專(zhuān)利名稱(chēng)：光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器和控制透鏡位置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，包括；透鏡，用于在光盤(pán)(10)上聚焦和定位輻射束，其中由光盤(pán)反射所述輻射束；使光盤(pán)按盤(pán)旋轉(zhuǎn)頻率旋轉(zhuǎn)的裝置；和檢測(cè)裝置，用于接收所反射的輻射束和產(chǎn)生指示相對(duì)于光盤(pán)的透鏡位置的徑向誤差信號(hào)；透鏡定位電動(dòng)機(jī)，用于移動(dòng)透鏡；伺服控制電路，具有跟蹤模式，用于響應(yīng)徑向誤差信號(hào)控制透鏡的位置，包括控制透鏡定位電動(dòng)機(jī)的第一電動(dòng)機(jī)控制電路。
本發(fā)明還涉及控制光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中的透鏡位置的方法，該方法包括以下步驟使光盤(pán)按光盤(pán)旋轉(zhuǎn)頻率旋轉(zhuǎn)；用透鏡定位電動(dòng)機(jī)控制透鏡的位置。
通常，在光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中設(shè)置有光頭，用于記錄和讀出旋轉(zhuǎn)光盤(pán)的軌跡中的信息，用設(shè)置在光頭上的透鏡執(zhí)行元件(actuator)按與光盤(pán)的軌跡相交的方向位移光點(diǎn)。美國(guó)專(zhuān)利文件US 6163513中說(shuō)明了這種配置。這種光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器通常包括徑向透鏡定位電動(dòng)機(jī)和軸向透鏡定位電動(dòng)機(jī)，用于控制按徑向和軸向定位激光光點(diǎn)的透鏡。這些電動(dòng)機(jī)設(shè)置在定位器(或“滑塊(sledge)”)上設(shè)置的單元上，所述的定位器可以用線(xiàn)性電動(dòng)機(jī)或旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)移動(dòng)和傳送。要想徑向控制光點(diǎn)，則需要設(shè)置控制回路。
需要縮短控制激光光點(diǎn)的控制回路中的響應(yīng)時(shí)間。例如，在盤(pán)讀出之前，須與該盤(pán)進(jìn)行一次初始化。初始化確定用于跟蹤控制回路中的跟蹤偏移(tracking offset)值。而且，在以后進(jìn)行粗略檢索期間使用的初始化過(guò)程中可以確定徑向透鏡位置誤差。
初始化時(shí)需要盡快實(shí)現(xiàn)跟蹤，實(shí)現(xiàn)跟蹤的時(shí)間部分由控制徑向誤差信號(hào)偏移的控制回路的帶寬確定。光盤(pán)通常不能完全地對(duì)準(zhǔn)和偏離光盤(pán)的中心，這導(dǎo)致了在該控制回路中的頻率調(diào)制的信號(hào)。通常用低通濾波器過(guò)濾，但是，這又反過(guò)來(lái)降低了控制回路的帶寬，因此，降低了它的靈敏度。
而且，在不跟蹤狀態(tài)期間，可以控制滑塊以進(jìn)行粗略檢索。在粗略檢索的過(guò)程中，滑塊使透鏡徑向跳過(guò)光盤(pán)，同時(shí)控制執(zhí)行元件使其保持相對(duì)于滑塊的中心位置。為了更精確地評(píng)估徑向位置，盡管可以計(jì)算這種跳躍過(guò)程中通過(guò)的軌跡數(shù)量，但是，通常不計(jì)算軌跡數(shù)量也可以實(shí)現(xiàn)這種跳躍。因此，在通過(guò)數(shù)據(jù)讀出評(píng)估位置之后的跳躍是近似(粗略)的，因此，需要校正跳躍?？刂苹瑝K的控制回路的帶寬限制時(shí)間以完成粗略檢索。
需要改善光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的控制電路的響應(yīng)時(shí)間。
按照本發(fā)明的第一方面，給光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器控制電路配有用于給透鏡定位電動(dòng)機(jī)施加交流信號(hào)的裝置。
按照本發(fā)明的方法還包括給透鏡定位電動(dòng)機(jī)施加交流信號(hào)的步驟。
通過(guò)給透鏡定位電動(dòng)機(jī)施加交流信號(hào)來(lái)調(diào)制透鏡定位電動(dòng)機(jī)的控制。因此，控制透鏡定位電動(dòng)機(jī)的控制回路可以具有更寬的帶寬，因此靈敏度更高。例如，第一電動(dòng)機(jī)控制電路具有帶截止頻率的低通濾波器。該截止頻率可以選擇成與交流信號(hào)的頻率相關(guān)交流信號(hào)最好具有比光盤(pán)旋轉(zhuǎn)頻率高的頻率，交流信號(hào)的幅度最好足以使透鏡振動(dòng)的幅度至少是軌跡間距的約0.8到1.0倍，例如是0.88倍。通過(guò)使用具有比光盤(pán)的旋轉(zhuǎn)頻率低的時(shí)間常數(shù)的徑向偏移控制反饋回路，能用對(duì)應(yīng)的更短的起始時(shí)間實(shí)現(xiàn)更快的偏移確定。
在光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的實(shí)施例中光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器還包括滑塊，用于使透鏡定位電動(dòng)機(jī)和透鏡在徑向相對(duì)于光盤(pán)移動(dòng)，和第二電動(dòng)機(jī)，用于控制滑塊，其中，伺服控制電路包括控制第二電動(dòng)機(jī)的第二電動(dòng)機(jī)控制電路。
第一電動(dòng)機(jī)控制電路最好具有用于檢測(cè)透鏡相對(duì)于滑塊的位置并提供透鏡位置反饋信號(hào)的裝置，透鏡位置反饋信號(hào)與交流信號(hào)組合，給透鏡定位電動(dòng)機(jī)提供調(diào)制的信號(hào)。
在按本發(fā)明的光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器優(yōu)選實(shí)施例中，透鏡定位信號(hào)輸入到具有低于交流信號(hào)的頻率的截止頻率的低通濾波器，低通濾波器的輸出輸入到透鏡位置控制器。
由于交流信號(hào)引起定位信號(hào)的升高頻率內(nèi)容，低通濾波器可具有允許更高控制頻帶的更高的截止頻率。
在按本發(fā)明的光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的另一實(shí)施例中，伺服控制電路包括徑向偏移控制反饋回路。通過(guò)在可獲得透鏡定位信號(hào)的情況下測(cè)量透鏡的位置偏移或者測(cè)量徑向誤差信號(hào)本身中的徑向偏移來(lái)實(shí)施徑向偏移控制反饋回路。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，徑向偏移控制反饋回路可以按第一模式和第二模式操作，其中，按第一模式操作時(shí)，透鏡在中立位置移動(dòng)，并測(cè)量透鏡定位信號(hào)中的透鏡定位偏移；按第二模式操作時(shí)，用所測(cè)量的透鏡位置偏移校正透鏡定位信號(hào)。
按本發(fā)明的另一實(shí)施例，測(cè)量徑向誤差信號(hào)的徑向偏移并從徑向誤差信號(hào)減去徑向偏移。
在徑向偏移反饋回路的初始化過(guò)程中通過(guò)給透鏡定位電動(dòng)機(jī)的徑向施加交流信號(hào)，可以更快地進(jìn)行初始化處理。
現(xiàn)在參見(jiàn)附圖用例子說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。附圖中

圖1顯示出按本發(fā)明一個(gè)方面的光盤(pán)讀出器，包括按本發(fā)明的控制電路；圖2顯示出按本發(fā)明的控制電路的實(shí)施例；圖3顯示出圖2所示的控制電路的任選的細(xì)節(jié)；圖4顯示出徑向誤差信號(hào)的曲線(xiàn)，和圖5是圖4的延續(xù)，顯示出初始化過(guò)程中的徑向偏移。
參見(jiàn)圖1，示出了用于讀出光盤(pán)的光盤(pán)讀出器的光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。示出的光盤(pán)10側(cè)邊安裝在盤(pán)電動(dòng)機(jī)12的主軸11上。與盤(pán)電動(dòng)機(jī)12相關(guān)聯(lián)的是光盤(pán)旋轉(zhuǎn)速度控制器13，光盤(pán)10的下方是控制激光束(沒(méi)有顯示)的透鏡20。透鏡20安裝在滑塊22上，用滑塊電動(dòng)機(jī)25驅(qū)動(dòng)滑塊。音頻線(xiàn)圈電動(dòng)機(jī)(VCM)24控制透鏡20相對(duì)于滑塊22的位置?？刂齐娐?0控制電動(dòng)機(jī)12、滑塊22的滑塊電動(dòng)機(jī)和VCM 24?？刂齐娐?0還接收來(lái)自各個(gè)元件的反饋信號(hào)。
在操作中，電動(dòng)機(jī)12使光盤(pán)10按預(yù)定的旋轉(zhuǎn)頻率旋轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)控制電路13控制光盤(pán)10的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。透鏡20使激光在光盤(pán)10的下側(cè)上的軌跡上聚焦。VCM 24按箭頭A指示的方向控制透鏡22相對(duì)于軌跡的位置?；瑝K22沿著箭頭B指示的方向相對(duì)于光盤(pán)10徑向移動(dòng)透鏡20和其相關(guān)的VCM24。
參見(jiàn)圖2，虛線(xiàn)框中示出控制電路30，它連接到VCM 24和滑塊電動(dòng)機(jī)25。這些電動(dòng)機(jī)的右邊是執(zhí)行元件40，滑塊電動(dòng)機(jī)傳送元件41和滑塊42。這些元件不是物理元件，但是，它們分別代表VCM 24、滑塊電動(dòng)機(jī)25和滑塊22的控制響應(yīng)功能。組合功能43連接到元件40和42，描述這些元件的組合響應(yīng)。來(lái)自加法器43的組合響應(yīng)表示光盤(pán)10的性能，它反饋到控制電路30的預(yù)處理器50。
在控制電路30中有兩個(gè)控制回路，控制VCM 24的第一控制回路包括預(yù)處理器50、徑向控制器52、從信號(hào)注入器56接收信號(hào)的混合器(mixer)元件54和第一增益元件58?？刂苹瑝K的第二控制回路包括預(yù)處理器50、任選的徑向偏移控制回路60、徑向控制器52和第二增益元件62。徑向偏移控制回路60也按第一控制回路實(shí)施。當(dāng)徑向偏移控制回路60按第二控制回路實(shí)施時(shí)，要測(cè)量徑向誤差信號(hào)55的徑向偏移，隨后從徑向誤差信號(hào)中減去徑向偏移。當(dāng)徑向偏移控制回路60按第一控制回路實(shí)施時(shí)，測(cè)量透鏡位置偏移，隨后從透鏡位置誤差信號(hào)53中減去透鏡位置偏移。
在操作中，預(yù)處理器50從與光盤(pán)10和它的光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器相關(guān)聯(lián)的光學(xué)檢測(cè)器(沒(méi)有顯示)接收信號(hào)51。預(yù)處理器50產(chǎn)生透鏡位置誤差信號(hào)53和徑向誤差信號(hào)55。這些信號(hào)傳送到徑向控制器52。徑向控制器52具有傳送執(zhí)行元件控制信號(hào)到混合器54的執(zhí)行元件控制輸出57和傳送滑決控制信號(hào)到滑塊驅(qū)動(dòng)器62的滑塊控制輸出59。下面將要更詳細(xì)說(shuō)明。用信號(hào)注入器56向混合器54注入周期信號(hào)。在操作中，滑塊驅(qū)動(dòng)器62的輸出驅(qū)動(dòng)滑塊電動(dòng)機(jī)25，執(zhí)行元件驅(qū)動(dòng)器58的輸出驅(qū)動(dòng)VCM 24。引起的這些電動(dòng)機(jī)移動(dòng)，正如元件40到43所表示的，導(dǎo)致光學(xué)檢測(cè)器所讀出的信號(hào)51變化，因此，控制回路閉合。
當(dāng)徑向控制不跟蹤(而是聚焦)時(shí)，通過(guò)軌跡交叉調(diào)制來(lái)干擾控制回路。該軌跡交叉調(diào)制信號(hào)找到其在徑向誤差信號(hào)55中的起源(origin)，這是周期信號(hào)。當(dāng)不跟蹤時(shí)，根據(jù)光盤(pán)10的偏心度激光束與軌跡交叉。這引起頻率調(diào)制的正弦信號(hào)。每個(gè)光盤(pán)旋轉(zhuǎn)通過(guò)的正弦波數(shù)量取決于光盤(pán)的偏心度，調(diào)制率取決于光盤(pán)的速度。
VCM 24移動(dòng)控制光盤(pán)10上的激光束位置的透鏡20。由電動(dòng)機(jī)25驅(qū)動(dòng)的滑塊22按透鏡位于其中間位置的方式定位VCM 24和它的透鏡。為了跳躍到光盤(pán)上的其他軌跡，透鏡可以具有大的偏移。在那種情況下，滑塊22按圖1中箭頭B指示的方向?qū)CM 24移動(dòng)到其他的位置。在這樣的移動(dòng)過(guò)程中透鏡20必須保持在中間位置和必須抵抗由滑塊施加的加速力。透鏡定位誤差信號(hào)53指示透鏡相對(duì)于滑塊的相對(duì)位置。這是從光學(xué)檢測(cè)器(沒(méi)有示出)得到的。透鏡定位反饋回路使透鏡保持在中間位置。徑向定位誤差信號(hào)53具有干擾透鏡位置控制的軌跡交叉調(diào)制。用徑向控制器52中的或與徑向控制器52相聯(lián)系的低通濾波器65降低該軌跡交叉調(diào)制分量。
在徑向控制器52中的或與徑向控制器52相聯(lián)系的低通濾波器65的截止頻率要低，以足夠降低軌跡交叉調(diào)制。由于控制的穩(wěn)定性，在位置控制的最大控制帶寬與濾波器截止頻率之間存在相互關(guān)系。徑向控制器52的低通濾波器的低截止頻率給控制回路提供低的控制帶寬，因此，較差地降低由移動(dòng)滑塊所引起的干擾。
在信號(hào)發(fā)生器56中產(chǎn)生周期信號(hào)，而且，該周期信號(hào)加到執(zhí)行元件控制信號(hào)57上，因此，當(dāng)由執(zhí)行元件驅(qū)動(dòng)器58放大時(shí)，它作用在VCM上，產(chǎn)生約0.88倍軌跡間距的運(yùn)動(dòng)幅度。信號(hào)頻率較高，優(yōu)選地基本上高于光盤(pán)旋轉(zhuǎn)頻率。優(yōu)選的交流信號(hào)頻率是2KHz。這適用于每秒鐘3到160轉(zhuǎn)的光盤(pán)速度。按該方式，透鏡位置檢測(cè)信號(hào)中的頻率調(diào)制變成高頻。可以為濾波器65選擇接近交流信號(hào)頻率但低于交流信號(hào)頻率的截止頻率。透鏡(執(zhí)行元件)定位回路中的低通濾波器的優(yōu)選截止頻率是約1KHz。該截止頻率比上述已經(jīng)可能的截止頻率高，因此，透鏡定位回路的受控制的帶寬較高。這就使透鏡相對(duì)于滑塊具有較好的跟蹤特性。
參見(jiàn)圖3，示出了徑向控制器52的訪真輪廓，以便更詳細(xì)地描述徑向控制器52。徑向偏移控制器60連接在來(lái)自預(yù)處理器50的徑向誤差信號(hào)55和徑向控制器52之間(已經(jīng)參照?qǐng)D2作為選項(xiàng)描述了徑向偏移控制器60)。
徑向控制器52包括透鏡定位控制器101，透鏡定位控制器101與透鏡定位誤差信號(hào)53的輸入耦合。軌跡控制器(track controller)102經(jīng)微分元件103耦合到徑向誤差信號(hào)55的輸入。在透鏡定位控制器101與透鏡定位控制信號(hào)輸出57之間連接第一多路轉(zhuǎn)換器(開(kāi)關(guān))110和第二多路轉(zhuǎn)換器(開(kāi)關(guān))111。第一多路轉(zhuǎn)換器110在其上(負(fù))輸入接收來(lái)自透鏡定位控制器101的透鏡定位控制信號(hào)，在其下輸入上接收來(lái)自軌跡控制器102的跟蹤控制信號(hào)104。第一多路轉(zhuǎn)換器還具有開(kāi)關(guān)輸入112，當(dāng)開(kāi)關(guān)輸入112高時(shí)，使該多路轉(zhuǎn)換器將其上輸入傳遞到其輸出，當(dāng)開(kāi)關(guān)輸入112低時(shí)，使該多路轉(zhuǎn)換器將其下輸入傳遞到其輸出。第二多路轉(zhuǎn)換器111在其上輸入處接收第一多路轉(zhuǎn)換器110的輸出，其下輸入接地。第二多路轉(zhuǎn)換器111具有開(kāi)關(guān)輸入113，當(dāng)開(kāi)關(guān)輸入113高時(shí)，也使第二多路轉(zhuǎn)換器11將其上輸入傳遞到其輸出，當(dāng)開(kāi)關(guān)輸入113低時(shí)，使第二多路轉(zhuǎn)換器11將其下輸入傳遞到其輸出。
管理微-控制器115設(shè)置有連接到第一多路轉(zhuǎn)換器110的開(kāi)關(guān)輸入112的跟蹤控制輸出116和連接到第二多路轉(zhuǎn)換器111的開(kāi)關(guān)輸入113的初始化輸出117。管理微-控制器115具有從用戶(hù)接收控制命令的通信信道118。
在軌跡控制器102與滑塊控制信號(hào)輸出59之間連接滑塊控制器120，它的輸入是徑向控制輸入，它的輸出是滑塊控制輸出。
當(dāng)激光光點(diǎn)須讀出光盤(pán)上的數(shù)據(jù)時(shí)，軌跡控制器102起作用。軌跡控制器102(經(jīng)預(yù)處理器50)接收來(lái)自光電二極管檢測(cè)器(沒(méi)有示出)的輸入信號(hào)，所述的光電二極管檢測(cè)器檢測(cè)在激光光點(diǎn)與要讀的光盤(pán)軌跡之間的跟蹤誤差。從跟蹤誤差信號(hào)中減去在(微-控制器115中的)初始化控制器中確定的跟蹤偏移值。關(guān)于初始化在下面將更詳細(xì)地說(shuō)明。
偏移減少跟蹤誤差信號(hào)(由微分元件103輸出)是控制透鏡的徑向位置的透鏡軌跡控制器102的輸入。該控制器的任務(wù)是將跟蹤誤差降低到能接受的限制。在微-處理器115中的定位器的控制下，軌跡控制器102給定位器(滑塊)提供控制，以便跟蹤控制信號(hào)104傳遞到徑向透鏡定位電動(dòng)機(jī)(VCM 24)。定位控制器的任務(wù)是使定位器(滑塊42)保持在相對(duì)于透鏡的中立位置，實(shí)現(xiàn)的方式是，用反饋控制使徑向透鏡定位電動(dòng)機(jī)(VCM 24)的控制信號(hào)57保持在預(yù)定義的限制內(nèi)?？刂破髟谒妮斎胩帉?duì)誤差起反應(yīng)的量取決于其增益。較高的增益和較高的控制帶寬引起較快的反應(yīng)。控制器增益(與電動(dòng)機(jī)的特性一起)限制誤差?？刂破髟鲆嬖陬l帶上不是恒定的，但是具有如現(xiàn)有技術(shù)所知的頻率補(bǔ)償器來(lái)保持系統(tǒng)穩(wěn)定。
現(xiàn)在參見(jiàn)徑向偏移控制器60，它包括增益元件130，具有第三增益值(偏移學(xué)習(xí)增益)k3，連接到第三多路轉(zhuǎn)換器(開(kāi)關(guān))132的上輸入。第三多路轉(zhuǎn)換器132的下輸入接地。第三多路轉(zhuǎn)換器132具有開(kāi)關(guān)輸入134，當(dāng)開(kāi)關(guān)輸入134高時(shí)，使其上輸入傳遞到其輸出，當(dāng)開(kāi)關(guān)輸入134低時(shí)，使其下輸入傳遞到其輸出。第三比較器132的輸出經(jīng)加法器135連接到具有延遲1/z的延遲元件136。在延遲元件136的輸出處有反饋到加法器135的反饋回路138。而且，在延遲元件136的輸出處有反饋到微分元件103的負(fù)輸入的反饋回路140。
管理微-控制器115的初始化輸出是邏輯信號(hào)，當(dāng)該邏輯信號(hào)為真(true)時(shí)，通過(guò)使第三多路轉(zhuǎn)換器132傳遞它的上輸入到它的輸出，來(lái)使徑向誤差偏移控制導(dǎo)通，由此閉合徑向偏移控制回路。它還通過(guò)使第二多路轉(zhuǎn)換器111將其接地下輸入轉(zhuǎn)換到其輸出來(lái)中止VCM的控制(然后中止執(zhí)行元件)。當(dāng)光盤(pán)起動(dòng)時(shí)該信號(hào)暫時(shí)為真(true)。
當(dāng)光盤(pán)起動(dòng)時(shí)，需要進(jìn)行初始化。為此，在微-控制器115中設(shè)置了初始化控制器。該初始化控制器在光盤(pán)首次讀出之前的某些時(shí)間內(nèi)運(yùn)行以確定跟蹤控制回路中用的跟蹤偏移值。而且確定粗略檢索期間透鏡定位控制器101中用的徑向透鏡定位誤差。
初始化回路包括與上述部分相同的多個(gè)部分，但是，不控制徑向透鏡定位電動(dòng)機(jī)(VCM 24)。控制回路通過(guò)減去偏移信號(hào)來(lái)降低徑向誤差的平均值。該跟蹤偏移信號(hào)保持在微-控制器115中的寄存器中，作為跟蹤偏移值，并在軌跡控制器102中可獲得該跟蹤偏移信號(hào)。按相同的方式，控制回路可以降低透鏡定位誤差信號(hào)53的平均值。徑向透鏡定位電動(dòng)機(jī)不受控制，而是軸向透鏡定位電動(dòng)機(jī)使透鏡保持聚焦。在該狀態(tài)下，跟蹤誤差信號(hào)(以下將參見(jiàn)圖4說(shuō)明)是頻率調(diào)制的信號(hào)。每當(dāng)軌跡在激光光點(diǎn)下通過(guò)時(shí)檢測(cè)表示跟蹤誤差的波形，所通過(guò)的波形的頻率由每秒鐘通過(guò)激光光點(diǎn)下的軌跡數(shù)量決定。初始化回路受跟蹤誤差的該頻率調(diào)制的分量的干擾，這限制該回路能找到允許的跟蹤偏移值的速度。
本發(fā)明的一個(gè)方面涉及通過(guò)給徑向透鏡定位電動(dòng)機(jī)(VCM 24)加正弦信號(hào)來(lái)使透鏡在該回路中的徑向方向振動(dòng)。按該方式，光點(diǎn)始終按比較高的頻率通過(guò)軌跡。因此，能更快地進(jìn)行偏移迭代，和通過(guò)跟蹤光盤(pán)更早地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
管理微-控制器115的初始輸出在光盤(pán)上新區(qū)的入口處也可以為真。為此，控制器可以將光盤(pán)分成幾個(gè)區(qū)。
在初始化周期之后，初始信號(hào)變成假(false)，引起要去除的徑向誤差信號(hào)的偏移，和透鏡位置控制開(kāi)始。
在初始化之后，需要粗略檢索和要求滑塊從一個(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置時(shí)，微-控制器115在它的軌跡控制輸出116上提供“假”信號(hào)。這使執(zhí)行元件位于它的中立位置。粗略檢索過(guò)程中，透鏡控制器101(而不是控制器102)控制CVM?；瑝K控制器120按照從微-控制器115接收到的命令119執(zhí)行粗略檢索。在粗略檢索過(guò)程中，與徑向控制器52的其他方面無(wú)關(guān)地控制滑塊。在該狀態(tài)下VCM(執(zhí)行元件)切換到透鏡定位控制器101。
在激光光點(diǎn)須跳躍到?jīng)]有足夠接近可以由透鏡單獨(dú)實(shí)現(xiàn)跳躍的光盤(pán)上的其他徑向位置時(shí)，粗略檢索回路就開(kāi)始運(yùn)行。在這種情況下用定位器控制器(透鏡定位控制器101)取代定位器(執(zhí)行元件40)。
設(shè)置粗略檢索控制器(沒(méi)有清楚地示出，但是，可以用微-控制器115和滑塊控制器120實(shí)施)，它(經(jīng)預(yù)處理器50)從檢測(cè)透鏡相對(duì)于定位器(滑塊)的位置的光電二極管檢測(cè)器(沒(méi)有示出)接收信號(hào)。這是透鏡定位誤差信號(hào)53。粗略檢索控制器還用透鏡定位控制器101將該透鏡定位誤差信號(hào)降低到可以接受的電平。
從透鏡定位誤差信號(hào)53中減去(上述的)在初始化回路中確定的透鏡定位誤差偏移值。透鏡定位誤差信號(hào)53具有來(lái)自徑向誤差的比較高的串?dāng)_。因此，相同的頻率調(diào)制的信號(hào)可以干擾該透鏡定位控制回路。為了減少這種干擾，透鏡定位回路包含低通濾波器65。該低通濾波器限制回路的帶寬，因此，限制了回路的靈敏度。
本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及通過(guò)給徑向透鏡定位電動(dòng)機(jī)加上來(lái)自信號(hào)發(fā)生器56的正弦信號(hào)來(lái)使透鏡在該回路中的徑向方向振動(dòng)。按該方式，光點(diǎn)始終按比較高的頻率通過(guò)軌跡。因此，低通濾波器65的截止頻率增大，由此控制帶寬增大。這可以得到較好的靈敏度和減少在快速定位器移動(dòng)過(guò)程中的透鏡延遲。
在跟蹤操作過(guò)程中，(用透鏡控制信號(hào)104)針對(duì)光盤(pán)軌跡控制執(zhí)行元件并控制滑塊停留在相對(duì)于透鏡的中立位置，但是，在粗略檢索過(guò)程中，(用透鏡定位控制器101)控制執(zhí)行元件以保持在相對(duì)于滑塊的中心位置。在跟蹤過(guò)程中透鏡是控制者，而在粗略檢索過(guò)程中滑塊是控制者。
控制器115的任務(wù)是通過(guò)將多個(gè)控制器放到正確操作模式中配置多個(gè)控制器。在粗略檢索過(guò)程中滑塊控制器120能夠控制滑塊。為此，它接收來(lái)自微-控制器115的命令。這種狀態(tài)下，通過(guò)信號(hào)發(fā)生器56，執(zhí)行元件控制信號(hào)的振動(dòng)引起透鏡定位誤差信號(hào)53的低頻分量減少，允許控制帶寬增大。這又減少了執(zhí)行粗略檢索所用的時(shí)間。
當(dāng)要求激光束跟隨軌跡時(shí)，微-控制器115在輸出116上提供“真”信號(hào)，于是，第一多路轉(zhuǎn)換器110使來(lái)自透鏡定位控制器101的透鏡定位控制信號(hào)傳送到第二多路轉(zhuǎn)換器111，此刻第一多路轉(zhuǎn)換器110切換成接收它的上輸入，由此將它傳送到VCM 24(和執(zhí)行元件40)。
在跟蹤過(guò)程中只用徑向偏移控制60，在初始化操作中評(píng)估偏移本身。
因此，用光電檢測(cè)器中產(chǎn)生的徑向誤差信號(hào)55通過(guò)反饋控制將透鏡20控制在它的徑向位置中。當(dāng)徑向控制斷開(kāi)時(shí)，用徑向偏移控制器60通過(guò)偏移反饋控制從該信號(hào)中去除偏移，此刻徑向誤差信號(hào)是取決于光盤(pán)10的偏心度的頻率調(diào)制的信號(hào)。
當(dāng)光盤(pán)的偏心度低和速度低時(shí)，軌跡交叉信號(hào)的頻率低，偏移控制器傾向于跟隨低速信號(hào)趨勢(shì)。需要降低該控制的帶寬，以確定具有足夠精度的偏移。將來(lái)自信號(hào)發(fā)生器56的周期性信號(hào)加到VCM 24，該周期性信號(hào)的幅度是軌跡間距的約0.8到1.0倍(優(yōu)選為約0.88倍)，該周期性信號(hào)的頻率明顯地或基本上高于光盤(pán)的旋轉(zhuǎn)頻率，透鏡定位誤差信號(hào)53中的調(diào)制變成高頻。因此，延遲元件136的時(shí)間常數(shù)可以選擇在比其他可能值低的值。該時(shí)間常數(shù)的優(yōu)選值是約25ms。這就導(dǎo)致較快地偏移確定和光盤(pán)讀出器的較短啟動(dòng)時(shí)間。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖4和5，通過(guò)示出初始化過(guò)程中的光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的徑向誤差和徑向偏移，給移動(dòng)透鏡的VCM加或不加交流信號(hào)，以此來(lái)描述本發(fā)明特征所提供的改進(jìn)。圖中示出了啟動(dòng)后在不同時(shí)間的系統(tǒng)響應(yīng)。圖5中的曲線(xiàn)400表示沒(méi)有透鏡徑向振蕩的透鏡聚焦。如圖所看到的，初始化后很快就明顯地偏離焦點(diǎn)，在約0.03秒后焦點(diǎn)就固定了。相反，曲線(xiàn)401示出了用來(lái)自信號(hào)發(fā)生器56的周期性控制信號(hào)所產(chǎn)生的焦點(diǎn)偏移，可以看到，從初始化開(kāi)始，聚集沒(méi)有明顯的損失。圖4示出了對(duì)應(yīng)的徑向誤差信號(hào)55，范圍從1的最大值到-1的最小值，并且可以看到徑向誤差信號(hào)在約0.015秒以下具有高頻，誤差信號(hào)的頻率在約0.02秒的周?chē)陆担诩s0.025秒后再升高。
因此，已經(jīng)描述了用于光盤(pán)讀出器的控制電路和具有這種控制電路的光盤(pán)讀出器，其中透鏡徑向執(zhí)行元件，例如，VCM是用交流信號(hào)按徑向調(diào)制的，但是，它不跟蹤。這就增大了最小的軌跡交叉頻率。通過(guò)增大最小的軌跡交叉頻率，可以在所增大的截止頻率處用低通濾波降低特別是透鏡定位控制回路中的軌跡交叉調(diào)制分量。這就減少了啟動(dòng)時(shí)間，并增加了透鏡位置控制中的控制精度。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)對(duì)本發(fā)明能做出各種改進(jìn)并且本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的。單個(gè)處理器或單元可以完成權(quán)利要求中描述的幾個(gè)裝置的功能。所限定的單個(gè)裝置可以由幾個(gè)獨(dú)立的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)所述的元件或步驟描述為包括一個(gè)或多個(gè)元件或步驟時(shí)，術(shù)語(yǔ)“包括”不排除其他的多個(gè)元件或多個(gè)步驟。不定冠詞一個(gè)不排除多個(gè)。
權(quán)利要求
1.光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，包括透鏡(20)，用于在光盤(pán)(10)上聚焦和定位輻射束，其中由光盤(pán)反射所述輻射束；用于使光盤(pán)(10)按光盤(pán)旋轉(zhuǎn)頻率旋轉(zhuǎn)的裝置(12，13)；和檢測(cè)裝置，用于接收所反射的輻射束和產(chǎn)生指示透鏡(20)相對(duì)于光盤(pán)(10)的位置的徑向誤差信號(hào)(55)；透鏡定位電動(dòng)機(jī)(24)，用于移動(dòng)透鏡(20)；伺服控制電路(30)，具有響應(yīng)徑向誤差信號(hào)(55)而控制透鏡(20)位置的跟蹤模式，包括控制透鏡定位電動(dòng)機(jī)(24)的第一電動(dòng)機(jī)控制電路(52，58)；其特征是，控制電路(30)還包括給透鏡定位電動(dòng)機(jī)(24)施加交流信號(hào)的裝置(54，56)。
2.按照權(quán)利要求1的光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中，交流信號(hào)具有比光盤(pán)旋轉(zhuǎn)頻率高的頻率。
3.按照權(quán)利要求1或2的光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，用于具有規(guī)定軌跡間距的光盤(pán)(10)，其中，交流信號(hào)的幅度足以引起透鏡(20)按至少是軌跡間距的約0.8倍到1.0倍的幅度振蕩。
4.按照以上任何一項(xiàng)權(quán)利要求的光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，還包括滑塊(22)，用于在相對(duì)于光盤(pán)(10)的徑向移動(dòng)透鏡定位電動(dòng)機(jī)(24)和透鏡(20)，和第二電動(dòng)機(jī)(25)，用于控制滑塊(22)，其中，伺服控制電路(30)包括控制第二電動(dòng)機(jī)(25)的第二電動(dòng)機(jī)控制電路(52，62)。
5.按照權(quán)利要求4的光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中，檢測(cè)裝置用于產(chǎn)生指示透鏡(20)相對(duì)于滑塊(22)的位置的透鏡定位信號(hào)(53)。
6.按照權(quán)利要求5的光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中，伺服控制單元(30)具有非跟蹤模式，其中伺服控制單元(30)還包括透鏡定位控制器(101)用于輸出透鏡定位控制信號(hào)(57)，以按非跟蹤模式響應(yīng)透鏡定位信號(hào)(53)來(lái)控制透鏡(20)的位置。
7.按照權(quán)利要求6的光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中，透鏡定位信號(hào)(53)輸入到低通濾波器(65)，該低通濾波器(65)具有的截止頻率低于交流信號(hào)的頻率，低通濾波器(65)的輸出輸入到透鏡定位控制器(101)。
8.按照權(quán)利要求6或7的光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中，伺服控制電路(30)還包括用于組合透鏡定位控制信號(hào)(57)和交流信號(hào)以給透鏡定位電動(dòng)機(jī)(24)提供調(diào)制的信號(hào)的裝置(54)。
9.按照權(quán)利要求1到8中任何一項(xiàng)權(quán)利要求的光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中，伺服控制電路(30)包括徑向偏移控制反饋回路(60)。
10.按照權(quán)利要求9和權(quán)利要求5到8之一的光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中，徑向偏移控制反饋回路(60)能夠按第一模式和第二模式操作，其中，在第一模式透鏡(20)在中立位置移動(dòng)和測(cè)量透鏡定位信號(hào)(53)中的透鏡位置偏移，在第二模式用所測(cè)量的透鏡位置偏移校正透鏡定位信號(hào)(53)。
11.按照權(quán)利要求10的光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，還包括微-控制器(115)，用于從用戶(hù)接收輸入和響應(yīng)用戶(hù)輸入提供初始化信號(hào)(117)，其中，設(shè)置響應(yīng)初始化信號(hào)(117)的第一開(kāi)關(guān)裝置(111)，用于選擇地使透鏡定位電動(dòng)機(jī)(24)允許透鏡位置采用中立位置，或者使透鏡定位電動(dòng)機(jī)(24)受第一電動(dòng)機(jī)控制電路的控制，和徑向偏移控制反饋回路(60)包括響應(yīng)初始化信號(hào)(117)的第二開(kāi)關(guān)裝置，用于選擇地測(cè)量透鏡定位信號(hào)(53)的透鏡定位偏移，或者用所測(cè)量的透鏡定位偏移校正透鏡定位信號(hào)(53)。
12.按照權(quán)利要求9的光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中徑向偏移控制反饋回路(60)能以第一模式和第二模式工作，其中在第一模式透鏡(20)在中立位置移動(dòng)和測(cè)量徑向誤差信號(hào)(55)中的徑向偏移，其中在第二模式從徑向誤差信號(hào)(55)中減去所測(cè)量的徑向偏移。
13.按照權(quán)利要求12的光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，還包括微-控制器(115)，用于從用戶(hù)接收輸入和響應(yīng)用戶(hù)輸入提供初始化信號(hào)(117)，其中，設(shè)置響應(yīng)初始化信號(hào)(117)的第一開(kāi)關(guān)裝置(111)，用于選擇地使透鏡定位電動(dòng)機(jī)(24)允許透鏡位置采用中立位置或者使透鏡定位電動(dòng)機(jī)(24)受第一電動(dòng)機(jī)控制電路的控制，和徑向偏移控制反饋回路(60)包括響應(yīng)初始化信號(hào)(117)的第三開(kāi)關(guān)裝置(132)，用于選擇性地測(cè)量徑向誤差信號(hào)(55)的徑向偏移，或者用所測(cè)量的徑向偏移校正徑向誤差信號(hào)(55)。
14.按照權(quán)利要求9到13之一的光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中，徑向偏移控制反饋回路(60)具有相對(duì)于光盤(pán)旋轉(zhuǎn)頻率低的時(shí)間常數(shù)。
15.控制光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中透鏡(20)的位置的方法，該方法包括以下步驟使光盤(pán)(10)按光盤(pán)旋轉(zhuǎn)頻率旋轉(zhuǎn)；用透鏡定位電動(dòng)機(jī)(24)控制透鏡(20)的位置；其特征是，該方法還包括給透鏡定位電動(dòng)機(jī)(24)施加交流信號(hào)的步驟。
全文摘要
光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，具有透鏡定位電動(dòng)機(jī)(24)，用于控制透鏡相對(duì)于光盤(pán)(10)上的軌跡的位置；和第二(滑塊)電動(dòng)機(jī)(25)，用于控制第一電動(dòng)機(jī)和透鏡相對(duì)于光盤(pán)的徑向位置。產(chǎn)生交流信號(hào)(56)并加到透鏡定位電動(dòng)機(jī)以調(diào)制透鏡定位電動(dòng)機(jī)的控制。按該方式，控制透鏡定位電動(dòng)機(jī)的控制回路具有較高的帶寬并因此在粗略檢索或在初始化過(guò)程中具有較大的靈敏度。例如，控制第一電動(dòng)機(jī)的控制電路具有有截止頻率的低通濾波器(65)，可以相對(duì)于交流信號(hào)的頻率選擇低通濾波器(65)的截止頻率。
文檔編號(hào)G11B7/085GK1864211SQ200480029156
公開(kāi)日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2004年10月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月6日
發(fā)明者A·L·J·德克 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司