CN1605099A

CN1605099A - 用于读取信息的光学设备

Info

Publication number: CN1605099A
Application number: CNA028254082A
Authority: CN
Inventors: J·A·L·J·拉亚马克斯; H·P·范德卡尔
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2001-12-19
Filing date: 2002-12-11
Publication date: 2005-04-06
Anticipated expiration: 2022-12-11
Also published as: AU2002366417A1; US7221627B2; JP2005513695A; US20050122858A1; CN1282957C; WO2003052753A1; KR20040062996A; EP1459305B1; ATE401648T1; DE60227700D1; EP1459305A1

Abstract

一种光学回放或记录设备，配备有用于检测记录载体(2)上的失衡的质量失衡检测装置(20)。当信息载体(2)以高速旋转时，质量失衡引起光学设备的抖动和噪声。当检测到质量失衡时，可以降低速度来减小光学设备的抖动和噪声。质量失衡检测装置(20)执行下述步骤来检测质量失衡：a)确定致动器控制信号(AS)在旋转速度Ω₁下的最大值U_max1；b)确定致动器控制信号(AS)在旋转速度Ω₂下的最大值U_max2；c)比较公式(I)和公式(II)。如果这些数值基本相等，则质量失衡的影响很小，否则，质量失衡的影响很大，必须降低速度。

(I)

Description

用于读取信息的光学设备

技术领域

本发明涉及一种光学设备，该设备用于读取置于该设备中的光学可读取信息载体表面上的轨道上的信息，该设备包括：

-旋转装置，用于容纳并以旋转速度ω旋转信息载体，其中，旋转速度ω取决于旋转控制信号，参数p与该旋转速度ω成比例；

-旋转控制器，通过驱动旋转控制信号控制旋转速度ω；

-放射源，用于产生射束；

-滑架，在沿表面横跨轨道的第一方向上移动；

-物镜，用于将射束会聚在轨道上，物镜与滑架相连；

-致动器，用于根据致动器控制信号相对于滑架在第一方向上移动物镜，该致动器控制信号具有幅度U；

-放射控制器，通过产生致动器控制信号在第一方向上将射束保持在轨道上的适当位置处，放射控制器具有带宽f_b，和

-检测装置，用于确定信息载体的质量失衡。

背景技术

这种光学设备的一个实施例已经公开于EP-A-0821356中。

在这种已知的光学设备中，信息载体的质量失衡是通过利用寻轨误差信号或旋转控制信号检测出来的。寻轨误差信号的幅度表示第一方向上射束的实际位置偏离希望位置的远近。

如果信息载体的质量不是相对于旋转中心均匀分布，则将产生质量失衡。当质量失衡的信息载体以约6000rpm的速度高速旋转时，可能会发生抖动。由于抖动的作用，轨道上射束入射的部分到旋转中心的距离可能会开始改变。这可使寻轨误差信号的幅度大于没有质量失衡的信息载体的寻轨误差信号幅度。当寻轨误差信号的幅度的绝对值超过第一给定阈值时，已知光学设备的检测装置进行检测。如果寻轨误差信号的绝对值超过第一阈值，则信息载体有可能会发生质量失衡。然而，当轨道离心地环绕信息载体的旋转中心时，寻轨误差信号的绝对值也有可能超过第一阈值。下文将对子轨道进行讨论，这里，子轨道是完全环绕信息载体的中心的轨道的一部分。

该已知的光学设备具有保持状态。该保持状态是这样一种状态：在该状态下，通过使射束反复跳回相对当前子轨道的前一子轨道，反复读取轨道的一部分。如果信息载体质量失衡，则旋转控制信号的幅度将超过没有质量失衡的信息载体的旋转控制信号的幅度。这是因为，在失衡的情况下，信息载体不会在射束跳跃的两个位置之间均匀旋转。借助于旋转控制信号，旋转控制器力图消除失衡引起的旋转速度ω的扰动。结果，旋转控制信号的幅度有可能更高。当旋转控制信号的幅度超过预定第二阈值时，该已知的光学设备的检测装置进行检测。如果旋转控制信号的绝对值超过第二阈值，则信息载体有可能发生了质量失衡。

质量失衡的其它扰动还有可能影响旋转控制信号的幅度的大小。由于已知的光学设备的检测装置将这些信号与预定阈值进行比较，有可能因此而发生这样的问题：由于其它扰动的影响，人们可能会得出信息载体存在质量失衡的结论，而事实上这种情况并不存在。因此，所述已知的光学设备具有质量失衡的检测受到其它扰动影响的缺点。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种由起始段落所定义的光学设备，其中，当进行质量失衡检测时，抑制了其它扰动的影响。

采用根据本发明的光学设备，可以实现上述目的，其中，检测装置可以至少执行下述步骤：

a)借助于旋转装置以旋转速度ω₁旋转信息载体，并借助于致动器和滑架使射束沿轨道移动，从而产生幅度U的最大值U_max1，并使参数p具有值p₁；

b)借助于旋转装置以旋转速度ω₂旋转信息载体，并借助于致动器和滑架使射束沿轨道移动，从而产生幅度U的最大值U_max2，并使参数p具有值p₂；和

c)比较U_max1和p₁ ²的第一商与U_max2和p₂ ²的第二商，以确定质量失衡。

现已发现，在信息载体没有质量失衡的情况下，最大值U_max1和ω的平方的商在不同旋转速度ω下都基本恒定。如果商约等于数值C，则信息载体没有质量失衡的情况下，商

也约等于数值C。因此，平方后的旋转速度ω与之后产生的最大致动器控制电压U_max之间的存在线性关系。相同的关系也适用于参数p，该参数p与旋转速度ω成比例。例如，参数p可以是旋转装置的测速信号。测量旋转速度ω的测量装置的输出也适于用作参数p。

在存在质量失衡的信息载体旋转的过程中，附加的高次谐波分量有可能被添加到致动器控制信号中。这些附加的高次谐波分量破坏了平方后的旋转速度ω与最大致动器控制电压U_max之间的线性关系，从而也破坏了随后产生的p的平方和最大致动器控制电压U_max之间的线性关系。由此，当第一商相对于第二商的偏离量超过预定阈值时，可以推断信息载体存在质量失衡。从而决定拒绝，即不回放存在严重质量失衡的信息载体。

旋转速度可以采用多种方式进行测量。例如，可以使用位时钟，其可以从信息载体上的信息中获得。另外，也可以使用源自旋转装置的电动机的参数，如测速信号。

在不同的环境下，如偏心率或使用的致动器参数不同的情况下，商随信息载体的不同以及光学设备的生产设计的不同而不同。然而，当检测质量失衡时，由于商在不同旋转速度下进行确定，因此，测量装置不会受到商

的这种不同的不利影响。

在光学设备的一种实施例中，检测装置还能够执行确定最大旋转速度ω_x的更多的步骤，其中，在低旋转速度ω下，U_max和ω_x ²的商基本等于U_max和ω²的商，这些更多的步骤包括：以不同的旋转速度重复步骤a，b和c，以及将第一商与第二商之间的差与第一阈值进行比较的步骤。

破坏线性关系的附加高次谐波的影响在高旋转速度ω下出现得更加频繁。所述实施例可以将旋转速度ω设定为使这种影响不会自己表现出来的最高速度。例如，可以反复增加旋转速度，以确定在何种旋转速度下干扰的程度仍处于允许范围内。另外，也可以反复降低旋转速度，以确定在何种速度下干扰的程度不再不允许。这种方法的一个优点在于可以使质量失衡的信息载体以尽可能高的旋转速度ω_x旋转，在该旋转速度下附加的高次谐波分量不会产生干扰。这些干扰引起了额外噪声污染、抖动等问题。如果所容纳的是没有或质量失衡较小的信息载体，则即使在信息载体旋转于最大可实现旋转速度ω_m的情况下也有可能不产生上述影响。在这种情况下，停止上述重复步骤，最大旋转速度ω_x等于所述最大可实现旋转速度ω_m。

在另一实施例中，旋转装置包括电动机，该电动机在操作过程中以脉冲方式提供测速信号，测速信号的频率与瞬时旋转速度ω成比例，检测装置还包括：

-第一滤波装置，用于以0赫兹到频率f_c1范围内的频率抑制致动器控制信号中的分量并给出第一滤波信号，其中，频率f_c1基本低于旋转频率f_r；

-第二滤波装置，用于以高于频率f_c2的频率抑制第一滤波信号中的分量并给出第二滤波信号，该频率f_c2基本低于带宽f_b；

-最大值保持装置，用于给出最大值信号，该信号表示测速信号脉冲之间的第二滤波信号的最大值；

-最小值保持装置，用于给出最小值信号，该信号表示测速信号脉冲之间的第二滤波信号的最小值；

-差确定装置，用于给出差信号，该信号表示最大值信号和最小值信号之间的差；

-频率-幅度转换器，用于给出幅度信号，该信号幅度与测速信号的频率成正比；

-求平方装置，用于给出平方信号，该信号表示平方后的幅度信号；

-除法器装置，用于给出商信号，该信号表示差信号所代表的数值与平方信号所代表的数值的商，和

-第三滤波装置，用于以高于频率f_c3的频率抑制商信号中的分量并给出滤波后的商信号，该频率f_c3基本低于旋转频率f_r；和

其中，检测装置能够利用滤波后的商信号确定质量失衡。

第一滤波装置可以使得致动器控制信号中的偏移量几乎不影响质量失衡的检测。第二滤波器用于从第一滤波信号中去除高频扰动信号。高频可以被理解为旋转频率的倍频以及高于倍频的带宽范围内的频率。第三滤波装置产生了信息载体多次旋转下的商信号的平均。检测装置可以以相对简单的方式由标准元件制造出来。

附图说明

根据本发明的光学设备的这些和其它方面将在下文中参照附图进行描述，其中，

图1是其中置有信息载体的光学设备的实施例；

图2是信息载体和滑架的平面图；

图3是检测装置可执行的步骤纵览；和

图4是检测装置的一个实施例。

具体实施方式

图1示出了其上延伸有轨道1的信息载体2。轨道1包含可以由光学设备读取的信息。此外，存在旋转装置3。旋转装置3由旋转控制器9驱动，旋转控制器控制旋转控制信号RS。放射源4产生射束。滑架5可以在第一方向上移动。物镜6与滑架5相连。致动器7可以在致动器控制信号AS的控制下在第一方向上移动物镜6。放射控制器8产生致动器控制信号AS。为了检测质量失衡，检测装置20利用致动器控制信号AS和参数p。参数p可以是，例如，测量旋转速度ω的装置的输出。图2是滑架5的平面图。箭头D代表第一方向。

图3示出了检测装置20可执行的建立最大旋转速度ω_x的步骤，其中，在低旋转速度下，U_max和ω_x平方的商基本等于U_max和ω平方的商。

步骤1包括：使信息载体2以旋转速度ω旋转；借助于致动器7和滑架5使射束沿轨道1运动；和确定最大值U_max1和参数p的数值p₁。

步骤2包括：使信息载体2以旋转速度ω+德耳塔旋转，其中，德耳塔是旋转速度的跳变；借助于致动器7和滑架5使射束沿轨道1运动；和确定最大值U_max2和参数p的数值p₂。

步骤3包括：计算差

\frac{U_{\max 2}}{p_{2}^{2}} - \frac{U_{\max 1}}{p_{1}^{2}}

的绝对值。

在步骤4中，步骤3中得到的绝对值与第一阈值进行比较。如果该绝对值超过了第一阈值，则下一步骤为步骤5，否则下一步骤为步骤6。

步骤5将旋转速度恢复到ω-德耳塔。由质量失衡引起的可能扰动对该旋转速度的影响可以忽略。因此，这是质量失衡的干扰不会对光学设备影响过大的情况下信息载体2的可以旋转的最大旋转速度ω_x。在下一步骤END中，处理过程结束。

在步骤6，检测当前旋转速度ω是否基本等于最大允许旋转速度ω_m。如果是这种情况，则下一步骤是END，处理过程结束。如果当前旋转速度ω基本低于最大允许旋转速度则下一步骤是步骤7。

步骤7使数值U_max1与U_max2相等。之后，下一步骤再次回到步骤2。

由此，旋转速度以数值德耳塔不断增加，直到绝对差值超过第一阈值，或直到已经达到最大允许旋转速度ω_m。在前一种情况下，可以认为质量失衡引起的扰动对光学设备的工作造成了不利的影响，旋转速度ω再次减少德耳塔。

检测装置20的一个实施例由图4中的方框图表示出来，致动器控制信号AS施加到第一滤波装置10。第一滤波装置10将第一滤波信号传送到第二滤波装置11。第二滤波信号施加到最大值保持装置12的输入端和最小值保持装置13的输入端。测速信号T施加到最小值保持装置13和最大值保持装置12的另一输入端。最小值被差确定装置14从最大值中减去。测速信号T施加到频率-幅度转换器15的输入端。频率-幅度转换器15的输出端的幅度信号的幅度与测速信号T的频率成比例。幅度信号施加到求平方装置16的输入端。平方信号施加到除法器装置17的输入端。除法器装置17求出差信号与平方信号之间的商。除法器装置17将商信号提供到第三滤波装置18的输入端。第三滤波装置18给出滤波后的商信号FQS。

最大值保持装置12、最小值保持装置13和差确定装置14求出第二滤波信号的幅度的最小值与最大值之间的绝对幅度差。然而，确定第二滤波信号的幅度的其它方法也可以获得满意效果。

Claims

1、一种光学设备，用于读取置于该设备中的光学可读取信息载体(2)表面上的轨道(1)中的信息，该设备包括：

-旋转装置(3)，用于容纳并以旋转速度ω旋转信息载体(2)，其中旋转速度ω取决于旋转控制信号(RS)，参数p与旋转速度ω成比例；

-控制器(9)，通过控制旋转控制信号(RS)来控制旋转速度ω；

-放射源(4)，用于产生射束；

-滑架(5)，在沿表面横跨轨道(1)的第一方向(D)上移动；

-物镜(6)，用于将射束会聚在轨道(1)上，物镜(6)与滑架相连；

-致动器(7)，用于根据致动器控制信号(AS)相对于滑架(5)在第一方向(D)上移动物镜(6)，该致动器控制信号具有幅度U；

-放射控制器(8)，通过产生致动器控制信号(AS)在第一方向(D)上将射束保持在轨道(1)上的适当位置处，放射控制器(8)具有带宽fb，和

-检测装置(20)，用于确定信息载体(2)的质量失衡，其特征在于：所述检测装置(20)可以执行下述步骤：

a)借助于旋转装置(3)以旋转速度ω1旋转信息载体(2)，并借助于致动器(7)和滑架(5)使射束沿轨道(1)移动，从而产生幅度U的最大值U_max1，并使参数p具有值p₁；

b)借助于旋转装置(3)以旋转速度ω2旋转信息载体(2)，并借助于致动器(7)和滑架(5)使射束沿轨道移动，从而产生幅度U的最大值U_max2，并使参数p具有值p₂；和

c)比较U_max1和p₁的第一关系与U_max2和p₂的第二关系，以确定质量失衡。

2、根据权利要求1所述的光学设备，其特征在于，步骤c中的第一关系是U_max1和p₁ ²的商，步骤c中的第二关系是U_max2和p₂ ²的商。

3、根据权利要求1所述的光学设备，其特征在于，检测装置(20)还能执行确定最大旋转速度ω_x的更多的步骤，其中在低旋转速度ω下，U_max和ω_x ²的商基本等于U_max和ω²的商，这些更多的步骤包括以不同的旋转速度重复步骤a，b和c，还包括将第一商与第二商之间的差与第一阈值进行比较的步骤。

4、根据权利要求1所述的光学设备，其特征在于，旋转装置(3)包括电动机，该电动机在操作过程中以脉冲方式提供测速信号(T)，测速信号(T)的频率与瞬时旋转速度ω成比例，检测装置(20)还包括：

-第一滤波装置(10)，用于以0赫兹到频率f_c1范围内的频率抑制致动器控制信号(AS)中的分量并给出第一滤波信号，其中，频率f_c1基本低于旋转频率f_r；

-第二滤波装置(11)，用于以高于频率f_c2的频率抑制第一滤波信号中的分量并给出第二滤波信号，该频率f_c2基本低于带宽f_b；

-最大值保持装置(12)，用于给出最大值信号，该信号表示测速信号(T)脉冲间的第二滤波信号的最大值；

-最小值保持装置(13)，用于给出最小值信号，该信号表示测速信号(T)脉冲间的第二滤波信号的最小值；

-差确定装置(14)，用于给出差信号，该信号表示最大值信号和最小值信号之间的差；

-频率-幅度转换器(15)，用于给出幅度信号，该信号幅度与测速信号(T)的频率成正比；

-平方装置(16)，用于给出平方信号，该信号表示平方后的幅度信号；

-除法器装置(17)，用于给出商信号，该信号表示差信号所代表的数值与平方信号所代表的数值的商，和

-第三滤波装置(18)，用于以高于频率f_c3的频率抑制商信号中的分量并传输滤波后的商信号，该频率f_c3基本低于旋转频率f_r；和

所述检测装置(20)能够利用滤波后的商信号确定质量失衡。