CN1849658A - 介质速度的检测 - Google Patents

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Abstract

使用电磁辐射来控制介质(4)对电磁辐射的曝光。介质(4)被旋转(38)。检测从介质(4)的边缘(24，26)辐射的电磁辐射的频率。应用检测到的频率控制介质(4)对电磁辐射的曝光。

Description

介质速度的检测
技术领域
本发明总体上涉及介质速度的检测以及对介质速度和精度的精确控制以及，更具体地，涉及应用从介质检测到的电磁辐射控制介质对电磁辐射的曝光的精确定位。
背景技术
通常需要精确地知道介质的旋转速度。另外，低速操作电机使得摩擦力在一周旋转内改变速度(从而生成摆动)。进一步地，介质在主轴上高速或低速的滑动导致向介质的写入出错。精确地知道介质的实际速度和位置将会允许以更高精度从介质读取或向其写入。
对于某些介质(例如CD、DVD以及它们的变形)，定时信息被编码到介质的数据轨道中或在摆动凹槽内编码。激光存取的传统数据介质可以应用数据轨道内编码的定时信息精确地确定介质的旋转速度。
对于其它介质，定时信息并不被编码到轨道中。激光存取介质不能用于从介质轨道确定介质的旋转速度。因此，如果不能精确地知道速度，那么可能在向介质写入或从中读取时出错。
发明内容
公开了一种应用电磁辐射控制介质对电磁辐射的曝光的方法。该方法包括旋转介质以及通过静态检测器检测从介质的边缘辐射的电磁辐射的频率。应用检测到的频率控制通过可移动源的介质对电磁辐射的曝光，从而提供提高的精度。
附图说明
图1是应用电磁辐射控制介质对电磁辐射的曝光的本发明的大容量存储装置的一个实施例的图示。
图2表示图1的大容量存储装置的剖面图。
图3是应用电磁辐射控制介质对电磁辐射的曝光的本发明的大容量存储装置的替换实施例的图示。
图4表示图3的大容量存储装置的剖面图。
图5是图示用于应用电磁辐射控制介质对电磁辐射的曝光的方法的本发明的方法的一个实施例的流程图。
具体实施方式
图1和2中图示的是本发明的大容量存储装置2的一个实施例。在一个实施例中，大容量存储装置2包括大容量存储介质4、旋转装置10、电磁辐射传感器14、电磁辐射发射器16、控制器18以及可选地，反射区域6、非反射区域8、电磁辐射源12、计算器20以及程序存储系统22。优选地大容量存储装置2为光盘驱动器，尽管它可以为其它形式的大容量存储设备，例如磁、电、物理或原子分辨率装置。
大容量存储介质4是信息可以存储于其中的任意介质，并且优选地可移动或可替换。大容量存储介质至少具有内边缘26，以及可选地外边缘24。在一个实施例中，大容量存储介质4是光盘，例如CD、CD-R、CD-RW、CD+RW、DVD、DVD-R、DVD-R/W或DVD+RW驱动器，这仅仅是其中的一部分。介质优选地为圆形，然而介质可以为多种形状中的一种，例如信用卡格式或CD迷你盘，以上仅是一些常见的选择。内边缘26和外边缘24可以在介质的一侧或两侧。
在一个实施例中，至少一个反射区域6和一个非反射区域8围绕外边缘24成圆形地排列在介质4上。在替换的实施例中，反射和非反射区域关于内边缘26对齐。作为示例，图1图示了两个实施例。在实践中，反射区域6和非反射区域8可以在介质4的一侧或两侧关于边缘24和26之一，或者两者对齐。
反射6和非反射8区域为任意适当的形状。在一个实施例中，反射6和非反射8区域设置为介质4上的辐条图案(spoke pattern)，如图1中外边缘24处所示。在替换的实施例中，反射6和非反射8区域设置为介质4上的锯齿图案，如图1中内边缘26处所示。在实践中，可以在边缘24或26单独或彼此结合应用一种或两种图案。也就是说，在一个图案中可能同时出现辐条和锯齿。锯齿图案的一个优点是它可以用于确定精确的径向定位。通过应用电磁源16扫描锯齿图案的宽度可实现径向定位的这种位置设置，例如在共同转让的美国专利申请10/347,074中所描述的，其发明名称为“Radial Position Registrationfor a Trackless Optical Disn Surface(无轨道光盘表面的径向位置登记)”，提交于2003年1月17日，并在此引入以供参考。
在替换的实施例中，反射区域6被替换为磁性区域6，非反射区域8被替换为非磁性区域8。在该实施例中，由于磁性区域6是本身的电磁辐射源，因此电磁辐射源12不必在磁性区域6的旁边。
在其中一个实施例中，反射6和非反射8区域或磁性6和非磁性8区域的图案可以被描述并用作为用于介质4的编码器环，与电磁辐射源12和电磁辐射传感器16一起。
旋转装置10是配置用于旋转介质4的硬件和可执行代码的任意组合。在一个实施例中，用于旋转介质4的旋转装置10包括主轴28和电机30。主轴28耦合于介质4，电机30耦合于主轴28。电机30在主轴28上操作，旋转并定位介质4。电机30的示例包括步进电机和音圈电机。控制功率值的电机控制器34通过变化电机电压和/或电流来保持速度，从而控制电机的操作。
电磁辐射源12是任意一种电磁辐射源。电磁辐射的示例包括可见光、红外辐射、紫外光、热、磁场以及电子束。替换地，电磁辐射可以表示为从电磁辐射源12发射的能量光子或电子。在一个示例中，电磁辐射源12被安装(固定)于适当的位置并且指向外边缘24或内边缘26。在另一个实施例中，电磁辐射源12可移动为指向介质4上的一个或多个图案。
在一个实施例中，电磁辐射源12是非相干电磁辐射源，例如光(包括红外和紫外)发射二极管。在替换的实施例中，电磁辐射源12是相干的电磁辐射源，例如激光。电磁辐射源12指向边缘24和26之一，或者二者，在所述边缘上设置有反射6和非反射8区域。
电磁辐射传感器14是配置用于检测从反射或磁性区域6辐射的电磁辐射的硬件和可执行代码装置的任意组合。在一个实施例中，从反射或磁性区域6辐射的电磁辐射来自于电磁辐射源12。电磁辐射传感器14定位为当介质4旋转时检测从每一反射或磁性区域6辐射的电磁辐射。可选地，具有多于一个电磁辐射传感器14。
当介质4旋转时，电磁辐射传感器14检测从每一反射或磁性区域6辐射的电磁辐射，从而根据从边缘检测的图案检测从反射或磁性区域6辐射的电磁辐射的频率(或波形)。电磁辐射传感器14生成一个输出信号，指示从反射或磁性区域6辐射的电磁辐射的频率。
电磁辐射发射器16是配置为生成指向介质4的电磁辐射的任意装置。电磁辐射的示例包括可见光、红外辐射、紫外光、热、磁场以及电子束。替换地，发射器16的电磁辐射可以表示为光子或电子。
在一个实施例中，电磁辐射发射器16是发射电磁辐射的相干束的激光发射器。在替换的实施例中，电磁辐射发射器16发射电磁辐射的非相干光束，例如LED或感热式印刷头。
控制器18耦合到电磁辐射传感器14，以接收来自于电磁辐射传感器14的输入。控制器18是配置为应用检测到的辐射的电磁辐射的频率来控制介质4对来自发射器16的电磁辐射的曝光以生成像素或替换地生成固态标记的硬件和可执行代码的任意组合。像素是离散标记(点)，典型地形成为阵列。阵列可以形成为一系列同心圆或沿螺旋形轨道设置。替换地，像素的阵列可以形成为一个(X，Y)阵列。尽管描绘并讨论为与计算机20分离，然而控制器18备选地也可以集成在计算器20。控制器18可以由集成电路、可编程阵列、离散电子元件、物理元件、可执行代码(例如固件或软件)或者其组合物构成。作为示例，像素可以以典型的75、100、300、600、1200或2400dpi(点每英寸)的阵列形成。像素可以由短的未标记部分分开，或替换地当相邻近时像素可能不具有未标记部分。在某些实施例中，可以允许像素彼此覆盖。
在一个实施例中，控制器18包括径向定位器32，其被配置为基于受控的电机速度和径向定位器32来控制介质4上电磁辐射束的位置。径向定位器32是配置用于控制介质4上的电磁辐射束的位置的硬件和可执行代码的任意组合。
在另一个实施例中，控制器18包括电机控制器34。电机控制器是配置用于控制电机30的硬件和可执行代码的组合。控制电机30控制介质4的旋转。
计算机20是配置用于执行存储于程序存储系统22中的可执行代码的硬件和可执行代码的任意组合。程序存储系统22是配置用于存储数据或可执行代码的任意装置或系统。程序存储系统22同样可以是实际实施通过计算机20可执行的程序、小应用程序或指令的程序存储系统，用于执行计算机20可执行的本发明的方法步骤。程序存储系统22可以是任意类型的存储介质，例如磁、光或电子存储介质。
图3和4中所示的是大容量存储装置2的替换的实施例。图3显示了围绕内边缘26设置于介质4的辐条图案中的反射6和非反射8区域的另一个实施例。另外，反射6和非反射8区域、电磁辐射源12、电磁辐射传感器14、电磁辐射发射器16和旋转装置10一样定位于介质4的同一侧。
图5是表示本发明的一个实施例的步骤的流程图。尽管图5中表示的步骤以特定的顺序表示，然而本发明包含在步骤顺序上的多种变形。此外，可以在图5中所示的步骤之间执行附加步骤，不脱离本发明的范围。
在一个实施例中，于介质4中提供36至少一个反射6和一个非反射8区域。反射6和非反射8区域围绕介质4的边缘24和26之一，或者两者成圆形地排列。在一个实施例中，提供36反射6和非反射8区域包括在介质4的辐条图案中提供36反射6和非反射8区域。在替换的实施例中，提供36反射6和非反射8区域包括在介质4的锯齿图案中提供36反射6和非反射8区域。
在替换的实施例中，反射区域6是替代的磁性区域6，以及非反射区域8是替代的非磁性区域8。
在一个实施例中，提供36反射6和非反射8区域包括围绕介质4的外边缘24提供36反射6和非反射8区域。在一个实施例中，提供36反射6和非反射8区域包括围绕介质4的内边缘26提供36反射6和非反射8区域。
介质4被旋转38。在一个实施例中，当介质4旋转38时，将电磁辐射发射40到介质4的边缘24和26之一，或者两者上。在一个实施例中，发射40的电磁辐射是非相干的电磁辐射。在一个实施例中，发射40的电磁辐射是相干的电磁辐射。
在备选的实施例中，不向边缘24或26上发射电磁辐射。代替地，从磁性区域6中辐射电磁辐射。
检测42从反射或磁性区域6辐射的电磁辐射的频率。从反射或磁性区域6辐射的电磁辐射的频率指示了介质4的旋转速度以及它旋转过一周的精度。
应用检测到的频率控制44介质4对电磁辐射的曝光，例如形成像素。在一个实施例中，控制44介质4对电磁辐射的曝光包括控制44介质4上电磁辐射束的位置。
在另一个实施例中，控制44介质4对电磁辐射的曝光包括通过应用基于从边缘中的图案检测到的电磁辐射的功率控制而对介质4的旋转进行的控制。对介质4旋转的控制的示例包括调整电机30以控制主轴28的旋转速度以及调整电机30以控制主轴28的旋转精度。主轴28的旋转确定介质4的旋转。通过在介质的边缘区域中监控编码器的图案，如果介质在主轴上滑动，那么可以校正电机速度从而通过受控的向介质4的电磁源16的曝光来补偿并仍然允许像素的精确定位。
在一个实施例中，受控的电磁辐射的曝光是受控的相干电磁辐射的曝光。在替换的实施例中，受控的电磁辐射的曝光是受控的非相干电磁辐射的曝光。
本发明的系统和方法的一个优点是从介质4辐射的电磁辐射的检测中确定介质4的旋转速度，而非从旋转装置10确定。这在许多方面都有优点。例如，假如介质4在主轴28上滑动，仍然可精确测量介质4的旋转速度。另外，由于在边缘形成的图案可能包括多个分段，例如300个或更多个，速度的改变可以由本发明补偿或校正，因此可以应用不具有复杂的速度控制系统或具有降低数目的霍尔传感器的电机30。例如，如果在辐条或锯齿图案中形成360个分段，那么可以至少以每一度的分辨率来更新旋转速度，如果使用一个图案的两个边缘，分辨率甚至会更高。由于介质中的图案可可以通过丝网印刷、印模或熔融形成，因此与向电机加入附加的霍尔传感器相比加入更多分段的成本更为低廉并且更适合。这些类型的电机30(典型地基于传统驱动器)与具有更复杂的速度控制系统或多个霍尔传感器的电机30相比更为低廉。
此外，由于在光介质系统中通常不使用低速，因此用于光介质的典型电机控制系统在0.25米每秒的控制速度时是不精确的。然而，由于，在本发明中，介质4对电磁辐射的曝光受到检测到的、从介质4辐射的电磁辐射频率的控制，因此甚至可以以例如0.25米每秒的低速以及±0.02％的精度控制主轴28的速度。在上下文中的精度定义为在介质一周旋转内电机速度的变化百分比。可以通过从介质向电机控制器电路馈送检测到的电磁辐射的频率来补偿由收缩、盘或主轴滑动、电机像差、功率电平的改变或其它因素导致的一周旋转期间电机速度的任意改变。这种检测到的介质反馈电机控制方案提供了允许以600点每英寸在一个像素的四分之一内进行像素定位的定位精度，或者更好。
上述描述仅仅是本发明的说明。所属领域技术人员可以做出各种替换或改进而不脱离本发明。因此，本发明涵盖了落入附加的权利要求书的范围的全部上述替换、改进以及变异。

Claims (10)

1.一种应用电磁辐射来控制介质(4)对电磁辐射的曝光的方法，该方法包括：
旋转(38)介质(4)；
检测(42)从介质(4)的边缘(24，26)辐射的电磁辐射的频率；以及
利用检测到的频率控制(44)介质(4)对电磁辐射的曝光。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
在介质(4)上提供(36)至少一个反射(6)和非反射(8)区域，围绕介质(4)的边缘(24，26)成圆形地排列，
当介质(4)旋转(38)时将电磁辐射发射(40)到介质(4)的边缘(24，26)上，以及
其中从边缘(24，26)辐射的电磁辐射来自于指向边缘(24，26)的电磁辐射源(12)。
3.如权利要求1所述的方法，其中控制(44)介质(4)对电磁辐射的介质(4)的曝光包括控制(44)电磁辐射束在介质(4)上的位置。
4.如权利要求1所述的方法，其中控制(44)介质(4)对电磁辐射的曝光包括控制(44)介质(4)的旋转。
5.一种大容量存储装置(2)，包括：
旋转装置(10)，被配置用于旋转具有边缘(24，26)的大容量存储介质(4)；
电磁辐射传感器(14)，被配置用于当介质(4)旋转时检测从介质(4)的边缘(24，26)辐射的电磁辐射的频率；
电磁辐射发射器(16)；以及
与电磁辐射传感器(14)耦合的控制器(18)，控制器(18)被配置用于应用检测到的从边缘(24，26)辐射的电磁辐射的频率来控制介质(4)对来自于电磁辐射发射器(16)的电磁辐射的曝光。
6.如权利要求5所述的大容量存储装置(2)，进一步包括指向边缘(24，26)的电磁辐射源(12)，其中至少一个反射(6)和一个非反射(8)区域在介质(4)上围绕边缘(24，26)成圆形地排列，并且其中从边缘(24，26)辐射的电磁辐射来自于指向边缘(24，26)的电磁辐射源(12)。
7.如权利要求5所述的大容量存储装置(2)，其中旋转装置(10)包括：
与介质(4)耦合的主轴(28)以及
与主轴(28)耦合的电机(30)。
8.如权利要求5所述的大容量存储装置(2)，其中传感器(14)设置用于检测从介质(4)的内边缘(26)辐射的电磁辐射。
9.如权利要求5所述的大容量存储装置(2)，其中传感器(14)设置用于检测从介质(4)的外边缘(24)辐射的电磁辐射。
10.如权利要求5所述的大容量存储装置(2)，其中控制器(18)包括用于控制电磁辐射束在介质(4)上的位置的径向定位器(32)。
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