DE3531579C2 - - Google Patents
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- G11B11/10—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field
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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.
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.
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.
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 (5)
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.
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.
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