為生成透鏡位置信號進行增益調節的方法及讀和/或寫光記錄介質的對應設備的制作方法

專利名稱：為生成透鏡位置信號進行增益調節的方法及讀和/或寫光記錄介質的對應設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種為生成透鏡位置信號進行增益調節的方法，所述透鏡位置信號描述相對于在設備中使用的光學掃描器的光軸的、該設備的物鏡的光軸的位置，所述設備用于從/向光記錄介質進行讀出和/或寫入，本發明還涉及被對應設計的、用于對光記錄介質進行讀出和/或寫入的設備。
背景技術：
通常，在用于對光記錄介質進行讀出和/或寫入的設備中生成誤差跟蹤信號，其可以被用于在對應設備中的跟蹤控制，在諸如DVD-RAM的光記錄介質中信息軌道包括在所謂的凹槽G的降低部分(depression)和所謂紋間表面(land)L的升高部分(elevation)兩者之中。用于形成跟蹤誤差信號的多種廣泛使用的方法之一是所謂的“差分推挽(differential push-pull)”方法，如以示例的方式在EP 0745982 A2中所述描述的。在這種情況下，將從激光二極管發射的激光束分割為三束(具體地為主光束和兩個次光束)，其掃描分別使用的光記錄介質的相互鄰近的軌道。評估從光記錄介質反射的主光束和次光束，以獲得依賴于它們的主光束和次光束跟蹤誤差信號，并且通過適當的組合從其產生所需要的跟蹤誤差信號。
在圖15中以示例的方式示出了適當的結構。從光源或從激光1發射的光在經過準直透鏡2之后被由衍射光柵3分割為主光束(將其稱為0級光束)和兩個次光束(將其稱為第±1級光束)。讀出要在對應記錄介質7上的一個軌道中被掃描的信息的主光束通常包括大部分光信息(大約80-90％)。兩個次光束每個包含余下的總光強度的大約5-10％，在這種情況中，為了簡化，假設在衍射光柵3的更高級衍射中的光能量是零。
經由偏振光束分光器4和四分之一波片5以及物鏡6，將這三個光束聚焦到光記錄介質7上，以從其讀出和向其寫入。將從光記錄介質7反射的三個光束經由光束分光器4和柱透鏡8而饋入到光電檢測器單元9，其檢測從光記錄介質7反射的三個光束。在圖中柱透鏡8和光電檢測器單元9之間象征性地指示了這三個光束。將光電檢測器單元9連接到評估單元10，其根據所反射的主光束和次光束來評估所檢測的信號以產生跟蹤誤差信號。
將衍射光柵3以這樣的方式安裝，即兩個次光束的像實際上掃描相鄰軌道的中心或(僅僅在凹槽軌道中能夠被寫入的介質的情況下)掃描沿著被主光束所掃描的軌道邊的區域中心。由于試圖將次光束和主光束彼此能夠光學地分離，所以在光記錄介質7和光電檢測器單元9上的它們的像處于彼此分離的位置。如果旋轉光記錄介質7，則在讀出或寫入方向中，次光束中的一個就位于主光束之前，并且另一個次光束就位于其后。在圖15所示結構中的評估單元10評估被三個光束的每個分離地反射到光電檢測器9上的光強度。
在評估單元10中，在它們自己權限(in their own right)的每種情況中，從主光束和次光束的所檢測的信號兩者中產生推挽信號，其表示與軌道相關的對應光束的跟蹤誤差。但是，由于兩個次光束掃描沿著寫入/讀出軌道的邊的相鄰軌道，所以它們的推挽跟蹤誤差與主光束的相反。從而在它們自己權限中所考慮的推挽分量的每一個都包含分別掃描的軌道的實際跟蹤誤差。由于只能一同改變三個光束的軌道位置，所以三個推挽信號以相同的方式變化。
在圖15中示出的光掃描器21的物鏡6必須如此安裝，也就是即使在具有垂直失準和/或偏心的光記錄介質7的情況中，物鏡6仍可以移動，以允許掃描光束被聚焦，并且保持在預定的軌道上。在這種情況中，包括元件2、3、4、5、6、8、9的掃描器21的部分定義了光軸22。理想地將物鏡6安放在其靜止(rest)位置，從而物鏡6的光軸23與光掃描器21的其他光學元件的光軸22重合。
通常通過電磁驅動器來實現物鏡6的移動。在這種情況中，通過鏈接和/或彈簧的布置將物鏡保持在預定的靜止位置，并且通過將電流施加于電磁驅動器可以將其從其靜止位置偏斜。評估單元10提供用于該目的的跟蹤誤差和聚焦誤差信號，其描述物鏡6的位置并且允許在控制環的幫助下將這種誤差進行校正。
當在具有以螺旋形狀產生的軌道的光記錄介質7上執行連續的掃描過程時，將物鏡6偏斜到一增加的程度。在該過程中，其光軸23被從其他光學元件的光軸22移動了更多。為了克服相對于另一個的光軸的這種移動，通常提供帶有進一步控制環的驅動馬達或線性馬達，其重新調整帶有光學元件2、3、4、5、8、9安裝在其中的掃描器21，從而彼此之間的光軸的不同量盡可能地小。通常將該馬達稱為粗略跟蹤馬達CTM。根據現有技術，將物鏡的電磁驅動器的驅動電壓用作光軸之間的差異的判斷標準。這是根據當沒有電流流過電磁驅動器時物鏡6的光軸23和其他光學元件的光軸重合的假設。
由于將物鏡安裝在彈簧懸掛系統中，所以這個假設并不是在所有操作情況中都成立。例如，當由外力對其作用時(例如當對播放機施加震動時所產生的外力作用)，即使不對驅動線圈進行任何驅動，物鏡還是會改變位置。而且，鏈接或彈簧的老化也可以改變物鏡的靜止位置，從而光軸彼此不同。這些效應不能用驅動線圈的驅動電壓來描述。
現在，比如，如果在變軌道期間移動物鏡6，則在光電檢測器單元9上的主和次光束的像也移動。像的這種移動導致評估單元10的輸出處的偏移電壓，對于所有光束這種偏移電壓的方向相同。因此物鏡6的移動導致不基于實際跟蹤誤差的偏移電壓，其也非常惱人的。實際跟蹤誤差分量和不期望的基于透鏡移動的分量被加入到由光電檢測器單元9的各個檢測器檢測的、并且由評估單元10產生的推挽信號中。
如果現在將次光束的推挽信號相加，并且從主光束的推挽信號中減去該和，則在將適當的增益施加于主和次光束分量的情況下，可以抵消依賴于透鏡移動的這種不期望的分量。由于主和次光束的跟蹤誤差分離彼此相反，所以另一方面，在已經施加了減去處理之后在相位上還相加，從而如果正確地設置增益因數則可以獲得實際的跟蹤誤差。例如，EP 0708961 B1描述了用于確定合適的增益因數的方法。
根據上述的傳統DPP方法的特征，可以看出由于次光束的位置，在主光束和次光束的跟蹤誤差分量之間的相位移動一般是180度。這是有益的，因為減去過程導致主光束和次光束的跟蹤誤差分量被相加。如果考慮在軌道上的光束位置，則精確地設置用于達到跟蹤誤差信號的最大幅度的衍射光柵3的角度，從而(例如在DVD-RAM的情況中)次光束照射相鄰軌道的軌道中心或(在能夠只在凹槽軌道中被寫入的介質的情況中)精確地照射在沿著被主光束掃描的軌道邊的、兩個軌道之間的區域。
上述的DPP方法的目的是形成不具有依賴于透鏡移動的分量的跟蹤誤差信號。如上所述的、將主光束和次光束的推挽信號進行鏈接的處理公認地允許獲得實際的跟蹤誤差，但是因為依賴于透鏡移動的分量的抵消，在這種情況中不再能夠描述與掃描器的光軸相關的物鏡6的位置。
在跟蹤過程期間，將物鏡6以直角移動到光記錄介質7的軌道方向，也就是說物鏡6的光軸被從掃描器21的光軸移動開。這導致在光電檢測器單元9的檢測器元件上的反射的掃描光束的像中的對應移動。如果將已經描述的DPP方法用于跟蹤控制，這無可非議地導致正確地跟蹤分別被掃描的軌道，但是在這種情況中評估單元10不能識別物鏡6和掃描器21的光軸不匹配的情況。
實際上，為了這個目的，必須從次光束的推挽信號和主光束的推挽信號形成透鏡位置信號。這使得與掃描器21的光軸22相關來描述物鏡6的位置成為可能。可以將透鏡位置信號類似地用于提供帶有輔助信號的設備的控制單元，其允許快速地執行位置處理，因為這對于例如訪問CD上的另一個段音樂是必要的。
已經提議了最初所述的DPP方法用于產生透鏡位置信號。與使用根據現有技術的DPP方法來獲得跟蹤誤差信號時的情況相反，次光束的推挽信號在這種情況中被加到主光束的推挽信號中，以獲得依賴于透鏡移動的分量。在這種情況中，執行加權的相加過程，具體地說，在這種情況下可以將加權因數設置為理想值，作為兩個次光束和主光束之間的距離以及軌道間距的函數。此外，將從所使用的光束而得來的信號進行正規化，以使得調制加權因數變得更容易。

發明內容
現在本發明是一種基于所述目的的方法和設備，其調整上述加權因數從而可形成其中跟蹤誤差分量被盡可能地抑制的透鏡位置信號。在這種情況下，在從或向光記錄介質讀出或寫入的同時，有利地確定加權因數，從而由于在操作期間光掃描器的特性變化而使得變成必要的加權因數的變化能夠被立即執行。
本發明是基于這樣的想法，即從次光束的推挽信號OPP和從主光束的推挽信號CPP中形成透鏡位置信號LCE。本發明使用這樣的事實，即如果與次光束分量OPP相關在信號LCE中的主光束分量CPP加權過強或過弱，則所產生的信號LCE包含依賴于跟蹤誤差的分量，并且其與跟蹤誤差信號DPP同相或反相。
根據本發明，為了此目的，將依賴于跟蹤誤差的次光束的分量的幅度確定為第一測量信號，并且將依賴于跟蹤誤差的主光束的分量的幅度確定為第二測量信號，而這些分量是經過不同的軌道位置發生的那些。將兩個測量信號進行評估以計算或設置加權因數，從而在依賴于跟蹤誤差的LCE信號中的分量變為零。例如，在將它們相加之前分別地測量已經加權的主和次光束誤差信號的幅度，并且，如果存在任何差異，則增加較弱信號的加權因數，和且/或減少較強信號的加權因數。
換句話說對于光記錄載波驅動器的粗略跟蹤控制CTC，需要透鏡位置信號LCE，其指示距離其幾何中心位置的透鏡偏差。根據現有技術，在三束拾取器中的透鏡位置信號LCE是通過主和次光束的具體光電檢測器信號的加權組合而產生的。只是權重的正確設置就確保了透鏡位置信號不受軌道誤差信號的串擾。本發明描述了通過其可以自動地調整權重并且將該權重與拾取器和記錄介質的特性進行匹配的方法。測量主光束信號和側光束信號的與軌道誤差相關的分量的幅度，并且從它們得出通過共同評估匹配的權重。描述了使用同步檢測和時間積分的評估，在讀出/寫入操作期間可以使用其中的一些評估。


將參照附圖并且在使用優選示例實施例的下面說明中更加詳細地解釋本發明，其中圖1示出了根據現有技術的透鏡位置信號的生成結構；圖2示出了在圖1中所示的第一結構的變形，其中將所產生的信號LCE和DPP進行正規化；圖3示出了在圖2中所示的結構的另一個變形，使用根據現有技術的另外的正規化；圖4示出了帶有主光束和次光束的光束布置的軌道示意圖，以及用該光束布置獲得的推挽信號；圖5示出了信號圖，圖示了基于物鏡偏斜的透鏡位置信號；圖6示出了用于調整加權以形成透鏡位置信號的本發明的第一示例實施例；圖7示例性地示出了一信號圖，圖示了當不正確和正確地設置加權時的透鏡位置信號；圖8到圖10示出了與加權的設置相關以在無效跟蹤控制環時形成透鏡位置信號的本發明的進一步的示例實施例；圖11和圖12示出了信號圖，圖示了當不正確和正確地設置加權并且閉合跟蹤控制環時的透鏡位置信號；圖13和圖14示出了與加權的設置相關以在激活跟蹤控制環時形成透鏡位置信號的本發明的示例實施例；和圖15示出了用于執行根據現有技術的DPP方法的光掃描器的簡化結構，在該情況中也將這種結構應用于本發明。
具體實施例方式
如起初已經描述的，根據DPP方法而產生的跟蹤誤差信號包括從主光束產生的一個分量和從次光束產生的兩個其他分量。根據現有技術，用適當的加權，將次光束的分量相加，并且將由此得出的和從主光束的分量中減去。
對于所有后面的陳述，為了簡化的目的，假設被考慮的這三個光束到達光電檢測器單元9時的強度是相同的。但是，實際上，次光束的強度是依賴于它們的軌道位置、所掃描的軌道的反射、和衍射光柵3的特性，并且比主光束的強度弱，從而必須將次光束的強度相對于主光束按比例進行處理。理想地，可以通過正規化來進行這個操作。
可以通過將信號CPP和OPP、或者獨立的信號OPP1和OPP2除以與由檢測器表面接收的光的對應量成比例的合計信號來將這些信號進行正規化。這種正規化(圖1)例如在評估單元10中執行。
基于圖1中所示的示例實施例，圖2和3示出了正規化過程的兩個進一步的變形。圖2示出了示例實施例，其中將主光束信號(CPP)與兩個次光束信號的和(OPP)每個都單獨地進行正規化。在這種情況中，用后綴“N”將所正規化的信號表示為CPPN、OPPN、LCEN和DPPN。圖3示出了另一個示例實施例，其中在被用于通過加權的相加和相減而形成信號LCE和DPP之前，分開地正規化這三個光束的推挽分量。
如上所述，加權因數G必須與相鄰軌道間距匹配。如果，例如，將圖2中所述的變形用作基準，則信號LCE的信號幅度依賴于分量因數G的設置。通過在圖2和3中所示的變形的進一步變形來防止這種情況的發生，并且將在后面的說明中對其進行描述。
在圖16和17中所示的變形涉及主光束和次光束之間的加權。例如，在這種情況中由作用于主和次光束信號的兩個加權因數1+G′和1-G有利地替換僅僅用于次光束信號的信號加權因數G。
將加權因數G分割為依賴于G′的兩個加權因數，意味著依賴于透鏡移動的信號LCE的幅度獨立于要被設置的對應加權因數。通過類似的方式，也可以將公式(1)應用于加權因數K以形成DPP信號。可以與圖2和圖3類似地分別選擇因數G和K。將以這種方式加權的信號表示為LCEN′和DPPN′。
根據上述預置條件，例如，下面關系應用于將在后面詳細描述的、并且在本上下文中應該參照的附圖DPP＝CPP-K*OPP (1)CPP=a*sin(2π*x2p)+kl----(2)]]>OPP=a*(sin(2π*x+Δx2p)+sin(2π*x-Δx2p))(l+l)----(3)]]>=a*(sin(2π*x+Δx2p)+sin(2π*x-Λx2p))+2kl]]>在這種情況中，DPP表示使用DPP方法所獲得的信號，CPP表示主光束的對應分量，OPP表示次光束的分量，K表示加權因數，x表示與軌道中心相關的光束的掃描位置，Δx表示相對于主光束的、在兩個次光束之間的距離，以及p表示在這種情況中(根據基于DVD-RAM標準的定義)在兩個相鄰軌道的中心之間測量的軌道間距。l表示物鏡6相對靜止位置的移動。幅度a和k是依賴于所掃描的軌道的幾何形狀、光電檢測器單元9的靈敏度等的因數。由于將三個光束彼此機械地耦合，在用于CPP信號和用于OPP信號的公式中的變量x和l在每種情況中都是相同的。
必須滿足下面等式以補償依賴于透鏡移動的分量lDPPl＝CPPl-K*OPPl≡0 (4)在這種情況中，在每種情況中的下標“l”代表依賴于透鏡移動的對應信號的分量。考慮上面公式(2)和(3)，用于依賴于透鏡移動的分量的補償的加權因數如下K＝0.5 (5)這個加權因數K與主光束相對于次光束的對準無關。通常，目標是通過適當地設置距離Δx來最大化跟蹤誤差幅度。如果下面關系是有效的，則該目標是用K＝0.5通過上述公式(1)到(3)的評估而實現的cos(π*Δxp)=-1]]>由于余弦函數是周期性的，其應用于Δx＝(2n+1)*p其中n＝0，1，2....... (7)當使用帶有負數學符號的新加權因數G時，其遵從公式(1)到(3)，也就是說當用這兩個信號的相加替代從CPP信號中減去OPP信號時，只獲得依賴于透鏡移動的那個分量，而同時單獨的跟蹤誤差分量彼此抵消。特別是，必須滿足下面關系以補償跟蹤誤差分量DPPx＝CPPx-G*OPPx≡0 (8)在這種情況中，下標“x”表示依賴于跟蹤誤差的對應信號的分量。當DPPx=a*sin(π*xp)*(1-2Gcos(π*Δxp))≡0----(9)]]>時，考慮上面關系(2)和(3)，滿足(8)中的關系。
當下式成立時，可以將作為Δx和p的函數的、依賴于跟蹤誤差的DPP信號的分量消除1-2Gcos(π*Δxp)=0]]>假設次光束和主光束之間的距離是Δx＝p，則G＝-0.5 (11)在公式(11)中的加權因數G的負數學符號指示必須以相加過程代替相減。如果在Δx＝p上安排次光束，則使用CPP和OPP信號的相加是足夠的，從而使得跟蹤誤差分量變為零并且獲得依賴于透鏡移動的分量。G＝-0.5，即在公式(1)到(3)中通過Δx＝p的替換而得到依賴于透鏡移動的分量如下DPPl＝2kl(12)以這種方式獲得的信號僅僅包含依賴于透鏡移動的分量，并且將此稱為LCE(透鏡中心誤差)。
圖1示出了用于產生依賴于透鏡移動的分量的對應結構，或用于通過使用DPP方法產生對應透鏡位置信號LCE的對應結構。這是基于這樣的假設，即光電檢測器單元9具有光電檢測器單元12，光電檢測器單元12帶有用于檢測反射的主光束的四個感光表面A-D，同時提供相應的光電檢測器元件11、13用于反射的次光束的檢測，光電檢測器元件11、13分別帶有僅僅兩個感光表面E1、E2和F1、F2。如可以從圖1中所見的，提供了帶有可變增益因數G的放大器，以相對于主光束誤差信號CPP來設置次光束誤差信號OPP的加權。為了允許在回放光記錄介質7的同時測量透鏡位置，需要同時形成根據信號元素CPP和OPP之間的差的跟蹤誤差信號DPP、以及根據信號元素CPP和OPP的和的透鏡位置信號LCE。為此，圖1還包括產生跟蹤誤差信號DPP的信號路徑。由于在這種情況中，可以同時獲得兩個信號，所以可以閉合跟蹤控制環，并且同時可以將關于透鏡位置的信息用于重新調整光掃描器21的粗略跟蹤馬達CTM。
如果在次光束和主光束之間的距離Δx不是Δx＝p，而是例如Δx＝3/4p，則導致跟蹤誤差分量的補償的加權因數G根據下面公式(10)得出G=-12----(13)]]>在這種情況中，不僅用于產生跟蹤誤差信號的最佳加權因數K的數學符號而且幅度也與產生透鏡位置信號所需要的加權因數G的那些不同。用于抑制依賴于透鏡移動的分量的加權因數K理想地總為0.5，同時用于跟蹤誤差分量的補償的加權因數總為負，但是必須與次光束的位置匹配。結果是，在圖1中所示的結構具有提供用于產生透鏡位置信號LCE的加權因數的能力，從而可以可變地對其進行調整。
如果提供了可變地可調整的加權因數，則也可以結合DPP跟蹤誤差方法來使用與上述的那些不同的次光束間距Δx。理論上，能夠使用在范圍p/2＜Δx＜3p/2內的軌道間距。由于在信號分量OPP中的跟蹤誤差元素在這種情況中變為零，所以實際上不能使用限制條件p/2和(3/2)*p，并且即使G無限大也不能補償CPP信號的跟蹤誤差元素。作為特例，可以在這種情況中在其自身上使用信號OPP1和OPP2的和以獲得透鏡位置信號。如果在DPP方法的基礎上沒有形成跟蹤誤差信號，則對于任何所需要的相鄰的軌道間距Δx也可以形成透鏡位置信號。在這種情況中，限制條件是Δx＝0或Δx＝2·n·p，這是因為在這種情況中依賴于跟蹤誤差的信號元素CPP、OPP1和OPP2的分量同相，并且對這些分量不能進行補償。而且應該注意對于0＜Δx＜p/2和對于3p/2＜Δx＜2p，加權因數G的數學符號是相反的。
現在本發明是基于上述目的的一種方法和設備，用于調整如上所述的加權因數G從而形成在其中盡可能地抑制推挽信號分量的透鏡位置信號。如上所述，在這種情況中，加權因數G依賴于次光束的軌道位置和被掃描的光記錄介質。由于這些參數受限于光掃描單元和光存儲介質兩者而具有一定的容許量，所以必須在獨立的基礎上執行這樣的調整。
將參照下面示例實施例來解釋能夠以合適的方式確定加權因數G的方法。
圖4示出了一信號示意圖，其圖示了依賴于加權因數G的不同設置的跟蹤誤差的LCE信號的分量。此外，以示例的方式示出了跟蹤誤差信號DPP。圖4B和4C示出了在LCE信號的產生基礎上不正確地設置的加權因數作為軌道位置x的函數的效果。在這種情況中，示出了各個信號的信號輪廓，作為軌道位置x的函數。依賴于軌道位置的對應掃描光束的分量通常在對應的軌道中心L或G處具有零交叉點，同時它們在G和L之間的界限處具有最大幅度。
信號DPP類似地在凹槽中心處和紋間表面中心處具有零交叉點。在G和L之間的界限處出現最大幅度。如果在信號LCE中的主光束分量CPP與次光束分量OPP相比被過強地加權，則所產生的信號LCE包含依賴于跟蹤誤差的、并且與信號DPP同相的分量。相反地，如果相比于主光束分量CPP而將次光束分量OPP過分加權，則信號LCE包含依賴于跟蹤誤差、并且與DPP反相的分量。
為了確保LCE信號不再包含任何依賴于跟蹤誤差的分量，則必須正確地設置主光束信號和次光束信號之間的加權因數。
為了執行第一調整方法，需要相對于軌道來移動掃描光束，從而經過不同的軌道位置，如圖4所示。這可以通過激活用于讀出器或回放設備的聚焦控制環、并且通過移動聚焦物鏡從而相對于軌道來移動掃描光束來實現(圖5)。在這個階段還沒有激活跟蹤控制環。如果，例如借助正弦驅動電壓相對于軌道來橫向移動物鏡，則LCE信號具有與物鏡的移動成比例的、并且在信號LCE的包絡(圖5A-C)中被證明的所需分量，以及依賴于跟蹤誤差而且-與圖4類似-依賴于加權的設置的不需要的分量。如在圖4B中所示，在圖5A中的LCE信號具有當將主光束過強地加權時與DPP同相的分量。如果將次光束過分加權，則產生如圖5B所示的反相分量。如果加權是正確的，如圖5C所示，則所有在LCE中保留的是與物鏡的移動對應的分量。可以對LCE信號進行高通濾波以將依賴于跟蹤誤差的、仍然存在的分量從移動分量中分離。
在光存儲介質中通常發生的偏心使得即使沒有任何由驅動電壓導致的物鏡移動的情況下掃描光束也被相對于軌道而移動。
第一種調整方法包括計算和設置當跟蹤控制環無效、經過不同軌道位置時隨著它們出現而被確定依賴于跟蹤誤差的次光束的分量的、和依賴于跟蹤誤差的主光束的分量的幅度以及加權因數，從而依賴于跟蹤誤差的LCE信號的分量變為零。
這是通過下面步驟執行的，在第一峰值檢測器PD1的幫助下確定所正規化的次光束誤差信號的和的幅度，以及在第二峰值檢測器PD2的幫助下確定所正規化的主光束誤差信號的幅度。評估單元/加權計算單元AC、IC將幅度進行比較，并且使用結果來計算加權因數。然后使用該確定的加權因數將次光束誤差信號的和從主光束誤差信號中減去，如圖6A所示。
在這種情況中的一個預置條件是可以根據幅度來計算加權因數。
在圖6B中示出的另外的方法包括測量加權的并且可能已經正規化的主和次光束誤差信號的幅度，如存在差異，則增加較弱信號的加權因數，和/或減少較強信號的加權因數。這可以通過迭代過程來執行，其包括幾個測量周期并且當在幅度之間的差異落到預定的值之下時結束。通過窗口比較器來定義該值必須落入的限制條件。
上述的兩個方法都依賴于產生可靠結果的幅度測量，基于此，可以可靠地確定隨后的加權步驟。但是，由于主光束信號和次光束信號兩者實際上都遭受噪聲和干擾，所以所測量的幅度值應該被平均以達到足夠的調整精度。
第二種調整方法是將信號LCE與合適的信號相乘，所述合適的信號在每種情況中例如具有在軌道之間的最大幅度并且在紋間表面上或G處具有零交叉，見圖4D。還可以使用諸如這樣的合適信號的反相響應。任何跟蹤誤差信號都適合這個目的，也就是說，例如，三個光束跟蹤誤差信號或其他DPP跟蹤誤差信號。
由于可以為如上所述的軌道位置有利地形成DPP跟蹤誤差信號，所以最好使用它以將其與信號LCE相乘，見圖7。在相乘過程之前兩個信號都有利地經歷高通濾波，從而抑制在信號DPP和LCE中的任何低頻分量。依賴于已經被設置的加權，見圖7A和7B，在乘法器的輸出處產生脈動的DC電壓，其數學符號表示相位，并且其平均或峰值表示依賴于跟蹤誤差的LCE信號的分量的幅度。目標是設置加權，使得這個脈動的DC電壓的值盡可能地趨近零，見圖7C。例如通過在圖8的WC中所示的窗口比較器來對此進行檢查，將其比較電壓VT1、VT2設置到能夠被預先確定的值。在這種情況中，應該選擇這些比較值VT1、VT2以正好足夠小，從而脈動的DC電壓足夠小，并且與其關聯的所產生的加權設置在預定界限之內。窗口比較器WC的輸出指示是否已經發現了用于加權的正確設置(從在窗口內的乘法器MUL來的積的值)，或者指示是否必須調整加權以有利于主光束分量(值在窗口之下)或有利于次光束分量(值在窗口至上)，見圖7。在窗口比較器WC之前可以有平均器AV，以在預定數量的循環上將脈動的DC電壓進行平均。
通過示例的方式，控制電路IC在信號DPP的預定數量的循環之后并且在隨后的步驟中評估從窗口比較器WC來的輸出信號，控制加權的調整。可以使用上/下控制信號UD和步控制信號ST作為對步進發生器STG的輸入，如逐步逼進或迭代地執行這種調整過程以校正加權的值，如圖8所示。或者，可以根據使用步斜率確定SSD的梯度計算和步長計算和控制SSCC，來計算隨后的加權設置，如圖9所示。控制電路IC、SSCC重復這些調整步驟直到LCE和DPP的積的平均值或峰值在預定的值以內。
將使用圖10在下面的說明中描述用于調整加權因數的進一步和特別有利的變形。這種變形的使用類似地基于這樣的假設即已經激活了聚焦控制器FC并且在光存儲介質上相對于軌道移動掃描光束。并且這里，將乘法器MUL也用于在DPP信號通過在HPF1中的可選的高通濾波以及在HPF2中可選的高通濾波之后將LCE信號與其相乘。然后將來自乘法器MUL的輸出信號通過積分器INT進行積分。作為一個特定的特征，積分器INT具有復位輸入，復位輸入在當將驅動R應用到該復位輸入時產生從零值開始的積分電壓。然后將積分器INT的輸出信號連接到窗口比較器WC，其比較電壓VT1、VT2被設置為能夠被預定的值。窗口比較器WC的輸出指示是否已經發現了加權的正確設置(積的值在窗口內)，或是否必須調整加權以有利于主光束分量(值在窗口之下)或有利于次光束分量(值在窗口之上)。在預定的時間之后，控制電路IC評估來自窗口比較器WC的對應的輸出信號，其適當地調整加權的設置。然后在新的時間控制測量循環開始之前，控制電路IC將積分器INT設置為零。在每個測量循環中的預定時間內考慮掃描光束的軌道跨越的預定數量，從而形成LCE和DPP的積。在預定的測量時間之后，以零值開始的積分過程產生與LCE和DPP的積的平均值對應的、并且因此與加權誤差對應的積分值。必須將窗口比較器WC的預定的比較電壓VT1、VT2選擇得足夠小，使得與其關聯的所產生的加權設置在預定的界限之內。
使用如圖10所示的步進發生器STG，可以將加權設置為向正確值的逐步逼進或迭代。或者，可以根據梯度計算來計算隨后的加權設置。控制電路IC重復這些調整步驟直到LCE和DPP之積的積分值在預定的值之內。第二種變形的優點是在預定的測量時間內可以考慮更多數量的掃描光束的軌道跨越，從而形成LCE和DPP的積。通過使用積分過程可以將任何噪聲或干擾分量都平均掉。
作為測量循環的另一種純粹時間控制，還可以將測量循環匹配于光存儲介質的旋轉。例如，一個測量循環可以持續一次旋轉的一段或光存儲介質的一次或多次旋轉。
再次地，第三種變形還使用乘法器MUL以將(可選地在HPF1中高通濾波過的)LCE信號和(類似地可選地高通濾波過的)DPP信號相乘。或者，可以將通常具有正弦輪廓的(可選地高通濾波過的)DPP信號在相乘之前轉換為二進制形式，在這種情況中，二進制轉換器(binarizer)的輸出是+1或-1。然后乘法器MUL將LCE信號與+1或-1相乘，結果又得到脈動的DC電壓，其數學符號表示LCE信號的分量的相位，并且其幅度表示LCE信號的分量的大小，LCE信號的分量依賴于聚焦偏移。通過積分器INT將來自乘法器的輸出信號進行積分，該積分器改變其輸出電壓直到相乘的值變為零為止。這是當到達最佳加權因數時的實際情況。如果通過調整電路將積分器的輸出電壓對應地鏈接到加權設置，則這樣可以通過反饋路徑中的積分器的功效而產生被自動設置的控制環，從而對積分器的輸入信號變為零。這實際上是當設置正確的加權時的情況，并且來自乘法器的輸出信號變為零。
所描述的第一調整方法的最后兩個變形特別使得相對精確地確定加權因數變得可能。可以通過數字信號處理或通過數字信號處理器來有利地執行所有變形。用于執行所述的調整方法的一個預置條件是，在典型地將跟蹤控制器TC無效時，在光存儲介質上掃描光束相對于軌道而移動。
根據諸如其通常是在程序內的一個組件的調整方法來確定加權因數的過程包括一些調整步驟，其在已經將設備通電之后執行，從而從或向光存儲介質讀出或寫入。在例如開始讀出或寫入過程之前來執行這些調整步驟。
將在后面的說明中描述即使在讀出或寫入的同時還工作的進一步的調整方法。將在后面的說明中描述用于設置加權因數的、可以在讀出或寫入的同時被執行的第一種方法。這種方法的使用還是基于下面的假設，即已經激活了聚焦控制器。此外，類似地還已經激活了跟蹤控制器TC并且該跟蹤控制器TC確保主掃描光束沿著預定軌道(G或L)的中心移動。將由透鏡移動發生器LMG產生的調制信號M在附加點AP處饋入到閉合跟蹤控制環。這個調制信號M有利的是正弦信號，并且處于這樣一種幅度，其以例如其最大控制范圍的10％來調制跟蹤控制器TC的工作點。這意味著以它們最大值的大約10％而將與掃描光束關聯的檢測器部分的信號的分量(其依賴于跟蹤誤差)進行調制。因為將掃描光束與軌道相對橫向移動，所以在這種情況中由跟蹤誤差信號的峰到峰幅度給出該最大值。在圖11和12中示出了這種關系。通過示例的方式，對于L(n)和L(n+1)之間的0.74μm的距離，跟蹤誤差信號DPP具有1V的幅度A。
與軌道G的中心接近的跟蹤誤差信號的輪廓大致是線性的，并且可以通過下面方法進行計算。在這種情況中，U是跟蹤誤差信號，A是幅度，x是試圖確定其梯度處的軌道位置，而p是軌道間距U=A*[-sin(2πxp)]]]>梯度對應于導數dUdx=U`=2πpA*[-cos(2πxp)]]]>如果將x設置為值p/2以計算在零交叉處(其對應于凹槽中心)的梯度，則其產生dUdx=U`=2πpA*[-cos(2π*xp)]]]>dUdx=U`=2πpA*[-cos(2πxp)]]]>dUdx=U`=2πpA*[-cos(π)]]]>dUdx=U`=2πpA]]>梯度U對應地只依賴于軌道間距和關聯的幅度A。可以用[V/μm]來表示該梯度。如果將幅度A設置到1V并且將軌道間距p設置到0.74μm，則產生8.49V/μm的梯度。
如果跟蹤誤差信號DPP具有例如在0.74μm的軌道間距下的1V的幅度A(其對應于2Vpp)，并且如果將其幅度M例如是100mV(其對應于200mVpp)的調制信號M在跟蹤控制器TC的輸入端處與跟蹤誤差信號DPP相加，則可以通過將該梯度的倒數與該調制信號的幅度相乘來計算掃描光束的移動。
dUdx=U`=2πpA]]>dxdU=1U`=p2π*A]]>如果將調制M插入到梯度的倒數中Δx=p2π*A*M]]>Δx=0.74μm2π*1V*0.1V]]>Δx＝11.777nm帶有+/-100mV(其對應于200mVpp)的幅度M的調制信號對應地以Δx＝+/-11.777nm移動掃描光束。
跟蹤誤差信號DPP自己包括主光束跟蹤誤差信號CPP和相加的次光束跟蹤誤差信號OPP之間的差。由于次光束掃描至主光束的互補軌道，所以次光束跟蹤誤差信號OPP的梯度與主光束跟蹤誤差信號CPP的梯度相反。在圖11A、12A中所示的計算中的結果的DPP信號具有帶有與CPP信號相同的數學符號的總梯度。
通過將主光束跟蹤誤差信號CPP與例如(1+G)的加權相乘，并且將次光束跟蹤誤差信號OPP的和與加權(1-G)相乘來形成LCE信號。因此加權的選擇設置對于通過與加權因數相乘而獲得的、并且隨后被相加以給出LCE信號的兩個信號(CPP′，OPP′)的梯度具有成比例的效應。在將圖11B、12B中所示的CPP′和圖11C、12C中所示的OPP′相加以形成圖11D、12D中所示的LCE信號之后，任何剩余的跟蹤誤差分量的梯度的幅度和梯度的數學符號因此依賴于加權的設置。為了更加精確，剩余的跟蹤誤差分量的梯度將與梯度CPP′和OPP＇之間的差成比例。如果，例如主光束跟蹤誤差信號CPP被過強地加權，則LCE信號具有剩余跟蹤誤差分量，該剩余跟蹤誤差分量的梯度的數學符號與跟蹤誤差信號DPP的梯度的數學符號相同，見圖11D。相反地，如果將次光束跟蹤誤差信號OPP過強地加權，則LCE信號具有剩余跟蹤誤差分量，該剩余跟蹤誤差分量的梯度的數學符號與跟蹤誤差信號DPP的梯度的數學符號相反，見圖12D。
圖11E-G和圖12E-G示出了大約在對應軌道中心處的掃描光束的軌道位置Δx上的調制M的效應，和在信號LCE上的效應。由調制M在信號LCE中導致的跟蹤誤差分量與依賴于所選擇的加權的調制M的同相或者反相，從而在CPP和OPP之間的加權的正確設置可以根據與調制信號M相關的在信號LCE中的跟蹤誤差分量的幅度和相位角來確定。
可以有利地使用同步解調器以根據在信號LCE中的跟蹤誤差分量的幅度和相位角來確定正確的加權設置。在這種情況中，作為使用次光束誤差信號的加權因數G或者主光束誤差信號的加權因數G′的替代，可以在兩個信號路徑(1+G，1-G)之間有利地分割加權因數，如在圖11、圖12中的信號圖中和在圖13和圖14的示例實施例中所示。加權因數的這種分割使得信號LCE的幅度變得較少依賴于加權因數的設置。
在圖13中所示的第一個示例實施例中，同步解調器包括乘法器MUL、平均單元AV和用于加權因數的控制電路IC。將透鏡位置信號LCE與在調制發生器MODG中產生的調制信號M相乘的乘法器MUL產生脈動的DC電壓，其極性依賴于輸入到乘法器MUL中的信號之間的相位，并且其平均值依賴于透鏡位置信號LCE的幅度的大小。用于加權因數的控制電路IC評估所形成的平均值的極性，并且在從極性得來的方向中逐步(in steps)改變加權因數。這是使用由上/下信號UD和步進信號ST控制的步進發生器STG通過多次迭代步驟直到平均值的幅度在預定的限定值之內為止而完成的。這通常還通過使用其比較電壓VT1、VT2是預定的窗口比較器WC來完成。由于當正確設置加權時平均值應該理想地變為零，所以應該將比較電壓VT1、VT2選擇得足夠小，從而可以足夠精確地發現最佳的加權因數。相反地在評估平均值時，還能夠以是否已經達到了正確的加權因數為標準來評估幅度。或者，例如，還可以使用用于與LCE相乘的跟蹤誤差信號DPP，如圖13中的虛線B所示，而不是使用如虛線A所示的調制信號M。
由于平均值的幅度大約與加權因數的調整誤差成比例，所以能減少導出最佳加權因數的迭代調整步驟的數量。例如，如果加權步對平均值的商(即梯度)已知，則可以根據該梯度將其用于計算隨后的加權步，因此減少達到最佳加權因數的步驟數量。
在圖14A中所示的第二示例實施例中，同步解調器包括乘法器MUL、積分器INT和用于加權因數的調整電路ADJC。在這種情況中，例如，在相乘過程之前，典型的正弦干擾信號M可以如圖14A所示而被濾掉或如圖14B所示被由二進制轉換器BIN轉換為二進制形式，其中二進制轉換器BIN的輸出是+1或-1。然后乘法器MUL將從減法器輸出的信號與+1或-1相乘，又產生了脈動的DC電壓，其極性依賴于乘法器MUL的輸入信號之間的相位，而且其平均值依賴于來自減法器的輸出信號的幅度的大小。在乘法器MUL之后的積分器INT改變其輸出電壓直到相乘的值變為零。這實際上發生在到達最佳加權因數的時候。因此，如果將來自積分器INT的輸出電壓通過調節電路與加權設置相鏈接，則這就產生了控制環，其由反饋路徑中的積分器INT自動地設置，從而到積分器INT的輸入信號變為零。
或者，例如，還可使用與LCE相乘的跟蹤誤差信號DPP，如圖14中的虛線B所示，而不使用如虛線A所示的調制信號M。
如已經在說明中被提到的，為了簡化，上述分析已經根據下面的假設，即當照射到光電檢測器單元9時，在考慮之中的三個掃描光束的強度相同。所以僅僅當使用這種簡化時所述的補償因數G和K才有效。
權利要求
1.一種在光記錄介質(7)的掃描單元(21)中產生透鏡位置信號(LCE)的方法，光記錄介質(7)具有在軌道中記錄的數據，所述掃描單元(21)具有物鏡(6)，物鏡(6)可假設相對于掃描單元(21)處于不同位置；和跟蹤控制環(TC)，產生主光束和至少一個次光束，所述主光束和次光束被聚焦在記錄介質(7)上，并且由與所述光束關聯的兩個或多個光電檢測器部分(9、11、12、13)評估從記錄介質(7)反射的光，從與主光束關聯的光電檢測器部分(12)的信號得出第一誤差信號(CPP)，并且從與次光束關聯的光電檢測器部分(11、13)的信號得出第二誤差信號(OPP)，并且以將與第一分支權重(1+G)相乘的第一誤差信號(CPP)和與第二分支權重(1-G，G)相乘的第二誤差信號(OPP)進行組合的方法形成透鏡位置信號(LCE)；其特征在于-用沒有被準確的引導到軌道中心的主光束掃描光記錄介質(7)；-測量兩個測量信號(CPP、DPP、LCE、M、OPP)，其以不同的方式形成并且包括關于與掃描單元(12)相關的物鏡(60)的位置以及關于與記錄介質(7)上的軌道相關的掃描光束的位置的說明；-評估所述測量信號；-調整由評估結果控制的分支權重(G，1+G，1-G)。
2.根據權利要求1所述的方法，通過將跟蹤控制環(TC)啟動，將偏斜信號(M)饋入跟蹤控制環(TC)，提取包括在透鏡位置信號(LCE)中的、由偏斜信號(M)導致的跟蹤誤差分量，以及從跟蹤誤差分量的幅度和相位確定分支權重(G，1+G，1-G)的正確設置來使用該方法。
3.根據權利要求2所述的方法，其中將所述跟蹤誤差分量用作評估信號，并且在迭代調節步驟中以評估信號的數學符號的函數來改變分支權重(G，1+G，1-G)直到評估信號的值在較低和較高比較值之間為止。
4.根據權利要求2所述的方法，其中將所述跟蹤誤差分量進行積分，并且從積分的輸出信號來形成分支權重(G，1+G，1-G)。
5.根據權利要求1所述的方法，通過將跟蹤控制環(TC)切斷來使用該方法。
6.根據權利要求5所述的方法，包括通過相對于軌道橫向移動物鏡(6)。
7.根據權利要求5或6所述的方法，其中從第一誤差信號(CPP)形成第一測量信號，從第二誤差信號(OPP)形成第二測量信號，評估測量信號的幅度，并且從所測量的幅度計算分支權重(G，1+G，1-G)，從而依賴于跟蹤誤差的透鏡位置信號(LCE)的分量變為零。
8.根據權利要求5或6所述的方法，其中從乘以第一分支權重(1+G)的第一誤差信號(CPP)形成第一測量信號，從乘以第二分支權重(1-G，G)的第二誤差信號(OPP)形成第二測量信號，評估測量信號的幅度，如果幅度不同，則在至少一個調節步驟中改變分支權重(G，1+G，1-G)，從而減小幅度之間的差。
9.根據權利要求5或6所述的方法，其中從透鏡位置信號(LCE)形成第一測量信號，從跟蹤誤差信號形成第二測量信號，從兩個測量信號的積形成評估信號，通過與比較間隔的比較來評估該評估信號，并且，如果評估信號不在比較間隔內，則在至少一個調節步驟中改變分支權重(G，1+G，1-G)，從而在比較間隔的方向中改變該評估信號。
10.根據權利要求3或9所述的方法，包括在每個調節步驟中分支權重(G，1+G，1-G)中的變化幅度被確定為在之前調節步驟中的評估信號值的函數。
11.根據權利要求9所述的方法，包括包括積分過程的評估信號的形成，并且提供序列控制器，其在每次測量前將積分的結果復位為零。
12.根據權利要求11所述的方法，包括包括轉換到二進制形式的第二測量信號的形成。
13.一種執行根據權利要求1到12之一的方法的設備。
全文摘要
對于光存儲驅動器的粗略跟蹤，需要指示透鏡和其幾何中間位置之間的差異的透鏡位置信號LCE。現有技術是通過將從主光束和次光束來的具體光電檢測器信號進行加權組合而在三光束拾取器中形成透鏡位置信號LCE。確保透鏡位置信號不受由跟蹤誤差信號的串擾影響的唯一方法是正確地設置權重。通過本發明描述的方法可以自動地調節權重，并且可以將權重匹配于拾取器和對應存儲介質的特性。測量依賴于跟蹤誤差的主和次光束信號中的那些分量的幅度，并且通過共同評估根據它們確定匹配的權重。描述了帶有同步檢測并且帶有時間積分的評估，在寫入和讀出期間可以使用其中的一些評估。
文檔編號G11B7/09GK1809880SQ200480013419
公開日2006年7月26日 申請日期2004年5月14日 優先權日2003年5月16日
發明者克里斯琴·比克勒 申請人:湯姆森特許公司