SU1117693A1

SU1117693A1 - Device for following information track

Info

Publication number: SU1117693A1
Application number: SU833644938A
Authority: SU
Inventors: Олег Филимонович Бузин; Владимир Николаевич Соколов
Original assignee: Предприятие П/Я В-2867
Priority date: 1983-09-21
Filing date: 1983-09-21
Publication date: 1984-10-07

Abstract

УСТРОЙСТВО СЛЕЖЕНИЯ ЗА ИНФОРМАЦИОННОЙ ДОРОЖКОЙ, содержащее последовательно установленные на оптической оси источник излучени , светоделитель, качающеес зеркало с приводом и объектив, а также двухплощадный фотоприемник, оптически св занный со светоделителем, три дифференциальных усилител и усилитель мощности, причем выход первого .дифференциального усилител соединен с первым входом второго дифферен циального усилител , выход которого через усилитель мощности соединен с « входом привода качающегос зеркала,, отлича-ющеес тем, что, с целью повышени точности и надеж- ности работы при упрощении конструкции , в него введены первые и вторые детекторы нижней и верхней огибающей, а также делитель напр жени , входы первых детекторов нижней и верхней огибающей соединены с выходом первого чувствительного элемента двухплощадного фотоприемника, а входы вторых с выходом второгочувствительного элемента двзгхплощадного фотоприемника , выходы первого и -второго детекторов нижней огибающей соединены с входами первого дифференциального (Л усилител , выходы первого и второго детекторов верхней огибающей соединены с входами третьего дифференциального усилител , выход которого через делитель напр жени соединен с вторым входом второго дифференциального усилител . vj с-IA TRACKING DEVICE FOR INFORMATION TRACK, containing successively installed on the optical axis a radiation source, a beam splitter, a swinging mirror with a drive and a lens, as well as a two-level photodetector optically connected to the beam splitter, three differential amplifiers and a power amplifier, the output of the first differential amplifier connected to the first input of the second differential amplifier, the output of which through the power amplifier is connected to the “drive input of the swinging mirror”, differing In order to increase the accuracy and reliability of the work while simplifying the design, the first and second detectors of the lower and upper envelope as well as the voltage divider were introduced into it, the inputs of the first detectors of the lower and upper envelope are connected to the output of the first sensitive element of the two-area photodetector , and the inputs of the second with the output of the second sensitive element of the two-area photodetector, the outputs of the first and second detectors of the lower envelope are connected to the inputs of the first differential (L amplifier, outputs th and the second upper envelope detector connected to the inputs of the third differential amplifier whose output via a voltage divider coupled to a second input of the second differential amplifier. vj c-i

Description

Изобретение относитс к вычислительной технике, в частности к техн ке записи и воспроизведени информа ции с помощью оптического излучени , и может быть использовано при воспроизведении цифровой, видео и звуковой информации с дискового носител . Известно устройство слежени за информационной дорожкой, содержащее источник излучени , светоделитель, качающеес зеркало с приводом, объектив , запоминающее устройство, схе му синхронизации, цифроаналоговый преобразователь, причем эксцентриси тет информационной дорожки записываетс в запоминающее устройство и при воспроизведении информации с до рожки, информаци о ее эксцентриситете считываетс из запоминающего устройства и производитс коррекци либо в электронном тракте системы слежени , либо путем смещени фотоприемников или поворота дополнитель ного управл емого зеркала, направл ющего воспроизвод щий пучок излучени на информационную дорожку tl 3Недостатком устройства вл етс сложность конструкции и невозможность компенсации погрешностей системы слежени , происход щих в момен воспроизведени информации из-за неизбежных вибраций, дрейфа диаграм мы направленности источника излучени . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаeMoWy .результату вл етс устройство слежени за информационной дорожкой , содержащее источник излучени , фокусирующий объектив, управл емое зеркало слежени , светоделител двухплощадный фотопрйемник, расположенный на пути воспроизвод щего пучка, отраженного светоделителем, граница между фотоприемниками которого параллельна касательной к информационной дорожке, дифференциальный усилитель, вырабатывающий разность сигналов фотоприемников, котора пропорциональна ошибке слежени , привод, управл ющий зеркалом слежени , усилитель привода, второй и третий дифференциальные усилители и дополнительную оптическую Систему состо щую из источника, линзы и вто рого двухплощадного , фотоприемника . пучок дополнительной оптической сис темы отражаетс от обратной стороны зеркала слежени таким образом что разность сигналов второго двухплощадного фотоприемника, вырабатываема вторым дифференциальным усилителем , пропорциональна углу поворота зеркала слежени , причем этот сигнал в третьем дифференциальном усилителе вычитаетс из сигнала ошибки слежени и на выходе получают скорректированный сигнал, который после усилени управл ет приводом, перемещающим зеркало слежени дл компенсации смещени пучка считывани на фотоприемниках, происход щее от изменени угла наклона зеркала слежени С2. Недостатком известного устройства вл етс сложность, компенсаци смещени пучка воспроизведени косвенным методом - путем получени сигнала , пропорционального углу поворота зеркала, а смещени пучка на фотоприемниках могут происходить и от разъюстировок в процессе работы устройства , например, из-за вибраций или дрейфа диаграммы направленности источника излучени , кроме того, поскольку сигналы первого и второго дифференциальных усилителей завис т от мощности соответствующих источников излзгчени и чувствительности двухплощадных фотоприемников, такой косвенньш метод компенсации ийеет погрешность при изменени х мощности источников излучени или чувствительности фотоприемникрв. Целью изобретени вл етс повышение точности и над :ности работы при упрощении конструкции. Поставленна цель достигаетс тем,что в устройство слежени за информационной дорожкой, содержащее последовательно установленные на оптической оси источник излучени , светоделитель , подвижное зеркало с приводом и объектив, а также-двухплощадный фотоприемник, оптически св занный с,о светоделителем, три дифференциальных усилител и усилитель мощности , причем выход первого дифференциального усилител соединен с первым входом второго дифференциального усилител , выход которого через усилитель мощности соединен с входом привода качающегос зеркала, введены первые и вторые детекторы нижней и верхней огибающей, а также делитель напр жени , входы первых детекторов нижней и верхней огибающей соединен с выходом первого чувствительного элемента двухплощадного фотоприемник а входы вторых - с выходом второго чувствительного элемента мвухплощад ного фотоприемника, выходы первого и второго детекторов нижней огибающей соединены с входами первого диф ференциального усилител , выходы пе вого и второго детекторов в верхней огибающей соединены с входами третьего дифференциального усилител , выход которого через делитель напр жени соединен с вторым входом второго дифференциального усилител . На фиг. 1 изображена принципиальна схема устройства; на фиг. 2 положение считывающего п тна на нос теле при воспроизведении .записанного участка информационной дорожки -ось которой смещена относительно центра считывающего п тна; на фиг. 3 - положение считывающего пучка в плоскости двухплощадного фотоприемника в случае воспр.оизведени записанного участка дорожки, изобра женного на фиг. 2; на фиг. 4 - поло жение считывающего п тна на информа онной дорожке носител между записанными участками; на фиг. 5 - поло жение считьгоающего пучка излучени в плоскости двухплощадного фотоприемника в случае воспроизведени участка дорожки, изображенного на фиг. А; на фиг. 6 - диаграммы сигна лов двухплощадного фотоприемника при сканировании информационной дорожки . Устройство (фиг. 1) содержит источник 1 излучени , генерирующий пу чок 2 излучени , светоделитель 3, оптическую .головку 4, состо щую из подвижного зеркала 5 и объектива 6, носитель 7 информации с осью 8 вращени , йривод качающегос зеркала 9, двухплощадный фотоприемник 10 с чувствительными элементами 10а и 105 и линией. 11 раздела, первый 12, второй 13 и третий 14 дифференциальные усилители, первый 15 и второй 16 детекторы нижней огибающей, первый 17 и второй 18 детекторы вер ней огибающей, делитель 19 напр жени , усилитель 20 мощности, а также информационные дорожки 21 на носи- теле записи и считывающий пучок в плоскости двухплощадного фотоприем- ника (Х. Устройство работает следующим образом . Оптический,пучок 2 источника 1 излучени отражаетс зеркалом 5 и фокусируетс объективом 6 оптической головки 4 на поверхность носител 7, содержащую информационные дорожки 21. При вращении носител 7 вокруг оси 8 отраженный от поверхности носител пучок 2 модулируетс по мощности в соответствии с информацией, закодированной в длине участков.и промежутков на дорожке. Модулированный отраженный от носител 7 пучок а собираетс объективом 6 и, отража сь от зеркала 5 и светоделител 3, попадает на двухплощадный фотоприемник 10,. лини раздела 11 между чувствительными площадками 10с« и 10 (f которого . ориентирована параллельно касательной к считьшаемой дорожке информации (перпендикул рно плоскости .фиг. ,1) . На фиг. 2 изображено пложение считывающего п тна V на носителе при считьшании записанного участка дорожки информации шириной 2 В , ось которой смещена относительно центра п тна V на величину Д. На фиг. 3 изображено положение считывающего пучка а в плоскости двухплощадного .фотоприемника 10 дл случа считывани записанного участка дорожки, изображенного на фиг. 2. Лини 11 раздела между чувствительными элементами 10 о и 106 фотоприемника 10 смещена относительно центра пучка 2 на величину с. Сигналы с двухплощадного фотопри- емника определ ютс интегрироранием распределени интенсивности пучка Д. по площади соответствзтощих фоточув- х;твительных цлощадок нс. , где J и ц5 сигналы с площадок 10аи 106 соответственно дл случа считывани на фиг. 2; 5 коэффициент отражени незаписанного участка дорожки (про межутка) ; коэффициент отражени записанного участка; половина радиуса пуч ка, мощность которог имеет Гауссово распределение; erf - символ функции ошибо В выражени х (1) опущены коэффициенты пропорциональности, учитываю щие мощность-считывающего пзтака и чувствительность фотоприемнйка. На фиг. 4 и 5 изображены соответ ственно положени считывающего п тн V на носителе и пучка ее в плоскости фотоприемника при считьюании промежутка между записанными участками. Сигналы с двухплощадного фотоприемника дл этого случа равн ) бс, «0 щг На фиг. 6 сплошной линчей изобра жена временна диаграмма сигнала с чувствительного элемента 10 а , штри ховой линией - с элемента 105 при сканировании дорожки информации считьтающим п тном v, где верхние уровни сигнала соответствуют положе нию п тна в промежутке между записанньми участками, а нижние - положению на записанных участках соотве ственно. Диаграммы сигналов на фиг. 6 изображены дл случа R(,R т.е. когда коэффициент отражени записанных участков становитс мень ше коэффициента отражени чистого носител (или незаписанных промежут ков) . Детекторы 15 и 16 нижней огибающей (фиг. 1) вьщел ют огибающие з а дифференциальный усилитель 12 вырабатывает их разность -(о-.) . Ъ-Л , Ъ+д 1 HS Детекторы 17 и 18 верхней огиба щей вьдел ют огибающие Jgoi и zJgg , а дифференциальный усилитель 14 вырабатьшает разность gg и цд, про36 пррциональную смещению 6 пучка 3( относительно границы 11 Br 6« 2Roeff Из выражени (3) видно, что даже при точном следовании считывающёг о п тна V по дорожке () с выхода дифференциального усилител 12 будет ffидти сигнал ZRerf j -;-i пропорцио . нальный смещению пучка л( относительно границы между чувствительными элементами двухплощадного фотоприемника 10. Дл компенсации погрешности, вноси 1ой в работу системы слежени изза смещени пучка Я в плоскости чувствительных элементов 10 « и 106, которое может происходить от любых причин - разъюстировки, вибрации, отклонени зеркала 5 при отработке эксцентриситета и т.д., в дифференциальном усилителе 13 из сигнала слежени с выхода дифференциального усилител 12 вычитаетс сигнал ошибки юстировки с выхода дифференциального усилител 14. Дл точной компенсации сигнал с выхода дифференциального усилител 14проходит через делитель 19 напр жени , уменьшающий сигнал ( BRp/Rpa3. Таким образом, выходной сигнал усилител .13 равен . -F-per 8J(VRv)/ Г г - г- Ь 1 Т.е. не зависит от разъюстировки пучка о относительно линии раздела фотоприемника 10. Этот сигнал заводитс на вход усилител мощности 20, управл ющего приводом 9 качающегос зеркала 5, которое корректирует положение считывающего п тна V на дорожке 21 носител информации. Таким образом, в предлагаемом устройстве компенсируетс ошибка системы слежени за дорожкой, возникающа из-за разъюстировки пучка в плоскости двухплощадного фотоприемника 10. Устройство может функционировать и при воспроизведении носителей, у которых коэффициент отражени записанных участков выше коэффициента отражени промежутков, т.е. RQ IТогда делитель 19 напр жени увеличивает напр жение с выхода усилител 14 в RI/RO раз.The invention relates to computing, in particular, to the technology of recording and reproducing information using optical radiation, and can be used when playing digital, video and audio information from disk media. A device for tracking an information track containing a radiation source, a beam splitter, a swinging mirror with a drive, a lens, a memory device, a synchronization circuit, a digital-to-analog converter is known, and the information track is eccentricized in the storage device when playing information from the radio, information about it the eccentricity is read from the memory device and corrected either in the electronic path of the tracking system, or by shifting the photodetectors or rotation of an additional controlled mirror directing the reproducing beam of radiation to the information track tl 3 The device’s disadvantage is the design complexity and the impossibility of compensating tracking system errors occurring at the time of information reproduction due to the unavoidable vibrations of the radiation source direction pattern. The closest to the invention according to the technical essence and achieves MoWy. The result is a track information device containing a radiation source, a focusing lens, a controlled tracking mirror, a two-way photo beam splitter located on the path of the reproduction beam reflected by the beam splitter, the boundary between the photo receivers of which is parallel tangent to the information track, a differential amplifier that produces a difference in the signals of photodetectors, which is proportional to the error and a tracking unit, a drive controlling the tracking mirror, a drive amplifier, a second and third differential amplifiers, and an additional optical system consisting of a source, a lens, and a second two-area photoreceiver. the additional optical system beam is reflected from the back side of the tracking mirror in such a way that the difference between the signals of the second two-area photodetector produced by the second differential amplifier is proportional to the angle of rotation of the tracking mirror, and this signal in the third differential amplifier is subtracted from the tracking error signal and the corrected signal is output, which, after amplification, controls the drive moving the tracking mirror to compensate for the displacement of the read beam by the photo-photo ecems resulting from a change in the angle of inclination of the tracking mirror C2. A disadvantage of the known device is complexity, compensation of the reproduction beam displacement by an indirect method — by obtaining a signal proportional to the angle of rotation of the mirror, and beam displacements on photo receivers can also occur from misalignments during operation of the device, for example, due to vibrations or drift of the radiation source direction pattern. moreover, since the signals of the first and second differential amplifiers depend on the power of the respective sources of absorption and the sensitivity of the two-site photodetectors, such an indirect method of compensation has an error in the variation of the power of radiation sources or the sensitivity of the photodetector. The aim of the invention is to improve the accuracy and above: the work of the work while simplifying the design. The goal is achieved by the fact that the tracking device for the information track, containing sequentially installed on the optical axis of the radiation source, a beam splitter, a movable mirror with a drive and a lens, as well as a two-area photodetector optically coupled to an optical beam splitter, three differential amplifiers and an amplifier power, and the output of the first differential amplifier is connected to the first input of the second differential amplifier, the output of which through the power amplifier is connected to the drive input to The first and second detectors of the lower and upper envelope, as well as the voltage divider, the inputs of the first detectors of the lower and upper envelope are connected to the output of the first sensitive element of the two-area photodetector, and the second inputs to the output of the second sensitive element of the two-area photodetector, and the first and second detectors. The second detector of the lower envelope is connected to the inputs of the first differential amplifier, the outputs of the first and second detectors in the upper envelope are connected to the inputs of the third differential a social amplifier, the output of which is connected to the second input of the second differential amplifier through a voltage divider. FIG. 1 is a schematic diagram of the device; in fig. 2 the position of the reader of the spot on the nose of the body during reproduction of the recorded portion of the information track — whose axis is displaced relative to the center of the reader of the spot; in fig. 3 shows the position of the reading beam in the plane of the two-area photodetector in the case of reproduction of the recorded portion of the track shown in FIG. 2; in fig. 4 - position of the reading spot on the information track of the carrier between the recorded sections; in fig. 5 shows the position of the coupling beam of radiation in the plane of a two-area photodetector in the case of reproducing a portion of the track shown in FIG. BUT; in fig. 6 - diagrams of signals of a two-area photodetector when scanning an information track. The device (Fig. 1) contains a radiation source 1, a generating radiation beam 2, a beam splitter 3, an optical head 4, consisting of a movable mirror 5 and a lens 6, an information carrier 7 with an axis of rotation 8, an oscillating swing mirror 9, a two-area photodetector 10 with sensing elements 10a and 105 and a line. Section 11, the first 12, the second 13 and the third 14 differential amplifiers, the first 15 and second 16 detectors of the lower envelope, the first 17 and second 18 detectors of the envelope, the voltage divider 19, the power amplifier 20, and information tracks 21 The recording body and the reading beam in the plane of the two-area photodetector (X. The device operates as follows. Optical, beam 2 of radiation source 1 is reflected by mirror 5 and is focused by lens 6 of optical head 4 onto the surface of carrier 7 containing information tracks 21. and rotation of carrier 7 around axis 8, beam reflected from carrier surface 2 is modulated by power in accordance with information encoded in the length of sections and gaps on track. Modulated beam reflected from carrier 7 is collected by lens 6 and, reflected from mirror 5 and beamsplitter 3, falls on a two-area photodetector 10,. Section 11 line between sensitive sites 10c and 10 (f of which is oriented parallel to the tangent to the matching information path (perpendicular to the plane. Fig. ,one) . FIG. 2 shows the readout of a V readout on a carrier when the recorded portion of a 2V wide information track is read, the axis of which is offset from the center of the spot V by an amount D. In FIG. 3 shows the position of the readout beam a in the plane of the two-area receiving receptacle 10 for the case of reading the recorded track portion shown in FIG. 2. Line 11 of the section between the sensitive elements 10 o and 106 of the photodetector 10 is shifted relative to the center of the beam 2 by the value of c. The signals from the two-area photodetector are determined by integrating the intensity distribution of the beam D. over the area of the corresponding photosensitive; ns site. where J and q5 are signals from pads 10a and 106, respectively, for the case of reading in fig. 2; 5 the reflection coefficient of the unrecorded portion of the track (between the legs); the reflection coefficient of the recorded area; half the radius of the beam, the power of which has a Gaussian distribution; erf - the symbol of the function is faulty. In expressions (1), the proportionality coefficients are omitted, taking into account the power of the readout and the sensitivity of the photoreceiver. FIG. 4 and 5 are depicted according to the position of the reading point n V on the carrier and its beam in the plane of the photodetector when comparing the gap between the recorded sections. The signals from the two-area photodetector for this case are equal), “0 ng. In FIG. 6, a solid lynch shows a time diagram of a signal from a sensitive element 10a, a dashed line from element 105 when scanning an information track with a spot spot v, where the upper levels of the signal correspond to the position of the spot in the interval between the recorded sections, and the lower position recorded plots respectively. The waveforms in FIG. 6 are depicted for the case of R (, R, i.e. when the reflection coefficient of the recorded sections becomes lower than the reflection coefficient of the blank carrier (or unrecorded gaps). The detectors 15 and 16 of the lower envelope (Fig. 1) select the envelopes of the differential amplifier 12 produces their difference - (o-.). b-l, b + d 1 HS The detectors 17 and 18 of the upper envelope are selected by the envelopes Jgoi and zJgg, and the differential amplifier 14 produces the difference gg and cd, which is equivalent to offset 6 of beam 3 ( with respect to the boundary 11 Br 6 "2Roeff From expression (3) it can be seen that even with exact The readout of the V spot along the track () from the output of the differential amplifier 12 will result in a signal ZRerf j -; - i proportional to the beam displacement l (relative to the border between the sensitive elements of the two-area photodetector 10. To compensate for the error, put 1 into the operation of the tracking system due to the displacement of the beam I in the plane of the sensitive elements 10 "and 106, which can occur from any causes - misalignment, vibration, deflection of the mirror 5 during the development of eccentricity, etc., in the differential amplifier 13 from the tracking signal audio output from the differential amplifier 12 is subtracted alignment error signal output from the differential amplifier 14. For accurate compensation signal output from the differential amplifier 19 through divider 14prohodit voltage reducing signal (BRp / Rpa3. Thus, the output signal of the amplifier .13 is equal to. -F-per 8J (VRv) / r d - r - b 1 That is, does not depend on the beam misalignment about the dividing line of the photodetector 10. This signal is applied to the input of the power amplifier 20, which controls the drive 9 of the swinging mirror 5, which corrects the position of the readout spot V on the track 21 of the data carrier. Thus, the proposed device compensates for the error of the track tracking system resulting from the beam misalignment in the plane of the two-area photodetector 10. The device can also function when playing media that have a reflectance of the recorded sections above the reflectance of the gaps, i.e. RQ I Then the voltage divider 19 increases the voltage from the output of amplifier 14 by RI / RO.

Предлагаемое устройство имеет простую конструкцию, позвол ет надежно , с высокой точностью отслеживать информационную дорожку носител записи, компенсирует ошибки слежени , возникающие из-за разъюстировки элементов устройства, дрейфа диаграммы направленности источника излучени .The proposed device has a simple design, allows you to reliably, accurately track the information track of the recording medium, compensates for tracking errors resulting from misalignment of the elements of the device, and the drift of the radiation source pattern.

хОXO

гаha

Фиг,3FIG 3

//////тШ/,////// tШ /,

ХX

IHSIhs

Фиг.66

Claims

INFORMATION TRACK DEVICE, comprising a radiation source sequentially mounted on the optical axis, a beam splitter, a swinging mirror with a drive and a lens, as well as a two-area photodetector optically coupled to the beam splitter, three differential amplifiers and a power amplifier, the output of the first. Differential amplifier connected to the first input of the second differential amplifier, the output of which through the power amplifier is connected to the input of the drive of the swinging mirror, characterized in that, in order to increase the accuracy and reliability of operation while simplifying the design, the first and second detectors of the lower and upper envelope are introduced into it, as well as a voltage divider, the inputs of the first detectors of the lower and upper envelope are connected to the output of the first sensitive element of the two-area photodetector, and the inputs of the second the output of the second sensitive element of the two-area photodetector, the outputs of the first and second detectors of the lower envelope are connected to the inputs of the first differential amplifier, the outputs of the first and second detectors tori of the upper envelope are connected to the inputs of the third differential amplifier, the output of which through a voltage divider is connected to the second input of the second differential amplifier.