DE2503769C2 - Vorrichtung zum Auslesen eines Aufzeichnungsträgers mit einer Informationsstruktur - Google Patents

Vorrichtung zum Auslesen eines Aufzeichnungsträgers mit einer Informationsstruktur

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auslesen eines Aufzeichnungsträgers, auf dem eine π optische Informationsstruktur angebracht ist, welche Vorrichtung enthält
eine Strahlungsquelle zum Aussenden eines Auslesestrahlungsbündels,
ein bewegbares optisches Fokussierelement zum Fokus- ίο sieren des Auslesestrahlungsbündels auf die Informationsstruktur,
einen lichtempfindlichen Detektor zur Umwandlung des von der Informationsstruktur modulierten Auslesestrahlungsbündels in ein elektrisches Signal, >', und ein Fokussierregelsystem zur Steuerung der Position des Fokussierelementes in Abhängigkeit eines gemessenen Fokussierfehlers.
Eine derartige Vorrichtung ist u. a. aus der DE-OS 22 725 bekannt, in der ein Lichtstrahl in einiger ω Entfernung von und parallel zu der optischen Achse des Fokussierelementes auf dieses Element geworfen, darin abgelenkt und von dem Informationsträger reflektiert und über das Fokussierelement wieder auf einer der gewünschten Bildfläche der Informationsstruktur ent- h-3 sprechenden Fläche abgebildet wird, in der sich ein lichtempfindlicher Detektor befindet, der aus zwei durch einen schmalen Spalt voneinander getrennten lichtempfindlichen Elementen besteht Wenn das Abbild der Informationsstruktur in der gewünschten Bildfläche liegt wird der reflektierte Lichtstrahl auf dem schmalen Spalt zwischen den beiden lichtempfindlichen Elementen abgebildet und geben diese Elemente ein gleiches Signal ab. Liegt die Informationsstruktur dem Fokussierelement zu nahe, so befindet sich das Abbild der Informationsstruktur vor der gewünschten bildfläche und fällt also der reflektierte Lichtstrahl neben den Spalt so daß das eine lichtempfindliche Element mehr licht als das andere empfängt und also ein größeres Signal abgibt das Regelsystem wirksam wird und das Fokussierelement das in diesem Falle aus einer einfachen Linse besteht sich derart weit von der Informationsstruktur ab bewegt, daß das Abbild dieser Struktur wieder an die richtige Stelle gelangt In dem Falle, indem sich die Informationsstruktur zu. weit von dem Fokussierelement befindet, wird das Fokussierelement zu der Informationsstruktur hin bewegt
Lstzeres ergibt sich z. B. beim Aufsetzen eines Aufzeichnungsträgers, ζ. Β. einer Videoplatte. Das Fokussierelement ist dann derart weit zurückgezogen, daß der Aufzeichnungsträger beim Aufsetzen mit diesem Element nicht in Kontakt kommen kann, so daß Beschädigung des Aufzeichnungsträgers vermieden wird. Der gewünschte Abstand des Fokussierelementes von dem Aufzeichnungsträger ist aber derart klein (in der Größenordnung von 250 μπι) und während der Einstellung wird die Verschiebungsgeschwindigkeit derart groß, daß sich das Fokussierelement derart weit über die gewünschte Lage hinweg bewegen kann, daß die Gefahr einer Beschädigung des Aufzeichnungsträgers nicht ausgeschlossen werden kann.
Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Vorrichtung zum Auslesen eines Aufzeichnungsträgers zu schaffen, bei der die Gefahr einer Beschädigung des Aufzeichnungsträgers durch eine Einstellung des Fokussierelementes mit zu großer VerschiebuEgsgestiivindigkeit vermieden wird.
Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Vorrichtung weiter versehen ist mit einem Geschwindigkeitsdetektor, der mit dem Fokussierelement gekoppelt ist zum Messen der Geschwindigkeit dieses Fokussierelementes, einer mit diesem Geschwindigkeitsdetektor gekoppelten Schwellenschaltung, die ein Ausgangssignal abgibt, wenn die Geschwindigkeit des Fokussierelementes einen bestimmten Wert überschreitet, wobei dieses Ausgangssignal derart in das Fokussierregelsystem eingreift, daß die maximale Geschwindigkeit des Fokussierelementes beschränkt vird.
Diese Geschwindigkeit kann auf verschiedene Weise, z. B. durch Messung der Kapazitätsänderung von zwei nebeneinander liegenden Platten, detektiert werden.
Nach einer günstigen Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht der Geschwindigkeitsdetektor aus einer Tachogeneratorspule. Diese läßt sich verhältnismäßig einfach fest um das Fokussierejement anbringen und kann mit einem in dem Gehäuse, in dem das Fokussierelement bewegbar befestigt ist, angebrachten Magnetsystem zusammenarbeiten. Die in der Spule induzierte Spannung ist dann der Verschiebungsgeschwindigkeit des Fokussierelementes proportional.
Nach der Erfindung gibt die zwischen dem Geschwindigkeitsdetektor und einem zweiten Eingang des Fokussierregelsystems angeordnete Schwellenschaltung ein Ausgangssignal ab, wenn das Geschwindig-
keitssignal einen bestimmten Wert überschreitet
Indem das Ausgangssignal der Schwellenschaltung dem Regeiverstärker derart zugeführt wird, daß das Ausgangssignal einer Zunahme der Verstärkung entgegenwirkt und sogar eine Abnahme bewirkt, wird die Geschwindigkeit des Fokussierelementes auf einen derartigen Wert beschränkt, daß das Fokussierregelsystem imstande ist, dieses Element beim Erreichen des richtigen Punktes in genügendem Maße abzubremsen. Naturgemäß ist es möglich, diese Schwelle der Schweüenschaltung zu der Richtung der Geschwindigkeit symmetrisch zu wählen. Dies ist bei Systemen zu bevorzugen, bei denen sich die Inforamtionsstruktur auf derjenigen Seite des Aufzeichnungsträgers befindet, die dem Fokussierelement zugekehrt ist Wenn sich die Informationsstruktur aber auf der anderen Seite befindet und das Strahlungsbündel also durch das Aufzeichnungsträgermaterial hindurchgeht und auf der anderen Seite reflektiert wird oder mit einem System mit hindurchfallendem Licht gearbeitet wird, wird das System, falls sich z. B. auf der dem Fokussierelement zugekehrten Seite ein Fleck befindet, dazu geneigt sein, sich sehr schnell auf diesen Fleck einzustellen, was unerwünscht ist In diesem Falle wird, wenn sich das Fokussierelement von der Informationsstruktur ab bewegt, vorzugsweise die Geschwindigkeit niedriger gemacht und also die Schwelle herabgesetzt
Zu diesem Zweck ist es nach einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung günstig, diese Schwelle zu der Richtung der Geschwindigkeit asymmetrisch zu wählen, so daß der Einfluß der Geschwindigkeit in der einen Richtung von dem der Geschwindigkeit in der anderen Richtung verschieden ist
Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt Ji
F i g. 1 die Weise, auf die eine Änderung der Lage des Fokussierelements auf den Strahlengang des Lichtbündeis einwirkt;
F i g. 2 ein Regelsystem, bei dem die Schwelle der Schwellenschaltung zu der Richtung der Geschwindigkeit symmetrisch ist;
F i g. 3 eine solche Vorrichtung mit einer asymmetrischen Schwelle, und
Fig.4 eine graphische Darstellung der Steuerspannung bzw. des Steuerstroms des R.iigelverstärkers als Funktion der Verschiebung.
In Fig. 1 ist veranschaulicht, wie ein Lichtstrahl 1 parallel zu der optischen Achse O-O' auf das Fokussierelement L geworfen, darin abgelenkt und von dem Aufzeichnungsträger R reflektiert und über das ">o Fokussierelement L auf di° Bildfläche A-A' zurückgeworfen wird. Das Strahlungsbündel passiert auf dem Wege zu dem Fokussierelement L einen Spalt S, der zwei lichtempfindliche Elemente L1 und L2 voneinander trennt, die in der Bildfläche A-A 'angeordnet sind. Wenn « sich der Aufzeichnungsträger in dem richtigen Abstand d von dem Fokussierelement L befindet, weist der Strahlengang die mit den vollen Linien angegebene Form auf. In diesem Falle fällt das Abbild des Lichtstrahles mit dem Spalt S zusammen. Wenn der t>o Abstand des Fokussiereiements L von dem Aufzeichnungsträger R größer als der gewünschte Abstand, z. B. ein Abstand d\, ist, weist der Strahlengang mit den strichpunktierten Linien angegebene Form auf und fällt das Abbild des Struhlungsbündels vor die Bildfläche A-A', was bedeutet, daß das lichtempfindliche Element L\ mehr Licht als das lichtempfindliche Element L? empfangt, so daß das lichtempfindliche Element Li eine größere Spannung als das lichtempfindliche Element Li abgibt oder einen kleineren Widerstand aufweist. Fails der Abstand von dem Aufzeichnungsträger kleiner als der gewünschte Abstand, z. B. der Abstand ci>, ist, wird der Lichtstrahl, wie mit den gestrichelten Linien angegeben ist, hinter der Bildfläche A-A'abgebildet und empfängt das lichtempfindliche Element Li mehr Licht als das lichtempfindliche Element Lu so daß das Element i-2 mehr Spannung als das Element L\ abgibt oder einen kleineren Widerstand aufweist
Fig.2 zeigt ein Regelsystem, das aus einer Regelschleife besteht, die einen Differenzverstärker D enthält, dem einerseits die Spannung des lichtempfindlichen Elements L\ und andererseits die Spannung des lichtempfindlichen Elements L2 zugeführt wird. Die Ausgangsspannung dieses Differenzverstärkers D wird einem Regelverstärker Λ2 zugeführt, der eine Spule S\ steuert, die mit dem Fokussierelement L verbunden ist. Diese Spule liegt in einem konstanten Magnetfeld und verschiebt sich, wenn sie von einen- Strom durchsetzt wird. Diese Regelschleife wirkt also ir- Abhängigkeit von der Lagenabweichung des Fokussierelements L Die Ausgangsspannung des Tachogenerators T, der in diesem Falle aus einer rings um das Fokussierelement L iingebrs-chten und mit diesem Element verbundenen Spule besteht, die vorzugsweise auf demselben Spulenkörper wie die Spule S-, angebracht ist, ist ein Maß für die Geschwindigkeit des Fokussierelements L und wird über einen Verstärker A\ der Reihentchaltung zweier gleicher gegensinnig geschalteter Zenerdioden Zx und Z2 zugeführt, die eine Schwellenschaltung Dr bilden, deren Schwelle zu der Richtung der Geschwindigkeit symmetrisch liegt Die Ausgangsspannung der Reihenschaltung der Zenerdioden Z\ und Z2 wird einem Eingang des Regelverstärkers A2 zugeführt, der die Verschiebung des Fokussierelements L bewirkt, und ist der Spannung entgegengesetzt, die infolge der Lagenabweichung auftritt und die Verschiebung der Spule Si bewirkt. Dadurch wird die Geschwindigkeit auf einen bestimmten Wert beschränkt.
Dies ist in F i g. 4 veranschaulicht, die die Beziehung zwischen dem Strom / durch die Spule Si des Fokussierelements L und der Verschiebung d des Fokussierelements L in bezug auf die Lage darstellt, in der sich der Aufzeichnungsträger R in dem Nennabütand vom Fokussierelement L befindet
Die Linie zeigt die Beziehung, falls nur eine Lagenregelung vorhanden ist.
Beim Aufsetzen eines Aufzeichnungsträgers befindet sich das Fokussierelement L in einem Abstand d von diesem Aufzeichnungsträger von ±3 mm. Nach dem Einschalten des Plattenspielers und also des Regelsystem1.. f'.immt der die Spuie S1 durchfließende Strom /, der die Verschiebung des Fokussierelements L bewirkt, anfänglich immer i'.ärker auf einen HöchsiV/ert Mi zu, wonach er nahezu linear abnimmt und dann seine Richtung umkehrt und wieder zunimmt, und zwar im Fangbereich, der mit der Linie EFangegeben ist. Diese' Fangbereich beträgt bei einer Videolangspielplatte z. B. ±100 um. Da die Beschleunigung dem Strom proportional ist, nimmt die Geschwindigkeit zu und ist beim Erreichen der richtigen Lage derart groß geworden, daß das optische Element L in dem Bereich GFnicht mehr in genügendem Maße angebremst werden kann und der Aufzeichnungsträger R berührt und beschädigt wird.
Wenn die Geschwindigkeitsregelung angebracht wird, nimmt der Strom durch die Spule S\ auf einen Wert Null ab, sobald der Schwellwert der Geschwindig-
keit erreicht ist, wodurch die Geschwindigkeit auf einen derartigen Wert beschränkt wird, daß das Fokussierelement L nach dem Durchlaufen des Punktes C genügend schnell abgebremst werden kann.
Wenn ein System verwendet wird, bei dein sich die Informationsstruktur auf der von dem Fokussierelement L abgekehrten Seite des Aufzeichnungsträgers R befindet, ist das System beim Vorhandensein z. B. eines Fleckes auf der anderen Seite dazu geneigt, sich darauf einzustellen. Dies ist unerwünscht und kann dadurch vermieden werden, daß die Einstellgeschwindigkeit in dieser Richtung derart niedrig gemacht wird, daß das System diesen plötzlichen Änderungen in dieser Richtung nicht folgen kann.
Dies läßt sich auch mit der Schaltung nach Fig.2 erreichen, und zwar dadurch, daß für die Zenerdioden Zi und Zi Typen mit verschiedenen Zenerspannungen aAu/ählt u/prrlpn
F i g. 3 zeigt ein ähnliches Regelsystem, das mit einer anderen Schwellenschaltung versehen ist. Die letztere besteht aus zwei Operationsdifferenzverstärkern Ai und /t«, in denen die Verstärkung gesondert von den veränderlichen Widerständen Rx und Ri eingestellt werden kann.
Die beiden Verstärker A, und At sind nicht symmelrisch zu Erde geschaltet, so daß der Verstärker Ai nur bei Abweichungen von der Geschwindigkeit des Fokussierelements L in der einen Richtung und A* bei Abweichungen von der Geschwindigkeit in der anderen Richtung wirkt, so daß entweder die Diode D, oder die Diode Di leitend ist. Der Strom durch diese Dioden bestimmt die Spannung an der Gate-Elektrode des
ίο Feldeffekttransistors FET, der zu dem Widerstand Ri parallel geschaltet ist, der die Verstärkung des Verstärkers Ai bestimmt. Bei zunehmender Spannung an dieser Gate-Elektrode nimmt der Widerstand zwischen der Source- und der Drain-Elektrode des
ii Feldeffekttransistors FET und also auch die Verstärkung des Verstärkers Ai und der Strom /durch die Spule S1 ab.
Mit dieser Schaltung können die Verstärkungsfaktoren der Verstärker Äi und Αλ gesondert auf jeden
.'ο beliebigen Wert eingestellt werden, so daß mit dieser Schaltung sowohl eine symmetrische als auch eine asymmetrische Schwelle erhalten werden kann, deren Werte kontinuierlich veränderbar sind.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum Auslesen eines Aufzeichnungsträgers, auf dem eine optische Informationsstruktur angebracht ist, welche Vorrichtung enthält eine Strahlungsquelle zum Aussenden eines Auslesestrahlungsbündels,
ein bewegbares optisches Fokussierelement zum Fokussieren des Auslesestrahlungsbündels auf die Informationsstruktur, einen lichtempfindlichen Detektor zur Umwandlung des von der Informationsstruktur modulierten Auslesestrahlungsbündels in ein elektrisches Signal,
und ein Fokussierregelsystem zur Steuerung der Position des Fokussierelementes in Abhängigkeit π eines gemessenen Fokussierfehlers, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung weiter versehen ist mit einem Geschwindigkeitsdetektor, der mit (Jesn Fokussierelement gekoppelt ist zum Messen der Geschwindigkeit dieses Fukussierele- ä mentes, einer mit diesem Geschwindigkeitsdetektor gekoppelten Schwellenschaltung, die ein Ausgangssignal abgibt, wenn die Geschwindigkeit des Fokussierelementes einen bestimmten Wert überschreitet, wobei dieses Ausgz^gssignal derart in das Fokussierregelsystem eingreift, daß die maximale Geschwindigkeit des Fokussierelementes beschränkt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, diü der Geschwindigkeitsdetektor aus einer Tachogeneratorspule besteht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 odcv 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schvslle der Schwellenschaltung zu der Richtung üer Geschwindigkeit symmetrisch ist. J>
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwelle der Schwellenschaltung zu der Richtung der Geschwindigkeit asymmetrisch ist.
DE2503769A 1974-02-09 1975-01-30 Vorrichtung zum Auslesen eines Aufzeichnungsträgers mit einer Informationsstruktur Expired DE2503769C2 (de)

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