CN1228773C - 光驱的增加聚焦恢复稳定性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光驱的增加聚焦恢复稳定性的方法；本发明是在聚焦伺服器聚焦失败时，先判断主轴马达的转速是否大于一设定转速，若是的话则先将主轴马达煞车减速再重新聚焦，使聚焦伺服器能由开回路控制顺利锁入于闭回路控制；本发明的方法能将光驱因高速旋转以致于产生较大的聚焦振动量，而容易造成聚焦失败的问题，通过降低主轴马达转速以抑制较大的聚焦振动量，以便让聚焦伺服器可以增加聚焦成功的机率与稳定性。

Description

光驱的增加聚焦恢复稳定性的方法

技术领域

本发明涉及一种光驱的增加聚焦恢复稳定性的方法，特别是关于一种当光驱高速旋转时能稳定因聚焦振动量太大影响其聚焦准确的方法。

背景技术

请参阅图1，其所绘示是为光驱的光学头模块聚焦机制的系统结构图。使用者根据需求由一接口21送出控制命令并经讯号处理电路22转成控制讯号至控制电路23，而控制电路23即根据控制讯号驱动聚焦伺服器24与主轴伺服器25对光盘片18聚焦。其中主轴伺服器25是控制主轴马达(Spindle Motor)16的转速，而主轴马达16最主要的功用是依据光学头模块10在光盘片18上位置的不同以产生不同转速，使光学头模块10能顺利的读取光盘片18上的数据。而聚焦伺服器24是为了让光学头模块10所产生的聚焦点落于光盘片18的碟面上，使聚焦点能随光盘片18转动时沿着垂直于碟面的方向作位移运动。其中光学头模块10是由一雷射二极管11产生雷射光，产生的雷射光经由分光器12(Beam Splitter)及物镜13(Object Len)的光学处理产生聚焦点，而由一聚焦致动器14(Focus Actuator)控制物镜13上下移动，进而改变聚焦点的位置，并使聚焦点打在光盘片18后所产生的反射光经过分光器12将反射光导引至一光检测器15上。如此即可从光检测器15上得到光学讯号，并经由讯号处理电路22转换成电气讯号，如聚焦误差讯号(Focus Emir Signal)或射频讯号(RF Signal)等。

而上述光学头模块10产生聚焦点的方法是有多种方式，如像素法(Astigmatism)、刀缘法(Knife Edge)、光点法(Spot Size)及临界角法(CriticalAngle)等。而不论采用何种方法皆会产生聚焦误差讯号，且形状类似于S形，一般称的为S曲线(S-Curve)。请参阅图2a，图中所示的聚焦误差讯号(FE)是为S曲线，当达到正确聚焦位置时，即聚焦误差讯号为零，也就是图2a所示的0点为聚焦零交错点(Focus Zero Crossing Point；FZC)，且此时的射频讯号(RF)在聚焦误差讯号为零时是达到最大值如图2b，而聚焦误差讯号在距离聚焦零交错点的正方向及负方向上，各会产生一正负聚焦讯号的最大值，在此两最大值之间的曲线是近似于线性(Linear)，因此我们可在此范围运用线性控制方法来达成准确的聚焦控制。

但聚焦点由于外在的因素并非一直落于S曲线的线性区，故当聚焦点落于S曲线的线性区外时，通常利用开回路控制将聚焦点拉到S曲线的线性区内。而为了判断出聚焦点何时落干S曲线的线性区，图2b所示可利用射频讯号高于某一临界值(Threshold)时，则表示此时聚焦点已落于S曲线的线性区，而当聚焦点落于S曲线的线性区内时则可将开回路控制切为闭回路的线性控制。

请参阅图3，其所绘示是为聚焦伺服器的开回路控制框图。控制命令输入于数字/模拟讯号处理IC 31，由数字/模拟讯号处理IC 31产生控制讯号，控制讯号经过补偿器32及驱动器33的放大处理后产生聚焦驱动讯号，聚焦致动器34依据聚焦驱动讯号使得物镜13往上或下移动，此时即可由光检测器35经射频放大器36撷取出聚焦误差讯号，由聚焦误差讯号即可得知目前聚焦点与光盘片18的距离关系。

请参阅图4，其所绘示是为聚焦伺服器的闭回路控制框图。是将图3中的聚焦误差讯号反馈至控制命令端作比较，如此可经由适当的补偿器32设计使聚焦致动器34依据聚焦误差讯号驱动物镜13上下微调，以便使聚焦点准确锁在光盘片18，即落于S曲线的聚焦零交错点附近。

请参阅图5，其所绘示是为聚焦伺服器进行聚焦动作的示意图。欲进行聚焦动作时首先以图3的开回路控制，控制聚焦驱动讯号以三角波输入于聚焦致动器34，驱使聚焦致动器34产生上下移动做S型曲线搜索，使得聚焦误差讯号产生S曲线，而由聚焦误差讯号可得知目前聚焦点与光盘片18的距离关系。并在T1时间也就是聚焦驱动讯号输入下一个三角波时，当聚焦误差讯号再度产生S曲线时，是在时间T2聚焦误差讯号一出现聚焦零交错点(图5所示0点)，即立刻将聚焦动作由图3的开回路控制切为图4的闭回路控制，如此将使聚焦点能准确锁在光盘片18。

请再参阅图1，当光驱的主轴马达16在高速旋转时，容易造成聚焦方向的振动，如光盘片18本身因制作时，碟面并非完美的平面而会有些许倾斜或弯曲，造成光盘片18的垂直偏向量(Vertical Deviation)或不平衡量(Unbalance)较大，或者光驱的夹片机构17组装时产生的偏差，皆容易造成光驱在读取光盘片数据时会有聚焦方向的振动。

请同时参阅图6A及图6B，主轴马达16是以较低转速旋转，并未产生较大的聚焦振动量，这种情况对聚焦所造成的振动影响就没有如此明显。即使聚焦失败，对于在图3及图4中设计良好且频宽足够的聚焦补偿器32而言，还能够经由开回路控制重新执行聚焦做S型曲线搜索，并在聚焦误差讯号的聚焦零交错点出现时立刻重新锁入闭回路控制，恢复聚焦的稳定性。

请同时参阅图7A及图7B，当主轴马达16转速提高时，是产生较大的聚焦振动量，光盘片18的晃动程度也会跟着增加，尤其现今光驱主轴马达16的转速可高达11200 RPM，在如此高的转速下，光盘片18基于上述原因晃动的程度将更加剧烈，在这种情况下所产生的S型曲线的频率会较图6B来的快，非常容易使得聚焦失败(Focus Drop)，而造成光学头模块10无法正确读取光盘片18上的数据，如欲顺利将聚焦点重新锁入于闭回路控制，则必须加大聚焦补偿器32的频宽，且要有足够的相位裕度(Phase Margin)，但这在设计实现上却具有一定的难度。

总之，对于高速光驱而言，若光盘片18本身的垂直偏向量或不平衡量较大，或光驱的夹片机构17组装时产生的偏差，皆会使得光盘片18在高速旋转的情况下，因聚焦振动量太大，而容易造成聚焦失败，且聚焦失败后即使重新聚焦，也会因为聚焦振动量太大的问题一直存在着，而不易重新聚焦成功。

发明内容

本发明的主要目的，在于可提供一种光驱的增加聚焦恢复稳定性的方法，该方法通过判断主轴马达的转速是否因旋转太快而造成较大的聚焦振动量，借此可在主轴马达在高转速旋转时对其作减速，以减轻聚焦振动量的大小，增加聚焦的成功性及稳定性。

本发明的目的可通过如下措施来实现：

一种光驱的增加聚焦恢复稳定性的方法，用于由一聚焦伺服器检测一聚焦误差讯号，使一聚焦点能锁于一光盘片，包含有下列步骤：

当该聚集伺服器检测到该聚焦误差讯号为聚焦失败时，判断一主轴马达的转速是否大于一设定转速；

当该主轴马达的转速大于该设定转速时，降低该主轴马达的转速；及

该聚焦伺服器重新聚焦，使该聚焦点锁于该光盘片上。

所述的聚焦失败是为该聚焦点未锁于该光盘片。

所述的降低该主轴马达的转速直到该主轴马达的转速小于该设定转速为止。

所述的设定转速是由一固件作控制。

所述的聚焦伺服器重新聚焦是先由一开回路控制使一聚焦致动器作S型曲线搜索，并在通过一聚焦零交错点时便锁入一闭回路控制，使该聚焦点精准锁于该光盘片。

本发明相比现有技术具有如下优点：

本发明的方法是在聚焦失败后先判断主轴马达是否因转速太快，而引起较大的聚焦振动量，使聚焦伺服器的闭回路控制无法顺利将聚焦点锁于光盘片。若是的话则只需对主轴马达作减速措施，使聚焦振动量变小，当聚焦伺服器重新聚焦即可很顺利的由开回路控制再度锁入于闭回路控制，使聚焦锁入更为稳定。而相较于公知作法回光驱高速旋转而使聚焦失败时，当欲再度使聚焦伺服器锁入于闭回路控制，则必须加大聚焦补偿器的频宽，且要有足够的相位裕度(Phase Margin)，却会在电路设计实现上具有相当的难度。而本发明只需利用主轴马达煞车减速的作法，以增加聚焦成功的机率与稳定性，不需再对光驱原本电路重新设计，即可轻易解决光驱因高速旋转时，由于光盘片本身的垂直偏向量或不平衡量较大，或者是光驱的夹片机构组装时产生的偏差，而造成聚焦振动量太大，使聚焦伺服器非常容易聚焦失败的问题。

附图说明

图1是公知的光驱的光学头模块聚焦机制的系统结构图；

图2是公知的聚焦误差讯号与射频讯号的曲线图；

图3是公知的聚焦伺服器的开回路控制框图；

图4是公知的聚焦伺服器的闭回路控制框图；

图5是公知的聚焦伺服器进行聚焦动作的示意图；

图6A是公知的光盘片在低速转动的动作示意图；

图6B是图6A中聚焦伺服器对光盘片聚焦所产生的聚焦误差讯号的波形图；

图7A是公知的光盘片在高速转动的动作示意图；

图7B是图7A中聚焦伺服器对光盘片聚焦所产生的聚焦误差讯号的波形图；及

图8是本发明利用主轴马达煞车重新聚焦的流程图。

具体的实施方式

请参阅图8，其所绘示是为本发明利用主轴马达煞车重新聚焦的流程图。为了克服光驱在高速旋转时，伴随产生的振动问题，所造成对聚焦准确率的影响，本发明是对光驱的主轴马达采取减速方法，以减缓主轴马达因高速旋转所造成的振动量从而增加聚焦恢复稳定性，本发明的方法包含有下列步骤：

步骤41：光驱聚焦伺服器检测到聚焦失败(即聚焦误差讯号并没有落在聚焦零交错点附近)；

步骤42：光驱主轴伺服器判断此时的主轴马达转速是否大于设定转速，若是，则跳至步骤43；若否，则跳至步骤44；

步骤43：主轴马达减速煞车，并返回步骤42；

步骤44：重新聚焦。

而其中设定转速是由固件(firmware)作控制，设定转速可经由测试寻找出能兼顾光驱读取速度及聚焦稳定性的一最佳值，以减缓光驱高速旋转时所产生的聚焦振动量，提高聚焦稳定性。

举例说明，光驱在高速旋转时，当聚焦伺服器由聚焦误差讯号检测到聚焦失败时，也就是聚焦点跳出图2中S曲线的线性区外，使聚焦点未能锁于光盘片。而聚焦失败的原因则因为聚焦方向出现了较大的振动量，使得聚焦点不易锁定在光盘片。而为了让聚焦点能顺利拉回至图2中S曲线的线性区内，以减缓因光盘片本身的垂直偏向量或不平衡量较大，或者是光驱的夹片机构组装时产生的偏差，所造成聚焦振动量太大影响聚焦准确率的困扰，则可判断此时的主轴马达转速是否已大于设定转速。假设此时的主轴马达转速大于设定转速，则对目前的主轴马达采取减速煞车并直到主轴马达转速低于设定转速为止。最后由聚焦伺服器重新作聚焦动作，并先采取图3中开回路控制，由光学头模块进行S型曲线搜索，将聚焦点拉到图2中S曲线的线性区内，再切为图4中闭回路控制将聚焦点锁定于图2中S曲线的线性区内的聚焦零交错点，如此可大幅提高于聚焦失败后重新聚焦的稳定性。

Claims (5)

1、一种光驱的增加聚焦恢复稳定性的方法，用于由一聚焦伺服器检测一聚焦误差讯号，使一聚焦点能锁于一光盘片，包含有下列步骤：

当该聚集伺服器检测到该聚焦误差讯号为聚焦失败时，判断一主轴马达的转速是否大于一设定转速；

当该主轴马达的转速大于该设定转速时，降低该主轴马达的转速；及

该聚焦伺服器重新聚焦，使该聚焦点锁于该光盘片上。

2、如权利要求1所述的光驱的增加聚焦恢复稳定性的方法，其特征在于所述的聚焦失败是为该聚焦点未锁于该光盘片。

3、如权利要求1所述的光驱的增加聚焦恢复稳定性的方法，其特征在于降低该主轴马达的转速直到该主轴马达的转速小于该设定转速为止。

4、如权利要求3所述的光驱的增加聚焦恢复稳定性的方法，其特征在于所述的设定转速是由一固件作控制。

5、如权利要求1所述的光驱的增加聚焦恢复稳定性的方法，其特征在于所述的聚焦伺服器重新聚焦是先由一开回路控制使一聚焦致动器作S型曲线搜索，并在通过一聚焦零交错点时便锁入一闭回路控制，使该聚焦点精准锁于该光盘片。

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