专利名称：光盘机及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种再现记录载体上的光信息的装置和方法，用于将记录载体上已经记录的信息再现出来，所述记录载体例如是能够记录信息在凹坑或类似物上的的圆盘状载体，或者一种可以记录信息的记录/重放装置(以下仅指光信息载体专用的记录/重放装置)，本发明特别是涉及一种所谓陆地-沟槽(land-groove)方法实现记录/重放记录载体上的信息的光盘机。
目前，人们正在使用各种各样的适用于光信息载体的记录/重放装置，从光盘信息载体上读取已记录的光信息，然后进行信息的再现，光信息载体上记录的信息是通过利用相变等方法形成的多个凹坑(pit)将信息记录在圆盘状的光记录载体上的。尤其是近年来，光记录载体能够高密度的记录大量的信息，非常实用和具有吸引力的例如是称为“DVD”的产品(数字视盘)，其中也包括一个读取记录信息的再现装置，在市场上已有出售。
可是，为了增加记录在圆盘状载体上信息的密度而问世的包括DVD等的高密度记录载体所使用的激光束的波长比以往产品的激光束的波长要短，而且为了增加记录道间距的密度，分别被称为“沟槽区”和“陆地区”的凹部分和凸部分形成在所述载体的记录表面上，以便记录在所述区内的信息。在每个圆弧上交替出现的陆地区和沟槽区随着光再现装置的光拾音器的动作轨迹形成。市场上提供有各种高密度记录载体，例如只能再现已记录信息的记录载体，只能记录一次的记录载体，还有能够多次记录信息的记录载体等等。在这些记录载体中，技术特性和性能各不相同，特别是它们具有不同的反射性或反射率。
在再现这种高密度记录载体上记录的信息的光记录载体的记录/重放装置中，形成有称为“沟槽区”和“陆地区”的凹部分和凸部分，以往使用一个控制装置控制光再现装置的聚焦定位，所述在每个圆弧上的陆地区的聚焦定位和沟槽区的聚焦定位是交替变换的，这种聚焦定位与记录在陆地区和沟槽区之间限定的区内记录的信号地址同步，这个信号地址预先称为凹坑地址。
根据常规方式，采用所谓校验控制，即证实记录的数据是否能够正确的被再现或当记录信息到光记录载体上时进行校验，获得信息的高可靠性。
不过，采用这种高密度记录载体记录信息和正确地再现这些信息，要求预置各个构成光盘机的装置和控制实现记录/重放操作默契精确，实际上，要求这种装置必须能够从电源合闸到可读/写状态阶段实现精确控制，即信息能够从光盘上正确读出。
例如，在光盘机中，必须确定光盘是否正确插入，首先，条件是电源是否在合闸状态，接着，光盘是否是CD-ROM、DVD-ROM或DVD-RAM？根据不同种类的光盘设置不同的条件，这一点非常重要。
上述高密度记录载体用于再现用高密度记录的信息，必须控制光再现装置的光拾取头，特别是高精确地控制聚焦透镜的聚焦定位。在光信息载体记录/重放装置中，一般在发货前预先控制调节聚焦定位到适当的位置，但是，重要的是控制调节聚焦定位到适当的位置应与记录载体的种类和/或条件相一致，以及与使用该装置的环境相符合，包括温度等等。为此目的，采用一种控制例如学习控制(Learning control)精确地根据要被再现的记录数据修正聚焦定位到理想的位置。
此外，在许多操作环节必须进行校验工作，包括托盘是否到位，光拾取头的选择，跟踪的调节和写入的调节等等。
本发明的目的是克服上述的种种缺陷，提供一种可以在读出和写入条件下短时间周期内默契实现校验工作的光盘机。
根据本发明，所提供的实现上述目的用于在光盘上记录和再现信息的光盘机包括用于识别光盘的装置；用于读出一个非可记录区上的控制信息的装置，所述非记录区形成在所述光盘的内圆周上；用于实现在一个可记录区上的聚焦控制信息的装置，所述可记录区形成在所述非可记录区之外；用于调节再现信号的幅值的装置，该信号来自所述可记录区的内圆周；用于试验写入的装置，写入信息在所述可记录区的内圆周上；用于试验写入的装置，写入信息在所述可记录区的外圆周上；及用于调节再现信号的幅值的装置，该信号来自所述可记录区的外圆周，其中所述装置生成相应的操作顺序，控制所述光盘处于重放和记录状态。特别是根据本发明提供的光盘机还包括用于预先写入(样本写)的装置，它在识别所述光盘的操作和在所述可记录区的外圆周上测试写入的操作之间进行预先写入操作。
根据本发明的实现所述目的使用于在光盘上记录和再现信息的光盘机的光盘处于重放和记录状态的方法包括下列步骤识别光盘；读出一个非可记录区上的控制信息，所述非记录区形成在所述光盘的内圆周上；实现在一个可记录区上的聚焦控制，所述可记录区形成在所述非可记录区之外；调节再现信号的幅值，该信号来自所述可记录区的内圆周；实现试验写入信息在所述可记录区的内圆周上；实现试验写入信息在所述可记录区的外圆周上；及调节再现信号的幅值，该信号来自所述可记录区的外圆周，其中所述装置生成相应的操作顺序，控制所述光盘处于重放和记录状态。特别是根据本发明提供的光盘机还包括用于预先写入(样本写)的装置，它在识别所述光盘的操作和在所述可记录区的外圆周上试验写入的操作之间进行预先写入操作。
图1是根据本发明实现的能够读和写的光盘机的方框图；图2是根据本发明的光盘机的外观示意图；图3是一个DVD光盘的外观示意图，它可以通过本发明的光盘机记录和重放信息；图4是图3所示的DVD的剖面图，特别是在信息记录区域上的陆地区和沟槽区；图5是解释在图3所示的DVD的陆地区和沟槽区的形成格式的示意图；图6是在图3所示的DVD的陆地区和沟槽区之间限定的一个凹坑地址区的放大的示意图；图7是说明本发明的光盘机的电路结构的电路图；图8是说明本发明的光盘机的各不同部分的波形图；图9是说明本发明的光盘机的直到可读/写状态为止的所有步骤的流程图；图10是一个曲线，其横座标代表环境温度，纵座标代表信号幅值(DAC值)；图11是本发明的光盘机的预写入操作流程图；图12是说明一种聚焦控制方法的流程图；图13是解释采用图12所示的聚焦控制方法在相应的凹坑地址可识别区上识别的示意图；图14是说明用于聚焦控制的学习控制方法的流程图；图15是解释根据图14所示的学习控制方法设置对每个扇区的优化FE偏置值的示意图；图16是解释根据图14所示的学习控制方法平均设置对每个扇区的优化FE偏置值的示意图；图17是说明根据又一实施例的用于聚焦控制的学习控制方法的流程图；图18是解释根据图14所示的学习控制方法设置对每个扇区的优化FE偏置值的简化示意图，其中设置最大幅值和一个渐减率。
下面将结合上述附图详细说明本发明的各实施例。
首先结合图1说明本发明的光盘机的结构。图1是根据本发明实现的能够读和写光记录载体的光信号的光盘机实施例的方框图。
在图1中，首先，标号100代表一个高密度光盘记录载体，标号2代表一个光拾取头，其内装有一个半导体激光器210，作为一个发射所需波长的激光束的光发射元件，一个使激光束发射成平行光的聚光透镜220，一个可透入入射光的一部分及反射其他部分光的半透镜230，一个改变光的方向的透镜240，一个将发射的激光束以预定的激光束直径聚焦到上述光盘100的记录层面上的聚焦透镜250，和一个接收及检验来自半透镜230的反射光的光接收元件260等，这里，标号261代表接收及检验来自半透镜230的反射光的另一个前光接收元件，将从前光接收元件261接收的信号与一个在信号处理部分300内的图中未示出的比较器产生的靶电压相比较，预定的信号被反馈到激光驱动电路500，使它们相等，采用这种反馈电路，当再现信息时，使激光器发射的光的密度和强度得到控制。
在这个实施例中，为了改变聚光透镜220的聚焦距离，使其与光透镜100的厚度相符合，需要安装两个用于DVD和CD的物镜，这两个聚光透镜220通过沿水平方向快速移动的一个机构能够实现互换。一般，在追踪系统正在工作的情况下，由于稳定点处于一个最佳位置，可以沿水平方向瞬间移动透镜，当移动透镜时，产生一个跳接(kick-pass)信号，从而落入追踪其他透镜的稳定点。
在图1中，标号300代表信号处理部分，它采用上述光再现装置的光接收元件260检测出反射光，将反射光转变为电信号，从而产生一个预定的处理过程，这个信号处理部分300与微计算机400相连接，后者用于控制光盘机、光信息记录载体的再现装置，执行各种控制调节，包括将在下面详细说明的聚焦控制。这个微计算机400还与一个激光驱动电路500、偏移控制电路600、芯轴控制电路700和两维致动控制电路800相连接。
采用上述结构，微计算机400通过控制流过半导体激光器210(即上述光再现装置的光拾取头的光发射元件)的电流，控制发射光的强度，并且通过控制电机650转动的偏移来控制光盘机100的光拾取头200在径向的位置。在本实施例中，当光盘机100沿径向发生机械偏移时，通过电机650的转动，带动一个齿轮传动装置660使光拾取头200在径向上移动，实现偏移控制。然而并不限定使用实施例的这种结构实现此功能。
微计算机400控制电机750转动，带动其芯轴旋转，实现一个线性恒定速度的控制，目前在高密度信息记录载体上已经广泛使用了这种线性恒定速度控制，例如LVC(恒定线性速度)、或ZCLVC(分区的恒定线性速度)等等。尤其是在后者ZCLVC情况下，转数(或角速度)在每个区内被控制为是恒定的，并且这个转数在各区是变化的。微计算机400还实现对于光拾取头200的聚集透镜250的聚集位置控制，即当致动机构通过两维致动机构控制电路800时利用一个电磁线圈850或类似物的电磁作用实现定位控制。采用这种实现聚焦的两维定位控制的两维致动机构控制电路800包括两种定位控制，一种是对于聚焦透镜250沿着垂直于光盘机的记录表面方向移动的定位控制，另一种是跟踪沿着垂直于上述方向的径向移动实现精确微小定位调节的跟踪位置控制，并且在上述两种聚光透镜之间进行变换。
图1所示的方框图的电路安装在图2的盒体或箱体内，例如，组装成一个光盘机。在这种光盘机中，一个托架上带有一个图中未示出的插入机构，它安装在壳体内，由电机750带动旋转，能够伸出和放入光盘，一般来说，插入光盘机的托架TR只能允许装入CD或DVD-RAM本身，但是在如图2所示的DVD-RAM情况下，有时允许装入一个称为盒式磁带C的盒体，因此托架TR的结构应能够允许盒式磁带C的装入。为了能够复制两种模式的光盘(即光盘本身或光盘放入其盒式磁带内)，托架TR上带有专用于光盘片本身的导槽G1、G2，它们分别与光盘片的标准直径8厘米和12厘米相符合，托架上还带有专用于固定盒式磁带C的爪或钉。在这个实施例中，还安装了一个检测装置(开关或传感器)，用于检测上述盒式磁带C是否存在，这是因为目前使用盒式磁带C的光盘只有DVD-RAM，因此通过识别盒式磁带C是否存在即可确定DVD-RAM光盘片的存在。
根据本实施例，由一个主人例如一个图中未示出的个人计算机发出一个指令或一个信息数据，经一个接口控制电路被输入，微计算机400执行记录/再现信息和搜索信息的操作，由一个信号调制处理电路300进行转换后，通过光拾取头将信号记录在光盘100上。同样，响应一个再现指令，通过光接收元件260读取的各种信号由信号处理部分300又解调回原数据，被解调的数据通过接口控制电路传送给主机。
在记录/再现期间，记录在光盘上的各种控制信息通过信号处理部分300得以再现，用于控制上述各种装置和/或装置。
接着参见图3-图5，光盘100是称为DVD-RAM的高密度记录载体，下面将进行详细说明。图3是高密度记录载体的DVD的外观示意图，通过光记录/再现装置可将信息写入DVD或从DVD上读取信息，特别是图3(A)表示了示意图，图3(B)是其平面示意图。图4是图3所示的DVD的剖面图，特别是展示了在信息记录区域上的陆地区和沟槽区；图5是解释在图3所示的DVD的陆地区和沟槽区的形成格式的示意图，特别是图5(A)表示陆地区和沟槽区的结构，图5(B)表示每个区的陆地区和沟槽区的格式；图6是在图3所示的DVD的陆地区和沟槽区之间限定的一个凹坑地址区的放大的示意图。
首先，我们将说明图3所示的DVD-RAM光盘100，这种称为DVD-RAM的光盘是可写入的，利用激光束辐射的相变现象，在光盘基片内的记录层上形成凹坑，用于写入信息，之后，将写入凹坑内的信息再现。或者，利用称为DVD-ROM的只读光盘，激光束照射在预先写入信息的记录表面上，通过反射光再现所记录的信息。
不过，图3所示的光盘100只是光信息记录载体的一个例子，例如可写入载体DVD-RAM，在其中心区分配成ROM区，其内记录有预先写入的控制信息，RAM区120环绕着上述中心ROM区布置。采用上述的高密度记录载体，在作为信息记录部分的RAM区120上形成一个螺旋形轨迹T，用于在光盘上连续地记录信息，同时，为了增加记录密度，分别形成凹和凸区域，也称为陆地区和沟槽区，它们能够记录/再现信息。
上述RAM区120被分成若干区域，即在RAM区的内侧和外侧形成区域121和122，其中记录了关于装置控制的信息，位于它们之间的区域123是用户区域，供用户写入信息。
上述写入区域121又分成光盘信息区域121A和装置信息区域121B，装置信息区域121B的使用根据试验写入的操作，这将在后面详细说明。用户区域123带有多个区域123A，它们沿着径向被辐射分成多个。在每个区域123A的最外侧的圆周上制备了一个替代块，当写入区域123A上内侧部分的操作失败时，它可以是代替该部分的记录区，原则上，每个替代块可以用作相应部分123A的替代块，但是当它已经写满了时，也可以用作另一个123A的替代块，在此情况下，控制写入到最接近的替代块。
图4是图3所示的DVD的剖面图，特别是展示了在信息记录区域上的陆地区和沟槽区，在这张图中，陆地用符号L表示，沟槽区用符号G表示，这些陆地区L和沟槽区G逐一形成在圆盘形记录载体100的径向方向上，并且在这些陆地区L和沟槽区G上，形成了如图中间断线所示的凹坑，用于记录信息。
图5表示了在这种高密度记录载体上的上述陆地区和沟槽区的形成格式，其中陆地区L用阴影线表示，和沟槽区G则在阴影线之间，这些陆地区和沟槽区交替和交错地形成在圆盘形记录载体100的圆盘面上，在图5中，陆地区L和沟槽区G交替地形成在用点划线表示的区域的基板上。而且，这些陆地区L和沟槽区G以单元形成，称为扇区，扇区从17-34，每个单元分别对应光盘上的一圈轨迹，所有扇区被分成由凹坑地址区PA组成的区域及其之间的区域。光盘上的RAM区120沿着从内向外的方向被分成区域123A，每个区域123A具有相同数量的扇区。
图6表示在陆地区L和沟槽区G之间形成的凹坑地址，图6(A)表示从陆地区L过渡到沟槽区G(即图5的点划线部分的凹坑地址区域)的部分，检测记录信号的激光束从陆地区L通过所述凹坑地址区域PA移动到沟槽区G，如图中点划线的箭头所示。
图6(B)表示检测记录信号的激光束从陆地区L移动到陆地区L的部分，如图中点划线的箭头所示，例如激光束从陆地区L通过所述凹坑地址区域PA移动到下一个陆地区L，无需重复，激光束从沟槽区G移动到沟槽区G，也是通过所述凹坑地址区域PA。
以此方式，在高密度记录信息的记录载体100上，信息被交替记录在陆地区L和沟槽区G内，它们相互的高度是不同的，因此使用这种记录载体记录和再现信息是确定的，有必要控制光拾取头处于最佳工作状态，使光再现装置利用激光束的反射光记录信息和再现信息，特别是根据陆地区L和沟槽区G的不同高度，控制再现聚焦在记录载体表面上的发射的激光束在光学透镜(聚光透镜)的聚焦位置。
同时，如图所示在上述凹坑地址区域PA上，在记录载体100上的地址号记录在两侧，形成多个凹坑序列P,P…。因此，为了再现已记录在光盘100上的信息，必须先正确或精确地检测出这些在凹坑地址区域PA内的多个凹坑序列P,P…。
根据本发明，为了精确地实现上述光再现装置的聚光透镜的最佳聚焦位置，在再现高密度记录载体100上记录的信息时，采用一种光信息记录载体的记录/再现装置，它执行学习控制过程，以及能够精确检测出在凹坑地址区域PA内的多个凹坑序列P,P…，实现最佳定位控制操作。
尽管图3-图6中未示出，在陆地区L和沟槽区G之间的边缘上形成径向摆动(沿径向的微小摆动)，这种摆动与根据预定频率调制地址信息有关。每一周的摆动数通过图中未示出的一个摆动监测电路测出，这样，利用上述主轴电机700获得高效和高稳定性的电机750的转动控制。
上述凹坑地址区PA可以沿圆周方向被分成两部分，其中凹坑P形成在这两部分上。通过比较从两个凹坑P获得的ID识别信号，可以识别相邻的两个部分的数据。
下面看图7，根据本发明的一个实施例，图7的详细结构包括光接收元件260，信号处理部分300用于处理测出的信号以及周边区域上的信息，还有光拾取头200，它是光盘机中的光再现装置，用于记录/再现所述光信息记录载体。
由图中可看出，光接收元件分成四个检测器A、B、C和D，从高密度记录载体100的表面上反射回来的反射光照射到光接收元件260上，然后转换成电信号，分别通过上述检测器电路输出。从各检测器A、B、C和D输出的信号分别输入到加法器电路301-304，分别进行(A+C)、(B+D)、(A+D)和(B+C)加法运算，从加法器301和302输出的信号输入到一个加法器305，它将由各检测器A、B、C和D输出的信号相加，输出总和信号(A+B+C+D)。
同时，将从加法器301和302输出的信号输入到一个减法电路306，在这里进行((A+C)-(B+D))的运算，获得的结果称为跟踪误差信号TE，之后将跟踪误差信号TE输入到一个具有高频的高带通滤波器(HPF)，从高带通滤波器输出一个ID识别信号，即，例如，这个ID信号可以通过读取如图6所示及如图8(A)的信号波形图所示的凹坑地址号P,P…而获得。接着将该ID信号输入到微计算机400，使在上述高密度记录载体100的记录表面的信道上每个扇区的地址号得到确认。
同时，跟踪误差信号TE送到低频低带通滤波器(LPF)308进行处理，将跟踪误差信号TE与来自一个D/A转换器310的位置修正值在一个加法器电路309中相加，为了实现对沟槽区的跟踪控制，首先，通过反向电路312使跟踪误差信号TE的极性相反，然后通过开关315输出到两维致动控制电路800。另一方面，为了实现对陆地区的跟踪控制，上述跟踪误差信号TE通过一个开关318被送到两维致动控制电路800。但是，对其中一个开关，即接通陆地区(L)的跟踪控制信号的开关318，上述L/G转换信号是通过反向电路319输入的。也就是说，根据跟踪误差信号TE，陆地区(L)的跟踪控制信号和沟槽区(G)的跟踪控制信号是交替地输出到两维致动控制电路800。这个输出是控制信道轨迹的一个TR信号，因此通过图1的偏移控制电路600控制光再现装置200沿径向的移动位置。D/A转换器310的位置修正值是由A/D转换器送到微计算机的信号处理后由微计算机输出的，关于这个部分由于与本发明关系很小，在此本文不再赘述。
同时，由上述加法器303和304输出的信号(A+D)和(B+C)输出到减法电路311，从而通过进行((A+D)-(B+C))运算得到聚焦误差信号FE，这个聚焦误差信号FE被加工分成专用于上述陆地区的聚焦误差信号FE和专用于上述沟槽区的聚焦误差信号FE，此后通过两维致动控制电路800控制上述光再现装置200的聚光透镜250(在沿垂直于高密度记录载体100的记录表面的方向上)的聚焦定位。
从进行((A+D)-(B+C))运算的减法电路311输出的聚焦误差信号FE经过加法器314获得聚焦位置修正值，然后传送到两维致动控制电路800。用于陆地区和沟槽区的聚焦位置修正值在D/A变换器313和D/A变换器316中被设定，然后通过一个逻辑开关SW317传送给加法器314。
这里，微计算机400根据分别由D/A变换器313和D/A变换器316中被设定的聚焦位置修正值控制在上述陆地区的聚焦和上述沟槽区的聚焦位置。也就是说，微计算机400交替输出一个交替控制信号作为上述逻辑开关SW317的控制输入，即在陆地区(L)和沟槽区(G)之间的交替信号。
而且在本发明中，通过D/A变换器313和D/A变换器316叠加到聚焦误差信号FE上的位置修正值用于学习控制过程的经验值，这种学习控制是使聚光透镜的聚焦定位在最佳位置。不过，当光信息记录载体的记录/再现装置出厂发货时，厂家已经在微计算机400的存储器EPROM中预先设定了初始值。
接着我们将结合附图9说明本发明的光盘机从接通电源或插入光盘100到托架TR上直到具备读/写条件(即可读/写状态)的工作流程图。
在图9中，首先，当光盘100插入光盘机的托架TR后，托架TR收入和在机内移动，它被监测，确定盒带C是否存在(步骤1001)。目前市面上的光盘各种各样，例如CD-ROM、DVD-ROM、DVD-RAM等，不过只有DVD-RAM是插入盒内使用的，因此，能够根据是否存在盒带C识别出所插入的光盘是DVD-RAM。如果检测出没有盒带存在，再判断光盘是否不正或没有光盘(步骤1022)。
在步骤1022中，光拾取头200移动到内圆周完成初始设定，在这个初始设定步骤，将电流、电压、电阻和附加信号等设定在各自的预定值。此后，聚光透镜250变为使用状态，接通CD和半导体激光器210的电源。于是开始聚焦扫描，即让聚光透镜250上下移动或偏移。确定在这种聚焦扫描操作中是否获得一个FOK信号，所述的判断与夹盘正确与否或有否光盘有关。接着聚光透镜250变换使用状态，接通DVD和半导体激光器210的电源，执行与上述判断光盘是否不正或没有光盘相同的操作步骤。
在步骤1022中，当光盘100没有完全插入光盘机的盘夹内，即夹盘不正确，或当没有插入光盘时(即无光盘)，也能够识别出这种夹盘不正确状态，这时将向与之相连的主机(即个人计算机等)发回一个信号，操作步骤结束或完成(步骤1023)。相反，如果识别出不存在夹盘不正确或确定光盘确实存在，进行光盘类型的识别(步骤1024)。
如果在步骤1001确定所插入的是光盘盒C，接着识别光盘盒C的状态(步骤1002)，在步骤1002中，例如确定光盘是否处于写保护状态，如果是处于写保护状态，发回一个相应的信号(步骤1003)，如果确定结果表明光盘盒C的状态是正常的，步骤转入相应于DVD的下一步1004。
在识别光盘类型的步骤1024中，首先通过旋转电机750确定光盘的尺寸，然后将电流、电压、电阻值和总和信号等设定到起始值，执行与步骤1022相同的聚焦扫描操作。此时，进行FE信号幅值的检测，聚光透镜250变换到相应于DVD的使用状态。这样通过比较识别结果，可以确定或识别出光盘的类型，例如CD-ROM(1026)等。
如果判断出插入的光盘是DVD-RAM，是可写入状态，执行从步骤1005到1021的聚焦和跟踪所需的各种调节，直至达到可读/写状态。这里在直至达到可读/写状态的流程中，有些步骤如步骤1025、1026等与DVD-RAM的相同，因此相关解释将予以省略。
首先，在步骤1005-1011，光盘装置读取记录在ROM部分110内的管理数据，更详细的说，当确定是DVD-RAM时，光盘装置调整S成形聚焦宽度和位置修正电路(步骤1005)。然后，通过改变读取的记录在上述RAM部分110内的管理数据的电路常数(步骤1006)，由聚焦跟踪机构带动光拾取头移动到最内圈的ROM区(步骤1007)，接着确定光拾取头是否已经移动到上述ROM区110(步骤1008)，然后按ROM区110的数据对于跟踪误差信号TE和幅值调节平衡(步骤1009)。接着驱动与ROM部分110有关的跟踪系统(步骤1010)，读取控制数据(步骤1011)，将光拾取头定位在控制信号区的顶部，开始读控制数据，一直到光拾取头定位在尾部结束。此外，从ROM区开始调节的原因是为了获得短的处理时间。也就是说，光拾取头位于内圆周处的制动位置，例如在驱动停止状态，此处的光盘地址是不可识别的，其位置邻近所述ROM区，而不是RAM区，即移动或靶位置。
下面，根据流程图中的步骤1012-1017进行对RAM区120的聚焦和跟踪调节，详细地说，首先改变读取的记录在上述RAM部分120内的电路常数(步骤1012)，由聚焦跟踪机构带动光拾取头200移动到RAM区120，确定光拾取头是否已经移动到上述RAM区120(步骤1013)，然后调节在RAM区120内的跟踪误差信号的幅值和调节平衡(步骤1014)。接着驱动跟踪系统到RAM部分120(步骤1015)，并且还调节聚焦增益和跟踪增益(步骤1016)，然后精确或细致调节聚焦位置修正值(步骤1017)。
下面根据步骤1018-1020的流程图详细说明读取操作过程。光拾取头200移动到位于最内侧圆周的信息区121B，读取管理区域上的数据，以及调节再现信号的幅值(步骤1018)。然后在最内侧圆周位置处试验性写入，光拾取头200移动到位于最外侧圆周处的读/写区122，在这个外圆周上试验写入(步骤1019)，接着在这个外圆周上读取管理区的数据，调节再现信号的幅值(步骤1020)。完成上述流程后，光盘处于可读/写状态。
当光盘处于可读/写状态时，光拾取头200沿着磁轨迹移动或慢慢地从内圆周平移至外圆周上，这样可以防止光盘的数据被损坏，如果光拾取头是固定的，可以使激光束照射在相同的位置上，也减少了接收驱动指令进行粗略跟踪之后精确度的误差率。
根据现有技术，在上述步骤1018-1020中，在调节上述步骤1018-1020的幅值之后，通过光拾取头移动到内圆周，实现从内圆周平移至外圆周上的拖拽写入操作，因此移动光拾取头200需要花费过多时间。但是根据本发明的实施例，只需沿着从内圆周平移至外圆周上的方向移动，这样可以大大缩短光拾取头200的移动时间，此外，光拾取头200移动至所需位置的定位时间少于常规的被动大距离移动定位的时间，使每次移动的距离可最小。
在这种情况下，根据本发明的实施例，每次的移动距离可以减小，于是提高了光拾取头的使用效率，可以缩短达到可读/写状态所需要的时间。
在精调聚焦位置修正值的重放操作期间，在精调聚焦位置修正值之前，跟踪驱动必须相对于RAM区来实施控制。
下面说明补偿半导体激光器210的功率不足的方法，这种情况一般发生在精确调节信号FE的写入操作中，例如步骤1019的托拽写入操作过程。
通常，人们发现，如果工作在室温为50℃的条件下，光盘机不能进入可读/写状态。通过对此现象的研究和探讨，发现主要原由是在精确调节信号FE的写入操作中，半导体激光机的功率不足。例如，可认为在超载的装置状态下I-L(在电流和半导体激光机的功率之间的关系)下降约30％，尽管可以通过增加功率能够解决或克服此问题，但是由于功率是记录和再现光盘上的数据的非常重要的因素，所以增加功率可能造成数据不希望有的损坏，特别是在0℃左右，如果功率提高，容易造成数据损坏。
下面参照图10说明测试的结果。在图10中，水平轴表示装置的环境温度，垂直轴表示信号的幅值(DAC信号值)。例如，在电流是常数的情况，上述半导体激光器210的正常幅值的变化与环境温度的上升成反比，即随环境温度的上升而下降。如果对此进行I-L补偿，可以获得信号幅值基本上不变的目标值，例如，在室温为50℃的条件下，通过1.10的补偿可以获得目标信号幅值。
在本实施例中，根据FE精调图谱处理一个记录道(大约4个扇区)，可以进行预写，根据这个通过图1所示的正面光接收元件(正面检测器)261获得的正面检测器数值，对电流和电压进行调节，使其等于初始设置的值，即功率调节值范围在±10％之内，并且记录或存入已经调节的FE精调图谱。在本实施例中，上述调节过程发生在步骤1019之前，如图9所示，复位写入到内圆周上。
如前所示，上述正面光接收元件261向激光驱动装置500反馈一个预定的信号，这个通过正面光接收元件261获得的信号与当前的再现目标电压进行比较，直到等于该电压值。利用这种反馈回路，当再现信息时，使半导体激光装置的发射光的强度被控制成一个常数，本实施例为此目的，在记录之前的预先写入阶段提供一个电压检测装置，不过，电流当前值的范围从50％上升到上述功率调节值130％，如果超过50％-130％的范围之外，则提供一种保护，迫使电流值被设置在50％或者130％。
现在参照图11说明工作流程，在本发明的光盘机中，当读取初始设置值(步骤1101)后，读取精细学习控制沟槽部分的FE信号的数据(步骤1102)，在从上述学习控制的记录道位置开始的1个记录道(大约4个扇区)的位置处预先写入(步骤1103)，执行一个试验写入的标准功率的子程序，读出在预先写入时已写入的数据(步骤1104)，计算出由上述正面光接收元件261获得的正面检测器数值的DAC功率(步骤1105)，在这种情况下，如果在上述步骤1104的读取过程中发生错误，则重试读取另一个记录道。接着，确定上述计算结果的电流当前值是否在功率调节值(出厂值)的50％-130％的允许范围内(步骤1106)，如果确定该值是在允许范围内，将DAC的功率设置值提高10％(步骤1107)，如果确定该值不在允许范围内，设置为临界值(步骤1112)。在步骤1107之后，已增加10％的功率调节值施加到记录道记录槽部分上，执行FE信号精细学习控制过程(步骤1108)及执行FE信号精细学习控制的再现部分的程序(步骤1109)。
然后，确定扇区数目是否等于或者小于5个，而且这些扇区是指其内根据上述再现部分的程序所获得的值小于1/3幅值(步骤1110)的那些扇区。如果判断结果是“YES”，执行在沟槽侧进行FE精细调节的程序(步骤1111)，如果判断结果是“NO”，则转换到另一个记录道(步骤1113)，并且将DAC功率设置值进一步提高10％(步骤1114)，转而执行步骤1108。
如果1/3幅值的情况出现在多于5个扇区，在其他记录道上重试操作。
因此根据本发明的实施例，执行预先写入的专用区被制备或提供，它与拖曳写入区是分离的，数量上也较少。因此可以利用这种写入区提高写入操作的效率(例如100,000次)，由于预先写入是一种短时间的写入操作，通过在RAM区上预先写入和并非总是写入专用区内可以进一步提高上述效率。此外，预先写入的专用区位于拖曳写入区的内侧，这是考虑了光拾取头易于从内圆周移动到外圆周的因素。
根据本发明的实施例，例如，上述安置在写入区121内的专用区是在上述RAM区120之内，更具体的说，存有装置信息的区121B总共包括大约112条记录道线，它们是分别提供的，即28线用于预先写入区(FE微调)、70线用于复位写入区和14线用于从内侧到外侧的保存。
在这种方式下，根据本发明实施例采用预先写入的过程中，首先执行一个短的聚焦信号(即预先写入)，在读出预先写入的内容期间，复位一次，然后执行一个长的聚焦信号，即重复上述操作多次，直到获得最佳聚焦状态。
上述使用预先写入的流程必须是在判断光盘状态直到达到可读出/写状态之后才进行，如果不能写入，可在重试之前进入预先写入的流程。
下面将结合附图12-18说明本发明的控制光盘机聚焦的方法。
图12是说明这种聚焦控制方法的流程图；图13是解释采用图12所示的聚焦控制方法在相应的凹坑地址可识别区上识别的示意图；图14是说明用于聚焦控制的学习控制方法的流程图；图15是解释根据图14所示的学习控制方法设置对每个扇区的优化FE偏置值的示意图；图16是解释根据图14所示的学习控制方法平均设置的优化FE偏置值的示意图。
图17是说明根据又一实施例的用于聚焦控制的学习控制方法的流程图；图18是解释根据图14所示的学习控制方法设置对每个扇区的优化FE偏置值的简化示意图，其中设置最大幅值和一个渐减率。
首先，图12所示的流程图是在图14所示的学习控制完成前执行的，因而需预先设置在学习控制过程中聚焦位置的可应用区域。这个流程是与光再现装置接通电源的同时开始的，例如，它根据如图7所示的各种输出信号及上述陆地区和沟槽区的情况分别进行。
在这个流程图中，启动后设置聚焦误差(FE)的位置修正值的初始值(步骤S11)。即，由微计算机400设置D/A变换器313和316的初始值，它们在成品出厂时存入EPROM中。此后，微计算机400根据该初始设置值(0)控制执行一系列操作步骤(例如16步，从+8步到-8步)，如图13所示，并且通过相应步骤中修正上述聚焦误差(FE)的位置修正值，改变聚焦定位。然后判断在多个聚焦位置上的凹坑地址区内凹坑再现的情况，这种凹坑再现判断的条件是采用如图8(A)所示的ID识别信号，即判断ID信号在记录道的一圈区域上是否是连续的，或者对在一个记录道内的扇区数进行识别。或可选择的，在一个记录道中可检测的扇区数目也可作为判断的条件。
也就是说，在图12中，位置修正值从0向下到-8逐步设置(步骤S12)，然后在每个聚焦位置的上述BIT地址区PA内识别凹坑P,P…，从而确认凹坑地址是否可以再现(步骤S13)，如果判断出凹坑地址可以被再现(图中用OK表示)，存入比位置修正值(步骤S14)，重复这个操作过程直到凹坑地址不可能被再现为止(即NG)。此后，执行上述相同的方式，位置修正值从0向上到+8逐步设置(步骤S15)，然后确认凹坑地址是否可以再现(步骤S16)，如果判断出凹坑地址可以被再现存入此位置修正值(步骤S17)，重复这个操作过程直到凹坑地址不可能被再现为止(即NG)，最后，设置凹坑地址可识别或可确认区(步骤S18)，在这个区内的位置修正值可用于学习控制过程，即具有这些位置修正值的凹坑地址可以被识别出，于是流程处理完毕。
结果，在凹坑地址区PA内的凹坑P,P…的部位可以被精确确认，这一过程是在聚焦定位控制时根据初始位置修正值(0)从-8直到+8的多个步骤实现的。详细的说，在图9(A)中，例如由于“NG”在聚焦控制的步骤-8和+5是处在陆地区，因此在凹坑地址区PA内的凹坑P,P…可以在从-7直到+4的步骤之间的范围内被精确确认，由此，对于在陆地区的聚焦控制而言，通过在从-7直到+4的步骤之间的范围内执行学习控制过程，在保持凹坑地址能够再现的过程中，可以将聚焦位置控制在最佳位置上。对于沟槽区的聚焦控制方式同上述过程，如图9(B)所示，在从-4直到+7的步骤之间的范围内执行学习控制过程。
接着，结合图14-18说明优化控制上述分别记录信息的陆地区和沟槽区的聚焦位置的学习控制方法。当插入的是一个未写入的光盘时，激光驱动电路500在测试区工作，所述测试区设置在光盘的最内侧圆周上和最外侧圆周上。在学习控制过程中，由于记录数据的再现信号的幅值具有相对的变化，设置记录图谱可以实现初始值的预先设定。
首先，图14简要说明了用于优化聚焦定位控制的学习控制方法的流程图。首先，再现数据(步骤S21)，在这种情况下，如图8(A)所示，在每个扇区的顶部放置一个VFO区，其中存有包含一定宽度、被称为“4T”的凹坑的预定图谱，例如，在VFO区之后，在数据(DATA)区内写入可以再现的记录信息，通过照射到VFO区的反射光的强度控制，实现最佳聚焦位置的控制。也就是说，在这个VFO区上，再现信号具有如图8(C)所示的波形，而从如图7所示的信号包络线检测电路322输出的包络线波形如图8(D)所示，即如果在上述光盘100的记录表面上的反射系数是常数，在某一高度(电压)上的信号总是恒定的。采用4T图谱的原因是它相对于光盘类型的相变发生记录图形波动时所呈现的稳定性，经验证明，在采用陆地-沟槽方法记录和再现的最佳聚焦定位状态，可以获得这个4T图谱的最大幅值。
正如图7所示的，微计算机400在上述VFO周期内输出采样保持(S/H)信号，根据检测出的再现信号的幅值，由采样保持电路323加工成如图8(D)所示高度的包络线波形，本次的采样保持(S/H)信号和包络线波形的高度被相关加工，即检测的再现信号的幅值如图8(E)、(F)所示。
再回到图14的最佳聚焦位置的学习控制方法，下面说明如何设置聚焦误差信号(FE)的修正值(步骤S22)。这里修正值是指对在上述图12的步骤S18中获得的凹坑地址的可确认区范围内再现的数据的修正，详细的说，例如如图9(B)所示，所述范围能够从-4直到+7在沟槽区(G)被设置，并且设置这个步骤修正值。
此后，如上所述，根据从多个扇区检测出的再现信号的幅值，在每个扇区的信号幅值变为最大时，获得聚焦误差(FE)的修正值(步骤修正值)(步骤S23)，对由每个扇区获得的聚焦误差(FE)的修正值进行平均，求出光盘100的陆地区(L)和沟槽区(G)的聚焦误差(FE)的最佳修正值FEoff(L)和FEoff (G)。
如上所述，光盘即记录载体的圆周上一个扇区单元存在反射率不均匀问题，为此，如图15所示，如果在各扇区(从扇区1-扇区17)检测出的再现信号的幅值互不相同(见图8(F))，首先收集由各扇区获得的最佳FE修正值(取跨接径向上多个圆周的一个扇区的FE修正值的平均值)，此后求出所有扇区的FE修正信号的平均值，求出最佳修正值FEoff(L)和FEoff(G)。对此图16予以简化的举例说明，假设从扇区1-3分别获得修正值-1、+1和+3，在该处检测出的再现信号变为最大，取它们的平均，得到最佳FE修正值+1。
可以采用各种方法得到最大幅值情况下的聚焦修正值，包括有限差分法，利用第二级曲线的近似性计算出最大位置；以及根据所得到近似为最大值的幅值对在修正位置左右递减-1dB获得的值取其半值的方法等。这里应当说明，所述根据所得到近似为最大值的幅值对在修正位置左右递减预定值获得的值取其半值的方法可参见图17和图18。
在图17中，类似于如图14所示的流程，先再现数据(步骤S31)，然后设置聚焦误差信号的修正值(步骤S32)。
此后，根据检测出的再现信号的幅值获得幅值的近似最大值，对来自多个扇区的这种信号进行处理，根据幅值的近似最大值通过预定量的递减求出的幅值，得到在两侧的修正位置(步骤S33、S34)。
现在参见图18，在步骤S33中，确定究竟是从初始设置值(0)沿负向(1)还是正向(2)计算，然后确定比预定值低的幅值，例如，参见图18，从步骤-1开始判断，发现在步骤-3幅值减小，则确定是沿负向(1)计算，或在这里结束。接着从步骤+1开始，发现在步骤+7幅值减小，则确定是在正向(2)或在这里结束。
然后，在负向和正向的两步之间取半值(步骤S35)。例如，在步骤-3和+7之间获得半值+1，因此这个值可以认为是最佳修正值，这个值分别适用陆地区(L)和沟槽区(G)。
根据本发明的这个实施例，将其与图14的实施例比较，驱动光盘转动所需的检测步骤数可以大大减少。尽管由于如图14所示的不对称波形的存在可能产生常规的检测误差，但是采用本实施例完成可以避免产生这种误差。而且，采用本实施例，不是对所有初始值，只有根据顺序检测逻辑在一个方向上检测出幅值减少预定值时，在此时间点处的判断即结束或完成，因此可以缩短判断时间。根据常规，这种判断过程是从0到-8，然后从0到+8，因此本发明这个实施例的方法显然比常规的按步就班从正向再负向的判断要节省时间。这个方法甚至将负向和正向相互替换同样是适用的。这个判断方法也可以使用在图13的判断过程中。
如上所述，如果采用上述控制计算方法得到的优化FE修正值超出了在步骤S22中设定的步骤范围(即从-7到+4)，这个值将取范围内的最接近的那个设定值，即取-7或者+4作为优化FE修正值使用，采用这种方式，可以控制上述光拾取头的聚焦位置总是处于最佳位置上，而且每次能够正确读出在凹坑地址区的地址信号。于是当地址信息缺省或者被损坏时，不会使光盘机的整个操作失常，并且总是能够获得优选的聚焦控制。
在上面的说明中多次提及学习控制过程，学习控制是指一种优化聚焦定位控制的方法。不过，本发明并不仅仅局限于这种学习控制，也就是说，当如果采用的实现优化聚焦定位控制的方法是其他控制方法，仍然可以将本发明的教导应用在所述方法中。
上述关于本发明实施例的说明只是涉及再现装置及其工作流程，读出预先记录在光盘信息记录载体100上的信息，但是本发明的教导并不局限在仅能够重放(即只读)的再现装置，同样可以适用于带有写入额外信息的光盘信息记录载体的记录/重放装置。如果将本发明应用在带有写入额外信息的光盘信息记录载体的记录/重放装置上，可以在重放操作时使用本发明的原理实现聚焦定位控制，也可以在写入信息时使用如上所述的本发明的原理实现聚焦控制。在这种情况下，当读盘时，由于能够精确获得存入光盘信息记录载体的记录表面上的地址信息，因此可以实现更优化的读信息操作效果。
权利要求
1．一种用于记录和再现光盘上的信息的光盘机，包括用于识别光盘的装置；用于读出一个非可记录区上的控制信息的装置，所述非记录区形成在所述光盘的内圆周上；用于实现在一个可记录区上的聚焦控制信息的装置，所述可记录区形成在所述非可记录区之外；用于调节再现信号的幅值的装置，该信号来自所述可记录区的内圆周；用于试验写入的装置，写入信息在所述可记录区的内圆周上；用于试验写入的装置，写入信息在所述可记录区的外圆周上；及用于调节再现信号的幅值的装置，该信号来自所述可记录区的外圆周，其中所述装置生成相应的操作顺序，控制所述光盘处于重放和记录状态。
2．根据权利要求1所述的光盘机，还包括用于预先写入(采样写)的装置，它在识别所述光盘的操作和在所述可记录区的外圆周上试验写入的操作之间进行预先写入操作。
3．一种使用光盘机记录和再现在光盘上的信息和使光盘处于重放和记录状态的方法，包括下列步骤识别光盘；读出一个非可记录区上的控制信息，所述非记录区形成在所述光盘的内圆周上；实现在一个可记录区上的聚焦控制，所述可记录区形成在所述非可记录区之外；调节再现信号的幅值，该信号来自所述可记录区的内圆周；实现试验写入信息在所述可记录区的内圆周上；实现试验写入信息在所述可记录区的外圆周上；及调节再现信号的幅值，该信号来自所述可记录区的外圆周，其中所述装置生成相应的操作顺序，控制所述光盘处于重放和记录状态。
4．根据权利要求3所述的方法，还包括用于预先写入(采样写)的步骤，它在识别所述光盘的操作和在所述可记录区的外圆周上试验写入的操作之间进行预先写入操作。
全文摘要
一种光盘机,带有至少两个聚光透镜,用于记录和再现在光盘上的信息,包括:用于识别光盘的装置;用于读出一个非可记录区上的控制信息的装置,所述非记录区形成在内圆周上;用于实现在一个可记录区上的聚焦控制信息的装置,所述可记录区形成在非可记录区之外;用于调节再现信号的幅值的装置,该信号来自所述可记录区的内圆周;用于试验写入的装置,写入信息在所述可记录区的内圆周上:用于试验写入的装置,写入信息在外圆周上;及用于调节再现信号幅值的装置,该信号来自所述可记录区的外圆周,其中所述装置生成相应的操作顺序,控制所述光盘处于重放和记录状态。还包括用于预先写入(采样写)的装置,它在识别所述光盘的操作和在所述可记录区的外圆周上试验写入的操作之间进行预先写入操作。这种光盘机具有短工作周期和能够可靠工作。
文档编号G11B7/005GK1236158SQ9910739
公开日1999年11月24日 申请日期1999年4月14日 优先权日1998年4月14日
发明者山崎茂树, 峰邑浩行, 杉山久贵, 伏见哲也, 板垣诚 申请人:株式会社日立制作所, 日立软件工程株式会社