专利名称:侦测盘片上缺陷信号的方法及装置的制作方法
技术领域:
本发明涉及信号侦测的技术领域,特别涉及一种侦测盘片上缺陷信号的方法及装置。
背景技术:
现今,随着信息产业的快速发展和个人电脑的普及,人们对于储存数据能力 的要求也相对地提高。光盘片由于具备强大的储存能力而被广泛用来保存数据。光 盘片有 CDR0M/R/RW 盘片、DVDROM SL/DL 盘片、DVD-R/-R9/-RW/-RAM/Download 盘片、 DVD+R/+R9/+RW 盘片、BDROM SL/DL 盘片、BD-R SL/DL 盘片、BD-RE SL/DL 盘片或 BD LTH 盘 片等各种形式。光盘片对储存于其中的数据提供较佳的保护以免于损伤。然而对于数据储存而言,上面所描述的特色并不意味着光盘片为完美的储存介 质。某些缺陷在盘片上产生,例如深的刮痕(deep scratch)、浅的刮痕(shallow scratch), 甚至于指纹(fingerprint)等等,这些缺陷(defect)不仅导致系统读写时发生错误,也会 在读写数据时对系统产生干扰。因此侦测光盘片上的缺陷用以保护系统避免出现被干扰或 不稳定的情况是很重要的事。现有技术利用主光束(main beam)信号、副光束(side beam)信号、或结合主光束 信号及副光束信号以侦测光盘片上的缺陷。另有现有技术利用信号振幅(amplitude)的差异,例如射频电平(RFlevel, RFLVL),来侦测盘片上的缺陷。如图1A所示,其为通过现有射频电平侦测方法来侦测深缺 陷所得的信号示意图。在图1A中,射频信号110在时段120有一个凹陷区域112。这表示 凹陷区域112相对应的数据因缺陷而受损,以至于无法读出时段120中的射频信号110。凹 陷区域112代表一低反射率的缺陷区域,一般称为黑点缺陷(black-dotdefect)。在凹陷区 域112处,射频信号110几乎不存在。更进一步而言,凹陷区域112的深度显示缺陷的深度。由射频信号110经过低通 滤波器所形成的射频电平(RFLVL)信号114,该射频电平(RFLVL)信号114为该射频信号 110的封包(envelope)。侦测临界值130为可编程的固定的直流参考电位。当射频电平 (RFLVL)信号114在时段120中低于侦测临界值130时,缺陷旗标信号140从低电平(逻辑 状态0)提升至高电平(逻辑状态1),代表侦测到一缺陷。此外,FE/TE(focusing error/ tracking error)信号150分别在时段120的起点和终点产生正凸波(surge) 152及负凸 波154来显示聚焦(focusing)及循轨(tracking)的错误信号。然而,当缺陷旗标信号140 由低电平提升至高电平时,伺服机系统,例如聚焦与循轨伺服机,及数据路径控制系统,例 如前置放大器、数据分割器(slicer)或锁相回路,就能得知系统侦测到缺陷信号,因而可 以利用一些适当的保护方法及装置来降低潜在的干扰与不稳定性。参考图1B,其为通过现 有射频电平侦测方法来侦测浅缺陷所得的信号示意图。在图1B中,射频信号101-1在时段 120-1中有一凹陷区域112-1。这也表示凹陷区域112-1相对应的数据因缺陷而受损,以至 于时段120-1中的射频信号110-1无法被完全读出。但是凹陷区域12-1的深度可能只是受到一浅缺陷的影响,例如一个浅刮痕,不像图1A所示的凹陷区域112那么深。该射频电 平(RFLVL)信号114-1显现出射频信号110-1的封包。侦测临界值130-1如同图1A所示 的侦测临界值130为可编程的固定的直流参考电位。很明显的,该射频电平(RFLVL)信号 114-1总是高于侦测临界值130-1,因为浅缺陷并未造成足够深的凹陷区域112-1。因此,缺 陷旗标信号140-1对浅缺陷无反应,若是想要侦测浅凹形缺陷而提高侦测临界值的直流参 考电位,则容易引入噪声并造成缺陷而产生误判的现象,在120-1的区域FE/TE信号150-1 会有机会因为盘片缺陷的干扰产生假信号的改变。更进一步而言,由于并未侦测到浅缺陷, 一些保护的方法及装置并未被触发来保护系统免于潜在的干扰即不稳定性。换句话说,伺 服机系统及数据路径控制系统很容易在此种缺陷情况下被影响。美国专利第7,301,871号公开提供一种侦测盘片缺陷信号的装置及方法,其利用 一个缺陷侦测装置以接收多个缺陷信号,并设置多个缺陷旗标信号,并用一组合逻辑单元 对多个缺陷旗标信号执行逻辑运算以侦测特定缺点。然而此种方法只是对既有的缺陷信号 利用该组合逻辑单元执行判断,而无法提供更多关于缺陷的信息。图2是现有光驱控制信号测量示意图。如图2所示,信号210为前置放大器输出的 循轨错误信号(Tracking Error,TE)、信号220为缺陷侦测单元内部的循轨错误信号(TE)、 信号230为伺服控制单元中驱动循轨马达(Tracking Actuator, TA)中的循轨控制信号 (TR0)、信号240为该前置放大器输出的射频信号RF。当激光束(laser beam)经过的在轨 道上有浅的刮痕或指纹时,如图2中的圆圈A处,循轨错误信号220产生一个凸波(surge), 表示激光束经过一个缺陷,故循轨控制信号(TR0)230产生一对应凸波(圆圈B处),以驱动 循轨马达来补偿循轨误差。然而检视射频信号240 (圆圈C处)的波形,此处射频信号240 的波形并非如黑点缺陷处一样,即黑点缺陷处一般射频信号几乎不存在。但是此时,循轨控 制信号(TR0)230已经依据循轨错误信号220进行补偿,激光束(laser beam)本来在轨道 上,经循轨控制信号230补偿后,反而使激光束滑到邻近轨道。因此现有的侦测盘片上缺陷 信号的方法及装置仍有诸多缺失而有予以改善的必要。
发明内容
本发明的目的主要在于提供一种侦测盘片上缺陷信号的方法及装置,其使用有 限状态机以解决激光束经过的在轨道上有浅的刮痕或指纹时,所产生假信号的情形,以避 免激光束本来在轨道上,因假信号而使激光束滑到邻近轨道的问题,而提高整个光驱系统 的稳定度,并可有效的侦测出现有技术所无法处理的缺陷种类,含白点缺陷(white-dot defect),并适用于循轨及聚焦经过缺陷处的保护机制上。依据本发明的一个特点,本发明提出一种侦测盘片上缺陷信号的方法,其使用有 限状态机以对光驱的伺服系统进行控制,该方法包含(A)在侦测状态时,当多个缺陷侦测 信号超过门槛值时,将侦测计数器设定为预设值,该有限状态机进入ARM状态;(B)在ARM 状态时,当该侦测计数器计数至第一预设值或第二预设值时,该有限状态机进入KICK状 态;(C)在KICK状态时,第一旗标信号FE_XDFCT或第二旗标信号TE_XDFCT被设置,当该侦 测计数器计数至0时,该有限状态机进入WAIT状态;(D)在WAIT状态时,当该侦测计数器计 数至第三预设值时,该有限状态机进入该侦测状态;其中,当该第一旗标信号FE_XDFCT或 该第二旗标信号TE_XDFCT被设置时,该光驱的伺服系统的对应控制信号维持为可编程的固定电位。 依据本发明的另一特点,本发明提出一种侦测盘片上缺陷信号的装置,以对光驱 进行控制,该装置包含伺服系统、前置放大器及缺陷侦测单元。该伺服系统用以操控该光驱 的机电装置。该前置放大器接收镜头传送的数据,产生该伺服系统的伺服控制信号、及多个 缺陷侦测信号。该缺陷侦测单元连接至该前置放大器及该伺服系统,以对该伺服系统进行 控制,该缺陷侦测单元包含有限状态机(finitestaetmachine,FSM)及侦测计数器,其中, 该有限状态机处于KICK状态时,第一旗标信号FE_XDFCT或第二旗标信号TE_XDFCT被设 置,该光驱的伺服系统的对应控制信号维持为可编程的固定电位。
图1A是通过现有射频信号电平侦测方法来侦测深缺陷所得的信号示意图。
图1B是通过现有射频信号电平侦测方法来侦测浅缺陷所得的信号示意图。
图2是现有光驱控制信号量测示意图。
图3是应用本发明的侦测盘片上缺陷信号的装置的光驱的方块图。
图4是本发明的有限状态机的状态示意图。
图5是本发明的有限状态机的时序示意图。
图6是本发明光驱控制信号的量测示意图。
图7是本发明侦测盘片上缺陷信号的方法的流程图。
主要元件符号说明
射频信号110时段120
凹陷区域112射频电平信号114
侦测临界值130缺陷旗标信号140
FE/TE 信号 150正凸波(surge) 152
负凸波154
射频信号lio-i时段120-1
凹陷区域112-1射频电平信号114-1
侦测临界值130-1缺陷旗标信号140-1
FE/TE 信号 150-1
循轨错误信号210内部的循轨错误信号220
循轨马达控制信号23C射频信号240
伺服系统310前置放大器320
缺陷侦测单元330有限状态机331
侦测计数器333数据分割器单元(slicer)340
锁相回路单元350解码单元360
马达驱动单元370主轴马达371
推动马达373读取头380
镜片381盘片390
步骤(A) (D)
具体实施例方式图3是应用本发明的侦测盘片上缺陷信号的装置的光驱的方块图。该侦测盘片上 缺陷信号的装置包含伺服系统310、前置放大器320、缺陷侦测单元330。该伺服系统310用以操控该光驱的机电装置。该前置放大320接收镜头381传送的数据,产生该伺服系统310的伺服控制信号、 及多个缺陷侦测信号。该缺陷侦测单元330连接至该前置放大器320及该伺服系统310,以对该伺服系统 310进行控制。该光驱还包含数据分割器单元(Slicer)340、锁相回路单元350、及解码单元360。该伺服系统310通过马达驱动单元370控制相关机电装置,例如主轴马达371的 转速、推动马达373的移动,以及镜片381的短距循轨(tracking)与聚焦(focusing)的移 动。也就是说,该伺服系统310可以使得镜片381不只是对准盘片390的正确轨道,也可在 数据读取与转移时具有较好的聚焦。通过读取头380在水平方向上长距的移动及镜片381 在水平方向上短距的循轨移动,以及镜片381在垂直方向上的聚焦移动,该伺服系统310可 以使得镜片381在盘片390的正确轨道上有较好的聚焦。该前置放大器320由该镜片381接收数据信号并产生各种不同的信号,例如数据 处理用的射频信号、伺服机控制信号、以及侦测缺陷用的其他信号。该数据分割器单元340连接至该前置放大器320,用以将由该前置放大器320输 出的射频信号数字化。该锁相回路单元350连接至该数据分割器单元340,使得数字化的 射频信号与系统计时器同步,且根据该系统计时器,用以计算数字化的射频信号的长度。当 中,该数据分割器单元340及该锁相回路单元350亦可整合成数字前置处理单元(Digital Front End)。解码器360,用以解译数字化的射频信号并传送至主机(图未示)。该缺陷侦测单元330包含有限状态机(finite state machine,FSM) 331及侦测 计数器(TE_COimter)333。图4是本发明的有限状态机331的状态示意图。该有限状态机 (FSM) 331具有4个状态,分别为侦测(detect)状态、ARM状态、KICK状态、及WAIT状态。其 中,该有限状态机(FSM)331处于该KICK状态时,第一旗标信号FE_XDFCT或第二旗标信号 TE_XDFCT被设置(assert),此时该光驱的该伺服系统310的所对应控制信号维持为可编程 的固定电压,其中,该固定电压优选为1.65伏特。如图4所示,当初始化或重置后,该有限状态机331进入该侦测状态。图5是本发 明的有限状态机331的时序示意图。当该有限状态机331处于该侦测状态时,其用以侦测多个缺陷侦测信号是否超过 门槛值。该多个缺陷侦测信号包含循轨错误信号(Tracking Error, TE)及聚焦错误信号 (Focus Error,FE)0当多个缺陷侦测信号超过前述门槛值时,将侦测计数器333设定为预设值 (Xdfct_hold_end_time),该有限状态机331进入该ARM状态。该有限状态机331处于该侦测状态时,当该聚焦错误信号(FE)大于聚焦上门槛值 (FE_thresh_top)或小于聚焦下门槛(FE_thresh_b0tt0m),则设置开始侦测旗标(start_ 0f_deteCt),或当该循轨错误信号(TE)大于循轨上门槛值(TE_threSh_t0p)或小于循轨下 门槛(TE_thresh_b0tt0m),设置该开始侦测旗标。如图5中A处所示,当循轨错误信号(TE)大于该循轨上门槛值,该有限状态机331进入该ARM状态。当该开始侦测旗标被设置,且该有限状态机331为侦测状态时,将该侦测计数器 333预设为该预设值(XdfCt_h0ld_end_time)且该有限状态机331进入该ARM状态。当中, 该预设值(XdfCt_h0ld_end_time)代表全部侦测时间长度。表1是该有限状态机331设置 该开始侦测旗标的程序码,熟悉硬件描述语言的技术人员,能轻易依据本发明技术转换成 VHDL或Verilog程序码,而组译出相对应的硬件。在本发明中,其侦测该聚焦错误信号(FE)及该循轨错误信号(TE)。在其他实施例 中,亦可单独侦测该聚焦错误信号(FE)或该循轨错误信号(TE),其为本领域技术人员,依 据本发明技术能轻易完成。
If (FE > FE_thresh—top) or (FE < FE_thresh_bottom) Then
start_of_defect =1 Else If (TE > TE_thresh—top) or (TE < TE_thresh_bottom) Then
start—of—defect =1 Else start of defect =0表 1当该有限状态机331处于ARM状态时,第一旗标信号FE_XDFCT或第二旗标信号 TE_XDFCT未被设置(assert),该光驱的伺服系统的对应控制信号(TR0,F00)为闭环控制 (closed-loop control),亦即将ARM状态当成缓冲区。因为当循轨错误信号(TE)大于该 循轨上门槛值时,对应的控制信号(TR0)已经进行过度补偿(如图5中B处所示),若此时 将对应的控制信号(TR0)的电压嵌至固定电压,不但容易造成系统不稳定,亦容易引入许 多噪声。其中,该光驱的伺服系统的对应控制信号可为循轨控制信号TR0或聚焦控制信号 F00。当该有限状态机331处于该ARM状态时,当该侦测计数器333计数至第一预设值 (Xdfct_FE_hold_time)或第二预设值(Xdfct_TE_hold_time)时,该有限状态机331进入该 KICK状态。如图5中C处所示,该有限状态机(FSM)331处于该KICK状态时,第一旗标信号 FE_XDFCT或第二旗标信号TE_XDFCT被设置(assert),此时该光驱的该伺服系统310的对 应控制信号(TR0,F00)维持为可编程的固定电压,其中该固定电压优选为1.65伏特。该有限状态机331处于KICK状态时,当该侦测计数器333计数至0时,该有限状态 机331进入该WAIT状态。亦即该KICK状态的长度为该第一预设值(Xdfct_FE_hold_time) 或该第二预设值(Xdfct_TE_h0ld_time)。该有限状态机331处于WAIT状态时,该第一旗标 信号FE_XDFCT或该第二旗标信号TE_XDFCT未被设置(assert),该光驱的伺服系统的对应 控制信号(TR0,F00)为闭环控制(closed-loopcontrol)。为了避免由KICK状态立刻进入 侦测状态,所以增加WAIT状态,用以对系统去零敏度(de-sensitivity),以防止噪声或是 过冲(overshoot)对此系统造成干扰,甚至影响系统的稳定度。该有限状态机331处于WAIT状态时,当该侦测计数器333计数至一第三预设值 (-XDFCT_hold_wait)时,该有限状态机331进入该侦测状态。图6是本发明光驱控制信号的量测示意图。如图6中A处所示,其为该有限状态机331处于ARM状态时,对应控制信号(TR0)为闭环控制。如图6中B处所示,其为该有限 状态机331处于KICK状态时,对应控制信号(TR0)维持为可编程的固定电压。由此避免因 假信号而使激光束(laser beam)滑到邻近轨道。图7是本发明的一种侦测盘片上缺陷信号的方法的流程图,其使用有限状态机 (FSM)331以对光驱的伺服系统310进行控制,首先在步骤㈧中,有限状态机331处于侦 测状态时,当多个缺陷侦测信号超过门槛值时,将侦测计数器(TE_COimter)设定为预设值 (XDFCT_hold_end_time),该有限状态机进入ARM状态。其中,该多个缺陷侦测信号包含循 轨错误信号(TE)及聚焦错误信号(FE)。该聚焦错误信号(FE)大于聚焦上门槛值(FE_threSh_t0p)或小于聚焦下门槛 (FE_threSh_b0tt0m),设置开始侦测旗标(start_0f_detect),或该循轨错误信号(TE)大 于循轨上门槛值(TE_thresh_t0p)或小于循轨下门槛(TE_thresh_b0tt0m),设置开始侦测 方萁标(start_of_detect)。当该开始侦测旗标(start_0f_deteCt)被设置,且该有限状态机为侦测状态时, 将该侦测计数器333预设为该预设值(XDFCT_h0ld_end_time),该有限状态机331进入该 ARM状态。当中,该预设值(XDFCT_h0ld_end_time)代表全部侦测时间长度。在步骤(B)中,该有限状态机331处于ARM状态时,当该侦测计数器333计数至第 一预设值或第二预设值时,该有限状态机进入KICK状态。当该有限状态机331处于ARM状 态时,第一旗标信号FE_XDFCT或第二旗标信号TE_XDFCT未被设置(assert),该光驱的伺服 系统的对应控制信号(TR0,F00)为闭环控制(closed-loop control)。在步骤(C)中,该有限状态机331处于KICK状态时,第一旗标信号FE_XDFCT或第 二旗标信号TE_XDFCT被设置(assert),其中,当该第一旗标信号FE_XDFCT或该第二旗标信 号TE_XDFCT被设置(assert)时,该光驱的伺服系统的对应控制信号维持为可编程的固定 电压。当该侦测计数器(TE_COimter)计数至0时,该有限状态机进入WAIT状态。在步骤(D)中,该有限状态机331处于WAIT状态时,当该侦测计数器333计数至 第三预设值时,该有限状态机331进入该侦测状态。该有限状态机331处于WAIT状态时, 该第一旗标信号FE_XDFCT或该第二旗标信号TE_XDFCT未被设置(assert),该光驱的伺服 系统的对应控制信号(TR0,F00)为闭环控制(closed-loop control)。由前述说明可知,相比于背景技术,本发明解决了轨道上浅刮痕所产生的问题, 亦即为了避免由KICK状态立刻进入侦测状态,所以增加WAIT状态,用以对系统去零敏度 (de-sensitivity),以防止噪声或是过冲(overshoot)对此系统造成干扰,甚至影响系统 的稳定度。综上所述,本发明技术使用有限状态机以解决激光束(laser beam)经过的在轨 道上有浅的刮痕或指纹时,所产生假信号的情形,以避免激光束(laserbeam)本来在轨道 上,因假信号而使激光束(laser beam)滑到邻近轨道的问题。由上述可知,本发明无论就目的、手段及功效,均显示其迥异于现有技术的特征, 极具实用价值。但是应注意的是,上述诸多实施例仅为了便于说明而举例而已,本发明所主 张的权利范围自应以申请专利范围所述为准,而非仅限于上述实施例。
权利要求
一种侦测盘片上缺陷信号的方法,其使用有限状态机以对光驱的伺服系统进行控制,该方法包含(A)在侦测状态时,当多个缺陷侦测信号超过门槛值时,将侦测计数器设定为预设值,该有限状态机进入ARM状态;(B)在前述ARM状态时,当该侦测计数器计数至第一预设值或第二预设值时,该有限状态机进入KICK状态;(C)在前述KICK状态时,第一旗标信号或第二旗标信号被设置,当该侦测计数器计数至0时,该有限状态机进入WAIT状态;以及(D)在前述WAIT状态时,当该侦测计数器计数至第三预设值时,该有限状态机进入该侦测状态;其中,当该第一旗标信号或该第二旗标信号被设置时,该伺服系统的对应控制信号维持为可编程的固定电压。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述多个缺陷侦测信号包含循轨错误信号及聚 焦错误信号。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,该聚焦错误信号大于聚焦上门槛值或小于聚焦 下门槛,设置开始侦测旗标,或该循轨错误信号大于循轨上门槛值或小于循轨下门槛,设置 前述开始侦测旗标。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,该开始侦测旗标被设置,且该有限状态机为前述 侦测状态时,将该侦测计数器预设为该预设值,该有限状态机进入该ARM状态,当中,该预 设值代表全部侦测时间长度。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,在前述ARM状态或在前述WAIT状态时,该第一旗 标信号或该第二旗标信号未被设置,该光驱的伺服系统的对应控制信号为闭环控制。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,该伺服系统的对应控制信号可为循轨控制信号 或聚焦控制信号。
7.一种侦测盘片上缺陷信号的装置,用以对光驱进行控制,该装置包含伺服系统,用以操控该光驱的机电装置;前置放大器,接收镜头所传送的数据,进而产生该伺服控制信号、及多个缺陷侦测信号;缺陷侦测单元,连接至该前置放大器及该伺服系统,以对该伺服系统进行控制,该缺陷 侦测单元包含有限状态机及侦测计数器;其中,该有限状态机处于KICK状态时,第一旗标信号或第二旗标信号被设置,该伺服 系统的对应控制信号维持为可编程的固定电压。
8.根据权利要求7所述的装置,其中,该有限状态机处于侦测状态时,当该些缺陷侦测 信号超过门槛值时,将该侦测计数器设定为预设值,该有限状态机进入ARM状态。
9.根据权利要求8所述的装置,其中,该有限状态机处于前述ARM状态时,当该侦测计 数器计数至第一预设值或第二预设值时,该有限状态机进入前述KICK状态。
10.根据权利要求9所述的装置,其中,该有限状态机处于前述KICK状态时,当该侦测 计数器计数至O时,该有限状态机进入WAIT状态。
11.根据权利要求10所述的装置,其中,该有限状态机处于前述WAIT状态时,当该侦测计数器计数至第三预设值时,该有限状态机进入该侦测状态。
12.根据权利要求11所述的装置,其中,所述多个缺陷侦测信号包含循轨错误信号及聚焦错误信号。
13.根据权利要求12所述的装置,其中,该聚焦错误信号大于聚焦上门槛值或小于聚 焦下门槛时,设置开始侦测旗标,或该循轨错误信号大于循轨上门槛值或小于循轨下门槛, 设置该开始侦测旗标。
14.根据权利要求13所述的装置,其中,该开始侦测旗标被设置,且该有限状态机为前 述侦测状态时,将该侦测计数器预设为该预设值,该有限状态机进入该ARM状态,当中,该 预设值代表全部侦测时间长度。
15.根据权利要求14所述的装置,其中,在前述ARM状态或在前述WAIT状态时,该第一 旗标信号或该第二旗标信号未被设置,该伺服系统的对应控制信号为闭环控制。
16.根据权利要求15所述的方法,其中,该伺服系统的对应控制信号可为循轨控制信 号或聚焦控制信号。
17.根据权利要求16所述的装置,其进一步包含数据分割器单元,连接至该前置放大器,接收RF信号,并产生数字RF信号; 锁相回路单元,连接至该数据分割器单元,以将该数字RF信号与系统时序进行同步, 并计算该数字RF信号长度;以及解码单元,连接至该锁相回路单元,用以解码该数字RF信号长度,并传送至主机。
全文摘要
本发明提供一种侦测盘片上缺陷信号的方法及装置,其使用有限状态机以对光驱的伺服系统进行控制,在侦测状态时,当多个缺陷侦测信号超过门槛值时,将侦测计数器设定为预设值,有限状态机进入ARM状态;在ARM状态时,当侦测计数器计数至第一预设值或第二预设值时,有限状态机进入KICK状态;在KICK状态时,第一旗标信号FE_XDFCT或第二旗标信号TE_XDFCT被设置,当侦测计数器计数至0时,有限状态机进入WAIT状态;在WAIT状态时,当侦测计数器计数至第三预设值时,有限状态机进入该侦测状态;其中,当第一旗标信号FE_XDFCT或第二旗标信号TE_XDFCT被设置时,伺服系统的对应控制信号维持为可编程的固定电压。
文档编号G11B20/18GK101989445SQ200910159048
公开日2011年3月23日 申请日期2009年8月4日 优先权日2009年8月4日
发明者史蒂芬·费司 申请人:宏阳科技股份有限公司