CN1485826A - 光盘机的伺服控制系统和光路补正伺服控制系统及光盘机 - Google Patents

Abstract

一种光盘机用的光路补正伺服控制系统，应用于一光盘机中，该光盘机包含一光学头及驱使该光学头移动的滑板马达，其特征在于该伺服控制系统是自该光学头接收一代表该光学头相对于一所希望的光路位置的偏移量的中心误差讯号，来形成控制该滑板马达来移动的一滑板马达控制讯号，以矫正该光学头位于所希望的位置，进而实现有效消除光路的功效。

Description

光盘机的伺服控制系统和光路补正 伺服控制系统及光盘机

技术领域

本发明涉及一种光盘机用的光路补正伺服控制系统，特别是涉及一种可有效消除光学镜头偏移而造成数据读写误差的光盘机用的伺服控制系统、光盘机用的光路补正伺服控制系统及光盘机。

背景技术

请参照图1，图1示出了一种已知光盘机的结构。此光盘机结构1包含一光学头(Pickup)11、一负责转动盘片(Disc)12的主轴马达(SpindleMotor)13、用以承载光学头11的一滑板马达(Sled Motor)14及光学头11上的一跟踪线圈马达(Tracking Coil Motor)15、一前置放大器10、一功率驱动器(Power Driver)16及一数字讯号处理芯片17。此数字讯号处理芯片17具有光路伺服控制功能，而其包括一跟踪音圈伺服控制单元172、一规则数据库173及一滑板马达伺服控制单元174。

由于光盘机是利用光束入射与反射来读写盘片12上的数据，所以如何使光学头11正确地移动并对准盘片12中的一目标轨道成为数据读写前的一重要动作。光学头11的移位与对准动作是由滑板马达14与跟踪音圈马达15共同完成，而后由主轴马达13转动盘片12。光学头11是用来读取盘片12上的数据或将数据写入盘片12上。以数据读取为例，盘片上储存数据与相关伺服控制信息通过光学头11转换成电讯号输出至前置放大器10放大。而前置放大器10输出讯号包含一数据讯号及一跟踪误差(Trackingerror)讯号TE(即相关伺服控制信息)，其中数据讯号经光盘机1译码后以得知读取数据的内容，跟踪误差讯号TE供数字讯号处理芯片17用来控制滑板马达14与跟踪线圈马达15。

而已知数字讯号芯片17对于滑板马达14与跟踪线圈马达15控制方法如下所述。首先，跟踪线圈伺服控制单元172接收跟踪误差讯号TE，并依跟踪误差讯号TE与规则数据库173中相关数据运算后，输出一跟踪音圈控制讯号(tracking coil control signal)TRO至功率驱动器16与滑板马达伺服控制单元174。而后，滑板马达伺服控制单元174依照馈入的跟踪音圈控制讯号TRO产生一滑板马达控制讯号(sled motor control signal)FMO并馈入功率驱动器16。跟踪音圈控制讯号TRO是用来控制跟踪音圈马达15与滑板马达控制讯号FMO用来控制滑板马达14。功率驱动器16接收到跟踪音圈控制讯号TRO与滑板马达控制讯号FMO，并依此讯号TRO、FMO分别驱动跟踪音圈马达15与滑板马达14，以使光学头11位于目标轨道位置。

一般光学头11具有一光源、一光学镜头(或称物镜)及一光学检测单元，如此光盘机欲读取数据时，可令光源输出光束经光学镜头投射于盘片12的轨道上，而后盘片12反射光束再经光学镜头入射到光学检测单元。随盘片12在轨道上的数据状态(即0或1)的不同，则反射光量有所差异。藉此，光学检测单元可检测出这些光量变化并对应转换成不同电压值(或不同电流量)的电讯号输出至数字讯号处理芯片17，而数字讯号处理芯片17通过识别电讯号即可得知盘片12上的数据。由此可知，光盘机1要求光路需特别精确无误，举例来说，盘片12是在轨道的中心记载数据，若光学头11读写数据时并非位于轨道中心，则可能无法正确读取数据，甚者误判数据。所以光学检测单元除了检测数据讯号外，还负责检测光路的情况，例如跟踪误差讯号TE即用来表示光学头11在盘片12轨道中心的偏移量，所以如前所述已知数字讯号处理芯片17会依据跟踪误差讯号TE来对应控制滑板马达14与跟踪线圈马达15，以确保光学头11可位于轨道的中心。而如图2，数据读写的光路18除需考虑光学头111至盘片轨道121的部分181(即光学头11是否位于轨道中心)外，还有光学头11中内部光路182(即光学镜头111至光学感测单元112的光路)，所以亦需使光学镜头111位于光路中心(即指光学感测单元112的光学中心)。然而，因为诸如光学头11晃动位移、功率驱动器16输出不平衡的差异电压、机械组装偏差、机械长期操作而疲劳变形等因素，使得光学镜头111可能偏离光学感测单元112的中心。此时，数字讯号处理芯片17会控制滑板马达14来使矫正光学镜头111回复至光路中心。

在已知光盘机1中，滑板马达伺服控制单元174是根据跟踪音圈控制讯号TRO来产生控制滑板马达14的滑板马达控制讯号FMO，而跟踪音圈伺服控制单元172是依照跟踪误差讯号TE来产生跟踪音圈控制讯号TRO，所以滑板马达控制讯号FMO可说是依照跟踪误差讯号TE来形成。虽然光学头11在低频晃动位移时，光学镜头111的晃动位移与跟踪误差讯号TE存在一定相依性，而可获得适当补偿修正。但是光学镜头111在高频晃动位移时，由于受到动态特性的影响，光学镜头111的晃动位移与跟踪误差讯号TE间的相依性变得十分复杂，而难以让光学镜头111受到适当补偿而回到光路中心。再者，如图2，光学镜头111因受外力干扰(诸如支撑光学镜头111的机构变形、功率驱动器的不平衡差异电压、组装误差)而偏离光路中心时，由于跟踪误差讯号TE仅是表示光学头11是否偏移轨道中心而完全无法呈现光学镜头111是否偏移光路中心的信息，使滑板马达伺服控制单元174并无法得知光学镜头111的确实偏移情况，致使滑板马达控制讯号FMO无法针对这些情况对光学镜头111作适当校正，进而影响光盘机1对盘片数据的读写质量，甚至根本无法读写，而影响光盘机的质量与寿命。因此，如何消除光学镜头111的位移，以避免前述偏移成为本领域的技术人员努力改善的重点。

前述偏移无法获得有效补偿的原因在于光学镜头111在光路中心的偏移情况并无法告知滑板马达伺服控制单元172，致使其无法有效控制滑板马达14作适时补偿。所以，本发明考虑到滑板马达伺服控制单元172若能依中心误差(central error)讯号CE(即代表光学镜头111对光学中心的偏移量)来输出滑板马达控制讯号FMO，将能使滑板马达14适时补偿光学镜头111的偏移，进而可实现有效消除偏移的功效。

发明内容

因此，本发明的一目的是提供一种光盘机用的伺服控制系统、光盘机用的光路补正伺服控制系统及光盘机，以实现有效消除光路中心的偏移的功效。

本发明的另一目的是提供一种光盘机用的伺服控制系统、光盘机用的光路补正伺服控制系统及光盘机，以实现更有效读写盘片数据的功效。

为了实现本发明的上述目的，提出了本发明的一种光盘机用的伺服控制系统，该光盘机包含一光学头、使该光学头移动的一滑板马达与一跟踪音圈马达，该伺服控制系统是自该光学头撷取一代表该光学头相对于一盘片上所希望的轨道位置的偏移量的跟踪误差讯号与一代表该光学头相对于一所希望的光路位置的偏移量的中心误差讯号并对应控制该滑板马达与该跟踪音圈马达，以矫正该光学头的光路偏移，而该伺服控制系统包括一跟踪补正伺服控制子系统及一光路补正伺服控制子系统；其中，该跟踪补正伺服控制子系统适于自该光学头接收该跟踪误差讯号并对应生成控制该跟踪音圈马达的一跟踪音圈控制讯号，以控制该光学头位于该所希望的轨道位置；及该光路补正伺服控制子系统适于自该光学头接收该中心误差讯号并依该中心误差讯号对应生成一控制该滑板马达的滑板马达控制讯号，以使该光学头位于该所希望的光路位置。

附图说明

本发明的其它特征及优点，在以下结合附图对较佳实施例的详细说明中将更加清楚，在附图中：

图1为一种已知光盘机的示意图。

图2为一种光路中心偏移的示意图。

图3为根据本发明的较佳实施例的示意图。

图4示出了本实施例的光学感测单元的一实施状态的示意图。

具体实施方式

请参照图3，图3是根据本发明的伺服控制系统的较佳实施例的光盘机2的结构。此光盘机2包括一光学头21、一负责转动盘片22的主轴马达23、用以承载光学头21移动的一滑板马达24、一光学头21上的跟踪线圈马达25、一前置放大器26及一功率驱动器27及一伺服控制系统3。

此光学头21包含一用以输出光束至盘片22的光源211、一聚焦光束用的光学镜头212(亦称物镜)及一光学感测单元213，光源211可为一激光光源，而光学感测单元213用以经光学镜头212感测来自盘片22的反射光束并对应转换成电讯号并输出至前置放大器26放大输出。

在本实施例中，电讯号至少包含一数据讯号、一跟踪误差(trackingerror)讯号TE与一中心误差(central error)讯号CE，其中跟踪误差讯号TE与一中心误差讯号CE馈入伺服控制系统3以分别对应产生跟踪音圈控制讯号TRO与滑板马达控制讯号FMO输出至功率驱动器27，而后，功率驱动器27分别依照跟踪音圈控制讯号TRO与滑板马达控制讯号FMO来控制跟踪音圈马达25和滑板马达24，以移动光学头21至盘片22上目标轨道并保持光学头21位于轨道中心与光路中心。由于本发明的重点在于与已知技术不同的伺服控制讯号FMO的生成方式，而伺服控制讯号TRO、FMO如何通过控制跟踪音圈马达25与滑板马达24来移动光学头21并非本发明的重点且广为本领域的技术人员所熟知，所以不在此赘述。同样的，数据讯号处理亦为本领域的技术人员所熟知，故亦不在此赘述。

跟踪误差讯号TE表示光学镜头211相对盘片轨道中心的偏移量。中心误差讯号CE表示光学镜头211对于光路中心(光学感测单元212的光学中心)的位移，亦即光学镜头211对于光路中心的偏移量。下面参照图4，说明跟踪误差讯号TE与中心误差讯号CE的取得。本实施例的光学感测单元213包含两个光学传感器PD1、PD2，其中第一传感器PD1被分隔成四个区域A、B、C、D，用以检测光束反射的主要光点，而第二传感器PD2亦被分隔成四个区域E、F、G、H，用以检测光束反射的次要光点，而依照主要与次要光点落于两光学传感器PD1、PD2的位置不同，则各区域A、B、C、D、E、F、G、H会感测不同电压强度输出，而后利用数个负回授放大器合成误差讯号TE、CE。在此，中心误差讯号CE等于(A+D)-(B+C)【CE＝(A+D)-(B+C)】，而跟踪误差讯号TE等于{(A+D)-(B+C)}+K{(E+G)-(F+H)}【TE＝{(A+D)-(B+C)}+K{(E+G)-(F+H)}，K为增益系数】。再者，虽然本实施例中，是利用数个负回授放大器来实现前述等式，但是本领域的技术人员亦可利用其它的组件或排列方式来实现前述等式。

伺服控制系统3用以依中心误差讯号CE与跟踪误差讯号TE分别对应控制滑板马达24与跟踪音圈马达25，以使光学镜头211保持轨道中心与光路中心。因此，本实施例的伺服控制系统3包含一跟踪补正伺服控制子系统31与光路补正伺服控制子系统32。跟踪补正伺服控制子系统31用以确保光学镜头211位于轨道中心并包含一跟踪音圈伺服控制单元311与一规则数据库312，其中，跟踪音圈伺服控制单元311是耦合前置放大器26与功率驱动器27，及规则数据库312连接跟踪音圈伺服控制单元311。而当跟踪音圈伺服控制单元311经前置放大器26接收跟踪误差讯号TE时，则配合自规则数据库312内所撷取的相关数据与跟踪误差讯号TE来运算出跟踪音圈控制讯号TRO，以馈入功率驱动器27。光路补正伺服控制子系统32用以确保光学镜头211位于光路中心并包含一滑板马达伺服控制单元321，以电性耦合前置放大器26与功率驱动器27。如此，滑板马达伺服控制单元321接收中心误差讯号CE并根据中心误差讯号CE运算出滑板马达控制讯号FMO，以输出至功率驱动器27。当功率驱动器27自跟踪音圈伺服控制单元311与滑板马达伺服控制单元321接收跟踪音圈控制讯号TRO与滑板马达控制讯号FMO时，则分别依照跟踪音圈控制讯号TRO与滑板马达控制讯号FMO控制跟踪音圈马达25与滑板马达24，以适时矫正光学镜头211的位置。本实施例中滑板马达伺服控制单元321依照中心误差讯号CE来产生滑板马达控制讯号FMO，由于中心误差讯号CE可实时反应光学镜头211相对于光路中心的偏移量，致使滑板马达控制讯号FMO与光学镜头211偏移量间的相依性简单化而可轻易作补偿矫正。一但光学镜头211偏移光路中心，则滑板马达伺服控制单元321会控制滑板马达24来使光学镜头211被矫正回光路中心。此时，跟踪补正伺服控制子系统31为了让光学镜头211位于轨道中心，因此亦会在跟踪音圈控制讯号TRO产生一等量的偏压来平衡，进而可实现光学镜头211总是位于轨道中心与光路中心的功效。

依前所述，有别于已知技术中滑板马达伺服控制单元根据跟踪音圈控制讯号TRO来输出滑板马达控制讯号FMO，而本发明的滑板马达伺服控制单元321是依中心误差讯号CE来对应产生滑板马达控制讯号FMO。本发明相较于已知技术具有以下优点：

1.有效消除光路中心偏移：

光学头21在高频晃动位移时，由于光路中心偏移量与轨道中心偏移量间的复杂地相依性而难以进行补偿矫正，致使已知伺服控制系统无法有效消除光路偏移，而本发明直接应用中心误差讯号CE，致使光路偏移的情况可实时被伺服控制系统3获知而可获得良好矫正，使光学镜头位移的情况可被消除。再者，光学镜头211易受外在因素(诸如功率驱动器24的不平衡输出电压、机械长期操作的疲劳变形、机械组装误差等等)干扰而偏移光路中心，但却由于已知伺服控制系统中仅应用跟踪误差讯号TE，而无法得知光学镜头是否偏移而偏移的讯息，例如光学镜头位在轨道中心但并不平行于盘片，此时跟踪误差讯号TE输出仍为0，致使已知伺服控制系统无从得知这些偏移讯息，连带着无法作光路中心校正。然而，本发明中的滑板马达控制讯号FMO是依照可反应光学镜头211是否偏移光路中心的中心误差讯号CE来产生，使得镜头光路偏移可实时反应予伺服控制系统3，如此滑板马达控制讯号FMO中可实时呈现出光路中心偏移量，以利用滑板马达24来使光学镜头211被矫正回光路中心，同时跟踪音圈伺服控制单元311亦随之动作，以使光学头21位于轨道中心，进而使本发明可实现有效消除光路中心偏移的优点。

2.数据可更有效读写：

在本发明中由于滑板马达控制讯号FMO是依照中心误差讯号CE生成而可充分消除光路偏移的情况，因此与已知技术相比较，应用本发明系统的光盘机可确保光路不偏移，进而可实现更精确且有效地读写盘片22的纪录数据的功效。

如上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，而不能以此限定本发明实施的范围，凡依据本发明的权利要求及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围内。

Claims (16)

1.一种光盘机用的伺服控制系统，该光盘机包含一光学头、使该光学头移动的一滑板马达与一跟踪音圈马达，该伺服控制系统是自该光学头撷取一代表该光学头相对于一盘片上所希望的轨道位置的偏移量的跟踪误差讯号与一代表该光学头相对于一所希望的光路位置的偏移量的中心误差讯号并对应控制该滑板马达与该跟踪音圈马达移动以矫正该光学头的光路偏移，而该伺服控制系统包括：

一跟踪补正伺服控制子系统，其适于自该光学头接收该跟踪误差讯号，并依据该跟踪误差讯号生成一控制该跟踪音圈马达的跟踪音圈控制讯号，以控制该光学头位于该所希望的轨道位置；及

一光路补正伺服控制子系统，其适于自该光学头接收该中心误差讯号并依该中心误差讯号对应生成一控制该滑板马达的滑板马达控制讯号，以控制该光学头位于该所希望的光路位置。

2.如权利要求1所述的光盘机用的伺服控制系统，其中，该跟踪补正伺服控制子系统具有一电性连接该光学头与跟踪音圈马达的跟踪音圈伺服控制单元及一储存跟踪补正相关运算规则的规则数据库，而该跟踪音圈伺服控制单元是依据该跟踪误差讯号与该规则数据库内的规则形成该跟踪音圈控制讯号。

3.如权利要求1所述的光盘机用的伺服控制系统，其中，该光路补正伺服控制子系统包含一电性连接该光学头与该滑板马达的滑板马达伺服控制单元。

4.如权利要求1所述的光盘机用的伺服控制系统，其中，该所希望的轨道位置是该轨道的一轨道中心。

5.如权利要求1所述的光盘机用的伺服控制系统，其中，该所希望的光路位置是该光路的一光路中心。

6.一种光盘机，包含：

一光学头，用以输出一跟踪误差讯号与一中心误差讯号，该跟踪误差讯号代表该光学头相对于一盘片上所希望的轨道位置的偏移量，与该中心误差讯号代表该光学头相对于一所希望的光路位置的偏移量；

一伺服控制系统，其接收前述跟踪误差讯号与中心误差讯号并分别对应该跟踪误差讯号与该中心误差讯号生成一跟踪音圈控制讯号与一滑板马达控制讯号；

一跟踪音圈马达，其位于该光学头上并依该跟踪音圈控制讯号矫正该光学头位于该所希望的轨道位置；及

一滑板马达，其承载该光学头并依该滑板马达控制讯号矫正该光学头至该所希望的光路位置。

7.如权利要求6所述的光盘机，还包含一电性耦接该光学头与该伺服控制系统的前置放大器，用以放大该跟踪误差讯号与中心误差讯号后馈入该伺服控制系统。

8.如权利要求6所述的光盘机，还包含一电性耦合该伺服控制系统、该跟踪音圈马达与该滑板马达的功率驱动器，用以接收该跟踪音圈控制讯号与该滑板马达控制讯号并分别依该跟踪音圈控制讯号与该滑板马达控制讯号来对应控制该跟踪音圈马达与该滑板马达。

9.如权利要求6所述的光盘机，其中，该伺服控制系统包含一跟踪补正伺服控制子系统，用以接收该跟踪误差讯号并对应该跟踪误差讯号生成该跟踪音圈控制讯号。

10.如权利要求9所述的光盘机，其中，该跟踪补正伺服控制子系统具有一电性连接该光学头与跟踪音圈马达的跟踪音圈伺服控制单元及一储存跟踪补正相关运算规则的规则数据库，而该跟踪音圈伺服控制单元是依据照该跟踪误差讯号与该规则数据库内的规则来形成该跟踪音圈控制讯号。

11.如权利要求6所述的光盘机，其中，该伺服控制系统还包含一电性连接该光学头与该滑板马达的滑板马达伺服控制单元的滑板马达伺服控制单元，以对应该中心误差讯号形成该滑板马达控制讯号。

12.如权利要求6所述的光盘机，其中，该光学头包含一光源、一光学镜头及一光学感测单元，该所希望的光路位置是该光学感测单元的一光学中心。

13.如权利要求6所述的光盘机，其中，该所希望的轨道位置是该轨道的一轨道中心。

14.如权利要求6所述的光盘机，其中，该所希望的光路位置是该光路的一光路中心。

15.一种光盘机用的光路补正伺服控制系统，而该光盘机包含一光学头与驱使该光学头移动的滑板马达，该系统包含一滑板马达伺服控制单元，其适于自该光学头撷取一代表该光学头相对于一所希望的光路位置的偏移量的中心误差讯号并依据该中心误差讯号对应生成一滑板马达控制讯号，且该滑板马达是依据该滑板马达控制讯号移动，以使该光学头位于该所希望的光路位置。

16.如权利要求15所述的光盘机用的光路补正伺服控制系统，其中，该所希望的光路位置是该光路的一光路中心。

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