專利名稱：校準(zhǔn)光盤盤面傾斜伺服系統(tǒng)的方法及相關(guān)光盤存取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種校準(zhǔn)光盤驅(qū)動(dòng)器傾斜伺服系統(tǒng)的方法及相關(guān)裝置，特別指一種根據(jù)光盤在不同位置有不同傾斜程度的物理模型以適應(yīng)彎曲盤面的傾斜伺服系統(tǒng)校準(zhǔn)方法及相關(guān)裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代的信息社會(huì)中，體積小、重量輕、存儲(chǔ)密度高而又成本低廉的光盤，已成為最普及的非易失性存儲(chǔ)媒體之一。為了能更快速、正確地存取光盤上的高密度數(shù)據(jù)，如何提高光盤存取裝置(如光盤驅(qū)動(dòng)器及光盤播放器)操作的精密程度，使光盤存取裝置的操作更順利，也就成為信息廠商研發(fā)的重點(diǎn)之一。
請(qǐng)參考圖1及圖2。圖1為一典型光盤驅(qū)動(dòng)器10的功能方塊示意圖。圖2則為光盤驅(qū)動(dòng)器10沿圖1中剖線2-2的側(cè)視示意圖。光盤驅(qū)動(dòng)器10中設(shè)有一控制模塊20、一傾斜伺服系統(tǒng)22以及數(shù)據(jù)存取的相關(guān)機(jī)電結(jié)構(gòu)，如一馬達(dá)16、一滑軌14、一滑座(sled)12A及一讀取頭12B?？刂颇K20用來(lái)主控光盤驅(qū)動(dòng)器10的操作；馬達(dá)16用來(lái)帶動(dòng)一光盤18轉(zhuǎn)動(dòng)?；?2A能沿著一滑軌14滑動(dòng)，而用來(lái)向光盤18發(fā)射激光的讀取頭12A，就設(shè)置在滑座12A之上。當(dāng)滑座12A帶動(dòng)讀取頭12B一起在滑軌14上滑動(dòng)時(shí)，讀取頭12B就能存取光盤18在不同位置的各組數(shù)據(jù)。
如公知技術(shù)者所知，讀取頭12B發(fā)射的激光要能正確地聚焦在光盤18上，才能順利地存取光盤18上的數(shù)據(jù)(包括由光盤上讀出數(shù)據(jù)，或是將數(shù)據(jù)寫入、記錄在光盤上)。因此，當(dāng)讀取頭12B在將激光入射至光盤18的盤面24后(見(jiàn)圖2)，也會(huì)檢測(cè)由光盤18反射回來(lái)的激光，并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的信號(hào)，回傳至控制模塊20。而控制模塊20就會(huì)依據(jù)讀取頭12B的反射光信號(hào)，判斷讀取頭12B是否已經(jīng)正確地將激光聚焦在光盤18上；若尚未正確聚焦，控制模塊20就能以一伺服信號(hào)Fp控制滑座12A上的伺服機(jī)構(gòu)，上下微調(diào)(也就是沿圖2中箭頭26的方向)讀取頭12B的位置，以調(diào)整讀取頭12B與光盤18的距離。讀取頭12B與光盤18的盤面的距離改變后，讀取頭12B對(duì)光盤18聚焦的情況也隨之改變，并反應(yīng)于讀取頭12B接收的反射光信號(hào)；而控制模塊20又會(huì)再度根據(jù)此反射光信號(hào)，透過(guò)伺服信號(hào)Fp再度調(diào)整、修正讀取頭12B與光盤18間的距離。重復(fù)上述的聚焦反饋控制過(guò)程，最終就能使讀取頭12B聚焦在光盤18上。通常，伺服信號(hào)Fp代表的值的大小和讀取頭12B上下(沿箭頭26)移動(dòng)的距離有固定的對(duì)應(yīng)關(guān)系；舉例來(lái)說(shuō)，若如圖2所示，當(dāng)伺服信號(hào)Fp代表的值為一標(biāo)準(zhǔn)伺服信號(hào)Fs0的值時(shí)，讀取頭12B恰能聚焦在光盤的表面24，則當(dāng)伺服信號(hào)Fp大于標(biāo)準(zhǔn)伺服信號(hào)Fs0時(shí)，滑座12A就會(huì)被伺服信號(hào)Fp的驅(qū)動(dòng)而帶動(dòng)讀取頭12B向上升；也就是說(shuō)，若盤面24的位置固定，大于標(biāo)準(zhǔn)伺服信號(hào)Fs0的伺服信號(hào)Fp就會(huì)拉近讀取頭12B與盤面24間的距離。反之，若伺服信號(hào)Fp小于標(biāo)準(zhǔn)伺服信號(hào)Fs0時(shí)，滑座12A就會(huì)帶動(dòng)讀取頭12B下降，讓讀取頭12B和盤面24間的距離增加。換句話說(shuō)，伺服信號(hào)Fp的值，就對(duì)應(yīng)于讀取頭12B上下升降的高度。
一般來(lái)說(shuō)，光盤驅(qū)動(dòng)器10中都設(shè)有托盤或等效的機(jī)構(gòu)，來(lái)承載光盤18的盤面；在較佳的情況下，光盤18的盤面應(yīng)該能隨時(shí)和讀取頭12B保持水平，確保數(shù)據(jù)存取的正常操作。不過(guò)，在實(shí)際情況下，或因?yàn)楣獗P驅(qū)動(dòng)器10中托盤等相關(guān)機(jī)構(gòu)機(jī)械結(jié)構(gòu)上的瑕疵，或因?yàn)楣獗P18本身盤面的彎曲不平整，光盤18的盤面和讀取頭12B間就會(huì)形成傾斜的夾角，兩者間無(wú)法維持水平。為了改善這種情況，光盤驅(qū)動(dòng)器10中也設(shè)有傾斜伺服系統(tǒng)22，用來(lái)調(diào)整、補(bǔ)償光盤18的盤面與讀取頭12B間的夾角。而此傾斜伺服系統(tǒng)22，即是依據(jù)控制模塊20發(fā)出的伺服信號(hào)Fp，來(lái)判斷傾斜伺服系統(tǒng)22應(yīng)該如何調(diào)整盤面24與讀取頭12B間的夾角。關(guān)于傾斜伺服系統(tǒng)22正式操作的情況，請(qǐng)繼續(xù)參考圖3、圖4(并一并參考圖1、圖2)。
延續(xù)圖2所示，圖3及圖4亦為光盤驅(qū)動(dòng)器10側(cè)視的示意圖。在圖2中，假設(shè)光盤18的盤面24與讀取頭12B完全平行時(shí)，滑座與盤面24間的高度D恰等于距離D0，而讀取頭12B也能完美聚焦在盤面24上。圖2中以虛線標(biāo)出一水平面28，即代表與讀取頭12B平行的水平面。而如圖3所示，假設(shè)盤面24與讀取頭12B之間有傾斜的瑕疵，使兩者間不平行而有非零的夾角；此時(shí)盤面24與滑座12A間的高度差D就會(huì)偏離距離D0(圖3中的例子是盤片18往上偏，故高度差D大于距離D0)，上偏于水平面28。由于盤面24上偏，若讀取頭12B維持在圖2中的情況，勢(shì)必不能正確聚焦在光盤上；故在圖3的情況中，讀取頭12B、控制模塊20間的聚焦反饋控制過(guò)程就會(huì)進(jìn)行操作，最后使控制模塊20以一大于標(biāo)準(zhǔn)伺服信號(hào)Fs0的伺服信號(hào)Fp來(lái)控制滑座12A上的伺服機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)讀取頭12B沿箭頭27A的方向上升，補(bǔ)償盤面24上偏的情況，讓讀取頭12B能再度聚焦在盤面24上。
在此同時(shí)，傾斜伺服系統(tǒng)22也會(huì)監(jiān)控控制模塊20發(fā)出的伺服信號(hào)Fp；根據(jù)大于標(biāo)準(zhǔn)伺服信號(hào)Fs0的伺服信號(hào)Fp，傾斜伺服系統(tǒng)22即可判斷出盤面24已經(jīng)偏離水平面28，所以控制模塊20才要用較大的伺服信號(hào)Fp來(lái)重新使讀取頭12B聚焦在盤面24。相應(yīng)此種情況，傾斜伺服系統(tǒng)22就會(huì)開始操作，調(diào)整光盤18與讀取頭12B間的夾角。如圖4所示，根據(jù)伺服信號(hào)Fp，傾斜伺服系統(tǒng)22可使光盤18朝向節(jié)頭27C的方向改變其傾斜程度，相當(dāng)于將盤面24向讀取頭12B拉近。在傾斜伺服系統(tǒng)22調(diào)整盤面24傾斜程度期間，隨著盤面24逐漸向讀取頭12B靠近，控制模塊20、讀取頭12B間的聚焦反饋控制也會(huì)逐漸使伺服信號(hào)Fp減小，讓讀取頭12B沿箭頭27B的方向下降，使讀取頭12B能維持對(duì)盤面24的聚焦關(guān)系。等到盤面24回歸至水平面28，盤面24與滑座12A間的高度差D又恢復(fù)至距離D0，而伺服信號(hào)Fp應(yīng)該也會(huì)由圖3中大于標(biāo)準(zhǔn)伺服信號(hào)Fs0的情況逐漸減小，最后趨近于標(biāo)準(zhǔn)伺服信號(hào)Fs0的大小。這時(shí)，持續(xù)監(jiān)控著伺服信號(hào)Fp的傾斜伺服系統(tǒng)22就會(huì)因?yàn)樗欧盘?hào)Fp趨近于標(biāo)準(zhǔn)伺服信號(hào)Fs0，而判斷其傾斜伺服的目的已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，也就是已經(jīng)將盤面24的傾斜程度調(diào)整至水平面28；此時(shí)傾斜伺服系統(tǒng)22就會(huì)停止調(diào)整光盤18的傾斜程度。在實(shí)現(xiàn)時(shí)，傾斜伺服系統(tǒng)22能以伺服機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)整托盤的傾斜程度，或等效地以伺服機(jī)構(gòu)來(lái)改變讀取頭12B的水平面，來(lái)改變盤面與讀取頭之間的相對(duì)夾角。
由以上描述可知，在光盤驅(qū)動(dòng)器10對(duì)光盤18進(jìn)行數(shù)據(jù)存取期間，傾斜伺服系統(tǒng)22是依據(jù)伺服信號(hào)Fp對(duì)標(biāo)準(zhǔn)伺服信號(hào)Fs0的偏離程度來(lái)操作；一旦伺服信號(hào)Fp偏離標(biāo)準(zhǔn)伺服信號(hào)Fs0，傾斜伺服系統(tǒng)22就會(huì)對(duì)應(yīng)地調(diào)整光盤18與讀取頭12B之間的傾斜程度，直到伺服信號(hào)Fp恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)伺服信號(hào)Fs0。由于傾斜伺服系統(tǒng)的操作皆以標(biāo)準(zhǔn)伺服信號(hào)Fs0為基準(zhǔn)，因此，標(biāo)準(zhǔn)伺服信號(hào)Fs0的測(cè)量、校準(zhǔn)，也就成為傾斜伺服系統(tǒng)22是否能正確操作的關(guān)鍵之一。
為了要確定傾斜伺服系統(tǒng)22操作時(shí)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)伺服信號(hào)Fs0，在傾斜伺服系統(tǒng)22正式開始操作前，光盤驅(qū)動(dòng)器10就要以特定的步驟來(lái)進(jìn)行校準(zhǔn)，先測(cè)量、制得出標(biāo)準(zhǔn)伺服信號(hào)Fs0的值的大小。請(qǐng)參考圖5(并一并參考圖1、圖2)；圖5中的流程100，即是公知技術(shù)中用來(lái)在圖1的光盤驅(qū)動(dòng)器10中校準(zhǔn)傾斜伺服系統(tǒng)22的流程。流程100中有下列步驟步驟102開始校準(zhǔn)傾斜伺服系統(tǒng)22。流程100可在光盤驅(qū)動(dòng)器10進(jìn)盤片后、尚未開始數(shù)據(jù)存取前進(jìn)行，使傾斜伺服系統(tǒng)22在數(shù)據(jù)存取期間進(jìn)行正式操作之前，先校準(zhǔn)、制得出標(biāo)準(zhǔn)伺服信號(hào)Fs0的值。如前面討論過(guò)的，光盤驅(qū)動(dòng)器托盤機(jī)構(gòu)(或其他支持光盤的相關(guān)機(jī)構(gòu))的瑕疵以及光盤18本身盤面的不平整都會(huì)導(dǎo)致盤面24的傾斜起伏、偏離水平面，故在進(jìn)盤片時(shí)，就要校準(zhǔn)傾斜伺服系統(tǒng)22用于后續(xù)傾斜伺服的基準(zhǔn)伺服信號(hào)Fs0。
步驟104將滑座12A、讀取頭12B尋軌(seek)移動(dòng)到滑軌14(請(qǐng)參考圖2)上的兩個(gè)相異位置P0、P1，并在這兩個(gè)位置上，讓讀取頭12B、控制模塊20間的聚焦反饋控制機(jī)理操作。如前所述，聚焦反饋控制過(guò)程會(huì)調(diào)整伺服信號(hào)Fp的值，帶動(dòng)讀取頭12B上下移動(dòng)位置，讓讀取頭12B能維持對(duì)盤面24的聚焦。由于讀取頭12B激光聚焦的焦距是固定的，故讀取頭12B的位置高低勢(shì)必要隨著盤面24的起伏而改變，才能維持讀取頭12B對(duì)盤面24的聚焦。而讀取頭12B的高低位置又是隨伺服信號(hào)Fp的改變而上下調(diào)整，故伺服信號(hào)Fp在位置P0、P1的值，就可分別用來(lái)代表盤面24在這兩個(gè)位置高低起伏的情況(也就是與水平面偏差的值)。換句話說(shuō)，若伺服信號(hào)Fp在位置P0、P1有不同的值，就代表盤面24在這兩個(gè)位置有不同程度的高低起伏。位置P0、P1個(gè)別的伺服信號(hào)Fp相差越大，代表盤面24在這兩個(gè)位置上，其高低起伏的程度也有越大的差異。將伺服信號(hào)Fp在位置P0、P1的值分別當(dāng)作是讀取頭12B在這兩個(gè)位置的聚焦結(jié)果，公知技術(shù)的流程100就是要由這兩個(gè)位置的聚焦結(jié)果來(lái)判斷盤面24起伏的情況(也就是偏離水平面的傾斜程度)。
步驟106在步驟104中比較兩位置P0、P1的聚焦結(jié)果(也就是盤面24在這兩個(gè)位置高低起伏的情況)后，公知流程100就會(huì)根據(jù)“盤面為一完美平面”的假設(shè)，僅以位置P0、P1間盤面24的起伏情況，估計(jì)整個(gè)盤面24的傾斜程度。根據(jù)盤面為平面的假設(shè)，由位置P0、P1間聚焦結(jié)果的差(相當(dāng)于盤面的高度差)與兩位置間距離的差，公知流程100就會(huì)估計(jì)出整個(gè)盤面24的傾斜程度。估計(jì)得盤面24的傾斜程度后，就能分析出要使盤面24恢復(fù)正常(水平)所需的調(diào)整。
步驟108由傾斜伺服系統(tǒng)22根據(jù)步驟106分析出來(lái)的調(diào)整量調(diào)整光盤18的傾斜程度，嘗試將盤面24恢復(fù)至水平。
步驟110讓滑座12A、讀取頭12B再次尋軌至位置P0，再度讓讀取頭12B、控制模塊20之間的聚焦反饋控制機(jī)理操作，并將操作后的伺服信號(hào)Fp記錄為基準(zhǔn)伺服信號(hào)Fs0，而公知流程100制訂基準(zhǔn)伺服信號(hào)Fs0的步驟也就此完成。由圖2、圖3至圖4及相關(guān)討論可看出，當(dāng)盤面24為水平時(shí)，伺服信號(hào)Fp的值應(yīng)該就相當(dāng)于基準(zhǔn)伺服信號(hào)Fs0；而傾斜伺服系統(tǒng)22正式操作后，其操作的目的也是在光盤驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)存取期間讓伺服信號(hào)Fp趨近于基準(zhǔn)伺服信號(hào)Fs0，等效上也就是維持盤面24的水平。既然公知流程100在步驟104、106及108已經(jīng)在“盤片為平面”的假設(shè)下估計(jì)盤片的傾斜程度并依此調(diào)整、修正光盤18的傾斜程度，在步驟108結(jié)束后，盤面24應(yīng)該就是水平的，故此時(shí)的伺服信號(hào)Fp就可當(dāng)作是基準(zhǔn)伺服信號(hào)Fs0。
步驟112制訂基準(zhǔn)伺服信號(hào)Fs0后，就可以啟用(enable)傾斜伺服系統(tǒng)22，讓傾斜伺服系統(tǒng)22正式地依據(jù)基準(zhǔn)伺服信號(hào)Fs0來(lái)開始操作。
步驟114結(jié)束對(duì)傾斜伺服系統(tǒng)22的校準(zhǔn)流程100。接下來(lái)光盤驅(qū)動(dòng)器10就能對(duì)光盤18進(jìn)行數(shù)據(jù)存取，而傾斜伺服系統(tǒng)22也就會(huì)在數(shù)據(jù)存取期間持續(xù)調(diào)整光盤18的傾斜程度，讓伺服信號(hào)Fp能趨近于步驟110中得出的基準(zhǔn)伺服信號(hào)Fs0。
為了進(jìn)一步說(shuō)明公知流程100進(jìn)行的情況，請(qǐng)繼續(xù)參考圖6、圖7及圖8。延續(xù)圖1至圖4的例子，圖6至圖8是圖1中光盤驅(qū)動(dòng)器10進(jìn)行流程100時(shí)在不同步驟的示意圖。如前所述，由于光盤驅(qū)動(dòng)器機(jī)構(gòu)或/及盤面的瑕疵，在光盤進(jìn)盤片后，光盤18的盤面24不會(huì)平行于水平面28；此時(shí)就要先進(jìn)行流程100，校準(zhǔn)傾斜伺服系統(tǒng)22。首先，如圖6所示，在流程100開始后，滑座12A會(huì)在步驟104中先尋軌移動(dòng)至位置P0，讓聚焦反饋控制機(jī)理操作；假設(shè)此時(shí)伺服信號(hào)Fp的值相當(dāng)于信號(hào)f0。而在位置P0，盤面24相對(duì)于水平面28的起伏程度可用距離Yp0來(lái)代表(也就是盤面24在位置P0相對(duì)于滑座12A的高度)。接下來(lái)，在圖7中，滑座12A帶動(dòng)讀取頭12B一起移動(dòng)到另一個(gè)與位置P0距離DX0的位置P1，而聚焦反饋控制機(jī)理操作的結(jié)果，使伺服信號(hào)Fp的值相當(dāng)于信號(hào)f1。此信號(hào)f1的大小就對(duì)應(yīng)于盤面24在位置P1的起伏程度(也就是距離Yp1)。以圖6、圖7中的示意例來(lái)說(shuō)，由于盤面24上偏于水平面28，盤面24在位置P1的高度高于在位置P0的高度，故在位置P1，控制模塊20勢(shì)必要以較大的伺服信號(hào)Fp來(lái)驅(qū)動(dòng)讀取頭12B更往上移，以維持讀取頭1 2B對(duì)盤面24的聚焦。而伺服信號(hào)Fp在位置P1、P0間的差異(也就是信號(hào)f1、f0)間的差異，就對(duì)應(yīng)于盤面2在位置P1、P0間高度的差異(也就是距離Yp1、Yp0間的差異)。
如圖7中示意于附圖7A的幾何關(guān)系所示，在公知流程100中，當(dāng)步驟104結(jié)束測(cè)量后，即可基于“盤面為平面”的假設(shè)，在步驟106中推算出盤面傾斜的程度。在附圖7A中，由于位置P0、P1間的水平距離DX0已知，而盤面24在位置P0、P1間的高度差距DY0(＝Y(jié)p1-Yp0)可由信號(hào)f1、f0的差推算出來(lái)，故盤面24與水平面之間的夾角A1，就可推算出來(lái)。在盤面24為平面的假設(shè)下，盤面24在位置P0、P1間傾斜的情況就可當(dāng)作是整個(gè)盤面24傾斜的情況，故在推算出夾角A1后，流程100就可在步驟108中讓傾斜伺服系統(tǒng)22補(bǔ)償盤面24在此夾角A1的傾斜程度。延續(xù)圖6、圖7的示意例，在圖8中，傾斜伺服系統(tǒng)22就會(huì)在步驟108中，依據(jù)夾角A1代表的傾斜程度，將光盤18的傾斜程度沿箭頭27C的方向補(bǔ)償(其中虛線25代表的就是未補(bǔ)償前的盤面的位置，也就是圖6、圖7中盤面的位置)。若光盤18的盤面24的確為一平面，傾斜伺服系統(tǒng)22在依據(jù)夾角A1調(diào)整光盤18的傾斜程度后，盤面24應(yīng)該就會(huì)和水平面28平行。接下來(lái)在步驟110中，滑座12A就會(huì)帶動(dòng)讀取頭12B回到位置P0，再度讓聚焦反饋控制機(jī)理操作，并將此時(shí)的伺服信號(hào)Fp訂為標(biāo)準(zhǔn)伺服信號(hào)Fs0。然后光盤驅(qū)動(dòng)器10就能啟用傾斜伺服系統(tǒng)22正式操作(步驟112)，并結(jié)束對(duì)傾斜伺服系統(tǒng)22的校準(zhǔn)(步驟114)，可以正式開始對(duì)光盤18進(jìn)行數(shù)據(jù)存取了。
由以上描述可知，公知傾斜伺服系統(tǒng)的校準(zhǔn)流程100是依據(jù)「光盤的盤面為一平面」的假設(shè)，以盤面在兩位置P0、P1間的傾斜程度來(lái)估計(jì)整個(gè)盤面的傾斜程度，并據(jù)此調(diào)整盤面傾斜程度，再確定出標(biāo)準(zhǔn)伺服信號(hào)Fs0。然而，在實(shí)際運(yùn)用時(shí)，可發(fā)現(xiàn)光盤的盤面普遍都并非完美的平面，而會(huì)有相當(dāng)程度的彎曲。此彎曲程度可能在百萬(wàn)分一米左右的尺度，雖然人類的肉眼無(wú)法明顯觀察得到，但在進(jìn)行講究高精密度的光盤數(shù)據(jù)存取時(shí)，此類的彎曲程度已經(jīng)足以造成相當(dāng)?shù)挠绊?。而且，由于彎曲的盤面并不符合“盤面為一平面”的前提假設(shè)，也會(huì)使上述的公知流程100無(wú)法校準(zhǔn)出正確的基準(zhǔn)伺服信號(hào)，并導(dǎo)致傾斜伺服系統(tǒng)無(wú)法在后續(xù)的數(shù)據(jù)存取期間正常地發(fā)揮作用。關(guān)于此情況，請(qǐng)繼續(xù)參考圖9、圖10。延續(xù)圖2至圖4、圖6至圖8的示意例，圖9、圖10也是以側(cè)視的示意圖來(lái)顯示彎曲盤面對(duì)公知流程100影響的情況。
如圖9所示，一般來(lái)說(shuō)，光盤18的盤面24并不會(huì)如圖6至圖8所示，為一平整的平面(側(cè)視呈一直線)，而是會(huì)如圖9中所示，呈現(xiàn)彎曲的情況(為了圖式的清晰，圖9、圖10的示意圖中略微放大了盤面彎曲的程度)。在盤面24彎曲的情況下，盤面在不同的位置就有不同的傾斜程度。如圖9所示，若以點(diǎn)P為傾斜伺服系統(tǒng)22調(diào)整盤面24傾斜程度的等效支點(diǎn)，經(jīng)過(guò)位置P0、P1的垂直線與盤面24交于點(diǎn)Pa0、點(diǎn)Pa1，且經(jīng)過(guò)點(diǎn)Pa0的水平線與經(jīng)過(guò)點(diǎn)Pa1的垂直線交于點(diǎn)Pa01，則點(diǎn)Pa0及P間的線段與水平面28間的夾角為A，而點(diǎn)Pa1、Pa0間的線段與水平面28的夾角則為A1，如圖9(或圖9的附圖9A的幾何關(guān)系示意圖)所示。若盤面24確為完美的平面，夾角A1應(yīng)該也會(huì)等于夾角A。然而，由于盤面24為曲面，故事實(shí)上夾角A并不會(huì)等于夾角A1；而由上述對(duì)公知流程100的討論可知，流程100在步驟106中，僅能由距離DX0、DY0估算出位置P0、P1間代表傾斜程度的夾角A1，而無(wú)法推算出夾角A的大小。換句話說(shuō)，由于彎曲的盤面24在各處的傾斜程度均不相同，公知流程100中只依據(jù)盤面為平面的假設(shè)，就無(wú)法估算出夾角A的大小。
由于盤面24并不符合平面的假設(shè)，等到公知流程100在步驟108中要依據(jù)夾角A1來(lái)調(diào)整盤面24的傾斜程度時(shí)，就會(huì)因?yàn)閵A角A1不等于夾角A而發(fā)生校準(zhǔn)的錯(cuò)誤；此情況可由圖10來(lái)說(shuō)明。如圖10(及附圖10A的幾何關(guān)系示意圖)所示，當(dāng)公知流程100在步驟108中依據(jù)夾角A1而沿箭頭27C補(bǔ)償光盤18的傾斜程度時(shí)，實(shí)際上僅能使點(diǎn)Pa0、Pa1間的線段平行于水平面28，點(diǎn)P、Pa0間的線段則和水平面28間還有非零的夾角(A-A1)。換句話說(shuō)，當(dāng)讀取頭12B在步驟110再度在位置P0測(cè)量伺服信號(hào)Fp時(shí)，盤面24在位置P0的傾斜程度其實(shí)還是偏離水平面28的；若將此時(shí)的伺服信號(hào)Fp當(dāng)作是基準(zhǔn)伺服信號(hào)Fs0，很明顯地此基準(zhǔn)伺服信號(hào)Fs0就是錯(cuò)誤的。由前述對(duì)傾斜伺服系統(tǒng)22的描述可知，當(dāng)傾斜伺服系統(tǒng)22在正式操作期間檢測(cè)到伺服信號(hào)Fp已經(jīng)趨近于基準(zhǔn)伺服信號(hào)Fs0，就會(huì)認(rèn)為其已將盤面24(尤其是讀取頭12B所在位置對(duì)應(yīng)的盤面)已經(jīng)補(bǔ)償至水平。故在流程100中，若要以位置P0的伺服信號(hào)Fp當(dāng)作基準(zhǔn)伺服信號(hào)Fs0，必定要先將位置P0對(duì)應(yīng)的盤面24(也就是點(diǎn)Pa0附近的盤面)修正到水平。然而，如圖10所示，當(dāng)讀取頭12A以位置P0的伺服信號(hào)Fp當(dāng)作基準(zhǔn)伺服信號(hào)Fs0時(shí)，此時(shí)位置P0對(duì)應(yīng)的盤面24(也就是點(diǎn)Pa0附近的盤面)其實(shí)不是水平的。若在后續(xù)的操作中，傾斜伺服系統(tǒng)22一直以此基準(zhǔn)伺服信號(hào)Fs0來(lái)做為傾斜伺服的標(biāo)準(zhǔn)，可想而知，傾斜伺服系統(tǒng)22將難以正常操作，也大幅影響聚焦反饋控制過(guò)程的操作裕度。
總結(jié)來(lái)說(shuō)，由于圖5中的公知流程100是以“盤面為平面”的假設(shè)為前提而操作，其假設(shè)盤面在不同的位置仍有相同的傾斜程度，故僅以兩位置間的傾斜程度即估計(jì)整個(gè)盤面的傾斜程度。然而，在實(shí)際上，光盤的盤面普遍均為彎曲的曲面，也就是說(shuō)，盤面在不同位置會(huì)對(duì)應(yīng)于不同的傾斜程度；在此情況下，公知流程100就無(wú)法校準(zhǔn)出正確的基準(zhǔn)伺服信號(hào)，連帶地會(huì)導(dǎo)致傾斜伺服系統(tǒng)22在正式操作后，無(wú)法正確地進(jìn)行盤面傾斜程度的調(diào)整，并影響光盤驅(qū)動(dòng)器10數(shù)據(jù)存取的正常操作。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種能適應(yīng)彎曲盤面的傾斜伺服系統(tǒng)校準(zhǔn)方法及相關(guān)裝置，以克服公知技術(shù)的缺點(diǎn)。
在公知的光盤驅(qū)動(dòng)器傾斜伺服系統(tǒng)校準(zhǔn)方法中，是假設(shè)盤面為平面，不同位置皆有相同的傾斜程度，故僅以兩個(gè)位置間的盤面傾斜程度來(lái)代表整個(gè)盤面的傾斜程度。在實(shí)際運(yùn)用時(shí)，由于盤面普遍呈現(xiàn)彎曲的樣態(tài)，在不同的位置有不同的傾斜程度，故公知的校準(zhǔn)方法在彎曲盤面的情況下就不能正常操作。
在本發(fā)明的傾斜伺服系統(tǒng)校準(zhǔn)方法中，則是以位置與傾斜程度間的非常數(shù)(non-constant)關(guān)系做為盤面彎曲程度的物理模型，并以三個(gè)以上位置的傾斜程度，適應(yīng)性地求解出盤面彎曲的程度。這樣一來(lái)，本發(fā)明的校準(zhǔn)方法就能估計(jì)出彎曲盤面在不同位置的相異傾斜程度，并針對(duì)特定位置的傾斜程度予以補(bǔ)償，將該特定位置對(duì)應(yīng)盤面的傾斜程度修正為水平，再以該特定位置的伺服信號(hào)做為基準(zhǔn)伺服信號(hào)。這樣一來(lái)，即使盤面為彎曲的，本發(fā)明的校準(zhǔn)方法還是能正確地確定出基準(zhǔn)伺服信號(hào)，確保傾斜伺服系統(tǒng)能在正式操作后正確地進(jìn)行盤面傾斜補(bǔ)償，維護(hù)光盤驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)存取的準(zhǔn)確及效率。


圖1為一典型光盤驅(qū)動(dòng)器功能方塊的示意圖。
圖2為圖1光盤驅(qū)動(dòng)器側(cè)視的示意圖。
圖3、圖4為圖1中光盤驅(qū)動(dòng)器傾斜伺服系統(tǒng)操作情況的示意圖。
圖5為公知的傾斜伺服系統(tǒng)校準(zhǔn)程序使用于圖1光盤驅(qū)動(dòng)器的流程圖。
圖6、圖7及圖8為圖1中光盤驅(qū)動(dòng)器以圖5流程進(jìn)行傾斜伺服系統(tǒng)校正的示意圖。
圖9、圖10為圖1中光盤驅(qū)動(dòng)器以圖5流程在彎曲盤面的情況下進(jìn)行傾斜伺服系統(tǒng)校正的示意圖。
圖11為本發(fā)明中光盤驅(qū)動(dòng)器的功能方塊示意圖。
圖12為本發(fā)明在圖11光盤驅(qū)動(dòng)器中進(jìn)行傾斜伺服系統(tǒng)校準(zhǔn)的流程示意圖。
圖13、圖14為圖11中光盤驅(qū)動(dòng)器在進(jìn)行圖12的流程時(shí)的示意圖。
圖15為圖11光盤驅(qū)動(dòng)器在數(shù)據(jù)存取期間其傾斜伺服系統(tǒng)操作的示意圖。
圖16、圖17為圖11中光盤驅(qū)動(dòng)器以另一彎曲盤面的物理模型進(jìn)行圖12中流程的示意圖。
圖18為圖11中光盤驅(qū)動(dòng)器配備另一種傾斜伺服系統(tǒng)的示意圖。
附圖符號(hào)說(shuō)明10、30光盤驅(qū)動(dòng)器 12A、32A 滑座12B、32B 讀取頭 14、34 滑軌16、36馬達(dá)18、38 光盤20、40控制模塊22、42、62 傾斜伺服系統(tǒng)24-25、50 盤面26、27A-27C、47A 箭頭28、52水平面 46 校準(zhǔn)模塊48計(jì)算模塊51、53 虛線100、200 流程102-114、202-220 步驟Fp、F 伺服信號(hào)Fp0、F0 基準(zhǔn)伺服信號(hào)D、D0、Yp0、Yp1、DX1-DX3、DY1-DY3 距離P0-P2、S、S0-S3 位置Pa0-Pa1、Pa01、Pb0-Pb2、Pb01、Pb12、S點(diǎn)
f0、f1 信號(hào) A、A1、T、T1-T3 夾角7A、9A、10A、13A 附圖具體實(shí)施方式
請(qǐng)參考圖11。圖11為本發(fā)明中一光盤驅(qū)動(dòng)器30的功能方塊示意圖。光盤驅(qū)動(dòng)器30中設(shè)有一滑座32A、一讀取頭32B、一滑軌34、一馬達(dá)36、一控制模塊40、一傾斜伺服系統(tǒng)42、一計(jì)算模塊48及一校準(zhǔn)模塊46。馬達(dá)36用來(lái)帶動(dòng)一光盤38轉(zhuǎn)動(dòng)，滑座32A能帶動(dòng)讀取頭32B沿滑軌34滑動(dòng)；讀取頭32A本身則能發(fā)出激光入射至光盤38以存取光盤38的數(shù)據(jù)?？刂颇K40用來(lái)主控光盤驅(qū)動(dòng)器30的操作。其中，讀取頭32B在將激光聚焦入射至光盤38后，也能接收由光盤38反射的激光，并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的信號(hào)回傳至控制模塊40；控制模塊40根據(jù)這些信號(hào)，就能判斷讀取頭32B對(duì)光盤38聚焦的情況，并以一伺服信號(hào)F驅(qū)動(dòng)滑座32A上的伺服機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)讀取頭32B上下移動(dòng)，以調(diào)整讀取頭32B與光盤32盤面的距離，維持讀取頭32B對(duì)盤面的聚焦。這樣，也就建立起了讀取頭32B、控制模塊40間的聚焦反饋控制過(guò)程。類似于圖1中的光盤驅(qū)動(dòng)器10，圖11中的光盤驅(qū)動(dòng)器30也設(shè)有傾斜伺服系統(tǒng)42；在光盤驅(qū)動(dòng)器30正式進(jìn)行數(shù)據(jù)存取期間，傾斜伺服系統(tǒng)42即是根據(jù)控制模塊40發(fā)出的伺服信號(hào)F，以調(diào)整光盤38與讀取頭32B間相對(duì)的傾斜程度。而傾斜伺服系統(tǒng)42亦根據(jù)一基準(zhǔn)伺服信號(hào)作為基準(zhǔn)，其伺服操作的目的也是調(diào)整光盤38相對(duì)于讀取頭32B的傾斜程度，直到伺服信號(hào)F代表的值趨近于該基準(zhǔn)伺服信號(hào)。因此，在傾斜伺服系統(tǒng)42被正式啟用操作前，光盤驅(qū)動(dòng)器30也會(huì)對(duì)傾斜伺服系統(tǒng)42的進(jìn)行一校準(zhǔn)流程，以得出此一基準(zhǔn)伺服信號(hào)。
如前面討論過(guò)的，公知的傾斜伺服系統(tǒng)校準(zhǔn)流程系假設(shè)盤面為平面，故僅依據(jù)兩個(gè)位置間傾斜程度，即用來(lái)估算整個(gè)盤面的傾斜程度；在盤面為彎曲的情況下，就無(wú)法校準(zhǔn)出真正的基準(zhǔn)伺服信號(hào)。為了克服公知校準(zhǔn)流程的缺點(diǎn)，本發(fā)明乃采用盤面彎曲的物理模型，由校準(zhǔn)模塊46根據(jù)此物理模型得出一基準(zhǔn)位置及至少兩個(gè)測(cè)量位置(即至少三個(gè)相異的位置，測(cè)量位置的數(shù)量由物理模型來(lái)決定)?？刂颇K40會(huì)控制滑座32A帶動(dòng)讀取頭32B移動(dòng)至這些位置，根據(jù)每個(gè)位置上由聚焦反饋控制過(guò)程決定出來(lái)的伺服信號(hào)F的值，估計(jì)盤面在這些位置高低起伏的程度；而計(jì)算模塊48就能依據(jù)這些數(shù)據(jù)來(lái)適應(yīng)性地算出物理模型中的相關(guān)參數(shù)，進(jìn)而推算出彎曲盤面在不同位置的相異傾斜程度。傾斜伺服系統(tǒng)42依據(jù)盤面在基準(zhǔn)位置的傾斜程度調(diào)整、修正光盤38的傾斜程度后，就能由基準(zhǔn)位置的伺服信號(hào)校準(zhǔn)出適用于彎曲盤面的基準(zhǔn)伺服信號(hào)。
請(qǐng)繼續(xù)參考圖12(并一并參考圖11)。圖12即為本發(fā)明在圖11光盤驅(qū)動(dòng)器30中對(duì)傾斜伺服系統(tǒng)校準(zhǔn)流程200進(jìn)行校準(zhǔn)的流程示意圖。流程200中設(shè)有下列步驟步驟202開始校準(zhǔn)流程200。流程200可以在光盤驅(qū)動(dòng)器30的光盤進(jìn)盤片后、尚未開始對(duì)光盤進(jìn)行數(shù)據(jù)存取前進(jìn)行，以校準(zhǔn)光盤驅(qū)動(dòng)器30的傾斜伺服系統(tǒng)42，確定基準(zhǔn)伺服信號(hào)。
步驟204設(shè)定一基準(zhǔn)位置S0與至少兩個(gè)測(cè)量位置S1、S2等等，以滑座32A帶動(dòng)讀取頭32B移動(dòng)到這些位置，在這些位置讓聚焦反饋控制機(jī)理操作，并記錄在各個(gè)位置(包括基準(zhǔn)位置及各測(cè)量位置)上伺服信號(hào)F的值。由于聚焦反饋控制過(guò)程會(huì)以伺服信號(hào)F來(lái)驅(qū)動(dòng)滑座32A伺服讀取頭32B，以調(diào)整讀取頭32B對(duì)光盤盤面的遠(yuǎn)近距離，維持對(duì)盤面的聚焦。故在各位置對(duì)應(yīng)伺服信號(hào)的值，就代表了光盤38的盤面在各位置高低起伏的情況。換句話說(shuō)，將各個(gè)位置伺服信號(hào)的值做為聚焦結(jié)果，就能由聚焦結(jié)果估計(jì)出盤面在各個(gè)位置高低起伏的狀況。
步驟206根據(jù)各測(cè)量位置S1、S2等等與基準(zhǔn)位置S0間的距離差與聚焦結(jié)果的差，判斷盤面在各個(gè)測(cè)量位置的傾斜程度。對(duì)第n個(gè)測(cè)量位置Sn而言(n＝1，2，...視測(cè)量位置的數(shù)量而定)，其與基準(zhǔn)位置S0間的距離可記為DXn；而由測(cè)量位置Sn與基準(zhǔn)位置S0間伺服信號(hào)F的差異，可推知盤面在測(cè)量位置Sn與基準(zhǔn)位置S0間的高度差DYn。接下來(lái)，由DYn/DXn就可代表光盤38在位置Sn的傾斜程度。換句話說(shuō)，針對(duì)各個(gè)測(cè)量位置Sn計(jì)算DYn/DXn，就能分別估計(jì)出光盤38的盤面在各個(gè)測(cè)量位置Sn的傾斜程度。
步驟208比較盤面在各個(gè)測(cè)量位置的傾斜程度是否相等；若相等，代表光盤38的盤面為一平面，則流程200可進(jìn)行至步驟210。相對(duì)地，若盤面在不同的測(cè)量位置有不同的傾斜程度，代表光盤38的盤面為彎曲的，此時(shí)流程200就會(huì)進(jìn)行至步驟212。
步驟210根據(jù)盤片為平面的物理模型來(lái)計(jì)算一傾斜補(bǔ)償量DYt。在實(shí)施流程200時(shí)，可針對(duì)某一特定的測(cè)量位置Sn，計(jì)算在該測(cè)量位置Sn的伺服信號(hào)F應(yīng)該是多少時(shí)，可使傾斜伺服系統(tǒng)42將基準(zhǔn)位置S0的傾斜程度補(bǔ)償成水平。接下來(lái)流程200就可進(jìn)行至步驟214。
步驟212根據(jù)盤片為彎曲的物理模型來(lái)估計(jì)傾斜補(bǔ)償量DYt。在本發(fā)明中，系以距離-傾斜程度間非常數(shù)的關(guān)系來(lái)描述曲面的物理模型；換句話說(shuō)，是以盤面的傾斜程度會(huì)隨位置不同而改變的物理模型，來(lái)代表盤面彎曲的情況。舉例來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以采用多項(xiàng)式(polynomial)形式的物理模型，將傾斜程度以距離為變數(shù)的多項(xiàng)式來(lái)描述。而物理模型中的系數(shù)(如多項(xiàng)式中的系數(shù))，就可用各測(cè)量位置Sn對(duì)應(yīng)的傾斜程度來(lái)求出(相關(guān)細(xì)節(jié)會(huì)在稍后再度描述)。根據(jù)各測(cè)量位置Sn實(shí)測(cè)的傾斜程度求出物理模型中的系數(shù)后，就相當(dāng)于適應(yīng)性地讓物理模型去擬合盤面真實(shí)的彎曲情況。在建立起彎曲盤面的物理模型后，流程200就能估計(jì)出基準(zhǔn)位置S0的傾斜程度。等效地，也就能計(jì)算出傾斜補(bǔ)償量DYt。同樣地，此傾斜補(bǔ)償量DYt是針對(duì)某一特定測(cè)量位置Sn而計(jì)算，也就是當(dāng)測(cè)量位置Sn的伺服信號(hào)F變成多少時(shí)，可將基準(zhǔn)位置S0的傾斜程度補(bǔ)償成水平。接下來(lái)流程200就能進(jìn)行至步驟214。
步驟214讓傾斜伺服系統(tǒng)42依據(jù)傾斜補(bǔ)償量DYt來(lái)調(diào)整光盤38的傾斜程度。在步驟210、212中，傾斜補(bǔ)償量DYt的意義其實(shí)是相同的，但兩者是以不同的物理模型(一為平面盤面、一為曲面盤面)來(lái)估計(jì)傾斜補(bǔ)償量DYt。如前所述，傾斜補(bǔ)償量DYt是針對(duì)某個(gè)特定的測(cè)量位置Sn而計(jì)算的；在本步驟中，滑座32A就會(huì)帶動(dòng)讀取頭32B移動(dòng)至此特定的測(cè)量位置Sn，再由傾斜伺服系統(tǒng)42開始操作，調(diào)整光盤38的傾斜程度，直到在此特定的測(cè)量位置Sn上，其伺服信號(hào)F的值對(duì)應(yīng)于傾斜補(bǔ)償量DYt。由傾斜補(bǔ)償量DYt的意義可知，此時(shí)光盤38的盤面在基準(zhǔn)位置S0附近應(yīng)該已經(jīng)被修正至水平。簡(jiǎn)單地說(shuō)，既然本發(fā)明流程200已在步驟212(或210)中建立起盤面的物理模型，就能求解出要如何修正盤面的傾斜程度，以實(shí)際將基準(zhǔn)位置S0對(duì)應(yīng)的盤面修正為水平。
步驟216既然在步驟214中已經(jīng)將基準(zhǔn)位置S0對(duì)應(yīng)的盤面修正為水平，滑座32A就能帶動(dòng)讀取頭32B移動(dòng)至基準(zhǔn)位置S0，讓聚焦反饋控制機(jī)理操作，并將此時(shí)的伺服信號(hào)F確定為基準(zhǔn)伺服信號(hào)，完成對(duì)傾斜伺服系統(tǒng)42的校準(zhǔn)。此基準(zhǔn)伺服信號(hào)即可作為一基準(zhǔn)聚焦結(jié)果。
步驟218確定基準(zhǔn)伺服信號(hào)后，流程200就能啟用傾斜伺服系統(tǒng)42，讓傾斜伺服系統(tǒng)42以基準(zhǔn)伺服信號(hào)為標(biāo)準(zhǔn)，在光盤驅(qū)動(dòng)器30數(shù)據(jù)存取的過(guò)程中，調(diào)整盤面的傾斜程度，維持伺服信號(hào)趨近于基準(zhǔn)伺服信號(hào)。
步驟220結(jié)束校準(zhǔn)流程200。接下來(lái)光盤驅(qū)動(dòng)器30就能正式對(duì)光盤38進(jìn)行數(shù)據(jù)存取。
為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明流程200進(jìn)行的情況，請(qǐng)參考圖13(并一并參考圖11)。圖13為圖11中光盤驅(qū)動(dòng)器30沿剖線13-13的側(cè)視示意圖，以顯示本發(fā)明流程200一實(shí)施例在光盤驅(qū)動(dòng)器30上實(shí)施的情況。如前所述，光盤38的盤面50普遍都是彎曲的；為了適應(yīng)彎曲盤面下的傾斜伺服系統(tǒng)校正，本發(fā)明在圖13的實(shí)施例中，是以“盤面傾斜程度為距離的線性函數(shù)”的物理模型來(lái)擬合彎曲的盤面50。在此實(shí)施例中，當(dāng)流程200在步驟202開始后，滑座32A就會(huì)在步驟204中，帶動(dòng)讀取頭32B分別移動(dòng)至基準(zhǔn)位置S0及兩個(gè)測(cè)量位置S1、S2，并在這三個(gè)位置上分別讓聚焦反饋控制機(jī)理操作，再記錄下這三個(gè)位置所對(duì)應(yīng)的伺服信號(hào)F。如前所述，聚焦反饋控制過(guò)程會(huì)調(diào)整伺服信號(hào)F來(lái)改變讀取頭32B的高度，使其維持對(duì)盤面50的聚焦，故伺服信號(hào)F在這些位置的信號(hào)值，就代表盤面50在這些位置高低起伏的情況。在步驟206中，計(jì)算模塊48就可根據(jù)測(cè)量位置S1、S2與基準(zhǔn)位置S0對(duì)應(yīng)伺服信號(hào)F的差別，求出盤面50在測(cè)量位置S1、S2與基準(zhǔn)位置S0間的高度差DY1、DY2，如圖13(及附圖13A中的幾何關(guān)系示意圖)所示。其中，水平面52即平行于讀取頭32B的水平面，經(jīng)過(guò)位置S0、S1及S2的垂直線與光盤38的盤面50分別交于點(diǎn)Pb0、Pb1及Pb2；故盤面50在點(diǎn)Pb1、Pb2上與Pb0的高度差即分別為距離DY1、DY2。根據(jù)測(cè)量位置S1、S2與基準(zhǔn)位置S0在滑軌34上的位置差異，則可得出測(cè)量位置S1、S2分別與基準(zhǔn)位置S0間的水平距離差DX1、DX2，就如圖13及附圖13A所示。另外，圖13(及附圖13A)中標(biāo)出的點(diǎn)S，即代表傾斜伺服系統(tǒng)42調(diào)整盤面50傾斜程度時(shí)的等效支點(diǎn)，點(diǎn)S與點(diǎn)Pb0間的線段與水平面52間的夾角T，即可用來(lái)代表盤面50在基準(zhǔn)位置S0的傾斜程度。
根據(jù)各測(cè)量位置S1、S2與基準(zhǔn)位置S0間的高度差DY1、DY2及水平距離差DX1、DX2，計(jì)算模塊48就能在步驟206中估計(jì)出盤面50在測(cè)量位置S1、S2處對(duì)應(yīng)的傾斜程度。其中，測(cè)量位置S1對(duì)應(yīng)的傾斜程度可用夾角T1代表，也就是點(diǎn)Pb1、Pb0間線段與水平面52間的夾角。同理，測(cè)量位置S2的傾斜程度可用夾角T2代表，也就是點(diǎn)Pb2、Pb0間線段與水平面5 2間的夾角。由于盤面在不同位置間高低起伏的差異(如距離DY1、DY2)應(yīng)該遠(yuǎn)小于各位置間的水平距離(距離DX1、DX2)，故夾角T1、T2的大小就可分別用DY1/DX1、DY2/DX2來(lái)代表。在步驟206中求出DY1/DX1、DY2/DX2的后，流程200就能進(jìn)行至步驟208，比較DY1/DX1、DY2/DX2是否相等(或差距在一定容忍值之間)。若是，代表夾角T1、T2大小相若，盤片50可合理地視為一平面，流程200即可進(jìn)行至步驟210。相對(duì)地，若盤面50是像圖13中所示而呈彎曲狀時(shí)，夾角T1、T2的大小就會(huì)不同(或兩者的差異大于一容忍值)。在此種情況下，流程200就要由步驟208進(jìn)行至步驟212，依據(jù)盤面52實(shí)測(cè)的傾斜程度來(lái)適應(yīng)性地計(jì)算物理模型中的系數(shù)，讓物理模型能符合盤面52彎曲的程度。
如圖13的附圖13A所示，本發(fā)明在圖13中的實(shí)施例，是以傾斜程度與距離間有線性關(guān)系的物理模型來(lái)代表區(qū)面；也就是說(shuō)，盤面50在某一測(cè)量位置Sn的傾斜程度和其在基準(zhǔn)位置S0的傾斜程度，兩者間的差異會(huì)和該測(cè)量位置Sn與基準(zhǔn)位置S0間的距離呈線性關(guān)系。以公式描述，即是Tn＝T+b*DXn(對(duì)n＝1，2)；就如前面提到過(guò)的，夾角Tn代表測(cè)量位置Sn的傾斜程度，夾角T代表基準(zhǔn)位置S0的傾斜程度，而DXn就是測(cè)量位置Sn與基準(zhǔn)位置S0間的距離。另外，系數(shù)b則為一常數(shù)。在上述的公式中，代表基準(zhǔn)位置S0傾斜程度的夾角T與系數(shù)b為未知，但測(cè)量位置S1、S2對(duì)應(yīng)的夾角T1、T2的值可分別用DY1/DX1、DY2/DX2來(lái)代表；故在測(cè)量位置S1、S2，即可利用上述公式建立一包括兩個(gè)等式的聯(lián)立方程組(如附圖13A所示)，并據(jù)此解出未知的系數(shù)b，以及基準(zhǔn)位置S0對(duì)應(yīng)的夾角T。換句話說(shuō)，由于圖13的實(shí)施例中采用的物理模型共有兩個(gè)未知數(shù)，故圖13中的實(shí)施例需在兩個(gè)測(cè)量位置進(jìn)行傾斜程度的測(cè)量，以建立兩個(gè)等式的方程組，解出物理模型中未知的系數(shù)。當(dāng)然，其實(shí)也可在更多(兩個(gè)以上)的測(cè)量位置測(cè)量?jī)A斜程度，建立冗余(redundant)方程組，以便用諸如最小平方差(least-square error)的方法來(lái)求出兩個(gè)未知的系數(shù)b及T。
求解出物理模型中未知的系數(shù)后，就可讓本發(fā)明中的物理模型擬合于盤面50的實(shí)際彎曲程度；而此時(shí)就可求出盤面50在基準(zhǔn)位置S0的傾斜程度(也就是夾角T)，也就可計(jì)算出傾斜補(bǔ)償量DYt。在實(shí)際實(shí)施本發(fā)明的流程200時(shí)，傾斜補(bǔ)償量DYt可以針對(duì)測(cè)量位置S1來(lái)計(jì)算，其意義就是在傾斜伺服系統(tǒng)42調(diào)整盤面50的傾斜程度時(shí)，當(dāng)測(cè)量位置S1的伺服信號(hào)F對(duì)應(yīng)于傾斜補(bǔ)償量DYt時(shí)，傾斜伺服系統(tǒng)42恰可將基準(zhǔn)位置S0的傾斜程度調(diào)整成水平。因此，當(dāng)流程200進(jìn)行至步驟214后，滑座32A會(huì)先帶動(dòng)讀取頭32B移動(dòng)至位置S1，再由傾斜伺服系統(tǒng)42開始調(diào)整盤面50的傾斜程度；隨著盤面50的傾斜程度改變，聚焦反饋控制過(guò)程也會(huì)不斷操作而改變伺服信號(hào)F的值，等到伺服信號(hào)F的值對(duì)應(yīng)于傾斜補(bǔ)償量DYt時(shí)，傾斜伺服系統(tǒng)42就會(huì)停止改變盤面50的傾斜程度，而此時(shí)盤面50對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)位置S0的傾斜程度，也就被調(diào)整、修正至水平了。接下來(lái)在步驟216中，滑座32A、讀取頭32B就能回到基準(zhǔn)位置S0，在聚焦反饋控制機(jī)理操作后，以此時(shí)的伺服信號(hào)F作為基準(zhǔn)伺服信號(hào)F0。由圖13可看出，要將基準(zhǔn)位置S0附近的盤面50調(diào)整為水平，傾斜伺服系統(tǒng)42應(yīng)該反向(以圖13中的實(shí)施例來(lái)說(shuō)，就是向下)將基準(zhǔn)位置S0對(duì)應(yīng)的夾角T修正為零。當(dāng)基準(zhǔn)位置S0對(duì)應(yīng)的盤面50向下轉(zhuǎn)動(dòng)夾角T時(shí)，測(cè)量位置S1處的傾斜程度(也就是點(diǎn)Pb0、Pb1間線段與水平面52的夾角)也會(huì)變?yōu)?T1-T)；此時(shí)盤面50在位置S1的高度(相對(duì)于位置S0的高度)，應(yīng)該就對(duì)應(yīng)于(DY1-T*DX1)，而此高度也就是傾斜補(bǔ)償量DYt。
關(guān)于傾斜補(bǔ)償量DYt的相關(guān)情況，請(qǐng)進(jìn)一步參考圖14(并一并參考圖13)。延續(xù)圖13中的實(shí)施例，圖14示意的是流程200進(jìn)行在步驟214、216時(shí)的情況。圖14(及附圖14A的幾何關(guān)系示意圖)中，傾斜伺服系統(tǒng)42已經(jīng)調(diào)整過(guò)盤面50的傾斜程度，根據(jù)步驟212(或210)中算出的傾斜補(bǔ)償量DYt，沿著箭頭47A的方向改變盤面50的傾斜程度；為了比較方便，圖14中也以虛線51標(biāo)出圖13中盤面50所在的位置(也就是傾斜程度調(diào)整前的盤面位置)。比較圖13、圖14可了解，相對(duì)于盤面50在基準(zhǔn)位置S0的高度，盤面50在測(cè)量位置S1的高度原本對(duì)應(yīng)于圖13中的距離DY1；在圖14中，當(dāng)傾斜伺服系統(tǒng)42調(diào)整盤面傾斜程度而使盤面50在基準(zhǔn)位置S0附近為水平后，盤面50在測(cè)量位置S1的高度就對(duì)應(yīng)于傾斜補(bǔ)償量DYt。換句話說(shuō)，當(dāng)傾斜伺服系統(tǒng)42在步驟214中調(diào)整盤面50的傾斜程度時(shí)，就可依據(jù)讀取頭32B在測(cè)量位置S1的伺服信號(hào)F是否對(duì)應(yīng)于傾斜補(bǔ)償量DYt，來(lái)判斷盤面50在基準(zhǔn)位置S0附近是否已經(jīng)水平。就如前述，當(dāng)盤面50的彎曲程度以圖13實(shí)施例中的公式來(lái)描述時(shí)，傾斜補(bǔ)償量DYt就相當(dāng)于距離(DY1-T*DX1)。當(dāng)然，當(dāng)流程200在步驟208判斷盤面為平面而由步驟210計(jì)算傾斜補(bǔ)償量時(shí)，就可直接將傾斜補(bǔ)償量設(shè)為零。無(wú)論是由步驟210或212進(jìn)行，到了步驟214，傾斜伺服系統(tǒng)42都已經(jīng)將基準(zhǔn)位置S0附近的盤面50調(diào)整為水平；故在步驟216中，滑座32A連同讀取頭32B就會(huì)回到基準(zhǔn)位置S0，并將聚焦反饋控制機(jī)理操作后產(chǎn)生的伺服信號(hào)F確定為基準(zhǔn)伺服信號(hào)F0(如圖14中所示意的)。接下來(lái)傾斜伺服系統(tǒng)42就能根據(jù)此基準(zhǔn)伺服信號(hào)F0正式操作了(也就是步驟218、220)。請(qǐng)繼續(xù)參考圖15。圖15即為圖11中光盤驅(qū)動(dòng)器30在數(shù)據(jù)存取過(guò)程中，傾斜伺服系統(tǒng)42正式操作時(shí)的示意圖。在流程200校準(zhǔn)、確定出正確的基準(zhǔn)伺服信號(hào)F0后，傾斜伺服系統(tǒng)42就會(huì)在數(shù)據(jù)存取的過(guò)程中，調(diào)整盤面50的傾斜程度，使伺服信號(hào)F總是趨近于基準(zhǔn)伺服信號(hào)F0；也就是說(shuō)，即使盤面50是彎曲的，傾斜伺服系統(tǒng)42總能根據(jù)伺服信號(hào)F是否偏離基準(zhǔn)伺服信號(hào)F0，來(lái)調(diào)整盤面50而使讀取頭32B對(duì)應(yīng)的盤面齊于水平面。
由以上討論可知，本發(fā)明在圖13、圖14的實(shí)施例中所使用的物理模型Tn＝T+b*DXn，即合理地考慮了盤面50在不同位置會(huì)有不同傾斜程度的事實(shí)；在依據(jù)實(shí)測(cè)傾斜程度建立物理模型后(也就是求出系數(shù)后)，即可依據(jù)物理模型來(lái)考慮傾斜補(bǔ)償量DYt；而由步驟212中傾斜補(bǔ)償量DYt＝DY1-T*DX1可知，本發(fā)明也的確使用了物理模型中的系數(shù)來(lái)修正傾斜補(bǔ)償量DYt(否則步驟210、212算出的傾斜補(bǔ)償量應(yīng)該相等)。相較之下，公知技術(shù)僅假設(shè)盤面為平面而在不同位置均有相同傾斜程度；在進(jìn)行傾斜伺服系統(tǒng)校準(zhǔn)時(shí)，就無(wú)法符合盤面彎曲的實(shí)際情況。
本發(fā)明除了圖13、圖14提及的實(shí)施例之外，若光盤驅(qū)動(dòng)器30有較佳的運(yùn)算資源可供運(yùn)用，也可使用別的物理模型來(lái)代表彎曲的盤面。關(guān)于此情況，請(qǐng)參考圖16。圖16為本發(fā)明中盤面物理模型另一實(shí)施例的示意圖。在此實(shí)施例中，是以盤面50的傾斜程度與位置之間有二次多項(xiàng)式的函數(shù)關(guān)系來(lái)作為盤面50的物理模型；以公式來(lái)描述，就是Tn＝T+b*DXn+a*(DXn)^2；其中T、b、a為此物理模型中未知的系數(shù)。為了要求出三個(gè)未知的系數(shù)，流程200就要在步驟204(見(jiàn)圖12)中在三個(gè)相異的測(cè)量位置S1、S2及S3測(cè)量其傾斜程度(也就是Tn＝DYn/DXn，對(duì)n＝1到3；設(shè)通過(guò)測(cè)量位置Sn的垂直線與盤面50交于點(diǎn)Pbn，通過(guò)基準(zhǔn)位置S0的垂直線與盤面50交于點(diǎn)Pb0，則夾角Tn即為點(diǎn)Pbn、Pb0間線段與水平面52間的夾角，而距離DXn為位置Sn與位置S0間的水平距離，距離DYn則可由位置Sn、S0間伺服信號(hào)F的差別來(lái)計(jì)算)，建立三個(gè)等式的聯(lián)立方程組，求解出物理模型中三個(gè)未知的系數(shù)。求解出物理模型中的各個(gè)系數(shù)后，就能算出步驟212中的傾斜補(bǔ)償量DYt。請(qǐng)參考圖17；延續(xù)圖16中的實(shí)施例，圖17即為圖16的物理模型下，流程200在步驟214中進(jìn)行傾斜補(bǔ)償時(shí)的示意圖。當(dāng)傾斜伺服系統(tǒng)42在步驟214中將盤面50由圖16中的位置(在圖17中以虛線53代表)調(diào)整為圖17中的位置時(shí)，盤面50在基準(zhǔn)位置S0附近被修正為水平，而在測(cè)量位置S1，盤面50相對(duì)于基準(zhǔn)位置S0處的高度應(yīng)該對(duì)應(yīng)于傾斜補(bǔ)償量DYt，而此傾斜補(bǔ)償量DYt可計(jì)算為DY1-T*DX1。
在實(shí)際實(shí)施本發(fā)明的流程200時(shí)，可在同一控制電路(或同一控制芯片)中以硬件或以固件的方式實(shí)現(xiàn)出控制模塊40、校準(zhǔn)模塊46及計(jì)算模塊48的功能，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。雖然在圖13、圖14及圖16、圖17的圖式均以盤面50向上彎曲為例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施情況，但本發(fā)明的精神當(dāng)然適用于盤面50向下彎曲的情況。舉例來(lái)說(shuō)，若以圖13、圖14中的物理模型來(lái)擬合向下彎曲的盤面，則系數(shù)b應(yīng)該為一負(fù)值，反映下彎曲面其傾斜程度隨距離增加而減少的傾向。另外，在圖13、圖14及圖16、圖17的實(shí)施例中，均假設(shè)讀取頭32B平行于水平面，而傾斜伺服系統(tǒng)42是以改變盤面50的傾斜程度(如改變托盤的角度)來(lái)調(diào)整盤面與讀取頭之間的夾角；但在某些光盤驅(qū)動(dòng)器中，其傾斜伺服系統(tǒng)可改變讀取頭32B的角度來(lái)調(diào)整盤面與讀取頭之間的夾角，而本發(fā)明的精神當(dāng)然也適用于這種情況。請(qǐng)參考圖18。圖18為光盤驅(qū)動(dòng)器30中以另一傾斜伺服系統(tǒng)62來(lái)調(diào)整盤面50、讀取頭32B間夾角的示意圖。在圖18中，傾斜伺服系統(tǒng)62可以用特殊的伺服機(jī)構(gòu)沿箭頭47B的方向改變讀取頭32B的方向，而此傾斜伺服系統(tǒng)62即是以調(diào)整讀取頭32B的方向來(lái)改變盤面50與讀取頭32B間的相對(duì)傾斜程度。當(dāng)然，本發(fā)明的精神也可沿用于這種系統(tǒng)中，在傾斜伺服系統(tǒng)62的校準(zhǔn)流程中將彎曲盤面的實(shí)際情況列入考慮。
總結(jié)來(lái)說(shuō)，在公知技術(shù)中，是以盤面為平面的假設(shè)來(lái)校準(zhǔn)傾斜伺服系統(tǒng)；在光盤的盤面普遍都有某種程度彎曲的情況下，公知技術(shù)就不能正確地校準(zhǔn)光盤驅(qū)動(dòng)器中的傾斜伺服系統(tǒng)，進(jìn)而影響光盤數(shù)據(jù)存取的效率及正確性。相較的下，本發(fā)明則以盤面傾斜程度會(huì)隨位置(距離)改變的物理模型來(lái)代表彎曲盤面的影響，故能在傾斜伺服系統(tǒng)的校準(zhǔn)流程中考慮彎曲盤面的影響，使校準(zhǔn)流程能正確地得出基準(zhǔn)伺服信號(hào)，讓傾斜伺服系統(tǒng)能在光盤驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行數(shù)據(jù)存取時(shí)順利地進(jìn)行盤面傾斜調(diào)整，確保光盤驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)存取的正確與效率。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所進(jìn)行的等效變化與修改，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種用來(lái)校準(zhǔn)一光盤驅(qū)動(dòng)器的光盤傾斜伺服系統(tǒng)的方法，該光盤驅(qū)動(dòng)器可以將激光聚焦入射至一光盤并接收反射的信號(hào)；該方法包括有設(shè)定一基準(zhǔn)位置及至少兩個(gè)測(cè)量位置，該基準(zhǔn)位置及各測(cè)量位置分別對(duì)應(yīng)于該光盤上的不同區(qū)域；在該基準(zhǔn)位置及每一測(cè)量位置，測(cè)量該光盤驅(qū)動(dòng)器對(duì)該光盤的聚焦情況以產(chǎn)生一對(duì)應(yīng)的聚焦結(jié)果；分別計(jì)算每一測(cè)量位置的聚焦結(jié)果與該基準(zhǔn)位置的聚焦結(jié)果間的差異，并根據(jù)每一測(cè)量位置對(duì)應(yīng)的差異估計(jì)該光盤的盤面在該測(cè)量位置對(duì)應(yīng)的傾斜程度；以及比較該光盤的盤面在每一測(cè)量位置對(duì)應(yīng)的傾斜程度是否相等。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中該光盤驅(qū)動(dòng)器還包括一讀取頭，用來(lái)將激光聚焦入射至該光盤；而該方法還包括有若盤面在不同測(cè)量位置的對(duì)應(yīng)傾斜程度不相等，則根據(jù)各測(cè)量位置對(duì)應(yīng)的傾斜程度，以一預(yù)設(shè)的物理模型計(jì)算出一傾斜補(bǔ)償量，并根據(jù)該傾斜補(bǔ)償量改變?cè)摴獗P的盤面對(duì)應(yīng)于該讀取頭一水平面的夾角；其中該物理模型假設(shè)該光盤的盤面在不同的位置有不同的傾斜程度。
3.如權(quán)利要求2的方法，其中該物理模型使該盤面在不同位置的傾斜程度與位置的分布距離間有線性的關(guān)系。
4.如權(quán)利要求2的方法，其還包括有在根據(jù)該傾斜補(bǔ)償量改變?cè)摴獗P的盤面與該水平面的夾角后，再度測(cè)量該光盤驅(qū)動(dòng)器在該基準(zhǔn)位置的聚焦結(jié)果以產(chǎn)生一基準(zhǔn)聚焦結(jié)果。
5.如權(quán)利要求4的方法，其還包括有在產(chǎn)生該基準(zhǔn)聚焦結(jié)果后，當(dāng)要以該光盤驅(qū)動(dòng)器存取該光盤上的數(shù)據(jù)時(shí)，調(diào)整該光盤的盤面與該水平面的夾角，使該光盤驅(qū)動(dòng)器聚焦入射至該光盤的聚焦結(jié)果等于該基準(zhǔn)聚焦結(jié)果。
6.一光盤驅(qū)動(dòng)器，其包括有一讀取頭，用來(lái)以將激光聚焦入射至一光盤并接收反射的信號(hào)；一校準(zhǔn)模塊，其可設(shè)定一基準(zhǔn)位置及至少兩個(gè)測(cè)量位置，該基準(zhǔn)位置及各測(cè)量位置分別對(duì)應(yīng)于該光盤上的不同區(qū)域；該讀取頭可移動(dòng)至該基準(zhǔn)位置及每一測(cè)量位置，以測(cè)量該光盤驅(qū)動(dòng)器對(duì)該光盤的聚焦情況以產(chǎn)生一對(duì)應(yīng)的聚焦結(jié)果；以及一計(jì)算模塊，用來(lái)計(jì)算每一測(cè)量位置的聚焦結(jié)果與該基準(zhǔn)位置的聚焦結(jié)果間的差異，并根據(jù)每一測(cè)量位置對(duì)應(yīng)的差異估計(jì)該光盤的盤面分別在該等測(cè)量位置對(duì)應(yīng)的傾斜程度；且該計(jì)算模塊可比較該光盤的盤面在每一測(cè)量位置對(duì)應(yīng)的傾斜程度是否相等。
7.如權(quán)利要求6的光盤驅(qū)動(dòng)器，其中若不同測(cè)量位置的對(duì)應(yīng)傾斜程度不相等，該計(jì)算模塊會(huì)根據(jù)各測(cè)量位置對(duì)應(yīng)的傾斜程度，以一預(yù)設(shè)的物理模型計(jì)算出一傾斜補(bǔ)償量，其中該物理模型假設(shè)該盤面在不同的測(cè)量位置對(duì)應(yīng)于不同的傾斜程度；而該光盤驅(qū)動(dòng)器還包括有一傾斜伺服系統(tǒng)，用來(lái)根據(jù)該傾斜補(bǔ)償量改變?cè)摴獗P的盤面對(duì)應(yīng)于該讀取頭一水平面的夾角。
8.如權(quán)利要求7的光盤驅(qū)動(dòng)器，其中該物理模型使該盤面在不同位置的傾斜程度與位置的分布距離間有線性的關(guān)系。
9.如權(quán)利要求7的光盤驅(qū)動(dòng)器，其中當(dāng)該傾斜伺服系統(tǒng)根據(jù)該傾斜補(bǔ)償量改變?cè)摴獗P的盤面與該水平面的夾角后，該校準(zhǔn)模塊會(huì)再度控制該讀取頭在該基準(zhǔn)位置測(cè)量聚焦的情況以產(chǎn)生一基準(zhǔn)聚焦結(jié)果。
10.如權(quán)利要求9的光盤驅(qū)動(dòng)器，其中當(dāng)該光盤驅(qū)動(dòng)器要以該讀取頭存取該光盤上的數(shù)據(jù)時(shí)，該傾斜伺服系統(tǒng)會(huì)根據(jù)該基準(zhǔn)聚焦結(jié)果調(diào)整該光盤的盤面與該水平面的夾角，使該光盤驅(qū)動(dòng)器聚焦入射至該光盤的聚焦結(jié)果等于該基準(zhǔn)聚焦結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明提供一種校正一光盤驅(qū)動(dòng)器中光盤盤面傾斜伺服系統(tǒng)的方法及相關(guān)裝置。該傾斜伺服系統(tǒng)用來(lái)調(diào)整該光盤驅(qū)動(dòng)器的讀取頭與一光盤盤面的夾角；而本發(fā)明在該光盤徑向的至少三個(gè)不同位置，測(cè)量該光盤驅(qū)動(dòng)器對(duì)該光盤的聚焦結(jié)果，并以不同位置有不同傾斜程度的物理模型來(lái)估計(jì)該光盤的盤面傾斜程度，以正確地校正該傾斜伺服系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G11B19/00GK1542779SQ200410034339
公開日2004年11月3日 申請(qǐng)日期2004年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月10日
發(fā)明者蕭原坤 申請(qǐng)人:威騰光電股份有限公司