切向盘倾斜测量和校正行动的利记博彩app

专利名称：切向盘倾斜测量和校正行动的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及光盘播放器记录器，尤其涉及由于翘曲而采取的校正 行动，这种翘曲出现在用在播放器/记录器中的光学介质中。
背景技术：
光盘技术持续增加用于可记录在光盘上的数据的密度。可记录在 光盘上的最大数据密度随着聚焦在盘上的激光点的大小逆向变化。点的大小由两个光学参数之比确定激光的波长A与物镜的数值孔径 (NA)因此，最近的标准已提供了具有短波长的光束源，如激光二极 管。在这些标准中有采用约405nm的波长的蓝光盘(BD )和HTDVD。 为了降低点的大小，现已引入了增加NA的光学构造。在这些光学构造 中有近场构造，这些近场构造具有所聚焦的记录载体与记录载体之前 的光学路径中的最终光学透镜之间的非常短的距离。现有技术中的问题在于，大多数储存介质不可避免地表现出某种 程度的翘曲。 一旦翘曲的盘用在光盘系统中，这种翘曲就会导致倾斜。 对于廉价的盘尤为如此，如厚度约为1.2mm的注模聚碳酸酯盘，这种 厚度通常受限于材料成本以及拾音器和驱动器的高度。若将注模聚碳 酸酯盘用在采用典型的近场透镜设置的光学系统中，那么所允许的最 大机械倾斜误差约为土1.25mrad或者土0.07° 。这种典型的近场透镜 设置具有40Mm的固体浸没透镜(S1L)出口表面直径和SIL出口表面 与盘之间的25nm的气隙。这种小误差要求精确的对准，但即便如此， 这种误差也"危险地"接近于切向倾斜角，这种切向倾斜角可出现在 实际记录器载体中，尤其是在质量低的盘中。发明内容因此，为了克服前面描述的现有技术中的缺陷，本发明提出以快 速而廉价的方式在盘的上方确定切向倾斜角。然后检查这些倾斜角以 确保它们小于所允许的倾斜角的规定最大值。对实施例进行了描述， 其中，运行停止或盘完全被播放/记录器拒绝。其它的实施例利用带宽 对切向透镜倾斜进行动态调节，以补偿切向盘倾斜，这种带宽适合于 高转速并因此而适合于数据速度。这种活动倾斜控制可改进介质制造 误差和/或指定介质质量的驱动性能和可靠性。


图l是示出了空气中透镜聚焦的视图；图lb是示出了半球形SIL中透镜聚焦的视图；图lc是示出了齐明超半球形S1L中透镜聚焦的视图；图2是可与近场播放器一起使用的光学装置的示意图；图3是盘旋转期间轴向跳动的示例的视图，盘的旋转具有周期P，周期P指明了局部切向倾斜角q>;图4是在聚碳酸酯盘上几乎两个旋转的轴向跳动和对应的切向倾斜的视图，这种聚碳酸酯盘具有1.2mm的厚度且约为35mm;以及 图5是示出了用于倾斜角控制的信号和电路的视图。
具体实施方式
图la示出了穿过空气介质聚焦在点的物镜12。物镜12的数值孔 径(NA)限定为NA-nsin ( 6 )，其中，n是光所聚焦的介质的折射 指数，6是该介质中聚焦光锥的半角。本领域中熟练的技术人员将会 理解，在空气中聚焦或穿过平行平面(如平坦的盘)聚焦的物镜12的 NA的上限具有同一性。图lb示出了聚焦在半球形固体浸没透镜(SIL) 15的中心的物镜 14。若将光聚焦在高指数介质中而不在空气与介质接触面折射，则透 镜的M可超过同一性，例如，通过聚焦在半球形SIL1S的中心，如在图lb中示出的那样。示于图lb中的半球形SIL具有NAeK-IlknsNA。的有效NA，且n,面是半球形SIL15的折射指数，NA。是聚焦物镜n在空 气中的NA。图lc示出了可通过物镜16聚焦在超半球形SIL17以将光束朝向 光轴折射来实现NA的增加。示于图lc中的超半球形SIL17具有 Naef产i^NA,，的有效NA。应注意到，有效的NAetf仅会在极短的距离内 大于同一性，这种短距离称为近场。近场是来自超半球形SIL17的出 口表面的非常短的距离，且通常小于光的波长的1/10。因此，在写或
读出光盘期间，超半球形SIL17与盘之间的距离小于几十纳米。若将光学记录载体的入口面布置在这个短距离(近场)内，则辐 射通过渐消耦合从超半球形SILH发送到记录栽体。这就意味着在写 或读出光盘期间，超半球形SIL17与盘之间的距离或隙宽应小于几十 纳米，例如，对于将蓝色激光器用作辐射源的系统和NA为1.9的物镜 系统来讲，约为25nm。在通常在本领域中称为空气入射光学记录载体 中，信息层的一个侧面与基板接触且另一侧暴露给外界。这种记录栽 体的入口面时信息层与外界的接触面。或者，信息层可由记录载体的 入口面的外表面上的薄透明层保护而不受外界的干扰，在此情形中， 超半球形SIL17必须进行透明层厚度的校正。为了在这种短距离对气隙的宽度进行控制，采用由伺服系统控制 的机械致动器。要求适当的控制信号作为用于控制气隙宽度的伺服系 统的输入。正如T.lshiraoto等人于2001年在圣达菲在"Tech Dig. Optical Data Storage"上发表的"Optical Memory" —文中所教导的那 样，可从反射光中获得适当的间隙信号，且偏振状态垂直于聚焦在记 录载体上的前向辐射束的偏振状态。在SIL与空气与记录载体的接触 面反射之后，大量的光被椭圓形地偏振这种结果在穿过交叉偏光镜 观察时产生公知的马耳他十字。利用偏振光学装置和可以是单光电探 测器的辐射探测器将这种马耳他十字的所有的光结合生成间隙信号。 对于零隙宽而言，这种间隙信号的值为零，且间隙信号值随着隙宽的 增加而增加，并在隙宽约为波长的1/10时达到最大。理想的隙宽对应 于间隙信号的某个值，即定点。将间隙信号和等于定点的固定电压输 入减法器，这种减法器在其输出形成进行误差信号。间隙误差信号用 于控制间隙伺服系统。图2是近场结构的示意图，这种近场结构用20表示。近场结构20是能够形成间隙控制信号的扫描设备。激光器21产生与近场结构20 一起使用的光束。用于近场结构20的光的波长是短波长。例如，示于 图2中的近场结构20采用带有40Snm的波长的激光器21，这种40Snm 的波长通常用在蓝光盘(BD)类型的光学介质中。不过，本领域中熟 练的技术人员会明白，可将各种波长用在其它近场结构中。准直透镜 22从激光器21接收光束并形成经过准直的光束，这种经过准直的光束 由光束形成器23成形。非偏振光束分光器(NBS ) 24从光束形成器23
向偏振光束分光器(PBS) 25发送光束的一部分。PBS25接着向聚焦 光学装置26发送光束的一部分。聚焦光学装置26具有调节机构，这 种调节机构为将入射到光学介质IO上的光束的焦距的调节做准备。在 聚焦光学装置26与光学介质10之间是透镜27和SIL28，透镜27和 SIL28以前面所描述的方式产生近场。如图2所示，1.9的NA由透镜 27和SIL28所形成的近场结构产生。本领域中熟练的技术人员会会理 解，示于图2中的示例仅仅是一种简单的实施方式，各种透镜构造可 用于替代透镜27和SIL28，且可产生不同于1.9的NA的数值孔径。由 光学介质IO反射的光会穿过近场返回到SIL28并穿过透镜r7，且一部 分会由PBS25反射到偏光镜71。半波板(入/2) 73在来自偏光镜71 的光中产生180°的相位偏移。来自半波板73的相位偏移光束由PBS74 穿过透镜76部分地反射，以由探测器25探测。PBSM将来自半波板 73的光的余下部分传递到镜77上，镜77穿过透镜78将这部分光反射 到探测器79上。仍参看图2，由光学介质10反射但未由PBS25反射到偏光镜"71 的光被发送到NBS24， NBS24穿过半波板(A/2 ) 81反射这种光的一 部分，半波板81将这种光偏移180° 。这种光的一部分由PBS82从半 波板81穿过透镜85反射到探测器91上。未由PBS82反射的光被传递 到NBS83， NBS83会穿过透镜86将这种光的一部分反射到探测器92 上并将余下部分传递到即84，镜84穿过透镜87将这部分光反射到探 测器93上。近场结构20采用两个RF信号探测器。第一 RF探测器是探测器 91，用"RF〃pol"表示，并且用于光的探测，这种光净皮偏振成平行于 聚焦在光学介质IO上的前向辐射束并含有从信息层读出的信息。第二 RF探测器是探测器75，用"RF丄pol"表示，并且探测光，这种光被 偏振成垂直于聚焦在光学介质IO上的前向辐射束的偏振方向。间隙信 号(GS )源自被偏振成垂直于聚焦在光学介质10上的前向辐射束的偏 振方向的光的低频部分(如DC至30kHz) ( "RF丄pol"信号)。正如在前面所描述的那样，储存介质尤其是廉价介质，如注模聚 碳酸酯盘，不可避免地表现出某种程度的翘曲。温度和/或湿度的变化 也会影响这些介质的形状。用于控制良好的常规盘技术的典型的最大 切向倾斜角以0.03° =0.5mrad的次序，但较大的角度往往出现在质量
较低的盘中。以径向方向的倾斜通常较大，但也非常慢地变化，并因 此而可通过调节盘相对于光轴的角度或反过来通过整个光学拾音单元(OPl))的倾斜来进行测量和对径向位置的所有范围进行补偿。同样 的方法可用于测量和补偿平均或(由于盘的失准而导致的)"DC"切 向倾斜。余下的切向倾斜会理想地仅含有来自盘的形状作用。对于带有40//m的S1L出口表面直径和25nm的气隙的典型近场 透镜来讲，所允许的最大机械倾斜误差为士1.25mrad或者±0.07° 。 这种小误差要求精确的对准，但即便如此，这种误差也"危险地"接 近于切向倾斜角，这种切向倾斜角可出现在实际记录器载体中，尤其 是在质量低的盘中(例如，见图3)。已经提出的准静止方法并未提供 实际的解决方案，因为这往往要求极低的盘转速并因此而要求非常低 的数据速度。因此，实施例提出以快速而廉价的方式在盘的上方确定切向倾斜 角，并检查这些倾斜角以确保它们小于所允许的倾斜角的规定最大 值，否则，停止运行并拒绝这种盘，或在最后动态调节切向透镜倾斜， 以用适合于高转速并因此而适合于数据速度的带宽补偿切向盘倾斜。 这种活动倾斜控制可改进介质制造误差和/或指定介质质量的驱动性能 和可靠性。图3是轴向跳动32的示例，这种轴向跳动通常称为"r"，并且可 在盘的旋转期间出现，盘的旋转用箭头P表示。图3表明了因盘的轴 向跳动而出现的局部切向倾斜角(p。轴向跳动导致局部切向倾斜角(p。图5是示出了用于控制倾斜角的信号和电路的视图。局部切向倾斜角(p通过间隙信号测量，像前面所描述的那样或利用其它方法生成 这种间隙信号，且这种信号到达间隙伺服系统52。间隙伺服系统52生 成间隙控制/跳动信号51，将这种信号51输入透镜倾斜致动器53，透 镜倾斜致动器53包括近场透镜组件，并且还将这种信号M输入倾斜 角计算57。还将来自间隙致动器55的用于切向位置(盘的线性速度) 的测量信号56输入倾斜角计算57。倾斜角计算可利用这些输入提供用于局部切向倾斜角cp的良好测度。间隙控制/跳动信号51与由轴向跳动所确定的盘的位移成正比。可 利用任何常规持续确定轴向跳动。在具有近场透镜组件的现有驱动器 中通常有生成控制信号51和确定局部切向倾斜角(p所要求的光学装置
和硬件。因此，对现有的软件修改较少，且控制信号全部是提供用于局部切向倾斜角q)的良好测度所要求的控制信号。仍参看图5，倾斜角计算57通过取相对于切向位置x的跳动r的 导数来生成倾斜角(p。实际上，相对于切向位置x的跳动r的导数会产生切向(p，可将这种切向cp近似为等于小角度时的q>。将由倾斜角计算 57计算的倾斜角q>输入倾斜控制装置59，这种倾斜控制装置59生成 到透镜倾斜致动器53的倾斜控制信号61，以将盘IO保持在控制之下。 可从用于给定时钟频率的线性盘速度获得目前的切向位置x。作为示 例，可将这种导数计算为Ar/Ax，其中，Ar是跳动r (可能是修匀形 式)的连续试样之间的差异，且Ax是以前面所提及的跳动r的试样之 间的时间间隔的以切向方向的位移。在跳动r的固定采样频率，Ax将 会是常数，可直接从线性盘速度和采样频率来计算这种常数。作为示例，可以用这种方式从跳动测量值计算倾4牛角(p，如图4 所示。图4示出了轴向跳动41和对应的切向倾斜45，切向倾斜45几 乎在盘的两个旋转中发生，如厚度为l.2mm、半径约为"mm的聚碳 酸酯盘。正如可从图4中清楚地看出的那样，切向倾斜45在用于轴向 跳动41的最大和最小点为零。或者，来自远场焦点致动器的焦点控制信号可用于提供局部切向 倾斜角(p。这样做的优点在于透镜与盘之间的距离要大得多，这样，这 种方法对于盘和近场透镜而言完全是安全的。可通过减小最大切向倾斜角而不是通过减小跳动信号的峰至峰值 来改进这些盘倾斜校正方法。为了检查切向倾斜角， 一旦所计算的倾斜角超过某个规定值(这 是指如系统的规范之外的严重变形的盘，这种盘的倾斜角接近于或甚 至大于最大透镜倾斜与透镜和盘之间的机械倾斜余量之和)，强烈推 荐将透镜抽回以免损坏透镜和/或盘，停止驱动器的运行并用相应的误 差消息将盘拒绝。此外，应注意，可利用近场透镜结构来实现上述内 容，或者，也可使用前面所描述的远场透镜。或者，若盘被翘曲但并未达到在系统规范之外的程度，可实行对 切向透镜倾斜的动态调节。可通过动态调节近场透镜的切向倾斜来(部 分地)补偿切向盘倾斜。透镜的有用倾斜范围受限(通常利用间隙信 号限制到约0.5mrad透镜场调节)，高度优选记录载体的预对准，如
在静止盘上，以使本发明所提出的动态方法仅需校正盘形状中的局部变化(预对准减小"DC"倾斜偏移)。透镜倾斜机构的带宽及其控制系统需足够地高，以用于盘的高转 速进而用于数据速度，即几倍于盘的最大转速(以几百Hz或更高次序 的带宽)，以跟随盘的形状变化。这就意味着受控元件的质量需要相 当地小。出于这种原因，光学拾音单元(OPU)倾斜或盘电机倾斜就 不太适合于动态切向倾斜校正，且如通过所称的3D致动器进行的直接 倾斜行动是最有希望的选择，如目前在商业产品中所使用的3D致动 器。将透镜倾斜以对适当的控制信号做出回应，这种倾斜与由如对第 一点所描述的方法所确定的切向倾斜角成比例。然后将这种控制信号 用在倾斜控制系统中，以通过倾斜(3D)致动器或类似的装置调节透 镜倾斜，如在图5中示意性地示出的那样，这种倾斜控制系统如前馈 系统。为了避免与间隙伺服系统的稳定性有关的问题，应避免太大的透 镜倾斜。例如，这可在倾斜控制电路中通过将输出倾斜控制信号限制 到预定的安全值来进行。间隙信号(GS)的当前值也可用作运行安全 控制信号它的值不应降到某个分数以下，如其标称值的0.9。
权利要求
1.一种用于处理光盘系统中的倾斜的方法，所述方法包括利用用于光学介质的轴向跳动测量值确定光盘系统中所述光学介质的切向倾斜角；将所述倾斜角与预定的阈值进行比较；以及在满足所述预定的阈值时通过补偿所述倾斜角或不允许在所述光盘系统中使用所述光学介质来对所述比较步骤做出回应。
2. 如权利要求l所述的方法，其特征在于利用来自焦点致动器 的焦点控制获得所述切向倾斜角。
3. 如权利要求l所述的方法，其特征在于利用表明近场间隙宽 度的控制信号获得所述切向倾斜角。
4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于从近场间隙致动器获 得表明所述近场间隙宽度的所述控制信号。
5. 如权利要求l所述的方法，其特征在于所述确定还包括获取 相对于切向位置的轴向跳动的变化速度，所述切向位置表示线性盘速 度。
6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于所述确定还包括获取 相对于切向位置的轴向跳动的变化速度，所述切向位置表示切向倾斜 角。
7. 如权利要求l所述的方法，其特征在于所述回应还包括采取 行动以避免对光学装置的损坏。
8. 如权利要求l所述的方法，其特征在于所述回应还包括调节 所述近场透镜的倾斜。
9. 如权利要求8所述的方法，其特征在于所述回应还包括在调 节所述近场透镜的倾斜之前将所述光盘预对准。
10. 如权利要求9所述的方法，其特征在于所述预对准还包括在所述光盘静止时将所述光盘预对准。
11. 如权利要求8所述的方法，其特征在于所述调节所述近场透镜的倾斜还包括以所述光盘的最大转速的多个倍数调节所述倾斜。
12. 如权利要求8所述的方法，其特征在于所述调节所述近场 透镜的倾斜还包括将最大倾斜限制到预定的最大值。
13. —种用于处理倾斜的光盘系统，所述光盘系统包括切向倾斜角确定设备，所述切向倾斜角确定设备利用光学介质的 轴向跳动的测量值确定光盘的切向倾斜角；比较机构，所述比较机构将所述切向倾斜角与预定的阈值进行比 较；以及补偿设备，所述补偿设备对所述比较机构的结果做出回应，以在 满足所述预定的阈值时校正所述倾斜角或者不允许在所述光盘系统中 使用所述光学介质。
14. 如权利要求13所述的系统，其特征在于利用来自焦点致动 器的焦点控制获得所述切向倾斜角。
15. 如权利要求13所述的系统，其特征在于利用表明近场间隙宽度的控制信号获得所述切向倾斜角。
16. 如权利要求15所述的系统，其特征在于从近场间隙致动器获得表明所述近场间隙宽度的所述控制信号。
17. 如权利要求13所述的系统，其特征在于所述切向倾斜角确 定设备采用相对于切向位置的轴向跳动的变化速度来确定所述切向倾 斜角，所述切向位置表示所述光盘的线性盘速度。
18. 如权利要求14所述的系统，其特征在于所述切向倾斜角确 定设备还包括获取相对于所述切向位置的所述轴向跳动的变化速度来 推导所述切向倾斜角的正切。
19. 如权利要求13所述的系统，其特征在于所述补偿设备还包 括通过采取行动以避免对光学装置的损坏来做出回应。
20. 如权利要求13所述的系统，其特征在于所述补偿设备通过 调节近场透镜的倾斜来做出回应。
21. 如权利要求20所述的系统，其特征在于所述补偿设备通过 在调节所述近场透镜的所述倾斜之前将所述光盘预对准来做出回应。
22. 如权利要求21所述的方法，其特征在于所述补偿设备在所 述光盘静止时将所述光盘预对准。
23. 如权利要求20所述的方法，其特征在于所述调节所述近场 透镜的所述倾斜还包括以所述光盘的最大转速的多个倍数调节所述倾 斜。
24. 如权利要求20所述的方法，其特征在于所述调节所述近场透镜的所述倾斜还包括将最大倾斜限制到预定的最大值。
全文摘要
测量切向盘倾斜并为回应行动做准备的方法和在光盘播放器/记录器内的系统。光盘不可避免地表现出某种程度的翘曲。通过确定盘上方的切向倾斜角并将这些倾斜角与规定的允许最大倾斜角进行比较，在超过最大倾斜角时采取行动以停止运行，或者对切向透镜倾斜进行调节，以利用适合于高转速的带宽对切向盘倾斜进行补偿。
文档编号G11B7/095GK101213600SQ200680023832
公开日2008年7月2日 申请日期2006年6月27日 优先权日2005年6月29日
发明者C·A·弗舒伦 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司