DE3401138A1

DE3401138A1 - Anordnung zum lesen eines optischen aufzeichnungstraegers

Info

Publication number: DE3401138A1
Application number: DE19843401138
Authority: DE
Inventors: Ronaldus Maria Eindhoven Aarts
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1983-01-27
Filing date: 1984-01-14
Publication date: 1984-08-02
Also published as: GB2134289B; GB8401706D0; FR2540272A1; GB2134289A; CA1213051A; BE898754A; FR2540272B1; JPS59144050A; US4613961A; NL8300291A

Description

PHN 10 559 "+~ 12.9.1983

Anordnung zum Lesen eines optischen Aufzeichnungsträgers

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Lesen eines optischen Aufzeichnungsträgers mit einem optischen System zum Projizieren eines Lesestrahlungsbündels als Abtastfleck auf dem Aufzeichnungsträger, mit einem Lesedetektor zum Detektieren der im Lesestrahlungsbündel nach der Beeinflussung durch den Aufzeichnungsträger vorhandenen Information, und mit einem Regelkreis zum Beeinflussen einer auf den Abtastfleck einwirkenden Regelgrösse, welcher Regelkreis einen Detektor zum Erzeugen eines Fehlersignals und eine ServosteueranOrdnung zum Regeln der Regelgrösse in Abhängigkeit von diesem Fehlersignal enthält.

Eine Leseanordnung für optische Aufzeichnungsträger muss im allgemeinen mit mehreren Servosystemen ausgerüstet sein, die auf den Abtastfleck einwirken. So wird beispielsweise in der US-PS 3 854 015, die sich auf eine derartige Anordnung bezieht, insbesondere das Servosystem erörtert, das die radiale Lage des Abtastflecks steuert, mit anderen Worten das Servosystem, das den Abtastfleck richtig auf der Spur positioniert hält. Neben diesem radialen Servosystem enthält eine derartige Leseanordnung weiter ein Fokusservosystem, das dafür sorgt, dass das Lesestrahlungsbündel auf die Informationsfläche des Aufzeichnungsträgers fokussiert bleibt. Mögliche Ausführungsformen derartiger Servoregelsysteme bei Anordnungen zum Lesen optischer Aufzeichnungsträger sind in der Literatur mit einer Vielzahl von Abwandlungen beschrieben.

In der Praxis hat es sich gezeigt, dass diese Servoregelsysteme störungsempfindlich sein können. Da beim Auftreten einer Störung in einem dieser Regelsysteme auch der Lesevorgang des Aufzeichnungsträgers gestört wird, ist dies sehr unerwünscht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Leseanordnung für optische Aufzeichnungsträger zu schaffen,

PHN 10 559 Sr- ■ 12.9.1983

bei der diese Störempfindlichkeit in den Servoregelsys teinen stark unterdrückt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch, gelöst, dass der Regelkreis einen Begrenzer enthält, der zwischen dem Detektor und der Servosteueranordnung zum Begrenzen von Störsignalspitzen in dem vom Detektor erzeugten Fehlersignal aufgenommen ist.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die genannten Störungen in den Servoregelsystemen im wesentli.chen durch kurzzeitige Spitzensignale infolge u.a. Dickenvariationen des Substrats, infolge Luftblasen in dem Substrat und Kratzer oder Staubpartikeln auf dem Substrat des Aufzeichnungsträgers verursacht werden. Indem erfindungsgemäss in ein derartiges Servoregelsystem ein Begrenzer aufgenommen wird, ist es möglich, den Einfluss dieser Störsignale zu unterdrücken. Die Begrenzungspegel dieses Begrenzers werden gerade aus dem normalen Bereich der Fehlersignale gebracht, wodurch die Störsignale, die diesen Bereich überschreiten, stark unterdrückt werden.

Da die kurzzeitigen Spitzerisignale viel höhere Frequenzen enthalten, ist die erfindungsgemässe Anordnung vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Detektor und dem Begrenzer ein Höhenanhebefilter aufgenommen ist. Hierdurch wird erreicht, dass die Störsignale vor dem Eintreffen beim Begrenzer mehr verstärkt werden als die normalen Fehlersignale, wodurch die Unterdrückung dieser Störsignale im Begrenzer wirksamer ist. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Begrenzer zumindest einen Stelleingang zum Einstellen der Begrenzungspegel in Abhängigkeit von einem Steuersignal an diesem Regeleingang besitzt, und dass der Stelleingang mit einem Amplitudendetektor zum Erzeugen des Steuersignals abhängig von der Amplitude des Fehlersignals verbunden ist. Durch diese Ausführungsforni wird erreicht, dass die Begrenzungspegel des Begrenzers automatisch an die Amplitude des Fehlersignals angepasst werden, wodurch unabhängig von dieser Amplitude eine wirksame Unterdrückung der Störsignale

PHN 10 559 3- 12.9.1983

erreicht wird. Durch die Zeitkonstante des Amplitudendetektors wirä foierieit eine adaptive Anpassung der Begrenzungspegel des Begrenzers erreicht.

Einige Ausfühi'ungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Anordnung zum Lesen eines optischen Aufzeichnungsträgers,

Fig. 2 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemässen Anordnung,

Fig. 3 die Spannungsformen an den verschiedenen Punkten der Schaltung, und

Fig. k eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemässen Anordnung.

In Fig. 1 ist schematisch eine Anordnung zum Lesen eines optischen Aufzeichnungsträgers 1 dargestellt. Die

' " 'Anordnung enthält eine Lichtquelle 10, die ein Lesestrahlungsbündel 3 ausstrahlt, das Über einen beweglichen Spiegel 7 und über ein optisches System 2 als ein Abtastfleck 4 auf den Aufzeichnungsträger 1 projiziert wird.

Es sei angenommen, dass der Aufzeichnungsträger das auffallende Strahlungsbündel zum gross ten Teil reflektiert. Das reflektierte Strahlungsbündel geht nochmals durch das optische System 2 und den bewegbaren Spiegel 7 und wird danach vom halbdurchlässigen Spiegel 6 zum Detektor 5 Bbgelenkt. Dieser Detektor 5 enthält zunächst einen Lesedetektor, der die im Strahlenbündel vorhandene Information detektiert und in ein elektrisches Signal umwandelt, das in einer Verarbeitungseinheit 18 weiter verarbeitet wird. Daneben enthält dieser Detektor 5 Detektionssysteme u.a.

der radialen Lage des Abtastflecks k in bezug auf die gewünschte Spur und die Fokussierung dieses Abtastflecks. Ausführungsformen der dazu geeigneten Detektionssysteme sind aus der Literatur genügend bekannt und brauchen daher hier keiner weiteren Erläuterung. Zur Veranschaulichung sei auf die US-Patentschrift 3 876 842 und 3 93k O8O verwiesen. In der Figur ist der Einfachheit halber nur angegeben, dass der Detektor 3 zwei Ausgänge 5a und 3b bositzt·, an denen ein radiailes .Fehl er signal bzw. Fokus-

PHN 10 559 ·4~ 12.9.1983

fehlersignal zur Verfügung gestellt werden. Das radiale Fehlersignal gelangt an eine Servosteueranordnung 8, mit der die Lage des Spiegels 7 geregelt wird. Das Fokusfehlersignal gelangt an eine Servosteueranordnung 9> mit der die Lage des optischen Systems 2 in bezug auf die Platte und damit die Fokussierung des Lesestrahlungsbündels geregelt wird. Erfindungsgemäss wird in einem oder beiden Regelkreisen zwischen dem Detektor 5 und der Servosteueranordnung 8 bzw. 9. ein Begrenzer 11 bzw. 11' aufgenommen.

Eine mögliche Ausführungsform dieses Begrenzers ist in Fig. 2 dargestellt. Zur Erläuterung ist hier nur der Begrenzer 11 weiter ausgearbeitet, der zwischen dem Ausgang 5a des Detektors 5 und dem Eingang der Servosteueranordnung 8 zum Regeln der Drehstellung des Spiegels 7 geschaltet ist, aber für den Begrenzer 11' nach Fig. 1 wäre selbstverständlich auch eine derartige Implementierung möglich. Die eigentliche Begrenzungsschaltung mit der Bezugsziffer 12 empfängt ihr Signal direkt oder über ein Höhenanhebefilter aus dem Detektor 5 und liefert dieses Signal nach der Begrenzung direkt oder über ein Tiefenanhebefilter 14 zur Servosteueranordnung 8. Die Begrenzungspegel sind derart gewählt, dass nur die Störimpuls.e begrenzt werden, aber nicht das Fehlersignal. Bei einem variablen Fehlersignal ist es vorteilhaft, die Begrenzungspegel anzupassen. Daher ist der Begrenzer 12 mit einem oder mehreren Regeleingängen I₁ und/oder I₂ versehen.

In Fig. 3 ist angegeben, wie die Spannungen an den verschiedenen Punkten der Schaltung nach Fig. 2 zeitlich schwanken, womit gleichfalls ein besseres Verständnis dieser Schaltung gewonnen werden kann. Wenn das Signal U. am Ausgang 5a des Detektors 5 eine Störung in Form eines kurzzeitigen kräftigen Amplitudenanstiegs aufweist, kann diese zu grosse Amplitude vom Begrenzer 12 begrenzt werden. Dazu hat dieser Begrenzer 12 Begrenzungspegel Uj₁ und U^, die gerade über den maximalen Amplituden des normalen Fehlersignals liegen, d.h. das Fehlersignal, das durch Spurabweichungen auftritt. Da die Amplituden des Fehlersignals in der Praxis ziemlich schwankend sind, ist es

PHN IO 559 $* 12.9.1983

vorteilhaft, zunächst das Fehlersignal mit der Störung selektiv in einem Höhenanhebefilter 13 zu verstärken. Hierin werden die kurzzeitigen Störimpulse mit viel hohen Frequenzen mehr verstärkt als die Fehlersignale mit niedrigen Frequenzen, wie an Hand des Ausgangssignals U des Filters 13 klar ersichtlich ist. Nach der Begrenzung sind die grossen Amplituden aus dem Signal verschwunden (siehe U„ in Fig. 3) und also auch die Störungen. Viii man eine mögliche geringe Deformation des ursprünglichen Fehlersignals U. entfernen und das restliche Fehlersignal weiter abschwächen, muss das Ausgangssignal U„ der begrenzenden Schaltung noch von einem Tiefenanhebefilter 14 gesteuert werden, dessen Durchlasskennlinie vorzugsweise komplementär zu der des Höhenanhebefiltez^s 13 sein muss, was das Signal U ergibt.

Den Begrenzungspegeln U und U könnte bei einer ziemlich konstanten Amlitude des Fehlersignals ein fester Wert gegeben werden. Bei grösseren Schwankungen in der mittleren Amplitude des Fehlersignals müssten die Begrenzungspegel ziemlich weit auseinanderliegen, um auch die kräftigsten Fehlersignale unbegrenzt durchlassen zu können, was bedeutet, dass bei schwachen Fehlersignalen die Störempfindlichkeit grosser wird. Dein lässt sich durch das Einstellbarmachen der Begrenzungspegel entgegenwirken, was in einer weiter verbesserten Form automatisch erfolgen kann, was dem Begrenzer einen adaptiven Charakter gibt.

In Fig. k ist ein derartiger adaptiver Begrenzer dargestellt. Er arbeitet wie folgt. Die Amplitude U des vom Detektor 5 erzeugten Fehlersignals U. wird vom Amplitudendetektor 15 bestimmt und eine Zeit T^- festgehalten. Da Störsignale eine sehr kurze Dauer haben, üben sie auf diesen Wert U₁ nahezu keinen Einfluss aus. In einer Summierungsschaltung 16 wird für eine gute Einstellung eine Spannung U_r zur Ausgangsspannung U₁ des Detektors addiert, womit dann ein erster Pegel, zum Beispiel U. = U₁ + U_, des Begrenzers festgelegt wird. Der andere Steuereingang des Begrenzers empfängt sein S Leuersignal über einen invertierenden Verstärker 17 auch vom Ausgang der Suinmie-

PHN 10.559 "6-* 13.9. 19 S3

rungs schaltung Ib, so dass U. = .-^ ( U . + U_). Beide Bogrenzungspegel U. und U, enthalten also eine Komponente U , die von der Amplitude des Fehlersignals abhängig ist, womit die Begrenzungspegel automatisch an die Amplitude des Fehlersignals angepasst werden. Die Geschwindigkeit dieser Anpassung wird von der Zeitkonstante Ύ festgelegt, während mit dem Verstärker 1? die beiden Begrenzungspegel asymmetrisch einstellbar sind. Dies bietet dem Vorteil, dass der Begrenzer sowohl an den niedrigsten als auch an den höchsten Wert des Fehlersignals angepasst werden kann. Insbesondere für die gleichstrom gekoppelten Systeme, wie z.B das genannte Servosteuersystem, ist die voneinander unabhängige Einstellbarkeit der Begrenzungspegel sehr wichtig, weil dabei sogar bis zu sehr niedrigen Frequenzen des Fehlersignals die Störausstattung wirksam bleibt.

Claims

PHN TO 559 ■*- 12.9.1983

Patentansprüche

(TT) Anordnung zum Lesen eines optischen Aufzeichungsträgers (i)> mit einem optischen System (2) zum Projizieren eines Lesestrahlungsbündels (3) als Abtastfleck (4) auf den Aufzeichnungsträger (i), mit einem Lesedetektor (5) zum Detektieren der im Lesestrahlungsbündel nach der Beeinflussung durch den Aufzeichnungsträger vorhandenen Information, und mit einem Regelkreis zum Regeln einer auf den Abtastfleck einwirkende Regelgrösse, welcher Regelkreis einen Detektor (5) zum Erzeugen eines Fehlersignals und eine Servosteueranordnung zum Beeinflussen der Regelgrösse in Abhängigkeit von diesem Fehlersignal enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelkreis einen Begrenzer (12) enthält, der zwischen dem Detektor (5) und der Servosteueranordnung (8, 9) aufgenommen ist, um Störsignalspitzen in dem vom Detektor (5) erzeugten Fehlersignal (U.) zu begrenzen.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Detektor und dem Begrenzer ein Höhenanhebefilter (13) aufgenommen ist.
3· Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Begrenzer zumindest einen Stelleingang (i., I„) zum Einstellen der Begrenzungspegel (U, , U₁) in Abhängigkeit von einem Steuersignal an diesem Stelleingang enthält, und dass der Stelleingang mit einem Amplitudendetektor (15) verbunden ist, der das Steuersignal in Abhängigkeit von der Amplitude des Fehlersignals erzeugt. k. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Begrenzer (12) einen ersten und einen zweiten Stelleingang (i., I„) zum getrennten Festlegen der beiden Begrenzungspegel in Abhängigkeit von einem ersten und einem zweiten Steuersignal enthält, dass die beiden Stelleingänge (I₁, I_r)) mit einem Amplitudendetektor (15) zum Erzeugen der Steuersignale in Abhängigkeit
PHN 10 559 «θ- 12.9.1 «83
von der Amplitude des Fehlersignals (U.) verbunden sind, und dass in die Verbindung zwischen dem Amplitudendetektor (15) und dem zweiten Stelleingang (ip) des Begrenzers ein Verstärker (17) aufgenommen ist. 5· Anordnung nach Anspruch 3 oder k, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ainplitudendetektor (15) und dem Begrenzer (12) eine Summierungsschaltung (16) zum Einstellen der Gleichspannungskomponente (U₁) im Ausgangssignal des Amplitudendetektors aufgenommen ist.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5> dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Begrenzer (12) und der Servosteueranordnung (8) ein Tiefenanhebefilter (i4) aufgenommen ist.