DE3443803C2 - Spurfehlersignalerzeuger - Google Patents

Spurfehlersignalerzeuger

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Abstract

Ein Spurfehlersignalerzeuger enthält erste, zweite und dritte Lichtsensoren zur Aufnahme von Lichtstrahlen, die von einem Aufzeichnungsträger reflektiert werden und die entsprechend erste, zweite und dritte Ausgangssignale erzeugen. Die Lichtstrahlen treffen auf den Aufzeichnungsträger auf einer Linie auf, die einen vorbestimmten Winkel mit einer Aufzeichnungsspur einschließt. Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird als Spurfehlersignal die Differenz zwischen ersten und zweiten Ausgangssignalen verwendet, wenn die Differenz zwischen dem ersten und dritten Ausgangssignal kleiner als Null ist, oder als Spurfehlersignal wird die Differenz zwischen dem zweiten und dritten Ausgangssignal verwendet, wenn die Differenz zwischen dem ersten und dritten Ausgangssignal größer als Null ist. Bei einer zweiten Ausführungsform wird, wenn die Differenz zwischen dem ersten und dem dritten Ausgangssignal innerhalb, unterhalb oder oberhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt, als Spurfehlersignal die Differenz zwischen ersten und dritten Ausgangssignalen bzw. ersten und zweiten Ausgangssignalen bzw. zweiten und dritten Ausgangssignalen verwendet.

Description

wobei β =e A <JM0 s B0ZMo ist, wenn A0, B0 und M0 die Werte für A, B ui\d M bei exakter Einstellung auf die Spurmitte sind,
und einen Ausgangssignalselektor (11, 12) der das erste und das zweite Differenzsignal empfängt und das Spurfehlersignal abgibt, das in seinem Wert dem ersten Differenzsignal A entspricht, wenn die Differenz zwischen dem ersten und dem dritten Ausgangssignal A — B kleiner als 0 ist, oder das in seinem Wert dem zweiten Differenzsignal Di entspricht, wenn die Differenz zwischen dem ersten und dem dritten Ausgangssignal A — B größer als 0 ist.
2. Spurfehlersignalerzeuger nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, gekennzeichnet durch
eine erste eine Differenz bildende Einrichtung (9) zum Erzeugen eines ersten Differenzsignals D] = A— ßMaus den ersten und zweiten Ausgangssignalen A und M,
eine zweite eine Differenz bildende Einrichtung (10) zum Erzeugen eines zweiten Differenzsignals Di = ßM—B aus den zweiten und dritten Ausgangssignalen Mund B,
wobei β a AoI Ma as So/Λ/ο ist, wenn Ao, Bo und Mo die Werte für A. B und M bei exakter Einstellung auf die Spurmitte sind,
eine dritte eine Differenz bildende Einrichtung (15) zum Erzeugen eines dritten Differenzsignals Di = Α — ß aus den ersten und dritten Ausgangssignalen A und B,
und einen Ausgangssignalselektor (13, 14), der die drei Differenzsignale empfängt und das Spurfehlersignal abgibt, das in seinem Wert dem ersten Differenzsignal D\ entspricht, wenn die Differenz zwischen dem ersten und dem dritten Ausgangssignal
A—B kleiner als —λ ist, und das in seinem Wert dem zweiten Differenzsignal D2 entspricht, wenn die Differenz zwischen dem ersten und dem dritten Ausgangssignal A-B größer als λ ist, bzw. das in seinem Wert dem dritten Differenzsignal Di entspricht, wenn der Betrag der Differenz zwischen dem ersten und dem dritten Ausgangssignal A—B kleiner als λ ist,
wobei λ eine vorbestimmte, einen Toleranzbereich angebende Konstante ist
3. Spurfehlersignalerzeuger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die ersten und zweiten Differenzen bildenden Einrichtungen erste und zweite Differenzverstärker (9,10) sind.
4. Spurfehlersignalerzeuger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verstärker (8) zum Verstärken des zweiten Ausgangssignals (M) und zum Zuführen des verstärkten Signals (ßM) zu jedem der ersten und zweiten Differenzverstärker (9, 10) vorgesehen ist
5. Spurfehlersignalerzeuger nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet daß der Selektor ein Schalter (13) ist der einen ersten Eingang zum Entgegennehmen des ersten Differenzsignals (A—ßM), einen zweiten Eingang zum Entgegennehmen des zweiten Differenzsignals (ßM—B), einen Auswahlsignaleingang zum Entgegennehmen eines Auswahlsignals und einen Ausgang zum Abgeben des Spurfehlersignals aufweist, und daß sie weiterhin einen Komparator (12) enthält, der das erste und das dritte Ausgangssignal (A, B) entgegennimmt und das Auswahlsignal zur Steuerung des Schalters (13) erzeugt.
6. Spurfehlersignalerzeuger nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 3 und 4 in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die dritte Differenz bildende Einrichtung ein Differenzverstärker (15) ist
7. Spurfehlersignalerzeuger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangssignalselektor ein Schalter (13) ist, der einen ersten Eingang zur Aufnahme des ersten Differenzsignals D\, einen zweiten Eingang zur Aufnahme des zweiten Differenzsignals E>2, einen dritten Eingang zur Aufnahme des dritten Differenzsignals Dj, einen Auswahlsignaleingang zur Aufnahme eines Auswahlsignals und einen Ausgang zur Ausgabe des Spurfehlersignals aufweist, und daß ein Komparator (14) vorgesehen ist, der das dritte Differenzsignal Di entgegennimmt und das Auswahlsignal erzeugt, um den Schalter (13) zu veranlassen, das Spurfehlersignal auf das dritte Differenzsignal Di, das erste Differenzsignal D\ oder das zweite Differenzsignal Di zu schalten, je nachdem, ob die Differenz zwischen ersten und dritten Ausgangssignalen innerhalb, unterhalb oder oberhalb des vorbestimmten Bereiches a liegt
Die Erfindung bezieht sich auf einen Spurfehlcrsignalerzeuger nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. 2. Ein solcher Spurfehlersignalgenerator ist aus der DE-OS 33 01 702 bekannt. Er dient beim Abtasten von plattenförmigen Aufzeichnungsträgern zur Er-
zeugung eines Servosignals für die Spurnachführung des Abtasters.
Der bekannte Spurfehlersignalerzeuger stellt eine Weiterentwicklung eines solchen nach dem sogenannten Dreistrahlverfahren arbeitenden Spurfehlersignalerzeugers dar, wie er schematisch in F i g. 1 dargestellt ist. Bei diesem werden zwei Lichtstrahlen 1 und 3 so gegen die Platte gerichtet, daß sie ein Paar Spurverfolgungsstrahlen bilden, die symmetrisch zu einem Hauptstrahl 2 auf einer Linie angeordnet sind, die mit einer Aufzeichnungsspur To, die auf der Platte verfolgt werden soll, einen vorbestimmten Winkel einschließt Die von der Platte reflektierten oder durchgelassenen Lichtstrahlen des genannten Strahlenpaares werden von einem Paar entsprechender Lichtsensoren 4 und 5 aufge- is nommen. Der Unterschied zwischen den entsprechenden Ausgangssignalen A und B der Lichtsensoren 4 und 5 wird mittels eines Differenzverstärkers 6 ermittelt Diese Differenzausgangsspannung, d. h. A—B, wird als Spurfehlersignal verwendet.
7*t und Ti sind .Aufzeichnungsspuren, die der Aufnahme-Zielspur To beiderseits benachbart sind Die Spurteilung beträgt T, so daß die Distanz zwischen dem Hauptstrahl 2 und jedem der Spurverfolgungsstrahlen 1 und 3, senkrecht zu den Spuren gemessen, T/4 ist
Das Signaldiagramm nach F i g. 2 zeigt die Veränderung im Zustand der Signale A und B und des Differenz-Signals A-B in Bezug auf einen Versatz des Hauptstrahlers 2 in einer Richtung senkrecht zu den Spuren bei der Vorrichtung nach Fig. 1. Da innerhalb eines Bereiches von ± 774 des Versatzes des Hauptstrahles 2 gegenüber der Zielspur To in einer Richtung senkrecht zu den Spuren ein im wesentlichen linearer Zusammenhang zwischen dem Versatz und den Ausgangssignalen erzielbar ist, kann das Ausgangssignal A-B des Differenzverstärkers 6 als Spurfehlersigna! verwendet werden.
Im Falle, wo die Spurteilung nicht fest ist, wenn sie beispielsweise kleiner ist, dann kann nach dem vorgenannten Verfahren ein ausreichendes Spurfehlersignal nicht erzeugt werden. Wenn beispielsweise die Spurteilung zur rechts von T0 gelegenen Spur 71 klein ist, dann verändert sich die Signalcharakteristik, wie es in F i g. 3 dargestellt ist. Das Lichtmengenverhalten des Spurverfolgungsstrahles 1 nahe der Spur 71 nimmt innerhalb des Versatzbereiches ± 774 in der rechten Richtung (R) einen Maximalwert an, wie durch die Linie A in F i g. 3 gezeigt ist, und nimmt für einen weiter nach rechts gelegenen Versatz ab. Daraus entsteht als Nachteil, daß das Spurfehlersignal A — B für einen nach rechts gerichteten Versatz des Hauptstrahles 2 abnorm wird. Ein solches nachteiilges Phänomen tritt in gleicher Weise auch auf, wenn die Spurteilung zur linken Seite der Zielspur T0 klein gegenüber der Zielspur 7o ist.
Die F i g. 4 und 5 zeigen den entsprechenden Verlauf der Signale A und B in Abhängigkeit eines Spurversatzes und des Differenzsignals A — B, wenn die Distanz zwischen dem Hauptstrahl 2 und jedem der Spurverfolgungsstrahlen 1 und 3 in Richtung senkrecht zu den Spuren kleiner oder größer als 774 ist. In beiden Fällen zeigt das Spurfehlersignal A — B ebenfalls einen im wesentlichen linearen Verlauf innerhalb des Versatzbereiches ± 774. Es ist jedoch notwendig, einen linearen Zusammenhang zwischen dem Spurfehlersignal und dem Versatz auch 'r. einem über ± T/4 hinausgehenden Be- b5 reich zu erzielen.
Bei der aus der Cr.-OS3J01 702 bekannten Anordnung wird für die Erzeugung des Spurfehlersignals zusätzlich das von dem Lichtsensor gelieferte Signa! herangezogen, der zwischen dem vorerwähnten Lichtsensorpaar liegt Die von dem Lichtsensorpaar geliefe-ten Signale werden in einer Differenzstufe voneinander abgezogen und parallel dazu in einer Addierstufe zueinander addiert. Das Signal von dem in der Mitte liegenden Lichtsensor gelangt an einen Verstärker mit einstellbarer Verstärkung und das von ihm gelieferte Ausgangssignal wird anschließend von dem vorerwähnten Summensignal abgezogen, wonach das gewonnene Unterschiedssignal abermals mit Hilfe eines Verstärkers verstärkt wird. Dieses verstärkte Signal und das Ausgangssignal der Differenzstufe gelangen an eine Teilerstufe, die einem Ausgangsanschluß das Spurfehlersignal liefert Die Teilerstufe enthält einen Verstärker mit einem Rückkopplungskreis, der mit einem Multiplizierer ausgerüstet ist, der von dem vorerwähnten verstärkten Unterschiedssignal angesteuert wird. Mit dieser Anordnung wird erreicht, daß das Spurfehlersignal weitgehend von Schwankungen in den Plattenparametern, in der Intensität der Strahlungsbünü;i, mit denen die Signale erzeugt werden, und von Fokus.'ehlem unabhängig ist
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spurfehlersignalerzeuger der eingangs genannten Art anzuheben, der ein Spurfehlersignal erzeugt das in einem breiten Bereich linear vom Spurversatz abhängt, auch wenn die Spurteilung klein ist.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Eine weitere, im Rahmen desselben Konzeptes liegende Lösung wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 2 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei der Erfindung sind zu beiden Seiten eines Hauptstrahles zwei Spurverfolgungsstrahlen angeordnet, die den Hauptstrahl zwischen sich einschließen und mit diesem zusammen auf einer Linie liegen, die einen vorbestimmten Winkel mit einer Aufzeichnungsspui auf dem Aufzeichnungsträger einnimmt. Die Differenz zwischen einem Lichtsensor-Ausgangssignal eines Spurverfolgungsstrahls, der näher an einer Zielspur liegt, die verfolgt werden soll, und vom Hauptstrahl wird bestimmt und wird als ein Spurfehiersignal verwendet Die Erfindung schafft somit einen genau arbeitenden Snurfehlersignalerzeuger, der ein Spurfehlersignal erzeugt, das über einen breiten Bereich von Abweichungen von einer Zielspur linear von der Abweichung abhängt. Der Spurfehlersignalerzeuger ist somit in der Lage, auch bei unterschiedlichen Spurteilungen betriebssicher zu arbeiten.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf den Stand der Technik unter Zuhilfenahme der Zeichnungen näher erläutert werden.
Es zeigt
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines üblichen Spurfehlersignalerzeugers,
Fi g. 2 bis 5 j:gnaldiagramine,die das Betriebsverhalten der Vorrichtung nach F i g. 1 zeigen,
F i g. 6 ein Bloekdiagrarnm eines Spurfehlersignalerzeugers nach der vorliegenden Erfindung,
F i g. 7 bis 9 Signaldiagramme, die das Betriebsverhalten der Vorrichtung nach F i g. 6 zeigen, und
Fig. 10 ein B'.ockdiagxamm einer anderen Ausführungsform eines Spurfehlersignalerzeugers nach der vorliegenden Erfindung.
F i g. 6 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungs-
form des Spurfehlersignalerzeugers nach der vorliegenden Erfindung und dieselben Teile, wie jene, die in Fig. 1 dargestellt sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen, die bereits in Fig. 1 verwendet worden sind. Zusätzlich zu den Lichtsensoren 4 und 5 für ein Paar Spurverfolgungsstrahlen 1 und 3 ist ein Lichtsensor 7 für den Hauptstrahl 2 vorgesehen. Ein Ausgangssignal M des Lichtsensors 7 wird einem Verstärker 8 zugeführt, der einen Verstärkungsfaktor β aufweist. Ein Ausgangssignal/Aides Verstärkers 8 ist dem einen Eingang von zwei Differenzverstärkern 9 und 10 zugeführt, während die Ausgangssignale A und ßder Lichtsensoren 4 und 5 entsprechend an die anderen Eingänge der Verstärker 9 und 10 gelegt sind.
Man erhält auf diese Weise Differenzausgangssignale D, = A-ßM und D2 = ßM-B an den Verstärkern 9 und 10, und eines dieser Differenzsignale wird von einem Analogschalter ausgewählt, um ein Spurfehlersigia! zu erhalten.
Für die Auswahlsteuerung des Analogschalters 11 ist ein Komparator 12 vorgesehen, der die Pegel der Ausgangssignale A und ßder Lichtsensoren 4 und 5 miteinander vergleicht. Das Ausgangssignal des !Comparators wird als Schaltsteuersignal verwendet. Das heißt, der Analogschalter 11 ist so eingerichtet, daß er selektiv das Ausgangssignal D\ = A—ßMats Differenzverstärkers
9 bereitstellt, wenn A — B < 0 oder das Ausgangssignal D2 = ßM—B des Differenzverstärkers 10 bereitstellt, wenn Λ — B > 0.
Wenn der Hauptstrahl 2 korrekt in der Zielspur 7"o positioniert ist, wie in Fig. 7a gezeigt, dann sind die Ausgangssignsie A und ß, die mit Hilfe der Spurverfolgungsstrahlen 1 und 3 erzeugt werden, gleich groß, so daß A — B — 0 und das Spurfehlersignal 0 ist. Wenn der Hauptstrahl 2 sich relativ zur Zielspur 7ö nach rechts in Richtung senkrecht zur Zielspur T verschiebt, wie F i g. 7b zeigt, dann wird der Spurverfolgungsstrahl 1 von einem Spiegelflächenabschnitt zwischen den Spuren To und Γι gefangen und das Ausgangssignal A des Lichtsensors 4 steigt an. Gleichzeitig wird der Spurverfolgungsstrahl 3 auf der Spur T0 gefangen und das Ausgangssignal ßdes Lichtsensors 5 nimmt ab. Da dementsprechend A — B > 0 erzeugt der Analogschalter 11 das Ausgangssignal D2 = ßM—B des Differenzverstärkers
10 als Fehlersignal.
Die Verstärkung β des Verstärkers 8 ist so gewählt, daß ßM = T0 in der normalen Position nach F i g. 7a, d. h. wenn die Ausgangssignale A und ßder Spurverfolgungsstrahlen 1 und 3 einander gleich groß sind, so daß gilt A = B = To. wobei dann M das Lichtaufnahme-Ausgangssigna! vom Hauptstrahl 2 repräsentiert
Wenn der Hauptstrahl 2 sich gegenüber der Zielspur To in Richtung senkrecht zur Zielspur To nach links verschiebt, wie F i g. 7c zeigt, dann wird die Differenz A — B kleiner als 0, d. h. A — B < 0 und der Analogschalter 11 erzeugt das Ausgangssigna! D1 — A—ßM des Differenzverstärkers 9 als ein Feh'ersignal.
F i g. 8 zeigt die Charakteristik der Signalveränderungen zu verschiedenen Zeiten in Bezug auf einen Versatz des Hauptstrahles 2 in der Richtung senkrecht zur Spur, wie man sie in der obenerwähnten Weise erhält Wie dargestellt ergibt sich ein linearer Zusammenhang zwischen dem Spurfehler und dem Spurfehlersignal in einem Fehlerbereich von ± T/Z
F i g. 9 zeigt Änderungen der Kurvenform der Signale an den verschiedenen Teilen der Schaltung nach F i g. 6 im Falle, wo die Spurteilung der rechten Spur 7Ί gegenüber der Zielspur To klein ist und dem Beispiel nach F i g. 3, anhand der der Stand der Technik erläutert worden ist, entspricht. Man sieht, daß gemäß der vorliegenden Erfindung ein exaktes Spurfehlersignal über einen weiten Versatzbereich erhalten werden kann, der beispielsweise ± 7/2 beträgt, selbst wenn die Spurteilung klein wird. Die entsprechende Charakteristik nach den F i g. 8 und 9 erhält man nicht nur im Fall, wo die Distanz zwischen dem Hauptstrahl und jedem der Spurverfol· gungsstrahlen in Richtung senkrecht zur Spur in der Größe T/A gewählt ist, sondern auch in anderen Fällen.
Fig. 10 zeigt ein Blockdiagramm einer zweiten Lösung der gestellten Aufgabe. Gleiche Elemente, wie in F i g. 6 verwendet, sind wieder mit entsprechenden Bezugszeichen wie in F i g. 6 verwendet, bezeichnet. Als Analogschalter 13 dieser Lösungsform wird ein Schalter mit drei Eingängen und einem Ausgang verwendet. Das heißt, im Schalter 13 ist ein dritter Eingang zur Aufnahme von Dj = A — B zusätzlich zu den beiden Eingängen für £>· = A—ßM und D? = ßM—B vorgesehen. Ein Differenzverstärker 15 ist vorgesehen, um die Differenz zwischen den Ausgangssignalen A und ßder Sensoren 4 und 5 zu erzeugen.
Für die Auswahlsteuerung des Analogschalters 13 ist ein Komparator 14 vorgesehen, an welchem das Ausgangssignal D3 = A — ßdes Differenzverstärkers 15 anliegt. Der Komparator 14 erzeugt ein erstes Steuersignal, wenn |Λ—β| < λ (wobei λ eine negative Konstante ist>, und der Schalter 13 wählt das Ausgangssignal -4 —ßdes Differenzverstärkers 15 in Abhängigkeit von dem ersten Steuersignal. Wenn A — B < —« dann erzeugt der Komparator 14 ein zweites Steuersignal und der Schalter 13 wählt den Ausgang Di = A-ßM des Differenzverstärkers 9 in Abhängigkeit von dem zweiten Steuersignal. Wenn A-B > —ac, dann erzeugt der Komparator 14 ein drittes Steuersignal und der Schalter 13 wählt den Ausgang D2 = ßM—B des Differenzverstärkers 10 als Folge des dritten Steuersignals.
Da das Signal D3 = A—B einen linearen Zusammenhang mit dem Versatz des Hauptstrahles hat, wenn der Absolutwert \A — B\ innerhalb eines kleinen Bereiches tx liegt, dann wird eine Signalkomponente D$ = A — ßals Spurfehlersignal innerhalb dieses Bereiches in einer Weise ähnlich dem Stand der Technik benutzt Im normalen Betrieb ist der Fehler innerhalb dieses Bereiches λ klein und es ist ausreichend, die Signalkomponente /4 —ßzu verwenden. Im Falle, wenn A — B < — «oder A—B> oc über den Bereich ±772, dann wird Di = A—ßM oder D2 = ßM—B entsprechend ausgewählt, um den linearen Zusammenhangsbereich des Spurfehlersignals in dem Beispiel nach F i g. 6 auszuweiten. Es wird daher A~ B in einem N0rmalzust2.il, ähnlich der Ausführungsform nach Fig.6 abgeleitet, und der Analogschalter 10 schaltet nicht, so daß Schaltstörungen vermieden werden können.
Obgleich eine Pegeleinstellung mit Hilfe des Verstärkers 8 in Bezug auf das Ausgangssignal M des Hauptstrahles in der beschriebenen Ausführungsform durchgeführt wird, kann eine ähnliche Wirkung auch in dem Falle erhalten werden, wo die Pegeleinstellung mit Hilfe eines Verstärkers durchgeführt wird, der einen Verstärkungsfaktor β = MoTo hat und für jedes der Signale A und ß verwendet ist die von den Spurstrahlen abgeleitet sind. Die Anordnung, wie oben beschrieben, kann nicht nur für Wiedergabegeräte verwendet werden, sondern auch für Aufnahmegeräte.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Spurfehlersignalerzeuger, enthaltend Einrichtungen zum Erzeugen erster, zweiter und dritter Lichtstrahlen auf einer Linie, die eine Aufzeichnungsspur auf einem Aufzeichnungsträger unter einem vorgegebenen Winkel schneidet, wobei der zweite Lichtstrahl zwischen den ersten und dritten Lichtstrahlen auf der Linie liegt, erste, zweite und dritte Lichtsensoren zum Aufnehmen erster, zweiter und dritter Lichtstrahlen, die von dem Aufzeichnungsträger reflektiert oder durchgelassen sinä, und die erste, zweite und dritte Ausgangssignale abgeben, deren Größen von den aufgenommenen Lichtintensitäten abhängen, und eine ein Spurfehlersignal erzeugende Einrichtung, welche unter Verwendung von Differenzen aus den Ausgangssignalen ein Spurfehlersignal erzeugt wobei das zweite Ausgangssignal zumir/iest bereichsweise zur Bildung der Differenz herangezogen wird, gekennzeichnet durch
eine erste eine Differenz bildende Einrichtung (9) zum Erzeugen eines ersten Differenzsignals D\ = Α— /?Λί aus den ersten und zweiten Ausgangssignalen A und M,
eine zweite eine Differenz bildende Einrichtung (10) zum Erzeugen eines zweiten Differenzsignals £>2 = ßM—B aus den zweiten und dritten Ausgangssignalen M und B,
DE3443803A 1983-12-01 1984-11-30 Spurfehlersignalerzeuger Expired DE3443803C2 (de)

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