CN1791913A - 用于控制辐射功率的方法和辐射源驱动设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于控制一个辐射源(25)的辐射功率的方法，该方法包括以下步骤：a)测量该辐射源(25)的辐射功率；b)计算一个表示该辐射功率和一个设置点值(SP)之间的差异的误差值(e)；c)通过将该误差值馈送给一个积分器(21)来对该误差值(e)进行积分，以便获得一个积分误差值；d)将该误差值(e)乘以一个因子p，以便获得一个成比例的误差值；e)用一个电流驱动该辐射源(25)，所述电流是通过将所述积分误差值和所述成比例误差值相加而从所述误差值(e)得出的；f)提供一个步信号(St)，该步信号表示所述设置点值(SP)被步进地改变；以及g)当该步信号(St)表示所述设置点值(SP)的步进式改变时，暂时停止对所述误差值(e)的积分。通过暂时停止积分器(21)进行积分，该积分器(21)不会上弦。只有所述成比例误差值被用于驱动所述辐射源(25)。这确保将辐射功率快速地控制到一个接近所述设置点值(SP)的值。当再次允许积分器(21)进行积分时，则进一步减小该误差值(e)。同样，也减小了过冲。
Description
本发明涉及一种用于控制一个辐射源的辐射功率的方法，该方法包括以下步骤：
a)测量该辐射源的辐射功率；
b)计算一个表示该辐射功率和一个设置点值(setpoint value)之间的差异的误差值；
c)通过将该误差值馈送给一个积分器来对该误差值进行积分，以便获得一个积分误差值；
d)将该误差值乘以一个因子p，以便获得一个成比例的误差值；
e)用一个电流驱动该辐射源，所述电流是通过将所述积分误差值和所述成比例误差值相加而从所述误差值得出的。
本发明还涉及一种用于控制信息重现和/或记录系统内的辐射源的辐射功率的辐射源驱动设备，所述系统用于从/向一个信息载体重现和/或记录信息，该设备包括：
-辐射功率测量装置，用于测量该辐射源的辐射功率；
-误差值计算装置，用于通过计算所测量的辐射功率和一个设置点值之间的差异来确定一个误差值；
-积分装置，用于通过对该误差值进行积分来确定一个积分误差值；
-乘法装置，用于通过将该误差值乘以一个因子p来确定一个成比例的误差值；
-加法装置，用于通过将所述积分误差值和所述成比例误差值相加来确定一个PI误差值；
-辐射源电流发生器，用于向该辐射源馈送电流，其中该电流取决于所述PI误差值。
本发明还涉及一种信息重现和/或记录设备以用于从/向一个信息载体重现和/或记录信息，该信息重现和/或记录设备包括所述辐射源驱动设备。
信息重现和/或记录设备的一个例子是DVD+RW记录器，但是其它的信息重现和/或记录设备也适于实现本发明。在DVD+RW记录器中，辐射源以半导体激光器的形式存在。该激光器由一个激光器控制器来控制。该激光器控制器控制该激光器的电流，以便将辐射强度设置到特定级别。为了能够准确地控制该辐射强度级别，对所输出的辐射强度进行测量。从一个设置点值中减去所测量的辐射强度，以便获得一个误差信号。该误差信号被用于控制所述激光器电流。为了将该误差信号保持得尽可能低，该控制电路包括一个积分器。该积分器具有抑制所述误差信号中的低频分量的效果。从EP 0385537中获知一种激光器控制电路。该激光器控制电路包括一个传感器，以用于测量所输出的辐射强度。从一个设置点值中间去所测量的辐射强度，随后将差值馈送到一个积分器。
对所测量的辐射强度的反馈需要花费一些时间，因此会有一定的滞后时间。因此，当步进地改变所述设置点值时，所述误差信号也步进地改变。其后果是积分器上弦(wind up)，这意味着积分器的输出上升，然而其后需要很长时间来减小该输出。因此，辐射源的输出辐射对设置点上升的反应较缓慢，并且将出现过冲。
本发明的一个目的是提供一种用于控制一个辐射源的辐射功率的方法，该方法能够在设置点的步进式改变之后更快地将所述辐射功率控制到想要的值并且过冲较小。本发明的另一个目的是提供一种辐射源驱动设备，该设备能够在设置点的步进式改变之后更快地将所述辐射功率控制到想要的值并且过冲较小。本发明的再一个目的是提供一种信息重现和/或记录设备，其包括所述辐射源驱动设备。
根据本发明，所述方法还包括以下步骤：
f)提供一个步信号，该步信号表示所述设置点值被步进地改变；以及
g)当该步信号表示所述设置点值的步进改变时，暂时停止对所述误差值的积分。
这样做会防止积分器上弦。只有所述成比例误差值被用于驱动所述辐射源。这确保将辐射功率快速地控制到一个接近所述设置点值的值。当再次允许积分器对所述误差值进行积分时，则进一步减小该误差值。同样，也减小了过冲。
可以简单地通过等待一定时间量来确定再次开始进行积分的时刻。在本发明的另一个实施例中，停止步骤g中对所述误差值的积分，直到该误差值变得小于一个阈值。这样做的优点是使用一个清楚定义的时刻来再次开始积分。当所述误差值相对较低时，可以再次开始积分而没有上弦的危险。
在根据本发明的方法的另一个实施例中，该方法还包括这样一个步骤：在所述步信号表示设置点值的步进式变化之后，复位所述积分器。积分器具有一定的存储器功能。其对先前的各误差值进行相加(积分)。在对设置点值的步进式改变开始之前，积分器中的和可能较大。这个和与新的设置点值没有关系，因此应该对该和进行复位。随后，当积分器再次开始积分时，所述积分处理在一个有效初始值处重新开始。
可以通过将所述误差值从积分器断开来停止对该误差值的积分。这例如可以通过所述误差值和积分器之间的一个开关来实现。此外，可以将积分器的输入连接到一个零值信号。
根据本发明，所述辐射源驱动设备还包括阻塞装置，其响应于一个步信号而令所述积分装置暂时停止对所述误差值进行积分，该步信号表示设置点值的步进式改变。
在所述辐射源驱动设备的另一个实施例中，所述阻塞装置包括开关装置，以用于将所述误差值连接到所述积分装置或者从该积分装置断开，其中该阻塞装置通过控制该开关装置来将该误差值从该积分装置断开，以便令该积分装置停止对该误差值进行积分。
在所述辐射源驱动设备的另一个实施例中，所述阻塞装置被安排成令所述积分装置停止对所述误差值进行积分，直到该误差值小于一个阈值。
当向信息载体写入信息时，辐射源的辐射功率比起只从该信息载体读取信息的情况必须要更高。因此，在所述辐射源驱动设备的另一个实施例中，所述步信号的第一值表示从信息载体中重现信息，而该步信号的第二值表示将信息记录到信息载体上。
在所述辐射源驱动设备的另一个实施例中，响应于所述步信号而复位所述积分装置。
根据本发明，用于从/向一个信息载体重现和/或记录信息的所述信息重现和/或记录设备包括：
-一个根据本发明的辐射源驱动设备；
-一个用于产生辐射束的辐射源，该辐射源由该辐射源驱动设备来驱动；
-用于将所述辐射束映射到该信息载体上的一点的装置；以及
-用于在该点和该信息载体之间产生一个相对位移的装置。
下面将参照附图更详细地描述本发明的这些和其它方面。其中：
图1a显示一个盘状信息载体；
图1b显示从该信息载体选取的一个横截面；
图1c显示轨道波动(wobble)的一个例子；
图2显示根据本发明的辐射源驱动设备的一个实施例；
图3显示阻塞装置的一个实施例；
图4显示根据本发明的信息重现和/或记录设备的一个实施例；
图5a显示一个代表当从读模式切换到写模式时所测量的辐射功率过渡的图；以及
图5b显示图5a的一个放大部分。
图1a示出一个盘状信息载体11，其具有轨道9和中心孔10。轨道9被安排成多圈螺旋图案，该螺旋图案构成信息层上的基本平行的轨道。该信息载体可以是具有可记录类型的信息层的光盘。可记录盘的例子有CD-R、CD-RW和DVD+RW。可记录类型的信息载体上的轨道9由一个预刻轨道结构9表示，其在制造空白信息载体的过程中被提供，例如预沟槽(pregroove)。通过沿着轨道9记录的光学可检测的标记而将所记录的信息表示在信息层上。所述标记由物理参数的变化形成，因此具有与其周围不同的光学属性(例如反射系数的变化)。
图1b是沿着可记录类型的信息载体11的线b-b选取的横截面，其中透明衬底15配备有一个记录层16和一个保护层17。该保护层17可以包括另一个衬底层，例如在DVD中记录层位于一个0.6mm衬底处，而另一个0.6mm的衬底粘在该记录层的背面。预沟槽14可以被实现为衬底15材料的凹痕或凸起，或者被实现为与其周围有偏差的材料属性。
在一个实施例中，信息载体11承载代表根据MPEG2之类的标准化格式而被数字编码的视频的信息。
图1c示出轨道9的波动的一个例子。轨道9的一个细部12展现出预沟槽14的横向位置的周期性变化(也称为波动)。所述变化导致在辅助检测器中出现一个附加信号(例如在由扫描设备光头内的部分检测器产生的推挽信道中)。所述波动例如是受频率调制的，并且位置信息被编码在所述调制中。在US 4,901,300(PHN 12.398)和US5,187,699(PHQ 88.002)中可以找到针对CD对所述波动和在其中编码信息的全面描述，针对DVD+RW系统的相关描述可以在US 6,538,982(PHN 17.323)中找到。
图2中的辐射源驱动设备的示意图被用来进一步阐明本发明。误差值计算装置20从设置点值SP中减去所测得的辐射功率FB，从而得到一个误差值。乘法装置23将该误差值乘以一个因子p。积分装置21对该误差值进行积分以便获得积分误差值。加法装置24将所述成比例误差值和积分误差值相加以便获得PI误差值。该PI误差值被馈送到辐射源电流发生器27，该电流发生器产生一个取决于该PI误差值的电流。所产生的电流被馈送到辐射源25。辐射源25根据被馈送到该辐射源25的电流来发射辐射。辐射功率测量装置26测量所发射的辐射。根据本发明，所述辐射源驱动设备还包括阻塞装置22以用于响应于步信号St令积分装置停止对所述误差值进行积分，该步信号表示设置点值SP的步进式改变。在图2中，阻塞装置22被合并在积分装置21中。然而，本发明并不限于该实施例。阻塞装置22例如也可以被放置在积分装置21的前面。重要的是，阻塞装置22可以执行令积分装置21停止对所述误差值进行积分的功能，对于本发明来说阻塞装置22的位置并不重要。
如图3所示，该阻塞装置可以包括开关装置SW。该开关装置SW由步信号St控制。在通常的操作中，该开关装置将误差值e连接到积分器28。当步信号St表示设置点值SP被步进地改变时，开关装置SW将积分器28的输入端连接到一个零值(在图3中由接地符号表示)。这导致积分器28不再对该误差值e进行积分。积分器28的输出在该开关装置将零值连接到该积分器28的输入端期间不改变。当设置点值SP被步进地改变时，误差值e也步进地改变。积分装置21开始对误差值e进行积分。积分装置22包括一个存储器，该存储器用于存储一个代表先前各误差值的和的数值。乘法装置23直接对该误差值做出反应，从而导致PI误差值的直接改变。结果，辐射源电流发生器27直接产生一个改变后的电流。辐射功率测量装置26测量辐射源25的改变后的辐射功率。然而，测量辐射功率并将其转换成一个代表该辐射功率的信号将花费一些时间。因此反馈信号FB遭受一定的滞后。因此在所述滞后周期期间，误差值e并不代表设置点值SP和由辐射源25发射的辐射功率之间的真是误差。本发明的发明人已经意识到这一点，并且已经找到一个解决方案：当设置点值SP步进地改变时，暂时令积分装置21停止对误差值e进行积分。步进式改变意味着设置点值SP的改变对于辐射功率测量装置26来说太快，以至于该测量装置26跟不上该设置点值SP的改变，也就是说，反馈信号FB不代表辐射源25所发射的真实的辐射功率。
如果积分装置21是以固件的形式实现的(即积分功能是以软件执行的)，则可以通过简单地将一个参数设置到零来停止积分装置21。在软件中，通过将当前误差值加到先前各误差值的总和中来执行积分。在积分装置必须停止的时间内，可以将当前误差值设置到零。在不背离本发明的情况下，也可以通过其它的实现方式令积分装置21停止进行积分。
图4示出根据本发明的信息重现和/或记录设备。该设备包括：旋转装置31，用于旋转信息载体11；光头32；伺服单元35，用于在轨道9上定位光头32；以及控制单元30。该光头包括所述辐射源驱动设备、辐射源25以及装置36，该装置36用于把由辐射源25发射的辐射映射到信息载体11上的点33辐射源25可以是一个激光二极管。所述装置36可以是一个已知类型的光学系统，以用于引导辐射束通过各光学元件并将辐射束聚焦到信息载体11的轨道9上的点33。所述光头还包括(未示出)：一个聚焦致动器，用于沿着辐射束的光轴移动所述辐射束的焦点；以及一个跟踪致动器，用于在径向方向上将点33精细定位在轨道9的中心。该跟踪致动器可以包括用于径向移动光学元件的线圈，或者可以被安排成改变反射元件的角度。所述聚焦致动器和跟踪致动器由来自伺服单元35的致动器信号驱动。为了读取由信息载体11反射的辐射，用光头32中的通常类型的检测器(例如四象限二极管)来进行检测，以便产生检测器信号，这些检测器信号被耦合到一个前端单元41，以用于产生多个扫描信号，其中包括主扫描信号43和用于跟踪和致动的误差信号45。所述误差信号45被耦合到伺服单元35，以用于控制所述跟踪致动器和聚焦致动器。该主扫描信号43由一个通常类型的读取处理单元40处理，该处理单元包括解调器、去格式化器和输出单元以用来获取信息。
在一个实施例中，所述设备配备有记录装置，以用于将信息记录在可写或可重写类型的信息载体11上，例如CD-R、CD-RW、DVD+RW或BD。该记录装置与所述光头32和前端单元41协作以便产生写入辐射束并且包括写入处理装置，该写入处理装置用于处理输入信息以产生一个用来驱动光头32的写入信号，该写入处理装置包括输入单元37、格式化器38和解调器39。为了写入信息，所述辐射束被控制来在信息载体11上创建光学可检测的标记。所述标记可以是任何光学可读的形式，例如其反射系数与周围不同的区域，这是当在诸如染料、合金或相变材料中进行记录时获得的。所述标记也可以是其极化方向与周围不同的区域，这是当在磁光材料中进行记录时获得的。
例如在CD或DVD系统中，写入和读取信息以用于记录在光盘上以及格式化、纠错和信道编码规则在所属领域内都是公知的。在一个实施例中，输入单元37包括用于输入信号(比如模拟音频和/或视频，或者数字未压缩音频/视频)的压缩装置。在MPBG标准中描述了用于视频的适当压缩装置，MPEG-1被定义在ISO/IEC 11172中，而MPEG-2被定义在ISO/IEC 13818中。输入信号也可以是已经根据这些标准进行了编码的信号。
控制单元30控制对信息的扫描和获取，并且可以被安排来从用户或者主计算机接收命令。该控制单元30经由控制线42(例如系统总线)连接到所述设备中的其它单元。控制单元30也可以产生所述设置点值SP。当引入了设置点值SP的步进式改变时，控制单元30产生一个步信号St。该步信号被馈送到光头32，具体来说是被馈送到所述辐射源驱动设备。举例来说，当所述信息重现和/或记录设备从读取模式切换到写入模式时，该设置点值显著增加。在这种情况下，该步信号S t可以是一个数字信号，其表示该信息重现和/或记录设备处于读取模式还是写入模式。
图5a显示了从读取模式到写入模式的过渡，当使用根据本发明的辐射源驱动设备时可以看到所述过渡。该过渡非常快并且过冲最小。在图5b中以较小的时间尺度显示了该过渡。很明显其中没有过冲，并且在最少量的时间内执行了该过渡。
Claims (10)
1、用于控制一个辐射源(25)的辐射功率的方法，该方法包括以下步骤：
a)测量该辐射源(25)的辐射功率；
b)计算一个表示该辐射功率和一个设置点值(SP)之间的差异的误差值(e)；
c)通过将该误差值馈送给一个积分器(21)来对该误差值(e)进行积分，以便获得一个积分误差值；
d)将该误差值(e)乘以一个因子p，以便获得一个成比例的误差值；以及
e)用一个电流驱动该辐射源(25)，所述电流是通过将所述积分误差值和所述成比例误差值相加而从所述误差值(e)得出的，
其特征在于，该方法还包括以下步骤：
f)提供一个步信号(St)，该步信号表示所述设置点值(SP)被步进地改变；以及
g)当该步信号(St)表示所述设置点值(SP)的步进式改变时，暂时停止对所述误差值(e)的积分。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，停止步骤g中对所述误差值(e)的积分，直到该误差值(e)变得小于一个阈值。
3、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该方法还包括这样一个步骤：在所述步信号(St)表示所述设置点值(SP)的步进式变化之后，复位所述积分器(21)。
4、如权利要求1到3的其中之一所述的方法，其特征在于，通过将所述误差值(e)从所述积分器(21)断开来停止步骤g中对该误差值(e)的积分。
5、一种用于控制信息重现和/或记录系统内的辐射源(25)的辐射功率的辐射源驱动设备，所述系统用于从/向一个信息载体(11)重现和/或记录信息，该设备包括：
-辐射功率测量装置(26)，用于测量该辐射源(25)的辐射功率；
-误差值计算装置(20)，用于通过计算所测量的辐射功率(FB)和一个设置点值(SP)之间的差异来确定一个误差值(e)；
-积分装置(21)，用于通过对该误差值(e)进行积分来确定一个积分误差值；
-乘法装置(23)，用于通过将该误差值(e)乘以一个因子p来确定一个成比例的误差值；
-加法装置(24)，用于通过将所述积分误差值和所述成比例误差值相加来确定一个PI误差值；
-辐射源电流发生器(27)，用于向该辐射源(25)馈送电流，其中该电流取决于所述PI误差值，
其特征在于阻塞装置(22)，该阻塞装置(22)响应于一个步信号(St)而令所述积分装置(21)暂时停止对所述误差值(e)进行积分，该步信号表示设置点值(SP)的步进式改变。
6、如权利要求5所述的辐射源驱动设备，其特征在于，所述阻塞装置(22)包括开关装置(SW)，以用于将所述误差值(e)连接到所述积分装置(21)或者从该积分装置(21)断开，其中该阻塞装置(22)通过控制该开关装置(SW)来将该误差值(e)从该积分装置(21)断开，以便令该积分装置(21)停止对该误差值(e)进行积分。
7、如权利要求5或6所述的辐射源驱动设备，其特征在于，所述阻塞装置(22)被安排成令所述积分装置(21)停止对所述误差值(e)进行积分，直到该误差值(e)小于一个阈值。
8、如权利要求5到7的其中之一所述的辐射源驱动设备，其特征在于，所述步信号(St)的第一值表示从所述信息载体(11)中重现信息，而该步信号(St)的第二值表示将信息记录到该信息载体(11)上。
9、如权利要求5到8的其中之一所述的辐射源驱动设备，其特征在于，响应于所述步信号(St)而复位所述积分装置(21)。
10、用于从/向一个信息载体(11)重现和/或记录信息的信息重现和/或记录设备，包括：
-一个如权利要求5到9的其中之一所述的辐射源驱动设备；
-一个用于产生辐射束的辐射源(25)，该辐射源(25)由该辐射源驱动设备来驱动；
-用于将所述辐射束映射到该信息载体(11)上的一点(33)的装置(36)；以及
-用于在该点(33)和该信息载体(11)之间产生一个相对位移的装置(31)。
Applications Claiming Priority (2)
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