專(zhuān)利名稱(chēng)：使用多維執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行傾角校正的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過(guò)使用多維執(zhí)行機(jī)構(gòu)如三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)校正光盤(pán)(如可記錄光盤(pán)或只讀光盤(pán))的記錄表面的傾角的傾角控制設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，已經(jīng)研制出用于記錄和再現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的光盤(pán)設(shè)備。
在原理上，當(dāng)在光盤(pán)電機(jī)中設(shè)置光盤(pán)時(shí)，應(yīng)使光盤(pán)保持為平直的盤(pán)形，從而可以使光拾取單元的光軸在記錄和再現(xiàn)操作期間垂直于盤(pán)的記錄表面。為了掃描記錄軌道，光拾取單元沿與光盤(pán)半徑對(duì)齊的徑向方向移動(dòng)。
然而，在光盤(pán)電機(jī)中設(shè)置的光盤(pán)不是平直的，主要的原因在于制造工藝。光盤(pán)在徑向方向和圓周方向全都是彎曲的。進(jìn)而，還要面對(duì)所有種類(lèi)的傳動(dòng)容差。因此，在光拾取單元掃描記錄軌道時(shí)，光拾取單元的光軸不可能垂直光盤(pán)的記錄表面。進(jìn)而，角度隨著光拾取單元相對(duì)于光盤(pán)的位置而異。沿徑向方向在光軸和記錄表面之間形成的角度定義為徑向傾角。此外，光盤(pán)的與記錄軌道相切的直線(xiàn)(或者說(shuō)垂直于半徑的直線(xiàn))和光軸之間形成的角稱(chēng)之為切向傾角。在一般情況下，光盤(pán)的徑向傾角數(shù)值在±10mrad的范圍內(nèi)。
用戶(hù)數(shù)據(jù)是從高頻信號(hào)中提取的。由于在高頻信號(hào)中例如存在時(shí)間誤差，所以在讀出光盤(pán)時(shí)，總是存在一定數(shù)量的抖動(dòng)。這種抖動(dòng)的來(lái)源不僅有符號(hào)間干擾、相鄰軌道之間的串?dāng)_、光盤(pán)制造缺陷，而且還有在所有電路中都存在的普通的噪聲。在光盤(pán)和物鏡之間的傾角來(lái)源于兩個(gè)主要的貢獻(xiàn)即，光盤(pán)(由制造容差和環(huán)境變化的貢獻(xiàn))和傳動(dòng)(來(lái)源于物鏡執(zhí)行機(jī)構(gòu)、可調(diào)電機(jī)的調(diào)節(jié)、軸的調(diào)節(jié)、等)。最終的角度偏差導(dǎo)致慧形象差，即，光讀出點(diǎn)在盤(pán)上的畸變。這個(gè)畸變的光讀出點(diǎn)直接導(dǎo)致畸變的高頻信號(hào)，因此導(dǎo)致定時(shí)誤差，即抖動(dòng)。在一般情況下，隨著徑向傾角變大，抖動(dòng)以較大的速率增加。
在諸如DVD和DVD+RW之類(lèi)的系統(tǒng)中，較嚴(yán)格的系統(tǒng)容差要求有；減少的最大可允許的傾角誤差。這些最大可允許的傾角誤差被規(guī)定在一個(gè)傾角窗口內(nèi)，這個(gè)窗口例如可以在徑向方向的±8mrad之間。確定這個(gè)傾角窗口，以實(shí)現(xiàn)抖動(dòng)低于某個(gè)要求的水平(一般為15％)。如果在讀出系統(tǒng)中總的傾角大于這個(gè)窗口，那么這個(gè)抖動(dòng)太大，需要進(jìn)行有效的傾角補(bǔ)嘗。因此，為了在這樣的漲落因素條件下從讀出軌道上再現(xiàn)原始信號(hào)，則必須針對(duì)實(shí)際的漲落調(diào)節(jié)光盤(pán)設(shè)備，漲落因素例如徑向傾斜或切線(xiàn)傾斜。
文獻(xiàn)JP-A-2000-195080公開(kāi)了一種應(yīng)用傾角控制的常規(guī)的光盤(pán)設(shè)備。在操作中，傾角檢測(cè)裝置輸出傾角信號(hào)，這個(gè)傾角信號(hào)具有對(duì)應(yīng)于光盤(pán)相對(duì)于用來(lái)記錄和再現(xiàn)的光學(xué)頭的傾斜程度的電壓。傾角控制裝置驅(qū)動(dòng)傾角執(zhí)行裝置或徑向傾角調(diào)節(jié)裝置，以使傾角控制信號(hào)為0。這樣，就可以保持光學(xué)頭在平行于光盤(pán)的位置，從而可以記錄或再現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的信號(hào)。
文獻(xiàn)WO-A-00/16321公開(kāi)了一種傾角控制設(shè)備和方法，其中在一個(gè)傾斜單元上設(shè)置光拾取單元的一個(gè)滑動(dòng)裝置(sledge)，它相對(duì)于光盤(pán)可以在徑向方向傾斜。響應(yīng)徑向傾斜角度的變化，光拾取單元的光軸相對(duì)于光盤(pán)的記錄表面的角度也要發(fā)生變化。結(jié)果，被再現(xiàn)的信號(hào)的抖動(dòng)也隨之變化。
可以根據(jù)在預(yù)定的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)軌道區(qū)內(nèi)的抖動(dòng)測(cè)量來(lái)校準(zhǔn)傾角傳感器。響應(yīng)徑向傾角的變化，光拾取單元的光軸相對(duì)于光盤(pán)的記錄表面所成的角度也隨之變化。結(jié)果，從校準(zhǔn)數(shù)據(jù)軌道上再現(xiàn)的信號(hào)的抖動(dòng)也發(fā)生變化。被再現(xiàn)的信號(hào)的抖動(dòng)出現(xiàn)最小值的位置就是徑向傾角的最佳位置。但是，對(duì)于非寫(xiě)入式光盤(pán)，如對(duì)于DVD+RW光盤(pán)，根據(jù)抖動(dòng)的傳感器校準(zhǔn)是不可能實(shí)現(xiàn)的。
為了減小成本，可以省去傾角傳感器?？梢愿鶕?jù)dz/dr方法實(shí)現(xiàn)傾角測(cè)量，其中使用光讀出系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)測(cè)量徑向傾角的直流分量。具體來(lái)說(shuō)，通過(guò)對(duì)于半徑r微分直流執(zhí)行機(jī)構(gòu)電壓，即光盤(pán)轉(zhuǎn)一圈的平均執(zhí)行機(jī)構(gòu)電壓，然后再乘以執(zhí)行機(jī)構(gòu)的直流靈敏度，從而可以測(cè)出直流徑向傾角。然而，這種傾角測(cè)量對(duì)于聚焦的直流靈敏度非常敏感，因此必須進(jìn)行校準(zhǔn)。在具有一個(gè)傾斜框架的傳動(dòng)中，這種校準(zhǔn)容易實(shí)現(xiàn)。不幸的是，這種校準(zhǔn)對(duì)于使用三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)補(bǔ)嘗傾角的傳動(dòng)來(lái)說(shuō)是不可能實(shí)現(xiàn)的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供傾角控制設(shè)備和方法，借此可為精確的無(wú)傳感器傾角測(cè)量提供三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
這個(gè)目的是通過(guò)分別根據(jù)權(quán)利要求1和10所述的傾角控制設(shè)備和方法實(shí)現(xiàn)的。
因此，使用了特定的多維執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，使其與dz/dr傾角測(cè)量方法相結(jié)合，提供無(wú)傳感器傾角測(cè)量的改進(jìn)精度。例如三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)與dz/dr傾角測(cè)量方法相結(jié)合得到的優(yōu)點(diǎn)是，可用相同的元件完成焦點(diǎn)調(diào)節(jié)和傾角調(diào)節(jié)。借此，可使由環(huán)境條作和/或電路特性引起的影響效果或測(cè)量值的變化減至最小以降低補(bǔ)嘗要求。
優(yōu)選地，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)基于聚焦線(xiàn)圈的分割抽頭(splitting)。借此，可使執(zhí)行機(jī)構(gòu)傾角直流靈敏度與聚焦直流靈敏度直接相關(guān)，并且可通過(guò)傾角補(bǔ)嘗裝置靈敏度抵消傳感器靈敏度?，F(xiàn)在，可以使用執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行前饋傾角補(bǔ)嘗，從中不會(huì)引起偏移或增益誤差，并且沒(méi)有任何附加的傳感器，可以實(shí)現(xiàn)極其精確的傾角控制功能。
在從屬權(quán)利要求中定義了另外的有益進(jìn)展。


現(xiàn)在參照附圖根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例描述本發(fā)明，其中圖1表示的是按照優(yōu)選實(shí)施例的傾角控制設(shè)備的基本方塊圖；圖2表示可以應(yīng)用在優(yōu)選實(shí)施例中的一個(gè)三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)的示意圖；圖3表示一個(gè)示意方塊圖，表示用于產(chǎn)生加到三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電壓的控制部分；圖4表示一個(gè)曲線(xiàn)圖，表示不同的徑向位置和在確定平均徑向傾角的初始化期間測(cè)得的不同的焦點(diǎn)位置；圖5表示一個(gè)曲線(xiàn)圖，表示不同徑向位置和在跟蹤操作期間施加的對(duì)應(yīng)的平均傾角值；圖6表示按照優(yōu)選實(shí)施例的傾角控制方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在根據(jù)一個(gè)光盤(pán)播放器中的傾角控制操作來(lái)描述優(yōu)選實(shí)施例。
在圖1中，所示的傾角控制裝置或設(shè)備用于相對(duì)于光盤(pán)1校正傾角。所說(shuō)的傾角控制設(shè)備包括一個(gè)光拾取單元，光拾取單元包括一個(gè)可移動(dòng)的托架(carriage)或滑動(dòng)裝置(sledge)4，用于在平臺(tái)5上沿徑向方向移動(dòng)光拾取單元。光拾取單元包括一個(gè)光學(xué)頭2，光學(xué)頭2向光盤(pán)1引導(dǎo)并從光盤(pán)1接收輻射束，使其通過(guò)三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)11，所說(shuō)的三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)11通過(guò)基于分割抽頭的聚焦線(xiàn)圈的三維執(zhí)行功能控制三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)的聚焦、傾角、和徑向位置。三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)11的每個(gè)分割抽頭的聚焦線(xiàn)圈是根據(jù)從處理器10接收的一個(gè)自動(dòng)聚焦控制信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的。
此外，還要提供一個(gè)聚焦評(píng)估裝置6，聚焦評(píng)估裝置6根據(jù)光學(xué)頭2獲得的束反射信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)聚焦誤差信號(hào)。按照優(yōu)選實(shí)施例，平均徑向盤(pán)傾角在一開(kāi)始時(shí)是借助于盤(pán)1上不同半徑的平均聚焦電壓測(cè)得的。為此，要計(jì)算兩個(gè)半徑之間的平均徑向傾角并將其存儲(chǔ)在控制器10中，然后使用計(jì)算的平均傾角來(lái)產(chǎn)生或計(jì)算傾角控制輸出信號(hào)，傾角控制輸出信號(hào)用于在盤(pán)跟蹤操作期間控制三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
圖2表示三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)11的安排的一個(gè)更加詳細(xì)的示意圖。在圖2中，三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過(guò)彈簧裝置S1-S3固定到滑動(dòng)裝置4上，從而允許三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)11相對(duì)于滑動(dòng)裝置4和光盤(pán)1的記錄表面三維移動(dòng)。借此可以控制輻射束擊中光盤(pán)1的記錄表面上的那一點(diǎn)以及輻射束相對(duì)于記錄表面的擊中角度。在光學(xué)頭2和光盤(pán)1之間經(jīng)過(guò)反光鏡41和物鏡110引導(dǎo)輻射束。光學(xué)頭2包括輻射源(未示出，如激光器)，用于產(chǎn)生輻射束(如激光束)；和探測(cè)器(未示出)，用于接收在光盤(pán)1的記錄表面上反射并經(jīng)過(guò)物鏡110和反光鏡41反向引導(dǎo)回到光學(xué)頭2的。根據(jù)在光學(xué)頭2上檢測(cè)到的反射的光信號(hào)，可以產(chǎn)生徑向和聚焦跟蹤誤差信號(hào)。
進(jìn)而，三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)11包括用于控制焦點(diǎn)和傾角的分割抽頭的聚焦線(xiàn)圈C1、C2和用于控制三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)11的徑向位置的徑向線(xiàn)圈Cr。分割抽頭的聚焦線(xiàn)圈安排在距三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)11的中央對(duì)稱(chēng)線(xiàn)分別為a1和a2的對(duì)應(yīng)的徑向距離。當(dāng)將一個(gè)電壓加到這些線(xiàn)圈上并且將這些線(xiàn)圈安排在磁場(chǎng)內(nèi)的時(shí)候，每一個(gè)分割抽頭的聚焦線(xiàn)圈C1、C2和徑向線(xiàn)圈Cr都根據(jù)流過(guò)線(xiàn)圈繞組的電流分別產(chǎn)生自已的作用力Ff1、Ff2、和Fr。根據(jù)公知的洛倫茲方程F＝KI[N/A](1)可以計(jì)算出由每個(gè)線(xiàn)圈產(chǎn)生的力。
這樣，系數(shù)K表示由于電流I產(chǎn)生的作用力的大小。由于分割抽頭的聚焦線(xiàn)圈C1和C2的偏心安排，如果Ff1＝-Ff2，則可產(chǎn)生一個(gè)傾角β，而如果Ff1＝Ff2，則可產(chǎn)生沿垂直于光盤(pán)1的表面的對(duì)稱(chēng)線(xiàn)的垂直移動(dòng)(z方向)圖3表示一個(gè)示意方塊圖，表示用于產(chǎn)生控制電壓Uf1、Uf2、和Ur的控制部分，每個(gè)控制電壓Uf1、Uf2、和Ur都根據(jù)存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)的控制寄存器Rf、Rβ、Rr或任何其它種類(lèi)的存儲(chǔ)器中的控制數(shù)據(jù)施加在例如對(duì)應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)線(xiàn)圈的一端和接地端或其它的固定參考電壓之間。這些控制部分可以安排在處理器10中，或者是一個(gè)設(shè)置在三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)11上的一個(gè)單獨(dú)的控制設(shè)備。
具體來(lái)說(shuō)，從聚焦評(píng)估裝置6和處理器10(例如根據(jù)PID控制器函數(shù))獲得的聚焦控制數(shù)據(jù)rf存儲(chǔ)在聚焦控制寄存器Rf中，傾角控制數(shù)據(jù)rβ存儲(chǔ)在傾角控制寄存器Rβ中，徑向控制數(shù)據(jù)rr存儲(chǔ)在徑向控制寄存器Rr中。執(zhí)行機(jī)構(gòu)線(xiàn)圈C1、C2和Cr可以安排成星形連接，如圖3所示。將徑向控制數(shù)據(jù)rr輸入到增益為Gda3的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)內(nèi)并且向增益為GE3的功率放大器或終端級(jí)提供經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)，從而產(chǎn)生用于控制徑向線(xiàn)圈Cr的徑向控制電壓Ur。此外，根據(jù)聚焦控制數(shù)據(jù)rf和傾角控制數(shù)據(jù)rβ的預(yù)定組合產(chǎn)生聚焦控制電壓Uf1和Uf2。具體來(lái)說(shuō)，將聚焦控制數(shù)據(jù)rf和傾角控制數(shù)據(jù)rβ相加，并且將相加的結(jié)果經(jīng)過(guò)增益為Gda1的專(zhuān)用DAC提供給增益為GE1的專(zhuān)用的功率終端級(jí)，從而產(chǎn)生第一聚焦控制電壓Uf1。而且，從聚焦控制數(shù)據(jù)rf減去傾角控制數(shù)據(jù)rβ，并且將相減的結(jié)果經(jīng)過(guò)增益為Gda2的專(zhuān)用DAC提供給增益為GE2的專(zhuān)用的功率終端級(jí)，從而產(chǎn)生第二聚焦控制電壓Uf2。這樣，通過(guò)在控制寄存器Rf、Rβ、和Rr中存儲(chǔ)控制數(shù)據(jù)就可以控制三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)11的聚焦、傾角、和徑向位置。如果對(duì)于聚焦控制數(shù)據(jù)rf和傾角控制數(shù)據(jù)rβ進(jìn)行選擇以使Uf1＝-Uf2，則將傾角β加到三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)11上。另一方面，如果對(duì)于聚焦控制數(shù)據(jù)rf和傾角控制數(shù)據(jù)rβ進(jìn)行選擇以使Uf1＝Uf2，則在三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)11上產(chǎn)生z移動(dòng)。通過(guò)常規(guī)的PID控制器可以控制聚焦控制數(shù)據(jù)rf和徑向控制數(shù)據(jù)rr，而通過(guò)使用其中存儲(chǔ)平均傾角數(shù)值的傾角表的前饋算法可以控制傾角控制數(shù)據(jù)rβ。
對(duì)于按照優(yōu)選實(shí)施例的這個(gè)三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可以使用下述的前饋算法，所說(shuō)的前饋算法對(duì)于焦點(diǎn)和傾角的直流靈敏度的改變以及任何終端級(jí)和數(shù)模轉(zhuǎn)換增益的改變都是不變的。
根據(jù)從聚焦評(píng)估裝置6在不同半徑獲得的聚焦控制值，使用下面的方程(2)可計(jì)算出平均的徑向的盤(pán)傾角βm=GDC:focusGdacΔrfΔR---(2)]]>這里，Δrf是在初始化期間測(cè)得的兩個(gè)平均的聚焦控制數(shù)據(jù)值之間的差，ΔR是在兩次測(cè)量之間滑動(dòng)裝置在徑向方向的步長(zhǎng)，Gdac是在如圖3所示的前饋控制路徑中DAC與功率終端級(jí)組合的增益，GDC，focus是三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)11的聚焦直流靈敏度(單位為米/伏)。測(cè)量結(jié)果隨通常未知的聚焦直流靈敏度的變化是直線(xiàn)的。
為了利用三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)11補(bǔ)嘗盤(pán)傾角，必須按照下述的方程(3)來(lái)設(shè)置傾角寄存器控制寄存器Rβ的控制數(shù)據(jù)rβrβ=GcβdGDC:tiltGdac---(3)]]>這里，βd是盤(pán)1的平均盤(pán)傾角，Gc是慧形象差經(jīng)過(guò)最佳校正的執(zhí)行機(jī)構(gòu)傾角和盤(pán)傾角之間系數(shù)，Gdac是前饋控制路徑中DAC與功率終端級(jí)組合的增益，GDC，tilt是三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)11的傾角直流靈敏度(單位為弧度/伏)。實(shí)際的測(cè)量結(jié)果隨通常未知的傾角直流靈敏度而變。
對(duì)于方程(3)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)盤(pán)傾角βd，減去方程(2)的所測(cè)平均盤(pán)傾角βm，則得到下面的方程(4)rβ=GcGDC:focusΔrfGDC:tiltΔR---(4)]]>如果兩個(gè)直流靈敏度(聚焦和傾角)全都已知，則可以根據(jù)所測(cè)的平均聚焦控制數(shù)據(jù)Δrf和滑動(dòng)裝置步長(zhǎng)ΔR在傾角方向精確地控制三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)11。
在一般情況下，兩個(gè)直流靈敏度依賴(lài)磁場(chǎng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)線(xiàn)圈的線(xiàn)圈電阻。這兩個(gè)量對(duì)于不同的生產(chǎn)批量是上下漲落的，而且還隨溫度變化，因此引入大量的誤差，使三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)不能利用前饋開(kāi)路控制。然而，如果使用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是借助于像在三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)11中那樣的分割抽頭的聚焦線(xiàn)圈進(jìn)行傾角驅(qū)動(dòng)的，就可以看出這兩個(gè)效果彼此完全抵消掉。對(duì)于如圖2所示的三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)11，可以將聚焦和傾角直流靈敏度表示如下GDC:focus=kfcfRf---(5)]]>和GDC:tilt=kf(a1+a2)ctRf---(6)]]>這里，kf代表分割抽頭的聚焦線(xiàn)圈C1和C2的k系數(shù)，Rf代表分割抽頭的聚焦線(xiàn)圈C1和C2的歐姆電阻，cf代表彈簧S1和S2相對(duì)于三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)11的z移動(dòng)的彈性常數(shù)，ct代表彈簧S1和S2相對(duì)于三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)11的傾角移動(dòng)的彈性常數(shù)。
對(duì)于傾角寄存器值rβ，減去表達(dá)式中的這些靈敏度，則有方程(7)rβ=GcctΔrfcf(a1+a2)ΔR---(7)]]>方程(7)與線(xiàn)圈的電阻Rf和執(zhí)行機(jī)構(gòu)聚焦k系數(shù)(磁場(chǎng))完全無(wú)關(guān)，因此就與溫度和批量變化完全無(wú)關(guān)。而幾何學(xué)偏差(如a1+a2)則被認(rèn)為是有限的，因此只有聚焦剛性和扭曲剛性之間的偏差才會(huì)影響增益誤差。
值得注意的是，在這個(gè)傾角控制方案中，不存在偏斜誤差。
即使對(duì)于隨垂直z位置(焦點(diǎn))的不同強(qiáng)烈改變聚焦k系數(shù)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，測(cè)量誤差和補(bǔ)嘗誤差也能彼此抵消。例如，在z＝+0.6mm的一個(gè)標(biāo)稱(chēng)位置，聚焦k系數(shù)可能下降了2倍。這樣，就需要2倍高的線(xiàn)圈電壓來(lái)聚焦執(zhí)行機(jī)構(gòu)，才能使所測(cè)的2倍的盤(pán)傾角βm導(dǎo)致z＝0的位置。因此，執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)定點(diǎn)要等于在z＝0的位置獲得的設(shè)定點(diǎn)的兩倍。由于傾角直流靈敏度在z＝+0.6mm也下降了2倍，所以將執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制到所需的盤(pán)傾角βd。
下面，參照附圖4-6描述按照優(yōu)選實(shí)施例的傾角控制過(guò)程。
圖4表示一個(gè)曲線(xiàn)圖，示意地表示三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)11的不同的聚焦位置z1-z3，它們?cè)诠獗P(pán)1的傾斜記錄表面上的對(duì)應(yīng)徑向位置為R1-R3。在初始化期間，在圖6的第一步S200，從處理器10的控制器函數(shù)(如PID輸出)在光盤(pán)1的多個(gè)不同半徑(例如R1-R3)獲得平均聚焦值。然后，在步驟S201，根據(jù)方程(2)，從聚焦控制數(shù)據(jù)rf，例如從處理器10的控制器函數(shù)獲得的平均聚焦值，導(dǎo)出兩個(gè)徑向位置Ri之間的平均徑向盤(pán)傾角值βmi，其中Δrf對(duì)應(yīng)于在兩個(gè)徑向位置Ri和Ri+1之間的聚焦控制值的差。然后，在步驟S202，例如在一個(gè)傾角表中存儲(chǔ)所得的平均徑向傾角值βmi，傾角表可安排如下

如圖5所示，然后在隨后的跟蹤操作(讀出或?qū)懭?期間施加存儲(chǔ)的平均傾角值βmi，以控制三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)11的傾角(圖6中的步驟S203)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，可以根據(jù)方程(3)、(4)、和(7)之一獲得對(duì)應(yīng)于存儲(chǔ)的平均傾角值的傾角控制數(shù)據(jù)rβ?？墒褂脙?nèi)插法確定在所選的半徑之間的位置。
作為一種替換方案，可直接地將傾角控制數(shù)據(jù)rβ存儲(chǔ)在傾角表中。這樣，就可以基本上消除在物鏡110和光盤(pán)1的記錄表面之間的角度偏差。要說(shuō)明的是，至少必須在兩個(gè)直徑Ri上進(jìn)行這些測(cè)量。在徑向盤(pán)幾何條件初始測(cè)量以及啟動(dòng)之后，盤(pán)幾何條件應(yīng)該在寫(xiě)入或讀出一個(gè)整盤(pán)所需的時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)保持不變，例如在0.1mm和1mrad數(shù)量級(jí)。
上述的dz/dr傾角測(cè)量和利用三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)的前饋傾角控制為解決利用三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)的無(wú)傳感器傾角測(cè)量的準(zhǔn)確度問(wèn)題提供一個(gè)折中的解決方案。
本發(fā)明可應(yīng)用到任何類(lèi)型的盤(pán)上，其中包括所有類(lèi)型的可記錄盤(pán)。這樣，在不偏離本發(fā)明的由權(quán)利要求書(shū)定義的范圍的情況下，各種各樣的改進(jìn)對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)都將是顯而易見(jiàn)的。本發(fā)明可以應(yīng)用到具有利用分割抽頭的線(xiàn)圈控制聚焦和傾角的任何類(lèi)型多維執(zhí)行機(jī)構(gòu)的任何光記錄和再現(xiàn)設(shè)備上。因此，對(duì)于本發(fā)明，甚至于可以使用只在徑向平面進(jìn)行控制的兩維類(lèi)型的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種傾角控制設(shè)備，用于控制光盤(pán)(1)的記錄表面相對(duì)于記錄/再現(xiàn)光束的徑向傾角，所說(shuō)的傾角控制設(shè)備包括a)控制裝置(10)，用于產(chǎn)生兩個(gè)聚焦控制輸出；b)執(zhí)行裝置(11)，用于根據(jù)所說(shuō)兩個(gè)聚焦控制輸出和徑向傾角來(lái)控制記錄/再現(xiàn)光束的聚焦?fàn)顟B(tài)；其特征在于c)對(duì)于所說(shuō)的控制裝置(10)進(jìn)行安排，以便根據(jù)在所說(shuō)光盤(pán)(1)的不同半徑獲得的聚焦控制值之差確定徑向傾角值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾角控制設(shè)備，其特征在于所說(shuō)的執(zhí)行裝置(11)包括一個(gè)分割抽頭聚焦線(xiàn)圈裝置，對(duì)于所說(shuō)的聚焦線(xiàn)圈裝置進(jìn)行安排，以便實(shí)現(xiàn)聚焦和傾角調(diào)節(jié)；并且對(duì)于所說(shuō)的控制裝置(10)進(jìn)行安排，以便向所說(shuō)的分割抽頭聚焦線(xiàn)圈裝置的相應(yīng)線(xiàn)圈(C1、C2)提供所說(shuō)的兩個(gè)聚焦控制輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傾角控制設(shè)備，其特征在于所說(shuō)的聚焦控制輸出是PID控制器輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任何一個(gè)所述的傾角控制設(shè)備，其特征在于對(duì)于所說(shuō)的控制裝置(10)進(jìn)行安排，以便定位一個(gè)滑動(dòng)裝置(4)在至少兩個(gè)不同的徑向位置(R1-R3)，控制所說(shuō)的執(zhí)行裝置(11)以調(diào)節(jié)聚焦，并且在所說(shuō)至少兩個(gè)不同的徑向位置測(cè)量所說(shuō)的聚焦控制輸出。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一個(gè)所述的傾角控制設(shè)備，其特征在于對(duì)于所說(shuō)的控制裝置(10)進(jìn)行安排，以便在傾角寄存器(Rβ)中設(shè)置平均的盤(pán)傾角。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一個(gè)所述的傾角控制設(shè)備，其特征在于對(duì)于所說(shuō)的控制裝置(10)進(jìn)行安排，以便根據(jù)所測(cè)的平均聚焦控制輸出和兩次測(cè)量之間的相應(yīng)的徑向步長(zhǎng)產(chǎn)生所說(shuō)的傾角控制輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的傾角控制設(shè)備，其特征在于所說(shuō)的傾角寄存器值是根據(jù)以下的方程獲得的rβ=GcctΔrfcf(a1+a2)ΔR]]>這里，Δrf是在初始化期間測(cè)得的兩個(gè)平均的聚焦積分器數(shù)值之間的差，ΔR是在兩次測(cè)量之間滑動(dòng)裝置在徑向方向的步長(zhǎng)，Gc是慧形象差經(jīng)過(guò)最佳校正的執(zhí)行機(jī)構(gòu)傾角和盤(pán)傾角之間的系數(shù)，cf是抗拒聚焦移動(dòng)的彈性常數(shù)，ct是抗拒傾角移動(dòng)的彈性常數(shù)，a1是所說(shuō)分割抽頭的線(xiàn)圈裝置的第一線(xiàn)圈相對(duì)于對(duì)稱(chēng)線(xiàn)的距離，a2是所說(shuō)分割抽頭的線(xiàn)圈裝置的第二線(xiàn)圈相對(duì)于所說(shuō)對(duì)稱(chēng)線(xiàn)的距離。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一個(gè)所述的傾角控制設(shè)備，進(jìn)一步還包括一個(gè)傾角表，用于存儲(chǔ)指示平均盤(pán)傾角和對(duì)應(yīng)的徑向位置的信息。
9.一種光盤(pán)播放器，包括根據(jù)權(quán)利要求1-8中任何一個(gè)所述的傾角控制設(shè)備。
10.一種傾角控制方法，用于控制光盤(pán)(1)的記錄表面相對(duì)于記錄/再現(xiàn)光束的徑向傾角，所說(shuō)的傾角控制方法包括如下步驟a)產(chǎn)生聚焦和傾角控制輸出；b)根據(jù)所說(shuō)聚焦和傾角控制輸出，控制記錄/再現(xiàn)光束的聚焦?fàn)顟B(tài)和徑向傾角；其特征在于c)根據(jù)在所說(shuō)光盤(pán)(1)的不同半徑獲得的聚焦控制值之差確定徑向傾角值。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于通過(guò)使用用于提供聚焦調(diào)節(jié)的分割抽頭線(xiàn)圈裝置來(lái)控制所說(shuō)的聚焦?fàn)顟B(tài)，其特征還在于向所說(shuō)的分割抽頭線(xiàn)圈裝置的對(duì)應(yīng)的線(xiàn)圈提供所說(shuō)的聚焦和傾角控制輸出。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于其中所說(shuō)的聚焦控制步驟包括使用平均聚焦控制輸出進(jìn)行傾角控制。
13.根據(jù)權(quán)利要求10-12中任何一個(gè)所述的方法，其特征在于所說(shuō)聚焦控制步驟包括在至少兩個(gè)不同的徑向位置測(cè)量所說(shuō)的聚焦控制輸出，并且根據(jù)平均徑向傾角產(chǎn)生所說(shuō)傾角控制輸出，所說(shuō)的平均徑向傾角是針對(duì)在所說(shuō)至少兩個(gè)不同徑向位置之間的所說(shuō)兩個(gè)預(yù)定的傾角獲得的。
全文摘要
本發(fā)明涉及進(jìn)行傾角控制的方法和設(shè)備。產(chǎn)生聚焦和傾角控制輸出，并且通過(guò)根據(jù)在所說(shuō)光盤(pán)(1)的不同半徑獲得的聚焦控制值之差確定徑向傾角值來(lái)控制光記錄/再現(xiàn)光束的聚焦和傾角狀態(tài)。組合例如三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)與dz/dr傾角測(cè)量可提供如下優(yōu)點(diǎn)在同一元件中實(shí)現(xiàn)聚焦和傾角調(diào)節(jié)。借此，由環(huán)境條作和/或電路特征引起的影響效果或測(cè)量變化可減至最小，從而降低了補(bǔ)償要求。進(jìn)而，可使用具有分割抽頭的線(xiàn)圈裝置的三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)(11)來(lái)提供三維焦點(diǎn)調(diào)節(jié)。由此，對(duì)于前饋傾角補(bǔ)償可以使用三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)而不產(chǎn)生偏移或增益誤差，并且不需要任何附加的傳感器。
文檔編號(hào)G11B7/095GK1647169SQ03807682
公開(kāi)日2005年7月27日 申請(qǐng)日期2003年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月2日
發(fā)明者J·A·L·J·拉亞馬克斯 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司