[发明专利]光学读取头寻轨定位控制装置

说明书

本发明涉及一种光盘驱动器的光学读取头，特别是具有利用加速度的前馈补偿控制与位置反馈控制，使得光学读取头可以平滑地依照所设计的速度曲线到达目标位置，顺利完成锁轨动作的控制装置。

随着信息技术的不断发展，传统磁盘驱动器因其发展余地有限，加上其储存容量不大，因此磁盘驱动器已有逐渐被光盘驱动器取代的趋势。由于光盘驱动器具有高储存容量等优点，可储存大量信息，加上可读写光盘的出现，光盘驱动器已被大众所广泛地使用。

然而，光盘驱动器在批量生产时，其组件包括马达、传递部件等不可能达到毫无差异的地步，而且其电子元件如电阻、电容等，也都会随使用时间而改变其特性。另一方面，使用者操作时的环境温度也会对光盘驱动器的电子元件造成影响。另外由于光传感器的光学特性及光盘本身的反射率不同，也必需做适当的调整，才不致于产生聚焦或寻轨误差。

请参照图1，图1是光盘驱动器的光学读取头的结构示意图。在光盘驱动器的信息读取技术中，寻轨就是将光学读取头移至正确的信息轨道位置。光学读取头包含图1所示的物镜10、激光二极管及光传感器等相关元件，整个寻轨动作是藉由承载光学读取头的拖动马达11及光学头上的悬吊系统例如循轨线圈12来共同完成。从控制观点看，控制对象为双致动器及低刚性的双质量系统结构。上述双致动器是指图1的循轨线圈12与拖动马达11，而双质量是指当拖动马达11移动时，同时会带动物镜10跟着移动，这会使物镜10发生晃动。

在寻轨过程中，因双质量系统的晃动特性，以及马达本身的摩擦力等物理特性，在寻轨结束切入循轨时，会造成因速度过快而使锁轨失败。

请参照图2，在公知的光盘驱动器中，信号的产生方式是，利用光学读取头的激光极管发射激光，此激光束在光盘上产生聚焦点后反射到光学读取头部分的光传感器13上。光传感器13接收自光盘反射的激光后，产生A、B、C、D、E和F六个信号，利用这六个信号可产生循轨误差信号、聚焦误差信号及射频信号等信号，这些信号可作为控制系统14的输入，并产生光学读取头跨轨的信号。

请参照图3，图3是传统的速度控制的方块图。传统光盘驱动器在寻轨过程中，直观上为一位置控制，但在位置控制的过程中却会造成拖动马达不断地加减速，使得位于拖动马达上的光学读取头不断的晃动，增加了控制难度。因此，一般都是采用速度控制，见图3。

按照公知的方法，首先设计一组速度曲线图20使拖动马达按该速度曲线图20加减速，拖动马达的加减速较为平稳，这样光学读取头也不会乱晃。但速度控制却又存在一稳态误差，如图3所示。若速度控制器C(s)21为一常增益k，则对于输入I(s)的稳态误差E用拉普拉斯运算可表示为： E = lim s → 0 S · 1 1 + kP ( s ) · I ( s ) . . . . . . . . . ( 1 ) ]]>