專(zhuān)利名稱(chēng)：用輻射束掃描旋轉(zhuǎn)載體輻射靈敏表面的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用一輻射束掃描圍繞旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)的一圓盤(pán)形載體的輻射靈敏表面的方法，輻射束射向載體，載體的角速度基本上反比于旋轉(zhuǎn)中心與輻射束在載體上落點(diǎn)之間的距離，而產(chǎn)生了預(yù)定頻率的時(shí)鐘脈沖和頻率正比于載體角速度的速度脈沖。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種用一輻射束掃描一旋轉(zhuǎn)載體的輻射靈敏表面的設(shè)備，該設(shè)備包括一個(gè)使載體圍繞軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，一個(gè)用以將輻射束射向載體且相對(duì)于記錄載體可徑向移動(dòng)的光學(xué)系統(tǒng)，一個(gè)將載體的角速度值控制到基本上反比于旋轉(zhuǎn)中心與輻射束在載體上落點(diǎn)之間距離的速度控制電路，該控制電路包括一個(gè)產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖的時(shí)鐘發(fā)生器和一個(gè)產(chǎn)生頻率正比于載體角速度的速度脈沖發(fā)生器。
這樣一種方法和設(shè)備被用來(lái)制造以恒定線速度讀出的、光可讀記錄載體。在掃描載體上的輻射靈敏表面(例如感光性樹(shù)脂)期間，按照欲記錄的信息去調(diào)制輻射束。此后，被掃描的載體經(jīng)光刻工序產(chǎn)生具有所需信息結(jié)構(gòu)的記錄載體，隨后，可用此記錄載體制成許多拷貝。
一種如開(kāi)始那一段所述的方法和設(shè)備可從美國(guó)專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)US4，190，860中得知。
在該專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)所述的方法和設(shè)備中，用鎖相環(huán)技術(shù)來(lái)控制載體的角速度，載體的角速度是按這樣一種方式來(lái)控制的，即速度脈沖與頻率正比于所需角速度的參考脈沖保持同相。這些參考脈沖是借助于具有可變除數(shù)的分頻器從時(shí)鐘脈沖導(dǎo)出的。該除數(shù)是從將輻射束射向載體的光學(xué)系統(tǒng)的徑向位置導(dǎo)出的。設(shè)有上述角速度控制的掃描設(shè)備有下述缺點(diǎn)，即該控制系統(tǒng)在工作時(shí)還需一些附加的控制系統(tǒng)，去使得載體的角速度達(dá)到一個(gè)數(shù)值，在該數(shù)值下參考脈沖和速度脈沖之間的頻率差小到足夠建立起鎖相狀態(tài)。此外，鎖相環(huán)技術(shù)的一個(gè)不利之處是它們不適于用可編程電路，比如微計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
已知掃描設(shè)備的另一個(gè)不利之處是，因?yàn)樵趯?dǎo)出參考脈沖的過(guò)程中只允許用整數(shù)除數(shù)，所以只能獲得有限個(gè)數(shù)的不同掃描速度。特別是，當(dāng)必須按照非常嚴(yán)格的精度來(lái)制造光記錄載體時(shí)，這就成為一個(gè)缺點(diǎn)了。
用十分大的分頻除數(shù)可以使最后指出的一個(gè)缺點(diǎn)得到緩和。然而，這樣做的不利之處是時(shí)鐘信號(hào)的頻率必須非常高。這樣高的頻率使得實(shí)際上不可能利用可編程電路來(lái)提供具有令人滿(mǎn)意的調(diào)節(jié)精度的角速度控制。
本發(fā)明的目的是提供一種如開(kāi)始那幾段所述的能緩和上述缺點(diǎn)的方法和設(shè)備。就方法而言，本發(fā)明的目的是這樣達(dá)到的響應(yīng)于一個(gè)時(shí)鐘脈沖，以一個(gè)第一修正值來(lái)修正一個(gè)和數(shù)，并響應(yīng)于一個(gè)速度脈沖，又以一個(gè)符號(hào)與第一修正值相反的第二修正值去修正此和數(shù)，根據(jù)此和值將記錄載體的角速度控制到一個(gè)值，對(duì)于這個(gè)值上述和值的平均值基本上是恒定的;通過(guò)修改第一和/或第二修正值，使第二和第一修正值之比保持為一個(gè)正比于所述距離的值。
就設(shè)備而言，本發(fā)明的目的是這樣達(dá)到的速度控制電路包括響應(yīng)于一個(gè)時(shí)鐘脈沖以一個(gè)第一修正值去修正一個(gè)和值的裝置、以一個(gè)第二修正值去修正一個(gè)和值的裝置、將取決于此和值的角速度控制到一個(gè)值(對(duì)于這個(gè)值，上述和值的平均值保持為恒定值)的控制裝置、以及自適應(yīng)(adaptation)裝置，它自適應(yīng)于(adapting)第一和/或第二修正值，將角速度調(diào)節(jié)到一個(gè)正比于所述距離的值。
在根據(jù)本發(fā)明的方法中，記錄載體的角速度被控制到一個(gè)值，對(duì)于這個(gè)值上述和值保持恒定，這意味著其頻率正比于角速度的速度脈沖的頻率保持等于第一、第二修正值之商再乘以時(shí)鐘脈沖頻率。因?yàn)橛涗涊d體的角速度正比于兩個(gè)可調(diào)修正值的商，所以可以十分精確地控制速度。還有，對(duì)于所需精度來(lái)說(shuō)，可保持足夠低的時(shí)鐘信號(hào)頻率，允許借助于可編程電路來(lái)實(shí)施這種方法。
在控制角速度期間，和值在速度脈沖頻率或時(shí)鐘脈沖頻率中較低的一個(gè)頻率上變動(dòng)。為了防止這種變動(dòng)對(duì)角速度的不利影響，希望和值的變動(dòng)頻率遠(yuǎn)處于角速度控制系統(tǒng)的帶寬之外。與產(chǎn)生高頻時(shí)鐘脈沖相比，用一般的脈沖圓盤(pán)或交流測(cè)速發(fā)電機(jī)來(lái)使記錄載體每旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生具有大量速度脈沖的速度信號(hào)在技術(shù)上是困難的，所以最好是把時(shí)鐘脈沖頻率選擇得高于相應(yīng)于所需角速度的速度脈沖頻率。這是獲得足夠高的和值變動(dòng)頻率的最簡(jiǎn)單方法。
如果只選用相應(yīng)于速度脈沖預(yù)定相位的瞬時(shí)間處的和值去控制角速度，則能夠完全消除所述和值變動(dòng)的影響。
如果，像一般的情況那樣，時(shí)鐘脈沖頻率不是速度脈沖頻率的整數(shù)倍，則在相繼兩個(gè)速度脈沖間隔內(nèi)產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)與在所有各個(gè)間隔內(nèi)產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)不同，導(dǎo)致所選用的和值產(chǎn)生了低頻振蕩，這種振蕩對(duì)角速度控制起著不利的影響。這種不利的影響可用下述方法來(lái)消除用一個(gè)循環(huán)計(jì)數(shù)器，從較高頻率的周期信號(hào)中導(dǎo)出時(shí)鐘脈沖(每當(dāng)達(dá)到最后一個(gè)計(jì)數(shù)值時(shí)產(chǎn)生一個(gè)時(shí)鐘脈沖)，從而去修正由第三修正值所選擇的和值，此第三修正值等于所計(jì)時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)(由瞬時(shí)的計(jì)數(shù)值來(lái)表示)與計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)范圍之比乘以第一修正值，而記錄載體的角速度被控制到一個(gè)值，對(duì)于這個(gè)值，修正了的所選和值的平均值基本上恒定。
按照這種方法，相繼控制值之間的差總是相應(yīng)于第二修正值與第一修正值之差，乘以時(shí)鐘頻率和速度信號(hào)頻率之比，所以?xún)上嗬^控制值之間的差總是相應(yīng)于記錄載體所需角速度和實(shí)際角速度之間的差，結(jié)果，消除了角速度控制中的振蕩。
下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例及其他優(yōu)點(diǎn)通過(guò)實(shí)例并參照

圖1至15作更詳細(xì)的描述。
圖1示出用以掃描載體輻射靈敏表面的、根據(jù)本發(fā)明的一種設(shè)備的實(shí)施例;
圖2示出用于圖1掃描設(shè)備中控制電路的一個(gè)實(shí)例;
圖3示出在圖2的控制電路中所產(chǎn)生的信號(hào);
圖4是作為時(shí)間函數(shù)的所需徑向位置Xrg的變動(dòng)實(shí)例;
圖5表示所需徑向位置Xrg和修正值INC與DEC的比值之間的關(guān)系;
圖6示出圖2控制電路的改型;
圖7和圖9示出圖6改型控制電路中所產(chǎn)生的信號(hào);
圖8示出在掃描期間作為時(shí)間函數(shù)的修正值INC和DEC的所需變動(dòng)實(shí)例;
圖10示出控制電路的另一個(gè)實(shí)例;
圖11示出圖10的控制電路中所產(chǎn)生的信號(hào);
圖12示出控制電路的第三個(gè)實(shí)例;
圖13和圖14是圖12的控制電路中由計(jì)算機(jī)所執(zhí)行程序的流程圖;
圖15示出用程序計(jì)算出來(lái)的、作為時(shí)間函數(shù)的一些變量。
圖1示出用輻射束5去掃描輻射靈敏材料(例如感光樹(shù)脂)層2的掃描設(shè)備1，該層沉積在圍繞軸3旋轉(zhuǎn)的載體4，例如一塊玻璃基片上。借助于光學(xué)系統(tǒng)6，輻射束5射向?qū)?。借助于通過(guò)伺服系統(tǒng)8驅(qū)動(dòng)的軸7，光學(xué)系統(tǒng)6能相對(duì)于記錄載體4作徑向移動(dòng)。伺服系統(tǒng)8按照習(xí)慣方式控制光學(xué)系統(tǒng)6的徑向位置Xr，以獲得一個(gè)由中央處理裝置12設(shè)定的所需位置值。用一包括直流電動(dòng)機(jī)9的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來(lái)使載體4旋轉(zhuǎn)。脈沖發(fā)生器，例如機(jī)械地連接到電動(dòng)機(jī)9的脈沖圓盤(pán)或交流測(cè)速發(fā)電機(jī)10產(chǎn)生頻率正比于電動(dòng)機(jī)9和載體4的角速度W的速度脈沖Ps。速度脈沖Ps加到控制電路11，以控制載體4的角速度w到一個(gè)所需的角速度值wg，wg也能通過(guò)中央處理裝置12來(lái)設(shè)定。
在掃描層2之時(shí)，光學(xué)系統(tǒng)6借助于中央處理裝置12和伺服系統(tǒng)8作徑向移動(dòng)。相應(yīng)于距離Xr(在輻射束5的落點(diǎn)與由軸3代表的旋轉(zhuǎn)中心之間的距離)的光學(xué)系統(tǒng)位置的所需值Xrg，由中央處理裝置12按預(yù)定的時(shí)間函數(shù)(參閱圖4)來(lái)控制。而且，中央處理裝置12控制所需的角速度wg，使之達(dá)到一個(gè)反比于距離Xr的值，因此，線掃描速度總是保持恒定。中央處理裝置12可以包括，比如，一臺(tái)通常類(lèi)型的計(jì)算機(jī)，在此計(jì)算機(jī)中，所述函數(shù)在等距離間隔處的瞬時(shí)函數(shù)值存儲(chǔ)在一個(gè)檢索表中。在掃描期間，從此表中讀出該函數(shù)在等距離間隔處的瞬時(shí)函數(shù)值，根據(jù)讀出的函數(shù)值去控制所需位置Xrg。此外，可以根據(jù)所需位置Xrg來(lái)控制所需值wg。作為時(shí)間函數(shù)的所需值wg和Xrg的設(shè)定，也可在掃描期間根據(jù)一預(yù)定的算法計(jì)算出來(lái)。
上面所述類(lèi)型的掃描設(shè)備1主要用于必須以一恒定線速度讀出的CLV類(lèi)型的可讀光盤(pán)的制造中。在掃描層2期間，按照要記錄的信息來(lái)調(diào)制輻射束5。隨后，用如光刻那樣的工序?qū)?顯影，在這個(gè)工序中去除層2被掃描過(guò)的部分，然后獲得一具有所需信息結(jié)構(gòu)的母盤(pán)，從該母盤(pán)可復(fù)制出拷貝。
圖2詳細(xì)地示出了速度控制電路11的一個(gè)實(shí)例?？刂齐娐?1包括第一寄存器20和第二寄存器21，它們可以通過(guò)中央處理裝置12分別裝入第一數(shù)字校正值DEC和第二數(shù)字校正值INC。寄存器20的輸出端連接到累加器電路23的輸入端22。
寄存器21的輸出端連接到累加器電路23的輸入端24。速度脈沖Ps也加到累加器電路23。恒定頻率fk的時(shí)鐘脈沖Pk也加到累加器電路23。借助于由振蕩器26和分頻器27組成的傳統(tǒng)時(shí)鐘發(fā)生器25來(lái)產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖Pk。
累加器電路23是這樣一種類(lèi)型的電路，即它響應(yīng)于一個(gè)時(shí)鐘脈沖Pk，將數(shù)字和值Sw減去加于輸入端22的數(shù)字校正值DEC;并響應(yīng)于一個(gè)速度脈沖Ps，將和值Sw增加加于輸入端24的數(shù)字校正值INC。此和值Sw傳送到數(shù)模轉(zhuǎn)換器28，數(shù)模轉(zhuǎn)換器28將數(shù)字和值Sw轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬信號(hào)，加到模擬控制器29(例如比例積分和微分(PID)控制器)，用以按和值Sw去激離力電動(dòng)機(jī)9，從而保持和值Sw的平均值不變。下面參照?qǐng)D3更詳細(xì)地描述速度控制電路的工作，圖3描繪出在速度脈沖Ps期間的和值Sw，Sw作為所產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖Pk的個(gè)數(shù)n的函數(shù)。響應(yīng)于速度脈沖Ps的正沿，和值Sw增大一個(gè)INC值。響應(yīng)于每一時(shí)鐘脈沖Pk，和值減小一個(gè)DEC值。由此獲得的和值Sw轉(zhuǎn)換成加到控制器29上的一個(gè)模擬信號(hào)。包括速度控制電路11、電動(dòng)機(jī)9和交流測(cè)速發(fā)電機(jī)10的控制環(huán)的帶寬與時(shí)鐘脈沖Pk和速度脈沖Ps的頻率是彼此以這樣的方式相適應(yīng)的，即與速度脈沖Pk的頻率相等的和值Sw變動(dòng)的頻率是如此之高，以致于完全落到控制環(huán)帶寬之外，這保證和值Sw的變動(dòng)幾乎不影響角速度w。于是電動(dòng)機(jī)9以這樣的方式來(lái)激勵(lì)，即平均值維持為恒值，它在此場(chǎng)合下為零。
PID控制器29是以這樣一種方式來(lái)定維(tobedimensioned)的，那就是，如果平均和值Sw超過(guò)所述常數(shù)值，則減小電動(dòng)機(jī)9的激勵(lì)電流，將導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)9的轉(zhuǎn)數(shù)、從而速度脈沖Ps的頻率fs下降。因此，每單位時(shí)間內(nèi)和值Sw增大的次數(shù)減少，以致平均和值Sw減小，直至它等于所述常數(shù)值。
在平均和值Sw大于常數(shù)值的場(chǎng)合下，電動(dòng)機(jī)的激勵(lì)將因此而自適應(yīng)，直到平均和值再次等于常數(shù)值為止。在常數(shù)的平均和值Sw的場(chǎng)合下，INC值乘以速度脈沖Ps的頻率fs等于DEC值乘以時(shí)鐘脈沖Pk的頻率fk。電動(dòng)機(jī)以及記錄載體9的角速度W遵循下列公式W＝2π(fk×DEC/INC)/N……(1)，式中，N是電動(dòng)機(jī)9每一轉(zhuǎn)內(nèi)速度脈沖Pk的個(gè)教。
因?yàn)榻撬俣瓤赏ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)INC和DEC值的商數(shù)加以調(diào)節(jié)，所以可能設(shè)定的數(shù)非常大，給出了很高精度的控制。
當(dāng)以一恒定掃描速度掃描載體4時(shí)，可以通過(guò)中央處理裝置12用調(diào)節(jié)商數(shù)INC/DEC的方法，簡(jiǎn)便和十分精確地建立起所需的角速度，即把商數(shù)INC/DEC調(diào)節(jié)到一個(gè)值，此值正比于輻射束5的落點(diǎn)與軸3之間的距離Xr。例如，從所需Xrg值導(dǎo)出欲設(shè)定的商INC/DEC的值，(參閱圖5)，就可以完成這一點(diǎn)。
然而，另一方面也有可能將INC和DEC值存儲(chǔ)在中央處理裝置的存儲(chǔ)器中(參閱圖8)，或者把INC和DEC作為時(shí)間的函數(shù)計(jì)算出來(lái)，而INC和DEC是與Xrg隨時(shí)間作所需變化有關(guān)的兩個(gè)函數(shù)。
在另一個(gè)簡(jiǎn)單因而具有吸引力的實(shí)施例中，下面三個(gè)信號(hào)(參閱圖2)在掃描過(guò)程前加到控制電路上第一信號(hào)Vb，它指示在掃描過(guò)程開(kāi)始時(shí)載體所需角速度。
第二信號(hào)Vn，它指示在掃描過(guò)程結(jié)束時(shí)載體所需角速度。
第三信號(hào)Vn，它指示在掃描過(guò)程開(kāi)始和結(jié)束之間欲產(chǎn)生的轉(zhuǎn)數(shù)。
根據(jù)信號(hào)Vb，選擇INC和DEC值的適當(dāng)組合，對(duì)于此組合，角速度與信號(hào)Vb指示的值相對(duì)應(yīng)。借助于信號(hào)Ve，對(duì)于已經(jīng)確定的DEC值確定一個(gè)INC值，用此INC值，角速度與信號(hào)Ve指示的值相一致。從已確定的INC值以及由Vn所指示的轉(zhuǎn)數(shù)值，計(jì)算出一個(gè)自適應(yīng)值△inc，△inc值指示在掃描過(guò)程中為了使INC值作為轉(zhuǎn)數(shù)的線性函數(shù)變化，在每X轉(zhuǎn)內(nèi)(X是一整數(shù)，例如1或2)INC值應(yīng)增大多少。在掃描過(guò)程中，DEC值保持不變。此外，借助于分頻器10a，從速度脈沖Ps中導(dǎo)出載體4每旋轉(zhuǎn)一周時(shí)的X旋轉(zhuǎn)脈沖Po。此旋轉(zhuǎn)脈沖加到中央處理裝置12，比如，加到一程序中斷輸入端。中央處理裝置已裝入中斷控制程序，此程序響應(yīng)于每一個(gè)旋轉(zhuǎn)脈沖Po，以自適應(yīng)值△inc去自適應(yīng)INC值。因?yàn)檩d體的角速度反比于INC值，所以獲得了速度控制，此外，角速度反比于所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)數(shù)，并且，因而使角速度反比于掃描點(diǎn)在載體上的徑向位置，假定(如通常那樣)每一轉(zhuǎn)的徑向位移是常數(shù)的話。要注意的是，原則上可以類(lèi)似于控制角速度那樣去控制光學(xué)系統(tǒng)6的徑向速度。
為了使和值Sw變動(dòng)的影響減至最小，希望將頻率fs和fK中較低的一個(gè)頻率，選擇得盡可能的高。因?yàn)樘岣哳l率fK比增大電動(dòng)機(jī)9每轉(zhuǎn)所產(chǎn)生速度脈沖數(shù)Ps的個(gè)數(shù)N來(lái)得容易，所以最好以這樣方式來(lái)定維控制環(huán)，即在所需角速度Wg處時(shí)鐘脈沖PK的頻率fK高于速度脈沖Ps的頻率fs。
圖6示出了一個(gè)改型的控制電路11，此電路使和值Sw的變動(dòng)對(duì)角速度w的影響能基本上被消除。在這種改動(dòng)中包括存儲(chǔ)器30，例如設(shè)置在累加器電路23和數(shù)模轉(zhuǎn)換器28之間的一個(gè)以時(shí)鐘脈沖驅(qū)動(dòng)的寄存器。存儲(chǔ)器30在與速度脈沖Ps預(yù)定的相位相對(duì)應(yīng)的瞬間裝入和值Sw。如果，如上面所示的例子那樣，速度脈沖Ps的相對(duì)脈沖寬度(填充系數(shù))是恒定的，則存儲(chǔ)器30可包括一個(gè)由速度脈沖Ps的負(fù)沿所控制的寄存器。
除了和值Sw和速度脈沖Ps以外，圖7還示出作為時(shí)鐘脈沖PK個(gè)數(shù)n的函數(shù)的存儲(chǔ)器30的輸出信號(hào)Sw。存儲(chǔ)器30兩次裝入瞬間之間的時(shí)間間隔T1等于速度脈沖Ps的周期T，所以Sw的變動(dòng)相應(yīng)于DEC值減去K與INC值的乘積，K是每一時(shí)間間隔T1內(nèi)的時(shí)鐘脈沖PK的個(gè)數(shù)。如果，如本實(shí)例中那樣，比值INC/DEC是整數(shù)，則角速度w被控制到一個(gè)值，對(duì)于這個(gè)值，頻率fK與頻率fs之比也是整數(shù)。
這意味著，在存儲(chǔ)器30兩次裝入瞬間之間，和值S′w之差(等于DEC-K。INC)確為零，以致角速度w獲得特別穩(wěn)定的控制。然而，如果在一般情況下，商數(shù)INC/DEC不為整數(shù)，則對(duì)于兩次相繼裝入瞬間之間的和值S′w之差(等于DEC-k×INC)來(lái)說(shuō)，角速度w將被控制到一個(gè)非零值。還有，兩次相繼裝入瞬間之間的時(shí)鐘脈沖個(gè)數(shù)將因此而不總是相同的。這造成和值Sw以及在存儲(chǔ)器30輸出端選定的和值S′w有低頻振蕩。
圖9示出了對(duì)于值INC/DEC＝3000/512，Sw和S′w的低頻振蕩。為了防止這種低頻振蕩對(duì)控制性能的不利影響，可以用這樣的方式來(lái)選擇控制環(huán)的帶寬，即振蕩頻率落在控制頻帶之外。一個(gè)不呈現(xiàn)上述不希望有的振蕩的速度控制電路11的實(shí)例示于圖10，圖10中對(duì)應(yīng)于圖2和6中所示部件具有相同的參考號(hào)。
圖10中所示控制電路11的分頻器27包括一個(gè)循環(huán)計(jì)數(shù)器，此計(jì)數(shù)器對(duì)振蕩器26產(chǎn)生的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，并在達(dá)到最大計(jì)數(shù)值MAX后，被置零，同時(shí)產(chǎn)生一時(shí)鐘脈沖Pk。計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值TEL加到乘法器電路40的第一輸入端。存儲(chǔ)在寄存器20內(nèi)的DEC值加到乘法器電路40的另一輸入端。乘法器電路40是以這樣的方式來(lái)定維的，即在其輸出端的結(jié)果等于TEL/MAX·×DEC。
借助于減法器電路41，從累加器電路23的輸出端得到的和值Sw中，減去乘法器電路的結(jié)果RM，相減的結(jié)果S+w加到存儲(chǔ)器30的輸入。把S+w值在速度脈沖Ps的負(fù)沿所規(guī)定的裝入瞬間裝入存儲(chǔ)器30。
這樣從和值Sw與RM值導(dǎo)出、并出現(xiàn)在存儲(chǔ)器30輸出端的控制值SR，通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器28加到控制器29。
另一種方法，把用乘法器40完成乘法運(yùn)算后所得結(jié)果加到累加器電路23，并響應(yīng)于一個(gè)速度脈沖Ps用差值(INC-RM)去改變和值，也能消除低頻振蕩。在這種場(chǎng)合下，減法器電路可省去，而累加器電路23的輸出信號(hào)可以直接加到存儲(chǔ)器30。
要進(jìn)一步注意，如果選擇分頻器的除數(shù)使之等于DEC的數(shù)值，則可省去乘法器。
作為時(shí)間t的函數(shù)，圖11示出速度脈沖Ps、時(shí)鐘脈沖PK和值Sw、S+w以及控制值SR。從圖11可明顯看出，用RM值去校正和值Sw的結(jié)果是，完全消除了來(lái)自S+w以及因而來(lái)自控制值SR的低頻振蕩。
圖12示出了速度控制裝置11的又一個(gè)實(shí)例，此電路與中央處理裝置12一起，裝于一個(gè)通常類(lèi)型的微機(jī)系統(tǒng)內(nèi)。然而，要注意，也有可能將中央處理電路和速度控制電路分別引入獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)。微機(jī)系統(tǒng)包括一個(gè)借助于總線51連接到隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)52的中央處理裝置50(CPU)，一個(gè)只讀存儲(chǔ)器(ROM)53、鎖存型輸入寄存器54的輸出以及輸出寄存器55的輸入。計(jì)數(shù)器27的計(jì)數(shù)值TEL被傳送到輸入寄存器54的輸入端。
輸出寄存器55的輸出連接到數(shù)模轉(zhuǎn)換器28的輸入。只讀存儲(chǔ)器53裝有程序，這些程序用來(lái)使和值Sw自適應(yīng)于響應(yīng)速度脈沖Ps和時(shí)鐘脈沖PK，用來(lái)導(dǎo)出控制值SR，并且用來(lái)使所需位置Xrg和INC、DEC值自適應(yīng)于與互相關(guān)連的時(shí)間函數(shù)(例如，圖4和8中所示的那些函數(shù))相一致。這些函數(shù)的函數(shù)值是預(yù)先確定的，并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器52的表格內(nèi);或者是在掃描期間，根據(jù)適當(dāng)?shù)乃惴▽⑺鼈冇懰愠鰜?lái)的。
圖13和14以圖解說(shuō)明的方式給出上述那些程序的實(shí)例流程圖。程序INT1是一個(gè)中斷程序，它響應(yīng)于在中央處理裝置50的第一中斷輸入端56上的每一速度脈沖Ps而執(zhí)行。在此程序中的S11步期間，和值Sw增大一個(gè)INC值。接著，在S12步中讀出計(jì)數(shù)器27的計(jì)數(shù)值TEL，而在S13步中，從MAX、DEC和TEL值導(dǎo)出RM值。
在S14步中，從Sw和RM值導(dǎo)出控制值SR，而在S15步中，通過(guò)將SR裝入輸出寄存器55把它傳送給數(shù)模轉(zhuǎn)換器28。程序INT2是一中斷程序，它響應(yīng)于在第二中斷輸入端57上的時(shí)鐘脈沖PK而執(zhí)行。在此程序的S21步期間，和值Sw減小一個(gè)DEC值。在S22步中，對(duì)在最后一次自適應(yīng)DEC、INC和Xrg值后程序INT2已被調(diào)用的次數(shù)TIME進(jìn)行計(jì)數(shù)。因?yàn)檎{(diào)用程序INT2所用的頻率是恒定的，所以TIME的值總是代表在最后一次自適應(yīng)INC、DEC和Xrg后已經(jīng)經(jīng)過(guò)了的時(shí)間。
在S23步中，判斷TIME是否大于或等于極限值TMAX。如果是，則再次自適應(yīng)Xrg、INC和DEC值，并在S24步中把TIME的值置為零。自適應(yīng)Xrg、DEC和INC是可能的，例如，可使Xrg、DEC和INC的值等于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器52的表格內(nèi)那些函數(shù)的下一個(gè)函數(shù)值。
圖15示出了借助于程序INT1和INT2導(dǎo)出的和值Sw、修正值RM和控制值SR作為時(shí)間的函數(shù)。PID控制器29控制電動(dòng)機(jī)9的激勵(lì)，從而保持控制值SR等于零。與SR值有著恒定差值的平均值Sw將因此也為常數(shù)，所以借助于這種控制電路，角速度也保持等于一所需值wg，而wg等于2π(fK×INC/DEC)N。
權(quán)利要求
1.一種用一輻射束掃描圍繞旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)的一圓盤(pán)形載體的輻射靈敏層的方法，所述輻射束射向所述載體，所述載體的角速度基本上反比于軸和所述輻射束在所述載體上落點(diǎn)之間的距離，而產(chǎn)生了預(yù)定頻率的時(shí)鐘脈沖和頻率正比于載體角速度的速度脈沖，該方法的特征在于響應(yīng)于一時(shí)鐘脈沖用一個(gè)第一修正值去修正一個(gè)和值，并響應(yīng)于一個(gè)速度脈沖用一個(gè)符號(hào)與所述第一修正值相反的第二修正值去修正所述和值，將取決于所述和值的所述記錄載體的所述角速度控制到一個(gè)值，對(duì)于這個(gè)值所述和值的平均值基本上為恒定的值，而用自適應(yīng)所述第一和/或所述第二修正值的方法將所述第二與所述第一修正值之比保持為一個(gè)正比于所述距離的值。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于所述時(shí)鐘脈沖頻率高于相應(yīng)于所需角速度的所述速度脈沖頻率。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求2中所述的方法，其特征在于只是在相應(yīng)于所述速度脈沖預(yù)定相位處的那些瞬時(shí)，所述和值被選用來(lái)控制角速度。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求3中所述的方法，其特征在于用一循環(huán)計(jì)數(shù)器從一較高頻率的周期信號(hào)中導(dǎo)出所述時(shí)鐘脈沖，每當(dāng)最后一個(gè)計(jì)數(shù)值到達(dá)時(shí)產(chǎn)生一個(gè)所述時(shí)鐘脈沖，使得所選的和值由一個(gè)第三修正值來(lái)修正，所述第三修正值等于所計(jì)的時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)(由瞬時(shí)的計(jì)數(shù)值來(lái)表示)與所述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)范圍之比，乘以所述第一修正值，而所述記錄載體的角速度被控制到一個(gè)值，對(duì)于這個(gè)值，修正了的所選的和值的平均值基本上恒定。
5.一種根據(jù)前面任一權(quán)利要求中的方法，其特征在于用分頻的方法從速度脈沖中導(dǎo)出頻率低于所述速度脈沖頻率的第二時(shí)鐘脈沖，并且第二修正值的數(shù)值以一個(gè)特定的常數(shù)值自適應(yīng)于響應(yīng)于每一所述第二時(shí)鐘脈沖。
6.一種用一輻射束掃描一轉(zhuǎn)動(dòng)載體的輻射靈敏表面的設(shè)備，所述設(shè)備包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它使載體圍繞一旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng);一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)，它可相對(duì)于所述載體徑向移動(dòng)，將所述輻射束射向所述載體;一個(gè)速度控制電路，它將所述載體的角速度控制到一個(gè)值，此值基本上反比于所述旋轉(zhuǎn)中心與所述輻射束在所述載體上落點(diǎn)之間的距離，所述控制電路包括一個(gè)產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖的時(shí)鐘發(fā)生器以及一個(gè)產(chǎn)生頻率正比于所述載體角速度的速度脈沖的速度脈沖發(fā)生器;所述設(shè)備的特征在于所述速度控制電路包括響應(yīng)于一個(gè)速度脈沖以一個(gè)第一修正值去修正一個(gè)和值的裝置;以一個(gè)第二修正值去修正所述和值的裝置;把取決于所述和值的角速度控制到一個(gè)值，對(duì)于這個(gè)值所述和值的平均值保持為恒定值的裝置;以及通過(guò)使所述第一和/或所述第二修正值自適應(yīng)，把角速度調(diào)節(jié)到一個(gè)正比于所述距離的值的自適應(yīng)裝置。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求6中所述的設(shè)備，其特征在于時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器和速度脈沖發(fā)生器是以這樣一種方式來(lái)定維的，即所述時(shí)鐘脈沖頻率高于與所需角速度相對(duì)應(yīng)的速度脈沖頻率。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求7中所述的設(shè)備，其特征在于速度控制電路包括響應(yīng)于一個(gè)速度脈沖將所述和值傳送到一個(gè)存儲(chǔ)器的裝置，控制裝置自適應(yīng)于將角頻率控制到一個(gè)值，對(duì)于這個(gè)值，相繼地存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中的平均和值基本上保持恒定。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求8中所述的設(shè)備，其特征在于時(shí)鐘發(fā)生器包括一個(gè)產(chǎn)生頻率高于時(shí)鐘脈沖頻率的脈沖的振蕩器;以及一個(gè)用于對(duì)來(lái)自所述振蕩器的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)、并當(dāng)?shù)竭_(dá)最大計(jì)數(shù)值時(shí)產(chǎn)生一后繼時(shí)鐘脈沖的循環(huán)計(jì)數(shù)器;速度控制電路包括以第一修正值去乘計(jì)數(shù)值以獲得第三修正值的裝置，所述第三修正值等于計(jì)數(shù)值與最大計(jì)數(shù)值之比，乘以所述第一修正值;響應(yīng)于一個(gè)速度脈沖，把由所述第三修正值修正了的和值傳送到所述存儲(chǔ)器的裝置。
10.一種根據(jù)權(quán)利要求6至9的任一權(quán)利要求中所述的設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備包括一個(gè)以分頻方法從速度脈沖中導(dǎo)出第二時(shí)鐘脈沖的分頻器;以及響應(yīng)于所述第二時(shí)鐘脈沖，以一個(gè)特定的常數(shù)值使第二修正值自適應(yīng)的裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了用輻射束(5)以恒定線速度掃描旋轉(zhuǎn)載體(4)的輻射靈敏層(2)的方法和設(shè)備，用相對(duì)于載體(4)可徑向移動(dòng)的光學(xué)系統(tǒng)(6)將輻射束(5)射向載體(4)。速度脈沖發(fā)生器(10)產(chǎn)生頻率(fs)正比于載體(4)角速度的速度脈沖(Ps)。時(shí)鐘發(fā)生器(25)產(chǎn)生恒定頻率(f
文檔編號(hào)G11B19/28GK1030155SQ8810370
公開(kāi)日1989年1月4日 申請(qǐng)日期1988年6月20日 優(yōu)先權(quán)日1987年6月22日
發(fā)明者勒內(nèi)·亨德里克·阿馬, 奧紐利斯·皮特勒斯·杜拋 申請(qǐng)人:菲利浦光燈制造公司