[发明专利]确定传感器方向的方法

说明书

本发明涉及一种确定传感器方向的方法，该方法确定传感器以什么方向穿越记录媒介上的指示信号或数据轨道，从而产生第一误差信号和相对于第一误差信号有相移的第二误差信号。

例如CD唱机、视盘机、可写入式光盘机以及磁光记录/重放装置中都装有光传感装置。

光传感器的构造与功能在《电子元件及应用》杂志第六卷第四号（1984）的第209-215页中有描述。

透镜将从激光二极管发出的光束聚集到CD盘上，从那儿再将激光束反射给一个光检测器。从光检测器的输出信号中得到储存于CD盘的数据以及用于聚光及用于轨道调整电路的实际（反馈）值。在上述文献中，将反馈值对用于聚光调整电路的基准值的偏离量称为聚光误差，而反馈值对用于轨道调整电路的基准值的偏离量称为径向跟踪误差。

一个线圈作为调整单元（控制元件）用于聚光调整电路，一个物镜能够沿光轴在线圈的磁场中移动。通过移动物镜，聚光调整电路 使得激光二极管发出的光束总能聚集到CD盘上。采用轨道调整电路（通常称之为径向驱动机构），使光扫描装置相对于CD盘径向移动。因而，可以沿CD盘的螺线形数据轨道引导光束。

在某些装置中的径向驱动机构包括一个粗略驱动机构和一个精密驱动机构。粗略驱动机构设计为诸如一根心轴的形式，它沿径向移动包含有激光二极管、透镜、棱形分光器以及光检测器的整个光传感装置。精密驱动机构既可以使激光束沿径向移动，又可以使其倾斜一个规定的角度。因而采用精密驱动机构，能使光束沿CD盘的一个半径方向，微微前移大约1mm。

为了毫无损失地重现数据，即视盘机中的图象和声音，或仅仅CD唱机中的声音，或磁光盘中的数据，除了准确地将光束聚集于盘上以外，还需要精确引导沿盘的数据轨道。

图1示出了CD唱机的光传感装置的光检测器PD，其中，三个激光束L1、L2和L3聚焦到CD盘上。激光束L2和L3是+1和-1阶的衍射光束。在上面引用的文献中，这种传感装置称为三束传感器，因为它用三束光工作。

光检测器包括四个正方形光二极管A、B、C和D，它们排列成一个方阵。在该由四个光二极管A、B、C、D形成的方阵前面是一个矩形光二极管E，而在其后面是另一个光二极管F。中间的激光束L1，被聚集在光二极管A、B、C和D上，产生一个数据信号HF＝AS+BS+CS+DS以及一个聚光误差信号FE＝（AS+CS）-（BS +DS）前面靠外的光束L3照在光二极管E上，后面靠外的光束L2照在光二极管F上，并且这两束靠外部的激光束L2和L3产生一个跟踪误差信号TE＝ES-FS。AS、BS、CS、DS、ES和FS分别是光二极管A、B、C、D、E和F的光电压。

在图1中，当中的激光束L1精确地对准一条轨道S的中央，并且跟踪误差信号TE的值为零：

TE＝ES-FS＝O

当中间的光束偏离轨道S的中央时，一条衍射光束将移向轨道的中央，而另一条衍射光束将照射在两条轨道S之间的一个区域。然而，由于轨道与中间区域的反射特性彼此不同，所以一条衍射光束将比另一条受到更强的反射。

在图2中，激光束L1，L2和L3从轨道S向右方偏移。假定跟踪误差信号为负值：

TE＝ES-FS＜O

轨道调整电路的控制单元，现在要将光传感装置向左移，直到跟踪误差信号TE变为零。

在相反的情况下，当激光束从轨道向左方偏移，则跟踪误差信号变为正值：

TE＝ES-FS＞O

轨道调整电路的控制单元，现在将光传感装置向右移，直到跟踪误差信号TE变为零，见图3所示。

如果光束L1和与其连带的衍光束L2，L3扫过几条数据轨道，假定跟踪误差信号的波形为图4所示的正弦波。

日本专利公开6010429介绍了一种轨道调整电路，用该电路在HF信号的上、下包络线上判别光束是否扫过数据轨道。如果该光束扫过了几条数据轨道，则HF信号在两条轨道之间被均匀分开。

为了确定光束扫过的轨道的数目，产生了HF信号的包络线，并将其转变成一个方波信号，该方波信号送至一个双向计数器的计数器输入端，用该双向计数器对HF的无信号区计数。

为确定光束径向向里或向外运动的方向，需要一种称之为“定向逻辑电路”的电路，该电路测定跟踪误差信号TE和HF信号包络线之间的相位移。相位移为+90°或-90°，这取决于光束移动的方向。然而，只有当光束移动相对慢时，这两个值才有效，如以下所要描述的那样。