CN100354946C - 调节跟踪扫描装置的方法和用于此的驱动器 - Google Patents

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Abstract

建议一种用于调节跟踪驱动器的扫描装置、尤其是写入/读出头的方法，和建议存储介质的一种具有扫描装置的驱动器。此时，将所述扫描装置相对于被插入所述驱动器中的存储介质的一种测量位置与一种给定的位置进行比较。根据所述的比较结果产生一个执行元件信号。在所述的至少一个执行元件的一种移动方向上测量作用到所述扫描装置上的加速度。从所测量的加速度中推导出一种电修正信号，并输送给所述的至少一个执行元件和与所述的执行元件信号进行逻辑连接，其中，如此地控制所述的执行元件，使得在所述给定位置的方向上移动所述的描扫装置，以及使得它反作用于所述的作用到扫描装置上的加速度。由此能实现改善地调节扫描装置的定位。

Description

调节跟踪扫描装置的方法和用于此的驱动器
技术领域
本发明涉及一种用于调节跟踪扫描装置的方法和一种用于此的驱动器。
背景技术
从DE 196 42 343中公开了一种方法，此方法用于调节扫描装置的、为读出数据而指向旋转记录载体的光束至记录载体上的聚焦，并用于通过各自一个调节电路调节光束沿记录载体的数据道的导向。此时，譬如安排了一种含有功率放大器的道调节回路。一种用力FT在道平面中调定读出头物镜的调节位置的执行元件是与所述的功率放大器相连的。通过安装在读出头上的基准光电二极管测量所述物镜相对于光盘的位置。通过力对道平面中的物镜的作用来改变物镜离读出头的距离Y0。在一个第一累加点上，将一种通过距离Y0的变化所引起的位置干扰与所有在物镜相对于光盘运动的道平面中的位置干扰参量一起累加。从中产生一种在道平面中的道调节的总位置误差ΔY。位置传感器将所述的总位置误差ΔY转换成电的位置误差信号TE。在一个第二累加点上，将源自于光盘上损伤的和干扰道平面中的位置确定的寄生信号ET与所述的位置误差信号TE叠加。将所产生的信号VT输送到道调节的修正网络上。此处涉及一种其功能是滤波器功能的电子电路，而所述的功能必须保证调节的稳定性和静态与动态的精度。然后将所述修正网络的输出信号输送到功率放大器上。通过这种调节回路可以将所述的读出头定位到光盘表面上的某个道上。此外可以补偿同心度、光盘驱动器部件的支承、或制造方面的误差。最后可以补偿读出头相对于光盘的、由譬如象振动的外部加速度所引起的定位误差。
发明内容
根据本发明的用于调节跟踪存储介质的驱动器的扫描装置、尤其是写入/读出头的方法，其中，将所述扫描装置相对于被插入到所述驱动器中的存储介质的一种测量位置与一种给定的位置进行比较，并且根据所述的比较结果产生一个执行元件信号，使得在所述给定位置的方向上移动所述的扫描装置，在所述的执行元件的一种运动方向上测量作用到所述扫描装置上的外部加速度，并从所测量的加速度中推导出一种电修正信号，并输送给所述的执行元件且与所述的执行元件信号进行逻辑连接，其中，如此地控制所述的执行元件，使得在所述给定位置的方向上移动所述的扫描装置，和使得它反作用于作用到所述扫描装置上的加速度，其中采用所述的执行元件作为加速度传感器。
优选地，通过加速度传感器在所述的执行元件的运动方向上测量所述的作用到所述扫描装置上的加速度。
根据本发明的存储介质的驱动器，具有一种用于扫描放入所述驱动器中的存储介质的扫描装置，尤其是一种写入/读出头，具有至少一个用于测量所述扫描装置相对于被插入到所述驱动器中的存储介质的位置的位置传感器，具有一种用于将所测量的位置与一种给定位置进行比较的第一比较装置，和具有由所述第一比较装置根据所述的比较结果如此地控制的执行元件，使得在所述给定位置的方向上移动所述的扫描装置，其中，所述的驱动器包括测量加速度的装置，由该装置在所述的执行元件的运动方向上测量所述的作用到所述扫描装置上的加速度，从所测量的加速度中推导出一种电修正信号，并输送给所述的执行元件，其中，通过所述的电修正信号如此地控制执行元件，使得它反作用于所述的作用到所述扫描装置上的加速度，其中，所述的执行元件被用作该测量所述加速度的装置。
优选地，所述的用于测量所述加速度的装置包括所述的至少一个执行元件。
有利地，所述的至少一个执行元件包括一种布置在磁场中的，与所述扫描装置相连的活动线圈，使得所述的活动线圈在扫描装置加速时在所述的磁场中运动，其中，感应出一种线圈电流；所述的驱动器包括一种第二比较装置，所述的第二比较装置从施加在所述线圈上的总电压中减去由执行元件模拟器所接收的线圈电压，从而得到所感应的线圈电压，并从所感应的线圈电压中推导出所述的修正信号，并输送给所述的至少一个用于补偿加速度的执行元件。
另外，所述的第二比较装置可以从施加在所述线圈上的总电压中减去通过执行元件的控制而施加在所述线圈上的电压，并以此方式提取所述的由加速度感应出的线圈电压。
以上按本发明的用于调节跟踪扫描装置的方法和按本发明的用于存储介质的驱动器相对于此具有以下的优点，即在所述的至少一个执行元件的一种运动方向上测量作用到所述扫描装置上的加速度，并从所测量的加速度中推导出一种修正信号，并输送给所述的至少一个执行元件，其中，通过所述的修正信号如此地控制所述的执行元件，使得它反作用于所述的作用到扫描装置上的加速度。以此方式能够及早补偿所述的作用到扫描装置上的加速度，而不必等候加速度对扫描装置相对于存储介质的定位产生作用。然后可以用较微小的环路增益运行一种用于调节相对于存储介质的扫描装置位置的位置调节回路，因为不必将它采用于抑制譬如由于振动而造成的外部加速度的影响。一种低的环路增益因而是受欢迎的，因为存储介质表面上的损伤可能导致扫描装置的定位调节的失真。这些失真的信号则会转换成执行元件的一种有误差的控制信号，由此导致扫描装置的错误定位，并因此导致存储介质再现时或写入时的功能干扰。在较低的环路增益时，可以在其作用方面降低由于存储介质表面损伤造成的错误定位和功能干扰。
采用所述的至少一个执行元件作为加速度传感器是特别有利的。以此方式可以显著降低实现本发明方法和本发明驱动器的构件花费，因为可以一同使用已经存在的用于加速度测量的组件，由此提高了组件的功能性。
附图说明
在附图中示出了和在以下的说明中详述了本发明的实施例。所展示的：
附图1为现有技术存储介质的一种驱动器的方框电路图，
附图2为在一种第一实施形式中的一种本发明驱动器的方框电路图，
附图3为在一种第二实施形式中的一种本发明驱动器的方框电路图，和
附图4为按本发明的一种执行元件的方框电路图。
具体实施方式
附图1中5表示存储介质10的一种驱动器。所述的存储介质10可能涉及一种光学的、磁性的、或磁光的存储介质。如果将存储介质10构成为光学的存储介质，它则可能譬如涉及一种光盘、一种DVD(数字通用盘)、或一种CD-ROM。如果将存储介质10构成为磁光的存储介质，它则可能譬如涉及一种尤其是MD(微型盘)形式的MOD(磁性光盘)。所述的驱动器5包括一种用于在存储介质10上读出和/或写入数据的扫描装置1。此时，为了扫描光学存储介质，可以将所述的扫描装置1譬如构成为借助激光束扫描存储介质10的光学写入/读出头，其中，所述的存储介质10构成为以所谓的数据道来存储其数据的光学存储介质。所述的扫描装置1却可以譬如构成为磁性的写入/读出头，用于扫描磁性的存储介质10。
通过譬如由于振动造成的驱动器5的外部加速度，影响了扫描装置1相对于存储介质10的位置，使得出现错误扫描。此时，可能在任意方向上出现所述的加速度。在一种板状构成的存储介质10上，譬如可能出现其方向位于存储介质10平面中的加速度，以及其方向垂直于存储介质10平面的加速度。以下应示范性地假设，在这种板状存储介质10上光学地存储了数据，并由所述的用于读出和/或写入存储介质10的扫描装置1通过将激光束聚焦到存储介质10的一种道上来进行存储介质10的扫描。其方向位于存储介质10平面中的加速度则可能在扫描过程中导致道损失，而其方向垂直于存储介质10平面的加速度可能导致通过扫描装置1错误地聚焦存储介质10的所扫描的道。可以将道调节回路用于撤消所述的道损失，而可以将焦距调节回路用于撤消错误聚焦。以下将借助一种焦距调节回路70示范性地说明本发明，所述的焦距调节回路70可以撤消由垂直于存储介质10平面的加速度引起的错误聚焦，但也可以以相应的方式将其转用到一种用于撤消由外部加速度引起的道损失的道调节回路上。
此时，附图1中以简化的形式示出了所述的焦距调节回路70，并且它代表所说明的涉及调节焦距调定的现有技术。此时，由一种位置传感器50测量扫描装置1相对于被装入驱动器5中的存储介质10的位置，所述的位置传感器50可以为此目的譬如包括一个或多个譬如可以安装在扫描装置1上的光电二极管。所述的位置传感器50以此方式求出在垂直于存储介质10平面的方向上的，在扫描装置1和存储介质10之间的间距。以此方式测出的间距是一种实际值。如果所述的在垂直于存储介质10平面的方向上的，在扫描装置1和存储介质10之间的间距相当于一个给定的理论值75，通过扫描装置1来聚焦存储介质10的数据道则是无差错的。通过所述的焦距调节回路70应使所测量的实际值跟踪给定的理论值75，以便保证一种尽可能无差错的聚焦。由于譬如象在行驶汽车中运行时出现的驱动器5的振动，使所述的驱动器5加速。此时，当加速度在垂直于存储介质10平面的方向上作用到驱动器5上时，通过存储介质10和扫描装置1的不同的质量和弹簧常数，将导致在这种方向上的扫描装置1离所述存储介质10的间距的变化。因此导致实际值偏离理论值75。所述的位置传感器50将电实际值信号形式的所求出的实际值转送到一种第一逻辑连接装置25上。在所述的第一逻辑连接装置25中，从一种由理论值75推导出的电理论值信号中减去所述的电实际值信号。所形成的差值信号是一种电的焦距位置误差信号，并输送给一种第一滤波器60。所述第一滤波器60的功能在于，必须保证焦距调节的稳定性和静态与动态的精度。一种输送给放大器55的相应滤波的电焦距位置误差信号则施加在第一滤波器60的输出端上。一种输送给执行元件15的相应用放大器55的增益放大的，已滤波的电焦距位置误差信号则施加在放大器55的输出端上。所述的执行元件15是机械地与扫描装置1相连的，并从象以上那样处理过的电焦距位置误差信号中推导出一种垂直于存储介质10平面的方向上的力，此力反作用于由加速度引起的实际值离理论值75的偏差，并如此地移动扫描装置1，使得垂直于存储介质10平面的方向上的在扫描装置1和存储介质10之间的间距与理论值75相匹配。
焦距调节回路70使实际值跟踪理论值75的速度依赖于在焦距调节回路70中存在的总增益的高度，这种增益也称为环路增益。譬如可以通过放大器55增益的相应调节来改变它。所述的环路增益越高，实际值则越迅速地跟踪理论值75。
存储介质10常常在其要扫描的表面上具有损伤，该损伤使在垂直于存储介质10平面的焦距方向上的位置测量失真，并因此提供有差错的实际值。在此情况下形成一种在第一逻辑连接装置25输出端上导致失真的电焦距位置误差信号的，相应失真的电实际值信号。因此，由放大器55输送给执行元件15的，也称为执行元件信号A的信号是失真的。这则最后导致扫描装置1的错误定位，并在通过扫描装置1扫描存储介质10时可能有功能干扰的后果。高的环路增益有利于扫描装置1的这种错误定位，因为不依赖于所测量的实际值是否正确或有差错，这种环路增益将保证所测量的实际值迅速跟踪到给定的理论值75上。
环路增益的选择因此迄今是一种在使所测量的实际值尽可能迅速跟踪到给定的理论值75上，和避免扫描装置1由于过于迅速跟踪而造成的错误定位之间的折衷。
附图2中示出了一种按本发明驱动器5的一种第一实施形式。此时，相同的参考符号表示象附图1中的相同元件。此时，如下来补充从附图1中公开的焦距调节回路70：安排了一种测量作用到驱动器5上的加速度的加速度传感器20，这些加速度出现在执行元件15可以沿其移动扫描装置1的，即垂直于被插入驱动器5中的存储介质10平面的方向上。根据驱动器5、扫描装置1和存储介质10的已知的质量和弹簧常数，所述的加速度传感器20可以从所测量的加速度中推导出一种电修正信号K，这种修正信号K应该用来避免或补偿由于这些加速度而出现的、在垂直于存储介质10平面方向上的、在扫描装置1和存储介质10之间的间距离给定理论值75的偏差。此时，给一种满足象第一滤波器60那样功能的第二滤波器65输送所述的电修正信号K。已相应滤波的修正信号则施加在第二滤波器65的输出端上，给一种在第一滤波器60和放大器55之间的逻辑连接元件80输送了这种修正信号。此时，所述的逻辑连接元件80将所滤波的修正信号与所滤波的焦距位置误差信号叠加，并将如此地形成的总和信号转送到放大器55上。所述的放大器55以所说明的方式放大这种总和信号，并将放大的总和信号作为执行元件信号A转送到执行元件15上。然后通过执行元件信号A的、基于修正信号K的分量，由执行元件15以一种方式在垂直于存储介质10平面的方向上移动所述的扫描装置1，以这种方式反作用于所述作用到驱动器5上的加速度对垂直于存储介质10平面方向上的、在扫描装置1和存储介质10之间间距的影响，使得在很大程度上避免由于这些加速度造成的实际值离理论值75的偏差。
因此在很大程度上避免了由于作用到驱动器5上的加速度造成的，扫描装置1相对于存储介质10的错误定位。所述的焦距调节回路70因此不必再补偿由于作用到驱动器5上的加速度造成的扫描装置1相对于存储介质10的错误定位，使得可以在同时高度抑制振动或加速度影响时，达到焦距调节回路70的一种与附图1装置相比为更低的环路增益，使得可以提高焦距调节回路70相对于存储介质10的损伤表面的容差。
附图3中示出了按本发明驱动器5的一种第二实施形式，其中，象附图2中那样，相同的参考符号表示相同的组件。此时，按附图3如下来改变从附图2中公开的装置：按附图3，一种第二比较装置40代替加速度传感器20将修正信号K提供到第二滤波器65上。此时，所述的第二比较装置40将执行元件15的电输出信号Ug与执行元件模拟器90的电输出信号Us进行比较。此时，给执行元件模拟器90同样象给执行元件15那样输送放大器55的输出信号。此时，也象在附图2的第一实施形式中那样通过逻辑连接装置80将由第二滤波器65所滤波的修正信号与第一滤波器60的输出信号相加地叠加，并将如此地形成的总和信号输送给放大器55。此外，第二实施形式的焦距调节回路70的构造相当于附图1的焦距调节回路70的构造。附图4中现在稍微详细地示出了所述的执行元件15。它包括一种控制磁场30中的线圈35的控制装置85。所述的装入到磁场30中的线圈35也称为活动线圈。此时，给控制装置85输送来自放大器55的执行元件信号A。附图4中更准确地示出了执行元件15的组成部分。此时，所述的控制装置85从执行元件信号A中导出一种流过线圈35的线圈电流S。此时，扫描装置1与线圈35机械式地固定相连。线圈35在磁场30中的运动因此导致扫描装置1的相应运动。此时，如此地布置磁场30和线圈35，使得所述的线圈在有电流时随着扫描装置1在垂直于存储介质10平面的方向上运动。所述的执行元件模拟器90在功能上相当于所述的控制装置85，并从执行元件信号A中导出一种由线圈电流S中产生的线圈电压US，并将此线圈电压US输出到第二比较装置40上。所述的控制装置85从执行元件信号A中导出一种线圈电流S，这种线圈电流S适合于如此地在垂直于存储介质10平面的方向上移动磁场30中的线圈35和因此移动扫描装置1，使得扫描装置1和存储介质10之间的间距在此方向上近似或跟踪给定的理论值75。
通过磁场30中线圈35的所述布置及其与扫描装置1的机械连接，也可以将所述的线圈35用作扫描装置1在垂直于存储介质10平面的方向上运动的传感器。在此情况下也就是在线圈35中感应出一种线圈电流S′。此时，所述的线圈电流S′是扫描装置1的加速度依赖于作用到驱动器5上的加速度的一种量度，因为所述的线圈35是与扫描装置1的弹簧质量系统和它在驱动器5中的悬挂相连的。此时，由于磁场30中线圈35的所述布置只能检测在相同方向上出现的加速度，在这种方向上也可以通过执行元件15调节扫描装置1的位置。不位于垂直于存储介质10平面的方向上的、扫描装置1的加速度和因此线圈35的加速度在线圈35中不感应出电流。
通过扫描装置1的加速度在线圈35中感应的电流S′与由控制装置85提供的线圈电流S叠加成线圈总电流Sg，从此线圈总电流Sg中产生线圈35上的线圈总电压Ug。此时，由第二比较装置40测量所述的线圈总电压Ug。所述的第二比较装置40则从线圈总电压Ug中减去由执行元件模拟器90所接收的线圈电压US。在线圈35上，由于由执行元件模拟器90所提供的线圈电压US是单独由于由控制装置85提供的线圈35上的线圈电流S而产生的那种电压，因此通过在第二比较装置40中的所述的电压相减，便获得单独由于线圈35上感应的线圈电流S′而产生的感应电压U′。象感应的线圈电流S′那样，所述的感应电压U′则是一种垂直于存储介质10平面的方向上的、作用到扫描装置1上的加速度的量度。根据扫描装置1和它在驱动器5中的悬挂的已知弹簧质量系统，可以从根据感应电压U′所求出的扫描装置1在垂直于存储介质10平面的方向上的加速度中求出驱动器5在垂直于存储介质10平面的方向上的加速度。从驱动器5的这些加速度中，和从放入驱动器5中的存储介质10的已知弹簧质量常数中，则可以推导出修正信号K，该修正信号K应以按附图2的第一实施形式所说明的方式防止或补偿扫描装置1在垂直于存储介质10平面的方向上离存储介质10的、根据驱动器5的加速度而可预期的偏差。
因此由放大器55、执行元件模拟器90、执行元件15、第二比较装置40、第二滤波器65和逻辑连接装置80形成一种在焦距调节回路70之内的一种第二调节回路95。
已借助于在垂直于存储介质10平面的方向上的、在扫描装置1和存储介质10之间的间距的调节说明了本发明。附加于或替代所说明的焦距调节，可以以相应的方式实现在存储介质10平面内的一种方向上的调节。此时，在存储介质10平面内的方向上的调节称为道或跟踪调节。此时，用于调节扫描装置1位置的可能方向的数目相当于由驱动器5和布置在其中的组件组成的总系统的自由度数目。对于每种在其中应调节扫描装置1位置的方向，可以按本发明安排一种按第一或第二所述的实施形式的调节装置。此时，在这些调节装置的每一种中，仅在相应调节装置的执行元件可以在其中改变扫描装置1位置的方向上测量扫描装置1或驱动器5的加速度。此时，对于每种可能的调节方向，譬如以第二实施形式的对各自所需调节装置或调节回路而安排的执行元件的形式，可以安排一种相应的加速度传感器以求出驱动器5或扫描装置1在这种调节方向上的加速度。
在第一实施形式中所述的加速度传感器20测量作用到驱动器5上的加速度，其中，通过获知扫描装置1的质量和弹簧常数可以间接求出扫描装置1由此产生的加速度。可是也可以象在第二实施形式中那样，在第一实施形式中也考虑通过加速度传感器20直接测量作用到扫描装置1上的加速度，并从中以第二实施形式所说明的方式求出作用到驱动器5上的加速度和作用到存储介质10上的加速度，使得所形成的修正信号K在通过第二滤波器65和放大器55的电处理之后如此地控制执行元件15，使得它基本上防止扫描装置1在相应的方向上离存储介质10的间距偏离相应给定的理论值。
控制装置85的内电阻和执行元件模拟器90的内电阻必须分别大于零，以便防止由作用到扫描装置1上的加速度所感应的电压U′在线圈35上短路。这可以用如下方式得到保证，即将线圈35与一种电阻串联，以便防止执行元件模拟器90和控制装置85的零值内电阻。此时，所述的电阻可以譬如为线圈35的线圈电阻值的约5-10％。

Claims (6)

1.用于调节跟踪存储介质(10)的驱动器(5)的扫描装置(1)的方法，其中，将所述扫描装置(1)相对于被插入到所述驱动器(5)中的存储介质(10)的一种测量位置与一种给定的位置进行比较，并且根据所述比较结果产生一个执行元件信号，其中在所述执行元件(15)的一种运动方向上测量作用到所述扫描装置(1)上的外部加速度，并从所测量的加速度中推导出一种电修正信号，该推导出的电修正信号与所述执行元件信号相叠加，并且将由此得到的执行元件信号输送给所述执行元件(15)，其中，如此地控制执行元件(15)，使得在所述给定位置的方向上移动所述扫描装置(1)，并且反作用于作用到所述扫描装置(1)上的加速度，其特征在于，
采用所述执行元件(15)作为加速度传感器(20)。
2.按权利要求1的方法，其特征在于，通过加速度传感器(20)在所述执行元件(15)的运动方向上测量所述作用到所述扫描装置(1)上的加速度。
3.存储介质(10)的驱动器(5)，具有一种用于扫描放入所述驱动器(5)中的存储介质(10)的扫描装置(1)，具有至少一个用于测量所述扫描装置(1)相对于被插入到所述驱动器(5)中的存储介质(10)的位置的位置传感器(50)，具有一种用于将所测量的位置与一种给定位置进行比较的第一比较装置(25)，和具有由所述第一比较装置(25)根据所述比较结果如此地控制的执行元件(15)，使得在所述给定位置的方向上移动所述扫描装置(1)，其中，所述驱动器(5)包括测量加速度的装置(15；20)，由该装置在所述执行元件(15)的运动方向上测量所述作用到所述扫描装置(1)上的加速度，并从所测量的加速度中推导出一种电修正信号，该推导出的电修正信号与执行元件信号相叠加，并且将由此得到的执行元件信号输送给所述执行元件(15)，其中，通过所述电修正信号如此地控制执行元件(15)，使得它反作用于所述作用到所述扫描装置(1)上的加速度，其特征在于，
所述执行元件(15)被用作该测量所述加速度的装置(15；20)。
4.按权利要求3的驱动器(5)，其特征在于，所述用于测量所述加速度的装置(15；20)包括一个加速度传感器(20)。
5.按权利要求3或4的驱动器(5)，其特征在于，所述执行元件(15)包括一种布置在磁场(30)中的，与所述扫描装置(1)相连的活动线圈(35)，使得所述活动线圈(35)在扫描装置(1)加速时在所述磁场(30)中运动，其中，感应出一种线圈电流；所述驱动器(5)包括一种第二比较装置(40)，所述第二比较装置(40)从施加在所述线圈(35)上的总电压中减去由执行元件模拟器(90)所接收的线圈电压(US)，从而得到所感应的线圈电压，并从所感应的线圈电压中推导出所述电修正信号，并输送给所述用于补偿加速度的执行元件(15)。
6.按权利要求5的驱动器(5)，其特征在于，所述第二比较装置(40)从施加在所述线圈(35)上的总电压中减去通过执行元件(15)的控制而施加在所述线圈(35)上的电压，并以此方式提取因所述扫描装置(1)在所述磁场(30)中的加速度而在所述线圈(35)内感应出的线圈电压。
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