DE3346113C2 - Autofokussystem - Google Patents

Autofokussystem

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DE3346113C2
DE3346113C2 DE3346113A DE3346113A DE3346113C2 DE 3346113 C2 DE3346113 C2 DE 3346113C2 DE 3346113 A DE3346113 A DE 3346113A DE 3346113 A DE3346113 A DE 3346113A DE 3346113 C2 DE3346113 C2 DE 3346113C2
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Yoshiaki Hachioji Tokio/Tokyo Ikeda
Hideyuki Koganei Tokio/Tokio Kenjyo
Ken Hachioji Tokio/Tokyo Ohshima
Masaharu Tokio/Tokyo Sakamoto
Toyoaki Takeuchi
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    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/085Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam into, or out of, its operative position or across tracks, otherwise than during the transducing operation, e.g. for adjustment or preliminary positioning or track change or selection

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  • Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Abstract

Bei einem Autofokussystem bewegt sich eine Lichtquelle durch ein Stellglied (12a) zusammen mit einer Objektivlinse vertikal zu einer rotierenden optischen Platte (10) und senden einen Lichtstrahl aus, so daß auf der Informationsebene der Platte (10) ein Lichtfleck gebildet wird. Eine Fokusregeleinheit (40) bewegt das Stellglied (12a) so, daß die optische Distanz zwischen dem Stellglied (12a) und der Platte innerhalb eines geeigneten Abstandsbereichs liegt und bewirkt eine Fokusregelung des Lichtflecks auf der Platte (10). Während sich das Stellglied (12a) auf die optische Platte (10) zubewegt, macht eine Autofokus-/Fokusregelungssteuerung (22) zunächst die Regeleinheit (40) unwirksam, stoppt dann die Bewegung des Stellgliedes (12a) vorübergehend, wenn das Stellglied (12a) eine "zu weit"-Position in einem geeigneten Regelschleifen-Abstandsbereich, der durch die Regelschleife der Fokusregeleinheit (40) vorgegeben ist, liegt, und bewegt dann das Stellglied (12a) vor der "zu weit"-Position um eine vorbestimmte Länge, wodurch das Stellglied (12a) innerhalb des Abstandsbereichs für die Regelschleife liegt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Autofokussystem mit einer Lichtquelle, die im wesentlichen senkrecht zu einer Informationsebene eines rotierenden optischen Informationsträgerkörpers, zum Beispiel, einer optischen Platte, bewegbar ist und einen Lichtstraht aussendet, der auf der Informationsebene einen Lichtpunkt bildet, mit einer Fokusregelung zur Bewegung der Lichtquelle so, daß die optische Distanz zwischen der Lichtquelle und dem lnformationsträgerkörper innerhalb eines geeigneten Abstandsbereichs liegt, wodurch eine Fokussierregelung des Lichtpunkts auf der Informationsebene des Informationsträgerkörper bewirkt wird, und mit einer Steuerung, die die Fokusregelung unwirksam macht, wenn sich die Lichtquelle dem lnformationskörper von außerhalb des Fokussierregelbereiches nähert, die Bewegung der Lichtquelle stoppt, wenn die Lichtquelle eine erste Position erreicht hat, und anschließend die Fokusregelung wirksam schaltet.
  • Eine der wesenlichsten Techniken beim Aufzeichnen oder Wiedergeben von lnformationen auf einen oder von einem lnformationsträgerkörper, wie beispielsweise eine optische Platte, besteht darin, in geeigneter Weise einen Lichtfleck auf der Informationsebene der Platte zu erzeugen. ln einem optischen lnformationsaufzeichnungs-/Wiedergabesystem ist eine Fokusregeleinheit vorgesehen, die der Objektivlinse erlaubt, der Oberflächenoszillation der Informationsebene der Platte, die bei der Rotation der Platte entsteht, zu folgen, wodurch die Bildung des Lichtflecks auf der lnformationsebene gesteuert wird. Die Position des optischen Systems einschließlich der Objektivlinse wird in der Weise geregelt, daß die Entfernung zwischen der Informationsebene und dem optischen System immer innerhalb eines geeignetes Bereichs in Abhängigkeit von der Oberflächenozillation der Platte bleibt. Ein Suchsystem ist vorgesehen, um automatisch die Objektivlinse in einen Fangbereich der genannten Regeleinheit zu ziehen.
  • Bei einem bekannten Aufnahme-/Wiedergabegerät (JP-OS 1 08 939/80) wird ein Steuersignal aus einem bestimmten Schaltungsabschnitt erzeugt, um die Bewegung der Objektivlinse zu stoppen, wenn sie sich auf die rotierende optische Platte zubewegt und in den Bereich der beginnenden Fokussiermöglichkeit gelangt. Danach wird die Objektivlinse in die Regelschleife gezogen.
  • Wenn bei der bekannten Anordnung das optische System gestört wird, bleibt der Schaltungsabschnitt unwirksam, auch wenn die Objektivlinse in dem Fokussierbereich liegt, so daß ein Stoppsignal für die Linsenbewegung nicht erzeugt wird. Als Nachteil der bekannten Anordnung erweist sich daher, daß die Linse weiter auf die Platte zubewegt wird und eine optimale Fokussierung des Lichtflecks nicht entsteht. Im schlimmsten Fall kommt die Linse in Kontakt mit der rotierenden Platte, wodurch Geräteteile zerstört werden.
  • Aus der JP-OS 94 528/81 ist eine Technik bekannt, durch die die Erzeugung einer Suchspannung für das Regelsystem gestoppt wird, wenn eine konstante Zeit verstrichen ist, nachdem die Fokusregelschleife für die optische Platte geschlossen worden ist und zu diesem Zeitpunkt die offene Regelschleife den vollen Verstärkungsfaktor eingestellt hat. Das System ist so ausgebildet, daß ein Fokusfehlersignal immer überwacht wird und das Fokusregelsystem geschlossen wird, wenn die Signalstärke dieses Signals einen vorbestimmten Schnellwert überschreitet. Aber auch bei dieser Technik besteht weiterhin die Gefahr, daß im Falle einer Störung des optischen Systems die Objektivlinse beispielsweise mit der Oberfläche der rotierenden Platte zusammenstößt.
  • Ein Autofokussystem der eingangs erwähneten Art ist durch die DE-OS 29 35 249 bekannt. Bei diesem System wird die Annäherung der Lichtquelle an die Informationsebene des Informationsträgerkörpers bei offener Fokusregelschleife durchgeführt und die Annäherung in einer ersten Position gestoppt. Diese erste Position liegt näher an der Informationsebene als die gewünschte Fokusposition. Damit soll sichergestellt werden, daß die Lichtquelle in einem derartigen Abstand zur Informationsebene des Informationsträgerkörpers liegt, daß der Abstand sicher im Fokusregelbereich der Fokusregelung liegt. Das Stoppen der Lichtquelle in einer derart nahen Position birgt das Risiko in sich, daß die Lichtquelle die Oberfläche des Informationsträgerkörpers berüht. Wird nämlich das Stoppen zufällig in einem Wellental der Platte vorgenommen, kann durch den nächsten Wellenberg einer Kollision zwischen Lichtquelle und Informationsträgerkörper verursacht werden, bevor die Fokusregelung einsetzt.
  • Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Autofokussystem der eingangs erwähnten Art zu erstellen, das ein Einfangen der Lichtquelle in den Regelbereich der Fokusregelung ohne das Risiko der Kollision zwischen Lichtquelle und Informationsträgerkörper ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuerung die Annäherung der Lichtquelle in einer ersten Position stoppt, die weiter von der Informationsebene des Informationsträgerkörpers als die Fokusposition liegt, und die die Lichtquelle weiter von der genannten ersten Position um eine vorbestimmte Länge in eine zweite Position bewegt, die näher an der Informationsebene des Informationsträgerkörpers liegt als die erste Position und daß die Steuerung die Fokusregelung nach Erreichen der zweiten Position durch die Lichtquelle wirksam schaltet.
  • Erfindungsgemäß geschieht die Annäherung der Lichtquelle an den Informationsträgerkörper in zwei Stufen. Zunächst wird die Lichtquelle an den Informationsträgerkörper herangeführt, bis eine erste Position erreicht ist, die weiter von dem Informationsträgerkörper entfernt ist als die korrekte Fokusposition. Somit ist sichergestellt, daß ein größerer Abstand als der später benötigte Betriebsabstand zur Informationsebene des Informationsträgerkörpers vorhanden ist. Nach Erreichen dieser ersten Position wird die Lichtquelle um eine vorbestimmte Länge an die lnformationsebene weiter herangeführt, wodurch sichergestellt ist, daß sich die Lichtquelle nunmehr in dem Fangbereich der Fokusregelung befindet. Erst nach Erreichen dieser zweiten Position wird die Fokusregelung wirksam. Die vorbestimmte Länge, um die die Lichtquelle von der ersten Position in die zweite Position vorgerückt wird, wird so bemessen, daß eine Kollision der Lichtquelle mit dem Informationsträgerkörper ausgeschlossen ist. Die anschließend wirksame Fokusregelung hält einen korrekten Abstand automatisch ein. Das Einfangen der Lichtquelle in den Fokusregelbereich mit den erfindungsgemäß vorhandenen zwei Schritten hat neben der Sicherheit der Kollisionsvermeidung den Vorteil, daß zwischen der ersten und der zweiten Position bei der Annäherung der Lichtquelle an die Informationsebene Prüfungen durchgeführt werden können, die eine eventuelle Fehlfunktion der Vorrichtung erkennen lassen, bei der die Lichtquelle sofort wieder von dem Informationsträgerkörper entfernt wird.
  • Die Funktion des erfindungsgemäßen Autofokussystems sowie vorteilhafte Ausgestaltungen und deren Vorteile sind anhand der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels erläutert.
  • Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigt
  • Fig. 1 ein Blockschaltbild für die Gesamtanordnung eines Autofokussiersystems nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenen Erfindung;
  • Fig. 2 eine Kurve, die die Regelcharakteristik des offenen Kreises des Autofokussiersystems aus Fig. 1 dargestellt;
  • Fig. 3A bis 3C Kurvenverläufe, die die Änderung der jeweiligen Potentiale in wesentlichen Stufen des Systems aus Fig. 1 zeigen;
  • Fig. 4A und 4B Wellenverläufe für Fokussierfehlersignale, die durch einen in dem System der Fig. 1 enthaltenen Fotodetektor detektiert und für verschiedene optische Abstände zwischen Stellantrieb und einer optischen Platte erstellt worden sind;
  • Fig. 5 ein Diagramm, das die Oszillation des Fokus- Fangbereichs R der Regelschleife bei Oberflächenoszillationen der rotierenden Platte zeigt.
  • In einem vorzugsweise bei einem optischen Aufnahme-/Wiedergabegerät der Fig. 1 verwendeten Autofokussiersystem ist eine optische Platte rotierend in bekannter Weise angeordnet. Ein hierfür geignetes optisches System 12 weist eine magnetische Fokussiereinheit oder Stellantrieb 12 a, insbesondere für eine (nicht dargestellte) Objektivlinse und ein Pin-Fotodetektorabschnitt 12 b auf, der vier lichtempfindliche Dioden zum optischen Aufnehmen oder Wiedergeben der gewünschten Information auf oder von einer optischen Platte 10 aufweist. Die Ausgangssignale des Fotodetektors 12 b werden in geeigneter Weise addiert und subtrahiert mit Hilfe einer Addier-/Subtrahierstufe 14, um ein Fokusfehlersignal 16 zu erzeugen. Dieses Signal 16 wird über einen ersten und einen zweiten Vergleicher 18, 20 auf eine Autofokus-/Fokusregeleinheit 22 geleitet. Das Signal 16 wird darüber hinaus auf das Stellglied 12 a über eine elektronische Verstärkungsregelung 23, einen analogen Schalter 24 und einen Treiberverstärker 26 rückgekoppelt. Ein Ausgang des Verstärkers 26 ist mit der Steuerung 22 über einen Treiberspannungsdetektor 28 verbunden und gibt die jeweilige Position des Stellglieds 12 a an.
  • Die Steuerung 22 enthält einen Mikroprozessor (CPU), dem das Ausgangssignal eines Detektors 29 geführt wird, der in der Nähe der optischen Platte 10 zur Detektion der Rotation der Platte und Erzeugung eines Taktsignals angeordnet ist. Dadurch steuert der Detektor 29 alle notwendigen Operationen des gesamten Systems zur Autofokussierung/Fokusregelung. Die Steuerung 22 kommuniziert mit den Hauptteilen des Atuofokussystems in Fig. 1.
  • Mit der Steuerung 22 ist ein Miller-Integrator 32 verbunden, der selektiv die Lade-, Entlade- und Haltefunktionen ausübt und ein eigenes Ausgangssignal an einen ersten Eingang einer Addierstufe 30 liefert. Eine Spannungseinstelleinrichtung oder ein Spannungsgenerator 34, der eine Spannung einer voreingestellten Größe liefert, ist mit dem zweiten Eingang der Additionsstufe 30 über einen analogen Schalter 36 verbunden. Der Schalter 36 wird von der Steuerung 22 ein- bzw. ausgeschaltet. In ähnlicher Weise ist ein Ausgang der Additionsstufe 30 über einen analogen Schalter 38, der seinerseits durch die Steuerung 22 ein- bzw. ausgeschaltet wird, mit dem Eingang des Verstärkers 26 verbunden.
  • Das Stellglied 12 a, der Fotodetektor 12 b, die Additions-/Subtraktionsschaltung 14, die elektrische Verstärkungsregelung 23, der analoge Schalter 24 und der Verstärker 26 bilden eine Fokusregeleinheit 40. Die Fokusregeleinheit 40 steuert automatisch den optischen Abstand zwischen der (nicht dargestellten) Informationsebene der rotierenden, optischen Platte und dem Stellglied 12 a in der Weise, daß dieser Abstand immer innerhalb eines vorbestimmtes Bereichs bleibt. In dem in Fig. 1 dargestellten System wird eine Sucheinheit zur automatischen Einstellung des Stellgliedes 12 a in einen Fokus-Fangbereich der Regelschleife der Fokusregeleinheit 40 durch die Steuerung 22, den Miller-lntegrator 32, den Spannungsgenerator 34, die analogen Schalter 36, 38, die Additionsstufe 30 usw. gebildet.
  • Der Begriff "Fokus-Fangbereich der Regelschleife" ist in der vorliegenden Beschreibung wie folgt definiert.
  • Fig. 2 zeigt eine Regelcharakteristik für die offene Schleife und verdeutlicht die Beziehung zwischen einem Abstand L zwischen der Informationsebene der rotierenden Platte 10 und dem Stellglied 12 a und einer Spannungstärke des Fokusfehlersignals, das in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Fotodetektors 12 b von der Additions-/Subraktionsstufe 14 erhalten wird. In der Kurve in Fig. 2 stellt ein Punkt P die Fokusposition (richtiger Abstand) des Stellgliedes 12 a dar. Ein Punkt F zeigt die "zu weit"-Stellung, während ein Punkt N die "zu nah"-Stellung des Stellgliedes 12 a zur Platte 10 kennzeichnet. Der Abstandsbereich R, der durch die Punkte N und F begrenzt ist, definiert den oben erwähnten "Fokus-Fangbereich". Die Bewegung des Stellglieds 12 a ist in vertikaler Richtung gegen die Plattenoberfläche so gesteuert, daß der relative Abstand zwischen dem Stellglied 12 a und der rotierenden Platte 10 innerhalb dieses Bereichs R liegt. In Fig. 2 bezeichnen R 1 und R 2 den "zu weit"-Bereich und den "zu nah"-Bereich. Bei der Wiedergabe der auf der Platte gespeicherten Information wird beispielsweise die Autofokus-/Fokusregel- Steuerung 22 wirksam, wenn das Stellglied ausreichend von der rotierenden Platte 10 entfernt ist. Die Steuerung 22 liefert zunächst ein Fokusregelungs-Stopp-Signal S 1 und ein Such-Start-Signal S 2 auf die analogen Schalter 24 bzw. 38. Daraufhin wird der analoge Schalter 24 nicht leitend, während der andere Schalter 38 leitend wird. Zu diesem Zeitpunkt liefert die Steuerung 22 ein "Suche EIN"-Befehlssignal S 3 auf den Miller-Integrator 32.
  • Demgemäß startet der lntegrator 32 den Ladevorgang.
  • In den Kurvendarstellungen der Fig. 3 bezeichnet t 1 den Startpunkt für die Ladung an dem Integrator 32.
  • Die Ausgangsspannung V 1 des Miller-Integrators 32 steigt allmählich mit einer konstanten Zuwachsrate in einem Abschnitt an, der in Fig. 3A anschließend an den Zeitpunkt t 1 mit 42 bzeichnet ist. Die Ausgangsspannung V 1 des Integrators bildet ein Eingangssignal für den Treiberverstärker 26 des Regelsystems über die Addierstufe 30 und den leitenden, analogen Schalter 38.
  • Demgemäß nähert sich das Stellglied 12 a allmählich der Informationsebene der rotierenden Platte 10 in Abhängigkeit von einem Signal, dessen Signalstärke allmählich anwächst und das von dem Verstärker 26 auf eine (nicht dargestellte) Spule zum Antrieb des Stellglieds 12 a zurückgekoppelt ist.
  • Wenn das Stellglied 12 a die "zu weit"-Position F in dem Fokusfangbereich der Regelschleife (Fig. 2) durch diese Bewegung des Stellglieds 12 a erreicht, wird von dem Fotodetektor 12 b über die Additions-/ Subtraktionsschaltung 14 das Fokusfehlersignal 16 erzeugt, das eine in Fig. 4A dargestellte Kurvenform aufweist. Dieses Signal 16 wird auf einen ersten und einen zweiten Vergleicher 18, 20 geleitet. In Fig. 4A stellt l 1 die Spannungshöhe eines ersten Refenzsignals 44 dar, das gleichzeitig auf den ersten Vergleicher 18 geleitet wird und den oben genannten "zu weit"-Level charakteriersiert.
  • Demgemäß erzeugt der erste Vergleicher 18 ein "zu weit"-Datensignal 46, das auf die Steuerung 22 geleitet wird. In Abhängigkeit von diesem Signal 46 liefert die Steuerung 22 ein Halte-Befehls-Signal S 4 auf den Miller-Integrator 32, wodurch der Integrator 32 seine Ladeoperation zum Zeitpunkt t 2 stoppt. Demgemäß bleibt die Höhe der Ausgangsspannung V 1 des Integrators 32 fest und wird auf einer endgültigen Spannungshöhe gehalten, die in Fig. 3A durch die Bezugsziffer 48 gekennzeichnet ist. Zum Zeitpunkt t 2 wird daher die Bewegung des Stellgliedes 12 a vorübergehend gestoppt.
  • Zum Zeitpunkt t 3, zu dem nach dem Zeitpunkt t 2 eine geeignete, vorgegebene Zeit verstrichen ist, sendet die Steuerung 22 ein EIN-Befehlssignal S 5 auf den analogen Schalter 36, wodurch dieser leitend wird. Daraus resultiert, daß eine Spannung V 2 in einer vorgegebenen Größe, die am Ausgang des Spannungsgenerators 34 ansteht, zusammen mit einer Spannung V 1 von dem lntegrator 32 auf die Additionsstufe 30 geleitet wird. Die Additionsstufe 30 addiert die Spannungen V 1 und V 2. Die addierte Spannung V 3 wird über den leitenden Schalter 38 zum Verstärker 26 geleitet, wo sie verstärkt und zur (nicht dargestellten) Antriebsspule des Stellgliedes 12 a geleitet wird. Demgemäß nähert sich das Stellglied 12 a weiter der rotierenden Platte 10 von der "zu weit"-Position um nur ein konstante Länge Δ L die der zusätzlichen Spannung V 2 entspricht, so daß das Stellglied 12 a die "zu nahe"-Position N in dem Fokus-Fangbereich der Regelschleife erreicht.
  • Zu diesem Zeitpunkt wird ein Fokusfehlersignal 16&min; mit einer Wellenform, die in Fig. 4B dargestellt ist, von dem Fotodetektor 12 b erkannt. Dieses Signal wird auf die ersten und zweiten Vergleicher 18, 20 in derselben Weise, wie oben beschrieben, geleitet. In Fig. 4B bezeichnet l 2 eine Spannungsstärke eines zweiten Refenzsignals 50, das zugleich auf den zweiten Vergleicher 20 geleitet wird und der genannten "zu nahe"-Position entspricht. Das Fokusfehlersignal weist dabei den "zu weit"-Grenzwert l 1 und den "zu nahe"-Grenzwert l 2 übersteigende Abschnitte auf, wie aus Fig. 4B hervorgeht. Demgemäß erzeugt der zweite Vergleicher 20 ein Datensignal 52, das gleichzeitig die "zu nahe"-Daten und die "zu weit"-Daten enthält.
  • Der Grund für die Wellenform gemäß Fig. 4B des Fokusfehlersignals in diesem Funktionsabschnitt wird im folgenden erläutert. Die zyklische Oberflächenoszillation durch eine Verwerfung der Plattenoberfläche entsteht auf der rotierenden Platte 10 in deren Umfangsrichtung. Demgemäß oszilliert der anhand der Fig. 2 beschriebene Fokus-Fangbereich R der Regelschleife mit einem Zyklus, der von der Rotation der Platte abhängt. Fig. 5 zeigt schematisch eine Oszillation des Fokus-Fangbereichs R der Regelschleife, die durch eine Oberflächenoszillation der rotierenden Platte entsteht. Wenn in Fig. 5 das Stellglied 12 a in Richtung auf die Platte 10 bewegt wird und die Position K 1 erreicht, wie dies durch einen Pfeil M 1 angedeutet ist, schneidet das Stellglied 12 a teilweise eine Kurve 56, die die Oszillation der "zu weit"-Position F kennzeichnet. Demzufolge wird das Fokusfehlersignal aus Fig. 4A zwischen den Punkten a und b auf der Kurve 56 erhalten. Wenn danach das Stellglied 12 a die Oberfläche der Platte 10 weiter annähert, wie dies durch den Pfeil M 2 in Fig. 5 angedeutet ist, und dadurch die Position K 2 erreicht, schneidet das Stellglied 12 a ein oszillierendes, "zu weit"-Gebiet R 1 in Abschnitten zwischen den Punkten c und d und zwischen den Punkten g und h. Gleichzeitig schneidet es ein "zu nahe"-Gebiet R 2, das durch eine Kurve 58 gekennzeichnet ist, die die Oszillation der "zu nahe"-Position N zeigt, in Abschnitten zwischen den Punkten d und e und zwischen den Punkten f und g. Folglich wird ein Fokusfehlersignal mit der Wellenform aus Fig. 4B gebildet und den beiden Komparatoren 18 und 20 zugeleitet.
  • Wenn das genannte Datensignal 52 von dem zweiten Vergleicher 20 erzeugt und auf die Steuerung 22 geleitet wird, wird durch die Steuerung 22 bestätigt, daß zwei Datentypen, wie die erwähnten "zu weit"-Daten und "zu nahe"-Daten, von dem Fotodetektor 12 b erkannt worden sind. In Fig. 3 stellt T die Zeit dar, die für diese Bestätigung nötig ist. Wenn die Bestätigungszeit T im Anschluß an den Zeitpunkt t 3 zum Zeitpunkt t 4 abgelaufen ist, liefert die Steuerung 22 ein Regel-Befehls-Signal S 1&min; auf den anlogen Schalter 24, wodurch dieser Schalter leitend wird. Dadurch ist die Regeleinheit 40 wirksam geschaltet. Fig. 3B zeigt die EIN/ AUS-Zustände des Regelsystems 40.
  • Die Steuerung 22 erkennt auf der Basis des Ausgangssignals der Verstärkungsregelungsstufe 23, daß der Verstärkungsfaktor der offenen Fokusregelschleife stetig durch die elektronische Verstärkungsregelung erhöht wird, wie dies in Fig. 3C anhand der Bezugsziffer 60 erkennbar ist, und einen vorgewählten Wert zum Zeitpunkt t 5 erreicht. Zu diesem Zeitpunkt liefert die Steuerung 22 ein "Such-Ende"-Befehlssignal S 2&min; an den analogen Schalter 38, worduch dieser Schalter 38 nicht leiten wird. Dadurch wird die Additionsspannung V 3 der Additionsstufe 30 an ihrer Weiterleitung zum Verstärker 26 des Regelsystems 40 gehindert. Dadurch wir die Funktion des Suchsystems zum Zeitpunkt t 5 beendet. In der beschriebenen Weise wird das Stellglied 12 a in die Regelschleife gezogen, woraufhin eine übliche Fokusregelung ausgeführt wird.
  • Während des Suchens und vor der Anwendung der Fokussierregelung wird die Such-Abtriebsspannung in eine Positionsänderung des Stellgliedes 12 a durch den Spannungsdetektor 28 gewandelt, auf die Steuerung 22 geleitet und von dieser überwacht. Es soll der Fall betrachtet werden, daß in dem Autofokussystem der Fig. 1 das Fokusfehlersignal 16 mit der Wellenform aus Fig. 4A nicht auf die Vergleicher 18 und 20 aus externen Gründen (z. B. Anormalität des optischen Systems) trotz der Tatsache geleitet wird, daß das Stellbild 12 a bewegt worden ist, so daß es die Position erreicht, in der es ausreichend in den Fokus-Fangbereich der Regelschleife gelangt ist. In diesem Fall stoppt die Steuerung 22 sofort die oben beschriebene Regelfunktion und stellt das Stellglied 12 a auf die Anfangsposition zurück. Dadurch wird die (nicht dargestellte) Objektivlinse des Aufnahmeteils, die mit dem Stellglied 12 a bewegt wird, wirksam an einer Kollision mit der Oberfläche der rotierenden Platte gehindert. Selbst in dem Fall, in dem das "zu nahe"-Signal nicht innerhalb der betrachteten Periode T nach dem Auftreten des "zu weit"-Signals 46 auftritt, erkennt die Steuerung 22, daß eine Anomalität in dem System aufgetreten ist, und stoppt die Suchfunktion des Stellgliedes 12 a und stellt diesen in ähnlicher Weise, wie eben beschrieben, auf den Anfangszustand zurück.
  • Das Autofokussiersystem entsprechend der vorliegenden Erfindung wird immer durch die Steuerung 22 überwacht, ob eine Störung in den wesentlichen Teilen des Systems auftritt. Das Auftreten einer Störung kann zuverlässig durch die Prüfung erkannt werden, ob das Fokusfehlersignal zu einer geeigneten Zeit erzeugt worden ist und/oder das "zu nahe"-Signal zusammen mit dem "zu weit"-Signal innerhalb der Periode T aus Fig. 3 erzeugt worden ist. Weiterhin ist die Annäherung des Stellgliedes 12 a (oder der Objektivlinse) an die rotierende optische Platte 10 erfindungsgemäß in zwei Stufen unterteilt. Unter der Kontrolle der Steuerung 22 wird die Annäherung dadurch durchgeführt, daß in einem ersten Schritt die Bewegung des Stellgliedes 12 a vorübergehend gestoppt wird, wenn es die "zu weit" -Position der Regelschleife erreicht hat und daß danach als zweiter Schritt das Stellglied 12 a von dieser Position auf die Platte 10 nur um eine konstante Annäherungslänge Δ L zubewegt wird, die in Abhängigkeit von der festen Spannung in dem Spannungsgenerator 34 bestimmt ist. Dadurch ist es möglich, das Auftreten einer Defokussierung, die bisher möglich war, und ferner von Funktionsstörungen zu verhindern, wie beispielsweise eine Kollision der Objektivlinse mit der Plattenoberfläche. Demgemäß ist die Positionskontrolle der Objektivlinse für die Fokussierung des Lichtflecks auf der lnformationsebene des Aufnahmeträgers in geeigneter Weise ausgeführt, wobei die Linse vorzugsweise und sicher in dem Fokus-Fangbereich der Regelschleife bewegt wird.
  • Es ist ohne weiters klar, daß die beschriebene Ausführungsform verschiedenen Änderungen und Modifikationen unterworfen werden kann, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.

Claims (9)

1. Autofokussystem mit einer Lichtquelle (12 a), die im wesentlichen senkrecht zu einer Informationsebene eines rotierenden optischen Informationsträgerkörpers (10), zum Beispiel einer optischen Platte, bewegbar ist und einen Lichtstrahl aussendet, der auf der Informationsebene einen Lichtpunkt bildet, mit einer Fokusregelung (40) zur Bewegung der Lichtquelle (12 a) so, daß die optische Distanz zwischen der Lichtquelle (12 a) und dem Informationsträgerkörper (10) innerhalb eines geeigneten Abstandsbereichs (R) liegt, wodurch eine Fokussierregelung des Lichtpunkts auf der Informationsebene des Informationsträgerkörpers (10) bewirkt wird, und mit einer Steuerung, die die Fokusregelung (14) unwirksam macht, wenn sich die Lichtquelle (12 a) dem Informationsträgerkörper (10) von außerhalb des Fokussierregelbereiches nähert, die Bewegung der Lichtquelle (12 a) stoppt, wenn die Lichtquelle eine erste Position erreicht hat, und anschließend die Fokusregelung (40) wirksam schaltet, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung die Annäherung der Lichtquelle (12 a) in einer ersten Position stoppt, die weiter von der Informationsebene des Informationsträgerkörpers (10) als die Fokusposition (P) liegt, und die die Lichtquelle (12 a) weiter von der genannten ersten Position um eine vorbestimmte Länge in eine zweite Position bewegt, die näher an der Informationsebene des Informationsträgerkörpers (10) liegt als die erste Position und daß die Steuerung die Fokusregelung (40) nach Erreichen der zweiten Position durch die Lichtquelle (12 a) wirksam schaltet.
2. Autofokussystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung einen ersten Spannungsgenerator (32) zur Erzeugung einer ersten Spannung in einer Stärke aufweist, die in Abhängigkeit von der Verschiebung der Lichtquelle (12 a) anwächst, und daß die Lichtquelle (12 a) sich dem Informationsträgerkörper (10) in Abhängigkeit von dem Anwachsen der ersten Spannung nähert.
3. Autofokussystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung weiterhin einen zweiten Spannungsgenerator (34) zur Erzeugung einer vorbestimmten festen zweiten Spannung, eine Additionsstufe (30), die mit dem ersten und zweiten Spannungsgenerator (32, 34) zur Addition der ersten und zweiten Spannung verbunden ist, und einen ersten Schalter (36) aufweist, der zwischen dem zweiten Spannungsgenerator (34) und der Additionsstufe (30) zur Steuerung der Weiterleitung der zweiten Spannung zu der Additionsstufe (30) vorgesehen ist.
4. Autofokussystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin Steuermittel (18, 20, 22) vorgesehen sind, die mit dem ersten Spannungsgenerator (32), dem ersten Schalter (36) und einem Antrieb verbunden sind, denen ein erstes Fokusfehlersignal zugeführt wird, das erzeugt wird, wenn die Lichtquelle (12 a) die erste Position erreicht, und die den ersten Spannungsgenerator (32) veranlassen, das Ansteigen der ersten Spannung zu stoppen und die letzte Spannungshöhe zu speichern, wodurch die Bewegung der Lichtquelle (12 a) gestoppt wird.
5. Autofokussystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß den Steuermitteln (18, 20, 22) ein zweites Fokusfehlersignal zugeführt wird, wenn die Lichtquelle (12 a) die zweite Position erreicht, daß die Steuermittel (18, 20, 22) prüfen, ob das zweite Fokusfehlersignal sowohl "zu weit"- als auch "zu nahe"-Daten enthalten, in Abhängigkeit davon, daß die Lichtquelle (12 a) sowohl den "zu weit"-Bereich als auch den "zu nahen"-Bereich in dem Fokusschleifenbereich aufgrund einer Oszillation der Oberfläche des Informationsträgerkörpers (10) schneidet und daß die Steuermittel (18, 20, 22) eine Weiterleitung der Ausgangsspannung der Additionsstufe (30) verhindern, wodurch die Lichtquelle (12 a) in der zweiten Position angehalten wird.
6. Autofokussystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (18, 20, 22) die Lichtquelle (12 a) in die Ausgangsstellung zurückkehren lassen, wenn die Steuermittel (18, 20, 22) in dem zweiten Fokusfehlersignal nicht sowohl "zu weit"- als auch "zu nahe"-Daten trotz der Tatsache, daß die Lichtquelle (12 a) die zweite Position erreicht hat, feststellen.
7. Autofokussystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel einen Mikroprozessor (22), einen ersten Vergleicher (18), dem das erste Fokusfehlersignal zugeführt wird und der das erste Fokusfehlersignal mit einer ersten vorgewählten Referenzspannung vergleicht, so daß das erste Fokusfehlersignal elektrisch der "zu weit" -Position entspricht, und einen zweiten Vergleicher (20) enthalten, dem ein zweites Fokusfehlersignal zugeführt wird und der das zweite Fokusfehlersignal mit einer zweiten vorgewählten Referenzspannung vergleicht, so daß das zweite Fokusfehlersignal elektrisch der "zu nahe"-Position entspricht.
8. Autofokussystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektronische Verstärkungsregelung (23) mit der Lichtquelle (12 a) und den Steuermitteln (18, 20, 22) verbunden ist und eine Ausgangsspannung erzeugen, auf deren Basis die Steuermittel (18, 20, 22) den ersten Spannungsgenerator (32) nicht wirksam schalten.
9. Autofokussystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (18, 20, 22) auf der Basis der Ausgangsspannung der elektronischen Verstärkungsregelung (23) erkennen, daß die Verstärkung der offenen Fokusregelschleife stetig anwächst und einen vorbestimmten Wert, der der ersten Position entspricht, annimmt.
DE3346113A 1982-12-23 1983-12-21 Autofokussystem Expired DE3346113C2 (de)

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