TW468159B - Apparatus for and method of scanning an information carrier - Google Patents

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 46 B t 5 9 A7 —---- _ -------B7 _ 五、發明說明（1 ) 發明背景 本發明和用以掃讀—資訊載體之裝置有關，包含： 置換裝置’用以沿著—路徑移動一掃描光點而移動至該 資訊載體之軌道； 位置資訊產生裝置，用以產生—位置信號以指出和一軌 道相關之路徑上之掃描光點之位置； 速度資訊產生裝置，用以產生—速度信號以度量沿該路 徑之掃描光點之速度； —鎖定相位迴路.，用以產生—校正後位置信號和該位置 信號緊密連接； 用以評估一校正位置信號之基底上掃描光點之位移。 本發明進一步和操作此一裝置之方法有關。 此一裝置及此一方法可從DE 40 29 975 A1得到了解，該 已知裝置是用以掃讀磁碟狀資訊載體，據此以窝入或讀取 資訊載體。一電能傳送器產生一位置錯誤信號，用以度量 和轨道有關之掃描光點之位置〇 一脈衝横越信號會從該位 置錯誤信號產生，一鎖定相位迴路校正該軌道橫越信號， 據以產生一錯誤校正轨道橫越信號，此錯誤校正轨道橫越 信號是用以計算掃讀光點之位移。於一具體實施例中，該 裝置進一步具有速度資訊產生裝置’以達成使掃讀光點可 依據一預設速度資料移動。 就實際上而言，該資料載體之軌道並非總是和轴線相一 致的，以一相對地慢速移動之掃描光點爲例，這將導致該 掃讀光點變相以相對於軌道之向内及向外方向移動，這將 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

-I;---^----— — — — — ^ -------^----—1!·*^ — · (請先閱讀背面之注意事項厂‘寫本頁) G 468159 Α7 Β7 五、發明說明（2 ) 導致轨道被重覆计數之後果，並且所發現對於掃描光點之 位移將會過大。 _ ——7------)'装 ί! t請先聞續背面之洚意事寫本其> 本發明之目的在於提供一種定義於下文段落之裝置型態 ，其中’該資料載體之位移可正確地被察覺，即使對一偏 離軌道之資料載體亦然β爲達此目的，依據本發明之該裝 置具有下述特性’該位置資訊產生裝置產生一進_步位置 化號’該信號和該位置信號具有相位差，該裝置假設第一 運作模式是在掃描光點之一相對低速情況下，其中，在第 一模式中，掃描光點之位移是自位置信號及位於掃描光點 之一相對高速之第二運作模式兩者產生，其中，在第二運 作模式中，位移是自位置信號產生。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在自一轨道跳躍至另一軌道時，掃描光點具有—速度， 剛開始時是低速的，而増加至相對高速，可暫時保持一固 定速度，而後又再次減速。依據本發明之該裝置在於達成 在整個跳躍過程中使掃描光點之位移能正確地決定，因爲 掃描光點之位移是自兩個相互相位差位置信號在—相對低 速下產生的，所以對於發現軌道之橫越及此横越之方向是 可能的。因此，該掃描光點之位移能被相對正確地決定。 於一相對高速度情況下，位置信號其中之一通常獒得不可 靠’然而’在一相對高速度情形時，一可能的轨道偏離不 會再影響方向’該掃描光點之位移然後會自校正後之位置 信號正確地產生。 該決定速度裝置能以不同型式加以了解，該裝置能（舉例 而言）評估位於已度量位移之基底上之掃描光點之速度，另 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 五、 發明說明（3 ) A7 B7 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 種方式爲’該择描光點之速度能（舉例而言）被來自用以 控制位移而產生之信號所評估。 依據本發明之度量是特別適合於一用以掃插一磁碟狀資 訊載體之裝置，然而，依據本發明之該度量亦能被應用至（ 舉例而言）卡片形狀之資訊載體。 本發明之更進一步之目的是爲提供一操作—用以掃讀一 資訊載體之裝置之方法，其中’在偏離資料載體之情形下 ，該位移亦能被相對地正確地被決定。依據本發明之方法 ’ 一掃讀光點是沿著一路徑自該資訊載體之―軌道移動至 另—軌道，該掃讀光點於路徑之第一階段進行一加速移動 ，並且於該路徑之第二階段進行減速，在沿著該路徑持續 進行移動時，一掃描光點之位移是自一第一及第二位置信 號所產生’並且，在一掃描光點之速度之估算値已經超過 預値之後’是自該第一位置信號產生，並且是和第二位置 仏號相獨立，在那之後，當估算之速度値已經小於一預設 之數値時’掃讀光點之位移會再一次自第一及第二位置信號產生。 上述以及依據本發明裝置之特性將會伴随著圖示進行更 詳細之描述，在圖示中： 圖1顯示一依據本發明之裝置之具體實施例； 圖2顯示圖1中之裝置之部份； 圖3顯示圖1中之裝置之更進一步之部份； 圖4顯示出現於所顯示裝置内之信號波形。 圖1顯不一依據用以掃插—資訊载體】之裝置，顯示之該 ； ----裝--- (請先閲讀背面之注意事寫本頁)

I ;線· 6 - 468159 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（4 ) 資訊載體1爲磁碟狀，並且藉由—馬達2循著-軸線3旋轉 ’該轨道爲（舉例而幻皆爲向心狀或是集體形成-螺旋形 。該資訊載體之另-型式爲一卡片，其中，該軌道沿著卡 片之經線方向延展’該資訊載體！是適於以位於資訊載體之 軌道内之光學上可察知圖模之型式記錄資訊。另一種方式 爲，該資訊載體可以（舉例而言）_磁力的或—磁發電光學 (magneto-optical)資訊載體，所顯示之該裝置具有位移裝置 4用以沿著-路徑移動-掃讀光點橫越至資訊载體1之軌道 ，該掃讀光點5然後以相對於該資訊载體之螺旋狀方式移動 ，該位移裝置4包含一面板6，該面板藉由一馬達7以螺旋 狀方式移動，該馬達7是由控制裝置8所控制。該面板6帶 有一電源轉換器9用以產生電子信號81_84以對光學上可感 測圖模進行回應。該電源轉換器9爲（舉例而言）描述於美= 專利案號5,268,885之型式，此一電源轉換器9包括有内含一 透鏡（裝置，用以攝得一幅射光束，以形成該掃描光點5， 以及用以感測自該資訊載體反射之幅射亮度之裝置。在本 例中，該感測裝置1 0包含一具有四具子感測器ii 4 (見圖 2)之感測器，該位移裝置4進一步包含—促動器（未顯示）， 用以相對於板面6行螺旋狀式移動》藉由一進一步促動器（ 未顯示）’該透鏡亦是可於一和該資訊載體i有關之軸線方 向移動。該裝置具有位置資訊羞生裝置15用以產生_位置 #號P1.’該信號係指出和一軌道有關之掃描光點5之螺旋 狀位置。.在本例中’該位置信號P1已經藉由顯示於圖2之 積體電路所獲得，於該電路内，來自四個子感測器11-14 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----I--------- ! I ί 訂·! - ^^1 _'.. \-(請先閱讀背面之注意事項rv寫本頁) ί' 5 68 159 發明說明（ U號SI、S2、S3、及84是由—加法器所加總，加法 器16(輸出仏號是被應用至_子感測器p之非反向 —_入。子感測器17之輸出信號是經由一 ^感測 器18和-子感測器17之反向輸入相連接，該輸出信號爲一 資減號卿〇,代表讀自資訊載體i之資訊，並且亦代表 位置仏號卩1，如果掃描光點5是位於軌道中心，因此產生 之位置信號P1爲最大値。該裝置具有—掃描模式，其中， 該持描光點5跟隨-軌道’該裝£亦具有—跳躍模式，其中 ’該掃描光點5自-轨道移動至另—轨道。爲此目的，該裝 置具有切換裝置19，切換裝置19之狀態是由_來自—微處 理器2 0之MODE k號所指示，於一掃描狀態下，切換裝置 19是處於第-狀態，其中，切換裝㈣之輸出信號自一词 服機系統21之輸出信號RC1所發出，k伺服機系統21進一 步於透鏡之螺旋式位置對促動器提供一螺旋式控制信號， 於該跳躍模式中，該切換裝置19是處於第二狀態（如圖1所 不），其中，切換裝置19之輸出信號爲一來自微處理器2〇 之信號RC2 〇 該裝置進一步具有速度資訊產生裝置22，用以產生掃描 光點5沿著其路徑之速度，如圖3所示，該速度資飢產生裝 置22已經和鎖定相位迴路（PLL)相整合，此鎖定相位迴路 具有一輸入23和位置資訊產生裝置μ之輸出相連接，—進 一步之輸入24是和微處理器20之輸出相連接，該微處理器 提供一信號V p用以對掃描光點5之旋轉速度之預估値進行 度量，該數値是依據來自由微處理器2〇所提供之信號RC2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規袼（210 X 297公爱 —'',I —— — — — —— ill \)/ (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 訂· · -線· -8

、發明說明（6 ) 4681 59 之數値及位移裝置4、6 '及7之特性所推估\鎖定相位迴 路22具有一相位比較器221用以產生—錯誤信號，該信號是 和位於第一位置信號p 1及回饋信號p丨，間之差距成比例， 亦即爲本例中可控制振盪器222之輸出信號。該相位比較器 221具有一和一低頻濾波器223相連接之輸出，該濾波器產 生一低頻錯誤信號以對錯誤信號作出回應。該鎖定相位迴 路22進一步具有一擴大器224 ,該擴大器以一參數κ對信號 Vp進行放大，一加法器225將被擴大之信號加入由濾波器 223所產生之低頻錯誤信號，加法器225之輸出信號對可控 制振盪器222作爲一控制信號，加法器225亦和具有一增量 因子爲1/K之擴大器226相連，用以產生一信號vm，該信 號係指出掃描光點5之旋轉速度之度量値，可控制振盪器 222之輸出信號係作爲校正位置信號ρι,之功能。該裝置進 一步具有用以依據校正位置信號P1，之基底上之掃描光點5 之位移估算之裝置25，該裝置25以一向上/下計數之型式 具有用以增加或減少計數之第一輸入26，以對一在此輸入 上所接收之脈衝作出回應，並且是和第二輸入27上之計數 方向信號相獨立。 來自四個感測器信號S 1、S 2、S 3、及S 4，該位置產生 裝置15產生一進一步位置信號P2，該信號是相對於位置信 號P1於相位上進行變換，於本具體實施例中，進—步位置 信號P2承藉由描述於美國專利案號4,583,209之方法所獲得 之軌道定位錯誤信號，依據該方法，該軌道定位錯誤信號 是由產生自兩對角相對之子感測器之信號之第一加總信號 -9- 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐） ▼ !ι'ί—--I--- . I I Λ1/.·. (請先閱讀背面之注意事寫本頁) -SJ· --線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 6 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 8 15 9 A7 _____B7__五、發明說明（7 ) 及產生自其它對角相對之子感測器之信號之第二加總信號 之過零點（zero crossing)兩者間之時間間隔所產出。該裝置 進一步包含第一及第二切換裝置28、33，該第一切換裝置 28具有一第一終端點29用以接收校正後信號pi，及一第二 終端點用以藉由一低頻濾波器3 1接收位置信號p丨"。該第 一切換裝置28提供選擇自這些信號其中之—輸出信號至脈 衝產生裝置32，該脈衝產生裝置32對向上/下計數器25之 第一輸入26提供一計數信號’該第二切換裝置33對用以決 定位移之裝置25之第二輸入27提供一計數方向信號，此計 數方向信號已經從出現於第二切換裝置33並且由方向信號 產生裝置36所提供之第一終端點34之—方向信號DI]R，以 及一出現於第二終端點35上並且是由一樣本及保存暫存器 37所提供之方向信號所選取β該方向信號產生裝置36自位 亶信號Ρ1及進一步位置信號Ρ2產生方向信號DIR，藉由第 一及第二切換裝置28，33之辅助，處於相對低速掃描光點 5之位移會來自兩位置信號Ρι，P2，而處於相對高速時則 來自校正位置信號P1’ ’基於此目的，第—及第二切換裝置 28，33具有用以接收來自一微處理器2〇輸出之控制信號 S/F之控制輸入38。 顯示於圖1至3之裝置將自現在起參照圖4進行更詳細之 描述，於本具體實施例中，該裝置於時間間隔⑺至^内是 處於掃描模式，該MODE信號由微處理器20所產生然後具 有一邏輯數值” 0 ”，在此影響之下，切換裝置丨〇選擇信號 RC1提供制裝置8作為輸入信號。該伺服機系統21然後促使 .11---T-------裝---- (請先閲讀背面之注意事項寫本頁). )5J· .線. -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚） 46 8 1 B 9 A7

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 掃讀光點5追隨資訊載體丨之一軌道以對該軌道進行讀或舄 。在時間點tl時，微處理器20接收—指令以移動掃讀光點 5至另一軌道，對微處理器20作出回應然後給予m〇de信號 一邏輯數値”1”。該裝置然後處於跳躍模式，在M〇DE信號 之影響下，該切換裝置19現在假設顯示於圖丄之狀態，在 此情況下，切換裝置1 9選擇由微處理器2 〇所提供之信號 RC2作爲輸入信號，該微處理器2〇接著計算自目前軌道跳 躍至目標轨道之將被橫越之軌道數目，並且載入該計數數 目進入計數器25 ^藉由信號RC2，微處理器2〇促使電能轉 換器9進行一加移動至目標軌道，在移動之第—階段，持績 自時間點tl至t2，電能轉換器9仍是在相對低速狀態，在此 階段，信號S/F由微處理器2〇產生具有邏輯數値”〇”，在此 情況下，第一及第二切換裝置28，33假設顯示於圖1之狀 態’於此階段内，第二切換裝置3 3選擇來自位置信號p工" 及P2由裝置36所產生之計數方向信號〇〇1，位置信號？1„ 藉由低頻濾波器3 1之輔助已經自位置信號p丨產生，該所獲 得之計數方向信號DIR因此是由裝置37所取樣而來的（例如 一 D輕擊-重擊）。該計數信埤是由信號p„所產生，脈衝產 生裝置32於每一信號p”之升起邊緣產生一脈衝，在每一脈 衝處’計數器25植基於計數方向信號DIR•之數値進行向上 或向下計數。以資訊載體1爲例，該載體爲離心掃讀光點， 啓始時_越軌道，並且以朝向目標軌道方向及遠離目標軌 道方向相互變換。該計數方向信號DI]^促使計數器2 5在第 一情況下向下計數，並在第二情沉下向上計數，該位置信 -11 - 本紙張尺度適时關家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚）

i\ ^--------1--------- (請先閲讀背面之注专¥^..w寫本頁) D A7 B7 468159 五、發明說明（9 ) 號P1會每一次應用至鎖定相位迴路22。相位比較器221產 生一錯誤信號和位第一信號P 1及回遺信P〗，間之相位差成 r 比例，於此例中，P 1'爲可控制i盪器222之輸出信號。低 頻濾波器223產生一低頻錯誤信號以對該錯誤信號作出回應 。鎖定相位迴路22進一步接收信號Vp用以指出電能轉換器 5之速度之預估數値，信號Vp是藉由一係數K進行放大， 並且加入至低頻錯誤信號中，產生信號係作爲控制信號提 供至可控制振盪器222。藉由信號v p對鎖定相位迴路2 2之 附加控制允許鎖定相位迴路之濾波器223具有一較小頻寬， 在此情沉下，鎖定相位迴路22是不受雜訊干擾的，而同時 鎖定相位迴路仍能跟隨大頻寬内之位置信號，並能支援 一信號P1'以對位置信號進行鎖定。據此之該裝置可進一步 包含用以感測缺陷之感測裝置，像是於資訊載體1上之刮痕 ’以及據此提供一感測信號促使鎖定相位迴路2 2之狀態仍 能維繫’則位移之估算及掃讀光點之速度之缺陷影響會變 小。如果微處理器發現所估算之速度數値V m超過預設値 Vt，在此例下，於時間點12該裝置會設定成第二運作模式 。一方面，速度之預設値Vt較一値爲大時，資訊載體 之可能離心速會影響軌道被橫越之方向，另一方备預設値 Vt較一數値爲小時，進一步之位置信號P2不再可靠。於作 業之第二模式下，微處理器20對信號s/f付予邏輯數値”工” ，據此，，第一切換裝置28選擇鎖定相位迴路22之輸出信號 ΡΓ作爲對脈衝產生裝置32之輸入信號，該裝置32產生計 數信號。該信號S/F進一步促使切換裝置33選擇裝置37之 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） '!!---裝— I I I 訂_ I ! ! ----- - .) ,\ly <請先閱讀背面之注意事項C寫本頁) 」 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印袈 4 6 8 1 5 9

輪出信號作為計數方向信號，該計數方向被切換至第二運 作模式前現正依據最後蚊之數值而維繫，於第二運作模 式下，進一步位置信號P2不再影響位移之估算。位置信號 P1是由鎖定相位迴路22所校正，因此，橫越軌遒之數目"在 跳躍之第二相位内會被較正確地計算。於時間點13時，掃 讀光點5是近於自原始軌道至目標軌道間之半途上，掃讀光 點5之移動現在會減速，該裝置會維持於第二模式運作直至 時間點t4。掃讀光點5之速度Vm然後會變得較預設速度乂1 為】這速度vt最好是和該裝置自第一至第二運作模式之 改變速度相等’在時間點t4，該裝置回饋返回第一運作模 式，其中，微處理器20對信號S/F付予邏辑數值，，〇”，因此 ，第一及第二切換裝置28，33假設顯示於圖1之狀態，據 此，掃讀光點5之位移是再—次自兩位置信號]>1，p2所產 生。於時間點15，當目標軌道已經到達時，該裝置再一次 假設一掃讀模式，為此目的，微處理器2〇對該M〇DE信號 付予邏輯數值”0”，據此，切換裝置19選擇信號11(：1對控 制裝置8作為輸入信號β 本發明已經按所參考之較佳具體實施例進行描述，但是 並非因此而產生限制，熟知本領域之人士可清楚地了解到 ’定義於申請專利範圍内之内容為可能想到之不同之修改 應用方式。舉例而言，於一變換具體實施例中，位置信號 Ρ1及進一步位置信號Ρ2分別為一旋轉錯誤信號及一軌道定 位信號’如描述於美國專利案號5,289,446。本發明能被應 用於硬體及軟體裝置，並且不同，，裝置，，可被相同硬體予以 13· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公g )

I ^ · 11 (請先閱讀背面之注意事項r%寫本頁) 訂- --線- 4! S 8* 1i 5' 9 A7 B7 11 五、發明說明（ 具體化〇 ”進行包含”（to comprise)動辭之使用並不棑除其它 除了列於申請專利範圍内之元件或步驟，而位於一元件前 之非定冠辭” 一”並不排除該類元件以複數型態出現，本發 明依存於任何新的特性或這些特性之結合。 - ---一-------裝! (靖先閲讀背面之注§_"寫本頁) 線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. ABCs 68 159 六、 申請專利範圍 1. 一種掃描資訊載體（1)之裝置，包含： it.---Ϊ------裝 i I (請先閱讀背面之注意事項f寫本頁) 位赘裝置（6.，7)，用以沿著路徑移動一掃描光點（5) 行進至該資訊載體（1)之軌道； 位置資訊產生裝置（15)，用以產生一位置信號（P1)， 該信號係指出相對於一軌道之路徑上之掃描光點（5 )之 位置； 速度資訊產生裝置（22)，用以產生一速度信號（Vm) ，該信號係沿著路徑掃描光點（5 )之速度之量測； 一鎖定相位迴路（2 2 )，用以產生一校正位置信號 (Ρ Γ)，該信號鎖定位置信號p 1 ; 用以評估一根據位於該校正位置信號（pi，）之掃描光 點（5)之位移之裝置（25); 其特徵在於： .線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該位置資訊產生裝置（15)產生一進一步位置信號（P2) ，其和位置信號（P 1 )間具有相位差，該裝置假設一第一 作業模式下之掃描光點（5)是處於一低速，其中，掃描 光點（5)之位移作業之第一節點是由位置信號（P1，p2) 兩者導出，並且—第二作業模式下之掃描光點（5)是處 於一相對高速，其中，第二作業模式之位移是由位置信 號（P1)導出。 2. 如申請專利範園第1項之裝置，其特徵在於，用以評估 位移之裝置（25)是由具有一用以接收一計數信號之輸入 (26)及用以接收一計數方向信號之輸入（27)之一向上/ •下計數器所形成，並且該裝置進一步包含第一切換裝置 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格<210 X 297公釐） 46 8 1 Si AS B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (2 8)用以在第一作業模式下，該計數信號是植基於位置 信號（P1)，並且於第二作業模式下，該計數信號是植基 於校正位置信號（PI’），並且該裝置進一步包含第二切 換裝置（33)用以在第一作業模式下，該計數方向信號 (DIR/)爲兩位置信號（pi, p2)之函數，以及於第二作業 模式下，該計數方向信號是和位置信號相獨立。 3·如申請專利範園第2項之裝置，其特徵在於，於第二作 業模式下’該計數方向信號（DIR，）具有一和在第一作業 模式下之計數方向信號（DIR)之値相同之數値。 4.如申請專利範園第1項之装置，其特徵在於，該鎖定相 位迴路（22)假設一狀態，該狀態是依賴於一預估速度 (Vp)，其爲對沿著該路徑之掃描光點（5)之速度之預估 數値之度量。 5 ·如申請專利範園第1項之裝置，其特性爲，該鎖定相位 迴路（22)具有一相位比較器（221)用以產生一錯誤信號 ’其爲位於鎖定相位迴路之一輸入信號（ρχ)及一回饋信 號（P1')間差異之度量値，裝置（223)用以產生一控制信 號，該信號係爲對錯誤信號之低頻元件之度量，以及用 以產生一具有頻率之信號（ΡΓ)之裝置（222)，該信號依 賴於控制信號，該速度資訊信號是自控制信號所產生。 6· 一種操作一掃描一資訊載體u)裝置之方法，其中，一 掃描.光點（5)是沿著一路徑自該資訊載體（1)之一軌道移 動至另一軌道，該掃描光點（5)於該路徑之第一階段時 進行一加速移動，而於該路徑之第二階段時進行一減速 -16 - 本Λ張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐） ---7--r--------裝·-- <請先閲讀背面之注意事項t寫本頁) 訂： 線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8B8C8D8 六、申請專利範圍 動作，該掃描光點（5 )之沿著該路徑連續位移之移動期 間’是由一第·一及一第二位置信號（PI，P2)所導出， 並且，在該掃描光點之速度之預估値已經超過一預設値 之後，是自該第一位置信號（P1)所產生，並JL是和第二 位置信號（P2)無關，之後，當速度之預估數値 經減少至小於一預設値（Vt)時，該掃描光點（5)之位移 是再一次由第一及第二位置信號（P1，卩2)所導出β I. .Λ* I I . I I (請先閱讀背面之注意事項命4寫本頁)

   線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公爱）