DE60028429T2

DE60028429T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Servosteuerung eines optischen Plattenwiedergabe-/Aufzeichnungsgeräts

Info

Publication number: DE60028429T2
Application number: DE60028429T
Authority: DE
Inventors: Jae Cheol Nam-gu Incheon Lim
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 1999-01-23
Filing date: 2000-01-21
Publication date: 2007-01-04
Anticipated expiration: 2020-01-22
Also published as: DE60028429D1; EP1022730A2; KR20000051580A; EP1022730A3; KR100312615B1; EP1022730B1; US6693861B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Servosteuerung einer optischen Plattenwiedergabe/-aufzeichnungsvorrichtung und insbesondere ein Verfahren zur Steuerung eines Vorschubmotors für eine optische Plattenwiedergabe/-aufzeichnungsvorrichtung.
In 1 ist eine allgemeine optische Plattenwiedergabevorrichtung gezeigt, die aufweist: einen optischen Aufnehmer 2 zum Wiedergeben aufgezeichneter Signale von einer optischen Platte 1, eine HF-Einheit 3 zum Ausgeben von Servofehlersignalen und binären Signalen durch Kombinieren von Signalen, die durch den optischen Aufnehmer 2 von der optischen Platte 1 wiedergegeben werden, eine Synchronisationseinheit 7 zum Erzeugen eines Taktsignals, das mit den von der HF-Einheit ausgegebenen binären Daten synchronisiert ist, eine digitale Signalverarbeitungseinheit 4 zum Verarbeiten des von der HF-Einheit 3 empfangenen binären Datenstroms, um unter Verwendung des Synchronisationstakts digitale Daten wiederzugewinnen, einen Schlittenmotor 11 zum Bewegen des optischen Aufnehmers 2 in die radiale Richtung, einen Spindelmotor 12 zum Drehen der optischen Platte 1, eine Ansteuerungseinrichtung 8 zum Ansteuern des Schlittenmotors 11 und des Spindelmotors 12, eine Servoeinheit 6 zum Bereitstellen einer Steuerungseingabe für die Ansteuerungseinrichtung 8 und einen Mikrocomputer 9 zum Überwachen des Gesamtbetriebs der Servoeinheit 6 und der digitalen Signalverarbeitungseinheit 4.
Wenn die optische Platte 1 einmal in ein Plattenfach eingeführt wird, das ein Teil des optischen Plattenwiedergabemechanismus ist, wird die optische Platte 1 von einer Einspannvorrichtung eingespannt. Dann versorgt die Ansteue rungseinrichtung 8 unter der Steuerung der Servoeinheit 6 den Spindelmotor 12 mit elektrischem Strom, wodurch die optische Platte 1 gedreht wird. Versorgt mit der Gleichspannung von der Ansteuerungseinrichtung 8 bewegt der Schlittenmotor 11 den optischen Aufnehmer 2 zu einer vorbestimmten Anfangsposition.
Um auf der optischen Platte 1 aufgezeichnete Signale wiederzugeben, bildet der optische Aufnehmer 2, in dem eine Laserdiode und Fotodioden installiert sind, durch Abstrahlen eines Laserstrahls von der Laserdiode einen Laserstrahlpunkt auf der Aufzeichnungsschicht der optischen Platte 1. Der von der optischen Platte 1 reflektierte Laserstrahl wird von den Fotodioden aufgefangen und in elektrische Signale umgewandelt. Aus einer Kombination der elektrischen Signale in der HF-Einheit 3 wird ein Nachführfehlersignal erzeugt. Unter Verwendung des Nachführfehlersignals erzeugt die Servoeinheit 6 eine Nachführsteuerungseingabe, um den Laserstrahlpunkt dazu zu bringen, einer Zielspur zu folgen. Die Steuerungseingabe wird an die Ansteuerungseinrichtung 8 angelegt, die elektrischen Strom für das Nachführstellglied bereitstellt, das eine Objektivlinse bewegt.
Während das Nachführstellglied die Objektivlinse in der radialen Richtung bewegt, beginnt die Mitte der Objektivlinse, von der optischen Achse abzuweichen, was eine Versatzspannung in dem Nachführfehler erzeugt. Daher zeigt ein tiefpaßgefiltertes Nachführfehlersignal den Abstand zwischen der Mitte der Objektivlinse und der optischen Achse an. Der Schlittenmotor 11 wird derart gesteuert, daß er den optischen Aufnehmer 2 in einer derartigen Weise bewegt, daß die Größe des Mittenfehlers abnimmt, wenn der Abweichungsabstand sich gerade dem maximalen Arbeitsbereich des Nachführstellglieds genähert hat, wodurch der optische Aufnehmer 2 in Richtung der optischen Achse bewegt wird.
Eine zu der gerade beschriebenen ähnliche Vorrichtung ist in US-A5 084 661 offenbart. Das tiefpaßgefilterte Nachführfehlersignal wird dauernd überwacht, und sobald dieses Signal einen vorbestimmten positiven Wert überschreitet oder unter einen vorbestimmten negativen Wert fällt, bewegt der Schrittmotor den Aufnehmer in eine Richtung, die das tiefpaßgefilterte Nachführfehlersignal verkleinert.
Die Servoeinheit 6 erzeugt basierend auf dem Nominalmodell des Schlittenmotors 11 eine Steuerungseingabe für den Gleichstrom-Schlittenmotor 11. Die wesentlichen Eigenschaften des Schlittenmotors 11 können sich jedoch ändern, wenn sich die Betriebsumgebung, wie etwa die Temperatur, ändert. Falls dem so ist, kann die erforderliche Steuerungsgenauigkeit für den Schlittenmotor 11 nicht erreichbar sein, obwohl die Servoeinheit 6 planmäßig arbeitet. In diesem Fall wird die Objektivlinse, wie in 2 gezeigt, nicht um die optische Achse positioniert, was impliziert, daß der Arbeitsbereich des Nachführstellglieds nicht vollständig ausgenutzt werden kann, oder im schlimmsten Fall zu einer Nachführungsstörung führt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Servosteuerung einer optischen Plattenwiedergabe/-aufzeichnungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die fähig sind, die Mitte der Objektivlinse innerhalb eines vorgeschriebenen Bereichs um die optische Achse zu halten. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche gelöst.
Ein Verfahren zur Servosteuerung einer optischen Plattenwiedergabe/-aufzeichnungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist die folgenden Schritte auf: Detektieren des Abstands zwischen der Mitte einer Objektivlinse und einer optischen Achse, Prüfen, ob der detektierte Abstand einen vorgeschriebenen Bereich überschreitet, und Ändern der Größe jedes Ansteuersignals um einen Mikroschritt in Abhängigkeit vom Prüfergebnis und Anlegen des Ansteuersignals an einen Schlittenmotor zum Bewegen eines die Objektivlinse enthaltenden optischen Aufnehmers.
Eine Vorrichtung zur Servosteuerung einer optischen Plattenwiedergabe/-aufzeichnungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist auf: eine Detektionseinrichtung zum Detektieren eines Signals, das den Abstand zwischen der Mitte einer Objektivlinse und einer optischen Achse anzeigt, eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen der Richtung, in die die Mitte der Objektivlinse von der optischen Achse abweicht, und der Größe der Abweichung, eine Steuereinrichtung zum Ändern der Größe jedes Ansteuersignals um einen Mikroschritt abhängig von dem Bestimmungsergebnis und Ausgeben der Ansteuersignale, und eine Ansteuereinrichtung zum Ansteuern eines Schlittenmotors zum Bewegen eines die Objektivlinse enthaltenden optischen Aufnehmers als Reaktion auf die Ansteuersignale.
In der vorliegenden Erfindung wird der Abstand zwischen der Mitte der Objektivlinse und der optischen Achse abgeschätzt, während die Wiedergabe der aufgezeichneten Daten durchgeführt wird. Wenn der abgeschätzte Abstand einen vorbestimmten Bereich überschreitet, werden Ansteuerimpulse an den Schrittmotor angelegt, wodurch der optische Aufnehmer in einer derartigen Weise bewegt wird, daß der Abstand abnimmt.
Die beigefügten Zeichnungen, die aufgenommen sind, um ein weiteres Verständnis der Erfindung bereitzustellen, stellen die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung dar und dienen gemeinsam mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erklären.
In den Zeichnungen:
1 ist ein Blockschaltbild einer allgemeinen optischen Plattenwiedergabevorrichtung;
2 ist eine bildhafte Ansicht einer Gleichspannungskomponente des Servofehlersignals, das einen Mittenfehler einer Objektivlinse darstellt;
3 ist ein Blockschaltbild einer optischen Plattenwiedergabe/-aufzeichnungsvorrichtung, die die vorliegende Erfindung ausführt;
4A ist ein Flußdiagramm zur Wiedergabe von Daten von einer optischen Platte;
4B ist ein Flußdiagramm der Unterbrechungsdienstroutine des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung;
5 ist eine bildhafte Ansicht der durch das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung gesteuerten Position der Objektivlinse;
6 ist eine bildhafte Ansicht einer Gleichspannungskomponente des Servofehlersignals, das einen Mittenfehler einer Objektivlinse gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt; und
7 ist eine bildhafte Ansicht eines Beispiels für Ansteuersignale, die aneinen Zweiphasen-Schrittmotor zum Bewegen eines optischen Aufnehmers angelegt werden sollen.
Damit die Erfindung ganz verstanden wird, werden nun bevorzugte Ausführungsformen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
3 ist eine optische Plattenwiedergabe/-aufzeichnungsvorrichtung, in der die vorliegende Erfindung vorteilhaft betrieben werden kann. Der in 1 gezeigte Gleichstromschlittenmotor 11 wird durch einen Zweiphasen-Schrittmotor 110 ersetzt, und eine Ansteuerungseinrichtung 8 enthält eine Schrittmotor-Ansteuereinheit 80, die Ansteuerungsimpulse für den Schrittmotor 110 ausgibt. Ein Mikrocomputer 19 digitalisiert T+ und T– Signale, die von der Ansteuerungseinrichtung 8 an eine Stellgliedspule angelegt werden, und führt unter Verwendung der digitalisierten T+ und T– Signale in Intervallen von T eine Unterbrechungsdienstroutine zur Steuerung der Position des optischen Aufnehmers 2 aus.
Das Verfahren zur Servosteuerung einer optischen Plattenwiedergabe/-aufzeichnungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezug auf 3 und 4A und 4B beschrieben.
Wenn eine optische Platte 1 eingeführt wird (S10), legt der Mikrocomputer 19 ein Unterbrechungsintervall T fest und ermöglicht eine Unterbrechung zum Steuern des Schrittmo tors 110 (S20). Daraufhin beginnt ein von einer Ansteuerungseinrichtung 8 angesteuerter Spindelmotor 12, sich mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit zu drehen. Die Schrittmotor-Ansteuereinheit 80 beginnt, vier Impulszüge von A-, B-, A\- und B\-Phasen-Ansteuersignalen auszugeben, wobei die Phasen A\ und B\ sich von den Phasen A und B um jeweils 180° unterscheiden. Die Drehgeschwindigkeit und die Richtung des Schrittmotors 110 können durch Änderung der Phasen und der Amplitude der zwei Anregungsphasen gesteuert werden. Der Schrittmotor 110 bewegt den optischen Aufnehmer 2 zu einer vorbestimmten Anfangsposition (S30).
Während aufgezeichnete Daten von der optischen Platte wiedergegeben werden, führt der Mikrocomputer 19 die Unterbrechungsdienstroutine zum Steuern der Position des optischen Aufnehmers 2 in Intervallen von T durch.
Nach dem Eintreten in die Unterbrechungsdienstroutine digitalisiert der Mikrocomputer 19 die von der Ansteuerungseinrichtung 8 ausgegebenen T+ und T– Signale (S31) und erhält den Differenzwert zwischen den T+ und T– Signalen. Dann addiert der Mikrocomputer 19 den erhaltenen Differenzwert zu einer bis dahin akkumulierten Gesamtdifferenz und schätzt den Abstand zwischen der Mitte der Objektivlinse und der optischen Achse aus der akkumulierten Differenz ab (S32). Der Mikrocomputer 19 prüft, ob die Abweichung innerhalb eines in 6 gezeigten Schwellwertbereichs bleibt (S33). Wenn bestätigt wird, daß die Abweichung den Schwellwertbereich überschreitet (S36), prüft der Mikrocomputer 19 die Richtung, in der die Objektivlinse von der optischen Achse abweicht, auf der Basis davon, ob die akkumulierte Differenz positiv oder negativ ist (S37).
Wenn die gegenwärtig detektierte Abweichungsrichtung die gleiche ist wie die bei der vorhergehenden Ausführung der Unterbrechungsdienstroutine detektierte Abweichungsrichtung ändert der Mikrocomputer 19, wie in 7 gezeigt, die Anregungsphasen A und B, so daß der Schrittmotor 110 um einen Mikroschritt in die gleiche Richtung dreht wie bei der vorhergehenden Mikroschrittdrehung (S38). Für das Beispiel in 7 nimmt die Größe der Anregungsphase A um einen Mikroschritt ab, während die Größe der Anregungsphase B um einen Mikroschritt zunimmt, so daß der optische Aufnehmer 2 sich derart bewegt, daß die Mitte der Objektivlinse sich von der aktuellen Position ➁ in 5 und 6 auf die optische Achse zu bewegt.
In dieser Ausführungsform wird angenommen, daß das Drehen des Schrittmotors 110 um einen Makroschritt den optischen Aufnehmer 2 veranlaßt, sich um 144 Spuren zu bewegen, und ein Makroschrittimpuls in 9 Mikroschrittstufen unterteilt wird. Folglich beträgt der Abstand aufgrund einer Mikroschrittdrehung 16 Spuren.
Während der optische Aufnehmer 2 sich durch die von dem Mikrocomputer 19 vorgegebenen Ansteuerimpulse bewegt, setzt die Servoeinheit 6 die Steuerung des Nachführstellglieds fort, so das der Laserstrahl innerhalb eines zulässigen Fehlers auf einer Zielspur positioniert wird.
Wenn die in Schritt S37 bestehende Abweichung entgegengesetzt zu der Richtung der vorhergehenden Schrittmotordrehung ist, gibt der Mikrocomputer 19 die Impulse der Anregungsphasen A und B aus, so daß der Schrittmotor um einen Mikroschritt in die entgegengesetzte Richtung dreht. Für das Beispiel in 7 ändert sich die Größe der Anregungsphasen A und B um einen Mikroschritt in die Richtung von (B), so daß der optische Aufnehmer 2 sich derart bewegt, daß die Mitte der Objektivlinse sich von der gegenwärtigen Position ➁ in 5 und 6, wie in ➂ in 5 gezeigt, auf die optische Achse zu bewegt. Nach der Durchführung dieses Verfahrens beendet der Mikrocomputer 19 die Unterbrechungsdienstroutine. Wenn die Abweichung in Schritt S36 innerhalb des vorbestimmten Bereichs bleibt, beendet der Mikrocomputer 19 die Unterbrechungsdienstroutine, ohne die Anregungsphasen A und B zu ändern.
Die Positionssteuerung des optischen Aufnehmers 2 wird durch die Unterbrechungsdienstroutine in Intervallen von T durchgeführt (S31–S38), während die aufgezeichneten Daten von dem optischen Aufnehmer 2 wiedergegeben werden. Wenn die Datenauslesebetriebsart endet (S40), wird die Unterbrechungsdienstroutine deaktiviert (S50).

Claims

Verfahren zur Servosteuerung einer optischen Plattenwiedergabe/-aufzeichnungsvorrichtung mit den folgenden Schritten: (a) Detektieren eines Abstands zwischen der Mitte einer Objektivlinse und einer optischen Achse, wobei der Abstand durch Überwachen des Signals erhalten wird, das verwendet wird, das Nachführstellglied der Objektivlinse zu betätigen; (b) Prüfen, ob der detektierte Abstand einen vorbestimmten Bereich überschreitet; und (c) Ändern der Größe eines Ansteuersignals um einen Mikroschritt in Abhängigkeit vom Prüfergebnis und Anlegen des Ansteuersignals an einem Schrittmotor (110) zum Bewegen eines die Objektivlinse enthaltenden optischen Aufnehmers (2), dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt (a) das Stellsignal periodisch überwacht wird, was eine Folge inkrementeller Werte für das Stellsignal ergibt, wodurch der Abstand durch Akkumulieren der Folge von Werten erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ansteuersignal ein Vierphasensignal ist und der Pegel des Ansteuersignals um einen Mikroschritt zunimmt oder abnimmt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Schritte (a) bis (c) in Intervallen mit einer vorgeschriebenen Periode wiederholt durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schritt (b) die Richtung detektiert, in der die Mitte der Objektivlinse von der optischen Achse abweicht, und der Schritt (c) das Ansteuersignal zum Bewegen des optischen Aufnehmers (2) in der detektierten Richtung ausgibt, um den detektierten Abstand zu verringern.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der vorbestimmte Bereich zwischen zwei Werten mit gleicher Größe, aber entgegengesetzten Vorzeichen liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Mikroschritt kleiner als eine zulässige Maximalamplitude des Ansteuersignals ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Mikroschritt 1/9 der zulässigen Maximalamplitude beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine Richtung des Stellsignals ferner mit dem Abstand detektiert wird, und der Abstand durch Akkumulieren des Stellsignals in Abhängigkeit von der Richtung des Stellsignals erhalten wird.
Vorrichtung zur Servosteuerung einer optischen Plattenwiedergabe/-aufzeichnungsvorrichtung mit: einer Detektionseinheit, die einen Abstand zwischen der Mitte einer Objektivlinse und einer optischen Achse detektiert, wobei der Abstand durch Überwachen der Signale erhalten wird, die an einer Stellspule angelegt werden, um ein Nachführstellglied der Objektivlinse zu verstellen, wobei das Stellsignal periodisch überwacht wird, was eine Folge inkrementeller Werte für das Stellsignal ergibt, wodurch der Abstand durch Akkumulieren der Folge von Werten erhalten wird; einer Steuereinheit, die prüft, ob der detektierte Abstand einen vorbestimmten Bereich überschreitet, und ein Ansteuersignal als Mikroschritt in Abhängigkeit vom Prüfergebnis ausgibt; und einer Ansteuereinheit (8), die einen Schrittmotor (110) ansteuert, um einen die Objektivlinse enthaltenden optischen Aufnehmer als Reaktion auf das Ansteuersignal zu bewegen.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Signal als Anzeige des Abstands zwischen der Mitte der Objektivlinse und der optischen Achse ein tiefpaßgefiltertes Nachführfehlersignal ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Steuereinrichtung die Ansteuersignale in entsprechende analoge Signale umwandelt und die analogen Signale an der Ansteuereinheit (8) anlegt.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Ansteuersignale Vierphasensignale sind und der Schrittmotor durch Ändern des Pegels der Vierphasensignale um den Mikroschritt dreht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die Steuereinrichtung die Ansteuersignale ändert, wenn der detektierte Abstand einen vorbestimmten Bereich überschreitet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei jedes der Ansteuersignale einen Pegel hat, der einer von mehreren vorbestimmten Pegeln ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Anzahl der vorbestimmten Pegel 9 beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei der Mikroschritt kleiner als eine zulässige Maximalamplitude des Ansteuersignals ist.