DE3136090A1

DE3136090A1 - Nachfuehrservovorrichtung

Info

Publication number: DE3136090A1
Application number: DE19813136090
Authority: DE
Inventors: Yoshiro Tokyo Joichi; Hirsohi Kawasaki Ohki
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1980-09-12
Filing date: 1981-09-11
Publication date: 1982-04-01
Also published as: FR2490385B1; AU7506081A; DE3136090C2; JPS5753830A; FR2490385A1; US4476555A; AU545840B2; GB2085192A; CA1154163A; NL8104239A; GB2085192B

Description

NACl IF UHRSERVO VORRICHTUNG

Die Erfindung betrifft allgemein eine Nachführservovorrichtung für ein optisches Informationswiedergabesystem irad betrifft insbesondere eine (Spur-) Nachführservovorrichtung für ein optisches Informationswiedergabesystem, das in positiver Weise die Nachfürservosteuerung unabhängig von der Exzentrizität bei einem optischen Aufzeichnungsträger wie einer drehbaren Platte durchführt.

Eins herkömmliche NachfuhrserVOVorrichtung für ein> optisches

" ^w Informationswiedergabesystem wird mit Bezug auf Fig. 1 näher erläutert. Bei dieser Vorrichtung wird, wie in Fig. 1 dargestellt, der Laser-Strahl von einer (nicht dargestellten)

• 15 Laser-Lichtquelle über einen.Ablenk-Strahlteiler 1 einer Ob-j eic t L «rl ins e 2 zugeführt. Der konvergierte Strahl· von der Objektivlinse 2 ist auf einem optischen Aufzeichnungsträger, wie eine Drehplatte oder -scheibe 3,als Bezugsstrahl konvergiert. Der von der Platte 3 wiedergegebene bzw. an ihr reflektierte Strahl wird über die Objektivlinse 2 zvL dem Strahlteiler 1 zurückgeführt, dann an dem Strahlfceiler 1 reflektiert und danach einem Licht empfang sei em strt" oder Fotodetektor k zugeführt bzw. a-jf diesem eingestrahlt.

Auf der Signalauf zeichnung-sf lache der optischen Auf zeichnungsplatte 3 ist ein Informationssignal derart aufgezeichnet, daß eine koaxiale oder spiralförmige (wobei die Spiralen nahezu koaxial sind) optische Aufzeichnungsspur auf der Platte 3 gebildet Ist. Als Informationssignal wird beispielsweise ein PCM-Videosignal oder dergleichen (PCMiPulscodemodulation) verwendet- Weiter ist die optische Aufzeichnungsspur durch Vertiefungs- oder Lochfolgen gebildet;

Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, .weist das Lichtempfangselement oder der Fotodetektor h ein erstes und ein zweites Lichtempfangsglied ka und 'tb auf, die über oine Grenzlinie L in die zwei Glieder geteilt sind. In diesem Fall ist das Lichtempfangselement 4 so angeordnet, daß dLe TangentLairichtung

ö 6 β Ο «

der AuCzeLdmungsspur dor Platte 3 der Grenzlinie L entspricht und diß die Differenz zwischen den Hüllkurven der jeweiligen' ausgangs sei ti gen elektrischen Signale von erstem und zweitem Lichtempfangsglied h.a. und 4b als Nachführfebler-. signal dienen. Das heißt, die jeweiligen elektrischen.

Ausgangssignale von den Lichterapfangsgliedern ka und ^b ■werden einem Differenzverstärker 5 zugeführt, der "lÄibtrahierer oder Vergleicher dient, über eine Hüllkurvenerfassungsschaltung, beispielsweise ein Tiefpaßfilter 7, wobei das von dem Differenzverstärker abgeleitete Nachführfehlersignal einer Nachführsteuerung 6 zugeführt wird. Diese Nachführsteuerung 6 ist eine derartige elektromechanische Umsetzereinrichtung, die die Objektivlinse 2 oder den (nicht dargestellten) Nachführspiegel auf der Grundlage des Nachführ-

1'5 fehler signals zum Durchführen der Nachführkorrektur bzw.

Spurkorrektur antreibt.

In Fig. 2 bezeichnet der Buchstabe B allgemein einen Lichtfleck dos auf das Lichtempfangselement k auftreffenden Strahls» In diesem Fall besteht der Lichtfleck B aus einer Nichtbeugungs-Strahlflache B and Plus- und Minus-Primärbeugungsstrahlflächen B . und B am Randabschnitt der Nichtbeugangs-StrahlfLache B . Wenn die Nachführung des Bezugsstrahles aufrecht erhalten werden kann, ist, da die Verteilung der ge-

25<** beugten Strahlen des wiedergegebenen Strahles auf beiden Seiten der Tangentiallinie zur Aufzeichnungsspur symmetrisch bezüglich, der Tangentiallinie ist, das Nachführfehlersignal von dem Differenzverstärker 5 auf Null» Wenn eine Spurabweichung oder -Versetzung in dem Bezugsstrahl ist, wird die obige Verteilung der gebeugten Strahlen asymmetrisch. Daher wird ein Nachführfehlersignal^ das einen Pegel und eine Polarität abhängig vom Betrag and der Polarität .der Spurversetzung oder -abweichung besitzt, von dem Differenzverstärker 5 abgeleitet.

Bei der herkömmlichen Nachführservovorrichtung bestehen folgende Probleme. Das heißt, wenn eine Spurabw3ich_ung vorliegt,

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arbeitet die Nachführ steuerung 6 zum Erz-eichen der .Nachführ- bzw. Spurkorrektur für den Bezugsstrahl. Zu diesem Zeitpunkt wird jedoch der Strahlfleck B des wiedergegebenen Strahles auf dem Lichtempfangselement 4 in vertikaler Richtung für die Grenzlinie L bewegt. Als Ergebnis wird das elektrische

Ausgangs signal von dem Lichtempf angsglied_/ zu dem der Strahlfleck B sich bewegt, im Pegel groß und wirkt als externe Störung für das Nachführfehlersignal, wodurch der Nachführservobetrieb instabil wird. Diese externe Störung wird groß, ID . wenn, die Exzentrizität ( ± 100 Um) des optischen Aufzeichnungsträgers oder der Platte 3 groß ist.

Diese obige externe Störung wird weiter mit Bezug.auf Fig. näher erläutert. Figr 3A zeigt den Signalverlauf eines Nachführfehlersignals, wenn die Nachführsteuerung 6 mit keinem ISachführfehlersignal versorgt ist. Da der dynamische Bereich des Nachführfehlersignals der halben Spurschrittweite entspricht, ergibt sich, daß der dynamische Bereich des Nachführfehlersignals sehr klein ist. Wenn weiter ein Wechselstrom gemäß Fig.3C der Nachführsteuerung 6 zugeführt wird, um den Bezugsstrahl in einer Richtung senkrecht zur Tangentiallinie der Aufzeichnungsspur zu schwingen bzw. zu bewegen, wird das Nachführfehlersignal So₇WIe das in Fig. 3B. dargestellt ist, wobei das in Fig. 3A dargestellte Signal durch den in

£?5 Fig. 3C dargestellten Strom amplitudenmoduliert ist.

Der Versetzungsbetrag aufgrund der Nachführsteuerung 6 ist proportional zu dem Schwankungsfehler durch die Exzentrizität der Platte 3 in radialer Richtung derart, daß dann, wenn die Welligkeit des"Nachführfehlersignals einen einem Viertel der SpurSchrittweite entsprechenden Wert überschreitet, keine Nachführservosteuerung erreicht wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine neuartige Nachfuhrservovorrichtung für ein optisches Informationswiedergabesystem anzugeben, das unter Vermeidung der erwähnten Nachteile eine Nachführservosteuerung unabhägig von der Exzentrizität in einem optischen Aufzeichnungsträger wirksam durchführen kann.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird eine Nachfuhrservovo rrichtung für ein optisches Informationswiedergabesystem angegeben, bei dem ein Lichtstrahl zum Auslesen der Information auf eine Signalaufzeichnungsfläche auf einsm Aufzeichnungs~ träger einfällt, auf dem eine im wesentlichen kreisförrazge Aufzeichnungsspur gebildet ist, wobei vorgesehen sind

a) ein Fotodetektor zum Erfassen des Lichtstrahles von dem Aufzeichnungsträger und zum Erzeugen eines Inforraationfisignals und eines ersten Nachführfehlersignals abhängig von den

10. · Schwankungen der Verteilung des gest Eeutea.. bzw. gebeugten Strahles aufgrund der Abweichungen der Strahllage gegenüber der. Mitte der Aufzeichnungsspur,

b) eine Nachführsteuerung,die mit dem ersten Nachführfehlorsignal versorgt ist, zum Steuern des Lichtstrahles,

c) eine Meßeinrichtung zum Messen eines zweiten Nachführfehlers aufgrund der Exzentrizität des Aufzeichnungsträgers während · mindestens einer Drehung des Aufzeichnungsträgers,

d) einen Speicher zum Speichern des zweiten Nachführfehl e-s und

e) eine Einführeinrichtung zum Einführen des zweiten Nachführfeh- · lersignals, das aus dem Speicher ausgelesen ist, in eine Nachführ servoschleife, während des normalen Wiedergabebetriebes.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargtestellten "^ Ausführungsbeispiele näher erläutert., Es zeigen

Fig- 1 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen

Nachführservovorrichtung für" ein optisches Informationswiedergäbesystem,

Fig. 2 eine Vorderansicht des Lichtempfangselementes gemäß Fig. 1,

Fig. 3 Signalverläufe zur Erläuterung des Betriebes

der Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 schematis'ch ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispieles der Nachfuhrservovorrichtung für ein optisches Informationswiedergabesystem gemäß der Erfindung,

Fig. 5 Signalverlaufe zur Erläuterung des Betriebes des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 4,

Fig. 6 jeweils Blockschaltbilder anderer Ausführungs-

u. 7 beispiele der Erfindung, ■

Ein erstes Beispiel der Nachführservovorricbtung für ein optisches Inforinationswiedergabesysteni gemäß der Erfindung wird nun mit Bezug auf Fig. 4 näher erläutert, wobei diejenigen Teile bzw. Bäuelemente_/ die denen "in. Fig. 1 entsprechen mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und wobei deren neuerliche Erläuterung entbehrlich erscheint.

^*¹ In Fig. 4 bezeichnet ein Strichlinienblock 10 allgemein eins Einrichtung, die die Schwankung bzw. den Abweichungsfehler

in der Richtung senkrecht zur Tangentialrichtung der optischen Aufzei-chnungsspur aufgrund der Exzentrizität eines optischen Aufzeichnungsträgers bei einer Umdrehung von dieser mißt. Diese Meßeinrichtung 10 besteht aus einem D-Flipflop 11 und einem Zweirichtuagszähler 12 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel. Dieser Zweirichtungszähler 12 ist ein

voreinstellbarer 8-Bit-Zählex- (d.h. mit Bit 0-255) wobei zu dessen voreingestelltem Wert gewählt ist.

"£"" Bei dem in Fig. 4 dargestellten Aasführungsbeispiel· der Er-25

findung wird ein ^achführfehlersigaal (vgl. Fig,5 B) von.

dom Differenzverstärker 5 einem Begrenzer verstärker I3

zur Signalformung als Rechtecksignal zugeführt, das daxin den Takteingangsanschlüssen des Flifiops 11 und des Zählers 12 zugeführt wird. Die jeweiligen elektrischem Ausgangssignale von den Lichtempfangsgliedern 4a und 4b, wöbet diese Signale jeweils durch die Hüllkurvenerfassungsschaltung wie einem Tiefpaßfilter 7 getreten sind, werden, beide einem !Verstärker l4 zum Addieren oder Verstärken zugeführt. E_in Quersignal, ' das dem Ausgangssignal vom Verstärker 14 gemäß Fig. 5A entspricht, wird einem Begrenzerverstärker I5 zur Signalformung als Rechtecksignal zugeführt, das dann dem D-Eingangsanschlüß

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des Flipflops 11 zugeführt wird» Beispielsweise ist der nicht—invertierende Ausgang Q des Flipflops 11 mit dem. Zweirichtungsumschaltsteueranschluß (U/D) des Zählers 12 verbunden»

Fig- 4 zeigt weiter eine Steuerschaltung l6', die mit einem Signal synchron zur Drehung der Platte 3 über einen Eingangsanschluß l6a versorgt ist. Wenn die Dr eh frequenz oder Drehzahl der Platte 3 beispielsweise 30Hz beträgt, wird ein Signal mit einer Frequenz von beispielsweise dem 32-fachen von. 3° Hz₅ d. h. 9'SO Hz,dem Eingangsanschluß l6a zugeführt. Der Zähler 12

wird bei jeder einzelnen Drehung der Platte 3 durch das Steuer-■*"*■ signal (dessen Frequenz 1/32 von 96O Hz ist) von der Steuer-, schaltung'16 voreingestellt«

Die Phasen des Quer-und des Nachführfehlersignals gemäß Fig. 5A und Fig. 5B sind- gegeneinander um 90 versetzt bzw. verschoben,

•weil dann, wenn das Nachf ü'hrf ehlessignal auf Null ist, das Quersignal einen Spitzenwert erreicht und im Gegensatz dazu.

dann, wienii das Nachführfehlersignal einen Spitzenwert erreicht,

das Quersignal auf Null ist. Bei diesem Beispiel diskriminiert das Flipflop 11 den positiven öder den negativen Spit_zenwert iSes Quersignals durch die Anstiegsflanke des Nachführfehlersignals und wird das Nachführfehlersignal abhängig von dem dis-

«**■ kriminierten positiven oder negativen Wert im Zähler 12 addiert

oder subtrahiert.

Fig. 5 C zeigt den Zählerstand des Zählers 1.2, der der Abweichungsfehler in der Richtung'' senkrecht sur Tangential linie der Aufzeichnungsspur auf der Platte 3 aufgrund der en Exzentrizität

ist.

Das Schwankungsfehlersigjxal (Digitalsignal) .das durch die Meßeinrichtung 10 über·eine Drehung der Platte 3 gemessen wird, wird in einem RAM 1? (Speicher mit wahlfreiem Zugriff) eingeschrieben, der als Speicher dient,und darin gespeichert.

Ein Adre ßzähler 18 ist für den RAM I7 vorgesehen, der das Impulssignal mit 96O Hz zählt, das von der Steuerschaltung 16 zugeführt wLrd.. Das Einschreiben, und das Auslesen des RAM I7

- ΙΌ* -

wird durch das Steuersignal von der Steuerschaltung 16 umgeschaltet, wobei am Anfangspunkt der normalen Drehung der Platte 3 während des Einschreibbetriebes das Schwankungsfehlersignal, das über eine Drehung der Platte 3 durch die Meßeinrichtung · gemessen wird, in den RAM 17 in etwa 0,1 s eingeschrieben wird. Danach wird wähx'end des Nachführservobetriebes der Inhalt des RAM 17 wiederliolt ausgelesen. Das Schwanken gsfehl er signal (Djgitalsignal)_/das aus dem RAM 17 ausgelesen ist, wird einem D/A-Umsetzer I9 (Digital/Analog-Umsetzer) zur Umsetzung in ein

JO Analogsignal zugeführt, das dann einem Pegeleinstellglied 20 zugeführt wird, der den Pegel des zugeführten Schwaukungsfehler-

' ^, ■ . signals (Analogsignal) geeignet einstellt. Das psgeleingestellte Schwankungsfehlersignal wird dann einem Addierer 21 zugeführt, zur Addition zu dem Nachführfehlersignal, das von dem Differenz-■ verstärker 5"zugeführt wird. .Das Ausgangssignal des Addierers 21 wird über eine Phasenkompensati rmsschaltung 22 und einen Ansteuerverstärker 23-, der Nachführ steuerung 6 zugeführt. Dadurch kann bezüglich der Verschiebung oder Abweichung des Strahlflecksauf dem Lichtempfangselement 4 kompensiert werden, . bzw. ..kann diese korrigiert werden, mittels der Nachführ steuerung

Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Tn Fig. 6 sind diejenigen·Teile, die denen in Fig. 4 entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen Versehen, weshalb eine neuerliche . Erläuterung entbehrlich erscheint. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 wird das in ähnlicher Weise erhaltene Schwankungsfehlersignal einem · Stellglied 2.'-ί zugeführt, das das Lichtempf angselemsnt 4 in einer Richtung unter rechtem Winkel zur Grenzlinie L bewegt, zur Korrektur des Lichtempfangselementes 4 und zum dadurch Kompensieren oder Korrigieren von Lageverschiebungen oder -abweichungen des Strahlfbeck<sauf dem Lichterapfangselement 4, die durch die Nachführsteuerung·6 verursacht sind. - ·- .

■ Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 7 dargestellt, -wobei Teile und Elemente, die denjenigen in Fig. 4 und 6 entsprechen, mit gleichen Bezugszeichin versehen sind und deren neuerliche Erläuterung entbehrlich erscheint. Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Fig. 7 wird

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das Schwan).ungsf ehlersignal, das wie zuvor erläutert, erzeugt wird ebenfalls dem Betätigangsglied 2k zugeführt das dann e nen Galvano- oder Schleif en.^pi eg 3l 25 ansteuert, der iin Strahl weg zwischen d-3in Strahl, heiler 1 und dem Li chtempfangselement k angeordnet ist, zur Kompensation bau..

Korrektur «ler Lageverschio.bung des wiedergegebenen Strahles auf dem Lichtempfangselement 4 in ο in er Richtung senkrecht zur Grenzlinie L. Bei diesem Ausf uhr ungsb-üi spiel steuert die Nachfuhr steuerung 6 einen Nachf ülirspiegel 26 an, der getrennt von dein Galvano-Spiegel 25 äng-eor'clriet ist und der zwischen der Objektivliase 2 und dsm Strahlteiler

^⁵** 1 vorgesehen ist.

Bei den obigen Ausfütirungsbeispielen dar Erfindung kann eine bimorphe Anordnung, eine Sprechspule,'wie sie in sinem

Lautsprecher verwendet Lst, eine elektromagnetische Rin- - ' richtung oder dergleichen als Nachführsteuerung 6 bzw» als Betätigungs- oder Stellglied verwend&t werden»

Weiter ist es möglich,daß das Schwankangsfehlersignal über mehrere Drehungen des Aufzeichnungsträgers wie der Platte gemessen wird and der Mittelwert in dem Speicher gespeichert wird,

25· Bei der NachPührservOvorrichtung für ein optisches Tnfor-

matioiiswic'dergabesyste-Ti gemäß der Erfindung· mit dem erläuterten Aufbau kann die Nachführservosteuerung in positiver Weise unabhängig von der Exzentrizität des optischen Atifzeichnung.strägers wie einer drehbaren Platte durchgeführt werden.

Selbstverständlich sind noch andere Ausführungsformen möglich.

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Claims

Dipl.-Ing. H. MlTSCHERLICH ··· ··· '-'' I" D>8QSo J&ü NCH EN 22

Dipl.-1 ng. K. GUNSCHMANN SteinsdotfslroßelO

■ Dr.rer.nct. W. KÖRBER .'g> (089) · 29 66 84

Dipl.-Ing. J. SCHM1DT-EVERS · "

PATENTANWÄLTE 11.9.1981

SONY CORPOATION

7-35 Kitashinagawa 6-chome

Shinagawa-ku

TOKYO/JAPAN

ANSPRUCHE

Nachführservovorrichtung für ein optisches Informations-• ¥.i ed er gäbe syst em, bei dem ein Lichtstrahl zum Auslesen der Information auf eine Signalaufzeichnungsfläche auf einem Aufzeichnungsträger einfallt, auf der eine im wesentlichen kreisförmige Aufzeichnungsspur gebildet ist, gekennzeichnet durch,

a) einen Fotodetektor C-i) zum Erfassen des Lichtstrahles von dem Aufzeichnungsträger (3) und zum Erzeugen eines Informationssignals und eines ersten Nachführfehlersignals, abhängig von den Schwankungen der Verteilung des gebeugten

Strahles aufgrund der Abweichungen der Strahllage bezüglich vier Mitte der Aufzeichtiungsspur,
:<*"* b) eine Nachführ steuerung, die mit dem ersten Nachführf ehlersignal versorgt ist zum Steuern des Lichtstrahles,

c) eine Meßeinrichtung zum Messen eines zweiten Nachführfehlers aufgrund der Exzentrizität des Aufzeichnungsträgers während mindestens einer Drehung des Aufzeichnungsträgers, d) einen Speicher zum Speichern des zweiten Nachführfehlers und

e) eine Einführeinrichtung zum Einführen des zweiten Nachführfehl»rsignals_ίdas aus dem Speicher ausgelesen ist, in e~ Nachführservoschleife während des normalen Wiedergabebetriebes.
2. Nachführservovorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Fotodetektor (k) durch getrennte erste und zweite

Teile gebildet XSt₇ . daß das Informationssignal die Summe der Ausgangssignale von erstem und zweitem Teil ist und daß das erste Nachführfehlersignal die Differenz zwischen erstem und zweitem Teil des Fotodetektors (4) ist.
3- Nachführservovorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß das* zweite Nachfiihrf ehlersignal ein Digitalsignal ist und das aus dem Speicher ausgelesene Signal in ein Analogsignal umgesetzt ist.

^,
4. Nachfüh'rservovorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3₅ dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßeinrichtung ein Verzögerungsflipflop (11) mit einem Verzögerungs-Eingangsanschluß, einem Takteingangsanschluß und einem Ausgangsanschluß und einen voreinstellbaren Zweiri chtungszähler (12) mit einem Takteingangsanschluß, einem Zweir.i chtungsumschaltsteueranschluß. und einem Ausgangsanschluß aufweist und daß das Summensignal des Foto- detektors (4) dem Verzögerungseingangsanschluß des Verzögerungsflipflops (11) zugeführt ist, daß das Differenzsignal des Fotodetektors (4) dem Takteingangsansehluß von Verzögerungsflipflop und Zähler zugeführt ist, daß das Ausgangssignal

des Verzögerungsflipflops dem Zweirichtungsumschaltsteueranschluß v^ ■ ■ -

des Zählers zugeführt ist und daß das Ausgangssignal des Zählers dem Speicher· (17) zugeführt ist.

Nachführservovorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß das aus dem Speicher ausgelesene zweite Nachführfehlersignal zum ersten Nachführfehlersignal addiert ist.

'6. Nachführservovorrichtung^-nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Nachfiihrfehlersignal_/ das aus dem Speicher ausgelesen ist, einem Stellglied zum Verstellen des Fotodetektors geführt ist.

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7. Naclifuhrscrvovorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis. 6, dadurch gekennzeichnet,

daß das aus dem Speicher ausgelesene zweite Nachführfohlersignal einer zvieiten Nachführsteuerung zugeführt wird, die sich von der ersteren Nachfuhrsteuereinrichtung unterscheidet.