一种聚焦控制装置和方法，用于利用闭环伺服操作在分成多层的光学介质上移动聚焦。象差光学拾取器的几个输出被控制信号产生器根据预定的时变波形加以独立的修改，以产生使由伺服电路测到的视在焦点偏移发生改变的伪误差信号。在处于闭环模式的同时，该伺服跟踪从介质第一信息层向第二信息层移动的视在焦点平面。此后将控制信号除去，伺服便将聚焦锁定在第二信息区上。（*该技术在2016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】
本专利技术涉及对能量束的控制。本专利技术尤其涉及将光束的焦点有控制地移动到多层光学信息介质中的选定位置上。数字光学介质诸如光盘和光带现在通常用于信息的大容量存贮，例如MPEG压缩编码的音频和视频信号。盘和带的信息存贮容量可以通过在基底上安排多个信息含有层来得到扩充。为了读取分成多层的光学介质，将光的焦点有选择地在各层上定位，并依据介质已用于写入的格式从一层移动到另一层。焦点的移位通常通过要求光学拾取器相对于介质作机械运动的装置来实现。这就需要层间有较大间隔以确保光学机械连接装置(link)及其附属伺服电路区分各别的层次。常规的聚焦获取是使用初始时以开环模式操作的各种伺服装置来实现。聚焦伺服的反馈环路有一在初期断开的开关，在此期间聚焦伺服由一振荡波形例如锯齿波来驱动，使物镜忽近忽远地对光学介质移动，从而通过该物镜的光束在介质上不断地聚焦和散焦。在某一时刻，当光束临近所需的焦点位置时，锯齿波被去除，开关闭合，因而接通反馈环路。典型的装置见于Wachi的已公开美国专利第5,379,282号，该专利提出使用检测器来检测从光学介质返回光的最大值和最小值与聚焦误差信号的最大值和最小值。这些最大值和最小值信号由驱动聚焦致动器的伺服来处理。然后聚焦伺服的操作起作用以将光的焦点锁定在所需的层上。Milla等人在美国专利第4,607,157号中提出在已获取焦聚之后有意地使光盘上的光点散焦，而同时伺服在闭环模式下操作。由此产生的回读信号的变化被一同步检测电路利用来提取聚焦偏移的大小和极性信息。该信息被反馈给聚焦伺服信号以消除散焦效果，并恢复聚焦锁定。常规的聚焦控制电路10示于附图说明图1，其中一象差光学拾取器12包括由四个光电传感器12a-12d组成的矩阵，这些传感器的安排是为了检测从光学信息介质通过物镜(未示出)返回的光束。在本文中物镜不言自明是在聚焦控制电路10与光学拾取器12之间的公知光学机械连接装置28中的一个部件。来自对角线相对的成对传感器(对12a，12d和对12b，12c)的信号分别在线13a，13b上组合，然后分别由运算放大器14a，14b放大。当物镜的焦点越过光学介质的信息层时，线13a，13b上的成对信号各自独立地变化，这些信号对物镜离信息层的聚焦偏移作出响应。运算放大器14a，14b的输出驱动一差分放大器16，后者在线32上输出一聚焦误差信号。在线32上的聚焦误差信号代表了线13a，13b上的信号之差。在闭环操作方式，线32上的聚焦误差信号被送至本文称作伺服电路18的常规相位和增益补偿电路。伺服电路在例如Ceshkovsky等人的美国专利第4,332,022号中公开。线32上的聚焦误差信号是伺服电路18的输入，并且根据环路的设计导致其性能的改变。伺服电路18的输出在相加器22中与聚焦获取控制电路20的输出相加。相加电路22的输出在驱动放大器24中放大，并送至由致动器线圈26表示的聚焦致动器。在致动器线圈26与光学拾取器12之间的光学机械连接装置28用虚线表示。开始时开关30由一(未示出的)控制装置断开，使得线32上的聚焦误差信号与伺服电路18脱离，但是仍通过线34保持与聚焦获取控制电路20连接。在此情况下，聚焦致动线圈26被加在相加接点22上的振荡波形所驱动，因而光学机械连接装置28使一(未示出的)物镜一般地对光学介质的表面作趋近和离开运动。当物镜的焦点接近光学介质的信息层时，光学拾取器12的输出发生变化。当透镜大致聚焦在信息层上时，开关30闭合，伺服电路18就开始闭环操作。当光束完全聚焦在光学介质的信息层上时，光学拾取器12的成对光探测元件12a，12d及12b，12c上的光强相等。线13a，13b上的信号和由运算放大器14a，14b产生的信号也相等，差分放大器16的标称输出为零。当物镜焦点漂离信息层时，各对光探测元件所测出的光强发生变化，使线13a及13b上的信号变得不相等，并且差分放大器16在线32上产生聚焦误差信号，其电压电平或大于零，或小于零，取决于物镜的焦点移离信息层的方向。根据图1电路的聚焦误差信号的典型波形图如图3波形50所示，其中F1和F2表示分成多层的光学介质上两个信息含有层的位置。当物镜焦点远离光学介质的信息层-例如在聚焦误差波形50的左方时，聚焦误差信号具有基线值。当物镜焦点按箭头A所示方向接近第一信息层F1时，差分放大器16开始产生正信号，该正信号大致为正弦形，且当物镜焦点在点52处实际上越过第一信息层F1时该信号返回至基线值。当物镜继续越出第一层时，差分放大器16产生小于基线值的信号。如果物镜充分地远离第一信息层F1，聚焦误差信号再次返回至基线值。当物镜焦点越过第二信息层F2时，则重复以上的顺序，其过零出现在点54处。采用上述的方法，当需要将聚焦从第一信息层移至第二信息层时，必须返回到开环操作模式，然后重新闭合环路以便将聚焦锁定在第二层上。否则伺服环路一开始会阻止移到第二信息层，并且最终被克服，此后聚焦将会不受控制地移动。本专利技术的主要目的是提供一种在多分层的光信息介质中控制聚焦的改进装置和方法，使聚焦在层间转移时控制环路能保持闭合。本专利技术的另一目的是在层间距离极小的多分层信息介质的读写装置中提供对能量束精密可靠的控制。本专利技术的这些和另外一些目的由一种控制指向多分层光介质的聚焦光束的焦点的装置来实现。该装置有多个输出和对从介质返回光作出响应的光学拾取器。一控制信号产生器产生第一和第二控制信号。一第一乘法器将光学拾取器的第一输出和第一控制信号相乘，一第二乘法器将光学拾取器的第二输出与第二控制信号相乘。这些乘法器给产生聚焦误差信号的差分放大器提供输入。一响应聚焦误差信号的伺服控制一致动器驱动器，以影响焦点作趋近和离开介质的运动。第一和第二控制信号较好由连续光滑的波形组成，它们互相偏离一预定相角，其最优值为90度。连续光滑的波形最好基本是正弦形。根据本专利技术的一方面，控制信号产生器，第一乘法器，第二乘法器，电路，及聚焦误差伺服在一数字信号处理器内实现。本专利技术提供一种控制指向具有多个信息区的介质的辐射能量束的方法。该介质的特性随偏离信息区的位置而变化。辐射能量束被引导到介质上并与该介质相互作用。由介质和能束的相互作用而得到的能量被检测，检测的能量代表了介质的特性。对检测的能量作出响应的第一和第二信号被产生，它们最好相互正交，并被以预定方式修改。将一伺服与修改后的第一信号和修改后的第二信号连接，其中该伺服以闭环模式操作。伺服与能束调整装置相连接，前者配合后者将能束对介质第一信息区的优化变向能束对介质第二信息区的优化。根据本专利技术的一个方面，第一信号的产生与第二信号无关。根据本专利技术的另一方面，第一和第二信号具有连续光滑的波形，两波形互相偏移一预定相角，最好大致为90度。该连续光滑的波形最好基本是正弦形。为了更好地理解本专利技术的这些和另一些目的，请结合以下附图参看以实例作出的对本专利技术的详细说明，其中图1是根据现有技术的聚焦控制电路的部分示意框图；图2是根据本专利技术优选实施例的聚焦控制电路的部分示意框图；图3是代表由聚焦控制电路产生的聚焦误差信号的波形，该图的横座标是焦点位置；图4和图5是在图2示出的聚焦控制电路执行聚焦移位操作期间出现的众多波形图；图6是根据本专利技术第一替换实施例的部本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种控制被引导到一介质上的辐射能量束的方法，该介质具有多个信息区域并具有随偏离所述信息区的程度而变化的特性，所述方法包括以下步骤： 将一束辐射能量引导到介质上； 检测由介质与所述能束相互作用而得到的能量，其中所述检测的能量代表所述特性； 产生对所述检测能量作出响应的第一和第二信号； 以第一预定方式修改所述第一信号； 以第二预定方式修改所述第二信号； 将一伺服接至所述修改的第一信号和所述修改的第二信号，其中所述伺服以闭环模式操作；以及 将所述伺服连接到一能束调节装置，其中所述伺服协同所述能束调节装置工作以将所述能束相对于介质第一信息区的优化变向所述能束相对于介质第二信息区的优化。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：路德维格塞什科夫斯基，
申请(专利权)人：迪维安公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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