]給控制誤 差信號(hào)ER以獲得間隙控制信號(hào)GC。環(huán)路減法器SUBL、反饋處理器 FBP、透鏡致動(dòng)器LA、和光電組件OEA組成了反饋回路。反饋回路控 制空隙AG以使間隙指示信號(hào)GI在任何給定的時(shí)刻基本上等于可變參 考值REF,除非有外界干擾。因此，在切換模式HOM中，可變參考值 REF基本上決定空隙AG。可變參考值REF的給定值相當(dāng)于空隙AG的 特殊大小。
圖8說(shuō)明了可變參考值REF。圖8是一個(gè)具有表示時(shí)間T的—黃軸和 一個(gè)表示大小M的豎軸的圖表?？刂破鰿TRL在時(shí)刻TO進(jìn)入切換模式HOM并且在時(shí)刻TE離開(kāi)切換才莫式HOM。在時(shí)刻TO可變參考值REF 基本上等于初始參考值REF0。初始參考值REFO相應(yīng)于上述的切換位 置。在時(shí)刻TE可變參考值REF基本上等于最后參考值REFE。最后參 考值REFE相應(yīng)于上述的讀取位置。圖8說(shuō)明了上述時(shí)刻間可變參考值 REF的適宜的曲線(xiàn)。當(dāng)透鏡才莫塊LM從切換位置移動(dòng)到讀取位置時(shí)，空 隙AG將遵循類(lèi)似的曲線(xiàn)。切換控制函數(shù)H[.]基本上定義了該曲線(xiàn)。
再次參照?qǐng)D7,微分器DIF提供了間隙指示信號(hào)GI的一階導(dǎo)數(shù)A GI。比較器CMP3比較間隙指示信號(hào)GI的一階導(dǎo)數(shù)AGI和速度閾值 THV。如果間隙指示信號(hào)GI的一階導(dǎo)數(shù)AGI大于或等于速度閾值THV, 比較器CMP3提供了二進(jìn)制的一 (1)。在那種情況，如以上說(shuō)明的， 透鏡模塊LM以過(guò)高的速度接近光盤(pán)DSK?？刂破鰿TRL采取一校正動(dòng) 作。該4交正動(dòng)作包括執(zhí)^t步驟S10。
參考減法器SUBR從最后參考值REFE中減去可變參考值REF以獲 得可變參考值REF和最后參考值REFE間的差值A(chǔ)REF。比較器CMP2 比較這個(gè)差值A(chǔ)REF和有效的閾值THS。如果該差值低于該有效的閾值 THS,比較器CMP2提供二進(jìn)制的一 (1)。在那種情況，如以上說(shuō)明 的，透鏡模塊LM充分地接近讀取位置?？刂破鰿TRL轉(zhuǎn)換到固定參考 模式FRM。
再次參照?qǐng)D5,當(dāng)控制器CTRL執(zhí)行步驟S8和S9時(shí)，控制器CTRL 以固定參考模式FRM操作。在步驟S8中，控制器CTRL基于間隙指示 信號(hào)GI和最后參考值REFE控制透鏡模塊LM ( F[REFE-GI]=GC )。控 制器CTRL根據(jù)透鏡控制函數(shù)F[.]控制透鏡模塊LM,其中控制器CTRL 已經(jīng)應(yīng)用過(guò)切換模式HOM。在固定參考模式FRM中，控制器CTRL提 供透鏡控制函數(shù)F[.]給最后參考值REFE和間隙指示信號(hào)GI間的差值。 因此，間隙控制信號(hào)GC根據(jù)透鏡控制函數(shù)F[.]隨上述差值變化。
在步驟S9中，控制器CTRL檢驗(yàn)下列條件是真或假控制誤差信 號(hào)ER具有的絕對(duì)值低于誤差閾值THE(|ER|<THE )。當(dāng)上述條件是真時(shí)， 控制器CTRL重新執(zhí)行步驟S8。在那種情況，控制器CTRL認(rèn)為透鏡模 塊LM充分地接近讀取位置。換句話(huà)說(shuō)，透鏡才莫塊LM在控制之下。控 制器CTRL保持在固定參考模式FRM中。
相反地，當(dāng)上述條件是假時(shí)，控制器CTRL認(rèn)為透鏡模塊LM相對(duì) 遠(yuǎn)離讀取位置。外界干擾應(yīng)歸于，例如，沖擊或振動(dòng)可以導(dǎo)致這樣的位移?？刂破鰿TRL認(rèn)為透鏡模塊LM不再處于控制下，意味著閉環(huán)控制 可以提供適當(dāng)?shù)男Ｕ齽?dòng)作。透鏡模塊LM將有與光盤(pán)DSK碰撞的危險(xiǎn)。 為了防止這樣的碰撞，控制器CTRL執(zhí)行提供了適當(dāng)?shù)男Ｕ齽?dòng)作的步驟 SIO。
圖9說(shuō)明了當(dāng)控制器CTRL以固定參考沖莫式FRM操作時(shí)，由控制 器CTRL和光讀取器才莫塊ORM構(gòu)成的固定參考控制回路。圖9說(shuō)明了 和在圖6和7中相同方式的光讀取器模塊ORM。控制器CTRL提供環(huán) 路減法器SUBL和反饋處理器FBP。這兩個(gè)功能等同于它們?cè)趫D7說(shuō)明 的切換控制回路中的功能。在固定參考控制回路中差值是環(huán)路減法器 SUBL接收的最后參考值REFE,盡管在切換控制回路中，環(huán)路減法器 SUBL接收可變參考值REF。環(huán)路減法器SUBL和反饋處理器FBP可以 和圖5中說(shuō)明的步驟S8相聯(lián)系?？刂破鰿TRL進(jìn)一步提供下列功能； 比較器CMP4。該比較器CMP4可以和步驟S9相聯(lián)系。
環(huán)路減法器SUBL、反饋處理器FBP、透鏡致動(dòng)器LA、和光電組件 OEA構(gòu)成了反饋回路。該反饋回路控制空隙AG使得間隙指示信號(hào)GI 基本上等于最后參考值REFE，除非有外界干擾。以上已經(jīng)提到最后參 考值REFE相應(yīng)于讀取位置。因此，圖9說(shuō)明的反饋回路設(shè)法保持透鏡 才莫塊LM在讀取位置，其相應(yīng)于空隙AG是，例如30nm。
比較器CMP4比較環(huán)路減法器SUBL提供的控制誤差信號(hào)ER和誤 差閾值THE。如果控制誤差信號(hào)ER的絕對(duì)值高于或等于誤差閾值THE， 比較器CMP4提供二進(jìn)制的一 (1 )。在那種情況，透鏡模塊LM具有 一個(gè)偏離讀取位置太多的位置。控制器CTRL采取校正動(dòng)作。該校正動(dòng) 作包括執(zhí)行步驟SIO。
在步驟S10中，控制器CTRL增加空隙AG為一個(gè)顯著的程度。按 照原樣，控制器CTRL相對(duì)光盤(pán)DSK后移透鏡模塊LM。這防止了透鏡 模塊LM與光盤(pán)DSK碰撞。控制器CTRL可以以很多不同方式后移透鏡 才莫塊LM。例如，控制器CTRL可以使在間隙控制信號(hào)GC中出現(xiàn)脈沖 (PU—GC)。該脈沖具有透鏡^^莫塊LM遠(yuǎn)離光盤(pán)DSK移動(dòng)的符號(hào)。透 鏡致動(dòng)器轉(zhuǎn)移函數(shù)A[.]決定空隙AG如何響應(yīng)該脈沖變化。因此，給上 述脈沖導(dǎo)致透鏡致動(dòng)器轉(zhuǎn)移函數(shù)A[.]引起的適當(dāng)?shù)暮笠苿?dòng)作6勺形狀和 持續(xù)時(shí)間。
步驟S10構(gòu)成了防止讀取器模塊與光盤(pán)DSK碰撞的安全措施。至
16步驟S10。一個(gè)事件是在固定參考;f莫式FRM中透鏡 模塊LM離讀取位置太遠(yuǎn)。這個(gè)事件是基于位置的。以上已經(jīng)描述的步 驟S8，檢測(cè)這樣一個(gè)基于位置的事件?？梢詥⒂貌襟ES10的另一個(gè)事件 是在切換模式HOM中，透鏡模塊LM接近光盤(pán)DSK太快。這個(gè)事件是 基于速度的。以上已經(jīng)描述的步驟S4，檢測(cè)這樣一個(gè)基于速度的事件。圖IOA和IOB說(shuō)明了如果透鏡模塊LM以太高速度接近光盤(pán)DSK, 透鏡模塊LM可能與光盤(pán)DSK碰撞。圖10A和10B是具有一個(gè)表示時(shí) 間T的橫軸和一個(gè)表示大小M的豎軸的圖表。每一個(gè)圖表包括兩條曲 線(xiàn) 一個(gè)曲線(xiàn)由圓圏形成并且另一個(gè)曲線(xiàn)由相對(duì)細(xì)的實(shí)線(xiàn)形成。第一個(gè) 提到的曲線(xiàn)表示指示空隙AG的間隙指示信號(hào)GI。這個(gè)曲線(xiàn)的圓圈可以 與用于圖4中說(shuō)明的^f莫擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器提供的數(shù)字輸入值GID的間隙指示 信號(hào)GI的采樣相聯(lián)系。以相對(duì)細(xì)的實(shí)線(xiàn)形成的曲線(xiàn)表示可變參考值 REF。每一個(gè)圖表進(jìn)一步包括大小是O的水平線(xiàn)。在這個(gè)水平線(xiàn)上空隙 AG等于O。因此，水平線(xiàn)表示光盤(pán)DSK的表面面向透鏡才莫塊LM。圖10 A和10B的每一個(gè)說(shuō)明了當(dāng)沒(méi)有采取特殊的方式用來(lái)防止透 鏡模塊LM與光盤(pán)DSK碰撞時(shí)提供的模擬結(jié)果。譬如控制器CTRL將執(zhí) 行沒(méi)有步驟S4的圖5中說(shuō)明的透鏡控制程序LCP。在給定的時(shí)刻，可 變參考值REF從零(0 )跳躍為初始參考值REFO的特定大小。在那個(gè) 時(shí)刻，控制器CTRL從開(kāi)環(huán)模式OLM轉(zhuǎn)換到切換模式HOM。也就是， 在上述可變參考值REF的跳躍前控制器CTRL以開(kāi)環(huán)模式OLM操作并 且在跳3夭后以切換才莫式HOM操作。在圖10A和10B中，當(dāng)乂人左到右時(shí)，表示間隙指示信號(hào)GI的曲線(xiàn) 開(kāi)始于基本上是平的左側(cè)部分。這是因?yàn)閷?duì)于圖3說(shuō)明的間隙指示信號(hào) GI具有一個(gè)基本上恒定的大小，空隙AG具有一個(gè)值。例如，當(dāng)空隙 AG從110nm減到100nm時(shí)，間隙指示信號(hào)GI的大小將保持基本恒定。 在上述曲線(xiàn)的左側(cè)部分，空隙AG仍然良好的在近場(chǎng)閾值THN上面，其 中間隙指示信號(hào)GI具有一個(gè)恒定的高的量級(jí)。圖lOAil明了如果透鎮(zhèn):才莫塊LM以0.024mm/s的速度接近光盤(pán)DSK 會(huì)發(fā)生什么。這是中等速度。參照?qǐng)D3,透鏡模塊LM在橫軸上從右到 左以?xún)蓚€(gè)連續(xù)的采樣中相對(duì)小的步調(diào)移動(dòng)，所述采樣是在開(kāi)環(huán)模式OLM 中從間隙指示信號(hào)GI中取的。因此，需要若干個(gè)對(duì)于間隙指示信號(hào)GI 的大小的采樣以從恒定高的量級(jí)減少到引起到切換模式HOM的轉(zhuǎn)換的近場(chǎng)閾值THN。到切換模式HOM的轉(zhuǎn)換導(dǎo)致了超調(diào)量。間隙指示信號(hào)GI的大小急 劇下降。這種急劇下降相應(yīng)于空隙AG的急劇減小。透鏡模塊LM變得 相對(duì)接近光盤(pán)DSK但是沒(méi)有碰撞。在急劇下降后空隙AG增加以便保持 可變參考值REF定義的預(yù)定軌跡。圖10B說(shuō)明了如果透鏡才莫塊LM以1.32mm/s的速度接近光盤(pán)DSK 會(huì)發(fā)生什么。這是一個(gè)相對(duì)高的速度。參照?qǐng)D3,透鏡模塊LM在橫軸 上從右到左以?xún)蓚€(gè)連續(xù)的采樣中相對(duì)大的步調(diào)移動(dòng)，所述采樣是在開(kāi)環(huán) 模式OLM中從間隙指示信號(hào)GI中取的。因此，僅需要兩個(gè)對(duì)于間隙指 示信號(hào)GI的大小的采樣以從恒定高的量級(jí)減少到引起到切換模式HOM 的轉(zhuǎn)換的近場(chǎng)閾值THN。到切換模式HOM的轉(zhuǎn)換導(dǎo)致了顯著的超調(diào)量。間隙指示信號(hào)GI 的大小下降到零(O)。通過(guò)小箭頭和符號(hào)"X"指示的空隙AG變成零 (0)。在這點(diǎn)上透鏡才莫塊LM擊中光盤(pán)DSK。發(fā)生了碰撞。圖10B說(shuō)明了當(dāng)間隙指示信號(hào)降到零(0)時(shí)，兩個(gè)連續(xù)的采樣間 有一個(gè)相對(duì)大量級(jí)的差值。這意味著透鏡才莫塊LM暫時(shí)具有相對(duì)高的速 度，其是隨后的碰撞的特征。在圖5說(shuō)明的透鏡控制程序LCP中的步驟 S4,檢測(cè)了這樣的碰撞的前奏。以上參照附圖的詳細(xì)說(shuō)明說(shuō)明了在多個(gè)獨(dú)立權(quán)利要求中引用的下 列特征。光存儲(chǔ)接口裝置(ODP)包括透鏡模塊(LM),用于響應(yīng)投 射在透鏡模塊(LM)上的光束(BO)在光信息載體(DSK)上形成光 點(diǎn)(SP)。透鏡致動(dòng)器(LA)將透鏡才莫塊(LM)從相對(duì)遠(yuǎn)離光信息載 體(DSK)的靜止位置移動(dòng)到相對(duì)接近光信息載體(DSK)的讀取位置。 控制器(CTRL)檢驗(yàn)當(dāng)透鏡模塊(LM)從靜止位置到讀取位置時(shí)，是 否具有一個(gè)低于速度閾值(THV)的速度。如果不是，控制器(CTRL) 使透鏡致動(dòng)器(LA)相對(duì)于光信息載體(DSK)后移透鏡模塊(LM)。以上的詳細(xì)說(shuō)明進(jìn)一步說(shuō)明了在從屬權(quán)利要求中引用的多個(gè)可選中突出顯示了多個(gè)可選特征。每個(gè)段落相應(yīng)于一獨(dú)有的從屬權(quán)利要求。光電組件(OEA)提供表示透鏡才莫塊(LM)和光信息載體(DSK) 間的空隙(AG)的傳感器信號(hào)(GI)。控制器(CTRL)根據(jù)傳感器信 號(hào)(GI)估算透鏡模塊(LM)的速度。因?yàn)榭梢詫鞲衅餍盘?hào)用于透鏡模塊的閉環(huán)控制以及速度測(cè)量，這組特征允許低成本實(shí)施。光電組件(OEA)基于來(lái)自光信息載體(DSK)的反射光提供傳感 器信號(hào)(GI),所述反射光偏振垂直于投射在透鏡模塊(LM)上用于 形成光點(diǎn)(SP)的光束(BO)。這個(gè)特征允許相對(duì)精確的速度測(cè)量?？刂破?CTRL)包括提供響應(yīng)于傳感器信號(hào)(GI)的數(shù)字輸入值 (GID)流的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(AD1)。處理器(PRC)基于設(shè)定在不 同時(shí)刻的兩個(gè)數(shù)字輸入值(GID)間的差值估算透鏡模塊(LM)的速度。 這組特征允許提供了相對(duì)精確的速度測(cè)量的低成本實(shí)施。控制器(CTRL)以開(kāi)環(huán)才莫式(OLM)操作，其中控制器(CTRL) 使透鏡致動(dòng)器(LA)將透鏡模塊(LM)從靜止位置移動(dòng)到靜止位置和 讀取位置間的切換位置。控制器(CTRL )接著以閉環(huán)才莫式(HOM，F(xiàn)RM ) 操作，其中控制器(CTRL)和透鏡致動(dòng)器(LA)構(gòu)成反饋回路的一部 分，所述反饋回路接收定義了透鏡模塊(LM)的期望位置的參考值 (REF)。這組特征允許以相對(duì)可靠并且快速的方式使透鏡模塊到讀取 位置。當(dāng)控制器(CTRL )從開(kāi)環(huán)模式(OLM )轉(zhuǎn)換到閉環(huán)模式(HOM,FRM ) 時(shí)，控制器(CTRL)在初始值(REFO)上設(shè)定參考值(REF)。在切 換階段，控制器(CTRL)逐漸地使參考值(REF)到最后值(REFE)。 初始值(REFO)定義了切換位置和讀取位置間的期望位置。最后值 (REFE)定義了相應(yīng)于讀取位置的期望位置。這組特征有助于以相對(duì) 可靠并且快速的方式使透鏡模塊到讀取位置。當(dāng)控制器(CTRL)從開(kāi)環(huán)模式(OLM)轉(zhuǎn)換到閉環(huán)模式(HOM, FRM)時(shí)，控制器(CTRL)基于透鏡模塊(LM)的測(cè)量位置(GI)和 測(cè)量速度(AGI)按照切換函數(shù)(H[.])隨參考值(REF)變化。這組 特征有助于以可靠并且快速的方式使透鏡模塊到讀取位置。控制器(CTRL )檢驗(yàn)參考值(REF )和信號(hào)(GI)間的差值絕對(duì)值 是否低于誤差閣值(THE),所述信號(hào)(GI)是透鏡模塊(LM)和光信 息載體(DSK)間的空隙(AG)的表示。如果不是，控制器(CTRL) 使透鏡致動(dòng)器(LA)相對(duì)于光信息載體(DSK)后移透鏡模塊(LM)。 這組特征進(jìn)一步有助于防止透鏡模塊和光信息載體間的碰撞。透鏡模塊(LM)包括固體浸沒(méi)透鏡。這允許高密度的數(shù)據(jù)讀出和 數(shù)據(jù)記錄。上述特征可以以許多不同的方式實(shí)施。為了i兌明這個(gè)，簡(jiǎn)短地指出 一些可選方案?？捎欣貙⑸鲜鎏卣鲬?yīng)用于涉及到光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的任何類(lèi)型的產(chǎn)品 或方法中。光盤(pán)播放器僅僅是一個(gè)例子。上述特征可以同樣應(yīng)用于，例如，也可以從光盤(pán)中讀取數(shù)據(jù)的光盤(pán)記錄器。參照?qǐng)D2，光電組件OEA 可以產(chǎn)生相對(duì)高功率的激光束以改變光盤(pán)DSK的物理特性。透鏡才莫塊可以以許多不同的方式實(shí)施。該詳細(xì)描述提供了包括固體 浸沒(méi)透鏡的透鏡;模塊的例子?？蛇x地，透鏡;溪塊可以包括固體浸沒(méi)反射 鏡?？滋结樢脖惶嶙h用于近場(chǎng)光系統(tǒng)中。透鏡致動(dòng)器可以以許多不同的方式實(shí)施。例如，透鏡致動(dòng)器可以通 過(guò)變換磁場(chǎng)移動(dòng)透鏡沖莫塊。所以，透鏡致動(dòng)器可以包括一個(gè)或多個(gè)磁鐵 和一個(gè)或多個(gè)線(xiàn)圏。作為另外一個(gè)實(shí)施例，透鏡致動(dòng)器可以利用壓電效 應(yīng)移動(dòng)透鏡^莫塊。控制器可以以許多不同的方式實(shí)施。該詳細(xì)描述提供了包括合適的 程序處理器的控制器的例子。這是基于軟件的實(shí)施方式軟件使控制器 CTRL執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的操作?？蛇x地，控制器可以包括一個(gè)或多個(gè)專(zhuān) 用電路，其可以是模擬或數(shù)字的，或者兩者都有。例如，圖7說(shuō)明的控 制器的功能可以利用一個(gè)或多個(gè)專(zhuān)用電路實(shí)現(xiàn)。這是一個(gè)基于硬件的解 決方法電路元件和這些電路元件間的連接定義了根據(jù)本發(fā)明的操作。有許多不同的方式用于測(cè)量或估算透鏡模塊的速度。該詳細(xì)描述提 供了其中利用來(lái)自光信息載體的反射光測(cè)量速度的例子。測(cè)量速度的另 一個(gè)方式是提供透鏡模塊或透鏡致動(dòng)器特殊的傳感器，比如，例如在半 導(dǎo)體芯片上實(shí)施的加速度計(jì)。在該詳細(xì)描述提供的實(shí)施例中，間隙指示信號(hào)GI的一階導(dǎo)數(shù)AGI 是透鏡模塊速度的表示。也可以從數(shù)據(jù)信號(hào)DS估算該速度。圖3說(shuō)明 了數(shù)據(jù)信號(hào)DS的大小也隨透鏡模塊和光盤(pán)間的空隙AG變化。盡管如 此，從光盤(pán)讀取的數(shù)據(jù)將引起在數(shù)據(jù)信號(hào)DS的大小中的變化。這些變 化將干擾基于數(shù)據(jù)信號(hào)DS的速度測(cè)量。為了防止這樣的干擾，控制器 可以使跟蹤致動(dòng)器TRA和讀取器臂致動(dòng)器RAA決定圖2說(shuō)明的光讀取 器模塊ORM的位置使得光點(diǎn)SP首先投射在光盤(pán)DSK上的沒(méi)有任何數(shù) 據(jù)的未寫(xiě)部分。然后，控制器執(zhí)行圖5說(shuō)明的透鏡控制程序LCP。這使 透鏡模塊在讀取位置。然后控制器決定光讀取器模塊的位置使得光點(diǎn)投射在光盤(pán)的包含數(shù)據(jù)的寫(xiě)入部分。作為另 一個(gè)實(shí)施例，可以根據(jù)初始參考值REF0估算透鏡才莫塊的速度，所述初始參考值REF0是在圖5說(shuō)明的透鏡控制程序LCP的步驟S3 中確定的。當(dāng)透鏡控制程序從開(kāi)環(huán)模式轉(zhuǎn)換到切換模式時(shí)，通常認(rèn)為透 鏡才莫塊的速度越高，初始參考值REFO越低。圖IOA和10B清楚地說(shuō)明 了這點(diǎn)。在圖IOA中，透鏡模塊的速度相對(duì)合適，而在圖IOB中，該速 度相對(duì)較高。在圖10A中的初始參考值REFO高于在圖10B中的。定義 關(guān)于初始參考值REF0的速度相關(guān)閾值是可能的。當(dāng)初始參考值REF0 低于速度相關(guān)閾值時(shí)，透鏡模塊具有過(guò)高的速度。在那種情況下，相應(yīng) 于圖5中步驟S10后移透鏡模塊以防止碰撞。參照?qǐng)D5，可以修改步驟 S4以基于初始參考值REFO執(zhí)行間接速度檢驗(yàn)。這樣的間接速度檢驗(yàn)可 以代替在關(guān)于步驟S4的詳細(xì)描述中已經(jīng)描述的直接速度檢驗(yàn)?？蛇x地， 可以修改步驟S4以便增加該間接速度庫(kù)企纟全給直接速度檢-驗(yàn)以達(dá)到更大 的可靠性。有許多種不同的方式用于將透鏡模塊從靜止位置移動(dòng)到切換位置。 該詳細(xì)描述描述了 一個(gè)其中應(yīng)用斜坡信號(hào)的實(shí)施例，其建立了 一個(gè)從靜 止位置朝切換位置的基本線(xiàn)性移動(dòng)。可以應(yīng)用其它任何類(lèi)型的移動(dòng)使透 鏡模塊到切換位置。例如，控制器可以提供具有增加的幅度的正弦信號(hào) 給透鏡致動(dòng)器，其建立了穩(wěn)定地變得更強(qiáng)的搖擺運(yùn)動(dòng)直到透鏡模塊到達(dá) 切換位置。這將基本上符合搖擺運(yùn)動(dòng)的末端。在搖擺運(yùn)動(dòng)的末端，透鏡 模塊的速度基本上等于零。因此，當(dāng)?shù)竭_(dá)切換位置時(shí)，透鏡模塊通常將 會(huì)具有相對(duì)合適的速度。術(shù)語(yǔ)"速度"應(yīng)當(dāng)更廣泛地解釋。該術(shù)語(yǔ)包含了位移速率的任何類(lèi) 型的測(cè)量。例如，加速度是位移速率的測(cè)量尺度。因此，術(shù)語(yǔ)"速度" 包含加速度。通過(guò)硬件或軟件或兩者的內(nèi)容有實(shí)施功能的很多方式。在這方面， 附圖是很概略的，每一個(gè)僅僅代表了本發(fā)明的一個(gè)可能的實(shí)施方式。因 此，盡管附圖作為不同的塊顯示了不同的功能，這絕不排除單個(gè)硬件或軟件的內(nèi)容實(shí)現(xiàn)一些功能。也不排除硬件或軟件或兩者的組合實(shí)現(xiàn)功臺(tái)匕 fi匕。在這以前通過(guò)注釋表明的關(guān)于附圖的詳細(xì)說(shuō)明，舉例說(shuō)明而不是限 制本發(fā)明。有許多落入附加的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的可選方案。在權(quán)利要21求中任何引用的符號(hào)應(yīng)不能看作是限制本發(fā)明。詞"包括"不能排除除 那些列在權(quán)利要求外的其它元件或步驟的存在。放在一個(gè)元件或步驟前 的詞"一，，或"一"不能排除許多這樣的元件或步驟的存在。
權(quán)利要求
1.一種光存儲(chǔ)接口裝置(ODP)包括透鏡模塊(LM)，用于響應(yīng)投射在透鏡模塊(LM)上的光束(BO)在光信息載體(DSK)上形成光點(diǎn)(SP)；透鏡致動(dòng)器(LA)，用于將透鏡模塊(LM)從相對(duì)遠(yuǎn)離光信息載體(DSK)的靜止位置移動(dòng)到相對(duì)接近光信息載體(DSK)的讀取位置；控制器(CTRL)，配置用于檢驗(yàn)當(dāng)透鏡模塊(LM)從靜止位置移動(dòng)到讀取位置時(shí)是否具有一個(gè)低于速度閾值(THV)的速度并且，如果不是，使透鏡致動(dòng)器(LA)相對(duì)于光信息載體(DSK)后移透鏡模塊(LM)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的光存儲(chǔ)接口裝置(ODP),該光存儲(chǔ)接口包括 光電組件(OEA),配置用于提供表示透鏡^t塊(LM)和光信息載體(DSK)間的空隙(AG)的傳感器信號(hào)(GI),控制器(CTRL)配置 成基于該傳感器信號(hào)(GI)估算透鏡模塊(LM)的速度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的光存儲(chǔ)接口裝置(ODP),光電組件(OEA) 配置成用于基于來(lái)自光信息載體(DSK )的反射光提供傳感器信號(hào)(GI), 所述反射光偏振垂直于投射在透鏡;漢塊(LM)上的用于形成光點(diǎn)(SP) 的光束(BO)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2的光存儲(chǔ)接口裝置(ODP),控制器(CTRL) 包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(AD1),連接用于提供響應(yīng)傳感器信號(hào)(GI)的 數(shù)字輸入值(GID)流；和處理器(PRC),配置用于基于在不同時(shí)刻確定的兩個(gè)數(shù)字輸入值 (GID)間的差值估算透鏡模塊(LM)的速度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的光存儲(chǔ)接口裝置(ODP)，控制器(CTRL) 被配置以開(kāi)環(huán)模式(OLM)操作，其中控制器(CTRL)使透鏡致動(dòng)器(LA)將透鏡才莫塊(LM)從靜止位置移動(dòng)到靜止位置和讀取位置間的 切換位置，并且被配置接著以閉環(huán)模式(HOM,FRM)操作，其中控制 器(CTRL)和透鏡致動(dòng)器(LA)構(gòu)成反饋回路的一部分，所述反饋回 路接收定義了透鏡模塊(LM)的期望位置的參考值(REF)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的光存儲(chǔ)接口裝置(ODP),控制器(CTRL) 被配置用于當(dāng)控制器(CTRL )從開(kāi)環(huán)模式(OLM )轉(zhuǎn)換到閉環(huán)模式(HOM,FRM)時(shí)，在參考值(REF)設(shè)置成初始值(REF0 ),并且在切換期間逐漸地使參考值(REF )到最后值(REFE ),該初始值(REFO ) 定義了切換位置和讀取位置間的期望位置，該最后值(REFE)定義了 相應(yīng)于讀取位置的期望位置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的光存儲(chǔ)接口裝置(ODP),控制器(CTRL) 被配置用于當(dāng)控制器(CTRL)從開(kāi)環(huán)模式(OLM)轉(zhuǎn)換到閉環(huán)模式(HOM， FRM)時(shí)，基于透鏡才莫塊(LM)的測(cè)量位置(GI)和測(cè)量速 度(AGI)根據(jù)切換函數(shù)(H[.])變化參考值(REF)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6的光存儲(chǔ)接口裝置(ODP)，控制器(CTRL) 被配置用于檢驗(yàn)參考值(REF)和信號(hào)(GI)間的差值的絕對(duì)值是否低 于誤差閾值(THN)并且，如果不是，使透鏡致動(dòng)器(LA)關(guān)于光信息 載體(DSK )后移透鏡模塊(LM ),所述信號(hào)(GI)是透鏡模塊(LM ) 和光信息載體(DSK)間的空隙(AG)的表示。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1的光存儲(chǔ)接口裝置(ODP ),其中透鏡模塊(LM ) 包括固體浸沒(méi)透鏡。
10. —種控制光存儲(chǔ)接口 (ODP)的方法，包括透鏡模塊(LM ),用于響應(yīng)投射在透鏡模塊(LM )上的光束(BO ) 在光信息載體上形成光點(diǎn)(SP);和透鏡致動(dòng)器(LA),用于將透鏡模塊(LM)從相對(duì)遠(yuǎn)離光信息載體 (DSK)的靜止位置移動(dòng)到相對(duì)接近光信息記錄載體(DSK)的讀取位置， 該方法包括速度檢驗(yàn)步驟(S4 ),其中控制器(CTRL )檢驗(yàn)當(dāng)透鏡模塊(LM ) 從靜止位置移動(dòng)到讀取位置時(shí)，是否具有一個(gè)低于速度閾值(THV)的 速度并且，如果不是，使透鏡致動(dòng)器(LA)相對(duì)光信息載體(DSK)后 移透鏡模塊(LM)。
11. 一種用于光存儲(chǔ)接口 (ODP)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品(LCP)包括 透鏡模塊(LM ),用于響應(yīng)投射在透鏡模塊(LM )上的光束(BO )在光信息載體上形成光點(diǎn)(SP);和透鏡致動(dòng)器(LA),用于將透鏡模塊(LM)從相對(duì)遠(yuǎn)離光信息載 體(DSK)的靜止位置移動(dòng)到相對(duì)接近光信息記錄載體(DSK)的讀取 位置，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品(LCP)包括當(dāng)載入光存儲(chǔ)接口 (ODP)時(shí)，使 該光存儲(chǔ)接口 ( ODP)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求10的方法的一組指令。
全文摘要
一種光存儲(chǔ)接口裝置包括透鏡模塊(LM)。該透鏡模塊(LM)可以包括，例如，用于近場(chǎng)光讀出或近場(chǎng)光記錄或兩者的固體浸沒(méi)透鏡。該透鏡模塊(LM)響應(yīng)投射在透鏡模塊(LM)上的光束(BO)在光信息載體(DSK)上形成光點(diǎn)(SP)。透鏡致動(dòng)器(LA)將透鏡模塊(LM)從相對(duì)遠(yuǎn)離光信息載體(DSK)的靜止位置移動(dòng)到相對(duì)接近光信息載體(DSK)的讀取位置。控制器檢驗(yàn)當(dāng)透鏡模塊(LM)從靜止位置移動(dòng)到讀取位置時(shí)，是否具有低于速度閾值的速度。如果不是，控制器使透鏡致動(dòng)器(LA)相對(duì)光信息載體(DSK)后移透鏡模塊(LM)。
文檔編號(hào)G11B7/085GK101326577SQ200680046162
公開(kāi)日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2006年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月9日
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