CN101645288B - 光盘驱动器中移动滑车归位的装置与方法 - Google Patents

Abstract

一种光盘驱动器中移动滑车归位的装置与方法。此移动滑车归位的装置，包括：一处理单元，可输出一控制信号；一电动机驱动器，可根据该控制信号产生一驱动电压；一滑车；一滑车电动机，根据该驱动电压产生一驱动电流且带动该滑车移动；以及，一电流检测装置，可接收该驱动电流并转换为一指示信号输出至该处理单元；其中，当该处理单元执行一滑车归位动作时，该处理单元可根据该指示信号得知该驱动电流的大小用以判断该滑车归位完成与否。本发明应用于未具备极限开关的光盘驱动器，可使得滑车归位动作的花费时间有效地降低，并可以有效地防止螺旋导杆或者滑车的损毁。

Description

光盘驱动器中移动滑车归位的装置与方法

技术领域

本发明涉及一种光盘驱动器中的控制装置与方法，尤其涉及一种光盘驱动器中移动滑车归位的装置与方法。

背景技术

一般来说，光盘载入光盘驱动器时，光盘驱动器必须执行启动程序(start-up procedure)。于执行启动程序时，光盘驱动器会开始旋转光盘并且控制光学读写头(optical pick-up head)点亮激光，并将激光光点聚焦于旋转的光盘上，用以判断光盘的种类及相关的控制参数。而光盘的种类可为只读型(read only)、可写一次型(write once)、可复写型(rewritable)的CD、DVD、或者蓝光光盘。

再者，于载入光盘至执行启动程序之前，光盘驱动器必须依序执行主轴电动机(spindle motor)停止程序以及滑车归位(move-sled-home)动作。于确认主轴电动机未旋转以及滑车归位后，光盘驱动器即可开始执行启动程序。

请参照图1A，其所示出为公知光盘驱动器内部机构示意图。光盘驱动器内包括一主轴电动机20、一导轨30、一滑车40、一极限开关(limit switch)50、螺旋导杆60、滑车电动机(sled motor)70。其中，滑车40上包括一光学读写头42，其可发射激光光聚焦于光盘(虚线所示)上。

光盘载入光盘驱动器即是将光盘置于主轴电动机20上方，并且经由主轴电动机20带动而旋转光盘。再者，滑车电动机70可旋转螺旋导杆60。而滑车40由导轨30以及螺旋导杆60所支撑，并且经由滑车电动机70不同的旋转方向即可控制滑车40于光盘的径向前后移动。

如图1B所示出，为公知光盘驱动器执行滑车归位(move-sled-home)动作示意图。公知光盘驱动器执行滑车归位动作时，滑车电动机70会旋转以控制滑车40往光盘的内圈移动。当滑车40到达光盘内圈时，滑车40会接触到极限开关50，使得极限开关50动作，因此，光盘驱动器可根据极限开关50动作与否来决定滑车40是否归位完成。

再者，为了降低光盘驱动器的成本，某些光盘驱动器设计厂商会将极限开关予以省略。于极限开关省略后，很明显地，光盘驱动器将无法利用极限开关动作与否来决定滑车是否归位完成。

为了让未具备极限开关的光盘驱动器仍然能够执行滑车归位动作，公知光盘驱动器每一次执行滑车归位动作时，会于一归位时间之内提供一固定电压(constant voltage)至滑车电动机。由于光盘驱动器执行滑车归位动作时，光盘驱动器无法确定滑车的实际位置，上述的固定电压与归位时间必须能够保证滑车可由光盘最外圈移动到光盘最内圈。而由于光盘驱动器已经不具备极限开关，因此，当滑车移动到光盘最内圈时将会触碰到主轴电动机。

然而，光盘驱动器每次执行滑车归位动作时，滑车并非每次都在光盘的最外圈。因此，大部分于执行滑车归位动作时，都会造成滑车与主轴电动机的碰撞。假设光盘驱动器执行滑车归位动作时，滑车已经很靠近光盘最内圈，仍必须经过上述归位时间的等待，因此便会很浪费时间。再者，当滑车撞击主轴电动机后，滑车电动机仍继续接收固定电压，很容易造成螺旋导杆或者滑车的损毁。

发明内容

本发明的目的提出一种光盘驱动器中移动滑车归位的装置与方法。本发明应用于未具备极限开关的光盘驱动器，其可检测滑车电动机的驱动电流来得知滑车是否已经归位完成，并于确认滑车归位完成时停止滑车电动机的运转。

因此，本发明提出一种光盘驱动器中移动滑车归位的装置，包括：一处理单元，输出一控制信号；一电动机驱动器，根据该控制信号产生一驱动电压；一滑车；一滑车电动机，根据该驱动电压产生一驱动电流且带动该滑车移动；以及，一电流检测装置，包括：一检测电阻，接收该驱动电流并产生一模拟检测电压，以及一转换单元，接收该模拟检测电压并转换为一指示信号；其中，当该处理单元执行一滑车归位动作一时间周期后，该处理单元根据该指示信号得知该驱动电流的大小，且当该驱动电流大于一临限电流时，确认该滑车归位完成并停止输出该控制信号。

再者，本发明还提出一种光盘驱动器中移动滑车归位的装置，包括：一处理单元，输出一控制信号以及一选择信号；一第一驱动单元，根据该控制信号产生第一驱动电压；一第二驱动单元，根据该控制信号产生第二驱动电压；一滑车；一滑车电动机，根据该第一驱动电压产生一滑车电动机驱动电流且带动该滑车移动；一主轴电动机，根据该第二驱动电压产生一主轴电动机驱动电流；以及，一电流检测装置，包括：一第一检测电阻，接收该滑车电动机驱动电流并产生一第一模拟检测电压；一第二检测电阻，接收该主轴电动机驱动电流并产生一第二模拟检测电压；一多路复用单元，接收该第一模拟检测电压与该第二模拟检测电压并根据该选择信号来输出该第一模拟检测电压或该第二模拟检测电压；以及一转换单元，接收该第一模拟检测电压或该第二模拟检测电压并转换为一指示信号；其中，当该处理单元执行一滑车归位动作一时间周期后，该处理单元可根据该指示信号得知该滑车电动机驱动电流的大小，且当该驱动电流大于一临限电流时，确认该滑车归位完成并停止输出该控制信号；当该处理单元执行一主轴电动机停止程序时，该处理单元可根据该指示信号得知该主轴电动机驱动电流的大小用以判断该主轴电动机停止与否。

再者，本发明还提出一种光盘驱动器中移动滑车归位的方法，包括下列步骤：提供一滑车电动机一驱动电压用以产生一驱动电流并带动一滑车；于一时间周期后，当该驱动电流不小于一临限电流时，确认该滑车已归位完成并停止提供该驱动电压使得该滑车电动机停止运转；以及，于该时间周期后且该驱动电流小于一临限电流时，则于该驱动电流上升至大于该临限电流时，确认该滑车已归位完成并停止提供该驱动电压使得该滑车电动机停止运转。

本发明应用于未具备极限开关的光盘驱动器，其可检测滑车电动机的驱动电流来得知滑车是否已经归位完成，并于确认滑车归位完成时立即停止滑车电动机的运转，使得滑车归位动作的花费时间有效地降低，并可以有效地防止螺旋导杆或者滑车的损毁。

为了能更进一步了解本发明特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1A所示出为公知光盘驱动器内部机构示意图。

图1B所示出为公知光盘驱动器执行滑车归位动作示意图。

图2所示出为直流电动机等效电路示意图。

图3所示出为本发明第一实施例的移动滑车归位装置。

图4A与图4B所示出为第一实施例中的信号示意图。

图5所示出为图4A与图4B移动滑车归位方法的流程图。

图6A与图6B所示出为第一实施例中的信号示意图。

图7所示出为图6A与图6B移动滑车归位方法的流程图。

图8所示出为本发明第二实施例的移动滑车归位装置。

上述附图中的附图标记说明如下：

20主轴电动机       30导轨

40滑车             42光学读写头

50极限开关         60螺旋导杆

70滑车电动机

120处理单元        130电动机驱动器

140电流检测装置    142转换单元

220处理单元        230电动机驱动器

232第一驱动单元    234第二驱动单元

240电流检测装置    242转换单元

246多路复用单元

具体实施方式

请参照图2，其所示出为直流电动机等效电路示意图。其中，Ra为电枢电阻，La为电枢电感，Ea为反电动势，Ia为驱动电流，Va为驱动电压，ω为角速度。其中，驱动电压可表示为：

$\mathrm{Va}=\mathrm{Ra}\·\mathrm{Ia}+\mathrm{La}\·\frac{\mathrm{dIa}}{\mathrm{dt}}+\mathrm{Ea}---\left(1\right).$

经过推导于s域(s domain)可得：

$\mathrm{Ia}=\frac{(\mathrm{Va}-\mathrm{Ea})}{\mathrm{Ra}+\mathrm{La}\·s}---\left(2\right)$

其中，EA＝Kb·ω，Kb为反电动势常数。

由第(2)式可知，当直流电动机未旋转时，ω＝0，Ea＝0。此时，驱动电流Ia上升至一饱和驱动电流Ia_sat，饱和驱动电流可表示为：

$\mathrm{Ia}\_\mathrm{sat}=\frac{\mathrm{Va}}{\mathrm{Ra}+\mathrm{La}\·s}---\left(3\right).$

由于光盘驱动器内的滑车电动机为一直流电动机，因此本发明即可利用第(3)式来作为判断滑车是否归位完成。

请参照图3，其所示出为本发明第一实施例的移动滑车归位装置。移动滑车归位装置包括一处理单元120、一电动机驱动器130、一滑车电动机M1、一电流检测装置140。电流检测装置140还包括一检测电阻R1以及一转换单元142。其中，处理单元120为一数字信号处理单元(DSP)，而转换单元142为一模拟转数字单元(ADC)。

如图3所示，当处理单元120执行滑车归位动作时，处理单元120输出一控制信号至电动机驱动器130，因此，电动机驱动器130输出一驱动电压Va，并且产生一驱动电流Ia使得滑车电动机M1旋转进而带动滑车。再者，电流检测装置140中的一检测电阻R1根据驱动电流Ia产生一模拟的检测电压至转换单元142，而转换单元142则将模拟的检测电压转换成为数字的指示信号至处理单元120。

很明显地，指示信号的大小与驱动电流Ia之间有比例关系，处理单元120可根据指示信号得知驱动电流Ia的大小。再者，由滑车电动机M1的驱动电流Ia特性可知，当滑车归位完成时会碰触到主轴电动机使得滑车电动机M1不再旋转，此时的驱动电流Ia会快速上升至饱和驱动电流Ia_sat。因此，处理单元120内即可设定一临限电流Ith，并作为判断滑车是否归位完成的依据。

也即，当驱动电流Ia小于临限电流Ith时，判断滑车尚未归位完成，并且处理单元120继续产生控制信号至电动机驱动器130使得滑车电动机M1继续旋转；反之，当驱动电流Ia上升至临限电流Ith时，判断滑车已经归位完成，并且处理单元120停止产生控制信号至电动机驱动器130使得滑车电动机M1停止旋转。

请参照图4A与图4B，其所示出为第一实施例中的信号示意图。由于执行滑车归位动作时，光盘驱动器无法得知滑车的正确位置，所以图4A所示为滑车不在光盘圈最内圈时的信号示意图，而图4B所示为滑车位于光盘圈最内圈时的信号示意图。

如图4A所示，于时间点t0时，光盘驱动器开始执行滑车归位动作，因此电动机驱动器130产生驱动电压Va。于时间点t0时，虽然滑车电动机M1接收到驱动电压Va，但是由于滑车电动机M1本身的静摩擦力的作用，滑车电动机M1不会立刻旋转。此时，驱动电流Ia即为饱和驱动电流Ia_sat。

于克服滑车电动机M1的静摩擦力后，滑车电动机M1开始旋转使得滑车往光盘内圈移动，此时的驱动电流Ia开始下降。因此，处理单元120需预设一时间周期T，并于此时间周期T之后的时间点t1才开始检测滑车电动机M1的驱动电流Ia。

于时间点t1至t2之间，滑车电动机持续旋转中，驱动电流Ia小于预设的临限电流Ith。

于时间点t2时，滑车与主轴电动机碰撞，造成滑车停止而滑车电动机无法旋转，驱动电流Ia快速上升。于时间点t3时，驱动电流Ia上升至预设的临限电流Ith，处理单元120确认滑车归位完成，并停止产生控制信号，因此驱动电压Va与驱动电流Ia归零。

如图4B所示，于时间点t0时，光盘驱动器开始执行滑车归位动作，因此电动机驱动器130产生驱动电压Va。于时间点t0时，滑车电动机M1已位于光盘的最内圈位置并与主轴电动机接触，虽然滑车电动机M1接收到驱动电压Va，但是由于滑车电动机M1不会旋转。此时，驱动电流Ia会一直维持在饱和驱动电流Ia_sat。

于时间周期T之后的时间点t1时，处理单元120检测出滑车电动机M1的驱动电流Ia仍大于预设的临限电流Ith。此时处理单元120确认滑车归位完成，并停止产生控制信号，因此驱动电压Va与驱动电流Ia归零。

请参照图5，其所示出为上述移动滑车归位方法的流程图。于光盘驱动器开始执行滑车归位动作时，处理单元120即产生控制信号至电动机驱动器130以输出驱动电压Va，如步骤S10。

在经过预设的时间周期T之后，处理单元120可根据电流检测装置140输出的指示信号得知滑车电动机M1的驱动电流Ia。

当驱动电流Ia大于处理单元120预设的临限电流Ith时，如步骤S12，处理单元120确认滑车归位完成，如步骤S16。反之，当驱动电流Ia小于处理单元120预设的临限电流Ith时，如步骤S12，处理单元120确认滑车电动机持续旋转中，并且处理单元120持续检测驱动电流Ia。

接着，当驱动电流Ia持续小于或等于处理单元120预设的临限电流Ith时，如步骤S14，处理单元120确认滑车电动机持续旋转中，并且回到步骤S14。反之，当驱动电流Ia大于处理单元120预设的临限电流Ith时，如步骤S14，处理单元120确认滑车归位完成，如步骤S16。

请参照图6A与图6B，其所示出为第一实施例中的信号示意图。其中，处理单元120于时间周期T之间将饱和驱动电流I_sat减去预设的一偏差值Δi后获得临限电流Ith。同理，由于执行滑车归位动作时，光盘驱动器无法得知滑车的正确位置，所以图6A所示为滑车不在光盘圈最内圈时的信号示意图，而图6B所示为滑车位于光盘圈最内圈时的信号示意图。

如图6A所示，于时间点t0时，光盘驱动器开始执行滑车归位动作，因此电动机驱动器130产生驱动电压Va。于时间点t0时，虽然滑车电动机M1接收到驱动电压Va，但是由于滑车电动机M1本身的静摩擦力的作用，滑车电动机M1不会立刻旋转。此时，驱动电流Ia即为饱和驱动电流Ia_sat。此时，处理单元120即可根据电流检测装置140输出的指示信号得知饱和驱动电流Ia_sat的大小，并减去预设的偏差值Δi而获得一临限电流Ith。

于克服滑车电动机M1的静摩擦力后，滑车电动机M1开始旋转使得滑车往光盘内圈移动，此时的驱动电流Ia开始下降。因此，处理单元120需预设一时间周期T，并于此时间周期T之后的时间点t1才开始检测滑车电动机M1的驱动电流Ia。

于时间点t1至t2之间，滑车电动机持续旋转中，驱动电流Ia小于临限电流Ith。

于时间点t2时，滑车与主轴电动机碰撞，造成滑车停止而滑车电动机无法旋转，驱动电流Ia快速上升。于时间点t3时，驱动电流Ia上升至临限电流Ith，处理单元120确认滑车归位完成，并停止产生控制信号，因此驱动电压Va与驱动电流Ia归零。

如图6B所示，于时间点t0时，光盘驱动器开始执行滑车归位动作，因此电动机驱动器130产生驱动电压Va。于时间点t0时，滑车电动机M1已位于光盘的最内圈位置并与主轴电动机接触，虽然滑车电动机M1接收到驱动电压Va，但是由于滑车电动机M1不会旋转。此时，驱动电流Ia会一直维持在饱和驱动电流Ia_sat。

于时间周期T之后的时间点t1时，处理单元120检测出滑车电动机M1的驱动电流Ia仍大于临限电流Ith。此时处理单元120确认滑车归位完成，并停止产生控制信号，因此驱动电压Va与驱动电流Ia归零。

请参照图7，其所示出为上述移动滑车归位方法的流程图。于光盘驱动器开始执行滑车归位动作时，处理单元120即产生控制信号至电动机驱动器130以输出驱动电压Va，如步骤S20。

于处理单元120预设的时间周期T之间，处理单元120可根据电流检测装置140输出的指示信号得知滑车电动机M1的饱和驱动电流Ia_sat，并进而将饱和驱动电流Ia_sat减去预设的偏差值Δi而获得一临限电流Ith，如步骤S22。

于处理单元120预设的时间周期T之后，处理单元120可根据电流检测装置140输出的指示信号得知滑车电动机M1的驱动电流Ia。

当驱动电流Ia大于临限电流Ith时，如步骤S24，处理单元120确认滑车归位完成，如步骤S28。反之，当驱动电流Ia小于临限电流Ith时，如步骤S24，处理单元120确认滑车电动机持续旋转中，并且处理单元120持续检测驱动电流Ia。

接着，当驱动电流Ia持续小于或等于临限电流Ith时，如步骤S26，处理单元120确认滑车电动机持续旋转中，并且回到步骤S26。反之，当驱动电流Ia大于临限电流Ith时，如步骤S26，处理单元120确认滑车归位完成，如步骤S28。

由于执行滑车归位动作之前，光盘驱动器必须先执行主轴电动机停止程序。由于主轴电动机也是直流电动机，因此，本发明可同时运用于主轴电动机停止过程以及滑车归位动作。

请参照图8，其所示出为本发明第二实施例的移动滑车归位装置。移动滑车归位装置包括一处理单元220、一电动机驱动器230、一滑车电动机M1、一主轴电动机M2、一电流检测装置240。电流检测装置240还包括一第一检测电阻R1、一第二检测电阻R2、一多路复用单元246以及一转换单元242。电动机驱动器230还包括一第一驱动单元232与一第二驱动单元234。其中，处理单元220为一数字信号处理单元(DSP)，而转换单元242为一模拟转数字单元(ADC)。

如图8所示，处理单元220输出的控制信号可控制第一驱动单元232输出第一驱动电压Va1进而控制滑车电动机M1旋转以移动滑车；同时，处理单元220输出的控制信号也可控制第二驱动单元234输出第二驱动电压Va2进而控制主轴电动机M2旋转以带动光盘旋转。而电流检测装置240中的多路复用单元246接收处理单元220输出的选择信号，使得第一检测电阻R1产生的第一模拟检测电压或者第二检测电阻R2产生的第二模拟检测电压可输出至转换单元242。而转换单元242输出的指示信号即可代表滑车电动机M1的第一驱动电流Ia1或者主轴电动机M2的第二驱动电流Ia2。

也即，于光盘驱动器执行主轴电动机停止程序时，选择信号控制多路复用单元246输出第二检测电阻R2产生的第二模拟检测电压，使得转换单元242输出的指示信号代表主轴电动机M2的第二驱动电流Ia2。于主轴电动机M2的第二驱动电流Ia2为零时，处理单元220即可确定主轴电动机M2已经停止。

接着，当处理单元220执行滑车归位动作时，选择信号控制多路复用单元246输出第一检测电阻R1产生的第一模拟检测电压。并且，处理单元220输出控制信号至第一驱动单元232，因此，第一驱动单元232输出一第一驱动电压Va1，并且产生一第一驱动电流Ia1使得滑车电动机M1旋转。再者，电流检测装置240中的第一检测电阻R1根据第一驱动电流Ia1产生第一模拟检测电压至转换单元242，而转换单元242则将第一模拟检测电压转换成为数字的指示信号至处理单元220。而处理单元220即可依照图5或者图7的流程来确认滑车是否归位完成。

由第二实施例可知，本发明可以仅利用单一的电流检测装置即可以检测滑车电动机以及主轴电动机的动作情形，因此，可以节省电流检测装置的数目。

再者，本发明的优点是提出一种光盘驱动器中移动滑车归位的装置与方法。本发明应用于未具备极限开关的光盘驱动器，其可检测滑车电动机的驱动电流来得知滑车是否已经归位完成，并于确认滑车归位完成时立即停止滑车电动机的运转，使得滑车归位动作的花费时间有效地降低，并可以有效地防止螺旋导杆或者滑车的损毁。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定的范围为准。

Claims (13)

1.一种光盘驱动器中移动滑车归位的装置，包括：

一处理单元，输出一控制信号；

一电动机驱动器，根据该控制信号产生一驱动电压；

一滑车；

一滑车电动机，根据该驱动电压产生一驱动电流且带动该滑车移动；以及

一电流检测装置，包括：一检测电阻，接收该驱动电流并产生一模拟检测电压，以及一转换单元，接收该模拟检测电压并转换为一指示信号；

其中，当该处理单元执行一滑车归位动作一时间周期后，该处理单元根据该指示信号得知该驱动电流的大小，且当该驱动电流大于一临限电流时，确认该滑车归位完成并停止输出该控制信号。

2.如权利要求1所述的装置，其中于该时间周期中，该临限电流通过在该滑车电动机尚未旋转时所接收的一饱和驱动电流减去预设的一偏差值后获得。

3.如权利要求1所述的装置，其中该临限电流预设在该处理单元。

4.如权利要求1所述的装置，其中该处理单元为一数字信号处理单元，且该转换单元为一模拟转数字单元。

5.一种光盘驱动器中移动滑车归位的装置，包括：

一处理单元，输出一控制信号以及一选择信号；

一第一驱动单元，根据该控制信号产生一第一驱动电压；

一第二驱动单元，根据该控制信号产生一第二驱动电压；

一滑车；

一滑车电动机，根据该第一驱动电压产生一滑车电动机驱动电流且带动该滑车移动；

一主轴电动机，根据该第二驱动电压产生一主轴电动机驱动电流；以及

一电流检测装置，包括：一第一检测电阻，接收该滑车电动机驱动电流并产生一第一模拟检测电压；一第二检测电阻，接收该主轴电动机驱动电流并产生一第二模拟检测电压；一多路复用单元，接收该第一模拟检测电压与该第二模拟检测电压并根据该选择信号来输出该第一模拟检测电压或该第二模拟检测电压；以及一转换单元，接收该第一模拟检测电压或该第二模拟检测电压并转换为一指示信号；

其中，当该处理单元执行一滑车归位动作一时间周期后，该处理单元根据该指示信号得知该滑车电动机驱动电流的大小，且当该驱动电流大于一临限电流时，确认该滑车归位完成并停止输出该控制信号；当该处理单元执行一主轴电动机停止程序时，该处理单元根据该指示信号得知该主轴电动机驱动电流的大小，以判断该主轴电动机停止与否。

6.如权利要求5所述的装置，其中该时间周期中，该临限电流通过在该滑车电动机尚未旋转时所接收的一饱和驱动电流减去预设的一偏差值后获得。

7.如权利要求5所述的装置，其中该临限电流预设在该处理单元。

8.如权利要求5所述的装置，其中该处理单元为一数字信号处理单元，且该转换单元为一模拟转数字单元。

9.如权利要求5所述的装置，其中该主轴电动机驱动电流为零时，确认该主轴电动机停止。

10.一种光盘驱动器中移动滑车归位的方法，包括下列步骤：

提供一滑车电动机一驱动电压用以产生一驱动电流并带动一滑车；

于一时间周期后，当该驱动电流不小于一临限电流时，确认该滑车已归位完成并停止提供该驱动电压使得该滑车电动机停止运转；以及

于该时间周期后且该驱动电流小于一临限电流时，则于该驱动电流上升至大于该临限电流时，确认该滑车已归位完成并停止提供该驱动电压使得该滑车电动机停止运转。

11.如权利要求10所述的方法，还包括：于该时间周期中该滑车电动机尚未旋转时，将接收的一饱和驱动电流减去预设的一偏差值后获得该临限电流。

12.如权利要求10所述的方法，还包括：于提供该滑车电动机该驱动电压之前，执行一主轴电动机停止程序。

13.如权利要求10所述的方法，其中该临限电流预设在该光盘驱动器中的一处理单元。

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