CN101159154B

CN101159154B - 光盘装置和光盘旋转速度控制方法

Info

Publication number: CN101159154B
Application number: CN2007100845008A
Authority: CN
Inventors: 伊藤正道; 箕田博
Original assignee: Hitachi LG Data Storage Inc
Current assignee: Hitachi LG Data Storage Inc
Priority date: 2006-10-02
Filing date: 2007-02-27
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2027-02-27
Also published as: US7760599B2; CN101159154A; US20080082994A1; JP2008090938A; JP4512198B2

Abstract

提供了不论其偏重心如何，都可以可靠地稳定地使盘高速旋转的光盘装置和光盘旋转速度控制方法。在将上述光盘搭载在装置上，控制其旋转速度时，在低速时，利用摆动(Wobble信号)代替跟踪误差信号，而且，通过变更偏移量，检测上述拾取器的阶跃响应的透镜误差信号在带通滤波器(511)处理后的信号的极大值和极小值，然后，当将光盘旋转速度移至高速时，利用将得到的最大值(Max_spnup)和最小值(Min_spnup)与上述存储的极大值(Max_step)和极小值(Min_step)比较得出的X值，X＝(Max_spnup-Min_spnup)/(Max_step-Min_step)判断可否将光盘旋转速度移至高速。

Description

光盘装置和光盘旋转速度控制方法

技术领域

本发明涉及在光信息记录媒体上记录/再现信息用的光盘装置的光盘旋转速度控制方法，特别是涉及考虑光盘的偏重心，控制光盘的旋转速度的光盘装置和光盘旋转速度的控制方法。

背景技术

在可将信息记录/再现在作为光信息记录媒体的光盘的信息记录面上的光盘装置中，通过高速旋转光盘，并将激光照射在信息记录面上或检测反射光，可在光盘上记录/再现信息。在这种光盘装置内高速旋转的光盘，由于制造过程或附着标签等原因，光盘的重心位置偏离其旋转中心位置(以后称为“偏重心”)。当高速旋转这种偏重心的光盘时，光盘装置内部机构振动，随之而来是产生噪声，可能不能正确地进行焦点控制。另外，在上述光盘装置内光盘会破损或被破坏。

先前，作为检测这种光盘的偏重心的方法，一般是检测伴随光盘旋转所产生的振动。另外，先前已知以下方法：作为表示跟踪促动器(track actuator)的透镜位移的信号(以下称为“透镜位移指示信号”)，检测透镜误差信号或从跟踪误差信号得出，这样，来检测光盘的偏重心量。但是，这时，由于跟踪误差信号漏入透镜误差信号等透镜位移指示信号中，因此，存在对偏重心误检测的问题。

例如，如通过日本专利特开2005-92961号公报、特开2005-116042号公报已知那样，知道使透镜误差信号等的透镜位移指示信号通过带通滤波器，可以防止跟踪误差信号漏入透镜误差信号中。

发明内容

然而，在上述现有技术中，利用带通滤波器(BPF)进行信号处理，防止跟踪误差信号漏入透镜误差信号中，但是，在跟踪误差信号的频率通过BPF的频带域(通过区域)中，防止漏入透镜误差信号中是困难的。即：可靠地防止由跟踪误差信号漏入透镜误差信号中产生的光盘偏重心的误检测是困难的。

另外，各个光盘装置的透镜误差信号的灵敏度或振动特性分别具有不均匀性(所谓的偏差)，由于这样，存在偏重心的检测精度不均匀性(所谓偏差)的问题。特别是近年来，以光盘作为信息媒体，可记录/再现信息的光盘装置的薄型化或低价格化的要求显著，因此，将旋转驱动光盘的主轴电机搭载在其之上的基座厚度薄，或者由塑料制成等，使光盘装置的透镜误差信号的灵敏度或振动特性的不均匀性因素增大。由于这样，在现有的光盘装置中，包含偏重心的光盘，不能进行稳定的光盘旋转速度控制，存在高速旋转时产生噪声或记录/再现动作不稳定等问题。

本发明考虑上述现有技术的问题，其目的是要提供可以可靠地减少透镜误差信号等向透镜位移指示信号的信号漏入，同时，可减少上述各种不均匀性，并且可靠地检测光盘的偏重心，达到稳定的盘旋转速度的控制，从而可在光盘上进行良好的信息记录/再现动作的光盘装置和光盘旋转速度控制方法。

为了达到上述目的，根据本发明，首先提供了一种光盘装置，具有：主轴电机，其搭载并旋转驱动光盘；拾取器，可在由该主轴电机旋转驱动的光盘的半径方向移动；转速控制单元，其控制所述主轴电机的转速；和拾取器移动控制单元，其控制所述拾取器的移动，该光盘装置将来自所述拾取器的激光照射在所述光盘的信息记录面上，对信息进行记录/再现，其特征在于，还具有：信号发生部分，其利用从所述拾取器照射的激光的反射光，至少产生跟踪误差信号和透镜位移指示信号；和信号处理部分，其根据来自所述信号发生部分的跟踪误差信号和透镜位移指示信号，控制所述转速控制单元和所述拾取器移动控制单元，所述信号处理部分具有盘偏重心检测模式，其在将所述光盘搭载在装置上并控制其旋转速度之际，在低速时，利用规定的高频信号代替所述跟踪误差信号，并且，通过变更偏移量，检测并存储所述拾取器的阶跃响应中的所述透镜位移指示信号经带通滤波处理后的信号的极大值和极小值，然后，在将盘旋转速度变为高速时，检测从所述信号发生部分得到的所述透镜位移指示信号经带通滤波处理后的信号的最大值和最小值，根据将该得到的最大值和最小值与所述存储的极大值和极小值进行比较得出的值，判断可否将盘旋转速度变为高速。

另外，在本发明中，在上述光盘装置中，优选，所述信号处理部分具有用于对所述存储的极大值和极小值进行存储的单元。或者，优选，被用来替代所述跟踪误差信号的规定的高频信号为摆动(wobble)信号。另外，优选，将所述得到的最大值(Max_spnup)和最小值(Min_spnup)与所述存储的极大值(Max_step)和极小值(Min_step)比较得出的值，用X＝(Max_spnup-Min_spnup)/(Max_step-Min_step)表示。另外，优选，所述信号处理部分在结束所述偏重心检测模式后，变为跟踪控制模式。还有，优选，所述透镜位移指示信号为透镜误差信号。

另外，根据本发明，为了达到上述目的，还提供了一种光盘装置的盘旋转速度控制方法，该光盘装置具有：主轴电机，其搭载并旋转驱动光盘；拾取器，可在由该主轴电机旋转驱动的光盘的半径方向移动；转速控制单元，其控制所述主轴电机的转速；拾取器移动控制单元，其控制所述拾取器的移动；信号发生部分，其利用从所述拾取器照射的激光的反射光，至少产生跟踪误差信号和透镜位移指示信号；和信号处理部分，其根据来自所述信号发生部分的跟踪误差信号和透镜位移指示信号，控制所述转速控制单元和所述拾取器移动控制单元，该光盘装置将来自所述拾取器的激光照射在所述光盘的信息记录面上，对信息进行记录/再现，该盘旋转速度控制方法的特征在于，在将所述光盘搭载在装置上并控制其旋转速度之际，在低速时，利用规定的高频信号代替所述跟踪误差信号，并且，通过变更偏移量，检测所述拾取器的阶跃响应中的所述透镜位移指示信号经带通滤波处理后的信号的极大值和极小值，然后，在将盘旋转速度变为高速时，检测从所述信号发生部分得到的所述透镜位移指示信号经带通滤波处理后的信号的最大值和最小值，根据将该得到的最大值和最小值与所述极大值和极小值进行比较得出的值，判断可否将盘旋转速度变为高速。

根据本发明，在上述光盘旋转速度控制方法中，优选，随时检测并更新所述透镜位移指示信号经带通滤波处理后的信号的最大值和最小值。或者优选，被用来替代所述跟踪误差信号的规定的高频信号为摆动(wobble)信号。另外，优选，将所述得到的最大值(Max_spnup)和最小值(Min_spnup)与所述极大值(Max_step)和极小值(Min_step)比较得出的值，用X＝(Max_spnup-Min_spnup)/(Max_step-Min_step)表示。优选，在结束所述处理后，移至跟踪控制模式。另外，优选，所述透镜位移指示信号为透镜误差信号。

采用以上的本发明，提供光盘装置和光盘旋转速度控制方法，其可以减少向透镜误差信号的信号漏入，同时可减少上述各种不均匀性，并可靠地检测光盘的偏重心，并稳定地进行盘旋转速度控制，并且在光盘上进行信息的高品质的记录/再现动作，从而，在实用上可发挥极好的效果。

附图说明

图1为表示本发明一个实施例的光盘装置的大致结构的方框图。

图2为说明考虑了在上述光盘装置中实施的光盘的偏重心的光盘旋转速度控制方法的详细情况的流程图。

图3为说明在上述光盘旋转速度控制方法的减少跟踪误差信号漏入的原理的图；

图4为表示上述图1中所示的光盘装置的数字信号处理器(DSP)的功能构成的图；

图5为表示上述图4的结构的、BPF输出和TRD信号的波形的一个例子的波形图。

具体实施方式

以下，参照附图，详细地说明本发明的实施例。

首先，图1表示本发明的一个实施例的光盘装置的内部结构。在该图中，符号1表示由薄的金属板或塑料板制成的基座，在该基座上搭载主轴电机2。另一方面，在安装在该主轴电机的旋转轴的前端的旋转工作台21上安装作为可将信息记录/或再现在其记录面上的光信息记录媒体的光盘3，并以规定的速度对其进行旋转驱动。

另外，在该基座1上安装着与上述主轴电机2邻近，安装具有作为在其内部的发光源的半导体激光41；反射/透过激光并将其引导至规定的方向的半透半反镜42；集中激光，照射在光盘3的信息记录面(图的下面)上的物镜43；利用电磁力，在光盘3的信息记录面上微细地控制上述物镜的位置的、例如由音圈等构成的控制机构44；以及通过物镜，检测从上述信息记录面发出的反射光的光检测元件45等的、所谓拾取器4，该拾取器利用齿轮齿条副(rack and pinion)5在上述光盘的半径方向上自由地移动。图中的符号6表示通过上述齿轮齿条副的旋转驱动，使上述拾取器4在光盘的半径方向移动的电机。

另一方面，在上述图1的右侧表示上述拾取器4在控制物镜43的位置的同时，控制上述主轴电机2的旋转速度(即光盘的旋转速度)的结构。

即：在上述拾取器4中，由检测从上述光盘3的信息记录面发出的反射光的光检测元件45检测出的信号，输入模拟前端(AFE)部分40中。该AFE部分40由进行各种模拟计算的计算部分410构成，利用输入至该模拟前端(AFE)部分40中的光检测元件45发出的信号进行各种处理，生成跟踪误差信号和透镜误差信号等。然后，通过图中没有示出的A/D转换器，将这些生成的跟踪误差信号和透镜误差信号，变换为数字信号后，输入以下说明的数字信号处理器(DSP)50中，进行规定的处理。

DSP50基本上与作为计算元件的CPU51一起，由各种元件构成。在图1中，根据功能不同，作为功能方框图表示该DSP。

更详细地说，在该DSP50中，首先设有与从上述AFE部分10发出的跟踪误差信号关联，输入该跟踪误差信号的补偿器501；同时还具有发生高频的正弦(SIN)波的SIN波发生部分502和发生偏移(offset)信号的偏移发生部分503。在本实施例中，作为由该SIN波发生部分502发生的信号3通过利用在装置内发生的摆动(Wobble)信号达到共用。然而，如果可达到以下所述的目的，则该SIN波为其他信号也可以。

另外，在各部分之间，具有使该补偿器的输出间断的开关SW1，使该SIN波发生回路的输出信号间断的开关SW₂，以及加法器504，505。即：加法器504通过上述开关SW₁或SW₂有选择地输出来自该补偿器501的输出或来自SIN波发生部分的信号，并且，在加法器505中，将从偏移发生部分503发出的补偿信号相加，作为跟踪驱动器(TRD)信号，输出至驱动器回路30(DRIVER1)。结果，驱动器回路(DRIVER1)60根据该TRD信号控制上述拾取器4的物镜的位置。

另一方面，与从上述AFE部分10发出的透镜误差信号关联，首先设置带通滤波器(BPF)511。另外，如后面详细所述，具有存放(存储)通过该BPF511的透镜误差信号的极大值和极小值的寄存器(Reg)512。

另外，该DSP50输入作为从控制上述主轴电机2的驱动器回路(DRIVER2)70发出的旋转信息的FG信号，在周期检测回路513中检测其周期，输入减法器514的一个端子中。即：在本实施例中，驱动器回路(DRIVER2)70不为拾取器，利用从主轴电机的逆起电力抽出的FG信号，形成旋转信息。另一方面，目标周期从目标周期部分225输入至该减法器(比较器)514的+端子中。结果，将目标周期和从FG信号检测出的周期的差存放在第二寄存器(Reg2)515中，然后，在增益设定部分516中，放大至规定的增益后，作为主轴驱动器(SPD)信号，输出至驱动器回路(DRIVER2)70中。

接着，参照图2，在以下详细说明在上述说明其结构的光盘装置中实施的、考虑本发明的光盘的偏重心的光盘旋转速度控制方法。该处理是在装置安装后，在Read命令时等、将光盘安装在装置上时，根据需要，适当由上述DSP50的CPU51执行的。

首先，当处理开始时，输入盘的偏重心检测的模式(盘偏重心检测模式)。具体地是，在上述DSP50中，通过驱动器回路(DRIVER2)70，以低速旋转主轴电机2，同时，断开开关SW1(OFF)，接通另一个开关SW2(ON)。即：通过断开开关SW1(OFF)，遮断从AFE部分10发出的跟踪误差信号，断开跟踪控制(OFF)(跟踪OFF)；同时，通过接通开关SW2(ON)，施加摆动(Wobble)信号代替跟踪误差信号，形成TRD信号，通过驱动器回路(DRIVER1)60，根据该TRD信号，控制上述拾取器4的物镜的位置(盘的偏重心检出的模式)。这时，待机一定时间(S21)。该一定时间的待机为由跟踪误差信号驱动的物镜43从弹簧引起的振动至开放稳定的时间，考虑促动器(actuator)的共振频率，该时间为100ms左右的时间就足够了。

接着，将由偏移发生部分503发生的偏移(offset)信号从“a”切换至“b”，执行阶跃(STEP)响应(S22)。这时，如上所述，施加摆动(Wobble)信号有以下的理由。

即：如图3所示，通过处理透镜误差信号的带通滤波器(BPF)具有图示的频率-增益特性，由于这样，成为问题的跟踪误差信号的漏入电平进入该特性的通过区域中，因此有误检测偏重心的问题。

又如上所示，通过施加上述摆动信号作为TRD信号，可使跟踪误差信号的漏入电平从图中的左边t向右方向(图中的“SIN波的频率”)移动。即：如果这样，可以偏离带通滤波器(BPF)的频率特性的通过区域，可靠地将跟踪误差信号的漏入电平设定在阻止区域内，并且可以可靠地检测减少跟踪误差信号的漏入的状态下的透镜误差信号(即阶跃响应的透镜位移量)。这时的DSP50的状态如图4所示。另外，这时，从带通滤波器(BPF)511得到输出(BPF输出)和TRD信号的波形的一个例子，如图5所示。

再回到上述图2，在本发明中，如上所述，在可以可靠地检测阶跃响应的透镜位移量的状态下，为了检测施加该阶跃后从带通滤波器(BPF)511发出的输出的极大值和极小值，测定规定的期间(例如20ms)，将该检出值作为“Max_step”和“Min_step”保管(存储)在上述寄存器(Reg)512中(S23)。所谓这时的规定时间，如果为作为促动器的上述拾取器4，特别是包含上述基座1的驱动机构共振频率以上即可，利用该驱动机构适当地设定。即：根据以上处理S21～S23，可减少跟踪误差信号的漏入，通过BPF511，可得到包含透镜误差信号灵敏度或促动器的不均匀(所谓的偏差)造成的影响，由阶跃(STEP)响应产生的透镜误差信号。另外，通过利用这样得到的输出的极大值和极小值，然后，通过将高速旋转盘时的BPF输出(透镜误差信号)的振幅与其极大值和极小值比较，进行正规化，可以实现品质更好的可靠的光盘偏重心的检测。

即：在上述处理S23后，为了使光盘装置为初期状态，将从上述偏移发生部分503发出的偏移信号从上述的“b”切换至原来的值“a”，待机一定的时间(S24)。这时的一定时间，与上述同样，为促动器至稳定的时间，例如为20ms的时间就足够。将偏移初期状态信号“a”加在跟踪误差信号上，作成TRD信号，通过驱动器回路(DRIVER1)60，根据该TRD信号控制上述拾取器4的物镜的位置。

然后，通过驱动器回路(DRIVER1)70，将上述主轴电机2切换至高速旋转，随时测定BPF输出的最大值(max值)和最小值(min值)，得到(更新)“Max_spnup”和“Mix_spnup”。利用得到最大值和最小值计算以下值“X”(S25)。

X＝(Max_spnup-Min_spnup)/(Max_step-Min_step)

然后，将上述得到的值“X”与基准值比较，判定是否比基准值大(S26)。该基准值为通过试验等预先设定的值。在“X”值超过该基准值的情况下，在考虑盘的偏重心的情况下，设定为不能稳定地移至高速旋转的值。

即：在上述判定S26的结果判定值“X”超过基准值(“Yes”)的情况下，不能再将主轴电机2切换至高速旋转，将盘转速限制为该值(S27)。然后，停止(Off)由上述SIN波发生部分502发生摆动(Wobble)信号(S28)，进而，再接通(跟踪ON)跟踪伺服机构(S29)。具体是，闭合上述开关SW1(ON)，断开另一个开关SW2(OFF)。即：从盘的偏重心检测模式(盘偏重心检测模式)脱出。这样，光盘装置再度开始利用从AFE部分40发出的跟踪误差信号的跟踪控制(跟踪循环(loop)的结构)，可以进行向光盘的信息记录/再现动作。

另一方面，在值“X”不超过(“No”)基准值的情况下，判定主轴电机2是否达到预先设定的高速转速(目标周期)(S30)。在结果没有达到目标值(“No”)的情况下，再回到上述的处理S25，再将轴电机2切换至高速的旋转速度，计算上述的值“X”，重复上述的处理S26和S27。另外，在上述处理S26的结果判定值“X”超过基准值(“Yes”)的情况下，将光盘的转速限制为该值(S27)，重复上述处理S28和S29。另一方面，在上述处理S27的结果判定主轴电机2的转速达到目标值(“Yes”)的情况下，执行上述的处理S28和S29，并结束一连串的处理。

在上述中，上述主轴电机2达到目标的高速转速的处理，具体地是，在上述图1中，在通过减法器(比较器)514，输入从FG信号检测的周期和目标周期的第二寄存器(Reg2)515中，通过检查该值是否为“0”来进行。另外，主轴电机2向高速旋转的切换是利用上述图1的增益设定部分516进行的。

如以详细说明的那样，如果利用采用考虑光盘的偏重心的盘旋转速度控制方法的光盘装置，则可以可靠地减少向透镜误差信号的信号漏入，同时可以减少上述促动器的各种不均匀性，并可以可靠地检测光盘的偏重心，达到稳定的盘旋转速度控制，并可以在光盘上进行良好的信息记录/再现动作。

另外，在上述说明中，如上所述，说明了为了可靠地减少向透镜误差信号的信号漏入，利用由SIN波发生部分502发出的高频的正弦(SIN)波构成的摆动(Wobble)信号，发生TRD信号，但本发明不仅限于此。如果具有偏离通过处理透镜误差信号的BPF511的频率特性的通过区域的频率特性，也可以利用这种特性。另外，在上述实施例，说明了作为表示跟踪促动器的透镜位移的信号(“透镜位移指示信号”)，检测透镜误差信号的例子，但本发明不仅限于此。从跟踪误差信号检测该透镜误差信号，通过进行与上述同样的处理也可得到相同的效果。这点，本领域的技术人员是自明的。

此外，在上述判定S26中，说明了与值“X”比较的基准值，在以上的说明中为1个值，但也可以设定多个值。另外，说明了该基准值是预先通过试验等设定的，但不这样，也可以利用学习控制，适当自动地设定。

Claims

1.一种光盘装置，具有：

主轴电机，其搭载并旋转驱动光盘；

拾取器，可在由该主轴电机旋转驱动的光盘的半径方向移动；

转速控制单元，其控制所述主轴电机的转速；和

拾取器移动控制单元，其控制所述拾取器的移动，

该光盘装置将来自所述拾取器的激光照射在所述光盘的信息记录面上，对信息进行记录/再现，其特征在于，还具有：

信号发生部分，其利用从所述拾取器照射的激光的反射光，至少产生跟踪误差信号和透镜误差信号；和

信号处理部分，其根据来自所述信号发生部分的跟踪误差信号和透镜误差信号，控制所述转速控制单元和所述拾取器移动控制单元，

所述信号处理部分具有盘偏重心检测模式，其在将所述光盘搭载在装置上并控制其旋转速度之际，在低速时，利用摆动信号代替所述跟踪误差信号，并且，通过变更偏移量，检测并存储所述拾取器的阶跃响应中的所述透镜误差信号经带通滤波处理后的信号的极大值和极小值，然后，在将盘旋转速度变为高速时，检测从所述信号发生部分得到的所述透镜误差信号经带通滤波处理后的信号的最大值和最小值，根据将该得到的最大值和最小值与所述存储的极大值和极小值进行比较得出的值，判断可否将盘旋转速度变为高速。

2.如权利要求1所述的光盘装置，其特征在于，

所述信号处理部分具有用于对所述存储的极大值和极小值进行存储的单元。

3.如权利要求1所述的光盘装置，其特征在于，

将所述得到的最大值Max_spnup和最小值Min_spnup与所述存储的极大值Max_step和极小值Min_step比较得出的值，用X＝(Max_spnup-Min_spnup)/(Max_step-Min_step)表示。

4.如权利要求1所述的光盘装置，其特征在于，

所述信号处理部分在结束所述偏重心检测模式后，变为跟踪控制模式。

5.一种光盘装置的盘旋转速度控制方法，该光盘装置具有：

主轴电机，其搭载并旋转驱动光盘；

转速控制单元，其控制所述主轴电机的转速；

拾取器移动控制单元，其控制所述拾取器的移动；

该光盘装置将来自所述拾取器的激光照射在所述光盘的信息记录面上，对信息进行记录/再现，

该盘旋转速度控制方法的特征在于，

在将所述光盘搭载在装置上并控制其旋转速度之际，在低速时，利用摆动信号代替所述跟踪误差信号，并且，通过变更偏移量，检测所述拾取器的阶跃响应中的所述透镜误差信号经带通滤波处理后的信号的极大值和极小值，

然后，在将盘旋转速度变为高速时，检测从所述信号发生部分得到的所述透镜误差信号经带通滤波处理后的信号的最大值和最小值，根据将该得到的最大值和最小值与所述极大值和极小值进行比较得出的值，判断可否将盘旋转速度变为高速。

6.如权利要求5所述的盘旋转速度控制方法，其特征在于，

随时检测并更新所述透镜误差信号经带通滤波处理后的信号的最大值和最小值。

7.如权利要求5所述的盘旋转速度控制方法，其特征在于，将

将所述得到的最大值Max_spnup和最小值Min_spnup与所述极大值Max_step和极小值Min_step比较得出的值，用X＝(Max_spnup-Min_spnup)/(Max_step-Min_step)表示。

8.如权利要求5所述的盘旋转速度控制方法，其特征在于，

在结束所述可否将盘旋转速度变为高速的判断后，移至跟踪控制模式。