光盘驱动设备（１），包括： 扫描装置（３０），用来扫描光盘（２）的记录轨道，以便产生读出信号（Ｓ↓［Ｒ］）； 致动器（５０），用来控制所述扫描装置（３０）的至少一个读／写单元（３４）相对光盘（２）的定位； 控制电路（９０），用来接收所述读出信号（Ｓ↓［Ｒ］）和根据所述读出信号（Ｓ↓［Ｒ］）的至少一个信号分量产生至少一个致动器控制信号（Ｓ↓［ＣＲ］，Ｓ↓［ＣＦ］，Ｓ↓［ＣＴ］；ＳＡＤ）； 其中所述控制电路（９０）包括： 根据所述读出信号（Ｓ↓［Ｒ］）计算至少一个误差信号（ＲＥＳ；ｅ（ｋ））的装置（１１１，１１２）； 误差信号处理装置（１２０），其接收所述至少一个误差信号（ＲＥＳ；ｅ（ｋ））和输出导出信号（σ１，σ２，σ３）； 震动检测装置（１３０），其接收来自所述误差信号处理装置（１２０）的所述导出信号中的第一导出信号（σ１）和根据所述第一导出信号（σ１）产生震动指示信号（ＳＩＳ）； 致动器控制信号产生装置（１９０），其具有至少一个可变控制参数，用来接收来自所述误差信号处理装置（１２０）的所述导出信号中的第二导出信号（σ２）和对这个导出信号进行处理，以便产生致动器信号（ＲＡＤ；ｕ（ｋ））； 致动器控制信号产生装置（１９０），其连接成能够接收来自震动检测装置（１３０）的震动指示信号（ＳＩＳ），该致动器控制信号产生装置（１９０）被设计成能在正常工作期间将所述可变控制参数设置为第一值，而在所述震动指示信号（ＳＩＳ）指示出现震动时将所述可变控制参数设置为第二值； 其中所述误差信号处理装置（１２０）包括状态估计器（１２０）。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及对存储光盘进行信息读/写操作的光盘驱动装置。
技术介绍
众所周知，存储光盘在可以以数据图案的形式存储信息的存储空间中包括至少一个轨道，所述轨道呈现为一条连续的螺旋线或多个同心圆。光盘可以是只读型的，其中信息在生产期间录在光盘面，用户只能对所录的信息进行读取操作。存储光盘也可以是可写入型的，其中信息可以由用户存储。为了将信息写入存储光盘的存储空间或从光盘读出信息，光盘驱动器一方面包括接收和旋转光盘的旋转装置，另一方面包括产生光束(通常是一个激光光束)和用所述激光光束对存储轨道进行扫描的光学装置。由于将信息存储在光盘上和从光盘上读取光学数据的光盘技术通常是大家都知道的，因此在这里就没有必要再详细说明。为了旋转光盘，光盘驱动器通常包括驱动与光盘中心部啮合的枢轴的马达。通常，马达实施为主轴马达，而马达驱动的枢轴可以就是马达的转轴。为了对旋转的光盘进行光扫描，光盘驱动器包括光束产生器(通常是激光二极管)、将光束聚焦在光盘上焦点的物镜和接收光盘的反射光从而产生检测器电输出信号的光检测器。光检测器包括多个检测元件，各元件提供独立的输出信号。在工作期间，应该保持光束聚焦到光盘上。为此，物镜设置成可轴向位移的，而光盘驱动器包括控制物镜的轴向位置的焦点致动器装置。此外，焦点应该保持与轨道对准，或者应该能相对新的轨道定位。为此，至少物镜安装成可径向位移的，而光盘驱动器包括控制物镜的径向位置的径向致动器装置。在许多光盘驱动器中，物镜安排成可倾斜的，因此这样的光盘驱动器包括控制物镜倾角的倾斜致动器。为了控制这些致动器，光盘驱动器包括接收光检测器的输出信号的控制器。根据这个信号(以下也称为读出信号)，控制器得出一个或多个误差信号，例如聚焦误差信号、径向误差信号，根据这些误差信号，控制器产生致动器控制信号，用来控制致动器以减小或消除定位误差。在产生致动器控制信号的过程中，控制器表现出一定的控制特性。这样的控制特性是控制器的一个特性，可以表示为控制器对检测到的定位误差的反应。定位误差实际上可以是由不同类型的扰动所引起的。两种最主要的扰动为1)光盘缺陷2)外部震动和(周期性)振动第一种包括黑斑之类的内部光盘缺陷、指纹之类的污染、划痕之类的损伤等，第二种包括由物体碰撞光盘驱动器引起的震动，但可以预期震动和振动主要出现在便携式光盘驱动器和汽车应用中。除了起因的差别之外，光盘缺陷与震动和振动之间的重要差别是信号扰动的频率范围，由光盘缺陷引起的信号扰动通常是高频的，而震动和振动通常是低频的。在这方面的一个问题是对于震动的适当处理需要与正常工作状态不同的控制特性。常规上，光盘驱动器的控制器具有一个固定的控制特性，或者特别适宜处理第一种扰动(而在这样情况下，误差控制对第二种扰动就不是最佳的)或者特别适宜处理第二种扰动(而在这样情况下，误差控制对第一种扰动就不是最佳的)，或者其控制特性是一种折衷(而在这样情况下，误差控制对第一种扰动和第二种扰动都不是最佳的)。只要控制器应用线性控制技术，在低频扰动抑制与高频率噪声敏感之间总要有所折衷。例如，在目前的商品中一种普遍的采用的充分抗震方式是使用阻尼较低的在低频率侧具有较高伺服增益的悬浮。然而，这种悬浮设计不仅取决于驱动器工作的震动敏感性，而且还取决于在工作、装卸和搬运期间在所有环境下悬浮特性和动态范围以及材料成本、机械设计公差等因素。从系统观点来看，降低悬浮阻尼来提高抗震度是非常有限的。而且，通过增大伺服增益来得到对外部震动的耐受性也受到系统稳定性要求的限制。为了满足抑制测量噪声的设计准则或在播放期间对某些光盘缺陷不大敏感，优先选择较低的增益。就目前技术现状来说，已经提出了一种切换控制技术。例如，可参见美国专利4,722,079。在出现震动时，用具有较大时滞滤波的较高伺服回路增益。在定位误差小于某个门限时，伺服回路增益和时滞滤波切换回正常播放的值。有效应用抑制震动影响的切换控制技术需要对震动进行精确检测。为了能运用具有可变增益的控制器，必须精确地检测震动。使用震动传感器是精确检测震动的直接方法，但这将增加产品成本。此外，系统的稳定性要求也限制了抗震性能的改善。所述美国专利4,722,079揭示了一种通过处理光读出信号来确定扰动种类的系统，但这种系统需要用3光束光学系统。美国专利5,867,461也揭示了一种通过处理光读出信号来确定扰动种类的系统。在这种已知的系统中，要确定高频信号内容的包络。这种方法的一个缺点是它依赖于写在光盘上的数据；这不适用于空白光盘的情况。另一个缺点是这种方法需要复杂的电路，特别是要检测上峰值和下峰值、进行滤波以便检测上包络和下包络、分析这些包络并将信号存储在存储器内。以上这些方法的一个共同的缺点是响应时间比较长出现震动后需要花一些时间系统才能检测到出现了震动、再作出响应。本专利技术的主要目的是改善光盘驱动设备的抗震能力而不增加或只是有限地增加设备的成本。具体地说，本专利技术的一个目的是提供一种用于光盘驱动设备的可靠的震动检测方法，这种方法易实现，而且成本低。本专利技术的另一个目的是提供一种对震动的响应特性得到改善的光盘驱动设备。
技术实现思路
根据本专利技术的一个重要方面，震动是通过对读出信号进行适当的分析来检测的。这样使本专利技术便于用软件实现。根据本专利技术的一个具体方面，震动是根据一个状态估计器的输出信号来检测的。一个重要的优点是状态估计器能及早检测到震动，从而可以减少响应时间。按照本专利技术的一个更为具体的方面，控制器包括一个基于估计器的滑动模式控制。附图简要说明下面将结合附图进一步说明本专利技术的这些及其他一些方面、特色和优点，在这些附图中相同的附图标记所指的是相同或类似的部分，其中附图说明图1A示意表示了光盘驱动设备的有关组件；图1B表示了光检测器；图2为控制电路的结构示意图；图3为状态估计器的一个优选实施例的示意图；图4为扰动估计器的一个实施例的示意图；图5为SMC控制器的一个实施例的示意图；图6为震动检测器的一个实施例的示意图；图7示出了径向致动器在模拟试验中的伯德图；图8示出了在震动的情况下径向误差信号的偏离轨道值的模拟结果；图9示出了径向误差信号以表示了SMC控制器的效果。具体实施例方式以下，将具体就光盘(具体地说，为DVD)的径向控制对本专利技术进行说明，这说明并不对本专利技术的保护范围构成限制，因为本专利技术同样适用于焦点控制和倾斜控制。图1A示意性地例示了适合将信息存储在光盘2(通常为DVD或CD)上或从光盘2读取信息的光盘驱动设备1。为了旋转光盘2，光盘驱动设备1包括固定到限定转轴5的机架(为了简洁起见而没有示出)上的马达4。光盘驱动设备1还包括用光束对光盘2的轨道(未示出)进行扫描的光学系统30。具体地说，在图1A所示的示范性配置中，光学系统30包括用来产生光束的光束产生装置31，通常为诸如激光二极管之类的激光器。以下，光束32沿着光学路径39的不同段将用加在附图标记32后的字符a、b、c等表示。光束32通过分束器33、准直透镜37和物镜34到达光盘2(光束32b)。物镜34设计成能将光束32b聚焦在光盘记录层(为了简洁起见没有示出)上的焦点F处。光束32b从光盘2上反射(反射光束32c)，通过物镜34、准直透镜37和分束器33到达光检测器35(光束32d)。在所示的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.光盘驱动设备(1)，包括扫描装置(30)，用来扫描光盘(2)的记录轨道，以便产生读出信号(SR)；致动器(50)，用来控制所述扫描装置(30)的至少一个读/写单元(34)相对光盘(2)的定位；控制电路(90)，用来接收所述读出信号(SR)和根据所述读出信号(SR)的至少一个信号分量产生至少一个致动器控制信号(SCR，SCF，SCT；SAD)；其中所述控制电路(90)包括根据所述读出信号(SR)计算至少一个误差信号(RES；e(k))的装置(111，112)；误差信号处理装置(120)，其接收所述至少一个误差信号(RES；e(k))和输出导出信号(σ1，σ2，σ3)；震动检测装置(130)，其接收来自所述误差信号处理装置(120)的所述导出信号中的第一导出信号(σ1)和根据所述第一导出信号(σ1)产生震动指示信号(SIS)；致动器控制信号产生装置(190)，其具有至少一个可变控制参数，用来接收来自所述误差信号处理装置(120)的所述导出信号中的第二导出信号(σ2)和对这个导出信号进行处理，以便产生致动器信号(RAD；u(k))；致动器控制信号产生装置(190)，其连接成能够接收来自震动检测装置(130)的震动指示信号(SIS)，该致动器控制信号产生装置(190)被设计成能在正常工作期间将所述可变控制参数设置为第一值，而在所述震动指示信号(SIS)指示出现震动时将所述可变控制参数设置为第二值；其中所述误差信号处理装置(120)包括状态估计器(120)。2.按照权利要求1所述的光盘驱动设备，其中所述状态估计器(120)设计成能计算预测位置信号 所述第一处理的信号(σ1)包括所述预测位置信号 以及所述震动检测装置(130)设计成能根据所述预测位置信号 产生所述震动指示信号(SIS)。3.按照权利要求2所述的光盘驱动设备，其中所述震动检测装置(130)包括用来接收所述预测位置信号 的低通滤波器(133)；以及用来接收来自所述低通滤波器(133)的输出信号和提供所述震动指示信号(SIS)的比较器(134)。4.按照权利要求3所述的光盘驱动设备，其中所述低通滤波器(133)的截止频率约为850Hz。5.按照权利要求3所述的光盘驱动设备，其中所述比较器(134)设计成能将所述低通滤波器(133)的输出信号与预定门限值相比较，所述门限值在径向控制的情况下与轨道间距的大约25％相应。6.按照权利要求3所述的光盘驱动设备，其中所述比较器(134)设计成能将所述低通滤波器(133)的输出信号与预定门限值相比较，所述门限值在径向控制的情况下与在从近似为轨道间距的20％到近似为轨道间距的25％的范围内的值相应。7.按照权利要求1所述的光盘驱动设备，其中所述状态估计器(120)连接成接收来自所述致动器控制信号产生装置(190)的所述致动器信号(RAD；u(k))。8.按照权利要求7所述的光盘驱动设备，其中所述状态估计器(120)设计成能按照下式计算预测位置信号 x^(k+1)=Ad(1,1)x‾(k)+Ad(1,2)v‾(k)+Bd(1)u(k)]]>其中Ad(2×2)和Bd(2×1)为致动器的离散模型的常数矩阵和向量；以及其中x(k)和v(k)分别为致动器的当前位置和当前速度的估计值。9.按照权利要求8所述的光盘驱动设备，其中所述状态估计器(120)设计成能按照下式计算预测速度信号 v^(k+1)=Ad(2,1)x‾(k)+Ad(2,2)v‾(k)+Bd(2)u(k)]]>10.按照权利要求9所述的光盘驱动设备，其中所述状态估计器(120)设计成能按照下式计算x(k)和v(k)x‾(k)=x^(k+1)/z+Lres(x(k)-x^(k+1)/z)]]>v‾(k)=v^(k+1)/z+Lv(x(k)-x^(k+1)/z)]]&...
【专利技术属性】
技术研发人员：Y·周，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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