TWI471859B - 平均伺服控制方法、平均伺服控制系統以及目標位準估測方法 - Google Patents

Description

平均伺服控制方法、平均伺服控制系統以及目標位準估測方法

本發明係有關於光碟機，尤其是有關於平均伺服控制(average servo control)方法和平均伺服控制系統，以及光碟機的目標位準估測(target level determination)方法。

第1圖係為習知光碟機中的平均伺服回路。光碟機中通常包含機械模組110，增益降階模組(gain down stage)120，以及後處理模組(post processing stage)130。機械模組110大致上包含讀寫頭，多個光偵測器以及其他機械零件如驅動器(未圖示)。機械模組110發出雷射光束投射在光碟片(未圖示)上，而光偵測器則負責偵測反射回來的光量。機械模組110中的驅動器可根據後處理模組130傳回的驅動訊號調整雷射光束之聚焦和軌道位置。機械模組110中的光偵測器將偵測到的光偵測結果輸入給增益降階模組120，而增益降階模組120則根據某種增益控制機制將這些訊號轉換為伺服訊號，例如回播(playback)訊號(射頻訊號)，聚焦誤差訊號(FE)和推挽訊號(push pull)。

這些射頻訊號代表了紀錄在光碟片中的資料，而推挽訊號又包含了軌道誤差訊號和擺動訊號(wobble)。在增益降階模組120調整了光偵測結果的增益之後，後 處理模組130接收伺服訊號以判斷伺服狀態，並將驅動訊號送至機械模組110。

一般來說，可選擇伺服訊號(如回播訊號，聚焦誤差訊號和推挽訊號)的其中之一來作為一種索引訊號。比較器122連接著增益降階模組120的輸出端，用來根據索引訊號調整光偵測结果的增益。舉例來說，可將射頻訊號的總能量(又稱為RF sum)送至比較器122當成索引訊號使用。而比較器122比較索引訊號與目標位準，根據兩者的差異來調整伺服訊號的增益。更具體地說，比較器122產生控制訊號並回傳給增益降階模組120以調整增益降階模組120所使用的增益值。藉此，增益降階模組120所產生的該些射頻訊號、聚焦誤差訊號和推挽訊號的強度可被調整至大致符合目標位準的位準。

由於伺服訊號主要是用來對伺服回路進行補償，使聚焦和尋軌保持穩定，對伺服訊號的增益控制成為關鍵課題。習知的比較器122會使用固定的目標位準來保持伺服訊號的增益恒定，然而在某些狀況下，固定的目標位準並不適用，尤其是在光碟塗料不均、反射率改變或是轉速不固定而造成光偵測結果隨著軌道位置而不一致時。如果在這些情況下使用固定的目標位準進行燒錄程序，可能會導致燒錄失敗。因此一個改良的增益調整機制是有待開發的。

為了解決習知技術中使用固定的目標位準來進行伺服訊號的增益控制，從而降低光碟機性能的問題，本發明提出了一種具有動態目標位準的平均伺服控制方法、平均伺服控制系統和目標位準估測方法。

本發明提出一種應用於光碟機的平均伺服控制方法。首先透過平均伺服回路接收至少一伺服訊號，同時決定伺服訊號在光碟機於當下狀態所對應之目標位準。接著將目標位準與伺服訊號之當下位準進行比較，最後根據目標位準與伺服訊號之當下位準的差異，調整平均伺服回路增益。

進一步地，本方法根據伺服訊號進行目標位準校準，以獲取對應多個不同狀態的多個預設目標位準，並將多個不同狀態和其相對應的多個預設目標位準儲存起來成為查找表。

進一步地，本方法查詢查找表以獲取對應當下狀態的目標位準。其中獲取目標位準的步驟包含將至少兩個鄰近的預設目標位準進行內插運算以產生目標曲線，並根據當下狀態，在目標曲線上標定出目標位準。

該光碟機的當下狀態係至少與下列因素之一有關：光碟機中一光碟片的存取位址，光碟機的讀取/燒錄速度，光碟機的運作模式，以及光碟片的轉速。

該伺服訊號係選自下列訊號其中之一：射頻訊號，聚焦誤差訊號，軌道誤差訊號，以及平均射頻訊號。

該伺服訊號係由多個光偵測器獲取，而每一光偵測 器各提供部份增益值以組成該伺服訊號。該平均伺服回路增益係選自下列訊號其中之一：用來放大該伺服訊號的增益值、或是放大該伺服訊號其中一部分的增益值。

本發明另提出一種目標位準估測方法，用以計算光碟機的平均伺服回路所產生的伺服訊號的目標位準，目標位準估測方法首先偵測光碟機的當下狀態，接著根據該當下狀態估測目標位準。

本發明進一步提出一種平均伺服控制系統，用於具有平均伺服回路的光碟機，以產生至少伺服訊號，包含位準偵測模組，用以決定伺服訊號在光碟機於當下狀態所對應之目標位準。比較模組將目標位準與伺服訊號之當下位準進行比較。增益調整模組根據目標位準與伺服訊號之當下位準的差異，調整平均伺服回路增益。

本發明提出的平均伺服控制方法、平均伺服控制系統和目標位準估測方法藉由提供動態的目標位準來增進光碟機性能，避免出現讀取和燒錄失敗。

詳細實施方式搭配圖示於下說明。

下列實施例具體的說明如何以較佳的方式實現本發明。實施例僅供說明一般應用的方式，而非用以限縮本發明的範圍。實際範圍以申請專利範圍所列為準。

第2圖係為光碟機10中平均伺服控制系統14的實施例。第3圖係為實作在平均伺服控制系統14中的平均 伺服控制方法之流程圖。光碟機10包含平均伺服回路12和平均伺服控制系統14。平均伺服回路12包含機械模組110，增益降階模組120和後處理模組130。在機械模組110中有一或多個光偵測器負責偵測反射光，所測得的光偵測結果被傳至增益降階模組120中。增益降階模組120接著根據一增益值將光偵測結果放大，以產生伺服訊號。後處理模組130接收這些伺服訊號以偵測誤差，並產生驅動訊號回傳至機械模組110做為補償誤差的依據。在本實施例中，光碟機10中的平均伺服控制系統14包含位準偵測模組(level determining module)210，比較模組220和增益調整模組(gain adjusting module)230。位準偵測模組210連接到增益降階模組120。在步驟402中，位準偵測模組210根據光碟機10的狀態值提供動態的目標位準。狀態值可以是光碟機10之讀寫頭的所在的軌道位置。在步驟404中，比較模組220接收伺服訊號並獲得適合的目標位準，接著比較目標位準和伺服訊號之當下位準以產生誤差訊號作為比較值。在步驟406中，增益調整模組230根據誤差訊號調整伺服增益。

在一實施例中，該增益降階模組120包含多個放大單元，用以根據增益調整模組230提供的控制訊號放大光偵測結果。伺服訊號實際上是藉由多個光偵測器獲取之偵測訊號而產生。其中每一光偵測器具有一相對應的放大單元，各藉由一增益值來放大該偵測訊號，以各別提供一部份的增益值，最後組成該伺服訊號。增益調整 模組230所產生的控制訊號可用來調整放大伺服訊號的增益值，或調整放大伺服訊號其中一偵測部分之增益值。增益降階模組120所產生的伺服訊號包含了射頻訊號，聚焦誤差訊號，軌道誤差訊號，以及平均射頻訊號(average RF signal)。伺服訊號的其中之一可用來當作索引訊號。實際上索引訊號可以直接採用射頻訊號的總能量(RF sum)，用來代表反射光的總光量。在本實施例中，位準偵測模組210會預先進行目標位準校準程序以建立查找表(lookup table)。查找表中紀錄了對應光碟機多個不同狀態的多個目標位準。

光碟機的當下狀態值是基於下列因素至少其中之一決定的：光碟機中光碟片的存取位址，光碟機的讀取/燒錄速度，光碟機的運作模式，以及光碟片的轉速。光碟機的運作模式有讀取模式和燒錄模式兩種。目標位準校準程序可在讀取模式進行，以求出對應至少兩個不同軌道位置的讀取索引值。所謂的讀取索引值係指在讀取模式下所獲取的索引訊號，其值因軌道位置而異。更具體地說，讀取索引值的變化和軌道位置可呈線性正相關，所以可以使用一階或二階曲線來模擬其關聯性。位準偵測模組210可利用內插法藉由校準程序所求得的索引訊號來產生目標曲線(target curve)。舉例來說，欲建立一階目標曲線至少需要兩個索引訊號，而欲建立二階目標曲線至少需要三個索引訊號。藉此，軌道位置和目標位準之間的關聯性可以透過目標曲線或查找表的方式來 呈現。

在讀取模式中所獲得的校準結果可被使用在燒錄模式中。在燒錄模式中，首先根據軌道位置和目標曲線計算燒錄目標位準。具體地說，位準偵測模組210可產生目標位準，而比較器220則根據目標位準和索引訊號產生誤差訊號以決定增益降階模組120的控制訊號。如前所述，各種的伺服訊號例如軌道誤差訊號，聚焦誤差訊號，主推挽平移(Main Push Pull Offset；MPPO)訊號，側推挽平移(Side Push Pull Offset；SPPO)訊號和射頻訊號的總能量(RF sum)皆透過增益降階模組120依據控制訊號放大光偵測結果而產生。所以這些射頻訊號，軌道誤差訊號，聚焦誤差訊號和推挽訊號的增益值都隨著軌道位置而適當改變。

在燒錄模式中，增益降階模組120輸出的索引訊號又稱為燒錄索引值，相對於讀取索引值具有不同的強度。由於在燒錄模式中的雷射光束強度至少是在讀取模式中的五倍，所獲取的伺服訊號和燒錄索引值也會具有更高的位準。為了提供適當的目標位準供燒錄模式使用，位準偵測模組210可先根據軌道位置進行一次校準。舉例來說，先將軌道位置代入目標曲線以求得讀取目標值，再根據線性轉換公式將讀取目標值轉換為燒錄目標值：y=ax+b (1)

其中y代表燒錄目標值，而x代表讀取目標值。a 和b分別代表斜率和平移常數。這樣的轉換可以補償讀取模式和燒錄模式之間的位準差異，使燒錄目標值的位準更適合用在燒錄程序中。

隨後，比較模組220比較索引訊號和目標位準以產生誤差訊號。增益調整模組230接收誤差訊號並產生控制訊號來調整一增益值。該增益值可用來放大伺服訊號或是放大伺服訊號其中一偵測部分。

第4圖係為根據軌道位置所算出的目標曲線之示意圖。在讀取模式中，可先從兩個不同的軌道位置P_A 和P_B 上求得讀取索引值A和B，並且因為索引值和軌道位置是線性關係，所以可使用內插法建立目標曲線。在燒錄模式中，當機械模組110存取軌道位置#P時，可查找出對應的讀取目標值C。而透過公式(1)，可進一步算出燒錄目標值，用來供伺服控制系統控制增益。在另一實施例中，內插法也可以採用二階近似的演算法。除此之外，可在讀取模式中建立查找表，收集所有的關聯於每一軌道位置的讀取目標值，然後燒錄目標值就可以直接透過查找表搭配公式(1)的轉換而求得。目標曲線可以是任何與軌道位置有關的轉換函數，本發明不限定於實施例所述。

雖然本發明以較佳實施例說明如上，但可以理解的是本發明的範圍未必如此限定。相對的，任何基於相同精神或對習知技術者為顯而易見的改良皆在本發明涵蓋範圍內。因此專利要求範圍必須以最廣義的方式解讀。

110‧‧‧機械模組

120‧‧‧增益降階模組

130‧‧‧後處理模組

122‧‧‧比較器

10‧‧‧光碟機

12‧‧‧平均伺服回路

14‧‧‧平均伺服控制系統

210‧‧‧位準偵測模組

220‧‧‧比較模組

230‧‧‧增益調整模組

第1圖係為光碟機中所用的習知平均伺服回路。

第2圖係為使用於光碟機中的平均伺服控制系統之實施例。

第3圖係為由平均伺服控制系統所執行的平均伺服控制方法的流程圖。以及第4圖係為根據光碟位址所產生的目標曲線之示意圖。

110‧‧‧機械模組

120‧‧‧增益降階模組

130‧‧‧後處理模組

122‧‧‧比較器

10‧‧‧光碟機

12‧‧‧平均伺服回路

14‧‧‧平均伺服控制系統

210‧‧‧位準偵測模組

220‧‧‧比較模組

230‧‧‧增益調整模組

Claims (14)

1. 一種平均伺服控制方法，應用於一光碟機，包含：透過一平均伺服回路接收至少一伺服訊號；根據該伺服訊號進行一目標位準校準，以獲取對應多個不同狀態的多個預設目標位準；將該多個不同狀態和其相對應的該多個預設目標位準儲存起來成為一查找表；同時查詢該查找表以決定該伺服訊號在該光碟機於當下狀態所對應之一目標位準；將該目標位準與該伺服訊號之當下位準進行比較；以及根據該目標位準與該伺服訊號之當下位準的差異，調整一平均伺服回路增益。
2. 如申請專利範圍第1項所述之平均伺服控制方法，其中獲取該目標位準的步驟包含：將至少兩個鄰近的預設目標位準進行內插運算以產生一目標曲線；以及根據當下狀態，在該目標曲線上標定出該目標位準。
3. 如申請專利範圍第1項所述之平均伺服控制方法，其中該光碟機的當下狀態係至少與下列因素之一有關：該光碟機中一光碟片的存取位址，該光碟機的讀取/燒錄速度，該光碟機的運作模式，以及該光碟片的轉速。
4. 如申請專利範圍第1項所述之平均伺服控制方法，其中該伺服訊號係選自下列訊號其中之一：射頻訊號，聚焦誤差訊號，軌道誤差訊號，以及平均射頻訊號。
5. 如申請專利範圍第1項所述之平均伺服控制方法，其中：該伺服訊號係由多個光偵測器獲取，而每一光偵測器各提供部份增益值以組成該伺服訊號；以及該平均伺服回路增益係選自下列訊號其中之一：用來放大該伺服訊號的增益值、或是放大該伺服訊號其中一部分的增益值。
6. 一種目標位準估測方法，用以計算一光碟機的一平均伺服回路所產生的一伺服訊號的一目標位準，該目標位準估測方法包含：根據該伺服訊號進行一目標位準校準程序，以獲取各自對應多個不同狀態的多個預設目標位準；將該多個不同狀態和其對應的該多個預設目標位準儲存起來成為一查找表；偵測該光碟機的一當下狀態；以及查詢該查找表以根據該當下狀態估測該目標位準。
7. 如申請專利範圍第6項所述之目標位準估測方法，其中獲取該目標位準的步驟包含：將至少兩個鄰近的預設目標位準進行內插運算以產生一目標曲線；以及根據當下狀態，在該目標曲線上標定出該目標位準。
8. 如申請專利範圍第6項所述之目標位準估測方法，其中該光碟機的當下狀態係至少與下列因素之一有關：該光碟機中一光碟片的存取位址，該光碟機的讀取/燒錄速度，該光碟機的運作模式，以及該光碟片的轉速。
9. 如申請專利範圍第6項所述之目標位準估測方法，其中該伺服訊號係選自下列訊號其中之一：射頻訊號，聚焦誤差訊號，軌道誤差訊號，以及平均射頻訊號。
10. 一種平均伺服控制系統，用於具有一平均伺服回路的一光碟機，以產生至少一伺服訊號，包含：一位準偵測模組，用以根據該伺服訊號進行一目標位準校準，以獲取對應多個不同狀態的多個預設目標位準，並將該多個不同狀態和其相對應的該多個預設目標位準儲存起來成為一查找表，並查詢該查找表以決定該伺服訊號在該光碟機於當下狀態所對應之一目標位準；一比較模組，用以將該目標位準與該伺服訊號之當下位準進行比較；以及一增益調整模組，用以根據該目標位準與該伺服訊號之當下位準的差異，調整一平均伺服回路增益。
11. 如申請專利範圍第10項所述之平均伺服控制系統，其中該位準偵測模組將至少兩個鄰近的預設目標位準進行內插運算以產生一目標曲線，並根據當下狀態，在該目標曲線上標定出該目標位準。
12. 如申請專利範圍第10項所述之平均伺服控制系統，其中該光碟機的當下狀態係至少與下列因素之一有關：該光碟機中一光碟片的存取位址，該光碟機的讀取/燒錄速度，該光碟機的運作模式，以及該光碟片的轉速。
13. 如申請專利範圍第10項所述之平均伺服控制系統，其中該伺服訊號係選自下列訊號其中之一：射頻訊號，聚焦誤差訊號，軌道誤差訊號，以及平均射頻訊號。
14. 如申請專利範圍第10項所述之平均伺服控制系統，其中：該伺服訊號係由多個光偵測器獲取，而每一光偵測器各提供部份增益值以組成該伺服訊號；以及該平均伺服回路增益係選自下列訊號其中之一：用來放大該伺服訊號的增益值、或是放大該伺服訊號其中一部分的增益值。