DE3346112C2

DE3346112C2 - Optisches Plattengerät

Info

Publication number: DE3346112C2
Application number: DE3346112A
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Hachioji Tokio/Tokyo Ikeda; Hideyuki Koganei Tokio/Tokyo Kenjyo; Ken Hachioji Tokio/Tokyo Ohshima; Masaharu Tokio/Tokyo Sakamoto; Toyoaki Takeuchi
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1982-12-23
Filing date: 1983-12-21
Publication date: 1986-10-30
Also published as: DE3346112A1; US4611316A; JPS59116972A

Abstract

Bei einem optischen Plattengerät zur Aufnahme und/oder Wiedergabe von Informationen mit einem Optikkopf (13) und einer Erkennungsschaltung für den Arbeitsmittelpunkt eines Stellgliedes (32) zur Spurjustierung des Optikkopfes (13) ist ein erster Vergleicher (23) zum Vergleich eines Spurjustiersignals, das aus einem vom Optikkopf (13) wiedergegebenen Signal gewonnen ist, mit einer, etwa Nullspannung aufweisenden Referenzspannung (Vref1), und ein zweiter Vergleicher zum Vergleich des Spurjustiersignals, dem eine Gleichspannungskomponente entfernt worden ist, mit einer zweiten, ebenfalls etwa Nullspannung aufweisenden Referenzspannung (Vref2) vorgesehen. Die Zustandsänderung eines binären Ausgangsignals (S1) des ersten Vergleichers wird an einem Zustandsänderungspunkt eines zweiten binären Ausgangssignals (CK') des zweiten Vergleichers (26) festgestellt. Der Arbeitsmittelpunkt des Stellgliedes (32) wird zum Zeitpunkt der Detektion der Zustandsänderung überprüft.

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Platteng^rät zur Aufnahme und/oder Wiedergabe von Informationen mit einem Optikkopf, mit einem Stellglied zur Spurjustierung des Optikkopfes, mit einem Spursignalgenerator, der ein Spurfehlersignal auf der Basis von vom Optikkopf von der Platte ausgelesenen Daten erzeugt, mit einem ersten Vergleicher zum Vergleich eines u ersten Signals mit einer ersten Referenzspannung und zur Erzeugung eines ersten binären Vergleichssignals, mit einer Gleichspannungs-Sperrschaltung zurr. Unterdrücken einer Gleichspannungskomponente des Spurfehlersignals, mit einem zweiten Vergleicher, der der Gleichspannungs-Sperrschaltung nachgeschaltet ist, dem ein zweites Referenzsignal zugeführt wird und der ein zweites binäres Vergleichssignal erzeugt, und mit einer Steuerschaltung zur Verarbeitung der beiden Vergleichssignale und zur Erzeugung eines Steuersignals für das Stellglied.

Wenn bei einem eptischen Plattengerät die auf der optischen Platte aufgezeichneten Daten ausgelesen werden, wird der Wiedergabekopf einer Bewegung unterworfen, beispielsweise zum Spurspringen und zur Zugriffssteuerung. Auch bei der Bewegung muß der Wiedergabelaserstrahl, der von dem optischen Wiedergabekopf ausgesandt wird, exakt auf der gewünschten Spur der optischen Platte landen. Bei der Spursteuerung ist jedoch der Steuerbereich, in dem ein Stellglied zum Antrieb des Objektivlinsensystems stabil bewegt werden kann, begrenzt. Wenn daher die Richtung und die Größe der Bewegung des Optikkopfs und des Objektiv-Linsensystems nicht mehr paßt, wird eine Aberration des optischen Systems mit großer Wahrscheinlichkeit verursacht. Die Aberration verursacht einen Fehler des ausgelesenen Signals. Um diesen Fehler zu vermeiden, ist es erforderlich, den Arbeitsmittelpunkt des Stellgliedes genau zu bestimmen. Die Spurregelung muß innerhalb eines stabilen Arbeitsbereichs des Stellgliedes auf der Basis des erkannten Arbeitsmittelpunktes des Stellgliedes erreicht werden.

Ein optisches Plattengerät der eingangs erwähnten Art ist durch die DE-OS 29 35 250 bekannt. Das Steuersignal für die Spurjustierung wird dabei durch zwei so Vergleichsstufen erhalten. Das Spurfehlersignal wird nach Differenzierung und Hüllkurvengleichrichtung mit einem ersten Referenzsignal verglichen, während das direkt von der Platte abgetastete Signal nach Hüllkurvengleichrichtung mit einem zweiten Referenzsignal verglichen wird. Die Regelschleife wird geschlossen, wenn beide Vergleichsstufen ein Signal mit niedrigem Pegel erzeugen. Dieser Zustand zeigt den Punkt an, an dem die Relativgeschwindigkeit zwischen der Videospur und des Abtastflecks minimal ist. Mit dieser bekannten Anordnung ist es nicht möglich, die Meßwerte im Arbeitsmittelpunkt des Stellgliedes zu erkennen und darauf die Regelung einzustellen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein optisches Plattengerät der eingangs erwähnten Art zu erstellen, bei dem eine stabile Spurjustierung durch Erkennen des Arbeitsmittelpunktes des Stellgliedes des Optikkopfes möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

daß der erste Vergleicher das Spurfehlersignal mit der ersten, etwa eine Nullspannung aufweisenden Referenzspannung vergleicht, daß der zweite Vergleicher das von der Gleichspannungs-Sperrschaltung von der Gleichspannungskomponente befreite Spurfehlersignal 5 mit der etwa Nullspannung aufweisenden zweiten Referenzspannung vergleicht und daß ein Ausgangssignal einer Detektionsschaltung, das sich Abhängigkeit vom Zustand des ersten Vergleichssignals zum Zeitpunkt einer Zustandsänderung des zweiten Vergleichssignals einstellt, auf die Steuerschaltung gelangt.

Weun das Spurregelsystem arbeitet, entspricht eine Niederfrequenzkomponente des Spurjustiersignals einer Abweichung der momentanen Position des Stellgliedes von dem mechanischen Mittelpunkt des Stellgliedes. Das Spurjustiersignal enthält eine Gleichstromkomponente, die der Hauptstellung oder dem Arbeitsmittelpunkt des Stellgliedes entspricht und eine Niederfrequenzkomponente mit üblicherweise 10 Hz, die einer Auslenkung einer exzentrischen Bewegung der

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Betrag der Auslenkung kann unter Berüc!_richtigung des Arbeitsmittelpunktes des Stellgliedes und des Ausmaßes der Exzentrizität der Platte erhalten werden. Der Auslenkungsbetrag kann durch Entfernung der Rauschkomponente von dem Spurjustiersignal erhalten werden. Das Ausmaß der Exzentrizität wird durch Entfernung der Gleichstromkomponente aus dem Spurjustiersignal erhalten. Die Polarität der Gleichstromkomponente des Spurjustiersignals wird zur Feststellung benutzt, zu welcher Seite des Arbeitsmittelpunkts das Stellglied ausgelenkt wird.

Die Erkennung des Arbeitsmittelpunkts des Optikkopfes bzw. des Stellgliedes erfolgt also zum Zeitpunkt der Zustandsänderung des ersten binären Signals zum Zeitpunkt der Zustandsänderung des zweiten binären Signals.

Zur Information über den Arbeitsbereich ist vorzugsweise ein Bereichsvergleicher vorgesehen, dem das Spurjustierslgnal zugeführt ist. Dieser erkennt, ob die Spurjustiersignalgröße in dem Fangbereich liegt, in dem die Regelung mit dem Stellglied arbeiten kann. Die Spurjustierung und die Optikkopfverstellung werden auf der Basis der Ausgangssignale des Bereichsvergleichers und der Bewertungsschaltung vorgenommen.

Die Erfindung soli im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer optischen Kopfanordnung mit einer Detektionsschaltung für die Zentrierung des Stellglieds,

Fig. 2 verschiedene Kurvenformen zur Darstellung der Funktion der in Fig. 1 dargestellten Schaltung.

Fig. 1 zeigt eine optische Platte 11, die rotierend von einem Motor 12 angetrieben wird. Ein Optikkopf 13 ist gegenüber der optischen Platte 11 angeordnet. Der Optikkopf 13 enthält einen Halbleiterlaser 14, einen Strahlteiler 15 und eine Objektivlinse 16, die alle auf einer optischen Achse angeordnet sind. Auf der Seite des Strahlteilers 15 befindet sich ein Fotosensor 17. Eine Spurjustierungsspule 18 und eine Fokussierspule 19 sind benachbart der Objektivlinse 16 angeordnet.

Der Ausgang des Fotosensors 17 ist mit einem Eingang eines Spurfehlerdetektors 20 verbunden. An den Ausgang des Spurfchlerdetektors 20 ist ein Tiefpaßfilter 21 und ein Spurregelkreis 22 angeschlossen. Der Ausgang des Tiefpaßfilters "JL ist mit einem ersten Eingang eines ersten Vergleichers 23, einem Gleichspan.iungs-Sperrkreis 24 und einem Eingang eines Prozessors 25 verbunden. An den zweiten Eingang des Vergleichers 23 ist eine Referenzspannungsquelle Vrefi angeschlossen. Der Ausgang des Gleichspannungs-Sperrkreises 24 ist mit einem ersten Eingang eines zweiten Vergleichers 26 verbunden, dessen zweiter Eingang mit einer zweiten Referenzspannungsquelle Vrefl verbunden ist. Die Ausgänge der beiden Vergleicher 23 und 26 sind mit dem D- bzw. CX-Eingang eines Flip-Flops 27 verbunden. An den Ausgang des Prozessors 25 ist der Eingang eines Bereichsvergleichers 28 angeschlossen. Die Ausgänge des Bereichsvergleichers 28 und des Flip-Flops 27 gelangen auf eine zentrale Recheneinheit CPU 29 als Steuerorgan. Die CPU 29 ist mit einem Eingang des Spurjustierregelkreises 22 und einer Treiberschaltung 30 für den Optikkopf 13 verbunden. Der Ausgang der Spurjustierregelschaltung 22 gelangt auf den Optikkopf 13. Der Ausgang der Treiberschaltung 30 beaufschlagt einen Antriebsmotor 31 für den Optikkopf 13.

Im Betrieb wird die optische ?V-.ite 11 durch den Motor 12 angetrieben and der Halbleiterlaser 14 sendet einen Laserstrahl aus. Der Fotosensor 17 erzeugt ein Spurjustiersignal. Hierzu enthält er zwei fotoempfindliche Segmente, die symmetrisch zur optischen Achse voneinander getrennt angeordnet sind. Wenn der Laserfleck korrekt, d. h. symmetrisch zur optischen Achse, auf die fotoempfindlichen Segmente fällt, ist die Spurjustierung des Kopfes 13 durch ein Stellglied korrekt. In diesem Fall sind die Signalgröften der fotoempfindlichen Segmente gleich. Wenn der Laserfleck aibweichend von der korrekten Position landet, sind die Signalgrößen der fotoempfindlichen Elemente ungleich. Der Spurfehlerdetektor 20 erkennt die Differenz der beiden Ausgangssignale des Fotosensors 17 und erzeugt ein Spurfehlersignal. Das Spurfehlersignal entsteht in Form eines Spannungssignals V. das in Fig. 2 dargestellt ist. Das Spannungssignal V besteht aus ansteigenden und abfallenden Komponenten E einer Gleichspannung, wenn das Stellglied 32 zum Antrieb der Objektivlinse 16 in dem Optikkopf 13 auf einer spiralförmigen Au-jahmespur der optischen Platte 11 radial ausgelenkt wird, und aus einer Wellenkomponente e, die durch eine exzentrische Verschiebung der optischen Platte 11 entsteht. Das Spannungssignal V gelangt auf den Tiefpaßfilter 21, wo Rauschkomponenten entfernt werden. Dann gelangt es auf den ersten Vergleicher 23, die Gleichspannungs-Sperrschaltung 24 und den Prozessor 25. Der erste Vergleicher 23 vergleicht das Spannungssignal V mit einer Referenzspannung Vrefi, die ungefähr einer Nullspannung entspricht. Als Ergebnis dieses Vergleichs produziert der Vergleicher 23 ein binäres Signal 51 in Abhängigkeit von der Signalstärke des Spannungssiignafe ¹Z relativ zu der Referenzspannung Vrefl. Das Signal Sl gelangt auf den Flip-Flop 27.

Die Gleichspancungs-Sperrschaltung 24 entfernt die Gleichspannungskomponente E aus dein Spannungssignal V. Ein Signal 52, das nur die Wellenkomponente e enthält und am Ausgang der Gleichspannungssperrschaltung 24 ansteht, gelangt auf einen zweiten Vergleichen Diese;· vergleicht in ähnlicher Weise das Signal 52 mit einer weiteren Referenzspannung Vrefl. dis ebenfalls etwa Nullspannung aufweist, und erzeugt ein binäres Signal 53, das die Stärke des Signals 52 in bezug zur Referenzspannung Vreß repräsentiert. Das binäre Signal 52 gelangt auf den C/f-Eingang (Takteingang) des Flip-Flops 27. Das binäre Signal 53 dient, nachdem es; vorzugsweise an seiner Impulsanstiegsflanke differenziert worden ist, als Taktsignal CK' auf den Flip-

Flop 27. Der Flip-Flop 27 ändert seinen logischen Ausgangszustand in Abhängigkeit von dem Taktsignal CK', wenn das Ausgangssignal 51 des ersten Vergleichers 23 einen logischen Zustand »low« aufweist. Der logische Ausgangszustand des Flip-Flops 27 wird beispielsweise nicht geändert zum Zeitpunkt 71, zu dem das Arbeitszentrum des Stellgliedes 32 an einem Punkt M liegt, der innerhalb des mechanischen Zentrums liegt, so daß das Ausgangssignal des ersten Vergleichers 23 einen logischen Zustand »high« hat, auch wenn das Taktsignal CK' vom zweiten Vergleicher 26 auf den Flip-Flop 27 gelangt. Wenn das Betriebszentrum des Stellgliedes 32 sich zu einem Punkt N verschiebt, der außerhalb des mechanischen Zentrums liegt, wird das Ausgangssignal des ersten Vergleichers 23 »low«. In diesem Zustand, nämlich zum Zeitpunkt Λ und zu nachfolgenden Zeitpunkten ändert der Flip-Flop 27 seinen logischen Ausgangszustand in Abhängigkeit von einem ihm zugeführten Taktsignal. Demgemäß bewertet rfcf Fiip-Fiüp 27 den Signalzustand des Signals 51, das vom ersten Vergleicher 23 kommt, zum Zeitpunkt der ansteigenden Flanke des Ausgangssignals 53 des zweiten Vergleichers 26.

Der Prozessor 25 verarbeitet arithmetisch das Spannungssignal V, das ihm über den Tiefpaßfilter 21 zügeleitet wird, und wandelt es in ein Stromsignal um. Das Stromsignal wird seinerseits als Positions-Datensignal des Stellgliedes 32 dem Bereichsvergleicher 28 zugeführt. Der Bereichsvergleicher 28 bewertet, ob das Stellglied-Positionsdatensignal innerhalb des Fangbereichs liegt, in dem das Stellglied 32 reagieren kann, und erzeugt ein Signal als Ergebnis des Vergleichs für die CPU 29. CPU 29 entscheidet auf der Basis des Signals 54 des Flip-Flops 27 und des Signals des Bereichsvergleichers 28, ob das Stellglied 32 oder der Antriebsmotor 31 angetrieben werden und erzeugt dementsprechend ein Spurjustiepjngs-BefehlEsigna! oder ein Kopfantriebs-Befehlssignal. Wenn das Spurjustierungs-Befehlssignal erzeugt und auf die Spurregelschaltung 22 geleitet wird, beaufschlagt diese die Spurjustierungsspule 18 mit dem Spurregelsignal, das durch das Ausgangssignal V des Spurfehlerdetektors 20 gebildet wird, wodurch die Spurjustierung bewirkt wird. Wenn CPU 29 ein Befehlssignal für den Kopfantrieb auf die Treiberschaltung 30 leitet, treibt diese den Antriebsmotor 31 an. Der Optikkopf 13 bewegt sich dabei in radialer Richtung der optischen Platte 11.

Zusammenfassend vergleicht der erste bzw. zweite Vergleicher 23 bzw. 26 das Spurjustiersignal mit der Gleichstromkomponente bzw. das Spurjustiersignal so ohne die Gleichstromkomponente mit ersten und zweiten Referenzsignalen. Sie erzeugen ein erstes und ein zweites Binärsignal, die das Ergebnis des durchgeführten Vergleichs beinhalten. Die Zustandsänderung des ersten Binärsignals des ersten Vergleichers 23 wird an dem Zustandsänderangspunkt des zweiten Binärsignals des zweiten Vergleichers 26 detektiert. Die Position des Stellglieds, die zu dem Zustandsänderungs-Detektionspunkt gehört, wird als Arbeitsmittelpunkt bewertet. In einer solchen Anordnung kann der Arbeitsmittelpunkt des Stellgliedes einfach und genau detektiert werden, wodurch eine stabile und zuverlässige Spurjustierung des Stellgliedes, genauer gesagt des Optikkopfes 13, möglich ist.

In dem dargestellten Aasfühningsbeispiei ist ein Gegentaktverfahren (Push-Pull-Verfahren) zur Detektion des Spurfehlers benutzt worden. Dieses Verfahren kann durch andere herkömmliche Spurfehlererkennungsverfahren ersetzt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Optisches Plattengerät zur Aufnahme und/oder Wiedergabe von Informationen mit einem Optikkopf (13), mit einem Stellglied (32) zur Spurjustierung des Optikkopfes (13), mit einem Spursignalgenerator (20), der ein Spurfehlersignal (V) auf der Basis von vom Optikkopf (13) von der Platte (11) ausgelesenen Daten erzeugt, mit einem ersten Vergleicher (23) zum Vergleich eines ersten Signals mit einer ersten Referenzspannung (Vrefi) und zur Erzeugung eines ersten binären Vergleichssignals (Sl), mit einer Gleichspannungs-SperrschaUung (24) zum Unterdrücken einer Gleichspannungs-Komponente (E) des Spurfehlersignals (V), mit einem zweiten Vergleicher (26), der der Gleichspannungs-Sperrschaltung (24) nachgeschaltet ist, dem ein zweites Refereredgnal (Vrefi) zugeführt wird und der ein zweites binäres Vergleichssignal (53) erzeugt, und mit einer Steuerschaltung zur Verarbeitung der beiden Vergleichssignale (51,53) und zur Erzeugung eines Steuersignals für das Stellglied (32), dadurch gekennzeichnet,

daß der erste Vergleicher (23) das Spurfehlersignal (V) mit der ersten, etwa eine Nullspannung aufweisenden Referenzspannung (Vrefi) vergleicht, daß der zweite Vergleicher (26) das von der Gleichspannungs-Sperrschaltung (24) von der Gleichspannungskomponente (E) befreite Spurfehlersignal (V) mit der etwa Nullspannung aufweisenden zweiten Referenzspannung (Vrej2) vergieicht und daß ein Ausgsngssigual einer Detektionsschaltung (27), das sich in Abhängigke.; vom Zustand des ersten Vergleichssignals (51) zum Zeitpunkt einer Zustandsänderung des zweiten Vergleichssignals (53) einstellt, auf die Steuerschaltung gelangt.

2. Optisches Plattengerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionsschaltung durch einen D-Flip-Flop (27) gebildet ist, dessen Dateneingang (D) das erste binäre Vergleichssignal (51) und dessen Takteingang (CK) das zweite binäre Vergleichssignal (53) zugeführt wird.

3. Optisches Plattengerät nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Bewertungsstufe (25, 28) zur Beurteilung des stabilen Arbeitsbereiches des Stellgliedes (32) auf der Basis des Spurfehlersignals (V),

durch Steuerschaltungen (22, 30) zur selektiven Erzeugung eines Spurjustierantriebssignals und eines Optikkopf-Antriebssignals in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen einer Arbeitsmittelpunkt-Erkennungsschaltung und der Arbeitsbereichs-Erkennungsschaltung des Stellgliedes, eine Spurjustiereinrichtung (18) zum Antrieb des Stellgliedes (32) entsprechend dem Spurantriebssignal und

durch eine Antriebseinrichtung (31) zur relativen Verschiebung der optischen Platte (11) zum Optikkopf (13) in radialer Richtung entsprechend dem Kopfantriebssignal.

4. Optisches Plattengerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsbereichsbewertungsschaltung (25) eine Berechnungseinrichtung für die Stellgliedposition unter Verwendung des Spurjustiersignals (V) zur Erzeugung eines Stellglied-Positionssignals und einem Bereichsvergleicher (28) aufweist zum Vergleich des SteUglied-Positionssignals mit einem Signalbereich, der einem stabilen Arbeitsbereich des Stellglieds (32) entspricht.