CN1555555A - 具有焦点拉入功能的光盘播放器 - Google Patents

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����һ
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Abstract

一种光盘播放器执行焦点拉入操作，同时避免物镜与光盘接触等不便现象的发生。迫使物镜逐渐地从一个远离光盘表面并且处于聚焦伺服环路的捕获范围之外的位置向光盘表面移动。当该移动操作使物镜到达聚焦伺服环路的捕获范围，并且物镜和盘表面之间的距离是最小距离或者在加宽方向变化时，停止物镜的移动操作。

Description

具有焦点拉入功能的光盘播放器
技术领域
本发明涉及具有焦点拉入(focus pull-in)功能的光盘播放器。
背景技术
目前，光记录介质中已知的一种类型是多层光盘，即在一个盘中提供多个用于记录信息数据的记录层。例如，在双层DVD(数字万用盘)中提供了由一个形成了较小间隙的间隔层分隔的两个记录层。在向/从双层光盘记录或再现时，把激光束会聚到两个记录层中的一个层上，并对该记录层执行信息数据的记录或再现。在记录或再现操作中，会出现激光束的焦点位置从一个记录层改变到另一个记录层的情况。如上所述的激光束焦点位置改变到另一个记录层的操作通常称为“焦点跳转”。在焦点跳转时，首先，迫使一个物镜移动到靠近光盘的位置，并将其拉入一个聚焦伺服环路的捕获范围，然后，把聚焦伺服环路设置为关闭状态。而且，在具有一个记录层的单层光盘中，在初始操作时，执行所谓的“焦点拉入”，从而迫使物镜移动到靠近光盘表面的位置，并被拉入一个聚焦伺服环路的捕获范围，然后，把聚焦伺服环路设置为关闭状态。
但是，如果在伺服环路为关闭的状态下光盘的表面振动较大，会发生以下不便，即从物镜来看的趋近该光盘表面的速度变得过高，使得焦点拉入失败，并且物镜接触到光盘，等等。
发明内容
本发明是针对上述问题作出的，本发明的目的是提供一种光盘播放器，其能够较好地执行物镜对光盘的焦点拉入。
根据本发明，提供一种光盘播放器，用于基于当把由物镜会聚的激光束投射到旋转光盘的记录表面上时获得的反射光，再现光盘上记录的记录信息，该光盘播放器包括：表面振动检测部件，用于检测物镜和光盘表面之间的距离变化以作为光盘的表面振动；物镜移动部件，用于强制地逐渐把物镜从一个远离光盘表面并且处于一个聚焦伺服环路的捕获范围之外的位置向光盘表面移动；和物镜移动停止控制部件，用于当物镜在物镜移动部件的移动操作下已经到达聚焦伺服环路的捕获范围、并且表面振动检测部件检测到物镜和光盘表面之间的距离是最小距离或者在加宽的方向变化时，停止由物镜移动装置执行的移动操作。
附图说明
图1是显示作为根据本发明的光信息再现装置的一个光盘播放器的结构的图；
图2A和2B是显示图1所示光盘播放器的拾取器2中安装的光电检测器的光敏表面的结构的图；
图3是显示图1所示光盘播放器的焦点拉入操作的图；
图4是显示根据本发明的光盘播放器的另一个实施例的结构的图；
图5是显示由图4所示光盘播放器执行的焦点拉入控制流程的例子的图；
图6是显示图5所示焦点拉入控制流程执行的焦点拉入操作的图；
图7是显示由图4所示光盘播放器执行的焦点拉入控制流程的另一个例子的图；
图8是显示图7所示焦点拉入控制流程执行的焦点拉入操作的图；
图9是显示当激光束的焦点被聚焦到光盘4的盘表面上时读取和信号RSUM的电平变化、以及当激光束的焦点被聚焦到记录层40上时读取和信号RSUM的电平变化的图；
图10是显示根据本发明另一个实施例的光盘播放器的结构的图；
图11是显示由图10所示光盘播放器执行的焦点拉入控制流程的例子的图；
图12是显示图11所示焦点拉入控制流程执行的焦点拉入操作的图；
图13是显示根据本发明的光盘播放器的另一个实施例的结构的图；
图14是显示由图13所示光盘播放器执行的焦点拉入操作的图；
图15是显示由图13所示光盘播放器执行的焦点拉入操作的图；
图16是显示图13所示光盘播放器的改进的图；和
图17是显示在接触回退部件被安装在图13所示光盘播放器中的情况下的结构的图。
具体实施方式
下面参考附图对本发明的实施例进行说明。
图1是显示作为根据本发明的光信息再现装置的一个光盘播放器的结构的图。
在图1中，拾取器2从由主轴电机3旋转的作为光记录介质的光盘4读取记录信息。
拾取器2包括：激光发射装置21；半反射镜22；物镜23；聚焦致动器24；寻道致动器25；光束分离器26；第一光电检测器27；和第二光电检测器28。激光发射装置21发射具有预定光功率的激光束。通过半反射镜22和物镜23把激光束投射到光盘4的记录层上。在此结构中，通过物镜23、半反射镜22和光束分离器26把来自光盘4的反射光引导到第一光电检测器27和第二光电检测器28。在引导到第二光电检测器28的反射光到达第二光电检测器28的光敏表面之前，其经过一个柱面透镜(未示出)，使得像散被施加到反射光上。第一光电检测器27分别利用图2A所示布置的两个光敏表面27a和27b接收上述来自光盘4的反射光。第一光电检测器27产生通过分别对由光敏表面27a和27b接收的反射光单独进行光电转换所获得的读取信号Ta和Tb。第二光电检测器28分别利用图2B所示布置的四个光敏表面28a到28d接收上述来自光盘4的反射光。第二光电检测器28产生通过分别对在每个光敏表面28a到28d接收的反射光进行光电转换所获得的读取信号Ra到Rd。
寻道误差产生电路5获得读取信号Ta和Tb之间的差，并将其作为寻道误差信号提供给补偿器6。补偿器6把通过补偿寻道误差信号的相位性质所获得的寻道驱动信号提供给驱动器7。驱动器7根据寻道驱动信号产生一个寻道驱动电压，并将其提供给寻道致动器25。寻道致动器25根据寻道驱动电压，在盘的径向移动物镜23的光轴，使得照射到光盘4上的激光束追循光盘4的记录表面上形成的记录轨道。
即，由拾取器2、寻道误差产生电路5、补偿器6、驱动器7和寻道致动器25构成一个寻道伺服环路。
聚焦误差产生电路8可操作地分别把来自第二光电检测器28中的四个光敏表面28a到28d的读取信号Ra到Rd中的来自设置在对角位置的光敏表面的读取信号相加，并获得两个相加信号之间的差值作为一个聚焦误差信号FE。即，聚焦误差产生电路8通过以下的使用被施加了像散的读取信号Ra到Rd的算术运算，获得聚焦误差信号FE。
FE＝(Ra+Rc)-(Rb+Rd)
补偿器9把通过补偿聚焦误差信号FE的相位性质所获得的相位补偿聚焦误差信号提供给选择器10。选择器10选择该相位补偿聚焦误差信号或一个从物镜移动信号产生电路11提供的物镜移动信号，并将其作为聚焦驱动信号提供给驱动器12。物镜移动信号产生电路11的操作和选择器10的选择控制操作将在后面进行说明。驱动器12根据从选择器10提供的聚焦驱动信号产生一个聚焦驱动电压，并将其提供给聚焦致动器24。聚焦致动器24在垂直于盘的方向(即，在所谓的焦点调节轨迹上)把物镜23移动一个对应于聚焦驱动电压的距离，以便使激光束的聚焦点与光盘4的记录表面重合。
即，由拾取器2、聚焦误差产生电路8、补偿器9、选择器10、驱动器12和聚焦致动器24构成一个聚焦伺服环路。
读取和信号(read sum signal)产生电路13如上所述获得通过把从第二光电检测器28产生的读取信号Ra到Rd相互相加所得到的相加结果作为一个读取和信号RSUM，并将其提供给信息数据解调电路14和比较器15。信息数据解调电路14通过对读取和信号RSUM执行预定解调处理，再现光盘4上记录的信息数据，并产生再现信息数据。
比较器15把读取和信号RSUM的信号电平和一个拉入阈值THPULL进行比较。当读取和信号RSUM的信号电平较小时，比较器15把逻辑电平0的伺服捕获范围中的信号SE提供给一个门16。当读取和信号RSUM的信号电平较大时，比较器15把逻辑电平1的伺服捕获范围中的信号SE提供给门16。拉入阈值THPULL可以是这样一个值：即，当物镜23位于聚焦伺服环路的捕获范围中的下限位置(即，距离记录表面最远的位置)时读取和信号RSUM的信号电平。
倾斜传感器17检测光盘4的表面振动，产生一个具有对应于表面振动状态的波形的表面振动信号FY，并将其提供给峰值检测电路18。倾斜传感器17设置在一个靠近物镜23的位置。每当检测到表面振动信号FY的信号电平的一个最小值(或最大值)时，峰值检测电路18产生一个峰值检测脉冲PP，并将其提供给一个测量定时器19。测量定时器19根据峰值检测脉冲PP初始化一个当前测量值，然后，开始测量操作，并连续地把测量值提供给比较器20。
当从测量定时器19提供的测量值小于一个预定值Tt时，比较器20产生逻辑电平1的表面振动分离间隔检测信号YD，并将其提供给门16。当测量值大于预定值Tt时，比较器20产生逻辑电平0的表面振动分离间隔检测信号YD，并将其提供给门16。预定值Tt是主轴电机3把光盘4旋转约半圈所需的时间。
只要伺服捕获范围中的信号SE和表面振动分离间隔检测信号YD都是逻辑电平1，门16就产生逻辑电平1的物镜移动停止信号STP，并将其提供给一个RS触发器FF1的R端子。当焦点拉入开始信号STT被提供给RS触发器FF1的S端子时，RS触发器FF1连续地把逻辑电平1的焦点拉入控制信号FC提供给选择器10，以便执行焦点拉入操作。例如，当接通光盘播放器的电源或者当作为读取目标的记录层改变为另一个记录层时，从一个系统控制器(未示出)产生该焦点拉入开始信号STT。当把逻辑电平1的物镜移动停止信号STP提供给R端子时，RS触发器FF1连续地把用于停止焦点拉入操作的逻辑电平0的焦点拉入控制信号FC提供给选择器10。
如图3所示，当从系统控制器(未示出)提供焦点拉入开始信号STT时，物镜移动信号产生电路11产生提供给选择器10的物镜移动信号，以便在光盘4的记录表面的方向逐渐移动物镜23。当从门16提供逻辑电平1的物镜移动停止信号STP时，物镜移动信号产生电路11把物镜移动信号提供给选择器10，以便停止物镜23的移动。在被提供用于停止焦点拉入操作的逻辑电平0的焦点拉入控制信号FC的同时，选择器10把从补偿器9提供的相位补偿聚焦误差信号转发给驱动器12。在被提供用于执行焦点拉入操作的逻辑电平1的焦点拉入控制信号FC的同时，选择器10把从物镜移动信号产生电路11提供的物镜移动信号转发给驱动器12。
现在参考图3对图1所示光盘播放器中执行的焦点拉入操作进行说明。
在光盘4的一圈旋转中发生一个周期的表面振动。根据表面振动，在光盘4旋转一圈时，物镜23和光盘4之间的距离逐渐变窄(趋近间隔NP)，然后，二者逐渐相互远离(分离间隔FP)。在此情况下，倾斜传感器17产生如图3所示具有对应于表面振动状态的波形的表面振动信号FY。此外，每当表面振动信号FY的信号电平变为最小值(或最大值)时，即，由于表面振动的影响而使物镜23和光盘4之间的距离等于最小间隔时，峰值检测电路18产生图3所示的峰值检测脉冲PP。因此，每当产生峰值检测脉冲PP时，比较器20仅在从产生峰值检测值PP开始的由预定值Tt所示的一段时间中产生逻辑电平1的表面振动分离间隔检测信号YD。即，仅当(光盘4的记录表面上的)激光束照射部分的表面振动状态处于一种使物镜23和光盘4之间的距离逐渐加宽(分离间隔FP)的表面振动状态时，比较器20才产生逻辑电平1的表面振动分离间隔检测信号YD。
首先，在图3所示的时间点A，系统控制器(未示出)产生焦点拉入开始信号STT，以便把激光束的焦点聚焦到光盘4的某个记录层上。响应该焦点拉入开始信号STT，RS触发器FF1产生图3所示的逻辑电平1的焦点拉入控制信号FC。响应逻辑电平1的焦点拉入控制信号FC，选择器10把物镜移动信号产生电路11产生的物镜移动信号提供给驱动器12。因此，在这个时段期间，聚焦伺服环路进入打开状态，并且如图3所示聚焦致动器24强制地驱动物镜23以接近光盘4的表面。如图3所示，恰在聚焦致动器24的驱动操作之后，由于物镜23位于一个在聚焦伺服环路的捕获范围之外并且相对远离光盘4表面的位置，来自光盘4的反射光的光强较低。因此，基于反射光获得的读取和信号RSUM的信号电平小于拉入阈值THPULL的值，并且从比较器15产生的伺服捕获范围中的信号SE被设置为逻辑电平0。物镜23越趋近光盘4的表面，来自光盘4的反射光的光强越高。因此，如图3所示，读取和信号RSUM的幅度增加，并且它更容易受到光盘4的表面振动的影响。在此状态下，根据表面振动的影响，物镜23和光盘4表面之间的距离在图3所示的趋近间隔NP中急剧变窄，并且在分离间隔FP中缓慢变窄。当物镜23进入聚焦伺服环路的捕获范围时，如图3所示，读取和信号RSUM的信号电平高于拉入阈值THPULL的值。从比较器15产生的伺服捕获范围中的信号SE从逻辑电平0转变到逻辑电平1。在此情况下，在表面振动分离间隔检测信号YD被设置为逻辑电平1的时间点，门16产生用于停止焦点拉入操作的逻辑电平1的物镜移动停止信号STP，并将其提供给RS触发器FF1和物镜移动信号产生电路11。RS触发器FF1响应物镜移动停止信号STP，把焦点拉入控制信号FC从逻辑电平1转变到逻辑电平0。选择器10把从补偿器9提供的相位补偿聚焦误差信号(取代物镜移动信号)转发到驱动器12，从而把聚焦伺服环路设置为关闭状态。因此，物镜的移动被停止，以便迫使物镜23趋近光盘4的表面，并使聚焦伺服可以工作。
如上所述，在图1所示的光盘播放器中的焦点拉入操作中，首先，使物镜从一个在聚焦伺服环路的捕获范围之外并相对较远的位置逐渐趋近光盘。当物镜超过聚焦伺服环路的捕获范围的下限位置并且处于一种使物镜和盘表面之间的距离加宽的表面振动状态时，停止焦点拉入操作，从而关闭聚焦伺服环路。因此，在防止物镜与盘表面接触的同时，执行了迅速的焦点拉入操作。
在本实施例中，在由于表面振动的影响而使物镜和盘表面之间的距离加宽的状态下，停止物镜的强制移动，如果在二者之间的距离等于最小间隔时执行强制移动，在二者之间的距离加宽的状态下停止物镜的移动。
通常，作为光盘的表面振动的结果，在盘的一圈旋转中仅发生一次使物镜和光盘之间的距离逐渐变窄并达到最小距离的状态。类似地，在盘的一圈旋转中仅发生一次使物镜和光盘从最小间隔状态逐渐远离并使二者之间的距离达到最大距离的状态。即，表面振动的状态与盘的旋转同步，并且物镜和光盘之间的距离达到最小距离的时间点有规律地出现在几乎相同的旋转相位。因此，只需使物镜在光盘的每圈旋转中逐步地趋近光盘，并且当物镜进入聚焦伺服环路的捕获范围时，关闭聚焦伺服。
图4是显示考虑上述观点作出的光盘播放器的另一个结构的图。
在图4所示的光盘播放器中，除去了图1所示的倾斜传感器17、峰值检测电路18、测量定时器19、比较器15和20、门16、和RS触发器FF1，并且提供了旋转检测器170和焦点拉入控制电路300。使用一个物镜移动信号产生电路110代替图1所示的物镜移动信号产生电路11。由于其它结构与图1所示的结构类似，下面将主要针对旋转检测器170、物镜移动信号产生电路110和焦点拉入控制电路300的操作进行说明。
每当主轴电机3把光盘4旋转一圈时，旋转检测器170产生一个旋转检测脉冲信号RP并将其提供给焦点拉入控制电路300。物镜移动信号产生电路110根据从焦点拉入控制电路300提供的驱动控制信号，产生用于把物镜23移动到焦点调节轨迹上的一个位置的物镜移动信号，并将其提供给选择器10。焦点拉入控制电路300响应由系统控制器(未示出)产生的焦点拉入开始信号STT，根据图5所示的焦点拉入控制流程执行一个控制，以便使聚焦伺服可以用于光盘4的记录层。
在图5中，首先，焦点拉入控制电路300把一个用于使物镜23移动到焦点调节轨迹上的预定初始位置的驱动值存储在一个内置寄存器N(未示出)中(步骤S0)。然后，焦点拉入控制电路300产生逻辑电平1的焦点拉入控制信号FC，并将其提供给选择器10(步骤S1)。通过执行步骤S1，选择器10把从物镜移动信号产生电路110提供的物镜移动信号提供给驱动器12。然后，焦点拉入控制电路300产生表示内置寄存器N中存储的驱动值的移动驱动控制信号，并将其提供给物镜移动信号产生电路110(步骤S2)。通过执行步骤S2，聚焦致动器24把物镜23移动到焦点调节轨迹上的一个对应于内置寄存器N中存储的驱动值的位置。然后，焦点拉入控制电路300基于从旋转检测器170提供的旋转检测脉冲RP，鉴别光盘4是否已经旋转了一圈(步骤S3)。在步骤S3，如果确定光盘4已经旋转一圈，焦点拉入控制电路300把一个通过把预定值α与内置寄存器N中存储的驱动值相加获得的值设置为一个新驱动值，并把它覆写存储到内置寄存器N中(步骤S4)。在执行步骤S4后，焦点拉入控制电路300返回步骤S12的执行，并重复执行上述操作。根据步骤S2到S4的重复执行，如图6所示，每当光盘4旋转一圈时，物镜23向光盘4的表面趋近了一个对应于预定值α的距离。
如果在步骤S3确定光盘4没有旋转一圈，焦点拉入控制电路300鉴别读取和信号RSUM是否大于一个近阈值(near threshold value)THNE(步骤S5)。近阈值THNE是这样一个值：即，当物镜23位于一个比聚焦伺服环路的捕获范围中的下限位置稍微远离盘表面的接近位置时，读取和信号RSUM的信号电平。因此，近阈值THNE小于拉入阈值THPULL。如果在步骤S5确定读取和信号RSUM不大于近阈值THNE，焦点拉入控制电路300返回步骤S3的执行。即，在通过步骤S2的执行把物镜23移动到焦点调节轨迹上的对应于内置寄存器N中存储的驱动值的位置后，焦点拉入控制电路300鉴别在光盘4旋转一圈的时间段期间读取和信号RSUM是否大于近阈值THNE。换句话说，是进行以下鉴别：当光盘4旋转一圈时，是否读取和信号RSUM比近阈值THNE越大，物镜23就越接近光盘4的表面。
如果在步骤S5中决定读取和信号RSUM大于近阈值THNE，焦点拉入控制电路300重复执行有关读取和信号RSUM是否大于拉入阈值THPULL的鉴别，直至它确定读取和信号RSUM更大(步骤S6)。即，该装置等待，直至物镜23到达聚焦伺服环路的捕获范围的下限位置。如果在步骤S6中确定读取和信号RSUM比拉入阈值THPULL更大，即，如果物镜23已经经过聚焦伺服环路的捕获范围的下限位置，则焦点拉入控制电路300产生逻辑电平0的焦点拉入控制信号FC，并将其提供给选择器10(步骤S7)。通过步骤S7的执行，选择器10把从补偿器9提供的相位补偿聚焦误差信号提供给驱动器12，从而把聚焦伺服设置为关闭状态。即，在光盘4旋转一圈时，如果读取和信号RSUM比近阈值THNE越大，物镜23就越接近光盘4的表面，那么在表面振动的影响下物镜23在盘旋转一圈的时间段内当然会到达聚焦伺服环路的捕获范围中的位置。该装置等待，直至物镜23在盘旋转一圈的时间段内超过聚焦伺服环路的捕获范围的下限位置，然后，聚焦伺服关闭。例如，在图6中，在第四旋转周期，读取和信号RSUM变得大于近阈值THNE，并且第四旋转周期中表面振动的影响减小了盘表面和物镜23之间的距离。在第20旋转周期中的时间点B，读取和信号RSUM变得大于拉入阈值THPULL，并且物镜23超过聚焦伺服环路的捕获范围中的下限位置，使得聚焦伺服在时间点B关闭。
在本实施例中的焦点拉入操作中，由于每当盘旋转一圈时使物镜逐步地接近光盘，把物镜拉入聚焦伺服环路的捕获范围中需要一定时间。因此，有可能构造该装置，使得在焦点拉入操作的开始点，物镜如图3所示被连续移动，并且当透镜和盘之间的距离变窄到一定程度时，如图6所示，每当盘旋转一圈时逐步地移动物镜。
图7是显示焦点拉入控制流程的另一个例子的图，由安装在图4所示光盘播放器中的焦点拉入控制电路300执行该流程以便实现焦点拉入操作。
在图7中，首先，焦点拉入控制电路300把用于把物镜23移动到焦点调节轨迹上的预定初始位置的驱动值存储在内置寄存器N(未示出)中(步骤S10)。然后，焦点拉入控制电路300产生逻辑电平1的焦点拉入控制信号FC并将其提供给选择器10(步骤S11)。通过步骤S11的执行，选择器10把从物镜移动信号产生电路110提供的物镜移动信号提供给驱动器12。然后，焦点拉入控制电路300产生表示内置寄存器N中存储的驱动值的移动驱动控制信号，并将其提供给物镜移动信号产生电路110(步骤S12)。通过步骤S12的执行，聚焦致动器24把物镜23移动到焦点调节轨迹上的对应于内置寄存器N中存储的驱动值的位置。然后，焦点拉入控制电路300鉴别读取和信号RSUM是否大于近阈值THNE(步骤S13)。近阈值THNE可以是这样一个值：即，当物镜23位于一个相对接近位置时(尽管它比聚焦伺服环路的捕获范围中的下限位置更远离盘表面)，读取和信号RSUM的信号电平。即，在步骤S13中，鉴别物镜23是否已经移动到接近光盘4表面的位置。
在步骤S13中，如果确定读取和信号RSUM不大于近阈值THNE，焦点拉入控制电路300把一个通过把预定值β和内置寄存器N中存储的驱动值相加获得的值设置为一个新驱动值，并把它覆写存储到内置寄存器N中(步骤S20)。在步骤S20的执行之后，焦点拉入控制电路300返回步骤S12的执行，并重复执行上述操作。根据步骤S12，S13，S20的重复执行，如图8所示，物镜23连续地趋近光盘4的表面。
如果在步骤S13确定读取和信号RSUM大于近阈值THNE，即，如果物镜23已经移动到接近光盘4表面的位置，则焦点拉入控制电路300执行下一个步骤S15。即，焦点拉入控制电路300基于从旋转检测器170提供的旋转检测脉冲RP鉴别光盘4是否已经旋转了一圈(步骤S15)。在步骤S15，如果确定光盘4已经旋转了一圈，焦点拉入控制电路300把通过把预定值α与内置寄存器N中存储的驱动值相加获得的值设置为一个新驱动值，并把它覆写存储到内置寄存器N中(步骤S14)。在步骤S14的执行之后，焦点拉入控制电路300返回步骤S12的执行，并重复执行上述操作。在此情况下，根据步骤S14，S12和S15的重复执行，如图8所示，每当光盘4旋转一圈时，物镜23以一个对应于预定值α的距离逐步地趋近光盘4的表面。
如果在步骤S15确定光盘4没有旋转一圈，焦点拉入控制电路300鉴别读取和信号RSUM是否大于拉入阈值THPULL(步骤S16)。即，鉴别物镜23是否已经超过聚焦伺服环路的捕获范围的下限位置并进入捕获范围。如果在步骤S16确定读取和信号RSUM小于拉入阈值THPULL，即，如果物镜23位于一个在聚焦伺服环路的捕获范围之外的位置，则焦点拉入控制电路300返回步骤S15的执行，并重复执行上述操作。如果在步骤S16确定读取和信号RSUM大于拉入阈值THPULL，即，如果物镜23位于聚焦伺服环路的捕获范围内，焦点拉入控制电路300把逻辑电平0的焦点拉入控制信号FC提供给选择器10(步骤S17)。通过步骤S17的执行，选择器10把从补偿器9提供的相位补偿聚焦误差信号提供给驱动器12，从而把聚焦伺服设置为关闭状态。
如上所述，在图7所示的焦点拉入操作中，首先，在焦点拉入操作的开始点，物镜23如图8所示被高速连续移动。当在上述时间段期间透镜和盘之间的距离变得小于一个预定间隔时，如图8所示，把操作模式切换到拉入操作，以便使物镜23在每当盘旋转一圈时逐步地趋近光盘。因此，与从焦点拉入操作的开始点开始为盘的每圈旋转把物镜逐步地趋近光盘的情况相比，拉入操作可以以更高速度完成。
当使物镜23趋近光盘4时，如图9所示，首先，激光束的焦点被会聚到光盘4的表面(时间点C)。在该时间段期间，如图9所示，读取和信号RSUM的信号电平上升，并且在时间点C之前的一个点变得高于一个表面焦点对准阈值THSUM。此外，当使物镜23趋近光盘4时，光盘上的焦点发生偏移，使得读取和信号RSUM的信号电平减小。当使物镜23进一步趋近光盘4时，焦点被聚焦到光盘4的记录层40上，并且读取和信号RSUM的信号电平再次上升。在此情况下，在激光束聚焦到盘表面上时物镜23在焦点调节轨迹上的位置以及盘表面和记录层40之间的衬底厚度d已经预先确定。因此，通过在检测到盘表面的时间点C强制地把物镜23在光盘4的方向移动一个预定距离，可以迅速地把物镜23拉入到一个接近聚焦伺服环路的捕获范围的位置。
图10是显示考虑上述情况下形成的光盘播放器的另一个结构的图。
图10所示的光盘播放器的结构基本上与图4所示的相同，不同点是，使用焦点拉入控制电路300’代替图4所示的焦点拉入控制电路300。因此，下面将对焦点拉入控制电路300’的控制操作进行说明。
图11是显示根据系统控制器(未示出)提供的焦点拉入开始信号STT执行的焦点拉入控制流程的图。
在图11中，首先，焦点拉入控制电路300’把一个用于使物镜23移动到焦点调节轨迹上的一个预定初始位置的驱动值存储到内置寄存器N(未示出)中(步骤S30)。然后，焦点拉入控制电路300’产生逻辑电平1的焦点拉入控制信号FC并将其提供给选择器10(步骤S31)。通过步骤S31的执行，选择器10把从物镜移动信号产生电路110提供的物镜移动信号提供给驱动器12。然后，焦点拉入控制电路300’产生一个表示内置寄存器N中存储的驱动值的移动驱动控制信号，并将其提供给物镜移动信号产生电路110(步骤S32)。通过步骤S32的执行，聚焦致动器24把物镜23移动到焦点调节轨迹上的一个对应于内置寄存器N中存储的驱动值的位置。然后，焦点拉入控制电路300’鉴别读取和信号RSUM是否大于表面焦点对准阈值THSUM(步骤S33)。表面焦点对准阈值THSUM是：如图9所示，当使物镜23逐渐接近光盘4时，恰在激光束的焦点被聚焦到盘表面上之前获得的读取和信号RSUM的信号电平。即，恰在读取和信号RSUM变得大于表面焦点对准阈值THSUM后，激光束的焦点被聚焦到光盘4的盘表面上。即，在步骤S33，鉴别激光束的焦点是否被聚焦到盘表面上。如果在步骤S33确定读取和信号RSUM小于表面焦点对准阈值THSUM，即，如果确定激光束的焦点没有被设置到盘表面上，焦点拉入控制电路300’执行下面的步骤S34。即，焦点拉入控制电路300’把一个通过把预定值β与内置寄存器N中存储的驱动值相加获得的值设置为一个新驱动值，并把它覆写存储到内置寄存器N中(步骤S34)。在步骤S34的执行之后，焦点拉入控制电路300’返回步骤S32的执行，并重复执行上述操作。根据步骤S32，S33和S34的重复执行，如图12所示，物镜23连续地趋近光盘4。
在该时间段期间，如果在步骤S33确定读取和信号RSUM大于表面焦点对准阈值THSUM，即，当激光束的焦点被聚焦到盘表面上时，焦点拉入控制电路300’执行后面的步骤S35。即，焦点拉入控制电路300’产生一个用于使物镜23以光盘4的方向在焦点调节轨迹上移动预定距离M的移动驱动控制信号，并将其提供给物镜移动信号产生电路110(步骤S35)。如图12所示，通过步骤S35的执行，聚焦致动器24把物镜23移动预定距离M。然后，焦点拉入控制电路300’把一个通过把对应于预定距离M的预定值m和内置寄存器N中存储的驱动值相加获得的值设置为一个新驱动值，并将其覆写存储到内置寄存器N中(步骤S36)。然后，焦点拉入控制电路300’产生一个表示内置寄存器N中存储的驱动值的移动驱动控制信号，并将其提供给物镜移动信号产生电路110(步骤S37)。通过步骤S37的执行，聚焦致动器24把物镜23移动到焦点调节轨迹上的对应于内置寄存器N中存储的驱动值的位置。然后，焦点拉入控制电路300’基于从旋转检测器170提供的旋转检测脉冲RP鉴别光盘4是否已经旋转一圈(步骤S38)。如果在步骤S38确定光盘4已经旋转一圈，焦点拉入控制电路300’把一个通过把预定值α和内置寄存器N中存储的驱动值相加获得的值设置为一个新的驱动值，并将其覆写存储到内置寄存器N中(步骤S39)。在步骤S39的执行之后，焦点拉入控制电路300’返回步骤S37的执行，并重复执行上述操作。如图12所示，根据步骤S37，S38和S39的重复执行，每当光盘旋转一圈时，物镜23以对应于预定值α的距离逐步地趋近光盘表面。
如果在步骤S38确定光盘没有旋转一圈，焦点拉入控制电路300’鉴别读取和信号RSUM是否大于拉入阈值THPULL(步骤S40)。如果在步骤S40确定读取和信号RSUM小于拉入阈值THPULL，焦点拉入控制电路300’返回步骤S38的执行，并重复执行上述操作。如果在步骤S40确定读取和信号RSUM大于拉入阈值THPULL，即，如果物镜23已经超过聚焦伺服环路的捕获范围中的下限位置，焦点拉入控制电路300’产生逻辑电平0的焦点拉入控制信号FC并将其提供给选择器10(步骤S41)。通过步骤S41的执行，选择器10把从补偿器9提供的相位补偿聚焦误差信号提供给驱动器12，从而把聚焦伺服设置为关闭状态。
如上所述，根据图11所示的焦点拉入，如图12所示，在物镜23的焦点被聚焦到光盘4表面的时间点，迫使物镜23在光盘4的方向移动预定距离M。随后可以迅速使物镜23移动到一个接近聚焦伺服环路的捕获范围的位置而不允许物镜23与光盘4接触。在本实施例中，尽管是基于读取和信号RSUM的信号电平来鉴别激光束是否已经被聚焦到光盘4的表面，也可以利用聚焦误差信号FE来进行该鉴别。
在本实施例中，在执行焦点拉入操作时，当物镜到达接近聚焦伺服环路的捕获范围的位置时，使物镜23与盘的旋转同步地以预定距离逐步地趋近光盘。在该时间段期间，如果趋近速度足够低，也可以使物镜23连续地趋近光盘。
在本实施例中，尽管在物镜移动到接近伺服环路的捕获范围的位置从而关闭聚焦伺服之前的一段时间中，物镜的移动速度被设置为恒定的，但不总是必须把移动速度设置为恒定。
图13是显示一个光盘播放器的结构的图，该光盘播放器中安装了根据考虑上述观点作出的发明的另一个实施例的焦点拉入装置。
在图13中，由于拾取器2、主轴电机3、光盘4、寻道误差产生电路5、补偿器6、驱动器7、聚焦误差产生电路8、补偿器9、选择器10、驱动器12、读取和信号产生电路13、和信息数据解调电路14的操作基本上与图1所示的相同，在此省略对它们的说明。
当聚焦误差信号FE的信号电平小于误差阈值THERR时，比较器31产生逻辑电平0的焦点完成信号(focal point over signal)CO，并将其提供给前沿检测电路32。当聚焦误差信号FE的信号电平大于误差阈值THERR时，比较器31产生逻辑电平1的焦点完成信号CO，并将其提供给前沿检测电路32。即，在物镜23趋近光盘表面时，如图14所示，在一个焦点对准时间点(由黑圆圈表示)前后的时间点，聚焦误差信号FE以字符S的形状变化。当物镜23从它最接近光盘4表面的状态逐渐远离时，如图14所示，在焦点对准时间点前后的时间点，聚焦误差信号FE再次以字符S的形状变化。此时，在聚焦误差信号FE的字符S形状的间隔中、正峰值大于误差阈值THERR的间隔中，物镜23超过焦点并且位于一个接近光盘侧的位置。即，由于光盘4的振动的影响，物镜23位于一个比焦点更接近光盘4表面侧的位置。在该时间段期间，从比较器31产生逻辑电平1的焦点完成信号CO。
前沿检测电路32仅检测焦点误差信号CO的前沿部分，在其检测定时产生一个图14所示的时钟脉冲CP，并将其提供给一个D触发器FF2的时钟输入端子。当读取和信号RSUM小于表面焦点对准阈值THSUM时，比较器33产生逻辑电平0的聚焦范围信号FM，并将其提供给D触发器FF2的D端子。D触发器FF2在时钟脉冲CP的定时取出聚焦范围信号FM，并将其作为最近趋近信号NEA提供给物镜移动信号产生电路34和单稳多谐振荡器36(此后简写为OMV 36)。因此，如图14所示，从D触发器FF2产生最近趋近信号NEA，其中在物镜23和盘表面之间的距离小于预定间隔的时段T1期间，信号NEA被设置为逻辑电平1。根据最近趋近信号NEA从逻辑电平1转变为逻辑电平0的定时，OMV 36产生一个消除信号DE并将其提供给门37，其中如图14所示，在时段T2期间消除信号DE被设置为逻辑电平1。
比较器35把读取和信号RSUM的信号电平和拉入阈值THPULL进行比较。当读取和信号RSUM的信号电平较小时，比较器35把逻辑电平0的伺服捕获范围中的信号SE提供给门37。当读取和信号RSUM的信号电平较大时，比较器35把逻辑电平1的伺服捕获范围中的信号SE提供给门37。拉入阈值THPULL可以是这样一个值：即，当物镜23位于聚焦伺服环路的捕获范围中的下限位置(即，与盘表面距离最远的位置)时读取和信号RSUM的信号电平。
仅当伺服捕获范围中的信号SE和消除信号DE都在逻辑电平1时，门37产生逻辑电平1的物镜移动停止信号STP并将其提供给RS触发器FF1的R端子。当焦点拉入开始信号STT被提供给RS触发器FF1的S端子时，RS触发器FF1连续地把逻辑电平1的焦点拉入控制信号FC提供给选择器10，以便执行焦点拉入操作。例如，当光盘播放器的电源打开时或者当作为读取目标的记录层改变为另一个记录层时，从系统控制器(未示出)产生焦点拉入开始信号STT。当逻辑电平1的物镜移动停止信号STP被提供给R端子时，RS触发器FF1连续地把用于停止焦点拉入操作的逻辑电平0的焦点拉入控制信号FC提供给选择器10。
当从系统控制器(未示出)提供焦点拉入开始信号STT时，物镜移动信号产生电路34产生一个用于以预定速度V1把物镜23在光盘4的方向移动的物镜移动信号，并将其提供给选择器10。当从D触发器FF2提供逻辑电平1的最近趋近信号NEA时，物镜移动信号产生电路34产生用于停止物镜23的物镜移动信号，并将其提供给选择器10。
当把用于停止焦点拉入操作的逻辑电平0的焦点拉入控制信号FC提供给选择器10时，选择器10把从补偿器9提供的相位补偿聚焦误差信号转发给驱动器12。当把用于执行焦点拉入操作的逻辑电平1的焦点拉入控制信号FC提供给选择器10时，选择器10把从物镜移动信号产生电路34提供的物镜移动信号转发给驱动器12。
现在参考图15对图13所示的光盘播放器中执行的焦点拉入操作进行说明。
为了把激光束聚焦到光盘4的某个记录层上，系统控制器(未示出)在图15所示的时间点A产生焦点拉入开始信号STT。响应该焦点拉入开始信号STT，RS触发器FF1产生逻辑电平1的焦点拉入控制信号FC。响应逻辑电平1的焦点拉入控制信号FC，选择器10把从物镜移动信号产生电路34提供的物镜移动信号提供给驱动器12。因此，如图15所示，聚焦伺服被设置为打开状态，并且聚焦致动器24开始驱动以迫使物镜23以预定速度V1趋近光盘4的表面。恰在该驱动之后，由于物镜23位于一个相对远离光盘4的位置，来自光盘4的反射光的光强较低。因此，基于反射光获得的读取和信号RSUM的信号电平低于拉入阈值THPULL和表面焦点对准阈值THSUM。之后，当物镜23超过聚焦伺服环路的捕获范围的下限位置时，来自光盘4的反射光的光强上升，并且读取和信号RSUM的幅度增加。在该时间段期间，如图14所示，当光盘4和物镜23之间的距离由于光盘4的表面振动的影响而趋近最小间隔时，恰在此之前的一个时间点，读取和信号RSUM的信号电平超过拉入阈值THPULL和表面焦点对准阈值THSUM的电平。当光盘4和物镜23之间的距离变得最逗并且随后物镜23开始远离光盘4时，读取和信号RSUM的信号电平再次超过拉入阈值THPULL和表面焦点对准阈值THSUM的电平。因此，当物镜23和光盘4之间的距离小于预定间隔时，触发器FF2产生逻辑电平1的最近趋近信号NEA。因此，如图15所示，在最近趋近信号NEA处于逻辑电平1的时间段期间，物镜23停止移动。恰在物镜23趋近最接近光盘4表面的位置之后，如图14所示，从OMV 36产生逻辑电平1的消除信号DE。因此，如图14所示，把逻辑电平1的物镜移动停止信号STP提供给RS触发器FF1，并且把聚焦伺服转变为关闭状态。
如上所述，在图13所示的光盘播放器中，在以预定速度把物镜移动到聚焦伺服环路的捕获范围后，在物镜和光盘表面之间的距离由于表面振动的影响而小于预定间隔的时间段期间，停止物镜的移动。恰在物镜趋近最接近盘表面的位置之后，聚焦伺服转变为关闭状态。因此，在防止物镜与光盘表面接触的同时，可以把物镜迅速拉入到聚焦伺服环路的捕获范围，并且使聚焦伺服可以工作。
在本实施例中，尽管在物镜趋近盘表面并随后远离盘表面时停止物镜的移动，也可以减小物镜的移动速度。在此情况下，根据物镜23由于表面振动的影响而趋近盘表面时的趋近速度，适当地改变移动速度。
图16是显示根据考虑了上述观点作出的本发明另一个实施例的光盘播放器的结构的图。
通过在图13所示光盘播放器中增加一个旋转速度检测器171、一个趋近速度计算电路60和一个最近趋近信号脉冲宽度测量电路61，形成图16所示的光盘播放器，其它结构基本上与图13的相同。
最近趋近信号脉冲宽度测量电路61从最近趋近信号NEA从逻辑电平0转变为逻辑电平1的时间点开始测量操作，并在最近趋近信号NEA处于逻辑电平1时继续该测量操作。最近趋近信号脉冲宽度测量电路61把一个当前测量值设置为表示最近趋近信号NEA的脉冲宽度的最近趋近脉冲宽度数据PD，并将其连续提供给趋近速度计算电路60。旋转速度检测器171检测由主轴电机3旋转的光盘4的旋转速度，并把表示旋转速度的旋转速度信号RS提供给趋近速度计算电路60。趋近速度计算电路60基于旋转速度信号RS和最近趋近脉冲宽度数据PD，获得物镜23趋近光盘4的盘表面的趋近速度，并把一个表示趋近速度的趋近速度信号NV提供给物镜移动信号产生电路34’。当从系统控制器(未示出)产生焦点拉入开始信号STT时，物镜移动信号产生电路34’把用于以预定速度V1在光盘4的方向移动物镜23的物镜移动信号提供给选择器10。当被提供如图14所示的逻辑电平1的最近趋近信号NEA时，物镜移动信号产生电路34’把用于以对应于趋近速度信号NV的速度V2(V1＞V2)在光盘4的方向移动物镜23的物镜移动信号提供给选择器10。
即，当物镜23由于盘表面振动的影响而趋近盘表面并远离盘时(在最近趋近信号NEA保持逻辑电平1时)，根据趋近速度改变物镜23的移动速度。因此，在防止物镜与盘表面的接触的同时，可以迅速地把物镜拉入聚焦伺服环路的捕获范围。
为了对盘表面振动异常地增加的情况有所准备，还可以安装一个用于使物镜与盘表面的接触脱离的接触回退部件。
图17是显示已经安装了接触回退部件的光盘播放器的结构的例子的图。通过把一个异常趋近检测定时器38安装到图13所示的光盘播放器中，形成图17所示的光盘播放器。接触回退部件由异常趋近检测定时器38和物镜移动信号产生电路34’形成。
异常趋近检测定时器38从最近趋近信号NEA从逻辑电平0转变为逻辑电平1的时间点开始测量操作，并且在最近趋近信号NEA处于逻辑电平1时继续该测量操作。在此情况下，当测量值超过一个预定值时，异常趋近检测定时器38把一个异常趋近检测信号提供给物镜移动信号产生电路34’，以便把发生的异常趋近通知给电路34’。当从异常趋近检测定时器38提供异常趋近检测信号时，物镜移动信号产生电路34’产生用于把物镜23在远离光盘4表面的方向移动一个预定距离的物镜移动信号，并将其提供给选择器10。
即，当物镜23和光盘4表面之间的距离是异常小时，最近趋近信号NEA保持逻辑电平1的持续时间段变得较长。因此，最近趋近信号NEA保持逻辑电平1的持续时间段由异常趋近检测定时器38检测，并且当该时间段超过一个预定时间段时，可以确定物镜23已经异常地趋近盘表面。迫使物镜23在远离盘表面的方向移动。
如果在焦点拉入完成后没有正常地锁定聚焦伺服，物镜23被回退到一个相对接近盘表面的位置，并且即使盘表面振动较大，也不用担心与盘表面接触。再次执行焦点拉入操作，以便使物镜从该位置逐步地趋近盘表面，或者在如图8或12所示减小了速度后使物镜从该位置趋近盘表面。物镜所要回退到的位置也可以被设置为一个相对远离盘表面的位置。在此情况下，执行焦点拉入操作，以便使物镜以高速趋近盘表面，直至物镜移动到聚焦伺服环路的捕获范围中。
如上所述，根据本发明，可以确实地防止物镜与盘表面的接触等不便现象的发生，使得可以迅速地把物镜拉入聚焦伺服环路的捕获范围。

Claims (9)

1.一种光盘播放器，用于基于当把由一个物镜会聚的激光束投射到旋转的光盘的记录表面上时获得的反射光，再现记录在光盘上的记录信息，该光盘播放器包括：
表面振动检测部件，用于检测所述物镜和所述光盘的表面之间的距离变化以作为所述光盘的表面振动；
物镜移动部件，用于强制地逐渐把所述物镜从一个远离所述光盘表面并且处于一个聚焦伺服环路的捕获范围之外的位置向所述光盘表面移动；和
物镜移动停止控制部件，用于当所述物镜在所述物镜移动部件的移动操作下已经到达聚焦伺服环路的捕获范围、并且所述表面振动检测部件检测到所述物镜和所述光盘表面之间的距离是最小间隔或者在加宽的方向变化时，停止由所述物镜移动部件执行的移动操作。
2.根据权利要求1所述的光盘播放器，其中当所述物镜已经到达聚焦伺服环路的捕获范围并且所述表面振动检测部件检测到所述物镜和所述光盘表面之间的距离是最小间隔时，所述物镜移动停止控制部件停止由所述物镜移动部件执行的移动操作。
3.根据权利要求1所述的光盘播放器，进一步包括一设置部件，用于在所述物镜移动部件开始移动操作时，把所述聚焦伺服环路设置为打开状态，并且在所述移动操作停止后，把所述聚焦伺服环路设置为关闭状态。
4.根据权利要求1所述的光盘播放器，其中每当所述光盘旋转一圈时，所述物镜移动部件把所述物镜向所述光盘表面移动一个预定距离。
5.根据权利要求1所述的光盘播放器，其中所述物镜移动部件连续地把所述物镜从远离所述光盘表面并且处于聚焦伺服环路的捕获范围之外的位置移动到一个恰在所述聚焦伺服环路的捕获范围之前的位置，然后，每当所述光盘旋转一圈时以预定距离把所述物镜逐步地向所述光盘表面移动。
6.根据权利要求1所述的光盘播放器，其中所述物镜移动部件把所述物镜逐渐并连续地从远离所述光盘表面并且处于聚焦伺服环路的捕获范围之外的位置移动到一个恰在所述聚焦伺服环路的捕获范围之前的位置，然后，急剧地把所述物镜向所述光盘表面移动一个预定距离，然后，每当所述光盘旋转一圈时以一个预定距离把所述物镜逐步地向所述光盘表面移动。
7.根据权利要求1所述的光盘播放器，其中所述物镜移动部件以第一预定速度把所述物镜从远离所述光盘表面并且处于聚焦伺服环路的捕获范围之外的位置移动到所述聚焦伺服环路的捕获范围，然后，在由所述表面振动检测部件检测的所述物镜和所述光盘表面之间的距离小于一个预定距离的时间段期间，把所述物镜的预定速度改变为一个低于所述第一预定速度的第二预定速度。
8.根据权利要求7所述的光盘播放器，进一步包括一趋近速度检测部件，用于获得所述物镜趋近所述光盘表面的趋近速度，并且其中所述第二预定速度是一个依据所述趋近速度的速度。
9.根据权利要求8所述的光盘播放器，进一步包括一接触回退部件，用于当所述时间段比一个预定时间段长时，迫使所述物镜在远离所述光盘表面的方向移动。
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