利用擺動幅度判別光碟機系統中的不平衡碟片的方法
2023-05-15 08:40:26
專利名稱：利用擺動幅度判別光碟機系統中的不平衡碟片的方法
技術領域：
本發明涉及一種判別計算機光碟機系統中的不平衡碟片的方法，特別是關於一種利用不同碟片旋轉時其偏擺量的不同來判斷出碟片為不平衡碟片或者為一般碟片的方法。
背景技術：
光碟機伺服控制系統(servo control system)的目的，在於精準地控制聚焦物鏡(objective lens)的位置，使碟片在因旋轉而產生上下及左右偏擺時，依舊能將雷射的聚焦點維持在碟片數據層上，從而產生光學反射信號，該信號包含數位訊號的源信號，以及伺服控制系統的反饋信號(feedback signal)。
然而對於一張完美的正圓碟片，其物理特性不會隨著碟片上的位置不同而改變，因此理論上旋轉碟片不會造成偏擺的情況。但由於製造上的誤差使碟片上各點的密度不盡相同，甚至有非圓形碟片等特殊造型，造成碟片的質心與旋轉中心不會落在同一點上，而將使碟片因不平衡(unbalance)產生偏擺。在一般的情況下，碟片旋轉所造成的上下偏擺，可利用光學反射信號所反應出的聚焦誤差量，由伺服反饋控制系統，將聚焦誤差量通過補償器處理而產生一控制電壓，再通過功率放大器來驅動聚焦物鏡，以維持聚焦點緊緊地鎖定在碟片數據層上。
在一般情況下，不平衡量越大的碟片將會產生越大的反饋誤差信號，因而補償器將相應產生越大的驅動力，以讀取碟片上的數據。同時，偏擺量也隨著主軸馬達的轉速而變化，主軸馬達轉速越大，偏擺量越大，當碟片偏擺量到達某個程度，對於事先設計好了的補償器，可能會造成光碟機系統產生滑軌與失焦等現象，並造成數據讀取的失敗；並且由於現在的光碟機中，都盡最大可能提高主軸馬達的轉速，此時不平衡碟片因高速旋轉與空氣摩擦所產生的噪音，則不是使用者及設計者所能接受的。因此正確且快速地判別出碟片的偏擺量，並依此對主軸馬達的最高轉速做出適當的調整，以使數據存取過程中能更加順利，不致產生滑軌與失焦現象，並將光碟機的振動噪音降到可忍受的範圍。
傳統判別不平衡碟片的方法是在伺服控制系統作用下，誤差信號(如聚焦、循軌誤差)將隨著主軸馬達的轉動頻率周期性生成，當誤差信號大於默認值時，則認定此碟片不平衡碟片。但此方法需不斷的檢測誤差信號狀態，且誤差信號產生周期性變化的原因，並不只有不平衡碟片可能造成，如碟片上的刮痕就可能導致誤判的情形。
由上可知，上述判別不平衡碟片的方法，在實際使用上，顯然具有不便與缺陷存在，有待進一步加以改善。
發明內容
本發明的主要目的，在於提供一種利用擺動幅度判別光碟機系統中的不平衡碟片的方法，利用碟片因旋轉而造成的上下偏擺，藉助聚焦物鏡只有在聚焦點附近才會使得前級放大器有信號輸出的特性，間接估測碟片的偏擺幅度，以判別碟片是否為不平衡碟片。
為了實現上述目的，本發明提供了一種利用擺動幅度判別光碟機系統中的不平衡碟片的方法，先驅動主軸馬達使碟片旋轉至選定的固定轉速，還包含下列步驟(a)將聚焦物鏡往碟片方向移動；(b)檢測聚焦點落於碟片上所生成的前級信號；及(c)計算該前級信號持續產生的時間，以判斷碟片是否為不平衡碟片。
如上所述的利用擺動幅度判別光碟機系統中的不平衡碟片的方法，其中，所述的光碟機的主軸馬達轉速是根據該光碟機的機構特性選定，並能將一般碟片與不平衡碟片上下偏擺幅度的差距拉大。
如上所述的利用擺動幅度判別光碟機系統中的不平衡碟片的方法，其中，所述的步驟(b)是在該聚焦點落於該碟片的反射層時生成該前級信號。
如上所述的利用擺動幅度判別光碟機系統中的不平衡碟片的方法，其中，所述的步驟(a)之前更進一步包含將該聚焦物鏡沉底的步驟。
如上所述的利用擺動幅度判別光碟機系統中的不平衡碟片的方法，其中，所述的步驟(b)的聚焦物鏡移動速率的快慢，需依系統內部的定時器解析度作調整。
如上所述的利用擺動幅度判別光碟機系統中的不平衡碟片的方法，其中，所述的聚焦物鏡移動速率是等速。
如上所述的利用擺動幅度判別光碟機系統中的不平衡碟片的方法，其中，所述的步驟(b)的前級信號是光碟系統中的RF、FE、TE和SBAD信號。
如上所述的利用擺動幅度判別光碟機系統中的不平衡碟片的方法，其中，所述的步驟(b)的前級信號是前級放大器所產生。
如上所述的利用擺動幅度判別光碟機系統中的不平衡碟片的方法，其中，所述的步驟(b)的前級信號生成的瞬間即代表此時的該聚焦點接觸碟片的最下端偏擺位置，所述的最下端偏擺位置為碟片的反射層。
如上所述的利用擺動幅度判別光碟機系統中的不平衡碟片的方法，其中，所述的步驟(b)的前級信號停止產生的瞬間即代表此時的聚焦點接觸碟片的最上端偏擺位置，所述的最上端偏擺位置是碟片的反射層。
如上所述的利用擺動幅度判別光碟機系統中的不平衡碟片的方法，其中，所述的步驟(c)中前級信號持續產生的時間大於一設定值，則代表碟片為不平衡碟片，而前級信號持續產生的時間小於該設定值，則代表碟片為一般碟片。
如上所述的利用擺動幅度判別光碟機系統中的不平衡碟片的方法，其中，所述的設定值由光碟機系統內部的韌體定義。
如上所述的利用擺動幅度判別光碟機系統中的不平衡碟片的方法，其中，所述的碟片判定為不平衡碟片後，則會降低主軸馬達轉速，以降低不平衡碟片因高速旋轉所產生的噪音。
本發明的有益效果是，只需適當地選取聚焦物鏡的移動速率，以及設定判斷不平衡碟片信號生成時間的門檻，即可對碟片屬於平衡或不平衡做出快速且最正確的判斷；利用判斷前級信號產生時間的長短，以認定此碟片為不平衡量碟片的方法，可有效避免現有技術利用判斷誤差信號是否大於事先的設定值，所容易造成的誤判(如碟片上的刮痕)。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步說明。
圖1是光碟機系統中內部前級放大器信號生成的示意圖；圖2是碟片偏擺量與聚焦物鏡相關位置的示意圖；
圖3是為本發明判別不平衡碟片的流程圖。
具體實施例方式
如圖1所示，由於在光碟機系統中的伺服信號及RF(Radio Frequency)信號，均來自於聚焦物鏡2的聚焦點，並由碟片1的反射層11反射回至光傳感器3(photo detector)上，即當聚焦點落於反射層11附近時，通過前級放大器4(pre-amp)將光傳感器3上的信號作不同運算，而生成其它多種可供利用的信號，如RF、FE(Focus Error)、TE(Track Error)和SBAD(Sub Beam Add)等。
故本發明的方法即是利用碟片1的反射層11若是位於聚焦點附近時，則前級放大器4將產生信號(如RF、FE、TE和SBAD等)，從而判斷出碟片11的位置。
如圖2所示，當不同碟片1旋轉時，其偏擺量將會隨著不平衡量的增大而隨之增長，也就是說此特性代表著聚焦點可在碟片1上產生反射信號的範圍為更大。
因此在選定主軸馬達的轉速下，藉助等速推動聚焦物鏡2，使聚焦點落於碟片1的反射層11，並檢測前級放大器4的輸出信號(如圖1所示的RF、FE、TE和SBAD的信號)，由光碟機伺服控制系統等速推動聚焦物鏡2使聚焦點由遠及近並穿越碟片1的反射層11，則可以根據信號輸出時間的長短，來檢測碟片1旋轉所造成的偏擺量幅度大小。也就是說如果信號輸出的時間超過某一設定值時，即可將此碟片1認定為不平衡碟片，否則即認定為一般碟片，而此設定值可由光碟機系統的韌體(firmware)—硬體內的固化程序來加以定義。
而上述主軸馬達的轉速是可根據光碟機的機構特性來選定，也就是說碟片1的轉速需遠大於光學讀取頭上升速度，且選定的準則為能將一般碟片與不平衡碟片上下偏擺幅度的差距拉大為原則；聚焦物鏡2移動速率的快慢，則需依系統內部的定時器解析度來做適當調整。
如圖3所示，為本發明判斷不平衡碟片的流程圖，不平衡碟片判別的動作是由韌體(硬體內的固化程序)執行，包含有下列步驟步驟51光碟機運轉後，即旋轉碟片1至選定的轉速，而轉速的選定是依據上述的準則，以便使主軸馬達轉速能將一般碟片與不平衡碟片上下偏擺幅度的差距拉大為原則，且聚焦物鏡的移動速率的快慢，需依系統內部的定時器解析度來做適當調整；步驟52將聚焦物鏡2沉底，打開雷射二極體準備由最底端開始尋找碟片1的相對應位置；步驟53選定聚焦線圈控制電壓的擺動速率(slew rate)，以通過功率放大器來驅動聚焦物鏡2移動；步驟54將聚焦物鏡2往碟片1方向等速移動，以便使聚焦物鏡2的聚焦點能鎖定在碟片1的反射層11；步驟55檢測是否有前級信號產生，即當聚焦物鏡2往碟片1方向移動時，聚焦點落於碟片1的反射層11附近時，光傳感器3所感測到的信號將通過前級放大器4生成如RF、FE、TE和SBAD的信號；若產生信號則跳至步驟56；若沒有產生信號，則返回步驟55繼續作判斷；步驟56產生信號後，計時開始，對於前級信號產生後所持續的時間加以計算；步驟57檢測因通過聚焦點而生成的前級信號是否持續產生，即判斷聚焦點是否仍落於碟片1旋轉時的偏擺幅度內；若聚焦點仍落於偏擺幅度內，則返回步驟57繼續作檢測判斷；若聚焦點在偏擺幅度外，則跳至步驟58，即表示聚焦點已落於碟片1旋轉時的偏擺幅度外；步驟58計時結束。
步驟59前級信號持續產生的時間是否已超過設定值；若是，則跳至步驟60；若否，則跳至步驟61；步驟60，判定為不平衡碟片。
步驟61判定為一般碟片。
依據上述的判斷方法，當光碟機激活運轉時，不同碟片1(如不平衡碟片與平衡碟片)將因旋轉而產生不同程度的上下及左右偏擺，故通過聚焦點落於碟片1反射層11附近將產生前級信號，並進一步判斷前級信號的有無及信號持續的時間，即前級信號出現時表示聚焦點落於碟片1的反射層11附近。而前級信號持續的時間即表示碟片1的偏擺量大小，也就是說聚焦物鏡2在固定的控制電壓的擺動速率(slew rate)下，通過碟片1不平衡量所造成的上下偏擺區域，其持續時間將與偏擺量成正比。故當聚焦物鏡2沉底後朝碟片1方向移動時，前級信號的生成的瞬間即代表此時的聚焦點接觸碟片1反射層11的最下端偏擺位置(如圖2所示)，而聚焦物鏡2持續往碟片1偏擺方向的上方移動時，並檢測前級信號是否仍繼續產生。
當前級信號停止產生的瞬間即代表此時的聚焦點接觸碟片1反射層11的最上端偏擺位置(同樣如圖2所示)，利用此特點依據時間間隔是否超過事先選定的設定值，而可以計算出前級信號持續的時間並與一設定值作比較。當前級信號持續的時間大於設定值則可認定此碟片1為不平衡碟片，而當前級信號持續的時間小於設定值則可認定此碟片為平衡碟片。
據此，當判斷出碟片1屬於不平衡碟片後，即可降低主軸馬達的轉速，以避免主軸馬達因高速帶動碟片旋轉時所產生令人刺耳的振動噪音。
所以，通過本發明的利用擺動幅度判別光碟機系統中的不平衡碟片的方法，具有如下述的特點(1)只需適當地選取聚焦物鏡的移動速率，以及設定判斷不平衡碟片信號生成時間的門檻，即可對碟片屬於平衡或不平衡做出快速且最正確的判斷。
(2)利用判斷前級信號產生時間的長短，以認定此碟片為不平衡量碟片的方法，可有效避免現有技術利用判斷誤差信號是否大於事先的設定值，所容易造成的誤判(如碟片上的刮痕)。
以上所述，僅為本發明最佳之一的具體實施例的詳細說明與附圖，凡符合本發明專利範圍的精神與其等效變化的實施例，均應包含在本發明的範疇中。
權利要求
1.一種利用擺動幅度判別光碟機系統中的不平衡碟片的方法，其特徵在於，包含下列步驟(a)將聚焦物鏡往碟片方向移動；(b)檢測聚焦點落於碟片上所生成的前級信號；及(c)計算該前級信號持續產生的時間，以判斷碟片是否為不平衡碟片。
2.如權利要求1所述的利用擺動幅度判別光碟機系統中的不平衡碟片的方法，其特徵在於，所述的光碟機的主軸馬達轉速是根據該光碟機的機構特性選定，並能將一般碟片與不平衡碟片上下偏擺幅度的差距拉大。
3.如權利要求1所述的利用擺動幅度判別光碟機系統中的不平衡碟片的方法，其特徵在於，所述的步驟(b)是在該聚焦點落於該碟片的反射層時生成該前級信號。
4.如權利要求1所述的利用擺動幅度判別光碟機系統中的不平衡碟片的方法，其特徵在於，所述的步驟(a)之前更進一步包含將該聚焦物鏡沉底的步驟。
5.如權利要求1所述的利用擺動幅度判別光碟機系統中的不平衡碟片的方法，其特徵在於，所述的步驟(b)的聚焦物鏡移動速率的快慢，需依系統內部的定時器解析度作調整。
6.如權利要求1所述的利用擺動幅度判別光碟機系統中的不平衡碟片的方法，其特徵在於，所述的聚焦物鏡移動速率是等速。
7.如權利要求1所述的利用擺動幅度判別光碟機系統中的不平衡碟片的方法，其特徵在於，所述的步驟(b)的前級信號是光碟系統中的RF、FE、TE和SBAD信號。
8.如權利要求1所述的利用擺動幅度判別光碟機系統中的不平衡碟片的方法，其特徵在於，所述的步驟(b)的前級信號是前級放大器所產生。
9.如權利要求1所述的利用擺動幅度判別光碟機系統中的不平衡碟片的方法，其特徵在於，所述的步驟(b)的前級信號生成的瞬間即代表此時的該聚焦點接觸碟片的最下端偏擺位置。
10.如權利要求9所述的利用擺動幅度判別光碟機系統中的不平衡碟片的方法，其特徵在於所述的最下端偏擺位置為碟片的反射層。
11.如權利要求10所述的利用擺動幅度判別光碟機系統中的不平衡碟片的方法，其特徵在於，所述的步驟(b)的前級信號停止產生的瞬間即代表此時的聚焦點接觸碟片的最上端偏擺位置。
12.如權利要求11所述的利用擺動幅度判別光碟機系統中的不平衡碟片的方法，其特徵在於，所述的最上端偏擺位置是碟片的反射層。
13.如權利要求1所述的利用擺動幅度判別光碟機系統中的不平衡碟片的方法，其特徵在於，所述的步驟(c)中前級信號持續產生的時間大於一設定值，則代表碟片為不平衡碟片，而前級信號持續產生的時間小於該設定值，則代表碟片為一般碟片。
14.如權利要求13所述的利用擺動幅度判別光碟機系統中的不平衡碟片的方法，其特徵在於，所述的設定值由光碟機系統內部的韌體定義。
15.如權利要求13所述的利用擺動幅度判別光碟機系統中的不平衡碟片的方法，其特徵在於，所述的碟片判定為不平衡碟片後，則會降低主軸馬達轉速，以降低不平衡碟片因高速旋轉所產生的噪音。
全文摘要
本發明公開了一種利用擺動幅度判別計算機光碟機系統中的不平衡碟片的方法，先驅動主軸馬達使碟片旋轉至選定的固定轉速，並包含下列步驟(a)將聚焦物鏡往碟片方向移動；(b)檢測聚焦點落於碟片上所生成的前級信號；及(c)計算該前級信號持續產生的時間，以判斷碟片是否為不平衡碟片。利用光碟系統的聚焦物鏡所產生的聚焦點，當落於碟片的反射層時，將產生反射信號至光傳感器，並藉由前級放大器將光傳感器上的信號作不同運算，使前級放大器生成多種信號；藉助等速推動聚焦物鏡，並檢測前級放大器的輸出信號，則可根據信號輸出時間的長短，當信號輸出的時間超過某一設定值，則將此碟片判定為不平衡碟片。
文檔編號G11B7/09GK1482607SQ0213205
公開日2004年3月17日 申請日期2002年9月9日 優先權日2002年9月9日
發明者潘怡全 申請人:建興電子科技股份有限公司