CN1114771A - 光学拾取装置操作机构的聚焦伺服电路 - Google Patents

光学拾取装置操作机构的聚焦伺服电路 Download PDF

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Abstract

一种用于光学拾取装置操作机构的聚焦伺服电路，通过检测聚焦误差信号和聚焦伺服驱动信号的预定范围，准确快速地实施正常的聚焦操作，包括：零聚焦检测单元；零驱动信号检测单元和控制单元，用于根据零聚焦检测信号和零聚焦伺服驱动检测信号控制聚焦起始致能信号，从而开始此光学拾取装置操作机构的聚焦伺服。

Description

光学拾取装置操作机构 的聚焦伺服电路
本发明涉及一种用于光盘播放机中的光学操作机构的伺服装置，更具体地讲是涉及一种聚焦伺服电路，此电路用于光盘播放机中的光学拾取装置操作机构。
通常，用于重放诸如MD盘(Minidisc)或CD盘(compact disc)之类的光盘的光盘播放机采用一个光学拾取装置，以便准确地读出记录在光盘上的信息。这类光学拾取(Pick-Up)装置具有一个装备有物镜的光学拾取装置操作机构。光学拾取装置操作机构由伺服装置控制。根据伺服装置的控制，光学拾取装置操作机构执行聚焦操作和跟踪操作。光学拾取装置操作机构的物镜随光学拾取装置操作机构聚焦操作上下移动。
图1的示意图用于解释从激光束的产生至电流输出的激光束的移变过程，输出电流用于控制伺服装置的跟踪和聚焦操作。如图1所示，从激光二极管150中产生的激光束通过光栅透镜到达半透镜154。到达半透镜154的激光束通过光学操作机构的物镜66后照射到光盘156上。照射到光盘156上的激光束被反射，并再次通过物镜66到达半透镜154。从半透镜154反射的激光束的一部分照射到光电二极管10上。
此时，光电二极管10根据照射于其上的激光束输出电信号Ip。电信号Ip输入至光学拾取装置操作机构的伺服装置160。伺服装置160根据输入的电信号Ip输出跟踪和聚焦控制电流It和If。电流It和If加至光学操作机构的跟踪线圈和聚焦线圈(未示出)，从而使跟踪和聚焦操作由电流It和If控制。
图2的方框图用于描绘现有的光学拾取装置操作机构的聚焦伺服电路。如图2中所示，激光束通过光盘156和物镜66后到达光电二极管10。光电二极管10分成四个区域A、B、C和D。当电源加至光盘播放机时，光学操作机构8的聚焦伺服电路163随着微处理器5的工作输出聚焦伺服起始信号。聚焦伺服起始信号通过由开关控制单元165控制的开关单元6加至光学操作机构8的聚焦伺服驱动单元7。因此，光学拾取装置操作机构8执行聚焦操作，使物镜66上下移动。物镜66的这种上下移动由光电二极管10检测，从而输出聚焦误差信号FE。聚焦误差信号FE输入开关控制单元165，后者检测聚焦误差信号FE的过零。因为物镜66在过零检测时的聚焦误差信号FE的预定时间段内可线性控制，因此，开关控制单元165中断输出聚焦伺服起始信号并使聚焦误差信号FE能够从光电二极管10加至聚焦误差检测器11。所以，在检测到聚焦误差信号FE的过零后，聚焦伺服电路163执行光学拾取装置操作机构8的正常聚焦操作。
如上所述，在现有的光学拾取装置操作机构的聚焦伺服电路中，由于正常的聚焦操作是在检测过零之后开始的，因此存在下列缺陷：因为正常聚焦操作在检测过零之后开始，导致正常聚焦操作滞迟；正常聚焦操作可能会由外部产生突然干扰引起的聚焦误差信号启动。
本发明的目的是提供一种用于光学拾取装置操作机构的聚焦伺服电路，此电路能够在检测聚焦误差信号和聚焦伺服驱动信号的预定范围的同时准确快速地执行正常的聚焦操作。
为实现上述目的，本发明提供的聚焦伺服电路包括：
控制单元，用于输出聚焦起始信号和聚焦起始致能(enable)信号；
聚焦误差检测单元，它根据由聚焦起始信号和聚焦起始致能信号产生的物镜的聚焦误差产生聚焦误差信号；
补偿单元，用于输出补偿聚焦误差信号的聚焦伺服驱动信号；
聚焦伺服驱动单元，用于按输入的聚焦伺服驱动信号实施聚焦操作；
零聚焦检测单元，用于按照对预定范围的检测产生零聚焦检测信号，所述预定范围包括聚焦误差信号的过零点；
零驱动信号检测单元，用于按照对预定范围的检测产生零聚焦伺服驱动检测信号，所述预定范围包括聚焦误差信号的过零点；和
控制装置，用于根据零聚焦检测信号和零聚焦伺服驱动检测信号控制聚焦起始致能信号，从而开始光学拾取装置操作机构的聚焦伺服。
在根据本发明的聚焦伺服电路中，当电源加至光盘播放机上并随后按下重放按钮时或盘负载被感知时，控制单元输出聚焦起始信号。聚焦起始信号转换为聚焦伺服驱动信号，后者输入聚焦伺服驱动单元。聚焦伺服驱动信号使物镜上下移动。物镜的上下移动促使光电二极管产生聚焦误差信号。零聚焦检测单元检测聚焦误差信号的预定范围，零驱动信号检测单元检测聚焦伺服驱动信号的预定区域。由于聚焦误差信号和聚焦伺服驱动信号同时共同控制聚焦伺服，因此光学拾取装置操作机构的聚焦伺服电路使得聚焦伺服能准确而快速地进行。
通过参照附图详细地描述本发明的最佳实施例，本发明的上述目的和其它优点将变得更为清楚。
附图简要说明：
图1是用于解释从激光束的产生至电流输出的激光束移变过程，输出电流用于控制伺服装置的跟踪和聚焦操作的示意图；
图2是一个用于光学拾取装置操作机构的现有聚焦伺服电路方框图；
图3是本发明一个实施例的用于光学拾取装置的操作机构的聚焦伺服电路；
图4是图3的用于检测聚焦误差信号的预定范围的零聚焦检测单元的详细电路；
图5是图3的用于检测聚焦伺服驱动信号的预定范围的零驱动信号检测单元的详细电路；
图6是用于解释图3的聚焦伺服电路中的聚焦伺服起始的波形图。
从激光束的产生至控制电流输出的过程与前面提及的图1所示过程相同，控制电流用于控制伺服装置的跟踪和聚焦操作。图3是根据本发明一个实施例的用于光学拾取装置的操作机构的聚焦伺服电路。如图1和图3所示，本发明一个实施例的用于光学拾取装置的操作机构的聚焦伺服电路160包括一个光电二极管10、一个物镜66和一个半透镜154，光电二极管10具有4个分区域A、B、C和D，这些区域接收通过光盘156的激光束。光电二极管10根据激光束的强度输出电信号。每一电信号由光电二极管10的各分区域A、B、C和D中输出。
来自分区域A、B、C和D的电信号被输入聚焦误差信号检测单元11，此单元检测聚焦误差信号FE，以便检测物镜66的聚焦误差。
来自区域A和C的电信号通过电阻器R1和R2输入聚焦误差检测单元11。通过电阻器R1和R2的电信号相加并经可变电阻器VR1调节后，通过电阻器R3输入至运算放大器(OP AMP)OP1的反相端。并联联接的电阻器R5和电容器C2连接至OP AMP OP1的正相端。电阻器R6连接至OP AMP OP1的输出端。并联联接的电阻器R4和电容器C1连接在OP1的反相端和输出端之间。电阻器R3、R4、R5和R6，电容器C1和C2，以及OP AMP OP1构成第一低通滤波器(LPF)100。
来自区域B和D的电信号通过电阻器R8和R9输入聚焦误差检测单元11。通过电阻器R8和R9的电信号相加后再通过电阻器R10输入运算放大器(OP AMP)OP2的反相端。并联联接的电阻器R12和电容器C4连接至OP AMP OP2的正相端。电阻器R13连接到OP AMP OP2的输出端。并联联接的电阻器R11和电容器C3连接在反相端和输出端之间。电阻器R10、R11、R12和R13，电容器C3和C4，以及OP AMP OP2构成第二低通滤波器(LPF)102。在区域A和C以及区域B和D的电信号输入时，第一和第二低通滤波器100和102分别产生无噪声电信号NES1和NES2。电信号NES1由电阻器R7分流并输入OP AMP OP3的反相端，电信号NES2输入OP AMP OP3的正相端。因此OP AMP OP3产生一个聚焦误差信号FE。
同时，聚焦误差信号FE输入至一个由相位超前/滞后电路构成的相位补偿单元13，以便对聚焦误差信号FE进行相位补偿。相位补偿单元13包括一个OP AMP OP4，OP4的正相端接收聚焦误差信号FE，而其反相端接收谐振电路T1的输出，电路T1由电阻器R16与串联联接的电阻器R15、电容器C5并联构成，谐振电路T2连在OP AMP OP4的输出端和反相端之间。谐振电路T2由电阻器R19与串联联接的电阻器R18、电容器C6并联构成。
由相位补偿单元13的OP AMP OP4的输出端产生相位补偿的聚焦误差信号FEC。聚焦误差信号FEC输入聚焦伺服驱动单元14。如图3所示，聚焦伺服驱动单元14包括一个OP AMP OP5，OP5的输出端连接至聚焦线圈15，其反相端连接至用于输入聚焦误差信号FEC和聚焦伺服驱动信号FSS的电阻器R23和R24，其正相端接地。电阻器R22连在OP AMP OP5的反相端和输出端之间。
如图4所示，零聚焦检测单元12包括：一个OP AMP 41，其正相端通过电阻器40输入聚焦误差信号FE，其反相端例如从第一基准电压源V1接收5伏电压；一个OP AMP 42，其正相端通过电阻器41输入聚焦误差信号FE，其反相端从第二基准电压源-V1接收例如-5伏电压；和一个“异-或”(esclusive OR)门43，形成“异-或”连接，门43的输入端连接OP AMP 41和42的输出端，零聚焦检测单元12检测聚焦误差信号FE的预定范围。
当检测到聚焦误差信号FE的预定范围时，零聚焦检测单元12输出低电平信号(“0”)FZDS。
聚焦伺服驱动信号FSS输入至零驱动信号检测单元17。
如图5所示，零驱动信号检测单元17包括：一个OP AMP 51，其正相端通过电阻器R50输入聚焦伺服驱动信号FSS，反相端从第三基准电压源V2输入例如5伏电压；一个OP AMP 52，其正相端通过电阻器R51输入聚焦伺服驱动信号FSS，反相端从第四基准电压源-V2输入例如-5伏电压；以及一个“异-或”(esclusive OR)门53，它连接OP AMP 51和52的输出端，以便构成“异-或”连接。
当检测到聚焦伺服驱动信号FSS的预定范围时，零驱动信号检测单元17输出低电平信号(“0”)DZDS。
低电平信号FZDS和DZDS分别输入微处理器18的FZD和DZD端。微处理器18通过其FST和FCS端向开关单元19输出一个聚焦起始信号FSTS和一个聚焦起始致能信号FSES，以便设定聚焦伺服起始点。开关单元19包括一个晶体管Q1，晶体管Q1的集电极通过电阻器R66连接至聚焦伺服驱动单元14的反相端。串接的电阻器R60和R64连接至电阻器R66，电阻器R60连接至微处理器18的FST端。晶体管Q1的基极通过电阻器R68连接至微处理器18的FCS端，电压源VEE通过电阻器R66连接至晶体管Q1的发射极，电阻器R70连在电阻器R68与晶体管Q1的基极之间，电阻器R62的一端连接至电阻器R60与电容器C60之间，另一端连至微处理器18的FCS端与电阻器R68之间。
下面将详细描述具有上述结构的光学拾取装置的操作机构的聚焦伺服电路的工作过程。
图6是一个用于解释图3聚焦伺服电路中的聚焦伺服起始波形图。
首先，微处理器18从其相应端FST和FCS向开关单元19输出聚焦起始信号FSTS和聚焦起始致能信号FSES，如图6的(A)和(B)所示，以便找出聚焦误差信号FE和聚焦伺服驱动信号FSS的预定范围。当微处理器18输出聚焦起始信号FSTS的第一部分1NTA1和聚焦起始致能动信号FSES的第一部分1NTB1时，开关单元19的晶体管Q1导通，从而由聚焦起始信号FSTS对电容器C60充电。随后，当微处理器18输出聚焦起始信号FSTS的第二部分1NTA2和聚焦起始致能信号FSES的第二部分1NTB2时，电容器C60通过电阻器R62放电，且晶体管Q1关断。在电容器C60如上所述充放电时，加至聚焦伺服驱动单元14的OP AMP OP5的反相端的聚焦伺服驱动信号FSS具有图6中的(C)所示波形。对于OP AMP OP5的输出而言，聚焦伺服驱动信号FSS是反相的。OP AMP OP5的输出使物镜66上下移动。物镜66的上下移动促使光电二极管10输出图6(D)所示的聚焦误差信号FE。
聚焦误差信号FE和聚焦伺服驱动信号FSS分别加至零聚焦检测单元12和零驱动信号检测单元17。
在零聚焦检测单元12的OP AMP 41和OP AMP 42中，聚焦误差信号FE分别与第一基准电压源V1和第二基准电压源-V1进行比较，以便相应地产生高电平信号(“1”)或低电平信号(“0”)。OP AMP41和OP AMP 42的输出加至“异-或”门43。“异-或”门43在聚焦误差信号FE的预定范围FELA(图6(D)所示)中产生低电平信号(“0”)。
按照与上述相同的方式，在零驱动信号检测单元17的OP AMP51和OP AMP 52中，聚焦伺服驱动信号FSS分别与第三基准电压源V2和第四基准电压源-V2相比较，以便由此相应地产生高电平信号(“1”)或低电平信号(“0”)。OP AMP 51和OP AMP 52的输出加至“异-或”门53。“异-或”门53在聚焦伺服驱动信号FSS的预定范围FSSL(图6(C)所示)中产生低电平信号(“0”)。零聚焦检测单元12和零驱动信号检测单元17的输出分别加至微处理器18的FZD和DZD端。当单元12和17的输出均为“0”时，微处理器18在其FCS端产生低电平(“0”)的聚焦起始致能信号。相应地，开关单元19的晶体管Q1导通，聚焦起始信号FSTS不能加至聚焦伺服驱动单元14。因此可进行正常的聚焦操作。
如上所述，由于聚焦误差信号和聚焦伺服驱动信号的预定范围同时共用于控制聚焦伺服，因此光学拾取装置操作机构的聚焦伺服电路能进行准确和快速的聚焦伺服。
对于本发明技术领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明构思和范围的情况下，能自行作出本发明的许多结构变化和不相同的实施方式及用途。因此上述说明仅用于描述本发明而决非限制性的。本发明的保护范围应以本发明权利要求范围为准。

Claims (3)

1、一种用于光学拾取装置操作机构的聚焦伺服电路，其特征在于，包括：
控制单元，用于输出聚焦起始信号和聚焦起始致能信号；
聚焦误差检测单元，用于产生聚焦误差信号，该信号根据由聚焦起始信号和聚焦起始致能信号产生的物镜的聚焦误差产生；
补偿单元，用于输出补偿聚焦误差信号的聚焦伺服驱动信号；
聚焦伺服驱动单元，用于按输入的聚焦伺服驱动信号实施聚焦操作；
零聚焦检测单元，用于按照对预定范围的检测产生零聚焦检测信号，所述预定范围包括聚焦误差信号的过零点；
零驱动信号检测单元，用于按照对预定范围的检测产生零聚焦伺服驱动检测信号，所述预定范围包括聚焦误差信号的过零点；和
控制装置，用于根据零聚焦检测信号和零聚焦伺服驱动检测信号控制聚焦起始致能信号，从而开始光学拾取装置操作机构的聚焦伺服。
2、根据权利要求1的聚焦伺服电路，其特征在于，其中，零聚焦检测单元包括：
正电压限制单元，用于限制聚焦误差信号的正基准电压；
负电压限制单元，用于限制聚焦误差信号的负基准电压；和
判定装置，它根据接收的正电压限制单元和负电压限制单元的输出，判定聚焦误差信号是否在正基准电压和负基准电压之内。
3、根据权利要求1的聚焦伺服电路，其特征在于，其中，零驱动信号检测单元包括；
正电压限制单元，用于限制聚焦伺服驱动信号的正基准电压；
负电压限制单元，用于限制聚焦伺服驱动信号的负基准电压；
判定装置，它根据接收的正电压限制单元和负电压限制单元的输出，判定聚焦伺服驱动信号是否在正基准电压和负基准电压之内。
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