本发明涉及一种用于从光可读记录载体上再现信息的装置。在光可读记录载体上信息是以与介质区交替出现的光可检测区的轨道形式存储的。该装置包括一个光学系统，用于经记录载体将光束投射到一光学探测器上，该探测器包括四个子探测器，它们分别位于图象X-Y座标的四个象限内，该座标系的原点位于光学系统的光轴上。座标系的X轴沿轨道方向有效延伸，Y轴垂直轨道的方向有效地延伸，第一个加法器线路用于把来自位于对角线上的第一个和第三子检测器的信号相加，构成第一信号（S1），第二加法器电路用于把至少其它两个子检测器提供的信号相加，构成第二信号（S0）;以及跟踪误差信号发生器用于从第一和第二信号中提取跟踪误差信号。该跟踪误差信号发生器包括过零点检测装置，用于检测上述第二信号的过零点。

类似这样的装置可以从美国专利第4，467，462号中找到。

在已知的装置中，要确定对角线上放置的两个子检测器的信号和与其它对角线上放置的两个子检测器的信号和。通过利用减法电路，可决确定这两个和之差。此外，通过利用两个过零点检测器来检测所有四个子检测器的输出信号和的正反向过零点。过零点检测器的输出被用作控制两个取样保持电路对减法电路的输出进行取样。利用一减法电路从一个取样保持电路的输出减去另一个取样保持电路输出。该减法电路的输出形成一个跟踪该差信号。

已知的设备具有以下缺点：跟踪误差信号量取决于从记录载体反射来的光的量，因此也取决于记录载体上记录的信息形式。

本发明的目的是提供在本文开始提到那种类型的装置，该装置产生的跟踪误差信号更多地独立于记录信息。

根据本发明装置，其特征在于，所述跟踪错误发生器包括第二个过零点检测器装置，用于检测第一信号的过零点;和响应第一第二过零点检测装置的装置，用于测量相应的过零点间的时间间隔和产生取决于该测量的时间间隔的跟踪误差信号。

本发明装置之所以能够达到上述目的，是因为：

所述时间测量几乎不受被读信号的幅度的影响，使得跟踪错误信号高度独立于检测的光量，记录载体光学特性以及光束的密度。

被读信号的瞬时频率不影响误差信号的幅度。

被读信号的直流电平可能的变化不影响在一定限度内的测量。

按照本发明装置的一个实施例要求要读记录载体，信息是大体上按固定的位频率存储在载体上的。下面是该装置的特点：在第一个信号和第二个信号分别过零时，第一个和第二个过零检测器分别产生第一个第二个脉冲;由第一个和第二个过零检测器分别激励的调谐回路被调谐到某个位频率或其高次谐波上;以及第一个相位检测器用来检测第一个和第二个调谐回路给出信号的相位差。

经过上述处理后，时间的测量就转化为对固定频率信号的相位测量，而且实现起来非常简单。这个具体装置的另一个特点是它的第三个过零检测器在第三个信号过零时产生第三个脉冲，由第三个过零检测器激励的第三个调谐回路被调谐到位频率或其高次谐波上，第二个相位检测器用来检测第二个和第三个调谐回路所产生的信号间的相位差，以及一个加法器把第一和第二相位检测器的输出信号相加。

对这个装置的另一种实施例的特点是在于这个装置包括有：一个设备来产生一个整型脉冲信号，其脉冲宽度对应于第一个信号和第二个信号过零时间的间隔;测量时间装置，用以决定上述整型脉冲信号的脉宽;方向检测器，用以测出第一个信号和第二个信号过零时刻出现的先后次序，并随之而使测量设备输出是反极性或者不反极性信号。

就产生整型脉冲信号这个装置而言，本实施例的特点可能是这样的：为产生整型脉冲这个装置包括第一个和第二个限幅器，用来把第一个和第二个信号大体上变换成方波信号;以及一个异门电路，这两个限幅信号被送到一个具有异功能的门线路上去。就方向检测而言，这个方向检测装置包含一个检测器以决定在第二个信号过零瞬间的第一个信号的极性。

这个发明现用一个例子来详细地加以说明，并参看有关的附图。

图1示出一个已知的装置，用来从光可读的记录载体上读出信息。

图2给出在图1所示装置中采用的一个已知跟踪误差检测器。

图3画出了一些信号的波形，用以说明按照本发明装置的基本工作原理。

图4给出了按照本发明装置中采用的跟踪误差信号发生器的第一个例子。

图5给出了一些信号波形图来说明按图4装置的工作过程。

图6给出了按本发明的装置中跟踪误差信号发生器的第二个实例。

图1画出了一个圆盘记录载体的径向剖面图。假设装入盘面的信息结构正被反射出来，这些信息被安排在多条轨迹上面，其光可检测区和介质区是相间地排列着。数字3表示信息轨迹。辐射光源6（例如半导体激光器）发射出一束读光束。镜子9反射这束光束到物镜系统11，图中用一个透镜来表示，在读光束b的通道上按放一个辅助透镜7，以确保读光束充满整个物镜系统的瞳孔，就可以在信息结构的表面2上形成一个最小尺寸的辐射点。

主轴5通过中心孔4，当记录载体绕主轴5旋转时，读光束被信息结构反射出来，这个光束依照存入被读轨迹上的信息进行时间调制。这个被调制的读光束再次通过物镜系统，并被镜子9反射到由辐射光源辐射光束的同方向上。为了分离调制和未调制的读光束，就应在读光束的辐射通路上安排某些器件，例如，这些器件可能包括一个极性敏感光束分离棱镜和一个i/4板的组合件。为简单起见在例1中假设上述器件包括一个半导体透镜8，这个镜子把调制过的读光束部分地反射到一个辐射敏感检测系统12上。

信息结构的光学详图是非常小的，因此读光点应非常精确地集中到被读的轨迹上。

为了能检测中心误差，例如检测系统12包括四个辐射敏感检测器。如图2所示。四个检测器13、14、15和16被安排在X-Y座标系的四个象限内。当一个被读轨迹段投射到检测系统上时，轨迹段的纵向和横向分别延展平行于X轴和Y轴。

如图2所示检测器13和15的输出信号在加法器线路17上相加，检测器14和16的输出信号在加法器18上相加。加法器17和18的输出信号S1和S2在减法器线路19上相减，这个线路的输出联到乘法器线路22的一个输入端，乘法器22的输出信号联到低通滤波器23，这个滤波器的输出28就是要求的控制信号。此外，加法器17和18的输出信号在另一个加法器24上相加。从四个检测器13、14、15和16读出的信号的和S0就是要读的信号，然后它从加法器24输出出来。由于减法器线路19输出的信号是位于对角线上的两对检测器13、15和14、16的信号之差，这个差是有极性的，它取决于跟踪误差的方向，也就是由被跟踪的信息轨迹3反射的激光光束b上成象点的偏移量来决定极性的。这个信号也随着扫描轨迹3上的光可检测区或介质区而变化。但在减法器线路19输出信号中得不到方向的信息。为了获得这个方向信息，来自加法器24的和信号在相移回路25中被移相90°并被送至乘法器22的另一个输入端，这个乘法器相当于一个同步检测器。于是跟踪误差的方向信息就作为低频分量的极性包括在上述输出信号中（这个输出信号经过了低通滤波器23）。为进一步说明这个已知装置的细节，请看荷兰专利申请号№.7600842（PHN8290）。

图3画出了部分波形曲线来说明按照本发明的装置的工作原理。图中给出了当光可检测区经过光束的入射点时，信号S1、S2和S0的变化过程。信号S0在瞬时t0交于零轴。如果光束成象点对信息轨迹有这样一个偏差，以致于光可测区的成象位于图中X轴的上方，假设由于记录载体的位移，这个成象移到图中的左边，那么光可检测区的通过这个信号首先被检测器13和15检测出来，其后被检测器14和16检测出来。在图3中可以看到S1交于零轴的时刻是t1它在t0前△T时刻出现，S2在时刻t2交于零轴，它在t0后ΔT时刻出现。如果成象点的位移恰好相反，那么信号S2在t1时刻交于零轴，S1留一个空位在t2时刻交于零轴。从时间间隔△T的大小就可测出成象点的位移量。通过测量上述时间△T就可以找出跟踪信号。可以测量t1时刻和t2时刻的间隔，也就是信号S1和S2过零时间的间隔。也可以测量t1时刻或t2时刻与t0时刻的间隔，即信号S1或信号S2和信号S0的过零时间的间隔。

和已知的装置相比较，时间测量方法提供了下面几个优点：

-不必对一个瞬时频率在变化的信号进行90°相位移。

-测量只限定在检测信号的过零点，即只限定在瞬时重复频率，它可跟踪被读信号的瞬时频率。这就意味着该信号对在输出28上的被检测的跟踪误差信号的串音最小。

-与被读信号的幅度无关。跟踪误差信号的产生和检测到的光亮度无关，也就是和载体圆盘的反射系数、激光光束的强度无关。

-被读信号的瞬时频率不影响跟踪误差信号的幅度。与已知的装置相比，在那里相位差是采用同步检测法测出的，于是其跟踪误差和上述相位差之间的关系是和信号的瞬时频率成反比。

-在给定的范围内直流电平的变化不影响时间的测量。的确，直流电平的这种变化将使瞬时t0、t1和t2同时变化（见图3），因此将不影响△T的长度。

图4给出了按照本发明的一个实施例装置的原理图。这个装置特别适用于固定位频率的数字信号（例如数字音频信号）被记录在记录载体上的那种场合。在这个装置中检测器13到16，加法器线路17、24和18和图2的相同。由上述加法器线路产生的信号S1、S2和S0被送到限幅器30、31和32，然后限幅器的输出再送到过零检测器33、34和35，它将产生一个对应其输入信号过零的脉冲，例如它可能包括一个单稳态多谐振荡器，微分线路和一个异门，信号通过一个特定的时间延时后被直接地送给这个异门。过零检测器33、34和35激励带通滤波器36、37和38，它们被调谐到对应于再现信号位频率的某个频率f0上。关于图4装置的这部分工作过程将在图5中做了说明。图5从上到下画出了加法器线路24的输出信号S1，限幅器线路31输出的信号S3，过零检测器34的输出信号S4和带通滤波器37的输出信号S5。信号S被限幅后就得到一个方波信号S3，它的过零点对应于信号S0的过零点。而信号S4包括了与过零点同时出现的脉冲，这个信号又激励了窄带滤波器37。由于这个滤波器被调谐到记录信号的位频率上，所以过零脉冲总是和带通滤波37输出波形同相。信号S5是频率f0的波形，它每次被激励，而且每次激励后其幅度都要衰减。信号S0出现过零点的时刻由信号S5的瞬时相位所确定。于是带通滤波器就相当于一个过零时刻的保持线路。

同样地，带通滤波器36和38也产生f0频率的波形，它们互相间的相位关系取决于信号S0、S1和S2过零时刻之间的间隔，因此也取决于跟踪误差。

相位差和跟踪误差信号进一步确定下来了，其工作原理和图2所示装置中的一样。为了避免由于带通滤波器36、37和38输出信号幅度的变化而带来的问题，这些信号被送到限幅线路40、41和42。限幅线路40和41的输出信号被送到乘法器43，限幅线路41和42的输出信号被送到乘法器44。于是乘法器43输出信号的低频分量取决于时间间隔t1-t0（见图3），而乘法器44输出信号的低频分量取决于时间间隔t0-t2。这两个输出信号在加法器45上相加，经过低通滤波器23后在28输出。

按图4设计的跟踪误差检测方法的不足之处在于最大时间△T，原则上唯一确定量大被测时间△T等于频率为f0的波形的周期，由于相位检测器采用了乘法器，这就限定了最大测量时间为这个周期的1/4。

图6画出了按照这个发明设计的第二个装置实施例的原理图。这个装置的应用不局限于基本上固定位频率的信息被记录到可读记录载体的那种场合。该装置的时间测量范围原则上等于被读光可检测区的长度。如图4所画的装置一样，它包括13、14、15和16个四个检测器，加法器线路17、18和24，限幅器线路30、32和31。限幅器线路30和32的输出信号被送到异门46，在限幅器30和32输出信号极性相反的这段时间里，也就是t1到t2（图3）的这段时间里，这个异门有一个输出信号。这个异门46输出信号的脉冲宽度就表示测量的跟踪误差。为了测量这个脉宽，异门46的输出信号去合上开关47，使来自电流源48的电流对电容器49充电。当开关47再次打开以后，这个电容器上的电荷就表示了异门46输出信号的脉宽，也就测出了跟踪误差。经过电压跟随器50和开关51电容器49被连到电容器52上，开关51由脉冲整型器53的输出信号控制，在异门46输出信号的下降沿它产生一个整型脉冲，以使开关47再次打开后开关51合上，电容器52被充电到和电容器49的电荷值相同，于是开关51和电容器52组成一个保持器线路。脉冲整型电路54在脉冲整型线路53输出信号的下降沿产生一个整型脉冲，它来控制开关55，这个开关和电容器49关联，以使当电容器49上的电荷通过开关51被检测出来以后，电容器49通过开关55再次放电。

电容器52上的电荷就表示对跟踪误差的测量结果，然而跟踪误差的方向还不知道。为了解决这个问题，电容器52上的电压通过电压跟随器送到可换向的反相器线路57。经过上述可换向的反相器线路57以后，其输出信号的极性就表示了跟踪误差的方向了。不述可换向反相器线路的输出信号通过低通滤波器23以后到输出端28。

为了决定跟踪误差信号的方向，限幅器32的输出信号被送到D触发器58的D输入端，限幅器31的输出信号被送到时钟输入端C。D触发器58是这样一种触发器，它在其时钟输入C的下降沿被触发。这种D触发器58的输出信号在信号S0下降沿的过零点这个时刻（即图3中的t3瞬时）跟踪上限幅器32的输出信号。如果在t3瞬时信号S2是高电位或者如果信号S2滞后于S0，那么触发器58的Q输出端输出高电平。同样地，限幅器32的输出信号送到D触发器59的D输入端;限幅器31的反相输出端的信号送到D触发器59的时钟输入C端，这样触发器59在信号S0的上升沿过零时刻被触发，或者说在t0时刻被触发（见图3）。如果信号S2在t0时刻为低电平，换句话说如果信号S2滞后于S0，那么这时触发器59的反相输出Q就是要求的信号。

由D触发器59的时钟信号控制的换向开关60交替地把触发器58的Q输出送到D触发器61的D输入端，或把触发器59的Q输出送到D触发器61的D输入端。触发器61的时钟信号取自脉冲成型器53的输出信号的下降沿，即在开关61合上的同一时刻，该开关用来对电容器49上的电荷进行采样。这样，触发器61就产生了一个和跟踪误差方向相对应的有极性的信号，在每测量一次时间以后，该触发器就被时钟同步。触发器61的输出再来控制可换向的反相器线路57。

图6所示的装置中时间间隔t1-t2（见图3）以同样的方式被测量。像图6所示的装置也可以进行数字测量，那就由异门46来打开一个计数器，该计数器就对来自高频计数脉冲振荡器产生的计数脉冲进行计数。