TWI391926B - 光學讀取頭傾斜度檢測方法 - Google Patents

Description

光學讀取頭傾斜度檢測方法

本發明涉及一種光碟驅動器的檢測方法，特別涉及一種光學讀取頭的傾斜度檢測方法。

光學讀取機構主要包括光學讀取頭、導桿和驅動機構。 如圖1所示，其為一光碟驅動器10的整體架構示意圖。在讀取光碟150上的資料時，光學讀取頭120需要在步進馬達108的驅動下沿著二導桿106(另一導桿圖未示)來回反復移動，若二導桿106不平行時，則會使得光學讀取頭120不能順利移動，造成光碟驅動器10讀寫能力的降低。另外，即使二導桿106平行，二導桿106所在平面與轉盤104的旋轉平面不平行，也會導致光學讀取頭120發出的光束不能垂直發射到光碟150上，影響光碟驅動器10的讀寫能力。機構上，二導桿106不平行的程度以及二導桿106所在平面與轉盤104的旋轉平面的不平行程度直接反映出來的就是光學讀取頭120的傾斜度。

檢測光學讀取頭120的傾斜度方法可利用準直儀配合三個反光板來完成，如圖2所示，三反射板132、134、136分別放置在轉盤104上和導桿106的二端。如圖3所示，準直儀200發出檢測光束，且分別發射到三反射板132、134和136上，並進一步接收三反射板132、134和136反射回來的檢測光束，再通過CCD成像顯示在顯示器上。其中，從導桿106二端的反光板134、136上反射的光束所形成的光點區域定義為“靜點”，從旋轉的反光板132上反射 的光束所形成的光點區域定義為“動點”。如圖4所示，其為一準直儀200所檢測到的光點圖像40，包括靜點42、44，和動點46。因為在檢測過程中，轉盤104持續轉動，使反射板132反射的光束全部重疊的概率很小，所以準直儀200所顯示的圖像中動點沿著一圓環形軌跡移動。若二導桿106相互平行且二導桿106形成的面與轉盤104平面平行，則二個靜點42、44重合在動點46的圓環形軌跡中心上。光點圖像40中，靜點42、44到動點46的圓環形軌跡中心的距離較大者表示導桿106所在平面與轉盤104平面的不平行程度，靜點42到靜點44的相對距離則表示二導桿106的不平行程度。這二個不平行程度都表示光學讀取頭120的傾斜度。

傳統上，光學讀取頭120的傾斜度是通過人工識別光點圖像40的方式框選出靜點和動點再測量它們之間的距離，以判斷待測光碟驅動器10之光學讀取頭120的傾斜度是否符合要求。上述方法不僅無法避免人為的判斷誤差，且工作效率低。

有鑒於此，有必要提供一種準確且高效的光學讀取頭傾斜度檢測方法。

一種光學讀取頭傾斜度檢測方法，其用於分析利用光電設備攝取的光點圖像，該光點圖像是由該光電設備發射光束到導桿二端以及轉盤上的反光板並檢測反射回來的光束所生成，該導桿二端的反光板所反射光束形成的光點區域定義為第一靜點和第二靜點，該轉盤上反光板所 反射光束形成的光點區域定義為動點，該檢測方法包括如下步驟：接收複數光點圖像；將複數光點圖像數位化為數位圖像；將複數數位圖像疊加生成疊加圖像；針對該疊加圖像建立坐標系；識別該第一靜點、第二靜點和動點並得到該第一靜點、第二靜點和動點的座標值；根據該第一靜點、第二靜點和動點的座標值，計算出該第一靜點、第二靜點到動點的距離值，二者中較大者為最大距離值；將該最大距離值與預設的第一臨界距離值比較，得到光學讀取頭的傾斜度是否符合要求的結果。

上述光學讀取頭傾斜度檢測方法可以自動識別光點圖像中的靜點和動點，並通過建立坐標系準確的得到二個靜點和動點間距離關係，從而可以根據這些距離關係判斷光學讀取頭的傾斜度是否符合要求。由於上述動作均自動進行，不僅避免了人為因素的誤差，也大大提高了檢測效率。

請參閱圖5，其為一較佳實施方式中檢測光學讀取頭傾斜度的方法流程圖，該傾斜度檢測方法是在準直儀200攝取到光點圖像後，對圖像進行分析和測量，得到光點圖像 中各個光點之間的距離關係，進而計算出光學讀取頭120之傾斜度參數並判斷該傾斜度是否在可接受的範圍之內，以確定該光學讀取頭120的傾斜度是否符合要求。光學讀取頭傾斜度檢測方法包括如下步驟：

步驟S501，接收複數光點圖像，這些光點圖像由準直儀200攝取得到，也可由其他類似光電設備獲得。

步驟S503，將複數光點圖像數位化為數位圖像，該數位化表示將圖像中有光點部分的畫素點設為“1”，沒有光點部分畫素點設為“0”。如圖6所示，其為一數位圖像60，其中黑色部分表示有光點的畫素部分。

步驟S505，將複數數位圖像疊加生成疊加圖像，即將複數數位圖像對應畫素點的數值相加。為了能夠較準確地識別所述靜點和動點，疊加圖像78至少由三張數位圖像疊加而成。如圖7所示，其為三張數位圖像72、74、76疊加示意圖，疊加後得到疊加圖像78。從圖7中可以看出，數位圖像72、74、76中有二個光點位置比較固定，疊加後重疊度高，重疊畫素點的數值也大，這二個點便是從導桿二端的反射板上反射的光束成像點，即為靜點，如疊加圖像78中所示的第一靜點782、第二靜點784。數位圖像72、74、76中另外一個點的位置偏差較大，疊加後重疊度相對較低，重疊畫素點的數值也小，使得其所涵蓋面積較大，該點便是從主軸馬達上反射板所反射光束的成像點，即為動點，如疊加圖像78中所示的動點786。

步驟S507，針對所述疊加圖像78建立二維坐標系，如圖7 所示，坐標系788以疊加圖像78的左下角為原點，以水準方向和豎直方向為X、Y軸，如此，疊加圖像78上各個數值點就有了對應的座標值。

步驟S509，識別所述第一靜點782、第二靜點784和動點786並得到所述第一靜點782、第二靜點784和動點786的座標值。其中，識別第一靜點782、第二靜點784和動點786可以根據疊加圖像78中數值的大小來判斷，為了能夠較準確的識別所述靜點和動點，疊加圖像78至少由三張數位圖像疊加而成。識別出第一靜點782、第二靜點784和動點786後再根據步驟S507中建立的坐標系788來得到各點的座標值。

步驟S511，根據所述第一靜點782、第二靜點784和動點786的座標值計算出所述第一靜點782、第二靜點784到動點786的距離值，二者中較大者為最大距離值。

步驟S513，根據第一靜點782和第二靜點784的座標值，計算出第一靜點782和第二靜點784的相對距離值。

步驟S515，將該最大距離值和相對距離值與預設的第一臨界距離值和第二臨界距離值比較，得到光學讀取頭的傾斜度是否符合要求的結果。該第一臨界距離值為第一靜點782、第二靜點784到動點786的的可接受距離值，第二臨界距離值為第一靜點782與第二靜點784的可接受距離值。

步驟S517，顯示檢測結果，所述檢測結果包括光學讀取頭是否符合要求以及所述最大距離值和相對距離值。

步驟S519，保存所述檢測結果，以便後續可以整體分析多台光碟驅動器的光學讀取頭歪斜情況。

請同時參閱圖8，其為四張數位圖像疊加後生成的疊加圖像80，以下以該疊加圖像80為例進一步說明上述步驟S509中識別靜點和動點的方法，請參閱圖9，疊加圖像的識別和計算包括如下步驟：

步驟S901，檢測疊加圖像80，找到一大於或等於“4”的畫素點。其中大於“4”表示有第一靜點與第二靜點重合或者與動點重合的情況，但出現概率很小。

步驟S903，找到與該畫素點相連且大於或等於“4”的所有畫素點，並將這些畫素點所涵蓋的最大橫縱坐標範圍定義為第一靜點範圍。尋找與該畫素點相連且大於或等於“4”的方法為，首先檢測該畫素點相鄰的八個畫素點，找到新的大於或等於“4”，然後在檢測新的大於或等於“4”畫素點相鄰的八個畫素點，如此迴圈，便可將該點相連的所有大於或等於“4”的所有畫素點找到。因為動點全部重疊的概率很小，所以疊加圖像80中能大於或等於疊加的數位圖像總數“4”的畫素點即為靜點，圖8中所示的指示框802所框範圍表示第一靜點範圍。

步驟S905，將第一靜點範圍所涵蓋的最大橫縱坐標範圍求平均，得到第一靜點座標值，即是第一靜點範圍中間畫素點的座標值。所述最大橫縱坐標範圍為第一靜點範圍中所有畫素點的最大橫縱坐標值和最小橫縱坐標所包括得範圍。求平均即是找到最中心的畫素點，將其座標 值作為第一靜點座標值。

步驟S907，將所述第一靜點範圍所涵蓋的最大橫縱坐標範圍向外擴張2個畫素點，並將擴張後的第一靜點範圍內的畫素點全部清零。圖8中所示的指示框804所框範圍表示擴張後的第一靜點範圍。本步驟中向外擴張2個畫素範圍是為了將第一靜點的非全部重疊畫素點找到並清零，也即是將第一畫素點中小於“4”的畫素點找到並清零。本步驟中向外擴張的2個畫素的數值為多次試驗得到的經驗值，其還可以為2以外的其他數值，通常大於或等於2。其中，第一靜點範圍也可以是擴張後的第一靜點範圍，還可以是與大於或等於“4”的畫素點相連且非零的所有畫素點區域。

步驟S909，檢測部分清零的疊加圖像80中是否還有大於或等於4的畫素點。

步驟S911，若還有大於或等於“4”的畫素點，則利用求第一靜點座標相同的方法得到第二靜點範圍和第二靜點座標值，然後進至步驟S915。圖8中所示的指示框806所框範圍表示第二靜點範圍。

步驟S913，若沒有大於或等於“4”的畫素點，則判斷為第一靜點與第二靜點重合，得出第二靜點座標值等於第一靜點座標值，然後進至步驟S917。

步驟S915，將所述第二靜點範圍所涵蓋的最大橫縱坐標範圍向外擴張2個畫素點，並將擴張後的第二靜點範圍內的畫素點全部清零。圖8中所示的指示框808所框範圍表 示擴張後的第二靜點範圍。

步驟S917，將疊加圖像80中剩下的所有非零畫素點所涵蓋的最大橫縱坐標範圍求平均，得到動點座標值。如圖8中所示的指示框810所框範圍表示動點範圍。

上述光學讀取頭傾斜度檢測方法中，請再參閱圖8，所述第一靜點範圍也可以是與等於“4”的畫素點相連的所有非零畫素點區域，還可以是與等於“4”的畫素點相連的所有非零畫素點區域所涵蓋的最大橫縱坐標範圍，還可以是將所有相連且等於“4”的所有畫素點區域。這些第一靜點範圍的定義雖然有所不同，但求平均後得到的座標值基本相同。

上述光學讀取頭傾斜度檢測方法可以自動識別光點圖像中的靜點和動點，並通過建立坐標系準確的得到二個靜點和動點間距離關係，從而可以根據這些距離關係判斷光學讀取頭的傾斜度是否符合要求。另外，將得到的具體距離關係資料保存下來，後續便可以根據這些資料進行整體分析，瞭解多台光碟驅動器之光學讀取頭的傾斜度分佈狀況。由於上述動作均自動進行，不僅避免了人為因素的誤差，也大大提高了檢測效率。

10‧‧‧光碟驅動器

150‧‧‧光碟

40‧‧‧光點圖像

132‧‧‧反射板

42‧‧‧靜點

134‧‧‧反射板

44‧‧‧靜點

136‧‧‧反射板

46‧‧‧動點

200‧‧‧準直儀

60‧‧‧數位圖像

782‧‧‧第一靜點

72‧‧‧數位圖像

784‧‧‧第二靜點

74‧‧‧數位圖像

786‧‧‧動點

76‧‧‧數位圖像

788‧‧‧坐標系

78‧‧‧疊加圖像

802‧‧‧指示框

80‧‧‧疊加圖像

804‧‧‧指示框

104‧‧‧轉盤

806‧‧‧指示框

106‧‧‧導桿

808‧‧‧指示框

108‧‧‧步進馬達

810‧‧‧指示框

120‧‧‧光學讀取頭

S501~S519‧‧‧傾斜度檢測方法流程

S901~S917‧‧‧識別並得到靜點和動點座標值的方法流程

圖1為一光碟驅動器架構的主視圖。

圖2為一光碟驅動器上反光板的位置示意圖。

圖3為光學讀取頭傾斜度檢測裝置的架構示意圖。

圖4為一準直儀攝取的光點圖像示意圖。

圖5為一較佳實施方式的傾斜度檢測方法的流程圖。

圖6為數位化的光點圖像示意圖。

圖7為數位化圖像疊加示意圖。

圖8為疊加圖像示意圖。

圖9為識別靜點和動點並得到靜點和動點座標值的方法流程圖。

S501~S519‧‧‧傾斜度檢測方法流程

Claims (10)

1. 一種光學讀取頭傾斜度檢測方法，其用於分析利用光電設備攝取的光點圖像，該光點圖像是由該光電設備發射光束到導桿二端以及轉盤上的反光板並檢測反射回來的光束所生成，該導桿二端的反光板所反射光束形成的光點區域定義為第一靜點和第二靜點，該轉盤上反光板所反射光束形成的光點區域定義為動點，該檢測方法包括如下步驟：接收複數光點圖像；將複數光點圖像數位化為數位圖像；將複數數位圖像疊加生成疊加圖像；針對該疊加圖像建立坐標系；識別該第一靜點、第二靜點和動點從而得到該第一靜點、第二靜點和動點的座標值；根據該第一靜點、第二靜點和動點的座標值，計算出該第一靜點、第二靜點到動點的距離值，二者中較大者為最大距離值；將該最大距離值與預設的第一臨界距離值比較，得到光學讀取頭的傾斜度檢測結果。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光學讀取頭傾斜度檢測方法，其中進一步包括：根據該第一靜點和第二靜點的座標值，計算出該第一靜點與第二靜點的相對距離值；將該相對距離值與預設的第二臨界距離值比較，得到光學讀取頭的傾斜度是否符合要求的結果。
3. 如申請專利範圍第1項所述之光學讀取頭傾斜度檢測方法 ，其中該識別第一靜點、第二靜點和動點從而得到該第一靜點、第二靜點和動點的座標值的方法包括如下步驟：檢測出該疊加圖像中重疊度最高的二個光點區域，定義為該第一靜點範圍、和第二靜點範圍，剩餘光點區域定義為動點範圍；將該第一靜點範圍、第二靜點範圍和動點範圍涵蓋的最大座標範圍求平均，得到該第一靜點、第二靜點和動點的座標值。
4. 如申請專利範圍第1項所述之光學讀取頭傾斜度檢測方法，其中該識別第一靜點、第二靜點和動點並得到該第一靜點、第二靜點和動點的座標值的方法包括如下步驟：檢測到該疊加圖像中重疊度最高的一個畫素點，定義為第一畫素點；找到與該第一畫素點相連且為光點區域的所有畫素點，定義為第一靜點範圍；將該第一靜點範圍涵蓋的最大座標範圍求平均，得到該第一靜點座標值；檢測出該第一靜點範圍外的重疊度最高的一個畫素點，定義為第二畫素點；找到與該第二畫素點相連且為光點區域的所有畫素點，定義為第二靜點範圍；將該第二靜點範圍涵蓋的最大座標範圍求平均，得到該第二靜點座標值；將該第一靜點範圍和第二靜點範圍外的所有剩下的光點畫素點定義為動點範圍，並將該動點範圍涵蓋的最大座標範圍求平均，得到該動點座標值。
5. 如申請專利範圍第1項所述之光學讀取頭傾斜度檢測方法，其中進一步包括：檢測到該疊加圖像中重疊度最高的一個畫素點，定義為第一畫素點；找到與該第一畫素點相連且重疊度與之相同的所有畫素點，並將這些畫素點定義為第一靜點範圍；將該第一靜點範圍涵蓋的最大座標範圍求平均，得到該第一靜點座標值；檢測出該疊加圖像中且在該第一靜點範圍外的重疊度最高的一個畫素點，定義為第二畫素點；找到與該第二畫素點相連且重疊度與之相同的所有畫素點，定義為第二靜點範圍；將該第二靜點範圍涵蓋的最大座標範圍求平均，得到該第二靜點座標值；將該第一靜點範圍和第二靜點範圍向外放大若干畫素點，並將放大後的第一靜點範圍和第二靜點範圍以外的所有光點畫素點定義為動點範圍，再將該動點範圍涵蓋的最大座標範圍求平均，得到該動點座標值。
6. 如申請專利範圍第1項所述之光學讀取頭傾斜度檢測方法，其中該數位圖像中光點區域的畫素點數值為“1”，非光點區域的畫素點數值為“0”，該識別第一靜點、第二靜點和動點從而得到該第一靜點、第二靜點和動點的座標值的方法包括如下步驟：檢測出該疊加圖像中數值等於光點圖像數量的一個畫素點，定義為第一畫素點；找到與該第一畫素點相連且數值等於光點圖像數量所有畫 素點，定義為第一靜點範圍；將該第一靜點範圍涵蓋的最大座標範圍求平均，得到該第一靜點座標值；將該第一靜點範圍向外擴展若干畫素點，並將擴展後的第一靜點範圍內的所有畫素點清零；檢測出該擴展後的第一靜點範圍清零後的疊加圖像中數值等於光點圖像數量的一個畫素點，定義為第二畫素點；找到與該第二畫素點相連且數值等於光點圖像數量所有畫素點，定義為第二靜點範圍；將該第二靜點範圍涵蓋的最大座標範圍求平均，得到該第二靜點座標值；將該第二靜點範圍向外擴展若干畫素點，並將擴展後的第二靜點範圍內的所有畫素點清零；將該疊加圖像中剩下的非零畫素點所涵蓋的最大橫縱坐標範圍求平均，得到動點座標值。
7. 如申請專利範圍第6項所述之光學讀取頭傾斜度檢測方法，其中進一步包括：若該擴展後的第一靜點範圍清零後的疊加圖像中沒有數值等於光點圖像數量的畫素點，則判定為該第一靜點與第二靜點重合，得出該第二靜點座標值等於該第一靜點座標值。
8. 如申請專利範圍第1項所述之光學讀取頭傾斜度檢測方法，其中該光點圖像數量大於或等於三。
9. 如申請專利範圍第1項所述之光學讀取頭傾斜度檢測方法，其中進一步包括顯示檢測結果的步驟，該檢測結果包括該光學讀取頭傾斜度是否符合要求以及該最大距離值。
10. 如申請專利範圍第1項所述之光學讀取頭傾斜度檢測方法，其中進一步包括保存該最大距離值的步驟。