CN1209753C - 光盘机锁轨方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光盘机的锁轨方法。该光盘机包含有一读取装置，用于读取一光盘的多条轨道上的数据，一驱动装置，用于使该读取装置移动于该多条轨道间，以及一位置检测装置，用于检测该读取装置的位置并产生一跟踪误差信号。该光盘包含多个相邻的轨道区间，每一个轨道区间包含一内含单一轨道的在轨区间以及一离轨区间。当该读取装置位于离轨区间时，本方法会将所得的正反馈半周跟踪误差信号，经由一镜射转换后，输入补偿器中，以增加锁轨的效能。

Description

光盘机锁轨方法

技术领域

本发明提供一种适用于光盘机的锁轨方法，尤指一种利用离轨区间的误差信号来锁定轨道的控制方法。

背景技术

在光盘机(CD/DVD等)的控制芯片的设计领域中，光学读取头的锁轨控制(track locking)是光盘机最重要的基本控制操作之一。无论是从静止锁轨(tracking on)、寻轨(seeking)后锁轨等，都直接影响盘机数据存取(dataaccess)速度。

一般而言，现今光盘机的锁轨控制皆以闭合回路(close-loop control)的方式来完成。闭合回路控制主要利用一位置检测器检测光学读取头相对于轨道的位置，再将所得到的位置信息送至一控制器，以控制读取头至适当的位置，达成锁轨的目的。

请参阅图1，图2为公知光学检测器检测光学读取头相对于轨道位置的示意图。如图1所示，公知光学读取头会发出一主光束(main-beam)12及一对子光束(sub-beam)16、18于一光盘10上，以读取光盘10的多个轨道14上的数据。光学检测器利用子光束16、18反射光强度之差，产生一跟踪误差信号20，以得知光学读取头相对于轨道的位置。当光学读取头对正轨道14(即主光束12对正轨道14)时，子光束16、18分别位于轨道14的两侧，此时子光束16、18反射光强度之差为零，跟踪误差信号20为零(如20A处所示)，表示此时读取头正对轨道14。

然而，在此种结构下产生的正弦波类型跟踪误差信号20会有一半的周期无法反映光学读取头与轨道间的实际误差，此为这种类型光学读取头先天上的限制。如图1所示，当光学读取头的主光束12位于一在轨区间21时，跟踪误差信号20的变化固然可正确反映光学读取头与轨道间的实际误差，但当光学读取头的主光束12进入一离轨区间22时，跟踪误差信号20的变化就无法正确反应光学读取头的主光束12已渐与轨道14远离的情形。因此，若直接将离轨区间22的跟踪误差信号20送至前述位置控制器，则该控制器就会因为此错误的位置讯息，使控制系统进入正反馈(发散)状态，无法正确控制光学读取头。为了克服此一问题，公知的作法是采用一种称为峰值维持(peak-hold)的方式。

请参阅图2，图2为公知峰值维持的控制方式示意图。公知峰值维持的方式会修正前述跟踪误差信号20，产生一修正跟踪误差信号24，以输入控制器，使控制器不会产生正反馈的错误结果。如图2所示，若光学读取头位于图示的离轨区间22时，此种峰值维持的控制方式会将跟踪误差信号20的峰值“维持住”(hold)，以产生修正跟踪误差信号24。也就是说，此种控制方式并不使用原离轨区间22渐减的跟踪误差信号20，而是使用在轨区间21的跟踪误差信号20的峰值22B。如此一来，光盘机的控制器即可依据修正跟踪误差信号24来驱动光学读取头锁定目标轨道。

然而此种峰值维持的方式仍有其缺点。在实际的应用中，虽然在低转速操作或盘的偏心程度较低的情形下，上述峰值维持可以达成相当的功效，但在高转速操作(5000转/分以上)或是光盘的偏心程度较高(70μm以上)的情形，其控制结果就不甚理想。一般而言，峰值维持的滑轨数目通常偏高，锁定轨道所需的时间亦较长。

此外，亦有另一种公知锁轨方式是使用制动脉冲(brake pulse)来解决此种读取头先天限制的问题。在此种控制结构下，当光学读取头位于离轨区间22时，驱动器即不管此时跟踪误差信号的大小，而直接输出一制动脉冲来驱动读取头，以减低其移动速度并将其推向目标轨道。然而，即使经由复杂的规则调整输出的驱动力，此种控制方式仍不可避免地会在低跨轨速度时产生过调或欠调(overshoot/undershoot)的现象。也就是说，光学读取头会在目标轨道来回振荡而不能即时收敛，滑轨数目虽然减少，但锁轨时间仍无法降低。

发明内容

因此，本发明的主要目的在提供一种利用离轨区间的跟踪误差信号来锁轨的控制方法，其可利用离轨区间的跟踪误差信号中内含的位置信息，来正确有效地控制光学读取头，解决上述问题。

本发明所涉及的光盘机包含：有一光学读取头，用于读取一光盘的多条轨道上的数据；一驱动装置，用于使该光学读取头移动于该多条轨道间，以及一位置检测装置，用于检测该光学读取头的位置并产生一跟踪误差信号。该光盘包含多个相邻的轨道区间(track period)，每一个轨道区间包含一内含单一轨道的在轨区间(on track period)以及一离轨区间(offtrack period)。

本发明依据此跟踪误差信号产生一修正跟踪误差信号，其中当光学读取头位于一目标轨道所在轨道区间的离轨区间时，修正的跟踪误差信号以一参考值为基准由跟踪误差信号镜射转换形成。当光学读取头位于目标轨道所在的在轨区间时，修正的跟踪误差信号由跟踪误差信号形成。

附图说明

图1为公知光学检测器检测光学读取头相对于轨道位置的示意图。

图2为公知峰值维持的控制方式示意图。

图3为本发明光盘机控制系统的示意图。

图4为图3信号修正单元的修正方式示意图。

图5为本发明锁轨方法的流程图。

图6a为公知峰值维持的实验结果图。

图6b为本发明锁轨方法的实验结果图。

附图符号说明

30光盘机            32读取装置

34光盘              36轨道

38驱动装置          38a、38b驱动器

40控制装置          40a、40b补偿器

42位置检测装置      44跟踪误差信号

46读取头座          48前置放大器

50信号修正单元      52修正跟踪误差信号

54轨道区间          56在轨区间

58离轨区间          64交界处

66参考值            68理想跟踪误差信号

70跨轨信号

具体实施方式

请参阅图3，图3为本发明光盘机30控制系统的示意图。光盘机30包含有一读取装置(如一般的光学读取头)32，位于一读取座(sled)46上，用来读取一光盘34的多条轨道36(见图4)的数据；一驱动装置38，用来使读取装置32移动于多条轨道36间；一位置检测装置(如一般的光学检测器)42，用来检测读取装置32相对于轨道36的位置，并产生一跟踪误差信号(tracking error signal)44；以及一控制装置40，用来控制驱动装置38。如图3所示，驱动装置38包含有二驱动器38a、38b，分别用来使读取装置32相对读取座46移动，以及使读取座46相对于光盘机30移动。控制装置40包含有二补偿器(compensator)40a、40b，分别用来控制驱动器38a及38b。补偿器38a、38b可为公知的比例-积分-微分控制器(PIDcontroller)，其可依据相关的误差信号产生适当的控制信号。

如图3左上部所示，首先，位置检测装置42会响应读取装置32与轨道36的相对移动而产生前述跟踪误差信号44，此种相对移动由光盘的偏心效应(disc eccentricity or disc run-out)以及读取装置32自身的移动合成。跟踪误差信号44在经过一前置放大器48放大后，会经由一信号修正单元50产生一修正跟踪误差信号(modified tracking error signal)52。然后，控制装置40会依据修正跟踪误差信号52来控制驱动装置38，以使读取装置32锁定目标轨道。

请参阅图4，图4为图3信号修正单元50的修正方式示意图。如图4所示，光盘34可分成多个相邻的轨道区间(track period)54，每一个轨道区间包含一内含单一轨道的在轨区间(on track period)56以及一离轨区间(off track period)58。如图所示，位置检测装置42所产生的跟踪误差信号44为一以轨道区间54为周期的正弦波信号。其中，图4左侧为当读取装置32向光盘34外侧移动时跟踪误差信号44的波形，图4右侧为当读取装置32向光盘34内侧移动时跟踪误差信号44的波形。

如图4所示，当读取装置32位于在轨区间56内时，位置检测装置42产生负反馈半周的跟踪误差信号44，当读取装置32位于离轨区间58内时，位置检测装置42产生正反馈半周的跟踪误差信号44。又，当读取装置32位于在轨区间56与离轨区间58的交界处64时，跟踪误差信号44具有一参考值(峰值66)。

本发明的主要构思，在利用离轨区间58内正反馈的半周的跟踪误差信号44所含的位置误差信息，来产生前述的修正跟踪误差信号52，以使控制装置能正确地控制读取装置32锁定目标轨道。如图4所示，当读取装置32位于一目标轨道36a所在的在轨区间56时，修正跟踪误差信号52与原跟踪误差信号44相同，而当读取装置32位于目标轨道36a所在轨道区间54的离轨区间58时，修正跟踪误差信号52由原跟踪误差信号44以参考值66为基准镜射转换(peak mirror)形成。经由此镜射转换，当读取装置32距离目标轨道36a较近时，修正跟踪误差信号52的值较小，而当读取装置32距离目标轨道36a较远时，修正跟踪误差信号52的值较大，且修正跟踪误差信号52近似正比于读取装置32与目标轨道36a间的距离，而趋近于一线形的理想锁误差信号68。如此一来，修正跟踪误差信号52就能正确地反应读取装置32与目标轨道36a间的距离，而使控制装置40能正确控制读取装置32锁定目标轨道。

在实际的应用上，上述的锁轨控制方法以及其中的跟踪误差信号修正方法建立在一光盘机控制芯片中。该控制芯片可依据一跨轨信号70，如射频过零(Radio Frequency Zero Cross；RFZC)信号，以判别读取装置32所属的区间，亦即判别读取装置32位于在轨区间56或是离轨区间58。如图4所示，当跨轨信号70为高电平时(表示读取装置32位于在轨区间56)，修正跟踪误差信号52即设定与原跟踪误差信号44相同，当跨轨信号70为低电平时(表示读取装置32位于离轨区间58)，修正跟踪误差信号52即设定为原跟踪误差信号44的镜射。

请参阅图5，图5为本发明锁轨方法的流程图。本发明的锁轨方法包含有下列步骤：

步骤100：读取跟踪误差信号44。

步骤102：读取跨轨信号70，以判定读取装置32所在的区间(在轨区间56或是离轨区间58)。

步骤104：依据跟踪误差信号44产生修正跟踪误差信号52。

(1)当读取装置32位于目标轨道36a所在的在轨区间56时，修正跟踪误差信号52由跟踪误差信号44形成。

(2)当读取装置32位于目标轨道36a所在的轨道区间54的离轨区间58时，修正跟踪误差信号52由原跟踪误差信号44以参考值66为基准镜射转换形成。

步骤106：将修正跟踪误差信号52输入控制装置40，以控制驱动装置38使读取装置32锁定轨道。

依据上述的锁轨方法，离轨区间58内正反馈的跟踪误差信号44不再被视为无用的数据，相反地，跟踪误差信号44为产生修正跟踪误差信号52的依据。当然，本发明的修正跟踪误差信号52并不仅限于以前述镜射转换的方式产生，只要依据正反馈半周的跟踪误差信号44内所含读取装置32距离目标轨道36a的信息，来产生相对应修正跟踪误差信号52的方式，皆符合本发明的构思。

请参阅图6a及图6b，图6a为公知峰值维持的实验结果图，图6b为本发明锁轨方法的实验结果图。图6a及图6b中所示的TE代表跟踪误差信号44，TE-input为输入控制装置40的修正跟踪误差信号52，TRO为补偿器40a输入至驱动器38a的控制命令信号(以上参考图3)，而RFZC代表射频过零信号(跨轨信号70)。如图6a所示，在光盘转速4800转/分、换轨速度加速至16kHz的情形下，公知峰值维持在下达锁定命令后至锁定轨道前的滑轨数为9(请参考RFZC信号)，锁定时间为2.0毫秒(毫秒)(请参考TE-input信号)。然而如图6b所示，在相同的情形下，若使用本发明的锁轨方法，其滑轨数为2(请参考RFZC信号)，锁定时间为1.0毫秒(请参考TE-input信号)。由此可知，使用本发明的锁轨方法不仅可大幅减低滑轨数，增加锁轨准确性，亦可缩短锁定时间，更快速的锁定轨道。

与公知光盘机的锁轨方法相比较，本发明利用离轨区间58内跟踪误差信号44(正反馈半周的跟踪误差信号44)内含的位置误差信息，来产生修正跟踪误差信号52。由于修正跟踪误差信号52能真实反映出读取装置32与目标轨道36a的距离，所以控制装置40就能更精确地控制读取装置32进行锁轨。在跨轨速度高时，本发明可产生有效的制动力，使速度降低，而当跨轨速度低时，由于恒有正确的误差信号，系统正常收敛，不会有过调或欠调(overshoot/undershoot)的情形。实验结果亦显示，本发明的确能够减低滑轨数、缩短锁定时间、提升锁轨效能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求书所进行的等效变化与修改，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种适用于一光盘机的锁轨方法，该光盘机包含有一读取装置，用于读取一光盘的多条轨道上的数据；一驱动装置，用于使该读取装置移动于该多条轨道间，以及一位置检测装置，用于检测该读取装置的位置并产生一跟踪误差信号，该光盘包含有多个相邻的轨道区间，每一个轨道区间包含一内含单一轨道的在轨区间以及一离轨区间，当该读取装置位于该在轨区间与该离轨区间的交界处时，该跟踪误差信号具有一参考值，该方法包含有：

依据该跟踪误差信号产生一修正跟踪误差信号，其中当该读取装置位于一目标轨道所在轨道区间的离轨区间时，该修正的跟踪误差信号以该参考值为基准由该跟踪误差信号镜射转换形成；以及

依据该修正跟踪误差信号，控制该驱动装置以使该读取装置锁定该目标轨道。

2.如权利要求1所述的锁轨方法，其中于产生该修正跟踪误差信号的步骤中，当该读取装置位于该目标轨道所在轨道区间的离轨区间时，该修正的跟踪误差信号近似正比于该读取装置与该目标轨道间的距离。

3.如权利要求1所述的锁轨方法，其中产生该修正跟踪误差信号的步骤另包含有：

当该读取装置位于该目标轨道所在的在轨区间时，该修正的跟踪误差信号由该跟踪误差信号形成。

4.如权利要求1所述的锁轨方法，其另包含有：

依据一跨轨信号以判别该读取装置所在的区间。

5.如权利要求4所述的锁轨方法，其中该跨轨信号为一射频过零信号。

6.一种光盘机，其包含有：

一读取装置，用来读取一光盘的多条轨道上的数据，其中该光盘包含有多个相邻的轨道区间，每一个轨道区间包含有一内含单一轨道的在轨区间以及一离轨区间；

一驱动装置，电连接于该读取装置，用于使该读取装置移动于该多条轨道间；

一位置检测装置，电连接于该读取装置，用于检测该读取装置的位置并产生一跟踪误差信号，其中当该读取装置位于该在轨区间与该离轨区间的交界处时，该跟踪误差信号具有一参考值；

一信号修正单元，电连接于该位置检测装置，用于依据该跟踪误差信号以产生一修正跟踪误差信号；以及

一控制装置，电连接于信号修正单元用来依据该修正跟踪误差信号控制该驱动装置；

其中当该读取装置位于一目标轨道所在轨道区间的离轨区间时，该修正的跟踪误差信号以该参考值为基准由该跟踪误差信号镜射转换形成。

7.如权利要求6所述的光盘机，其中当该读取装置位于该目标轨道所在轨道区间的离轨区间时，该修正的跟踪误差信号近似正比于该读取装置与该目标轨道间的距离。

8.如权利要求6所述的光盘机，其中当该读取装置位于该目标轨道所在的在轨区间时，该修正的跟踪误差信号由该跟踪误差信号形成。

9.如权利要求6所述的光盘机，其中该信号修正单元依据一跨轨信号以判别该读取装置所在的区间。

10.如权利要求9所述的光盘机，其中该跨轨信号为一射频过零信号。

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