光盘设备 【技术领域】
本发明涉及例如在光盘设备的聚焦伺服或倾斜伺服中调节伺服最佳点的方法。
背景技术
在通过使用光束将信息记录到光盘/从光盘再现信息时，通过透镜将光束聚焦到光盘表面上。在这时，一般控制透镜以保持恰当的聚焦位置。维持这种恰当的聚焦状态能够有效地记录或再现信息。
然而，近年来，在高密度记录媒体(比如DVD)上记录信息和再现所记录的信息时，恰当的聚焦位置稍微不同于能够最有效地接收反射光线(即RF信号)的透镜位置。在恰当的聚焦透镜位置和能够最有效地接收反射光线的透镜位置之间的差别一般称为焦点偏移。
增加透镜和光拾取器的机械精度能够抑制这种焦点偏移。然而，透镜和光拾取器的机械精度的改善要增加制造成本。因此，为了从光拾取器最有效地接收反射光，要求检测焦点偏移并通过使透镜从恰当的聚焦位置平移对应于焦点偏移地距离来调节焦点偏移。以这种方式检测和调节聚焦偏移的处理称为焦点偏移调节。
日本专利申请KOKAI出版物No.2002-15439公开了一种焦点偏移调节方法。在这个出版物中，首先，确定某一设备处于使用外周边测试区的第一模式。然后，使用焦点偏移的每个改变值以获得在该盘的一个轨道中的三个扇区和四个扇区的再现数据的错误率的平均。从在涉及轨道的三个扇区的错误率和焦点偏移的二次近似曲线中获得最佳的焦点偏移。此外，从在涉及轨道的四个扇区的错误率和焦点偏移的二次近似曲线中获得最佳焦点偏移。将这些最佳焦点偏移相加并进行平均，由此得到最后焦点偏移。
此后，确定该设备是否处于使用内周边测试区的第二模式，并同样地获得最后焦点偏移。使用在第一和第二模式中得到的最后焦点偏移通过线性插值等获得在该盘的每个区域中的焦点偏移，并将结果存储在存储器中作为设置值。
在已有技术中，获得错误率以便调节焦点偏移。在较低的错误率比如le-6的情况下，必须分析至少le6个位的数据以计算错误率。此外，在分析大约le6个位的过程中，由于错误率受噪声等的影响，因此不能获得正确的值。因此，为了执行精确的计算，必须分析le8个位的数据。
如上文所述，已有技术存在的问题是必须分析大量的数据以获得伺服最佳点。
【发明内容】
因此，本发明的一个目的是减小获得伺服最佳点所需的数据再现量并改善伺服的响应性。
在本发明中，在光盘设备采用自适应控制型PRML信号处理方法时，通过使用自适应均衡器的均衡系数的收敛值获得在焦点伺服或倾斜伺服中的伺服条件的最佳点。
即，根据本发明的实施例的光盘设备是通过使用PRML信号处理对在光盘中记录的数据进行解码的光盘设备，该光盘设备包括：以光束辐射光盘、接收反射光并提供对应于反射光的再现信号的光拾取器；设定光盘设备的伺服偏移的伺服偏移设定部分；通过使用由PRML信号处理解码的信号自适应地控制并对从光拾取器中提供的再现信号进行波形均衡的自适应均衡器；和通过使用自适应均衡器的控制结果获得伺服偏移的最佳点并改变伺服偏移设定部分的设定值的伺服偏移改变部分。
获得自适应均衡器的伺服偏移最佳点所需的数据再现量最多大约为le4个位，并且与常规的模式相比极大地加速了调节过程。不仅可以执行在盘插入到驱动器中时的初始设置的调节，而且还可以执行伺服状态(比如在记录/再现操作中间的焦点偏移)的调节。
【附图说明】
并入在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并与上文给出的一般概述和下文给出的实施例的详细描述一起解释本发明的原理。
附图1所示为本发明所应用的光盘设备的结构的方块图；
附图2所示为根据本发明仅从在附图1中所描绘的结构中抽取的焦点偏移调节部分的结构的方块图；
附图3所示为从在附图2中所描绘的电路结构中抽取的自适应均衡器的方块图；
附图4A和4B所示为在光盘的信息记录面上束强度分布的视图；
附图5所示为检测焦点偏移最佳点的处理的流程图；
附图6所示为根据本发明从在附图1中所描绘的结构中抽取的切向倾斜偏移调节部分的结构的方块图；
附图7A和7B所示为在光盘的信息记录面上另一束强度分布的视图；
附图8所示为检测切向倾斜最佳点的处理的流程图。
【具体实施方式】
下文参考附图详细地描述根据本发明的实施例。下文的描述是根据本发明的一种实施例，它并不限制根据本发明的设备和方法。
附图1所示为本发明应用于其中的光盘设备的结构的方块图。
光盘61是在其上记录用户数据的光盘或专用于读取的光盘。光盘61旋转并由主轴马达63驱动。通过光拾取器(在下文中称为PUH)65实施关于光盘61的信息的记录和再现。PUH 65通过传动装置连接到线程马达(thread motor)66，这个线程马达66受线程马达控制电路68控制。
从CPU90将PUH 65的搜寻目的地址输入到线程马达控制电路68，该线程马达控制电路68基于这个地址控制线程马达66。永磁体固定在线程马达66的里面，并通过线程马达控制电路68激励驱动线圈67，由此在光盘61的径向方向上移动PUH 65。
给PUH 65提供由没有示出的导线或片簧支撑的物镜70。通过驱动线圈72的驱动在聚焦方向(透镜的光学轴的方向)上能够移动物镜70，并且通过驱动线圈71的驱动在跟踪方向(与透镜的光学轴正交的方向)上也能够移动它。
通过在激光控制电路73中的激光器驱动电路75从半导体激光器79中发射激光束。以通过准直透镜80、半棱镜81和物镜70从半导体激光器79中发射的激光束辐射光盘61。从光盘61反射的光线通过物镜70、半棱镜81、聚光镜82和柱面透镜83导入到光电检测器84。
光电检测器84例如包括四分光电检测单元，来自每部分的光电检测单元的检测信号输出到RF放大器85。RF放大器85将来自光电检测单元的信号组合并输出聚焦检测信号FD、跟踪检测信号TD和全加信号RF。聚焦检测信号FD是通过将来自对角线上设置的光电检测单元的输出相加获得的一组信号。即，假设相应的光电检测单元的输出为D1、D2、D3和D4，则聚焦检测信号FD对应于两个信号“D1+D3”和“D2+D4”。跟踪检测信号TD是通过将来自相邻的光电检测单元的输出相加获得的一组信号。即，跟踪检测信号TD对应于两个信号“D1+D2”和“D3+D4”。全加信号RF是通过将来自四个光电检测单元的输出相加获得的信号“D1+D2+D3+D4”。
聚焦控制电路200基于聚焦检测信号FD产生焦点控制信号FC。该焦点控制信号FC输送给在聚焦方向上移动物镜70的驱动线圈72，并实施将激光束总是恰当地聚焦在光盘61的记录膜上的焦点伺服。
跟踪控制电路88基于跟踪检测信号TD产生跟踪控制信号TC。该跟踪控制信号TC输送给在跟踪方向上移动物镜70的驱动线圈72，并实施激光束总是跟踪形成在光盘61上的轨道的跟踪伺服。
倾斜传感器301以倾斜检测光束辐射光盘61，通过PSD(位置传感装置)接收它的反射光线，并检测光盘61的倾斜。检测输出(即来自倾斜传感器301的盘倾斜检测信号DTD)输送给倾斜控制电路300。
倾斜控制电路300基于盘倾斜检测信号DTD产生盘倾斜控制信号DTC。该盘倾斜控制信号DTC输送给倾斜驱动部分305，并控制主轴马达63的倾角以消除光盘61的倾斜。
在焦点伺服时，执行跟踪伺服和倾斜控制，来自例如形成光盘61的轨道上的凹坑的反射光的变化反映给来自光电检测器84的相应光电检测单元的输出信号的全加信号RF。这个信号输送给数据再现电路100。数据再现电路100基于来自PLL电路76的再现时钟信号通过PRML模式处理对信息进行解码。
在通过跟踪控制电路88控制物镜70时，通过线程马达控制电路68控制线程马达66(即PUH 65)以使物镜70放置在PUH 65中的预定的位置附近。
CPU 90通过总线89控制马达控制电路64、线程马达控制电路68、激光控制电路73、PLL电路76、数据再现电路100、聚焦控制电路200、跟踪控制电路88、误差校正电路62和其它的电路。CPU90根据从主机装置通过接口电路93提供的操作指令总体地控制这个记录/再现设备。此外，CPU 90使用RAM 91作为工作区，并根据记录在ROM 92中的程序执行预定的操作。
现在描述根据本发明调节在例如聚焦伺服、倾斜伺服等中的伺服偏移到最佳点的方法。首先，解释焦点偏移调节。
附图2所示为从在附图1中所描述的结构中抽取的本实施例的基本部分的结构的方块图。类似的标号表示与在附图1中等效的元件。AD转换器101、FIR滤波器102、自适应控制部分103、维特比解码器(Viterbi decoder)104和高频分量检测部分107都是包括在数据再现电路100中的电路元件。焦点误差产生部分201、焦点偏移设置部分202和驱动信号产生部分203都是包括在聚焦控制电路200中的电路元件。
焦点误差产生部分201从由RF放大器85提供的聚焦检测信号FD中产生表示焦点误差的焦点误差信号。焦点偏移设置部分202基于由焦点误差产生部分201所产生的焦点误差信号将预定的偏移量加入到用于将焦点误差信号减小到零的焦点控制量并输出其结果。驱动信号产生部分203将从焦点偏移设置部分202中提供的控制量转换为用于驱动透镜驱动部分72的电流值。
现在描述在焦点偏移偏离最佳点时使用自适应均衡器的均衡系数进行的焦点偏移调节方法。
附图3所示为从在附图2中描述的电路结构中抽取的详细的自适应均衡器106的视图。自适应均衡器106包括FIR滤波器102和自适应控制部分103。在本实施例中，描述了维特比解码器具有偶数约束长度(抽头数为奇数)的情况。假设N为自然数，通过使用具有(2N+1)个抽头的FIR滤波器构造自适应均衡器106。在附图3中所示的自适应均衡器106具有三个抽头，例如T1至T3。
FIR滤波器102和维特比解码器104是PRML信号处理电路的构成元件。在PRML信号处理中，均衡器对再现信号进行波形均衡化以改变再现信号的隔离响应波形并符合在后面的级中的维特比解码器的PR类别。在解码之后维特比解码器104输出理想的波形。等效误差计算部分105基于在FIR滤波器102的输出值和维特比解码器104的输出值之间的差值产生控制信号。
在焦点偏移偏离最佳点时，在光盘的信息记录面上光束的强度分布产生变形，如附图4B所示。在附图4中，P0的位置是光轴的位置。这种光束的强度分布的变形引起了隔离响应波形的变化。更具体地说，在光束的强度分布增加时，由此减少了在再现信号中的高频分量。
在再现信号中的高频分量以这种方式减少时，控制自适应均衡器106以执行波形均衡化以符合在后面的级中的维特比解码器104的PR类别。即，控制自适应均衡器106以获得恢复由于焦点偏移偏离最佳点已经损失的高频分量的均衡器特征。
现在描述具有上述的均衡器特征的自适应均衡器106的抽头系数。
假设第n个抽头系数是C(n)，则中心值C(N)一般为最大。在均衡器(FIR滤波器)的变换函数的高频分量较大时(例如在产生了焦点误差时)，在第N个抽头系数C(N)和第N+1和第N-1个抽头C(N-1)和C(N+1)中每个之间的差值较大。即，以这个方式校正焦点偏移以使在C(N-1)和C(N)之间和在C(N+1)和C(N)之间的差值变为最小就足够好。注意，这些抽头系数对应于在FIR滤波器中的相应的抽头的倍数值。
附图5所示为检测焦点偏移最佳点的处理的流程图。这个处理由控制器(CPU)90执行。
高频分量检测部分107获得在FIR滤波器102中的抽头系数。控制器90通过高频分量检测部分107获取抽头系数C(n)并计算高频分量D0(t)作为在中央抽头系数C(N，t)和在两侧(ST 101和102)上的抽头系数C(N-1，t)和C(N+1，t)的平均值之间的差值。
D0(t)＝C(N，t)-0.5×{C(N-1，t)+C(N+1，t)}
注意，高频分量D0(t)作为在预定的周期中上文所描述的多次计算的值的平均值。此外，高频分量检测部分107可以计算在预定的周期中相应的抽头系数的每个平均值并通过使用该平均值获得高频分量D0(t)。在这种情况下，抑制了噪声的影响。
在步骤103中，判断高频分量D0(t)是否落在可允许的范围内。这个可允许的范围对应于根据系统的技术规范确定的值。在高频分量D0(t)大于可允许的范围时(在步骤103中为No)，判断当前的高频分量D0(t)是否大于先前计算的高频分量D0(t-δ)(ST104)。在此，δ是高频分量的计算周期。
在当前的高频分量D0(t)大于先前计算的高频分量D0(t-δ)(在步骤104中为Yes)时，如下计算焦点偏移F(t+1)。
F(t+1)＝F(t)-a0×δF
这里a0是焦点偏移控制系统的灵敏度，δF是可调节的焦点偏移的最小值。这样，控制器90改变焦点偏移设置部分202的偏移设定值。注意，在当前的高频分量D0(t)大于先前计算的高频分量D0(t-δ)时，根据透镜驱动部分的极性等确定是类似于步骤105从当前偏移值F(t)中减去焦点偏移调节量“a0×δF”还是将它加入到焦点偏移F(t)中。
在步骤104中，在当前的高频分量D0(t)不超过先前计算的高频分量D0(t-δ)(No)时，焦点偏移F(t+1)如下计算(ST106)。
F(t+1)＝F(t)+a0×δF
在这种情况下，根据透镜驱动部分的极性等同样地确定是将焦点偏移调节量“a0×δF”加入到当前的偏移F(t)中还是从焦点偏移值F(t)中减去它。
如上文所述，通过使用自适应均衡器的抽头系数可以调节焦点偏移。根据本发明，在通道位数小于在已有技术中的通道位数的周期中可以实施伺服偏移的最佳点。此外，不需要象已有技术那样分析记录的数据(例如，计算误差率)就可以调节伺服偏移的最佳点。
顺便指出，在使用奇数约束长度时，通过具有偶数(2N)个抽头的FIR滤波器构造自适应均衡器。C(N-1)和C(N+1)对应于中央抽头系数，在两侧上的抽头系数为C(N-2)和C(N+2)。校正焦点偏移以使在C(N-2)和C(N-1)之间的差值和C(N+2)和C(N+1)之间的差值分别变为最小就足够好。
现在描述根据本发明的另一实施例。
提前在光盘上实现以更高的密度记录信息时，盘倾斜对记录/再现的影响变大。在盘中产生倾斜时，降低了信号记录特征，由此增加了在信号再现中的串扰。在此，倾斜表示激光束的光轴和盘的信息记录面的垂直线所形成的角度，在盘的径向方向上的倾斜称为径向倾斜，而在盘上在轨道切线方向上的倾斜称为切向倾斜。在本实施例中，通过使用自适应均衡器电路的抽头系数调节切向倾斜。
现在描述在切向倾斜偏离最佳点时使用自适应均衡器的均衡系数的校正方法。
附图6所示为从附图1中所描述的结构中抽取的本实施例的基本部件的详细结构的方块图。类似的标号指示与在附图1中所示的元件等效的元件。切向倾斜误差产生部分302、切向倾斜偏移设定部分303和驱动信号产生部分304是包括在倾斜控制电路300中的电路元件。非对称性检测部分108是包括在数据再现电路100中的电路元件。
切向倾斜误差产生部分302从由倾斜传感器301输送的盘倾斜检测信号DTD中产生切向倾斜误差信号。切向倾斜偏移设定部分303基于从切向倾斜误差产生部分302中产生的切向倾斜误差信号使用于将切向倾斜误差信号减小为零的切向倾斜控制量为预定的偏移量，并输出结果。驱动信号产生部分304将从切向倾斜偏移设定部分303中提供的控制量转换为用于驱动切向倾斜驱动部分305的当前值。
在切向倾斜偏离最佳点时，在光盘的信息记录面上的光束的强度分布产生变形，如附图7B所示。由于光束的强度分布的这种变形造成隔离波形响应变化。更具体地说，由于盘倾斜造成光束的强度分布在标记附近变得不对称，因此在标记附近中隔离响应波形也变为不对称。
在隔离响应波形在该附近处于这种不对称时，附图3的自适应均衡器106被控制成使隔离响应波形在该附近变为对称。在后面的级中的维特比解码器104执行解码处理，只要隔离波形响应在该附近中是对称的。因此，控制自适应均衡器106以获得具有与该信号特征相反的非对称性的均衡器特征以校正在该附近中的隔离波形响应的非对称性。
现在描述在自适应均衡器106的抽头系数具有上述的均衡器特征时维特比解码器具有偶数约束长度(抽头数为奇数)的情况。
假设第n个抽头系数是C(n)，则在切向倾斜是一个最佳点时，抽头系数在中心相对中央值C(N)基本对称。即，
C(N-i)C(N+i)
这里i是满足i＜N的整数值。在另一方面，假设切向倾斜与最佳点偏离θdeg，则可以获得下式。
C(N-i)+a(i)×f(θ)
C(N+i)-a(i)×f(θ)
这里f(θ)是θ的函数，对应于递增函数。一般地，由于接近中央的抽头系数具有更大的绝对值，因此比较第N-1和第N+1抽头系数C(N-1)和C(N+1)并校正切向倾斜量以使在这些系数之间的差值变为最小就足够好。
附图8所示为检测切向倾斜最佳点的处理的流程图。通过控制器(CPU)90执行这个处理。
非对称性检测部分108保存自适应均衡器106的抽头系数。控制器90通过非对称性检测部分108获取抽头系数C(n)，并计算非对称性D1(t)作为在中央抽头系数C(N，t)的两侧上的抽头系数C(N-1，t)和C(N+1，t)之间的差值(ST 201和202)。
D1(t)＝C(N-1，t)-C(N+1，t)
注意，非对称性D1(t)可以作为在预定的周期中多次计算的值的平均值。此外，非对称性检测部分108可以计算在预定的周期中的相应的抽头系数的每个平均值并通过使用这个平均值获得非对称性D1(t)。在这种情况下，可以抑制噪声的影响。
在步骤203中，判断非对称性D1(t)是否落在可允许的范围内。这个可允许的范围是根据系统的技术规范确定的值。在非对称性D1(t)大于可允许的范围时(在步骤203中为No)，判断当前的非对称性D1(t)是否大于先前计算的非对称性D1(t-δ)(ST204)。在此，δ是非对称性的计算周期。
在当前的非对称性D1(t)大于先前计算的非对称性D1(t-δ)(在步骤204中为Yes)时，如下计算切向倾斜偏移T(t+1)。
T(t+1)＝T(t)-a1×δT
这里a1是切向倾斜偏移控制系统的灵敏度，δT是可调节的切向倾斜偏移的最小值。顺便指出，在当前的非对称性D1(t)大于先前计算的非对称性D1(t-δ)时，根据切向倾斜驱动部分的极性等确定是类似于步骤205从当前切向倾斜偏移值T(t)中减去切向倾斜偏移调节量“a1×δT”还是将它加入到切向倾斜偏移T(t)中。
在步骤24中，在当前的非对称性D1(t)不超过先前计算的非对称性D1(t-δ)(No)时，切向倾斜偏移T(t+1)如下计算(ST206)。
T(t+1)＝T(t)+a1×δF
在这种情况下，根据切向倾斜驱动部分的极性等确定是将切向倾斜偏移调节量“a1×δF”加入到当前的切向倾斜偏移T(t)中还是从该切向倾斜偏移值T(t)中减去它。
如上文所述，通过使用自适应均衡器的抽头系数可以调节切向倾斜偏移。
顺便指出，在维特比解码器具有奇数约束长度时，通过具有偶数(2N)个抽头的FIR滤波器构造自适应均衡器。在切向倾斜是一个最佳点时，抽头系数C(n)以C(N-1)和C(N+1)为中心基本对称。比较第N-2和第N+2抽头系数C(N-2)和C(N+2)并校正切向倾斜量以在维特比解码器具有偶数约束长度时通过类似的方法使这个差值变为最小就足够好。
本领域的普通技术人员容易设计其它的优点和改进方案。因此，从广义上讲本发明并不限于在此所示出并描述的特定的细节和相应的实施例。因此，在不脱离如附加的权利要求和它们的等效方案所界定的一般发明原理的精神或范围的前提下可以做出不同的改进。