CN101084541A - 用于减小径竖串扰的光学聚焦误差偏置 - Google Patents

用于减小径竖串扰的光学聚焦误差偏置 Download PDF

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Abstract

提供一种方法和系统，用于最小化或者优化光学记录载体读取器的误差信号中的径竖串扰(RVC)。聚焦误差偏置值被应用于读取器。在每一个聚焦误差偏置值被应用之后确定径竖串扰。选择最小化或者优化径竖串扰的聚焦误差偏置值供读取器使用。

Description

用于减小径竖串扰的光学聚焦误差偏置
技术领域
本发明通常属于光学记录载体播放器领域。本发明尤其涉及径竖(radial to vertical crosstalk)串扰对光学记录载体播放器中制动器操纵的影响，以及通过对聚焦误差信号添加偏置(聚焦误差偏置)来最小化或者优化径竖串扰。
背景技术
已知光学记录介质具有多种不同的格式，包括只读光学记录载体，例如CD(光盘)和DVD(数字通用盘)，以及可录式光盘，例如CD-R(可记录光盘)，CD-RW(可重写光盘)和DVD-RW(可重写数字通用盘)。这些光学记录介质可以通过光扫描设备上的光学拾取单元来实现写入和/或读取。该光学拾取单元被安装在一个直线轴承上面以便于横跨光盘上的轨道进行径向扫描。
该光扫描设备包括光源，例如朝向光盘的激光器。除了检测并且读取光盘中的信息，该光学拾取单元还检测各种误差信号，例如聚焦误差、径向误差和跟踪误差。光扫描设备利用这些误差信号来调整扫描过程中的多个方面从而帮助减小这些误差。例如，聚焦误差信号能被用来确定如何操纵聚焦制动器从而改善激光的聚焦。
不幸的是，一种被称作径竖串扰(RVC)或者径向聚焦串扰(RFC)的光学现象对光学拾取设备接收到的误差信号起到了干扰作用。当激光器开启，聚焦环闭合，但是径向环打开的时候，在聚焦误差信号中能够观察到一部分径向误差信号。因此这种在聚焦误差信号中的串扰改变了聚焦误差的真实值。聚焦制动器也将基于不正确的误差信息来被操纵。这种聚焦制动器的不期望操纵可能会导致一系列问题。不正确的操纵会带来聚焦制动器更长的操作时间，因而会增大制动器的功耗。功耗会导致聚焦制动器驱动器的集成电路的饱和。额外的功耗导致制动器和驱动器产生额外的热量。不正确的聚焦运动可能导致聚焦丢失，例如在搜寻/传送运动或者高偏心率盘上的径向开环状态期间。另外，径竖串扰引起的散焦还引起伺服误差信号大大地偏差。最后，因为有多种误差信号需要得到校准和优化，例如径向初始化(对径向误差信号的定标和偏置去除)，所以高的RVC就会导致非最佳定标的误差信号，而这些信号反过来就会影响光扫描设备的工作。
因而，需要一种方法在径向开环状态期间最小化或者优化径竖串扰。并且，由光扫描设备产生的径竖串扰数量依赖于各个设备。光学拾取单元和光学扫描设备随着设备寿命以及湿热、忽冷忽热的环境的老化都会带来光电探测器和透镜等的移位。这些失常都是不可避免的并且对每台设备产生的径竖串扰数量产生影响。因此，一种用来最小化或者优化单个光扫描设备产生的径竖串扰数量的改进方法将会是非常有利的。
发明内容
因而，所述发明优选单独地或组合地用来减小、减轻或者消除一项或者几项上面提到的本领域种的缺陷，并且至少通过提供根据所附权利要求的最小化或者优化径竖串扰的一种系统、一种方法以及一种计算机可读介质来解决上述问题。
依照本发明的一个方面，公开了一种用于减小光学记录载体读取器的误差信号中径竖串扰的方法。该方法包括以下步骤：将多个聚焦误差偏置值应用于读取器；在每一个聚焦误差偏置值被应用之后确定径竖串扰；选择能够使径竖串扰最小化的聚焦误差偏置值供读取器使用。
依照本发明的另一个方面，公开了一种用于减小光学记录载体读取器的误差信号中径竖串扰的系统。该系统包括：将多个聚焦误差偏置值应用于读取器的装置；在每一个聚焦误差偏置值都被应用之后确定径竖串扰的装置；选择能够使径竖串扰最小化的聚焦误差偏置值供读取器使用的装置。
依照本发明的又一方面，提供了一种在其上嵌入了由计算机处理的计算机程序的计算机可读介质。公开的计算机程序包括用于减小光学记录载体读取器的误差信号中径竖串扰的代码段。这些代码段包括将聚焦误差偏置值应用于读取器的第一代码段；在每一个聚焦误差偏置值都被应用之后确定径竖串扰的第二代码段以及选择能够使径竖串扰最小化的聚焦误差偏置值供读取器使用的第三代码段。
相比现有技术，所述发明的优点至少在于它能够最小化或者优化由单个的光学记录载体读取器产生的径竖串扰。
附图说明
参考附图，根据本发明的下述实施例，本发明的这些或那些方面、特征以及优势将变得清楚并得到阐述，其中
图1是结合了本发明的光盘播放器的伺服控制系统的框图；
图2是说明根据本发明的一个实施例来最小化或者优化径竖串扰的方法的流程图；
图3中(a)到(c)说明了根据本发明的一个实施例当不同聚焦误差偏置值被应用到光盘播放器时各种参数的电压读数值。
具体实施方式
接下来的描述主要集中于所述发明的一个实施例，该实施例可用于光盘播放器尤其是光盘读取器。但是，应理解本发明并不仅仅局限在这个应用，而是可以被应用于很多其他的光学扫描系统。
如图1所示，根据本发明的一个具体实施例的用于光盘播放器的伺服控制系统包括一个传统的激光装置1，该装置包括一个照明激光器以及用来将激光聚焦在光盘信息表面的相关光学器件。为了产生表示数据和指示信息轨道跟踪的信号，激光装置1还包括适当的探测器用来检测盘片反射的光线。此外，激光装置还包括一个用于旋转盘片的电机、受伺服控制系统内部产生信号的控制将激光辐射聚焦在盘片被选部分的装置以及在盘片上径向移动读取头的装置。
激光装置1的四个输出D1-D4在加法器2中相加，然后被馈送给高频放大器3。四个输出D1-D4连同另外两个输出R1和R2馈送给模数转换器模块4，该模数转换器的输出被传送给预处理模块5，在信号进入PID控制器6之前，聚焦误差偏置信号可以在这个点被加入。PID控制器6的第一输出被馈送进一个聚焦探测器7，同时第二输出被馈送进一个输出级8，这个输出级产生多路输出用于控制盘片上的激光聚焦(FQ)、激光头在盘片上的精确径向定位(RA)以及相对于盘片上的轨道向读取头提供粗略定位的滑架位置(SL)。输出级8的这三个输出都经过功率放大器9被馈送到激光装置1。聚焦探测器7的输出通过一个接口10被馈送到控制微处理器11。
放大器3的输出被馈送到前置电路12，该电路对信号进行切分和转换以便于符合数字锁相环(DPLL)13的应用要求，锁相环的输出被馈送到用来控制主轴电机转速的电机控制电路14，使得盘片按照期望速度旋转用来从盘片正确地读取数据。电机控制电路的输出通过功率放大器9馈送到主轴驱动电机。根据具有高反射率的盘片，比如CDAudio、CDROM、DVD等，或者具有低反射率的盘片，比如CD-RW、BD、HD-DVD(AOD)等，控制微处理器11会产生一个信号用于改变放大器3的增益。因而，放大器的增益在播放低反射率盘片时会增大，因为在这种情况下接收到的信号幅度会小于从高反射率盘片接收到的信号幅度。另外，控制微处理器11还可以提高模数转换器模块4的灵敏度以补偿信号D1-D4，R1和R2的较低电平。到现在为止，这套伺服控制系统还是传统型的并且通过光盘播放器中使用的熟知电路元件构建得到。
图2中的流程图包括以下模块用于说明的目的：
201聚焦跟踪开启
203判定：径向跟踪开启？
205选择使抖动最小化的聚焦偏置值；
207将多个聚焦误差偏置值应用于读取器；
209判定：最小化还是优化RVC？
211测量RVC；
213选择使RVC最小化的聚焦误差偏置值；
215在每一个聚焦误差偏置值被应用之后，测量RVC和其他参数；
217选择聚焦误差偏置值，该偏置值给出最佳的RVC并同时保持至少一个参数的信号质量高于预定的水平。
图2说明根据本发明的方法的流程图，该方法用于最小化或者优化光盘播放器中的径竖串扰。因为径竖串扰只发生在聚焦跟踪开启并且径向跟踪关闭的时候。因而在步骤201，首先确认光盘读取器中聚焦跟踪开启。在步骤203中确定径向跟踪是否开启。如果径向跟踪开启，则不会有径竖串扰的问题。因而可以选择一种用来最小化读取器中抖动的对策。本领域的技术人员应当理解多种对策可以应用于本发明来减小抖动，例如：聚焦偏置值，聚焦带宽等。这个实施例将集中在使用聚焦偏置值作为对策，但是本发明并不局限于此。在这个实施例中，使抖动最小化的聚焦偏置值在步骤205中被控制微处理器11选择并且应用于光盘读取器。
如果在步骤203中确定径向跟踪关闭，则径竖串扰就成为读取器必须考虑的问题。正如上面提到的，径竖串扰会干扰检测到的聚焦误差信号，这样就会不必要地驱动聚焦制动器。在本发明的这个实施例中，多个聚焦误差偏置值在步骤207中被应用于光盘读取器。
如果在步骤209中确定操作的目标是仅仅最小化径竖串扰，那么在步骤211中，就会由PID控制器6在每一个聚焦误差偏置值都被应用于光盘读取器之后来确定径竖串扰。然后在步骤213中，由控制微处理器11选择能够带来最低径竖串扰的聚焦误差偏置值并将其应用于光盘读取器。
如果在步骤209中确定操作的目标为相对于其他参数优化径竖串扰，则还需要测量这些其他的参数。在本发明的这个实施例中，一个最佳的径竖串扰值指的是可得到的径竖串扰的最小值，同时至少一个参数的信号质量高于预定值。在本发明的这个实施例中，有多种光学参数可以使用，例如HF(高频)或者摆动质量、误差信号幅度等，并且本发明并不局限于此。例如如果聚焦误差偏置值将径竖串扰降低到它的最低水平，则光盘读取器测量出的一些误差信号就可能被减小到不起作用的程度。由此，使用保持误差信号质量高于预定水平的需要来最好地平衡最小化径竖串扰的需求的聚焦误差偏置值需要被确定。本发明的这个实施例中，径竖串扰值和其他参数的值都在步骤215中由PID控制器6在每一个聚焦误差偏置值都被应用之后确定。在步骤217中，最小化径竖串扰并且保持其他参数的信号质量高于预定水平的聚焦误差偏置值由控制微处理器选择并将它应用于光盘读取器。
上述方法的一个详细实例现在参考图3(a)-(c)公开。在这个实例中，聚焦误差偏置值被应用于系统。这个例子试图通过最小化聚焦制动器功耗来最小化径竖串扰，同时保持光盘读取器测量的径向误差信号和聚焦误差信号的信号质量。图3(a)举例说明了应用于光盘读取器的聚焦误差偏置值为0时一些参数的测量电压读数，包括聚焦制动器电压(Vfocus)，径向误差信号(Ren)和聚焦误差信号(Fen)。在这种情况下，Vfocus＝1.59+1.43＝3.02V(峰峰值)，Ren＝1.05+0.77＝1.82V(峰峰值)，Fen＝0.081+0.129＝0.21V(峰峰值)。将一个+20的偏置值应用于光盘读取器之后再次测量这些参数。如图3(b)所示，当使用一个+20的聚焦误差偏置值时，Vfocus＝1.11+0.79＝1.9V，Ren＝0.525+0.237＝0.762V，Fen＝0.380-0.216＝0.164V。所以尽管这个偏置值已经将聚焦制动器的功耗降低了超过(1.9^2/3.02^2)＝40％，但该偏置值也将径向误差信号降低了超过58％。这样会使径向误差信号太低而无法使用。应用-20的第二聚焦偏置值，实验结果如图3(c)所示。当使用-20的聚焦偏置值时，Vfoeus＝1.19+0.87＝2.06V，Ren＝1.05+0.65＝1.7V，Fen＝0.426-0.247＝0.179V。在这种情况下，聚焦制动器的功耗降低了大约(2.06^2/3.02^2)＝47％，而径向误差信号仅仅被降低了7％。因而，如果径向误差信号高于预定的信号质量水平，应用于光盘读取器的聚焦误差偏置值就应该选取为-20。应当理解在选择之前还可以尝试和比较更多的聚焦误差偏置值。
依照本发明的上述方法和设备的应用和使用可以是各种各样的，并且包括示例性领域，例如光盘播放器和记录器。
本发明能够通过包括硬件、软件、固件或者它们的任意组合的适当形式来实现。但是，本发明优选通过运行在一个或多个数据处理器和/或数字信号处理器上的计算机软件来实现。本发明的实施例的元件和组件能够以任何合适的方式物理地、功能地或者逻辑地实现。事实上，本发明的功能可以通过一个单独的单元、若干个单元或者作为其他功能单元的一部分来实现。就其本身而言，本发明可以通过一个单个的单元实现，或是物理地和功能地分布在不同的单元和处理器之间。
尽管已经参考特定的实施例对所述发明作了描述，但是本发明并不局限于这里提到的特定形式。更确切地说，本发明仅仅受到所附权利要求的限制，并且除上述特定的实施例之外的其他实施例可能同样地落入这些所附权利要求的范围内，例如上面没有提到过的不同用途。
在权利要求中，术语“包括”并不排斥存在其他元件或者步骤。此外，尽管一些装置、元件或者方法步骤被单独列举，但是它们还是可以通过例如一个单独的单元或者处理器来实现。另外，不同的权利要求中可能包括有一些单独的特征，但是这些特征可能更有利地组合在一起，这些特征被包括在不同的权利要求中并不意味着特征的组合是不可行的和/或不利的。另外，单数的参考并不排斥多个。术语“一”、“第一”、“第二”等并不排斥多个。权利要求中的附图标记仅仅提供来使示例清楚，并不能以任何方式被解释来限制他们的范围。

Claims (13)

1、一种用来减小光学记录载体读取器的误差信号中径竖串扰(RVC)的方法，包括以下步骤：
-将聚焦误差偏置值应用于读取器；
-在每一个聚焦误差偏置值被应用之后确定径竖串扰；
-选择使径竖串扰(RVC)最小化的聚焦误差偏置值供读取器使用。
2、依照权利要求1的方法，其中将聚焦误差偏置值应用于读取器包括将聚焦误差偏置值应用于读取器的聚焦偏置控制环。
3、依照权利要求1的方法，进一步包括以下步骤：
-在每一个聚焦误差偏置值被应用之后，测量至少一个参数的信号质量水平；
-选择减小和优化径竖串扰(RVC)的聚焦误差偏置值，同时保持至少一个参数的质量高于一个预定水平。
4、依照权利要求3的方法，其中所述至少一个参数是至少一个信号并且该参数的质量是该信号的信号质量。
5、一种用于减小光学记录载体读取器的误差信号中径竖串扰的系统，包括：
-将多个聚焦误差偏置值应用于读取器的装置(5)；
-在每一个聚焦误差偏置信号被应用之后确定径竖串扰的装置(6) ；
-选择使径竖串扰(RVC)最小化的聚焦误差偏置值供读取器使用的装置(11)，其中所述装置(5，6，11)彼此之间有效地连接。
6、依照权利要求5的系统，其中将聚焦误差偏置值应用于读取器的装置(5)被配置为将聚焦误差偏置值应用于读取器的聚焦偏置控制环。
7、依照权利要求5的系统，进一步包括：
-在通过所述装置(5)应用每个聚焦误差偏置值之后测量至少一个参数的信号质量水平的装置(6)，所述的装置(5)用于将多个聚焦误差偏置值应用于读取器；和
-选择减小和优化径竖串扰(RVC)的聚焦误差偏置值的装置(11)，其中选择聚焦误差偏置值的装置(11)被配置为保持至少一个参数的质量高于预定水平。
8、依照权利要求7的系统，其中所述至少一个参数是至少一个信号，并且该参数的质量是该信号的信号质量。
9、一种计算机可读介质，具有嵌入到其上的由计算机处理的计算机程序，该计算机程序包括用于减小光学存储载体读取器的误差信号中径竖串扰的代码段，所述代码段包括：
-将聚焦误差偏置值应用于读取器的第一代码段；
-在每一个聚焦误差偏置值被应用之后确定径竖串扰(RVC)的第二代码段；
-选择最小化径竖串扰(RVC)供读取器使用的第三代码段。
10、依照权利要求9的计算机可读介质，其中聚焦误差偏置值被应用于读取器的聚焦偏置控制环。
11、依照权利要求9的计算机可读介质，进一步包括：
-在每一个聚焦误差偏置量被应用之后测量至少一个参数的信号质量水平的第四代码段；
-选择减小和优化径竖串扰的聚焦误差偏置值同时保持至少一个参数的质量高于预定水平的第五代码段。
12、依照权利要求11的计算机可读介质，其中所述的至少一个参数是至少一个信号，并且该参数的质量是该信号的信号质量。
13、一种光学记录载体读取器，包括依照权利要求1至8之一所述的系统。
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