专利名称：光盘机状态检测方法
技术领域：
本发明涉及一种光盘机状态检测方法，特别涉及关于光盘机因不同组装方位，使伺服机构受不同重力的影响，以检测光盘机处于水平、垂直或倒立状态，作为调整伺服机构控制性能的依据。
背景技术：
为了配合各种电器产品的应用及空间需求，光盘机需要以各种方向装置在不同的方位上。然而，光盘机是以高速读写光盘片高密集度的记号，所受重力些微的不同，均将造成光盘机伺服机构控制性能的改变，影响光盘机伺服控制的正确性及整体的效能。
如
图1所示，以现有光盘机精密的读取头1为例。读取头1具有一基座2，四支弹性的金属线3分别由基座2的两侧，延伸连接于光学头4的两侧，支撑光学头4上下左右漂浮移动，光学头4中央则承载一物镜5，利用物镜5对准及投射激光束至盘片的记号(图未示)，并接收盘片的反射光束，光学头4的两端各分设一磁块6，四周并缠绕电磁线圈的驱动器7。此外，由基座2延伸一L型底板8，由物镜5背侧容置光学头4，在相对磁块6处，底板8的两端亦分别设有一磁铁9，藉由磁块6与驱动器7配合磁铁9，由驱动器7控制电磁控制力的大小、方向，在四支金属线3的支撑飘浮下，使光学头4带动物镜5作上下A方向移动调整聚焦，及左右B方向的微调跟踪伺服。
由于一般光盘机是以平躺方式设置，重力的影响亦针对平躺方式调整控制性能。因此，在A方向上，光学头4的电磁控制力需加上重力作为控制力，才能达到正常的控制性能，而在B方向，因重力垂直于光学头4的电磁控制力，光学头4的电磁控制力并不需加计重力的因素，即可维持正常的控制性能。但当光盘机以非平躺的方向设置时，平躺方式的控制性能，就无法因应重力的改变。因此，目前现有的光盘机是以机械式检测器，检测光盘机为水平设置或垂直设置，但机械式检测器不仅需要较大的空间，也会增加产品成本。另外有现有的光盘机，以聚焦电压的改变，判断光盘机为水平设置或垂直设置，以调整光盘机的控制性能，但并不能进一步的判断光盘机是倒立或非垂直设置的不同操作状态，仍然无法针对各种不同重力的影响，进行正确控制性能的调整，而不能满足各种电器以各种方向装置光盘机的实际需求。因此，现有光盘机仍有状态检测的问题，有待决解决。
发明内容
本发明的目的在提供一种光盘机状态检测方法，藉由供给光学头预定的控制力，测量光学头达到预定距离的时间，以判断光盘机的状态。
本发明另一目的在提供一种光盘机状态检测方法，利用供给光学头步阶控制力，测量光学头达到中心误差稳态的时间，简化检测方法，以判断光盘机的状态。
本发明再一目的在提供一种光盘机状态检测方法，不需使用额外的检测装置或开关，即可判断光盘机的状态，以节省产品成本。
为了达到前述发明的目的，本发明的光盘机状态检测方法是应用在一承载物镜的光学头，利用光学头在水平状态不受重力的影响，而在垂直状态则受制于重力减弱控制力，倒立状态时则会增强控制力，形成各状态控制力的不同，所形的光学头运动特性，区分出不同的状态。首先在检测开始前需先测试选择各状态光学头各别的阻泥特性参数，接着传送控制力至该光学头，同时将定时器重置计时，并测量光学头的移动，持续检查光学头是否达到预定状态，读取达到预定状态的时间，与各状态特定值比对，以判定状态。
检测时，光学头是受到预定数目步阶状的控制力，控制力的大小为固定，加上光盘机水平、垂直及倒立等状态，在控制力方向所受不同重力的影响，使得光学头所受的总控制力不同，因此可由光学头的动态二阶微分方程式加以近似，求得光学头行进的距离W、控制力及时间 TW ，Fmin关系的各状态特定值TW,Fmin=WMωdsuptF(t)]]>其中M为光学头的质量ωd为系统的共振频率
t为时间再配合各状态光学头阻泥特性参数ξ，以TW ，Fmin为中心扩及±ξ为各状态特定值范围。
藉由适当选择距离W、控制力及时间TW ，Fmin作为检测状态变量。本发明的光盘机状态检测方法，选择固定控制力移动光学头，测量达到预定距离状态的时间，与各状态特定值范围比较，即可判定状态。另外，亦可以固定控制力移动光学头，藉由检视中心误差达到稳态状态时间的快慢，与各状态特定值范围比较，以判定状态。
图式说明图1为现有光盘机读取头物镜光学头的外观图。
图2为本发明读取头物镜光学头的移动示意正视图。
图3(A)为本发明光盘机水平状态物镜光学头受重力的示意图。
图3(B)为本发明光盘机垂直状态物镜光学头受重力的示意图。
图3(C)为本发明光盘机倒立状态物镜光学头受重力的示意图。
图4为本发明施加步阶控制力的坐标图。
图5为本发明光盘机状态检测方法第一实施例的流程图。
图6为本发明第二实施例的中心误差稳态变化的坐标图。
图7为本发明光盘机状态检测方法第二实施例的流程图。
附图符号说明
具体实施方式
有关本发明为达成上述目的，所采用的技术手段及其功效，兹举较佳实施例，并配合附图加以说明如下。
请参考图2，本发明光盘机状态检测方法是利用光盘机读取头10内光学头11的移动，以检测光盘机状态。其中读取头10延伸多个支金属线12连接于一光学头11，支撑光学头11形成漂浮状态，光学头11上承载物镜13，读取头10在光学头11的前后端各设置磁块14，由光盘机内微处理器15从例如DRAM等存储装置16，应用预定的检测模式，控制伺服单元17使光学头11产生电磁控制力，配合磁块14的磁场，使光学头11带动物镜13，在读取头10中心位置C两侧的位置11a及11b间移动。
如图3所示，为光盘机分别在水平、垂直及倒立设置状态时，重力与光学头11控制力的关系。其中，设光学头11的质量为M，重力加速度为g，则光学头11所受的重力Mg，如图3(A)所示，光盘机在水平状态的操作状态，光学头11施加控制力FC的方向与光学头11所受的重力Mg的夹角θ1为直角，恰好相互垂直，重力Mg不具有施加控制力FC方向的分力，光学头11所受的重力Mg不会对施加控制力FC造成影响，因此光学头11总控制力FH就等于光学头11施加的控制力FC，即
FH＝FC(1)当光盘机在垂直状态设置的操作状态，如图3(B)所示，以薄形光盘机为例，由于读取头10的滑动轴线与光盘机平行重力Mg方向的垂直轴线具有一夹角，使得光学头11施加控制力FC的方向与光学头11所受的重力Mg形成夹角θ2，重力Mg在施加控制力FC方向的分力Mg cosθ2，与施加控制力FC方向相反，因此光学头11施加控制力FC必需抵销重力Mg cosθ2，才能成为光学头11的总控制力FV，即FV＝FC-Mg cosθ2(2)当光盘机在倒立状态设置的操作状态时，如图3(C)所示，光学头11施加控制力FC的方向与光学头11所受的重力Mg形成夹角θ3，重力Mg在施加控制力FC方向的分力Mg cosθ3，且与施加控制力FC方向相同，因此光学头11总控制力FR为光学头11施加的控制力FC加上重力分力Mg cosθ3，即FR＝FC+Mg cosθ3(3)比较方程式(1)-(3)，当光学头11施加相同控制力FC时，水平状态不受重力Mg的影响会以相同控制力FC驱动光学头11运动，而垂直状态则受制于重力Mg，减弱控制力FC，倒立状态则会增强控制力FC。因此，各状态总控制力的大小具有下列的关系FR＞FH＞FV(4)如图4所示，本发明光盘机状态检测方法的第一实施例，是由光学头11施加至少一控制力FC，该控制力FC可为步阶的固定适当大小的控制力F1、F2…FN-1、FN，避免光学头11行进时产生振荡，控制力FC带动物镜13行进一预定距离W，检测光盘机不同状态所需时间，以判断出光盘机的状态。首先光学头11的动态，以二阶微分方程式加以近似My··(t)+By·(t)+Ky(t)=F(t)---(5-1)]]>ωn=K/M---(5-2)]]>ζ=B2MK---(5-3)]]>ωd=ωn1-ζ2---(5-4)]]>其中y为光学头11的位移，M为光学头11的质量，B为控制力方向的等效阻泥系数，K为控制力方向的等效弹簧系数，ωn为系统的自然频率，ωd为系统的共振频率，ζ为系统的阻泥比，F为总控制力，t为时间。
因此，图4的步阶控制力可表示为F(t)=Σi=1NFiu(t-τi)---(6)]]>其中，u为标准步阶函数。以式(6)为系统输入解出式(5)，以0＜ζ＜1为例，可得光学头11的速度为y·(t)=Σi=1N(FiMωd)sin(ωd(t-τi))exp(-ζωn(t-τi))---(7)]]>假设推动光学头11行进的距离为W，则所需的时间为TW，FW=∫0TW,Fy·(t)dt---(8)]]>取W的上限，则|W|=|∫0TW,Fy·(t)dt|]]>≤∫0TW,F|y·(t)|dt]]>≤Σi=1N∫0TW,F(|FiMωd||sin(ωd(t-τi))||exp(-ζωn(t-τi))|)dt]]>≤1Mωd(Σi=1NFi)(∫0TW,F1dt)]]>≤(suptF(t)Mωd)TW,F---(9)]]>由式(9)得到，推动光学头11行进距离W，所需的时间TW，F必需满足TW,F≥WMωdsuptF(t)---(10)]]>
因此其下限即为所需时间界限值TW ，FminFW,Fmin=WMωdsuptF(t)---(11)]]>由式(11)可知，行进一固定距离W，所需时间TW，Fmin与总控制力F的大小成反比，由式(4)代入式(11)，可得光盘机水平、垂直及倒立状态所需时间界限，即各状态特定值，其大小关系TW,fVmin≤TW,fHmin≤TW,fV+min---(12)]]>因此，在式(11)获得各状态特定值下，当以预存于存储装置16内的步阶控制力推动光学头11行进预定距离W时，光盘机因不同状态具有不同的总控制力，导致移动光学头11的速度不同，而获得光学头11不同到达时间，就可区分出光盘机的状态。
本发明光盘机状态的检测方法，如图5所示，在步骤S1开始检测时，因不同的阻泥比会影响时间界限TW，Fmin，首先根据光学头11的阻泥特性，测试选择适当的状态参数，例如光盘机倒立、水平及垂直状态阻泥特性参数分别为ξR、ξH、ξV，接着在步骤S2，由微处理器15将存储装置16预存的步阶的控制力传送至伺服单元17，经伺服单元17控制光学头11移动，同时在步骤S3将定时器重置，以归零开始计时，然后在步骤S4测量光学头11的移动距离，在步骤S5检查光学头11的移动距离是否到达预定距离W状态，如尚未到达就重复进行步骤S5的检查，直到光学头11的移动距离到达预定距离W，再进入步骤S6立即读取时间值t，接着比较读取时间值t与各状态特定值，亦即在步骤S7比较读取时间值t与特定|t-TW,fV-min|≤ξR,]]>如时间值t在范围内，则在步骤S8判定光盘机为倒立状态，并进入步骤S13结束检测作业，否则进入步骤S9比较|t-TW,fHmin|≤ξH,]]>如时间值t在范围内，则在步骤S10判定光盘机为水平状态，并进入步骤S13结束检测作业，否则进入步骤S11比较|t-TW,fV+min|≤ξV,]]>如时间值t在范围内，则在步骤S12判定光盘机为垂直状态，并进入步骤S13结束检测作业，否则回至步骤2重复进行光盘机状态的检测步骤，重复达预定次数后即停止检测。
因此，本发明光盘机状态检测方法即可不需使用额外的检测装置或开关，利用前述检测光盘机状态步骤，在光盘机因不同状态具有不同的总控制力，比对光学头11行进预定距离W的到达时间，位于何状态时间界限的范围，而可区分出水平、垂直或倒立操作的光盘机状态。此外，前述结果虽以0＜ζ＜1为例推导出，惟ζ＝1时，亦可同理推导出式(12)的关系，而可同样区分出水平、垂直或倒立操作的光盘机状态，均属本发明的技术范畴。
本发明光盘机状态检测方法的第二实施例，是利用光学头11行进的距离，相当于光学头11相对读取头10中心位置C(请参图2)位移变化量，将此位移变化量当作中心误差CE(Center Error)，因此光学头11行进的距离与时间的关系，如同中心误差CE对时间的关系。如前实施例，当光学头11施加一步阶的固定适当大小的控制力F1、F2…FN-1、FN带动物镜13行进时，请参阅图6，以实线的水平阻态为例说明，由于光学头11惯性的影响，控制力移动光学头11，在最初的阶段作用力无法达到平衡，导致光学头11不平均移动，使相对读取头10中心位置C的中心误差CE逐渐增大，形成非稳态区，直到光学头的作用力达到平衡，中心误差CE到达TH时间时，将趋于而进入稳态区，稳态时间的下限值为TH。由于较大控制力可在较短时间到达稳态区的特性，由式(4)，光盘机水平、垂直及倒立状态控制力大小关系FR＞FH＞FV，使得水平、垂直及倒立状态分别具有TH、TV、TR不同的到达稳态区时间特定值，且大小关系为TV＞TH＞TR，藉此关系即可区分出光盘机的三种状态。
本发明第二实施例应用时，首先根据光学头11的阻泥特性，测试选择适当的参数ξR、ξH、ξV，并测试出各状态达到稳态的下限值TH、TV、TR特定值，如图7所示，其检测步骤亦如同第一实施例检测步骤，主要不同处在步骤S4’开启中心误差信号，监视中心误差信号的变化量，以及在步骤S5’检查中心误差信号的变化量是否达到稳态，以记录其到达稳态的时间t，并在步骤S7’、S9’及S11’以｜t-T｜≤ξ作为各状态特定值范围，比较区分出光盘机的三种状态。因此本实施例仅需检视原有于中心误差信号的变化量，不需过多的检测、计算光学头11移动距离，即可区分出光盘机的三种状态，可简化检测方法。
以上所述者，仅为用以方便说明本发明的较佳实施例，本发明的范围不限于该等较佳实施例，凡依本发明所做的任何变更，在不脱离本发明的精神下，皆属本发明申请专利的范围。
权利要求
1.一种光盘机状态检测方法，该光盘机具有一承载物镜的光学头，其步骤包含传送至少一控制力至该光学头；重置计时；测量光学头的移动；检查该移动至预定状态；读取定时器的时间；比对读取的时间与各状态特定值；以及判定状态。
2.根据权利要求1所述的光盘机状态检测方法，其中，该光学头在检测开始前需先选择阻泥特性参数。
3.根据权利要求2所述的光盘机状态检测方法，其中，该阻泥特性参数是针对各状态各别选择。
4.根据权利要求1所述的光盘机状态检测方法，其中，该各状态特定值以下式求得TW,Fmin=WMωdsuptF(t)]]>其中W为预定行进的距离M为光学头的质量ωd为系统的共振频率F为总控制力t为时间。
5.根据权利要求2或4中任何一个所述的光盘机状态检测方法，其中，该各状态特定值是配合状态光学头阻泥特性参数ξ，以TW，Fmin为中心扩及±ξ为范围。
6.根据权利要求1所述的光盘机状态检测方法，其中，该各状态特定值含倒立、水平及垂直状态。
7.根据权利要求1所述的光盘机状态检测方法，其中，该控制力为步阶状。
8.根据权利要求1所述的光盘机状态检测方法，其中，该控制力为为预定数目。
9.根据权利要求1所述的光盘机状态检测方法，其中，该控制力的大小为固定。
10.根据权利要求1所述的光盘机状态检测方法，其中，该测量光学头的移动为测量移动距离。
11.根据权利要求10所述的光盘机状态检测方法，其中，该检查移动的预定状态为预定距离。
12.根据权利要求1所述的光盘机状态检测方法，其中，该测量光学头的移动为测量中心误差。
13.根据权利要求12所述的光盘机状态检测方法，其中，该检查移动的预定状态为中心误差的稳态。
14.根据权利要求12所述的光盘机状态检测方法，其中，该各状态特定值为中心误差达到稳态的下限值。
15.根据权利要求12所述的光盘机状态检测方法，其中，该各状态特定值该各状态特定值是配合状态光学头阻泥特性参数ξ，以稳态的下限值为中心扩及±ξ为范围。
16.根据权利要求1所述的光盘机状态检测方法，其中，该重置计时是在控制力传送至光学头同时开始计时。
17.根据权利要求1所述的光盘机状态检测方法，其中，该重置计时将定时器归零重新开始计时。
18.根据权利要求1所述的光盘机状态检测方法，其中，该读取时间无法判定为各状态特定值时，回至传送控制力至光学头重复步骤重新检测。
19.根据权利要求18所述的光盘机状态检测方法，其中，该重复步骤达预定次数就停止检测。
全文摘要
一种光盘机状态检测方法，是应用在一承载物镜的光学头，利用光学头在水平状态不受重力的影响，而在垂直状态则受制于重力减弱控制力，倒立状态时则会增强控制力，形成各状态控制力的不同，所形的光学头运动特性，区分出不同的状态。首先在检测开始前需先测试选择各状态光学头各别的阻尼特性参数，接着传送控制力至该光学头，同时将定时器重置计时，并测量光学头的移动，持续检查光学头是否达到预定状态，读取达到预定状态的时间，与各状态特定值比对，以判定状态。
文档编号G11B7/09GK1892835SQ20051008207
公开日2007年1月10日 申请日期2005年7月1日 优先权日2005年7月1日
发明者夏绍基, 黄识忠 申请人:广明光电股份有限公司