利用驅動電流分布進行速度控制的製作方法

2023-06-27 12:04:01

專利名稱：利用驅動電流分布進行速度控制的製作方法
相關申請本專利申請是2003年1月月17日提交的序號No.10/347,074的題為″無光道光碟表面徑向位置的對準″的美國專利申請的部分繼續申請，所述美國專利申請附此作參考。
背景諸如小光碟(CD)等光碟是一種電子數據存儲介質，它可以利用低功率雷射束進行寫入和讀出。光碟技術首先出現在CD市場，它一般用來以數字形式的電子方式記錄、存儲和重放音頻、視頻、正文及其他信息。數字萬用光碟(DVD)是另一種最新類型的光碟，它一般地用於存儲和重放電影，因為它能夠在和CD相同的空間存儲多得多的數據。
小光碟最初是只讀存儲介質，把數字數據作為通過複雜的製造過程印入透明的聚碳酸酯塑料片上的凸塊和平坦區域的圖案加以存儲。但是，現在利用能夠把數字數據燒入CD-R(可重新記錄的光碟)和CD-RW(可重寫的CD)的CD重放機，普通的用戶可以燒制他們自己的CD。
因為例如，用戶要求更方便地識別他們自己記錄的光碟，所以繼續要開發一種方法，能給帶有正文和圖像的這樣的光碟的非數據面加上標記。標記光碟的基本方法包括用一個持久的標記(例如，Sharpie標記)或者列印輸出貼紙標籤並將其粘貼在所述光碟的非數據面上。所研製的在傳統的CD重放機上實現的其它物理的標記方法包括噴墨、熱臘轉印和熱染色轉印方法。再一些方法是在傳統的CD重放機上使用雷射來標記特殊製備的CD表面。這樣的方法同樣適用標記CD和DVD。
標記圖像可以通過用雷射束沿著圍繞光碟的同心圓形光道，著色在光碟的(亦即，非數據面或者頂面)的標籤面上。對於每一個光道，都用恆定的大小和光密度的光點按照所述光道的標記數據利用雷射加標記。心軸轉速按照介質(亦即，光碟的覆層)響應來自雷射的能量(亦即，改變顏色)所用的時間進行調整。但是，介質響應時間可能要求心軸速度足夠緩慢，這給心軸馬達轉速的準確性提出一個約束。
CD驅動器一般使用帶有整數位置編碼器的低廉的3相馬達作為電機驅動方法。三個內建的利用霍耳傳感器信號的上升沿和下降沿的霍耳效應編碼器通過18個反饋位置提供速度檢測。典型轉速，在1000RPM的數量級的速度準確性可以用這種程度的反饋適當地維持不變。但是，在較慢的轉速下，諸如有益於給光碟標籤面加標記的轉速下，要維護速度準確性，霍耳傳感器的反饋位置的數量就太少了。
因此，需要一種更可靠和可重複的速度控制。
概要用來自光碟標籤面的定時信息產生驅動電流分布。為了在不存在定時信息的情況下維護光碟的轉速，可以把驅動電流分布施加在心軸馬達上。
附圖的簡短說明在所有的附圖中同樣的標號指類似的部件和特徵。


圖1舉例說明示例性光碟介質標記系統。
圖2舉例說明作為圖1示例性光碟介質標記系統的部件的光碟驅動系統的示例性實施例。
圖3舉例說明具有示例性反射圖案的光碟介質的示例性實施例。
圖4舉例說明示例性定時圖，表示與示例性反射圖案相關的示例反射信號、它的相應的定時/時鐘信號和示例霍耳傳感器信號。
圖5舉例說明示例性驅動電流分布。
圖6-10是流程圖，舉例說明適合於在光碟介質標記系統中實現自適應前饋心軸速度控制的示例性方法。
詳細說明概述以下的討論針對光碟介質標記系統和通過準確地控制心軸的轉速，特別是在低RPM下便於標記光碟的方法。光碟系統通過讀取(亦即，利用雷射讀取)位於光碟的標籤面的反射圖案，產生定時信息。定時信息提供精細的定時增量，使所述系統能在非常低的RPM下控制心軸速度。在學習階段過程中，所述系統在維持特定的心軸轉速的同時，按照每個精細的定時增量記錄施加在心軸馬達上的平均驅動電流。驅動電流分布從記錄的驅動電流值，包括來自霍耳傳感器的信號邊沿數據產生，後者使所述分布中的電流值與心軸的絕對角位置同步。當學習階段完成而且所述系統不再訪問光碟上的反射圖案(例如，當雷射標記所述光碟的標記區域)時，利用電流分布來控制施加在心軸馬達上的驅動電流。驅動電流分布保持心軸速度，而同時從霍耳傳感器接收的信號邊沿數據，使所述心軸的角位置與驅動電流分布保持同步。
示例性系統環境圖1舉例說明適用於實現自適應前饋心軸速度控制的示例性光碟介質標記系統100。示例性光碟介質標記系統100包括光碟介質標記裝置102和顯示裝置104。可以以獨特的用於標記光碟介質的裝置的形式來實現光碟介質標記裝置102。作為另一方案，光碟介質標記裝置102可以結合成光學介質重放機或者驅動器(諸如可寫小光碟(CD)重放機，後者用來標記光碟以及把數據記錄在CD-R(可重新記錄的CD)和/或CD-RW(可重寫CD)上)的一部分。這樣的可寫CD裝置可以包括例如獨立的音頻CD重放機，它是音頻系統的外圍部件；CD-ROM驅動器，它結合成PC(個人計算機)上的標準設備；DVD(數字萬用光碟)重放機和任何數目類似的實施例。
光碟介質標記裝置102包括一個或多個處理器106(例如，任何微處理器、控制器等等)，它處理不同的指令來控制光碟介質標記裝置102的運行，並與其它電子和計算裝置通信。光碟介質標記裝置102可以用一個或多個存儲器部件實現，其示例包括隨機存取存儲器(RAM)108、硬碟存儲裝置110和非易失性存儲器112(例如，只讀存儲器(ROM)114、快閃記憶體存儲器、EPROM、EEPROM等中的任何一種或多種)。
盤式存儲裝置110可以包括任何類型磁的或光學的存儲裝置，諸如硬碟驅動器、磁帶、可重新記錄的和/或可重寫的小光碟(CD)、DVD、DVD+RW等等。一個或多個存儲器部件提供數據存儲機制來存入不同的信息和/或數據，諸如用於光碟介質標記裝置102的配置信息、圖形用戶接口信息和與光碟介質標記裝置102運行方面有關的任何其它類型的信息和數據。光碟介質標記裝置102替代的實現方案可以包括處理範圍和存儲器能力，而且可以包括任何數目的不同於圖1所舉例說明的存儲器部件。
光碟介質標記裝置102包括固件116，以存儲在只讀存儲器114中的永久存儲器模塊的形式或者利用光碟介質標記裝置102中的其它部件(諸如處理器106的部件)來實現固件116。固件116是編程了的，與光碟介質標記裝置102一起出售，以便協調光碟介質標記裝置102內硬體的操作，並包含用來完成這樣的操作的程序結構。
作業系統118和一個或多個應用程式可以存儲在非易失性存儲器112中，並在處理器106上執行，以便提供運行時的環境。運行時的環境，通過允許定義不同的接口，便於光碟介質標記裝置102擴展，而接口本身又允許應用程式與光碟介質標記裝置102互相作用。在所述示例中，應用程式包括標記設計應用程式120、圖像處理應用程式122和印刷控制應用程式124。
標記設計應用程式120產生標記設計用戶接口126，用於在顯示裝置104上顯示，從所述顯示裝置用戶可以建立要再現在光碟介質(諸如光碟)上的標記圖像。用戶可以指定或者拖放正文、背景用的位像、數字照片、圖形或符號和/或它們的任何組合，以便在用戶接口126上建立標記圖像。
圖像處理應用程式122處理用標記設計用戶接口126建立的標記圖像，以便產生標記圖像數據和雷射控制數據，來控制光碟介質，諸如光碟介質218(圖2和3)的同心圓形光道。例如，可以把標記圖像的連續色調RGB(紅、綠和藍)的矩形光柵圖形轉換為同心圓形光道。所述曲線光柵被顏色映射和分離為列印顏色通道KCMY(黑、青、深紅和黃色)或者灰度。所述數據流作為雷射控制數據被格式化並用其它控制命令增強，以便控制光碟介質標記裝置102來把標記再現在光碟介質218上(圖2和3)。產生標記文件，它可以通過通信送到控制器，其中所述標記文件被分解，以便控制標記機構。作為另一方案，可以產生同心圓形光道並一次一個光道地流向光碟介質標記裝置102，以便利用帶有所述裝置的再現處理的主機處理。
印刷控制應用程式124確定第一光道的半徑和後來的光道間隔。確定第一光道的半徑和光道間隔之後，印刷控制應用程式124確定哪一個標記圖像數據對應於每一個相應的光道。在一個坐標系中指定雷射標記沿著特定光道的位置，其中以半徑距離和沿著每一個相應的光道的距離來定義所述同心圓形光道。
光碟介質標記裝置102包括光碟驅動系統128，後者用來在光碟介質(亦即，光碟)的表面加標記，諸如在光碟218(圖2和3)的標籤面216(例如，非數據面)上再現標記圖像。下面參照圖2進一步描述光碟驅動系統128。
光碟介質標記裝置102還包括一個或多個通信接口130，可以用於下串行和/或並行接口中的任何一個或多個的形式來實現所述通信接口130無線接口、任何類型的網絡接口和任何其它類型的通信接口。無線接口使光碟介質標記裝置102能從輸入裝置，諸如從遙控裝置或者從其他紅外線(IR)、802.11、藍牙或者類似的RF輸入裝置接收控制輸入命令及其他信息。網絡接口提供光碟介質標記裝置102和數據通信之間的連接、它允許其它電子和計算裝置耦合到共同的數據通信網絡上，以便通過網絡向光碟介質標記裝置102發送標記圖像數據及其他信息。類似地，串行和/或並行接口在光碟介質標記裝置102和其他電子或者計算裝置之間提供數據通信路徑光碟介質標記裝置102可以包括用戶輸入裝置132，後者可以包括鍵盤、指示器、用戶控制面板上的可選的控制和/或其它機制，以便與光碟介質標記裝置102進行交互作用並向其輸入信息。光碟介質標記裝置102還包括音頻/視頻處理器134、後者產生用於顯示在顯示裝置104的顯示內容，並且通過播放裝置，諸如一個或多個揚聲器(未示出)產生播放的音頻內容。音頻/視頻處理器134可以包括顯示控制器，它處理顯示內容以便在顯示裝置104上顯示相應的圖像。可以以圖形處理器、微控制器、集成電路和/或類似的視頻處理部件的形式實現顯示控制器，以便處理所述圖像。視頻信號和音頻信號可以通過RF(射頻)連結、S視頻連結(S-video link)、組合視頻連結、分量視頻連結或者其它類似的通信鏈路從光碟介質標記裝置102傳送到顯示裝置104。
儘管圖中分開地示出光碟介質標記裝置102的一些部件，但是可以以專用集成電路(ASIC)來實現這些部件。另外，系統總線(未示出)一般連接光碟介質標記裝置102中的不同的部件。可以以若干類型的總線結構(包括存儲器總線或者存儲器控制器、外圍總線、加速圖形埠或者利用各種各樣的總線體系結構中的任何一個的本地總線)中的一個或多個來實現系統總線。另外，光碟介質標記裝置102可以與主機處理器共享系統總線。
示例性實施例圖2舉例說明光碟驅動系統128的示例性實施例，後者作為示例性光碟介質標記裝置102的部件示於圖1。光碟驅動系統128具有包括滑架204的雷射組合件202，滑架204支撐雷射器206；光學拾取裝置(OPU)208；雷射聚焦透鏡210；以及透鏡支架212。
雷射束214由雷射器206產生並聚焦在光碟介質218的標籤面216上。雷射束214建立對應於標記圖像數據的雷射標記，以便在光碟介質218上再現所述標記的圖像。
光碟驅動系統128包括心軸馬達220、滑架馬達222和控制器224。一般，可以以使用上面就圖1光碟介質標記系統100討論的不同部件的組合的印刷電路板的形式來實現控制器224。相應地，控制器224包括處理器226，用於處理來自存儲在存儲器228不同部件的計算機/處理器可執行的指令。處理器226一般是一個或多個上面就圖1的光碟介質標記系統100討論的處理器106。類似地，存儲器228一般是圖1光碟介質標記系統100的非易失性存儲器112和/或固件116。
雷射驅動程序230、滑架驅動程序232和心軸驅動程序234存儲在存儲器228中並可在處理器226上執行。儘管在圖2的實施例中以存儲在存儲器228並可在處理器226上執行的軟體部件的形式來表示這些部件，但是它們也可以是固件或者硬體部件。
一般，心軸驅動程序234驅動心軸馬達220，以便通過心軸236控制光碟218的轉速。心軸驅動程序234結合滑架驅動程序232運行，滑架驅動程序232驅動滑架馬達222，以便控制雷射組合件202沿著滑架驅動機構238的相對於光碟218的徑向位置。在一個實現方案中，控制光碟218的轉速和雷射組合件202的徑向位置，以便在標籤面216以恆定的線速度移動通過雷射束214時把雷射標記寫在光碟218上。下面就通過與OPU 208、學習算法240、驅動電流分布242和心軸馬達220的相互作用實現自適應前饋心軸速度控制，更具體地討論心軸驅動程序234。
雷射驅動程序230控制雷射束214的激發，以便把與標記圖像對應的雷射標記寫在光碟介質218上。可以以光檢測器的形式實現光學拾取裝置(OPU)208，所述光檢測器向雷射驅動程序230提供雷射焦點反饋。另外，雷射驅動程序230控制雷射束214的強度，以便當把光碟適當定位使得數據面244經過雷射束214時，讀出保存在光碟218數據側244上的數據。
計算裝置接口246使光碟驅動系統128的控制器與其他電子或者計算裝置接口，以便接收標記圖像數據或者標記文件(未示出)。可以以ATAPI(先進技術附加接口)的形式來實現計算裝置接口246，ATAPI是許多小型計算機並行或者串行裝置接口中的一種。另一種普通的計算機接口是SCSI(小型計算機系統接口)，它是統一的在計算機上裝入外圍設備用的通用裝置接口。SCSI定義命令的結構、執行命令的方法和處理狀態的方法。其它不同的物理接口包括並行接口、光纖信道、IEEE 1394、USB(萬用串行總線)和ATA/ATAPI。ATAPI是命令執行協議，用在ATA接口上，使得CD-ROM和磁帶驅動器可以通過同一個ATA電纜與ATA硬碟驅動器連接。ATAPI裝置一般地包括CD-ROM驅動器、可重新記錄的CD驅動器、可重寫CD驅動器、DVD(數字萬用光碟)驅動器、磁帶驅動器、超級軟盤驅動器(例如，ZIP和LS-120)等等。
如上所述，心軸驅動程序234通過與OPU 208、學習算法240、驅動電流分布242和心軸馬達220的相互作用，實現心軸自適應前饋速度控制。一般，心軸自適應前饋速度控制使心軸(因而，和光碟218)速度即使在非常低的RPM下也能夠準確控制。在低RPM下可靠的控制減輕當用雷射束214在光碟218的標籤面216加標記時遇到的各種問題。這樣的問題涉及光碟介質標籤面216響應雷射束214改變顏色可能需要的較長的時間。
先有技術解決與介質響應時間有關的問題的方法，包括在光碟218維持典型運行轉速的同時，在光碟218旋轉許多圈/遍時在同一光點重複加標記。但是，先有技術的方法要求光學介質盤218使用反應較慢的熱致變色或者光致變色化學，而且假定各遍(亦即，光碟218旋轉的各圈)之間光密度不衰落。相應地，在非常低的RPM下可靠地控制心軸速度(因而，和光碟218的速度)的能力對光碟介質標記裝置102中標記光碟218是有利的。
在光碟驅動系統128正常運行過程中，諸如在檢索數據光碟218的同時，典型的心軸轉速處於1000RPM(轉/分)的數量級。但是，當在光碟218的標籤面216上加標籤時，有益於在標籤面216的外徑上加標記的最小心軸轉速可以處於例如25RPM的數量級。最小心軸轉速與在雷射束214在光碟218的外徑上加標記時光碟218標籤面216通過雷射束214而運動的所需的恆定線速度相聯繫。為了在標記過程中維持所需的恆定線速度，所述心軸的轉速隨著雷射移向光碟218的內徑而增大，直至它達到光碟標記用的本地最大心軸轉速為止。因而，儘管標籤面216相對於雷射束214的線速度在光碟218的標記過程中可能保持恆定，但心軸轉速從相對較低的最小RPM(例如，25RPM)變化到相對較低的最大RPM(例如，75RPM)。
利用當前可用的來自心軸馬達220中的霍耳傳感器的信號信息，準確地維持標記光碟218所需的相對較低的、最小和最大心軸轉速是困難的。在具有12個轉子磁極的典型3相心軸馬達220中，3個霍耳傳感器和12個轉子磁極的結合產生18個反饋位置。每一個反饋位置的信號上升沿和下降沿導致在心軸236旋轉一圈(這一般地對應於光碟218旋轉一圈)過程中產生36個霍耳信號邊沿，光碟驅動系統128可以利用所述36個霍耳信號邊沿來控制心軸速度。儘管這種反饋數量在典型運行速度(例如，在1000RPM的數量級)下對控制心軸速度是適當的，但是對於準確地維持給光碟218加標記時所需的低心軸速度卻是不適當的。
因此，在心軸自適應前饋速度控制的學習階段上，心軸驅動程序234使用精細的定時信息來控制流向心軸馬達220的驅動電流。所述精細定時信息，用圖2中的直線248表示，使心軸驅動程序234即使在非常低的RPM下也能夠控制心軸速度。如圖3所示，精細的定時信息是由位於光碟218的反射圖案產生的。
圖3舉例說明光碟218的示例，它具有示例性時鐘反射圖案300，起時鐘光道的作用，以便於產生在非常低的RPM下對控制心軸236的轉速有用的精細的定時信息。時鐘反射圖案300位於光碟218標籤面216上在光碟218的內徑302上。但是，反射圖案300不限於定位在光碟218的內徑302上。它還可以位於光碟218標籤面216的其他位置，最好在任何不幹擾所述光碟標記區域的區域，諸如在外徑304上。另外，儘管以輪輻圖案的形式舉例說明圖3的反射圖案300，但它不必限於這樣的圖案。因而，其它可以達到這裡描述的類似的時鐘光道效果的反射圖案也都可以適合於用作反射圖案300。
可以通過不同的過程，諸如絲網印刷、蝕刻或凹凸印，在光碟218上形成反射圖案300中的明暗圖案。反射圖案300的暗圖案區域代表光碟218上低反射性的陰暗區域，而亮圖案區域(亦即，不標記的區域)代表光碟218上高反射性的發亮區域。一般，利用雷射束214掃描光碟218上反射性改變的區域，通過OPU 208(圖2)產生反射信號，所述反射信號的振幅隨著正在被掃描的光碟218的區域的反射性的改變而改變。
圖3還提供光碟218內徑302上雷射束214光點的例圖，以及代表光碟驅動系統128的滑架驅動機構238的假想路徑，雷射束214沿著所述路徑穿過內徑302和外徑304之間的光碟218半逕行走，而同時給光碟218的標籤面216加標記。
圖4表示定時圖的示例，該圖示出示例性反射信號400和相應的精細定時/時鐘信號402，這些信號可以通過OPU 208在雷射束214經過反射圖案300時產生。精細定時/時鐘信號402的每一個信號邊沿404都與旋轉光碟218的一個角位置相聯繫。圖4還示出來自心軸馬達220中的霍耳傳感器的霍耳傳感器信號406信息的示例。所述霍耳傳感器的每一個信號邊沿408都與光碟218在其上旋轉的心軸的一個角位置236相聯繫。霍耳信號邊沿408為較細的時鐘信號邊沿404提供基準點，並且如下面進一步討論的，用來通過時鐘信號邊沿404使心軸的角位置236與驅動電流分布242內的驅動電流值同步。
參見圖3和4，在心軸自適應前饋速度控制的學習階段過程中，雷射束214定位在光碟218的內徑302上，使得光碟218旋轉時反射圖案300在雷射束214的上面通過。因為光碟218在箭頭306的方向上旋轉，例如，光碟驅動系統128上的OPU 208拾取從反射圖案300反射的光，並產生反射信號400。OPU 208通過例如比較器電路(未示出)處理反射信號400，產生精細的時鐘信號402，也用圖2的直線248表示。心軸驅動程序234從OPU 208接收精細時鐘信息248、402，並且利用精細時鐘信息248、402來確定光碟218的轉速，後者本身又表示心軸236的轉速。精細時鐘信息248、402使心軸驅動程序234能夠準確地把心軸轉速維持在一有益於在光碟218上寫入標記的低RPM上。心軸驅動程序234通過控制驅動心軸馬達220的驅動電流的電平保持所需的心軸轉速。
除接收精細時鐘信息248、402以外，心軸驅動程序234還從心軸馬達220接收霍耳傳感器信息250。霍耳傳感器信息的一個示例以信號406的形式示於圖4。霍耳傳感器信號406用來代表把來自心軸馬達220上3個霍耳傳感器的數據組合在一起的積分信號。正如上面討論的，具有12個轉子磁極的典型的3相心軸馬達220提供18個反饋位置和36個霍耳信號邊沿。示於圖4的霍耳傳感器信號406用來表示許多精細時鐘信號邊沿404出現在每一霍耳信號邊沿408之間。因而，示於圖4的霍耳傳感器信號406圖解說明，相對於精細得多的時鐘信息402，只有2個霍耳傳感器反饋位置(亦即，4個霍耳信號邊沿408)。心軸236旋轉時，每一個霍耳信號邊沿408代表心軸236的一個絕對角位置。應該指出，圖4僅僅用來作為示例，而且霍耳信號邊沿408相對於來自精細時鐘信號402的時鐘信號邊沿404的數量，會隨著圖4圖解說明的內容而顯著變化。
在心軸自適應前饋速度控制的學習階段過程中，學習算法(圖2)從OPU 208接收精細時鐘信息248、402，以及從心軸驅動程序234接收驅動電流信息和霍耳傳感器信號250、406信息。學習算法240使用這個信息建立驅動電流分布242。驅動電流分布242可以表達為一個信息表，諸如圖5所表示的。
圖5的驅動電流分布242包括記錄的驅動電流數據，用位於標記為ID的一列中的電流值C00-C0N表示。ID列代表在學習階段過程中在雷射束214在光碟218內徑302處經過反射圖案300時記錄的電流值。圖5的驅動電流分布242還包括內插的驅動電流數據，用標記為R1-OD各列中的電流值C10-CNN表示。列R1、R2等等代表針對光碟218的內徑302和外徑304之間半徑增量的電流內插值。OD列代表光碟218外徑304上的電流內插值。
在學習階段過程中，在雷射束214在光碟218的內徑302處經過時鐘反射圖案300時，學習算法240記錄ID列中的驅動電流值C00-C0N。對於每一個時鐘邊沿404(亦即，CK1-CKN)，在驅動電流分布242上記錄相應的驅動電流值。因為每一個時鐘邊沿404(亦即，CK1-CKN)代表心軸236旋轉時光碟218的一個絕對角位置，所以每一個時鐘邊沿404的絕對角位置具有驅動電流分布242內記錄的一個相應的驅動電流值。應該指出，每一個驅動電流值(亦即，C00-C0N)一般是光碟218旋轉幾圈時採集的幾個樣本的平均值。因而，所述學習階段一般包括光碟218的3圈或更多圈，光碟為每一個時鐘邊沿404提供若干個驅動電流值。學習算法240在學習階段過程中對每一個時鐘邊沿404對所述驅動電流值求平均，並記錄驅動電流分布242上所述平均驅動電流值(亦即，C00-C0N)。
驅動電流分布242的R1-OD列中內插的驅動電流值C10-CNN不是記錄的值。相反，它們是由學習算法240算出的值。內插的驅動電流值C10-CNN在所述學習階段完成之後，由心軸驅動程序234使用。在光碟218加標記的過程中，心軸驅動程序234使用電流值C10-CNN來維持適當的心軸轉速。在雷射束214在光碟218的標記區域加標記的同時，不訪問光碟218內徑302處的時鐘反射圖案。因而，學習算法240根據心軸236的RPM對於雷射束214的每一個半徑增量(亦即，R1，R2等)計算驅動電流值C10-CNN，這將在旋轉的光碟218的標籤面216和雷射束214之間維持恆定的線速度。為了為所述雷射在光碟218內徑302和外徑304之間加標籤時維持恆定的線速度，在雷射以半徑增量在內徑302和外徑304之間步進時，必須連續調整心軸236的轉速(亦即，RPM)。因此，所述學習算法記錄光碟218內徑302處的驅動電流值C00-C0N，然後使用所述記錄值內插適當調整心軸236轉速(亦即，RPM)所需要的其餘的驅動電流值C10-CNN，以便在標籤面216和雷射束214之間針對每一個增量標記半徑(亦即R1-OD)維持恆定的線速度。由學習算法完成的確定內插的驅動電流值C10-CNN的實際的計算，本專業的技術人員很容易理解。
光碟218在多大程度上保持與心軸236對準，驅動電流分布242中的內插的驅動電流值C10-CNN就在多大程度上向心軸驅動程序234提供準確的驅動信息來控制標記過程中光碟218的轉速。但是，若光碟218相對於心軸236的角位置滑動，則分布242中的驅動電流值與在學習階段過程中記錄的(或者內插的)精確的心軸的角位置236不再匹配。因此，驅動電流分布242還包括來自霍耳傳感器信號406的霍耳信號邊沿408信息，作為維持分布242中的驅動電流值和心軸236絕對位置之間的同步的一個辦法。
示於圖5的霍耳信號邊沿408的每一項一般地都代表來自圖4的定時圖的霍耳信號邊沿408。因而，每一個霍耳信號邊沿408都在特定的時鐘邊沿404或者在接近於特定的時鐘邊沿404處被同步。在給光碟218加標記過程中，心軸驅動程序234從驅動電流分布242接收輸入信號，所述輸入信號用來通過心軸馬達220維持適當約心軸速度。在光碟218的標記過程中，心軸驅動程序234還接收實時霍耳傳感器信號250、406信息(亦即，霍耳信號邊沿408數據)。心軸驅動程序234把實時霍耳信號邊沿408數據與記錄在驅動電流分布242的霍耳信號邊沿408比較，以便確定分布242中的驅動電流值是否與心軸236的絕對位置適當同步。若實時霍耳信號邊沿408不落在從驅動電流分布242確定的預期的位置，則心軸驅動程序234知道，光碟218已經偏離與心軸236的同步。於是心軸驅動程序234移動分布242中的驅動電流值，使得它們對霍耳信號邊沿408的數據重新同步。
移動分布242中的驅動電流值可以包括把向心軸馬達220施加的驅動電流值提前或延遲。因而，例如，可以把驅動電流分布242中帶有相應的時鐘邊沿404(例如，CK1-CKN)的電流值(亦即C00-C0N)比它的相應的時鐘邊沿404略為提前或略為延遲地加到心軸馬達220上，以便適當地使所述驅動電流值與心軸驅動程序234剛收到的實時霍耳信號邊沿408數據同步。驅動電流值施加於心軸馬達220的提前或者延遲，此後還影響來自驅動電流分布242的後來的驅動電流值的施加。因而，心軸驅動程序234移動分布242中的驅動電流值，使得它們對霍耳信號邊沿408數據重新同步。
示例性方法現將首先參照圖6-10的流程圖描述用於在光碟介質標記系統中實現心軸自適應前饋速度控制的示例性方法。所述方法一般地適用於上面就圖1-5討論的示例性實施例。所描述的方法的要素可以通過任何適當的裝置，包括例如通過ASIC上的硬體邏輯塊或者通過執行定義在處理器可讀介質中的處理器可讀指令來完成這裡使用的″處理器可讀介質″可以是包含、存儲、交換、傳播或者傳送由處理器使用或者執行的指令的任何裝置。處理器可讀介質，在不加限制的情況下，可以是電子、磁的、光學的、電磁的、紅外線的或者半導體系統、設備、裝置或者傳播介質。處理器可讀介質的更具體的示例包括(除其他以外)具有一根或多根導線的電氣(電子的)連接、可攜式計算機軟磁碟(磁的)、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、可擦除可編程的只讀存儲器(EPROM或者快閃記憶體存儲器)、光學纖維(光學的)和可攜式小光碟只讀存儲器(CDROM)(光學的)。
圖6表示用於在光碟介質標記系統中實現心軸自適應前饋速度控制的示例性方法600。在方框602，光碟驅動系統128根據來自光學介質光碟218的標籤面的定時信息，產生驅動電流分布242。所述定時信息是從一般位於光碟218的內徑302的精細地增量的反射圖案300產生的。反射圖案300的小的增量有助於產生定時信息，所述定時信息包括相對時間分鐘時鐘脈衝(relatively temporally minuteclock pulse)，所述相對時間分鐘時鐘脈衝提供一種在非常低的轉速(諸如在給光碟218標籤面216加標記的過程中所需的轉速)下控制把心軸236的速度的辦法。
驅動電流分布242一般提供在學習階段過程中記錄的施加在心軸馬達220上的驅動電流值的歷史，用於維持光碟218和光碟218裝於其上的心軸236的特定的轉速(例如低轉速)。如以下在一個後來的示例性方法700中討論的，除在所述學習階段過程中實際上施加在心軸馬達220上的記錄的驅動電流值以外，驅動電流分布242包括附加的內插的驅動電流值，它是根據記錄的驅動電流值和在它的內徑302和它的外徑304之間改變光碟218的半徑增量算出的。一般算出所述內插的驅動電流值，以便產生(亦即，通過心軸馬達220)每一個半徑增量下維持標記光碟218的標籤面216所需的恆定的線速度的心軸轉速。
在示例性方法600的方框604，光碟驅動系統128通過向心軸馬達220施加驅動電流分布242來保持光碟218的轉速。心軸驅動程序234把來自驅動電流分布242的驅動電流施加於心軸馬達220，以便在不存在定時信息的情況下，維持所需的心軸轉速。當光碟驅動系統128正在光碟218的標籤面216進行標記處理時，它不再訪問用來產生精細定時信息的反射信號300。因而，用驅動電流分布242來驅動心軸馬達220，並產生光碟218每一個半徑增量的心軸轉速，所述心軸轉速一般在光碟和標籤面216與雷射束214之間維持一個給光碟218加標記所需的恆定的線速度。
圖7表示示例性方法700，方法700可以是用於在光碟介質標記系統上實現心軸自適應前饋速度控制的示例性方法600的一部分。因此，方法700是指從方法600的方框602開始。示例性方法700一般地在光碟驅動系統128的學習階段過程中完成，此時訪問位於光碟218光碟標籤面216的反射圖案300。在方框702，光碟驅動系統128把驅動電流值記錄到驅動電流分布242中。記錄的驅動電流值是施加在心軸馬達220以便在存在定時信息的情況下(亦即，在學習階段過程中當訪問光碟218的反射圖案300時)維持所需的心軸轉速(例如低轉速)的驅動電流量。
在示例性方法700的方框704，根據記錄的驅動電流值和光碟218d的內徑302和外徑304之間的改變的半徑增量，算出內插的驅動電流值。一般算出內插的驅動電流值，以便產生(亦即，通過心軸馬達220)每一個半徑增量下在光碟218的標籤面216和雷射束214之間維持適用於給光碟218加標記的恆定的線速度。在方框706，把內插的驅動電流值與定時信號相關地記錄到驅動電流分布242中。因而，內插的驅動電流值被與所述定時信號的每一個增量相關地記錄在分布242中。
在方框708，監測來自心軸馬達220的霍耳傳感器信號。霍耳傳感器信號的邊沿與光碟218在其上旋轉的心軸236的角位置相關。因此，可以把霍耳傳感器信號記錄到驅動電流分布242中以便提供使分布242中記錄的驅動電流值與心軸236的角位置同步的基準點。相應地，在方框710，把霍耳傳感器信號與所述定時信號相關地記錄到驅動電流分布242中。
圖8表示示例性方法800，它可以是在用於光碟介質標記系統中實現心軸自適應前饋速度控制的示例性方法600的一部分。因此，方法800是指方法600的方框602。示例性方法800一般地在光碟驅動系統128的學習階段過程中完成，其中訪問位於光碟218的標籤面216的反射圖案300。在方法800的方框802，光碟驅動系統128利用雷射器206(亦即，雷射束214)掃描光碟218上的反射圖案300。光碟218的掃描包括旋轉光碟218、在光碟218的標籤面216旋轉經過所述雷射束時使雷射束照射在反射圖案，接收從光碟218上的反射圖案300反射回來的光(亦即，用光學拾取裝置208)。
在方框804，光碟驅動系統128的光學拾取裝置(OPU)208從所述掃描產生反射信號。所述反射信號是和信號，它是根據從OPU 208的若干元件接收的組合的反射光產生的。在方框806，把所述反射信號轉換為定時信號。這種轉換可以例如由位於OPU 208中的比較器線路完成。在方框808，調整施加在心軸馬達220的驅動電流量，以便達到心軸236的所需的轉速(例如，低轉速)。調整施加在心軸馬達220的驅動電流量以便達到所需的轉速的工作，包括確定心軸236當前的轉速。然後算出當前的轉速和所需的轉速之間的誤差。然後改變(例如，一般增大)施加在心軸馬達220的驅動電流，直至誤差基本上下降為零。
在方框810，把驅動電流值與所述定時信號相關地記錄到驅動電流分布242中。一般，在所述定時信號的每一個時鐘邊沿，把用來驅動心軸馬達220達到所需的轉速的驅動電流值，與所述時鐘邊沿相關地加以記錄。如以下參照圖9的方法900討論的，記錄的驅動電流值一般是在光碟驅動系統128的學習階段過程中採集的幾個樣本值的平均值。
圖9表示記錄驅動電流值的示例性方法900，它可以是用於在光碟介質標記系統中實現心軸自適應前饋速度控制的示例性方法600的一部分。方法900是指方法800的方框810。示例性方法900一般在光碟驅動系統128的學習階段過程中完成，其中訪問位於光碟218的標籤面216上的反射圖案300。在方法900的方框902，光碟驅動系統128記錄與從反射圖案300產生的定時信號的每一個時鐘邊沿相聯繫的多個驅動電流值。多個驅動電流值中的每一個都與光碟驅動系統128學習階段過程中光碟218旋轉多圈中的一圈對應。在方框904，求每一個時鐘邊沿的多個驅動電流的平均值，以便計算所述時鐘邊沿的平均驅動電流值。在方框906，把所述平均驅動電流值與所述定時信號的相應的時鐘邊沿相關地記錄入驅動電流分布242中。
圖10表示示例性方法1000，它可以是用於在光碟介質標記系統中實現心軸自適應前饋速度控制的示例性方法600的一部分。因此，方法1000是指方法600的方框604。示例性方法1000一般在光碟驅動系統128的學習階段之後完成，其中不再訪問位於光碟218的標籤面216上的反射圖案300。因而，示例性方法1000一般在標記光碟218的標籤面216的過程中完成。在方框1002，光碟驅動系統128監視來自心軸馬達220的實時霍耳傳感器信號。在方框1004，光碟驅動系統128的心軸驅動程序234確定所述實時霍耳傳感器信號是否與驅動電流分布242同步。所述確定工作一般包括把實時霍耳傳感器信號邊沿與從前已經在學習階段過程中記錄到驅動電流分布242中的霍耳傳感器信號邊沿加以比較，如上面就圖7的方法700討論的。在方框1006，若所述實時霍耳傳感器信號與驅動電流分布242不同步，則心軸驅動程序234相對於所述實時霍耳傳感器信號移動驅動電流分布。
移動驅動電流分布242可以包括提前或延遲把分布242中的驅動電流值施加在心軸馬達220上。例如，驅動電流分布242中帶有相應的時鐘邊沿404(例如，圖5的CK1-CKN)的電流值(例如，C00-C0N，圖5)，可以比相應的時鐘邊沿404略早或略晚地施加在心軸馬達220上，以便使所述驅動電流值與剛由心軸驅動程序234收到的實時霍耳信號邊沿同步。所述驅動電流值施加到心軸馬達220的提前或延遲，此後還會影響來自驅動電流分布242的後來的驅動電流值的施加。因而，心軸驅動程序234移動分布242中的驅動電流值，使得它們與所述實時霍耳信號邊沿重新同步。
儘管已經藉助於流程圖和與流程圖的方框相聯繫的正文公開了一個或多個方法，但應明白，這些方框不一定要按所呈現的順序完成，替代的順序也許得出類似的優點。另外，所述方法不是排他性的，而且可以單獨完成或者彼此結合完成。
儘管已經在結構特徵和/或方法操作上用具體的語言描述了本發明，但應明白，在後附的權利要求書中定義的本發明不一定限於所描述的這些具體的特徵或者操作。相反，具體的特徵和作是作為實現所需的發明的示例性形式公開的。
權利要求
1.一種處理器可讀介質，它包括針對以下步驟配置的處理器可執行的指令根據來自光碟(218)的標籤面(216)的定時信息(248、402)產生(602)驅動電流分布(242)；以及在不存在定時信息(248、402)的情況下，通過把所述驅動電流分布(242)加到心軸馬達(220)來維持(604)所述光碟(218)的轉速。
2.如權利要求1所述的處理器可讀介質，其中所述產生(602)步驟包括與所述定時信息(248、402)相關地把驅動電流值記錄到所述驅動電流分布(242)中，所述驅動電流值是施加在所述心軸馬達(220)上以便在存在定時信息(248、402)的情況下維持所需的心軸轉速的驅動電流量。
3.如權利要求2所述的處理器可讀介質，其中所述產生步驟包括計算(704)用於所述光碟(218)的內徑(302)和外徑(304)之間半徑增量的內插驅動電流值，所述內插驅動電流值是根據記錄的驅動電流值算出的；以及把所述內插驅動電流值與所述定時信息(248，402)相關地記錄(706)到驅動電流分布中。
4.如權利要求1所述的處理器可讀介質，其中所述產生步驟包括監測(708，1002)霍耳傳感器信號(250、406)；以及把所述霍耳傳感器信號(250、406)與所述定時信息(248、402)相關地記錄(710)到驅動電流分布(242)中。
5.如權利要求1所述的處理器可讀介質，其中所述產生步驟包括利用雷射(206，214)掃描(802)所述光碟(218)上的反射圖案(300)；從所述掃描產生(804)反射信號(400)；把所述反射信號(400)轉換為所述定時信息(248、402)；調整(808)施加在所述心軸馬達(220)上的驅動電流量，以便達到所需的心軸(236)轉速；以及與所述定時信息(248、402)相關地記錄(810)施加在所述心軸馬達(220)上的驅動電流值。
6.如權利要求5所述的處理器可讀介質，其中所述記錄(810)步驟包括與所述定時信息(248，402)的時鐘邊沿(404)相關地把每一個驅動電流值記錄(902)到所述驅動電流分布中。
7.如權利要求5所述的處理器可讀介質，其中每一個驅動電流值都是平均驅動電流值，所述記錄步驟包括對於所述定時信息(248、402)的每一個時鐘邊沿(404)，記錄所述光碟(218)相應的多轉過程中的多個驅動電流值；求所述多個驅動電流的平均值(904)，以便計算平均驅動電流值；以及與所述定時信息(248、402)的時鐘邊沿相關地把每一個平均驅動電流值記錄(906)到所述驅動電流分布中。
8.如權利要求1所述的處理器可讀介質，其中所述維持轉速步驟包括監測(1002)霍耳傳感器信號(250、406)；確定(1004)所述霍耳傳感器信號(250，406)是否與所述驅動電流分布(242)同步；以及若所述霍耳傳感器信號(250，406)與所述驅動電流分布(242)不同步，則相對於所述霍耳傳感器信號(250，406)移動(1006)所述驅動電流分布。
9.一種光碟驅動系統(128)，它包括雷射(206)，它配置成在光學介質光碟(218)的標籤面(216)再現圖像；心軸馬達(220)，用於旋轉光學介質光碟(218)安裝於其上的心軸(236)；以及心軸驅動程序(234)，它配置成根據從所述光學介質光碟(218)的標籤面(216)上的反射圖案(300)產生的定時信息(248，402)，控制在學習階段過程中施加在所述心軸馬達(220)上以便達到所述心軸(236)所需的轉速的驅動電流量。
10.如權利要求9所述的光碟驅動系統(128)，其中還包括一種學習算法(240)，所述學習算法(240)配置成在所述學習階段過程中，與所述定時信息(248、402)相關地，記錄施加在所述心軸馬達(220)的驅動電流值和從所述心軸馬達(220)接收的霍耳傳感器信號數據(250，406)。
11.如權利要求10所述的光碟驅動系統(128)，其中還包括驅動電流分布(242)，所述驅動電流分布(242)包括在所述學習階段過程中記錄的驅動電流值、霍耳傳感器信號數據(250，406)和定時信息(248，402)，所述心軸驅動程序(234)還配置成在所述學習階段之後把驅動電流分布(242)應用於所述心軸馬達(220)，以便在所述雷射(206)在所述光碟(218)的標籤面(216)上再現圖像時達到所述心軸(236)適當的轉速。
12.一種光碟讀寫裝置(102)，它包括如權利要求9所述的光碟驅動系統(128)。
13.一種光碟驅動系統(128)，它包括學習算法(240)，它配置成在學習階段過程中產生驅動電流分布(242)，所述驅動電流分布(242)包括與從光碟(218)的標籤面(216)上的反射圖案(300)產生的時鐘信號(402)的每一個邊沿(404)相聯繫的平均驅動電流值；心軸驅動程序(234)，它配置成把所述驅動電流分布(242)施加到心軸馬達(220)，以便當不能再訪問反射圖案(300)時，達到標記所述光碟(218)的標籤面(216)過程中所需的心軸轉速。
14.一種方法，它包括當雷射(206)可以接近來自光碟(218)的標籤面(216)的定時信息(400)時，產生(602)驅動電流分布(242)；以及把所述驅動電流分布(242)施加(604)於心軸馬達(220)，以便當所述雷射(206)不再可以接近所述定時信息(400)時，達到所述光碟(218)的轉速。
15.如權利要求14所述的方法，其中所述產生驅動電流分布的步驟包括從所述光碟(218)的標籤面(216)上的反射圖案(300)產生所述定時信息(400)；把所述定時信息(400)轉換為定時信號(248、402)；以及對於所述定時信號(248、402)的每一個脈衝，記錄施加在所述心軸馬達(220)上以便維持特定的轉速的驅動電流值。
16.如權利要求15所述的方法，其中所述產生驅動電流分布(242)的步驟還包括從所述心軸馬達(220)接收霍耳傳感器信號(250、406)；以及與所述定時信號(402)的脈衝有關地把霍耳傳感器信號邊沿(408)記錄在所述驅動電流分布(242)上。
17.如權利要求14所述的方法，其中施加所述驅動電流分布(242)的所述步驟包括監測(1002)來自所述心軸馬達(220)的霍耳傳感器信號(250、406)；確定來自所述霍耳傳感器信號(250，406)的霍耳傳感器信號邊沿數據(408)是否與存在於所述驅動電流分布(242)上的記錄的霍耳傳感器信號邊沿數據(408)同步；以及若所述霍耳傳感器信號邊沿數據(408)與存在於所述驅動電流分布(242)上的所述記錄的霍耳傳感器信號邊沿數據(408)不同步，則相對於所述霍耳傳感器信號(250，406)移動(1006)所述驅動電流分布(242)。
18.一種光碟驅動系統(128)，它包括用於從光碟(218)的標籤面(216)讀出定時信息(402)的裝置；用於根據所述定時信息(402)達到一定轉速的裝置；用於產生驅動電流分布(242)的裝置，所述驅動電流分布(242)包括施加在心軸馬達(220)以便達到所述轉速的驅動電流值；以及用於把所述驅動電流分布(242)施加於所述心軸馬達(220)，以便在不存在定時信息(402)的情況下達到所需的轉速的裝置。
19.如權利要求18所述的光碟驅動系統(128)，其中所述驅動電流值是平均驅動電流值，而用於產生驅動電流分布(242)的所述裝置包括用於在所述光碟(218)若干圈中每一圈過程中記錄(902)與所述定時信息(402)的每一個信號邊沿(404)相聯繫的若干驅動電流值的裝置；用於求與每一個信號邊沿相聯繫的所述多個驅動電流值求平均(904)以便計算平均驅動電流值的裝置；以及用於把與每一個信號邊沿(404)相聯繫的平均驅動電流記錄(906)到所述驅動電流分布(242)中的裝置。
全文摘要
利用來自光碟(218)的標籤面(216)的定時信息(400，402)產生驅動電流分布(242)。可以把驅動電流分布(242)加到心軸馬達(220)上，以便在不存在定時信息(400，402)時維持光碟(218)的轉速。
文檔編號G11B7/085GK1799093SQ200480014923
公開日2006年7月5日 申請日期2004年5月21日 優先權日2003年6月3日
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