DE3301702C2

DE3301702C2 -

Info

Publication number: DE3301702C2
Application number: DE3301702A
Authority: DE
Inventors: Ate Van Eindhoven Nl Dijk
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1982-01-21
Filing date: 1983-01-20
Publication date: 1991-05-08
Also published as: BE895655A; JPS58125243A; AU552691B2; JPH0332143B2; GB2113872B; ES8400833A1; KR880001174B1; AU1063583A; ES519100A0; FR2520145B1; SG97085G; IT1167553B; KR840003509A; US4446545A; DE3301702A1; GB8301154D0; GB2113872A; NL8200208A; FR2520145A1; CA1194229A

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Lesen eines scheibenförmigen Aufzeichnungsträgers mit nahezu konzentrischen Datenspuren, mit einem optischen System zum Erzeugen von drei Strahlungsbündeln und zum Projizieren dieser Strahlenbündel als einen ersten, einen zweiten und einen dritten Strahlungsfleck auf den Aufzeichnungsträger, wobei der zweite und der dritte Strahlungsfleck in einer Richtung quer zur Spurrichtung an beiden Seiten des ersten Strahlungsflecks liegen und in dieser Richtung gesehen einen Abstand zur Mittellinie durch den ersten Strahlungsfleck parallel zu den Datenspuren von wenigstens nahezu einem Viertel des Spurstichs der Datenspuren besitzen,
mit einem ersten, einem zweiten und einem dritten Detektor zum Detektieren der Lichtenergiemenge in den dem ersten, dem zweiten und dem dritten Strahlungsfleck entsprechenden, austretenden Strahlenbündeln und zum Umsetzen dieser Lichtenergie in entsprechende elektrische Ausgangssignale,
mit einem mit den Strahlenbündeln zusammenarbeitenden Richtsystem zum Zentrieren des ersten Strahlungsflecks auf eine Datenspur,
und mit einer mit dem zweiten und dem dritten Detektor gekoppelten Steueranordnung zum Erzeugen eines Steuersignals für das Richtsystem in Abhängigkeit vom Unterschied zwischen den Ausgangssignalen des zweiten und des dritten Detektors.

Eine derartige Anordnung ist aus der DE-PS 23 20 477 bekannt. Bei der in dieser Patentschrift dargestellten Leseanordnung für einen optischen Aufzeichnungsträger werden die Ausgangssignale des zweiten und des dritten Detektors zum Erhalten eines radialen Steuersignals voneinander abgezogen, mit dem über die Ansteuerung des Richtsystems der erste Strahlungsfleck auf der Datenspur zentriert wird.

Die Erzeugung des radialen Steuersignals basiert dabei auf dem Hinweis, daß die mittlere Lichtintensität eines austretenden Strahlenbündels von der Position des Strahlungsflecks auf einer Datenspur abhängig ist, insbesondere ob dieser Strahlungsfleck mit einer Datenspur zusammenfällt oder nicht. Da der zweite und der dritte Strahlungsfleck in radialer Richtung gesehen gleiche Abstände zum ersten Strahlungsfleck einnehmen, sind die Ausgangssignale des zweiten und des dritten Detektors gleich, wenn der erste Strahlungsfleck auf einer Datenspur zentriert ist. Sonst sind die Ausgangssignale des zweiten und dritten Detektors ungleich und kann das Unterschiedssignal dazu benutzt werden, das Richtsystem zur Erzielung der gewünschten Zentrierung anzutreiben.

Ein Nachteil dieses Systems ist, daß die Größe des gewonnenen Steuersignals nicht nur von der Dezentrierung des ersten Strahlungsflecks in bezug auf die Datenspur abhängig ist, sondern daß daneben noch eine Vielzahl von Parametern sowohl der Leseanordnung selbst als auch des Aufzeichnungsträgers dabei eine Rolle spielt. Mit anderen Worten die Steilheit des Steuersignals um den gewünschten Einstellpunkt herum liegt nicht eindeutig fest, sondern hat von einer Anzahl Änderungen erfahrender Systemparameter eine veränderliche Abhängigkeit.

Die wichtigsten dieser Parameter sind

(a) die Intensität der erzeugten Strahlenbündel,
(b) der Übertragungskoeffizient des Aufzeichnungsträgermaterials und beim Reflektionslesen der Reflektionskoeffizient der Reflektionsschicht,
(c) die Form der Datengebiete der Datenspur,
(d) Fokussierungsabweichungen der Strahlungsflecke in bezug auf die Ebene der Datenspur,
(e) der Spurstich der Datenspuren.

Da alle diese Parameter eine erhebliche Streuung aufweisen, bedeutet dies, daß die Größe des gewonnenen Steuersignals als Funktion der Spurabweichung eine erhebliche Schwankung aufweisen kann. Dies entspricht einer wesentlichen Schwankung des Verstärkungsfaktors in der radialen Servoschleife. Für die Verwirklichung einer wirksamen Servoregelschleife ist dies jedoch sehr nachteilig. Denn in einer Servoregelschleife versucht man durch den Zusatz von Filtern, eine für die betreffende Regelfunktion möglichst geeignete Übertragungskennlinie zu verwirklichen. Muß jedoch ein stark schwankender Verstärkungsfaktor berücksichtigt werden, so ergibt sich bei dem Festlegen der Gesamtübertragungskennlinie eine große Beschränkung. Denn wenn für einen bestimmten Verstärkungsfaktor die Gesamtübertragungskennlinie festgelegt wird, kann es sich schnell ereignen, daß für einen davon abweichenden Verstärkungsfaktor die Regelschleife instabil wird.

Auch aus der DE-OS 24 52 815 ist eine Vorrichtung zum Auslesen eines scheibenförmigen Aufzeichnungsträgers bekannt. Darin werden ebenfalls drei Strahlungsflecken verwendet, von denen einer als Abtastfleck dient und die beiden anderen zur radialen Regelung zu beiden Seiten des Abtastflecks in einem Abstand von einem Viertel des Spurabstandes in radialer Richtung zu beiden Seiten des Abtastflecks liegen. Ein zusätzliches Muster von Strahlungsflecken enthält zwei weitere Strahlungsflecke, die gegenüber den Strahlungsflecken für die radiale Regelung noch einmal um jeweils ein Viertel des Spurabstandes versetzt angeordnet sind. Jeder der Strahlungsflecke wird endgültig auf einem gesonderten Detektor oder Teildetektor abgebildet.

Aus der DE-OS 27 28 624 ist ein Informations-Abspielgerät mit einer Schaltungsanordnung zur Spurführung und zum Eliminieren der Exzentrizität einer Bildplatte bei der Spurführung bekannt. Darin gelangt das Spurführungssignal vom Ausgang eines Differenzverstärkers über einen weiteren Differenzverstärker, eine Phasenkompensationsstufe und eine Steuerstufe zu einem optischen Abtaster. Zusätzlich wird das Signal der Steuerstufe durch eine Kompensationsstufe geführt, die dieselbe Frequenzkennlinie wie die Phasenkompensationsstufe sowie einen Koeffizienten aufweist, der durch die Intensität des Strahlfleckes und den Verstärkungsgrad voraufgegangener Signalverarbeitungsstufen festgelegt wird. Diese Anordnung dient der Berechnung des durch die Strahlenfleckverschiebung hervorgerufenen Fehlers. Dabei ist die Phasenkompensationsstufe als Phasenschieber oder Phasenkompensator ausgeführt, um das in dieser Offenlegungsschrift beschriebene Spurführungs-Regelsystem zu stabilisieren, während die Kompensationsstufe als Rückkoppel-Kompensationsstufe ausgebildet ist, die eine Lichtkomponente nullter Ordnung eliminieren soll.

Der Erfindung liegt die Aufgbe zugrunde, eine Leseanordnung für scheibenförmige Aufzeichnungsträger zu schaffen, bei der das erzeugte radiale Steuersignal weitgehend unabhängig von den eingangs erwähnten Parametern ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Die angegebene Kombination der verschiedenen Ausgangssignale der drei Detektoren bewirkt, daß das gewonnene Steuersignal V_c weitgehend von den erwähnten Parametern unabhängig ist. Das bedeutet, daß die Übertragungsfunktion der radialen Servoregelschleife möglichst optimal gewählt werden kann, ohne daß dies eine Gefahr für Instabilitäten gibt.

Eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Steueranordnung mit einer ersten Differenzstufe für die Bestimmung des Unterschieds zwischen den Ausgangssignalen des zweiten und des dritten Detektors, mit einer zweiten Differenzstufe für die Bestimmung des Unterschieds zwischen der Summe der Ausgangssignale des zweiten und dritten Detektors und dem Ausgangssignal des ersten Detektors, und mit einer Teilerstufe für die Ermittlung des Quotienten zwischen den Ausgangssignalen der ersten und der zweiten Differenzstufe und für die Erzeugung eines entsprechenden Steuersignals versehen ist, während eine besondere Ausführungsform dieser Steueranordnung dadurch gekennzeichnet ist, daß zwischen die zweite Differenzstufe und die Teilerstufe ein Verstärker zur Durchführung einer Modulbearbeitung des Ausgangssignals dieser zweiten Differenzstufe aufgenommen ist. Diese Modulbearbeitung bewirkt zunächst, daß die Ausführung der Teilerstufe einfacher sein kann. Außerdem wird erreicht, daß der Verlauf des gewonnenen Steuersignals bei einer Bewegung quer über die Datenspuren einen ununterbrochenen Verlauf darstellt, insbesondere wenn die Größe des Steuersignals begrenzt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Leseanordnung,

Fig. 2 die Position der Strahlungsflecke auf dem Aufzeichnungsträger,

Fig. 3 den Verlauf der Ausgangssignale der Detektoren bei einer Verschiebung quer zur Spurrichtung,

Fig. 4 ein Beispiel eines Frequenzgangs eines radialen Servosystems,

Fig. 5 den Verlauf des mit der erfindungsgemäßen Anordnung gewonnenen Steuersignals,

Fig. 6 das Blockschaltbild einer Ausführungsform der bei der erfindungsgemäßen Anordnung benutzten Steueranordnung,

Fig. 7 ein ausgearbeitetes Schaltschema dieser Steueranordnung und

Fig. 8 eine Abwandlung zum gewonnenen Steuersignal V_c.

In Fig. 1 bezeichnet 1 einen scheibenförmigen Aufzeichnungsträger, der mit einer Vielzahl konzentrischer oder quasi-konzentrischer (spiralförmiger) Datenspuren versehen ist. In diesen Datenspuren kann die Information auf verschiedenen bekannten Weisen aufgezeichnet sein. Als Beispiel sei auf die DE-PS 22 08 379 verwiesen, wobei in den Datenspuren sich Gebiete und Zwischengebiete unterscheiden lassen, deren unterschiedliche Länge die gespeicherte Information darstellt. Diese Gebiete und Zwischengebiete beeinflussen auf verschiedene Weise ein auf die Datenspur projiziertes Strahlenbündel, das dadurch in Abhängigkeit von der gespeicherten Information moduliert wird. So kann der Übertragungs- und Reflektionskoeffizient der Gebiete sich von dem der Zwischengebiete unterscheiden, so daß ein Lesestrahlungsbündel amplitudenmoduliert wird. Weiter ist es möglich, die Gebiete und Zwischengebiete auf dem Aufzeichnungsträger in verschiedener Höhe anzuordnen, wodurch das Lesestrahlungsbündel phasenmoduliert wird, was mit geeigneten Mitteln wieder in eine Amplitudenmodulation umgewandelt werden kann. Da die Modulationsart und die Aufzeichnungsart der Daten für die vorliegende Erfindung von untergeordneter Bedeutung ist, wird darauf nicht näher eingegangen. Beim dargestellten Beispiel wurde angenommen, daß der Aufzeichnungsträger 1 an der Oberseite mit einer reflektierenden Datenstruktur versehen ist.

Dieser Aufzeichnungsträger 1 wird von einem Motor 2 über eine durch eine Zentralöffnung dieses Aufzeichnungsträgers ragende Welle 3 im Drehsinn angetrieben. Zum Lesen des Aufzeichnungsträgers 1 ist ein optisches System 4 vorgesehen, das in ein Gehäuse 5 aufgenommen ist. Dieses optische System 4 enthält eine Strahlungsquelle 6, die drei Strahlenbündel S, R₁ und R₂ aussendet. Diese drei Strahlenbündel werden zusammen über einen halbdurchlässigen Spiegel 7, einen kippbaren Spiegel 8 und eine Linse 9 auf den Aufzeichnungsträger 1 als Strahlungsflecke s, r₁ und r₂ projiziert. Die vom Aufzeichnungsträger reflektierten Strahlenbündel S′, R₁′ und R₂′ werden vom Spiegel 8 und vom halbdurchlässigen Spiegel 7 auf die Detektoren 10, 11 und 12 reflektiert. Diese Detektoren 10, 11 und 12 erzeugen an ihrem jeweiligen Ausgang ein Ausgangssignal, das die Lichtintensität der vom Aufzeichnungsträger modulierten Strahlenbündel S′, R₁′ und R₂′ darstellt.

Diese Ausgangssignale der Detektoren 10, 11 und 12 gelangen an eine Steueranordnung 13, die aus diesen Signalen ein Steuersignal V_c für die radiale Positionierung der von den Strahlungsbündeln S, R₁ und R₂ auf den Aufzeichnungsträger 1 projizierten Strahlungsflecke s, r₁ und r₂ ableitet. Zur Ausführung dieser radialen Positionierung wird dieses Steuersignal V_c einer Antriebsvorrichtung 14 zugeführt, die den Spiegel 8 um eine Achse 15 kippen kann. Diese Antriebsvorrichtung 14 kann beispielsweise ein von einem Steuerstrom geregelter elektromagnetischer Antrieb sein. Aus der mittleren Stellung des Spiegels 8 kann weiter noch ein Steuersignal für eine Grobregelung 16 abgeleitet werden, mit der das Gehäuse 5 in radialer Richtung verschoben werden kann.

In Fig. 2 ist die Positionierung der Strahlungsflecke s, r₁ und r₂ gegeneinander und in bezug auf die Datenspuren auf dem Aufzeichnungsträger dargestellt. Die Strahlungsflecke r₁ und r₂ liegen in radialer Richtung x gesehen an beiden Seiten des Abtastflecks 5 in einem Abstand q/4 in bezug auf diesen Abtastfleck 5, wobei q der Spurtich ist, d. h. der Abstand zwischen den Mitten benachbarter Datenspuren (T₁, T₂).

Die Wahl dieses Strahlungsfleckenmusters basiert auf der Angabe, daß bei genauer Zentrierung des Strahlungsflecks 5 auf einer Datenspur die beiden den Strahlungsflecken r₁ und r₂ entsprechenden, reflektierten Strahlungsbündel R₁′ und R₂′ die gleiche mittlere Lichtintensität besitzen. Ist die Zentrierung des Strahlungsflecks s unrichtig, unterscheiden sich die mittleren Lichtintensitäten der reflektierten Strahlungsbündel R₁′ und R₂′. Der Begriff "mittlere" gibt dabei an, daß Schwankungen in der Lichtintensität infolge der Hochfrequenzdatenstruktur in der Datenspur außer Betracht gelassen werden. Faktisch werden diese Hochfrequenzschwankungen beim Ableiten des radialen Steuersignals durch Tiefpaßfilter abgetrennt.

Zur Veranschaulichung ist in Fig. 3 der Verlauf der mittleren Intensität A der Strahlungsbündel R₁′ und R₂′ als Funktion der Position des Strahlungsflecks s in bezug auf die Datenspuren dargestellt. Daraus ist ersichtlich, daß der Unterschied zwischen diesen Lichtintensitäten, also der Unterschied zwischen den Ausgangssignalen der Detektoren 11 und 12, für die Richtung und die Größe der radialen Spurabweichung repräsentativ ist. Dieses Differenzsignal kann daher als Steuersignal für das Richtsystem 14 benutzt werden, wodurch der Strahlungsfleck s auf die Datenspur zentriert gehalten wird. Dieser Strahlungsfleck s kann daher als Lesefleck benutzt werden und wird von der in der Datenspur gespeicherten Information moduliert. Der Ausgang des Detektors 10 erzeugt somit das Datensignal und ist mit einer Datenverarbeitungseinheit verbunden. Da diese Datenverarbeitungseinheit für die vorliegende Erfindung unwichtig ist, ist sie in der Fig. 2 nicht dargestellt.

Ein Problem bei dem Erzeugen des radialen Steuersignals auf diese Weise wird dadurch verursacht, daß das gewonnene Steuersignal von einer Anzahl streuungsanfälliger Parameter abhängig ist. So ist die Größe des gewonnenen Steuersignals von der Form der Datengebiete in der Datenspur abhängig. Denn diese Form, beispielsweise die Tiefe und/oder die Breite der Gruben in einer als Hoch-Niedrig- Struktur ausgeführten Datenspur, bestimmt die mittlere Lichtintensität des reflektierten Strahlungsbündels, wenn der Strahlungsfleck mit der Datenspur zusammenfällt. Infolgedessen ist die Amplitude des Intensitätsverlaufs V_R1, V_R2 der Strahlungsbündel bei der Verschiebung über die Spuren von dieser Form der Datengebiete abhängig. Wie aus der punktierten Linie in Fig. 2 ersichtlich, ist die Größe des gewonnenen Steuersignals V_R1-V_R2 von dieser Amplitude und also von dieser Form der Datengebiete abhängig.

Die gleiche Änderung des gewonnenen Steuersignals tritt auf, wenn die Fokussierung der Strahlungsflecke auf der Datenstruktur nicht ganz einwandfrei ist. Normalerweise werden die Strahlungsbündel möglichst gut auf der Datenebene des Aufzeichnungsträgers mittels einer Fokusregelung fokussiert, mit der die Linse 9 in der Richtung des Aufzeichnungsträgers positioniert wird und mit der Unebenheiten des Aufzeichnungsträgers ausgeglichen werden. Abhängig von der Ebenheit des Aufzeichnungsträgers treten jedoch Restfehler in dieser Fokussierung auf, wodurch die Durchmesser der Strahlungsflecke s, r₁ und r₂ noch bestimmte Schwankungen erfahren. Diese Schwankungen im Durchmesser der Strahlungsflecke bewirken wieder Schwankungen in der Amplitude der Lichtintensitäten V_R1 und V_R2, wie in Fig. 3 angegeben, also Schwankungen im gewonnenen Steuersignal.

Tritt eine Schwankung im Spurstich auf, wird die Steilheit des Steuersignals mit diesem Spurstich umgekehrt proportional schwanken. Denn die Periode des Steuersignals ist dem Spurstich direkt proportional, also der Steilheit umgekehrt proportional.

Die möglichen Schwankungen in der Größe des erzeugten Steuersignals beschränkt weitgehend die Optimierung der radialen Servoregelschleife, wie anhand der Fig. 4 näher erläutert wird. In dieser Figur ist beispielsweise der Frequenzgang der offenen Schleifenverstärkung G einer radialen Servoregelschleife aufgetragen. Dieser Frequenzgang weise ein flaches Stück bis zu einer Frequenz f1 auf. Für diese niedrigen Frequenzen wird eine sehr hohe Verstärkung angestrebt, denn hierdurch wird die Genauigkeit der Regelung bestimmt. Von der Frequenz f1 bis zur Frequenz f2 zeigt der Frequenzgang einen ziemlich sprunghaften Abfall (beispielsweise 12 dB/Okt), weil man im allgemeinen den Einfluß hoher Frequenzen, beispielsweise ausgelöst durch Mängel im Aufzeichnungsträger, auf die Regelschleife vermeiden möchte. Um den stabilen Zustand der geschlossenen Regelschleife zu gewährleisten, darf jedoch die Neigung des Frequenzgangs beim Schnittpunkt der 0-dB-Achse des Verstärkungsfaktors G maximal -6 dB/Okt sein, so daß mit Hilfe von Korrekturnetzwerken der Frequenzgang von der Frequenz f2 an in eine -6 dB/Okt-Neigung umgebogen wird.

Schwankt jedoch die Größe des Regelsignals infolge einer Schwankung der Modulationstiefe oder durch Fokusfehler, was auf eine Schwankung im Verstärkungsfaktor G der Offenschleifenverstärkung herauskommt, so verschiebt gleichsam der Frequenzgang sich in vertikaler Richtung. Würde hierdurch der endgültige Frequenzgang den gestrichelten Verlauf annehmen, so würde die Servoregelschleife instabil werden, denn im Schnittpunkt mit der 0-dB-Achse beträgt die Neigung dabei -12 dB/Okt.

Das bedeutet, daß man beim Festlegen des Frequenzgangs der Offenschleifenverstärkung die mögliche Verschiebung dieses Frequenzgangs berücksichtigen soll, so daß man für einen Frequenzgang keine optimale Wahl mehr treffen kann.

Nach der vorliegenden Erfindung wird nunmehr dafür gesorgt, daß das erzeugte radiale Steuersignal weitgehend von den erwähnten Parametern unabhängig ist, wodurch ein einmal gewählter Frequenzgang auch gut festliegt und kaum Verschiebung erfahren wird. Das bedeutet, daß man für diesen Frequenzgang eine optimale Wahl treffen kann, wodurch das Regelverhalten der radialen Servoregelschleife wesentlich verbessert werden kann.

Erfindungsgemäß wird zum Ableiten des Steuersignals V_c neben den beiden Ausgangssignalen V_R1 und V_R2 der Detektoren 11 und 12 auch das Ausgangssignal V_s des Detektors 11 benutzt. Insbesondere wird ein Steuersignal V_c erzeugt, das folgender Formel entspricht:

wobei α ein Einstellfaktor und V_ref ein Referenzsignal darstellen.

Zum Nachweisen des Effekts dieser Maßnahme kann für den Verlauf der Ausgangssignale V_R1 und V_R2 der Detektoren 11 und 12 folgende Formel gegeben werden:

Dabei ist H die Lichtintensität eines jeden der auf dem Aufzeichnungsträger gerichteten Strahlenbündel R₁ und R₂, und ist m die Modulationstiefe, die von der Fokussierung und von der Form der Datenspur abhängig ist.

Das Ausgangssignal V_s des Detektors 10 entspricht folgender Formel:

wobei β H die Lichtintensität des Strahlenbündels S ist, die häufig von der der Strahlenbündel R₁ und R₂ abweicht.

Einsetzen der Formeln (2) und (3) in (1) ergibt:

Indem mit Hilfe einer Einstellmöglichkeit in der Steueranordnung dafür gesorgt wird, daß αβ = 2, wird diese Formel neu geschrieben als

Daraus ist direkt ersichtlich, daß der störende Parameter m völlig eliminiert ist. Weiter ist ersichtlich, daß der Verlauf des Steuersignals V_s als Funktion von x (siehe Fig. 5) nicht mehr sinusförmig ist, wie bei der Verwendung von V_R1-V_R2 (siehe Fig. 5), sondern tangensförmig wie in Fig. 5 mit der gestrichelten Linie angegeben. Selbstverständlich kann man durch weitere elektronische Bearbeitungen den Verlauf des endgültigen Steuersignals an die betreffenden Wünsche anpassen.

Durch eine Tangens-Hyperbel-Bearbeitung kann die Tangensform in eine Gerade umgewandelt werden, so daß eine Sägezahnkennlinie mit der Periode 1/2 q entstehen würde. Statt dieser Sägezahnkennlinie kann auch eine Sägezahnkennlinie mit der Periode q durch die Verschiebung des erstgenannten Sägezahns innerhalb bestimmter Quadranten des Gebiets 0<x<q erzeugt werden. Auch kann die Sägezahnkennlinie in eine Dreieckkennlinie umgewandelt werden. Für die vorliegende Erfindung ist dies selbstverständlich von untergeordneter Bedeutung in dem Sinne, daß man durch Eindeutigkeit des gewonnenen Steuersignals V_c gerade die Möglichkeit zum gefahrlosen Verwenden dieser Art von Bearbeitungen bekommt.

Weiter hat es sich gezeigt, daß die Abhängigkeit des Steuersignals von Spurstichschwankungen wesentlich herabgesetzt ist. Dies ist dadurch verursacht, daß durch die angegebene Signalbearbeitung gemäß der Formel 1 eine Bearbeitung durchgeführt wird, die annähernd eine direkt proportionale Abhängigkeit vom Spurstich einführt, die die zuvor genannte, umgekehrt proportionale Abhängigkeit wenigstens teilweise ausgleicht.

In Fig. 6 ist schematisch eine Ausführungsform der Steueranordnung 13 zum Erzeugen des gewünschten Steuersignals V_c dargestellt. Die Steueranordnung 13 enthält drei Eingangsanschlüsse 21, 22 und 23 zum Empfangen der Ausgangssignale V_S, V_R1 und V_R2 der Detektoren 10, 11 und 12. Die beiden Signale V_R1 und V_R2 werden in einer Differenzstufe 24 voneinander abgezogen. Auch werden diese beiden Signale in einer Addierstufe 25 zueinander addiert. Das Signal V_s gelangt an einen Verstärker 26 mit einstellbarer Verstärkung, der zum Festlegen des Faktors α in der Formel (4) dient. Das gewonnene Summensignal V_R1+V_R2 und das Ausgangssignal α V_s des Verstärkers 26 werden anschließend in einer Differenzstufe 27 voneinander abgezogen, wonach das gewonnene Unterschiedssignal abermals mit Hilfe eines Verstärkers 28 verstärkt wird. Das verstärkte Signal aus dem Verstärker 28 und das Ausgangssignal der Differenzstufe 24 gelangen schließlich an einer Teilerstufe 29, die einem Ausgangsanschluß 32 das Steuersignal V_c liefert. In der dargestellten Ausführungsform enthält diese Teilerstufe einen Verstärker 30 mit einem Rückkopplungskreis, der mit einem Multiplizierer 31 ausgerüstet ist.

Dabei sind noch zwei Möglichkeiten gegeben. Durch die Ausführung des Multiplizierers als Vierquadrantmultiplizierer entsteht ein Steuersignal V_c mit einem von x abhängigen Verlauf, wie er in Fig. 5 gestrichelt dargestellt ist. Jedoch ist es auch möglich, einen Zweiquadrantmultiplizierer zu verwenden. In diesem Fall ist der Verstärker 28 derart auszulegen, daß sein Ausgangssignal dem Modul seines Eingangssignals entspricht. Bei dieser Ausführungsform entsteht ein Steuersignal V_c′ mit einem Verlauf als Funktion von x, der in den betreffenden Quadranten 0<x<¼ q und ¾ q<x<q, vollständig dem Verlauf von V_c entspricht, in den übrigen zwei Quadranten ¼ q<x<¾ q jedoch invertiert ist (siehe Fig. 5, die strichpunktierte Linie). Durch die Begrenzung der Größe des Steuersignals V_c′ bei dieser Ausführungsform auf einen bestimmten Wert Ao ergibt sich als Funktion von x wieder eine kontinuierlich verlaufende Funktion, wie in Fig. 5 angegeben, die nur hinsichtlich der Form vom Verlauf des Steuersignals V_R1-V_R2 abweicht.

In Fig. 7 ist schließlich ein ausgearbeitetes Ausführungsbeispiel der Steueranordnung 13 nach Fig. 6 dargestellt. Dabei wird in dieser Steueranordnung auch ein Steuersignal für die Fokusregelung erzeugt, wobei von der sog. astigmatischen Fokussierung ausgegangen wurde, wie beispielsweise in der niederländischen Patentanmeldung 77 03 076 beschrieben ist. Um bei diesem Verfahren ein Fokusfehlersignal zu erhalten, ist der Detektor 10 (Fig. 1) für den Strahlungsfleck 5 in eine Anzahl von Teildetektoren aufgeteilt. Durch die geeignete Kombination der Ausgangssignale dieser Teildetektoren können zwei Signale F₁ und F₂ gewonnen werden, deren Unterschied den Fokusfehler darstellt.

In der Steueranordnung nach Fig. 7 werden diese beiden Signale F₁ und F₂, die als Detektorströme zur Verfügung kommen, den beiden Eingängen 31 und 32 eines Differenzverstärkers 30 zugeführt. Am Ausgang 33 dieses Differenzverstärkers 30 steht dann das Differenzsignal Δ F für Weiterbearbeitung in der Fokussierregelschleife zur Verfügung.

Die Summe der beiden Signale F₁ und F₂, die dem Signal V_s nach Fig. 6 entspricht, gelangt an den Eingang 41 des als Stromspiegelschaltung ausgeführten Verstärkers 26, an dessen Ausgang 42 der verstärkte Signalstrom zur Verfügung steht. Diese Stromspiegelschaltung enthält einen einstellbaren Widerstand 43 zum Einstellen des Verstärkungsfaktors zwischen dem Eingang und dem Ausgang, welcher Verstärkungsfaktor den Faktor α in der Formel (1) bestimmt.

Die Differenzstufe 27 ist gleichfalls als Stromspiegelschaltung mit einem Eingang 51 und einem Ausgang 52 ausgeführt. Der Eingang 51 soll dabei die Summe der Ausgangssignale der beiden Detektoren 11 und 12 empfangen, zu welchem Zweck diese beiden Signale zunächst zu summieren sind. Es ist jedoch auch eine einfachere Lösung möglich. Die Detektoren 10, 11 und 12 werden im allgemeinen integriert auf einem einzigen Substrat angeordnet und erzeugen dabei an den betreffenden Ausgängen ihre entsprechenden Detektorströme. Das Substrat führt jedoch gleichfalls einen Strom, der der Summe aller Detektorströme und somit V_R1+V_R2+V_s entspricht. Indem nunmehr dieser Substratstrom dem Eingang 51 des Stromspiegels 27 zugeführt wird, ist eine getrennte Addierschaltung 25 (Fig. 6) überflüssig geworden, während durch die Anpassung des Verstärkungsfaktors des Verstärkers 26 der zusätzliche Term V_s wieder beseitigt werden kann.

Der Ausgang 52 des Stromspiegels 27 ist mit dem Ausgang des Stromspiegels 26 verbunden, so daß die beiden Ausgangsströme der Stromspiegel voneinander abgezogen werden und das Differenzsignal V_R1+V_R2-α V_s als Differenzstrom am Ausgang 52 zur Verfügung steht.

Dieser Differenzstrom gelangt zum Eingang 61 des Verstärkers 28. Dieser Verstärker 28 führt ebenfalls eine Modulbearbeitung durch. Ein Eingangsstrom mit negativer Polarität am Eingang 61 wird zweimal gespiegelt, u. zw. über den Spiegel 62 und den Spiegel 63 und steht daher als Ausgangsstrom mit negativer Polarität am Ausgang 64 zur Verfügung. Ein Eingangsstrom mit positiver Polarität am Eingang 61 dagegen wird nur einmal gespiegelt, u. zw. im Spiegel 65 und steht daher gleichfalls als Ausgangsstrom mit negativer Polarität am Ausgang 64 zur Verfügung.

Dieser Ausgangsstrom gelangt an einen Eingang 71 der Teilerstufe 29. Das zweite Signal für diese Teilerstufe am Eingang 72 kommt aus der als Stromspiegel ausgeführten Differenzstufe 24 an, deren Eingängen 81 und 82 die Detektorsignale V_R1 und V_R2 zugeführt werden. Der von der Teilerstufe als Differenzsignal an den Ausgängen 73 und 74 gelieferte Quotient wird in einer Verstärkerstufe 90 abermals verstärkt und steht schließlich als Steuersignal V_c an einem Ausgangsanschluß 91 zur Verfügung. Diese Verstärkerstufe 90 enthält weiter noch zwei Eingänge 92 und 93, denen Referenzsignale zum Korrigieren eines möglichen Offsets in der Schaltung zugeführt werden können.

Schließlich enthält die Schaltung nach Fig. 7 einen weiteren Ausgangsanschluß 65, der mit dem Modulverstärker 28 gekoppelt ist. Dieser Ausgang 65 erzeugt ein rechteckförmiges Ausgangssignal V_p, das einen ersten Wert für 0<x<¼ q und ¾ q<x<q und einen zweiten Wert für ¼ q<×<¾ q, wie in Fig. 8 angegeben, besitzt. Auch ist in Fig. 8 abermals der Verlauf des am Ausgang 91 zur Verfügung stehenden Steuersignals V_c dargestellt. Das rechteckförmige Signal V_p kann nunmehr zum Modifizieren des Steuersignals V_c zum Erhalten einer zuverlässigeren Zentrierung benutzt werden. Wie aus dem Verlauf von V_c ersichtlich ist, ist der Regelbereich im wesentlichen auf -¼ q<x<¼ q beschränkt. Vergrößert sich die Spurabweichung, beispielsweise durch eine Störung, so sinkt für x<¼ q das Steuersignal sprunghaft bei ansteigendem x ab. Dabei kann auch durch mögliche Phasenverdrehungen beim Durchlaufen der Grenze x = ¼ q die Regelung schon sehr rasch nicht mehr die Möglichkeit haben, den Lesefleck auf die gewünschte Spur (x = 0) zurückzuregeln, sondern verschiebt sich dieser Fleck nach der folgenden Spur (x = q).

Da gerade bei dieser Grenze x = ¼ q das Rechtecksignal V_p gleich Null wird, läßt sich dieses Signal zum Ändern des Steuersignals in stabilisierendem Sinne benutzen. Insbesondere kann dieses Signal V_p eine Halteschaltung aktivieren, die das Steuersignal V_c beim Durchgang von x = ¼ q auf dem Wert Ao hält, so lange dieses Signal V_p gleich Null ist. Auf gleiche Weise wird das Steuersignal V_c auf dem Wert -Ao beim Durchgang von x = -¼ q gehalten. Auf diese Weise entsteht, ausgehend von einer Zentrierung auf der Spur x = 0, ein Steuersignal V_o′, das für -¼ q<x<¼ q dem Steuersignal V_c entspricht. Für ¼ q<x<¾ q besitzt dieses Steuersignal V_c′ den Wert Ao, für -¾ q<x<-¼ q den Wert -Ao, während für x<-¾ q und x<¾ q V_o′ wieder gleich V_c ist. Wie aus der Figur klar ersichtlich ist, ist der Haltebereich der Regelung durch diese Maßnahme wesentlich vergrößert, so daß der Lesefleck mit großer Sicherheit auf der gewünschten Spur zentriert bleibt.

Es wird klar sein, daß die vorliegende Erfindung sich keineswegs auf die in den Figuren angegebenen Ausführungsformen beschränkt. Abhängig von der Wahl des optischen Systems können sowohl systemtechnische als auch schalttechnische Variationen benutzt werden.

Claims

1. Anordnung zum Lesen eines scheibenförmigen Aufzeichnungsträgers (1) mit nahezu konzentrischen Datenspuren (T₀, T₁, T₂, . . .), mit einem optischen System zum Erzeugen von drei Strahlungsbündeln und zum Projizieren dieser Strahlungsbündel als einen ersten (S), einen zweiten (r₁) und einen dritten (r₂) Strahlungsfleck auf den Aufzeichnungsträger, wobei der zweite und der dritte Strahlungsfleck in einer Richtung (X) quer zur Spurrichtung an beiden Seiten des ersten Strahlungsflecks liegen und in dieser Richtung gesehen einen Abstand zur Mittellinie durch den ersten Strahlungsfleck parallel zu den Datenspuren von wenigstens nahezu einem Viertel des Spurstichs (9) der Datenspuren besitzen, mit einem ersten (10), einem zweiten (11) und einem dritten (12) Detektor zum Detektieren der Lichtenergiemenge in den dem ersten, dem zweiten und dem dritten Strahlungsfleck entsprechenden austretenden Strahlungsbündeln und zum Umsetzen dieser Lichtenergie in entsprechende elektrische Ausgangssignale, mit einem mit den Strahlungsbündeln zusammenarbeitenden Richtsystem (8, 14, 15) zum Zentrieren des ersten Strahlungsflecks auf eine Datenspur, und mit einer mit dem zweiten und dem dritten Detektor gekoppelten Steueranordnung (13) zum Erzeugen eines Steuersignals (V_R1-V_R2) für das Richtsystem in Abhängigkeit vom Unterschied zwischen den Ausgangssignalen des zweiten und des dritten Detektors, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueranordnung (13) auch mit dem ersten Detektor (10) gekoppelt und zum Erzeugen eines Steuersignals V_c eingerichtet ist, das folgender Formel entspricht: wobei V_s, V_R1 und V_R2 die von der radialen Position des ersten Strahlungsflecks (S) abhängigen Ausgangssignale des ersten, des zweiten bzw. des dritten Detektors, α ein Einstellfaktor und V_ref ein Referenzsignal sind, und wobei der Wert des Einstellfaktors α so gewählt wird, daß das ebenfalls von der radialen Position abhängige Steuersignal V_c einen angenähert tangensförmigen Signalverlauf besitzt (Fig. 5 und 8).

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueranordnung mit einer ersten Differenzstufe zum Ermitteln der Differenz zwischen den Ausgangssignalen des zweiten und des dritten Detektors, mit einer zweiten Differenzstufe zum Ermitteln der Differenz zwischen der Summe der Ausgangssignale des zweiten und des dritten Detektors und dem Ausgangssignal des ersten Detektors und mit einer Teilerstufe zur Ermittlung des Quotienten zwischen den Ausgangssignalen der ersten und der zweiten Differenzstufe und zur Erzeugung eines entsprechenden Steuersignals ausgerüstet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zweiten Differenzstufe und der Teilerstufe ein Verstärker zum Durchführen einer Modulbearbeitung am Ausgangssignal dieser zweiten Differenzstufe aufgenommen ist.

4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Differenzstufe ein erstes Eingangssignal empfängt, daß der Summe der Ausgangssignale des ersten, des zweiten und des dritten Detektors proportional ist.