CN1092379C - 具有找道控制系统的光存储装置 - Google Patents

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Abstract

一个低速镜头锁定控制部件从低速找道方式中得到的定道误差信号的偏移中检测物镜的光轴偏移量，并驱动托架驱动器，以便设定物镜的光轴偏离为零，一个高速镜头锁定控制部件从高速找道方式中得到的定道误差信号的偏移中，检测物镜的光轴偏移量，并驱动镜头致动器，以便设定物镜的光轴偏离为零。

Description

具有找道控制系统的光存储装置
技术领域
本发明涉及一种光存储装置，用以通过光学方法对如盒式磁光盘(MO)之类的可更换介质进行信息记录和读取，特别涉及这种光存储装置用电学方法代替镜头位置传感器从而实现装置的薄型化。
背景技术
作为存储介质的光盘已受到人们的关注，它是近年来蓬勃发展的多媒体的核心，例如就3.5英寸的MO盘盒来看，已提供有128MB，230MB的MO盘盒等等，使用这种MO盘盒的光盘驱动器已成为桌上个人计算机的外存储装置，而且，近几年，在日渐普及并具有杰出的可携带性的笔记本型个人计算机中，其使用也有强列的要求，因此，为了把光盘驱动器作为标准外部存储装置，必须实现小型化及薄型的结构，例如，目前安装在桌上型个人计算机中的HDD或FDD的高度大约等于17mm，因此需要把光盘驱动器也定在类似的高度上。
在光盘驱动器中，直线驱动型的拾取器机构以横切于介质上道的方向提供，拾取器机构由一个固定光学部件和一个装在用托架致动器(VCM)直线驱动的托架上的可移动光学部件构成，镜头致动器提供给可移动光学部件，镜头致动器具有相对复杂的机构，它需要二维的自由度，这样，把电流提供给定道线圈，物镜以横切道的方向移动，而把电流提供给聚焦线圈，物镜以垂直方向移动，因此，镜头致动器把电流提供给定道线圈，使物镜围绕它的中心位置向内或向外移动很微小的距离，而物镜的中心同固定光学部件的光束的光轴是一致的，通常安装镜头位置传感器，以便检测镜头的中间位置同镜头的光轴的偏移量，而且，为了确保光盘驱动器薄，需要简化拾取器的结构并减小高度方向的空间，如果取消提供给镜头致动器的镜头位置传感器，那么，光盘驱动器可进一步做薄，为此目的，本发明的发明者等人已提出一种光存储装置(日本专利申请号7-201229)，在这种装置中注意到一种现象，就是当镜头致动器从中间位置向内或向外移动时，出现在定道误差信号中的偏移可从介质上的反光中检测出，镜头位置信号就能在即使没有镜头位置传感器的情况下用电的方法检测出。
通常，就镜头位置信号而言，在VCM驱动的托架找道期间，当物镜从中间位置移动时，会产生光轴的偏移，为了防止这点，在VCM速度控制的同时，需要实现镜头锁定控制，以控制镜头致动器的位置，以便使物镜的光轴偏离为零，明确地说，为的是经常使镜头位置信号为零，这种控制通常称为双伺服控制，因为托架和镜头致动器同时被控制，按照这种从定道误差信号检测镜头位置信号的方法，用通过低通滤波器传送在找道期间获得的定道误差信号消除高频分量，得到一个其量值对应于镜头光轴偏离及其极性对应镜头光轴偏离方向的伪镜头位置信号，因此，即使在没有镜头位置传感器的情况下，镜头锁定控制能实现在找道时间内防止光轴的偏离。
把光束移到目标道的找道控制分成长找道和短找道，在长找道中，到目标道的道数例如超过50道，在短找道中，到目标道的道数小于50，在长找道中，首先，托架通过VCM速度控制高速的找道，当余下道数等于50时，控制方式转成用镜头致动器速度控制的低速找道，从而移动光束到目标道，当光束达到目标道时，控制方式转成位置控制，并且光束被牵引到道的中心。
在稳定以后，启动读或写操作，在找道期间，VCM和镜头致动器的速度控制是一种用来跟踪目标速度的控制，目标速度是按照到目标道的道数而设定的，并具有加速，恒速和减速的速度分布。反之，在短找道中，到目标道的道数小于50，从一开始就执行镜头致动器速度控制的低速找道，当光束到达目标道时，光速即被牵引到道中心。
然而，当没有提供镜头位置传感器，用低道滤波器传送定道误差信号得到一个伪镜头位置信号时，有下列一些问题。首先，在寻找期间，需要镜头锁定控制经常保持物镜的光轴偏离为零，当在找道期间，物镜引起光轴偏离时，从介质的反光中检测出定道误差信号中出现偏离，不便之处是，在过零点计数通过道的次数的检测不精确，且当光束被牵引到目标道上时，由于偏离，误差出现在光束位置上，并且要化费时间去进行牵引。因此，用VCM驱动的高速找道或用镜头致动器驱动的低速找道中任一种都相应地需要镜头锁定控制。而且，当提供通过低通滤波器的定道误差信号检测镜头位置时，由于定道误差信号起伏的频率，常常使光束加速或减速，这样出现不能从低通滤波器得到稳定的镜头位置信号的问题，因，只有恒速时间周期中，在定道误差信号的频率是恒定时，由低通滤波器得到的伪镜头位置信号是有效的，而在加速或减速的时间周期内，通过平滑加速或减速VCM，或对应于VCM加速或减速，提供给镜头致动器加速电流或减速电流，使用相等的加速和减速，使镜头致动器的运动最小，防止镜头出现光轴偏离。而且，由于在镜头锁定操作中所用加速和减速的加速电流和减速电流，同根据托架和镜头致动器设计值所确定的固定电流值的控制有关，在实际装置中，无法预测的外力，例如摩擦力，振动力之类的存在，像用在VCM的那些托架同样的加速和减速不能用到镜头致动器上，镜头的光轴偏离很可能出现。
在由镜头致动器驱动的低速找道时，镜头位置信号并不是在高速找道方式下的从定道误差信号检测镜头位置信号的低通滤波器中得到，在用VCM的托架驱动的高速找道时，定道误差信号的频率等于几十KHz或更高。另一方面在用镜头致动器驱动的低速找道时，定道误差信号的频率是低到10KHz或更低，而在低速找道方式下定道误差信号的传输好像通过了低通滤波器，致使镜头位置信号不能检测到，因此，在低速找道方式中，根据镜头致动器的加速和减速的电流提供给VCM，而不管镜头位置信号。并且如同镜头致动器同样的加速和减速被加到托架上，从而防止镜头的光轴偏移，而且，当无镜头位置信号时，镜头锁定控制根据托架和镜头致动器的设计值而决定的固定电流值而控制，当一个不能预测的外加力如摩擦力，振动力之类出现时，光轴的偏离很可能出现。
同样，就高速找道而论，在到达目标道位置以前，因为控制方式已转换成低速找道，即使根据托架和镜头致动器的设计值决定的固定电流值执行加速和减速，当不能预测的外加力如摩擦力，振动之类被加上时，如同镜头致动器那样的同样的加速和减速不能加到托架上，因此，由于镜头的光轴偏离出现定道误差信号的偏移，通过道的次数被错误计数，这样把光束牵引到目标道化费时间。
发明内容
本发明提供一种光存储装置，在该装置中，甚至在光束接近目标道的低速找道时期以及在高速找道时间，由定道误差信号得到的镜头位置信号及设定光轴偏离为零的镜头锁定控制都能合适地被执行。
首先，本发明的光存储装置包括一个镜头致动器及一个托架致动器(VCM)，镜头致动器用来移动物镜，以横切介质上道的方向向介质照射光束，托架致动器以横切介质上道的方向，移动装有镜头致动器的托架。与横切光束路径的方向位置对应的定道误差信号，根据从介质上发射光的光敏输出，由定道误差信号形成电路形成。找道控制具有低速找道部件和高速找道部件，低速找道部件依靠镜头致动器的驱动，低速移动光束到目标位置，高速找道部件依靠托架致动器的驱动，高速移动光束到目标位置。
根据本发明这种光存储装置，其中低速镜头锁定控制部件和高速镜头锁定控制部件是独立提供的，低速镜头锁定控制部件从在低速方式下得到的定道误差信号偏移中检测物镜光轴偏离的总量，并驱动托架致动器以便设定物镜的光轴偏离为零，高速镜头锁定控制部件从在高速方式下得到的定道误差信号偏移中检测物镜光轴偏离的总量，并驱动镜头致动器使物镜的光轴偏移设定为零，因此，镜头位置信号即使在低速找道期间，可从定道误差信号中间接地得到，在根据镜头位置信号跟踪镜头致动器运动的同时，托架致动器移动，以使镜头的光轴偏离设定为零，这样，即使不能被预测的摩擦力，外部的振动之类，经托架致动器的固定惯性补偿在低速找道期间可被应用，保持物镜的光轴偏离为零的镜头锁定控制能合适的被执行。由于定道误差信号没有偏移，以及过零点的检测，通过道的次数可正确计数，牵引到目标道能稳定，总的存取性能得到改进。
低速镜头锁定控制部件包括一个峰值检测部件和一个偏移计算部件，峰值检测部件用来检测定道误差信号的每一周期中正峰值和负峰值，偏移计算部件用来计算正峰值和负峰值之间差的1/2作为偏移量，从而检出伪位置检测信号，定道误差信号用数字处理是合适的，即使对低频定道误差信号，这时构成一个滤波器是很困难的，镜头位置信号也能正确地形成。在用DSP(Digital Signal Processing)之类器件实现找道控制的伺服系统时，这也是合适的，作为高速镜头锁定控制部件，用一低通滤波器截去高频成分，其截止频率对应于高速找道方式中定道误差信号的频率，并检测对应定道误差信号的包络线变化的偏移量作为镜头位置信号，在高速找道中，定道误差信号的频率为10KHz或更低些，低频分量可相对容易地通过低通滤波器去除，任何的模拟有源滤波器和数字滤波器都能用来作为低通滤波器。
作为低速和高速镜头锁定控制部件的另一种形式，可以包括一个低通滤波器和一个滤波器特性转换部件、低能滤波器除去定道误差信号中的高频成分并检测出跟踪镜头位置信号包络线变化的偏移量，滤波器特性转换部件用来转换低通滤波器的截止频率到低速找道方式中的低边带。和到高速找道方式中的高边带，这样，只用一个低通滤波器和仅转换这样一个低通滤波器的截止频率就足够，从而简化了电路的结构。
作为低速和高速镜头锁定控制部件的另一种形式，包括用于高速方式的一个低通滤波器，用对应于高速找道方式中定道误差信号频率的高边带截止频率，截去高频分量、并输出一结果信号作为镜头位置信号，还包括一种低速用的低通滤波器，串行联成用于高速的低通滤波器，用对应于低速找道方式中定道误差信号频率的低边带截止频率，截去高频分量，并输出一个结果信号作为镜头位置信号。
当到达目标道的道数小于预定值时，光束通过低速找道控制部件低速移动，当到达目标道的道数超过预定值时，光速通过高速找道控制部件高速移动，当在高速移动中，到达目标道的道数等于另一预定值时，控制方式经低速找道控制部件转换成低速的光束运动，低速找道控制部件控制镜头致动器的速度，以便跟踪根据到目标道的道数设定的目标速度，并为惯性补偿加上一加速度或减速度到托架致动器上，就所说速度控制的每个加速时间周期和减速时间周期而论，惯性补偿的加速和减速对应于所说的镜头致动器的加速度和减速度，例如，低速找道控制部件提供一惯性补偿电流Iv给托架致动器，Iv是惯性补偿系数α1乘镜头致动器的加速或减速电流Ia而得到的，现在，假定镜头致动器的加速增益设为Ka，道致动器的加速增益设为Kv，镜头致动器的质量设为Ma，托架致动器的质量设为Mv，那么惯性补偿系数α1定义为：
α1＝(Kv/Ka)·{Ma/(Ma+Mv)}
高速找道控制部件控制托架致动器的速度，以便跟踪根据到目标道的道数设定的目标速度，并为惯性补偿加上一加速度或减速度到镜头致动器，就所说速度控制的每个加速时间周期和减速时间周期而论，惯性补偿的加速和减速对应于托架致动器的加速和减速，例如，高速找道控制部件提供一个惯性补偿电流Ia给镜头致动器，在Ia中，惯性补偿系数α2乘以托架致动器的加速和减速电流Iv。
附图说明
本发明的上面的及其它的目的，特点和优点，通过下面结合附图的详细说明将会更加清楚。
图1是本发明装置的外形图；
图2是图1装置的装配分解图；
图3是从底视的图2中从驱动盒到底盖组成的元件装配分解图；
图4是图2的装配状态平面视图；
图5是图2的装配状态底面视图；
图6是用在本发明中的镜头致动器的结构外形图；
图7A和7B是本发明的电路方块图；
图8是本发明的找道控制部件的功能方块图；
图9是图8中找道控制部件的第一实施例的方块图；
图10A和10B是在低速时，当物镜偏离光束光轴时，定道误差信号和伪镜头位置信号的信号波形图；
图11A和11B是在高速时，当物镜偏离光线光轴时，道误差信号和伪镜头位置信号的信号波形图；
图12是在低速找道方式中，通过镜头致动器的驱动；VCM托架的惯性补偿的说明图；
图13是在高速找道方式中，通过用VCM托架驱动的惯性补偿的说明图；
图14是图9中的找道控制流程图；
图15A和15B是在图14的低速找道方式中，为惯性补偿控制和VCM的镜头锁定控制的详细流程图；
图16A到16F是在低速找道控制下光速速度，定道误差信号，镜头致动电流，VCM电流，找道方式和镜头锁定方式的时间图；
图17A到17E是在高速找道控制下光速速度，定道误差信号，镜头致动电流，VCM电流及控制方式的时间图；
图18是图8中找道控制部件的第二实施例的方块图；
图19是图18中滤波器特性转换部件和低通滤波器的电路图；
图20是在图19中低速找道方式和高速找道方式中，低通滤波器的特性说明图；
图21是图8中找道控制部件的第3实施例的方块图。
具体实施方式
(装置的结构)
图1是光存储装置的外视图，也就是本发明的光盘驱动器，在驱动器主体150的前面部分有一个前容器(Vessel)152，上面开有介质插入槽。门154连到前容器的介质插入槽，以便绕着厅的两边上面部分作以轴的转动。并由一内装的弹簧推向关闭位置。因此，门的打开和关闭同MO盒介质的插入和取出相连系，退盒按扭(ejection button)158及工作指示发光二极管160在前容器152上，前容器152的高度约为17mm，而驱动器主体150的高度略小于前容器。
图2是图1中驱动器主体的装配分解图。驱动器主体150由印刷电路板176，托架座178，驱动器基底180，镜头托架184，滑板194，主轴部件196和朝上的盖板202构成，其中，从驱动器基底180到底下的盖板202的元件后视装配分解图示于图3，在印刷电路板176上装有为控制驱动器主体150所需的控制电路，托架座178在托架座和位于低部位置的驱动器基座180之间形成一介质封闭空间，并定位从前边插入的MO盒式介质，一个电磁铁44附在上面，镜头托架184，滑板194及主轴部件196被连到驱动器基底180上，镜头托架184构成一个可移动的光学系统，物镜186被装到镜头托架184上，激光束从装在图3中驱动器基底180底部的固定光学部件208进入物镜186，光束光点照射到位于上部位置的介质上，反射光反回到固定光学部件208上，VCM的线圈190-1和190-2置于镜头托架184的两侧，线圈部件190-1和190-2通过间隙置于固定安置的磁轭部件192-1和192-2上。因此，当给线圈190-1和190-2提供电流时，磁轭部件192-1和192-2之间形成一个直线马达，镜头托架184能在横切介质上道的方向上操作。镜头致动器沿横切介质上道的方向移动物镜186，聚焦致动器沿光轴方向移动物镜186，并实现聚焦控制，它们都装在镜头托架上。同MO盘盒介质的插入相关的，滑板194把介质中心孔连到位于主轴部件196上的转台198上，当MO盘盒介质被推出时，滑板194被图3中的推出马达部件204驱动，整个地沿驱动器基底180的深度方向移动，转盘198移下并松开介质，且MO盘盒介质被为盘盒座178提供的弹簧推出。在主轴部件196中，转盘198被连到板200上，而主轴马达被装在转台198中。在主轴部件196中，通过把板200装配到驱动器基底180的底下侧，转台198位于孔182中。
图4是平面状态视图，其中图2中的印刷电路板176和托架座178从图1的驱动器主体中除去。在主轴部件中主轴轴205装在转台198的中心。从介质插入槽插入的MO盘盒的介质下侧为工作面，介质的中心孔耦合到主轴轴205。同介质插入相连系的是当介质中心孔装到主轴轴205时，它被磁吸盘吸引，因此中心孔耦合到主轴的轴205上，物镜186备有镜头托架184以便面向上，依靠电流加到磁轭铁两侧的线圈190-1和190-2上，镜头托架184沿垂直于磁轭铁192-1和192-2的方向移动，即横切于连到主轴205的介质上道的方向移动，柔性印刷电路FPC(flexible printed Circuit)212被置于作为转盘198的前侧的介质插入侧上。因此，同装入转盘198的主轴马达具有电连结、FPC212相继连到从侧面引出的柔性印刷电路FPC210以便与印刷电路侧面相连。写允许传感器214，写保护传感器216和盘盒插入传感器218备有安装在入口侧的FPC212，插头接线器之类用于该三个传感器214，216和218上，写允许传感器214检测为MO盘盒介质提供的在写允许和写保护之间进行转换的滑块的写允许位置，写保护传感器216检测介质在写允许和写保护之间进行转换的滑块的写保护位置。盘盒插入传感器218检测为驱动器54插入的MO盘盒介质，从而提供处于工作状态的驱动器，更具体地讲，转盘198用主轴马达旋转，从而启动控制器工作。
图5显示在图3中盖202移去后，图1中的驱动器主体的后侧，在图6中滑板194连到固定在驱动器基底180上的插头222和224上以使用导槽230和232在介质插入方向上可滑动。并且，滑板194被弹簧圈226和228推向介质插入侧。因此，当MO盘盒从图中作为低侧的介质插入槽侧插入时，滑板194整体被移动，并锁定在导槽230和232下侧，同插头222和224相连。这样，介质中心孔被连到转盘上，固定光学部件208在图上侧，面对镜头托架184。为记录和读出用的激光二极管检测器，为定道控制和聚焦控制的检测器等他们的光学系统被装在固定光学部件208中。
图6显示了装在图2中的镜头托架184上的镜头致动器60，根据镜头致动器60，4根线304-1到304-4(304-4未显示)以悬臂状态支撑支持部件302连到固定基体300上，可移动基底306由线304-1到304-4四点对边缘支撑，从而，对于依靠四线304-1到304-4的弯曲件作为固定侧的支持部件302，可移动基底306具有3维的自由度。
物镜186装在可移动基底306上，一具有光轴305，来自固定的光学部件，由下面部分反射的光束往物镜186会聚，从而在位于物镜上面的介质表面形成图象。物镜186亦通过同样的光路从介质向固定光学部件返回反射光。定道线圈308和聚焦线圈310被安装在可移动的基底306上，设置定道线圈308绕在提供给固定基底300的轭铁312的下侧水平部分。通过给线圈电流，定道线圈308通过可移动基底306，按箭头314所示向外方向或按箭头316所示的向内方向移动物镜，设置聚焦线圈310使绕在轭铁312的垂直部分，通过给线圈提供电流，聚焦线圈310通过可移动基底306，垂直移动物镜186。为了检测物镜186的镜头光轴对固定光学系统光束光轴305的位置偏离的镜头位置传感器不提供给镜头致动器60，以使得装置尺寸薄，物镜186的镜头位置偏离，根据介质反射光的光敏输出得到的定道误差信号间接形成，从定道误差信号间接形成的镜头位置信号(LPOS)用于对镜头锁定控制驱动镜头致动器60，以便在主要用VCM使托架运动的高速找道方式中，光束光轴的镜头位置偏移大致为零，镜头位置信号亦通过VCM用于镜头锁定控制器去驱动托架。以便在主要使用镜头致动器60的低速找道方式中，使物镜的光轴位置偏离大致为零。
〔电路结构〕
图7A和7B是图1中驱动器主体150的控制器和密封部分的方块图。本发明的光盘驱动器由控制器10和密封部分12构成。控制器10包括MPU14，它用来控制整个光盘驱动器；一个接口控制器16，用来给上部装置发送的命令和数据或接收上部装置的命令和数据；一个格式器18，执行向介质写数据和从介质读数据所需的处理；还包括缓冲存储器20，在本实施例中，缓冲存储器20是MPU14，接口控制器16和格式器18公用的。编码器22和激光二极管控制电路24用来作为格式器18的写入系统。激光二极管控制电路24的控制输出供给在密封部分12那一面的光学部件的激光二极管部件30，激光二极管部件30，集成有激光二极管和为监控用的光敏器件。在本实施例中，用激光二极管部件30实现记录和读出的MO盘盒介质可使用128MB或230MB介质之一。在这种情况下，所用的记录方法为凹坑位置记录(PPM记录)。介质的记录格式是根据ZCAV(分区恒加速度系统)，128MB的介质有一个区，230MB的介质有10个区。解码器26和读出LSI电路28被提供作为格式器18的读出系统。由激光二极管部件30产生的光束反射光的光敏信号经装在密封部分12中的检测器32通过头放大器34作为ID信号和MO信号提供给读出LSI电路28，AGC电路，滤波器，扇区标记检测电路，合成器，PLL(锁相环)等的电路功能都提供给读出LSI电路28，读时钟和读数据根据输入的ID信号和MO信号形成，并输出给解码器26，由于分区恒加速系统被采用作为依靠主轴马达40的介质记录方法，就读出LSI电路28而论，对应于分区的时钟频率转换控制，用内装的合成器由MPU14实现，在密封部分12侧提供的温度传感器36的检测信号供给MPU14，根据温度传感器36在装置中检测上的温度，MPU14控制每次读出，写入和擦除操作时，在激光二极管控制电路中的激光发射功率为最佳值，MPU14通过驱动器38控制密封部分12的主轴马达40，由于分区恒加速系统用MO盘盒介质的记录格式，主轴马达40以恒速旋转，例如2700转/分，MPU14亦通过驱动器42控制密封部分12的电磁铁44。电磁铁44置于被加载的MO盘盒的光照侧的反面，以给介质记录和擦除提供一外加磁场。DSP15构成定道控制的伺服系统和装在镜头托架上的物镜的聚焦控制，为此目的，从介质上接收反射光的2路检测器46在密封部分12侧提供一光学部件，FES检测电路(聚焦误差信号检测电路)48从2路检测器46的光敏输出形成一个聚焦误差信号并提供给DSP15，TES检测电路(定道误差检测电路)50从2路检测器46的光敏输出形成定道误差信号并供给DSP15。此外，定道误差信号E1供给过零点检测电路(TZC电路)55。通过对定道误差信号E1的过零点检测得到一个道过零点脉冲信号E2供给DSP15。DSP15为聚焦伺服和定道伺服执行各种算术运算，并把算术运算的结果供给MPU14，根据DSP15的算述运算的结果，MPU14通过驱动器54驱动聚焦致动器56，通过驱动器58驱动镜头致动器60，还通过驱动器62驱动镜头托架的VCM 64。此外，MPV14亦能根据退盒开关驱动退盒马达52。
在图7A和7B中的光盘驱动器中，检测镜头托架上镜头致动器位置的镜头位置传感器，检测镜头托架移动位置的位置传感器件(PSD)等等，在密封部分12侧没有使用，当通过DSP15实现定道伺服时，速度伺服系统实现找道控制的位置伺服系统实现在道上的控制，速度伺服系统实现找道控制分成长找道和短找道，当到达目标道的移动道数多时为长找道，当到达目标道的移动道数少时为短找道，短找道同主要由镜头致动器60实现驱动的低速找道控制有关。在本例中，驱动VCM64的镜头锁定控制实现镜头锁定以保持物镜的光轴偏离为零，在长找道中，首先，实现的主要是由VCM64驱动的高速找道控制，当到达目标道剩余的道数达到预定值时，控制方式转为主要实现由镜头致动器60驱动的低速找道控制。在高速找道控制中，主要实现由VCM64的驱动，驱动镜头至动器60的镜头锁定控制实现镜头锁定以保持物镜的光轴偏离为零。在短找道中的低速找道控制，其中主要实现镜头致动器60的驱动，而在长找道中的高速找道控制，其中主要实现由VCM的驱动，每个都是速度控制，以便控制实际测量的速度，根据到达目标道余下的道数跟踪目标速度，速度控制具有一个加速周期，一个恒速周期及一个减速周期的速度分布，其中，关于加速时的加速电流波形，减速时的减速电流波形，由于在这一步伪镜头位置信号不能正确地得到，镜头锁定控制不能应用，加速电流和减速电流平滑地变化，从而抑制了因突然加速和减速而使镜头位置有大的起伏。同时，根据起主要驱动作用的在驱动侧的加速，惯性补偿电流被加到辅助驱动侧，因此抑制了由于加速或减速引起镜头位置的起伏，于是，即使在加速或减速时，当伪镜头位置信号得不到时，镜头锁定状态也能得到保证。也就是，在没有镜头位置传感器的光盘驱动器中，例如在主要由VCM实现的高速找道方式中，一个类似于托架的加速加到镜头致动器60上，从而防止出现同托架运动有关的镜头致动器60的相对偏离，托架缓慢的移动，所以当托架被VCM64起动时，不会使镜头致动器60晃动。通过这种方法，用VCM64驱动的高速找道控制中，能经常保持镜头致动器物镜的光轴偏离为零的镜头锁定状态，更具体地说，DPS 15通过加速起动控制系统控制VCM64，例如在某种意义上使结构的振动最小，当镜头托架用VCM64移动时，使很陡的加速和减速脉冲尽可能不加到VCM64上，在这种情况下加速起动控制的目标起动被认为是理想方式而被设定，同时，显示目标驱动分布的加速度，速度和运动距离的每个多项式得以形成。例如，目标加速和目标的速度可根据托架位置和托架找道操作时托架找道操作的运动距离而足以被计算出，且根据计算结果，一个缓慢变化的用于加速的找道电流供给VCM64，以降低加速度的目标起动控制也同样被确定。而且，就低速找道控制而论，镜头致动器60也同样主要被使用，根据所假设的类似的理想方式确定的目标起动分布，执行加速起动控制和控制减少加速度、根据定道误差信号E1在找道期间用于镜头锁定控制的形成伪镜头位置信号的电路功能被提供给DSP15。当物镜的光轴从光束光轴得到时，伪镜头位置信号的检测基本上通过检测定道误差信号偏离而得到，而且，在高速找道方式和在低速找道方式中，由定道误差信号E1的光束的道通过速度所确定的频率有很大的差异，根据单检测功能只对那种情况中的一种能检测出伪镜头位置信号。因此，根据本发明，在低速找道和高速找道中检测算法的转换和检测功能的转换得以实现，结果高速找道和低速找道均能满足。
〔找道控制〕
图8是按照本发明的找道控制功能性方块图。由图7A和7B的光盘驱动器的控制器10实现控制，本发明的找道控制是用伺服系统实现的伺服系统在MPU14提供的低速找道控制部件10-1和高速找道部件10-2的控制下，由DSP15提供给镜头致动器60和托架致动器64实现。当上面装置来的找道命令指示的目标道的道数小于预定值时，例如50道，MPU14的低速找道控制部件10-1被起动并执行低速找道控制，另一方面，当由找道命令指示的目标道的道数等于或大于，例如50道时，高速找道控制部件10-2被起动并执行高速找道控制，在低速找道控制部件10-1和高速找道控制部件10-2之间转换时，所用的目标道的道数是任意确定的，具体的说，当物镜186的光轴，从与固定光学系统的光轴305一致的中心位置，用图6的镜头致动器60向内或向外移动物镜的光轴时，足以确定对应于介质面上最大光束移动量的道数。通过物镜186的运动，介质表面上光束移动量约等于例如100μm，现在，假定道间隔约等于2μm，设定指定值为50道以及低速找道和高速找道转换是充分的。如上所述，用于低速找道和高速找道之间转换的道数可通过镜头致动器光束运动量及介质上道的密度很合适的确定，速度控制部件17为DSP15而准备的，来自速度控制部件17的控制信号提供给增益设定装置82和88。供托架致动器64的增益Gv和供镜头致动器60的增益Ga被设定，此后，分别经过加法器84和90供给作为托架致动器的VCM64和镜头致动器60，在由低速找道控制部件10-1控制的低速找道方式中，速度控制部件17实现低速找道控制。在低速找道控制中主要使用镜头致动器60，具体地说，电流Ia提供给镜头致动器60，该电流根据目标速度和速度控制部件17实际测得速度之间的偏离所得速度偏离得到。另一方面，对VCM64，通过调正增益设定装置82的增益，作为惯性补偿的电流Ia在加速和减速时间内供给VCM64，使托架的运动，通过VCM64跟踪镜头致动器64的运动，从而防止出现物镜的光轴偏离，作为一个在加速和减速时提供给镜头致动器60的加速电流和减速电流，并不使用传统的矩形波的加速和减速电流，而是提供一个电流值逐步增加或减少的加速或减速电流，从而，实现光滑加速，另一方面，在由高速找道控制部件10-2控制的高速找道中，速度控制部件17提供电流Iv到VCM64，该电流根据目标速度和光束的实际测量速度之间速度偏离得到，从而允许执行托架的高速找道，同时，通过调正增益设置装置88的增益Ga，用作惯性补偿的电流Ia供给镜头致动器60，使镜头致动器60跟踪由VCM64引起的托架的加速和减速。关于在VCM64每次加速和减速时的电流，用电流值逐步增加和减小的电流分布实现平滑加速和减速，而且，在高速找道控制部件10-2中，当到达目标道的道数，例如在高速找道中的50道时，控制转到低速找道控制部件10-1中，且控制方式从高速找道转为低速找道。在此情况下也就象在低速找道的情况，如同一开始就是执行低速找道控制一样，此时，找道命令的到达目标道的道数小于50。
为DSP15提供的低速透镜锁定控制部件15-1和高速透镜锁定控制部件15-2对应于MPV14的低速找道控制部件10-1和高速找道控制部件10-2，在低速找道控制中，低速镜头锁定控制部件15-1被起动，来自低速找道期间的定道误差信号E1间接地形成镜头位置信号E3，把镜头位置信号E3加到VCM64的加法器84，从而执行在低速找道期间的镜头锁定控制。在高速找道控制中，高速镜头锁定控制部件15-2被起动，同样根据速找道期间得到的定道误差信号形成伪镜头位置信号E4，把镜头位置信号E4加到镜头致动器60侧的加法器90上并执行镜头锁定控制，在低速镜头锁定控制部件15-1和高速镜头锁定控制部件15-2中，正确的镜头位置信号E3和E4并不能在每次找道控制的加速和减速时得到，因此，镜头锁定控制是根据所用的正确镜头位置信号E3和E4而被执行。此E3和E4是在低速找道控制和高速找道控制中完成加速后的恒速控制周期中，从定道误差信号E1中得到的。
图9是有关图8中DSP15的第一实施例的方块图，首先，DSP15的速度控制部件17由计数器70，定时器74，速度计算部件72，目标速度寄存器78，加法器76及伺服开关80组成，计数器70对道过零脉冲E2计数。E2从道过零检测电路55(TZC电路)中得到，为图8中控制器10作准备用。从而得到当前处于实时状态的光束所在的道数，计数器70的计数值表示当前道的位置，该计数值作为道数N送到MPV14。因此，当从上面装置接收道命令时，MPV14能识别目标道的道数，并从目标道的道数N0和由计数器70中得到的当前道的道数N之间的差，识别找道方向(向内侧或外侧)。速度计算部件72根据定时器74的定时时钟，用计数器70计算道过零脉冲的周期，并根据计数值的倒数计算光束的速度V。从目标速度表读出的目标速度V0，根据到达目标道的道数，由在MPV14中此时已起动的低速控制部件10-1或高速找道控制部件10-2设置到目标速度寄存器78中。加法器76从目标速度寄存器78中设定的目标速度中减去由速度计算单元72计算的光束的测量速度V，并得到一个速度偏离值ΔV。在加法器76之后提供的伺服开关80在找道控制期间，通过MPV14的控制信号E5保持在接通状态。增益Gv和Ga由MPV14侧给伺服开关80之后并联提供的增益设定装置82和84进行设定。在增益设定中，在低速找道控制期间增益设定中，根据速度偏离ΔV给镜头致动器60提供电流Ia的增益Ga被设置在增益设定装置88中。同时，为了VCM64的惯性补偿提供电流Iv的增益被设置在增益设定装置82中，相反，在高速找道控制中，根据速度偏移ΔV给VCM64提供电流Iv的增益Gv被设置在增益设定装置82中。同时，为了对镜头致动器60的惯性补偿提供电流Ia的增益Ga被设置在增益设定装置88中。
低速镜头锁定控制部件15-1由A/D转换器102，正峰值检测部件104，负峰值检测部件106，偏移计算部件108，相位补偿部件110和伺服开关112组成。高速镜头锁定控制部件15-2由A/D转换器96，低通滤波器94，相位补偿部件98和伺服开关100组成。在低速找道控制时，伺服开关100从MPV14由控制开关E6关闭，而伺服开关112从MPV14由控制信号E7接通。低速锁定控制部件15-1的控制是有效。相反，在高速找道控制时间，伺服开关100接通而伺服开关112关闭，高速镜头锁定控制部件15-2的控制有效，在低速镜头锁定控制部件15-1和高速镜头锁定控制部件15-2中根据定道误差信号检测出的伪镜头位置信号现在将予以说明。
图10A和10B是伪镜头位置信号E3的信号波形图，当托架处于停止状态，镜头致动器60以恒速慢慢被驱动时，E3从定道误差信号E1中被检测出，至于在图10A中的定道误差信号，通过给镜头致动器60的定道线308一电流，当物镜186以恒速移到所示的外侧时，如图6中箭头314所示，镜头光轴偏离光束光轴305，通过物镜186的运动，光束以慢的恒速横切位于上侧的介质上的道。在这种情况下，当物镜186移动的同时，使物镜186的光轴同光束光轴305相符合，定道误差信号E1引起振幅以零电平为中心对称于上下位置而变化。而且，由于物镜186的光轴仅靠镜头致动器60驱动，而偏离光束光轴305，如图10A所示，按照光轴的偏离量引起一个偏移，至于根据定道误差信号E1的镜头光轴偏移量。检测连结定道误差信号的正侧峰的直线变化量或连结负侧峰的直线变化量。这偏移量足以被检测出。因此，根据定道误差信号E1的镜头光轴偏离，如图10B所示，作为伪镜头位置信号E3的偏移量可被检测出。在这种情况下，当镜头致动器被起动时，就开始加速的时间和最后减速的时间而论，由于定道误差信号E1的频率有很大变化，伪镜头位置信号成为相对于这一部分的噪声而不能使用，因此希望在起动以后刚加速的时候和起动结束以前刚减速的时候，不要用伪镜头位置信号E3。
在图9的第一实施例中，对应于低速找道的情况，在图10A中关于从定道误差信号E1中检测伪镜头位置信号的过程，在定道误差信号的每个周期中检测正峰值和负峰值作为所检测出的正峰值和负峰值之间差的一半的偏移值，可被检出，并作为镜头位置信号E3。
图11A和11B是当镜头致动器60以同样高速移动时，如同托架在停止状态用VCM64高速找道时，定道误差信号E1和伪镜头位置信号E4的波形图，对应于高速找道方式通过镜头致动器60的运动得到的定道误差信号E1的频率设定为如几十KHz的高频。另一方面，对应于图10A的低速找道方式的定道误差信号E1的频率设定为如10KHz或小于10KHz如8KHz的低频。因此，根据低速找道方式和高速找道方式，采用同样处理来检测镜头位置信号是困难的，因而，在图9的第一实施例中，论及的高速找道方式，由图9中低道滤波器94传送图11A中定道误差信号E1，仅除去高频分量，如图11B所示根据定道误差信号E1的物镜的光轴偏离具有偏移的伪镜头位置信号E4被检测出并经过A/D转换器96作为数字数据被取出。为高速找道所用的低通滤波器94的截止频率设定为如8KHz，因此，即使当低通滤波器94用于检测在低速找道方式中的镜头位置信号时，具有图10A中截止频率的频带或小于该频带的低速找道方式中的定道误差信号E1通过，就象它穿过低通滤波器94。而得不到图10B中所示的伪镜头位置信号E3。因此，在图9的第一实施例中，提供的相应于高速找道方式和低速找道方式的每一种频率的镜头位置信号的检测功能，甚至在低速找道方式和高速找道方式中的任何一种中，除了加速和减速时间周期的前或后，在恒速时间周期中能得到稳定的镜头位置信号E3或E4。
再参考图9，在低速找道方式中，通过偏移计算部件108得到的伪镜头位置信号E3，因为由相位补偿部件110增加高频带增益而得到很好的相位补偿，此后，相位补偿后的信号E3在低速找道方式中经过处于接通状态的伺服开关112用加法器84加到对VCM的惯性补偿电流中，通过VCM托架被移动，以便由加法器90在低速找道操作期间跟踪镜头致动器60的运动，从而应用镜头锁定以保持镜头光轴与光束光轴的偏离为零。同样的，在高速镜头锁定控制单元15-2侧，通过低通滤波器94得到的伪镜头位置信号E4经过A/D转换器96作为数字数据取出，然后，经过相位补偿部件98的相位补偿，并在高速找道方式中经处于接通状态的伺服开关100供给加法器90、加法器90把经相位补偿的信号加到在高速找道方式中由增益设定装置88产生的惯性补偿电流中，并驱动镜头致动器60，从而实现镜头锁定，设定镜头光轴与光束的光轴偏离为零。
图12是在低速找道控制时，用增益设定装置82给VCM64提供惯性补偿电流的增益设定操作的说明性图，在低速找道期间，电流Ia通过增益Ga从加法器76提供给致动器60，Ga由增益设定装置88(未显示)根据目标速度V0和测量速度V之间的速度偏离而设定，在这种情况下，惯性补偿系数α1被设定进入VCM64的增益设定装置82中，以执行镜头锁定控制，惯性补偿系数α1用下面等式定义：
α1＝(Kv/Ka)·{Ma/(Ma+Mv)}……(1)
这里Kv：为VCM64的比例增益
    Ka：为致动器60侧的比例增益
    Kv：为VCM64驱动的托架的质量
    Ma：为镜头致动器60的质量。
因此，在这种情况下，提供给VCM64的惯性补偿电流Iv用下面等式定义
Iv＝α1·Ia............  (2)
图13是在高速找道方式中，在镜头致动器侧把惯性补偿电流供给镜头锁定控制器的增益设定装置88的说明性图。在高速找道控制时，在目标速度V0和测量速度V之间的速度偏离ΔV通过加法器76得到。对应于速度偏离的电流Iv通过电流设定装置82(未显示)中增益设定中得到，从而通过VCM64的驱动实现高速找道控制。在这种情况下，根据镜头锁定控制而驱动的镜头致动器60侧的增益设定装置88，惯性补偿系数α2被设定，惯性补偿系数α2用下面等式定义
α2＝(Ka/Kv)·{Mv/(Ma+Mv)}………(3)
这里，提供给VCM64的电流Iv由速度偏离ΔV确定，提供给镜头致动器60的惯性补偿电流Ia无条件地由下面等式确定
Ia＝α2·Iv……(4)
如上所述，在图12和13的低速找道方式和高速找道方式中，为镜头锁定控制用的惯性补偿电流固定地由设计阶段的理想托架致动器和镜头致动器的假设而确定，实际上，由于不可预测的摩擦力、振动之类因素，可能出现镜头的光轴偏离。而且，在低速找道和高速找道期间，如果能正确地得到伪镜头位置信号，根据镜头位置信号由VCM64驱动的物镜的光轴偏离能确实防止，因此，通过防止在找道期间定道误差信号的偏移，使道过零点能正确地检测，且道计数操作的精度得以改进，因为由光轴偏离造成的偏移并不包含在正好在目标道之前的一点的定道误差信号中，为目标道的光束牵引控制，具体地说，通过转换到位置伺服中，此时的定道误差信号设定为零，牵引能以高速稳定地执行。
图10的流程图涉及图9第一实施例中的找道控制。首先在S1步，当找道命令从上面装置接收到时，到目标道找道的道数N是从目标道数和当前道数之间差的计算出的。在S2步，找道的数N同预先指定值N1比较。当其值超过指定值时，在S3步中，控制方式通过VCM的速度控制转成高速找道控制。在高速寻道控制中，VCM64根据在S3步中目标速度和所测量速度之间速度偏离控制速度，同时，在S4步，由低速镜头锁定控制部件15-1对镜头致动器60和镜头锁定控制器执行惯性补偿控制。在S5步，形成检查，去看是否在高速找道期间寻找的道数已达到预定值N2，当N达到道的预定数N2时，通过在S6步中的镜头致动器60的速度控制，控制方式转为低速找道控制，在低速找道控制期间，在步S7，VCM64的惯性补偿控制和第二镜头锁定控制部件15-2的镜头淌定控制同时被执行，当找道数N等于零且光束达到在S8步中在低速找道控制期间的目标道时，接着执行S9步。控制方式转换成基于定道误差信号的伺服，且实现光束率引控制到目标道，在完成光束牵引控制，在步S10中，形成检查，观察是否完成定道误差信号位于指定的以零为中心的范围中。在确定完成之后，找道序列控制被完成，在完成找道控制之后的有关处理，当找道操作结束时，装置进入读/写准备的状态且数据写入到目标道或从目标道读出，当到达目标道的找道数N小于在步S1中所指定值N1时，接着S6步执行低速找道控制。低速找道控制同在高速找道控制期间，当N达到指定值N2时所执行的低速找道控制相同。
图15A和15B的流程图涉及对VCM64的惯性补偿控制及在图14的S7步中执行的低速找道期间用低速镜头锁定控制的镜头锁定控制。在该流程图中，每个采样时钟重复处理用以决定图9中DSP15的工作时间周期，首先，在S1步，读出通过当前采样得到的定道误差信号A，在S2步，按C＝B-A计算出一个采样周期中的变化量C。在S4步中，当前采样的道误差信号A代替前一次采样的道误差信号B，用于下一次处理，在S5步，检查是否在S3步计算的变化量C的绝对值等于或小于指定值，当它等于或小于指定值时，处理程序返回到S1步执行下一个采样时序的处理，当光束速度低时变化量C的绝对值等于或小于指定值，这相当于加速起动和减速停止的情况，由于频率相对地低，当前采样的定道误差信号被取消，当在S5步中，变化量C的绝对值超过指定值时，接着S6步，装入前一次采样的变化量C并把变化量设定为D。在S7步中，检查是否当前采样的变化量C的极性已改变成前一次采样的变化量D的极性。这种识别实质上是识别是否道误差信号通过峰点。在S7步中，当前采样的变化量C的极性被改变成前一次采样的变化量D的极性时，由于这表示定道误差信号已经过峰点，处理程序进一步到S8步。在S8中检查是否被S4步中前一次采样的道误差信号B替代的当前采样定道误差信号B为正。当它为正时，接着执行S9步，并检查是否定道误差信号B的绝对值比指定值大，如果是，到S11步，定道误差信号B被保留，作为正向侧的峰值(TES1＝E)，当在S8中定道误差信号B为负时，进入S10步，在S10步中检查是否定道误差信号B的绝对值大于类似步9状态的指定值。如果是，到S12步定道误差信号B被保留，作为负向侧的峰值(TES2＝F)。在S13步，偏移(TES＝G)按下面等式计算G＝(E+F)/2在
当前采样的S11步中，例如，如果在正向峰值TES1＝E被产生，这意味着在前一次采样的时序中，负向峰值TES2F已在S12步中得到。因此，偏移(ΔTES＝G)可用下面公式计算。
G＝(E+F)/2
这时，大S13步中计算的偏移(ΔTES＝G)成为镜头位置信号E3。因此，基于计算的偏移(ΔTES＝G)的镜头锁定电流在S14步中加到惯性补偿电流中，其结果电流输出给VCM64供托架致动器用及当前光轴偏离设定为0。在S1到S14步中的处理对每个DSP15的采样重复，当余下道数N等于0且光束到达S15步中目标道时，处理程序返回到图14中主程序，在图15B中S15步中的处理同图14中S8步相同，所以图15A和15B中处理程序返回去牵引控制到图14中S9步中的目标道。
图16A到16F是图9的第一实施例中在低速找道控制时间中的时间图；在如图16A所示光束速度的低速找道控制中，通过在时间t1的起动执行加速控制后，在时间t2达到恒定目标速度，执行恒速度控制，在目标道之前到预定道数的时间t3执行减速。当光束到达目标道时，在时间t4执行道牵引控制。对图16A中光束速度的这种变化，定道误差信号的变化示于图16B。定道误差信号E1的频率在t2到t3的恒速控制时间周期中为常数，对于这种恒速时间周期，能得到稳定的伪镜头位置信号E3。因此，从时间t1的找道起动到时间t2的恒速控制的延迟时间Td的时间过去以后，图16F的镜头锁定接通或关闭中的镜头锁定方式为接通。从而，通过根据定道误差信号E1得到伪镜头位置信号用VCM执行镜头锁定控制。提供给镜头致动器60的电流Ia示于图16C，该电流用以得到如图16A所示的光束速度分布，例如，当考虑到t1到t2的加速时间周期中向外找道时，提供给镜头致动器60的电流Ia具有光滑的电流分布，逐步增加到正向，然后，在速度接近恒速控制时，同样的电流逐步下降，从某些意义上类似上面的情况，至于，从时间t3的减速电流，通过逐步增加和减少，可实现光滑减速。为惯性补偿提供给VCM的电流Iv同镜头致动器60的电流Ia是同时的，它示于图16D中。如图12所示，VCM电流Iv是把等式(1)所给的惯性补偿系数α1乘镜头致动器电流Ia而得到。因此，根据在低速找道方式中镜头致动器60的加速和减速，通过VCM64的激励，托架亦加速和减速。这样，即使镜头位置信号在加速和减速没有出现，镜头致动器和托架之间没有相对移动，以致于物镜的光轴偏离的发生得以确实防止，对应于t2和t3间的恒速时间周期，因为伪镜头位置信号从定道误差信号E1中产生，从而执行镜头锁定控制，镜头锁定能确实实现保持物镜的光轴偏离为零。在这种低速找道控制中，如图16E所示的找道方式在时间t1通过找道开始接通，以及在时间t4，由于到达目标道的牵引控制而关闭。
图17A到17E是图9的第一实施例中为高速找道控制的时间图。在高速找道控制中，光束速度如图17A所示的在时间t1由VCM驱动而被加速。在时间t2速度到达指定的高恒速后，当到目标道的道数达到作为转换到低速找道控制参照的指定道数时，在时间t3执行VCM的减速控制，在时间t4控制方式转换成低速找道控制，即如图17E的控制方式所示，高速找道方式设定在t1到t4的时间间隔，而其后设定为低速找道方式，从时间t4起的低速找道方式基本上与图16A到16F中恒速找道控制相同，除了控制方式是立即移到恒速控制而不需要加速时间周期外。在目标道之前预定道数的t3时间，执行低速找道控制的减速，当在时间t7光束到达目标道时，执行牵引控制，在时间t8结束。
对在上面所述的图17A的高速找道方式中的光束速度，图17B中显示的是定道误差信号E1。即虽然在高速找道期间信号E1有几十KHz的高频，当在找道中间控制方式转成低速找道控制时，频率变为10KHz或更低的低频。在图17D所示的t1和t4时间间隔的高速找道期间，通过给VCM提供电流Iv执行速度控制，同样也根据VCM电流Iv，对t1和t2之间加速时间周期，通过逐步增加VCM电流，托架平滑地被加速，同样，在t3和t4之间减速时间周期，通过逐步在负向增加和减少电流，托架平滑减速，同时，在图17C中的镜头致动器的电流Ia用图13中等式(3)中惯性补偿系数α2乘VCM电流Iv得到。在用VCM64对托架加速的同时，亦给镜头致动器60提供惯性补偿电流Ia，镜头致动器被驱动以克服同托架起动相关的惯性力。镜头锁定被执行以保持物镜光轴偏离等于0位置。对t3和t4之间时间间隔，同样类似地给VCM减速，惯性补偿电流Ia供给镜头致动器60且物镜的光轴偏离保持为0，使得装入的镜头致动器60不会由于响应托架减速的惯性而过冲，在时间间隔t2和t3间的恒速控制期间，定道误差信号E1的频率几乎是恒定的，例如几十KHz，稳定的镜头位置信号E4被得到，经镜头致动器60的位置控制的镜头锁定被确实执行，以便设定镜头位置信号E4为0。在时间t4以后的低速找道方式中，其控制实质上同图16A到16F所示时间t2以后的低速找道控制情况相同。
图18显示了本发明的找道控制部件的第二实施例。第2实施例的特征在于为了在低速找道方式和高速找道方式中检测镜头位置信号，共同构建一个低通滤波器，低通滤波器的截止频率在低速找道方式和高速找道方式中被转换，在本实施例中，图10中低速镜头锁定控制部件15-1和高速镜头锁定控制部件15-2用公共低速高速镜头锁定控制部件15-3构成。低通滤波器114的截止频率可从MPV14通过控制信号E8转换，以提供给低速高速镜头锁定控制单元15-3、滤波器特性转换部件115把低通滤波器114的截止频率转成在低通侧截止频率fc1和在高通侧截止频率fc2中之一提供给低通滤波器114。
图19显示图18中低通滤波器114和滤波器特性转换部件115的电路结构。该电路结构为模拟有源滤波器。该有源滤波器中起低通滤波器114的作用，运算放大器116的负输入端117经电阻R1相连，运算放大器的输出经电阻R2反馈并连到输入端117，电容器C1同反馈电阻R2并联，此外，电容器C2和模拟开关118的串联电路同反馈电阻R2并联，提供给反馈电路的电容器C1和C2决定低通滤波器的截止频率。
图20显示了图19中低通滤波器的频率特性。当模拟开关118如图所示断开时，此LPF表现出滤波器特性122，当模拟开关118接通时，此LPF表现出滤波器特性124，即在低速找道方式中，模拟开关118接通，电容器C1和C2同反馈电路并联。因此，在这种情况下，电容等于C1+C2，截止频率fc1位于滤波器特性124中所示的低频带侧，在高速找道方式中，模拟开关118如图所示断开，电容器C2不连通，所以截止频率只由电容器C1确定。在这种情况下，电容比在低速找道方式中的电容(C1+C2)小，因此，截止频率设定成图20中滤波器特性122所示的高频带侧fc2上。
再参考图18，LPF114的截止频率能被转换，LPF14的输出经A/D转换器96转成数字数据。然后，数字数据的高频成分经相位补偿部件98经很好的相位补偿相位补偿后的数字数据然后经过伺服开关100或112提供给加法器90或84，在低速找道方式中，伺服开关112接通，而伺服开关110断开。滤波器特性转换部件115把低通滤波器114转换成低频侧的截止频率fc1，因此，通过低速找道伪镜头位置信号从定道误差信号中被检测出，并通过伺服开关112加到VCM64侧加法器84上，从而，通过VCM的驱动用镜头致动器60实现对速度控制的镜头锁定，相反在高速找道方式中，伺服开关100接通，而伺服开关112断开。在这种情况下，滤波器特性转换部件115把LPF114转换成高频侧的截止频率fc2，镜头位置信号通过LPF114的高频带特性被检测，LPF114适合于高速找道得到的高频定道误差信号，通过伺服开关100镜头位置信号被加到镜头致动器60侧，从而实现镜头锁定，例如，假设定道误差信号的频率在低速状态中设定为10KHz，在高速状态中设定为50KHz，LPF14在低频带和高频带中的截止频率fc1和fc2定为上面频率的1/5为2.0KHz和10KHz，亦可以设定为上面频率的1/10为1.0KHz和5KHz，这足以确定能得到稳定的镜头位置信号的最佳截止频率。
图21显示了本发明的第三实施例，第3实施例的特征在于在高速找道方式和低速找道方式中的镜头锁定控制部件在某种意义上有相似于第二实施例的公共结构，此外，对应于低速找道和高速找道频率特性的低通滤波器被结合，使每个镜头位置信号从定道误差信号中被检测出，为高速找道用的低通滤波器94提供给低速。高速镜头锁定控制部件15-4。为高速找道用的LPF94具有图20中滤波器特性122所示的在高频带侧的截止频率fc2。在为高速找道的LPF94之后，一为了低速找道的低通滤波器126与其串联连结，为低速找道的LPF126具有的低频带侧的截止频率fc1示于图20中的滤波器特性124为低速找道用的LPF126的输出，经过A/D转换器96-1，相位补偿部件110及伺服开关112连到VCM64侧的加法器84。另一方面，为了高速找道用的LPF94的输出被分支，并通过A/D转换器96-2，相位补偿电路98及伺服开关100连到镜头致动器60侧的加法器90上伺服开关112和100的接通和断开是用MPV14的控制信号E6和E9控制的，即在低速找道控制中，伺服开关100断开而伺服开关112接通。因此，为高速找道从LPF94的输出同加法器不连。为低速找道用的由LPF126停止的镜头位置信号提供给加法器84，以便在镜头致动器60的速度控制时期执行由VCM64驱动的镜头锁定，在这种情况下，虽然定道误差信号E1通过为高速找道的LPF94，其截止频率fc2位于图20中足够的高频带侧，在低速找道期间，10KHz或小于10KHz的定道误差信号E1输入给LPF126，因为通过LPF94低速找道没有变坏，由于超过截止频率fc2的高频成分受LPF94的抑制，为低速找道输入给LPF126的定道误差信号的S/N比可充分的改进，另一方面，在高速找道方式中伺服开关100接通而伺服开关112断开，因此，为低速找道的LPF126的输出不连结，而为了高速找道的LPF94的输出经过伺服开关100加到加法器90，在这种情况下，由于高速找道，定道误差信号具有几十KHz的高频，通过LPF94除去高频成分能得到稳定的镜头位置信号，通过镜头致动器60的镜头锁定在速度控制期间经VCM64的驱动能稳定的实现。
在上面的实施例中，虽然所有的速度控制和高速状态和低速状态的连续控制通过DSP15的数字算术操作功能已被实现，本发明并不限于这种方法，而且它们中的一部分或全部控制亦可以用模拟电路或专用的LSI电路实现，
按照上述发明，当从定道误差信号间接地检测出镜头位置信号时，无需提供镜头位置传感器而镜头锁定被实现，即使在高速找道方式和低速找道方式定道误差信号之间有大的频率差异。对高速找道方式和低速找道方式中每个，从定道误差信号中可检测出稳定的镜头位置信号。
因此，定道误差信号的偏移可防止，并且道计数操作可根据在找道期间检测出的道过零点而确保执行，由于在光束正好牵引到目标道之前的位置上，定道误差信号的偏移被防止，光束能正确，迅速地牵引到目标道，确保稳定的找道操作，因此，光盘驱动器的存取性能得以改进。

Claims (14)

1.一种光存储装置(150)，包括：
镜头致动器(60)，用来沿横切介质上道的方向移动物镜向介质照射光束；
托架致动器(64)，用来沿横切介质上道的方向移动托架，在托架上装有所述的镜头致动器；
定道误差信号形成电路(46，50)，根据从介质上反射光的光敏输出按照沿横切道方向上所述光束的位置形成道误差信号；
低速找道控制部件(10-1)，通过所述镜头致动器的驱动，低速移动光束到目标位置；
高速找道控制部件(10-2)，通过所述托架致动器的驱动，高速移动光束到目标位置；
低速镜头锁定控制部件(15-1)，从所述的低速找道方式中得到的定道误差信号的偏移检测所述物镜的光轴偏移量，并驱动所述托架致动器，以便设定所述物镜的光轴偏离为零；及
高速镜头锁定控制部件(15-2)，从所述的高速找道方式中得到的定道误差信号的偏移检测所述物镜的光轴偏离量，并驱动所述的镜头致动器，以便设定所述物镜的光轴偏离为零。
2.按照权利要求1的装置，其中所述的低速镜头锁定控制部件包括：
峰值检测部件(104，106)，用来检测定道误差信号每个周期的正峰值和负峰值；及
偏移计算部件(108)，用来计算正负峰值之间差的1/2的值，作为偏移量并检出伪镜头位置检测信号。
3.按照权利要求1的装置，其中所述的高速镜头锁定控制部件包括低通滤波器(94)，用来除去相应于高速找道方式中道误差信号频率的截止频率的高频成分，并且检测对应的所述定道误差信号的包络线的变化偏移量作为镜头位置信号。
4.按照权利要求1的装置，其中所述的低速和高速镜头锁定控制部件包括：
低通滤波器(114)，用来除去定道误差信号的高频成分，并检测呈现变化包络线轨迹的偏移量作为镜头位置信号；及
滤波器特性转换部件(115)，用来转换所述低通滤波器的截止频率到低速找道方式中的低频带侧及高速找道方式中的高频带侧。
5.按照权利要求1的装置，其中所述的低速和高速镜头锁定控制部件包括：
高速用的低通滤波器(94)，用对应于高速找道方式中定道误差信号的频率，以高频带的截止频率，除去高频成分并产生为镜头位置信号；及
低速用的低通滤波器(126)，与高速用的所述低通滤波器串联连结，用对应于低速找道方式中定道误差信号的频率，以低频带的截止频率，除去高频成分并产生为镜头位置信号。
6.按照权利要求1的装置，其中当到目标道的道数小于预定值时，光束通过所述低速找道控制部件(10-1)以低速移动。
7.按照权利要求1的装置，其中当到目标道的道数超过预定值时，光束通过所述高速找道控制部件(10-2)以高速移动，在所述的高速移动期间，当到目标道的道数达到另一预定值时，控制方式转成通过所述低速找道控制部件(10-1)的光束以低速移动。
8.按照权利要求1的装置，其中所述的低速找道控制部件(10-1)控制所述镜头致动器(60)的速度，以便跟踪根据目标道的道数设定的目标速度，并为惯性补偿加上一加速或减速到所述托架致动器(64)上，就所述速度控制的每个加速时间周期和减速时间周期而论，惯性补偿的加速和减速对应于所述的镜头致动器的加速和减速。
9.按照权利要求8的装置，其中所述的低速找道控制部件(10-1)提供一个惯性补偿电流Iv给所述的托架致动器(64)，Iv是用惯性补偿系数α1乘所述的镜头致动器(60)的加速或减速电流Ia而得到的。
10.按照权利要求9的装置，所述的惯性补偿系数α1用下面等式来定义：
α1＝(Kv/Ka)·{Ma/(Ma+Mv)}
这里Ka：为所述镜头致动器的加速增益
    Kv：为所述托架致动器的加速增益
    Ma：为所述镜头致动器的质量
    Mv：为所述的托架致动器的质量
11.按照权利要求1的装置，其中所述的高速找道控制部件(10-2)控制所述托架致动器(64)的速度，以便跟踪根据目标道的道数设定的目标速度，并为惯性补偿加上一加速或减速到镜头致动器(60)，就所述速度控制的每个加速时间周期和减速时间周期而论，惯性补偿的加速和减速对应于所述托架致动器(64)的加速和减速。
12.按照权利要求11的装置，其中所述的高速找道控制部件(10-2)提供一个惯性补偿电流Ia给所述的镜头致动器(60)，Ia是用惯性补偿系数α2乘所述的托架致动器(64)的加速和减速电流Iv而得到的。
13.按照权利要求12的装置，其中所述的惯性补偿系数α2用下面等式定义：
α2＝(Kv/Ka)·{Ma/(Ma+Mv)}
这里Ka：为所述的镜头致动器的加速增益
    Kv：为所述的托架致动器的加速增益
    Ma：为镜头致动器的质量
    Mv：为托架致动器的质量
14.根据权利要求1的装置，其中所述的低速找道控制部件(10-1)和高速找道控制部件(10-2)平滑地改变找道控制的加速电流和减速电流，从而平滑地加速和减速所述的镜头致动器(60)和托架致动器(64)。
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