专利名称：光学信息再生/记录系统的长程寻轨控制系统及其方法
光学信息再生/记录系统的长程寻轨控制系统及其方法
技术领 域本发明有关一种光学信息再生/记录系统的长程寻轨(long seek)控制系统及其方法。
背景技术：
读取光盘片时，如何快速且稳定地读取盘片上的数据以降低数据搜寻时间(data access time)，这是各家厂商所致力研究的课题。光盘片上具有多个轨道(Track)，用以储存数字数据。在读取光盘片时，光驱会进行下列操作驱动主轴马达会旋转盘片；移动光学头至盘片内圈；驱动聚焦伺服系统(Focus Servo)，使光学头所发射的激光光打在盘片上；驱动循轨伺服系统(Tracking Servo)，以移动光学头中的透镜，使激光光点追循着单一数据轨，以完成循轨动作；读出此轨的轨道标号以得知目前所在的轨道位置；进行长程寻轨动作(long seeking)，以将光学头从目前所在轨道，移动到目标轨道附近；进行循轨动作，并读取光学头所在轨道的轨道编号，以得知与目标轨道的轨数差；进行短程寻轨动作，使激光光点移到目标轨；以及进行循轨动作并读取数据。长程寻轨动作是影响平均数据搜寻时间的主要因素。然而，品质不良的伺服信号严重影响目前长程寻轨操作，伺服信号比如是循轨误差信号(tracking errorsignal)等。 不良的伺服信号会造成剩余轨道计数的错误计算与跳轨速度的错误预估，甚至可能造成长程寻轨的操作失败。此外，当平台速度较高时，伺服信号会严重失真；故而为避免寻轨失败， 平台被设定于低速移动，导致目前长程寻轨操作要花费许多时间于寻轨上。
发明内容
本发明的目的是提供一种长程寻轨控制系统及其方法，其可不只预估平台速度， 更会预估平台位移(displacement)。根据本发明的一方面提出一种长程寻轨控制方法，应用于包括一透镜与一平台的一光学信息再生/记录系统中。该方法包括得到一平台预估速度、一平台预估位移、一平台参考速度与施加至该平台的一第一作用力；依据该平台预估速度，决定以一第一开回路控制或一第一闭回路控制来产生该平台预估速度与该平台预估位移；依据该平台预估速度，决定以一第二开回路控制或一第二闭回路控制来产生施加至该透镜的一第二作用力； 以及依据该第一作用力与该第二作用力来推动该平台与该透镜。根据本发明另一方面提出一种长程寻轨控制系统，应用于包括一透镜与一平台的一光学信息再生/记录系统中。该系统包括一二阶观察单元，产生一平台预估位移信号与一平台预估速度信号，依据所产生的该平台预估速度，该二阶观察单元以一第一开回路控制或一第一闭回路控制来产生该平台预估速度与该平台预估位移；一跳轨特性产生单元，根据该平台预估位移信号而产生一平台参考速度信号；一增益控制单元，根据该平台预估速度信号与该平台参考速度信号而产生施加至该平台的一第一作用力信号；以及一透镜控制器，根据该平台预估速度信号与该第一作用力信号而产生施加至该透镜的一第二作用力，依据该平台预估速度，该透镜控制器以一第二开回路控制或一第二闭回路控制来产生施加至该透镜的该第二作用力。本发明的有益技术效果是可避免不良的伺服信号所造成剩余轨道计数的错误计算与跳轨速度的错误预估，甚至可能造成长程寻轨的操作失败。此外，可避免当平台速度较高时伺服信号会产生的严重失真；可避免寻轨失败及目前长程寻轨操作要花费许多时间于寻轨上。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文将结合附图对本发明的较佳实施例作详细说明，其中图1显示根据本发明实施例的光学信息再生/记录系统的功能方块图。图2显示平台致动器与透镜致动器的物理模型。图3A显示平台步阶响应。图3B显示跳轨特性产生单元所产生的平台参考速度信号。图3C显示透镜的振幅频率响应。图3D显示透镜的相位频率响应。图4A与图4B显示本实施例的操作流程。
具体实施例方式图1显示根据本发明实施例的光学信息再生/记录系统的功能方块图。光学信息再生/记录系统100比如是⑶系列光驱、DVD系列光驱、蓝光系列光驱等。如图1所示，根据本发明实施例的光学信息再生/记录系统100包括长寻轨控制器110与光学头(optical head) 120。长寻轨控制器110包括轨数计数单元(trackcount unit) 111、二阶观察单元 (second order observing unit) 112、跳轨特性产生单兀(jump profile generator) 113、 增益控制单元114、透镜前馈控制器(lensfeedforward controller) 115、透镜反馈控制器 (lens feedback controller) 116、计算单元 117 119 与开关 SWl SW2。光学头 120 包括平台致动器(sled actuator) 121、透镜致动器(lens actuator) 122与计算单元123。光学头120可发出激光光，以对光盘片进行信息的读取与记录。于图1中，信号y代表激光束的位移，其是位移信号X1与Xs的总和(y = Xl+Xs)， 位移信号Xs代表平台对地的位移，而信号X1则是透镜对平台的位移(透镜置于平台之上)。 平台致动器121与透镜致动器122分别根据信号u2与ul而推动平台与透镜。信号y由计算单元123所输出。轨数计数单元111根据位移信号y而计算激光束的跨轨数量(亦即光学头的跨轨数量)。二阶观察单元112根据信号u2与误差信号e产生平台预估位移信号(sledestimation displacement signal) SED 与平台预估速度信号(sled estimationvelocity signal) SEV。平台预估位移信号的单位为轨(track)而平台预估速度信号SEV的单位为赫兹(Hz)。如果平台处于低速的话，则误差信号e会输入至二阶观察单元112;反之，如果平台处于高速的话，则误差信号e不会输入至二阶观察单元112。跳轨特性产生单元113根据平台预估位移信号SED而产生平台参考速度信号(sled reference velocity signal) SVREF，平台参考速度信号SVREF的单位为赫兹。增益控制单元114根据平台预估速度信号SEV与平台参考速度信号SVREF间的差值而产生信号u2给平台致动器 121、二阶观察单元112与透镜前馈控制器115。透镜前馈控制器115根据平台预估速度信号SEV与信号u2而产生透镜前馈控制信号uff。如果在低速的话，透镜反馈控制器116根据误差信号e产生透镜反馈控制信号ufb。计算单元117加总透镜前馈控制信号Uff与透镜反馈控制信号ufb(当开关SW2为导通时)而输出信号ul给透镜致动器122。计算单元118 计算出平台预估速度信号SEV与平台参考速度信号SVREF间的差值。计算单元119计算出激光束的跨轨数量与平台预估位移信号SED间的差值，以输出误差信号e，e = TC-SED，TC 代表激光束的跨轨数量。开关SWl SW2的导通/不通状态受控于平台预估速度信号SEV。当平台预估速度信号SEV高于第一速度临界值Vthl时，则开关SWl不导通；反的亦然。当平台预估速度信号SEV高于第二速度临界值Vth2时，则开关SW2不导通；反的亦然。第二速度临界值Vth2 小于第一速度临界值Vthl。当平台由低速加速至高速时(亦即平台预估速度信号SEV渐增时)，开关SW2的不导通早于开关SWl的不导通。另一方面，当平台由高速减速至低速时 (亦即平台预估速度信号SEV渐减时)，开关SWl的导通早于开关SW2的导通。故而，根据平台速度与开关SWl SW2的导通/不通情形，可整理如下
权利要求
1.一种长程寻轨控制方法，应用于包括一透镜与一平台的一光学信息再生/记录系统中，其特征在于，该方法包括得到一平台预估速度、一平台预估位移、一平台参考速度与施加至该平台的一第一作用力；依据该平台预估速度，决定以一第一开回路控制或一第一闭回路控制来产生该平台预估速度与该平台预估位移；依据该平台预估速度，决定以一第二开回路控制或一第二闭回路控制来产生施加至该透镜的一第二作用力；以及依据该第一作用力与该第二作用力来推动该平台与该透镜。
2.根据权利要求1所述的长跳轨控制方法，其特征在于，得到该平台预估速度、该平台预估位移、该平台参考速度与施加至该平台的该第一作用力的该步骤包括设定一初始值，以得到该平台预估速度与该平台预估位移； 根据该平台预估位移信号以得到该平台参考速度；以及根据一控制增益以及该平台预估位移信号与该平台参考速度间的一差值以得到施加至该平台的该第一作用力。
3.根据权利要求1所述的长跳轨控制方法，其特征在于，依据该平台预估速度以决定以该第一开回路控制或该第一闭回路控制来产生该平台预估速度与该平台预估位移的该步骤包括当该平台预估速度低于一第一速度临界值时，以该第一闭回路控制来产生该平台预估速度与该平台预估位移；以及当该平台预估速度高于该第一速度临界值时，以该第一开回路控制来产生该平台预估速度与该平台预估位移。
4.根据权利要求3所述的长跳轨控制方法，其特征在于，以该第一闭回路控制来产生该平台预估速度与该平台预估位移的该步骤包括计算一跨轨数量，以根据该平台预估位移与该跨轨数量来产生一激光束位移误差信号；当该平台预估速度低于该第一速度临界值时，反馈该激光束位移误差信号；以及根据该激光束位移误差信号与该第一作用力来产生该平台预估速度与该平台预估位移。
5.根据权利要求4所述的长跳轨控制方法，其特征在于，以该第一开回路控制来产生该平台预估速度与该平台预估位移的该步骤包括当该平台预估速度高于该第一速度临界值时，打断该激光束位移误差信号的一反馈路径；以及只根据该第一作用力来产生该平台预估速度与该平台预估位移。
6.根据权利要求5所述的长跳轨控制方法，其特征在于，依据该平台预估速度以决定以该第二开回路控制或该第二闭回路控制来产生施加至该透镜的该第二作用力的该步骤包括当该平台预估速度低于一第二速度临界值时，以该第二闭回路控制来产生施加至该透镜的该第二作用力；以及当该平台预估速度高于该第二速度临界值时，以该第二开回路控制来产生施加至该透镜的该第二作用力。
7.根据权利要求6所述的长跳轨控制方法，其特征在于，以该第二闭回路控制来产生施加至该透镜的该第二作用力的该步骤包括当该平台预估速度低于该第二速度临界值时，反馈该激光束位移误差信号，以根据该第一作用力、该平台预估速度与该激光束位移误差信号而产生该第二作用力。
8.根据权利要求7所述的长跳轨控制方法，其特征在于，以该第二开回路控制来产生施加至该透镜的该第二作用力的该步骤包括当该平台预估速度高于该第二速度临界值时，打断该激光束位移误差信号的反馈，以根据该第一作用力与该平台预估速度而产生该第二作用力。
9.根据权利要求1所述的长跳轨控制方法，其特征在于当处于一加速状态时，该第一闭回路控制切换至该第一开回路控制的一第一时间点晚于该 第二闭回路控制切换至该第二开回路控制的一第二时间点；以及当处于一减速状态时，该第一开回路控制切换至该第一闭回路控制的一第三时间点早于该第二开回路控制切换至该第二闭回路控制的一第四时间点。
10.一种长程寻轨控制系统，应用于包括一透镜与一平台的一光学信息再生/记录系统中，其特征在于，该系统包括一二阶观察单元，产生一平台预估位移信号与一平台预估速度信号，依据所产生的该平台预估速度，该二阶观察单元以一第一开回路控制或一第一闭回路控制来产生该平台预估速度与该平台预估位移；一跳轨特性产生单元，根据该平台预估位移信号而产生一平台参考速度信号；一增益控制单元，根据该平台预估速度信号与该平台参考速度信号而产生施加至该平台的一第一作用力信号；以及一透镜控制器，根据该平台预估速度信号与该第一作用力信号而产生施加至该透镜的一第二作用力，依据该平台预估速度，该透镜控制器以一第二开回路控制或一第二闭回路控制来产生施加至该透镜的该第二作用力。
11.根据权利要求10所述的长跳轨控制系统，其特征在于，还包括一轨数计数单元，计算一跨轨数量，以根据该平台预估位移与该跨轨数量来产生一激光束位移误差信号。
12.根据权利要求11所述的长跳轨控制系统，其特征在于 当该平台预估速度低于一第一速度临界值时，该激光束位移误差信号反馈至该二阶观察单元，使得该二阶观察单元以该第一闭回路控制来产生该平台预估速度与该平台预估位移；以及当该平台预估速度高于该第一速度临界值时，该激光束位移误差信号不反馈至该二阶观察单元，使得该二阶观察单元以该第一开回路控制来产生该平台预估速度与该平台预估位移。
13.根据权利要求12所述的长跳轨控制系统，其特征在于，该透镜控制器包括一透镜前馈控制器，根据该平台预估速度信号与该第一作用力信号而产生该第二作用力的一第一部份；以及一透镜反馈控制器，根据该激光束位移误差信号产生该第二作用力的一第二部份；其中当该平台预估速度低于一第二速度临界值时，该激光束位移误差信号反馈至透镜反馈控制器，使得该透镜控制器以该第二闭回路控制来产生施加至该透镜的该第二作用力，该第二作用力等于该第一部份与该第二部份的总和；以及当该平台预估速度高于该第二速度临界值时，该激光束位移误差信号不反馈至透镜反馈控制器，使得该透镜控制器以该第二开回路控制来产生施加至该透镜的该第二作用力， 该第二作用力等于该第一部份。
14.根据权利要求13所述的长跳轨控制系统，其特征在于，还包括一第一开关，根据该平台预估速度而控制该第一开回路控制与该第一闭回路控制间的一第一切换；以及一第二开关，根据该平台预估速度而控制该第二开回路控制与该第一闭回路控制间的第二切换；其中，该第一切换与该第二切换不同步。
15.根据权利要求14所述的长跳轨控制系统，其特征在于当处于一加速状态时，该第一闭回路控制切换至该第一开回路控制的一第一时间点晚于该第二闭回路控制切换至该第二开回路控制的一第二时间点；以及当处于一减速状态时，该第一开回路控制切换至该第一闭回路控制的一第三时间点早于该第二开回路控制切换至该第二闭回路控制的一第四时间点。
16.根据权利要求10所述的长跳轨控制系统，其特征在于，该增益控制单元根据一控制增益以及该平台预估速度信号与该平台参考速度信号间的一差值而产生该第一作用力信号给该二阶观察单元与该透镜控制器。
全文摘要
本发明是一种光学信息再生/记录系统的长程寻轨控制系统及其方法。该长程寻轨控制方法，应用于包括一透镜与一平台的一光学信息再生/记录系统中。该方法包括得到一平台预估速度、一平台预估位移、一平台参考速度与施加至该平台的一第一作用力；依据该平台预估速度，决定以一第一开回路控制或一第一闭回路控制来产生该平台预估速度与该平台预估位移；依据该平台预估速度，决定以一第二开回路控制或一第二闭回路控制来产生施加至该透镜的一第二作用力；以及依据该第一作用力与该第二作用力来推动该平台与该透镜。
文档编号G11B7/085GK102169699SQ201010135180
公开日2011年8月31日 申请日期2010年2月26日 优先权日2010年2月26日
发明者戴诗芃, 陈宣儒 申请人:联咏科技股份有限公司