CN1331141C - 光盘机中控制滑车归位的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光盘机中控制滑车归位的方法，通过驱动一滑车电动机以进行一滑车归位动作，其步骤包括一电动机启动阶段、一转速转换阶段以及一转速维持阶段。在该电动机启动阶段，以一第一目标转速驱动该滑车电动机；在该转速转换阶段，逐渐地将驱动该滑车电动机的目标转速由该第一目标转速转换至大于该第一目标转速的一第二目标转速；在该转速维持阶段，持续以该第二目标转速驱动该滑车电动机。

Description

光盘机中控制滑车归位的方法

技术领域

本发明是关于光盘机的控制方法，且特别是关于光盘机中滑车的控制方法。

背景技术

随着计算机技术的进步与多媒体应用的普及，使用者对高容量低成本存储装置的需求也越来越高，其中光存储媒体因为具有资料保存期限长及存储媒介携带交换便利等特点，尤其是光盘机系统，其被设计为可供使用者简易地抽换其中的光盘片，故光盘机遂成为资料备份及资料交换的主要存储媒体。当使用者每一次更换光盘机中的光盘片，光盘机都会执行一进片动作并进行一些初始化动作，便于使用者对该光盘片后续的操作。其中该进片动作中有一个相当基本的步骤，便是一滑车归位动作。

参阅第1图，其为一光盘机的侧视图，用以说明该光盘机中滑车134与其他各项主要元件的相对位置，包括一主轴电动机110、一光盘片位置120、一读写头132、一滑车134、一滑车电动机142、一齿轮组144以及一齿条146，其中该光盘片位置120用以表示当光盘机中有一光盘片时，该光盘片实际位置的示意，且该光盘片会被机械装置固定于该主轴电动机110上。该齿条146连结于该滑车134的一侧，且该读写头132设置于该滑车134之上；该滑车134设置于一导轨装置(第1图中未图示，参阅第2图中标号232A、232B)之上，使该滑车134得以沿着该导轨装置(232A、232B)移动。另外，该滑车电动机142用以驱动一齿轮组144，而该齿轮组144再与该齿条146啮合，故通过控制该滑车电动机142，便得以改变该滑车134的移动方向及速度，并间接控制该读写头132的位置。上述关于滑车134与滑车电动机142等元件间的关系，已为本技术领域的技术人员所熟知，故在此不予重复，且本技术领域的技术人员也了解，上述该齿轮组144仅是将滑车电动机142的转动转换为滑车134的移动的诸多实施方法之一，其他像是利用导螺杆等装置，也能达成与该齿轮组144类似的功能。

参阅第2图，其为一光盘机的上视图，用以说明该光盘机200中滑车134与其他各项主要元件的相对位置，包括一主轴电动机210、一光盘片位置220、一导轨装置包含二个平行导轨(232A、232B)、以及一滑车134，其中该主轴电动机210、该光盘片位置220、该滑车134、该导轨装置(232A、232B)的相对关系都如同先前所述。另外，图中显示了一滑车最内位置242以及一滑车最外位置244，用以表示承载该读写头132的该滑车134沿该两个导轨(232A、232B)所能移动的范围限制，其设计原理以使该读写头132能存取整个光盘片为原则，该滑车最内位置242与该滑车最外位置244通常设置有若干机械构造(图中未绘示)，以确实地限制该滑车134或该齿条146的实际活动范围。

同时参照第1图及第2图，该滑车归位动作指不论进片时该滑车134的位置在哪里，都必须将该滑车134移动至该滑车最内位置242，以便随后该读写头132得以由光盘片的最内侧开始读取光盘片媒体信息，然而由于每次进片时，光盘机200并不一定记录有目前该滑车134位置的信息，即使存有该信息的纪录，该滑车134也有可能因外力或使用者的不当操作而有所移位，故一可行的方式，便是运用较复杂的演算法并侦测目前读写头位置，计算出进行一归位动作所需移动的距离，直接将该滑车134移动至该滑车最内位置242，然而这些额外的演算法和额外的侦测装置，势必增加整个系统的成本和复杂度。另一可行的方式，便是单纯地驱动该滑车134向内侧移动预先设定的一滑车最大移动距离，该滑车最大移动距离指该滑车最内位置242与该滑车最外位置244间的距离，如此一来，不论该滑车134的初始位置在哪里，所驱动的距离都足以使该滑车134完成归位动作，更进一步说，即便该滑车134初始位置位在该滑车最外位置244，也能移回该滑车最内位置242。

接着，在单纯地驱动该滑车134向内侧移动该滑车最大移动距离外，尚需在该滑车最内位置242设置一感应装置(未图示)，例如一机械式开关或是一光耦合元件开关，用以指示出该滑车134是否已移至该滑车最内位置242，才能适时停止驱动该滑车电动机142，以停止该滑车134的移动；若无该感应装置，则必然会因该滑车134已停在该滑车最内位置242，但该滑车电动机142仍继续被驱动，而造成误动作，甚至造成机件的损坏，举例来说，若该滑车电动机142为一步进电动机时，便会在该滑车最内位置242小幅震荡并持续产生噪音；然而，该增加的感应装置必然会增加硬体元件及生产成本。

所以如上所述，为进行该滑车归位操作，已知的方法或花费复杂的计算来计算滑车原始位置，或增加硬体元件来侦测滑车目前的位置，这都会增加光盘机设计复杂度与生产成本，甚至同时提高了光盘机故障的几率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种控制滑车归位的方法和装置，能够不增加光盘机复杂度与生产成本，并防止提高光盘机的故障率。

本发明提供一种光盘机中控制滑车归位的装置，包括：一滑车；一滑车电动机，用以控制该滑车的移动；以及一电路装置；其中，在一电动机启动阶段，以一第一目标转速驱动该滑车电动机，并在一归位驱动阶段，以一归位驱动模式驱动该滑车电动机；该归位驱动模式还包括在一转速转换阶段，逐渐地将驱动该滑车电动机的目标转速由该第一目标转速转换至大于该第一目标转速的一第二目标转速，且该第二目标转速小于或等于一转速Rm，该转速Rm对应于该滑车电动机克服动摩擦转矩所容许的最大激磁频率；以及该第二目标转速还大于一转速Rs，该转速Rs对应于该滑车电动机克服静摩擦转矩所容许的最大激磁频率，其中该滑车电动机为一步进电动机，且其还包括：在驱动该滑车电动机的步数达到一总滑车步数时，停止驱动该滑车电动机，并且该总滑车步数是对应于带动一滑车由一滑车最外位置移动至一滑车最内位置时，所需驱动该滑车电动机的步数。

在本发明中，鉴于步进电动机兼具有定位精准与易于控制等特点，故利用一步进电动机来作为该滑车电动机142，以在光盘机读写头的控制上能获得较佳的表现。且为降低系统的复杂度，在本发明中不需取得该滑车134初始位置的信息，也不需利用设置在该滑车最内位置242的该感应装置。

按照本发明的方法和装置，可以在不增加光盘机复杂度和生产成本，同时不提高光盘机故障率的情况下，实现控制滑车归位。

为了更进一步了解本发明特征及技术内容，参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

第1图为一光盘机的侧视图，用以说明光盘机中滑车与其他各项主要元件的相对位置。

第2图为一光盘机的上视图，用以说明光盘机中滑车与其他各项主要元件的相对位置。

第3图为一步进电动机示意图，用以说明步进电动机的控制方法。

第4图为一时序图，用以说明步进电动机的控制信号。

第5图为一流程图，用以说明根据本发明的一种光盘机滑车归位控制方法流程。

第6图为一坐标图，用以说明根据本发明的一种光盘机滑车归位控制方法中，滑车电动机的转速控制方法。

具体实施方式

参阅第3图，其为一步进电动机示意图，用以说明该步进电动机300的控制方法，该步进电动机用以作为如上所述的该滑车电动机，其中包括一转子310、一相位A定子302、一相位B定子304、一相位A’定子306以及一相位B’定子308，其中该转子310具有特定的磁场，因此图中该转子的突出端会指向与外加磁场同方向的一转子方向；而个别的定子则可以通过外加的控制信号改变个别的磁场方向，并合成一等效磁场方向，以控制该转子方向。再参阅第4图，其为一时序图，用以说明步进电动机的控制信号，以控制该步进电动机的激磁频率，其中每个相位的控制信号在一高电位与一低电位间切换，用以改变个别定子的磁场方向，通过调整该四个相位的控制信号，便可以控制转子的旋转方向及速度；需注意第3图与第4图中仅以一简化的二相式步进电动机为例，本领域技术人员可依此概念推广至其他类型的步进电动机。

此外，第3图中还有四条虚线，用以表示四个不同的的转子方向，同时参阅第4图中所绘示的控制信号，时段P-Q-R-S构成一控制信号周期，而时段P’代表下一控制周期中对应于上述的P时段：一A-B方向322，用以表示在一时段P(或P’)中，该相位A定子302与该相位B定子304由高电位激磁时，所对应的该转子方向；一B-A’方向324，用以表示在一时段Q中，该相位B定子304与该相位A’定子306由高电位激磁时，所对应的该转子方向；一A’-B’方向326，用以表示在一时段R中，该相位A’定子306与该相位B’定子308由高电位激磁时，所对应的该转子方向；一B’-A方向328，用以表示在一时段S中，该相位B’定子308与该相位A定子302由高电位激磁时，所对应的该转子方向。当控制信号根据P-Q-R-S顺序改变时，该转子310便会依顺时针方向旋转，其中P-Q-R-S顺序改变的时间间隔便会对应到一激磁频率，而该激磁频率便会对应到电动机的一目标转速；在理想状态下，该步进电动机300的转子310便会以该目标转速旋转，然而因为各种机械摩擦及阻力，故该转子310尚需克服一静摩擦转矩，若该磁场强度太小，或是该激磁频率大于一临界频率，其中该临界频率对应至一目标转速Rs，且该临界频率是为该步进电动机克服静摩擦转矩所容许的最大激磁频率，则可能发生该转子310无法反应定子磁场方向的改变而不做任何旋转，这种现象一般称之为失步，该失步现象是为是已知驱动步进电动机时所极力避免的。

利用该步进电动机300作为该滑车电动机142，首先必须将如上所述的该滑车最大移动距离根据该齿条146及该齿轮组144的比例，换算成该步进电动机的一总滑车步数，在是当进行该滑车归位动作时，便控制该步进电动机300旋转该总滑车步数。考虑当对该滑车134进行归位动作时，若该滑车134的初始位置与该滑车最内位置242间距离小于该滑车最大移动距离，则该滑车134将被机构限制在该滑车最内位置242，无法再向内移动；同时参照第3图及第4图，举例而言，若此时该转子方向为该A-B方向，各相位的控制信号有着如该时段P所示的关系，且该滑车最内位置242不存在如习知技术中的该感应装置，故当时间进行至该时段Q时，理论上转子310应顺时针旋转至该B-A’方向324，然而因该滑车134已被机构限制在该滑车最内位置242，而使该转子310并无法跟随磁场旋转至该B-A’方向，该转子310便会保持在该A-B方向322。同理，当时间进行至该时段R时，该转子310仍会保持在该A-B方向322，但是当时间进行至该时段S时，等效磁场方向为该B’-A’方向328，此时若驱动该步进电动机300的目标转速小于或等于Rs时，该转子310便会被牵引至该B’-A方向328，造成该滑车134反而向外侧移动一小段距离；当时间在进行到该时段P’，该转子310再次被牵引至该A-B方向322，使该滑车134再向内移动至该滑车最内位置242；如此便会产生一震荡动作，造成机构组件间持续碰撞磨损、产生噪音，该震荡动作将持续至相对于该总滑车步数的控制信号结束为止。

在本发明中，要想进一步消除该震荡动作，并且为了不在该滑车最内位置242额外设置如前所述的感应装置，故本发明中还提出一驱动该步进电动机的方法，将上述该总滑车步数分为两阶段实施，其中包括一电动机启动阶段与一归位驱动阶段，其中在该电动机启动阶段，以一第一目标转速驱动该步进电动机，该第一目标转速小于或等于上述的该转速Rs。该电动机启动阶段的目的在于克服静摩擦转矩，故当该步进电动机已能跟随控制信号旋转时，便可进入该归位驱动阶段，此时以一归位驱动模式驱动该步进电动机，其中该归位驱动模式是指提供一目标转速曲线以驱动该滑车134回到该滑车最内位置242，该目标转速曲线还包括加速或减速的配置以获得最佳的滑车移动模式，且令该目标转速曲线的目标转速均大于该转速Rs，因此当该滑车134因为已经到达该滑车最内位置242时，使该转子310停在一特定的方向，例如该A-B方向322，当该步进电动机的该等效磁场继续旋转时，因为其时以一大于转速Rs的目标转速驱动该步进电动机，所以该转子310便无法再克服该静摩擦转矩，或是该转子310反转的幅度极小，致使该步进电动机300发生失步现象，也因此该滑车134便不再向外侧移动，故通过控制并利用一般所不希望的失步现象，便得以消除该震荡动作。

参阅第5图，其为一流程图，用以说明根据本发明的一种光盘机滑车归位控制方法实施例，并同时参阅第6图，其绘示为一坐标图，用以说明根据第5图中控制流程控制该步进电动机的转速。在步骤502时，首先在如上所述的该电动机启动阶段，以该第一目标转速驱动该滑车电动机，此时该步进电动机的目标转速如时间O至时间M所示；接着，其中该归位驱动模式包括一转速转换阶段与一转速维持阶段；在该转速转换阶段(步骤504)，逐渐地将驱动该步进电动机的目标转速由如上所述该第一目标转速转换至大于该第一目标转速的一第二目标转速，如第6图中时间M至时间N，再在该转速维持阶段(步骤506)，如第6图中时间N之后，持续以该第二目标转速驱动该步进电动机。且如先前所述，在该电动机启动阶段、该转速转换阶段以及该转速维持阶段中，总计对该步进电动机所驱动的步数，相等于该总滑车步数。再者，因转动时该步进电动机需克服一动摩擦转矩，故该第二目标转速小于或等于一转速Rm，且该转速Rm对应于该滑车电动机克服动摩擦转矩所容许之最大激磁频率；其中该第二目标转速还大于一转速Rs，且该转速Rs对应于该滑车电动机克服静摩擦转矩所容许之最大激磁频率。

此外，根据本发明之控制方法由一电路装置(未图示)负责处理该滑车归位动作，在一实施例中，该电路装置指执行一软件之一微处理器，如上所述之这些目标转速及这些执行阶段所需之参数或计算规则，预先编程在该软件之中；而在另一实施例中，该电路装置是指一组设计用来执行根据本发明的控制方法的逻辑电路，且如上所述的这些目标速度及这些执行阶段所需的参数或计算规则，是直接设计为逻辑闸门及电路元件的组合。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本发明，任何本技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围当以权利要求的范围为准。

Claims (6)

1、一种光盘机中控制滑车归位的方法，通过驱动一滑车电动机以进行一滑车归位动作，其步骤包括：

在一电动机启动阶段，以一第一目标转速驱动该滑车电动机；以及

在一归位驱动阶段，以一归位驱动模式驱动该滑车电动机；

其中，该归位驱动模式是在一转速转换阶段，将驱动该滑车电动机的目标转速由该第一目标转速转换至大于该第一目标转速的一第二目标转速，且该第二目标转速小于或等于一转速Rm，该转速Rm对应于该滑车电动机克服动摩擦转矩所容许的最大激磁频率；以及该第二目标转速还大于一转速Rs，该转速Rs是对应于该滑车电动机克服静摩擦转矩所容许的最大激磁频率，

其中，该滑车电动机为一步进电动机，且其步骤还包括：

在驱动该滑车电动机的步数达到一总滑车步数时，停止驱动该滑车电动机，并且该总滑车步数是对应于带动一滑车由一滑车最外位置移动至一滑车最内位置时所需驱动该滑车电动机的步数。

2、如权利要求1所述的光盘机中控制滑车归位的方法，其中该归位驱动模式还包括：

在一转速维持阶段，持续以该第二目标转速驱动该滑车电动机。

3、如权利要求1所述的光盘机中控制滑车归位的方法，其中该第一目标转速是小于或等于一转速Rs，且该转速Rs是对应于该滑车电动机克服静摩擦转矩所容许的最大激磁频率。

4、一种光盘机中控制滑车归位的装置，包括：

一滑车；

一滑车电动机，用以控制该滑车的移动；以及

一电路装置；

其中，在一电动机启动阶段，以一第一目标转速驱动该滑车电动机，并在一归位驱动阶段，以一归位驱动模式驱动该滑车电动机；该归位驱动模式还包括在一转速转换阶段，逐渐地将驱动该滑车电动机的目标转速由该第一目标转速转换至大于该第一目标转速的一第二目标转速，且该第二目标转速小于或等于一转速Rm，该转速Rm对应于该滑车电动机克服动摩擦转矩所容许的最大激磁频率；以及该第二目标转速还大于一转速Rs，该转速Rs对应于该滑车电动机克服静摩擦转矩所容许的最大激磁频率，

其中该滑车电动机为一步进电动机，且其还包括：

在驱动该滑车电动机的步数达到一总滑车步数时，停止驱动该滑车电动机，并且该总滑车步数是对应于带动一滑车由一滑车最外位置移动至一滑车最内位置时，所需驱动该滑车电动机的步数。

5、如权利要求4所述的光盘机中控制滑车归位的装置，其中该归位驱动模式还包括：

在一转速维持阶段，持续以该第二目标转速驱动该滑车电动机。

6、如权利要求4所述的光盘机中控制滑车归位的装置，其中该第一目标转速小于或等于一转速Rs，且该转速Rs对应于该滑车电动机克服静摩擦转矩所容许的最大激磁频率。

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