CN1121239A - 用于光学记录和重放系统的伺服控制技术 - Google Patents

Abstract

在一个跟踪或聚焦伺服控制环(3b，3c，41，20；3a，42，21)中，提供了一个开关元件(6a，6c)，用于开关控制一个跟踪或聚焦误差信号，以及一个平滑电路(7a；7c)，用于转换误差信号的路径。从光录介质检测的反射光量由控制器部分(3b，3c，5a，6b，7b，8a；3a，5b，6d，7d，8b)监测，并由该开关部分通/断控制开关元件的开关动作，将伺服环增益控制在一个预定的标准。因此，可以实现保持伺服环增益不受激光量的变化或光记录介质的记录层的反射率的不同的影响，并能执行连续的稳定的跟踪伺服控制和/或聚焦伺服控制。

Description

用于光学记录和重放系统的伺服控制技术

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。

当跟踪激光点偏离导向轨迹13时，差分信号的值大于或小于0，而除法电路34的输出大于0。这样，除法电路34输出一个对应激光点相对导向轨迹13的偏离量的信号(即跟踪误差)。为了提供控制环的增强的稳定性，由相位补偿电路35对除法电路34输出的信号进行相位“超前补偿”。经历相位超前补偿的信号由驱动电路36转换成电流，该电流被加到跟踪线圈20以便在Y轴方向(横穿光卡11的数据和导向轨迹的方向)驱动物镜。这样，即可根据激光点与导向轨迹13的偏离量驱动物镜。

如前所述的利用除法电路34对差分信号规一化的目的是为了保持跟踪控制电路的伺服环增益的恒定，以保证在光卡上准确地记录信息。例如，比较性地考虑一下在记录和重放操作中电平的可能的变化，在记录过程中，激光的功率大约为1.5mW，大约为重放时激光功率0.1—0.4mW的100倍。因此，保持伺服环增益的恒定不受这种激光量的变化的影响是至关重要的。

图7的跟踪控制电路30b被设计成可不利用图6的除法电路而保持跟踪控制电路的伺服环增益的恒定。从光接收元件31a和31b输出的光检测信号被送到可变增益放大器37a和37b，可变增益放大器37a和37b可根据控制电路38发出的指令逐步改变放大倍数。取样和保持电路39a和39b对可变增益放大器37a和37b的输出信号取样和保持。此外，减法电路40在取样和保持电路39a和39b的输出信号之间进行减法操作，从而，提供一个跟踪误差信号。减法电路40输出的跟踪误差信号由相位补偿电路35向图6中的情况一样进行相位超前补偿，然后驱动跟踪线圈20。

图8为一个信号定时流程，解释图7中所示的现有技术的操作的一个例子。图8中的(a)表示对应于要被记录到光卡11上的信息(记录信息信号)，(b)表示由记录信息信号调制的激光功率的变化，(c)表示从减法电路40输出的信号。如图8的(a)项所示，记录信息信号在值“1”和“0”之间变化。相应于记录信息信号中的变化，产生的激光功率在电平“PL”和“PH”之间变化，如(b)项所示。当激光功率处于高电平“PH”时，在光卡上形成凹坑，当激光功率处于低电平“PL”时，在光卡上则不形成凹坑。因此，光接收元件31a和31b的输出按照激光功率的变化(在电平“PL”和“PH”之间)而变化。这里，为了保持恒定的跟踪伺服的开环增益，可变增益放大器的各自增益被改变。此外，为了消除在伺服环中的信号因光量的突然变化，如(b)中所示，而引起的上升和/或下降中的偏差，可根据在光量改变之前，在伺服环中由取样和保持电路39a和39b取样和保持的那个信号，在光量改变之后释放该保持的信号。

但是，上述的现有技术方法有下述缺点：

首先，图6中的电路需要利用除法电路34的复杂的模拟过程，所以，成本高，由于利用模拟电路，容易产生温度漂移，因此引起频率跟踪错误。

图7的电路提供了克服图6的利用除法电路的缺点的解决办法，它适当地改变可变增益放大器37a和37b的增益以针对激光功率的变化保持恒定的环增益。但是，该电路产生了一个新的问题，因为要改变可变增益放大器37a和37b的增益，造成频响较差，因为在不同的光卡中的记录层的反射率可能不同，环增益会发生不希望的改变。这种情况示于图8中的(c)。假定对于具有适当反射率的光卡的增益为Va，对于一个具有较高反射率的光卡的增益将增加到Vb，对于一个具有较低反射率的光卡的增益将减少到Vc。在这种情况下，难以取得准确的伺服控制并将产生跟踪误差。

利用与上述电路相似的伺服控制电路的自动聚焦控制会产生同样的问题。

近年来，已经采用一种增加光卡的记录密度的方法以提供增加的存储容量。在这种增加密度的光卡中，极度需要一种具有增强精度和稳定性的跟踪和聚焦控制的光卡记录和重放装置。因此，克服上述问题变为非常重要。

本发明的目的就是提供一种光记录和重放系统，该系统不受激光量或光记录介质的记录层的反射特性的不同的影响，能够保持恒定的伺服环增益，因此，可以通过利用相对简单的电路结构实现恒定地稳定地跟踪伺服控制和/或聚焦伺服控制。

为了实现上述的目的，本发明提供了一种光记录和重放系统，该系统通过从激光源中产生激光并向光记录介质上辐射来实现在记录介质上记录和重放信息，它具有一个伺服控制部分，用于检测从记录介质上反射的激光，根据检测的光反射量，提供一个误差信号，根据该误差信号控制辐射到记录介质上的激光的形成。在该记录和重放系统中，根据本发明的特征，伺服控制部分包括一个开关部分，用于转换误差信号的通路，一个平滑部分，用于平滑通过开关部分的误差信号，以及一个控制器部分，用于监视检测的光反射量，根据该光反射量控制开关的开关动作，从而，在所述的伺服控制部分的伺服环的增益得以控制。控制器部分可以设计成控制开关动作，以使伺服环的增益保持在一个预定的标准。

根据本发明的原则，伺服控制即可以用于跟踪控制也可以用于聚焦控制，或者任何其它应用，只要在该应用中执行类似的伺服控制(即根据检测的光反射量检测出误差信号，根据检测的误差信号对激光的形成进行伺服控制〕。

本发明的主要特征在于，在伺服控制电路中，提供了开关部分用于开关控制误差信号，平滑部分用于平滑开关控制误差信号。该控制部分还用于监视从光记录介质检测的反射量和控制开关部分的开关动作，以控制伺服环的环增益，例如，使其保持在一个预定的标准。

通过这样监视检测的光反射量，在激光量改变时，或反射量从预定标准改变时，可以允许检测任何影响伺服环增益中的变化的因素的发生。在这种监测的基础上，开关部分的开关动作可以采用下面的方式控制，即防止环增益的变化，即环增益保在一个预定的水平。

例如，检测的光反射量从预定标准的下降将引起环增益的降低。因此，在这种情况下，通过相对地增加开关部分的激励或导通周期，相对地增加由平滑部分平滑(积分)的误差信号的电平，及相对地增加增益以补偿所引起的增益降低，可将环增益控制为基本保持在预定的标准。相反，检测的光反射量从预定标准的增加将引起环增益的相应地增加。因此，在这种情况下，通过相对地减少开关部分的激励或导通周期(即，使开关部分不工作)，相对地减小由平滑部分平滑(积分)的误差信号的电平，及相对地减小增益以补偿所引起的增益增加，可将环增益控制为基本保持在预定的标准。

下面，通过结合附图对本发明的最佳实施例进行描述。

在附图中：

图1为一个电路图，显示了根据本发明的一个最佳实施例的在一个光记录和重放系统中使用的一个跟踪控制电路和一个聚焦控制电路的例子；

图2为一个解释图1的实施例的操作的定时图；

图3为适用于本发明的光记录和重放系统的光系统的结构透视图；

图4为显示适用于本发明的光卡的例子的平面图；

图5为光卡的放大示意图，显示了其记录层的具体实例；

图6为显示现有技术的跟踪控制电路的电路图；

图7为显示现有技术的跟踪控制电路的另一个例子的电路图；

图8为解释图7的跟踪控制电路的操作的定时图。

图3以举例的方式示出了利用光卡为记录介质的本发明的光记录和重放系统的光系统的基本结构。图3主要地示出了光卡11和位于光卡11上面的光头2的光学系统之间的关系。光卡11的具体结构与图4和图5相同。通过一个未示出的驱动装置(例如，一个线性马达)，光卡11可沿着X轴方向往复运动(平行于光卡11的导向和数据轨迹13和14)。

在光头2中，提供有一个激光二极管27作为光源，从激光二极管27产生的发散的光通过一个准直透镜26a被准直。被准直的激光然后由折射光栅25分成三部分，向前面所述的发明背景那样，形成三个激光束。光束分离器24用于分离照射到光卡11上面的激光和从光卡11上反射的激光。反射镜23反射每一束激光及反射光使其光路弯成90度。此外，物镜22将准直的激光集中并照射到光卡11的记录层上，在上面形成光点。

由束分离器24分离的反射光经过一个准直透镜26b转换成准直光。一个凹透镜28用来将从准直透镜输入的准直光转换成适当的发散光。一个棱镜29用于将从光卡11上反射的光相等地分成两部分。光检测器3和3’，分别接收由棱镜29分成的反射光部分，并将该反射的光部分转换成用于检测跟踪和聚焦误差的电信号。

通过由跟踪线圈20产生的电磁力，物镜22在Y轴方向(横穿光卡11的数据和导向轨迹的方向)的位置进行精密调整，通过由聚焦线圈21产生的电磁力，物镜22在Z轴方向(垂直于光卡11的记录/重放表面的方向)的位置进行精密调整。跟踪线圈20由从跟踪控制电路41输出的信号驱动，聚焦线圈21由从聚焦控制电路42输出的信号驱动。跟踪和聚焦误差按随机的方式被检测，根据检测的误差信号，跟踪控制电路41和聚焦控制电路42伺服控制物镜22的Y轴和Z轴位置。

为了检测跟踪和聚焦误差，所谓的三束法和棱镜法在实施例中被采用。

对于三束法，从激光二极管27发射的激光通过准直透镜26a并由折射光栅25分成三部分形成三个激光束。来自折射光栅的三个激光束经过束分离器24，反射镜23和物镜22，然后聚焦并照射在光卡11的记录层上，形成相互间有预定位置关系的三个光点。在以三个分开的激光束聚焦到记录层上的三束法为基础的跟踪伺服控制中，中央的激光束位于数据轨迹14上，其它两个或侧面的激光束位于数据轨迹14两个侧面的导向轨迹13上。

以上述方式聚焦在光卡11的记录层上的三个激光束被从记录层上反射成为相应的反射光。该反射光的一束，即来自据轨迹14的反射光(以下称为第一反射光)经过物镜22，反射镜23，束分离器24，准直透镜26b，凹透镜28和棱镜29，然后，聚焦到光检测器3，3，的光接收元件3a和3′a。由光接收元件3a和3′a收到的第一反射光被光电地转换成电信号，然后该信号被用作聚焦信号。光检测器3，3’的每个中央光接收元件3a，3′a包括至少两个光接收元件部分，以便根据由该接收元件部分接收的反射光量之间的平衡状态进行聚焦控制。在另一种情况中，只是一个光检测器(例如，检测器3)的光接收元件3a的输出被作为这种聚焦信号。

另一方面，从数据轨迹14两侧的导向轨迹13反射的两个反射光(以下称为“第二反射光”)与第一反射光类似，通过物镜22，反射镜23，束分离器24，准直透镜26b，凹透镜28及棱镜29，然后被聚焦到光检测器3，3’的光接收元件3b，3c和3’b，3’c。由光接收元件3b，3c和3’b，3’c接收的第二反射光被光电地转换成电信号，然后用作跟踪信号。例如，在每个光检测器3，3’中，光接收元件3b或3’b中的一个光接收元件接收从左侧导向轨迹13的反射光，另一个光接收元件3c或3’c接收来自右侧导向轨迹13的反射光。由于跟踪控制是在接收的或检测的左侧和右侧导向轨迹的反射光量之间的平衡状态的基础上进行的，所以只有左侧或右侧光接收元件的任何一对的输出(即3b和3c，3’b和3’c，3b和3’c，或3’b和3c)可作为跟踪信号。然而，从左侧和右侧导向轨迹13检测的反射光量的总和是恒定的，并且检测到的光量之间的差别按下述方式不同地变化，在光接收元件中的一个处检测的光量因光点位置的偏离增加时，即，在另一个光接收元件处检测的光量减少。

棱镜法主要作为检测聚焦误差的合适的方法，因为与传统的象散法相比，该方法具有更好的牵入灵敏度。即，通过物镜22，反射镜23，束分离器24，准直透镜26b，凹透镜28和棱镜29的第一反射光经过凹透镜28时，呈现一个适当的圆形横截面；但是，当第一反射光接近放置在凹透镜28和光检测器3，3’之间的棱镜29的边缘部分时，第一反射光被分为半圆形横截面形状的两部分光。被分成半圆形的两部分光的一部分经过棱镜的边缘部分，然后聚焦到光接收元件3a，同时，另外一部分半圆形的光从棱镜29被反射回来然后被聚焦到另一个光接收元件4a。根据聚焦到光接收元件3a或3’a上的半圆形光通量的变化，即可检测到聚焦误差。聚焦控制电路42根据检测的聚焦误差信号，相应于在光接收元件3a或3’a输出信号的基础上得到的聚焦信号，根据检测到的误差信号向聚焦线圈施加驱动电流，使物镜22在Z轴方向被驱动，从而执行自动聚焦控制。

由光检测器3和3’的光接收元件3b和3c或3’b及3’c得到的跟踪信号被提供于跟踪控制电路41用于检测跟踪误差。因此，跟踪控制电路41根据检测到的跟踪误差信号通过向跟踪线圈20施加驱动电流使物镜22在Y轴方向被驱动，从而执行自动跟踪控制。

下一步，参见图1，描述本发明的跟踪和聚焦控制电路41和42。

首先描述跟踪控制电路41，接收从左和右导向轨迹13的反射光的光接收元件3b和3c的输出信号都被加于差分放大器4a，从而从输出信号中得到一个差分信号，该输出信号也被加于加法放大器5a，从而，得到一个输出信号的和信号。如前所述，该差分信号对应于跟踪误差信号，因此也称为跟踪误差信号。从加法放大器5a输出的和信号对应于检测的光反射量并允许监测整个的检测的光反射量。即，如前面所注意到的，整个检测的光反射量因沿轨迹方向的光接收元件3b和3c检测的光量互不相同而通常应该是恒定的。但是，当在不同的光卡的反射条件下，由于激光功率的变化而引起的光量的变化则会使检测的整个光反射量趋于变化。因此，该差分信号需要根据和信号的变化而规一。本发明的特征在于提供了开关电路6a和6b，时间常数电路7a和7b及比较器电路8a，作为一个规一化所需的示例性的结构。

上述的从放大器4a和5a输出的差分和和信号输出分别被馈入到开关电路6a和6b。开关电路6a以开关的方式使差分放大器4a的输出通过，并进入时间常数电路7a，同时开关电路6b以开关的方式使加法放大器5a的输出通过，并进入时间常数电路7b。时间常数电路7a包括电阻R₁和R₂及一个电容器C₁，用来平均从开关电路6a输出的电压信号。类似地，时间常数电路7b包括电阻R₃和R₄及一个电容器C₂，用来平均从开关电路6b输出的电压信号。时间常数电路7a和7b具有大体相同的变换函数，如下面所述：

变换函数＝(R₂/(R₁＋R₂))/(1＋s×T₁)

＝〔R₄/(R₃＋R₄)〕/(1＋s×T₂)

其中，T₁＝R₁*R₂*C₁/(R₁＋R₂).

T₂＝R₃*R₄*C₂/(R₃＋R₄)，

s是将Y＝∫xdt进行拉普拉斯变换的结果。

时间常数电路7a是一种平滑电路或低通滤波器或积分电路，利用上述转换函数进行工作，在其中，由电阻R₁和电容器C₁形成一个充电路径，由电阻R₂形成一个放电路径，在电阻R₂的下一级提供了一个相位补偿电路9a。时间常数电路7b为一种平滑电路或低通滤波器或积分电路，利用上述转换函数进行工作，在其中，由电阻R₃和电容器C₂形成一个充电路径，由一个接地的电阻R₄形成一个放电路径。

比较器电路8a将加到其″＋″输入端代表和信号的平均或平滑结果的时间常数电路7b的输出信号与加到其一输入端的标准或基准电压Ref相比较。根据比较的结果，比较器电路8a控制开关电路6a和6b的开关动作。更具体地说，当时间常数电路7b的输出电压小于基准电压Ref时，比较器电路8a使开关电路6a和6b工作(接通)，当时间常数电路7b的输出电压大于基准电压Ref时，比较器电路8a使开关电路6a和6b不工作(断开〕。当然，每个开关电路都包括一个电子开关控制的开关元件如一个晶体管。

代表平均或平滑差分信号的结果的时间常数电路7a的输出信号被加到相位补偿电路9a，进行如前所述的相位超前补偿或倒相控制。得到的相位控制的信号通过一个驱动电路10a，转换成加到跟踪线圈20的驱动电流。响应于该驱动电流，物镜22在Y轴方向不断地被驱动。

图2为图1的电路结构的主要部分的信号的定时图。在图2中，项目(a)表示要记录到光卡11的信息信号(记录信息信号)，项目(b)表示由记录信息信号调制的激光功率的变化，项目(c)表示时间常数电路7b的输出信号，项目(d)表示比较器电路8a的输出信号。

下面解释图1的跟踪控制电路41的工作原理。当输入到比较器电路8a的信号电压之间的关系为时间常数电路7b的输出电压小于基准电压Ref时，比较器电路8a进行控制，接通开关电路6a和6b。对此进行响应，差分放大器4a的差分信号和加法放大器5a的和信号被分别送到时间常数电路7a和7b，电路7a和7b的输出电压随着时间增加。因此，时间常数电路7b的输出信号逐渐上升到大于基准电压Ref，比较器电路8a断开开关电路6a和6b使时间常数电路7a和7b的输出电压随时间而降落。这样，响应于时间常数电路7b的输出电压相对于基准电压Ref的升/降，开关电路的通/断动作重复进行。因此，与检测的光对应的光接收元件3b和3c的输出电压(即，反射光的总检测量)成正比，产生一系列的开关动作。换句话说，检测的光对应的输出电压变得越高，产生的开关动作越快，检测的光对应的输出电压变得越低，产生的开关动作越慢。这样，即可以使伺服环增益保持稳定。

下面描述图1的聚焦控制电路42。

光检测器3的中央光接收元件3a的输出输入到聚焦控制电路42。光接收元件3a包括至少两个光接收元件部分，以便根据该两部分接收的光量之间的平衡状态，执行聚焦控制。在图1的例子中，光接收元件3a包括四个结合到一起的呈方形布置的光接收元件部分，以便得到两对检测的光对应的输出信号。

聚焦控制电路42的伺服控制环结构与上面所述的跟踪控制电路41中的类似，通过差分放大器4b，可以得到两对检测光对应的输出信号之间的差分信号，通过加法放大器5b，可以得到两对检测光对应的输出信号的基础上的和信号。此外，为了与上述跟踪控制电路41相同的目的，也提供了开关电路6c和6d，时间常数电路7c和7d及一个比较器电路8b。尽管在上述的跟踪控制电路41的例子中，开关电路6a和6b在伺服环电路中是串联的，在这里所示的聚焦控制电路42的例子中，开关电路6c和6d在伺服环电路中是并联的。

即，从差分放大器4b输出的差分信号通过时间常数电路7c，时间常数电路7c包括电阻R₅和R₆及一个电容器C₃，开关电路6c连接于电阻R₅和R₆的连接点和地之间。加法放大器5b的和信号输出通过时间常数电路7d，时间常数电路7d包括电阻R₇和R₈及一个电容器C₄，开关电路6d接于电阻R₇和R₈的连接点和地之间。与上面所述的时间常数电路7a和7b类似，时间常数电路7c和7d用于平滑或平均输入信号并具有基本相同的变换函数。

另外，与上面所述的比较器电路8a相似，比较器电路8b将对应于和信号的时间常数电路7b的输出信号与标准或基准电压Ref相比较并控制开关电路6c和6d的通/断状态。但是，与上面所述的相反的是，当时间常数电路7d的输出电压小于基准电压Ref时，比较器电路8b使开关电路6c和6d不工作(断开)，当时间常数电路7d的输出电压大于基准电压Ref时，比较器电路8b使开关电路6c和6d工作(接通)。这是因为开关电路6c和6d相对于时间常数电路7c和7d是并联的。

代表平均差分信号结果的时间常数电路7c输出信号被加到相位补偿电路9b，进行如前所述的相位超前补偿。得到的相位控制信号通过驱动电路10b，将该信号转换成加到聚焦线圈21的驱动电流。响应于该驱动电流，物镜22在Z轴方向不断地被驱动。

下面解释图1的聚焦控制电路42的工作原理。当输入到比较器电路8b的信号电压之间的关系为时间常数电路7d的输出电压小于基准电压Ref时，比较器电路8b进行控制，断开开关电路6c和6d。对此进行响应，差分放大器4b的差分信号和加法放大器5b的和信号被分别送到时间常数电路7c和7d，电路7c和7d的输出电压随着时间增加。因此，时间常数电路7d的输出信号逐渐上升到大于基准电压Ref，比较器电路8b接通开关电路6c和6d而使时间常数电路7c和7d的输出电压随时间而降落。这样，响应于时间常数电路7d的输出电压相对于基准电压Ref的升/降，开关电路7c和7d的通/断动作重复进行。因此，与光接收元件3a的检测光对应的输出电压成正比，产生一系列的开关动作。换句话说，检测光对应的输出电压变得越高，产生的开关动作越快，检测的光对应的输出电压变得越低，产生的开关动作越慢。这样，即可以使伺服环增益保持稳定。

到目前为止，所描述的跟踪控制电路41所包括的开关电路6a和6b在伺服环电路中是串联的，所描述的聚焦控制电路42所包括的开关电路6c和6d在伺服环电路中是并联的。但是，跟踪控制电路41中的开关电路6a和6b可以是并联的，聚焦控制电路42中的开关电路6c和6d也可以是串联的。或者，跟踪控制电路41的开关电路6a和6b，及聚焦控制电路42中的开关电路6c和6d都是串联的或并联的。在任何情况下，开关电路6a和6d在伺服环电路中是并联还是串联，只是设计需要的问题。

从前面的描述可以看出，本发明具有以下优点：

(1)由于伺服环增益可以保持恒定，而与具体光卡的记录层的反射率无关，可以连续实现正确的伺服控制，如跟踪或聚焦控制，而不受反射率不同的影响。

(2)由于伺服环增益的控制在记录和重放时都能取得，所以可以以适当的方式实现伺服控制如跟踪或聚焦控制。

(3)可实现较好的频率响应。

(4)由于本发明的光记录和重放系统可以使用时间常数和开关电路而无需较贵的模拟除法电路，并可实现准确的跟踪及聚焦控制，因此，实现了增强了以低成本进行记录和重放的准确性，并使电路大为简化。

Claims (10)

1.一种光记录和重放系统，通过从激光源(2)产生激光，向光记录介质(11)进行辐射实现在该记录介质上记录和重放信息，该光记录和重放系统具有伺服控制装置(3b，3c，41，20；3a，42，21)，用于检测从记录介质(11)反射的激光以根据检测的反射光量提供一个误差信号，并根据该误差信号控制向记录介质(11)辐射的激光的形成，其特征在于，所述的伺服控制装置(3b，3c，41，20；3a，42，21)包括：

开关装置(6a；6c)，用于转换所述误差信号的路径；

平滑装置(7a；7c)，用于平滑通过所述开关装置(6a；6c)误差信号；

控制器装置(3b，3c，5a，6b，7b，8a；3a，5b，6d，7d，8b)，用于监测检测的光反射量并根据该监测的量控制开关装置(6a；6c)的开关动作，因此，在所述伺服控制装置(3b，3c，41，20；3a，42，21)中的伺服环增益可被控制。

2.根据权利要求1所述的光记录和重放系统，其中所述的控制器装置(3b，3c，5a，6b，7b，8a；3a，5b，6d，7d，8b)控制所述的开关动作使伺服环的增益保持在预定的标准。

3.根据权利要求1或2所述的光记录和重放系统，其中所述的控制器装置(3b，3c，5a，6b，7b，8a；3a，5b，6d，7d，8b)包括：

检测装置(3b，3c，5a；3a，5b)，用于检测检测的光反射量，以提供所述的监测量；

第二开关装置(6b，；6d)用于开关控制代表由所述检测装置(3b，3c，5a；3a，5b)检测的反射光量的光量信号；

第二平滑电路(7b；7d)，用于平滑由所述第二开关装置(6b，；6d)开关控制的检测的光量信号；

开关控制装置(8a；8b)，用于在所述第二平滑电路(7b；7d)和预定的标准信号(Ref)之间产生一个补偿并根据该补偿结果，控制每个所述的开关装置(6a，6b，；6c，6d)的开关动作。

4.根据权利要求1—3中的任一个所述的光记录和重放系统，其中所述的开关装置(6a；6b)相对于所述的平滑装置(7a；7b)是串联的。

5.根据权利要求1—3中的任一个所述的光记录和重放系统，其中所述的开关装置(6c，6d)相对于所述的平滑装置(7c；7d)是并联的。

6.根据权利要求1—5中的任一个所述的光记录和重放系统，其中所述的伺服控制装置(3b，3c，41，20)执行位于光记录介质(11)上的激光点的跟踪控制。

7.根据权利要求1—5中的任一个所述的光记录和重放系统，其中所述的伺服控制装置(3a，42，21)执行位于光记录介质(11)上的激光点的聚焦控制。

8.根据权利要求1—7中的任一个所述的光记录和重放系统，其中所述的平滑装置(7a，7b，7c，7d)具有一个预定的转换函数。

9.根据权利要求1—8中的任一个所述的光记录和重放系统，其中所述的误差信号是通过差分放大器(4a；4b)得到的，该差分放大器(4a；4b)提供一个两个检测信号之间的以不同方式变化的差分信号，而表示所述监测量的信号是通过一个加法放大器(5a；5b)得到的，该加法放大器(5a；5b)提供一个所述两个检测信号的和信号，所述两个检测信号的和信号对应于所述的检测的反射光量。

10.根据权利要求1—9中的任一个所述的光记录和重放系统，其中所述的伺服控制电路(3b，3c，41，20；3a，42，21)被计为伺服控制物镜(22)的位置，该物镜(22)用于将激光聚焦到光记录介质上。

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