TW200529179A - Long seek control device and method in optical disc drive - Google Patents

Description

200529179 五、發明說明（l) 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種光碟機長距離跳執控制裝置及方 法’特別是有關於一種具有迴授機制以及加權機制之光碟 機長距離跳執控制裝置及方法。 【先前技術】 近年來’由步進馬達所構成之傳動機構其成本較直流 馬達所構成之傳動機構成本來得低，且適合高速跳軌，因 此’光碟機使用步進馬達作為光學讀寫頭驅動之載具已經 成為主流。 一般來說’當光碟機以步進馬達驅動光學讀寫頭進行 長距離跳執時，為了縮短跳軌時間（seek time)，都會 要求步進馬達控制裝置中之速度曲線產生器對於其曲線

Pf 〇 f 11 e )的设汁採取快速地加速以及減速，以縮短跳 ^間。㈣種情況下，當步進馬達之轉動慣量越大，其 時，ί ϊ ί應越大，如此一來，光學讀寫頭在跳軌結束 日寻，先學項寫頭就越不容易鎖軌。 裝詈：參ΐ 3 ’圖一係為習知光碟機長距離跳軌之控制 =不意圖。此控制襄置1〇〇可分為兩個獨立的部分制 離跳軌時控制步進馬達1〇5動作之步進馬達控制 機構：心，光學讀寫頭控制裝置12〇。 子在、 唐跑：η距離跳執時，步進馬達控制裝置"ο中之 200529179 ——. 五、發明說明（2) _ 等^说輸出訊號1 1 3以透過頻率轉換器丨丨5、循環式弦波產 生器lj 7、一功率驅動器i j 8冑，控制步進馬達j 〇 5動作。而 光學項寫頭控制裝置1 2 〇中之中心誤差控制器j 2 j則接收中 心誤差訊號（CE)以輸出跳執控制訊號123並透過功率驅 動器125控制光學讀寫頭1〇7維持在其機構的中心。 * 5 : ’速度曲線產生器110用以控制步進馬達105所產 ΐ之ί ί:線：通常為：梯，，以符合快速地加速以及減 S、幸3 4=二国圖二係為習知速度曲線產生器控制步進 馬達之連度曲線圖。當_始長距離跳執日寺（〇〜u ) 進馬達105會開始加速，接下來 跳軌準備要結束時⑴〜二達2;Λ長距離 由於長距離跳軌準備要結束時（、’t 、幵始減速。 制裝置12〇是使用中心誤差訊號束 汉尤予6貝冩頭1 0 7在跳軌結束時盔法 軌道上。 卞…、决順利的鎖定在碟片的 此外，習知更提出一種改善方 (t2〜t3 )時改善偏心之影響，將（^ 了在跳軌要結束 線斜率變緩，而容易鎖軌。不過此改蓋士）期間之速度曲 結束的時間拉長。 ""法卻會使得跳軌 有鑑於此，本發明提出一種光蹀毺e 裝置及方*，可使光學讀寫頭於跳軌：離=之控制 轨，而不會有脫鎖的情況發生。 果寺’犯順利定

第6頁 200529179 五、發明說明（3) 【發明内容】 本發明的 裝置，包括步 光學讀寫頭控 達控制裝置包 訊號、跳執方 光碟機之步進 出之訊號而呈 器則根據速度 由光學讀寫頭 生速度誤差訊 控制光學讀寫 餘跳執數值訊 誤差訊號給光 在本發明 頻率轉換器、 器以及第一功 線產生器所輸 器，接收該脈 弦波產生器所 衰減器接收循 具控制訊號。 第二載具控制 此外，步 主要目的 進馬達控 制裝置以 括有速度 向訊號以 馬達的速 現二次函 曲線產生 輸出訊號 號。光學 頭之動作 號以及目 學讀寫頭 較佳實施 循環式弦 率驅動器 出之訊號 衝訊號以 輸出之訊 環式弦波 第一功率 訊號以控 進馬達控 是提供一 制裝置、 及模式切 曲線產生 及剩餘跳 度即可根 數曲線分 器所提供 所產生之 讀寫頭控 。至於模 標切換值 控制裝置 例中，步 波產生器 。且其中 以產脈衝 輸出訊號 號以輸出 產生器所 驅動器接 制步進馬 制裝置中 種光碟 加權式 換比較 器，其 軌數值 據此速 佈。加 之第一 第二跳 制裝置 式切換 切換中 機長距離 速度誤差 器。其中 負責接收 訊號以輸 度曲線產 權式速度 跳執速度 軌速度訊 為根據所 比較器， 心誤差訊 跳軌控制 估測器、 ，步進馬 跳執總數 出訊號， 生器所輸 誤差估測 訊3虎以及 5虎’以產 接收訊號 為根據剩 號、速度 進馬達控制裝置更包括有 衰減器、第二衰減 轉換器接收速度曲 循環式弦波產生 哀減Is接該循環式 第一載具控制訊號。第二 輸出之訊號以輸出第二栽 收第一載具控制訊號以及 達動作。 速度曲線產生器所接收之 、第一 ，頻率 訊號。 。第一

第7頁 200529179 五 、發明說明（4) 剩餘跳執數值訊號為由一跳執數值計數器接收頻率轉換器 所輸出之脈衝訊號以產生。 一光學頃寫頭控制裝置則更包括長距離跳執控制器以及 ^二功率控制裝置。長距離跳軌控制器為接收經由模式切 '比較器切換所輸入之訊號以輸出跳執控制訊號。第二功 =控制裝置為接收跳軌控制訊號以控制光學讀寫頭之動 =二=長距離跳執控制器所接收之訊號包括中心錯誤訊號 以及速度誤差訊號。 比加權式速度誤差估測器所輸出的速度誤差訊號則 度二列：：：產生器所輸出之第一跳軌速度訊號以及-速 二偵測器接&光學讀寫頭訊號所輸出《第二跳軌速度訊 本發明另 控制方法，包 馬達跳軌時速 之步進馬達之 測後所得到之 學讀寫頭跳軌 差訊號以控制 在本發明 數，且曲線分 據跳執時之剩 中’於跳軌開 制曲線分佈圖 一個主要目的為提供一種 括產生二次函數之曲線分 度之依 第一跳 第二跳 時之迴 光學讀 較佳實 佈圖可 餘軌數 始之前 之速度 據。同 執速度 軌速度 授控制 寫頭跳 施例中 藉由調 來變動 段時間 固定。 時比較二次 以及光學讀 ’以提供速 。切換中心 軌時之動作 ’上述二次 整此參數而 ，以調整曲 以及跳軌結 於跳軌剛開 光碟機長距離跳執 佈圖，以作為步進 函數曲線圖所對照 寫頭輸出訊號經偵 度誤差訊號作為光 誤差訊號、速度誤 〇 函數具有至少一參 調整。此參數可根 線分佈圖。且其 束之後段時間，控 始後段以及跳軌結

200529179 五、發明說明（5) 束前段時間 於跳軌中段 佈。 而切換 據跳執時之 間，使用速 跳軌中段期 之動作。 此外， 速度以得到 在前一次所 度誤差越大 綜合上 裝置及方法 軌，而不會 ’分別控 ’根據跳 中心誤差 剩餘軌數 度誤差訊 間，使用 還可藉由 實際速度 測跳軌速 ，加權越 述，本發 ，可使光 有脫鎖的 分佈圖之速 餘軌數多募 及速度誤差 例如，於軌 光學讀寫頭 差訊號控制 及根據實際 調整速度誤 一種光碟機長距離跳執之控制 頭於跳軌結束時，能順利定 制曲線 軌之剩

sfL 切換。 號控制 中心誤 比較該第一跳軌速 誤差以 度，以 /J\ 〇 明提出 學讀寫 情況發生 度加速以及減逮。 而控制速度曲線分 訊號之時機為，柄 開始以及結束期乂 跳軌時之動作。 光學讀寫頭跳軌時 度以及該第二跳軌 速度誤差大小加權 差訊號。即實際速 【實施方式】 為使貴審查委員能對本發明之特徵、目的及功能有 更進一步的認知與瞭解，茲配合圖式詳細說明如後： 清參考圖二’圖二係為本發明較佳實施例之光碟機長 距離跳執控制裝置之示意圖。此控制裝置3 〇 〇主要包括步 進馬達控制裝置310、光學讀寫頭控制裝置32〇、加權式速 度誤差估測器3 3 0以及模式切換比較器3 4 〇。其中，加權式 速度誤差估測器根據步進馬達控制裝置3 1 〇所提供之跳軌

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速度訊號350以及由光學讀寫頭控制裝置32〇所提供之跳執 速度訊號360，以輸出速度誤差訊號363作為光學讀寫頭栌 制裝置32〇迴授控制之用。且模式切換比較器34〇則比較ς 執時之剩餘跳執數值以及使用者所設定之目標切換值以切 換速度誤差訊號363與中心誤差訊號365給光學讀寫頭巧告，丨 裝置3 2 0作為控制該光學讀寫頭3 7 〇跳軌之用。 ^ 為了克服習知在跳軌時步進馬達減速時刻意將速度曲 線斜率變緩而造成跳軌結束時間拉長，步進馬達控制裝置 310中速度曲線產生器311所產生之速度曲線圖，將特^為 根據跳軌時剩餘軌數分段之二次函數圖形。也因此，步^ 馬達控制裝置3 1 0中除了頻率轉換器3 1 2、循環式弦波^生 器313、衰減器314、315以及功率驅動器316外，更包括有 跳軌數值計數器3 1 7。此跳軌數值計數器3 1 7接收頻率轉換 器3 1 2所輸出之脈衝訊號以提供剩餘跳軌數值訊號38 1給速 度曲線產生器311。因此，步進馬達390跳軌時速度之分佈 可根據剩餘軌數而呈現二次函數圖形分佈。 請參考圖四，圖四係為本發明較佳實施例之二次函數 之速度曲線示意圖。此速度曲線圖為呈現二次函數圖形分 佈’且此二次函數包含有參數〇：，此二次函數可根據此α值 變大或變小而分別遞增或遞減。其中，α值隨著剩餘轨數 減少而遞減，因此，舉例來說，當步進馬達3 9 〇剛跳軌時 (剩餘軌數> 2304 )，跳軌速度平滑遞增，當步進馬達 390跳轨至中段時（剩餘軌數介於2 304〜512之間），跳軌 速度固定，當步進馬達3 9 0跳執快結束時（剩餘軌數介於

第10頁 五、發明說明（7) 39:跳IrW ’跳軌速度則平滑遞減。此外，步進馬達 #與μ宜 及結束時之速度將呈現為一定值，以助於 先學頃寫頭370鎖軌的進行。 日於I!紅步進馬達39〇可根據剩餘軌數控制其跳執速度， 綠从、&、、結束時，為平滑遞減，而不是如同習知為過缓之 綠性遞減。 牙、了克服習知在跳軌時步進馬達減速時其速度曲線斜 緩外，光學讀寫頭控制裝置32〇更透過加權式速度誤 差=測器350而接受步進馬達控制裝置31()的迴授控制，此 厂省知兀全不同。因此，此光學讀寫頭控制裝置3 2 〇可透 過模式切換比較器3 4 〇切換接收由加權式速度誤差器 3”所輸出之速度誤差訊號（VE) 3 63或是中心誤差訊號 (CE ) 365。也因此，光學讀寫頭37〇在長距離跳執時，模 弋刀換比較器3 4 0可比較剩餘跳執數值訊號μ 1以及使用者 設定，切換目標值訊號393以切換速度誤差訊號363、中心 誤差Λ號365給光學讀寫頭控制裝置320，且透過光學讀寫 頭控制裝置320之長距離跳執控制器395、功率驅動器397 使用兩種切換模式來控制光學讀寫頭3 7 0之動作。 *請參考圖五，圖五係為本發明較佳實施例之長距離跳 軌模式切換機制之示意圖。藉由切換目標值訊號393所提 供之目標切換值，模式切換比較器340將根據目標切換值 切換速度誤差訊號363、中心誤差訊號365至光學讀寫頭控 制裝置3 2 0中之長距離跳軌控制器3 9 5。因此，光學讀寫頭 370將根據跳執時之剩餘軌數使用不同之速度誤差訊號 200529179 --------- 五、發明說明（8) ' '—* ---- 3 6 3 ▲中&心誤差訊號3 6 5進行跳執。 却％ u此技藝者可知’當光學讀寫頭370使用速度誤差 二〜、跳軌時’光學讀寫頭370可與步進馬達390速度同 二1加減速跳軌’且優點為提高光學讀寫頭370於跳軌結 > 1、鎖軌之穩定性。至於當光學讀寫頭3 7 0使用中心誤差 Λ號365於跳軌時，中心誤差訊號3 65與速度誤差訊號363 相比’中心誤差訊號3 6 5不會有訊號頻寬之限制，光學讀 寫頭3 7 0僅會疋位在其承載機構之中心位置，而減少跳執 整體所需要之整體時間。故，當光學讀寫頭370與跳軌開 始以及結束時使用速度誤差訊號36 3作為控制模式時，將 有助於跳執結束時之穩定以及順利鎖軌，而當光學讀寫頭 3 70於跳軌中段時使用中心誤差訊號365，將有助於減少跳 轨時之所需時間，而具有較佳之效能。 ¥解决了光碟機長距離跳軌對於速度的穩定性以及速 度的考量後，本發明更提供速度誤差訊號3 63之加權模 式’期望藉由此模式而避免光學讀寫頭370在跳軌時，因 碟片本身污點或刮傷的緣故而產生錯誤之跳軌速度訊號 360以及連帶錯誤之速度誤差訊號3 63。請參考圖六，圖六 係為本發明較佳實施例之加權式速度誤差估測器3 3 〇之内 部示意圖。此加權式速度誤差估測器330接收跳軌速度訊 號35 0以及跳軌速度訊號360後，由於跳執速度訊號35〇與 跳執速度訊號3 6 0所代表的單位並不相同，因此跳執速度 訊號360需先經速度增益調整後再與跳軌速度訊號35()比 較，以得到一實際速度誤差訊號5 1 〇。

第12頁 200529179 五、發明說明（9) 實際速度誤差訊號510可透過加權表520以及加權公式 530以得到一個估計速度訊號540。其中，加權表520將實 際速度誤差訊號5 10所代表之實際速度誤差量化成τ、 1 · 5T、2T…等值，而當誤差量化值越大其對應之加權值 (W)越小。換句話說，當實際速度誤差訊號51〇量化值越 大時，代表此實際速度誤差訊號5 1 0越不準確，其對應之 加權值越小。 故，實際速度誤差訊號510透過加權表520得到一加權 值w後，即可透過加權公式530，利用前一次估測速度EST1 與目前速度v的差乘上加權值*，以加權在前一次估測速度 EST1上，而作為此次之估測速度EST，並最後得到一估測 速度訊號540。至於估測速度訊號54〇與之前跳執速度訊號 35 0經+比較後，即可得到實際所需之速度誤差訊號363。 藉由此加權方式，速度誤差訊號363不會因為碟片本 身污點或刮傷的關係，而導致產生錯之跳軌速度訊號，以 使得^學讀寫頭370在高倍速長距離跳軌時更穩定。 署；5 =、、1上ί丄本發明提出一種光碟機長距離跳軌控制裝 執時之护制提供二次函數之速度曲線圖供步進馬達跳 低，rft ί引If ΐϊ使步進馬達跳執結束時之速度能夠平滑降 誤差訊號之混合模式，〗2 =切換使用中心誤差、速度 控制，ΐ =二:Γ，更藉由對跳軌速度訊號之加權 唯以上所述速跳軌時’能更加穩定。 僅為本發明之較佳實施例，當不能以

麵 第13頁 200529179 五、發明說明（ίο) 之限制本發明的範圍。即大凡依本發明申請專利範圍所做 之均等變化及修飾，仍將不失本發明之要義所在，亦不脫 離本發明之精神和範圍，故都應視為本發明的進一步實施 狀況。

第14頁 200529179 圖式簡單說明 【圖式簡單說明】 距離跳軌之控制裝置之示意 圖一係為習知光碟機長 圖； 線圖圖係為習知速度曲線產生器控制步進馬達之速度曲 酤審，二ΐ為本發明較佳實施例之光碟機長距離跳執控制 裝置之不意圖； 圖係為本發明較佳實施例之二次函數之速度曲線示 意圖， 圖^係為本發明較佳實施例之長距離跳軌模式切換機 制之示意圖； 圖六係為本發明較佳實施例之加權式速度誤差估測器 330之内部示意圖。 圖號說明： 100、300 :控制裝置 105、390 :步進馬達 107、370 :光學讀寫頭 11 0、31 0 :步進馬達控制裝置 111、311 :速度曲線產生器 11 3 :訊號 11 5、31 2 :頻率轉換器 11 7、31 3 :循環式弦波產生器 118、125、316、397 :功率驅動器

第15頁 200529179 圖式簡單說明 1 2 0、3 2 0 :光學讀寫頭控制裝置 121 :中 心 誤 差 訊 號 控 制器 314 •315 :衰減器 317 跳 執 數 值 計 數 器 330 加 權 式 速 度 誤 差 估測 340 模 式 切 換 比 較 器 350 •360 :跳執速度訊號 363 速 度 誤 差 訊 號 365 中 心 誤 差 訊 號 380 脈衝 訊 號 381 剩 餘 跳 執 數 值 訊 號 390 長 距 離 跳 軌控 制 器 391 速 度 偵 測 器 510 實 際 速 度 誤 差 訊 號 520 加 權 表 530 加 權 公 式 540 估 測 速 度 訊 號

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Claims (1)

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   六、申請專利範圍 1. 一種光碟機長距離跳軌控制裝置，包括： 一步進馬達控制裝置，更包括： 一速度曲線產生器，接收一跳執總數訊號、—桃軌 向訊號以及一剩餘跳執數值訊號以輸出訊號，談 碟機之一步進馬達之速度即可根據該速度曲線Z生 器所輸出之訊號而呈現二次函數曲線分佈； 一加權式速度誤差估測器，根據該速度曲線產生器所 提供之一第一跳軌速度訊號以及由該光學讀寫頭輪 訊號所產生之一第二跳執速度訊號，以產生一:= 差訊號； ' X m 一光學讀寫頭控制裝置，根據所接收訊號控制該光學祿 寫頭之動作；以及 予@ 一模式切換比較器，根據該剩餘跳執數值訊號以及一目 標切換值切換一中心誤差訊號、該速度誤差訊號給該 光學讀寫頭控制裝置。 2 ·如申凊專利範圍第1項所述之光碟機長距離跳軌控制裝 置，其中該步進馬達控制裝置更包括·· 一頻率轉換器，接收該速度曲線產生器所輸出之訊號以 產一脈衝訊號； 一循環式弦波產生器’接收該脈衝訊號以輸出訊號； 一第一衰減器，接收該循環式弦波產生器所輸出之訊號 以輸出一第一載具控制訊號； 一第一衰減器，接收該循環式弦波產生器所輸出之訊號 以輸出一第二載具控制訊號；以及

   200529179 六、申請專利範圍 第一功率驅 載 3. 如申 置， 一跳 數 4. 如申 置， 一長 所 一第 學 5 ·如申 置， 一速 該 6 ·如申 置， 7· —種 產生 時 同時 到 具控制訊 請專利範 其中該裝 軌數值計 值訊號給 請專利範 其中該光 距離跳軌 輸入之訊 二功率控 項寫頭之 請專利範 其中該裝 度偵測器 第二跳軌 請專利範 其中該步 光碟機長 函 速度之依 比較該二 跳執速度 之第二跳 動器，接收該第一載具控制訊號以及第二 號，以控制該步進馬達動作。 圍第2項所述之光碟機長距離跳執控制裝 置更包括= 數器，接收該脈衝訊號以輸出該剩餘跳執 該速度曲線產生器。 圍第1項所述之光碟機長距離跳軌控制裝 學讀寫頭控制裝置更包括： 控制器，接收經由該模式切換比較器切換 號以輸出一跳軌控制訊號；以及 制裝置，接收該跳執控制訊號以控制該光 動作。 圍第4項所述之光碟機長距離跳執控制裝 置更包括： ’接收該光學讀寫頭所輸出之訊號以產生 速度訊號。 圍第1項所述之光碟機長距離跳執控制裝 進馬達為一步進馬達。 距離跳執控制方法，包括： 數之曲線分佈圖，以作為一步進馬達跳軌 據； 次函數曲線圖所對照之該步進馬達之一第 以及一光學讀寫頭輸出訊號經偵測後所得 執速度，以提供一速度誤差訊號作為該光

   第18頁 200529179 六、申請專利範圍 學讀寫頭跳軌時之迴授控制； 切換一中心誤差訊號、該速度誤差訊號以控制該光學讀 寫頭跳軌時之動作。 8·如申請專利範圍第7項所述之光碟機長距離跳軌控制方 法三其中該二次函數具有至少一參數，且該曲線分佈圖 可藉由調整該參數而調整。 9 ·如申印專利範圍第8項所述之光碟機長距離跳執控制方 法’其中該方法更包括： 隨跳軌時之剩餘軌數來調整該曲線分佈圖。 10·如申請專利範圍第9項所述之光碟機長距離跳執控制方 法’其中該方法更包括： 於跳軌開始前段期間以及跳軌結束後段期間，控制該 曲線分佈圖之速度固定。 11 ·如申請專利範圍第丨〇項所述之光碟機長距離跳軌控制 方法，其中該方法更包括： 於跳軌開始以及跳軌結束時，分別控制該曲線分佈圖 之速度加速以及減速。 12 ·如申請專利範圍第11項所述之光碟機長距離跳軌控制 方法，其中該方法更包括： 於跳執中段，跳執時之一剩餘執數控制該曲線分佈圖 之分佈。 1 3 ·如申請專利範圍第7項所述之光碟機長距離跳軌控制方 法’其中該方法更包括： 根據跳軌時之一剩餘軌數切換該中心誤差訊號、該速

   200529179 六、申請專利範圍 度誤差 1 4 ·如申請專 方法，其 於跳軌開 該光學 15·如申請專 方法，其 於跳軌中 寫頭跳 1 6 ·如申請專 法，其中 先比較該 實際速 根據該實 度，以 1 7 ·如申請專 方法，其 訊號。 利範圍 中該方 始以及 呑買寫頭 利範圍 中該方 段期間 軌時之 利範圍 該方法 第一跳 度誤差 際速度 調整該 利範圍 中該實 第1 3項所述之光碟機長距離跳執控制 法更包括·· 結束期間，使用該速度誤差訊號控制 跳軌時之動作。 第14項所述之光碟機長距離跳軌控制 法更包括： ’使用該中心誤差訊號控制該光學讀 動作。 第7項所述之光碟機長距離跳軌控制方 更包括： 軌速度以及該第二跳軌速度以得到一 ;以及 誤差大小加權在前一次所測跳執速 速度誤差訊號。 第1 6項所述之光碟機長距離跳軌控制 際速度誤差越大，加權越小。

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