DE3301787C2

DE3301787C2 - Spurenfolge-Steuersystem zur Verwendung bei einer rillenlosen Aufzeichnungsplatte

Info

Publication number: DE3301787C2
Application number: DE3301787A
Authority: DE
Inventors: Osamu Ayase Kanagawa Tajima
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1982-01-22
Filing date: 1983-01-20
Publication date: 1986-07-03
Also published as: FR2520542A1; US4589103A; NL8300225A; JPS6250894B2; KR840003512A; JPS58125242A; FR2520542B1; GB8301615D0; DE3301787A1; GB2113873A; GB2113873B

Abstract

Eine rillenlose Aufzeichnungsplatte mit parallelen Spuren, auf denen Informationen als eine Folge von mikroskopisch kleinen Vertiefungen aufgezeichnet sind, wird mit einem Laserstrahlenbündel beleuchtet, das derart zu einem ersten und einem zweiten angrenzenden optoelektrischen Sensor element für die Erzeugung jeweiliger Ausgangssignale reflektiert wird, daß die Sensorelemente auf gleiche Weise beleuchtet werden, wenn der Abtaststrahl unter einem vorbestimmten Einfallwinkel auf der Bahn der Aufzeichnungsspur gehalten wird. Zum Aufheben von Spurenfolgefehlern, die sich aus einer Schräglage der Platte ergeben, werden aus den Sensor elementen erste und zweite Spitzenwertsignale abgeleitet, die jeweils ausschließlich eine Information hinsichtlich des Neigungswinkels enthalten. Die Ausgangssignale des ersten und des zweiten Sensorelements werden hinsichtlich der Amplitude mit dem ersten und dem zweiten Spitzenwertsignal moduliert und einem Subtrahierer zugeführt, der die Differenz zwischen den beiden modulierten Signalen ermittelt und ein Spurenfolge-Steuersignal derart abgibt, daß am Ausgang des Subtrahierers eine Fehlinformation unterdrückt ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Spurfolge-Steuersystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Bei einem derartigen aus der DE-OS 23 42 906 bekannten Spurenfolge-Steuersystem werden eine optische Abtastvorrichtung, die Lichtstrahlen auf die Aufzeichnungsplatte richtet, und zwei nebeneinanderliegende optoelektrische Elemente eingesetzt, die die reflektierten Strahlen erfassen. Die auf die Plattenoberfläche fallenden Lichtstrahlen werden in ihrer Intensität entsprechend Änderungen der Plattenoberfläche moduliert die die Form eine. Folge von mikroskopisch kleinen Vertiefungen mit einer Tiefe haben, welche ungefähr dem Viertel der Wellenlänge der Lichtstrahlen entspricht. Das reflektierte Licht, das sich auf diese Weise entsprechend den Vertiefungen und den Stegteilen der Aufzeichnungsplatte zwischen niedrigen und hohen Werten ändert, trifft auf die optoelektrischen Elemente und bildet auf diesen einen Strahlenpunkt in der Weise, daß dann, wenn die optische Achse der Abtast-Laserstrahlen außerhalb des Verlaufs einer Spur liegt, der Strahlenpunkt auf den optoelektrischen Elementen gegenüber einer zwischen den optoelektrischen Elementen bestehendsn neutralen Linie versetzt ist. Die Ausgangssig^ale der optoelektrischen Elemente werden einem Subtrahierer zugeführt, der die Differenz zwischen den Ausgangssignalen erfaßt und ein Spurenfolge-Steuersignal bildet, das zur Steuerung der seitlichen Lage der Lichtstrahlen herangezogen wird. Bei Aufzeichnungspiatten besteht jedoch die Gefahr einer bezüglich der Horizontalen schrägen Orientierung, die dazu führt, daß der Strahlpunkt auf den optoelektrischen Sensujelementen von demjenigen bei horizontaler Plattenausrichtung abweicht, so daß ein falsches Spurenfolge-Steuersignal erzeugt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Spurenfolge-Steuersystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart auszugestalten, daß Spurenfolgefehler beseitigt sind, die durch Abweichungen der Plattenausrichtung von der vorbestimmten Winkellage begründet sind.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmalen gelöst

Das erfindungsgemäße Steuersystem beruht auf dem Umstand, daß die Abtast-Lichtstrahlen hinsichtlich ihrer Intensität durch die mikroskopisch kleinen Vertiefungen und die Stegbereiche der Platte zu entsprechenden unterschiedlichen Werten moduliert werden. Die Erfindung macht sich dabei die Erkenntnis zunutze, daß die in den Reflexionen an den Stegbereichen enthaltene Information ausschließlich mit der Winkellage der Aufzeichnungsplatte in Zusammenhang steht, während die in den Reflexionen an den Vertiefungen enthaltene Information sowohl mit der Winkellage der Platte als auch mit der seitlichen Versetzung der Abtast-Lichtstrahlen gegenüber der Spurbahn in Zusammenhang steht Bei dem erfindungsgemäßen Steuersystem werde¹) daher die Spurenfolgefehler durch Verknüpfen der von den Vertiefungen erhaltenen Informationen korrigiert. Hierzu ist an das erste und das zweite optoelektrische Element eine Maximumdetektoreinrichtung angeschlossen, um entsprechend den Stegbereichen der Platte zwei Spitzenwertsignale abzuleiten, die ausschließlich eine Information bezüglich der Winkelversetzung der Aufzeichnungsplatte enthalten. Ferner ist an die optoelektrischen Elemente eine Signal/jrknüpfungseinrichtung zum Verknüpfen der Ausgangssignale der Elemente mit den ersten und den zweiten Spitzenwertsignalen und zum Anlegen der verknüpften Signale an einen Subtrahierer

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angeschlossen, so daß am Ausgang des Subtrahierers die Fehlinformation aufgehoben ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteranspriiche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer optischen Abtastvorrichtung, die einen Teil des Spurenfolge-Steuersystems bildet,

F i g. 2 eine Darstellung zweier optoelektrischer Elemente in Richtung von Pfeilen II in F i g. 1 gesehen, wobei die Elemente mit reflektierten Lichtstrahlen beleuchtet sind,

Fig. 3 eine die Reflexionsrichtungen des von einem Randbereich einer mikroskopisch kleinen Vertiefung ίο gestreuten Lichts zeigende vergrößerte Querschnittsansicht eines Teils einer Aufzeichnungsplatte,

Fig.4 eine Draufsicht auf einen Teil der Aufzeichnungsplatte, wobei strichlierte Flächen Strahlenpunkte darstellen, die auf verschiedene Stellen fallen,

F i g. 5 ein Kurvenformdiagramm, das die Kurvenformen der Ausgangssignale der optoelektrischen Elemente sowie die Kurvenform der Differenz zwischen diesen Signalen zeigt,

Fi g. 6 ein Blockschaltbild der Spurenfolge-Steuerschaltung des Systems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

F i g. 7 ein Blockschaltbild des Steuersystems gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel,

F i g. 8 ein Blockschaltbild, das eirse vorzugsweise gewählte Ausführungsform des ersten Ausführungsbeispiels des Steuersystems zeigt,
F i g. 9 ein Blockschaltbild des Steuersystems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,

F i g. 10 bis 12 Blockschaltbilder von abgewandelten Ausführungsbeispielen des Steuersystems und

Fig. 13 und 14 Kurvenformdiagramme für die Erläuterung der Funktionsweise der abgewandelten Ausführungsbeispiele.

Vor der ausführlichen Beschreibung des Steuersystems wird zuerst anhand der F i g. 1 bis 5 das dem System zugrundeliegende Prinzip erläutert.

In F i g. 1 ist eine optische Abtastvorrichtung 100 gezeigt, die oberhalb der Oberfläche einer Aufzeichnungsplatte 6 angebracht ist und die mittels einer Stellvorrichtung 200 entsprechend einem Spurenfolge-Steuersignal seitlich in bezug auf den Verlauf der parallelen Spuren der Aufzeichnungsplatte 6 bewegbar ist. Die optische Abtastvorrichtung 100 umfaßt einen Halbleiterlaser 1 für die Abgabe von linear polarisierten Laserstrahlen, die mit einer ausgezogenen Linie la dargestellt sind. Die Strahlen werden mittels einer Linse 2 parallel gerichtet und über ein Polarisationsprisma 3 zu einer /i/4-Phasenschieberplatte 4 geleitet, so daß die aus derselben austretenden Strahlen zirkulär polarisiert sind. Unterhalb der Phaseiischieberplatte 4 ist eine Fokussierlinse 5 angeordnet, die die Strahlen auf der Oberfläche der Aufzeichnungsplatte 6 fokussiert, welche hohen Reflexionsgrad hat und auf der Informationen in der Form einer Folge mikroskopisch kleiner Vertiefungen längs konzentrischer oder spiralenförmiger Spuren aufgezeichnet sind.

Gemäß der Darstellung durch eine gestrichelte Linie 8 werden die Strahlen von der Platte 6 in einer Richtung reflektiert, die der Einfallrichtung exakt entgegengesetzt ist, wenn die Ebene der Platte genau senkrecht zur Einfallrichtung steht. Durch die Reflexion an der Plattenoberfläche wird die Richtung der zirkulären Polarisation umgekehrt. Das reflektierte Licht wird von der Linie 5 gesammelt und durchläuft die /I/4-Phasenschieberplatte 4, AO in der es in Licht mit einer linearen Polarisationsebene umgesetzt wird. Die Umsetzung in die lineare Polarisation bewirkt, daß die Strahlen an einer Reflexionsfläche 3a des Prismas 3, die gegenüber dem Einfallwinkel um 45° geneigt ist. zu einem Fotodetektor 7 hin reflektiert werden.

Gemäß der Darstellung in der F i g. 2 hat der Fotodetektor 7 ein linkes Segment 7a und ein rechtes Segment 76, die als optoelektrische Elemente dienen und durch eine neutrale Linie 11 getrennt sind, welche die Abbildungspunktgröße der einfallenden Strahlen 8 halbiert, wenn die Plattenoberflächen-Ebene genau senkrecht zur optischen Achse der einfallenden Strahlen steht und die Abtaststrahlen genau dem Spurverlauf folgen. Wenn dies der Fall ist, entspricht die neutrale Linie 11 sowohl der Plattenoberflächen-Ebene als auch der optischen Achse der Informations-Abtaststrahlen, wobei die Fotodetektor-Segmente 7a und Tb Ausgangssignale gleicher Amplitude abgeben. Wenn die Strahlen von dem Spurverlauf abweichen, tritt zwischen den beiden Ausgangssignalen des Fouxletektors 7 ein Amplitudenunterschied auf, der zum Steuern der seitlichen Lage der Laserstrahlen in bezug auf den Spurverlauf herangezogen werden kann.

Von der Plattenoberfläche wird das Licht in der in F i g. 3 gezeigten Weise reflektiert. Mikroskopisch kleine Vertiefungen 9 haben jeweils einen bei 9a dargestellten schrägen Wandteil und eine Tiefe d, die gewöhnlich 1/5 bis zu 1/6 der Wellenlänge der Laserstrahlen beträgt Folglich heben sich dann, wenn die Strahlen gemäß der Darstellung in Fig.4 auf einer Mittellinie 14 einer Spur gehalten werden und in eine durch eine strichliene Fläche 12 dargestellte Lage kommen, die von dem Boden der Vertiefung reflektierten Lichtstrahlen und die von dem benachbarten Stegbereich reflektierten Lichtstrahlen gegenseitig durch Interferenz auf, so daß die reflektierten Strahlen eine minimale Lichtstärke haben, die einem logischen Pegel »0« entspricht. Wenn sich gemäß der Darstellung bei 13 der Fokussierpunkt der Strahler, auf einen Stegbereich verschiebt, haben die reflektierten Strahlen eine maximale Lichtstärke, die einem logischen Pegel»1« entspricht.

Wenn die einfallenden Strahlen gegenüber der Mittellinie 14 einer vorgegebenen Spur um eine Strecke X seitlich versetzt sind, einer Bahn 20 folgen und zu einer mit 21 in F i g. 4 bezeichneten Stelle gelangen, wobei sich eine entsprechende Signalpegel-Änderung χ ergibt, beleuchtet ein rechter Teil 8a der Strahlen den Boden der Vertiefung 9, während ein linker Teil Sb. der gegenüber dem rechten Teil 8a seitlich um eine Strecke m versetzt ist, den Stegbereich der Platte 6 beleuchtet (F i g. 3). In diesem Fall entsteht eine Lichtbeugung, die gleichartig der durch ein Loch hervorgerufenen Beugung ist so daß von dem Reflexionspunkt an der Vertiefung 9 Lichtstrahlen 15 und 16 auseinanderlaufen, während von dem Reflexionspunkt an dem Stegbereich Lichtstrahlen 17 und 18 auseinanderlaufen.

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Der Wegunterschied Δ\ zwischen den nach links abgelenkten Strahlen 15 und 17 und der Wegunterschied J2 '

zwischen den nach rechts abgelenkten Strahlen 16 und 18 sind folgendermaßen gegeben:

A\ = d(\ + COS^p) + msin φ = 2d + m<p(m\\. φ < 1) (1) ,

Δι = d(] + cos{/>) — msin φ = 2d — ηιφ(ηύ\ φ < 1) (2)

Dah?r ist der Wegunterschied Δ\ nahezu gleich einem halben Wellenlängenwert, während der Wegunter- ■

schied Δ2 kleiner als ein Wellenlängenwert ist, der in einem Bereich zwischen 2/5 und 2/6 der vollen Wellenlänge ''■

liegt. Auf diese Weise ergibt sich an den nach links abgelenkten Komponenten eine verringernde Wechselwir- 10 v^l

kung, während sich an den nach rechts abgelegten Komponenten eine verstärkende Wechselwirkung ergibt. Die '},

Reflexion an dem schrägen Übergangsbereich bzw. Wandteil 9a steigert die nach rechts abgelenkten Kompo- jj

nenten. Dadurch erzeugt der Fotodetektor 7 Ausgangssignale, die angeben, daß die Laserstrahlen aus dem ;|

Spurverlauf nach links versetzt sind. Wenn sich die Strahlen auf einen bei 22 gezeigten Stegbereich bewegen, tritt keine derartige Ablenkung auf, so daß die reflektierten Strahlen in gleichartiger Weise auf die Segmente Ta 15 und Tbdes Fotodetektors fallen.

F i g. 5 zeigt die Kurvenformen von Ausgangssignalen la und Ib, die von den Fotodetektor-Segmenten Ta bzw. Tb abgegeben werden, und die Kurvenform eines Spurenfolge-Steuersignals (Ia-Ib) bei der Versetzung der :

Strahlen gegenüber der Spur um die Strecke X, die eine entsprechende Änderung χ des Signalpegels ergibt. Die Signale la. Ib und (la — Ib)lassen sich folgendermaßen darstellen: 20 ■

la = A - B — χ + (B + x)co% ωΐ (3)

Ib = A- B + χ + (B- *;cos cot (4) ;,i

la — Ib= —2x + 2AfCOS cot (5) :'j

wobei A die Amplitude des Signals, das abgegeben wird, wenn die Strahlen den Stegbereich der Platte 6 ■■]

beleuchten, und Sdie Amplitude des Signals bezeichnen, wenn die Strahlen genau dem Spurverlauf folgen. ;

Wenn die Platte schrägsteht, so daß ihre Oberfläche nicht mehr senkrecht zu dem Einfallwinkel der Laser- 30 : strahlen verläuft, weicht in Abhängigkeit von der Richtung und dem Winkel der Schräglage der Strahlenpunkt ; auf dem Fotodetektor 7 zu einer Seite der neutralen Linie 11 ab. Im einzelnen wird das aus den auf eine ' Vertiefung 9 treffenden Strahlen abgeleitete Spurenfolge-Steuersignal derart beeinflußt, daß es sowohl eine Information hinsichtlich der Abweichung der Strahlen von dem Spurverlauf als auch eine Information hinsichtlich des Neigungswinkels der Platte 6 enthält. Ferner wird das aus den auf einen Stegbereich der Platte 35 treffenden Strahlen abgeleitete Spurfolge-Signal derart beeinflußt, daß es nur eine Information bezüglich des Plattenneigungswinkels enthält. H

Die nun in diesen Spurenfolge-Steuersignale enthaltene Neigungswinkelinformation wird im folgenden in

quantitativer Hinsicht betrachtet. Der Strahlenpunkt auf dem Fotodetektor 7 ist gegenüber der Linie 11 um eine '■;...

Strecke versetzt, die proportional der Brennweite der Linse 5 multipliziert mit dem Neigungswinkel der Platte 6 <l. t;

gegenüber der Horizontalen ist; daher wird die auf das Fotodetektor-Segment Ta fallende Lichtmenge beispiels- ;'■:

weise um einen Betrag α vergrößert, die proportional zu dieser Versetzung multipliziert mit dem effektiven ;_f\.

Durchmesser der Linse 5 ist, während die auf das andere Segment Tb fallende Lichtmenge um die gleiche Menge ff:

vermindert wird. <£

Falls die Strahlen mit ihrer Mitte auf Stegbereiche gemäß der Darstellung bei 13 und 22 (in Fig.4) fallen, 45 (^

geben die Fotodetektor-Segmente Ta und Tb jeweils die folgenden Ausgangssignale Ia bzw. Ib ab: S

La = A + cc A (6) jij

Lb = A-OiA (T) 50 I

Wenn andererseits gemäß der Darstellung bei 12 und 21 die Mitte der Strahlen auf Vertiefungen fällt, geben |

die Fotodetektor-Segmente bzw. Elemente Ta und Tbdie folgenden Ausgangssignale Pa bzw. Pb ab: p

Pa= Ia + «Ib (8) 55 %

Pb=Ib-OiIb (9) i

wobei /a und Ib diejenigen Ausgangssignale der Elemente Ta bzw. Tb bezeichnen die abgegeben werden, wenn |

die Platte 6 nicht geneigt ist. 60 je

Wenn wie bei einer Spurenfolge-Steuerschaltung nach dem Stand der Technik die Differenz zwischen den |

Signalen gemäß den Ausdrücken (8) und (9) herangezogen wird, ergibt sich das Steuersignal zu E

Ia- Ib+ 2 α Ib (10) |

wobei der dritte Ausdruck 2 λ Ib einen Fehler darstellt, der durch das Abweichen des Strahlenpunkts auf dem M

Fotodetektor 7 von der neutralen Linie 11 hervorgerufen ist %

Bei dem hier beschriebenen Spurenfolge-Steuersystem lassen sich demgegenüber durch das Multiplizieren I

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der Gleichungen (7) und (8) und das Multiplizieren der Gleichungen (6) und (9) die folgenden Gleichungen gewinnen:

(Ia + α Ib) A(K -λ) = (la- λ la + λ Ib- λ² Ib)A (M)

(Ib - α Ib)A{\ + λ) = (Ib - A¹Ib)A (12)

Durch das Bilden der Differenz zwischen den Gleichungen (I I) und (12) ergibt sich der folgende Ausdruck:
ίο (Ia-Ib)(K-M)A (13)

Da der durch Gleichung (13) gegebene Wert zu dem Wert (la —Ib) proportional ist. der den richtigen Spurenfolge-Steuerwert darstellt, und in Gleichung (13) kein fehlerhafter additiver Ausdruck enthalten ist, kann der Wert gemäß (13) zum Kompensieren des durch die Schräglage der Platte 6 hervorgerufenen Fehlers 15 herangezogen werden.
■■-_: Alternativ kann die Neigungswinkel-Kompensation folgendermaßen erzielt werden:

Gleichung (8) - Gleichung (9) χ Gleichung (6) / Gleichung (7)
" = la + «Ib - j (Ib - λ Ib) χ (A t χΛ)Ι(Λ - χ A)) - la - Ib (14)

■';; Das Steuersystem, bei dem das vorstehend erläuterte Grundprinzip angewandt wird, wird nun anhand der

I-¹ F i g. 6 bis 9 beschrieben.

j,; In F i g. 6 ist ein Ausführungsbeispiel des Spurenfolge-Steuersystems gezeigt. Das Steuersystem umfaßt zwei

,; Multiplizierschaltungen 30 und 31, die mit ihren ersten Eingängen jeweils an die Ausgänge der Fotodetektor-

'"-■ 25 Elemente Ta bzw. Tb angeschlossen sind und zwei identische Spitzenwertdetektoren 32 und 33. Der Spitzenwert-

.V. detektor 32 ist auf herkömmliche Weise aufgebaut und enthält eine Diode 34, deren Anode mit dem Ausgang des

5 Elements 7a und deren Kathode mit einem zweiten Eingang der Multiplizierschaltung 31 verbunden ist. Zwischen die Kathode der Diode 34 und Masse sind parallel ein Kondensator 35 und ein Widerstand 36 geschaltet. Der Spitzenwertdetektor 33 hat den gleichen Aufbau wie der Spitzenwertdetektor 32 und ist mit seinem

% 30 Eingang an den Ausgang des Fotodetektor-Elements Tb sowie mit seinem Ausgang an den zweiten Eingang der

£ Multiplizierschaltung 30 angeschlossen. Die Ausgänge der Multiplizierschaltungen 30 und 31 sind mit dem

'>i nichtinvertierenden bzw. dem invertierenden Eingang eines Differenzverstärkers, d. h. eines Subtrahierers 37

• j verbunden, um damit ein Spurenfolge-Steuersignal für das Anlegen an die Stellvorrichtung 200 zu erzeugen,

$) welche die seitliche Lage der auf die Platte 6 treffenden Laserstrahlen steuert.

Ti 35 Da die Ausgangssignale der Fotodetektor-Elemente 7a und 7fcdie Spitzenwerte annehmen, wenn die Strahlen

V einen Stegbereich der Platte 6 bleuchten, gibt das Ausgangssignal des Spitzenwertdetektors 32 den Multiplika-

~ tor A (1 +ä) [Gleichung (12)] an, während das Ausgangssignal des Spitzenwertdetektors 33 den Multiplikator /4(1— λ) [Gleichung (H)] angibt. Die Multiplizierschaltuiig 30 führt die Multiplikation des Multiplikanten

.■;>: (Ia + alb) mit dem Multiplikator A(I-«) durch und erzeugt ein Ausgangssignal gemäß der Gleichung (11),

' V 40 während die Multiplizierschaltung 31 den Multiplikanten (lb—oclb) mit dem Multiplikator A(K+α) multipliziert

; - und ein Ausgangssignal gemäß Gleichung (12) erzeugt. Diese Ausgangssignale werden in dem Subtrahierer 37 so

¹ zusammengesetzt,daß e'ia Steuersignal erzeugt wird, welches den Wert (Ia-Ib)(K —α) Α darstellt.

r. Die Ausgangssignale der Fotodetektor-Elemente 7a und Tb werden weiterhin an einen Addierer 38 angelegt,

V· der über einen Ausgangsanschluß 39 das zusammengesetzte Ausgangssignal als von der Platte 6 abgenommenes

'*: 45 Informationssignal abgibt.

i?;; F i g. 7 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach F i g. 6, wobei anstelle der Spitzenwertdetekto-

f? ren 32 und 33 nach F i g. 6 Abtast- und Halteschaltungen 42 und 43 vorgesehen sind. Die Abtast- und Halteschal-

tg tungen 42 und 43 sind an die Fotodetektor-Elemente 7a bzw. Tb jeweils so angeschlossen, daß die Spitzenwerte

i.*| der aufgenommenen Informationssignale bei einen jeweiligen Abtastimpuls abgerufen werden, der aus einer

M 50 Schaltung abgegeben wird, welche aus einem Addierer 44, einer Differenzierschaltung 45 und einem Nulldurch-

g gangsdetektor 46 gebildet ist. Die Differenzierschaltung 45 erzeugt ein Signal mit einer Phasenverschiebung von

JS 90° in bezug auf das aufgenommene Informationssignal. Der Nulldurchgangsdetektor 46 erfaßt den Nulldurch-

§£ gangspunkt des differenzierten Signals und erzeugt einen Abtastimpuls, der dem Spitzenwert des ermit;elten

Ij Informationssignals entspricht. Die mittels der Schaltungen 42 und 43 abgerufenen Spitzenwerte werden als

H 55 Multiplikatoren der Gleichungen (11) und (12) an die zweiten Eingänge der Multiplizierschaltungen 41 bzw. 40

H angelegt, die an die Fotodetektor-Elemente Ta bzw. Tb angeschlossen sind. Ein Subtrahierer 47 nimmt die

§! Ausgangssignale der Multiplizierschaltungen 40 und 41 auf und erzeugt das Spurenfolge-Steuersignal.

^!4i Das Ausführungsbeispiel nach Fig.7 kann in der in Fig.8 gezeigten Weise abgewandelt werden. Zwei

K?, zusätzliche Abtast- und Halteschaltungen 50 und 51 sind jeweils an die Ausgänge der Fotodetektor-Segmente 7a

Ii 60 bzw. Tb so angeschlossen, daß die Minimalwerte des aufgenommenen Informationssignals abgefragt werden, das

^s abgegeben wird, wenn die Laserstrahlen die Vertiefungen auf der Platte beleuchten. Da die Minimalwerte in

ü| bezug auf die Spitzenwerte um 180° phasenverschoben sind, werden die Abfrageimpulse für die Abtast- und

Ü Halteschaltungen 50 und 51 aus einem 180°-Phasenschieber 52 abgeleitet, der mit dem Ausgang des Nulldurch-

|ä gangsdetektors 46 verbunden ist und den bezüglich des mittels des Nulldurchgangsdetektors 46 erfaßten

p &5 Nuüdurchgangs um 180° phasenverschobenen Nulldurchgang erfaßt Die die Minimalwerte darstellenden, von

&_t den Abtast- und Halteschaltungen 50 und 51 Jibgerufenen Signale werden den Multiplizierschaltungen 40 bzw.

|3 41 jeweils als die Multipiikanten der Gleichungen (11) bzw. (12) zugeführt Die Einfügung der Abtast- und

ft Haltescftaltungen 50 und 51 ist im Hinblick auf das Signal/Rauschverhältnis vorteilhaft da dadurch die unter-

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schiede zwischen den Multiplikanten und den Multiplikatoren der Gleichungen (11) und (12) auf maximale Werte gebracht werden.

Ein in F i g. 9 gezeigtes weiteres Ausführungsbeispiel stellt eine Realisierung der Gleichung (14) dar. Bei diesem Aüsführungsbeispiel sind zwei Schaltglieder 61 und 62, ein Satz aus logarithmischen Wandlern 63,64 und 65, ein Subtrahierer 66 und ein antilogarithmischer Wandler 67 vorgesehen. Ferner dient ein Vergleicher 73 zum Vergleichen der Ausgangssignale von Spitzenwertdetektoren 63 und 69, wodurch die Schaltglieder 61 und 62 gesteuert werden. Weiterhin ist an den Ausgang eines Subtrahierers 70 ein Schaltglied 71 angeschlossen, über das das Ausgangssignal des Subtrahierers 70 direkt oder über einen Inverter 72 an die Stellvorrichtung 200 angelegt wird.

Wenn die Platte 6 derart geneigt ist, daß der Strahlenpunkt auf dem Fotodetektor 7 zu dem Element Ta hin ,o verschoben wird, ist das Ausgangssignal des Spitzenwertdetektors 68 größer als dr.s des Spitzenwertdetekfors 69, so daß der Vergleicher 73 ein Ausgangssignal mit dem logischen Pegel »0« abgibt. Durch das Ausgangssignal mit dem logischen Pegel »0« werden die Schaltglieder 61 und 62 auf die Stellungen »A« geschaltet. Bei diesem Zustand ist das Ausgangssignal des Fotodetektor-Elements 7a einerseits über einen Kontakt 61a des Schaltglieds 6i als erster Ausdruck (Ia + x Ib)der Gleichung (14Van den nicht invertierenden Eingang des Subtrahierers 70 und andererseits über den Spitzenwertdetektor 68 und einen Kontakt 62a des Schaltglieds 62 an den logarithmischen Wandler 64 angelegt. Das Ausgangssignal des Fotodetektor-Elements Tb ist einerseits über einen Kontakt 61/? des Schaltglieds 61 an den logarithmischen Wandler 63 und andererseits über den Spitzenw t«detektor 69 und einen Kontakt 626 des Schaltglieds 62 an den logarithmischen Wandler 62 angelegt.

Die Ausgangssignaie der iogarithniischcn Wandler 63,64 und 55 steilen jeweils die loganthrnischcn Werte der Faktoren des zweiten Ausdrucks der Gleichung (14) dar. Die Ausgangssignale der logarithmischen Wandler 63 und 64 werden gemeinsam an den nicht invertierenden Eingang des du.-ch einen Differenzverstärker gebildeten Subtrahierers 66 angelegt, an dessen invertierenden Eingang das Ausgangssignal des logarithmischen Wandlers 65 anliegt. Der antilogarithmische Wandler 67 setzt das Ausgangssignal des Subtrahierers 66 im reziproken Sinne um, wodurch der zweite Ausdruck der Gleichung (14) am invertierenden Eingang des Subtrahierers 70 auftritt, so daß an dem Ausgang des Subtrahierers 70 das Ergebnis der Gleichung (14) erzielt und über das SchaltgliS'd 71 direkt an die Stellvorrichtung 200 abgegeben wird.

Falls das Ausgangssignal des Spitzenwertdetektors 69 größer als das des Spitzenwertdetektors 68 wird, wenn die Platte 6 in der Gegenrichtung geneigt ist, wechselt das Ausgangssignal des Vergleichers 73 auf den logischen Pegel »1«. Wenn dies auftritt, sind die Ausgangssignale der Fotodetektor-Elemente 7a und Tb jeweils durch (Ια—α ■ la)bzv/.(Ib + a ■ /abgegeben. Die Schaltglieder 61,62 und71 werden nunauf Stellungen »B« geschaltet, so daß die Schaltung das Ausgangssignal des Subtrahierers 70 als Ergebnis der folgenden Gleichung abgibt:

lb + a- Ia-\(Ia-x- Ia)(A + α ■ A)/A -α- A)]= Ib-Ia (14a)

Zur Kompensation der Schräglage der Platte 6 in der Gegenrichtung wird das Vorzeichen gemäß der Gleichung (14a) mittels des Inverters 72 umgekehrt.

Die Größe des Sirahienpunkts auf der Platte 6 wird zwar so bestimmt, daß sie kleiner als der Abstand zwischen benachbarten Vertiefungen 9 ist, jedoch kann gemäß der Darstellung in der F i g. 4 der Strahlenpunkt zwei benachbarte Vertiefungen erfassen, wenn die Dichte der Vertiefungen hoch ist Aufgrund des Umstands, daß die Laserstrahlen eine Fourier-Energieverteilung (mit einem mittigen Maximum bei 1£> in Fig.4) haben, erhalten durch die Komponente höherer Frequenz der aufgezeichneten Information die von dem Fotodetektor 7 abgegebenen Signale Spitzenwerte mit kleineren Amplituden als bei Informations-Komponenten niedrigerer Frequenz. Dies ergibt einen Fehler des Spurenfolge-Steuersignals.

Dieses Problem wird dadurch behoben, daß zum Ausscheiden von Spitzenwerten unterhalb eines vorbestimmten Werts Tiefpaßfilter oder Schmitt-Triggerschaltungen zur Erfassung von Spitzenwerten oberhalb des vorbestimmten Werts eingesetzt werden.

Aus diesem Grund werden gemäß den Darstellungen in den Fig. 10 bis 12, in denen zur Bezeichnung von Teilen, die denjenigen bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen entsprechen, die gleichen Bezugszeichen verwendet werden, die vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele abgewandelt.

Gemäß F i g. 10 sind zwischen die Fotodetektor-Elemente 7a und Tb und die Spitzenwertdetektoren 32 bzw. 33 jeweils Tiefpaßfilter 80 bzw. 81 geschaltet. Jedes der Tiefpaßfilter umfaßt typischerweise eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 82 und einem Kondensator 83, die von dem zugeordneten Fotodetektor-Element gegen Masse geschaltet ist, wobei der Verbindungspunkt mit dem Eingang des zugeordneten Spitzenwertdetektors verbunden ist. Die Zeitkonstante aus dem Widerstand 82 und dem Kondensator 83 ist so gewählt, daß das Ausgangssignal jedes Tiefpaßfilters einen weitaus geringeren Pegel der hochfrequenten Komponente zeigt als die Komponente höherer Frequenz, die in der F i g. 13 durch die gestrichelte Linie 84 gezeigt ist. Typischerweise hat die Zeitkonstante eines jeden Tiefpaßfilters den Wert eines Zehntels des Entladungszeitkonstantenwerts des zugeordneten Spitzenwertdetektors, so daß die. Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters unterhalb von einigen Hz liegt. Infolgedessen unterdrücken die Tiefpaßfilter 80 und 81 die Komponenten höherer Frequenz, so daß sie eine Kurvenform 85 erzeugen. Auf diese Weise werden die Multiplizierschaltungen 30 und 31 aus den zugeordneten Spitzenwertdetektoren mit den echten Multiplikations-Faktoren gespeist.

Eine Abwandlung der Ausführungsbeispiele gemäß den F i g. 7 und 8 ist in der F i g. 11 gezeigt Die Differenzierschaltung 45 und der Nulldurchgangsdetektor 46 dieser vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele sind durch eine Schmitt-Triggerschaltung 90 ersetzt, die gemäß der Darstellung durch gestrichelte Linien 91 und 32 in der F i g. 14 einen höheren und einen niedrigeren Schwellenwert hat Der höhere Schwellenwert 91 besitzt einen Pegel zwischem dem maximalen und dem minimalen Spitzenwert, die jeweils aus den Komponenten mit der höheren bzw. der niedrigeren Frequenz abgeleitet werden, die Schmitt-Triggerschaltung 90 schaltet auf

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einen Ausgabezustand hohen Pegeis, wenn das Eingangssignal aus dem Addierer 44 (gemäß der Darste durch eine Kurvenform 93) den höheren Schwellenwert 91 erreicht, und kehrt zu dem ursprünglichen SchE stand zurück, wenn das Signal unter den niedrigeren Schwellenwert 92 abfällt. Auf diese Weise werden dieser Schmitt-Triggerschaltung Impulse 94 ausschließlich im Ansprechen auf Komponenten höherer Freq der aufgezeichneten Information erzeugt, so daß die Abtast- und Halteschaltungen 42 und 43 die Eingangss Ie mit einer Amplitude abrufen, die höher als ein dem Schwellenwert 91 entsprechender Schwellenwei Während des Intervalls, in dem die Komponente höherer Frequenz vorliegt, behalten die Abtast- und H schaltung die zuletzt abgerufenen Werte bei, die den Stegbereichen 10 entstammen, wobei von den Multipli schaltungen 41 und 42 diese Werte zum Multiplizieren der von den Vertiefungen 9 stammenden Minimalv verwendet werden.

Fig. 12 zeigt eine weitere Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Fig.9. Diese Abwandlung ist d Fig. 10 gezeigten insofern gleichartig, als jeweils zwischen die Fotodetektor-Elemente 7a und Tb um Spitzenwertdetektoren 68 bzw. 69 Tiefpaßfilter 95 und 96 geschaltet sind.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

2Q

30

A(S 45 50

60

Claims

33 Ol 787 Patentansprüche:

1. Spurenfolge-Steuersystem zur Verwendung bei einer rillenlosen Aufzeichnungsplatte, auf der Informationen in Form einer Folge mikroskopisch kleiner Vertiefungen längs parallelen Spuren aufgezeichnet sind, mit einem ersten und einem zweiten optoelektrischen Element die aneinander angrenzen und durch eine neutrale Linie getrennt sind, einem Subtrahierer, der in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der optoelektrischen Elemente ein Spurenfolge-Steuersignal erzeugt und einer Vorrichtung, die entsprechend dem Spurenfolge-Steuersignal quer zum Spurenverlauf bewegbar oberiialb der Platte angebracht ist und die Lichtstrahlen auf die Oberfläche der Platte sendet die von der Plattenoberfläche !«flektierten Lichtstrahkn umlenkt und auf der Oberfläche des ersten und des zweiten optoelektrischen Elements einen Strahlpunkt bildet wobei die Mitte des Strahlpunkts auf der neutralen Linie liegt wenn die abgegebenen Lichtstrahlen einen vorbestimmten Einfallwinkel auf der Plattenoberfläche haben und dem Verlauf einer vorgegebenen Spur folgen, während die Mitte des Strahlpunkts bei geneigter Platte bei der die abgegebenen Lichtstrahlen von dem vorbestimmten Einfallswinkel abweichen, und bei Abweichungen der auftreffenden Lichtstrahlen von dem Verlauf der vorgegebenen Spur von der neutraicn Linie abweicht gekennzeichnet durch eine Maximitmdetektoreinrichtung (32,33; 42 bis 46; 68, 69), die die den Stegbereichen (10) der Platte (6) entsprechenden Spitzenwerte der Ausgangssignale des ersten und des zweiten optoelektrischen Elements (7a, 7b) erfaßt und zwei entsprechende Spitzenwertsignale erzeugt und durch eine Signalverknüpfungscinrichtung (30. 31; 40, 41; 63 bis 67), die die Ausgangssignale des ersten und des zweiten optoelektrischen Elements n^t den Spitzenwertsignalen derart verknüpft, daß das Ausgangssignal jeweils eines der optoelektrischen Elemente mit dem Spitzenwertsignai abgeleitet von jeweils dem anderen optoeiektrischen Element multipliziert wird, und die verknüpften Signale an den Subtrahierer (37; 47; 70) anlegt so daß ein durch die Plattenneigung vorgetäuschter Spurfehler kompensiert wird.

2. Spurfolge-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverknüpfungseinrichtung eine Multipliziereinrichtung (30,31; 40,41) zum Multiplizieren der Ausgangssignale des ersten bzw. des zweiten optoelektrischen Elements (7a, To) mit dem Spitzenwertsignal des jeweils anderen optoelektrischen Elements aufweist

3. Spurfolge-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Maximumdetektoreinrichtung einen ersten und einen zweiten Spitzenwertdetektor (32,33) aufweist die jeweils mit dem ersten bzw. dem zweiten optoelektrischen Element (7a, 7b) verbunden sind und die beiden Spitzenwertsignale erzeugen, und daß die S.gnalverknüpfungseinrichtung eine erste und eine zweite Multiplizierschaltung (30,31) aufweist, die die Beträge der AujgangsKr^iale des ersten bzw. des zweiten optoelektrischen Elements (7a, 7Oj mit dem Spitzenwertsignal des jeweils anderen optoelektrischen Elements multiplizieren.

4. Spurfolge-Steuersystein naoS Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Maximumdetektoreinrichtung eine erste und eine zweite Abtast- und Halteschaltung (42,43), die jeweils mit dem ersten bzw. dem zweiien optoelektrischen Element (7a, 7b) verbunden sind, und eine Spitzenwerterfassungseinrichtung (45,46) aufweist die das Auftreten der Spitzenwerte der Ausgangssignale der optoelektrischen Elemente (Jr., 7b) erfaßt und die Abtast- und Halteschaltungen (42,43) hierbei zum Abtasten und Zwischenspeichern der Ausgangssignale der zugeordneten optoelektrischen Elemente steuert.

5. Spurfoige-Steuersystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Minimumdetektoreinrichtung (50, 51), die die Minimalwerte der Ausgangssignale des ersten und des zweiten optoelektrischen Elements (7a, 7b) erfaßt und an die Signalverknüpfungseinrichtung (40,41) zur Verknüpfung der Minimalwerte mit den Spitzenwertsignalen anlegt

6. Spurfolge-Steuersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Minimumdetektoreinrich-I! 45 tung eine erste und eine zweite Abtast- und Halteschaltung (50, 51), die mit dem ersten bzw. dem zweiten optoelektrischen Element (7a, 7b) verbunden sind, und eine Erfassungseinrichtung (45, 46, 52) aufweist die das Auftreten der Minimalwerte der Ausgangssignale der optoelektrischen Elemente erfaßt und die Abtast-'U und Halteschaltungen hierbei zum Abtasten und Zwischenspeichern der Ausgangssignale der zugeordneten

it' optoelektrischen Elemente (7a, 7b) steuert, und daß die Signalverknüpfungseinrichtung als Multiplizierein-

|/ 50 richtung (40,41) ausgebildet ist, die auf die Ausgangssignale der Abtast- und Halteschaltungen als Multipli- fi kanten anspricht.

fä

7. Spurfolge-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverknüpfungseinrich-

'S tung einen Vergleicher (73), der die beiden Spitzenwertsignale der beiden optoelektrischen Elemente (7a, 7b)

Ji miteinander vergleicht und in Abhängigkeit von den Relativwerten der verglichenen Signale eines von zwei

jäp 55 Vergleicherausgangssignalen erzeugt, und eine Recheneinrichtung (61 bis 67) aufweist, die auf das erste S; Vergleicherausgangssignal durch Multiplizieren des Betrags des Ausgangssignals des zweiten optoelektri-

P sehen Elements (Jb) mit dem Spitzenwertsignal des ersten optoelektrischen Elements (7a) Dividieren des

P Betrags des multiplizierten Signals durch das Spitzenwertsignal des zweiten optoelektrischen Elements (Jb)

H und Subtrahieren des dividierten Signals von dem Ausgangssignal des ersten optoelektrischen Elements (7a)

^lJ 60 bzw. auf das zweite Vergleicherausgangssignal durch Multiplizieren des Betrags des Ausgangssignals des ersten optoelektrischen Elements (Ja) mit dem Spitzenwertsignal des zweiten optoelektrischen Elements (Jb), Dividieren des Betrags dieses multiplizierten Signals durch das Spitzenwertsignal des ersten optoelektrischen Elements (7a) und Subtrahieren des Ausgangssignals des zweiten optoelektrischen Elements (7b) von diesem dividierten Signal anspricht.

8. Spurfoige-Steuersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung (61 bis

67) ein erstes und ein zweites Schaltglied (61, 62), die jeweils zwei Eingänge und zwei Ausgänge umfassen, welche bei Auftreten des ersten Vergleicherausgangssignals direkt mit den Eingängen und bei Auftreten des zweiten Vergleicherausgangssignals umgepolt mit den Eingängen verbunden sind, wobei die Eingänge des

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ersten Schaltglieds (61) mit dem ersten und dem zweiten optoelektrischen Element (7a, Tb) verbunden sind, während die Eingänge des zweiten Schaltglieds (62) die Spitzenwerte der Ausgangssignale des ersten und des zweiten optoelektrischen Elements aufnehmen, ein Subtrahierglied (66) mit einem Positiveingang und einem Negativeingang, einen ersten und einen zweiten logarithmischen Wandler (63,64), deren Ausgänge gemeinsam mit dem Positiveingang verbunden sind, sowie einen dritten logarithmischen Wandler (65), dessen Ausgang mit dem Negativeingang verbunden ist, wobei der Eingang des ersten logarithmischen Wandlers (63) selektiv über das erste Schaltglied (61) mit dem ersten oder dem zweiten optoelektrischen Element verbunden ist und die- Eingänge des zweiten und des dritten logarithmischen Wandlers (64, 65) über das zweite Schaltglied (62) die Spitzenwerte der Ausgangssignale des ersten bzw. des zweiten optoelektrischen Elements (7a, Tb) aufnehmen, und einen antilogarithmischen Wandler (67) aufweist, dessen Eingang mit dem Ausgang des Subtrahierglieds (66) verbunden ist und dessen Ausgangssignal als eines der verknüpften Signale an den Subtrahierer (70) angelegt ist, an welchem das andere modulierte Signal über das erste Schaltglied selektiv aus dem ersten oder dem zweiten optoelektrischen Element anliegt

9. Spurfolge-Steuersystem nach einem der vorangehenden Ansprüche für eine Aufzeichnungsplatte, deren mikroskopisch kleine Vertiefungen in langen und kurzen Abständen ausgebildet sind, so daß die jeweiligen optoelektrischen Elemente ein Ausgangssignal mit einer ersten Komponente höherer Amplitude und niedrigerer Frequenz und einer zweiten Komponente niedrigerer Amplitude und höherer Frequenz erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aufnahmeeinrichtung (80,81; 90; 95,96) jeweils mit den optoeiektrischen Elementen (7a, Tb) verbunden ist und ausschließlich die erste Komponente erfaßt, und daß die Maximumdetektoreinrichtung (32,33;42,43; 68,69) auf diese erste Komponente anspricht

10. Spurfolge-Steuersystem nach Anspruch 9. dadurch gekennzeichnet daß die Aufnahmeüäirichtung zum Erfassen der ersten Komponente ein ers',;s und ein zweites Tiefpaßfilter (80,81; 95,96) aufweist, die jeweils mit dem ersten bzw. dem zweiten optoelektrischen Element (7a, Tb) verbunden sind und nur die erste Komponente des Ausgangssignals des ersten bzw. des zweiten optoelektrischen Elements zu einem ersten bzw. einem zweiten Spitzenwertdetektor (32,33; 68,69) der Maximumdetektoreinrichtung durchlassen.

11. Spurfolge-Steuersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß die Aufnahmeeinrichtung zum Erfassen der ersten Komponente eine Schmitt-Triggerschaltung (90) aufweist, die auf die erste Komponente der Ausgangssignale der optoelektrischen Elemente (7a, Tb) durch Erzeugen von Abtastimpulsen anspricht, die eine erste und eine zweite Abtastschaltung (42, 43) der Maximumdetektoreinrichtung jeweils zum Abtasten und Zwischenspeichern des Ausgangssignals des zugeordneten optoelektrischen Elements steuert