專利名稱：光學(xué)掃描裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)掃描裝置，用以用光學(xué)的方法掃描具有許多紋道的信息平面，該裝置包括一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)，用以產(chǎn)生第一和第二跟蹤光束和一個(gè)主光束;一個(gè)透鏡系統(tǒng)，用以將該三個(gè)光束聚焦到信息平面上，在待掃描紋道的中心線兩側(cè)聚焦成兩個(gè)跟蹤光點(diǎn)，在所述紋道上聚焦成一個(gè)主光點(diǎn);至少三個(gè)檢測系統(tǒng)a、b和c，用以接收來自信息平面的第一和第二跟蹤光束和主光束的光;和一個(gè)信號處理電路，用以從檢測器信號Si獲取參考信號Sr，其中檢測器信號Si為入射到檢測系統(tǒng)i的總輻射能的量度。
從美國專利4，446，545可以了解到這類可用于特別是光學(xué)記錄載體紋道讀寫設(shè)備中的裝置的情況。在這種裝置中，兩道跟蹤光束在主光束聚焦成主光點(diǎn)所在的紋道兩側(cè)聚焦成跟蹤光點(diǎn)。該裝置包括三個(gè)呈單個(gè)檢測器a、b和c的形式的檢測系統(tǒng)，用以檢測在信息平面上反射之后的每一個(gè)跟蹤光束和主光束。檢測器a和b各自的輸出信號Sa和Sb的信號差為跟蹤誤差，這個(gè)跟蹤誤差可用作跟蹤伺服系統(tǒng)的控制信號，主光束即用跟蹤伺服系統(tǒng)保持在該紋道上。為使跟蹤誤差信號不致受到輻射源光強(qiáng)的影響，我們將跟蹤誤差信號除以參考信號Sr進(jìn)行歸一化。該已知的參考信號是按下式產(chǎn)生的Sr＝Sa+Sb-αSc其中常數(shù)α大于0，而且是選取得使參考信號作為主光點(diǎn)與紋道中心線之間間距的函數(shù)，且按余弦形式變化。由于未經(jīng)歸一化的跟蹤誤差信號按正弦形式變化，因而經(jīng)歸一化的誤差信號會(huì)按正切形式變化。
上述已知參考信號有這樣的缺點(diǎn)各光束例如在探索動(dòng)作過程中橫切各紋道時(shí)，信號Sr周期性地變零，從而如果不進(jìn)一步采取措施，在所要求的分隔問題方面會(huì)出問題。此外，參考信號按余弦形式變化只能用以對跟蹤誤差信號進(jìn)行歸一化。其它諸如聚焦誤差信號之類的控制信號不能借助于該已知的參考信號加以歸一化。
本發(fā)明的目的是消除這些缺點(diǎn)，提供一種其參考信號按不同方式產(chǎn)生，且在任何情況下都可使用的掃描裝置。
為達(dá)到此目的，本發(fā)明的掃描裝置具有這樣的特點(diǎn)信號處理電路按下式產(chǎn)生參考信號Sr，從而使參考信號不因各道而轉(zhuǎn)變Sr＝Sa+Sb+c＊Sc其中c為等于-2Tcosφ的常數(shù)，φ＝2πxo/q，xo為跟蹤光點(diǎn)與主光點(diǎn)之間的橫向間距，q為紋道間距，T為跟蹤光束與主光束之間的光強(qiáng)比，同時(shí)φ＝π/2時(shí)，c等于0。各檢測器信號按一定的方式進(jìn)行組合，由此使參考信號只與輻射源的光強(qiáng)變化有關(guān)，與各光點(diǎn)在紋道結(jié)構(gòu)上的橫向位置無關(guān)。
本發(fā)明裝置的第一實(shí)施例具有這樣的特點(diǎn)xo＝1/4q，且信號處理電路將Sa與Sb加起來。
本發(fā)明裝置的第二實(shí)施例具奪這樣的特點(diǎn)xo＝1/2q，且信號處理電路將Sa、Sb和2T＊Sc加起來。
本發(fā)明裝置的一個(gè)特殊實(shí)施例具有這樣的特點(diǎn)信號處理電路包括一個(gè)乘法電路，用以將信號Sa和Sb與一個(gè)常數(shù)相乘起來，該另一個(gè)常數(shù)與跟蹤光束強(qiáng)度的比值有關(guān)。該電路補(bǔ)償兩跟蹤光束強(qiáng)度的不相等情況。
參考信號適宜對所有可從檢測器信號獲取的控制信號進(jìn)行歸一化。歸一化可在本發(fā)明裝置的一個(gè)特殊實(shí)施例中進(jìn)行，該實(shí)施例的裝置有一個(gè)歸一化電路，用以對獲自檢測系統(tǒng)的信號、且用來確定主光點(diǎn)位置的控制信號進(jìn)行歸一化，該裝置的特征在于，歸一化電路的輸入端與信號處理電路提供參考信號Sr的輸出端相連接。
在另一些實(shí)施例中，參考信號用以對跟蹤誤差信號、聚焦誤差信號、紋道損傷信號和位置信號進(jìn)行歸一化。
參考信號還可用以檢測信號平面的反射誤差。本發(fā)明具有這樣可能性的裝置的一個(gè)特殊實(shí)施例具有這樣的特征該裝置有一個(gè)缺陷鑒別器，用以檢測信息平面上的反射偏差，缺陷鑒別器的輸入端與信號處理電路提供參考信號Sr的輸出端相連接。
另一個(gè)實(shí)施例具有這樣的特征缺陷鑒別器有一個(gè)分支電路，分支電路的輸入端用以接收表示三個(gè)光束中的輻射能的信號，以便使缺陷鑒別器不受所述輻射能的影響。這樣，當(dāng)光束中的功率變化很大時(shí)，鑒別器在讀寫過程中仍能妥善工作。
現(xiàn)在參附圖以舉例的方式更詳細(xì)地說明本發(fā)明的內(nèi)容。附圖中，

圖1示出了用三個(gè)光束掃描信息平面的掃描頭;
圖2示出了三個(gè)光束在信息平面上形成的各光點(diǎn)的位置;
圖3示出了掃描頭的三個(gè)檢測系統(tǒng)連同產(chǎn)生歸一化跟蹤誤差信號的電路;
圖4示出了另一種歸一化跟蹤誤差信號發(fā)生電路;
圖5示出了歸一化聚焦誤差信號發(fā)生電路;
圖6示出了歸一化紋道損傷信號發(fā)生電路;
圖7示出了歸一化位置信號發(fā)生電路;
圖8示出了缺陷鑒別器的一個(gè)實(shí)施例方案。
各附圖中同樣的編號表示同樣的元件。
現(xiàn)在通過舉例就這樣的一種光學(xué)掃描裝置說明本發(fā)明的內(nèi)容，該裝置有一個(gè)光學(xué)掃描頭，跟蹤誤差即在該光學(xué)掃描頭中借助于兩光束法產(chǎn)生的。從圖1中可以看到用該光學(xué)掃描頭加以掃描的信息平面1。信息平面有許多垂直于畫面的平行紋道2。信息可作為紋道2之間或紋道2中的光可讀區(qū)(圖中未示出)存儲(chǔ)起來。光學(xué)掃描頭有一個(gè)輻射源3(例如，二極管激光器)，輻射源發(fā)出的光入射到格柵4上。格柵將照射來的光束分解成+1級、-1級和0級的光束，即第一跟蹤光束5，第二跟蹤光束6和主光束7。為清楚起見，只展示出第一跟蹤光束和主光束的全光路。分光鏡8(例如半透明鏡)將各光束傳送到物鏡9，由物鏡9將各光束聚焦到信息平面1上。圖2中示出了各光點(diǎn)在沒有跟蹤誤差的情況下在信息平面上形成的位置。紋道間距或紋道周期為q。紋道13是掃描頭現(xiàn)時(shí)應(yīng)跟蹤的紋道。第一和第二跟蹤光束分別形成跟蹤光點(diǎn)14和跟蹤光點(diǎn)15。主光束7形成的主光點(diǎn)16位于紋道13上。兩個(gè)跟蹤光點(diǎn)的中心從主光點(diǎn)16的中心(即垂直于各紋道測出)的橫向間距為xo。若沒有跟蹤誤差，如圖2中那樣，則跟蹤光點(diǎn)與紋道13的中心線之間的間距也等于xo。如圖1所示，為信息平面所反射的光經(jīng)物鏡9和分光鏡8傳向三個(gè)檢測系統(tǒng)10、11、12上。檢測系統(tǒng)10接收來自第一跟蹤光束5的光，檢測系統(tǒng)11接收來自第一跟蹤光束5的光，檢測系統(tǒng)10接收來第二跟蹤光束6的光，檢測系統(tǒng)12接收來自主光束7的光。
圖3示出了三個(gè)檢測系統(tǒng)的平面圖。在圖中所示的實(shí)施例中，各檢測系統(tǒng)是單個(gè)的檢測器。圖3中，跟蹤光束5和6以及主光束7在各檢測系統(tǒng)上形成的光點(diǎn)分別用編號19、20和21表示。信號Sa、Sb和Sc分別為入射到檢測系統(tǒng)10、11和12上的光的總量的量度。從例如Bouwhuis等人寫的《光學(xué)唱片系統(tǒng)的原理》(Hilger出版社，1985年出版)一書第71頁中，我們知道，這些信號可用下式表示Sa＝kIa[d+ncos(2πx/q+φ)] (1)Sb＝kIb[d+ncos(2πx/q-φ)] (2)Sc＝kIc[d+ncos(2πx/q)] (3)其中φ＝2πxo/q (4)
這里，k是與檢測器有關(guān)的常數(shù)，由光強(qiáng)轉(zhuǎn)換成電信號的效率確定，Ii是光束i在有關(guān)的檢測系統(tǒng)i處的強(qiáng)度，d是常數(shù)，n是掃描頭橫掃各紋道移動(dòng)時(shí)間的調(diào)制幅度，它與各紋道的幾何條件有關(guān)，x為跟蹤誤差，即光點(diǎn)16的中心相對于紋道13中心線的偏差。強(qiáng)度Ii主要取決于激光器3的光強(qiáng)、格柵4的效率和信息平面1的反射情況。Ia和Ib大致相等。
從美國專利3，876，842中我們知道，信號Sa與Sb之間的信號差是跟蹤誤差x的量度。圖3中的推挽放大器23產(chǎn)生差值信號Et，即輸入信號Sa和Sb的跟蹤誤差信號。在Ib＝Ia的情況下，從(1)和(2)式可以得出下式Et＝Sb-Sa (5)＝2knIasin φsin(2πx/q)跟蹤誤差x很小時(shí)，跟蹤誤差信號Et與x成正比。因此，Et可用作將主光點(diǎn)16保持在紋道13上的跟蹤伺服系統(tǒng)的控制信號。若φ＝π/2，可得出最佳的跟蹤誤差，即在額定狀態(tài)下，各跟蹤光點(diǎn)位于距待跟蹤的紋道的中心線1/4紋道間距處。于是x在x＝0附近時(shí)，Et的靈敏度最大。
(5)式中跟蹤誤差信號Et的值與入射到檢測系統(tǒng)10上的光強(qiáng)Ia有關(guān)。此光強(qiáng)尤其是與激光器3提供的激光量和信息平面1的反射系數(shù)有關(guān)。舉例說，若激光器在信息平面中寫入信息時(shí)提供的功率比讀出信息時(shí)多10倍，則某給定跟蹤誤差x在寫入時(shí)產(chǎn)生的跟蹤誤差信號Et也比讀出時(shí)大10倍。同樣，跟蹤誤差信號也受信息平面1反射變化的影響。這對控制回路來說是不希望有的情況。因此，必須使跟蹤誤差信號不受各檢測系統(tǒng)上光強(qiáng)的影響。所以按照本發(fā)明，參考信號Sr是作為檢測器信號Si的下列組合得出的Sr＝Sa+Sb+cSc (6)其中，常數(shù)c＝-2T cos φ，而T＝Ia/Ic (7)
因而Sr＝Sa+Sb-2TcosφSc (8)將(1)(2)和(3)式的Sa、Sb和Sc值代入上式，得出Sr＝2kdIa(1-cosφ) (9)顯然從(9)式可以看出，Sr再也不與變量x有關(guān)，因而也與各光點(diǎn)的橫向位置無關(guān)。信號Sr不會(huì)因信息平面中的紋道2而轉(zhuǎn)變，即掃描頭橫掃各紋道移動(dòng)時(shí)，信號Sr不會(huì)因各紋道而變化。這樣，Sr就成了入射到檢測系統(tǒng)上的光量的量度，而且適合用來對也與該光量有關(guān)的控制信號進(jìn)行歸一化。理論上，若跟蹤光點(diǎn)14和15位于距待跟蹤的紋道的中心線1/4紋道間距的位置，即若它們彼此的橫向間距為紋道間距的一半，因而φ＝π/2，則參考信號為Sr＝Sa+Sb (10)若跟蹤光點(diǎn)14和15理論上的位置在距待跟蹤紋道的中心線1/2紋道間距處，即它們彼此之間的間距等于紋道全間距，因而φ＝π，則參考信號為Sr＝Sa+Sb+2TSc (11)應(yīng)用(5)和(8)式，則現(xiàn)在經(jīng)歸一化的誤差信號Et′為Et′＝(Et/Sr)Vref (12)＝nsin(2πx/q)Vref/[d tan(φ/2))其中Vref為任意的參考電壓。商數(shù)Et/Sr是無因次的，因而需要乘以Vref使Et′具有電信號的因次?，F(xiàn)在經(jīng)歸一化的跟蹤誤差信號就與激光器3的光強(qiáng)以及信息平面1的反射系數(shù)無關(guān)。
兩個(gè)跟蹤光束5和6的光強(qiáng)可能不同。這可能發(fā)生在例如跟蹤光束是從激光器3的邊界光線產(chǎn)生的，如荷蘭專利申請9002007(PHN13.445)所介紹的那樣。若光強(qiáng)在光束中的分布不對稱，則邊界光線的強(qiáng)度會(huì)不等，于是跟蹤光束5和6的強(qiáng)度可能不同。因此，(5)式中的2πx/q項(xiàng)要加入跟蹤誤差信號Et的相位項(xiàng)。結(jié)果是，當(dāng)主光點(diǎn)16正好在紋道13上時(shí)，Et再也不為零，于是跟蹤伺服系統(tǒng)會(huì)令主光點(diǎn)偏離該紋道。在這種情況下，將信號Sb乘以校正系數(shù)b就可以得出令人滿意的跟蹤誤差，其中b等于檢測系統(tǒng)10和11上各自的光點(diǎn)19和20的強(qiáng)度之間的比值。于是形成跟蹤誤差信號的(5)式可用下式表示Et＝bSb-Sa (13)＝2knIasin φsin(2πx/q)其中 b＝Ia/Ib (14)參考信號Sr也與Ia有關(guān)。對Sr的校正和對Et的校正類似，即將(6)(8)(10)和(11)式中的Sb項(xiàng)乘以常數(shù)b。這個(gè)常數(shù)與(14)中用以校正Et而給出的常數(shù)一樣。當(dāng)然，也可以不作Sb乘以b，而改為Sa乘以1/b。
圖3示出了產(chǎn)生參考信號Sr的信號處理電路的實(shí)施例。電路24將檢測系統(tǒng)12的輸出Sc乘以恒定系數(shù)-2Tcosφ，其中φ與跟蹤光點(diǎn)14、15與主光點(diǎn)16之間的預(yù)定橫向距離xo有關(guān)。必要時(shí)，可以使T變成可調(diào)節(jié)的，從而可以將光點(diǎn)19和21強(qiáng)度比的測定值引入信號處理電路中。若跟蹤光束5和6的光點(diǎn)19和20的強(qiáng)度不等，則應(yīng)在電路25中將信號Sb乘以常數(shù)b(見(14)式)。必要時(shí)，可以使b變成可調(diào)節(jié)的，這樣就可以將光點(diǎn)19和20強(qiáng)度比的測定值引入。信號Sa和電路24和25的輸出都加入求和放大器26中。求和放大器的輸出信號為參考信號Sr。歸一化電路27將跟蹤信號Et除以參考信號Sr，并將其結(jié)果乘以參考電壓Vref。歸一化可以簡單地按例如周知的吉爾伯(gilbert)元件的形式實(shí)施在集成電路中。歸一化電路的輸出信號是經(jīng)為一化的跟蹤誤差信號Et′，可以供跟蹤伺服系統(tǒng)用。
跟蹤誤差信號也可以按歐洲專利申請0，201，603所述的三光束推挽方式產(chǎn)生。這種方式利用分別由分隔線17、18和72分成兩半的檢測系統(tǒng)10、11和12，各半形成檢測器。這些檢測器在圖4中用編號10a、10b和11a、11b以及12a、12b表示。各分隔線在信息平面1中平行于各紋道2延伸。三個(gè)光束在檢測器上形成的光點(diǎn)在圖4中用編號19、20和21表示。三個(gè)光束按推挽原理加以檢測。為此，檢測系統(tǒng)10中加了一個(gè)推挽放大器28，該放大器產(chǎn)生推挽信號Pa，這是兩半檢測器10a和10b的各信號之間的信號差。同樣，推挽放大器29和30分別產(chǎn)生檢測系統(tǒng)11和12的推挽信號Pb和Pc。從下列運(yùn)算式可以得出表示跟蹤誤差x的信號EtpEtp＝2TPc-(Pa+bPb) (15)電路33將信號Pc乘以恒定系數(shù)2T(見(7)式)。若跟蹤光束5和6的光點(diǎn)19和20其強(qiáng)度不等，則必須在電路34中將信號Pb乘以常數(shù)b(見(14)式)。在放大器35中，從電路33的輸出信號減去推挽放大器28和電路34的輸出信號。放大器35的輸出信號為跟蹤誤差信號ETP。與(6)式中的Et值一樣，Etp的值與入射到檢測系統(tǒng)10上的光強(qiáng)Ia有關(guān)。這時(shí)，可以按Et相同的方式對控制信號Ept進(jìn)行歸一化。為此，分別由求和放大器36、37和38從檢測系統(tǒng)10、11和12的信號產(chǎn)生和值信號Sa、Sb和Sc。光點(diǎn)19和20的強(qiáng)度不等時(shí)，電路24將Sc乘以恒定系數(shù)-2Tcosφ，電路25將信號Sb乘以常數(shù)b。求和放大器26將來自求和放大器36和電路24和25的信號加到所要求的參考信號Sr上。歸一化電路27將跟蹤誤差信號Etp除以參考信號Sr，并將其結(jié)果乘以參考電壓。歸一化電路的輸出信號為經(jīng)歸一化電路27將跟蹤誤差信號Etp除以參考信號Sr，并將其結(jié)果乘以參考電壓。歸一化電路的輸入信號為經(jīng)歸一化的跟蹤誤差信號Etp′，可供跟蹤伺服系統(tǒng)用。
參考信號Sr可以用來對所有可從檢測系統(tǒng)10、11和12獲得的控制信號進(jìn)行歸一化。有待歸一化的控制信號的另一個(gè)例子是聚焦誤差信號。圖5示出了可用以按從美國專利4，023，033知道的散光法獲取聚焦誤差信號的電路。為此，將檢測系統(tǒng)12劃分成四個(gè)象限12a、12b、12c和12d。兩個(gè)求和放大器39和40分別將象限12a、12c和12b、12d各自的檢測器信號加起來。推挽放大器41從兩個(gè)求和放大器的輸出信號產(chǎn)生聚焦誤差信號Ef。在如圖4中的那種分隔檢測系統(tǒng)10、11和12的情況下，可以按圖3同樣的方式產(chǎn)生參考信號。圖5示出了另一種方案，其中求和放大器42將求和放大器39和40的輸出信號加起來產(chǎn)生信號Sc。歸一化電路43將聚焦誤差信號Ef除以參考信號Sr，再將其結(jié)果乘以參考電壓。歸一化電路的輸出信號是經(jīng)歸一化的聚焦誤差信號Ef′可供聚焦伺服系統(tǒng)用。
用付科(Foucault)法或刃緣法(此法本身可從美國專利4，533，826中了解到)獲取的聚焦誤差信號也可用所述信號Sr進(jìn)行歸一化。和圖5的檢測系統(tǒng)12一樣，付科法中的檢測系統(tǒng)也劃分成四個(gè)部分，但這四個(gè)部分不是四個(gè)象限，而是四個(gè)并列的長條。這時(shí)，產(chǎn)生Sr所需的信號Sc為四個(gè)部分檢測器信號的和。
從英國專利說明書1，490，726可以知道產(chǎn)生紋道損傷信號的方法。這個(gè)信號特別是用以確定主光點(diǎn)16是在跟蹤誤差信號Et越過哪一處零點(diǎn)時(shí)出現(xiàn)在紋道上，在越過哪一個(gè)零點(diǎn)時(shí)正好處在兩個(gè)紋道之間，并用以確定主光點(diǎn)16是否錯(cuò)過了該紋道。紋道損傷信號E1按下面與φ無關(guān)的式子產(chǎn)生E1＝2TSc-(Sa+bSb) (16)圖6示出了(16)式的運(yùn)算電路。求和放大器22產(chǎn)生信號Sc，在電路44中，將信號Sc除以恒定系數(shù)2T。若光點(diǎn)19和20的強(qiáng)度不等，可以在電路25中將檢測系統(tǒng)11的信號Sb乘以恒定系數(shù)b。然后，放大器45從電路44的信號減去信號Sa和來自電路25的信號，由此產(chǎn)生信號E1。參考信號按例如圖3同樣的方式產(chǎn)生。歸一化電路46將紋道損傷信號E1除以參考信號Sr。輸出信號E1′是經(jīng)歸一化的紋道損傷信號，可供確定紋道是否損傷之用。
參考信號還可用以對位置信號進(jìn)行歸一化。位置信號可以是例如物鏡9橫向位置的量度，或是某一可傾側(cè)的鏡子在這樣的光束光路中位置的量度，該光束可用以細(xì)調(diào)主光點(diǎn)16相對于待掃描的紋道的橫向位置。這個(gè)位置可能很重要，因?yàn)樗刮覀兛梢钥刂粕鲜鑫恢?，從而確定光束是如何橫掃光學(xué)系統(tǒng)的。妥善控制時(shí)可以照顧到使該光束在中心處橫掃掃描頭的光學(xué)系統(tǒng)，從而將光束中的光學(xué)色差減小到最小程度。位置信號Ep是通過下列諸推挽信號的組合獲得的Ep＝2TPc+Pa+bPb (17)若跟蹤光點(diǎn)14和15彼此的橫向間距為全紋道間距，則Ep會(huì)與x無關(guān)，因而不因各紋道而轉(zhuǎn)變。若用例如可傾側(cè)的鏡子控制主光點(diǎn)16的橫向位置，則信號Ep提供有關(guān)該鏡子傾斜程度的信息。(16)式的加法可在圖7所示的信號處理電路的實(shí)施例中實(shí)施。該電路包括求和放大器47，由該放大器將推挽放大器28和電路33和34的輸出信號都加起來。歸一化電路48將位置信號Ep除以參考信號Sr。輸出信號Ep′是經(jīng)歸一化的位置信號，可供控制物鏡或該鏡子的位置用。
歸一化電路27、43、46和48的輸入信號其值的差別可能很大。書寫信息平面時(shí)，輸入信號有時(shí)比讀取信息平面時(shí)大10倍，這是因?yàn)榧す馄餍栌玫墓β蚀蟆Ｒ虼?，歸一化電路的動(dòng)態(tài)范圍必須大，從而使電路的花費(fèi)大。若兩個(gè)輸入信號個(gè)個(gè)都通過放大作用可調(diào)的放大器，則可以采用動(dòng)態(tài)范圍和花費(fèi)都較小的歸一化電路，如德國專利申請3743884所述的那樣。調(diào)節(jié)兩個(gè)放大器的放大作用，使其在書寫時(shí)低，在讀出時(shí)高，可以使歸一化電路的各輸入端接收其值再也不再相差得如此之大的信號。
上述產(chǎn)生跟蹤誤差信號、聚焦誤差信號、紋道損傷信號和位置信號并將這些信號歸一化的方法可以單獨(dú)使用，必要時(shí)也可以組合起來使用。此外，還可以只采用兩個(gè)跟蹤光束來產(chǎn)生參考信號，例如只用主光束產(chǎn)生跟蹤誤差信號。
參考信號也可以用在缺陷鑒別電路中。缺陷可以是信息平面因例如在信息平面上蒸發(fā)的記錄層的凹凸不平而引起的局部變化。缺陷也可以是支撐信息平面且為光束光路的一部分的襯底中或襯底上的不規(guī)整情況;這些缺陷以信息平面的反射情況發(fā)生變化的形式出現(xiàn)在光學(xué)掃描裝置上。在以反射方式掃描信息平面的光學(xué)掃描裝置中，最常見的缺陷會(huì)降低反射光束的光強(qiáng)。這些缺陷會(huì)在短時(shí)間內(nèi)使跟蹤誤差信號和聚焦誤差信號的質(zhì)量降低到這樣的程度，以致使它們完全變得不可依賴，而且會(huì)把跟蹤和聚焦伺服系統(tǒng)引入歧途，可能使紋道損傷。在書寫期間，這甚至還可能使信息寫到毗鄰的紋道上去。一般推薦的掃描裝置的作用是使伺服系統(tǒng)處于抑制狀態(tài)，在該狀態(tài)下，各伺服系統(tǒng)由誤差信號控制，誤差信號的電平屬于在出現(xiàn)缺陷之前一瞬間的電平。各光點(diǎn)經(jīng)缺陷檢查合格之后，各檢測系統(tǒng)產(chǎn)生的誤差信號再輸入到伺服系統(tǒng)中。顯然，在某些情況下，為使光學(xué)掃描裝置正常工作，需要可靠檢測缺陷。檢測以反射的形式掃描信息平面的裝置時(shí)，可以采用檢測器信號Sc，并檢查該信號是否降到預(yù)定的電平以下(以下稱缺陷電平)，因?yàn)橛腥毕莩霈F(xiàn)時(shí)，從信息平面反射回來的光強(qiáng)下降。這類缺陷鑒別器有這樣的一個(gè)問題信號Sc的電平不僅受缺陷存在的影響，而且也受主光點(diǎn)相對于紋道中心線的位置的影響，從(2)式中可以看出這一點(diǎn)。在探索動(dòng)作過程中，Sc會(huì)按正弦變化，從而難以檢測可能會(huì)在探索過程中影響聚焦伺服動(dòng)作的那些缺陷。更嚴(yán)重的情況是，在跟蹤過程中有機(jī)械干擾促使掃描頭偏離紋道。若主光點(diǎn)偏離寬紋道的中心線，則信號Sc會(huì)下降。缺陷鑒別器會(huì)將這個(gè)下降理解為缺陷，使伺服系統(tǒng)進(jìn)入抑制狀態(tài)。這時(shí)不是采取強(qiáng)勁的校正動(dòng)作來避免紋道損傷，而是指示徑向伺服系統(tǒng)，使其繼續(xù)處在錯(cuò)誤的紋道上。
上述問題的一個(gè)解決辦法是采用參考信號Sr而不采用Sc作為缺陷鑒別器的輸入。由于Sr不因各紋道而轉(zhuǎn)變，因而是監(jiān)視有無缺陷(特別是在偏離紋道期間)的可靠信號。圖8示出了缺陷鑒別器的一個(gè)實(shí)施例。舉例說，參考信號Sr是按圖3的電路同樣的方式產(chǎn)生的。比較器50將信號Sr與一個(gè)在電路51中設(shè)定在缺陷電平的信號相比較。若在能讀寫信息平面上的信息的掃描裝置中采用缺陷鑒別器，則上述比較必須就讀寫之間輻射電平方面的變化進(jìn)行校正。因此，電路52產(chǎn)生功率信號，這個(gè)信號表示二極管激光器的輻射電平，且與信息平面的反射情況無關(guān)。電路52可以是一個(gè)監(jiān)視二極管，它截住光源發(fā)出的一部分光，其輸出為所述功率信號。它也可以是二極管激光器的功率控制器，利用設(shè)定值控制激光器的功率電平;表示該設(shè)定值的信號和所述功率信號一樣也是一個(gè)輸出。參考信號的校正是在缺陷鑒別器的分支電路中進(jìn)行的。該分支電路53可以是圖8中所示的除法器53，它根據(jù)功率信號對參考信號進(jìn)行歸一化。分支電路也可以是電路51，因而它也根據(jù)功率信號以調(diào)節(jié)缺陷電平。在該情況下，無需使用除法器53。
比較器50的輸出可以例如用以使跟蹤或聚焦伺服系統(tǒng)進(jìn)入抑制狀態(tài)?？刂扑欧到y(tǒng)用的誤差信號在電路54中產(chǎn)生。該電路可以是圖3至7所示的任何電路。誤差信號借助于取樣保持(S/H)電路56加到伺服系統(tǒng)55上。S/H電路由比較器50的輸出所控制。若參考信號的電平高于缺陷電平，S/H電路就把誤差信號傳送到伺服系統(tǒng)。若參考信號的電平低于缺陷電平，則檢測出缺陷，同時(shí)S/H電路轉(zhuǎn)入抑制狀態(tài)。這就是說，S/H電路的輸出仍然處于電路在缺陷出現(xiàn)之前一瞬間取樣的誤差信號的電平。伺服系統(tǒng)促使信息層上的各光點(diǎn)盲目地繼續(xù)它們的行程。一旦缺陷通過各光點(diǎn)，比較器50再次將S/H電路56轉(zhuǎn)入傳送狀態(tài)，然后伺服電路55由誤差信號按正常方式控制。
上述產(chǎn)生信號的各電子電路僅僅是許多可能進(jìn)行相同功能的電路的一些例子。應(yīng)用上述歸一化方法的領(lǐng)域并不局限于上述四個(gè)例子，它包括三個(gè)檢測系統(tǒng)的檢測器信號所產(chǎn)生的所有控制信號。顯然，從以上的介紹也可以看出，缺陷鑒別器可用以保護(hù)掃描裝置中的任何電路，使其免受各缺陷的有害影響。本發(fā)明同樣適用于以透射方式掃描信息平面的裝置。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)掃描裝置，用以用光學(xué)的方法掃描具有許多紋道的信息平面，該裝置包括一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)，用以產(chǎn)生第一和第二跟蹤光束和一個(gè)主光束；一個(gè)透鏡系統(tǒng)，用以將該三個(gè)光束聚焦到信息平面上，在待掃描紋道的中心線兩側(cè)聚焦成兩個(gè)跟蹤光點(diǎn)；在所述紋道上聚焦成一個(gè)主光點(diǎn)；至少三個(gè)檢測系統(tǒng)a、b和c，用以接收來自信息平面的第一和第二跟蹤光束和主光束的光；和一個(gè)信號處理電路，用以從檢測信號Si獲取參考信號Sr，其中檢測器信號Si為入射到檢測系統(tǒng)i的總輻射能的量度，該光學(xué)掃描裝置的特征在于，信號處理電路按下式產(chǎn)生參考信號Sr，從而使參考信號不因各紋道而轉(zhuǎn)變Sr=Sa+Sb+c＊Sc其中c為等于-2Tcosφ的常數(shù)，φ=2πxo/q，xo為跟蹤光點(diǎn)與主光點(diǎn)之間的橫向間距，q為紋道間距，T為跟蹤光束與主光束之間的光強(qiáng)比，同時(shí)φ=π/2時(shí)，c等于0。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，xo＝1/4q，且信號處理電路將Sa和Sb加起來。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，xo＝1/2q，且信號處理電路將Sa、Sb和2T＊Sc加起來。
4.如以上任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，信號處理電路包括一個(gè)乘法電路，用以將信號Sa和Sb與另一個(gè)常數(shù)相乘起來，所述另一個(gè)常數(shù)與跟蹤光束強(qiáng)度的比值有關(guān)。
5.如以上任一權(quán)利要求所述的裝置，包括一個(gè)歸一化電路，用以對獲自檢測系統(tǒng)的信號、用以確定主光點(diǎn)位置的控制信號進(jìn)行歸一化，其特征在于，歸一化電路的輸入光端與信號處理電路提供參考信號Sr的輸出端相連接。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，控制信號是個(gè)跟蹤誤差信號，且有一個(gè)歸一化電路根據(jù)參考信號對跟蹤誤差信號進(jìn)行歸一化。
7.如權(quán)利要求5或6所述的裝置，其特征在于，控制信號是個(gè)聚焦誤差信號，且有一個(gè)歸一化電路根據(jù)參考信號對聚焦誤差信號進(jìn)行歸一化。
8.如權(quán)利要求5、6或7所述的裝置，其特征在于，控制信號是個(gè)紋道損傷信號。且有一個(gè)歸一化電路根據(jù)參考信號對紋道損傷信號進(jìn)行歸一化。
9.如權(quán)利要求5、6、7或8所述的裝置，其特征在于，控制信號是表示元件位置的位置信號，用該元件可以調(diào)整主光點(diǎn)相對于各紋道的橫向位置，且有一歸一化電路根據(jù)參考信號對位置信號進(jìn)行歸一化。
10.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的裝置，其特征在于，該裝置包括一個(gè)缺陷鑒別器，用以檢測信息平面的反射偏差，且缺陷鑒別器的輸入端與信號處理電路提供參考信號Sr的輸出端相連接。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，缺陷鑒別器包括一個(gè)分支電路，分支電路的輸入端接收表示三個(gè)光束中的輻射能的信號，以便使缺陷鑒別器不受所述輻射能的影響。
全文摘要
一種掃描裝置，該掃描裝置有一個(gè)光學(xué)掃描頭，用以借助于三個(gè)光束掃描信息平面(1)上的紋道(2)。各光束由分立的檢測系統(tǒng)(10，11，12)檢測。由一個(gè)特殊的電子電路(22，24，25，26)從檢測器信號獲取新的參考信號Sr。光束的控制信號獲自檢測器信號，可用檢測器信號進(jìn)行歸一化，使光速的強(qiáng)度再也不會(huì)影響控制信號的值。附圖示出了用除法電路(27)產(chǎn)生參考信號和對跟蹤誤差信號Et進(jìn)行歸一化的情況。參考信號可用以檢測信息平面中的反射誤差。
文檔編號G11B7/09GK1066734SQ9210346
公開日1992年12月2日 申請日期1992年5月7日 優(yōu)先權(quán)日1991年5月10日
發(fā)明者J·L·巴克斯 申請人:菲利浦光燈制造公司