光盘设备和驱动该光盘设备的方法 【技术领域】
本发明的各方面涉及一种光盘设备和一种驱动该光盘设备的方法，更具体地讲，涉及一种近场光盘设备和一种驱动该光盘设备的方法，以防止由于在间隙拉入(pull-in)方法中产生的过冲(overshoot)导致光聚焦元件和盘彼此碰撞，并且当致动器接近近场时提供盘的快速加载。
背景技术
近来，已经建议了实现大存储容量和高数据传输率(DTR)的近场光盘设备。近场光盘设备还以近场记录系统为人们所知。近场光盘设备通过使用近场中的光在盘中记录和/或再现数据，在近场中光不衍射。因此，近场光盘设备必须控制附在光聚焦元件(诸如物镜)上的固体浸没透镜(Solid ImmersionLens，SIL)的端面和光盘之间的间隙距离，使得间隙距离变得非常小(例如，几纳米)。
基于SIL的近场光学系统必须在近场范围内跟踪盘的扰动，因此不能使用在传统远场光盘驱动器中使用的聚焦伺服方法。因此，近场光学系统使用模式切换拉入方法。模式切换拉入方法具有三个阶段：接近阶段、交接阶段和间隙伺服阶段。在接近阶段，通过开环将线性输出电压施加到致动器，以将致动器向近场区域移动，在近场区域中可执行感测操作。随着致动器向近场区域移动并穿过近场区域，致动器接近盘。在交接阶段，通过规则的输入来控制致动器的速度，以将致动器向目标位置移动和/或将致动器移动到目标位置，从而防止与盘碰撞。在间隙伺服阶段，在目标位置执行盘的扰动。间隙伺服阶段与传统远场光盘驱动器中的聚焦伺服阶段对应。
【发明内容】
技术问题
模式切换拉入方法可过冲目标位置，这导致SIL和盘之间的碰撞，并且模式切换拉入方法需要确定/获得关于盘的位置的信息以加载盘，这花费了时间。
技术方案
本发明的各方面提供一种光盘设备和驱动该光盘设备的方法，以解决由于过冲以及确定/获得关于盘的位置的信息所花费的时间导致的延迟加载问题，所述过冲导致与盘碰撞。
有益效果
在根据本发明各方面的近场光盘设备中，在致动器持续向着盘移动的同时，或者在致动器控制光聚焦元件持续向着盘移动的同时，致动器搜索近场区域，而不需要确定/获得关于盘的位置的信息，由此搜索从远场进入近场的点。另外，由于在检测到近场的点，致动器的移动速度或致动器使得光聚焦元件移动的速度减小，因此可减小在间隙拉入操作中产生的过冲。过冲的减小可防止盘和SIL碰撞，并且可减小拉入时间，这是因为不需要确定/获得关于盘的位置的信息。
【附图说明】
通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，本发明的以上和/或其它特点及优点将会变得清楚，其中：
图1是示出根据本发明实施例的近场光盘设备的配置的框图；
图2示出了当图1中的致动器上升时产生的间隙误差信号的示例；
图3是示出根据本发明另一实施例的伺服单元和致动器的框图；
图4A至图4C是示出根据本发明另一实施例的施加到致动器的驱动电压的图形；
图5是示出根据本发明实施例的间隙拉入方法的图形；以及
图6是根据本发明实施例的间隙拉入方法的流程图。
最佳模式
根据本发明的一方面，提供一种光盘设备，包括：光聚焦元件，被布置为面对盘并将从光源发射的光聚焦在盘上；致动器，根据施加到所述致动器的电压将光聚焦元件向着盘移动或远离盘移动；光强度检测单元，检测通过光聚焦元件反馈回的光的强度；伺服单元，产生间隙误差信号和第三电压，第三电压是第一电压和第二电压之和，并且所述伺服单元将产生的第三电压施加到致动器；控制单元，当光聚焦元件向着盘移动时，根据间隙误差信号和第三电压控制伺服单元以执行间隙拉入操作。
根据本发明的各方面，伺服单元可包括：第一电压产生单元，产生第一电压；第二电压产生单元，产生第二电压；加法器，将第一电压和第二电压相加。
根据本发明的各方面，第一电压可线性增大，第二电压可收敛于预定值。
根据本发明的各方面，第一电压可以是斜坡电压，第二电压可以是低通滤波后的阶跃电压。
根据本发明的各方面，斜坡电压的斜率可以是可变的。
根据本发明的各方面，光聚焦元件可包括固体浸没透镜(SIL)。
根据本发明的另一方面，提供一种用于光盘设备的间隙拉入方法，所述间隙拉入方法包括：产生第一电压和第二电压；产生作为第一电压和第二电压之和的第三电压；将产生的第三电压施加到致动器，所述致动器将光聚焦元件向着盘移动或远离盘移动；根据施加的第三电压将光聚焦元件向着盘移动，以聚焦从光源发射的光，从光源发射的光被盘反射；当光聚焦元件到达目标点时开始间隙伺服操作，所述目标点位于从盘反射的光的近场区域内。
本发明的另外方面和/或优点将在下面的描述中部分地阐明，并且从描述中部分是清楚的，或者通过本发明的实施可以被理解。
【具体实施方式】
现在将详细描述本发明的实施例，其示例在附图中示出，其中，相同的标号始终表示相同的部件。下面通过参照附图来描述这些实施例以解释本发明的各方面。
图1是示出根据本发明实施例的近场光盘设备100的配置的框图。参照图1，近场光盘设备100包括光源102、光处理单元103、光聚焦元件104、致动器105、光强度检测单元106、伺服单元107和控制单元108。光聚焦元件104包括固体浸没透镜(SIL)109。
光源102可以是激光二极管。当光源102通过伺服单元107通电时，光源102发射光。
光处理单元103将从光源102发射的光传递到光聚焦元件104，并且将从光聚焦元件104反馈回的光传递到光强度检测单元106。为了执行该操作，光处理单元103可包括准直透镜、变形棱镜(anamorphic prism)、光束分离器、波片、消色差透镜(achromatic lens)、放大透镜、沃拉斯顿(Wollaston)棱镜、光聚焦透镜等。然而，光处理单元103不限于此，从而光处理单元103可将从光源102发射的光的一部分直接传递到光强度检测单元106而不被盘101反射。
光聚焦元件104面对盘101，并且包括SIL 109。光聚焦元件104将通过光处理单元103输入其上的光聚焦在盘101上作为近场光，以将数据记录在盘101上或读取记录在盘101上的数据。光聚焦元件104通过SIL 109接收被盘101反射或衍射的光，并且光聚焦元件104将该光传播到光处理单元103。
当驱动电压施加到致动器105时，致动器105上下移动，以将光聚焦元件104竖直向上向着盘101移动，或者将光聚焦元件104远离盘101向下移动。因此，当致动器105竖直上升时，光聚焦元件104接近盘101，当致动器105竖直下降时，光聚焦元件104远离盘101。但是，本发明的各方面不限于此，从而当致动器105竖直下降时，光聚焦元件104可接近盘101，当致动器105竖直上升时，光聚焦元件104可远离盘101。此外，当驱动电压施加到致动器105时，致动器105不需要上下移动，而是致动器105可进行操作以将光聚焦元件104向着盘移动或使光聚焦元件104远离盘移动，即，致动器105可一起移动，或保持静止，并通过控制信号来控制光聚焦元件104的移动，或者是这两种方式的结合。
当反射或衍射的光从光处理单元103输入时，光强度检测单元106检测输入到其上的光的强度，从而产生间隙误差信号。此时，检测的光强度可对应于全反射反馈光的强度。检测的光强度被发送到伺服单元107。光强度检测单元106可被配置为光电检测器的形式。
伺服单元107根据从光强度检测单元106接收的反馈光的强度产生间隙误差信号和致动器驱动电压。伺服单元107将产生的致动器驱动电压提供给致动器105和控制单元108中的每个。伺服单元107将间隙误差信号提供给控制单元108。伺服单元107产生指数电压(exponential voltage)和斜坡电压(ramp voltage)的和电压。所述和电压被施加到致动器105作为致动器驱动电压。电压不限于指数电压或斜坡电压。致动器驱动电压可以是多个电压之和。当包括在光聚焦元件104中的SIL 109接近盘101时，伺服单元107产生的间隙误差信号接近零，如图2所示。即，如图2所示，间隙误差信号在远场保持均匀电平。间隙误差信号的电平在SIL 109接近盘101的近场状态下减小。当SIL 109与盘101接触时，间隙误差信号的电平变为零。这是因为盘101吸收从SIL 109输入的光的一部分，因此当SIL 109与盘101接触时，从盘101反射的反馈光的强度减小。因此，伺服单元107可驱动致动器105，从而间隙误差信号在近场中接近零。图2示出了当光聚焦元件104接近盘101时产生的间隙误差信号的示例。
图3是示出根据本发明另一实施例的伺服单元310和致动器320的框图。参照图3，伺服单元310包括阶跃电压(step voltage)产生单元311、低通滤波器312、斜坡电压产生单元313和加法器314。
阶跃电压产生单元311产生阶跃电压(未示出)，并且阶跃电压产生单元311将阶跃电压输入到低通滤波器312。图4A中示出了被低通滤波之后的阶跃电压。该阶跃电压变为按指数增大的指数电压，并且收敛于预定值。斜坡电压产生单元313产生线性增大的斜坡电压，如图4B所示。
加法器314将产生的指数电压和产生的斜坡电压相加。如图4C所示，相加的电压按指数增大，并且在预定时间过去之后线性增大，而不收敛。由加法器314相加的电压被施加到致动器320。另外，当接近近场时，伺服单元310可通过改变产生的斜坡电压的斜率，来控制致动器105、320的速度，或者控制致动器105、320对光聚焦元件的移动进行控制的速度。
在致动器105、320操作以将光聚焦元件104向着盘移动的时间段，具体地讲，当致动器105、320操作以在近场区域将光聚焦元件104向着盘移动时，控制单元108控制伺服单元107执行间隙伺服操作。即，控制单元108控制伺服单元107将电压施加到致动器105、320，致动器105、320操作以将SIL 109向着盘101移动。因此，伺服单元107接通光源102，并且将基于从光强度检测单元106接收的反馈光的强度检测的间隙误差信号以及致动器驱动电压发送到控制单元108。当光聚焦元件104到达近场开始的点之下的目标点(即，该目标点在近场区域内)时，控制单元108开始间隙伺服操作。
图5是示出根据本发明实施例的间隙拉入方法的图形。参照图5，作为均由伺服单元107产生的低通滤波的阶跃电压和斜坡电压之和的电压被施加到致动器105、320，以将致动器105、320向上移动，从而在近场区域内的目标点开始间隙伺服操作。但是，根据本发明的不同方面，致动器105、320可向下朝着盘101移动，或者致动器105、320可被控制以将控制信号施加到光聚焦元件104，以移动光聚焦元件104。
图6是根据本发明实施例的间隙拉入方法的流程图。现在将参照图1描述图6中的流程图。在操作601，伺服单元107产生作为第一电压和第二电压之和的第三电压。第一电压对应于指数电压，该指数电压增大并收敛于预定值。第二电压对应于线性增大的斜坡电压。第三电压按指数增大，并且在预定时间过去之后线性增大。
在操作602，产生的第三电压被施加到致动器105、320作为驱动电压。在操作603，通过使用施加的第三电压将致动器105、320向上朝着盘101移动。但是，根据本发明的其它方面，致动器105、320可向下朝着盘101移动，或者致动器105、320可被控制以将控制信号施加到光聚焦元件104，以移动光聚焦元件104。在操作604，当致动器105、320到达近场开始点之下的目标点时，开始间隙伺服操作。
本发明的各方面也可被实施为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。计算机可读记录介质是任何可存储其后可被计算机系统读取的数据的数据存储装置。计算机可读记录介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光学数据存储装置。所述计算机可读记录介质也可以分布在联网的计算机系统上，从而计算机可读代码以分布式方式被存储和执行。
尽管已经具体示出和描述了本发明的一些实施例，但是本领域普通技术人员应该理解，在不脱离权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例作出各种变化。