专利名称：光扫描装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种扫描装置，供扫描由许多用光学方法可检测的平行纹道组成的记录载体之用，该扫描装置包括一个光学系统和一个随纹控制系统，光学系统用以通过记录载体将主辐射光速、第一和第二辅助辐射光束分别聚焦到对辐射敏感的主检测器、第一和第二辅助检测器上，主检测器和辅助检测器则各有至少第一和第二副检测器；随纹控制系统用以根据随纹误差信号控制主辐射光速在记录载体上产生的读取点的位置，这种随纹控制系统可以使其进入第一种或第二种工作状态，随纹控制系统在第一种工作状态时，随纹误差信号第一发生装置产生作为随纹误差信号的差动推挽信号，此信号表示各个检测器的副检测器来的检测信号之间的综合互差，随纹控制系统还有随纹误差信号第二发生装置，与随纹误差信号第一发生装置不同，是在第二种工作状态下起作用的。
从欧洲专利EP—A—0.525.896可以了解到这类装置的情况。现有技术的这类装置主要用以读取纹道间距约为普通叫做光盘的纹道间距大约一半的记录载体。为了也可以读取光盘，这种装置还包括其它一些部件。读取半纹道间距的记录载体时，令随纹控制进入第一种工作状态。在第一种工作状态时，按所谓三点推挽原理进行随纹。这时将辅助辐射光束聚焦得使其所产生的辅助读取点在主辐射光速照射到纹道中心时处在主读取点所遵循的纹道两侧，且偏移相当半个纹道间距的距离。每一个三读取点(主读取点和辅助读取点)的推挽信号是从相关检测器的检测信号之间的差值中得出的。将如此得出的推挽信号与以后在随纹控制系统中用作随纹误差信号的三点推挽信号混合，从而使主读取点始终处于纹道中心。
读取光盘时，令随纹控制系统进入第二种工作状态。在此工作状态下，控制系统使主辐射光束的中心保持在其中一个纹道的边缘聚焦。
现有技术的装置不能用在例如欧洲专利EP—A—0.482.964所述的那种在两种记录载体情况下主读取点都能保持在其中一个纹道的中心的场合。
本发明的目的是提供一种扫描上述两种记录载体时都能保持主读取点始终处在其中一个纹道中心的扫描装置。
本发明即通过本说明书开始所述的那种装置达到上述目的，本发明扫描装置的特征在于，随纹误差信号第二发生装置有一个随纹误差信号获取装置，用以获取作为随纹误差信号的表示第一辅助检测器各副检测器的检测信号之和与第二辅助检测器各副检测器的检测信号之和二者之间的差值的一个信号。
本发明扫描装置的优点在于，对于两种记录载体都可以根据检测信号获取随纹误差信号，而无须为此在光学系统中使辐射光束聚焦。在这方面，如果扫描具有某特定纹道间距的记录载体且辅助读取点与主读取点所遵循的纹道之间的间距等于纹道间距的一半，则当扫描纹道具有两倍于该纹道间距的记录载体时，辅助读取点与主读取所遵循的纹道之间的间距就大体上等于该纹道间距的四分之一。主读取点与辅助读取点之间的间距等于纹道间距的一半时，看来按三点推挽原理得出的随纹误差信号对各参数可因例如偏心而引起的变化并不太敏感。主读取点与辅助读取点之间的间距等于纹道间距的四分之一时，根据各辅助检测器所接收到的辐射之间的差异所得到的随纹信号看来对所述各参数的变化也不太敏感。因此用本发明的扫描装置，无论在扫描第一种记录载体还是扫描第二种记录载体时都可以按极其简单的方式对纹道进行可靠的跟踪，而这时两种不同记录载体上纹道间距的比值为1∶2。纹道间距比值为1∶2时，对各参数变化的不敏感性处于最佳情况。但应该指出的是，纹道间距比值也可以在1.5和2.5的范围之内，这时对各参数变化的不敏感性也相当高。
现在参看
图1至5进一步说明本发明的内容，附图中图1示出了本发明扫描装置的一个实施例；图2示出了用在图1所示的扫描装置中的检测系统的俯视图；图3和图4示出了可用本发明的扫描装置进行扫描的两种不同记录载体的俯视图；图5示出了采用图1实施例的情况。
图1示出了本发明用以扫描光记录载体1的扫描装置的一个实施例，记录载体1的一部分以剖视图示出。记录载体有一个信息平面2，其中以相结构的形式存储信息。这种相结构可由例如信息平面上的槽或棱形成。相结构配置在纹道间距不变的平行纹道3中。图1中，各纹道都垂直于图面。扫描装置有一个读头4。读头4有一个辐射源11(例如二极管激光器)，供产生辐射光束之用。此外，读头4还有一个分光镜，例如呈格栅的形式，将辐射源11产生的辐射光束分成主辐射光束5和两个辅助辐射光束6和7。读头4包括一个光学系统，用以通过记录载体1的信息平面2将辐射光束5、6和7分别聚焦在相应的对辐射敏感的主检测器8、第一辅助检测器9和第二辅助检测器10上。此外，光学系统还有一个通常的分光镜13，例如呈半透镜的形式，供分离聚焦在信息平面上的光束和从信息平面返回来的光束。另外，光学系统还有一个通常使用的聚焦元件14，用以将辐射光束5、6和7聚焦到信息平面2上成小读取点15、16和17。以下称主辐射光束5产生的读取点15为主读取点，称辅助辐射光束6和7产生的读取点为辅助读取点16和17。
主检测器8和辅助检测器9及10都分成至少一个第一和一个第二辐检测器。图2中，可以看到检测器8、9和10的俯视图，检测器8、9和10的划分分别用线条18、19和20表示。此外，辐射光束5、6和7产生的读取点在图2中分别编以21、22和23。光学系统和检测器8、9和10的尺寸取得使主辐射光束5聚焦在纹道3的中心线上、辅助辐射光束6和7聚焦在两平行纹道3之间的中心线上时，读取点21、22和23集中于检测器8、9和10的位置。读头4沿垂直于纹道的方向移动时，检测器8、9和10上的各读取点将沿垂直于线条18、19、20的方向移动。
扫描装置有一个随纹误差信号发生电路24，用以根据检测器8、9和10的副检测器提供的检测信号S8a、S8b、S9a、S9b、S10a和S10b获取随纹误差信号SRE。随纹误差信号SRE表示主读取点15的中心线与主辐射光束5聚焦的纹道中心之间的偏差。主读取点由随纹控制系统维持在其中一个纹道3的中心线上。除随纹误差信号发生电路24之外，随纹控制系统还有一个控制电路25和执行元件26。执行元件26是通常使用的那一种，供在垂直于纹道3的方向上偏移读取点15、16和17之用。执行元件26可由例如位移执行元件形成，供偏移读头4之用。但其它类型的执行元件也适用。执行元件26由控制电路25控制，控制电路25从随纹误差信号SRE获取供执行元件26用的控制信号，从而使随纹误差信号保持在对应于大致等于0的随纹误差的预定值。随纹控制系统可进入第一或第二种工作状态。在各种不同的工作状态下，各种随纹误差信号是从检测信号8a、8b、9a、9b、10a和10b中获取的。两种不同工作状态的第一种是用在纹道3的纹道间距(相邻两纹道中心之间的间距)选取得大到使辅助点16和17大致上处在两纹道的中间位置的场合。换句话说，辅助读取点在垂直于纹道的方向上相对于主读取点15的偏移等于(n＋0.5)×纹道间距的一段距离。为举例说明这一点，图3示出了辅助读取点16和17在垂直于纹道的方向上偏移等于纹道间距一半的一段距离时纹道式样的俯视图。纹道3由又一个编号60表示的槽形成。在本发明的扫描装置中，在辅助读取点16和17偏移(n＋0.5)×纹道间距的一段距离时用所谓差动推挽随纹误差信号Srepp作为随纹误差信号。此信号可按下列关系式求出Srepp＝(S8a－S8b)－Γ/2(S9a－S9b)－Γ/2(S10a－S10b)。
有关Srepp信号与检测信号之间相互关系的进一步说明，可参看欧洲专利EP—A—0.201.603。
信号Srepp可用各种不同的电路实施例得出，例如，利用具有按上述关系式求出信号Srepp的适当程序的程控电路得出。
信号Srepp还可用所谓硬布线电路求出，该电路的实施例可以由例如图1所示的随纹误差信号发生电路24构成。该实施例包括减法电路40、减法电路41和减法电路42，头一个电路用以确定检测信号S10a与S10b之间的差值，第二个电路用以确定检测信号S8a与S8b之间的差值，第三个电路用以确定检测信号S9a与S9b之间的差值。减法电路41的输出信号，也就是表示得出的差值的信号，通过增益因数等于2/Γ的放大电路43加到运算电路44的正向输入端上。减法电路40和42表示其所确定的差值的输出信号加到运算电路44的反向输入端上。运算电路44根据收到的信号得到差动推挽随纹误差信号Srepp。
在本发明的扫描装置中，若纹道间距3为图3所示纹道间距的两倍，则用不同的随纹误差信号进行随纹。图4例示了纹道的纹道间距为图3所示记录载体纹道间距两倍的记录载体的俯视图。
对于这种纹道间距，在垂直于纹道3方向上的辅助读取点16和17相对于主读取点15的偏移等于纹道间距四分之一的一段距离。纹道间距与各读取点间距之间的关系处于这样的情况下，用作随纹误差信号的信号Sreca可从下列关系式求出Sreca＝(S10a＋S10b)－(S9a＋S9b)。
有关信号Sreca与检测信号之间的关系的进一步说明，可参看英国专利GB—1,434,834。
信号Sreca可以用各种不同电路实施例获取，例如用带有按上述关系式求出信号Sreca的适当程序的程控电路获取。
信号Sreca还可以用所谓硬布线电路求出，该电路的实施例可以由例如图1所示的随纹误差信号发生电路24构成。该实施例由加法电路45和加法电路46组成，前者用以确定检测信号S10a和S10b的和，后者用以确定检测信号S9a和S9b的和。加法电路45的输出，即表示加法电路45所确定的和，和加法电路46的输出，即表示加法电路46所确定的和，加到一个减法电路47上，由该减法电路根据这些提供的信号得到信号Sreca。
借助于例如由一个开关形成且受信号Ss控制的选择单元48，可以将信号Srepp或信号Sreca作为随纹误差信号SRE加到控制电路25上，选择单元48可以由用户手动操作使其工作，但最好以自动方式工作，这可根据获自扫描装置中记录载体的信息进行。为此，扫描装置可以有一个检测单元，由此检测单元确定扫描装置中记录载体的类型，并将选择单元用的适当控制信号Ss加到扫描装置中的选择单元48上。
获取信号Ss的方法有许多种。检测单元可以具有使读头偏移一定距离并根据一个或多个检测信号确定所走过的纹道数目的装置。确定该纹道数是为了测出纹道间距，从而可从该测定中获取控制信号Ss。另一种可取的方法是在记录载体上的信息信号中加入表示记录载体类型的代码。检测这些代码就可以确定记录载体的类型，并可产生适当的控制信号Ss。于是在读取信息信号的过程中可以有这样的好处，即可以暂时利用信号Srepp和信号Sreca进行随纹。采用这两个信号Srepp和Sreca就可以保证至少在部分读取过程中可采用适当的随纹误差信号，且在至少读取信息信号的过程中可妥善进行随纹。
为了读取信息信号，扫描装置可以配置一个读取电路50，其输入端接用以将检测信号8a和8b加起来的加法电路51的输出端。读取电路50可以是例如欧洲专利Ep—A—0.482.964和未公布的比利时专利申请9301334(PHN14.662)之一中详述的那种通用型读取电路，这里也把这个两个专利包括进来，以供参考。读取电路50所读取的信息信号可以加到控制电路52上，由电路52检测表示记录载体类型的代码，并产生相应的控制信号Ss。
图5示出了对随纹误差信号进行归一化以获取随纹误差信号SRE的电路的另一个实施例。由控制信号Ss而定，差动推挽信号Srepp或信号Sreca的获取值是为信号SRE而产生的，同时信号Srepp与Sreca之间，以及检测信号S8a、S8b、S9a、S9b、S10a与S10b之间，存在下列关系Srepp=I1-I2I1+I2]]>其中I1＝S8a＋Γ/2(S10b＋S9b)I2＝S8b＋Γ/2(S10a＋S9a)；Sreca=I1′-I2′I1′+I2′]]>其中I1′＝S9a＋S9bI2′＝S10a＋S10b图5所示的扫描装置有一个运算电路60从信号S8b、S10a和S9a按通常的方式获取I2。同样，借助于运算电路61从S8a、S10b和S9b获得I1。运算电路62以通常的方式从信号S10a和S10b获取信号I2′，而运算电路63以同样方法从信号S9a和S9b获取I1。信号I2和I2′加到受信号Ss控制的选择电路64上，电路64的输出端根据信号Ss输出信号I2或信号I2′。以下将该选择电路输出端上的信号称之为I2*。
信号I1和I1′加到同样也受控制信号Ss控制的选择电路65上。选择电路65根据控制信号Ss在其输出端上输出信号I1或信号I1′。以下称该选择电路输出端上的信号为信号I1*。信号I1*和I2*加到通用型的一个归一化电路上，该电路从I1*和I2*按下列关系式获取信号SRFSRE=I1*-I2*I1*+I2*]]>由于归一化，随纹误差信号SRE变得对各种参数的变化不怎么敏感。有关这方面的详细说明可参看欧洲专利EP—A—0.512.616。
图4所示实施例的优点在于，在两种不同的工作状态下可采用同一个归一化电路。有了上述扫描装置，可以无须采用有第一和第二纹道间距的两种记录载体的光学系统，从而可保证随纹过程可靠地进行。纹道间距比最好等于1∶2。但两种不同类型记录载体的纹道间距比在1.5和2.5之间的范围，也可以使本发明扫描装置的随纹误差稳定。
下面进一步说明本发明扫描装置随纹过程的高度可靠性。
信号Srepp和信号Sreca之间作为随纹误差的函数的关系，可用下式表示Sreca=mca*sin(φ)*sin(2πx/q)---(1)]]>Srepp=mcb*(1-cos(φ))*sin(2πx/q)---(2)]]>其中 mca和mcb表示有关信号的调制深度，x表示随纹误差(待遵循的纹道的中心与读取点的中心之间的间距)，xO表示辅助读取点相对于主读取点在垂直于纹道方向上的位移，q表示纹道间距。
从(1)式可以看出，Sreca的最大幅值是在 即xO＝q/4情况下得出的。此外，还最大限度地减小了Sreca对 和xO值变化的敏感性。
从(2)式可以看出，Srepp的最大幅值是在 即xO=q/2的情况下得出的。此外，在这些了 值的情况下，最大限度地减小了Srepp对 变化的敏感性。
的变化是由例如读头的位置相对于纹道方向的变化引起的。当读取纹道基本上同心的记录载体、而其转动点没有严格处在同心纹道的中心(这种现象也叫做“偏心”)时，就会出现上述那些位置的变化。在纹道的方向与读头在径向上运动所沿的轨道之间的夹角是读头的径向位置的函数时，就会出现读头的位置相对于纹道方向而变化的情况。
由于 的这些变化，只可能在 的有限范围内使随纹控制相当稳定地进行。在本发明的扫描装置中，无论是扫描图3所示的记录载体还是扫描图4所示的记录载体，随纹误差信号的幅值都为最大值，随纹误差信号对 变化的敏感性都最小，于是可获得总是高度可靠的随纹过程。
权利要求
1.一种扫描装置，供扫描由许多用光学方法可检测的平行纹道组成的记录载体之用，该扫描装置包括一个光学系统和一个随纹控制系统，光学系统用以通过记录载体将主辐射光束、第一和第二辅助辐射光束分别聚焦到对辐射敏感的主检测器、第一和第二辅助检测器上，主检测器和辅助检测器则各有至少第一和第二副检测器；随纹控制系统用以根据随纹误差信号控制主辐射光束在记录载体上产生的读取点的位置，这种随纹控制系统可以使其进入第一种或第二种工作状态，随纹控制系统在第一种工作状态时，随纹误差信号第一发生装置产生作为随纹误差信号的差动推挽信号，此信号表示各个检测器的副检测器来的检测信号之间的综合互差，随纹控制系统还有随纹误差信号第二发生装置，与随纹误差信号第一发生装置不同，是在第二种工作状态下起作用的；所述扫描装置的特征在于，随纹误差信号第二发生装置有一个随纹误差信号获取装置，用以获取作为随纹误差信号的表示第一辅助检测器各副检测器的检测信号之和与第二辅助检测器各副检测器的检测信号之和二者之间的差值的一个信号。
2.如权利要求1所述的扫描装置，其特征在于，该扫描装置还包括随纹控制系统工作状态选用装置和控制装置，前者用以使随纹控制系统根据一选择信号选用第一种或第二种工作状态，后者用以根据主检测器提供的至少一个检测信号获取所述选择信号。
3.如权利要求1所述的扫描装置，其特征在于，所述控制装置控制用以将对应于记录载体上信息的信息信号复原的读取电路，这种控制是根据主检测器提供的所述检测信号进行的；所述扫描装置还包括选择信号发生装置，用以根据信息信号中预定代码的检测产生选择信号，而所述检测信号对应于所述代码。
全文摘要
一种扫描装置，用以扫描包括可用光学方法检测的平行纹道(3)的记录载体(1)。该装置有一光学系统(13，14)，用以通过记录载体(1)将主辐射光束、第一和第二辅助辐射光束分别聚焦到对辐射敏感的主检测器(8)、第一辅助检测器(9)和第二辅助检测器(10)上。主检测器(8)和辅助检测器(9，10)各有至少第一和第二副检测器。一随纹控制系统(24，25，26)控制读取点(15)因主辐射光束引起的在记录载体上的位置。在第一种工作状态下，随纹误差信号第一发生装置(40，42，43，44)产生作为误差随纹信号(SRE)的表示各个检测器(8，9，10)的副检测器来的检测信号之间的综合互差的差动推挽信号(Strepp)。在第二种工作状态下，随纹误差信号第二发生装置(45，46和47)用来获取作为随纹误差信号(SRE)的表示第一(9)和第二辅助检测器(10)的副检测器的检测信号之和之间的差值的信号(Sreca)。
文档编号G11B7/09GK1123579SQ95190098
公开日1996年5月29日 申请日期1995年1月31日 优先权日1994年2月22日
发明者J·L·巴克斯 申请人:菲利浦电子有限公司