DE3531579C2

DE3531579C2 -

Info

Publication number: DE3531579C2
Application number: DE3531579A
Authority: DE
Inventors: Shoji Hachioji Tokio/Tokyo Jp Yoshikawa; Saburo Tokio/Tokyo Jp Funada
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1984-09-14
Filing date: 1985-09-04
Publication date: 1989-08-03
Also published as: JP2565485B2; DE3531579A1; US4651314A; JPS6171422A

Description

Die Erfindung betrifft eine optische Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabevorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruch 1 beschriebenen, aus der DE 33 46 114 A1 bekannten Art.

Eine optische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung, die Laserlicht verwendet, zeichnet die Information auf und gibt diese durch Konzentrieren des Laserlichts auf einen Punkt in der Platte mittels einer Blendenlinse (Objektiv) wieder. Bei Drehung der Platte tritt jedoch eine sogenannte Oberflächenablenkung auf, so daß es erforderlich ist, die Fokussierung durch Bewegen der Blendenlinse zu regeln, um dieser Oberflächenablenkung zu folgen, so daß der Punkt immer auf die Platte trifft, und es ist auch erforderlich, die Spurverfolgung zu regeln, damit diese genau der Informationsspur folgt.

Zur Fokussierregelung ist es bekannt, ein Fokussierfehlersignal aus dem Astigmatismus des von der Scheibe reflektierten Lichts mittels einer Zylinderlinse zu erzeugen und die Tatsache auszunützen, daß die Form des auf einem vierfach unterteilten Lichtdetektor reflektierten Lichts sich auf Grund der Oberflächenablenkung der Platte ändert. Die bekannte Anordnung soll nachstehend an Hand der Fig. 9 bis 11 erläutert werden, wobei die gleichen Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Fig. 9 zeigt ein Blockschaltbild eines Beispiels einer bekannten optischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung mit einer Fokussierregelvorrichtung. Das optische System besteht aus einer Lichtquelle 1 in Form eines Halbleiterlasers, einer Kondensorlinse 2 zum Kondensieren des Lichtstrahls von der Lichtquelle 1, Zylinderlinsen 3 und 4, die derart ausgebildet sind, daß sie den Lichtstrahl von der Lichtquelle 1 insoweit korrigieren, als dessen Ausbreitungswinkel in vertikaler bzw. horizontaler Richtung unterschiedlich ist, und die einen Linseneffekt nur in paralleler Richtung haben, einem polarisierenden Strahltenteiler 10, der zwischen den Zylinderlinsen 3 und 4 angeordnet ist, einem reflektierenden Spiegel 5 zum Reflektieren von Licht von der Lichtquelle 1 und der Platte 8 und einer Einrichtung 9 zum Antrieb der Blendenlinse 6, wobei diese Einrichtung beispielsweise nach Art einer Schwingspule eines Lautsprechers ausgebildet ist und die Blendenlinse 6 gemäß der Oberflächenablenkung der Platte 8 bewegt und den Brennpunkt des Lichtpunkts derart regelt, daß er immer auf derr Platte 8 ist.

Die Platte 8 wird mittels eines Plattenmotors 13 in Drehung versetzt. Der Strahlenteiler 10 lenkt das von der Platte 8 reflektierte Licht auf eine konvexe Linse 11, die in Zusammenwirken mit der konvexen Zylinderlinse 4 Licht auf ein Lichtdetektor 12 richtet, so daß dem reflektierten Licht ein Astigmatismus erteilt wird. Dies bedeutet, daß der Brennpunkt des von der Platte 8 in einer Richtung reflektierten Lichts, in der die konvexe Zylinderlinse 4 wirksam ist, an der Position a liegt, die in durchgezogener Linie angedeutet ist, und daß der Brennpunkt des von der Platte 8 reflektierten Lichts in einer Richtung, in der die konvexe Zylinderlinse 4 nicht wirksam ist, an der Position b liegt, die in gestrichelten Linien gezeigt ist. Da das reflektierte Licht an unterschiedlichen Punkten kondensiert wird, stellt der vierfach unterteilte Lichtdetektor eine Änderung in der Form gemäß der Oberflächenablenkung der Platte 8 fest.

Fig. 10 veranschaulicht die verschiedenen Formen des Lichtpunkts, wie er von den vier lichtempfangenden Bereichen des Lichtdetektors der Fig. 9 empfangen wird, sowie die Änderung in der Form des vom Lichtdetektor 12 empfangenen, reflektierten Lichts in Abhängigkeit von der Oberflächenablenkung. Fig. 10 (b) zeigt das reflektierte Licht, wenn der Abstand zwischen der Blendenlinse 6 und der Platte 8 den gewünschten Wert besitzt, wobei sich ein konzentrierter Punkt auf der Platte 8 ergibt und das reflektierte Licht annähernd kreisförmig auf den Lichtdetektor 12 auftrifft. Die Fig. 10 (a) und (c) zeigen das auf den Lichtdetektor 12 reflektierte Licht, wenn der Abstand zwischen der Blendenlinse 6 und der Platte 8 mehr oder weniger als der gewünschte Wert ausmacht.

Wird die von den Detektorbereichen A bis D empfangenen Lichtmengen mit P _A bis P _D bezeichnet, dann ergibt sich als Fokussierungsfehlersignal Ue:

Ue = (P _A + P _C) - (P _B + P _D) (1)

Bei Ue = 0 ergibt sich auf der Platte 8 der gewünschte konzentrierte Punkt.

Fig. 11 veranschaulicht die Änderungseigenschaften des Fokussierfehlersignals Ue gemäß der Oberflächenablenkung der Platte 8, wobei der relative Abstand zwischen der Kondensorlinse 6 und der Platte 8 auf der Abszisse und das Fokussierfehlersignal Ue auf der Ordinate aufgetragen ist. Die Ordinatenachse des Signals Ue kann als die Oberfläche der Scheibe angesehen werden. Das Fokussierfehlersignal Ue ist durch die obige Formel (1) gegeben und ist proportional zu den Lichtmengen P _A bis P _D, die von den vier Detektorbereichen A bis D des Lichtdetektors empfangen werden. Verglichen mit dem Fokussierfehlersignal gemäß der Kurve a in Fig. 11, wenn keine Oberflächenablenkung auftritt, ergibt sich ein erhöhtes Fokussierfehlersignal gemäß Kurve b, wenn die Platte 8 auf Grund der Oberflächenablenkung näher am Objektiv 6 ist, da sich die Reflexion auf das Objektiv 6 erhöht. Wenn sich auf Grund der Verringerung der auf das Objektiv 6 reflektierten Lichtmenge oder auf Grund der Verschlechterung der Linse, die von den Detektorbereichen A bis D empfangenen Lichtmengen P _A bis P _D relativ verringern, dann verringert sich das Fokussierfehlersignal gemäß der Kurve c in Fig. 11.

Bei einer derartigen Fokussierregelung ändert sich somit das Fokussierfehlersignal, wenn sich die Reflexionsstärke der Platte ändert, wenn sich eine beträchtliche Änderung in der reflektierten Lichtmenge auf Grund einer kontinuierlichen Aussendung von Laserlicht während der Wiedergabe, Aufzeichnung oder Löschung der optisch/magnetischen Platte ergibt, wenn eine Änderung in der Lichtmenge auf Grund der Leistungskorrektur in der Radialrichtung der Platte vorliegt oder wenn die auf den Lichtdetektor auffallende Lichtmenge auf Grund einer Verschmutzung oder Beeinträchtigung der optischen Elemente geändert wird. Dies hat die nachteilige Folge, daß der Gesamtverstärkungsfaktor innerhalb der Fokussierregelschleife geändert wird. Verringert sich die Menge des reflektierten Lichts, dann verringert sich der Verstärkungsfaktor und die Genauigkeit, mit der die Einrichtung der Oberflächenablenkung folgt, wird verringert. Erhöht sich die Menge des reflektierten Lichts, dann erhöht sich der Verstärkungsfaktor und die Anordnung wird instabil und es besteht die Gefahr, daß Schwingungen auftreten.

Das Spurverfolgungs-Fehlersignal Ute des Spurverfolgungssystems ist:

Ute = P _B - P _D (2)

Somit wird das System instabil, wenn der Regelschleifenverstärkungsfaktor des Servosystems auf Grund einer Änderung in der Lichtmenge erhöht oder verringert wird.

Zur Beseitigung dieser Nachteile beschreibt die Japanische Offenlegungsschrift 56-1 48 745 eine Einrichtung, die FET- Elemente als variable Widerstände verwendet. Die FET-Element- Kennlinien besitzen jedoch eine hohe Streuung und auch wenn die Elemente mit gleichen Werten ausgesucht werden, ist eine Justierung erforderlich. Auch wenn eine konstante Spannung zwischen der Gate-Elektrode und der Source-Elektrode angelegt wird, ändert sich die Übertragungsfunktion der Schaltungsanordnung auf Grund der Änderung in der Umgebungstemperatur usw. und die Gleichspannungsdrift des Ausgangssignals an der Drain-Elektrode ist groß. Die bekannte Anordnung läßt sich deshalb in der Praxis nur sehr schwer realisieren.

Aus der EP 01 17 715 A1 ist ferner eine optische Wiedergabevorrichtung mit Fokussier- und Spurverfolgungsregelung bekannt, bei der die entsprechenden Fehlersignale an je eine Abtast- und Halteschaltung angelegt werden, die von je einer monostabilen Kippschaltung zur Aktualisierung des gespeicherten Gleichspannungswerts getastet werden. Die monostabilen Kippschaltungen werden durch ein verzögertes Signal getriggert, das bei Vergleich des die abgetastete Gesamtlichtmenge darstellenden Signals mit einem Bezugssignal erzeugt wird. Die bekannte Einrichtung dient im wesentlichen zur Kompensation von Veränderungen des Gleichspannungspegels aufgrund der Pit- Zwischenräume und zur Erkennung von Informationsausfällen. Eine Beeinflussung der Amplitude der Fehlersignale abhängig von der Gesamtlichtmenge erfolgt nicht.

Aus der DE 27 28 624 A1 ist eine optische Wiedergabevorrichtung mit Fokussier- und Spurverfolgungsregelung bekannt, bei der für die Spurverfolgungsregelung eine Rückkopplungskompensationsstufe eingesetzt wird, um die Lichtkomponente nullter Ordnung zu eliminieren. Die Kompensationsstufe sorgt dafür, daß die Verstärkungsgrade für die verschiedenen Frequenzen proportional zu den Verstärkungsgraden des optischen Abtasters sind. Dies bedeutet, daß bei der Spurverfolgungsregelung eine Kompensation einer Frequenzabhängigkeit des optischen Abtasters durchgeführt wird.

Aus der eingangs erwähnten DE 33 46 114 A1 ist eine optische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung bekannt, bei der die Verstärkung der Fokussier- und der Spurverfolgungsregelschleife abhängig von einem Signal veränderbar ist, das über einen getrennten Abtastkopf aus einer eigenen Spur auf dem Aufzeichnungsträger abgetastet wird. Der eigene Abtastkopf stellt somit lediglich das Reflexionsvermögen des Aufzeichnungsträgers an einer Position fest, die von der eigentlichen Abtastposition entfernt ist. Die Verstärkungsregelung in den Regelschleifen ist verhältnismäßig komplex, da keine eindeutige lineare Beziehung zwischen dem Signal vom getrennten Abtastkopf und der tatsächlich an der Abtastposition festgestellten Lichtmenge besteht. Auch lassen sich Schwankungen bezüglich des Abstands zwischen Aufzeichnungsträger und Informationsabtastkopf sowie Schwankungen in der Lichtstärke der Lichtquelle mit dieser Vorrichtung nicht kompensieren. Bei der Verstärkungsregelung ist ferner ein Multiplizierer erforderlich; außerdem besteht die Gefahr einer Gleichspannungsdrift.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optische Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabevorrichtung anzugeben, bei der bezogen auf den momentanen Abtastbereich mit einfachen Mitteln eine stabile und von Fremdeinflüssen, wie z. B. Schwankungen der Laserleistung oder Änderungen des Reflexionsvermögens des Aufzeichnungsträgers, freie, automatische Regelung der Spurnachführung und/oder der Fokussierung erreicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Hierbei ist aus der DE 32 27 300 A1 ein Spurverfolgungssystem bekannt, bei der in einer Servoschleife ein Schalter vorgesehen ist, der durch ein der Gesamtintensität des Lichts proportionales Summensignal gesteuert wird. Dieser Schalter dient jedoch lediglich der Feststellung der Anwesenheit oder Abwesenheit von Informationsvertiefungen und nicht der Nachregulierung des Spurfehler-/Fokussierfehler-Signals bei lokal und temporär schwankenden Betriebsbedingungen.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 gekennzeichnet.

Durch die abhängig von der Gesamtlichtmenge geregelte Schließzeit der Schalter wird das Fehlersignal auf einen Wert begrenzt, der bei konstant bleibender, optimal eingestellter Verstärkung der Regelschleife die gerade erforderliche Fokussier- oder Spurverfolgungskorrektur bewirkt. Hierdurch ergibt sich eine gegen Schwingungsneigungen stabile Vorrichtung, die praktisch alle störenden Einflüsse auf die Fokussier- und/oder Spurverfolgung ausschließt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer optischen Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabevorrichtung,

Fig. 2 ein Schaltbild eines Beispiels einer nichtlinearen Schaltung, die zur Regelung des Informationssignals auf einen Ausgangspegel verwendet wird, der zur Regelung bei der Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung geeignet ist,

Fig. 3 die Eingangs/Ausgangs-Kennlinie der Schaltung gemäß Fig. 2,

Fig. 4 ein Beispiel einer Schaltung zur Erzeugung einer Signalform, die zur Regelung bei der Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabevorrichtung erforderlich ist,

Fig. 5 ein Diagramm einer Regelungs-Kennlinie,

Fig. 6 ein Impulsdiagramm, das die zeitlichen Verhältnisse bei der Regelung durch Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabevorrichtung veranschaulicht,

Fig. 7 ein Schaltbild wesentlicher Teile eines zweiten Ausführungsbeispiels

Fig. 8 ein Kurvendiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig. 7,

Fig. 9 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Aufbaus des optischen Aufzeichnungs- und Wiedergabekopfes, wie er bei der Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabevorrichtung zum Einsatz kommen kann,

Fig. 10 eine Darstellung verschiedener Formen des Lichtflecks wie er vom Lichtdetektor empfangen wird und

Fig. 11 die charakteristische Änderung des Fokussierfehlersignals auf Grund der Oberflächenablenkung der Platte.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben, wobei eine Aufteilung vorgenommen in das Spurverfolgungsregelsystem und das Fokussierregelsystem wird.

Spurverfolgungsregelsystem

Fig. 1 zeigt Eingangssignale A, B, C und D von lichtempfangenden Detektorbereichen gemäß Fig. 10. Diese Eingangssignale werden als Stromsignale an Strom-/Spannungs-Wandler 101 angelegt und in Spannungssignale a, b, c und d umgewandelt. Diese Spannungssignale a, b, c und d werden mittels Summierwiderständen R 1, R 2, R 3 und R 4 summiert und das Ergebnis wird an den Verstärker 102 angelegt. Das Ausgangssignal 102 a des Verstärkers 102 ist somit die Summe des von der Platte 8 reflektierten Lichts. Zwischen dem Ausgang und dem Eingang des Verstärkers 102 liegt ein Widerstand R 5. Das Signal 102 a wird einer nichtlinearen Schaltung 105 zugeführt, deren Ausgangssignal 105 a an einen ersten Eingang eines Analogvergleichers 126 angelegt wird. An einem zweiten Eingang des Analogvergleichers 126 liegt das Signal 106 a von einem Dreiecksignal- Generator 106 an. Das Ausgangssignal 126 a des Analogvergleichers 126 wird einem UND-Glied 110 mit zwei Eingängen zugeführt.

Die Signale b und d werden andererseits einem Differentialverstärker 104 über einen Widerstand R 6 bzw. R 7 zugeführt und das Ausgangssignal 104 a des Differentialverstärkers 104 wird an den einen Eingang eines Summierverstärkers 119 über einen Tiefpaßfilter 108, einen Spurverfolgungsregelungschalter 112 und eine stark korrigierende Schaltung 114 in Form einer Differentationsschaltung zugeführt. Ein Steuereingang 112 a des Schalters 112 empfängt ein erstes Regelsignal 110 a von dem ersten UND- Glied 110 zur Betätigung des Schalters. Der andere Eingang des UND-Gliedes 110 ist mit dem Ausgang eines NOR-Gliedes 124 verbunden, dem zwei Spursprungimpulse zugeführt werden, die eine unterschiedliche Zeitangabe besitzen, und der Schalter wird auch jeweils während der Zeit eines Spursprunges geöffnet, ausgenommen während der Regelperiode.

Der vorgenannte Summierverstärker 119 entspricht dem sogenannten Summierpunkt in einem Spurverfolgungsregelsystem mit geschlossener Schleife und der andere Eingang des Summierverstärkers 119 wird mit einem bipolaren Impuls 125 a beschickt, der sich daraus ergibt, daß die beiden vorgenannten zwei Spursprungimpulse durch eine Schaltung geleitet werden, die im wesentlichen aus einem Inverter 125 besteht. Das Ausgangssignal des Summierverstärkers 119 wird der Spurverfolgungswicklung 122 zugeführt, die über eine Korrekturschaltung 120 mit einem integrierenden Regelelement und einem Verstärker 121 geregelt wird.

Fokussierregelsystem

Das Fokussierregelsystem mit geschlossener Schleife ist derart aufgebaut, daß es die Signale b und d sowie a und c mittels der Widerstände R 8 und R 9 bzw. R 10 und R 11 summiert und die Summensignale an den Differentialverstärker 103 anlegt. Das Ausgangssignal 103 a des Differentialverstärkers 103 wird an den einen Eingang eines Summierverstärkers 115 über ein Tiefpaßfilter 107, einen Fokussierregelschalter 111 und eine stark korrigierende Schaltung 113 in Form einer Differentationsschaltung angelegt. Der Schalter 111 besitzt einen Steuereingang 111 a, der mit einem Signal 109 a von einem zweiten UND-Glied 109 zur Betätigung des Schalters belegt wird, wie es bei dem Spurverfolgungsregelsystem der Fall ist. Im einzelnen wird das Ausgangssignal 126 a des Vergleichers 126 an den einen Eingang des zweiten UND-Gliedes 109 angelegt, während an dem anderen Eingang ein Signal 123 a von der Fokussiererfassungsschaltung 123 angelegt wird. Das Signal 111 a dient zum Öffnen des Schalters 111 über das zweite UND-Glied 109, wenn der Fokussiererfassungsbefehl in der Fokussiererfassungsschaltung 123 auftritt. Die Fokussiererfassungsschaltung 123 empfängt das Signal 102 a und das Signal 103 a und legt auf Basis dieser Signale das Signal 123 b an den anderen Eingang des Summierverstärkers 115. Dieses Signal 123 b wird immer dann angelegt, wenn der Schalter 111 geöffnet ist, und es erregt eine Fokussiereinrichtung 118 zur Einstellung des Brennpunkts.

Das Ausgangssignal des Summierverstärkers 115 wird über die Korrekturschaltung 116 mit einem integrierten Regelelement und einem Verstärker 117 an die Fokussiereinrichtung 118 angelegt.

An Hand der Fig. 2 und 4 wird nachstehend je ein Beispiel einer nichtlinearen Schaltung 105 und eines Dreiecksignalgenerators 106 erläutert, wie sie in der Schaltung nach Fig. 1 Verwendung finden können.

Gemäß Fig. 2 wird das Eingangssignal 102 a über in Reihe geschaltete Dioden D₁ und D₂ an das eine Ende eines Widerstandes R₁₂ angelegt, dessen anderes Ende mit einem Bezugspotentialpunkt verbunden ist. Das Signal an dem einen Ende des Widerstandes R₁₂ wird an den invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers OP₁ über einen Widerstand R₁₃ angelegt.

Der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers OP₁ ist mit dem Bezugspotentialpunkt verbunden und der Operationsverstärker OP₁ gibt ein Signal 105 a ab. Die Form des Eingangssignals 102 a wird in diejenige des Signals 105 a gemäß Fig. 3 mittels dreier Schaltungen umgewandelt, die aus einer Parallelschaltung einer Reihenschaltung aus Diode D₃ und Widerstand R₁₄, einer Reihenschaltung aus Diode D₄ und Widerstand R₁₅ und einem Widerstand R₁₆ besteht. Dies bedeutet, daß die in Fig. 2 gezeigte Schaltung eine Art Amplitudenkompressionsschaltung ist, die den auf der Abszissenachse aufgetragenen normierten Eingangssignalpegel in einen Ausgangssignalpegel umwandeln kann, der sich annähernd in linearer Funktion verändert. Die nichtlineare Schaltung 105 dient dazu, Verstärkungsfaktoren des Servosystems umgekehrt proportional zur vom Lichtdetektor 12 empfangenen Lichtmenge zu machen.

Der Dreiecksignalgenerator gemäß Fig. 4 besitzt im wesentlichen zwei Operationsverstärker OP₂ und OP₃, wobei zwischen dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers OP₂ und seinem Ausgang der Kondensator C₁ geschaltet ist, der die Periode des Dreiecksignals bestimmt. Zwischen dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers OP₃ und seinem Ausgang ist der Widerstand R₁₇ geschaltet, der die Amplitude des Dreiecksignals bestimmt. Das Laden und Entladen des Kondensators C₁ wird erreicht durch Verbinden des Ausgangs des Operationsverstärkers OP₃ mit dem invertierten Eingang des Operationsverstärkers OP₂ über einen Widerstand R 18 und des Ausgangs des Operationsverstärkers OP₂ mit dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers OP₃ über einen Widerstand R 19.

Arbeitsweise des Spurfolgungsregelsystems

Die Stromsignale A, B, C und D vom Lichtdetektor werden mittels des Strom-/Spannungswandlers 101 in Spannungssignale umgewandelt und die Spurverfolgungsfehlersignale werden durch die Widerstandsschaltung und dem Differentialverstärker 104 gebildet. Aus den Spurverfolgungsfehlersignalen wird die hochfrequente Komponente mittels des Tiefpaßfilters 108 entfernt. Hierdurch gelingt die Ausschaltung des "anstelle-Phänomen" (Alias-Phänomen) von Störungen, die sich beim Öffnen oder Schließen des Analogschalters 112 ergeben. Das "Überschlags- Phänomen" (Foldover-Phänomen) der Störungen besteht im Auftreten einer Störkomponente, die symmetrisch zur Abtastfrequenz ist und die im Abtastausgangssignal auftritt, wenn das Eingangssignal mittels des Analogschalters abgetastet wird. Die stark korrigierende Schaltung 114 ist eine Differentationsschaltung zur Korrektur des hochfrequenten Verhaltens der Spurverfolgungseinrichtung 122; und der Summierverstärker 119 dient dazu, das von der Korrekturschaltung 114 abgegebene Spurverfolgungsfehlersignal und Sprungimpulse zu summieren. Die Korrekturschaltung 120 mit integrierenden Regelelement erhöht den Verstärkungsfaktor der Servoschleife im niederfrequenten Bereich des Ausgangssignals des Summierverstärkers 119 und legt das Ausgangssignal an die Spurverfolgungseinrichtung 122 über den Verstärker 121. Dieser verstärkt das Signal auf eine Leistung, die ausreicht, um die Spurverfolgungseinrichtung 122 zu treiben.

Nachstehend wird erläutert, wie unter Verwendung des Analogschalters 112 die Schleifenverstärkung optimiert werden kann. Die Ausgangssignale a, b, c und d des Strom-/Spannungswandlers 101 werden vor dem Verstärker 102 mittels der Widerstände R 1 bis R 4 summiert und die Lichtmenge am Lichtdetektor 12 wird festgestellt und an die nichtlineare Schaltung 105 angelegt. Da die Eingangs-/Ausgangs-Kennlinie der nichtlinearen Schaltung 105 die Form gemäß Fig. 3 besitzt, wird trotz der logarithmischen Änderung der Lichtmenge am Lichtdetektor 12 das Ausgangssignal 105 a der nichtlinearen Schaltung 105 in ein Signal umgewandelt, das sich linear ändert und das an den einen Eingang des Vergleichers 126 angelegt wird. Am anderen Ende des Vergleichers 126 liegt das Ausgangssignal des Dreiecksignal-Generators 106. Durch Einstellen der Frequenz des Dreiecksignals auf eine Frequenz, die um einen vorgegebenen Wert höher als die Frequenz des Signals ist, das durch die Schleife läuft, wenn das System geschlossen ist, und durch Abschalten des Regelvorgangs des Systems nicht nur wenn ein Spursprungimpuls auftritt, oder wenn der Brennpunkterfassungsvorgang eingeleitet wird, sondern auch zu einem anderen Zeitpunkt, ist es möglich die Schleifenverstärkung trotz der Änderung in der Menge des festgestellten Lichts auf Grund der Oberflächenablenkung konstant zu halten.

Um den Verstärkungsfaktor trotz Änderung der Lichtmenge nach Optimierung des Verstärkungsfaktors des Systems konstant zu halten, sollte die Beziehung der Schließ- und Öffnungszeit des Analogschalters 112 T₀/T zur vom Lichtdetektor festgestellten Lichtmenge wie in Fig. 5 gezeigt sein. Das heißt, daß das Zeitverhältnis T₀/T umgekehrt proportional zur Lichtmenge des Lichtdetektors sein sollte.

Das Zeitdiagramm nach Fig. 5 zeigt die Zeitgabe, gemäß der der Schalter 112 oder 111 entsprechend der vorgenannten Beziehung geregelt wird. Fig. 6 (a) gibt das Ausgangssignal 102 a des Verstärkers 102 an, wobei JF den Ausgangspegel bei exakter Fokussierung, UF₁ den Ausgangspegel bei zu weit entfernter Platte 8, d. h. abweichend vom Brennpunkt und UF₂ den Ausgangspegel bei zu naher Platte 8 sind. Fig. 6 (b) Vergleicht das Dreieckssignal 106 a und das Ausgangssignal 105 a, nachdem der Ausgangspegel gemäß Fig. 6 (a) durch die nichtlineare Schaltung 105 korrigiert wurde. Fig. 6 (c) gibt das Ausgangssignal 126 a des Vergleichers 126 unter den vorgenannten Bedingungen an.

Die Ausgangsfrequenz des Dreiecksignal-Generators 106 wird wesentlich höher, nämlich 10 kHz bis mehrere Hundert kHz als das Servofrequenzband eingestellt.

Beim Vergleich des Ausgangssignals der nichtlinearen Schaltung 105 und des Ausgangssignals des Dreiecksignal-Generators 106 durch den Vergleicher 126 ändert sich der Ausgangswert des Vergleichers 126, wenn das Dreiecksignal 106 a durch den Pegel des Ausgangssignals 105 a der nichtlinearen Schaltung 106 läuft. Wird somit der Schwellenwert des Vergleichers 126 bei dem jeweiligen Zustand auf unterschiedliche Pegel UF₁ JF bzw. UF₂ eingestellt, dann ändert sich die Periode, bei der das Dreiecksignal 106 a den Schwellenwert überschreitet. Es werden somit Impulse mit einem Tastverhältnis wie es in Fig. 6 (c) gezeigt ist, abgegeben. Da der Analogschalter 112 durch die Impulse EIN- bzw. AUS-geschaltet wird, werden die Spurfolgefehlersignale gepulst und gemittelt. Trotz der Änderung der Lichtmenge kann somit die Schleifenverstärkung des Systems auf einem optimalen Wert gehalten werden.

Obwohl für die zuvor beschriebene Durchschnittsbildungsvorrichtung Tiefpaßfilter nicht erforderlich sind, da die Frequenzwerte des Gesamtsystems wesentlich geringer als die Zerhackerfrequenz ist, kann ein derartiges Tiefpaßfilter verwendet werden, damit die Frequenzeigenschaften des Servosystems nicht nachträglich beeinflußt werden.

Das Spurverfolgungssystem ist üblicherweise mit einer Sprungvorrichtung versehen, durch die der Lichtstrahl auf die nächste Spur bewegt werden kann. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 erfolgt ein Sprung unter Auftrennen der Regelschleife mittels des NOR-Gliedes 124 und des ersten UND-Gliedes 110 unter Erzeugen des bipolaren Impulses über die Signalkombinierschaltung, die im wesentlichen aus dem Inverter 125 besteht, und Addieren desselben im Summierverstärker 119, wobei dann das Ausgangssignal des Summierverstärkers 119 über die Korrekturschaltung 120 und den Verstärker 122 der Spurbetätigungseinrichtung 122 zugeführt wird. Der Spurwechsel wird abgeschlossen durch Schließen der Regelschleife mittels des Analogschalters 112. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann der Analogschalter 112 gemeinsam zur Einstellung des Verstärkungsfaktors und zur Auftrennung der Regelschleife zum Zeitpunkt des vorgenannten Sprungs verwendet werden, wodurch sich der Aufbau vereinfacht und in seinen Kosten günstiger wird.

Obwohl bei dieser Ausführungsform die Verstärkungseinstellung mittels der gesamten Lichtmenge des Lichtdetektors erfolgt, kann der Verstärkungsfaktor auch mittels eines Ausgangssignals von einem Monitor 127 für die automatische Laserausgangssignalsjustierung eingestellt werden, wenn sich die Laserlichtmenge während der Aufzeichnung und Wiedergabe als Hauptursache der Änderung in der Schleifenverstärkung herausstellt.

Der Aufbau des Fokussierungssystems ist fast der gleiche wie derjenige des zuvor beschriebenen Spurverfolgungssystems. Zum Einstellen der Fokussiereinrichtung 118 auf den Brennpunkt, mittels der Fokussiererfassungsschaltung 123 ist es erforderlich, mittels des Analogschalters 111 die Regelschleife zu sperren, aber auch hier kann, wie im Zusammenhang mit dem Spurverfolgungssystem beschrieben, der Aufbau dadurch vereinfacht werden, daß der Analogschalter 111 auch gleichzeitig zur Verstärkungsjustierung verwendet wird.

An Hand der Fig. 7 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel erläutert, wobei in Fig. 8 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise dargestellt ist. Wie bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 wird das Ausgangssignal des Summierverstärkers 102 mittels der nichtlinearen Schaltung 105 komprimiert, deren Ausgangssignal mit der Aussignalform des Dreiecksignal-Generators 106 an den Vergleicher 126 gelegt wird. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 7 wird jedoch der Dreiecksignal-Generator 17 gemäß Fig. 4 ersetzt durch einen Generator zur Erzeugung eines nichlinearen periodischen Signals, das zusammen mit dem Signal b (Fig. 8) des Summierverstärkers 102 an den Vergleicher 126 angelegt wird. Hierdurch können Impulse mit unterschiedlichen Tastverhältnissen gemäß Fig. 8 erzeugt und damit die gleiche Wirkung wie bei dem Ausführungsbeispiel des Summierverstärkers 102 komprimiert wird.

Fig. 8(a) zeigt die Pegel des Verstärkerausgangssignals 102 a mit großer, mittlerer und kleiner Lichtmenge (beispielsweise UF₂, JF und UF₁ des vorhergehenden Ausführungsbeispiels) sowie das Ausgangssignal 106 a des Generators 106, das mit diesen Pegeln verglichen wird. Fig. 8b zeigt die Pegel des Ausgangssignals 126 a des Vergleichers 126 bei großer, mittlerer und kleiner Lichtmenge. Die Schaltung gemäß Fig. 7 besteht im wesentlichen aus den Operationsverstärkern OP₂ und OP₃ wie die Schaltung gemäß Fig. 4 unter Hinzufügung eines weiteren Operationsverstärkers OP₄ zur Dämpfung beider Steigungspegel der Dreieckswellenform von der Schaltung OP₂ und OP₃ mit einem konstanten Wert. Hierdurch wird das Ausgangssignal 106 a parabolisch. Der Dämpfungsfaktor hängt von der Spannung V und den Werten der Widerstände R 20, R 21 und R 22 ab.

Wie zuvor beschrieben, sind bei der vorstehend beschriebenen Aufzeichnungs- und/ oder Wiedergabevorrichtung Schalteinrichtungen in den Regelschleifen der Fokussiereinrichtung und der Spurverfolgungseinrichtung vorgesehen, die mittels spezieller Signale gesteuert werden. Es ist somit möglich eine stabile optische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung zu erhalten, bei der die Schleifenverstärkung konstant gehalten wird, auch wenn eine Änderung in der Lichtmenge der Aufzeichnungsquelle während der Aufzeichnung, Wiedergabe und Löschung von Daten, eine Änderung in dem Reflexionsvermögen der Platte und eine Änderung in den optischen Eigenschaften auf Grund von äußeren Änderungen des optischen Systems auftreten. Da ferner eine Zeitteilungsregelung verwendet wird, ist die Auswirkung einer Streuung in den Kennlinien der verwendeten Elemente sehr gering und eine Justierung äußerst einfach. Die vorstehend beschriebene Vorrichtung ist somit für eine Massenproduktion geeignet und die Kosten können erheblich reduziert werden. Der Schaltungsaufbau ist einfach und kostengünstig; da ferner übliche Analogschalter zur Auftrennung der Regelschleife und zur Regelung des Verstärkungsfaktors gemeinsam verwendet werden können, wird die Vereinfachung und die Zuverlässigkeit zusätzlich verbessert. Da außerdem die Optimierung der Verstärkung mittels einer Regelung des Tastverhältnisses der Impulse erfolgt, läßt sich der Vorgang auf einfache Weise systematisieren und eine Weiterentwicklung und Ausdehnung ist unter Verwendung von Datenverarbeitungseinrichtungen und Mikroprozessoren ohne weiteres möglich. Das Tastverhältnis des Analogschalters kann auch mittels einer Vergleichs- und Diskriminatorschaltung oder dergleichen auf einen gewünschten Wert eingestellt werden.

An Stelle des viergeteilten Detektors kann auch ein zweigeteilter Lichtdetektor verwendet werden und zwar mit einer optischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung, bei der das Fokussierfehlersignal und das Spurverfolgungsfehlersignal unter Verwendung eines Verfahrens erzeugt wird, das den kritischen Winkel und nicht den Astigmatismus ausnützt.

Claims

1. Optische Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabevorrichtung für einen plattenförmigen Aufzeichnungsträger, mit einer Lichtquelle, einem Lichtdetektor, einem dem Aufzeichnungsträger gegenüberliegenden Objektiv, Regelschleifen zur Einstellung des Objektivs für eine Fokussierung und/oder Spurverfolgung und Einrichtungen zum lichtabhängigen Beeinflussen der Regelschleifen durch Einrichtungen zur Steuerung des Verstärkungsfaktors der Regelschleifen, dadurch gekennzeichnet, daß in der Regelschleife für die Spurverfolgung (104, 108, 114, 119, 120, 121) und/oder in der Regelschleife für die Fokussierung (103, 107, 113, 115, 116, 117) je ein Schalter (112 bzw. 111) angeordnet ist, der periodisch getastet wird und dessen Schließzeiten abhängig von der von dem Lichtdetektor (12) festgestellten bzw. von der Lichtquelle (1) abgegebenen, momentanen Gesamtlichtmenge bestimmt werden,
daß die Schaltfrequenz des jeweiligen Schalters (111, 112) höher ist als die Frequenz des zugeordneten Regelschleifensignals und
daß die Schließzeit des jeweiligen Schalters (111, 112) annähernd umgekehrt proportional zur Gesamtlichtmenge des Lichtdetektors geregelt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Impulsgenerator (105, 106, 126), dessen Tastverhältnis abhängig von der Gesamtlichtmenge gesteuert wird und dessen Ausgangsimpulse die Schließzeit der Schalter (111, 112) bestimmen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter (111, 112) auch bei einem Spursprung bzw. bei einer anfänglichen Fokussierjustierung geöffnet werden.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließzeit der Schalter (111, 112) anähernd umgekehrt proportional zum Ausgangssignal der Lichtquelle geregelt wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator eine Schaltung (5) zum Erzeugen eines Ausgangssignals umgekehrt proportional zur Gesamtlichtmenge des Lichtdetektors (12) bzw. der Lichtquelle (1), eine Schaltung (106) zum Erzeugen eines im wesentlichen dreieckförmigen Signals und eine Vergleichsschaltung (126) zum Vergleichen der beiden Signale aufweist.