TWI391923B - 光碟片的區別方法與裝置 - Google Patents

Description

光碟片的區別方法與裝置

本發明是有關於一種光碟片的區別方法與裝置，且特別是有關於一種藍光碟片(blue-ray disc)與非藍光碟片的區別方法與裝置。

請參照第一圖，其係一光碟機之功能方塊示意圖。其中該光碟機(optical disc drive)100主要具有一光學讀寫頭(optical pickup head，簡稱PUH)10，而光碟片110上有一個中心孔洞(center hole)可固定於旋轉盤(turn table)122上並受一主軸馬達(spindle motor)120之帶動而旋轉。而驅動該光學讀寫頭10進行光碟片徑向移動之機構有兩個，第一個是驅動滑車14進行長距離移動之滑車馬達130(sled motor)，第二個是驅動透鏡12進行微量移動之循軌線圈140(tracking coil)。另外，驅動該透鏡12行聚焦方向移動之機構則為圖中所示之一聚焦線圈145。一般來說，光學讀寫頭10內包括多個雷射，例如波長780nm的CD雷射、波長650nm的DVD雷射、波長405nm的藍光雷射，每一種雷射可利用來讀取相對應的光碟片。

再者，光學讀寫頭10對光碟片110上進行存取時產生之微弱電信號，將由射頻放大器(radio-frequency amplifier)150處理後產生一次光加總信號SBAD(sub-beam added signal)、一射頻信號RF(Radio-Frequency signal)、循軌誤差信號TE(tracking error signal)與聚焦誤差信號FE(Focusing error signal)等輸出信號後，再送入後端的數位信號處理器170(digital signal processor)進行處理與運用。第一馬達驅動器160(motor driver)則受數位信號處理器170根據循軌誤差信號TE(tracking error signal)與聚焦誤差信號FE之變化而輸出三個驅動信號，進而分別對該滑車馬達130、循軌線圈140與聚焦線圈145發出適當的驅動力，使該光學讀寫頭10可維持在適當的聚焦位置並沿光碟片的徑向移動至正確的軌道位置，而第一馬達驅動器控制循軌線圈140來移動透鏡12的信號稱之為循軌輸出信號TRO(tracking output signal)。至於第二馬達驅動器165(motor driver)則也受數位信號處理器170之控制而輸出一個驅動信號，來對該主軸馬達120發出適當的驅動力，使該碟片以一適當轉速旋轉。

光碟片載入光碟機後，光碟機會執行一啟動程序(start-up procedure)，以區別載入的光碟片是屬於何種類型的光碟片。光碟片的類型可為CD光碟片、DVD光碟片、或者藍光碟片。當光碟機得知光碟片的類型之後，即可以獲得相對應的控制參數並可存取光碟片。

一般來說，習知光碟機可利用光碟片的表層(surface layer)與資料層(data layer)之間的距離來決定光碟片。請參照第二圖A與B，其所繪示為光學讀寫頭偵測DVD光碟片與CD光碟片時的信號示意圖。如第二圖A所示，DVD光碟片200的表層與資料層之間的距離為0.6mm。因此，當光碟機控制聚焦線圈使得透鏡202往DVD光碟片方向移動時，焦點會依序經過表層與資料層。當焦點經過表層時，射頻信號RF會產生振幅較小的峰值；當焦點經過資料層時，射頻信號RF會產生振幅較大的峰值。再者，當焦點經過表層時，聚焦誤差信號FE會產生一峰對峰值(peak-to-peak value)較小的S曲線(S curve)；當焦點經過資料層時，聚焦誤差信號FE會產生峰對峰值較大的S曲線。再者，次光加總信號SBAD也會產生類似射頻信號RF的二個峰值，因此不再贅述。

如第二圖B所示，CD光碟片的表層與資料層之間的距離為1.2mm，當光碟機控制聚焦線圈使得透鏡202往CD光碟片方向移動時，焦點會依序經過表層與資料層。同理，射頻信號也會相對應的產生二個峰值，並且聚焦誤差信號也會產生二個S曲線。

由第二圖A與B可知，在透鏡202移動的速度固定之下，載入CD光碟片時射頻信號峰值之間的距離會大於載入DVD光碟片時射頻信號峰值之間的距離。同理，載入CD光碟片時聚焦誤差信號S曲線之間的距離會大於載入DVD光碟片時聚焦誤差信號S曲線之間的距離。運用上述的特性即可區別CD光碟片與DVD光碟片。

然而，由於透鏡移動的速度可能不穩定，導致CD光碟片與DVD光碟片判斷錯誤。美國專利號碼US7149169以及美國專利號碼US7161886皆是以基於上述的特性，另行增加確認步驟，用以加強CD光碟片與DVD光碟片的判斷成功率。

其中，美國專利號碼US7149169係控制透鏡於不同方向移動時開啟不同的雷射，並根據次光加總信號SBAD的特性來判斷光碟片為CD光碟片或者DVD光碟片。

其中，美國專利號碼US7161886係控制透鏡於不同方向移動時開啟不同的雷射，並根據射頻RF信號與聚焦誤差FE信號之間的關係來判斷光碟片為CD光碟片或者DVD光碟片。以上所揭露的技術皆是用來分辨CD光碟片與DVD光碟片，而CD光碟片與DVD光碟片可被歸類為非藍光碟片。

當新世代的藍光碟片問世之後，光碟機於啟動程序時就必需能分辨出CD光碟片、DVD光碟片、與藍光碟片。請參照第三圖A與B，其所繪示為習知區分藍光碟片與非藍光碟片的示意圖。該方法揭露於美國專利早期公開號US2006/0104176。該方法是利用光碟片的資料層(data layer)與表面(surface)的距離以及透鏡的工作距離(working distance)來判斷光碟片的種類。由第三圖A可知，藍光碟片310的厚度為1.2mm，而資料層313與表層311的距離為0.1mm；DVD光碟片330的厚度為1.2mm，而資料層333與表層331的距離為0.6mm；CD光碟片350的厚度為1.2mm，而資料層353與表層351的距離為1.2mm。

由於光學讀取頭中，藍光光源具有高數值孔徑(NA，numerical aperture)低波長的特性，因此會有短焦距f的光學現象產生，使得藍光雷射光源的工作距離(working distance)小於DVD與CD表面層到資料層間的距離，小於0.6mm，而所謂的工作距離即為藍光光學讀寫頭的透鏡可以往碟片方向移動的距離。因此，如第三圖B所示，利用藍光雷射光源聚焦於藍光碟片310並在工作距離之間移動。由於焦點可經過藍光碟片310的表層311以及資料層313，所以可產生二個反射信號(reflection signal)，第一反射信號381是由藍光碟片310的表層311反射所產生，第二反射信號382是由藍光碟片的資料層313反射所產生。

再者，當藍光雷射光源聚焦於DVD光碟片330並在工作距離之間移動，僅可產生一個反射信號(reflection signal)383。由於DVD光碟片的資料層333與表層331的距離為0.6mm，因此反射信號383是由DVD光碟片330的表層331反射所產生。亦即，藍光雷射光源的焦點無法到達DVD光碟片330的資料層333而無法產生其他的反射信號。同理，CD光碟片也僅能夠產生一反射信號。

因此，該發明可以根據反射信號的數目來決定光碟片是屬於非藍光碟片(CD光碟片、DVD光碟片)或者藍光碟片。亦即，當產生二個反射信號時，光碟片即為藍光碟片；當僅產生一個反射信號時，光碟片即為非藍光碟片(CD光碟片、DVD光碟片)。

然而，由於藍光雷射的價格昂貴，而習知光碟機於每次光碟片載入光碟機時都必須開啟藍光雷射來區別非藍光碟片與藍光碟片，如此將造成藍光雷射的壽命縮短。再者，由於藍光雷射光源的工作距離很短，因此有可能在區別非藍光碟片與藍光碟片時，由於透鏡的移動造成透鏡與光碟片表面的磨擦使得光碟片與透鏡被刮傷。

本發明的目的係提出一種光碟片的區別裝置與方法。其可利用價格較低廉的非藍光雷射來判斷載入的光碟片係為非藍光碟片與藍光碟片，並可延長藍光雷射的壽命並防止透鏡與光碟片表面的磨擦。

因此，本發明提出一種光碟片的區別裝置，包括：一光學讀寫頭，具有複數個雷射與一透鏡，其中該光學讀寫頭係於一啟動程序時，點亮該些雷射中的一非藍光雷射照射於一光碟片上並產生一電信號；一數位信號處理器，輸出一驅動信號以使一馬達驅動器控制該透鏡於一聚焦方向移動；以及，一射頻放大器，在該透鏡移動過程中接收該電信號並產生一第一信號；其中該數位信號處理器，包括一偵測單元，該偵測單元可根據該第一信號與一切割信號產生一脈波數目，並根據該脈波數目判斷該光碟片為一藍光碟片或者一非藍光碟片。

因此，本發明更提出一種光碟片的區別方法，運用於一光碟片載入一光碟機之後的一啟動程序，包括下列步驟：開啟一光學讀寫頭中的一非藍光雷射；控制該光學讀寫頭中的一透鏡往聚焦方向移動，並據以產生一第一信號；比較該第一信號與一切割信號後獲得一脈波數目；當該脈波數目為1時，確認該光碟片為一藍光碟片；以及，當該脈波數目不為1時，確認該光碟片為一非藍光碟片。

為了使　貴審查委員能更進一步瞭解本發明特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

根據本發明的實施例，於載入光碟片後，光碟機係開啟CD雷射或者DVD雷射，並根據產生的次光加總信號SBAD來區別載入的光碟片是屬於非藍光碟片或者藍光碟片。再者，本發明係利用球面相差(spherical aberration effect)的特性來區別載入的光碟片是屬於非藍光碟片或者藍光碟片。

請參照第四圖，其所繪示為球面相差示意圖。當球面相差發生時，光線經過透鏡的外圈區域(A1)後，其焦點A聚焦於一平面400上。而此時光線經過透鏡的內圈區域(B1)，其焦點B聚焦於該平面400之前。亦即，當光線經過透鏡，其內圈區域與外圈區域的焦點沒有重疊時，即代表產生球面相差。實際上，第四圖焦點A與B之間也同時存在許多的焦點，因此於球面相差發生時，將透鏡往平面移動時，可視為有多個焦點依序通過該平面400。

再者，光碟機利用DVD雷射或者CD雷射照射於藍光碟片時會產生嚴重的球面相差，而利用DVD雷射或者CD雷射照射於各自適合的碟片時不會產生嚴重的球面相差。而本發明即根據上述的特性來區分光碟片屬於非藍光碟片或者藍光碟片。

請參照第五圖，其所繪示為非藍光雷射照射於藍光碟片的示意圖。當非藍光雷射(DVD雷射或者CD雷射)通過藍光碟片500表層511與資料層513時，由於球面相差嚴重，因此可視為多個焦點連續通過藍光碟片500表層511與資料層513。

由於一個焦點通過藍光碟片500表層511與資料層513時，可產生二個峰值。當多個焦點連續通過藍光碟片500表層511與資料層513時，可視為多個信號疊加。因此，形成的次光加總信號SBAD(或者射頻信號RF)即如第五圖所示。

請參照第六圖A，其所繪示為本發明光碟片的區別裝置第一實施例。其包括：一光學讀寫頭610、一射頻放大器620、一數位信號處理器630、馬達驅動器640。其中，數位信號處理器630中包括一偵測單元632，此偵測單元632可以區別載入的光碟片為藍光碟片或者非藍光碟片。再者，偵測單元632包括一比較器635與一脈波計數器(pulse counter)637。

光碟片載入光碟機後，於啟動程序時，開啟光學讀寫頭610中的非藍光雷射。接著，數位信號處理器630控制馬達驅動器使得光學讀寫頭中的透鏡往聚焦方向移動。因此，光學讀寫頭可輸出電信號至射頻放大器620並產生次光加總信號SBAD。

再者，數位信號處理器630中的偵測單元632可接收次光加總信號SBAD，並判斷載入的光碟片係為非藍光碟片或者藍光碟片。而偵測單元632中比較器635的正輸入端接收次光加總信號SBAD，比較器635的負輸入端接收一切割信號(slicing signal，Vth)；而脈波計數器637連接至比較器635輸出端。

請參照第六圖B，其所繪示為載入藍光碟片時的信號示意圖。很明顯地，當非藍光雷射照射於藍光碟片後，於透鏡移動的過程中所產生的次光加總信號SBAD與切割信號比較，會使得比較器635輸出單一脈波，因此，脈波計數器637輸出“1”。請參照第六圖C，其所繪示為載入非藍光碟片時的信號示意圖。很明顯地，當非藍光雷射照射於非藍光碟片後，於透鏡移動的過程中所產生的次光加總信號SBAD與切割信號比較，會使得比較器635輸出二個脈波，因此，脈波計數器637輸出“2”。因此，數位信號處理器630即可根據偵測單元632中脈波計數器637輸出的數字來決定載入的光碟片為非藍光碟片或者藍光碟片。

再者，由於射頻信號RF與次光加總信號SBAD會有類似的波形，上述的次光加總信號SBAD也可以用射頻信號RF來取代也會有相同的判斷結果。

請參照第七圖，其所繪示為本發明光碟片的區別方法。光碟片載入光碟機後，於啟動程序時，開啟光學讀寫頭中的非藍光雷射(步驟S70)。接著，控制透鏡往聚焦方向移動(步驟S72)，所謂聚焦方向移動可為透鏡位置由遠離光碟片的位置移動至接近光碟片的位置，或者，由接近光碟片的位置移動至遠離光碟片的位置。

於透鏡移動的過程即可產生次光加總信號SBAD，而比較次光加總信號SBAD與切割信號後即可產生脈波，並且可計數脈波的數目(S74)。接著，當脈波數目為1時(步驟S76)，確認載入的光碟片為藍光碟片(步驟S78)；當脈波數目不為1時(步驟S76)，確認載入的光碟片為非藍光碟片(步驟S77)。

再者，於確定載入的光碟片為非藍光碟片之後，光碟機更可以繼續進行DVD光碟片或者CD光碟片的判斷步驟。而DVD光碟片或者CD光碟片的判斷步驟的方式很多，因此不再贅述。

請參照第八圖A，其所繪示為本發明光碟片的區別裝置第二實施例。為了防止次光加總信號SBAD的擾動造成比較器635輸出端(O)產生閃爍現象(glitch)。因此，本發明的第二實施例於比較器635輸出端與脈波計數器637之間增加一去閃爍電路(deglitch circuit)，以防止比較器635輸出端(O)產生閃爍現象。

請參照第八圖B，其所繪示為載入藍光碟片時的信號示意圖。當非藍光雷射照射於藍光碟片後，移動透鏡所產生的次光加總信號SBAD與切割信號比較後，比較器635輸出端(O)產生閃爍現象，因此，去閃爍電路636可將閃爍現象去除並於輸出端(O’)產生單一脈波使得脈波計數器637輸出“1”。請參照第八圖C，其所繪示為載入非藍光碟片時的信號示意圖。當非藍光雷射照射於非藍光碟片後，移動透鏡所產生的次光加總信號SBAD與切割信號比較後，比較器635會輸出二個脈波，而由於比較器635輸出端(O)沒有發生閃爍現象，因此，去閃爍電路636不動作並使得脈波計數器637輸出“2”。因此，數位信號處理器630即可根據偵測單元632中脈波計數器637輸出的數字來決定載入的光碟片為非藍光碟片或者藍光碟片。

由本發明的實施例可知，本發明係利用CD雷射或者DVD雷射照射於藍光碟片上會產生嚴重的球面相差之特性，進而判斷載入的光碟片是屬於非藍光碟片或者藍光碟片。再者，本發明的優點在於利用價格較低廉的非藍光雷射來判斷載入的光碟片係為非藍光碟片與藍光碟片。如此，除了可以延長藍光雷射的壽命外，更可有效的防止透鏡與光碟片表面的磨擦。

綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

本案圖式中所包含之各元件列示如下：

10．．．光學讀寫頭

12．．．透鏡

14．．．滑車

100．．．光碟機

110．．．光碟片

120．．．主軸馬達

122．．．旋轉盤

130．．．滑車馬達

140．．．循軌線圈

145．．．聚焦線圈

150．．．射頻放大器

160．．．第一馬達驅動器

165．．．第二馬達驅動器

170．．．數位信號處理器

200．．．DVD光碟片

202．．．透鏡

250．．．CD光碟片

310．．．藍光碟片

311．．．表層

313．．．資料層

330．．．DVD光碟片

331．．．表層

333．．．資料層

350．．．CD光碟片

351．．．表層

353．．．資料層

381-383．．．反射信號

400．．．平面

500．．．藍光碟片

502．．．透鏡

511．．．表層

513．．．資料層

610．．．光學讀寫頭

620．．．射頻放大器

630．．．數位信號處理器

632．．．偵測單元

635．．．比較器

636．．．去閃爍電路

637．．．脈波計數器

640．．．馬達驅動器

本案得藉由下列圖式及說明，俾得一更深入之了解：

第一圖為一光碟機之功能方塊示意圖。

第二圖A與B所繪示為光學讀寫頭偵測DVD光碟片與CD光碟片時的信號示意圖。

第三圖A與B所繪示為習知區分藍光碟片與非藍光碟片的示意圖。

第四圖所繪示為球面相差示意圖。

第五圖所繪示為非藍光雷射照射於藍光碟片的示意圖。

第六圖A所繪示為本發明光碟片的區別裝置第一實施例。

第六圖B所繪示為載入藍光碟片時的信號示意圖。

第六圖C所繪示為載入非藍光碟片時的信號示意圖。

第七圖所繪示為本發明光碟片的區別方法。

第八圖A所繪示為本發明光碟片的區別裝置第二實施例。

第八圖B所繪示為載入藍光碟片時的信號示意圖。

第八圖C所繪示為載入非藍光碟片時的信號示意圖。

610．．．光學讀寫頭

620．．．射頻放大器

630．．．數位信號處理器

632．．．偵測單元

635．．．比較器

637．．．脈波計數器

640．．．馬達驅動器

Claims (11)

1. 一種光碟片的區別裝置，包括：一光學讀寫頭，具有複數個雷射與一透鏡，其中該光學讀寫頭係於一啟動程序時，點亮該些雷射中的一非藍光雷射照射於一光碟片上並產生一電信號；一數位信號處理器，輸出一驅動信號以使一馬達驅動器控制該透鏡於一聚焦方向移動；以及一射頻放大器，在該透鏡移動過程中接收該電信號並產生一第一信號；其中該數位信號處理器，包括一偵測單元，該偵測單元可根據該第一信號與一切割信號產生一脈波數目，並根據該脈波數目判斷該光碟片為一藍光碟片或者一非藍光碟片。
2. 如申請專利範圍1所述之裝置，其中該第一信號是一次光加總信號或者一射頻信號。
3. 如申請專利範圍1所述之裝置，其中該非藍光雷射是一DVD雷射或者一CD雷射，以及該非藍光碟片是一DVD光碟片或者一CD光碟片。
4. 如申請專利範圍1所述之裝置，其中該聚焦方向係該透鏡位置由遠離該光碟片的位置移動至接近該光碟片的位置，或者，由接近該光碟片的位置移動至遠離該光碟片的位置。
5. 如申請專利範圍1所述之裝置，其中該偵測單元包括：一比較器，該比較器的一正輸入端接收該第一信號，該比較器的一負輸入端接收該切割信號；以及一脈波計數器，連接至該比較器的一輸出端並可據以產生該脈波數目。
6. 如申請專利範圍1所述之裝置，其中該偵測單元包括：一比較器，該比較器的一正輸入端接收該第一信號，該比較器的一負輸入端接收該切割信號；一去閃爍電路，連接至該比較器的一輸出端並可據以去除該比較器的該輸出端上的一閃爍現象；以及一脈波計數器，連接至該去閃爍電路的一輸出端並可據以產生該脈波數目。
7. 一種光碟片的區別方法，運用於一光碟片載入一光碟機之後的一啟動程序，包括下列步驟：開啟一光學讀寫頭中的一非藍光雷射；控制該光學讀寫頭中的一透鏡往聚焦方向移動，並據以產生一第一信號；比較該第一信號與一切割信號後獲得一脈波數目；當該脈波數目為1時，確認該光碟片為一藍光碟片；以及當該脈波數目不為1時，確認該光碟片為一非藍光碟片。
8. 如申請專利範圍7所述之方法，其中該第一信號是一次光加總信號或者一射頻信號。
9. 如申請專利範圍7所述之方法，其中該非藍光雷射是一DVD雷射或者一CD雷射，以及該非藍光碟片是一DVD光碟片或者一CD光碟片。
10. 如申請專利範圍7所述之方法，其中該聚焦方向係該透鏡位置由遠離該光碟片的位置移動至接近該光碟片的位置，或者，由接近該光碟片的位置移動至遠離該光碟片的位置。
11. 如申請專利範圍7所述之方法，其中於確認該光碟片為一非藍光碟片後，可再區分該非藍光碟片係為一DVD光碟片或者一CD光碟片。