聚焦搜索装置和方法 本申请要求在韩国知识产权局2002年11月7日提交的韩国专利申请第2002-68859号、2002年11月7日提交的韩国专利申请第2002-68860号和2002年11月9日提交的韩国专利申请第2002-69418号的优先权，在此通过引用将其公开内容整体并入。
【技术领域】
本发明涉及一种聚焦搜索装置、聚焦搜索方法和在光学系统中使用的聚焦搜索波形产生器，具体涉及一种聚焦搜索装置和方法，通过其，光拾取器件响应于从正弦波形产生器输出的信号而被移动到聚焦点，其后执行聚焦伺服。
背景技术
图1是原理性图解一般光学系统的聚焦伺服操作的方框图。参照图1，光拾取器件20读取被记录在光盘10上的数据。聚焦环路滤波器30接收从光拾取器件20输出的聚焦误差信号FE，并且响应于所述聚焦误差信号FE向安装在光拾取器件20中的传动器(未示出)输出用于聚焦伺服的聚焦输出驱动信号FOD。在此，LD和PD分别表示激光二极管和光电二极管。
图2示出了从图1所示的聚焦环路滤波器30输出的信号的波形。在此，信号是三角波。一般使用上/下计数器(未示出)产生三角波。
现在参照图1和2来说明传统的聚焦搜索和聚焦伺服。为了向光盘10记录信号或从光盘10重放信号，必须通过聚焦伺服控制光拾取器件20。
如果光拾取器件20靠近光盘10上的聚焦位置，则光拾取器件20可以产生S形聚焦误差信号FE。而且，如果光拾取器件20定位在与S形聚焦误差信号FE的最大值和最小值之间的范围所对应的范围内，光拾取器件20可以执行聚焦伺服。
因此，为了执行聚焦伺服，在聚焦伺服之前，光拾取器件20必须移动到其中可能执行聚焦伺服的范围内的位置。即，光拾取器件20必须移动到在与S形聚焦误差信号FE的最大值和最小值之间的范围对应的范围内的位置。这个操作被称为聚焦搜索。
例如，在图2的曲线地部分a中，光拾取器件20从光盘10向下移开。在部分b中，光拾取器件20向光盘10移动。在部分b中，光拾取器件20执行聚焦搜索并且随后从聚焦点、即其中聚焦误差信号FE是0的点执行聚焦伺服。因此，在聚焦点之后的、即如果聚焦搜索成功，此波形是用于使得光拾取器件20执行聚焦伺服的信号。
参照图1和图2，由于在传统的聚焦伺服中使用三角波，由于在执行聚焦搜索时由于电压的波动光拾取器件20的物镜发生振动。并且当S形聚焦误差信号FE的最大值和最小值的电压差很大而聚焦搜索的层级低时，难于稳定执行聚焦伺服。
例如，在部分b期间，光拾取器件20在聚焦搜索起始点(SSP)执行聚焦搜索。光拾取器件20还在聚焦点，即聚焦误差信号FE为0的点上执行聚焦伺服。因此，在聚焦点后的波形，即如果聚焦搜索成功或者在聚焦引入(pull-in)后，是用于使得光拾取器件20执行聚焦伺服的信号。
当执行聚焦搜索时，即在部分b中，光盘记录装置和/或光盘重放装置提取诸如关于激光盘(LD)、压缩盘(CD)和数字多用途盘(DVD)类型的数据的关于光盘10的数据或关于是否盘存在的数据。
然而，当执行聚焦搜索时，由于外部影响而发生聚焦失落(drop)的时候，聚焦搜索装置再次从开始执行聚焦搜索。
参照图2，在聚焦搜索装置再次执行聚焦搜索时，聚焦搜索装置从SSP开始聚焦搜索。因此，需要相当数量的时间来从开始执行聚焦搜索。而且，在使用三角波执行聚焦搜索时，如果聚焦搜索的速度提高，则光拾取器件20的物镜(未示出)发生振动，如果聚焦搜索的速度降低以避免光拾取器件20的振动，则在聚焦掉落之后的执行聚焦搜索需要大量的时间。
一般，光学系统，即光盘记录装置和/或光盘重放装置向诸如CD或DVD等的光盘(或光记录介质)记录数据或从其重放数据。
图3是传统的光盘重放装置的示意方框图。参照图3，光盘重放装置300包括光盘310、主轴电动机320、光拾取器件330、聚焦伺服340、寻道伺服350、主轴伺服360和控制器370。
光拾取器件330向光盘310照射激光束，并且按照从光盘310反射的激光束输出数据信号、聚焦误差信号和寻道误差信号。聚焦伺服340检测聚焦误差信号和响应于该]聚焦误差信号而在聚焦深度范围内驱动光拾取器件330的物镜(未示出)。寻道伺服350检测寻道误差信号，并且响应于寻道误差信号来追踪寻道道。(follow the track)
主轴伺服360控制旋转光盘310的主轴电动机320。控制器370控制聚焦伺服340、寻道伺服350、主轴伺服360的整体操作。
为了稳定地执行最佳寻道伺服和/或聚焦伺服，执行上述操作的光盘重放装置必须控制伺服系统、即寻道伺服和/或聚焦伺服的增益。
而且，考虑到压缩和轻巧的光盘重放器件的趋势，伺服系统和使用伺服系统的光盘重放装置必须轻和消耗小数量的功率。
【发明内容】
本发明也提供了一种用于控制伺服系统的环形增益的装置和方法，所述伺服系统包括用于光学系统中的寻道伺服和/或聚焦伺服以提高光学系统的稳定性。
本发明也提供了一种用于在光学系统中嵌入的伺服系统中的正弦波形产生器以实现轻巧和消耗小数量的功率的光学系统。
本发明也提供了一种能够减少在光学系统中聚焦掉落后进行聚焦所需要的时间的方法和装置。即，本发明也涉及一种用于如果应当在聚焦掉落后在此执行聚焦搜索则从自聚焦环形滤波器输出的低通滤波信号执行聚焦搜索的方法，并且涉及用于执行所述方法的聚焦搜索波形产生器。因此，本发明提供了一种聚焦搜索装置和一种方法，该方法用于在将光拾取器件移动到聚焦点之后按照从正弦波产生器输出的信号执行聚焦伺服以便执行稳定和平滑的聚焦搜索的方法。
按照本发明的一个方面，提供了一种聚焦搜索方法。响应于聚焦搜索命令而产生正弦波。响应于正弦波而使用光拾取器件来执行聚焦搜索。
按照本发明的另一个方面，也提供了一种聚焦搜索方法。产生正弦波。响应于正弦波的幅度来使用向光盘上升或从光盘下降的光拾取器件来执行聚焦搜索。
按照本发明的另一个方面，也提供了一种聚焦搜索方法。响应于由正弦波产生器产生的正弦波的幅度来使用向光盘上升或从光盘下降的光拾取器件来执行聚焦搜索。在成功地执行聚焦搜索之后，使用光拾取器件来执行聚焦伺服。
按照本发明的另一个方面，也提供了一种聚焦搜索装置，其包括正弦波产生器、开关和驱动器。所述正弦波产生器产生正弦波。所述开关响应于控制信号而选择性地输出从正弦波产生器输出的信号和滤波的聚焦误差信号之一。所述驱动器响应于从所述开关输出的信号而驱动光拾取器件。
按照本发明的另一个方面，也提供了一种聚焦搜索装置，包括正弦波产生器、聚焦环形滤波器、对焦条件检测器、开关和驱动器。正弦波产生器产生正弦波。聚焦环形滤波器接收和滤波聚焦误差信号，并且输出滤波的聚焦误差信号。对焦条件检测器接收聚焦OK信号和聚焦误差信号，检测对焦条件，并且输出对应于检测结果的控制信号。开关响应于控制信号而选择性地输出从正弦波产生器输出的信号和从聚焦环形滤波器输出的信号之一。驱动器响应于从开关输出的信号来驱动光拾取器件。
按照本发明的另一个方面，也提供了一种聚焦搜索方法。接收多个命令信号，并且检测对焦条件。如果未满足对焦条件，响应于由正弦波产生器产生的正弦波来使用光拾取器件执行聚焦搜索，而如果满足对焦条件，则响应于多个命令信号的至少一个来使用光拾取器件执行聚焦伺服。
按照本发明的另一个方面，也提供了一种聚焦搜索方法。接收、低通滤波和在对焦期间输出从聚焦环形滤波器输出的信号。在聚焦搜索期间相加用于聚焦搜索的波形和低通滤波的信号。在此，从低通滤波信号来开始聚焦搜索。
按照本发明的另一个方面，也提供了一种聚焦搜索方法。响应于在对焦期间从聚焦环形滤波器输出的信号来驱动光拾取器件。在此，从低通滤波的信号开始聚焦搜索。
按照本发明的另一个方面，也提供了一种聚焦搜索方法。响应于在对焦期间从聚焦环形滤波器输出的信号来驱动光拾取器件。如果在对焦之后发生聚焦掉落并且再次执行聚焦搜索，则使用光拾取器件在聚焦掉落发生之前立即从在对焦期间从聚焦环形滤波器输出的信号来执行聚焦搜索。
按照本发明的另一个方面，也提供了一种聚焦搜索方法。计算在对焦期间从聚焦环形滤波器输出的信号的平均值。如果在对焦之后发生聚焦掉落并且在此执行聚焦搜索，则产生聚焦搜索的波形，并且相加聚焦搜索的波形和所述平均值。根据平均值在预定的聚焦搜索范围内执行聚焦搜索。
按照本发明的另一个方面，也提供了一种聚焦搜索波形产生器，其包括滤波器、正弦波产生器、计数器、放大器和加法器。滤波器接收和低通滤波输入信号，并且输出低通滤波的信号。正弦波产生器在聚焦搜索期间产生正弦波。计数器连接到正弦波产生器，接收正弦波，计数正弦波的符号改变的点，并且输出计数的结果。放大器连接到正弦波产生器，接收正弦波和响应于从计数器输出的信号来控制正弦波的幅度。加法器接收和相加从滤波器输出的低通滤波的信号和从放大器输出的信号，并且输出相加的结果。
按照本发明的另一个方面，也提供了一种聚焦搜索波形产生器，包括滤波器、电平调节器、减法器、加法器、第一放大器、第二放大器、电平范围存储器、波形产生器和计数器。滤波器接收和滤波输入信号，并且输出低通滤波的信号。电平调节器输出预定电平的调节值。减法器接收从滤波器输出的低通滤波信号和电平调节值，并且从自滤波器输出的低通滤波信号减去电平调节值。加法器接收和相加从滤波器输出的低通滤波的信号和电平调节值。第一放大器连接到减法器和响应于计数信号而控制从减法器输出的信号的增益。第二放大器连接到加法器并且响应于计数信号而控制从加法器输出的信号的增益。电平范围存储器接收和存储从第一和第二放大器输出的信号。波形产生器产生在从电平范围存储器输出的信号的范围内摆动的三角波。计数器接收和比较从波形产生器输出的信号和从电平范围存储器输出的信号，并且输出对应于比较结果的计数信号。在此，从波形产生器输出的信号从自滤波器输出的低通滤波信号开始。
按照本发明的另一个方面，也提供了一种聚焦搜索方法。接收聚焦OK信号和确定聚焦OK信号的逻辑状态。根据确定结果来产生具有不同斜率用于聚焦搜索的波形。
按照本发明的另一个方面，也提供了一种聚焦搜索方法。接收聚焦OK信号。如果聚焦OK信号是逻辑“低”，则产生具有第一斜率的用于聚焦搜索的波形，如果聚焦OK信号是逻辑“高”，则产生具有第二斜率的波形。
按照本发明的另一个方面，也提供了一种用于控制伺服系统的环形增益的控制器。所述控制器包括正弦波产生器，第一加法器、环形滤波器、第二加法器、滤波器和相差检测器。正弦波产生器产生正弦波。第一加法器接收和相加误差信号和正弦波，并且输出相加结果。环形滤波器接收从第一加法器输出的信号，控制从第一加法器输出的信号的增益，并且输出其增益被控制的信号。第二加法器接收和相加误差信号和从第一加法器输出的信号，并且输出相加的结果。滤波器接收和滤波从第二加法器输出的信号。相差检测器接收正弦波和从滤波器输出的信号，将在正弦波和从滤波器输出的信号之间的相差和参考相位相比较，并且输出对应于比较结果的增益控制信号。在此，响应于增益控制信号而控制环形滤波器的增益。
按照本发明的另一个方面，也提供了一种正弦波产生器，其用于产生正弦波以控制伺服系统的环形增益。正弦波产生器包括第一乘法器、第二乘法器、第一加法器、第二加法器、第一延迟单元、第二延迟单元和第三乘法器。第一乘法器具有第一因子。第二乘法器具有第二因子。第一加法器接收和相加从第一乘法器输出的信号和从第二乘法器输出的信号。第二加法器接收和相加控制信号和从第一加法器输出的信号。第一延迟单元连接在第二加法器的输出节点和第一乘法器的输入节点之间，接收从第二加法器输出的信号，并且将从第二加法器输出的信号延迟预定的时间。第二延迟单元连接在第一乘法器的输入节点和第二乘法器的输入节点之间，接收第一乘法器的输入信号，并且将第一乘法器的输入信号延迟预定的时间。第三乘法器具有第三因子，接收从第二加法器输出的信号，并且输出正弦波。
按照本发明的另一个方面，也提供了一种用于控制伺服系统的增益的方法。接收和相加误差信号和从正弦波产生器输出的正弦波，将相加的结果作为第一信号输出。接收第一信号，控制第一信号的增益，并且输出其增益被控制的信号。接收和相加误差信号和第一信号，将相加结果作为第二信号输出。接收和滤波第二信号，将滤波的结果作为第三信号输出。接收正弦波和第三信号，将在正弦波和第三信号之间的相差与参考相位相比较，并且输出作为增益控制信号的比较结果。在此，响应于增益控制信号来控制第一信号的增益。
【附图说明】
通过在附图中所示的本发明的一个优选实施例的更具体的说明，本发明的上述和其他目的、特点和优点将会变得清楚，在附图中，在不同的视图中，同样的附图标号指的是同样的部分。所述附图未必要成比例，重点放在图解本发明的原理上。
图1是图解在一般的光学系统中的聚焦伺服的示意方框图。
图2图解了从图1所示的聚焦环形滤波器输出的信号的波形。
图3是传统的光盘重放装置的示意方框图。
图4是按照本发明的聚焦搜索装置的示意方框图。
图5图解了用于使用按照本发明的聚焦搜索装置和方法来执行聚焦搜索的搜索信号的波形。
图6是图4所示的正弦波产生器的示意方框图。
图7是图解使用按照本发明的聚焦搜索装置和方法来执行聚焦搜索的处理的流程图。
图8是具有按照本发明的一个实施例的聚焦搜索波形产生电路的聚焦搜索装置的示意方框图。
图9是图8所示的聚焦搜索波形产生电路的示意方框图。
图10图解了从图9所示的聚焦搜索波形产生电路输出的信号的波形。
图11图解了图8所示的开关输出的信号的波形。
图12是具有按照本发明的另一个实施例的聚焦搜索波形产生电路的聚焦搜索装置的示意方框图。
图13是图12所示的聚焦搜索波形产生电路的示意方框图。
图14图解了从图12所示的聚焦搜索波形产生电路输出的信号的波形。
图15图解了从图12所示的开关输出的信号的波形。
图16是按照本发明的一个实施例的用于伺服系统的环形增益控制器的示意方框图。
图17-19是图解图16所示的环形增益控制器的输入波形的图。
【具体实施方式】
图4是按照本发明的聚焦搜索装置的示意方框图。参照图4。聚焦搜索装置400包括放大器410、加法器420、聚焦环形滤波器430、正弦波产生器440、对焦条件检测器450、开关460、驱动器470和光拾取器件480。
放大器410接收和放大从光拾取器件480输出的聚焦误差信号FE，然后向加法器420输出放大的聚焦误差信号。加法器420向放大器410的输出信号加上偏移信号OFFSET或从放大器410的输出信号减去偏移信号OFFSET，并且向聚焦环形滤波器430和对焦条件检测器450输出信号OFE。在此，偏移信号OFFSET用于去除在聚焦误差信号FE中包含的偏移。
聚焦环形滤波器430接收和滤波从加法器420输出的信号OFE，然后向开关460输出滤波的信号。聚焦环形滤波器430可以是低通滤波器(LPF)，并且其增益NSK可以被外部装置控制。
正弦波产生器440产生正弦波OSIN并且向开关460输出正弦波OSIN。当执行聚焦搜索时，对焦条件检测器450接收聚焦OK信号FOK和从加法器420输出的信号OFE，检测预定的对焦条件，并且向开关460输出检测结果作为控制信号。
开关460响应于从对焦条件检测器450输出的控制信号而向驱动器470输出从正弦波产生器440输出的正弦波OSIN或从聚焦环形滤波器430输出的信号。
驱动器470接收从开关460发送的信号SFOD，并且向光拾取器件480的传动器(未示出)输出用于聚焦搜索或聚焦伺服的信号。光拾取器件480响应于从驱动器470输出的信号输出向光盘上升或从光盘下降的聚焦误差信号FE，即执行聚焦搜索。
图5图解了用于使用按照本发明的聚焦搜索装置和方法来执行聚焦搜索的信号的波形。即，图5示出了从开关460输出的信号。
参照图4和图5，按照本发明的聚焦搜索装置400响应于从正弦波产生器440输出的信号，即正弦波OSIN的幅度而执行聚焦搜索。
当执行聚焦搜索时，开关460响应于从对焦条件检测器450输出的控制信号来向驱动器470发送从正弦波产生器440输出的信号OSIN。
在已经成功地执行了聚焦搜索之后，开关460向驱动器470发送从聚焦环形滤波器输出的信号。在对焦点或如果聚焦搜索成功，从光拾取器件480输出的聚焦误差信号FE是0。因此，在已经成功地执行了聚焦搜索之后，光拾取器件480执行聚焦搜索以向光盘记录信号或从光盘重放信号。
因此，响应于当执行聚焦搜索时从正弦波产生器440输出的信号OSIN和响应于在聚焦搜索成功后从聚焦环形滤波器430输出的信号，驱动光拾取器件480。
图6是图4所示的正弦波产生器440的示意方框图。如图6所示，正弦波产生器440包括多个乘法器4401、4407、4409和4415、多个加法器4403和4405、多个延迟单元4411和4413。在此，Ki、Ka、Kb和Ko表示增益或比例因子。多个延迟单元4411和4413可以是D触发器。正弦波产生器440响应于脉冲信号IMP产生正弦波OSIN。正弦波OSIN的幅度或频率可以不同。
乘法器4401接收脉冲信号IMP，将脉冲信号IMP与预定的比例因子Ki相乘，并且向加法器4403发送相乘的结果的输出。加法器4403相加从乘法器4401输出的信号和从加法器4405输出的信号，并且向乘法器4415和延迟单元4411发送相加结果的输出。乘法器4415接收从加法器4403输出的信号，将所述信号乘以预定的增益Ko，并且基于相承结果向图4所示的开关460输出产生的正弦波OSIN。
延迟单元4411接收从加法器4403输出的信号，将所述信号延迟预定的时间，并且向加法器4407和延迟单元4413输出被延迟的信号。延迟单元4413接收从延迟单元4411输出的信号，将所述信号延迟预定的时间，并且向乘法器4409输出延迟的信号。乘法器4407将从延迟单元4411输出的信号乘以预定的常数Ka，并且向加法器4405输入相乘结果。乘法器4409将从延迟单元输出的信号乘以预定的常数Kb，并且向加法器4405输出相乘的结果。
现在说明图6所示的正弦波产生器440的理论背景。
首先，由方程1来给出用于二阶无线脉冲响应(IIR)滤波器的一般z变换方程。
H(z)=Y(z)X(z)=(b0+b1z-1+b2z-2)(1-a1z-1-a2z-2)----(1)]]>
其中，分母多项式表达式X(z)具有两个根，它们是二阶IIR滤波器的极点。
如果H(z)的极点是复数，则它们被方程2以极坐标表示。
P1＝rejθ
P2＝re-jθ＝P1* (1)
因此，分母多项式表达式X(z)被方程3以极坐标(r和θ)表示。
X(z)＝(1-P1z-1)(1-P2z-1)
＝(1-rejθz-1)(1-re-jθz-1)
(3)
＝1-(rejθ+re-jθ)z-1+r2z-2
＝1-(2rocosθ)z-1+r2z-2
方程1被转换为使用方程1的方程4。
H(z)=Y(z)X(z)=(b0+b1z-1+b2z-2)(1-a1z-1-a2z-2)]]>
=(b0+b1z-1+b2z-2)(1-rejθz-1)(1-re-jθz-1)]]>
=(b0+b1z-1+b2z-2)(1-2rcosθz-1+r2z-2)----(4)]]>
其中，两个反馈因子被方程5表示。
a1＝2rcosθ (5)
a2-r2
由方程6给出对应于方程1的差分方程式。
y(n)＝(2rcosθ)y[n-1]-r2y[n-2]+b0x[n]+b1x[n-1]+b2[n-2] (6)
方程1-6表示在正弦波产生器的所述极点和反馈因子之间的关系。例如，仅仅因子a1被转换为极点的改变角。然而，方程5仅仅在两个极点是共轭复数时是有效的。
为了获得连续的正弦波，由方程1表示的正弦波产生器440的极点必须在z平面中的单位圆上。即，r必须是1。在极点之间的角度精确地与正弦波的角频率一致。因此，在方程5中，a2可以被固定为-1，a1可以被适当地调整来控制正弦波产生器440的频率。
例如，由图6所示的正弦波产生器440产生的正弦波OSIN的频率被常数Ka调整，并且正弦波OSIN的幅度被增益Ko调整。在此，Ka＝2cosθ＝2cos(2π(ft/fs))，其中ft表示目标频率，fs表示采样频率。因此，预定的常数Ka可以改变。
图7是图解使用按照本发明的聚焦搜索装置和方法来执行聚焦搜索的处理的流程图。参照图4和7，在步骤610，聚焦搜索装置400按照聚焦搜索命令来开始聚焦搜索。在步骤620，正弦波产生器440产生正弦波OSIN，并且向开关460输出正弦波OSIN。在步骤630，对焦条件检测器450接收聚焦误差信号FE和聚焦OK信号FOK，检测预定的对焦条件，并且向开关460输出对应于检测结果的控制信号。即，如果聚焦搜索装置400不满足对焦条件，即聚焦搜索装置400未成功执行聚焦搜索，则开关460响应于从对焦条件检测器450输出的控制信号而向驱动器470发送从正弦波产生器440输出的正弦波OSIN。因此，在步骤640，驱动器470执行聚焦搜索，响应于从正弦波产生器440输出的正弦波OSIN而驱动光拾取器件480。
但是，如果对焦条件检测器450将对焦点检测为聚焦搜索的结果，则开关460响应于从对焦条件检测器450输出的控制信号而向驱动器470发送从聚焦环形滤波器430输出的信号。因此，在步骤650，驱动器470执行聚焦伺服，响应于从聚焦环形滤波器430输出的信号而驱动光拾取器件480。
如上所述，在按照本发明的聚焦搜索装置和方法中，使用了正弦波。因此，可以执行稳定和平滑的聚焦搜索。
图8是具有按照本发明的一个实施例的具有聚焦搜索波形产生器740的聚焦搜索装置700的方框图。参照图8，在光学系统中使用的聚焦搜索装置700包括放大器410、加法器420、聚焦环形滤波器430、聚焦搜索波形产生器740、对焦条件检测器450、开关750、驱动器470和光拾取器件480。
放大器410接收和放大从光拾取器件480输出的聚焦误差信号FE，然后向加法器420输出放大结果。在此，G表示放大器410的增益，它可以被控制。
加法器420向从放大器410输出的信号加上偏移信号OFFSET或从放大器410输出的信号减去偏移信号OFFSET，并且向聚焦环形滤波器430和对焦条件检测器450输出其偏移被调整的信号OFE。
聚焦环形滤波器430接收和滤波从加法器420输出的结果OFE，并且向开关750和聚焦搜索波形产生器740输出信号LPO。
聚焦搜索波形产生器740接收从聚焦环形滤波器430输出的信号LPO，在对焦期间低通滤波信号LPO，获得低通滤波信号、即从聚焦环形滤波器430输出的信号LPO的平均值，并且当执行聚焦搜索时向开关750输出信号AFOD，即平均值和具有预定幅度的正弦波的和。因此，在聚焦掉落之后，聚焦搜索的开始点是在聚焦掉落发生前的对焦点。
当执行聚焦搜索时，对焦条件检测器450接收聚焦OK信号FOK和从加法器420输出的信号OFE，检测预定的对焦条件，并且向开关750输出对应于检测结果的控制信号。
一般，对焦条件指的是一种情况，其中当聚焦OK信号FOK是逻辑高时，聚焦过零信号FZC从逻辑“高”状态向逻辑“低”状态转换。
而且，如果在对焦点控制聚焦搜索的速度，则聚焦引入率提高。即，如果当聚焦OK信号FOK是逻辑“低”时的聚焦搜索的速度快于当聚焦OK信号FOK是逻辑“高”时的聚焦搜索的速度，则聚焦引入率可以提高。
参照图1和8，当聚焦OK信号FOK是逻辑“低”时用于驱动光拾取器件20的速度快于当聚焦OK信号FOK是逻辑“高”时用于驱动光拾取器件20的速度。当聚焦OK信号FOK是逻辑“低”时，用于执行聚焦搜索的波形的斜率大于当聚焦OK信号FOK是逻辑“高”时用于执行聚焦搜索的波形的斜率。
开关750响应于从对焦条件检测器450输出的信号而选择性地输出从聚焦搜索波形产生器740输出的信号AFOD或从聚焦环形滤波器430输出的信号LPO。
开关750可以是乘法器，并且当执行聚焦搜索时，响应于对焦条件检测器450输出的信号向驱动器470发送从聚焦搜索波形产生器740输出的信号AFOD。在对焦之后，开关750也响应于从对焦条件检测器450输出的信号而输出从聚焦环形滤波器430输出的信号LPO。
驱动器470接收从开关750发送的信号SFOD，并且向光拾取器件480的传动器(未示出)输出用于执行聚焦搜索或聚焦伺服的信号。光拾取器件480响应于从驱动器470输出的信号输出聚焦误差信号FE，向光盘提升或从光盘下降，即执行聚焦搜索。
图9是图8所示的聚焦搜索波形产生电路的示意方框图。参照图9，聚焦搜索波形产生器740包括滤波器7410、正弦波产生器7420、放大器7430、计数器7440和加法器7450。
滤波器7410接收和滤波从聚焦环形滤波器430输出的信号LPO，并且向加法器7450输出滤波的信号LOUT。滤波器7410是低通滤波器，它在对焦期间获得从聚焦环形滤波器430输出的信号LPO的平均值LOUT。
因此，在对焦期间，滤波器7410通过集成从聚焦环形滤波器430输出的信号LPO来计算平均值LOUT，并且在聚焦搜索期间，保持平均值LOUT。因此，在聚焦搜索成功之后，发生聚焦掉落，并且如果聚焦搜索重新开始，则从滤波器7410输出的信号变为聚焦搜索的开始点。
因此，由于聚焦搜索装置从刚好在发生聚焦掉落之前的点重新开始聚焦搜索，因此，即使聚焦搜索的范围窄聚焦搜索装置也]可以迅速地搜索对焦点。因而，聚焦搜索装置可以迅速地恢复焦点。
滤波器7410包括第一放大器7411、加法器7413、延迟单元7415和第二放大器7417。第一放大器7411的增益是Ko，并且第二放大器7417的增益是K1。第一放大器7411接收和放大从聚焦环形滤波器430输出的信号LPO，并且向加法器7413输出放大结果。
加法器7413接收和相加从第一放大器7411输出的信号和从第二放大器7417输出的信号，并且向延迟单元7415和加法器7450输出相加结果。延迟单元7415接收从加法器7413输出的信号LOUT，将信号LOUT延迟预定的时间，并且向第二放大器7417输出延迟的信号。延迟单元7415可以是D触发器。
仅仅在聚焦搜索期间，正弦波产生器7420响应于预定的脉冲信号而产生具有预定幅度和频率的正弦波，并且向放大器7430和计数器7440输出正弦波。
计数器7440对执行聚焦搜索的次数计数，并且向放大器7430输出计数的结果。在此，执行聚焦搜索的次数可以由外部装置预先设置或控制。
放大器7430的增益GN响应于从计数器7440输出的信号而被控制。最好放大器7430的增益GN一般小于1，并且与执行聚焦搜索的次数成比例地增加。因此，放大器7430的增益GN确定正弦波的幅度。
在聚焦搜索期间，加法器7450接收和相加从滤波器7410输出的信号LOUT和从放大器7430输出的信号，并且向开关750输出信号AFOD。
图10图解了从聚焦搜索波形产生器740输出的信号的波形。参照图9和10，计数器7440对在聚焦搜索期间正弦波的符号改变的点CP1、CP2、CP3、CP4和CP5的数量计数。由计数器7440计数的点的数量可以由外部控制器(未示出)确定。
在聚焦搜索范围内未成功地执行聚焦搜索的情况下，聚焦搜索、即正弦波的幅度的范围逐渐提高。
图11图解了图8所示的开关750输出的信号的波形。由于聚焦搜索成功后尔发生聚焦掉落，聚焦搜索要重新开始的情况下将根据图8到图11进行详细说明。
在计数器7440中设置执行聚焦搜索的次数。执行聚焦搜索的次数可以被用户设置或可以由聚焦搜索装置700的制造公司设置为默认值。
如果聚焦搜索成功，则光拾取器件480响应于从聚焦环形滤波器430输出的信号而被驱动。即，聚焦搜索波形产生器740接收和的低通滤波从聚焦环形滤波器430输出的信号LPO，并且向开关750输出信号AFOD。因此，光拾取器件480响应于信号AFOD而被实质上驱动。
但是，如果发生聚焦掉落，则聚焦搜索装置700再次执行聚焦搜索。因此，开关750响应于从对焦条件检测器450输出的信号而向驱动器470发送从聚焦搜索波形产生器740输出的信号AFOD。
在聚焦搜索期间，正弦波产生器7420产生正弦波和响应于预定的脉冲信号而向计数器7440和放大器7430输出正弦波。放大器7430响应于从计数器7440输出的信号而控制从正弦波产生器7420输出的正弦波的幅度。
计数器7440接收从正弦波产生器7420输出的正弦波，对正弦波的符号改变的点的数量计数，并且向放大器7430输出所计数的点的数量。放大器7430响应于从计数器7440输出的信号而提高增益GN。
例如，如果直到点CP1未执行聚焦搜索，在点CP1和CP2之间执行聚焦搜索。如果在点CP1和CP2之间的范围内成功地执行聚焦搜索，则聚焦搜索波形产生器740接收和滤波从聚焦环形滤波器430输出的信号LPO，并且向开关750输出信号AFOD。在此，复位计数器7440。如果成功地执行聚焦搜索，复位计数器7440。
在再次发生聚焦掉落并且因此重新开始聚焦搜索的情况下，正弦波产生器7420再次产生正弦波，并且计数器7440对正弦波的符号改变的点的数量计数，并且向放大器7430输出计数的点的数量。放大器7430响应于从计数器7440输出的信号而提高增益GN。
加法器7450相加从滤波器7410输出的信号LOUT和从放大器7430输出的信号，并且向开关750输出信号AFOD。
驱动器470接收从开关750发送的信号SFOD，并且向光拾取器件480的传动器输出用于执行聚焦搜索或聚焦伺服的信号。光拾取器件480响应于从驱动器470输出的信号输出聚焦误差信号FE，向光盘提升或从光盘下降，即执行聚焦搜索。
在这种情况下，从刚好在聚焦掉落出现之前的点、即从自滤波器7410输出的信号LOUT执行聚焦搜索。
图12是具有按照本发明的另一个实施例的聚焦搜索波形产生器的聚焦搜索装置的示意方框图。
图12所示的聚焦搜索装置800的结构与图8所示的聚焦搜索装置700的结构相同，除了聚焦搜索波形产生器840的结构和操作之外。因此，在此不重复在两个附图中的类似元件的说明。
聚焦搜索波形产生器840接收从聚焦环形滤波器430输出的信号LPO和从开关750输出的信号SFOD。在对焦期间，聚焦搜索波形产生器840接收和滤波从聚焦环形滤波器430输出的信号LPO，并且向开关750输出信号LOUT。如果在聚焦掉落之后执行聚焦搜索，则聚焦搜索波形产生器840相加从图13所示的滤波器7410输出的信号、即通过集成从聚焦环形滤波器430输出的信号LPO而获得的平均值和具有预定范围的三角波，并且向开关750输出信号AFOD。
图13是图12所示的聚焦搜索波形产生器840的示意方框图。聚焦搜索波形产生器840包括滤波器7410、电平调整器8420、减法器8430、加法器8440、计数器8450、第一放大器8460、第二放大器8470、电平范围存储器8480和波形产生器8490。
滤波器7410滤波从图12所示的聚焦环形滤波器430输出的信号LPO，并且向减法器8430和加法器8440输出信号LOUT。滤波器7410接收从聚焦环形滤波器430输出的信号LPO，通过集成从聚焦环形滤波器430输出的信号LPO而计算平均值，并且在聚焦搜索期间向减法器8430和加法器8440输出平均值LOUT。图8所示的滤波器7410的结构与图9所示的滤波器7410的结构相同。
在聚焦搜索期间调整聚焦搜索的范围的电平调整器8420向减法器8430和加法器8440输出预定值，这个值可以被控制。
减法器8430接收从滤波器7410输出的信号LOUT和从电平调整器8420输出的信号，从自滤波器7410输出的信号LOUT减去从电平调整器8420输出的信号，并且向第一放大器8460输出相减结果。即，减法器8430计算聚焦搜索的范围的下限。
加法器8440接收和相加从滤波器7410输出的信号LOUT和从电平调整器8420输出的信号，并且向第二放大器8470输出相加的结果。即，第二放大器8470计算聚焦搜索的范围的上限。
第一放大器8460控制从减法器8430输出的信号的增益XG，并且响应于从计数器8450输出的信号而向电平范围存储器8480输出其增益已经被控制的信号LMIN。第二放大器8470响应于从计数器8450输出的信号而控制从加法器8470输出的信号的增益XG，并且向电平范围存储器8480输出其增益已经被控制的信号LMAX。
电平范围存储器8480存储从第一和第二放大器8460、8470输出的信号LMIN和LMAX，并且向计数器8450和波形产生器8490输出信号LMIN和LMAX。
计数器8450接收和比较从图12所示的开关750输出的信号SFOD和从电平范围存储器8480输出的信号LMIN和LMAX，并且向第一放大器8460和第二放大器8470输出对应于比较结果的信号。
即，计数器8450比较从电平范围存储器8480输出的上限LMAX和从开关750输出的信号SFOD的上限，或者比较从电平范围存储器8480输出的下限LMIN和从开关750输出的信号SFOD的下限。如果上限LMAX与信号SFOD的上限相同或下限LMIN与信号SFOD的下限相同，则计数器8450输出上升计数的值。
因此，第一放大器8460和第二放大器8470的增益响应于从计数器8450输出的信号而提高。
波形产生器8490产生三角波AFOD，它在存储在电平范围存储器8480中的上限LMAX和下限LMIN之间的范围内摇摆，并且波形产生器8490向开关750输出三角波AFOD。
图14图解了从图12所示的聚焦搜索波形产生器840输出的信号的波形。参照图13和14，计数器8450计数三角波的顶点CP1到CP9的数量。即，三角波的顶点CP1到CP9是表示执行聚焦搜索的次数的计数点。如果未满足对焦条件，则三角波的范围逐渐提高。
图15图解了从图12所示的开关750输出的信号的波形。现在参照图12-15说明聚焦搜索装置800的操作。
在对焦期间，驱动器470接收从聚焦环形滤波器430输出的信号LPO，而光拾取器件480响应于从驱动器470输出的信号而重放记录在光盘上的数据。
但是，如果聚焦搜索装置800由于聚焦掉落而再次执行聚焦搜索，则聚焦搜索从刚好在发生聚焦掉落之前的点开始。
当执行聚焦搜索时，减法器8430从自滤波器7410输出的信号LOUT减去电平调整器8420输出的信号，并且向第一放大器8460输出相减的结果。而且，加法器8440相加从滤波器7410输出的信号LOUT和从电平调整器8420输出的信号，并且向第二放大器8470输出相加的结果。
第一放大器8460和第二放大器8470响应于从计数器8450输出的信号而控制增益XG，并且向电平范围存储器8480输出其增益已经被控制的信号LMIN和LMAX。
波形产生器8490从电平范围存储器8480接收上限LMAX和下限LMIN，并且从自滤波器7410输出的信号LOUT产生三角波AFOD。三角波AFOD在上限LMX和下限LMIN之间的范围内摆动。
计数器8450从电平范围存储器8480接收上限LMAX/下限LMIN和由波形产生器8490产生的三角波AFOD＝SFOD，并且比较上限LMAX/下限LMIN和三角波AFOD＝SFOD的上限/下限。如果上限LMAX/下限LMIN等于三角波AFOD＝SFOD的上限/下限，则计数器8450提高计数值。图14所示的顶点CP1、CP3、CP5、CP7和CP9是上限LMAX，顶点CP2、CP4、CP6、CP8是下限LMIN。
在成功地执行聚焦搜索后发生聚焦掉落，并且因此重新开始聚焦搜索的情况下，聚焦搜索的开始点是刚好在聚焦掉落发生、即刚好从滤波器7410输出的信号LOUT之前的对焦点。
因此，即使聚焦搜索的范围窄，聚焦搜索装置800也可以迅速地搜索对焦点。
而且，即使在对焦之后产生缺陷信号或抗震信号ATSC，按照本发明的的聚焦搜索方法也同样适用。当盘有划痕、手印或黑点时产生缺陷信号。所述缺陷信号由射频放大器输出的信号引起。而且，抗震信号ATSC用于使用寻道误差信号来检测来自外部的震动。
如上所述，在按照本发明的聚焦搜索方法中，当在聚焦掉落之后再次执行聚焦搜索时，聚焦搜索的开始点是在刚好发生聚焦掉落之前的对焦点。即使聚焦搜索的范围窄，也可以迅速地搜索对焦点。
因此，可以使用按照本发明的聚焦搜索方法来在经常从外部被震动的便携光学系统中迅速地搜索对焦点。因而可以迅速地恢复数据。
图16是按照本发明的一个实施例的伺服系统的环形增益控制器的示意方框图。图16所示的环形增益控制器900控制在光学系统中的寻道伺服的环形增益和/或聚焦伺服的环形增益。
环形增益控制器900包括放大器(或乘法器)910、多个加法器920、940和950、正弦波产生器440、带通滤波器(BPF)960、环形滤波器970和相差检测器980。图16所示的正弦波产生器440的结构和功能与图4和图6所示的正弦波产生器440的相同。
放大器910接收和放大从光拾取器件(未示出)输出的寻道误差信号TE或聚焦误差信号FE，并且向加法器920输出放大结果。在此，G，即放大器910的增益或乘法器的因子可以被用户控制。
加法器920接收从放大器910输出的信号和偏移信号OFFSET，以补偿从放大器910输出的信号的偏移，并且向加法器940和加法器950输出已经补偿其偏移的寻道误差信号或聚焦误差信号。正弦波产生器440产生具有预定频率和幅度的正弦波OSIN，并且向加法器940和相差检测器980输出正弦波OSIN。
加法器940接收和相加从正弦波产生器440输出的正弦波OSIN和从加法器920输出的信号，即已经补偿其偏移的寻道误差信号或聚焦误差信号，并且向加法器950和环形滤波器970输出相加的结果。
环形滤波器970接收从加法器940输出的信号，控制从加法器940输出的信号的增益NSK，并且向驱动器(未示出)输出其增益已经被控制的寻道误差信号或聚焦误差信号FOD。驱动器响应于寻道误差信号或聚焦误差信号FOD而驱动光拾取器件(未示出)。
加法器950接收和相加从加法器920和940输出的信号，并且向BPF 960输出相加的结果。BPF 960接收和带通滤波从加法器950输出的信号，并且向相差检测器980输出已经被带通滤波的信号FSIN。
相差检测器980接收从正弦波产生器440输出的信号OSIN和从BPF 960输出的信号FSIN，比较在信号OSIN和FSIN之间的相差和参考相位，如90°或π/2，并且向环形滤波器970输出对应于比较结果的增益控制信号PER。
环形滤波器970降低或提高从第一加法器940输入到环形滤波器970的信号的增益，并且响应于增益控制信号PER而输出其增益已经被控制的寻道误差信号或聚焦误差信号FOD。最好，环形滤波器970是低通滤波器。
图17到19是图解图16所示的环形增益控制器900的输入波形的图。参照图16，相差检测器980接收从BPF 960输出的信号FSIN和从正弦波产生器器440输出的信号OSIN，比较在信号OSIN和FSIN之间的相差和参考相位，如90°，并且向环形滤波器970输出对应于比较结果的增益控制信号PER。然后，环形滤波器970响应于增益控制信号PER控制增益NSK。
例如，参照图16和17，如果在从BPF 960输出的信号FSIN和从正弦波产生器440输出的信号OSIN之间的相差是π/2，则环形滤波器970的增益NSK是1，即0dB。
参照图16和18，如果在从BPF 960输出的信号FSIN和从正弦波产生器440输出的信号OSIN之间的相差小于π/2，则环形滤波器970的增益NSK小于1。因此，环形滤波器970响应于增益控制信号PER而提高其增益NSK。
参照图16和19，如果在从BPF 960输出的信号FSIN和从正弦波产生器440输出的信号OSIN之间的相差大于π/2，则环形滤波器970的增益NSK大于1。因此，环形滤波器970响应于增益控制信号PER而降低其增益NSK。
即，相差检测器980比较在从BPF 960输出的信号FSIN和从正弦波产生器440输出的信号OSIN之间的相差和每个预定时间段的参考相位，并且向环形滤波器970输出对应于比较结果的增益控制信号PER。因此，环形滤波器970响应于增益控制信号PER而自动提高或降低其增益。
因此，具有按照本发明的环形增益控制器的寻道伺服或聚焦伺服的环形增益被自动控制。因而，具有寻道伺服或聚焦伺服的光学系统的稳定性提高。
虽然已经参照本发明的特定实施例具体示出和说明了本发明，本领域的技术人员会明白，在不脱离所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节上的各种改变。