專利名稱：光盤驅(qū)動(dòng)裝置及識(shí)別cd和dvd的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及用于對(duì)光學(xué)存儲(chǔ)盤進(jìn)行寫入/讀出信息的光盤驅(qū)動(dòng)裝置，在下文中也將該光盤驅(qū)動(dòng)裝置稱為“光盤驅(qū)動(dòng)”。本發(fā)明還涉及用于識(shí)別光盤驅(qū)動(dòng)裝置內(nèi)所插入光盤的類型的方法。
公知的是，已經(jīng)根據(jù)不同的格式對(duì)光盤進(jìn)行研發(fā)。這里以示例的方式提及CD和DVD，但本發(fā)明的要旨也適用于其它光盤類型。按照慣例，光盤驅(qū)動(dòng)已經(jīng)發(fā)展成專用的裝置，即僅適用于一種光盤類型。因此，例如，一方面研發(fā)了CD型的光盤驅(qū)動(dòng)，另一方面又研發(fā)了DVD型的光盤驅(qū)動(dòng)。該專用的光盤驅(qū)動(dòng)只適用于一種光盤，如果該驅(qū)動(dòng)插入了錯(cuò)誤類型的光盤，該光盤驅(qū)動(dòng)無(wú)法處理該光盤并響應(yīng)錯(cuò)誤消息。換而言之，該專用光盤驅(qū)動(dòng)了解預(yù)期的光盤類型，并根據(jù)預(yù)期光盤類型處理“錯(cuò)誤類型”。
最近，已經(jīng)研發(fā)出能夠處理兩種(或多種)不同光盤類型的光盤驅(qū)動(dòng)。該光盤驅(qū)動(dòng)類型將稱為多類型驅(qū)動(dòng)。作為一個(gè)特殊的例子，將在下文中描述用于處理CD和DVD的多類型驅(qū)動(dòng)，但應(yīng)注意，該描述不是旨在將本發(fā)明的保護(hù)范圍限制于該示例，因?yàn)楸景l(fā)明的要旨也適用于其它光盤類型。
由于多類型驅(qū)動(dòng)預(yù)期光盤為兩種(或多種)不同類型光盤中的任何一種，當(dāng)插入新光盤時(shí)需要確定光盤的類型，從而能夠用正確的格式處理該光盤。
因此，在多類型驅(qū)動(dòng)中需要用于確定光盤類型的方法和裝置。
區(qū)分CD和DVD的一個(gè)重要特征為光盤的厚度。CD的厚度為1.2mm，而DVD的厚度為0.6mm。因此，基于測(cè)量光盤的厚度已經(jīng)研發(fā)出識(shí)別CD和DVD或者至少區(qū)分CD和DVD的方法如果厚度約為0.6mm(或者小于參考值，例如0.9mm)，則推斷該光盤為DVD，然而如果厚度約為1.2mm(或者大于參考值，例如0.9mm)，則推斷該光盤為CD。
US-6.061.318公開了基于光盤厚度辨別光盤類型的方法。使用斜坡(ramping)電壓控制聚焦致動(dòng)器以軸向移動(dòng)物鏡，使得激光束的焦點(diǎn)朝光盤軸向移動(dòng)，并監(jiān)測(cè)聚焦誤差信號(hào)。聚焦誤差信號(hào)的特征指出該焦點(diǎn)第一時(shí)刻到達(dá)光盤表面的時(shí)間和該焦點(diǎn)第二時(shí)刻到達(dá)信息層的時(shí)間。考慮光學(xué)透鏡的移動(dòng)速度(取決于致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電壓的斜率)，從第一時(shí)刻和第二時(shí)刻之間的時(shí)間差可以計(jì)算出該光盤的厚度。
該現(xiàn)有技術(shù)方法的問題在于，由于致動(dòng)器靈敏度，無(wú)法精確了解光學(xué)透鏡的移動(dòng)速度，即作為控制電壓(mm/V)函數(shù)的移動(dòng)并不是精確已知的常數(shù)。典型地，該靈敏度的范圍為0.65mm/V至1.3mm/V。即使對(duì)于一個(gè)特定的致動(dòng)器，該靈敏度會(huì)隨致動(dòng)器的使用時(shí)間及致動(dòng)器的狀況(例如溫度)而改變。
本發(fā)明的主要目標(biāo)是克服該問題。
US-6.285.641也公開了基于光盤厚度辨別光盤驅(qū)動(dòng)裝置中光盤類型的方法，其中激光束具有相互軸向地移動(dòng)已知距離的兩個(gè)焦點(diǎn)。使用斜坡電壓控制聚焦致動(dòng)器以軸向移動(dòng)物鏡，從來(lái)自所述兩個(gè)焦點(diǎn)的兩個(gè)信號(hào)峰值之間的時(shí)間差確定物鏡的實(shí)際速度。然而，只有當(dāng)該激光束具有兩個(gè)焦點(diǎn)時(shí)實(shí)施該方法。
特別地，本發(fā)明目的在于提供一種更加可靠的光盤識(shí)別方法，可以在激光束只具有一個(gè)焦點(diǎn)的光盤驅(qū)動(dòng)裝置中實(shí)施該方法。
更為特別地，本發(fā)明目的在于提供一種光盤識(shí)別方法，其中消除或者至少降低致動(dòng)器結(jié)果對(duì)靈敏度的依賴性。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)重要方面，提供了一種用于標(biāo)定聚焦致動(dòng)器的方法，其中考慮到出現(xiàn)聚焦誤差信號(hào)的第一標(biāo)志特征和出現(xiàn)聚焦誤差信號(hào)的第二標(biāo)志特征之間的時(shí)間差。優(yōu)選地，所述第一標(biāo)志特征和第二標(biāo)志特征分別為聚焦誤差信號(hào)的最大值和最小值，這基于如下理解這兩個(gè)極值具有由光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)確定的固定距離。
其第一特殊方面為，提供了用于測(cè)量聚焦致動(dòng)器速度的方法。
其第二特殊方面為，提供了用于測(cè)量聚焦致動(dòng)器靈敏度的方法。
其第三特殊方面為，提供了用于測(cè)量光盤厚度的方法。
參考附圖并通過(guò)下述描述進(jìn)一步解釋本發(fā)明的這些和其它方面、特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖中相同的參考數(shù)字表示相同或類似的部分，其中
圖1示意性闡述了光盤驅(qū)動(dòng)裝置的一些相關(guān)部件；圖2示意性闡述了一光學(xué)探測(cè)器；圖3示意性闡述了散光；圖4A示意性闡述了S型曲線；圖4B-D示意性闡述了光學(xué)探測(cè)器上光斑的形狀；圖5示意性闡述了光學(xué)信號(hào)的時(shí)間函數(shù)。
圖1示意性闡述了適用于在典型地為DVD或CD的光學(xué)存儲(chǔ)盤2上存儲(chǔ)信息或者讀取信息的光盤驅(qū)動(dòng)裝置1。光盤2包含存儲(chǔ)空間的至少一個(gè)軌跡，其形式可以為連續(xù)螺旋形或多個(gè)同心圓，其中信息可以以數(shù)據(jù)圖案的形式存儲(chǔ)于該存儲(chǔ)空間內(nèi)。該光盤可以為只讀類型，在制作時(shí)在其中記錄信息，用戶只能讀取該信息。該光盤也可以為可寫類型，用戶可在該光盤中存儲(chǔ)信息。由于通常來(lái)講光盤技術(shù)、信息存儲(chǔ)于光盤中的方式、以及從光盤讀取光學(xué)數(shù)據(jù)的方式是公知的，因此無(wú)需在此更加詳細(xì)地描述。
為了旋轉(zhuǎn)光盤2，光盤驅(qū)動(dòng)裝置1包含固定在框架上的(為了簡(jiǎn)化未示出)、定義旋轉(zhuǎn)軸5的電動(dòng)機(jī)4。為了接收和支撐光盤2，光盤驅(qū)動(dòng)裝置1可包含轉(zhuǎn)盤或固緊輪軸(clamping hub)6，對(duì)于主軸電動(dòng)機(jī)4的情形其安裝于電動(dòng)機(jī)4的主軸7上。
光盤驅(qū)動(dòng)裝置1還包含用于使用光束掃描光盤2的軌跡的光學(xué)系統(tǒng)30。更為特殊地，在圖1所示的示例配置中，光盤驅(qū)動(dòng)裝置1為設(shè)計(jì)成用于處理兩種類型光盤即例如CD和DVD的多類型驅(qū)動(dòng)。光學(xué)系統(tǒng)30包含第一光束產(chǎn)生工具31和第二光束產(chǎn)生工具41，典型地分別為諸如激光二極管的激光器，每個(gè)工具分別設(shè)成產(chǎn)生第一光束32和第二光束42。在下文中，將分別在參考數(shù)字32，42后添加字符a，b，c等表示光束32，42光學(xué)路徑的不同部分。注意，在設(shè)計(jì)成用于處理單一類型光盤即例如僅CD的光盤驅(qū)動(dòng)裝置中，典型地只存在一種激光器。
第一光束32通過(guò)第一分束器43，第二分束器33，準(zhǔn)直透鏡37和物鏡34到達(dá)(光束32b)光盤2。第一光束32b從光盤2上反射(反射的第一光束32c)并通過(guò)物鏡34，準(zhǔn)直透鏡37和第二分束器33(光束33d)達(dá)到光學(xué)探測(cè)器35。
第二光束42被反射鏡44反射，通過(guò)第一分束器43，隨后沿與第一光束32光學(xué)路徑相似的光學(xué)路徑行進(jìn)，該光學(xué)路徑用參考數(shù)字42b，42c，42d所示。
物鏡34設(shè)計(jì)成將兩個(gè)光束32b，42b之一聚焦到光盤2的信息層(為了簡(jiǎn)化未示出)上的焦點(diǎn)F，該點(diǎn)F通常是圓形的。為了解釋本發(fā)明，下文中假設(shè)只有第一激光器31工作且第二激光器41不工作。
工作中，該光束應(yīng)該保持被聚焦于記錄層上。至此，物鏡34設(shè)成可軸向移動(dòng)，且光盤驅(qū)動(dòng)裝置1包含設(shè)成用于相對(duì)光盤2軸向移動(dòng)物鏡34的聚焦致動(dòng)器52。由于軸向致動(dòng)器本身是已知的，而此外該軸向致動(dòng)器的設(shè)計(jì)和工作不是本發(fā)明的目標(biāo)，在此無(wú)需詳細(xì)地討論該聚焦致動(dòng)器的設(shè)計(jì)和工作。
注意，用于將物鏡支撐于裝置框架上的工具以及用于軸向移動(dòng)物鏡的工具，其本身通常是已知的。由于該支撐和移動(dòng)工具的設(shè)計(jì)和工作不是本發(fā)明的目標(biāo)，在此無(wú)需詳細(xì)討論其設(shè)計(jì)和工作。
光盤驅(qū)動(dòng)裝置1還包含控制電路90，該控制電路包括耦合到聚焦致動(dòng)器52的控制輸入的輸出94；以及用于接收來(lái)自光學(xué)探測(cè)器35的讀取信號(hào)SR的讀取信號(hào)輸入91?？刂齐娐?0設(shè)計(jì)成在其輸出94產(chǎn)生用于控制聚焦致動(dòng)器52的控制信號(hào)SCF。
圖2闡述了光學(xué)探測(cè)器35包含多個(gè)探測(cè)器部分，此處為能夠分別提供單獨(dú)的探測(cè)器信號(hào)A，B，C，D的四個(gè)探測(cè)器部分35a，35b，35c，35d，該探測(cè)器信號(hào)表示分別入射到四個(gè)探測(cè)器象限每一個(gè)上光的數(shù)量。將第一和第四部分35a和35d與第二和第三部分35b和35c分隔開的中心線36具有與軌跡方向相應(yīng)的方向。由于該四象限探測(cè)器本身通常是已知的，在此無(wú)需對(duì)其設(shè)計(jì)和功能進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
圖2還闡述了控制電路90的讀取信號(hào)輸入91實(shí)際上包含分別用于接收所述單個(gè)探測(cè)器信號(hào)A，B，C，D的四個(gè)輸入91a，91b，91c，91d?？刂齐娐?0設(shè)計(jì)成處理所述單個(gè)探測(cè)器信號(hào)A，B，C，D，從而從中獲得數(shù)據(jù)和控制信息，本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚這一點(diǎn)。例如，根據(jù)下式對(duì)所有單個(gè)探測(cè)器信號(hào)A，B，C，D求和可得到數(shù)據(jù)信號(hào)SDSD＝A+B+C+D(1)
此外，根據(jù)下式，對(duì)來(lái)自對(duì)角線上的一對(duì)單個(gè)探測(cè)器部分35a和35c(互相相對(duì))的信號(hào)A和C求和，對(duì)來(lái)自對(duì)角線上的另一對(duì)單個(gè)探測(cè)器部分35b和35d(互相相對(duì))的信號(hào)B和D求和，并對(duì)這兩個(gè)和求差可得到聚焦誤差信號(hào)SFESFE＝(A+C)-(B+D) (2a)為了補(bǔ)償光束整體的光強(qiáng)變化，根據(jù)下式，將該誤差信號(hào)除以數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行歸一化，從而得到歸一化的聚焦誤差信號(hào)FESFES＝SFE/SD(2b)光束32d會(huì)產(chǎn)生散光。這例如可能是由第二分束器33所致，該分束器33在圖1所述示例中示成傾斜的分束器板。備選或者附加地，該光學(xué)路徑也可以包含附加的光學(xué)元件，為了清晰起見而未在圖1中示出，該光學(xué)元件位于探測(cè)器35之前，用于故意引入散光，本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚這一點(diǎn)。散光是指匯聚光束并不具有所有光線都集中的一個(gè)焦點(diǎn)，而是具有沿軸向相互偏移的兩個(gè)拉長(zhǎng)的焦點(diǎn)，且這兩個(gè)焦點(diǎn)相互垂直，如圖3所示。圖3示出了通常用100表示的光學(xué)系統(tǒng)，其具有光學(xué)中心101和光學(xué)軸102。物點(diǎn)用103所示，與光學(xué)軸有一定距離。從物點(diǎn)103發(fā)出的主光線104未受折射地穿過(guò)光學(xué)中心101。
由光學(xué)軸102和物點(diǎn)103定義第一主平面110(由切向平面表示)。從物點(diǎn)103發(fā)出的并位于該平面內(nèi)的光線用切向光線111表示。這些切向光線111被光學(xué)系統(tǒng)100折射，使其聚焦于切向焦點(diǎn)112。
由主光線104定義第二主平面120(用徑向平面表示)，該平面與切向平面垂直地延伸。從物點(diǎn)103發(fā)出的并位于該平面內(nèi)的光線用徑向光線121表示。這些徑向光線121被光學(xué)系統(tǒng)100折射，使其聚焦于徑向焦點(diǎn)122。
散光是指徑向焦點(diǎn)112不與切向焦點(diǎn)112重合。在圖3的示例中，徑向焦點(diǎn)122到光學(xué)中心101的軸向距離大于切向焦點(diǎn)112到光學(xué)中心101的軸向距離?？梢员砻鳎瑥较蚪裹c(diǎn)122和切向焦點(diǎn)112之間的軸向距離基本上只依賴于光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)常數(shù)，例如對(duì)于光盤驅(qū)動(dòng)的光學(xué)系統(tǒng)30而言，該光學(xué)常數(shù)為物鏡的焦距、準(zhǔn)直透鏡的焦距、分束器33的折射率、分束器33的厚度、反射束32c和分束器33之間的入射角。
徑向焦點(diǎn)122，下文中用FS表示，在空間上不是一個(gè)點(diǎn)。從圖3可以清楚地看出，所有的徑向光線121聚焦于徑向焦點(diǎn)FS，但所有切向光線111超過(guò)其焦點(diǎn)而再次發(fā)散，使得徑向焦點(diǎn)FS為拉長(zhǎng)形狀。在理想的情況下，徑向焦點(diǎn)FS的形狀為切向平面110內(nèi)并垂直于光學(xué)軸102的線段。
類似地，切向焦點(diǎn)112，下文中用FT表示，在空間上不是一個(gè)點(diǎn)。從圖3可以清楚地看出，所有的切向光線111聚焦于切向焦點(diǎn)FT，但所有徑向光線121仍未到達(dá)其焦點(diǎn)并且仍然是匯聚的，使得切向焦點(diǎn)FT為拉長(zhǎng)形狀。在理想的情況下，切向焦點(diǎn)FT的形狀為徑向平面120內(nèi)垂直于光學(xué)軸102的線段。
因此，拉長(zhǎng)的切向焦點(diǎn)FT和拉長(zhǎng)的徑向焦點(diǎn)FS相互垂直，并具有固定的軸向間距，下文用散光焦距ΔF表示該軸向間距。大約在切向焦點(diǎn)FT和徑向焦點(diǎn)FS之間的中點(diǎn)處，光束具有基本上為圓形的截面(所謂的“最小混亂的圓”)109，下文中用圓焦點(diǎn)FC表示。
圖4A-D和5闡述了當(dāng)聚焦致動(dòng)器52置于物鏡34時(shí)獲得的光學(xué)信號(hào)。在圖4A中，線61表示由控制電路90施加于聚焦致動(dòng)器52的控制電壓SCF，曲線62表示為時(shí)間函數(shù)的歸一化聚焦誤差信號(hào)FES。隨著控制電壓增大，物鏡34向光盤2移動(dòng)。最初，焦點(diǎn)FS和FT位于光盤信息層下方并距離較遠(yuǎn)，探測(cè)器35只接收到很少的反射光，而此外探測(cè)器35上光斑的截面形狀或多或少為圓形。當(dāng)徑向焦點(diǎn)FS靠近信息層時(shí)，F(xiàn)ES增大，并在徑向焦點(diǎn)FS與信息層重合的時(shí)間tS時(shí)達(dá)到最大值；圖4B闡述了這種情況下探測(cè)器35上光斑的形狀。
隨著控制電壓SCF的進(jìn)一步增大，探測(cè)器35上光斑的形狀越來(lái)越接近圓形，直到在時(shí)間tCR圓形焦點(diǎn)FC和信息層重合為止；圖4C闡述這種情況下探測(cè)器35上圓形光斑。此時(shí)，F(xiàn)ES等于零。這種條件被認(rèn)為是對(duì)光盤進(jìn)行讀取或?qū)懭牍鈱W(xué)信息的最優(yōu)聚焦條件，通常采用聚焦伺服系統(tǒng)控制聚焦致動(dòng)器以將物鏡維持在這個(gè)條件。
隨著控制電壓SCF的繼續(xù)增大，F(xiàn)ES的絕對(duì)值再次增大，但由于探測(cè)器35上的光斑沿另一個(gè)方向拉長(zhǎng)，現(xiàn)在FES具有相反的符號(hào)。在時(shí)間tT，切向焦點(diǎn)FT與信息層重合時(shí)，F(xiàn)ES到達(dá)最大負(fù)值或者最小值；圖4D闡述了這種情況下探測(cè)器35上光斑的形狀。
隨著控制電壓SCF的進(jìn)一步增大，F(xiàn)ES的絕對(duì)值再次減小。
考慮到其形狀，曲線62也用“S形曲線”表示。
圖5為與圖4A類似，但時(shí)間刻度更大。圖5表明，控制電壓SCF的值較低時(shí)，可以觀察到第二個(gè)S形曲線63，這是由光盤的下表面反射光束32b所致。圓形焦點(diǎn)FC和該光盤下表面重合時(shí)，即當(dāng)聚焦誤差信號(hào)FES為零時(shí)的時(shí)間用tCS表示。通常，與光盤下表面相對(duì)應(yīng)的第二個(gè)S形曲線63的振幅小于與信息層相對(duì)應(yīng)的第一個(gè)S形曲線62的振幅，如在圖5中所示。
圖5還分別用曲線73和72表示從光盤下表面反射的光束和從信息層反射的光束的數(shù)據(jù)信號(hào)SD(也稱為中心孔信號(hào)CA)的低頻部分。通常，與光盤下表面相對(duì)應(yīng)的第二個(gè)SD-曲線73的振幅小于與信息層相對(duì)應(yīng)的第一個(gè)SD-曲線72的振幅，如圖5所示。從圖5可以看出，SD-曲線73和72分別在時(shí)間tCS和tCR具有最大值。
由于散光焦距ΔF為裝置常數(shù)，根據(jù)公式(3)可以從時(shí)間間隔Δt＝tT-tS計(jì)算光學(xué)透鏡34的速度VV＝ΔF/Δt (3)當(dāng)然，假設(shè)光學(xué)透鏡34的速度V在所述時(shí)間間隔內(nèi)保持不變。
參考圖5，根據(jù)公式(4)，可以從光學(xué)透鏡34的速度V和時(shí)間間隔ΔtC＝tCR-tCS計(jì)算光盤2的厚度D，或者更為確切的光盤下表面和信息層之間的距離D＝V*ΔtC(4)其中假設(shè)光學(xué)透鏡34的速度V在所述時(shí)間間隔內(nèi)保持不變，或者至少時(shí)間間隔Δt＝tT-tS內(nèi)測(cè)量的平均速度為從tCS到tCR時(shí)間間隔內(nèi)平均速度的充分精確近似。
在第一實(shí)施例中，控制電路90計(jì)算時(shí)間間隔ΔtC的長(zhǎng)度，即基于聚焦誤差信號(hào)FES(即通過(guò)確定聚焦誤差信號(hào)FES何時(shí)出現(xiàn)零交叉)確定時(shí)間tCS和tCR。
在第二實(shí)施例中，控制電路90計(jì)算時(shí)間間隔ΔtC的長(zhǎng)度，即基于數(shù)據(jù)信號(hào)SD的低頻部分(即通過(guò)確定數(shù)據(jù)信號(hào)SD的低頻部分何時(shí)出現(xiàn)峰值)確定時(shí)間tCS和tCR。這方面要注意，確定零交叉要比確定峰值時(shí)間更加精確，但另一方面與光盤下表面相對(duì)應(yīng)的第二S形曲線63非常小，使得使用數(shù)據(jù)信號(hào)SD的低頻部分更加方便。
現(xiàn)在控制電路90能夠確定光盤2為CD還是DVD并按照正確的格式處理該光盤。例如，通過(guò)將計(jì)算厚度D與適當(dāng)?shù)膮⒖贾礑REF比較，例如DREF＝0.9mm，如果D＞DREF，控制電路90確定光盤2為CD，如果D＜DREF，則確定其為DVD。
因此，本發(fā)明提出了一種用于測(cè)量光盤厚度并確定該光盤為CD還是DVD的改進(jìn)方法。使光學(xué)透鏡34以基本上恒定的速度向光盤2移動(dòng)，將光束32打開，并分析聚焦誤差信號(hào)。通過(guò)確定S形曲線的時(shí)間，確定該速度V的實(shí)際值。通過(guò)確定光盤的不同反射的時(shí)間，并考慮測(cè)量的速度V，確定該光盤的厚度。其重要的優(yōu)點(diǎn)為，厚度測(cè)量的結(jié)果與所述速度V的實(shí)際值基本上無(wú)關(guān)，并因此與致動(dòng)器的實(shí)際靈敏度無(wú)關(guān)。
盡管本發(fā)明旨在提供光盤厚度的相對(duì)準(zhǔn)確的確定方法，并提供確定光盤為CD或DVD的可靠方法，但本發(fā)明的實(shí)施例還提供了用于測(cè)量光學(xué)透鏡34的速度V的方法(見公式3)。
此外，本發(fā)明的實(shí)施例還提供了用于測(cè)量致動(dòng)器52靈敏度γ的方法，其中根據(jù)公式5定義γV＝γ*d(SCF)/dt (5)SCF為從控制電路90到致動(dòng)器52的控制信號(hào)(的電壓)。根據(jù)公式1計(jì)算出速度V后，控制電路90得到其控制信號(hào)的時(shí)間導(dǎo)數(shù)，可以根據(jù)公式6將速度V除以所述時(shí)間導(dǎo)數(shù)而計(jì)算出靈敏度γγ＝V/(d(sCF)/dt) (6)另一方面，如果只需確定光盤類型，無(wú)需實(shí)際計(jì)算光學(xué)透鏡34的速度V。結(jié)合公式3和4，足以計(jì)算出根據(jù)公式7定義的光盤類型參數(shù)α的實(shí)際值α＝ΔtC/Δt(7)
可以預(yù)先確定CD和DVD的光盤類型參數(shù)α的期望值。例如，如果對(duì)于特定的光學(xué)系統(tǒng)，散光焦距ΔF等于10μm，則αCD＝120，αDVD＝60。因此，可以預(yù)先定義光盤類型參數(shù)α的參考值αREF，例如αREF＝90。因此，控制電路90可將光盤類型參數(shù)α的實(shí)際值與該參考值αREF比較，如果α＞αREF，則確定光盤2為CD，如果α＜αREF，則確定光盤2為DVD。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚，本發(fā)明不限于上述示例實(shí)施例，而可以在所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)進(jìn)行各種改變和調(diào)整。
例如，注意，本發(fā)明不限于多類型驅(qū)動(dòng)。本發(fā)明還可以應(yīng)用于只用于一種光盤類型的專用光盤驅(qū)動(dòng)，以確定是否插入了錯(cuò)誤類型的光盤。
此外，本發(fā)明可類似地用于將例如藍(lán)光光盤與例如DVD光盤及CD光盤區(qū)分開。
此外，實(shí)施本發(fā)明時(shí)可從靠近光盤的起始點(diǎn)開始，移動(dòng)光學(xué)透鏡使其遠(yuǎn)離光盤。然而，通常，當(dāng)插入新光盤時(shí)，或者光盤驅(qū)動(dòng)裝置開啟或初始化時(shí)，光學(xué)透鏡最初將位于與光盤距離相對(duì)遠(yuǎn)的?？课恢?。但是，使用上述方法測(cè)量光盤厚度之后，可對(duì)沿相反方向移動(dòng)的透鏡重復(fù)類似的測(cè)量。
通過(guò)測(cè)量與單一S形曲線的徑向焦點(diǎn)和切向焦點(diǎn)相關(guān)的兩個(gè)標(biāo)志事件(即最大值和最小值)出現(xiàn)之間的時(shí)間間隔，上面已經(jīng)解釋了確定光學(xué)透鏡的速度V的測(cè)量方法。然而，如參考圖5所解釋，當(dāng)測(cè)量光盤厚度時(shí)觀察到兩個(gè)S形曲線。實(shí)際上，每個(gè)S形曲線預(yù)期與光盤的每個(gè)反射層是相關(guān)的。可以對(duì)每個(gè)所述S形曲線進(jìn)行速度測(cè)量。因此，在所描述的示例中，可以對(duì)與光盤下表面相關(guān)的S曲線63計(jì)算速度V，也可以對(duì)與光盤信息層相關(guān)的S曲線62計(jì)算速度V。因此，可以獲得兩個(gè)測(cè)量結(jié)果。可以將這兩個(gè)測(cè)量結(jié)果比較，只有當(dāng)測(cè)量結(jié)果位于特定的預(yù)定容差內(nèi)才認(rèn)為該結(jié)果是正確的。然而，也可以計(jì)算出物鏡的平均速度，將其作為兩個(gè)測(cè)量結(jié)果的數(shù)學(xué)平均值，且該平均速度被用于公式4。
在上文中，已經(jīng)通過(guò)考慮來(lái)自兩個(gè)反射層(即一方面為光盤表面另一方面為信息層)的兩個(gè)反射而解釋本發(fā)明。然而，光盤也可能具有多個(gè)信息層。這種情況下，通過(guò)考慮來(lái)自該多個(gè)信息層的每個(gè)反射，以確定該多個(gè)信息層的數(shù)目與/或位置與/或相互間距，并從所確定的結(jié)果最終確定光盤類型，也可以類似地實(shí)施本發(fā)明所提出的方法。
在上文中，已經(jīng)通過(guò)考慮聚焦誤差信號(hào)的零交叉之間的時(shí)間間隔ΔtC＝tCR-tCS解釋了本發(fā)明。然而，不使用該聚焦誤差信號(hào)的零交叉，也可以使用聚焦誤差信號(hào)的其它標(biāo)志事件，例如極值(即tS，tT)。
在上文中，已經(jīng)通過(guò)討論歸一化聚焦誤差信號(hào)FES的處理而解釋了本發(fā)明。盡管優(yōu)選使用歸一化聚焦誤差信號(hào)FES，實(shí)際上并非必須使用該信號(hào)FES，也可以通過(guò)使用根據(jù)公式2b的未歸一化聚焦誤差信號(hào)SFE而實(shí)施本發(fā)明，這是因?yàn)榇_定該信號(hào)的標(biāo)志事件(即最大值，最小值，零交叉)的時(shí)間不受歸一化的影響。
在上文中，參考圖3，解釋散光時(shí)假設(shè)徑向焦點(diǎn)FS的焦距大于切向焦點(diǎn)FT的焦距。然而，已作必要的修正，如果徑向焦點(diǎn)FS的焦距小于切向焦點(diǎn)FT的焦距，同樣的解釋仍然適用。
權(quán)利要求
1.用于確定光盤驅(qū)動(dòng)(1)的光學(xué)透鏡(34)的軸向速度(V)的方法，其中產(chǎn)生光束(32)，將其導(dǎo)向光盤(2)，并使其從光盤(2)上反射，其中該光束穿過(guò)所述光學(xué)透鏡(34)；由光學(xué)探測(cè)器(35)接收反射光束(32d)；處理來(lái)自所述光學(xué)探測(cè)器(35)的輸出信號(hào)(SR)以從該輸出信號(hào)導(dǎo)出聚焦誤差信號(hào)(FES)；使所述光學(xué)透鏡(34)相對(duì)于所述光盤(2)軸向移動(dòng)；對(duì)聚焦誤差信號(hào)(FES)的S形曲線(62)計(jì)時(shí)；以及基于該S形曲線(62)的計(jì)時(shí)結(jié)果計(jì)算光學(xué)透鏡(34)的軸向速度(V)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中根據(jù)如下公式計(jì)算光學(xué)透鏡(34)的軸向速度(V)V＝ΔF/|tT-tS|tS為聚焦誤差信號(hào)(FES)的第一標(biāo)志事件發(fā)生時(shí)間，tT為聚焦誤差信號(hào)(FES)的第二標(biāo)志事件發(fā)生時(shí)間；ΔF為分別與所述第一和第二標(biāo)志事件相關(guān)的所述光束(32)的兩個(gè)物理特性之間的空間軸向距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述第一標(biāo)志事件為聚焦誤差信號(hào)(FES)的最大值；所述第二標(biāo)志事件為聚焦誤差信號(hào)(FES)的最小值；ΔF為所述光束(32)的散光焦距。
4.用于確定光盤驅(qū)動(dòng)(1)的聚焦致動(dòng)器(52)的靈敏度(γ)的方法，其中對(duì)聚焦致動(dòng)器(52)施加斜率基本上恒定的斜坡控制信號(hào)(SCF)，從而使光學(xué)透鏡(34)相對(duì)于光盤(2)沿軸向移動(dòng)；產(chǎn)生光束(32)，將其導(dǎo)向光盤(2)，并使其從光盤(2)上反射，其中該光束穿過(guò)所述光學(xué)透鏡(34)；由光學(xué)探測(cè)器(35)接收反射光束(32d)；處理來(lái)自所述光學(xué)探測(cè)器(35)的輸出信號(hào)(SR)，以從該輸出信號(hào)導(dǎo)出聚焦誤差信號(hào)(FES)；對(duì)聚焦誤差信號(hào)(FES)的S形曲線(62)計(jì)時(shí)；以及基于該S形曲線(62)的計(jì)時(shí)結(jié)果計(jì)算聚焦致動(dòng)器(52)的靈敏度(γ)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中根據(jù)如下公式計(jì)算聚焦致動(dòng)器(52)的靈敏度(γ)γ＝ΔF/(|tT-tS|*d(SCF)/dt)d(SCF)/dt為控制信號(hào)SCF的時(shí)間導(dǎo)數(shù)；tS為聚焦誤差信號(hào)(FES)的第一標(biāo)志事件發(fā)生時(shí)間；tT為聚焦誤差信號(hào)(FES)的第二標(biāo)志事件發(fā)生時(shí)間；以及ΔF為分別與所述第一和第二標(biāo)志事件相關(guān)的所述光束(32)的兩個(gè)物理特性之間的空間軸向距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所述第一標(biāo)志事件為聚焦誤差信號(hào)(FES)的最大值；所述第二標(biāo)志事件為聚焦誤差信號(hào)(FES)的最小值；ΔF為所述光束(32)的散光焦距。
7.用于確定光盤(2)的兩個(gè)反射層之間距離(D)的方法，其中產(chǎn)生光束(32)，將其導(dǎo)向光盤(2)，并使其從光盤(2)上反射，其中該光束穿過(guò)光學(xué)透鏡(34)；由光學(xué)探測(cè)器(35)接收反射光束(32d)；處理來(lái)自所述光學(xué)探測(cè)器(35)的輸出信號(hào)(SR)，以從該輸出信號(hào)導(dǎo)出聚焦誤差信號(hào)(FES)；使所述光學(xué)透鏡(34)相對(duì)于所述光盤(2)軸向移動(dòng)；對(duì)與所述兩層相關(guān)的聚焦誤差信號(hào)(FES)的S形曲線(62；63)發(fā)生標(biāo)志事件計(jì)時(shí)；對(duì)聚焦誤差信號(hào)(FES)的至少一個(gè)S形曲線(62)計(jì)時(shí)；以及一方面基于S形曲線(62)的計(jì)時(shí)結(jié)果，另一方面基于所述S形曲線(62；63)的標(biāo)志事件的計(jì)時(shí)結(jié)果計(jì)算所述兩個(gè)反射層之間的距離(D)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中根據(jù)如下公式計(jì)算光學(xué)透鏡(34)的軸向速度(V)V＝ΔF/|tT-tS|tS為聚焦誤差信號(hào)(FES)的所述至少一個(gè)S形曲線(62)的第一標(biāo)志事件發(fā)生時(shí)間；tT為聚焦誤差信號(hào)(FES)的同一個(gè)S形曲線(62)的第二標(biāo)志事件發(fā)生時(shí)間；以及ΔF為分別與所述第一和第二標(biāo)志事件相關(guān)的所述光束(32)的兩個(gè)物理特性之間的空間軸向距離。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中所述第一標(biāo)志事件為聚焦誤差信號(hào)(FES)的S形曲線(62)的最大值；所述第二標(biāo)志事件為聚焦誤差信號(hào)(FES)的同一個(gè)S形曲線(62)的最小值；ΔF為所述光束(32)的散光焦距。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中根據(jù)如下公式計(jì)算距離(D)D＝V*ΔtCΔtC＝tCR-tCS為所述兩個(gè)S形曲線(62；63)的所述標(biāo)志事件之間的時(shí)間間隔。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，所述兩個(gè)S形曲線(62；63)的每個(gè)所述標(biāo)志事件為相應(yīng)S形曲線(62；63)的零交叉。
12.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中根據(jù)如下公式計(jì)算距離(D)D＝ΔF*ΔtC/|tT-tS|tS為聚焦誤差信號(hào)(FES)的所述至少一個(gè)S形曲線(62)的第一標(biāo)志事件發(fā)生時(shí)間；tT為聚焦誤差信號(hào)(FES)的同一個(gè)S形曲線(62)的第二標(biāo)志事件發(fā)生時(shí)間；ΔF為分別與所述第一和第二標(biāo)志事件相關(guān)的所述光束(32)的兩個(gè)物理特性之間的空間軸向距離；以及ΔtC＝tCR-tCS為所述兩個(gè)S形曲線(62；63)的所述標(biāo)志事件之間的時(shí)間間隔。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述S形曲線(62)的所述第一標(biāo)志事件為該S形曲線(62)的最大值；該同一個(gè)S形曲線(62)的所述第二標(biāo)志事件為同一個(gè)S形曲線(62)的最小值；ΔF為所述光束(32)的散光焦距；以及所述兩個(gè)S形曲線(62；63)的每個(gè)所述標(biāo)志事件為相應(yīng)S形曲線(62；63)的零交叉。
14.用于識(shí)別光盤類型(CD；DVD)的方法，其中產(chǎn)生光束(32)，將其導(dǎo)向光盤(2)，并使其從光盤(2)上反射，其中該光束穿過(guò)光學(xué)透鏡(34)；由光學(xué)探測(cè)器(35)接收反射光束(32d)；處理來(lái)自所述光學(xué)探測(cè)器(35)的輸出信號(hào)(SR)以從該輸出信號(hào)導(dǎo)出聚焦誤差信號(hào)(FES)；使所述光學(xué)透鏡(34)相對(duì)于所述光盤(2)軸向移動(dòng)；對(duì)與所述兩層相關(guān)的聚焦誤差信號(hào)(FES)的S形曲線(62；63)發(fā)生標(biāo)志事件計(jì)時(shí)；對(duì)聚焦誤差信號(hào)(FES)的至少一個(gè)S形曲線(62)計(jì)時(shí)；其中根據(jù)如下公式計(jì)算光盤類型參數(shù)(α)α＝ΔtC/(tT-tS)tS為聚焦誤差信號(hào)(FES)的所述至少一個(gè)S形曲線(62)的第一標(biāo)志事件發(fā)生時(shí)間；tT為聚焦誤差信號(hào)(FES)的同一個(gè)S形曲線(62)的第二標(biāo)志事件發(fā)生時(shí)間；ΔtC＝tCR-tCS為所述兩個(gè)S形曲線(62；63)的所述標(biāo)志事件之間的時(shí)間間隔；其中將測(cè)量的參數(shù)值(α)與預(yù)定參考值(αREF)比較，且其中如果該測(cè)量的參數(shù)值大于所述參考值(αREF)則確定該光盤為第一類型(CD)，如果該測(cè)量的參數(shù)值小于所述參考值(αREF)則確定該光盤為第二類型(DVD)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中所述第一標(biāo)志事件為聚焦誤差信號(hào)(FES)的該S形曲線(62)的最大值；所述第二標(biāo)志事件為聚焦誤差信號(hào)(FES)的同一個(gè)S形曲線(62)的最小值；以及所述兩個(gè)S形曲線(62；63)的每個(gè)所述標(biāo)志事件為相應(yīng)S形曲線(62；63)的零交叉。
16.用于確定光盤(2)的兩個(gè)反射層之間距離(D)的方法，其中產(chǎn)生光束(32)，將其導(dǎo)向光盤(2)，并使其從光盤(2)上反射，其中該光束穿過(guò)光學(xué)透鏡(34)；由光學(xué)探測(cè)器(35)接收反射光束(32d)；處理來(lái)自所述光學(xué)探測(cè)器(35)的輸出信號(hào)(SR)，以從該輸出信號(hào)導(dǎo)出聚焦誤差信號(hào)(FES)和數(shù)據(jù)信號(hào)(SD)；使所述光學(xué)透鏡(34)相對(duì)于所述光盤(2)軸向移動(dòng)；對(duì)與所述兩層相關(guān)的數(shù)據(jù)信號(hào)曲線(72；73)的發(fā)生標(biāo)志事件計(jì)時(shí)；對(duì)聚焦誤差信號(hào)(FES)的至少一個(gè)S形曲線(62)計(jì)時(shí)；以及一方面基于S形曲線(62)的計(jì)時(shí)結(jié)果，另一方面基于所述數(shù)據(jù)信號(hào)曲線(72；73)的標(biāo)志事件的計(jì)時(shí)結(jié)果計(jì)算所述兩個(gè)反射層之間的距離(D)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中根據(jù)如下公式計(jì)算光學(xué)透鏡(34)的軸向速度(V)V＝ΔF/|tT-tS|tS為聚焦誤差信號(hào)(FES)的所述至少一個(gè)S形曲線(62)的第一標(biāo)志事件發(fā)生時(shí)間；tT為聚焦誤差信號(hào)(FES)的同一個(gè)S形曲線(62)的第二標(biāo)志事件發(fā)生時(shí)間；以及ΔF為分別與所述第一和第二標(biāo)志事件相關(guān)的所述光束(32)的兩個(gè)物理特性之間的空間軸向距離。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中所述第一標(biāo)志事件為聚焦誤差信號(hào)(FES)的S形曲線(62)的最大值；所述第二標(biāo)志事件為聚焦誤差信號(hào)(FES)的同一個(gè)S形曲線(62)的最小值；ΔF為所述光束(32)的散光焦距。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中根據(jù)如下公式計(jì)算距離(D)D＝V*ΔtCΔtC＝tCR-tCS為所述數(shù)據(jù)信號(hào)曲線(72；73)的所述標(biāo)志事件之間的時(shí)間間隔。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，所述數(shù)據(jù)信號(hào)曲線(72；73)的每個(gè)所述標(biāo)志事件為該數(shù)據(jù)信號(hào)低頻部分的相應(yīng)曲線(72；73)的峰值。
21.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中根據(jù)如下公式計(jì)算距離(D)D＝ΔF*ΔtC/|tT-tS|tS為聚焦誤差信號(hào)(FES)的所述至少一個(gè)S形曲線(62)的第一標(biāo)志事件發(fā)生時(shí)間；tT為聚焦誤差信號(hào)(FES)的同一個(gè)S形曲線(62)的第二標(biāo)志事件發(fā)生時(shí)間；ΔF為分別與所述第一和第二標(biāo)志事件相關(guān)的所述光束(32)的兩個(gè)物理特性之間的空間軸向距離；以及ΔtC＝tCR-tCS為所述數(shù)據(jù)信號(hào)曲線(72；73)的所述標(biāo)志事件之間的時(shí)間間隔。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中所述S形曲線(62)的所述第一標(biāo)志事件為該S形曲線(62)的最大值；該同一個(gè)S形曲線(62)的所述第二標(biāo)志事件為同一個(gè)S形曲線(62)的最小值；ΔF為所述光束(32)的散光焦距；以及所述數(shù)據(jù)信號(hào)曲線(72；73)的每個(gè)所述標(biāo)志事件為該數(shù)據(jù)信號(hào)的低頻部分的相應(yīng)曲線(72；73)的峰值。
23.用于識(shí)別光盤類型(CD；DVD)的方法，其中產(chǎn)生光束(32)，將其導(dǎo)向光盤(2)，并使其從光盤(2)上反射，其中該光束穿過(guò)光學(xué)透鏡(34)；由光學(xué)探測(cè)器(35)接收反射光束(32d)；處理來(lái)自所述光學(xué)探測(cè)器(35)的輸出信號(hào)(SR)，以從該輸出信號(hào)導(dǎo)出聚焦誤差信號(hào)(FES)；使所述光學(xué)透鏡(34)相對(duì)于所述光盤(2)軸向移動(dòng)；對(duì)與所述兩層相關(guān)的數(shù)據(jù)信號(hào)曲線(72；73)的發(fā)生標(biāo)志事件計(jì)時(shí)；對(duì)聚焦誤差信號(hào)(FES)的至少一個(gè)S形曲線(62)計(jì)時(shí)；其中根據(jù)如下公式計(jì)算光盤類型參數(shù)(α)α＝ΔtC/(tT-tS)tS為聚焦誤差信號(hào)(FES)的所述至少一個(gè)S形曲線(62)的第一標(biāo)志事件發(fā)生時(shí)間；tT為聚焦誤差信號(hào)(FES)的同一個(gè)S形曲線(62)的第二標(biāo)志事件發(fā)生時(shí)間；ΔtC＝tCR-tCS為所述數(shù)據(jù)信號(hào)曲線(72；73)的所述標(biāo)志事件之間的時(shí)間間隔；其中將測(cè)量的參數(shù)值(α)與預(yù)定參考值(αREF)比較，且其中如果該測(cè)量的參數(shù)值大于所述參考值(αREF)則確定該光盤為第一類型(CD)，如果該測(cè)量的參數(shù)值小于所述參考值(αREF)則確定該光盤為第二類型(DVD)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述第一標(biāo)志事件為聚焦誤差信號(hào)(FES)的該S形曲線(62)的最大值；所述第二標(biāo)志事件為聚焦誤差信號(hào)(FES)的同一個(gè)S形曲線(62)的最小值；以及所述數(shù)據(jù)信號(hào)曲線(72；73)的每個(gè)所述標(biāo)志事件為數(shù)據(jù)信號(hào)低頻部分的相應(yīng)曲線(72；73)的峰值。
25.用于識(shí)別光盤類型(CD；DVD)的方法，其中使用根據(jù)任一權(quán)利要求7-13，16-22的方法測(cè)量光盤(2)的兩個(gè)反射層之間的距離(D)；其中將測(cè)量距離與預(yù)定參考值比較；且其中如果該測(cè)量距離(D)大于所述參考值則確定該光盤為第一類型(CD)，如果該測(cè)量距離(D)小于所述參考值則確定該光盤為第二類型(DVD)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的方法，其中所述距離(D)對(duì)應(yīng)于該光盤的厚度，且其中所述預(yù)定參考值優(yōu)選約為0.9mm。
27.根據(jù)權(quán)利要求7或16的方法，其中所述距離(D)對(duì)應(yīng)于該光盤的厚度。
28.光盤驅(qū)動(dòng)裝置(1)，設(shè)計(jì)成執(zhí)行根據(jù)任一前述權(quán)利要求的方法。
29.光盤驅(qū)動(dòng)裝置(1)，設(shè)計(jì)成執(zhí)行根據(jù)任一前述權(quán)利要求14，15，23-26的光盤類型識(shí)別方法；其中該光盤驅(qū)動(dòng)裝置(1)適于僅處理一種光盤類型，且其中，如果該光盤類型識(shí)別程序發(fā)現(xiàn)插入的光盤不是正確的光盤，光盤驅(qū)動(dòng)裝置(1)彈出該插入的光盤。
30.光盤驅(qū)動(dòng)裝置(1)，設(shè)計(jì)成執(zhí)行根據(jù)任一前述權(quán)利要求14，15，23-26的光盤類型識(shí)別方法；其中該光盤驅(qū)動(dòng)裝置(1)適于處理至少兩種不同光盤類型，且其中光盤驅(qū)動(dòng)裝置(1)按照該光盤類型識(shí)別程序所揭示的光盤類型繼續(xù)處理插入的光盤。
全文摘要
描述了一種用于測(cè)量光盤厚度并確定該光盤是CD還是DVD的方法。使光學(xué)透鏡以基本上恒定的速度向光盤移動(dòng)，將光束打開，并分析聚焦誤差信號(hào)(FES)。通過(guò)確定S形曲線(62)的時(shí)間，確定所述速度的實(shí)際值。通過(guò)確定光盤的不同反射(72；73)的時(shí)間，并考慮測(cè)量的速度，確定該光盤的厚度。其重要的優(yōu)點(diǎn)為，厚度測(cè)量的結(jié)果與所述速度的實(shí)際值基本上無(wú)關(guān)，并因此與該致動(dòng)器的實(shí)際靈敏度無(wú)關(guān)。
文檔編號(hào)G11B7/00GK1768385SQ200480009055
公開日2006年5月3日 申請(qǐng)日期2004年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月2日
發(fā)明者A·S·雅克, W·李 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司