CN1115689C - 光盘机最佳聚焦点自动调整装置与方法 - Google Patents

Abstract

一种光盘机最佳聚焦点自动调整装置与方法，包括：RFRP电路，接收射频信号并输出一RFRP信号；信号处理器，耦接该RFRP电路，以量取该RFRP信号的大小；以及准位偏移器，耦接该信号处理器，依该第一聚焦偏压点及一偏移偏压量，计算相邻的第二聚焦偏压点并依序送出由该信号处理器找出对应最大该RFRP信号的该第二聚焦偏压点位置，并判断偏移偏压量是否可进行分割，若可以，则以该第二聚焦偏压点取代该第一的，并分割该偏移偏压量。

Description

光盘机最佳聚焦点自动 调整装置与方法

本发明是有关于一种光盘机的光学头，且特别是有关于一种使用树状搜寻的方法，以便快速搜寻到光盘机的最佳聚焦点的自动调整装置与方法。

由于资讯科技的不断提高，传统磁盘机(Disk)因其发展空间有限，加上其储存容量不大，因此磁盘机已有渐渐地被光盘机(Optical Disk Drive)所取代的趋势。由于光盘机具有高容量等优点，可同时储存大量资料，加一可读写光盘的产生，使得光盘机已被大众所广泛地使用。

然而，光盘机在量产时，其组件包括马达、传导元件等，不可能达到毫无差异的地步，以及其电子元件例如电阻、电容等，也都会随使用时间而改变其特性。另一方面，使用者操作时的环境温度，亦会对光盘机的电子元件造成影响。加上光传感器(Photo Sensor)的光学特性及光盘片本身反射率不同，亦需做适当的调整，才不致于有聚焦错误的产生。

通常，在光盘机的应用中，信号的产生方式是利用光学头部分(PickupHead)的激光二极管(Laser Diode)发射激光，此一激光束会在光盘片上产生聚焦点(Focusing Point)后反射回在光学头部分的光传感器。又，光传感器可分为两大部分，一部分分为四等分，用以产生聚焦错误信号(Focusing Error；FE)，另一部分分为二等分，用以产生循轨错误信号(Tracking Error；TE)，这两大部分分别接收激光后会产生六个对应于光强度的电流信号，这六个信号经电流-电压转换器与前置放大器(Pre-Amplifier)后，则产生我们在光盘机的应用中所需要的信号，例如聚焦错误信号(FE)、循轨错误信号(TE)以及射频信号(RF signal)等。

由上述光盘机的应用流程中得知，激光聚焦的好坏会直接影响信号的好坏，另外，不同的光传感器每一部分的感应程度均不完全相同，因此会造成信号的不平衡，进而影响控制的结果。

请参考图1，图1是聚焦偏移量(Focus Bias)与射频信号的关系图。当聚焦在最佳的位置(a点)时，射频信号为最大，当光传感器的反射率不一或前置放大器的放大倍数不一样时，将会造成聚焦错误信号的不平衡(unbalance)，如图2B所示。以及，图2A是聚焦错误信号为平衡(unbalance)时的图形。

当然，我们希望聚焦的位置能维持在如图1的a点上。举例而言，习知方法至少包括两种调整聚焦点的方法：一是使用人工手动调整的方法，依此方法使用在量产时，势必需耗费大量人工手动调整的时间，非常不符合经济效益，更会造成成本的增加。

另一种习知方法，已被揭露于 Hayashi等人的美国专利号5,610,886的“聚焦平衡自动调整装置与自动调整方法”文中。

依照这种已知的方法，假如图2B的信号(uvballance)为我们控制器的输入时，将会造成光学头被控制在错误(error)的位置，例如图1的b点，而此时错误的位置(b点)与正确的位置(a点)间将存在一偏移量(Bias)。根据这种习知的方法，首先，以b点为中心，并在其两侧各定义一个聚焦偏移点。接着，比较此两聚焦偏移点与正确位置(a点)的RFRP信号大小，然后取比较后的RFRP信号差异最小的聚焦偏移点做为下一次聚焦搜寻的中心点。重复上述步骤，直到光盘机的光学头被控制在正确位置(a点)为止。

但，假若一开始时，输入信号与正确位置的偏移量很大，例如在c点位置时，此时必定需耗费大量的偏移时间，才能调整至正确的位置。

由上述习知方法得知，习知方法包括下列缺点：

(1)以人工手动调整的方法使用在量产时，热必需耗费大量人工手动调整的时间，非常不符合经济效益，更会造成成本的增加。

(2)依照Hayashi等人所提出的光盘机的聚焦点自动调整的方法，虽然比人工手动调整较为快速，但当输入信号与正确位置相差很大时，亦需耗费大量的偏移时间，才能调整正确位置。

因此，本发明的目的就是提供一种光盘机最佳聚焦点自动调整的方法，以缩短量产时人工手动调整的时间。

依照本发明的另一目的，提供一种光盘机最佳聚焦点自动调整的方法，其是使用树状搜寻的方法，以达到搜寻快速的目的，且是以数字方式实现，具有调整容易及节省成本的功用。

依照本发明的再一目的，提供一种以调整聚焦错误信号的零交越点(控制点)，使光盘机的光学头部分控制在最佳聚焦点处的光盘机最佳聚焦点自动调整装置与方法。

为达成本发明的上述和其他目的，本发明所提供的光盘机最佳聚焦点自动调整装置与方法，是使用树状搜寻的方法，故能在最短的时间内，完成光盘机最佳聚焦点的自动调整动作。且本发明可在系统每次启动时，立即对聚焦错误信号的不平衡状态作自动调整的动作，使系统能维持在原先设计的最佳状况下。又，本发明是以数字方式实现，故具有调整容易及节省成本的功能。

本发明提供的一种光盘机最佳聚焦点自动调整装置，该光盘机具有一光学头，该光学头用以读取一光盘片上的资料，该光盘机最佳聚焦点自动调整装置包括：一RFRP电路，用以接收一射频信号的输入，并依该射频信号输出一RFRP信号，其中该RFRP信号是为对应一第一聚焦偏压点的信号；一信号处理器，耦接该RFRP电路，用以量取该RFRP信号的大小；以及一准位偏移器，耦接该信号处理器，用以依该第一聚焦偏压点及一偏移偏压量，计算得相邻的复数个第二聚焦偏压点；其中该准位偏移器依序送出相邻的该些第二聚焦偏压点，并由该信号处理器找出对应最大该RFRP信号的该第二聚焦偏压点的位置，并判断该偏移偏压量是否可进行分割，若该偏移偏压量可再进行分割，则以对应最大该RFRP信号的该第二聚焦偏压点取代该第一聚焦偏压点，并分割该偏移偏压量；并且该第一聚焦偏压点的初始位置是该光盘机的初始聚焦位置。

本发明提供的一种光盘机最佳聚焦点自动调整的方法，包括下列步骤：a.提供一第一聚焦偏压点及一第一偏移偏压量；b.依该第一聚焦偏压点及该第一偏移偏压量，计算得相邻的复数个第二聚焦偏压点；c.依序送出相邻的该些第二聚焦偏压点，该些第二聚焦偏压点各对应相异的一RFRP信号，量取各该些RFRP信号的大小，并找出对应最大该RFRP信号的该第二聚焦偏压点的位置；d.判断该第一偏移偏压量是否可进行分割，若该第一偏移偏压量可再进行分割，则以对应最大该RFRP信号的该第二聚焦偏压点取代该第一聚焦偏压点，以一第二偏移偏压量取代该第一偏移偏压量，并重复步骤b至步骤d；以及e.若该第一偏移偏压量无法再进行分割，则结束该光盘机的最佳聚焦点自动调整动作，对应最大该RFRP信号的该第二聚焦偏压点即为该光盘机最佳聚焦点；其中该第一聚焦偏压点的初始位置是该光盘机的初始聚焦位置。

为使本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

附图简要说明：

图1是聚焦偏移量与射频信号的关系图；

图2A是聚焦错误信号为平衡时的图形；

图2B是聚焦错误信号为不平衡时的图形；

图3是依照本发明一较佳实施例的调整光盘机的光聚焦点的功能方框示意图；

图4是依照本发明一较佳实施例的光聚焦点的树状搜寻图；以及

图5是依照本发明一较佳实施例的光盘机的光聚焦点的调整流程图；

实施例

请参照图3，其示出的是依照本发明一较佳实施例的一种光盘机的调整光聚焦点的功能方框示意图。

光学头部分的光传感器5接收光盘片反射的激光后，产生A、B、C、D四个信号。然后，经由放大器10产生一聚焦错误信号(FE)，以及经由放大器11产生一射频信号(RF)。其中，聚焦错误信号为(A+C)-(B+D)，射频信号为A+B+C+D。

接着，RFRP电路12会将射频信号(RF)的蜂端(peak)与底端(bottom)撷取成为二信号，再将此二信号各乘一增益(Gain)后相减产生RFRP信号。

请同时参照图3及图4，假设聚焦点19为光盘机的光学头的初始聚焦位置，亦即聚焦点19为目前的聚焦点。首先，准位偏移器(Level Bias)14会以目前聚焦点19为中心，并找出能在最短时间内搜寻到最佳聚焦点的偏移数n及偏移量K。接着，准位偏移器14会依偏移数n及偏移量K依序产生n个相邻聚焦偏压点，假设n等于五，此时这五个相邻聚焦偏压点的相互间隔大小(偏移量)为K，且这五个相邻聚焦偏压点皆各具有一相异的RFRP信号。

接着，信号处理器(Signal Processing)13会分别计算这五个相邻聚焦偏压点的各RFRP信号的大小，并找出具有最大RFRP信号的聚焦偏压点位置，例如聚焦偏压点20为具有最大RFRP信号的聚焦偏压点位置，然后再以聚焦偏压点20为光学头聚焦的中心点，重复上述搜寻动作，直至偏移量无法进行分割为止，即表示光学头已找到最佳聚焦点位置。

另一方面，控制器(Controller)15接收一聚焦错误偏移信号(FE-Offset)，其中FE-Offset用以将中心准位(如图2B中的中心准位Vref)调整至一参考电位，上述的中心准位Vref即聚焦错误信号(FE)的直流(DC)部分。

因此，当没有偏移量(Bias)的输入时，由控制器的闭回路(Closed loop)理论中得知，此时控制器15会控制到聚焦错误信号为零为止，亦即会将光学头的位置控制在零交越点(Zero Crossing Point)。但是，当控制信号如图2B所示时，控制器15会将光学头的位置控制在错误的零交越点上，亦即在图2B的中心准位Vref。

请再同时参照图1及图2B。若我们希望将光学头的位置由b点移至a点，亦即是使我们的零交越点由图2B的中心准位Vref(实线)移至聚焦最佳位置(虚线)，此时为了达到上述目的，我们必须加入一偏移量使此错误的零交越点(中点准位Vref)移至我们想要的位置(聚焦最佳位置)。

因此，本发明提供一种光盘机的聚焦点自动调整的方法，是利用树状搜寻(Tree Search)的方法来找寻出最佳聚焦点的。请同时参照图4及图5，图5是依照本发明一较佳实施例的光盘机的光聚焦点的调整方法流程图。

首先，步骤31：提供一初始聚焦偏压点19及一偏移偏压量K，其中初始聚焦偏压点19亦即目前光学头的聚焦位置，偏移偏压量K的大小是以能在最短时间内搜寻到最佳聚焦点为准。

步骤32：接着，以此聚焦偏压点19为中心点，并依偏移量K依次送出n个相邻聚焦偏压点，假设n等于五，此时这五个相邻聚焦偏压点的相互间隔大小(偏移量)为K。由于所送出的偏移量皆各不相同，因而会改变聚焦的位置，进而造成RFRP信号的大小有所不同。

步骤33：之后，分别量取此相邻五个聚焦点的RFRP信号的大小，然后找出造成RFRP信号最大值的偏移量，亦即以具有最大RFRP信号的聚焦偏压点做为下一次树状搜寻的聚焦点，例如聚焦点20。

步骤34：接着，判断偏移量K是否可进行分割。若偏移量K可再进行分割，则进行步骤35，反之，，则结束聚焦点调整工作，如步骤36。

步骤35：假如偏移量K可再进行分割，此时调整K值为原先的四分之一，即偏移量改变为K/4，并以聚焦点20为新的聚焦中心点，然后重复步骤32～34，直到偏移量K(Bias)无法分割，亦即偏移量K为最小，RFRP信号为最大，即是我们所需的最佳聚焦点位置。

当然，本发明的方法并不限定于一次只能产生五个聚焦点(偏移量)来进行搜寻，例如一次可产生2个偏移量、3个偏移量、…、或7个偏移量等来进行最佳聚焦点的搜寻。举例而言，当一次产生3个偏移量时，此时其相互间的间隔大小为前一次的二分之一，而当一次产生n个偏移量时，此时其相互间的间隔大小为前一次的(n-1)分之一。当然，产生偏移量数量的设定，是以能在最短的时间内找到最佳聚焦点为原则的。

另一方面，本发明在系统启动时，不管光盘机的光学头是否已是在最佳聚焦位置，系统都会做聚焦点自动调整的动作，以避免有不平衡的信号影响到控制的结果。

因此，本发明所提供的光盘机最佳聚焦点自动调整装置与方法，具有下列几项优点：

(1)本发明是使用树状搜寻的方法，运用在光盘机的聚焦点的自动调整上，故能在最短的时间内，完成光盘机的最佳聚焦点的自动调整动作，大大地改善了习知耗费时间的缺点。

(2)本发明可在系统每次启动时，即对聚焦错误信号的不平衡状态作自动调整的动作，使系统能维持在原先设计的最佳状况下。

(3)本发明是以数字方式实现，故具有调整容易及节省成本的功用。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围由本发明的权利要求所界定者为准。

Claims (5)

1.一种光盘机最佳聚焦点自动调整装置，该光盘机具有一光学头，该光学头用以读取一光盘片上的资料，该光盘机最佳聚焦点自动调整装置包括：

一RFRP电路，用以接收一射频信号的输入，并依该射频信号输出一RFRP信号，其中该RFRP信号是为对应一第一聚焦偏压点的信号，该第一聚焦偏压点的初始位置是该光盘机的初始聚焦位置；

一信号处理器，耦接该RFRP电路，用以量取该RFRP信号的大小；以及

一准位偏移器，耦接该信号处理器，用以依该第一聚焦偏压点及一偏移偏压量，计算得相邻的复数个第二聚焦偏压点；

其中该准位偏移器依序送出相邻的该些第二聚焦偏压点，并由该信号处理器找出对应最大该RFRP信号的该第二聚焦偏压点的位置，并判断该偏移偏压量是否可进行分割，若该偏移偏压量可再进行分割，则以对应最大该RFRP信号的该第二聚焦偏压点取代该第一聚焦偏压点，并分割该偏移偏压量。

2.如权利要求1所述的装置，其中，该装置更包括：

一第一放大器，用以接收该光学头自该光盘片读取的资料，并产生一聚焦错误信号；

一第二放大器，用以接收该光学头自该光盘片读取的资料，并产生一循轨错误信号；以及

一控制器，用以将该光学头的位置控制在一零交越点上。

3.如权利要求2所述的装置，其中，该光学头更包括：

一激光二极管，用以发射一激光束至该光盘片上；以及

一光传感器，用以接收反射的该激光束。

4.一种光盘机最佳聚焦点自动调整的方法，包括下列步骤：

a.提供一第一聚焦偏压点及一第一偏移偏压量，该第一聚焦偏压点的初始位置是该光盘机的初始聚焦位置；

b.依该第一聚焦偏压点及该第一偏移偏压量，计算得相邻的复数个第二聚焦偏压点；

c.依序送出相邻的该些第二聚焦偏压点，该些第二聚焦偏压点各对应相异的一RFRP信号，量取各该些RFRP信号的大小，并找出对应最大该RFRP信号的该第二聚焦偏压点的位置；

d.判断该第一偏移偏压量是否可进行分割，若该第一偏移偏压量可再进行分割，则以对应最大该RFRP信号的该第二聚焦偏压点取代该第一聚焦偏压点，以一第二偏移偏压量取代该第一偏移偏压量，并重复步骤b至步骤d；以及

e.若该第一偏移偏压量无法再进行分割，则结束该光盘机的最佳聚焦点自动调整动作，对应最大该RFRP信号的该第二聚焦偏压点即为该光盘机最佳聚焦点。

5.如权利要求4所述的方法，其中，该些第二聚焦偏压点的数量以n表示，该第一偏移偏压量以K1表示，该第二偏移偏压量以K2表示，则该第一偏移偏压量与该第二偏移偏压量的相互关系为K2＝K1/(n-1)。

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