TW522376B

TW522376B - Control system for using stepping motor to control sled of optical disc driver and method thereof

Info

Publication number: TW522376B
Application number: TW090101600A
Authority: TW
Inventors: Jr-Mou Jau; Jr-Yu Fan; Jen-Tang Wu
Original assignee: Acer Labs Inc
Priority date: 2001-01-29
Filing date: 2001-01-29
Publication date: 2003-03-01
Also published as: JP2002230796A; US6785197B2; US20020101792A1

Description

五、發明說明（1) (一）發明技術本發明係一種利用步進法。 (二）發明技術近年來，之曰新月異，系統之標準且早先的CD-ROM 亦漸漸被廣泛 CD-ROM、CD-R 愈快，且同時且快速地操作素，於光碟機於光碟機的，由於步進較於直流馬達之設計，皆較馬達引入作為統的直流馬達領域：於一種光碟機控制系統及其方法，尤指馬達來控制光碟機之載具之控制系統及其方背景：二半導體技術之突飛猛進，以及光電技術义：：關t電裝置產品’已經漸漸成為電腦 ::的周邊裝置。冑關於光碟機產品，除了 =田相關之CD-R、CD_R/W以及_等產品地使用。就光碟機系統而言，不論是要cd:R:或是DVD等，由於迷度之要求愈來，:乂 1:2確性’所以有關光碟機之穩定及為了確保能正確地讀取訊號等等要之載具控制方法中顯得非常重要。控制方法中，馬達之控制是非常重要 d;機構比較簡單、成本比較低，相

葡ί:漸漸有光碟機製造廠商將步進载具控制(Sled C〇ntrol)用之馬達，取代J 煩請參閱圖一，圖一所之控制系統U之示意圖。光磾：3為'用應，於-光碟機3 馬達4，“及控制系二，機包3 一頌取頭6，-直流具5。控制系Ϊ 胃^6^物鏡9以及一载、 ’、<、·匕含一循執致動控制器1以及一數值控制

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五、發明說明（2) 器2 ° '移動讀取頭6以讀取一碟片8之資料時，光碟機3會產生一循軌訊號。循軌訊號會輸入至循軌致動控制器1，而循軌致動控制器1會根據此循軌訊號產生一循軌控制訊唬（TRO)，用來控制讀取頭6之物鏡9位置。循執控制訊號 (TRO)會輸入至數值控制器2，以產生一數值控制訊號u (DCV)。、數值控制訊號是用來驅動直流馬達4，以帶^讀取頭6之載具5，進而使讀取頭6移動。此種習用技術不易貝於高速度跨軌，且因滑軌的摩擦阻力不均勻，導致量產困 (三）發明之簡有鑑於前步進馬達來控決上述之問題此光碟機系統包括—循並且根據循執取頭之物鏡位器’用來接收頻率轉換.器，要說明：述之習用制光碟機技術的缺失，本發明提供一種利用之載具之控制系統及其方法，以解循執控制連接於數號’以產生一脈波旗標包含此控制系統來軌致動控制器，用訊號產生一循軌控置；一數值控制器 δίΐ J Us 值控制器弦波產生器，及方向旗標訊用來驅動光碟 (四）發明詳細連接於頻號，以產機之步進說明：訊號及一率轉換器生載具控馬達，以實施此控制方法。此控制來接收一循軌訊號（TE)，制訊號（TRO)，以控制讀，連接於循執致動控制產生一數值控制訊號；一 ’用來接收數值控制訊方向旗標訊號；一循環式，用來接收脈波旗標訊號制訊號。載具控制訊號是控制光碟機之載具。

第6頁 522376 五、發明說明（3) 本發明之較佳實施例，煩請參閱圖二之電路圖，主要控制電路系統係包括有：一循執致動控制器1丨〇、一數值控制器120、一頻率轉換器130以及一循環式弦波產生器 1 40。循執致動控制器丨丨〇係用以接收一循軌訊號，並且根據循執訊號產生一循軌控制訊號（TR0)，藉以控制讀取頭 60中物鏡90之位置。數值控制器12〇係連接於循執致動器之控制器11 0，用以接收循執控制訊號（TR〇)，以產生一數值控制訊號（DCV) 1 31。頻率轉換器1 3〇係連接於數值控制器120，用以接收數值控制訊號（DCV)131，以產生一脈波旗標訊號（Pulse)135及一方向旗標訊號（Dir)136。循環式春弦波產生器140則係連接於頻率轉換器13〇，用以接收脈波旗標訊號135及方向旗標訊號136，藉以產生載具控制訊號 (SLED1M70、（SLED2)180。有關載具控制訊號17〇、18〇之作用，係驅動光碟機之載具馬達4〇。較佳者，於本發明中係為步進馬達，尤其是運用微步進馬達者，藉以控制光碟機之載具65移動。配合圖二之電路系統說明，本發明之光碟機載具控制方法係包括：（a)移動光碟機之讀取頭6〇，以號’其中讀取頭60包含載具65以及一物鏡9〇;(b)將循軌訊號輸入光碟機之循軌致動控制器（tracking actuat〇r，s control 1 er) 11 0，以產生一据舳化…、循軌控制訊號（TR0)，用以控制讀取頭60之物鏡90之位置；（c)將循軌控制訊號碟機之數值控制器120 ’以產生一數值控制訊號 (DCVM31 ;(d)將數值控制訊號輸入光碟

第7頁 522376 五、發明說明（4) 130 ’以產生一脈波旗標訊號（pulse)135以及一方向旗標訊號（Dir) 136 ; (e)將脈波旗標訊號丨35以及方向旗標訊號 136輸入光碟機之循環式弦波產生器14〇，以產生一第一載具訊號（SLED1)170以及一第二載具訊號（SLED2)180，用以驅動光碟機之載具馬達4 〇 (本發明之一實施例為步進馬達）’以控制光碟機之載具65移動。圖二所示之本發明實施例中，另包括一馬達選擇器 (DCM) 160以及另外配合馬達選擇器16〇而設置一直流馬達 (DC Motor) ’當馬達選擇器16〇設定為一直流馬達模式時’則數值控制器1 2 〇所產生之數值控制訊號1 31會直接用_ 來驅動光碟機之直流馬達，以控制該光碟機之載具65移動，而當馬達選擇器1 6 〇設定為一步進馬達模式時，則數值控制訊號1 31則會輸入至頻率轉換器1 3 〇中。、對於前述之循環式弦波產生器丨4 〇中，係包含有一循環^弦波表（Ring Table)，循環式弦波產生器14〇會根據，裱式弦波表以查出脈波旗標訊號丨35以及該方向旗標訊旒136所對應之一正弦（SIN)值以及一餘弦（c〇s)值，以分另^作為載具控制訊號（SLED1)17〇、（SLED2)18〇。有關於循 %式弦波產生器11 〇所輸出之正弦及餘弦之訊號，係可再經由衰減器（Ks) 1 50之連接，用以調整正弦及餘弦之振 _ 幅，可使本發明之控制系統進入省電模式。對於載且栌訊號（SLEDO170、（SLED2)180訊號則可先連接至功率工驅動器20調整後再連接至載具馬達40者。對於圖二中所揭示之循轨致動控制器丨丨〇以及數值控 522376 五、發明說明（5) 制器1 20的進一步說明，煩請參閱圖三。誠如圖三之示，其中循軌致動控制器110係包含有一循執控^琴 (Tracking C〇ntr〇ller)112、一短距離跨執控制器（sh〇rt Seek Control ler) 114以及一中心誤差控制器“印七^ error Control ler)116。三個控制器 i 12、j 14、i 16 之出端係可以被選擇，意即為循執致動控制器丨丨^所輸出= 循執控制訊號（TR0)，係可以選擇由三個控制器丨12、 114、116其中之一所連接輸出者。數值控制器12〇中係包含有一載具控制器（Sled Controller) 122以及一速度曲線產生器（Speed Prof ile Genera tor) 124。其中載具=制器 1 22以及速度曲線產生器1 24之輸出端係可以被選擇，意即數值控制器120所輸出之數值控制訊號（DCV)131，係可"以選擇由載具控制器122或是速度曲線產生器124之輸'出端所連接輸出者。煩請參閱圖四，當光碟機處於循執控制模式時，循執訊號為一循執誤差訊號（TE)，而頻率轉換器130為一電壓頻率轉換器。循執誤差（TE)訊號會輸入循軌控制器112 中’以輸出一循執控制訊號（TR0)。循軌控制訊號會輸入至數值控制器1 20之載具控制器1 22中，以產生數值胃控制訊號(DCV)131 。 ’ ° 煩請參閱圖七，當光碟機處於一短距離跨執（Sh〇rt Seek)控制模式時，循軌訊號為一速度誤差（VE)訊號，而頻率轉換器130為一電壓頻率轉換器。速度誤差（ve)訊號會輸入至循執致動控制器11〇之短距離跨軌控制器114，以

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五、發明說明（6) 制12gH1 G)。循執控制訊號會輸人至數值控 iv 1甘制器122 ’以產生數值控制訊號、、中，紐距離跨執控制器114包含一誤差放大器1 Z 1以及一循軌控制器1 1 8。煩請參閱圖人，當光碟機處於一長距離跨軌（L〇ng ee,控制模式時，循軌訊號為一中心誤差訊號（cE)，而轉換器130為一速度頻率轉換器。中心誤差訊號(⑻ 會輸入至循軌致動控制器11〇之中心誤差控制器ιΐ6，以產生循軌控制訊號（TRO)，循軌控制訊號係用以將物鏡9〇栌制於一中央位置，而數值控制器12〇之速度曲線產生器f24 會接收一跨軌總數訊號（TRKNUM)及一跨軌方向訊號 (TRKDIR)以產生該數值控制訊號（DCV)131。當執行循執控制方法時，循軌控制器丨丨2會控制光碟機之物鏡90追隨光碟機碟片上的執道，而當物鏡9〇越來越，離讀取頭60的中心時，此時光碟機載具馬達4〇必需跟隨著慢速轉動，使載具慢速移動，以保持物鏡9〇不會偏離太遠，避免造成物鏡傾斜（Tilt)之缺失。當執行短距離跨軌控制方法時，係以閉迴路控制所完成之速度快及準確之跨軌控制，可以進一步分為運用速度誤差經增益放大後再執行載具控制’或疋運用迴授跨執訊號，再依跨軌數與跨距_ 而驅動載具。另一方面，執行長距離跨軌控制時，係以開迴路控制’以及使用中心誤差控制（Central Error

Control)之方式，以確保物鏡90在中心位置，再配合一次精準的短距離跨執以到達長距離跨轨之定位。

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兹針對本發明所述之三種控制模式，分別詳加說明之： 1·循軌控制（Tracking Following): 本發明所述之光碟機載具之循軌控制模式，煩請配合參閱圖四，圖四所示係為本發明實施例中循軌控制系統i 方塊連接示意圖。主要係包含有一訊號控制器丨〇 0、一頻率轉換器130以及一循環式弦波產生器14〇，為依序相連接以傳輸訊號者。本發明於循執控制模式中，在光碟機之取頭60聚焦控制下（focus 〇n)，會產生一循軌訊號，並入至訊號控制器1〇〇中，以產生一數值控制訊號 (DCV)l 31。於循軌控制模式中循軌訊號係為一循軌誤差 (TE)訊號。頻率轉換器13〇是連接於訊號控制器1〇〇，用來接收數值控制訊號1 31 ’以產生一脈波旗標訊號 (^13〇135及一方向旗標訊號（1)丨1〇136。循環式弦波產生

器140則是連接於頻率轉換器13〇，用來接收脈波旗標訊號 135及該方向旗標訊號136 ,以產生載具控制訊號 J (SLED1)170、（SLED2)180，為驅動脈波訊號，是用以驅動光碟機之載具馬達40(為一步進馬達）動作，機之載具65移動至適當位置。役制九碟於本發明循執控制系統實施例中，訊號控制器丨係有一循軌控制器（Tracking c〇ntr〇ller)u2以及一具控制器（Sled Controller)122。其中循轨控制器112係接收循執訊號（為-循執誤差訊號TE)，以輸出循執控制訊

第11頁 522376 五、發明說明（8) 〜號（TRO) 〇此循執控制訊號（TRO)係再連接至載具控制器 (Sled Control ler) 122中，經由控制後輸出數值控制訊號 (DCV)l 31者。以及頻率轉換器130係為一電壓頻率轉換器^ 之實施方式者，係接收數值控制訊號（DCV) 131，而輸出脈波旗標訊號135與方向旗標訊號136，再傳輸至循環式弦波產生器140中，此循環式弦波產生器140主要包含有循環式弦波表（Ring Table)，乃係依據脈波旗標訊號135與方向旗標訊號1 3 6之不同值，對應出不同之正弦（§ I n )及餘弦 (COS)之脈波訊號。此外，於本發明循軌控制實施例中，可再將正弦及餘弦脈波訊號連接於衰減器（Ks) 150，將訊號加以衰減以進入省電模式。以及另包括有一馬達選擇器（DCM)16，係用以切換選擇直流馬達（DC Motor)操作（DCM= "1Π)或步進馬達（Stepping Motor)操作（DCM= ”〇”）作為載具馬達4〇，以提供不同載具馬達之選擇。對於載具控制訊號 (SLED1)170、（SLED2)180訊號則可先連接至功率驅動器 20調整後再連接至載具馬達4〇。 ° 當執行循軌控制時，輸入循執誤差（TE)至循執控制器 1/12中，循軌控制器112之内部可含有增益（Gain)、相位落後控制器（Phase Lag)和相位超前控制器（phase Lead)等修元件之組成。之後循軌控制器112會輸出循軌控制訊號 (TR0)，主要係用以傳輸至外界的功率驅動器2〇中，以驅動光碟機讀取頭60之物鏡90做讀取動作，此乃因載具 (Sled)65亦必須同步控制，以保持物鏡9〇維持在讀取頭6〇

522376 五、發明說明（9) 的中央。之後’循軌控制訊號（TR〇)輸入至載具控制器122 中。當所設定之馬達選擇器（dcm)16之設定為DCM=,,厂時’為直流馬達操作，則載具控制器丨22輸出的數值控制机说（DCV) 1 31可直接送至載具控制訊號（SLED1)丨7〇以控制直流馬達。另當設定馬達選擇器（DCM)丨6為dcm=，，〇π 時’則為步進馬達操作模式，此時數值控制訊號（dcv)131 將會輸入至頻率轉換器13〇，其作用是將具有正負號的值控制訊號（DCV) 131的數值轉化為等效於DCV值的頻率脈波 (Pulse)之旗標訊號135及方向（Dir)旗標訊號136。有關於循執控制時之頻率轉換器13〇，乃係為一電壓春頻率轉換器（VC01 )，其進一步說明煩請參閱圖五，圖五所示係為本發明實施例之循軌控制中，頻率轉換器1 3 0之内部功能示意圖。其中VC01 一acc 1 32是一個累加器 (Accumulator)，它會累加每次的數值控制訊號丨μ之值，當累加器之值VC01 一 acc I32大於上極限（SATH33時，累加器VC01 一 acc 132會自動減去2*SAT之值，且會發出

Pulse = l、Dir = 0的旗標訊號，表示發出正向旋轉脈波；相反地，當累加器之值VC01一acc 132小於下極限（-SAT) 134 時，VC01—acc會自動加上2*SAT之值，且會發出Pulse = ;l、 D i r = 1的旗號訊號，表示發出反向旋轉脈波。之後脈波鲁 (Pu 1 se )旗標訊號1 3 5及方向（D i r)旗標訊號1 3 6將傳至循環式弦波產生器1 4 0，以對照出所對應的正弦（s丨N )及餘弦 (COS)值。此外，有關循環式弦波產生器1 40中所包含之循環式

第13頁 522376 五、發明說明（ίο) :波表，A -對照表之功能，煩請參閱圖六，圖六所示係 t明實施例之循執控制+，循環式弦波產生器14之内 :循環式弦一波表之對照表示意圖。其中揭示循環式弦波表 :、、、2xS的一維陣列，内部儲存有〇〜2冗的正弦函數表（sin Table) 141及餘弦函數表（c〇s Table)H2。當旗標訊號 Pulse 1 Dir-Ο時，一索引指標（Index)144會正向旋轉p 個間隔，此p值係為一微步進間隔值143，且當索引指桿 (Index)大於S值時（Index>s)，會自動循回至Index = i，以達到連續輸出正弦波（sin wave)與餘弦波（c〇s……幻訊號。當Pulse = l，Dir = 1時，索引指標（Index)144會反向旋轉P個間隔143，且當Index<1時，會自動循環回至Index 之值。此外，循環式弦波表會得到應有的正弦及餘弦輸出值’此正弦及餘弦之訊號輸出值會分別經過衰減器丨5 〇，再分別為外界之載具控制訊號（SLED1)17〇、 (fLED2)180。另當馬達選擇器16 iDCM= " 〇"為步進馬達操作。如圖四之所示’載具控制訊號（SLEI)1 )丨7〇、 (SLED2)180會經由功率放大器20來驅動載具馬達4〇(可為步進馬達者）。於循轨控制時，衰減器丨5〇係可設小以進入省電模式，避免步進馬達發燙。 2·短距離跨執控制（short Seek): 有關本發明所述之數位式光碟機載具之短距離跨轨控制模式，煩請配合參閱圖七之說明，圖七所示係為本發$

522376 五、發明說明（11) --- 貫施例中短距離跨執控制之方塊連接示意圖。主要係包含有：一訊號控制器1 〇〇、一頻率轉換器丨3 〇以及一循環式弦波產生器1 4 0，為依序相連接以傳輸訊號者。本發明實施例於短距離跨軌控制模式中，首先，移動光碟機之讀取頭 6 0 ’以產生一循軌訊號，並輸入至訊號控制器丨〇〇中，以產生一數值控制訊號（DCV) 1 31。其中，訊號控制器1 〇〇所接收之循執訊號乃係為一速度誤差（VE)訊號者。將數值控制訊號（DCV)131輸入至頻率轉換器13〇中，以產生一脈波旗標訊號（Pulse)135及一方向旗標訊號（Dir)i36。循環式弦波產生器140則是連接於頻率轉換器13〇，用來接收脈波旗標訊號1 3 5及該方向旗標訊號1 3 6，以產生載具控制訊號 (SLED1)170、（SLED2)180，為驅動脈波訊號，是用以驅動光碟機之載具馬達40(為一步進馬達），以控制光碟機之載具6 5。前述之本發明短距離跨軌控制模式，訊號控制器丨〇〇中係包含有一短距離跨軌控制器（Short Seek Control ler)l 14以及一載具控制器（sied Controller)122，並且短距離跨軌控制器114中另包含有一誤差放大器121及一循執控制器118。其中誤差放大器 121係接收速度誤差（VE)訊號，經過放大後連接至循軌控_ 制器118中，輸出一循軌控制訊號（TR0)，除了將循軌控制訊號（TR0)連接至功率驅動器20之外，同時連接至載呈# 制器（Sled Control ler) 122，用以輸出一數值控制訊號 (DCV)131者。而頻率轉換器130則為一電壓頻率轉換器

522376 五、發明說明（12) (VC01)。短距離跨軌控制方法有兩種，除了以上所述之方法，還有回授跨軌訊號之控制方法。如圖七所示，於本發明之短距離跨軌控制模式中’另包括連接有一訊號增益器 (Ktx)126以及一控制模式切換器（TXM)128。其中，訊號增益器126係接收跨軌訊號（TX/RX)，經增益放大後再連接至控制模式切換器（TXM) 1 28中。控制模式切換器丨28主要係可以控制選擇訊號，使頻率轉換器丨3〇能夠選擇接收載具控制器122輸出之數值控制訊號（DCV)131，或是接收增益後之跨執訊號增益Ktx值。之後頻率轉換器丨3〇經由電壓頻籲率轉換作用後’可輸出脈波旗標訊號（1>111“）135與方向旗標訊號（Dir)136 ’再輸入至循環式弦波產生器hq中。同樣地’於短距離跨軌控制中，循環式弦波產生器 1 4 0主要係具備一對照表之功能，其中包含有一循環式弦波表’其連接於頻率轉換器1 3 0，依據脈波旗標訊號 (Pulse)135與方向旗標訊號（Dir)136之不同值，對應出不同之正弦（SIN)及餘弦（COS)脈波訊號。之後可再連^於一對农減器（K s) 1 5 0。此對衰減器1 5 0即為連接於循環式弦波產生器14 0之輸出端，主要作用係可將衰減值設大，以增加短距離循軌控制時之功率。以及同樣設有一馬達選擇麵器（DCM)160，係用以切換選擇直流馬達操作（DCM= ”丨"彡戍步進馬達操作者（DCM= " 0n )。最後輸出載具控制訊號 $ (SLED1)170、（SLED2)180，係與衰減器150相連接1為衰減器1 5 0衰減後之輸出訊號，並且為驅動載具馬達之脈波又

522376 五、發明說明（13) 訊號’可用以進一步酿叙番θ 另-方面，圖二動；具馬達動作者。中，其短距離跨執控制：： =軌控制系統方塊圖跨軌之兩種控制方法，兹二二路之控制。針對短距離主要是以跨1執1 的、Λ 一種短距離跨軌控制·· 罟疋以跨執的逮度誤差（VE)經以增益放大’再輸入至循執控制器(Track 以⑵加 ^Γϋ^Γ)114可輸出循軌控制訊號（tr〇)，此循執控制訊，再輸人至載具控制器(sied CQntrQiier)i22中軌 :'j用之電壓讯號’即為數值控制訊號⑽”⑶。宜 :二^控制器⑻ed controller)122之增益及頻寬係鱼刖循執控制方法中之載具控制器122係為不同。另外、 :定選擇器160之DCM= "〇"，為步進馬達之操作模 '。另一方面，設定控制模式切換器（τχΜ)23之以舴" ，為猶軌控制訊號（TRO)之控制模式。接者如同前一循控制模式-樣，經由頻率轉換器13〇、循環式弦波產生器 140以及衰減器15〇，輸出載具控制訊號（sledi)i7〇、 ° (SLED2)180，以驅動步進馬達。 1 - 2 ·第二種短距離跨執控制：第二種方法是運用回授跨軌訊號（TX或rx)，再依跨軌數與執距（Track Pi tch)直接驅動載具馬達4〇之步進馬達’因為步進馬達的驅動脈波數PN與跨執數有下列的關 522376

PN = TN*TP/P1 ength (1) 上述公式中，各英文字符號之意義解釋如下： P N :步進馬達的驅動脈波數

Plength ··驅動步進馬達一個脈波，載具（sled)所行走的距離（//m) TN :跨軌數 TP :執距（Track Pitch)，1. 6 /zm 當跨執時’每一個跨執訊號（TX或RX)的正緣都會觸發跨執_ 之訊號增益器（K t X ) 1 2 6之增益一次，當控制模式切換器 (TXMM28之設定ΤΧΜ= " Γ時，則頻率轉換器13()會在每一個跨軌訊號（TX或RX)的正緣收到一次訊號增益器Ηχ之辦益值’緊接之控制方式則如同前一循執控制模式一樣，經由循環式弦波產生器14 0及衰減器1 5 〇，輸出載具控制訊號（SLED1)170、（SLED2)180，以產生驅動脈波訊號以驅動步進馬達。此外，短距離跨執時可將衰減器丨5 〇設大，藉以增加短距離跨執之功率。 3·長距離跨軌控制（L〇ng seei〇 : · 本發明所述之光碟機載具之長距離跨轨控制模式，煩請配合參閱圖八之說明。長距離跨軌控制系統中包括有」訊號控制器100、一頻率轉換器130以及一循環式^波產生器140。訊號控制器100係接收一循轨訊號（於長距離跨軌

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模式係為一中心誤差（CE)訊號），以產生一數 (DCV) 131。頻率轉換筏、t拉μ 數值控制讯5虎、器130係連接於訊號控制器1 00，用來接收數值控制訊號131 ’以產生一脈波旗標訊號 (Pulse) 135及一方向旗標訊號（Dir)136。器140則連接於頻率韓換,田七时l 皮產分：：：用來接收脈波旗標訊號 135及該方向旗標訊號136，以產生載具控制訊號 (:LED1)170、（SLED2)180，用以驅動光碟機之載具馬達 40，為一步進馬達，以控制該光碟機之載具65。

有關本發明之長距離跨軌控制之方法，其步驟係包含：（a)在光碟機之讀取頭6〇聚焦控制下（f〇cus 〇n)，會 ^生一循軌訊號，係為一中心誤差（CE)訊號；（b)將中心誤差（CE)訊號輸入光碟機之訊號控制器丨〇〇，以產生一數值控制§fl號1 3 1 ; (c)將數值控制訊號丨3丨輸入光碟機之頻率轉換器130，以產生一脈波旗標訊號（pulse)135以及〆方向旗標訊號（Dir) 136 ; (d)將脈波旗標訊號135以及方向旗標訊號136輸入光碟機之循環式弦波產生器14〇，以產生載具控制訊號（SLED1)170、（SLED2)180，用以驅動該光碟機之步進馬達，以控制光碟機之載具65。

上述光碟機載具之長距離跨軌控制系統，配合圖八之進一步說明如下：訊號控制器100中包含有一中心誤差控制器（CE Con troll er)l 16以及一速度曲線產生器（Speed Prof i le Genera tor) 124。其中，中心誤差控制器116係接收中心誤差（CE)數值，經控制後輸出循軌控制訊號 (TR0)。速度曲線產生器（Speed profiie

第19頁 522376 五、發明說明（16) ----—-

Generator)124，係接收跨轨總數（TRKNUM)與跨軌方向 (TRKDIR)之訊號，而輸出數值控制訊號（dcv)13i者。數值控制訊號131再連接至頻率轉換器13〇。於長距離趺控制時，此頻率轉換器13〇係為一速度頻率轉換器（vc〇L 者此速度頻率轉換器（VC02)之作用係如同電壓頻率棘換器（VC01) —般，但是其上極限為一fl值，下極限為〇 ·以、及速度頻率轉換器（VC02)的累加器，只有向上累加，’當累加器值〉f 1時，累加器值會自動減去f丨。之後頻率轉換器 130接收數值控制訊號131，經由轉換後而輸出脈波旗標訊號（Pulse) 135與方向旗標訊號（Dir )136等訊號。圖八中同樣包括有循環式弦波產生器14〇，主要包含有循環式弦波表，為一對照表之功能，連接於頻率轉換器 130 ’係依據該脈波旗標訊號（Pulse)135與方向旗標訊號 (Dir)136之不同值’對應出不同之正弦及餘弦脈波訊號。之後可再進一步連接至衰減器1 5〇，係可將衰減值設大，以增加長距離跨執控制所需之功率。此外，同樣係包括有馬達選擇器（DCM) 160，係用以切換選擇直流馬達操作 (DCM= π1”）或步進馬達操作者（DCM= ;以及輸出有載具控制訊號（SLED1)170、（SLED2)180，為驅動載具馬達 4 0之脈波訊號，用以驅動步進馬達。如該圖八之所示，長距離跨軌之控制係為開迴路之控制（Open Loop Control )方式，此時訊號控制器1 〇〇係切換為中心誤差控制模式（Central Error Control)，中心誤差（CE)值係輸入至中心誤差控制器（CE ControllerMl6，

第20頁 522376 五、發明說明（17) 而中心誤差控制器116所輸出的循軌控制訊號（tr〇)係用以控制光碟機言買取頭60之物鏡9〇伴拄乂士丄 ’、兄w 1示得在中央位置。以及Φ 誤差控制器（CE Control ler)U6内孫由μ , ^ σ L , 門係更包括增益、低通滹波器、相位超前濾波器以及相彳H # 心夂仰m洛後濾波器等元件組合。此外，圖八所示之長距離跨執控制功能方塊中，主要係藉由速度曲線產生器1 2 4以及頻率轉換器丨3 〇 (為一速度頻率轉換器VC02)所構成。對於速度曲線產生器124之控制流程煩請參閱圖九，而如同圖九之所示，速度曲線產生器m 可在步驟311中設定加速度（ACC)、最高速度（HSp)、減速度（DEC)、低速（LSP)、總跨執數（TRKNUM)以及跨軌方向（TRKDIR);同時先設定狀態為加速state = ACC準備啟動長距離跨軌。以及步驟315係為一中斷服務程式，其工作頻率=f 1 Hz之一頻率值；接者執行狀態（state)之判斷 316，狀態（state)可為加速（ACC)、高速（HSp)、減速 (DEC)或者為跨執結束（STOP)等狀態。 3-1·若state = ACC(加速），係為加速段，則執行程式 312 程式312之内谷係包括（1)加速、（2)是否到達高速而需切換至state = HSP(高速）、（3)速度頻率轉換器（VC02)決定是否發出Pulse旗標訊號、（4)是否減速而需切換至 state = DEC(減速）。 3-2·若state = HSP(高速），則執行程式313，程式313 之内容包括（1)速度頻率轉換器（VC02)決定是否發出脈波

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(Pulse)旗標訊號、（2)是否為減速而需切換至 state = DEC(減速）° ' 執行程式314，程式314之 3 - 3.若 state = DEC(減速）内容包括（1 )減速、（2 )是否到達低速、（3 ) 1 / 器、則2)決定是否發出脈波(Pulse)旗標訊號換數是否為零而需切換至state = ST〇p。後續所接者之控制動作，則如同前述循執控制一樣，經過循環式弦波產生器140、衰減器15〇而輸出號⑽IHM7G、（SL_18G，以進—步驅動載具、馬達^籲之步進馬達者。其中’長距離跨軌時可將衰減器15〇設大，以增加功率者。 4 ·本發明之功能與效用： $案已成功運用在CD-RW之光碟機產品中，速度曲線產生器所產生的速度波形為線性而非階梯型，實驗姓之曲線圖如圖十之所示，其橫軸為時間（Time)，縱軸=脈波率（Pulse Rate)，單位為電壓。明顯地，本發明已經有效改^嵩用技術中階梯式之缺失。利用步進馬達來控制光碟參機之載具，可使光碟機载具控制之速度曲線特性，能滿足加速及減速時之線性斜線特性，而避免傳統階梯式速度曲線方式會產生震動及噪音之缺失。此外，由於步進馬達驅動機構的成本比直流馬達驅動、光感測回授和磁感測回授

522376 五、發明說明（19) ί流：；適合高速跨軌，所以步進馬達驅動載具已經成為用CPU*撰寫程式之不便，以及簡化控木幅降地光碟機系統之生產成本。路β又什，可大能夠者載具控制方法，免噪音及震動，降低成；:;===性二避不出本發明之目的及功效上均深富實施：進步性：二員業之利用價值，且為目前市面上前木/、產符合發明專利之要件，爰依法提出申請。斤發明’完全 -以：：ΐ:ΐ者’僅為本發明之較佳實施例而已，•不月b以之限疋本發明所實施之範圍。田不範圍内，謹請貴審查委員明鐘，並祈惠准ί:: 第23頁 522376 圖式簡單說明圖一係為圖二係為圖三係為制器圖四係為塊連圖五係為換器圖六係為之内圖七係為電路圖八係為電路圖九係為生器圖十係為生器習用技術之載本發明實施例本發明實施例之内部電路方本發明實施例接示意圖。本發明實施例之内部功能示本發明實施例部對照表示意本發明實施例方塊連接不意本發明實施例方塊連接不意本發明實施例及速度頻率轉本發明實施例的速度曲線特具A號驅動方塊連接圖之電路方塊連接示意圖中，循執致動器之控制塊連接示意圖。中，執行循轨控制時之中’執行循執控制時，意圖。之循軌控制中，循環式圖。中，執行短距離跨軌和圖。二中，執行長距離跨軌控圖。之長距離跨軌控制中，換器之操作流程示意圖之長距離跨軌控制中，性圖。器及數值控主要電路方電壓頻率轉弦波產生器制時之主要制時之主要逮度曲線產 0 速度曲線產圖號說明： 1循執致動控制器 3光碟機 5載具 S碟片數值控制器直流馬達讀取頭物鏡

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11 控制系統 100 110 循軌致動控制器 112 114 短距離跨執控制器 116 118 循執控制器 120 121 誤差放大器 122 124 速度曲線產生器 126 128 控制模式切換器 130 131 數值控制訊號 132 133 上極值 134 135 脈波旗標訊號 136 140 循環式弦波產生器 141 142 餘弦函數表 143 144 索引指標 150 160 馬達選擇器 170 180 載具控制訊號（SLED2) 訊號控制器循執控制器中心誤差控制器數值控制器載具控制器訊號增益器頻率轉換器累加器下極值方向旗標訊號 · 正弦函數表微步進間隔值衰減器載具控制訊號（SLED1)

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Claims

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六、申請專利範圍 1· 一種用來控制一光碟機之載具之方法，其包括： (a )移動該光碟機之讀取頭，以產生一循執訊號，其中該讀取頭包含該載具以及一物鏡； (b)將該循執訊號輸入該光碟機之循執致動控制器 (tracking actuator’s controller)，以產生〜揭執控制訊號（TR0)，用來控制該讀取頭之物鏡之仇置； (c )將該循執控制訊號輸入該光碟機之數值控制器，以產生一數值控制訊號（DCV); (d )將該數值控制訊號輸入該光碟機之頻率轉換器，以產生一脈波旗標訊號（pu 1 se )以及一方向旗標訊 · (Dir); 〜 (e )將該脈波旗標訊號以及該方向旗標訊號輸入該光碟機之循環式弦波產生器，以產生載具控制訊號，該載具控制訊號是用來驅動該光碟機之步進馬達，^ 控制該光碟機之載具。 2·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該光碟機另包括一馬達選擇器以及一直流馬達，當該馬達選擇器設定為一直流馬達模式時，步驟（c)所產生之數值控制訊號會直接用來驅動該光碟機之直流馬達，以控制該光碟機· 之載具’當該馬達選擇器設定為一步進馬達模式時，該數值控制訊號則會輸入至該頻率轉換器，以繼續執行步驟（d)與（e)。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該循環式弦波

第26頁六申請專利範圍產生器包含一循環據該循環式弦波表以本，表，該循環式弦波產生器會根標訊號所對库之一出該脈波旗標訊號以及該方向旗分別作為以:：:7)值以及一餘弦一 ^ 4 ·如申請專利範圍第1 轨致動控制器包含—循法’其中該光碟機之循 -載具控制器，當該二而該數值控制器包含 following)控制槿 Λ 循軌（traCking 致動於刹哭夕令虹、式時，該循軌訊號會輸入至該循軌 ^ ^ ° 控制器，以產生該循軌控制訊號，而 ,.^ , . 會輸入至該數值控制器之載具控制器d 以產生該數值控制訊號。 I Ϊ申ί ί利範圍第4項所述之方法，其中該頻率轉換器為一電壓頻率轉換器。 6·如申請專利範圍第4項所述之方法，其中該循軌訊號為一循軌誤差訊號（ΤΕ)。 7·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該光碟機之循轨致動控制器包含一短距離跨軌控制器，而該數值控制器包含一載具控制器，當該光碟機處於一短距離跨軌 (short seek)控制模式時，該循轨訊號會輸入至該循轨致動控制器之短距離跨轨控制器，以產生該循軌控制成號’而該循執控制訊號會輸入至該數值控制器之載具控制器，以產生該數值控制訊號。 8 ·如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該頻率轉換器為一電壓頻率轉換器。

第27頁 522376 六、申請專利範圍 9 ·如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該循執訊號為一速度誤差訊號（VE)。 I 0 ·如申請專利範圍第7項所述之方法，其中短距離跨軌控制器包含一誤差放大器以及一循軌控制器，該誤差放大器是用來接收該循軌訊號，以放大該循軌訊號，而該循軌控制器是用來接收該放大之循軌訊號，以輸出該循軌控制訊號。 II ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該光碟機之循軌致動控制器包含一中心誤差控制器，而該數值控制器包含一速度曲線產生器，當該光碟機處於一長距離_ 跨轨（long seek)控制模式時，該循軌訊號會輸入至該痛軌致動控制器之中心差控制器，以產生該循執控制訊號’該循執控制訊號是用來將該物鏡控制於一中央位置，而該數值控制器之速度曲線產生器會接收一跨執總數訊號（TRKNUM)及一跨執方向訊號以產生該數值控制訊號。 12·如申請專利範圍第11項所述之方法，其中該頻率轉換器為一速度頻率轉換器。 ' 13.如申請專利範圍第U項所述之方法，其中該循轨訊號為一中心誤差訊號（CE)。 _ 14· 一種用來控制一光碟機之載具之方法，其包括· (a) 移動該光碟機之讀取頭，以產生一循'軌\號\ (b) 將該循軌訊號輸入該光碟機之訊號控制器，以產生一數值控制訊號；

522376 六、申請專利範圍 (C )將該數值控制訊號輸入該光碟機之頻率轉換器，以產生一脈波旗標訊號（Pu 1 Se )以及一方向旗標訊號 (Dir)； (d )將該脈波旗標訊號以及該方向旗標訊號輸入該光碟機之循環式弦波產生器’以產生載具控制訊號，該載具控制訊號是用來驅動該光碟機之步進馬達，以控制該光碟機之載具。 1 5.如申請專利範圍第丨4項所述之方法，其中該光碟機另包括一馬達選擇器以及一直流馬達，當該馬達選擇器設定為一直流馬達模式時，步驟（b)所產生之數值控制翁訊號會直接用來驅動該光碟機之直流馬達，以控制該光碟機之載具。 1 6·如申請專利範圍第丨4項所述之方法，其中該循環式弦波產生器包含一循環式弦波表，該循環式弦波產生器會根據該循環式弦波表以查出該脈波旗標訊號以及該方向旗標訊號所對應之一正弦（SIN)值以及一餘弦 (COS)值，以作為該載具控制訊號。 17·如申請專利範圍第14項所述之方法，其中該光碟機之訊號控制器包含一循軌控制器以及一載具控制器，當該光碟機處於一循執（tracking following)控制模籲式時’該循軌訊號會輸入至該循軌控制器，以產生一循軌控制訊號，而該循執控制訊號會輸入至該載具控制器’以產生該數值控制訊號。 18·如申請專利範圍第17項所述之方法，其中該頻率轉換

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/N、申請專利範® "^' U ^為I電壓頻率轉換器。 •申請專利範圍第丨7項所述之方法，其中該循軌訊號 2〇為一循軌誤差訊號（TE)。 •，申凊專利範圍第1 4項所述之方法，其中該光碟機之 =號控制器包含一短距離跨軌控制器以及一載具控制器’當該光碟機處於一短距離跨執（Sh0rt seek)控制模式時’該循軌訊號會輸入至該短距離跨軌控制器，以產生一循執控制訊號，而該循軌控制訊號會輸入至該載具控制器，以產生該數值控制訊號。 21·如申請專利範圍第2〇項所述之方法，其中該頻率轉換· 器為一電壓頻率轉換器。 22.如申請專利範圍第2〇項所述之方法，其中該循執訊號為一速度誤差訊號（VE)。 23·如申請專利範圍第2〇項所述之方法，其中短距離跨軌控制器包含一誤差放大器以及一循軌控制器，該誤差放大器是用來接收該循軌訊號，以放大該循軌訊號，而該循執控制器是用來接收該放大之循軌訊號，以輸出該循軌控制訊號。 2 4 ·如申請專利範圍第14項所述之方法，其中該光碟機之訊號控制器包含一訊號增益器以及一控制模式切換馨器，當該光碟機處於一短距離跨執（short seek)控制模式時，藉由將該控制模式切換器設定為一預定模式’該循軌訊號之正緣會觸發該訊號增益器進行增益，以產生該循執控制訊號，該循軌控制訊號會輸入

第30頁 522376 一 ' 至該載具控制器，以產生該數值控制訊號。 2 5 ·如申請專利範圍第2 4項所述之方法，其中該頻率轉換器為一電壓頻率轉換器。 6 ·如申請專利範圍第24項所述之方法，其中該循軌訊號為一跨執訊號（ΤΧ或RX)。 2 7 ·如申請專利範圍第1 4項所述之方法，其中該光碟機之訊號控制器包含一中心誤差制器以及一速度曲線控制器，當該光碟機處於一長距離跨執（long seek)控制模式時，該循軌訊號會輸入至該中心誤差控制器，以產生一循軌控制訊號，以控制該物鏡之位置，而該速鲁度曲線產生器會接收一跨軌總數訊號（TRKNUM)及一跨轨方向訊號（TRKDIR)以產生該數值控制訊號。 28·如申請專利範圍第27項所述之方法，其中該頻率轉換器為一速度頻率轉換器。 2 9·如申請專利範圍第27項所述之方法，其中該循執訊號為一中心誤差訊號（CE)。 30· —種應用於一光碟機之ς控制系統，其利用一步進馬達來控制該光碟機之載具，該光碟機包含一讀取頭，該讀取頭包含一物鏡以及該載具，該控制系統包括：一循軌致動控制器，用來接收一循軌訊號，並且根據β 該循軌訊號產生一循軌控制訊號（TR0)，以控制該物鏡之位置；一數值控制器，連接於該循軌致動控制器，用來接收該循執控制訊號，以產生一數值控制訊號；

第31頁 522376 六申請專利範圍頻率轉換器，連接於該數值控制器，用來接收該數值控制訊號，以產生一脈波旗標訊號及一方向旗標訊號；、一循環式弦波產生器，連接於該頻率轉換器，用來接收該脈波旗標訊號及該方向旗標訊號，以產生載具控制訊號，該載具控制訊號是用來驅動該光碟機之步進馬達，以控制該光碟機之載具。 31 ·如申請專利範圍第3〇項所述之控制系統，其中該光碟機另包括一馬達選擇器以及一直流馬達，當該馬達選擇器設定為一直流馬達模式時，該數值控制器所產生之數值控制訊號會直接用來驅動該光碟機之直流馬達，以控制該光碟機之載具，而當該馬達選擇器設定為一步進馬達模式時，該數值控制訊號則會輸入至該頻率轉換器。 ~ 32·如申請專利範圍第30項所述之控制系統，其中該循環式弦波產生器包含一循環式弦波表，該循環式弦波產生器會根據該循環式弦波表以查出該脈波旗標訊號以及該方向旗標訊號所對應之一正弦（SIN)值以及一餘弦

(COS)值，以分別作為該第一载具訊號以及該第二且訊號。 A 33·如申請專利範圍第30項所述之控制系統，其中該光機之循軌致動控制器包含一循軌控制器，而該數值护制器包含一載具控制器，當該光碟機處於一循轨卫 (tracking f〇U〇wing)控制模式時’該循軌訊號會輸

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六、申請專利範圍入至該循執致動控制器之循軌控制器，以產生該猶控制訊號，而該循執控制訊號會輪入至該數值^彳，之載具控制器，以產生該數值控制訊號。工為 34·如申請專利範圍第33項所述之控制系統，其中該頻轉換器為一電壓頻率轉換器。 ’； 35·如申請專利範圍第33項所述之控制系統，其中該循訊號為一循轨誤差訊號（ΤΕ)。、人 36·如申請專利範圍第30項所述之控制系統，其中該光機之循軌致動控制器包含一短距離跨執控制器，/而$ 數值控制器包含一載具控制器，當該光碟機處於一= 距離跨軌（short seek)控制模式時，該循執訊號會輸丨入至該循執致動控制器之短距離跨軌控制器，以產生該循執控制訊號，而該循軌控制訊號會輸入至該數值控制器之載具控制器，以產生該數值控制訊號。 3 7·如申請專利範圍第36項所述之控制系統，其中該頻率轉換器為一電壓頻率轉換器。 38.如申請專利範圍第36項所述之控制系統，其中該循執訊號為一速度誤差訊號（VE)。 9 ·如申明專利範圍第3 6項所述之控制系統，其中短距離跨執控制器包含一誤差放大器以及一循軌控制器，該· 循巧訊號會輸入至該循轨致動控制器之短距離跨軌栌制器^以產生該循軌控制訊號，。 40.:申a月專利乾圍第3〇項所述之控制系统，其中該光碟機之循軌致動控制器包含一中心誤差控制器，而該數

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值控制器包含一速度曲線產生器，當該光碟機處於一長距離跨執（long seek)控制模式時，該循執訊號會輸入至該循執致動控制器之中心誤差控制器，以產生該循軌控制訊號，該循軌控制訊號是用來將該物鏡控制於一中央位置，而該數值控制器之速度曲線產生器會接收一跨軌總數訊號（T R K N U Μ )及一跨執方向訊號 (TRKDIR)以產生該數值控制訊號。 41 ·如申請專利範圍第4 〇項所述之控制系統，其中該頻率轉換器為一速度頻率轉換器。 4 2 ·如申請專利範圍第4 〇項所述之控制系統，其中該循執_ 訊號為一中心誤差訊號（CE)。 4 3 · —種應用於一光碟機之控制系統，其利用一步進馬達來控制該光碟機之載具，該光碟機包含一讀取頭，該讀取頭包含一物鏡以及該載具，該控制系統包括：一訊號控制器，用來接收一循軌訊號，以產生一數值控制訊號；一頻率轉換器，連接於該訊號控制器，用來接收該數值控制訊號，以產生一脈波旗標訊號及一方向旗標訊號；一循環式弦波產生器，連接於該頻率轉換器，用來接_ 收該脈波旗標訊號及該方向旗標訊號，以產生載具控制訊號，該載具控制訊號是用來驅動該光碟機之步進馬達，以控制該光碟機之載具。 44·如申請專利範圍第43項所述之控制系統，其中該光碟

第34頁 522376 六、申請專利範圍機另包括一馬達選摆$ _ 擇器設定為一畫^ / 一直&馬達，當該馬達選又疋為直〜馬達模式時，該訊妒柝剎哭私立▲ =數值控制戒破會直接用來驅達，以控制該光碟機之載具，而當該二^ 為一步進馬诘捃斗』田4馬運選擇器設定頻率轉換器該數值控制訊號則會輸入至該 45. J申請專利範圍第43項所述之控制系生器會根储皮表’該循環式弦波產 «^ ^ %式弦波表以查出該脈波旗標訊號以 rr二號所對應之一正弦(SIN)值以及-餘弦 (COS)值，以作為該載具控制訊號。 46. ί:ϊί:範圍第43項所述之控制系統，其中該訊號控制器包3 一循執控制器以及一載具控制器，當該光碟機處於一循軌（tracking following)控制模式時’該循軌訊號會輸入至該循執控制器，以產生一循彰t控制訊號，而該循軌控制訊號會輸入至該載具控制器’以產生該數值控制訊號。 4 7 ·如申睛專利範圍第4 6項所述之控制系統，其中該頻率轉換器為一電壓頻率轉換器。 48·如申請專利範圍第46項所述之控制系統，其中該循軌訊號為一循轨誤差訊號（TE)。 49·如申請專利範圍第43項所述之控制系統，其中該訊號控制器包含一短距離跨軌控制器以及一載具控制器，當該光碟機處於一短距離跨軌（short seek)控制模式

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日、’該循執訊號會輸入至該短距離跨執控制器，以產生一循執控制訊號，而該循軌控制訊號會輸入至該載具控制器，以產生該數值控制訊號。 x 5 0 ·如申睛專利範圍第4 9項所述之控制系統，其中該頻率轉換器為一電壓頻率轉換器。 51 ·如申請專利範圍第49項所述之控制系統，其中該循軌訊號為一速度誤差訊號（VE)。 52·如申請專利範圍第49項所述之控制系統，其中短距離跨執控制器包含一誤差放大器以及一循軌控制器，該誤差放大器是用來接收該循執訊號，以放大該循執訊万虎’而该循軌控制器是用來接收該放大之循執訊號，以輸出該循軌控制訊號。 5 3 ·如申請專利範圍第4 3項所述之控制系統，其中該光碟機之訊號控制器包含一跨執訊號增益器以及一控制模式切換器，當該光碟機處於一短距離跨軌（sh〇rt seek)控制模式時，藉由將該控制模式切換器設定為一預定模式，該循軌訊號之正緣會觸發該訊號增益器進行增益放大’以產生該循執控制訊號，該循軌控制訊號會輸入至該載具控制器’以產生該數值控制訊號。 5 4 ·如申請專利範圍第5 3項所述之控制系統，其中該頻率_ 轉換器為一電壓頻率轉換器。 5 5 ·如申請專利範圍第5 3項所述之控制系統，其中該循執訊號為一跨軌訊號（TX或M) ° 5 6 ·如申請專利範圍第4 3項所述之控制系統，其中該光碟

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522376 六、申請專利範圍機之訊號控制器包含一中心誤差制器以及一速度曲線控制器’當該光碟機處於〆長距離跨軌（long seek) 控制模式時，該循執訊號會輸入至該中心誤差控制器’以產生一循執控制訊號，以控制該物鏡之位置，而該速度曲線產生器會接收一跨軌總數訊號（TRKNUM) 及一跨執方向訊號（TRKDIR)以產生該數值控制訊號。 5 7 j | • 甲請專利範圍第56項所述之控制系統，其中該頻率 5 8轉換器為一速度頻率轉換器。 •，申請專利範圍第56項所述之控制系統，其中該循執 δΤΙ號為一中心誤差訊號（CE)。籲

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