[发明专利]用于光学记录和重放系统的伺服控制技术

说明书

本发明涉及一种光学记录和重放系统，该系统在光学记录介质如光卡或类似介质上光学地记录或重放信息，更具体地说，涉及一种用于光学记录和重放系统的改进的伺服控制技术，其中，设置在光头中的用于将光束聚焦到光记录介质的信息记录表面的物镜被伺服控制，以控制在信息记录表面上的光点的跟踪和聚焦偏差。

通过相对光能如激光束的光轴，移动卡形光学记录介质(即，光卡)从而在该记录介质上记录和重放信息的光学记录和重放系统是众所周知的。由于计算机等的发展和广泛利用，光卡的广泛利用也被人们高度关注，因为光卡易于携带安全，尽管尺寸小，但却具有相对较大的存储容量，因此光卡具有广泛的应用领域，例如，在医疗机构作为病人诊断的记录介质。

已知光卡的一个典型的例子示于图4和图5，图4为已知光卡11的平面图，图5为图4中的光卡的放大尺寸的截面“A”。在这些图中，参考号12代表一个记录/重放区，13表示一个引导轨迹，14表示一个数据轨迹。在记录/重放区形成有一个记录层，该记录层例如由氯化银照相材料制成，作为基底材料。通过从光头当中向该记录层辐射适当能量的激光，在数据轨迹14中形成称为“凹坑”的光信息单位。在记录层上的激光束的辐射位置(激光点)通过沿着X轴方向(平行于光卡11的数据和导向轨迹的方向)相对光头移动光卡可被改变，以便形成对应于所希望的数字信息的所希望的排列形式的一系列凹坑。于是，通过在光卡11的记录层上写入和读取凹坑串，即可记录和重放所希望的数字信息。

为了在光卡11的数据轨迹14中形成凹坑串，通常利用驱动机构，如一个线性马达相对光头移动光卡11。但是，限于驱动机构的操作精度，现有技术的方法不能防止机械位置错误的发生，因此，凹坑不能准确地形成在位于导向轨迹13之间的数据轨迹14的中间。这样，所希望的信息难以准确地记录和重放。

为了克服上述缺点，将光点准确地定位在两个导向轨迹13的中间执行凹坑的记录和重放是绝对必要的。所以通常利用自动跟踪控制以试图补偿任何引起的机械位置错误。

自动跟踪控制通常是以所谓的“三束法”进行的，三束相互隔开一定距离的激光束从光头辐射出来，以中心激光束对应于数据轨迹14作为写入/读取激光束，而中心光束两侧的两个激光束(侧激光束)对应于数据轨迹14两侧的导向轨迹13作为跟踪光束。即，三束法测量从光卡11的两侧的激光束的各自的反射光，以便伺服控制辐射的光点位置，即跟踪光束以预定的位置关系准确地对应于导向轨迹13，于是，中央的读取和写入光束即可永远准确地定位在数据轨迹14的预定的中间部分。

此外，因为需要激光束稳定地聚焦在光卡11的记录层，在现有技术中，自动聚焦通常也被执行。

上述的自动跟踪和聚焦控制操作，是通过连续不断地分别在Y轴方向(横穿光卡11的数据和导向轨迹的方向)及在Z轴方向(即垂直于光卡11的记录/重放表面)，通过由跟踪线圈和聚焦线圈施加电磁力来驱动光头的物镜而进行的。由物镜对从光头辐射出的激光束在光卡11的记录层上聚焦，从而在记录层上形成光点(在上述的三束法的情况下为三个光点)。

图6和图7为现有技术当中用于自动跟踪和聚焦的伺服控制系统的例子。

更具体地说，图6和图7分别显示了传统的跟踪控制电路30a和30b，用于执行上述的自动跟踪控制的例子；图6示出了自动跟踪控制的基本电路结构，图7显示了在日本专利公开NO.HEI5—47895中公开的改进的技术。

首先，描述图6的跟踪控制电路30a。具有按预定方式设置的一对接收元件31a和31b的光检测器31被设置在光头内部，用于对从光卡反射的，并进入物镜的光进行光电转换。进入到光检测器31的上述的两个反射的跟踪光束分别由光接收元件31a和31b接收，对应于可能的跟踪误差的接收的光信号被从光接收元件31a和31b输出。该从光接收元件31a和31b输出的输出信号然后被送到差分放大器32，再由放大器32输出一个在馈入信号之间的差分信号并也送到一个加法放大器33，然后加法放大器输出一个馈入信号的和信号。该和信号被送入到除法电路34作为一个分母信号A。另一方面，差分信号被送入到除法电路34作为分子，并被所述规一的和信号除。

例如，当跟踪光点被准确地定位在光卡11的相应的导向轨迹13上时，差分信号的值为0或接近0，而和信号具有一个最大值。相应地，从除法电路34的输出信号的值为0或接近为0，这指示出激光点相对于导向轨迹13位于一个合适的位置。