CN100358017C - 检测滑架停止的方法和盘片驱动设备 - Google Patents

Abstract

在一种类型的盘片驱动设备中用于检测滑架在径向移动时的实际减速或加速或停止的方法，一种类型的盘片驱动设备包括：可径向移动的扫描装置，包括：滑架，可相对于设备支架径向移动；平台，可相对于滑架径向移动；方法包括检测平台相对于滑架径向移动的步骤；盘片驱动设备包括扫描盘片的光学系统，光学系统定义至少部分相对于滑架固定的光径，并包括相对于平台固定的光学元件；方法包括检测光读信号并从中导出X-移动信号的步骤。本发明还提供了一种用于在盘片驱动设备的启动阶段初始化光学透镜的径向位置的方法，和盘片驱动设备。

Description

检测滑架停止的方法和盘片驱动设备

技术领域

总的来说，本发明涉及用于在盘式存储媒体上存储信息或从这种盘式存储媒体读信息的盘片驱动设备，其中盘片被旋转，并且写/读头相对于旋转盘径向移动。尽管本发明也可应用在磁盘系统情况下，但是本发明特别地涉及光盘或磁光盘驱动设备。下文中，本发明将特别说明光盘驱动设备的情况，但要理解到本发明并不只局限于光盘驱动设备。

背景技术

众所周知，光存储盘至少包括一个存储信息的存储空间的轨道(以连续螺线形式或以多个同心圆形式)。光盘可以是只读型的，上面的信息在生产过程中就记录下来了，用户只能读数据。光存储盘也可以是可写型的，用户可以在上面存储信息。为了在光存储盘的存储空间写信息，或从光盘读信息，光盘驱动设备一方面包括用于接收并旋转光盘的旋转装置，另一方面包括产生光束(通常是激光束)并使用所述激光束扫描存储轨道的光学装置。由于在光盘中存储信息的方法以及从光盘读取光学数据的方法的光盘技术，通常都是公知的，所以没必要在此详细描述了。

为了接收光盘，光盘驱动设备通常包括可在接收位置和扫描位置之间移动的托盘，其中接收位置是指在光盘驱动设备箱外托盘所处的位置，以便用户能放置光盘；扫描位置是指在光盘驱动设备箱内光盘所处的位置，并且可以通过旋转装置旋转光盘以及通过光头访问光盘。

为了旋转光盘，光盘驱动设备通常包括电机，用于驱动与光盘中心部分接合的盘心。通常可用主轴电机实现电机，并且电机驱动盘心可直接安排在电机的主轴上。

为了对旋转光盘进行光学扫描，光盘驱动设备包括：光束发生部件(通常为激光二极管)；物镜，用于将光束聚焦在光盘上的聚焦点处；光学检测器，用于接收从光盘反射的反射光，并产生电子检测器输出信号。

在操作过程中，光束应该保持被聚焦在光盘上。为此，将物镜轴向可移动地配置，并且光盘驱动设备包括聚焦致动器装置，用于控制物镜的轴向位置。此外，聚焦点应该保持与轨道对准，或应该能相对于新轨道定位。为此，至少物镜被径向可移动地安装，且光盘驱动设备包括径向致动器装置，用于控制物镜的径向位置。

更具体地说，光盘驱动设备包括相对于光盘驱动设备支架可移动导向的滑架，该光盘驱动支架也可支撑用于旋转光盘的主轴电机。滑架的运行过程相对于光盘基本径向地配置，并可在基本相应于从内部轨道半径到外部轨道半径范围的范围上移动滑架。所述径向致动装置包括可控制的滑架驱动，例如包括线性电机、步进电机或涡轮电机。

打算将滑架的移动用于粗略定位光学透镜。为了细调光学透镜的位置，光盘驱动设备包括支撑物镜并相对于滑架可移动安装的透镜平台。平台相对于滑架的移动范围是相对小，但是平台相对于滑架的定位准确性要比滑架相对于支架的定位准确性高。

在启动阶段，例如当盘片驱动器接通时，必须初始化光学透镜的径向位置。所以，滑架相对于机械参考(即机械停止或接近这样停止的位置)朝着开始位置方向移动。这个方面的问题是，不知道滑架的当前位置。此外，不知道滑架的最初位置。因此，滑架“盲目地”朝作为位置参考的机械停止方向移动，通常是它移动范围的内部末端。

除非提供一个独立的位置检测器，否则径向致动机构不知道滑架什么时候碰到它的机械停止。因此，机构必须准备“更坏的情况”，即这样的情况，当盘片驱动器接通时滑架最初在它的最外面的位置：这个开始位置到达里面的机械停止需要的时间最长。

以某一预定速度V驱动滑架。因此，为了保证滑架总是到达它的最里面的机械停止，在某一致动时间T内驱动滑架，以满足下面的条件：

VT＞R_O-R_I

其中R_O指示滑架的最外面位置，而R_I指示滑架的最里面位置，由所述机械停止确定。

速度V可以不要选择太高，因为当滑架碰到机械停止时会导致硬碰撞，这样会引起损坏或噪声。因此，考虑到相对适中的速度以及为了满足上面提到的条件，将所述预定致动时间T选择得相对高。另一方面，如果滑架的初始位置不是最外面的位置，那么在所述预定致动时间还没过以前，滑架就将到达机械停止。

在根据现有技术的光盘驱动设备中，滑架的致动继续，直到所述预定致动时间T结束。结果，在盘片驱动器准备好操作之前要用相对多的时间。如果当滑架已经到达机械停止时继续致动，则会产生讨厌的咔哒噪声，特别是在步进电机的情况下。

发明内容

本发明的目的是，提出解决上述问题的方法。

更具体地说，本发明的目的是，提供能够检测滑架何时到达停止的检测装置。然后，基于这个检测装置的输出信号，控制器可以关断驱动器致动器，或至少结束初始化阶段。

在可能的实施例中，光盘驱动配置有独立的位置检测器，直接测量滑架的位置。然而，这样需要附加的硬件。因此，本发明的另一个目的就是，在没有引进附加硬件的情况下提供滑架停止检测装置。

本发明基于以下见识：当滑架到达机械停止时，它的速度即刻为0，而光学透镜由可相对于滑架移动的平台支撑，以便光学透镜和平台趋于由它们的质量惯性驱动而继续移动。换句话说，当滑架碰到机械停止时，光学透镜相对于滑架发生径向移动。基于此理解，根据本发明的重要方面，与测量滑架本身的绝对径向位置不同，测量光学透镜相对于滑架的径向移动，并分析表示这样移动的信号，并作为基础以确定滑架是否碰到机械停止。

更具体地说，当滑架碰到机械停止时，会在滑架和平台之间产生差动加速度(differential acceleration)，该差动加速度将会导致差动速度(differential velocity)和差动位置(differential position)。在本文中，使用“移动”一词涵盖了“在移动的状态下”(距离为时间的函数)，也涵盖了“在移动的动作下”(速度为时间的函数；距离的一阶导数)。

在一个实施例中，例如通过测量平台致动器的反向电动势(EMF)，测量光学透镜相对于滑架的差动速度。应该注意的是，在磁盘系统中也可以采用类似的实施例，在此情况下，可通过测量平台致动器的反向电动势(EMF)来测量磁传感器相对于滑架的移动。

在另一个实施例中，测量光学透镜相对于滑架的差动位置。在此方面，本发明特别有用的实施例是基于以下进一步认识：光学检测器的输出信号至少包含一个对应于光学透镜相对于光束径向移动的信号分量，并基于对光束相对于滑架有固定位置的进一步认识，以便所述信号分量对应于光学透镜相对于滑架的径向移动。因此，基于此认识，本发明提出处理光学检测器的输出信号，以提供对应于光学透镜相对于滑架径向移动的信号分量，并用此信号分量作为控制滑架致动器的控制器输入信号。

在许多驱动器中，当启动滑架致动器以将滑架带到初始位置时，径向平台致动器不启动，在这种情况下，仅通过滑架和平台之间的耦合将基本确定平台相对于滑架的刚度。然后，在滑架的突然停止的情况下，实际上平台将相对于滑架移动。然而，在某些驱动器中，在滑架移动到它的初始位置的过程中，径向平台制动器也启动。在这种情况下，控制径向平台致动器的控制器将接收表示光学透镜相对于滑架差动位置和/或差动速度的信号，并且该控制器将产生它的径向平台致动器的控制信号，以使光学透镜相对于滑架的所述差动位置和/或差动速度基本保持在恒定值(例如0)。鉴于这样的控制器的控制作用，平台相对于滑架的刚度将会提高，通常到这样的程度：测量光学透镜和滑架之间的差动位置或差动速度不可能产生有用的信号。

对于那些情况，本发明提出处理控制器的控制输出信号，用作测量保持平台在相对于滑架的适当位置所需施加的力，也就是为了保持平台在相对于滑架的适当位置所需应用到平台的加速度/减速度的测量，也就是滑架的加速度/减速度的测量。

本发明提供了一种在一种类型的盘片驱动设备中用于检测滑架在盘片的径向移动时的实际减速或加速或停止的方法，所述一种类型的盘片驱动设备包括：

可径向移动的扫描装置，包括：

-滑架，可相对于设备支架在盘片的径向移动；

-平台，可相对于所述滑架在盘片的径向移动；

所述方法包括检测所述平台相对于所述滑架在盘片的径向移动的步骤；

所述盘片驱动设备包括扫描盘片的光学系统，所述光学系统定义至少部分相对于所述滑架固定的光径，并包括相对于所述平台固定的物镜；

所述方法包括检测光读信号并从中导出X-移动信号的步骤，所述X-移动信号表示所述物镜相对于所述滑架在盘片的径向移动的信号，

其中确定：当检测的所述X-移动信号超出预定的判定阈值时，所述滑架发生实际的减速或停止。

本发明还提供了一种用于在盘片驱动设备的启动阶段初始化物镜的径向位置的方法，所述方法包括以下步骤：

-在所述滑架上径向施加力；

-使用如前面所述的方法，检测所述滑架的实际减速或停止；

-一检测到所述平台相对于所述滑架的实际径向移动就停止所述力。

本发明还提供了盘片驱动设备，包括：

-可在盘片的径向移动的扫描装置，包括：

-滑架，可相对于设备支架在盘片的径向移动；

-平台，可相对于所述滑架在盘片的径向移动；

所述设备还包括：

滑架停止检测装置，用于通过检测所述平台相对于所述滑架的在盘片的径向移动，检测移动的滑架达到停滞，

所述的盘片驱动设备还包括：

-扫描盘片的光学系统，所述光学系统定义至少部分相对于滑架固定的光径，并包括相对于平台固定的物镜；

其中，所述滑架停止检测装置被设计成检测光读信号并从中导出X-移动信号，所述X-移动信号表示所述物镜相对于所述滑架在盘片的径向移动的信号，

其中所述滑架停止检测装置被设计成确定：当检测的所述X-移动信号超出预定的判定阈值时，所述滑架发生实际的减速或停止。

附图说明

下面参考附图进一步说明本发明的各方面及其特征和优点，其中相同的标号表示相同或同样的部件，附图中：

图1A示出了光盘驱动设备的可移动部件；

图1B示出了滑架/平台的组合；

图2是根据本发明的光盘驱动在启动阶段的步骤流程图。

具体实施方式

图1示意性示出了光盘驱动设备1，适合用于在光盘2上存储信息或从光盘2读信息。光盘驱动设备1包括设备支架3。为了旋转光盘2，光盘驱动设备1包括固定在支架3上的电机4，定义旋转轴5。为了接收和固定光盘2，光盘驱动设备1包括转台或箝位盘心6，在此情况下，主轴电机4被安装在电机4的主轴7上。

光盘驱动设备1还包括可移动滑架10，通过导向装置(为清晰起见未示出)该滑架10可移动地导向光盘2的径向方向，也就是基本垂直于旋转轴5的方向。16示出了滑架10相对于设备支架3的机械终点停止器。11示出了径向滑架致动器，设计用于相对于设备支架3调节滑架10的径向位置。箭头F示出了该致动器11所施加的力。由于径向滑架致动器本身是已知的，而本发明没有涉及这样的径向滑架致动器的设计和机能，因此没必要在此详细讨论径向滑架致动器的设计和机能。

光盘驱动设备1还包括可移动平台20，该平台20可相对于滑架10在光盘2的径向方向移动，并且可通过安装装置(为清晰起见未示出)相对于滑架10可移动地安装。21指示了配置用于相对于滑架10径向移动平台20的径向平台致动器。由于这样的径向平台致动器本身是已知的，而本发明的主题没有涉及这样的径向平台致动器的设计和操作，因此没必要在此详细讨论径向滑架致动器的设计和操作。

为了相对于滑架10安装和固定平台20，22示出了耦合，该耦合具有弹性、刚度和阻尼的特性。

图1B示意性示出了相对于滑架10安装平台20的可能方法。在所示的实施例中，耦合22包括弹簧线23，也就是相对细的、主要一维的构件，具有近似指向Y-方向的纵向轴，即，近似垂直于X-方向(径向方向)和Z-方向(光束的轴向方向)。在没有任何外部支撑力的情况下，这些弹簧线相对于滑架10支撑平台20。然而，在有外力施加在平台20的情况下，弹簧线23相对容易弯曲，以允许平台20相对于滑架10在X-方向和Z-方向移动。弹簧线23在X-方向和Z-方向可有相等的刚度，但也可能Z-方向的刚度与X-方向的刚度不等。

包含弹簧线23安装平台20以相对于滑架10支撑平台20，这本身是已知的。应该注意的是，本发明不只局限于包括弹簧线的安装设计：任何其它合适的安装设计都可用在本发明的环境中。然而重要的是，安装装置(在本例中是弹簧线)的刚度和弹性允许在滑架经历了机械震动的情况下平台20和滑架10彼此相对径向移动。

光盘驱动设备1还包括光学系统30，用于通过光束扫描光盘2的轨道(未示出)。更具体地说，光学系统30包括光束发生装置(通常是激光器31，例如激光二级管)，该发生装置可相对于设备支架3或滑架10安装，并且配置为产生光束32a，该光束32a穿过光束分离器33和由平台20支撑的物镜34。物镜34将光束32b聚焦在光盘2上。应该注意的是，光盘驱动设备1也包括聚焦伺服装置，配置用于轴向移动平台20以便得到并保持光束32b正好聚焦在光盘2的需要位置，但为了清晰起见，图1没有示出这样的聚焦伺服装置。

光束32b从光盘2反射(反射光束32c)，并穿过物镜34和光束分离器33(光束32d)以到达相对于滑架10安装的光学检测器35。光学检测器35产生读信号S_R。

这样，光束32沿着(至少部分地)相对于滑架10基本固定的光径80而行。

光盘驱动设备1还包括控制单元90，该控制单元90具有连接到电机4控制输入的第一输出90a，具有耦合到径向滑架致动器11控制输入的第二输出90b，并具有耦合到径向平台致动器21控制输入的第三输出90c。控制单元90被设计成在它的第一输出90a产生电机4的控制信号S_CM，在它的第二控制输出90b产生滑架致动器11的控制信号S_CS以控制所述力F，并在它的第三控制输出90c产生平台致动器21的控制信号S_CP。

本领域的技术人员应该清楚的是，读信号S_R至少包括一个基于物镜34相对于光束32径向移动的信号分量。因此，这个信号分量对应于物镜34相对于滑架10的移动。在US-5173598中公开了这样信号分量的例子，以及用于从读信号S_R导出这样的信号分量的方法和装置，其内容通过引用结合在此。在所述公开中描述的这样的信号分量可用于实施本发明。

下文中，任何表示物镜34相对于滑架10径向移动的信号都被称为X-移动信号S_XD。

这样的X-移动信号S_XD不必从光的读信号S_R导出。在本发明的范围内，也可能从其它源导出X-移动信号S_XD。例如，在径向平台致动器21包含电磁器件的情况下，平台20相对于滑架10的移动将在该电磁器件中引起反向-EMF；该反向-EMF完全适合通过控制单元90接收以用作X-移动信号S_XD。然而，下面参考示范性实施例进一步说明本发明，其中X-移动信号S_XD是从光读信号S_R导出的，这样的说明并不意味着本发明只局限于这样的实施例。

在图1A所示的示范性实施例中，控制单元90还有读信号输入90d，用于从光学检测器35接收读信号S_R，而且控制单元90被设计用于从读信号S_R导出X-移动信号S_XD。控制单元90还被设计成将位于X-移动输出90f的这个X-移动信号S_XD提供给判定单元91。判定单元91审查X-移动信号S_XD，以确定这个信号是否指示了大得足够指示滑架10的停止的移动。根据这样审查的结果，判定单元91将极限信号S_L返回到控制单元90的第二输入90g。在响应中，控制单元90将控制信号S_CS发送到滑架致动器11终止由这个致动器施加的力F，从而有效地将这个致动器的致动时间限制在到达终点停止器所需的时间。

因此，如果滑架10撞到它的终点停止器16，则致动器的致动被终止。然而应该注意的是，如果滑架10被任何其它的而不是终点停止器16所阻塞，那么这个致动器的致动也被终止。

应该注意的是，交换信号S_XD和S_L的控制单元90和判定单元91在此是作为分开的单元进行说明和讨论的。尽管这样的分开实现的确是可行的，但在优选实施例中，将控制单元90和判定单元91结合为一个单一单元。此外，尽管判定单元91可以用分开的硬件部件实现，但是判定单元91的操作最好以软件、硬件或固件的形式用结合了控制和判定单元的合适程序设计来实现。

另一方面，通过与控制单元90分开的组件，接收检测器输出信号S_R并由此导出X-移动信号(S_XD)也是可能的。

下面，将参考图2说明在光盘驱动设备1的启动阶段初始化光学透镜34径向位置的方法200。

首先，接通激光器31(201)，并启动聚焦致动器(未示出)(202)，以得到控制单元90的检测器输出信号S_R。应该注意的是，要得到这样的检测器输出信号S_R不是必需旋转光盘。

然后，控制单元90产生滑架控制信号S_CS以激励径向滑架致动器11(步骤203)，以便所述力F朝着由所述终点停止器16定义的终点位置方向移动滑架10。

控制单元90接收检测器输出信号S_R(步骤204)，并从中导出X-移动信号S_XD(205)。

将X-移动信号S_XD与预定的阈值条件Th比较(206)。

只要滑架10没有到达径向终点停止器16，那么滑架10和平台20的速度就基本相等，并且X-移动信号S_XD基本等于0。然后重复上面的步骤204-206，步骤207指示为返回。

然而，当滑架10撞到径向终点停止器16时，它的速度几乎马上减到0，而平台20的在其质量惯性的推动下保持它相对于设备支架3的速度。如果没有外力作用在平台20上，那么物镜34相对于滑架10移动，也就是平台20得到相对于滑架10的差动速度和相对于滑架10的差动位置，以便X-移动信号S_XD迅速提高。这个情况由控制单元90和/或判定单元91检测，因为现在X-移动信号S_XD高于所述阈值Th。在响应中，控制单元90产生它的控制信号S_CS以关断径向滑架致动器11(步骤208)。

也有可能的是，当激励滑架致动器11时，控制单元90也产生平台控制信号S_CP以激励径向平台致动器21。控制单元90接收检测器输出信号S_R(步骤204)，并从中导出X-移动信号S_XD(步骤205)。基于此信号，控制单元90与检测器35和径向平台致动器21一起形成控制环，以将平台20有效地固定在滑架10上。换句话说，控制单元90产生它的平台控制信号S_CP，以使X-移动信号S_XD基本保持在0。现在，X-移动信号S_XD作为指示滑架停止的信号本身不大可靠，因为控制单元90的控制作用已经降低了平台20相对于滑架10的差动速度和差动位置的幅度。然而，反映有效抵制差动速度和差动位置所需力的平台控制信号S_CP，反映了滑架的减速或加速并可用作测量信号。因此，在这种情况下，将平台控制信号S_CP与阈值Th相比较，如果发现平台控制信号S_CP高于所述阈值Th，则控制单元90产生它的控制信号S_CS以关断径向滑架致动器11(步骤208)。

本领域的技术人员应该清楚，本发明并不局限于上面描述的示范性实施例，但是，各种变化和修改在如所附权利要求书中定义的本发明的保护范围内是可能的。例如，本发明提出的方法也适合于检测滑架的实际减速或加速。

此外，不必将激光器31和检测器35固定在滑架10上。也可以将激光器31和/或检测器35固定在设备支架3上。例如通过连接到滑架的90°镜子将光束耦合到物镜34，这实现了光径80到滑架的至少部分的耦合。

Claims (9)

1.一种在一种类型的盘片驱动设备(1)中用于检测滑架(10)在盘片的径向移动时的实际减速或加速或停止的方法，所述一种类型的盘片驱动设备(1)包括：

可径向移动的扫描装置(10，20)，包括：

-滑架(10)，可相对于设备支架(3)在盘片的径向移动；

-平台(20)，可相对于所述滑架(10)在盘片的径向移动；

所述方法包括检测所述平台相对于所述滑架(10)在盘片的径向移动的步骤；

所述盘片驱动设备(1)包括扫描盘片的光学系统(30)，所述光学系统(30)定义至少部分相对于所述滑架(10)固定的光径(80)，并包括相对于所述平台(20)固定的物镜(34)；

所述方法包括检测光读信号并从中导出X-移动信号的步骤，所述X-移动信号表示所述物镜(34)相对于所述滑架(10)在盘片的径向移动的信号，

其中确定：当检测的所述X-移动信号超出预定的判定阈值时，所述滑架(10)发生实际的减速或停止。

2.如权利要求1所述的方法，其中，致动器(21)被启动，以抵制所述平台(20)相对于所述滑架的径向移动；

所述方法包括检测平台致动器控制信号的步骤。

3.如权利要求2所述的方法，其中确定：当检测的平台致动器控制信号超出预定的判定阈值时，所述滑架(10)发生实际的减速或停止。

4.一种用于在盘片驱动设备(1)的启动阶段初始化物镜(34)的径向位置的方法(200)，所述方法包括以下步骤：

-在所述滑架(10)上径向施加力；

-使用如前面权利要求中任一项所述的方法，检测所述滑架(10)的实际减速或停止；

-一检测到所述平台(20)相对于所述滑架(10)的实际径向移动就停止所述力。

5.盘片驱动设备(1)，包括：

-可在盘片的径向移动的扫描装置(10，20)，包括：

-滑架(10)，可相对于设备支架(3)在盘片的径向移动；

-平台(20)，可相对于所述滑架(10)在盘片的径向移动；

所述设备还包括：

滑架停止检测装置，用于通过检测所述平台相对于所述滑架的在盘片的径向移动，检测移动的滑架(10)达到停止，

所述的盘片驱动设备还包括：

-扫描盘片的光学系统(30)，所述光学系统(30)定义至少部分相对于滑架(10)固定的光径(80)，并包括相对于平台(20)固定的物镜(34)；

其中，所述滑架停止检测装置被设计成检测光读信号并从中导出X-移动信号，所述X-移动信号表示所述物镜(34)相对于所述滑架(10)在盘片的径向移动的信号，

其中所述滑架停止检测装置被设计成确定：当检测的所述X-移动信号超出预定的判定阈值时，所述滑架(10)发生实际的减速或停止。

6.如权利要求5所述的设备，还包括：

-可控平台致动器(21)，与所述滑架(10)和所述平台(20)相联系，用于相对于所述滑架径向移动所述平台；

-控制单元(90)，产生所述平台致动器(21)的平台致动器控制信号，以抵制所述平台(20)相对于所述滑架(10)的径向移动；

其中，所述滑架停止检测装置被设计成检测所述平台致动器控制信号。

7.如权利要求6所述的设备，其中所述滑架停止检测装置被设计成确定：当检测的致动器控制信号超出预定的判定阈值时，所述滑架(10)发生实际的减速或停止。

8.如权利要求5所述的设备，还包括：

-可控滑架致动器(11)，用于相对于所述设备支架(3)径向移动所述滑架(10)；

-控制单元(90)，用于控制所述滑架致动器(11)；

所述控制单元(90)响应所述滑架停止检测装置，以当所述滑架停止检测装置指示所述移动滑架(10)已经达到停止时，关断所述滑架致动器(11)。

9.如权利要求8所述的设备，其中，所述滑架(10)相对于所述设备支架(3)的移动范围由一个终点停止器(16)限制；

其中，在初始化阶段，所述控制单元(90)被设计成激励所述滑架致动器(11)以朝着所述终点停止器(16)的方向移动所述滑架(10)；

其中，所述滑架(10)一到达所述终点停止器，所述控制单元(90)就关断所述滑架致动器(11)。

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