专利名称：光盘片的厚度检测方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光盘片的厚度检测方法与装置，且特别涉及一种在光驱中检测光盘片各层之间厚度的方法与装置。
背景技术：
一般来说，光盘片中透明塑胶材料厚度为影响光驱系统中球面像差(spherical aberration)现象的主要因素，也是判断光盘片种类(如⑶、DVD、或BD)的重要参考依据。 如果可以正确检测出光盘片的透明塑胶材料厚度，即可准确地校正球面像差，或判断出光盘片种类。一般来说，光盘片的透明塑胶材料厚度即是光盘片的表面层(surface layer) 与记录层(data layer)之间的距离。请参照第1图，其所绘示为现有光驱系统中光盘片的透明塑胶材料厚度检测装置。所述装置100包括处理单元110、马达驱动器120、聚焦致动器(focus actuator) 125, 物镜130、光感测器140及前置放大器150。其中，处理单元110可为一个数字信号处理器 (DSP)，其可输出一个聚焦控制输出信号(focus control output signal，FC0)至马达驱动器120，使得马达驱动器120输出一个聚焦马达输出信号(focus motor output signal, FM0)至聚焦致动器125。而聚焦致动器125即根据聚焦马达输出信号FMO来产生一个施力 (force, F)来移动物镜130。因此，通过移动的物镜130将光盘片反射回来的光束(Beam， B)送至光感测器140即可检测出光强度的变化，当聚焦光点移动至表层或数据层时，会相对应的产生多个光信号(photo signal, PS)至前置放大器150，并且合成一个光束强度信号BS以及聚焦误差信号FE至处理单元110。一般来说，光盘片的透明塑胶材料厚度检测流程是利用处理单元110输出递增的聚焦控制信号FC0，所述聚焦控制信号FCO经由马达驱动器120放大后成为聚焦马达输出信号FM0，使得聚焦致动器125控制物镜130往光盘片的方向移动。请参照图2，其所绘示为现有检测光盘片的透明塑胶材料厚度时的相关信号示意图。当物镜130上升时激光束的焦点会依序经过光盘片的表面层使得光束强度信号BS产生振幅较小的第一峰值(或可称为表面信号)，当物镜继续向上升焦点到达记录层时，光束强度信号BS会出现振幅较大的第二峰值(或可称记录层信号)，而计算此两峰值经过的时间T，即可换算出光盘片表面层与数据层之间的厚度。或者，当物镜130上升时激光束的焦点会依序经过光盘片的表面层使得聚焦误差信号FE产生第一 S曲线(s curve)，当物镜继续向上升焦点到达记录层时，聚焦误差信号 (FE)产生第二 S曲线，计算此两S曲线经过零交越点(zero crossing point)之间的时间 T，也可换算出光盘片的透明塑胶材料厚度。也就是说，根据控制单元100输出的聚焦控制输出信号FCO乘上马达驱动器120 的增益(gain)即可获得聚焦马达输出信号FM0，并据以推导出物镜移动的速度(ν)。因此， 即可轻易地计算出光盘片的透明塑胶材料厚度Ad = VXT0然而，由于在量产上马达驱动器120与聚焦致动器125的增益容易产生变化。也就是说，在不同的光驱中，虽然针对马达驱动器120设定相同的增益，然而马达驱动器120 实际输出的聚焦马达输出信号FMO会不相同。因此，计算出光盘片的透明塑胶材料厚度Ad 会有很大的误差，造成厚度误判的情况发生。举例来说，若光盘片的透明塑胶材料厚度检测装置100中，由于马达驱动器120或聚焦致动器125因制造上质量问题而造成其增益不一致，则所检测出来的光盘片的透明塑胶材料厚度就无法采信。请参照图3，其所绘示为马达驱动器150增益变化时的信号示意图。在相异的两个光驱中输出相同的聚焦控制输出信号FCO以及设定相同的增益，因此两光驱推导出透镜的速度都为ν。但是由于马达驱动器120与聚焦致动器125的增益产生变化，将造成聚焦马达输出信号FMO不相同。如图3所示，针对相同的光盘片，实际上第一光驱的增益小于第二光驱的增益，将造成第一光驱的聚焦马达输出信号FMOl的斜率小于第二光驱的聚焦马达输出信号FM02。因此，第一光驱根据实线的第一光束强度信号BSl得知经过两峰值的时间为Tl，而第二光驱根据虚线的第二光束强度信号BS2得知经过两峰值的时间为T2，且Tl > T2。所以第一光驱计算出光盘片的透明塑胶材料厚度Adl =VXTl将会大于第二光驱计算出光盘片的透明塑胶材料厚度Ad2 = VXT2。而两光驱计算出来的误差将可到达20%， 最高更可达到50%。当然，如果是利用聚焦误差信号FE来检测光盘片的透明塑胶材料厚度，也会产生不相同的结果，因此不再赘述。由上述说明可知，现有的光盘片的透明塑胶材料厚度检测方法，运用于具有变化马达增益的光驱时将会得到不同的光盘片的透明塑胶材料厚度。

发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种光驱中检测光盘片各层之间厚度的方法与装置，其利用已知的S曲线可检测范围Ds来准确的测量光盘片两个层之间的厚度，并且完全忽略马达驱动器与聚焦致动器增益的变化。因此，本发明提出一种光盘片的厚度检测方法，包括开启一个激光束并移动一个物镜以产生一个光束强度信号以及一个聚焦误差信号；利用所述光束强度信号或者所述聚焦误差信号来获得所述激光束的一个焦点经过一个光盘片的第一层与第二层之间所花费的第一时间；检测所述聚焦误差信号中的一个S曲线产生两峰值所需的第二时间；以及根据已知的一个S曲线可检测范围、所述第一时间、与所述第二时间，获得所述第一层与所述第二层之间的厚度为所述S曲线可检测范围乘以所述第一时间并除以所述第二时间。因此，本发明还提出一种光盘片的厚度检测装置，包括处理单元，输出一个聚焦控制输出信号；马达驱动器，电性连接至所述处理单元，接收所述聚焦控制输出信号并产生一个聚焦马达输出信号；聚焦致动器，电性连接至所述马达驱动器，接收所述聚焦马达输出信号并来产生一个施力；物镜，连接至所述聚焦致动器，根据所述施力来移动；光感测器， 根据移动的所述物镜接收一个光盘片反射回来的一个激光束，并相对应的产生多个光信号；前置放大器，电性连接至所述光感测器，接收所述多个光信号并合成一个光束强度信号以及一个聚焦误差信号并输出至所述处理单元；其中，所述处理单元是利用所述光束强度信号或者所述聚焦误差信号来获得所述激光束的一个焦点经过所述光盘片的一个第一层与一个第二层之间所花费的第一时间，并且检测所述聚焦误差信号中的一个S曲线产生两峰值所需的第二时间；以及，根据已知的一个S曲线可检测范围、所述第一时间、与所述第二时间，获得所述第一层与所述第二层之间的厚度。综上所述，本发明判断光盘片的透明塑胶材料厚度或者任两层之间的厚度的方法与装置完全无关于马达驱动器与聚焦致动器的增益产生的变化，并且可准确获得光盘片的透明塑胶材料厚度。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举实施例，并配合附图，详细说明如下。


图1为现有光驱系统中光盘片的透明塑胶材料厚度检测装置的方框图。图2为现有检测光盘片的透明塑胶材料厚度时的相关信号示意图。图3为马达驱动器增益变化时的信号示意图。图4为S曲线可检测范围Ds示意图。图5为利用聚焦误差信号FE的S曲线来检测光盘片的透明塑胶材料厚度的信号示意图。图6为本发明光驱系统中光盘片的透明塑胶材料厚度检测装置的方框图。图7为本发明光盘片的透明塑胶材料厚度检测方法的流程图。图8为利用聚焦误差信号FE的S曲线来检测光盘片的两个记录层之间厚度的信号示意图。
图9为本发明光盘片两个记录层之间厚度的检测方法的流程图, 图10为本发明多层光盘片中任两层之间厚度的信号示意图。 上述附图中的附图标记说明如下 100厚度检测装置110处理单元
125聚焦致动器 140光感测器 200厚度检测装置
120马达驱动器 130物镜 150前置放大器 210处理单元
214时间信号长度检测单元 218厚度计算单元 225聚焦致动器 240光感测器
212控制单元 216存储器 220马达驱动器 230物镜 250前置放大器
具体实施例方式
—般来说，当光驱的光学读写头出厂时，其制造商会在规格书中定义一个S曲线可检测范围(S-curve p-p value)DSo如图4所示，所谓S曲线可检测范围Ds为光学读写头制造商于出厂时测量透镜产生聚焦误差信号FE的S曲线时，其最高峰与最低峰之间代表的移动距离，例如14μπι。由于S曲线可检测范围Ds的数值非常的准确不易产生变化。因此，本发明的实施例即利用此特性来准确的测量光盘片的透明塑胶材料厚度。而本发明判断光盘片的透明塑胶材料厚度的方法与装置，将可完全不受马达驱动器与聚焦致动器的增益产生的变化的影响，并且可准确的获得光盘片的透明塑胶材料厚度。请参照图5，其为利用聚焦误差信号FE的S曲线来检测光盘片的透明塑胶材料厚度的信号示意图。当物镜230上升时激光束的焦点会依序经过光盘片的表面层使得光束强度信号BS产生第一峰值(或可称为表面信号)，当物镜继续向上升焦点到达记录层时，光束强度信号BS会出现第二峰值(或可称记录层信号)，并计算此两峰值经过的时间Tc。或者，当物镜230上升时激光束的焦点会依序经过光盘片的表面使得聚焦误差信号FE产生第一 S曲线，当物镜继续上升焦点到达记录层时，聚焦误差信号FE产生第二 S曲线，计算此两 S曲线经过零交越点之间的时间也可以获得Tc。根据本发明的实施例，本发明必须检测聚焦误差信号FE中任一 S曲线产生两峰值所需的时间Ts。很明显地，不论透镜的移动速度为何，光盘片的透明塑胶材料厚度△(!与S 曲线可检测范围Ds之间的比例会相同于Tc与Ts的比例。也即，(Ad/Ds) = (Tc/Ts)。由于 S曲线可检测范围Ds、Tc、Ts都为已知，光盘片的透明塑胶材料厚度为Ad= (Tc/Ts) XDs0请参照图6，其为本发明光驱系统中光盘片的透明塑胶材料厚度检测装置的方框图。所述装置200包括处理单元210、马达驱动器220、聚焦致动器225、物镜230、光感测器240及前置放大器250。其中，处理单元210可为数字信号处理器，还包括控制单元212、 时间信号长度检测单元214、存储器216、厚度计算单元218。再者，处理单元210中的控制单元212可输出一个聚焦控制输出信号FCO至马达驱动器220，使得马达驱动器220输出一个聚焦马达输出信号FMO至聚焦致动器225。而聚焦致动器225即根据聚焦马达输出信号FMO来产生一个施力F来移动物镜230。因此，通过移动的物镜230将光盘片反射回来的光束B送至光感测器240即可检测出光强度的变化， 并相对应的产生多个光信号PS至前置放大器250，并且合成一个光束强度信号BS以及聚焦误差信号FE至处理单元210。由于光学读写头出厂时，制造商在规格书中已经定义一个S曲线可检测范围Ds， 因此研发人员可将S曲线可检测范围Ds先行记录于存储器中216。再者，时间信号长度检测单元214接收光束强度信号BS以及聚焦误差信号FE，并且利用光束强度信号BS或者聚焦误差信号FE来获得激光束焦点经过光盘片表面层与记录层之间所花费的时间Tc。再者， 时间信号长度检测单元214更进一步检测聚焦误差信号FE中任一 S曲线产生两峰值所需的时间Ts。厚度计算单元218接收存储器216输出的S曲线可检测范围Ds以及时间信号长度检测单元214输出的Tc与Ts。接着即可获得光盘片的透明塑胶材料厚度为Ad= (Tc/ Ts)XDs。并且将光盘片的透明塑胶材料厚度Ad传递至控制单元212进行后续的运作，例如进行球面像差补偿或者光盘片的判断。请参照图7，其所绘示为本发明光盘片的透明塑胶材料厚度检测方法的流程图。首先，开启激光束并移动物镜以产生光束强度信号BS以及聚焦误差信号冊(步骤S710)。接着，利用光束强度信号BS或者聚焦误差信号FE来获得激光束焦点经过光盘片表面层与记录层之间所花费的时间Tc (步骤S720)。接着，检测聚焦误差信号FE中任一 S曲线产生两峰值所需的时间Ts (步骤S730)。最后，根据已知的S曲线可检测范围Ds、Tc与Ts来获得光盘片的透明塑胶材料厚度为(Tc/Ts) XDs (步骤S740)。
由上述的描述可知，本发明利用已知的S曲线可检测范围Ds来准确的测量光盘片的透明塑胶材料厚度，并且本发明判断光盘片的透明塑胶材料厚度的方法与装置，完全无关于马达驱动器与聚焦致动器的增益产生的变化，并且可准确的获得光盘片的透明塑胶材料厚度。运用相同的装置，本发明除了可以运用于检测光盘片的透明塑胶材料厚度之外， 更可以用来检测双层光盘片的两个记录层之间厚度。请参照图8，其所绘示利用聚焦误差信号FE的S曲线来检测光盘片的两个记录层之间厚度的信号示意图。当物镜230上升时激光束的焦点会依序经过光盘片的表面使得光束强度信号BS产生第一峰值(或可称为表面信号)，当物镜继续向上升焦点到达第一记录层时，光束强度信号BS会出现第二峰值(或可称第一记录层信号)，当物镜继续向上升焦点到达第二记录层时，光束强度信号BS会出现第三峰值(或可称第二记录层信号)，并计算此第二峰值与第三峰值经过的时间Td。或者，当物镜230上升时激光束的焦点会依序经过光盘片的表面层使得聚焦误差信号FE产生第一 S曲线，当物镜继续上升焦点到达第一记录层时，聚焦误差信号FE产生第二 S曲线，当物镜继续上升焦点到达第二记录层时，聚焦误差信号FE产生第三S曲线，计算第二 S曲线与第三S曲线经过零交越点之间的时间也可以获得 TcL根据本发明的实施例，本发明必须检测聚焦误差信号FE中任一 S曲线产生两峰值所需的时间Ts。很明显地，不论透镜的移动速度为何，或马达增益如何变化，光盘片的两个记录层之间厚度d与S曲线可检测范围Ds之间的比例会相同于Td与Ts的比例。也即，(d/ Ds) = (Td/Ts)。由于S曲线可检测范围Ds、Td、Ts都为已知，光盘片两层数据层间厚度d =(Td/Ts) XDs0请参照图9，其为本发明光盘片两个记录层之间厚度的检测方法的流程图。首先， 开启激光束并移动物镜以产生光束强度信号BS以及聚焦误差信号FE(步骤S910)。接着， 利用光束强度信号BS或者聚焦误差信号FE来获得激光束焦点经过光盘片第一记录层与第二记录层所花费的时间Td(步骤S920)。接着，检测聚焦误差信号FE中任一 S曲线产生两峰值所需的时间Ts(步骤S930)。最后，根据已知的S曲线可检测范围Ds、Td与Ts来获得光盘片两个记录层之间厚度为(Td/Ts) XDs (步骤S940)。由上述的描述可知，本发明利用已知的S曲线可检测范围Ds来准确测量光盘片两记录层之间厚度。当然，利用本发明更可以用来计算多层光盘片之间的任意两层之间的厚度。请参照图10，其所绘示为多层光盘片的信号示意图。以四层光盘片为例，当物镜 230上升时，由光束强度信号BS与聚焦误差信号FE可知激光束的焦点依序经过光盘片的表面、第一记录层、第二记录层、第三记录层、第四记录层。因此，时间信号长度检测单元214 可获得焦点经过表面层与第一记录层之间的时间为Tc，焦点经过第一记录层与第二记录层之间的时间为Tdl，焦点经过第二记录层与第三记录层之间的时间为Td2，焦点经过第三记录层与第四记录层之间的时间为Td3。当然，如果多层光盘片还有更多的记录层，时间信号长度检测单元214也可以获得更多不同层之间的时间。由于时间信号长度检测单元214也会检测焦误差信号FE中任一 S曲线产生两峰值所需的时间Ts。因此，厚度计算单元218即可计算任两层之间的距离，举例来说，第一记录层与第四记录层之间的距离d，= [(Tdl+Td2+Td3)/Ts]XDs。由以上的描述可知，本发明判断光盘片的透明塑胶材料厚度或者任两层之间的厚度的方法与装置完全无关于马达驱动器与聚焦致动器的增益产生的变化，并且可准确获得光盘片的透明塑胶材料厚度。以上所述，仅是本发明的实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本技术领域普通技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种光盘片的厚度检测方法，包括开启一个激光束并移动一个物镜以产生一个光束强度信号以及一个聚焦误差信号； 利用所述光束强度信号或者所述聚焦误差信号来获得所述激光束的一个焦点经过一个光盘片的一个第一层与一个第二层之间所花费的第一时间；检测所述聚焦误差信号中的一个S曲线产生两峰值所需的第二时间；以及根据已知的一个S曲线可检测范围、所述第一时间、与所述第二时间，获得所述第一层与所述第二层之间的厚度为所述S曲线可检测范围乘以所述第一时间并除以所述第二时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于当所述第一层为所述光盘片的一个表面层，所述第二层为所述光盘片的一个第一记录层。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于当所述第一层为所述光盘片的一个第一记录层，所述第二层为所述光盘片的一个第二记录层。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述光盘片为一个多层光盘片，且所述第一层与所述第二层为所述多层光盘片中的任意两记录层。
5.一种光盘片的厚度检测装置，包括 处理单元，输出一个聚焦控制输出信号；马达驱动器，电性连接至所述处理单元，接收所述聚焦控制输出信号并产生一个聚焦马达输出信号；聚焦致动器，电性连接至所述马达驱动器，接收所述聚焦马达输出信号并来产生一个施力；物镜，连接至所述聚焦致动器，根据所述施力来移动；光感测器，根据移动的所述物镜接收一个光盘片反射回来的激光束，并相对应地产生多个光信号；前置放大器，电性连接至所述光感测器，接收所述多个光信号并合成一个光束强度信号以及一个聚焦误差信号并输出至所述处理单元；其中，所述处理单元利用所述光束强度信号或者所述聚焦误差信号来获得所述激光束的一个焦点经过所述光盘片的第一层与第二层之间所花费的第一时间，并且检测所述聚焦误差信号中的一个S曲线产生两峰值所需的第二时间；以及，根据已知的一个S曲线可检测范围、所述第一时间、与所述第二时间，获得所述第一层与所述第二层之间的厚度。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于所述处理单元包括 控制单元，输出所述聚焦控制输出信号；时间信号长度检测单元，接收并利用所述光束强度信号或者所述聚焦误差信号来获得所述激光束的所述焦点经过所述光盘片的所述第一层与所述第二层之间所花费的所述第一时间，并且检测所述聚焦误差信号中的所述S曲线产生两峰值所需的所述第二时间； 存储器，储存所述S曲线可检测范围；以及厚度计算单元，电性连接至所述存储器与所述时间信号长度检测单元，接收所述S曲线可检测范围、所述第一时间、与所述第二时间，并计算所述第一层与所述第二层之间的厚度为所述S曲线可检测范围乘以所述第一时间并除以所述第二时间。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于所述控制单元接收所述第一层与所述第二层之间的厚度并进行球面像差补偿或者所述光盘片的一个判断动作。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于当所述第一层为所述光盘片的一个表面层，所述第二层为所述光盘片的一个第一记录层。
9.根据权利要求5所述的装置，其特征在于当所述第一层为所述光盘片的一个第一记录层，所述第二层为所述光盘片的一个第二记录层。
10.根据权利要求5所述的装置，其特征在于所述光盘片为一个多层光盘片，且所述第一层与所述第二层为所述多层光盘片中的任意两记录层。
全文摘要
本发明提出一种于光驱中检测光盘片各层厚度的方法与装置。此方法包括下列步骤开启一个激光束并移动一个物镜以产生一个光束强度信号以及一个聚焦误差信号；利用所述光束强度信号或者所述聚焦误差信号来获得所述激光束的一个焦点经过一个光盘片的第一层与第二层之间所花费的第一时间检测所述聚焦误差信号中的一个S曲线产生两个峰值所需的第二时间；以及根据已知的一个S曲线可检测范围、所述第一时间、与所述第二时间，获得所述第一层与所述第二层之间的厚度为所述S曲线可检测范围乘以所述第一时间并除以所述第二时间。本发明的方法与装置完全无关于马达驱动器与聚焦致动器的增益产生的变化，并且可准确获得光盘片的透明塑胶材料厚度。
文档编号G01B11/06GK102401634SQ201010284469
公开日2012年4月4日 申请日期2010年9月14日 优先权日2010年9月14日
发明者冯文俊, 林至信 申请人:凌阳科技股份有限公司