DE3136090C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Nachführ-Servovorrich­ tung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten Nachführ-Servovorrichtung der vorstehend genannten Art (DE 29 35 250 A1) wird zwar zusätzlich zu einem ersten Nachführ-Fehlersignal ein zweites Nachführ- Fehlersignal verwendet. Dieses zweite Nachführ-Fehlersignal wird mittels eines Komparators aus einem Reproduktionssignal gewonnen. Es hat sich gezeigt, daß die bei der bekannten Nachführ-Servovorrichtung getroffenen Maßnahmen zu einer häufig nur als unzureichend empfundenen Nachführ-Charak­ teristik führen.

Es ist auch schon in Verbindung mit einer Informations­ wiederauffindungs- und Wiedergabevorrichtung bekannt (DE 26 04 288 B2), zumindest einen Perioden-Wert eines Nach­ führ-Fehlersignals zu messen und dann in einem Speicher zu speichern. Das gespeicherte Nachführ-Fehlersignal wird dann dazu herangezogen, eine Nachführsteuerung vorzunehmen. Auch diese Maßnahmen führen zu einer häufig nur als unzu­ reichend empfundenen Nachführ-Charakteristik.

Eine herkömmliche Nachführ-Servovorrichtung für ein optisches Informationswiedergabesystem wird mit Bezug auf Fig. 1 näher erläutert. Bei dieser Vorrichtung wird, wie in Fig. 1 dargestellt, ein Laser-Strahl von einer (nicht dargestellten) Laser-Lichtquelle über einen Ablenk-Strahlteiler 1 einer Ob­ jektivlinse 2 zugeführt. Der konvergierte Strahl von der Objektivlinse 2 ist auf einem optischen Aufzeichnungsträger, wie eine Drehplatte oder -scheibe 3, als Bezugsstrahl kon­ vergiert. Der von der Platte 3 wiedergegebene bzw. von ihr reflektierte Strahl wird über die Objektivlinse 2 zu dem Strahlteiler 1 zurückgeführt, dann an dem Strahlteiler 1 reflektiert und danach einem Lichtempfangselement oder Foto­ detektor 4 zugeführt bzw. auf diesen eingestrahlt.

Auf der Signalaufzeichnungsfläche der optischen Aufzeichnungs­ platte 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 (PCM : Pulscodemodulation) verwendet. Weiter ist die optische Aufzeichnungsspur durch Vertiefungs- oder Lochfolgen gebildet.

Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, weist das Lichtempfangs­ element oder der Fotodetektor 4 ein erstes und ein zweites Lichtempfangsglied 4a und 4b auf; die beiden Lichtempfangsglieder sind über eine Grenzlinie L in zwei Glieder geteilt. In diesem Fall ist das Lichtempfangselement 4 so angeordnet, daß die Tangentialrichtung der Aufzeichnungsspur der Platte 3 der Grenzlinie L ent­ spricht und daß die Differenz zwischen den Hüllkurven der jeweiligen ausgangsseitigen elektrischen Signale von erstem und zweitem Lichtempfangsglied 4a und 4b als Nachführfehler­ signal dienen. Das heißt, die jeweiligen elektrischen Ausgangssignale von den Lichtempfangsgliedern 4a und 4b werden einem Differenzverstärker 5 zugeführt, der als Subtrahierer oder Vergleicher dient, und zwar über eine Hüllkurven-Erfassungsschal­ tung, beispielsweise ein Tiefpaßfilter 7, wobei das von dem Differenzverstärker abgeleitete Nachführ-Fehlersignal einer Nachführ-Steuereinrichtung 6 zugeführt wird. Diese Nachführ- Steuereinrichtung 6 ist eine derartige elektromechanische Umsetzer­ einrichtung, die die Objektivlinse 2 oder den (nicht dar­ gestellten) Nachführspiegel auf der Grundlage des Nachführ- Fehlersignals zum Durchführen der Nachführkorrektur bzw. Spurkorrektur antreibt.

In Fig. 2 bezeichnet der Buchstabe B allgemein einen Licht­ fleck des auf das Lichtempfangselement 4 auftreffenden Strahls. In diesem Fall besteht der Lichtfleck B aus einer Nicht­ beugungs-Strahlfläche B₀ und Plus- und Minus-Primärbeugungs­ strahlflächen B₊₁ und B_-1 am Randabschnitt der Nichtbeugungs- Strahlfläche B₀. Wenn die Nachführung des Bezugsstrahles auf­ recht erhalten werden kann, ist, da die Verteilung der ge­ 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 Spurab­ weichung oder -versetzung in dem Bezugsstrahl auftritt, wird die obige Verteilung der gebeugten Strahlen asymmetrisch. Daher wird ein Nachführ-Fehlersignal, das einen Pegel und eine Pola­ rität abhängig vom Betrag und der Polarität der Spurversetzung oder -abweichung besitzt, von dem Differenzverstärker 5 ab­ geleitet.

Bei der herkömmlichen Nachführ-Servovorrichtung bestehen folgende Probleme. Wenn eine Spurabweichung vorliegt, arbeitet die Nachführ-Steuereinrichtung 6 zum Erreichen 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 bezüglich der Grenzlinie L bewegt. Als Ergebnis wird das elektrische Ausgangssignal von dem Lichtempfangsglied, zu dem der Strahl­ fleck B sich bewegt, im Pegel groß und wirkt als externe Störung für das Nachführ-Fehlersignal, wodurch der Nachführ- Servobetrieb instabil wird. Diese externe Störung wird groß, wenn die Exzentrizität (±100 µm) des optischen Aufzeichnungs­ trägers oder der Platte 3 groß ist.

Diese obige externe Störung wird weiter mit Bezug auf Fig. 3 näher erläutert. Fig. 3A zeigt den Signalverlauf eines Nachführ-Fehlersignals, wenn die Nachführ-Steuereinrichtung 6 mit keinem Nachführ-Fehlersignal versorgt ist. Da der dynamische Bereich des Nachführ-Fehlersignals der halben Spurschrittweite ent­ spricht, ergibt sich, daß der dynamische Bereich des Nach­ führ-Fehlersignals sehr klein ist. Wenn weiter ein Wechsel­ strom gemäß Fig. 3C der Nachführ-Steuereinrichtung 6 zugeführt wird, um den Bezugsstrahl in einer Richtung senkrecht zur Tangential­ linie der Aufzeichnungsspur zu schwenken bzw. zu bewegen, wird das Nachführfehlersignal so, wie es in Fig. 3B dargestellt ist, wobei das in Fig. 3A dargestellte Signal durch den in Fig. 3C dargestellten Strom amplitudenmoduliert ist. Der Versetzungsbetrag aufgrund der Nachführ-Steuereinrichtung 6 ist proportional dem Schwankungsfehler durch die Exzentrizität der Platte 3 in radialer Richtung, und zwar derart, daß dann, wenn die Welligkeit des Nachführ-Fehlersignals einen einem Viertel der Spurschrittweite entsprechenden Wert überschreitet, keine Nachführ-Servosteuerung erreicht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nachführ- Servovorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzu­ bilden, daß gegenüber der bekannten Nachführ-Servovorrich­ tung eine verbesserte Nachführ-Charakteristik erzielt wird.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Maßnahmen.

Die Erfindung zeichnet sich durch eine erhebliche Leistungs­ verbesserung gegenüber den bisher bekannten Nachführ-Servo­ vorrichtungen aus, da durch die vorliegende Erfindung die Nachführ-Charakteristik des zum Auslesen der Information auf einer Signalaufzeichnungsfläche eines Aufzeichnungsträ­ gers dienenden Lichtstrahls in bezug auf die Aufzeichnungs­ spur positiv verbessert ist. Dies wirkt sich besonders vorteilhaft in dem Fall aus, daß der Aufzeichnungsträger einen Defekt aufweist.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Nachführ-Servovorrichtung für ein optisches Informationswiedergabesystem,

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

Fig. 3 Signalverläufe zur Erläuterung des Betriebes der Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 4 schematisch ein Blockschaltbild eines Aus­ führungsbeispieles der Nachführ-Servovorrichtung für ein optisches Informationswiedergabesystem gemäß der Erfindung,

Fig. 5 Signalverläufe zur Erläuterung des Betriebes des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 4.

Ein erstes Beispiel der Nachführ-Servovorrichtung für ein optisches Informationswiedergabesystem gemäß der Erfindung wird nun mit Bezug auf Fig. 4 näher erläutert, wobei die­ jenigen Teile bzw. Bauelemente, die denen in Fig. 1 ent­ sprechen mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und wobei deren neuerliche Erläuterung entbehrlich erscheint.

In Fig. 4 bezeichnet ein Strichlinienblock 10 allgemein eine Meß­ einrichtung, die die Schwankung bzw. den Abweichungsfehler in der Richtung senkrecht zur Tangentialrichtung der optischen Aufzeichnungsspur aufgrund der Exzentrizität eines optischen Aufzeichnungsträgers bei einer Umdrehung dieses Aufzeichnungsträgers mißt. Diese Meßeinrichtung 10 besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem D-Flipflop 11 und einem Zweirichtungszähler 12. Dieser Zweirichtungszähler 12 ist ein voreinstellbarer 8-Bit-Zäher (d.h. mit Bit 0-255), wobei 128 als Voreinstellungs-Wert des Zählers gewählt ist.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der Er­ findung wird ein erstes Nachführ-Fehlersignal (vgl. Fig. 5B) von dem Differenzverstärker 5 einem Begrenzerverstärker 13 zur Signalformung in ein Rechtecksignal zugeführt, das dann den Takteingangsanschlüssen des Flipflops 11 und des Zählers 12 zugeführt wird. Die jeweiligen elektrischen Ausgangssignale von dem Lichtempfangsgliedern 4a und 4b, deren Signale jeweils durch die Hüllkurvenerfassungsschaltung, wie ein Tiefpaßfilter 7, gelangt sind, werden beide einem Verstärker 14 zum Addieren oder Verstärken zugeführt. Ein zweites Nachführ-Fehlersignal darstellendes Quersignal, das dem Ausgangssignal gemäß Fig. 5A vom Verstärker 14 ent­ spricht, wird einem Begrenzerverstärker 15 zur Signalformung in ein Rechtecksignal zugeführt, das dann dem D-Eingangsanschluß des Flipflops 11 zugeführt wird. Dabei ist beispielsweise der nichtinvertierende Ausgang Q des Flipflops 11 mit dem Zwei­ richtungs-Umschaltsteueranschluß (U/D) des Zählers 12 verbunden.

Fig. 4 zeigt weiter eine Steuerschaltung 16, die mit einem Signal synchron zur Drehung der Platte 3 über einen Eingangs­ anschluß 16a versorgt ist. Wenn die Drehfrequenz oder Dreh­ zahl der Platte 3 beispielsweise 30Hz beträgt bzw. entspricht, wird ein Signal mit einer Frequenz von beispielsweise dem 32-fachen von 30 Hz, d.h. 960 Hz, dem Eingangsanschluß 16a zugeführt. Der Zähler 12 wird bei jeder einzelnen Drehung der Platte 3 durch das Steuer­ signal (dessen Frequenz 1/32 von 960 Hz ist) von der Steuer­ schaltung 16 voreingestellt.

Die Phasen der beiden Nachführ-Fehlersignale gemäß Fig. 5A und Fig. 5B sind gegeneinander um 90° versetzt bzw. verschoben, weil dann, wenn das erste Nachführ-Fehlersignal auf Null ist, das zweite Nachführ- Fehlersignal bzw. Quersignal einen Spitzenwert erreicht und im Gegensatz dazu dann, wenn das erste Nachführ-Fehlersignal einen Spitzenwert erreicht, das zweite Nachführ-Fehlersignal auf Null ist. Bei diesem Beispiel diskriminiert das Flipflop 11 den positiven oder den negativen Spitzenwert des zweiten Nachführ-Fehlersignals durch die Anstiegsflanke des ersten Nachführ-Fehlersig­ nals, und das erste Nachführ-Fehlersignal wird abhängig von dem dis­ kriminierten positiven oder negativen Wert im Zähler 12 addiert oder subtrahiert.

Fig. 5C zeigt den Zählerstand des Zählers 12, der der Abweichungs- Fehler in der Richtung senkrecht zur Tangentiallinie der Auf­ zeichnungsspur auf der Platte 3 aufgrund deren Exzentrizität ist.

Das zweite Nachführ-bzw. Schwankungs-Fehlersignal (Digitalsignal), das durch die Meß­ einrichtung 10 über eine Drehung der Platte 3 gemessen wird, wird in einem RAM 17 (Speicher mit wahlfreiem Zugriff) einge­ schrieben, der als Speicher dient, und darin gespeichert. Ein Adreßzähler 18 ist für den RAM 17 vorgesehen, der das Impulssignal mit 960 Hz zählt, das von der Steuerschaltung 16 zugeführt wird. Das Einschreiben und das Auslesen des RAM 17 wird durch das Steuersignal von der Steuerschaltung 16 umge­ schaltet, wobei am Anfangspunkt der normalen Drehung der Platte 3 während des Einschreibbetriebes des Schwankungs-Fehlersignal, das über eine Drehung der Platte 3 durch die Meßeinrichtung 10 gemessen wird, in den RAM 17 in etwa 0,1 s eingeschrieben wird. Danach wird während des Nachführ-Servobetriebes der Inhalt des RAM 17 wiederholt ausgelesen. Das Schwankungs-Fehlersignal (Digitalsignal), das aus dem RAM 17 ausgelesen ist, wird einem D/A-Umsetzer 19 (Digital/Analog-Umsetzer) zur Umsetzung in ein Analogsignal zugeführt, das dann einem Pegeleinstellglied 20 zugeführt wird, welches den Pegel des zugeführten Nachführ- bzw. Schwankungs-Fehler­ signals (Analogsignal) geeignet einstellt. Das im Pegel eingestellte Nachführ- bzw. Schwankungs-Fehlersignal wird dann einem Addierer 21 zugeführt, und zwar zur Addition zu dem ersten Nachführ-Fehlersignal, das von dem Differenz­ verstärker 5 zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Addierers 21 wird über eine Phasenkompensationsschaltung 22 und einen Ansteuerverstärker 23 der Nachführ-Steuereinrichtung 6 zugeführt. Dadurch kann die Verschiebung oder Abweichung des Strahlflecks 6 auf dem Lichtempfangselement 4 mittels der Nachführ- Steuereinrichtung kompensiert bzw. korrigiert werden.

Bei dem obigen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann eine Zweielement-Anordnung, eine Sprechspule, wie sie in einem Lautsprecher verwendet ist, eine elektromagnetische Ein­ richtung oder dergleichen als Nachführ-Steuereinrichtung 6 bzw. als Betätigungs- oder Stellglied verwendet werden.

Weiter ist es möglich, daß das zweite Nachführ-Fehlersignal über mehrere Drehungen des Aufzeichnungsträgers, wie der Platte, gemessen und der Mittelwert in dem Speicher gespeichert wird.

Bei der Nachführ-Servovorrichtung für ein optisches Infor­ mationswiedergabesystem gemäß der Erfindung mit dem erläu­ terten Aufbau kann die Nachführservosteuerung in positiver Weise unabhängig von der Exzentrizität des optischen Auf­ zeichnungsträgers wie einer drehbaren Platte durchgeführt werden.

Claims (4)

1. Nachführ-Servovorrichtung für ein optisches Informa­ tionswiedergabesystem, bei dem ein Lichtstrahl zum Aus­ lesen der Information auf eine Signalaufzeichnungsfläche eines Aufzeichnungsträgers auftrifft, auf der eine nahezu kreisförmige Aufzeichnungsspur gebildet ist, mit einem Fotodetektor zum Ermitteln des Lichtstrahls von dem Aufzeichnungsträger und zum Erzeugen eines Informa­ tionssignals und eines ersten Nachführ-Fehlersignals in Abhängigkeit von den Veränderungen der Verteilung des durch Abweichungen der Strahlposition relativ zur Mitte der Auf­ zeichnungsspur hervorgerufenen gebeugten Strahls, und mit einer Nachführ-Steuereinrichtung, der das genannte erste Nachführ-Fehlersignal zugeführt wird und die die Spurnachführung des Lichtstrahls steuert, dadurch gekennzeichnet,

• a) daß eine Meßeinrichtung (10) ein zweites Nachführ-Fehler­ signal, das ein Maß für die vom Drehwinkel abhängige Exzentrizität des Aufzeichnungsträgers darstellt, während zumindest einer Umdrehung des betreffenden Aufzeichnungs­ trägers mißt,
• b) daß eine Speichereinrichtung (17) das zweite Nachführ- Fehlersignal speichert
• c) und daß eine Additions-Einrichtung (21) vorgesehen ist, die das erste Nachführ-Fehlersignal und das aus der Spei­ chereinrichtung (17) ausgelesene zweite Nachführ-Fehler­ signal addiert und das hieraus gebildete Additionssignal an die Nachführ-Steuereinrichtung (6) während des normalen Wiedergabebetriebs abgibt.

2. Nachführ-Servovorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fotodetektor (4) aus zwei getrennten Lichtempfangsgliedern (4a, 4b) gebildet ist, daß ein aus der Summe der Ausgangssignale der beiden Licht­ empfangsglieder (4a, 4b) gebildetes Summensignal der Meß­ einrichtung (10) zugeführt ist und daß ein aus der Differenz der Ausgangssignale der bei­ den Lichtempfangsglieder (4a, 4b) gebildetes Differenzsignal das erste Nachführ-Fehlersignal bildet.

3. Nachführ-Servovorrichtung nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (10) ein Verzögerungs-Flipflop (11) mit einem Verzögerungs-Eingangsanschluß (D), einem Taktein­ gangsanschluß und einem Ausgangsanschluß (Q) sowie einen voreinstellbaren Zweirichtungszähler (12) mit einem Takt­ eingangsanschluß, einem Zweirichtungs-Umschaltsteueran­ schluß (U/D) und einem Ausgangsanschluß aufweist, daß das Summensignal von den beiden Lichtempfangsglie­ dern (4a, 4b) dem Verzögerungs-Eingangsanschluß (D) des Verzögerungs-Flipflops (11) zugeführt ist, daß das Differenzsignal von den Lichtempfangsgliedern (4a, 4b) den Takteingangsanschlüssen des Verzögerungs-Flip­ flops (11) und des Zweirichtungs-Zählers (12) zugeführt ist, daß das Ausgangssignal des Verzögerungs-Flipflops (11) dem Zweirichtungs-Umschaltsteueranschluß (U/D) des Zweirich­ tungszählers (12) zugeführt ist und daß das Ausgangssignal des Zweirichtungszählers (12) der Speichereinrichtung (17) zugeführt ist.

4. Nachführ-Servovorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Nachführ-Fehlersignal ein Digitalsignal ist und daß das aus der Speichereinrichtung (17) ausgelesene Signal in ein Analogsignal umgesetzt ist.