專利名稱：用復(fù)數(shù)個光點在光盤上讀/寫數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在光盤上讀/寫數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)，更具體來說，涉及一種用復(fù)數(shù)個光點在光盤上讀/寫數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
如今，光盤因其成本相對較低且數(shù)據(jù)存儲容量相對較大而成為一種廣泛用于存儲多媒體音頻/視頻信息的數(shù)據(jù)載體。因此，由于存儲在光盤上的數(shù)據(jù)可以更快讀取，或者存儲在光盤上的數(shù)據(jù)可以更快寫入，所以提高數(shù)據(jù)速率已成為一個重要的改善因素。
一種提高光驅(qū)數(shù)據(jù)速率的方法是使用多個并行讀取或?qū)懭攵鄠€光盤軌道的光點。
由于大多數(shù)光盤的軌道結(jié)構(gòu)是螺旋形的，所以光點會遇到另一光點已經(jīng)讀取或?qū)懭氲能壍赖囊徊糠郑鐖D1A和圖1B所示。
圖1A是顯示這樣一種情形的示意圖光點A從區(qū)塊1的起始處開始在光盤上記錄/讀取數(shù)據(jù)，而光點B則從區(qū)塊5的起始處開始在光盤上記錄/讀取數(shù)據(jù)。光點A和B一直這樣并行地記錄/讀取，直到光點A到達區(qū)塊5的起始處為止，如圖1B所示。換句話說，光點A到達原先由光點B記錄/讀取的區(qū)塊。為了避免光點A在原先由光點B記錄/讀取的區(qū)域上記錄新的數(shù)據(jù)，此時需要轉(zhuǎn)移光點。
這種轉(zhuǎn)移通常包括將所有光點移動相同的距離。這種光點轉(zhuǎn)移策略的優(yōu)點在于其非常容易實施，這是因為只需徑向轉(zhuǎn)移物鏡。歐洲專利申請案第EP 0 840 294 A2號(1998年5月公開，由SamsungElectronics Co.，Ltd.提交)揭示了一種利用多個光點來進行光學(xué)拾取的多軌道掃描方法，其中就運用了這種光點轉(zhuǎn)移策略。
但是其缺點在于，必須進行(Nb-1)Ng-1條軌道的轉(zhuǎn)移(對于具有Nb個光點、且光點間相距Ng條軌道的系統(tǒng))，才能讀取或?qū)懭胨袛?shù)據(jù)。因此，這種方法的數(shù)據(jù)速率限制在每個光點的數(shù)據(jù)速率的Nb-1/Ng倍。實際上，Ng通常為1，因而數(shù)據(jù)速率增益將限于Nb-1。
因此，我們期望能在現(xiàn)有光驅(qū)中實施新的讀/寫光盤的轉(zhuǎn)移策略，以便超過上述數(shù)據(jù)速率極限，從而滿足巨大的提高讀/寫數(shù)據(jù)速率的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標是提供一種用復(fù)數(shù)個光點在光盤上讀/寫數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)，以便提高讀/寫數(shù)據(jù)速率。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，揭示一種用復(fù)數(shù)個沿光盤內(nèi)部軌道到外部軌道定位的光點而在光盤上讀/寫數(shù)據(jù)的方法。該方法包括以下步驟相繼檢測每個光點都已到達原先已讀/寫的數(shù)據(jù)區(qū)域；如果讀/寫是從內(nèi)部軌道向外部軌道進行的，將光點移動到與當(dāng)前最外部的光點相鄰的位置，如果讀/寫是從外部軌道向內(nèi)部軌道進行的，將光點移動到與當(dāng)前最內(nèi)部的光點相鄰的位置。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，揭示一種用復(fù)數(shù)個沿光盤內(nèi)部軌道到外部軌道定位的光點而在光盤上讀/寫數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括一檢測裝置，用來相繼檢測每個光點都已到達原先已讀/寫的數(shù)據(jù)區(qū)域，并產(chǎn)生一檢測信號；和一由該檢測信號觸發(fā)的致動裝置，用于移動光點，如果讀/寫是從內(nèi)部軌道向外部軌道進行的，將光點移動到與當(dāng)前最外部的光點相鄰的位置，如果讀/寫是從外部軌道向內(nèi)部軌道進行的，將光點移動到與當(dāng)前最內(nèi)部的光點相鄰的位置。
在現(xiàn)有技術(shù)中，數(shù)據(jù)速率的提高限制在Nb-1/Ng倍，而與此相比，根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)移策略使得數(shù)據(jù)速率提高Nb倍。換句話說，單獨移動光點的轉(zhuǎn)移策略可以提高在光盤上進行讀/寫的數(shù)據(jù)速率。
此外，由于并非所有光點都必須同時移動相同距離，所以這種移動光點的策略易于實施，從而產(chǎn)生一種節(jié)省成本的解決方案。
根據(jù)以下參照圖式和權(quán)利要求書對本發(fā)明的描述，本發(fā)明的其他目標和效用將變得顯而易見，并且讀者可全面了解本發(fā)明。


圖1A和圖1B是圖解說明展示一個光點遇到已由另一光點讀取或?qū)懭氲膮^(qū)域的情形的示意圖。
圖2A-2D圖解說明用根據(jù)本發(fā)明一個實施例的光點轉(zhuǎn)移策略來對光盤進行多光點讀出的各個階段。
圖3是圖解說明展示用一個反射鏡陣列來轉(zhuǎn)移來自一個激光陣列的各個光點的示意圖。
圖4是圖解說明展示光盤上的光點排列的示意圖。
圖5展示反射鏡隨時間的遵循鋸齒模式的角度轉(zhuǎn)移。
圖6是圖解說明展示用來控制光盤上的光點的閉合回路控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意方塊圖。
圖7是圖解說明展示根據(jù)本發(fā)明一個實施例在開放回路控制下在光盤上讀取數(shù)據(jù)的方法的示意流程圖。
在上述圖式中，相同附圖標記指示相同、相似或相應(yīng)的元件或功能。
具體實施例方式
下文將參照圖式通過實施例來詳細描述本發(fā)明的技術(shù)措施。
應(yīng)注意，本發(fā)明既可用于讀取光盤，又可用于寫入光盤。在本實施例中，為簡略起見而使用“讀取”。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，本說明書中各處的“讀取”都可以換成“寫入”。
圖2A至2D圖解說明根據(jù)本發(fā)明一個實施例的光點轉(zhuǎn)移策略來對光盤進行多光點讀出的各個階段。用彼此相距一條軌道的三個光點A、B、C來說明這一策略。光點A、光點B和光點C這三個光點沿光盤的內(nèi)部軌道到外部軌道定位，例如分別在軌道T1、T2和T3上，并且沿圖2A中箭頭所指的方向并行地讀取軌道(圖2B-2D中，已讀取的區(qū)域標有陰影)，其中所有光點之間始終保持為沿徑向方向相距至少一條軌道的不變距離。檢測裝置相繼檢測每個光點的位置并產(chǎn)生檢測信號。
一旦光點A到達先前已由另一光點讀取的軌道的一部分，如圖2A所示，光點A讀取的數(shù)據(jù)就會沒用，并且會產(chǎn)生一個檢測信號，指示必須移動光點A以便繼續(xù)讀取數(shù)據(jù)。在本實施例中，致動裝置響應(yīng)該檢測信號移動光點A，如果讀/寫是從內(nèi)部軌道向外部軌道進行的，那就將光點A移動到與當(dāng)前最外部的光點相鄰(即，下一個)的位置；如果讀/寫是從外部軌道向內(nèi)部軌道進行的，那就將光點A移動到與當(dāng)前最內(nèi)部的光點相鄰(即，下一個)的位置。在本實例中，如圖2B所示，光點A被移動到軌道T4，即在光點C的下一個。
應(yīng)注意，術(shù)語“相鄰”意謂所移動的光點將定位到當(dāng)前最外部/最內(nèi)部的光點的下一個，并且將與所述當(dāng)前最外部/最內(nèi)部的光點相距一條軌道(如圖2所舉的實例所示)或復(fù)數(shù)條軌道(例如，在各光點彼此相距一條以上軌道的情況下)。
對其他光點應(yīng)用與光點A相同的策略。例如，如圖2C所示，光點B也遇到之前已被讀取的軌道的一部分。與光點A相似，也將光點B移動到軌道T5，如圖2D所示。
關(guān)于上述策略的實施，有多種方法可以用來實施這種跳躍策略。但是，重要之處在于應(yīng)該單獨控制每個光點。
圖3是圖解說明如何通過反射鏡陣列來實現(xiàn)跳躍策略以轉(zhuǎn)移雙激光系統(tǒng)中的各個光點從而提高光驅(qū)的數(shù)據(jù)速率的示意圖。該系統(tǒng)包括一個具有兩個激光源4和5的激光陣列。對于從該激光陣列發(fā)射的激光光束(見圖3中的虛線)來說，用一個反射鏡陣列來偏轉(zhuǎn)這些激光光束。該反射鏡陣列包括兩個反射鏡1和2。反射鏡1偏轉(zhuǎn)來自激光源5的激光光束A，而反射鏡2偏轉(zhuǎn)來自激光源4的激光光束B。反射鏡1和2中的每個反射鏡都可旋轉(zhuǎn)小角度α1、α2，旋轉(zhuǎn)軸3大約位于經(jīng)過激光光束的光軸的平面中。
通過旋轉(zhuǎn)反射鏡1和2中的一個反射鏡，經(jīng)這個反射鏡偏轉(zhuǎn)后的激光光束發(fā)生變化，借此控制光盤上的相應(yīng)光點。例如，如果反射鏡圍繞軸3逆時針旋轉(zhuǎn)，則光點將會朝光盤邊緣移動。反之，光點將朝中心移動。通過這種方式，用反射鏡陣列來轉(zhuǎn)移來自激光陣列的各個光點。本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例是沿幾乎為切線的方向定位各光點。這樣做之所以有利是因為，其使光點轉(zhuǎn)移期間各組件的機械移動最小化，并因此簡化了致動過程。
雖然這種轉(zhuǎn)移不是從前一軌道跳躍到下一軌道的可能的最短轉(zhuǎn)移，但差異非常小，并且在實踐中不會產(chǎn)生問題。這意味著，旋轉(zhuǎn)軸不必非常精確地對準，從而簡化了反射鏡陣列的構(gòu)造。
為了使每個反射鏡只反射來自一個激光源的激光光束，反射鏡必須放置在靠近激光陣列、光束尚未重疊的距離處。因此，小型反射鏡(例如，寬度和高度約為50-100微米)較受青睞，因為其具有這樣的優(yōu)點反射鏡可以非常迅速地轉(zhuǎn)移，并且可以與激光陣列一起集成在同一罩殼內(nèi)以形成一個組件。從而提供光學(xué)光路中一種更加簡單的應(yīng)用來執(zhí)行本發(fā)明。
該反射鏡陣列也可以放置在光路中的其他位置上。例如，為了形成互不重疊的光束，需要能形成聚焦點的望遠鏡。然后，將反射鏡陣列放置在這些聚焦點附近。
在上述實施例中，用反射鏡陣列來轉(zhuǎn)移每個光點?；蛘?，也可以用其他構(gòu)件來轉(zhuǎn)移每個光點，例如用一組用來改變激光光束的定向的透鏡。另一種可能的解決方案是，通過利用在與光軸垂直的平面內(nèi)的液晶模塊來控制每個不同的相互平行又互不重疊的光束的偏轉(zhuǎn)角，從而管理各個光點的轉(zhuǎn)移。此外，所述液晶模塊具有恒定的折射率梯度。因此，通過改變模塊上的電壓來改變折射率梯度，也將改變光束角度。
在本發(fā)明的實施例中，光源對應(yīng)于激光陣列。本發(fā)明的實施例中也可以使用其他光源，例如經(jīng)光柵分裂或經(jīng)透鏡準直的單光束激光源。特定而言，用反射鏡陣列來偏轉(zhuǎn)準直激光光束比較適合只讀系統(tǒng)。或者，也可以用聲光調(diào)制器來形成光源，所述聲光調(diào)制器可以將入射光束分裂成經(jīng)過調(diào)制而具有不同(且可變)角度的光束或者離散激光，該離散激光的光束組合成同一光路。
根據(jù)本發(fā)明的一實施例，最好讓每個反射鏡在每次跳躍之后都緩慢返回到其開始位置，因為如果光點遇到另一已讀區(qū)域，則可能需要再次跳躍。否則，重復(fù)轉(zhuǎn)移光點會過度增加反射鏡的轉(zhuǎn)移。包含物鏡致動器的常規(guī)徑向跟蹤系統(tǒng)會使所有光點都保留在其各自的軌道上，而反射鏡則返回到其初始位置。
圖4展示光點在光盤上的典型排列，以便解釋大約位于激光光束平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸的選擇結(jié)果。例如，光點間相距10μm，且軌道間距為320nm(例如，根據(jù)藍光光盤標準)。因此，各光點在一條線上，僅與軌道成較小角度。在一個反射鏡繞其在激光陣列的光軸平面中的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)之后，光點的轉(zhuǎn)移與這條線垂直(如箭頭所示)。
圖5展示反射鏡隨時間的遵循鋸齒模式的角度轉(zhuǎn)移，其中，α1、α2代表反射鏡的旋轉(zhuǎn)角度，如實線和虛線所示。如圖5所示，單獨控制各反射鏡。此外，下降線代表反射鏡返回到其開始位置的階段，而急劇上升線則代表轉(zhuǎn)移的階段。
在另一實施方案中，反射鏡更加迅速地返回到其初始位置，然后在短時間內(nèi)保持不變。取決于光盤旋轉(zhuǎn)周期(revolution time)的變化(例如，取決于光驅(qū)運作模式，即恒定角速度或恒定線速度)，這兩種方法都可能更易實施。
用物鏡致動器來將光點聚焦到其軌道上，該物鏡致動器通常是典型徑向反饋回路控制系統(tǒng)的一部分。
圖6是展示用來控制光盤上的光點的閉合回路控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意方塊圖。該系統(tǒng)包括光學(xué)器件601，該光學(xué)器件601包括光路、光盤及具有光檢測器和其他一些電子器件的返回光路。光學(xué)器件601將測量結(jié)果傳輸給徑向跟蹤誤差產(chǎn)生器602，該徑向跟蹤誤差產(chǎn)生器602產(chǎn)生一稱為徑向誤差信號的電信號，該信號或多或少與光盤上的光點與數(shù)據(jù)軌道中心之間的距離成比例。這一距離可由徑向致動器603調(diào)整，該徑向致動器603沿徑向方向移動物鏡(即，物鏡致動器)。用來移動徑向致動器603以使光點保留在軌道中心上并因此將徑向誤差減少到零所必需的力(幅度和符號)由控制器模塊徑向控制器604來界定。徑向控制器604以徑向誤差信號作為輸入，并計算輸出信號，以將其輸入減少到零。
徑向控制器604是一個電子濾波器，其在不同頻率范圍中具有不同特性。這種控制器的一個典型且常用的實例是比例-積分-微分(PID)控制器，其具有用來支配低頻控制器輸出的積分函數(shù)、用來支配中頻輸出的比例增益和用來支配高頻輸出的微分器。
或者，也可反饋所有光點的平均跟蹤誤差。反饋回路包含頂部的低通濾波器(LPF)605，以便僅控制某一帶寬內(nèi)的光點的移動。通過控制旋轉(zhuǎn)反射鏡的其他反饋回路(底部)來移除該帶寬以外的跟蹤誤差部分。因為反射鏡小且輕，所以可以實現(xiàn)很寬的帶寬。
請注意，寬箭頭表示信號集合，每個光點對應(yīng)一個信號。信號從該光學(xué)器件開始，隨后為所有光點產(chǎn)生徑向跟蹤誤差。這些徑向跟蹤誤差經(jīng)高通濾波器(HPF)606過濾，以便僅處理頻率較高的分量。顯然，LPF 605和HPF 606的截止頻率值相似。對于經(jīng)高通濾波的誤差信號，將來自如圖6所示的跳躍信號產(chǎn)生器607的跳躍信號添加到信號混合器608中。通過一組N控制器609，例如PID型控制器，每個控制器負責(zé)控制一個光點或反射鏡，將信號饋送給經(jīng)致動的反射鏡610，而反射鏡610又將各個光束偏轉(zhuǎn)到光盤軌道上的正確位置。
在上述實施例中，不但可以實施本發(fā)明，而且還通過轉(zhuǎn)移光盤上的光點實現(xiàn)了補償高頻跟蹤誤差的附加功能。通過增加LPF和HPF，將高頻信號分離出來并用來調(diào)制經(jīng)致動的反射鏡。這有利于記錄和讀出高轉(zhuǎn)速光盤。
轉(zhuǎn)移光盤上的光點也會導(dǎo)致光檢測器平面中的光點發(fā)生轉(zhuǎn)移，該光檢測器平面負責(zé)產(chǎn)生電信號，由這些電信號可產(chǎn)生數(shù)據(jù)信號(高頻-HF-信號)、聚焦誤差和徑向跟蹤誤差信號。這會干擾光學(xué)信號。例如，可能會像典型射束沉陷(beam landing)那樣導(dǎo)致推挽徑向信號偏移。此可通過根據(jù)光點位移來移動光檢測器而避免。
在上述任一實施例中，都可以選擇開放回路或閉合回路控制來實施光點轉(zhuǎn)移。開放回路控制和閉合回路控制之間的一個差別在于，在開放回路方案中，通過向致動器饋送預(yù)定電信號來實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，而對于閉合回路顛倒跳躍而言，進入致動器的電信號取決于自某一非靜態(tài)光點測得的徑向誤差信號。
圖7是展示根據(jù)本發(fā)明一個實施例在開放回路控制下用復(fù)數(shù)個沿光盤內(nèi)部軌道向外部軌道定位的光點而在光盤上讀/寫數(shù)據(jù)的方法的示意流程圖。在步驟S710中，相繼檢測每個光點是否都已到達先前已讀/寫的數(shù)據(jù)區(qū)域。然后，在步驟S720中，如果讀/寫是從內(nèi)部軌道向外部軌道進行的，那就將所檢測的光點移動到與當(dāng)前最外部的光點相鄰的位置；如果讀/寫是從外部軌道向內(nèi)部軌道進行的，那就將所檢測的光點移動到與當(dāng)前最內(nèi)部的光點相鄰的位置。因此，光點轉(zhuǎn)移得以完成。開放回路控制下的方法一般更易執(zhí)行。在閉合回路控制中，在轉(zhuǎn)移過程中測量移動光點的位置，并根據(jù)所測量的信號控制每個光點的移動。
結(jié)果表明，對于使用本發(fā)明的雙光束藍光光盤系統(tǒng)(Ng＝1，假設(shè)跳躍時間無限短)而言，數(shù)據(jù)速率提高到1.9倍，而用傳統(tǒng)方法，數(shù)據(jù)速率將下降到1倍以下。此外，本發(fā)明可應(yīng)用到幾乎所有具有多光點的光學(xué)存儲系統(tǒng)中，例如CD、DVD和藍光光驅(qū)。
上述實施例只是例示性的，并且不希望它們限制本發(fā)明的技術(shù)方法。雖然已參照優(yōu)選實施例詳細描述了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，可在不偏離本發(fā)明技術(shù)方法的精神和范疇的情況下修改或等同替換本發(fā)明的技術(shù)方法，這些修改或等同替換也屬于本發(fā)明權(quán)利要求書的保護范疇。
權(quán)利要求
1.一種用復(fù)數(shù)個沿一光盤的內(nèi)部軌道到外部軌道而定位的光點在所述光盤上讀/寫數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括以下步驟相繼檢測每個光點都已到達原先已讀/寫的一數(shù)據(jù)區(qū)域，如果所述讀/寫是從內(nèi)部軌道向外部軌道進行的，將所述光點移動到與當(dāng)前最外部的光點相鄰的一位置；如果所述讀/寫是從外部軌道向內(nèi)部軌道進行的，將所述光點移動到與當(dāng)前最內(nèi)部的光點相鄰的一位置。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括以下步驟移動光檢測器以跟隨所述光點的移動，測量所述光點的位置。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所有所述光點之間始終保持為沿徑向方向至少一條軌道的不變距離。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述移動步驟是旋轉(zhuǎn)一用來偏轉(zhuǎn)一單一激光光束的反射鏡。
5.一種用復(fù)數(shù)個沿一光盤的內(nèi)部軌道到外部軌道定位的光點而在所述光盤上讀/寫數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括一檢測裝置，用來相繼檢測每個光點都已到達先前已讀/寫的一數(shù)據(jù)區(qū)域，并產(chǎn)生一檢測信號，一由所述檢測信號觸發(fā)的致動裝置，用來移動所述光點，如果所述讀/寫是從內(nèi)部軌道向外部軌道進行的，將所述光點移動到與當(dāng)前最外部的光點相鄰的一位置；如果所述讀/寫是從外部軌道向內(nèi)部軌道進行的，將所述光點移動到與當(dāng)前最內(nèi)部的光點相鄰的一位置。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，進一步包括一連接到所述致動裝置的旋轉(zhuǎn)反射鏡陣列，用來偏轉(zhuǎn)激光光束以產(chǎn)生所述復(fù)數(shù)個光點。
7.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，進一步包括一連接到所述致動裝置的液晶模塊，用來偏轉(zhuǎn)激光光束。
8.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所有所述光點之間始終保持為沿徑向方向至少一條軌道的不變距離。
9.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述反射鏡陣列的旋轉(zhuǎn)軸實質(zhì)上位于經(jīng)過所述激光光束的一光軸的平面中。
10.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述反射鏡陣列與發(fā)射所述激光光束的激光源集成在一起。
11.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述激光光束是通過用一光柵或一聲光調(diào)制器來分裂一單一激光源而形成。
12.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中用來在旋轉(zhuǎn)之后將所述旋轉(zhuǎn)反射鏡陣列中的每個反射鏡返回到其初始位置的時間取決于所述光盤的旋轉(zhuǎn)周期。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用復(fù)數(shù)個沿光盤內(nèi)部軌道到外部軌道而定位的光點在光盤上讀/寫數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)。該方法包括以下步驟相繼檢測每個光點都已到達原先已讀/寫的數(shù)據(jù)區(qū)域；如果讀/寫是從內(nèi)部軌道向外部軌道進行的，將光點移動到與當(dāng)前最外部的光點相鄰的位置，如果讀/寫是從外部軌道向內(nèi)部軌道進行的，將光點移動到與當(dāng)前最內(nèi)部的光點相鄰的位置。
文檔編號G11B7/004GK1979647SQ20051012859
公開日2007年6月13日 申請日期2005年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月29日
發(fā)明者亨克·古森斯, 諶達宇, 劉嶸, 亞歷山大·麥克·凡·得·李 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司