本发明涉及一种光学扫描装置，通过一个物镜，将光束聚焦在旋转的记录介质上，并且光束借助于跟踪调节电路沿着记录介质的数据纹导向，跟踪调节电路是由一台用于调节光学扫描装置的粗调驱动装置和一台用于导向物镜的细调驱动装置构成的。 在激光唱片放音机中，记录介质即激光唱片是通过光束进行扫描的。一种光学扫描装置的设计和功能、即所谓光学拾音器已在Eletronic Components & Application杂志Vol.6.No.4 1984年209～215页中披露了。
由激光二极管发射出的光束通过透镜聚焦到激光唱片上，并从那里反射到光电探测器上。贮存在激光唱片上的数据以及用于聚焦和跟踪调节电路的实际（反馈）值是从光电探测器的输出信号获得的。在引证的出版物中，聚焦调节电路的反馈偏差值称作“聚焦误差”，而“径向跟踪误差”项是用来表示反馈值与跟踪调节电路的理想值间的偏差。
线圈作为驱动机构（伺服元件）用于聚焦调节电路，通过线圈的磁场可使物镜沿光轴移动。现在，聚焦调节电路借助于使物镜移动而起作用了，这样，从激光二极管发出的光束总是聚焦在唱盘上。使用跟踪调节电路，有时也被称作径向驱动，光学扫描装置由此可以相对于唱盘而沿径向移动，光束能够沿着激光唱片螺旋的数据纹导向。
在有些装置情况下，径向驱动是由所谓粗凋驱动装置和细调驱动装置构成的。例如，粗调驱动装置设计成一个主轴，通过它可以使整个光学扫描装置沿径向移动。而光学扫描装置包括：激光二极管、透镜、棱镜束分离器以及光电探测器。借助于细调驱动装置，光束能够沿径向补充地移动。所以使用细调驱动装置可使光束沿着激光唱片的半径方向位移一个小的范围-大约1毫米。
为了获得数据地精确再现，无论是激光视盘放象机的图像和声音，还是激光唱片放音机的声音或者磁光盘的数据，除了光束应精确地聚焦于唱片以外，还要求光束能沿着唱片的数据纹进行精确导向。
图1展示出了激光唱片放音机的光学扫描装置的光电探测器PD，有三束激光L1、L2、L3聚焦于唱片上。激光束L2和L3是+1和-1的衍射束电平，上述的这种扫描装置由于其工作时使用了三束光，所以称作三束拾音器。
在光电探测器中，四个正方形光电二极管A、B、C及D依次组装成一个方阵。相对于由四个正方形光电二极管A、B、C及D构成的这个方阵，还有二个互相对角配置的矩形光电二极管E及F。中间的激光束L1聚焦在四个光电二极管A、B、C及D上，并产生数据信号为HF＝AS+BS+CS+DS，聚焦误差信号为FE＝（AS+CS）-（BS+DS）。两束最外的激光束为L2及L3，其中前面的一束L2落在光电二极管E上，后面的一束L3落在光电二极管F上，由此产生跟踪误差信号TE＝ES-FS。AS、BS、CS、DS、ES及FS分别表示由光电二极管A、B、C、D、E及F所产生的光电压。
在图1中，中间激光束L1精确地跟随记录纹S的中心。跟踪误差信号TE的值为零。
TE＝ES-FS＝0。
图2示出了以下情况，激光束L1、L2、和L3从纹S向右偏移，跟踪误差信号假定为一个负值，即TE＝ES-FS＜0。
现在，跟踪调节电路的驱动元件将光学扫描装置向左移动，直至跟踪误差信号TE变为零。
相反，如果三条激光束从纹向左偏移，则跟踪误差信号为正值，即：TE＝ES-FS＞0。现在跟踪调节电路的驱动元件将光学扫描装置向右移动，直至跟踪误差信号TE变为零。此种情况示于图3。
为了产生跟踪误差信号，需要利用槽或预制纹的衍射特性。当光束离开纹的中心时，在光电二极管E或F上的园光点的光强度变小了;取决于光束退出纹时的方向，即径向朝内或者朝外，在光电二极管E上的光点变得较亮时，而在光电二极管F上的光点变得较暗。由于这种亮度差，则差分放大器D1产生跟踪误差信号TE。
为使光束跟随被扫描的数据纹，由于激光唱盘的偏心度，因此光束是以摆动的方式沿径向移动的。细调驱动装置沿径向移动物镜，以使物镜跟随唱盘的偏心运动。
然而，为了能使激光束在唱盘进行扫描时总是沿着数据纹方向导向，则必需连续地或者每隔一段时间地接通粗调驱动装置，以便它能对光学扫描装置进行重调。因为细调驱动装置的调整范围仅仅大约复盖100条数据纹，由粗调驱动装置对光学扫描装置进行重调应当发生在细调驱动装置能够对称性地操作的状态下。换句话说，细调驱动装置应当保持在扫一条数据纹。如果可能的话，在中心位置，以便能够沿径向朝内和朝外调节大约相同数量的数据纹。
在公知的光学扫描装置情况下，按照三束光原理运行，跟踪误差信号TE，实际反馈值和理想值的偏差，馈给比例积分微分（PID）控制器的输入端，其输出端耦合到细调驱动装置的驱动元件即线圈，并且还接到积分器。积分器的输出端耦合到粗调驱动装置的驱动元件，即电动机，用它驱动主轴。在积分器输出端的调整电压使得粗调驱动装置以下述方法被重调，即：在PID控制器输出端的调整电压的平均值变为零。这样，物镜围绕其机械中心位置偏移，此时假定调整电压为零的情况下。
物镜的机械中心位置是由弹簧或者其它柔性元件来确定的，应当调节它们使物镜的光轴同光学扫描装置的光轴相重合。
弹簧由于时间较长或负荷力而老化（例如像车辆上的弹簧），会导致物镜的光轴不再同光学扫描装置的光轴相重合。因为只要它稍许偏离光学中心位置，则机械中心位置不再与光学中心位置相重合。现在由于在调节电压为零伏的情况下物镜不再位于光学中心位置，细调驱动装置的调节范围已变得不对称了。
因此，本发明的目的在于：使用带有跟踪调节电路的光学扫描装置，能保持细调驱动装置的调节范围是对称的。该跟踪调节电路是由粗调驱动装置和细调驱动装置构成的。
本发明解决了该项任务：施加于粗调驱动装置的调节信号是由正比例于物镜光轴和光学扫描装置光轴间的偏差的信号产生的。
图4示出按照现有技术的带有粗调和细调驱动装置的跟踪调节电路。
图5示出本发明的一个带有粗调和细调驱动装置的实施例。
图6示出四个象限光电探测器及一个差分放大器。
在图4中，激光唱片CD由一个电动机P驱动，且被采用光束L的光学扫描装置AV进行扫描。在光学扫描装置AV中绘出了细调驱动装置的驱动元件-线圈S、物镜O以及两个光电二极管E和F。为了更清楚起见，四象限光电探测器和其它光学元件未用图说明。
光电二极管E及F与差分放大器D1的输入端相耦合，D1产生跟踪误差信号TE＝ES-FS。差分放大器D1的输出端耦合到PID控制器RG的输入端，RG的输出端耦合到积分器I的输入端和线圈S上，S是使物镜移动的细调驱动装置的驱动元件。积分器I的输出端连接到粗调驱动装置的驱动元件电动机M，由电动机M驱动主轴SP以便于重调光学扫描装置。
本发明借助于图5和图6进行描述和图解说明。
本发明基于：当物镜的光轴偏离光学扫描装置的光轴时，确定指向四象限光电探测器的光束偏离四象限光电探测器的中心。
图6中表示在物镜光轴恰好同光学扫描装置的光轴相重合情况下，落在四象限光电探测器上的光点的位置。用虚线表示当物镜光轴偏离光学扫描装置光轴时的光点位置。差分放大器D2产生信号GS＝（AS+BS）-（DS+CS），该值正比于物镜光轴偏离光学扫描装置光轴的值。
借助于图5所述具体实施例对本发明作进一步地说明。
由电动机P驱动的激光唱盘CD被光学扫描装置AV的光束进行扫描。除了物镜O以外，光学扫描装置还包括光学元件和激光器、为物镜提供驱动的驱动元件，即线圈S、以及具有四个光电二极管A、B、C、D的四象限光电探测器，用它产生数据信号和聚焦误差信号，而二个光电二极管E和F用于产生跟踪误差信号。为了更清楚起见，在光学扫描装置AV中仅绘出了物镜O、线圈S、四象限光电探测器和光电二极管E和F。
光电二极管E和F耦合到差分放大器D1的输入端，D1的输出端耦合到PID控制器RG的输入端。PID控制器RG的输出端与线圈S相联接。四象限光电探测器的光电二极管A、B、C和D联接到差分放大器D2的输出端耦合到积分器I的输入端，积分器I的输出端连接到电动机M，M驱动主轴SP，对光学扫描装置AV进行重调。用于细调驱动的调节信号SF与现有技术是一致的，在差分放大器D1中产生的跟踪误差信号TE＝ES-FS馈给PID控制器RG的输入端，PID控制器RG的输出信号，即调节信号SF加到线圈S上。
无论如何，用于粗调驱动装置的调节信号G正如现有技术那样，不能从用于细调驱动装置的调节信号SF得出。四象限光电探测器的光电二极管A、B、C、D与差分放大器D2的输入端耦合，D2产生信号GS＝（AS+BD）-（DS+CS）。积分器I从信号GS产生用于粗调驱动装置的调节信号G。
因为调节信号G正比例于物镜O的光轴偏离光学扫描装置AV的光轴的值，所以物镜O的机械定位的中心位置不会再反过来影响细调驱动调整范围的对称性。而粗调驱动装置对光学扫描装置AV重调以保持细调驱动的调整范围总是对称性的。
本实施例的第一个优点是：用来产生数据信号和聚焦误差信号的四象限光电探测器亦被利用来产生粗调驱动调节信号G。
第二个优点是：已不再需要使用机械手段来确定物镜O的机械中心位置。由此，细调驱动装置由较少的机械另件构成，所以细调驱动装置变得更加简单，这导致制造费用和备用另部件费用的降低。
此外，因为物镜变得更加容易移动，甚至由于省略了机械弹簧或阻尼元件，因而有利于影响调节过程。为移动物镜，由于减少了磨擦，所以较小的力就足够了。因此，本发明的物镜与现有技术相比较，对于改变调节信号，其反应更加灵敏，并且弹簧力和磨擦会抵消由调节信号导致物镜移动。最后，在现有技术中由于这些弹簧或阻尼元件所产生的共振危险也不再存在了。
本发明适用于激光盘放音机、激光视盘放像机，动态读写视盘放像机或者磁光装置的光学扫描装置。