CN1219289C - 光学头物镜速度感测器的校准方法 - Google Patents

Abstract

一种光学头物镜速度感测器的校准方法，包括下列步骤：提供一已校准的光碟机，其中，该已校准光碟机的光学头自一等速度运动中瞬间停止后，该已校准光碟机的物镜速度感测器输出一标准电压信号；将一待校准光碟机的光学头，自上述等速度运动中瞬间停止，且自该待校准光碟机的物镜速度感测器获得一电压信号；以及调整该待校准光碟机的物镜速度感测器输出的上述电压信号，使该电压信号等于上述标准电压信号。

Description

光学头物镜速度感测器的校准方法

技术领域

本发明涉及镜头校准技术，尤其是一种校准物镜速度感测器的方法。

背景技术

在光碟机中，物镜藉由一弹性构件，例如四悬臂悬吊机构设置于光学头内。当光碟机的转速越来越快以及寻轨时间要求越来越短时，锁轨时的光学头容易产生偏移摇摆的现象。此偏移摇摆现象使得光学头与物镜产生相对运动。因此，于光碟机的光学头中，另加装一物镜位置感测器，感测物镜于光学头中的位置，通过回授晶片将位置信号转成速度信号以控制物镜的运动状态。

由于光碟机机构、位置感测器以及所使用控制、回授晶片特性上的差异都会使不同光碟机之间物镜速度控制回路的增益不同。因此于光碟机出货之前，必须先校准物镜速度感测器。公知校准物镜速度感测器的方法，首先使用已知偏心量的一测试光碟片。当光碟机于寻轨偏心的碟片时，光学头中的物镜将随着碟片的偏心而造成物镜产生周期性的简谐运动。如果碟片的偏心量为±A，碟片的角速度为ω，则物镜此时简谐运动的最大速率为V_max＝ω×A。进一步，光碟机藉由光学头中的物镜跟随碟片的简谐运动而读取碟片。因此，每一待校准的光碟机使用此测试光碟片时，物镜产生相同的最大速率。进一步，此方法可校准物镜速度感测器，使得每一物镜速度感测器输出的速度信号皆相同。

然而，此方法必须考虑碟片的偏心轴与马达主轴之间的相对位置。于校准时，需量测各个不同的相对位置，再求平均值。

发明内容

有鉴于此，为了解决上述的问题，本发明的一目的在于提出一种光学头物镜速度感测器的校准方法，包括下列步骤：提供一已校准的光碟机，其中，藉由该已校准的光碟机的光学头自一等速度瞬间停止，光学头上的物镜因为牛顿第一运动定律将会继续维持它原本的运动状态，而与寻轨方向的弹性构件构成一个二阶系统，在动能与弹性位能彼此之间互相转换时，我们便可以得到物镜与光学头之间相对速度的回授信号。且取物镜处于与光学头最大相对速度时，自其物镜速度感测器输出的速度信号为标准速度信号；对于未被校准的光碟机，瞬间停止如同上述速度移动的一光学头；藉由物镜位置感测器量测物镜于光学头中的位置，并输出此物镜的速度信号；以及调整此物镜速度感测器，使得此速度信号与上述标准速度信号相同时，完成校正。

本发明的另一目的在于提出另一种光学头物镜速度感测器的校准方法，包括下列步骤：提供一已校准的光碟机，其中，藉由该已校准的光碟机的光学头自一速度瞬间加速至另一速度，且物镜处于与光学头最大相对速度时自其可程序增益放大器输出一标准速度信号；对于未校准的光碟机，瞬间加速至如同上述速度移动的一光学头；藉由物镜位置感测器量测物镜于光学头中的位置，并输出一速度信号；以及调整此物镜速度感测器，使得此速度信号与上述标准速度信号相同时，完成校正。

根据上述目的，本发明的一特征在于，对于未校准及已校准的光碟机，瞬间停止等速度移动中的光学头，物镜相对于光学头的移动速度皆相同。进一步，比对未校准及已校准光碟机中，物镜速度感测器输出的速度信号；当未校准及已校准光碟机中的物镜速度感测器输出的速度信号相同时，完成校准。

根据上述目的，本发明的另一特征在于，对于未校准及已校准的光碟机，将一光学头自一速度瞬间加速至另一速度后，物镜相对于光学头的移动速度皆相同。进一步比对未校准及已校准光碟机中，物镜速度感测器输出的速度信号；当未校准及已校准光碟机中的物镜速度感测器输出的速度信号相同时，完成校准。

本发明的一优点在于，利用光碟机中光学头的加/减速移动，校准物镜速度感测器，可缩短校准的时间及增加校准的精确度。

附图说明

图1概要地说明光学头中物镜与光学头的关系；

图2概要地显示物镜相对于光学头的速度时间关系图；

图3概要地说明物镜速度感测器量测物镜的流程方块图。

具体实施方式

图1概要地说明光学头中物镜与光学头的关系；如图1所示，物镜1承载于光学头2中，并藉由一弹性构件3，例如一弹簧与光学头连接。因此，当光学头2运动时，物镜1与光学头2之间会产生相对运动。

如图1所示，当光学头以等速度V₀运动，接着瞬间停止光学头的运动；其中，于停止运动的过程中，光学头的速度以指数递减。因此光学头的速度可表示成：V₂(t)＝V₀×e^-at。于时间t内，此光学头的位移量表示成：X₂(t)＝V₀(1-e^-at)/a。如果不考虑光学头与光碟机之间的阻尼特性，则物镜的运动方程式可表示如下：

${m\stackrel{\·\·}{x}}_1=k(x_2+x_0-x_1)$

其中，m为物镜质量，x₂为光学头位置，x₁为物镜位置，物镜的初始条件为x₁(0)＝x₀，及 ${\stackrel{\·}{x}}_1\left(0\right)=V_0$

接着，解上述物镜的运动方程式后，得到物镜的位移方程式：

$x_1\left(t\right)=\frac{v_0}{a}+x_0-\frac{v_0}{a}\frac{1}{g+1}{e}^{-\mathrm{at}}-\frac{g}{g+1}\frac{v_0}{a}\cos \left(\sqrt{\frac{k}{m}}t\right)+\frac{g}{g+1}{v}_0\sqrt{\frac{m}{k}}\sin \left(\sqrt{\frac{k}{m}}t\right)$

其中，g＝a²m/k。则物镜相对于光学头的速度可表示成：

$\frac{d}{\mathrm{dt}}(x_1\left(t\right)-x_2\left(t\right))=\frac{-g}{g+1}{v_{0}e}^{-\mathrm{at}}+\frac{g}{g+1}\frac{v_0}{a}\sqrt{\frac{k}{m}}\sin \left(\sqrt{\frac{k}{m}}t\right)+\frac{g}{g+1}{v}_0\cos \left(\sqrt{\frac{k}{m}}t\right)$

其中，g＝a²m/k。

光碟机中，本实例光学头的自然频率为70HZ，所以 $\sqrt{k/m}\≅70\×2\mathrm{\π}\≅439.8\mathrm{rad}/s.$ 光学头自等速度V₀瞬间停止需要0.002秒，定义完全停下来为速度达到原来速度的0.05≈e^-3，所以时间常数a≈3/0.002＝1500，物镜相对于光学头的速度变化表示于图2中。光学头能越快的停止运动，物镜相对于光学头的最大速度越接近于光学头的起始速度V₀。

根据以上所述以及图2所示，当光学头于瞬间减速时，光学头中的物镜将达到一最大相对速度，且此最大速度接近于光学头的起始速度。相同的原理，当光学头自第一速度间加速至第二速度时，光学头中的物镜亦将达到一最大相对速度，且此最大速度接近于光学头的第一速度与第二速度的速度差。

于上述条件下，每一待校正的光碟机中的物镜皆会产生相同的接近V₀的最大相对速度。图3概要地说明物镜速度感测器量测物镜的流程方块图。如图3所示，于上述条件下，物镜速度感测器10中的位置感测器11量测得物镜1的位置，并输出一位置信号14。此位置信号14传递至速度感测器10中的回授晶片12；接着，回授晶片12处理此位置信号14后输出速度信号15。于待校准的光碟机中虽然每一光学头自相同的起始速度V₀瞬间停止，且造成光学头中的物镜产生相同的接近V₀的最大相对速度。然而不同光碟机中的物镜速度感测器10产生的速度信号15却未必相同。因此，如图3所示，回授晶片12输出的速度信号15藉由一可程序增益放大器13改变信号的大小。

接着，提供一已校正的光碟机，且此已校正的光碟机的光学头亦自等速度V₀瞬间停止，并造成光学头中的物镜亦产生相同的接近V₀的最大相对速度。因此，已校正的光碟机的物镜速度感测器输出一标准电压的速度信号。

接着，校正待校正光碟机的物镜速度感测器10，使得待校正光碟机的物镜速度感测器10输出的速度信号值16与已校正光碟机的物镜速度感测器输出的标准值相同。物镜速度感测器10中的可程序增益放大器13是可调整的，藉由改变待校准光碟机的可程序增益放大器13的增益值，使得待校正光碟机的物镜速度感测器10输出的速度信号值16与已校正光碟机的物镜速度感测器输出的标准值相同。

自物镜速度感测器10输出的速度信号16为一模拟信号，藉由一模拟/数字转换器20转换成数字的速度信号25，且将此速度信号25传递至光碟机中的数字信号处理器40。

以上所述实施例仅系为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使熟习此项技艺的人士能够了解本发明的内容并据以实施，当不能以其限定本发明的专利范围，即大凡依本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (6)

1.一种光学头物镜速度感测器的校准方法，其特征是：包括下列步骤：

提供一已校准的光碟机，其中，该已校准光碟机的光学头自一等速度运动中瞬间停止后，该已校准光碟机的物镜速度感测器输出一标准电压信号；

将一待校准光碟机的光学头，自上述等速度运动中瞬间停止，且自该待校准光碟机的物镜速度感测器获得一电压信号；以及

调整该待校准光碟机的物镜速度感测器输出的上述电压信号，使该电压信号等于上述标准电压信号。

2.如权利要求1所述的光学头物镜速度感测器的校准方法，其特征是：上述物镜速度感测器获得该电压信号的步骤包括：

提供一物镜位置感测器，感测上述物镜的位置，并输出一位置信号；

通过一回授晶片，接收上述位置信号后并输出一速度信号；以及

利用一可程序增益放大器，接收上述速度信号后，增益且输出该电压信号。

3.如权利要求2所述的光学头物镜速度感测器的校准方法，其特征是：还包括下列步骤：调整可程序增益放大器输出的上述电压信号，使该电压信号等于上述标准电压信号。

4.一种光学头物镜速度感测器的校准方法，其特征是：包括下列步骤：提供一已校准的光碟机，其中，该已校准光碟机的光学头自一速度瞬间加速至另一速度后，该已校准光碟机的物镜速度感测器输出一标准电压信号；

将一待校准光碟机的光学头，自上述一速度瞬间加速至上述另一速度，且自该待校准光碟机的物镜速度感测器获得一电压信号；以及

调整该待校准光碟机的物镜速度感测器输出的上述电压信号，使该电压信号等于上述标准电压信号。

5.如权利要求4所述的光学头物镜速度感测器的校准方法，其特征是：上述物镜速度感测器获得该电压信号的步骤包括：

提供一物镜位置感测器，感测上述物镜的位置，并输出一位置信号；

利用一回授晶片，接收上述位置信号后并输出一速度信号；以及

通过一可程序增益放大器，接收上述速度信号后，增益且输出该电压信号。

6.如权利要求5所述的光学头物镜速度感测器的校准方法，其特征是：更包括下列步骤：调整可程序增益放大器输出的上述电压信号，使该电压信号等于上述标准电压信号。

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