专利名称：读和/或写光记录介质的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及读和/或写光记录介质的装置，该装置具有可变延迟元件，本发明还涉及设定这些延迟元件的延时的方法。
US-A-4,785,441公开了这种装置。在该公知装置中，通过根据在操作期间执行的相位比较改变可变延迟元件的延时来补偿由光记录介质的倾斜或由光记录介质中的不同的凹坑深度造成的跟踪信号误差。
可以认为该公知装置有这样的不足，即虽然能够相当出色地补偿由光记录介质的倾斜或由光记录介质的不同凹坑深度造成的误差，但由透镜移动造成的误差的检测特性却不够理想。这是因为来自其它误差源的误差部分、例如由于老化造成的元件性质的变化或不断改变的环境状况也有影响的缘故。这就使得补偿实际上并不是最佳的。
本发明的目的是提出能够对轨道误差信号因而跟踪信号的误差-这种误差是由透镜移动造成的-进行最合理补偿的装置。
根据本发明，利用以下给出的这些特征实现该目的。一种读和/或写光记录介质的装置，具有跟踪单元，四象限检测器，两个求和点，根据差分相位检波方法进行跟踪的相位比较器(和可由控制单元进行设定的两个可变延迟元件，其特征在于，还具有干扰信号产生单元，其输出端与跟踪单元连接，还与控制单元的第一输入端连接，控制单元第二输入端与相位比较器的输出端连接。在这种情况下，把人为干扰信号传送给跟踪单元，把由此造成的轨道误差信号与该干扰信号作比较，把结果传送给控制单元。这样做的优点是最佳地补偿了由透镜偏转造成的轨道误差信号的误差。干扰信号产生单元实现透镜的偏转，由此产生轨道误差信号的误差，即相位比较器的输出信号。只要不闭合跟踪控制环，这一误差就得不到补偿。由于轨道误差信号得不到任何补偿，所以透镜偏转造成的误差一开始就显现出来。利用控制单元对干扰信号和轨道误差信号进行比较，并根据该比较的结果最佳地设定可变延迟元件的延时。这就意味着在进行了设定之后，就没有或只有非常弱的干扰信号剩余影响仍留在轨道误差信号之中。
根据本发明的第一种变型，提供了另外两个具有固定延时的延迟元件，结果就是每一个检测器单元被分配了一延迟元件。通过与固定延迟元件的延时相比，缩短或加长可变延迟元件的延时，就能够相对各对检测器单元延迟另一对检测器单元的输出信号。这样做的优点在于利用少量延迟元件仍能够获得大的延时量。
根据本发明，另一种变型提供了被分配给四像限检测器的每一个检测器单元的可变延迟元件，还提供了用来把各对检测器单元与控制单元的控制输出端相连的开关单元。这样做的优点在于由于更适合的检测器单元对所输出信号被相关延迟元件在时间上进行了延迟，所以简化了适合于最佳补偿的延时的设定。根据第一实施例，由于所有延迟元件都可设计成为仅单向可调的，所以在本发明中可以使用结构更简单、于是成本-效用更好的延迟元件。也就是说它们的可变延时从开始值、最好是从零起增大。这样一来，就不需要以从其起增大或减小延时的延迟的平均开始值开始进行。此外，每一检测器单元都具有可变延迟元件不仅能够补偿由透镜偏转造成的误差，而且能够补偿轨道误差信号的偏移或具有其他适应性，例如对由元件公差造成的不希望有的延迟或类似的干扰影响的适应。
本发明的还一种变型是只使用了两个可变延迟元件来解决问题，利用开关单元分别把这些元件连接至其信号要被延迟的检测器单元。这一变型的优点是只需要沿一个方向改变延迟元件的延时，例如只加长延时。
控制单元最好具有比较单元，把相位比较器的输出信号和干扰信号产生单元的输出信号提供给该比较单元的输入端，该比较单元的输出信号用来设定可变延迟元件。这样做的优点是比较单元提供了方向信号和绝对值信号，该方向信号指出要被设定的延迟应当是正的还是负的，或者指出哪一对检测器单元要被延迟，该绝对值信号表示所需延迟的大小。比较单元最好具有同步解调器。
根据本发明的更进一步的有益改进，控制单元具有偏移确定单元，把相位比较器的输出信号提供给该偏移确定单元的输入端，该偏移确定单元的输出信号用来设定可变延迟元件。这样做的优点是在轨道误差信号中可能有的偏移可通过设定延迟元件的延时来同样得到补偿。为此，最好对轨道误差信号进行积分，并根据积分器的输出信号的正负号和绝对值确定要被延迟的检测器单元对和所需延迟的大小。
最好把用于偏移和用于由透镜偏转造成的误差的两个误差补偿单元组合在一起，以便能够产生尽可能没有误差的轨道误差信号。
本发明在四象限检测器的检测器单元的输出信号的求和点和相位比较器之间设置了至少一个延迟元件。这样做的优点是利用与透镜移动的补偿无关的延迟元件实现了偏移补偿。
在这种情况下，本发明提供了采用两个可变延迟元件和一个简单的开关单元的解决方案以及采用一个延迟元件和一个稍复杂一些的开关单元的解决方案。这样做的优点是根据已知的边界条件能够实现在每种情况下就成本而言都是最佳的方式。一般来说，由于采用较少延迟元件的解决方案在用集成电路来实现时占用较小的芯片面积，所以在本发明中优先采用这一方案。
本发明还利用了一电路方框来把控制单元的输出信号分成绝对值部分和正负号部分。这样做的优点在于例如可直接用正负号信号来驱动开关单元，该开关单元然后接收被确定大小的准数字驱动信号。此外，这样做还不需要例如在延迟元件的情况下确定正负号。
本发明的装置中的检测机构的特别有益的改进给出如下。一种读和或写其上记录有或可记录形成轨道的凹坑形式的信息项的光记录介质的装置，该装置具有在光记录介质上产生光点的光源；使光点垂直于轨道移动的跟踪单元；检测从光记录介质反射的光的检测器，该检测器具有四个检测区域，第一检测区域和第二检测区域通过基本上与轨道垂直的线与第三检测区域和第四检测区域分隔开来，第一检测区域和第四检测区域通过基本上与轨道平行的线与第二检测区域和第三检测区域分隔开来，第一检测区域通过第一可变延迟元件与第一求和点连接，该求和点的另一输入端与第三检测区域连接，第二检测区域通过第二可变延迟元件与第二求和点连接，该求和点的另一输入端与第四检测区域连接，这两个求和点的输出端与相位比较器连接，该相位比较器的输出信号传送给调整跟踪单元的跟踪调整器；设定延时的控制单元与第一延迟元件和与第二延迟元件连接以便设定它们延迟时间的；该装置的特征在于还具有干扰信号产生单元，其输出端与跟踪单元连接，还与比较单元的第一输入端连接，该比较单元的第二输入端与相位比较器的输出端连接，其输出端与控制单元的输出端连接。这种改进的优点是检测装置和用来设定延迟元件并由此补偿轨道误差信号的系统误差的控制单元彼此能够很好地协调操作。
本发明的另一个目的是提供一种供能够对轨道误差信号中的误差-这种误差是由透镜移动造成的-进行最佳补偿的这种类型的装置使用的方法。
根据发明的用来设定读和/或写光记录介质的装置-该装置具有一跟踪单元，延迟元件设置在四象限检测器的检测器单元和用来确定轨道误差信号的单元之间-中的延迟元件的延时的方法，要执行以下的方法步骤a)断开跟踪控制环，b)把干扰信号传送给跟踪单元，c)比较轨道误差信号和干扰信号，d)共同地改变被分配给两个相邻检测器单元的延迟元件的延时，e)如果轨道误差信号中的干扰信号分量大于具体的极限值，就再执行步骤d)，f)中断干扰信号，g)维持所确定的延时。
这样做的优点是能够最佳地补偿在轨道误差信号中可能有的误差。由于所施加的干扰信号的缘故，这种误差的效果得到了加强，由此可更容易被识别和被补偿。此外，由于甚至由干扰信号所造成的轻微的影响都可被识别，所以能够更准确地进行补偿。另一方面，在比较中识别出不是由干扰信号造成的跟踪信号的影响，不将其用于补偿。
如果所确定的延时合适的话就将它们存储起来，以便例如在干扰发生之后再取出。本发明的进一步有利改进是把所确定的延时与各记录介质的标识信息项一起进行存储，以便在把这一具体记录介质再插入本发明的装置之后就能够立即设定与这种记录介质匹配的延时。
本发明把干扰信号规定为周期信号。这样做的优点是由此可以以简单的方式来实现比较。但是，采用预定的非周期信号同样在本发明的范围之内，预定的非周期信号如果合适地话，与装置的特性匹配。
跟踪信号最好与相移干扰信号作比较。这样做的优点是跟踪单元对干扰信号的反应时间的补偿利用相移来实现。这种反应时间通常是装置所特有的，在构造装置时要考虑进去。相移的自适应匹配、尤其是在预定的非周期信号情况下同样也是可能的。利用相移还补偿了出现的、例如可以由各个元件的低通滤波器特性造成的其它延时。
根据本发明，周期信号的频率最好低于跟踪单元的谐振频率。这样做的优点是不会出现因初始谐振现象引起的干扰作用。干扰信号的频率和谐振频率相差越大越好，此后在谐振范围的附近不出现相移或只出现小到可被忽略的相移可能变得显而易见。一般来说，由于跟踪单元的致动器的谐振频率依赖于装置的特性，所以不能够对其进行规定。但是，如果干扰信号的频率低于10Hz，则一般来说与谐振频率就相差足够远。干扰信号的频率也不应过低，否则反应时间就太长，这对延时设定产生不利影响。因此，根据本发明，选定干扰信号的频率大于2Hz。原理上同样能够选定周期信号的频率高于谐振频率，与跟踪单元的谐振频率或多个谐振频率相距足够远。
本发明规定用于设定读和/或写光记录介质的装置中的延迟元件的延时的方法执行的以下步骤该装置具有跟踪单元，延迟元件设置在四象限检测器的检测器单元和确定轨道误差信号的单元之间，a)断开跟踪控制环，b)把干扰信号提供给跟踪单元，h)检查轨道误差信号是否存在偏移，k)如果存在偏移，就共同地改变被分配给两个沿对角线相对的延迟元件的一个或多个检测器单元的延时，l)如果偏移的值大于预定极限值，就再执行步骤k)，f)中断干扰信号，以及g)维持所确定的延时。
这样做的优点是能够以简单的方式对轨道误差信号的偏移进行补偿。在这种情况下，根据偏移的符号(正负号)选择它们的延时被改变了的检测器单元对，或者对于固定的检测器单元对选择变化方向。
被确定的延时的保存可以有利地包括存储已被确定的这些延时。
由于因不可避免的最小光盘偏心率而总是出现轨道交叉，所以在原理上还能够在致动器静止时、即不被跟踪单元移动时执行偏移补偿。因此还能够省略特征b)。为了确定偏移，使用截止频率明显低于轨道交叉产生的频率的低通滤波器。省略特征b)于是导致相当长的测量时间。如果根据特征b)额外地使致动器运动，则增大轨道交叉产生的频率。于是还能够提高低通滤波器的截止频率，减小设定时间，由此缩短测量时间。
本发明还规定了顺序地被执行的方法步骤c)至e)和h)至l)，或者替代地规定了一个被嵌套在另一个中的方法步骤c)至c)和h)至l)。这样做的优点是能够混合用于偏移补偿和用于透镜移动补偿的方法，于是能够消除或立即共同地补偿了这两种方法的彼此的任何相互影响。
在两种补偿操作的嵌套处理的情况下，通常不能够暂时中断致动器的运动，即不能够省略特征b)。
最好如下地改变延时如果延迟元件的驱动曲线是线性的，就把根据偏移测量确定的和用来补偿透镜移动的延时相加。如果所述曲线是非线性的，就相对于延迟元件线性化驱动值。
显然，本发明不限于具体规定的例示性实施例和它们的替换方案，还包括了本领域的普通技术人员能够作出的改进。在以下参看附图对例示性实施例的描述中能够发现本发明的其他优点和其他改进，其中
图1表示本发明的装置的一例示性实施例，图2表示采用DPD跟踪方法的公知装置，图3表示在采用DPD跟踪方法时各个检测器信号的相位关系，图4表示本发明的方法的流程图，图5表示本发明的装置的逻辑控制，图6表示与本发明的方法有关的信号图，图7表示控制单元的设计，图8表示本发明的装置的具有两个可变和两个固定延迟元件的另一实施例的一部分，图9表示本发明的装置的具有四个可变延迟元件的另一实施例的一部分，图10表示本发明的装置的具有用于偏移补偿的可变延迟元件的另一实施例的一部分。
图1表示本发明的装置，跟踪单元13在左侧示出，物镜3和Vernier驱动器6属于所述跟踪单元。Vernier驱动器6被跟踪调节器17驱动，相位检波器14输出的轨道误差信号DPD-TE被传送给该跟踪调节器17的输入端。另一方面，干扰信号S由干扰信号产生单元22提供给Vernier驱动器6。相移器23对干扰信号S进行相移来产生信号WSY并将其传送给控制单元24。控制单元24估算信号WSY和轨道误差信号DPD-TE，并利用开关元件37设定可变延迟元件26A、26B、26C和26D的延时τA、τB、τC和τD。可变延迟元件26A、26B、26C、26D分别利用设定的延时τA、τB、τC和τD延迟四象限检测器5的检测器单元A、B、C、D输出的信号。如此被延迟的检测器单元A和C的信号在第一求和点15处被相加，并被传送给相位检波器14。如此被延迟的检测器单元B和D的信号在求和点16处被相加，并被传送给相位检波器14。
现在参看图2说明DPD跟踪方法。图2表示采用了DPD跟踪方法的一公知装置的略图。光源1产生一光束，该光束通过示出为极化光束分裂器的一部分的半透明反射镜和物镜3聚焦在光记录介质4上。该光束从光记录介质4反射，到达四象限检测器5。四象限检测器5被示出倾射了90°，也就是说以平面图的形式示出，并由4个检测器单元A、B、C和D组成。箭头10表示轨道方向，即记录介质4相对于四象限检测器5的运动方向。因此可把四象限检测器5分成相对于轨道方向横向地放置的两个检测器区域，一个检测器区域包括检测器单元A和B，另一个检测器区域包括检测器单元C和D。
准直器7设置在光源1和反射镜2之间，凸透镜8设置在反射镜2和四象限检测器5之间。Vernier驱动器6根据Vernier驱动器致动信号TS使物镜3相对于光记录介质4沿径向运动。物镜3和Vernier驱动器6是跟踪单元13的一部分。记录介质4被设计成盘状的，例如可以是音频光盘(CD)、视频盘、高记录密度的记录介质(DVD)等。光记录介质4由在此仅简要地示出的光盘驱动器9来旋转。示出了沿直径贯穿记录介质4的部分。被物镜3聚焦在记录介质4上的光束射至记录介质4的径向外部区域。箭头12表示光束被光记录介质4反射穿过物镜3之后的位移方向，这种位移是由Vernier驱动器6驱动的物镜3的位移造成的。箭头11表示透镜3的运动方向。
检测器单元A和C的输出端与第一求和点15连接，检测器单元B和D的输出端与第二求和点16连接。相应的求和信号A+C和B+D被传送给相位检波器14。用DPD方法确定的轨道误差信号DPD-TE出现在所述相位检波器的输出端。
求和点15和16的输出端与另一求和点18的输入端连接。于是全部检测器单元A、B、C和D的信号之和出现在求和点18的输出端。该信号是信息信号HF，为了将其变换为可被用户估算的信号，把该信号传送给一估算单元(在此没有示出)。
为了描述本发明的装置的运作，首先参看图1，该图简要描述了相位检波器14的结构。相位检波器14的输入端与相应的变换器19和19′连接，这两个变换器的输出端与相位比较器20的输入端连接。相位比较器20的输出端通过低通滤波器21与相位检波器14的输出端连接，在该输出端出现用DPD方法确定的轨道误差信号DPD-TE。相位检波器14的第一输入端与求和点15的输出端连接，检测器单元A和C的输出信号施加给该求和点15的输入端。相位检波器14的第二输入端与求和点16的输出端连接，求和点16的输入端与检测器单元B和D连接。
检测器单元A和C的信号在求和点15处被相加，求和信号在变换器19中被变换为逻辑电平，变换器19是一过零点比较器。利用求和点16和变换器19′来产生相应的数字化求和信号B+D。这两个信号传送给相位比较器20，它估算这两个信号之间的时间间隔。轨道误差信号DPD-TE是这些时间差的平均值，利用低通滤波器21来获得。如以下参看图3所说明的，如果扫描点29对准轨道中心30，则求和信号A+C和B+D的过零点就同时出现，所得轨道误差为零。如果扫描点29与轨道中心有固定偏移地跟随轨道，则这些求和信号的过零点就不再同时出现，而是彼此有一定的时间差。平均来说，出现的时间差近似与自轨道中心的扫描偏移成正比，时间差相对于这些信号之一可以是正的或是负的。时间差的符号于是包括了方向，而绝对值包括了偏差的大小。
图3在其上部以平面图的形式表示光记录介质4的示意性的大为放大的细节。明显地示出了彼此相邻的三条轨道，构成这些轨道的两个或三个所谓凹坑28沿轨道方向以伸长的方式沿伸。沿轨道方向凹坑28之间的距离和这些凹坑沿轨道方向(箭头10)的长度都可以与在此所示的状况在规定的限制内有一定的偏差。这取决于用来变换要被存储入凹坑图样中去的信息的调制方法和被记录信息项的内容。特别是凹坑28可以具有不同的长度。
相对于中间轨道的轨道中心30对称地放置的、具有检测器单元A、B、C和D的四象限检测器5表示在凹坑28的左侧。这用来说明当射在信息层上的光点偏离轨道中心30时检测器区域A、B、C和D的输出信号如何表现。
在图3的下部，相对于时间轴t画出了检测器区域A、B、C和D的输出信号的几种组合的振幅，时间轴t相应于在正常读出速度下沿轨道方向(箭头10)光点29和光记录介质彼此相对地运动时沿轨道方向的空间轴。
正好在凹坑28之下的曲线31表示信息信号HF，即全部检测器单元A、B、C和D的信号之和。只要光点29没有照射在任何凹坑28之上，信息信号HF的振幅就大。一旦光点29射向凹坑28之一，振幅就会因相消干扰而减小，光点29和凹坑28一达到最大重叠振幅达到最小。
曲线32表示无轨道误差时，即当光点29对准轨道中心30或当物镜3没有偏转时信号A+C和B+D的组合。点划线32＇和短划线32＂分别表示因透镜的移位或因光点29＇和29＂在移位的扫描轨道30＇和30＂方向上偏离轨道中心30而造成的求和信号A+C和B+D的时间位移。由于与轨道中心的偏离和透镜移动都产生相同的结果，所以不能够区分这两种依赖性。信号A+C和B+D彼此的时间位移Δt就其绝对值而言相当于移位的扫描轨道30＇、30＂偏离轨道中心30的大小，而就其符号而言相当于相应偏离的方向。如上所述，相位检波器14根据这一点确定轨道误差信号DPD-TE。
应当指出，根据光学结构的不同，在没有轨道偏离或透镜偏转时，检测器区域A、B、C和D的信号也可以彼此已有暂时稳定的移位。但是，曲线32＇和32＂示出的B+D相对于A+C的移位在透镜偏转成偏离轨道中心的情况下是典型的。
由于物镜3必须能够沿水平方向、即垂直于记录介质4的那些轨道的方向运动，所以由于光束几何形状而沿水平方向的偏转的结果还造成了在四象限检测器5上的光盘信息表面的被反射图象的漂移。因此，DPD跟踪方法的一特殊性质是由于因透镜移动而产生的这些时间差的缘故，即使在光点29对准轨道中心时也会产生非零的轨道误差信号DPD-TE。
通过在求和点15和16处对检测器单元A、B、C、D的信号求和之前故意地暂时延时一个或多个检测器单元A、B、C、D的信号，就能够实现对因透镜移动造成的轨道误差信号DPD-TE的偏移进行补偿。本发明的装置以及本发明的方法使得通过调整可变延迟元件26A、26B、26C和26D的延时τA、τB、τC和τD能够实现对因透镜移动造成的这种偏移的最佳可能补偿。
下面参看图1描述本发明的装置的一例示性实施例的运作。由于与记录介质4的表面平行的物镜3垂直于轨道方向、即沿箭头11的方向运动的缘故，在轨道误差信号DPD-TE中形成偏移。根据本发明，Vernier驱动器6利用来自干扰信号产生单元22的正弦干扰信号S来驱动。于是物镜3围绕其机械零位置移动一定的机械移动；还把这称为物镜3的颤动。
在这种情况下，可以在一定的范围内自由地选择驱动频率。约2-10Hz是可行的，这是因为如以下对控制单元24所进一步描述的，如果频率太低，测量时间或积分时间就变得过长，如果频率太高，就接近跟踪单元的未被精确地规定的自然谐振。如果物镜3出现了偏转，就出现对轨道误差信号DPD-TE包络的调制，导致延迟元件26A、26B、26C和26D的延时τA、τB、τC和τD的不正确的设定。
跟踪单元13跟随被延时的干扰信号S的激励。为了确定轨道误差信号DPD-TE的调制，使用具有低截止频率的低通滤波器27。对轨道误差信号、即信号TELP的低频分量(该分量被用于估算)调制的过零点在时间上相对于干扰信号S的过零点被移了位。这一相移利用移相器23进行补偿，选择该移相器23的相移使之等于由跟踪单元13和低通滤波器27造成的相移。在移相器23的输出端得到移相干扰信号WSY，该信号在以下也被称为颤动同步信号，与轨道误差信号DPD-TE的低频分量、即信号TELP的调制同步。
在控制单元24的控制下分别设定延迟元件26A、26B、26C和26D的延时τA、τB、τC和τD。为此目的，控制单元24具有偏移确定单元44和比较单元45。后者在该例示性实施例中包含差分采样保持电路DSH、同步解调器33、第一窗口比较器34和采样保持电路35。其后跟有第一电路方框36。
信号WSY和低通滤波器27的输出信号TELP都传送给同步解调器33，该同步解调器33根据信号TELP的调制产生绝对值并对其进行积分。如果信号TELP的调制和颤动同步信号WSY同相，输出电压VA就上升；如果反相，同步解调器33的输出电压VA就下降。输出电压VA一方面传送给第一采样保持电路35，另一方面还传送给差分采样保持电路DSH，该电路DSH产生与电压VA的时间变化成正比的电压VD。于是在同步解调器33的输出电压VA随时间变化时，电压VD就不为零。当输出电压VA不再随时间变化时，电压VD就等于零。这一点可借助于窗口比较器34来断定，该窗口比较器34被输入了比较电压±VRD，比较电压±VRD可以是预先固定确定的，或者最好是自适应匹配的。于是所述窗口比较器的输出信号NMT就指出了轨道误差信号DPD-TE何时不再具有与干扰信号S的频率同步的调制。
通过控制器(未示出)发出的控制信号S/H1把采样保持电路35首先切换为采样、即“跟随电压”VAS＝VA。采样保持电路35的输出电压VAS传送给电路方框36，电路方框36产生输出电压VAS的绝对值ABS(A)和符号SIGN(A)。符号SIGN(A)确定输出电压VAS的绝对值ABS(A)被馈送至的检测器单元对A和B或C和D。为此，利用符号信号SIGN(A)控制开关单元37的第一开关38。如此描述的电路功能使得能够以这样的方式对检测器单元A和B或C和D的延时τA、τB或τC、τD进行调整，即对轨道误差信号DPD-TE的与透镜移动有关的调制进行补偿。
在执行了上述电路功能之后，电压VAS就被第一采样保持电路35所保持。现在在轨道误差信号DPD-TE中只剩下恒定的偏移，这种偏移仅通过成对地调整延迟元件A和C或B和D的延时就能够进行补偿。利用偏移确定单元44对这种偏移进行补偿，该偏移确定单元44具有一积分器39、一窗口比较器40和一采样保持电路41。在该例示性实施例中其输出端之后跟有第二电路方框42。
为了进行偏移补偿，积分器39和第二窗口比较器40与低通滤波器27的输出端连接。第二窗口比较器40确定经滤波的轨道误差信号TELP是否具有足够小的直流电压偏移。由于在第一个补偿步骤之后直流电压偏移通常都不是足够小，所以对轨道误差信号DPD-TE的透镜移动补偿、即积分器39的输出电压VB将发生变化。首先使其输入端被施加输出电压VB的第二采样保持电路41切换为采样。该采样保持电路41的输出电压VBS于是跟随电压VB。第二电路方框42确定输出电压VBS的绝对值ABS(B)和符号SIGN(B)。符号SIGN(B)通过共同驱动的第二开关43和43＇决定增加额外延时的延时元件对26A和26C或26B和26D。电压VB或VBS的绝对值ABS(B)规定利用可以以电的方式被设定的可变延迟元件26A-26D对分别选定的检测器单元对进行多长的额外延时。因此，在积分器39的输入端处的电压TELP变为零、即第二窗口比较器40的输入电压小于向其输入的比较电压±VRTE之前，电压VB、由此为延迟元件对26A和26C或26B和26D所设定的延迟增大。这就保证了叠加在轨道误差信号DPD-TE上的偏移电压实际上为零。第二采样保持电路41就响应对相应信号NDT作出响应的控制器(未示出)的相应信号S/H2把电压VB的最后值、即最佳值保持为电压VBS。这样就结束了补偿。现在断开干扰信号S，接通跟踪调整器17。
图4借助实例示出了可根据其进行在上述步骤中本发明装置的补偿的流程图；当然，该流程图的改进和相应于上述步骤的其它序列都在本发明的范畴之内。
在步骤50开始该方法之后，在步骤51中关断跟踪调整器17，而接通干扰信号产生单元22。于是物镜就按照上述方式颤动。在步骤52中把延迟元件26A、26B、26C和26D的延时τA、τB、τC和τD复位为初始值，通常为零。为了产生轨道误差信号DPD-TE，根据步骤53，信号(A+C)和(B+D)之间的时间被利用，信号(A+C)和(B+D)是由求和点15和16输出的，并由检测器单元A、B、C和D的分别经延迟元件26A、26B、26C和26D传送的输出信号形成。在步骤54，利用同步解调器33对干扰信号S造成的轨道误差信号DPD-TE的调制进行解调。在步骤55，如果差分采样保持电路DSH仍然检测到信号VA的变化，即如果VA≠常数，就转移到步骤56。如果信号VA不再发生变化，该方法就转移到步骤57。
在步骤56，变化的方向、即轨道误差信号DPD-TE的调制是与干扰信号S同相还是反相这一事实确定了该方法是转移到步骤58还是转移到步骤59。在步骤58，增大延迟元件26C和26D的延时τC和τD，而其它两个延迟元件26A和26B的延时保持不变。在步骤59，增大延时τA和τB，而τC和τD保持不变。在步骤58和59之后，重新执行步骤54。这一循环重复执行直到设定的延时足以补偿轨道误差信号DPD-TE的调制为止。在这种情况下，已描述的循环的作用类似积分。如果同步解调器33的输出电压VA不再发生变化，则根据步骤55，该方法转移到步骤57，进行偏移补偿。
分别改变延时τA和τB或τC和τD的另一种方法见图4左侧以虚线连接的步骤80至84。在该另一种方法中，修改步骤54以便检测由干扰信号S造成的轨道误差信号DPD-TE的调制并将其作为第一调制值进行存储。在步骤80中，使延时τA和τB或τC和τD的变化值相同。这一数值最好是一预置值，它适合于本发明的装置的其它部件的特性，以便实现最佳的操作。步骤81类似于步骤54检测由干扰信号S造成的轨道误差信号DPD-TE的调制并将其作为第二调制值进行存储。
根据一优选方案，该方法继续到步骤82。但是，按照点划线转移到步骤80也在本发明的范围之内，再次使同一对延时改变大约一预置值，到达步骤81检测调制并将其作为第三调制值进行存储。这一循环还可以再执行若干次，以便存储n个调制值。但是，最好保持数n为小值。
在步骤82，把存储的调制值相互进行比较。作为比较的结果，在步骤83分别估算随后要被改变的延时对τA和τB或τC和τD以及这一改变的合适值。如果延时改变值和由这种改变造成的调制的减小之间的关系是线性的或是近似线性的，则两个存储的调制值就足以确定方向、即相关延时对和下一改变值。这最好是通过计算或借助于表格来实现。如果所述关系不是线性的，同样可以只根据两个存储的调制值、例如利用表格来估算方向和值。如果该估算的结果不够满意，建议以上对于点划线所描述的那样使用两个以上的存储调制值。
在步骤84，按照步骤83中确定的值分别改变在步骤83中被确定的延迟元件对A、B或C、D的延时τA和τB或τC和τD。由于确定该值足以补偿透镜移动的影响，就不必如此地再进行检查，下一方法步骤是发明的方法的主要实例的步骤57。
描述的替换实施例的优点是与步骤55至59相比能够以较短的时间被执行，这是因为从步骤54经步骤55、56和58或59返回步骤54的循环通常被执行若干次的缘故。步骤80至84只被执行一次，步骤80和81的小循环被执行两次或少数次。但当“延时改变”到“调制减小”的关系的特性是公知的时候，该替换方法在大多数情况下比以前描述的主要方法快。因为利用线性内插或非线性内插或利用合适的表格来根据两个或少量的其他值，内插最后步骤的值达到所希望的结果，所以可把该替换方法称为“内插法”。
所述主要方法的优点是不必精确地了解上述关系的特性，以及由于积分效果，结果更加准确。利用顺序的少数步骤达到所希望的结果来获得积分效果。因此还可把该主要方法称为“迭代法”。迅速获得更准确结果的一种有利的方法是组合所述的两种方法，即组合积分法和迭代法。例如，步骤58或59中延时改变值不是固定值，而是可以根据两个或多个先前检测的调制值的比较来确定。
以下描述在图4的步骤60至64中用于补偿跟踪误差信号的偏移的迭代法。类似于上述替换方法，如果希望迅速得到结果，这里也最好采用积分法。然后在图4的步骤57之后和在步骤62之前执行类似于步骤80至84的方法步骤。同样可有利地采用积分法和迭代法的组合来迅速获得精确的结果。
在步骤57中，存储设定值τA、τB、τC和τD。它们之中的两个的值为零，另外两个的值大于零。此外，在步骤57中利用低通滤波器27和第二窗口比较器40来确定直流电压偏移。如果该直流电压偏移不为零，即如果TELP≠0，则该方法就转移到步骤61。如果该直流电压偏移在预定电压范围内、在例示性实施例中是在比较电压±VRTE范围内等于零，该方法就到达步骤62。在步骤61中，直流电压偏移的极性、即信号TELP的符号决定哪一对检测器单元被额外地延迟。如果TELP＜0，则该方法就到达步骤63，否则到达步骤64。在步骤63中，延迟元件26B和26D被额外地延迟，即给已被确定和存储的延时τB和τD增加相应于信号ABS(B)的数值。其它两个延时τA和τC保持不变。在步骤64中，延迟元件26A和26C被额外地延迟，即给已被确定和存储的延时τA和τC增加相应于信号ABS(B)的数值。其它两个延时τB和τD保持不变。在步骤63和64之后再执行步骤60。执行这一循环直到延迟元件26A和26C或26B和26D的延时的增大已使得直流电压偏移小于窗口比较器40的比较电压±VRTE。在这种情况下，这一循环的重复和同时递增起到积分的作用。
根据步骤62，已被确定和设定的延时τA、τB、τC和τD被存储并保持。这些被存储的值是最佳补偿值。该方法于是在步骤65结束。
图4所示的流程图可以例如利用与图1所示的本发明的装置的方框图有关的图5的控制逻辑来实现。在这种情况下，逻辑“与”门用AND来表示，逻辑“或”门用OR来表示，“非”门用N或NOT来表示，后面的数字表示其输入端的数目。在需要的时候才赋予单独的参考符号。
作为信号“开始”的结果，补偿操作开始执行，物镜3发生颤动。由于透镜的移动通常导致轨道误差信号的调制，所以信号NMT处于逻辑电平“低”，结果是信号“开始”的信号边缘通过第一数字触发器71输出的信号S/H1把第一采样保持电路35切换至“采样”。第二数字触发器72被NMT＝“低”复位，积分器39的复位信号IRE被保持用于直流电压偏移补偿。第二数字触发器72的开始脉冲类似地被抑制。由于积分部件已被包括在同步解调器33内，所以第一采样保持电路35的启动使得可自动地执行第一步补偿。当电压VA不再相对于时间发生变化时，第一步补偿的过程就结束，于是电压VD返回数值零。
如果一开始信号NMT处于逻辑电平“高”，就自动地不执行第一步补偿，就是说，即使检测器单元A和B或C和D的输出信号没有被进行任何延迟，轨道误差信号DPD-TE的调制仍足够地小。窗口比较器34的输出NMT变成逻辑电平“高”，结果使第一数字触发器71被复位，第二数字触发器72被置位。与此同时，采样保持电路35被切换成为“保持”，用来补偿轨道误差信号DPD-TE的调制的电压VAS被存储。与此同时，采样保持电路41被切换成为“采样”，积分器39被信号IRE＝“低”所启动。因积分的缘故，类似地自动开始第二步补偿，直到信号NDT变成逻辑电平“高”为止。
于是，轨道误差信号DPD-TE中的直流偏移也得到了补偿，补偿结束。如果在第一步补偿后直流偏移已经等于零，则信号NDT在这时就变成了电平“高”，跳过第二步补偿。信号ADF在外表上指出已成功地进行了补偿，调制及偏移都为零或都低于预定极限值。借助于信号HOLDALL可强制性地使采样保持电路35、41都处于状态“保持”，以便存储延迟元件26的电压。
图6的信号图示出了图5的补偿顺序。按照与图1和5相同的方式表示各个信号，时间轴的方向向右。为简单起见，假设干扰信号S和由Vernier驱动器6和低通滤波器21引起的轨道误差信号之间的相移为零。为了简单起见，还示出了两步补偿的稳定时间，由此看出与颤动频率的周期相比，它非常短。
在图7中示出用模拟元件简单地构成的包括偏移确定单元44和比较单元45的控制单元24。它相应于图1的右侧部分，图中还画出了相应的标号。根据以上描述可容易地理解所示电路的运作，因此在此不再详述诸如运算放大器等的各个部件。
根据本发明另一种可能的设计(在此未示出)，用确定轨道误差信号DPD-TE的上下包络之差的电路来取代低通滤波器27，在理想情况下，这种差别是极微的。
在此同样未示出的本发明的再一种可能的设计是用带有后续积分的相位无关同步检波器来取代移相器23和同步解调器33。虽然在这种情况下其硬件设计略微复杂些，但这一措施可取之处是精度较高。
由于利用电容器存储电荷的采样保持电路因泄漏电流不能长时间地稳定地保持电压，所以把输出电压VA和VB的值进行数字化并以数字方式保持这些值作为本发明的有利的改进。然后在执行了数-模变换之后再输出电压VAS和VBS。在这种情况下，还有利地以数字方式进行绝对值和符号的分离。
在微控制器中集中方法的所有步骤、即在微控制器中包括图1右侧部分的所有电路方框和图7的方框是特别有利的。这样一来就需要低通滤波器27或代之以包络检波器，见以上的描述。低通滤波器的输出电压TELP被微控制器数字化。通过四个数-模变换器或最好完全以数字方式控制延迟元件26。一般来说，由于微控制器在任何情况下都控制聚焦和轨道伺服，所以它同样能够起到Vernier驱动器6的颤动的作用，它包括相位无关同步检测器。这就极大地减少了额外的硬件支出。
图8示出本发明装置另一实施例的一部分，该实施例具有两个可变延迟元件26A、26B和两个具有固定延时的延迟元件26F。所示装置的该部分代替图1所示装置的相应部分；相同的元件用相同的标号来表示，仅当它们的操作与以上描述的不同时才单独对它们进行描述。对于随后的附图同样如此。
可以根据延迟元件26F的固定延时τF缩短或延长元件26A和26B的延时τA和τB，结果是可以相对于检测器单元C和D的信号延迟检测器单元A和B的信号，反之亦然。为此，把信号VAS提供给延迟元件26A和26B，该信号包含绝对值和符号。这一改进的优点尤其在于只需两个可变延迟元件，不需要进一步把信号VAS分解成符号和绝对值两个部分。
图8还示出了另一种补偿偏移可能方法在求和点15把采样保持电路41输出的信号VBS与相位检波器14的输出信号相加，该求和点的输出信号就是轨道误差信号DPD-TE。如此就在求和点15和16之后完成了偏移补偿。
图9表示本发明的装置的另一实施例的一部分。在这一实施例中，同样在求和点15、16之后、但仍在相位检波器14(未示出)之前执行偏移补偿。根据信号SIGN(B)切换开关单元25，并使信号ABS(B)传送给两个延迟元件26S、26T中的一个。在这种情况下，延迟元件26S设置在求和点15和相位检波器14之间，而延迟元件26T设置在求和点16和相位检波器14之间。这样就能够利用开关单元25把延迟元件26S、26T连接至偏移确定单元44的输出信号VBS。以下的做法也在本发明的范围之内按照类似于参看图8所描述的方式用具有固定延时的一个延迟元件和一个可变延迟元件来代替目前的两个可变延迟元件26S、26T，根据信号VBS相对于另一延迟元件的固定延时缩短或延长该可变延迟元件的延时。
为了补偿透镜移动造成的误差，在图9中设置了两个可变延迟元件26X和26Y，这两个可变延迟元件可通过开关单元37′与检测器单元A和B或与检测器单元C和D连接。这就保证了相对于一对检测器单元延迟了另一对检测器单元A-B或C-D的信号。利用信号SIGN(A)切换开关单元-37′，把信号ABS(A)提供给延迟元件26X、26Y。
图10表示本发明的装置的另一实施例的一部分，该部分的作用是进行偏移补偿。同样分别在求和点15和16与相位检波器14之间延迟已相加信号A+C和B+D。为此，利用开关单元25′把施加有信号ABS(B)的可变延迟元件26U插入一条或另一条通路中去。开关单元25′响应信号SIGN(B)进行切换。如上所述地从偏移确定单元44的输出信号VBS导出两个信号ABS(B)和SIGN(B)。这一改进的优点是只需要一个可变延迟元件26U。
虽然在此没有详细描述这里所示出的对透镜移动造成的误差进行补偿并对偏移进行补偿的各种改进的实际组合，但不用说这种实际组合同样在本发明的范围之内。
权利要求
1.读和/或写光记录介质(4)的装置，该装置具有跟踪单元(13)、四象限检测器(5)、两个求和点(15、16)、根据差分相位检波方法进行跟踪的相位比较器(20)和可由控制单元(24)进行设定的两个可变延迟元件(26)，其特征在于，还具有干扰信号产生单元(22)，其输出端与跟踪单元(13)连接，还与控制单元(24)的第一输入端连接，控制单元(24)第二输入端与相位比较器(20)的输出端连接。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于相应可变延迟元件(26A，26B)被分配给四象限检测器(5)的两个检测器单元(A，B)，固定延时的延迟元件(26F)被分配给另外两个延迟元件(26C，26D)。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于可变延迟元件(26A，26B，26C，26D)被分配给四象限检测器(5)的每一个检测器单元(A，B，C，D)，还在于设置了开关单元(37)把检测器单元对(A-B，C-D，A-C，B-D)连接至一控制输出端，控制单元(24)的输出信号(VAS，VSB)在该控制输出端处输出。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于还具有开关单元(37′)，利用其可把四象限检测器(5)的检测器单元(A，B，C，D)中的两个连接至相应的可变延迟元件(26X，26Y)。
5.如以上权利要求之一所述的装置，其特征在于控制单元(24)具有比较单元(45)，其输入端被输入相位比较器(20)的输出信号(DPD-TE，TELP)和干扰信号产生单元(22)的输出信号(S，WSY)，其输出信号(VAS)起设定可变延迟元件(26A，26B，26C，26D，26X，26Y)的作用。
6.根据权利要求1前序部分、尤其是根据以上权利要求之一的装置，其特征在于控制单元(24)具有偏移确定单元(44)，其输入端被输入相位比较器(20)的输出信号(DPD-TE，TELP)，其输出信号(VBS)起设定可变延迟元件(26A，26B，26C，26D，26S，26T，26U)中的至少一个的作用。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于至少一个延迟元件(26S，26T，26U)被设置在四象限检测器(5)的检测器单元(A，B，C，D)的输出信号的求和点(15，16)和相位比较器(20)之间。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于相应延迟元件(26S，26T)被分配给求和点(15，16)，还在于设置了开关元件(25)把延迟元件(26S，26T)之一连接至偏移确定单元(44)的输出端(VBS)。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于设置了开关单元(25′)把延迟元件(26U)插入在求和点(15，16)之一和相位比较器(20)之间。
10.如以上权利要求之一所述的装置，其特征在于具有输出信号(VAS，VBS)的控制输出端连接有电路方框(36，42)，这种电路方框确定在该控制输出端输出的信号(VAS，VBS)的绝对值(ABS(A)，ABS(B))和/或符号(SIGN(A，SIGN(B))。
11.一种读和或写其上记录有或可记录形成轨道的凹坑形式的信息项的光记录介质(4)的装置，该装置具有在光记录介质(4)上产生光点的光源(1)；使光点垂直于轨道移动的跟踪单元(13)；检测从光记录介质(4)反射的光的检测器(5)，该检测器具有四个检测区域(A，B，C，D)，第一检测区域(A)和第二检测区域(B)通过基本上与轨道垂直的线与第三检测区域(C)和第四检测区域(D)分隔开来，第一检测区域(A)和第四检测区域(D)通过基本上与轨道平行的线与第二检测区域(B)和第三检测区域(C)分隔开来，第一检测区域(A)通过第一可变延迟元件(26A)与第一求和点(15)连接，该求和点的另一输入端与第三检测区域(C)连接，第二检测区域(B)通过第二可变延迟元件(26B)与第二求和点(16)连接，该求和点的另一输入端与第四检测区域(D)连接，这两个求和点(15，16)的输出端与相位比较器(20)连接，该相位比较器的输出信号(DPD-TE)传送给调整跟踪单元(13)的跟踪调整器(17)；设定延时的控制单元(24)与第一延迟元件(26A)和与第二延迟元件(26B)连接以便设定它们延迟时间(τA，τB)；该装置的特征在于还具有干扰信号产生单元(22)，其输出端与跟踪单元(13)连接，还与比较单元(45)的第一输入端连接，该比较单元的第二输入端与相位比较器(20)的输出端连接，其输出端与控制单元(24)的输出端连接。
12.用于设定读和/或写光记录介质(4)的装置中的延迟元件(26A，26B，26C，26D，26S，26T，26U，26X，26Y)的延时(τA，τB，τC，τD，τS，τT，τU，τX，τY)的方法，该装置具有跟踪单元(13)，延迟元件(26A，26B，26C，26D，26S，26T，26U，26X，26Y)设置在四象限检测器(5)的检测器单元(A，B，C，D)和确定轨道误差信号(DPD-TE，TELP)的单元(14)之间，该方法的特征在于包括以下方法步骤a)断开跟踪控制环，b)把干扰信号(S)传送给跟踪单元(13)，c)比较轨道误差信号(DPD-TE，TELP)和干扰信号(S)，d)共同地改变被分配给两个相邻检测器单元(A，B或C，D)的延迟元件(26A，26B或26C，26D或26X，26Y)的延时(τA，τB或τC，τ或τX，τY)，e)如果轨道误差信号(DPD-TE，TELP)中的干扰信号(S)分量大于具体的极限值，就再执行步骤d)，f)中断干扰信号(S)，以及g)维持所确定的延时(τA，τB，τC，τD，τX，τY)。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于干扰信号(S)是周期信号。
14.如权利要求12或13所述的方法，其特征在于在步骤c)中把轨道误差信号(DPD-TE，TELP)与相移干扰信号(WSY)作比较。
15.根据权利要求12-14中任一项的方法，其特征在于周期信号的频率低于跟踪单元(13)的谐振频率。
16.根据权利要求12至15中任一项的方法，其特征在于步骤e)如下地进行修改e1)检测轨道误差信号(DPD-TE，TELP)中的干扰信号(S)的分量并将其与步骤c)的相应分量作比较，e2)根据比较结果估算被分配给两个相邻检测器单元(A，B或C，D)的延迟元件(26A，26B或26C，26D或26X，26Y)的延时(τA，τB或τC，τD或τX，τY)的改变值，并共同地改变相应的延时(τA，τB或τC，τD或τX，τY)。
17.根据权利要求12前序部分的方法，其特征在于包括以下方法步骤a)断开跟踪控制环，b)把干扰信号(S)提供给跟踪单元(13)，h)检查轨道误差信号(DPD-TE，TELP)中偏移的存在，k)如果存在偏移，就改变被分配给两个沿对角线相对的检测器单元(A，B或C，D)的延迟元件(26A，26C，26B，26D，26S，26T，26U)的延时(τA，τC，τB，τD，τS，τT，τU)，l)如果偏移的值大于预定极限值，就再执行步骤k)，f)中断干扰信号(S)，以及g)维持所确定的延时(τA，τB，τC，τD，τS，τT，τU)。
18.根据权利要求12至17之一的方法，其特征在于各个方法步骤c)至e)和h)至l)被顺序地执行或一个被嵌套在另一个之中地执行。
19.根据权利要求12至18之一的方法，其特征在于迭代方法的方法步骤(54-59，60-64)和积分方法的方法步骤(80-84)一个被嵌套在另一个之中。
全文摘要
一种读和/或写光记录介质(4)的装置,具有跟踪单元(13)、四象限检测器(5)、两个求和点(15,16)和按差分相位检波方法跟踪的相位比较器(20),及可由控制单元(24)设定的两可变延迟元件(26A,26B)。本发明能对轨道误差信号(DPD－TE)因而跟踪信号中由透镜移动造成的误差进行最佳补偿。本发明设置了干扰信号产生单元(22),其输出端与跟踪单元(13)连接,还与控制单元(24)第一输入端连接,控制单元第二输入端与相位比较器(20)输出端连接。本发明适合于读/写光记录介质的装置。
文档编号G11B11/105GK1201975SQ9810872
公开日1998年12月16日 申请日期1998年6月1日 优先权日1997年6月5日
发明者克里斯琴·比克勒 申请人:德国汤姆逊-布朗特公司