DE3447137C2

DE3447137C2 -

Info

Publication number: DE3447137C2
Application number: DE3447137A
Authority: DE
Inventors: Hiroo Tokio/Tokyo Jp Okada; Jun Nagano Jp Sakashita; Ken Tokio/Tokyo Jp Oshima
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1983-12-28
Filing date: 1984-12-22
Publication date: 1989-06-29
Also published as: US4718051A; DE3447137A1; JPS60143442A

Description

Die Erfindung betrifft ein Strahl-Spurfolgesystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine optische Datenaufzeichnungs- und/oder Wiederauffind speichereinrichtung, die einen Laserstrahl und eine bestrahl te optische Speicherscheibe verwendet, ist beispielsweise als Laserspeichervorrichtung oder als magnetisch-optische Spei chervorrichtung bekannt.

Bei einer optischen Speichereinrichtung der vorstehend ge nannten Art werden die Informationsdaten genau auf einer zuvor bestimmten Spur der optischen Speicherscheibe ge speichert und mittels eines Laserstrahl-Spurfolgesystems von dieser wieder abgenommen.

Diese optische Speichereinrichtung weist im allgemeinen eine Exzentrizität von mehreren zehn Mikron auf der Spur auf, wenn die optische Speicherplatte rotiert, und zwar einerseits wegen der Exzentrizität der Scheibe selbst und andererseits wegen der sich drehenden Achse des Antriebs motors der Scheibe.

Unter der vorstehend erwähnten Bedingung wird die Objektiv linse im allgemeinen vom mechanischen Zentrum des die Linse tragenden Aufnehmers wegbewegt, wenn ein einfaches Linsen führungssystem für die Einrichtung verwendet wird. Dies ver schiebt auch das elektrische Führungssignal entsprechend der optischen Verschiebung, und diese optische Verschiebung be wirkt, daß die Strahlführung in der Position außerhalb der Spur von dem Pegel der Signalverschiebung abhängt.

Um eine genaue Spurverfolgung zu erreichen, ist es bereits bekannt, die Spur folgeeinstellung für die eine optische Vorrichtung anders zu wählen als die Spurfolgeeinstellung für den Träger dieser optischen Vorrichtung (Philips Technische Rundschau, 33. Jahrgg., 1973/74, Nr. 7, S. 189 bis 192 und 198 bis 205). Hierbei sind ein erster Regelkreis für das kontinuierliche langsame Ver folgen der Spur-Spirale und ein zweiter Regelkreis für das schnelle Zentrie ren auf der Spur vorgesehen. Der erste Regelkreis dient zur Steuerung eines Schlittens, der auf zwei Schienen verschoben werden kann und der das gesamte optische System trägt, während der zweite Regelkreis einen Kippspiegel steuert, der sich hinter dem Objektiv im Lichtweg befindet und der einen Laserstrahl exakt auf die Spur zentrieren soll. Nachteilig ist hierbei allerdings, daß es bei einer ungeeigneten Zeitsteuerung für die Objektivrege lung und die Trägerregelung schwierig ist, den Strahl schnell von einer außer halb der Spur liegenden Position auf die Spur zu bringen, weil sich Objektiv und Träger gleichzeitig bewegen. Anders ausgedrückt: Nicht nur die Objektiv linse kann nicht die nächste Spur für die Strahlauftreffposition aufsuchen, wenn das Führungssystem gerade auf der Spur führt, sondern dieses Führungs system kann oft auch unter verschiedenen anderen Bedingungen nicht als feste Servoregelung arbeiten.

Es ist weiterhin eine optische Laservorrichtung zum Auslesen eines scheiben förmigen Aufzeichnungsträgers bekannt, bei der zwischen einer Grob- und einer Feinsuche unterschieden wird (DE 29 41 792 A1). Hierbei dient die Ansteuerung der Antriebsvorrichtung des Stellglieds als schnelle Grobregelung, wodurch der Abtastfleck des Laserstrahls bis in die Nähe des die gewünschte Informationseinheit enthaltenden Spurumfangs gebracht wird, während die An steuerung der Ablenkvorrichtung als Feinregelung wirkt, die den Abtastfleck exakt auf dem richtigen Spurumfang positioniert. Es wird also zunächst mittels der Grobspurfolgeeinrichtung in die Nähe der gewünschten Spur positioniert und danach die Feinspurregelung betätigt. Allerdings setzt die Feinregelung nicht erst dann ein, wenn die Grobregelung beendet ist, sondern innerhalb eines bestimmten Zeitbereichs überlappen sich beide Regelungsarten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zweistufiges Strahl-Spurfolgesystem für eine optische Speichervorrichtung zu schaffen, bei dem die Objektivlinse und der Träger dieser Linse die gewünschte Spur aufgrund eines Führungs signals finden können und bei dem die Führung sehr schnell von einem Zustand außerhalb der Spur in einen Zustand in oder auf der Spur geändert werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der Patentansprüche 1 oder 2 gelöst.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß auf grund des Spurfolgesignals die Linse und ihr Träger sehr sanft von einer Position außerhalb der Spur in eine Position auf der Spur geführt werden kön nen. Beispielsweise wird ein Steuerungssignal, das dem Träger zugeführt wird, gegenüber einem Steuersignal, mit dem die Linsenführung beaufschlagt wird, zeitlich verzögert. Dies bedeutet, daß sich zuerst die Linsenführung bewegt und erst etwas später der Träger, dann aber beide, d. h. die Linsenführung wird nach dem Start des Trägers nicht abgestoppt. Mit dieser Verzögerung, die etwa ¹/₄-Umdrehung des Speichers entspricht, wird erreicht, daß der Träger während dieser Zeit der Spur nicht folgen kann, wohingegen die Linse dieser Spur folgen kann. Statt einer zeitlichen Verzögerung der Signale zu einander ist es auch möglich, das eine Signal zunächst mit sehr kleinen Amplituden und dann mit größeren Amplituden bereitzustellen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Strahlführungssystem für die Anwendung bei einer optischen Speichervorrichtung mit einem scheibenförmigen Speichermedium;

Fig. 2 ein Blockschaltbild, welches ein erfindungsgemäßes Strahlführungssystem darstellt;

Fig. 3 mehrere Kurvendarstellungen zur Erläuterung der Wirkungsweise der Erfindung;

Fig. 4 einen Querschnitt, der den für die Erläuterung der Wirkungsweise der Erfindung wichtigsten Teil zeigt;

Fig. 5 ein Blockschaltbild, welches ein erfindungsgemäßes Strahlführungssystem zeigt;

Fig. 6 mehrere Kurvendarstellungen für die Erläuterung der Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 mehrere Kurvendarstellungen für die Erläuterung der Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung.

Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbei spielen der Erfindung ist eine rotierende optische Speicher platte oder -scheibe 2 vorgesehen, auf der sich eine In formationsspur 3, beispielsweise in Form einer Vertiefung, befindet. Diese Speicherplatte 2 befindet sich auf einem (nicht dargestellten) Plattenteller, der mit der Antriebs achse des Motors 1 verbunden ist. Ein Laserstrahl 4, der von einem Aufnehmer 5 erzeugt wird, strahlt auf die Spur 3. Dieser Strahl wird auf der Spur aufgrund des erkannten Lichtsignals des reflektierten Lichts 4, geführt, und die Informationsdaten werden auf der Platte 2 gespeichert oder von der Platte 2 abgegriffen. Der Aufnehmer 5 ist an einer Tragevorrichtung befestigt, beispielsweise an dem Träger 6, und er wird mittels eines Antriebs 19 radial zur Platte be wegt. Der Aufnehmer 5 enthält einen Laser 7, der einen Laserstrahl 4 erzeugt, sowie einen Strahlteiler 8, ein optisches System mit der Objektivlinse 9, einen das Führungs signal erzeugenden Detektor 12 und einen Antrieb 13, durch den die Objektivlinse 9 bewegt wird.

Die Ausgangssignale des Detektors 12 werden mittels einer Signalverarbeitungsschaltung 14, die das Führungssignal 11 erzeugt, addiert oder subtrahiert. Dieses Führungssignal 11 wird zusammen mit dem Linsenführungsbefehlssignal 20, das von der Zeitregelung 22 für den Antrieb der Objektivlinse 9 erzeugt wird, auf eine Phasenkompensationsschaltung 15 ge geben. Das Ausgangssignal dieser Phasenkompensationsschaltung 15, das von dem Linsenführungsbefehlssignal 20 gefordert wird, wird durch einen Treiber 16 verstärkt und auf den An trieb 13 der Objektivlinse gegeben, wobei die Lage dieser Objektivlinse 9 gesteuert wird.

Andererseits wird das Führungssignal 11 gleichzeitig auf die Phasenkompensationsschaltung 17 gegeben, und zwar zu sammen mit dem Trägerführungsbefehlssignal 21, das von dem Zeitregler 22 des Trägerantriebs 6 erzeugt wird. Das Aus gangssignal der Phasenkompensationsschaltung 17, das von dem Trägerführungsbefehlssignal 21 aufgefordert wird, wird durch den Treiber 18 verstärkt und auf den Trägeran trieb 19 gegeben, wobei die Position des Trägers der Spur bei geregelter Spurführung folgt.

Wie die Fig. 3 zeigt, wird das Trägerführungsbefehlssignal 21 um eine gewünschte Zeit T ₁ 51 gegenüber dem Linsen führungsbefehlssignal 20 verzögert. Diese Verzögerungs zeit T ₁ 51 wird durch die Servosystemeigenschaften des zweistufigen Führungsservosystems bestimmt. Beispiels weise findet man als eine bevorzugte Verzögerungszeit T ₁ eine Zeit von mehr als 0,2 Millisekunden und weniger als die Zeit, die benötigt wird, um ein Viertel der Platten zu drehen. Mit anderen Worten wird eine vorteilhafte Strahl führung dann ermöglicht, wenn die Objektivlinse 9 die nächste Spur 3 b der Strahlauftreffposition 2 a finden kann, d. h. zu dem Zeitpunkt, wenn das Führungssystem in der Spur führt, wie in der Fig. 4 gezeigt. Bei dem vorliegenden Beispiel dauert es längstens 1 Millisekunde, um den Strahl 4 von der mittleren Position zwischen einer Spur 3 a und einer Spur 3 b auf das Zentrum der Spur 3 b zu ver schieben. In diesem Fall wird 1 Millisekunde vorzugsweise für die Verzögerungszeit T ₁ bestimmt.

Der Grund weshalb die maximale Verzögerungszeit T ₁ durch die erforderlichen Zeiten für ein Viertel der Platten fläche erforderlich ist, besteht in folgendem: Da der Träger der Spur 3 während der Verzögerungszeit T ₁ nicht folgen kann, kann nur die Objektivlinse der Spur folgen. Weil aber die Verstärkung der Phasenkompensationsschaltung 15 für die Objektivlinse im unteren Frequenzband gering ist, kann die Objektivlinse überdies wegen einer Exzentri zität vor mehreren zehn Mikron nicht die Spurfolge in einer vom mechanischen Zentrum des Aufnehmers abliegenden Position unterstützen.

In der Fig. 4 ist beispielsweise eine Spurbreite 52 von 0,7 µm und ein Spurabstand 53 von 1,6 µm dargestellt. Die bevorzugte Verzögerungszeit T ₁ kann von einer Verzögerungs schaltung geliefert werden, die an dem Zeitregler 22 vorge sehen ist, der in der Fig. 2 dargestellt ist.

Die Fig. 5 und 6 zeigen ein anderes Ausführungsbei spiel.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden das Linsenführungs befehlssignal 20 und das Trägerführungsbefehlssignal 21 zur selben Zeit vom Zeitregler 22 auf die Phasenkompensations schaltungen 15, 17 gegeben. Gleichzeitig gibt der Zeitregler 22 außerdem ein Verstärkungssignal 23 für eine bestimmte Zeit T ₂ (54 in Fig. 6) auf die Phasenkompensationsschaltung 17, wodurch zumindest im unteren Frequenzband die Verstär kung der Phasenkompensationsschaltung 17 verringert wird. Das Führungssystem, das in der Fig. 5 gezeigt wird, führt eine besonders vorteilhafte Führung aus, wenn die Ver stärkung der Phasenkompensationsschaltung um beispielsweise 40 db verringert wird.

Außerdem ist es möglich, daß das Trägerführungsbefehlssignal 21 früher als das Linsenführungsbefehlssignal zugeführt werden kann, und zwar selbst dann, wenn das Trägerführungs signal 21 und das Verstärkungsregelsignal 23 zur gleichen Zeit zugeführt werden.

Ferner kann man feststellen, daß dann, wenn die Verstärkung richtig eingestellt wird, keine Notwendigkeit besteht, die Verzögerungszeit T ₂ innerhalb der erforderlichen Zeit für ein Viertel einer Platte in Abhängigkeit von ihrer Umdrehungs geschwindigkeit zu begrenzen. Der Grund hierfür besteht darin, daß dann, wenn der Verstärkungswert in richtiger Weise niedrig eingestellt wird, der Träger sich fast nicht bewegen kann, wenn das Objektiv seinen Spurlauf beginnt, wird der Ver stärkungswert in richtiger Weise auf einen hohen Wert einge stellt, so kann die Objektivlinse nicht wesentlich fortbe wegt werden, während der Träger dem Spurfolgevorgang bis zu einem bestimmten Grad folgen kann.

In den Fig. 5 und 7 ist das andere Ausführungsbei spiel der Erfindung gezeigt.

Bei der vorliegenden Erfindung ändert sich, zumindest im unteren Frequenzband, die Verstärkung der Phasen kompensationsschaltung 17 für die gewünschte Zeit T ₂ allmählich, wie es durch 55 und 24 in der Fig. 7 gezeigt ist. Der Änderung der Verstärkung kann, falls diese Ver stärkung innerhalb von 0,2 ms nach einem Linsenführungs befehlssignal hinreichend niedrig gehalten werden soll, entweder linear erfolgen oder gemäß der Kurve 24 b in Fig. 7.

Außerdem sollten die Verstärkungskurve 24 und die ge wünschte Zeit T ₃ 55, die in der Fig. 7 gezeigt sind, richtig ausgewählt werden, und zwar sowohl in Abhängig keit von der erforderlichen Zeit, die das System benötigt, um auf der Spur zu halten, als auch von der Frequenz charakteristik des Servosystems.

Beim vorliegenden Beispiel enthält die Zeitregeleinrichtung 22 einen monostabilen Multivibrator. Es kann jedoch auch jede andere ein Zeitgebersignal erzeugende Einrichtung verwendet werden, um Signale zu erzeugen, wie sie in den Fig. 6 und 7 dargestellt sind.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wurden zwar im Detail beschrieben, doch ist es klar, daß die Erfindung auf vielfache Weise realisiert werden kann. Somit können verschiedene Abänderungen und Ergänzungen vorgenommen werden, ohne von dem Grundgedanken der Erfindung abzu weichen.

Die verwendeten Bezeichnungen "Spurfolge", "Spurfolgeein stellung", etc. sind in ihrer allgemeinsten Form zu ver stehen und entsprechen etwa den ebenfalls üblichen Be griffen "tracking" und "timing" des tracking, d. h. sie umfassen auch das Abtasten und das Suchen bzw. die Zeitpunkteinstellung, das Synchronisieren und die Steuerung.

Claims

1. Strahl-Spurfolgesystem für eine optische Datenspeichervorrichtung und/ oder für eine Wiederauffindspeichervorrichtung; mit einem Speichermedium (2); mit einer Erkennungseinrichtung (12, 14), welche ein Spurfolgesignal (11) erzeugt, wobei die Lage des Strahleinfalls relativ zu der Spur auf dem Spei chermedium angezeigt wird; mit einer Spurfolgeeinrichtung (9, 13, 15, 16), wobei die Lage des Strahls verändert wird, um durch das Spurfolgesignal (11) korrigiert zu werden; mit einer Trägereinrichtung (6, 19) durch welche mindestens ein Teil der Spurfolgeeinrichtung getragen wird und wobei der Strahl zur Spur des Speichermediums kreuzend bewegt wird; mit einer Steuereinrichtung (17, 18), welche die Trägereinrichtung (6, 19) steuert und wobei die Spurfolgeeinrichtung und die Steuereinrichtung für die Träger einrichtung durch das Spurfolgesignal (11) gesteuert werden und die Spur folge mittels der Spurfolgeeinrichtung (9, 13, 15, 16) und/oder der Trägereinrichtung (6, 19) ausgeführt wird, dadurch gekennzeichnet,

- daß eine Zeitregeleinrichtung (22) zu Beginn der Regelung zu verschiedenen Zeiten Regelsignale (20, 21) zur Steuerung der Spurfolgeeinrichtung (9, 13, 15, 16) und der Steuereinrichtung (17, 18) für die Trägereinrichtung (6, 19) erzeugt, wodurch die Bewegung der Spurfolgeeinrichtung (9, 13, 15, 16) und die Bewegung der Trägereinrichtung (6, 19) zu verschiedenen Zeiten beginnen, und
- daß nach Ablauf einer Einstellzeit (51) die Spurfolge- und die Träger einrichtung sich gemeinsam bewegen (Fig. 3).

2. Strahl-Spurfolgesystem für eine optische Datenspeichervorrichtung und/ oder für eine Wiederauffindspeichervorrichtung; mit einem Speichermedium (2); mit einer Erkennungseinrichtung (12, 14), welche ein Spurfolgesignal (11) erzeugt, wobei die Lage des Strahleinfalls relativ zu der Spur auf dem Spei chermedium angezeigt wird; mit einer Spurfolgeeinrichtung (9, 13, 15, 16), wobei die Lage des Strahls verändert wird, um durch das Spurfolgesignal (11) korrigiert zu werden; mit einer Trägereinrichtung (6, 19), durch welche mindestens ein Teil der Spurfolgeeinrichtung getragen wird und wobei der Strahl zur Spur des Speichermediums kreuzend bewegt wird; mit einer Steuereinrichtung (17, 18), welche die Trägereinrichtung (6, 19) steuert und wobei die Spurfolgeeinrichtung und die Steuereinrichtung für die Träger einrichtung durch das Spurfolgesignal (11) gesteuert werden und die Spur folge mittels der Spurfolgeeinrichtung (9, 13, 15, 16) und/oder der Trägereinrichtung (6, 19) ausgeführt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß über eine Zeitregeleinrichtung (22) Regelsignale (20, 21, 23) zur Steuerung der Spurfolgeeinrichtung (9, 13, 15, 16) und der Steuereinrich tung (17, 18) für die Trägereinrichtung (6, 19) erzeugt werden, wodurch zunächst ein gleichzeitiger Start der Bewegung der Spurfolgeeinrichtung (9, 13, 15, 16) und der Bewegung der Trägereinrichtung (6, 19) mittels erniedrigtem Verstärkungsfaktor eines Verstärkers für den Antrieb der Spurfolgeeinrichtung (9, 13, 15, 16) oder der Steuereinrichtung (17, 18) für die Trägereinrichtung (6, 19) erfolgt, und
daß nach Ablauf einer Einstellzeit (55) die Erniedrigung des Verstärkungs faktors dieses Verstärkers beendet wird.

3. Strahl-Spurfolgesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsbeginn der Trägereinrichtung (6) um eine vorgegebene Zeit (T) nach dem Bewegungsbeginn der Spurfolgeeinrichtung (9, 13) erfolgt.

4. Strahl-Spurfolgesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitglied vorgesehen ist, welches bewirkt, daß die Bewegung der Spurfolge einrichtung (9, 13) zu einem anderen Zeitpunkt erfolgt als die Bewegung der Trägereinrichtung (6).

5. Strahl-Spurfolgesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitregeleinrichtung (22) ein Trägerführungsbefehlssignal (21) und ein Linsen führungsbefehlssignal (20) abgibt, wobei das Trägerführungsbefehlssignal (21) gegenüber dem Linsenführungsbefehlssignal (20) um eine Zeit (51) verschoben ist, welche ungefähr der Abklingzeit des Führungssignals (11) entspricht.

6. Strahl-Spurfolgesystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit (51) weniger als ein Viertel derjenigen Zeit beträgt, welche die Spei cherplatte (2) für eine Umdrehung benötigt.

7. Strahl-Spurfolgesystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitregeleinrichtung (22) außer einem Linsenführungsbefehlssignal (20) und einem Trägerführungsbefehlssignal (21) auch noch ein Verstärkungssignal (23) abgibt, wobei alle drei Signale (20, 21, 23) zur selben Zeit abgegeben werden und das Verstärkungssignal (23), das einer Phasenkompensationsschaltung (17) zugeführt wird, nach einer bestimmten Zeit (54) abgeschaltet wird.

8. Strahl-Spurfolgesystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung (24) des Verstärkers linear (24 a) oder nichtlinear (26) ist.

9. Strahl-Spurfolgesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägereinrichtung (6) radial zum Speichermedium (2) bewegbar ist und daß als Spurfolgeeinrichtung ein Antrieb (13) für die Bewegung einer Objektivlinse (9) vorgesehen ist.

10. Strahl-Spurfolgesystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (13) für die Objektivlinse (9) über eine Regeleinrichtung (12, 14; 22, 15, 16) gesteuert wird.

11. Strahl-Spurfolgesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufnehmer (5) mit einem Laser (7) vorgesehen ist, wobei der von dem Laser ausgehende Strahl (4) einem Strahlenteiler (8) zugeführt wird und von dort einerseits über eine Linse (9) auf das Speichermedium (2) und andererseits auf einen Detektor (12) gelangt.