CN1290928A - 用于滑动光学传感器的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

用于控制安装在光盘设备上的光学传感器的滑动的方法和设备。该滑动控制方法在正常磁盘再现模式中跟踪误差信号的基础上检测物镜偏离幅度,检查检测的幅度是否在比物镜的最大可移动范围更窄的预定范围外,调整用于放大跟踪误差信号增益,如被检测的幅度在预定范围外,将由调整的增益放大的跟踪误差信号加到用于滑动光学传感器的马达上,以使偏离的物镜在达到可移动范围边缘前返回光轴附近。因此,本发明防止可移动的物镜过度漂移或自由振荡,并减小由磁盘故障、磁盘偏心等导致的外部影响。

Description

用于滑动光学传感器的方法和设备
本发明涉及用于控制装备在光盘设备上的光学传感器的滑动的方法和设备。
图1中所示的是一个普通的光盘设备，包括一个用于从光盘1再现被记录信号的光学传感器2，一个用于通过结合由光学传感器2从光盘1再现的信号来输出伺服误差信号和二进制信号的R／F单元3，一个用于处理从R／F单元3接收的二进制信号以便恢复为数字数据的数字信号处理单元4，一个用于将被恢复的数字数据解码为原始数据的译码器5，一个用于在光盘1的磁道上滑动光学传感器2的滑板马达11，一个用于转动光盘1的主轴马达12，一个用于驱动滑板马达11和主轴马达12转动的驱动器7，一个用于给驱动器7提供控制输入的伺服单元6，一个用于监控伺服单元6和数字信号处理单元4的全部操作的微型计算机9，以及一个存储供监控操作使用的微型计算机9的数据的存储器9。
一旦光盘1被插入是光盘设备机构一部分的光盘托盘中，光盘1通过夹紧装置被夹紧。然后，被伺服单元6控制，驱动器7将一个驱动电流加到主轴马达12上，借此以恒定速度转动光盘1。
为了再现被记录在光盘1上的信号，安装有激光二极管(LD)和光电二极管(PD)的光学传感器2通过照射从激光二极管发出的激光束在光盘1的记录层上形成一个射束点。从光盘1反射的激光束被光电二极管收集并被转换为电信号，R／F单元3从其中提取被记录的二进制信号。数字信号处理单元4将被提取的二进制信号恢复为数字调制数据，译码器5将来自数字信号处理单元4的数字信号解调为原始数字数据。
其间，R／F单元3通过结合被转化的电信号的操作产生一个跟踪误差信号。
伺服单元6使用跟踪误差信号产生跟踪控制输入，以使得激光射束点跟随目标磁道。控制输入被应用于驱动器7，驱动器7应用一个用于移动物镜的跟踪传动装置的电流。在这样的跟踪控制下，物镜中心可能从光轴偏离一个很大的范围。
例如，物镜可能偏离光轴很少，这种情况如图2(a)所示，或者偏离到传感器2的内侧边缘，这种情况是图2的(b)。
在物镜接近作为允许摆动界限的内侧边缘的情况中，伺服单元6从跟踪误差信号的幅度检测这样一个临界偏离，并驱动滑板马达10如图2(c)所示地移动光学传感器2，直到跟踪误差信号的幅度几乎减少到零或者在如图2(d)所示的预先确定的小范围内。
在传感器2如图2(c)中所示正在滑动到右侧时，围绕物镜的传动装置通过伺服单元6的跟踪控制被摇摆到左侧，以使得物镜中心与光轴重合。
在物镜被放置在光轴周围的条件下，跟踪控制能更稳定地被执行。
然而，如果一个被加到滑板马达10的负荷超过允许的幅度或者用于驱动滑板马达10的机构的驱动特性在可接受的负荷范围内不一致，则当负荷相对高时，再现能力可能下降，跟踪控制可能难于控制，或者数据读取可能失败。
为了解决这个问题，如果一个滑动伺服被重新设计以增大其增益，则对于偏心磁盘，磁盘播放能力将变得更差。
另外，如果负荷超过允许的幅度或者机构的驱动特性不一致，则尽管应用了一个驱动力，物镜返回操作也不能迅速地完成，这有时会导致物镜过度漂移或者自由振荡。这些致命的误差导致再现停止。
本发明的一个目标是提供一个伺服控制方法和设备，其能够检测再现速度和物镜偏离机构中心的大小，以及如果重负荷被加到驱动机构上则通过改变伺服回路的电流特性来补偿滑动伺服，从而防止物镜偏离机构中心过远。
本发明的另一个目标是提供一个伺服控制方法和设备，其能够在预定范围内保持物镜中心在光轴附近，其中预定范围窄于物镜的最大可移动范围。
依据本发明的光盘设备的伺服控制方法在正常磁盘再现模式中的跟踪误差信号的基础上检测物镜偏离的幅度，检查被检测的幅度是否在比物镜的最大可移动范围更窄的预定范围之外，调整用于放大跟踪误差信号的增益，以及，如果被检测的大小在预定范围之外，将由被调整的增益放大的跟踪误差信号加到用于滑动光学传感器的马达上，以使得偏离的物镜在达到可移动范围边缘之前返回光轴附近。
被包括用来提供本发明更进一步的理解的附图说明了本发明的优选实施例，并且和描述一起帮助说明本发明的原理。
在附图中：
图1是一个普通光盘设备的方框图；
图2显示了光学传感器和被安装在其中的物镜之间的相关排列以及对应于每一个排列的跟踪误差级的一些示例；
图3更详细地描述了一个依据本发明的光盘设备的滑板马达驱动机构的方框图；
图4显示了一个实施本发明的传感器滑动方法的流程图；以及
图5A和5B描述了在依据本发明的传感器滑动方法分别被应用和不被应用的情况下产生的跟踪误差级的图例。
为了本发明能被完全理解，因此将参考附图描述优选实施例。
图3更详细地描述了一个依据本发明的光盘设备的滑板马达驱动机构的方框图。在图3中所示的光盘设备包括一个用于从光盘1再现记录信号的光学传感器2，一个用于通过结合从光盘1中由光学传感器2再现的信号来输出伺服误差信号(聚焦和跟踪误差)和二进制信号的R／F单元3，一个用于处理从R／F单元3接收的二进制信号以便恢复数字数据的数字信号处理单元4，一个用于将被恢复的数字数据解码为原始数据的译码器5，一个用于在磁盘1的磁道上滑动光学传感器2的滑板马达11，一个用于转动光盘1的主轴马达12，一个用于驱动滑板马达11和主轴马达12转动的驱动器7，一个用于给驱动器7提供控制输入的伺服单元6’，一个用于监控伺服单元6’和数字信号处理单元4的全部操作的微型计算机8’，以及一个存储用于监控操作的微型计算机8’的数据的存储器9，其中，伺服单元6’包括一个从R／F单元3提取跟踪误差信号的低频带信号(下文中被称为‘跟踪误差级’)的低通滤波器61、一个以设置的增益常数放大跟踪误差级的输入增益放大器62、一个放大跟踪误差级的DC分量的低带宽增益升压器、一个在全频带中放大跟踪误差级的输出增益放大器64和一个输出用于跟踪和聚焦误差的伺服控制信号的伺服控制信号产生电路65。
图4显示了一个实施本发明的传感器滑动方法的流程图。图4的方法通过参考图3被说明。
当再现记录数据时，伺服单元6’完成平常的跟踪控制，以便通过将跟踪控制信号加到传动装置上来将物镜中心定位在当前的磁道上。由于这个跟踪控制，物镜逐渐地从光轴偏离到任意方向。然后，与物镜中心和光轴之间的偏离距离成比例的跟踪误差信号被依次提供给低通滤波器61、输入增益放大器62、低带宽增益升压器63和输出增益放大器64。由上面的元件61-64处理的最终跟踪误差级则被应用于微型计算机8’。
微型计算机8’首先将被应用的跟踪误差级转换成相应的数字数据，并且在数字数据的基础上检测物镜偏离光轴的多少(S30)。如果偏离的距离在比传动装置摆动的最大允许范围更窄的预定范围内，微型计算机8’保持进行伺服单元6’的跟踪控制。考虑到将被加到滑板马达10上的负荷和用于驱动滑板马达10的机构的驱动特性，预定范围被预置给微型计算机8’。
如果偏离距离在预定范围之外(S31)，微型计算机8’开始滑动光学传感器2。当这个光学传感器2正在滑动时，物镜再一次接近光轴。
为了滑动光学传感器2，微型计算机8’调整电流跟踪误差级，伺服控制机构的回路特性被间接地改变而不是强制伺服单元6’的驱动信号直接被调整。
在调整跟踪误差级之前，微型计算机8’在已经通过伺服单元6’应用到驱动器7上的驱动电压的基础上检测当前再现速度。
如果当前再现速度是高速(S32)，就是说，磁盘旋转数足够大以至于忽略由象磁盘偏心这样的外部条件导致的影响，则微型计算机8’调整输出增益放大器64的增益以便在跟踪误差信号的全频率频带内放大跟踪误差级(S33)，就好象偏离距离看上去等于或者大于最大允许范围，因此伺服信号产生电路65产生跟踪控制信号来转动滑板马达10，滑板马达10滑动传感器2以便减小偏离距离(S35)。
如果当前再现速度低到以至于由磁盘偏心等导致的外部影响不能被忽略，微型计算机8’调整低带宽增益升压器63的升压量以便只有DC分量可以被放大(S34)，而不是通过调整输出增益放大器64的增益来放大全频带跟踪误差级。放大的DC分量也感应伺服控制信号产生电路65以滑动传感器2(S35)。
考虑到由磁盘偏心、磁盘故障等等导致的外部影响，微型计算机8’在当前再现速度的基础上部分地或者全部地调整被用于驱动器7的跟踪误差级。
图5A描述了一个当上面说明的方法被应用时被产生的跟踪误差级的图例，图5B显示了一个当传统的滑动控制方法被应用时产生的跟踪误差级的示例。
在图5B中画了三种情况。标记为‘A’的第一个是用于因为负荷在移动范围内是一致的所以物镜只通过驱动滑板马达10而不改变回路特性而被返回到光轴附近的情况，标记为‘B’的第二个是用于因为负荷部分地不同所以滑板马达10直到物镜开始靠近超过控制范围的最大可移动范围的极限才被驱动的情况，以及，标记为‘C’的最后一个是用于当物镜超出控制范围时磁盘已经划伤或者被偏心更多地影响的情况。
在‘B’情况中，因为突然地滑动则发生过度撞击以及播放能力恶化。同样，在‘C’情况中，因为跟踪没有从磁道划痕或者由物镜的最大偏离状态所引起的磁盘偏心中恢复正常，所以一个用于再现的当前磁道在时间T’滑动到另一个磁道。
然而，比较图5B的传统方法，物镜从未达到如图5A中所示的最大可移动范围，因为当物镜中心横过预定目标范围(在图5A中的t0和t1点)时滑动增益通过改变伺服回路的特性被重新调整以便被增加。
当调整伺服回路特性时，通过在当前再现速度的基础上调整伺服回路的部分或者全部特性可以减少增益调整的副作用。就是说，当再现速度是高速时最终输出的增益是增加的以便调整所有特性，因为磁盘旋转数足够大以至于由象磁盘偏心这样的外部条件导致的影响是轻微的，并且当再现速度是低速时，考虑到由偏心等导致的作用，只有用于DC分量的增益被增加以便部分地调整回路特性，也就是一个低频带增益。
在本发明中，滑板马达在物镜接近最大可移动范围之前被驱动以便将物镜返回到光轴。因此，这个发明防止物镜过度漂移或者自由振荡，并且也减小由磁盘故障、磁盘偏心等导致的外部影响。
在不偏离本发明的精神和其本质特性的情况下，可以以其他特殊的形式实施本发明。因此本实施例将在所有方面被认为是说明性的而非限制性的，因此本发明的范围由权利要求书而不是由在前描述指出，在权利要求书的等效含义和范围内的所有变化都将落入保护范围之内。

Claims (15)

1、一种在正常的磁盘再现中的光盘设备的伺服控制方法，包括步骤：
(a)在跟踪误差信号的基础上检测物镜偏离幅度；
(b)检查所检测的幅度是否在预定范围之外；以及
(c)根据检查结果，调整用于放大跟踪误差信号的增益，并将由被调整的增益放大的跟踪误差信号加到用于移动光学传感器的马达上。
2、如权利要求1的方法，其中，所述预定范围窄于最大可移动范围。
3、如权利要求1的方法，其中，所述步骤(c)依据当前再现速度不同地调整增益。
4、如权利要求3的方法，其中，如果当前再现速度是低速，则所述步骤(c)调整一个用于放大跟踪误差信号的DC分量的DC增益。
5、如权利要求3的方法，其中，如果当前再现速度是高速，则所述步骤(c)调整用于放大跟踪误差信号的所有频率分量的增益。
6、一种光盘设备的伺服控制方法，包括步骤：
(a)在跟踪误差信号的基础上检测物镜偏离幅度；
(b)检查被检测的幅度是否在预定范围之外，其中，预定范围窄于物镜的最大可移动范围；以及
(c)根据检查结果滑动光学传感器。
7、如权利要求6的方法，其中，所述步骤(c)通过进行调整用于放大跟踪信号的增益并将由调整的增益放大的跟踪误差信号加到用于移动光学传感器的马达上的步骤来滑动光学传感器。
8、如权利要求7的方法，其中，所述步骤(c)依据当前再现速度不同地调整增益。
9、如权利要求8的方法，其中，如果当前再现速度是低速，则所述步骤(c)调整一个用于放大跟踪误差信号的DC分量的DC增益。
10、如权利要求8的方法，其中，如果当前再现速度是高速，则所述步骤(c)调整用于放大跟踪误差信号的全部频率分量的增益。
11、一个光盘设备的伺服控制设备，包括：
一个在跟踪误差信号的基础上检测物镜偏离幅度的检测器；
一个用给定的增益放大跟踪误差信号的放大器；
一个在被放大的跟踪误差信号的基础上驱动滑板马达的驱动器；以及
一个检查被检测器检测的幅度是否在预定范围之外并且根据检查结果调整放大器增益的控制器；
12、如权利要求11的设备，其中，检测器是一个提取跟踪误差信号的低频带分量的低通滤波器。
13、如权利要求书11的设备，其中，放大器包括：
一个将来自检测器的信号放大到高于预置级别的输入放大器；
一个以给定增益只放大来自输入放大器的放大信号的DC分量的DC放大器；以及
一个以给定增益放大来自DC放大器的整个信号的输出放大器。
14、如权利要求书11的设备，其中，控制器还包括一个将来自放大器的放大信号转换为数字数据的数字化转换器。
15、如权利要求书11的设备，其中，如果被检测器检测的幅度在预定范围之外，则控制器检测当前再现速度，并且依据所检测的再现速度不同地调整放大器的增益。
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