DE3541002A1

DE3541002A1 - Optisches informationsaufnahme- und -wiedergabespeichersystem

Info

Publication number: DE3541002A1
Application number: DE19853541002
Authority: DE
Inventors: Shozi Hachioji Tokio/Tokyo Yoshikawa
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1984-11-20
Filing date: 1985-11-19
Publication date: 1986-05-28
Also published as: DE3546599C2; DE3546645C2; DE3541002C2; US4858219A

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches System nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei derartigen optischen Informationsaufzeichnungs- und -wiedergabespeichersystemen werden Informationsdaten mittels eines Lichtstrahls gespeichert, wiedergegeben oder gelöscht, der auf ein Speichermedium fällt, beispielsweise auf eine optische Scheibe.

Im allgemeinen zeigt ein Datenspeichermedium dieser Art, das z.B. ein thermoplastisches Material oder ein magnetisch-optischer Magnetfilm sein kann, nichtlineare Lichtempfindlichkeitscharakteristiken.

Auf der anderen Seite werden in der Regel eine Laserdiode oder eine bestimmte Art von Laseroszillator als Lichtquelle in dem erwähnten optischen System verwendet. Diese Lichtquellen besitzen jedoch ihre eigenen Temperaturcharakteristiken bezüglich ihrer Oszillations-Laser-Leistungen. Außerdem findet eine Degradation der Laserteistung infolge der Degradation der Laserquelle statt.

Unter den genannten Bedingungen wird in großem Umfang ein automatisches Lichtleistungskompensationssystem in dem optischen Speichersystem verwendet, wobei die Laserleistung der Lichtquelle automatisch im Hinblick auf die Leistungsabweichung kompensiert wird, so daß ein stabiles .Aufzeichnen, Wiedergeben oder Löschen gewährleistet ist.

Beispielsweise wird ein Lichtstrom vom hinteren Ende einer Laserdiode als Lichtquelle mittels einer p-i-n Fotodiode erkannt, wobei der Lichtleistungspegel der Lichtquelle in ein Leistungsmonitorsignal amgewandelt wird. Auf einen Fenster-Komparator mit oberen und unteren Schwellwerten, der ein verglichenes Ausgangssignal erzeugt, wird ein Leistungsmonitorsignal gegeben. Der Komparator gibt ein Herunterzählsignal auf einen AUF/AB-Zähler, wenn das Leistungsmonitorsignal den oberen Schwellwertbezugspegel überschreitet. Danach wird das digitale Ausgangssignal des AUF/AB-Zählers mittels eines Digital-Analog-Wandlers in ein analoges Signal umgewandelt.

Der Leistungspegel des Laserstrahls der Laserdiode wird von dem Analogsignal geregelt, so daß die Laserleistung bezüglich einer Abweichung von dem geeigneten Leistungspegel kompensiert ist. Anders ausgedrückt: die Laser-Leistungskosnpensation wird mit Hilfe eines geschlossenen Servo-Regelsystems durchgeführt, wobei das Leistungsmonitorsignal automatisch den Lasertreiberstrom η ^It.

Die bekannte Laserleistungskompensation wird also durch die geschlossene Servoschleife realisiert, wobei zunächst die Lichtquelle den Lichtstrahl emittieren muß und sodann ein Teil des Lichtstrahls erkannt und das Treibersignal für die Lichtquelle geregelt wird, so daß die gewünschte stabile Ausgangs-Lichtleistung der Lichtquelle aufrechterhalten werden kann.

Bei den bekannten Einrichtungen kann, wenn die Lichtleistung in den regelbaren Bereich gelangt, die stabile Regelung der Lichtleistung in Abhängigkeit von der Leistungsabweichung durchgeführt werden.

Befindet sich die Lichtleistung jedoch außerhalb des regelbaren Bereichs, so kann das bekannte Lichtleistungskompensationssystem den schnellen Änderungen der Lichtleistung nicht folgen, während die Leistungskompensation nicht arbeiten kann, bis das Leistungsmonitorsignal um die geschlossene Servoschleife gelaufen ist.

Außerdem kann, wenn das Datenspeichermedium an dem Speichersystem befestigt wird und das Kompensationssystem die Lichtausgabe innerhalb des regelbaren Bereichs regelt, der ungeregelt gespeiste Lichtstrahl auf das Datenspeichermedium strahlen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die vorstehend erwähnten Nachteile bei der automatischen Leistungskompensation zu vermeiden, wobei die emittierte Lichtleistung eines Lichtstrahls im Hinblick auf die Abweichung von einem geeigneten Pegel automatisch kompensiert wird, so daß ein stabl'er Lichtstrahl aufrechterhalten werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß * keine ungewollte Signalaufzeichnung und kein burst auf dem Datenspeicher-

OS medium während der Einstellung der Lichtleistungsregelung auf dem Speichersystem auftreten, und zwar auch dann nicht, wenn das Datenspeichermedium auf dem System befestigt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig.l ein Blockschaltbild, das ein optisches Informationsaufzeichnungs- und -Wiedergabespeichersystem gemäß der Erfindung;

Fig.2 ein weiteres Blockschaltbild, das ein optisches Informationsaufzeichnungs und -Wiedergabespeichersystem gemäß der Erfindung;

Fig.3 ein weiteres Blockschaltbild, das ein optisches Informationsaufzeichnungs- und -Wiedergabespeichersystem gemäß der Erfindung;
20

Fig.4 eine Schaltungsanordnung, die ein automatisches Lichtleistungs-Kompensationssystem gemäß der Erfindung darstellt;

Fig.5 ein weiteres Blockschaltbild, das ein automatisches Lichtleistungskompensationssystem gemäß der Erfindung darstellt;

Fig.6 (A),(B) Flußdiagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise der in der Fig.5 gezeigten Anordnung;

Fig..7 ein weiteres Blockdiagramm, das ein automatisches Lichtleistungskompensationssystem gemäß der Erfindung darstellt;

Fig.8 eine weitere Schaltungsanordnung, die ein automatisches Lichtleistungskompensationssystem gemäß der Erfindung darstellt und

-B-

Fig.9 eine weitere Schaltungsanordnung, die ein automatisches Lichtleistungskompensationssystem gemäß der Erfindung darstellt.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen der Figuren 1 bis 3 werden die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung bezüglich eines optischen Informationsaufzeichnungs- und Wiedergabespeichersystems beschrieben.

In der folgenden, auf die Zeichnungen bezogenen Beschreibung, werden bei den verschiedenen Darstellungen die'gleichen Bezugsziffern für die Bezeichnung der gleichen Elemente verwendet.

Von der Laserdiode 1 wird ein Lichtstrahl auf eine Datenspeichereinrichtung 2 gestrahlt. Ein Lichtstrom, der von dem hinteren Ende der Laserdiode abgegeben wird, wird teilweise von einem Fotodetektor 3, z.B. einer p-i-n Fotodiode erkannt. Eine automatische Lichtstrahlleistungskompensationsschaltung 4 mit einer Regelschaltung 41 und einer Lichtquellentreiberschaltung 42 wird mit dem erkannten ■ Monitorsignal von der p-i-n Fotodiode 3 versorgt. Eine von der Lichtquelle 1 ausgehende Lichtstrahlleistung wird geregelt, um mit Hilfe eines von der Treiberschaltung 42 erzeugten Treiberstroms eine stabile Lichtleistung aufrechtzuerhalten. Ein optischer Ab- oder Aufnehmer 5 mit einem beweglichen Objektiv 51, das den Lichtstrahl beim Fokussieren oder Spurfolgen regelt, gibt den Lichtstrahl von der Laserdiode 1 auf eine entsprechende Position der Datenspeichervorrichtung 2. Ein von der Datenspeichereinrichtung 2 reflektiertes Licht wird von einem Fotodetektor 53 über das Objektiv 51 und einen Halbspiegel , d"¹* sich auf dem Abnehmer 5 befindet, erkannt. Der Fotodetektor 53 ist ein Zwei- oder Vierfachfotodetektor. Das Signal des Fotodetektors 53 wird auf eine Lichtstrahlregelschaltung 6 mit einer Regelschaltung für das optische System 61 und einer Treiberschaltung für das optische System 62 gegeben. Die Treiberschaltung 62 des optischen Systems, auf die das erkannte und verarbeitete Fokus-Fehlersignal odpr das Spurfolge-Fehlersignal gegeben wird, lenkt den Lichtstrahl mit Hute des beweglichen Objektivs 51, das seinerseits von einer Spule 54 oder mit Hilfe eines Schwingspulenmotors (VCM = Voice Coil Motor) 56 angetrieben wird, so daß die Lichtstrahlfokussierungs-

regelung oder Spufolgeregelung durchgeführt wird. Beispielsweise bewegt der Schwingspulenmotor 56 den Abnehmer 5 in radialer Richtung des Datenspeichermediums 2, wenn dieses scheibenförmig ist. Eine Lichtstrahlsperrschaltung 7, die mit einem Befehlssignal 8 beaufschlagt wird, gibt das Sperrsignal 71 auf die Treiberschaltung 62 des optischen Systems der Lichtstrahlkompensationsschaltung 6. Außerdem wird auf die Lichtquellentreiberschaltung 42 in der automatischen Lichtstrahlleistungskompensationsschaltung 4 ebenfalls das Befehlssignal gegeben.

Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform defokussiert die Lichtstrahlsperrschaltung 7 des Speichersystems den Lichtstrahl oder schwenkt diesen
Strahl aus dem Aufnahmebereich der Datenspeichereinrichtung 2 mit Hilfe der Spule 54 heraus, auf die der Ansteuerstrom zum Defokussieren des von der Laserdiode 1 ausgehenden Lichtstrahls von der Treiberschaltung 62 gegeben wird, oder mit Hilfe des VCM 5, auf den der zum Bewegen bestimmte Antriebsstrom von der Treiberschaltung 62 gegeben wird, und zwar vor der Informationsaufnahme oder -wiedergabe der Datenspeichereinrichtung, auf die das Befehlssignal 8 gegeben wird.

Danach wird das Befehls- oder Steuersignal 8 auf die Lichtquellentreiberschaltung 42 gegeben, und die Laserdiode 1 gibt den Lichtstrahl mit einer Leistung ab, die zum Speichern oder löschen von Daten auf der Dstenspeichereinrichtung ausreicht. Der Fotodtektor 3, der den Lichtstrom vom Hinteren Ende der Laserdiode 1 erkennt, erzeugt ein Lichtleistungsmonitorsignal, und die automatische Leistungskompensation des Lichtstrahls aus der Laserdiode 1 kann mit Hilfe der automatischen Lichtstrahlleistungskompensationsschaltung 4 durchgeführt werden, welche die Regelschaltung 41 und die Lichtquellcntreiberschultunc; 42 urnfabt.

Die Fig.2 zeigt ein Blockschaltbild mit einer Ausführungsform der Erfindung. Ein Regler, beispielsweise eine CPU (Zentraler Prozessor), auf den ein Befehlssignal 8 gegeben wird, gibt sein Ausgangssignal auf eine Lichtquellentreiberschaltung 42 in einer automatischen Lichtstrahlleistungskompensationsschaltung 4 und auf eine Lichtstrahlsperrschaltung 7. Auf eine Treiberschal-

tung 62 des optischen Systems wird das Ausgangs-Signal 71 der Lichtstrahlsperrschaltung 7 gegeben. Eine Regelschaltung 41 in der Lichtstrahlleistungskompensationsschaltung 4 gibt auf den Regler 9 ein Meßabweic^usignal. Außerdem versorgt eine optische Systemregelschaltung 61 im Licht-Strahlregelkreis 6 den Regler 9 mit einem Lichtstrahlsperrvervollständigungssignal.

Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform wird beim Eintreffen des Steuer- oder Befehlssignals 8 vom Regler 9 ein Ausgangssignal auf die Lichtstrahlsperrschaltung 7 gegeben. Dann wird eine Spule 54 für das bewegliche Objektiv 51 und für den VCM 56 von der Treiberschaltung 62 angetrieben, so daß das optische System den Lichtstrahl defokussiert oder ihn aus dem Aufzeichnungs-Bereich der Datenspeichereinrichtung 2 lenkt.

Andererseits wird ein von der Datenspeichereinrichtung 2 reflektiertes Licht von einem Fotodetektor 53 erkannt und auf die Regelschaltung 61 des optischen Systems gegeben. Die optische Systemregelschaltung 61 gibt auf den Regler 9 ein Lichtstrahlsperrvervollständigungssignal, das die Beendigung der Auslenkung oder der Defokussierung des Lichtstrahls anzeigt.

Danach wird auf die Lichtquellentreiberschaltung 42 ein Ausgangssignal des Reglers 9 gegeben, und die Treiberschaltung 42 beginnt mit der Regelung der Lichtstrahlkompensation mit Hilfe der Regelschaltungen. Wenn das erkannte Signal vom Fotodetektor 3 sich außerhalb des Meßbereichs (oberer oder unterer Schwellwert) befindet, der vorher in der Regelschaltung 41 festgelegt wurde, dann gibt die Regelschaltung 41 schließlich das Meßbereichs-Abweich-Signal auf den Regler 9. Sodann erzeugt der Regler 9 ein Besetztsignal, und der Aufnahme- oder Löschbetrieb der Spule wird gestoppt.

Die Fig.3 stellt ein weiteres Blockschaltbild dar, welches eine Ausführungsform der Erfindung zeigt. Ein Ausgangssignal von einem Zwei- oder Vierfach-Fotodetektor 53 wird auf einen Differenzverstärker 63 einer Regelschaltung 61 des optischen Systems gegeben. Der Differenzverstärker 63

gibt auf einen Addierer 64 in einer Treiberschaltung 62 eines optischen Systems ein Fokus-Fehler-Signal. Andererseits wird über ein Schaltelement 65 eine Stromquelle 66 mit dem Addierer 64 verbunden. Die Stromquelle 66 versorgt eine Spule 54 mit einem Treiberstrom zur Defokussierung des Lichtstrahls. Das Schaltelement 65 wird mit dem Sperrsignal 71 aus der Lichtstrahlsperrschaltung 7 (Fig.2) gespeist, wobei der Schalter den Stromkreis öffnet oder schließt. Der Addierer 64 gibt auf einen Treiberverstärker 67 das addierte Ausgangssignal, und das Ausgangssignai vom Treiberverstärker 67 wird auf die Spule 54 in dem optischen Abnehmer 5 gegeben. Ein Achswellenmotor 21 dreht die Datenspeichereinrichtung 2, falls diese Ein- - richtung die Form einer Scheibe hat.

Entsprechend der oben beschriebenen Anordnung versorgt das Schaltelement 65 den Addierer 64 mit Signalen aus der Stromquelle 66, und zwar in Abhängigkeit vom Sperrsignal 71, das von der Lichtstrahlsperrschaltung kommt. Dies geschieht vor der Informationsspeicherung oder -löschung in der Datenspeichereinrichtung. Sodann gibt der Addierer 64 auf den Treiberverstärker 67 ein addiertes Signal aus der Stromquelle und dem Ausgangssignal des Differenzverstärkers 63. Deshalb kann die Spule 54 das Objektiv 51 sso bewegen, daß der Lichtstrahl zur Datenspeichereinrichtung hin defokussiert wird.

In der voraufgehenden Beschreibung der Ausführungsform ist dir. Lichtstrahlsperre durch das Defokussieren eines Lichtstrahls als Beispiel beschrieben. Es können jedoch auch irgendwelche anderen Sperrelemente, so z.B. Elemente des Spurführungs-Regelungssystem, verwendet werden. Das heißt, das Bewegen eines Lichtstrahls aus dem Speicherbereich der Datenspeichereinrichtung 2 kann auch mittels des VCM 56 bewirkt werden.

Die Fig.l zeigt eine Schaltungsanordnung mit einem automatischen Lichtleistungs-Kompensationssystem der Ausführungsform. Eine Fotodiode 3 in einem optischen Abnehmer erkennt einen Teil des Lichtstroms von der Laserdiode 1 und versorgt eine Regelschaltung 43 in der Lichtstrahlleistungskompensationsschaltung 4 mit dem erkannten Monitorsignal. Die Regel-

schaltung 43 wird über ein ODER-Gatter 21 und eine Filterschaltung 23 mit einem Schreibdatensignal (W.DATA) und einem Einregel- oder Feststellsignal (ADJUST-IN-Signal bzw. ADJ.IN) 902 beaufschlagt, und die Regelschaltung A3 wird ebenfalls über ein ODER-Gatter 22 mit einem Schreibgattersignal (W.GATE) 904 und dem Einregelsignal (ADJ.IN) 902 beaufschlagt. Eine Lichtquellentreiberschaltung 44 wird über ein ODER-Gatter 21 mit dem Ausgangssignal aus der Regelschaltung 43 und einem ODER-geschalteten Signal des W.DATA-Signa.ls 900 und des ADJ.IN-Signals 904 versorgt. DcS Ausgangssignal (Treiberstrom) der Lichtquellentreiberschaltung 44 versorgt eine Laserdiode 1. Die Regelschaltung 43 enthält einen Komparator 431, der mit dem Ausgangssignal der Fotodiode 3 gespeist wird, ferner einen Fensterkomparator 432, der mit dem Ausgangssignal des erwähnten Komparators 431 versorgt wird, sowie die Analog-Regelschaltung 434 und 435, welche mit dem Ausgangssignal des Fensterkomparators 432 beaufschlagt wird sowie mit einem Taktsignal aus einem Taktimpulsgenerator 433.

Die erwähnten Analog-Regelschaltungen '434,435 erzeugen analoge Regelsignale, die den Ausgangstreiberstrom vom Lichtquellentreiberkreis 44 regeln, und zwar in Abhängigkeit vom Lesezustand (Informations-Reproduktion) oder Schreibzustand (Aufzeichnen) des Vorgangs. Der Komparator 431 wird über einen Multiplizierer mit einem Vergleichssignal für den Lesebetrieb (R.REF) aus dem Lesevergleichssignalgenerator 436 und einem Vergleichssignal für den Schreibbetrieb (W.REF) aus dem Schreibvergleichssignalgenerator 438 beaufschlagt. Der Multiplizierer 437 wird auch über eine Filterschaltung 23 mit dem Ausgangssignal des ODER-Gatters 21 versorgt. Die Komparatoren 4321 und 4322, die zusammen den Fensterkomparator 432 ergeben, werden über die Widerstände rl, r2 bzw. r3, r4 mit den Vergk'chsspannungen (+Vr, -Vr) gespeist. Das Ausgangssignal des Fensterkomparators 432 wird auf die

£ UND-Gatter 4341,4351 gegeben, welche die analogen Regelschaltungen 434, 435 ergeben. Das Ausgangssignal des ODER-Gatters 22, das mit dem W.GATE-Signal 904 und dem ADJ.IN-Signal 902 beaufschlagt wird, wird direkt auf das UND-Gatter 26 und über einer Inverter 24 auf das UND-Gatter 25 gegeben. UND-Gatter 25 und UND-Gatter 26 werden mit dem vom Generator 433 erzeugten Taktimpuls beaufschlagt. Das UND-Glied 4351,

das in dem analogen Regelkreis 435 für den Lichtstrahl mit der stärkeren Leistung vorgesehen ist, wird mit dem Ausgangssignal des UND-Glieds 25 beaufschlagt. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 4341 in der analogen Regelschaltung 434 für den Lichtstrahl mit der niedrigeren Leistung ist über einen AUF/A B-Zähler für einen D/A-Wandler 4343 vorgesehen.

Das analog umgewandelte Ausgangssignal des D/A-Wandlers 4343 ist für einen Treibertransistor 441 für die Lichtstrahlemission mit der niedrigeren Leistung vorgesehen, und zwar über die Zener-Diode 31. Das andere analog umgewandelte Ausgangssignal des D/A-Wandlers 4353 ist über eine Zenerdiode 43 für einen Treibertransistor für die Lichtstrahlemission mit der höheren Leistung vorgesehen. Eine Lichtquellentreiberschaltung 44 enthält, wie die Fig.4 zeigt, eine Treiberschaltung für den Lichtstrahl mit der niedrigen Leistung, welcher einen npn-Tran tor 441 für einen Treiber mit niedriger Leistung und die Außenwiderstände enthält, so wie eine Treiberschaltung für den Lichtstrahl mit der höheren Leistung, die einen npn-Transistor 442 für den Treiber mit höherer Leistung enthält, sowie die Transistoren 443, 44 mit den Außenwiderständen und der Torschaltung 445. Die Torschaltung 445 wird mit dem Ausgangssignal aus dem ODER-Gatter 21 gespeist, das seinerseits aus dem W.DATA-Signal 900 und dem ADJ.IN-Signal 904 gespeist wird.

Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ist das mit Hilfe des Fotodetektors 3 erkannte Monitorsignal des Lichtstroms der Laserdiode 1 für den Komparator 431 in der Regelschaltung 43 vorgesehen, und dieses Monitorsignal wird mit dem Referenzsignal aus dem Lesevergleichssignalgenerator 436 verglichen, wenn der Lichtstrahl mit der niedrigeren Leistungsstärke für die Abweichung von dem geeigneten Leistungspegel der Informationswiedergabe kompensiert wird. Der Fensterkomparator 432 vergleicht das Ausgangssignal des Komparators 431 mit den oberen bzw. unteren Schwellwertpegeln und gibt das bezogene Ausgangssignal auf die analoge Regelschaltung 434, wenn das Eingangssignal die Schwellenpegel durchbricht. Die Analog-Regelschaltung 434 wird durch das W.GATE-Signal 904 über das UND-Gatter 25 aktiviert und zählt den AUF/AB-Zähler 4342 hoch

oder runter, und zwar in Abhängigkeit von dem zugeführten Taktimpuls des Generators 433 und dem Ausgangssignal des Fensterkomparators 432. Das Zähler-Ausgangssignal wird über den Digital-Analog-Wandler 4343 in ein Analog-Signal umgewandelt, und das Analogsignal wird auf die Basis des Transistors 441 in der Lichtquellentreiberschaltung 44 gegeben. Dadurch wird der abgestrahlte leistungsschwache Laserstrahl bezüglich des Leistungspegels für die Abweichung von dem geeigneten Leistungspegel ausgeglichen.

Ähnlich wie oben beschrieben, wird auf den Komparator 431 das erkannte Monitor-Signal des Fotodetektors 3 gegeben, sowie das multiplizierte Signal des Schreibvergleichsignals des Schreibvergleichsgenerator 438 und das gefilterte Ausgangssignal der Filterschaltung 23, auf die wiederum die ODER-geschalteten W.DATA 900 und ADJ.IN 902 gegeben werden, wenn der leistungsstarkere Lichtstrahl bezüglich der Abweichung von dem geeigneten Leistungspegel der Informationsspeicherung oder -löschung kompensiert wird. Das Filter 23 dient zur GIMttung des W.DATA-Signals und erzeugt gemitteltes Pegelsignal. So wird das Filter 23 nicht für die Schreibvergleichsschaltung benötigt, wenn die Frequenzwiedergabe des Multiplizierers 437 hoch genug ist. Auf den Komparator 431 wird mittels des Multiplizierers 437 das Vergleichssignal gegeben, weil das mit einem höheren Pegel als das Lesevergleichssignal versehene Referenzsignal für den Komparator 431 benötigt wird, wenn die Lichtleistung bezüglich der Abweichung von dem für den Aufnahme- oder Löschvorgang geeigneten Wert kompensiert wird. Der Fensterkomparator 432 vergleicht das Ausgangssignal des Komparators 431 mit dem unteren oder oberen Vergleichsschwellwert und gibt das Ausgangssignal auf die Analog-Regelschaltung 435, wenn das Eingangssignal die Schwellwerte durchbricht. Die Analog-Regelschaltung 435 wird von dem W.GATE-Signal .904 über das UND-Gatter 26 aktiviert und zahlt den AUF/AB-Zähler 4352 hoch oder runter, und zwar in Abhängigkeit von dem Taktimpuls, der vom Generator 433 kommt und vom Ausgangssignal des Fensterkomparators 432. Das Zshlerausgan^ssignal wird mittels eines D/A-Wandlers 4353 von. einem digitalen Signal in ein analoges Signal umgewandelt, und das analoge Signal wird auf die Basis des Transistors 442 der Lichtquellentreiberschaltung 44 gegeben. Andererseits wird das W.DATA-Signal 900 über die Tor-

schaltung 445 auf die Transistoren 434 und 444 gegeben, und die Laserdiode 1 wird pulsweise mittels Ein- und Ausschaltens der Transistoren. 434. 444 betrieben, und zwar in Abhängigkeit von dem W.DATA-Signal 900. Obgleich der Treiberstrom der Laserdiode 1 vom Kollektorstrom des Transistors 442 gesteuert wird, wird die Lichtstrahleistungskompensation der Laserdiode durchgeführt.

Im Falle der Kompensation des Lichtstrahls höherer Leistung mittels desADJ. IN -Signals 902, wird die Filterschaltung 23 mit einem ADJ.IN-Signal über das ODER-Gatter 21 versorgt. Das Vergleichersignal für den Komparator 431 wird von dem Multiplizierer 437 geliefert, indem das Filterausgangssignal und das von der Signalstromquelle 438 erzeugte Schreibvergleichssignal multipliziert werden. Außerdem wird auf das UND-Gatter 26 über das ODER-Gatter 22 das ADS.IN-Signal 902 und der Taktimpuls gegeben, und das Gatter 26 versorgt die analoge Reglerschaltung 435 mit seinem Ausgangssignal. Deshalb wird die Lichtstrahlstärkekompensierung bei einem Lichtstrahl höherer Leistung in der gleichen · Weise ausgeführt wie bei der Leistungskompensation der oben beschriebenen Informationsaufzeichnung oder Informationslöschung.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform spielen AUF/AB-Zähler, die in den Analog-Regelschaltungen 424 und 435 vorgesehen sind, die Rolle · der Speichereinrichtungen der Leistungskompensationsinformationen.

In einem weiteren Blockschaltbild zeigt die Fig.5 ein automatisches Licht-Stärkekompensationssystem gemäß der Erfindung. Gemäß dieser Ausführungsform werden die Regelschaltung 41, die optische Systemregelschaltung 61, die Lichtstrahlsperrschaltung 7 und der Regler 9, die in der Fig.2 dargestellt sind, durch einen einzigen Zentralen Prozessor (CPU) 81 realisiert. Schließlich wird der Zentrale Prozessor 81 mit einem Temperatursignal von der TemperaturmeßeinrichtunQ 101 beschickt, die die Umgebungstemperatur oder die Gerätetemperatur der Laserdiode 1 .erkennt. Auch enthält der Zentrale Prozessor einen Impulsgeber 102 und mißt die Betriebszeit des Systems. In der Fig.5 werden die gleichen Bezugszeichen für die gleichen

-16-Elemente verwendet wie in der Fig.2.

Entsprechend dieser Ausführungsform werden die A/D-Wandler 103, die sich im CPU 81 befinden, mit analogen Eingangssignalen beschickt, beispielsweise mit dem Ausgangssignal des Fotodetektors 3 oder dem Temperatursignal des Sensors 101, und die umgewandelten digitalen Signale werden in der CPU 81 verarbeitet. Auf die Lichtquellentreiberschaltung A4 werden über I/O-Schnittstellen 104 und D/A-Wandler 105 die Ausgangssignale des Zentralen Prozessors 81 gegeben.

Die Figuren 6(A),(B) sind Ablaufdiagramme zur Erklärung der Funktionsweise der in der Fig.5 gezeigten Ausführungsform. Die Fig.6A zeigt den Prozeßablauf der Leistungskompensationsbetriebs-Übertragung vom Wiedergabebetrieb in den Aufzeichnungsbetrieb.. Während des Wiedergabevorgangs wird der von der Lichtquelle ausgesandte Lichtstärkepegel in den Regler 8 (200 in Fig.6(A)) eingegeben. Dann wird der Pegel mit dem oberen und unteren Bezugsschwellwert 201,202 im Schleifenbetrieb 203,204 verglichen, und der Leistungspegel der Lichtquelle wird automatisch während eier Wiedergabephase geregelt.

Wenn das ADJ.IN-Signal erzeugt wird (in Falle der Startzeit wird das ADS.IN-Signal automatisch von dem Prozessor erzeugt), wird eine Einrichtung für das optische System durch die ADJ-Routine 205 positionsmäßig bewegt. Auch der Lichtstrahl wird bewegt. Die angestrahlte Position des Aufzeichnungsbereichs der Datenspeichereinrichtung und/oder der Lichtstrahl werden defokussiert. Dann wird die Lichtstrahlleistungskompensation bei höherer Leistung für den Aufnahmevorgang durchgeführt. Außerdem wird die Lichtleistungskompensation für den Aufnahmevorgang durchgeführt, und zwar in Abhängigkeit von dem Temperatursignal 206 oder von der Betriebszeit 207.

Die Fig.6(B) zeigt ein detaillierteres Ablaufdiagramm der oben beschriebenen ADJ-Routine. Erst wird der Lichtstrahl von dem Aufzeichnungsbereich der Datenspeichereinrichtung 2051 wegbewegt, und der Strahl wird defo-

kussiert, beispielsweise mittels einer beweglichen Objektivlinse 2052. Dann wird die ADJ-Operation 2054 gestartet. Indem der Lichtleistungspegel 2055 gesetzt wird, vergleicht das Lichtleistungskompensationssystem den Leistungspegel mit den oberen und unteren Schwellwerten 2056,2058 in der Schleifenfunktion 2057,2059, und die Lichtleistungskompensation bei höherer Leistung wird für den Aufzeichnungsbetrieb durchgeführt.

Wenn, entsprechend dieser Ausführungsform, das Aufnahme- und Wiedergagabesystem für die optische Information gestartet wird (d.h. EIN aktiviert), wird die ADJ-Routine gemäß der Erfindung gestartet, dann wird zuerst der Lichtstrahlleistungspegel, der für den Aufnahmevorgang am geeignetsten erscheint, in die Speichermittel (d.h. in den AUF/AB-Zähler) eingespeichert, darauf wird die von der Laserdiode ausgehende Lichtleistung kompensiert.

Während der gewöhnlichen Informatior aufzeichnungsphasen wird die Lichtleistungskompensation mittels eines herkömmlichen geschlossenen Regelkreises durchgeführt, und zwar in Abhängigkeit von dem erkannten Monitorsignal der Fotodiode, die ein Teil des Lichtstroms von der Laserdiode erkennt.

In u'er Fig.7 ist ein weiteres Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Lichtkompensationssystems gezeigt. Ein Teil des Lichtstroms aus der Laserdiode 1, z.B. der Lichtstrom aus dem hinteren Ende der Laserdiode, wird von einer Fotodiode 3 erkannt. Ein Komparator 451 der Regelschaltung 45 in der automatischen Strahlungsleistungskompensationsschaltung wird mit dem erkannten Monitorsignal von der Fotodiode 3 beaufschlagt. Der Komparator 451 wird auch mit einer Vergleichsspannung V.REF beschickt und liefert das verglichene Ausgangssignal sowohl für eine Justierschaltung 452 als auch für eine PID-Schaltung 453. Eine Subtraktionsschaltung 454 wird sowohl mit mit dem Justiersignal, welches das Ausgangssignal der Justierschaltung 452 ist, und dem PID-Signal, welches das Ausgangssignal der PID-Schaltung 453 ist, beschickt, und die Schaltung 454 erzeugt das subtrahierte Signal des Justiersignals und des PID-Signals für eine Lichtquellentreiberschaltung 46. Dadurch kann die Lichtquellentreiberschaltung 46 die Ausgangslichtstärke

-IB-aus der Laserdiode 1 kompensieren.

In der Fig.8 ist eine weitere Schaltungsanordnung dargestellt, das ein automatisches Lichtleistungskompensationssystem gemäß der Erfindung zeigt.

In der Fig.8 werden für die gleichen Elemente die gleichen Bezugszeichen wie in der Fig.7 verwendet. Bei dieser Ausführungsform umfaßt die Justierschaltung 452 einen Fensterkomparator 4521, ein UND-Gatter 4522, einen Taktimpulsgenerator 4523, einen AUF/AB-Zähler 4524 und einen D/A-Wandler 4525.

Das verglichene Ausgangssignal des Komparators 451 wird in den Fensterkomparator 4521 ei?" egeben und mit den zuvor gesetzten oberen und unteren Schwellwerten verglichen.

Die Ausgangssignale von zwei Komparatoren, die zusammen den Fensterkomparator 4521 ergeben, werden auf das UND-Gatter 4522 mit dem Taktsignal aus dem Generator 4523 gegeben und bearbeitet. Die Ausgangssignale des UND-Gatters 4522 werden auf die Eingänge des AUF/AB-Zählers 4524 gegeben, wobei die Hoch- oder Runterzählungen in Abhängigkeit vom Taktsignal erfolgen. Das digitale Ausgangssignal des Zählers 4524 wird in ein Analogsignal mittels des A/D-Wandlers 4552 umgewandelt. Auf eine Subtraktionsschaltung 454 wird sowohl das erwäi .^e analoge Signal aus dem D/A-Wandler 4525 als auch ein PID-Signal aud der PID-Schaltung 453 gegeben. Ein Operationsverstärker 462 wird mit dem subtrahierten Ausgangssignal beschickt, und ein Transistor 463 wird von dem verstärkten Signal aus dem Verstärker 462 angetrieben. Ein Widerstand 461 arbeitet als Rückkopplungswiderstand des Verstärkers 462, und ein Widerstand 464 arbeitet als Strombegrenzer für den Transistor 463. Dadurch wird die Laserdiode 1 in ihrem Treiberstrom in Abhängigkeit von dem Subtraktionssignal ,d.h. - (Justiersignal) - (PID-Signal), gesteuert. Auf diese Weise wird die Lichtstärkekompensation des von der Laserdiode 1 ausgegebenen Laserstrahls durchgeführt.
Die Fig.9 zeigt noch eine weitere Schaltungsanordnung für eine erfindungs-

gemäße automatische Lichtstärkekompensationseinrichtung. Ein UND-Gatter 4532 einer PID-Schaltung 453 wird sowohl mit einem W.GATE-Signal 904 als auch mit einem Taktsignal beschickt, und das Ausgangssignal des Gatters 4531 wird mit dem über den Inverter 4533 invertierten ADJ.IN-Signal auf das UND-Gatter 4532 gegeben. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 4532 ist sowohl für einen Analogschalter 4534 direkt und für einen Analogschalter 4536 über einen Inverter 4535 vorgesehen. Die Widerstände R5 und R6 sowie ein Kondensator Cl, die in der PID-Schaltung 453 vorgesehen sind, ergeben zusammen eine Differentialschaltung mit einem Operationsverstärker 4537. Ein Komparator 451 gibt das verglichene Ausgangssignal über einen Schalter 4534 und die erwähnte Differenzschaltung auf den Operationsverstärker 4537. Außerdem bilden der Widerstand R7 und der Kondensator C2 zusammen eine Integrierschaltung mit dem Operationsverstärker 4537. Der Schalter 4536 ist zu dem Kondensator C2 parallelgeschaltet. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 4537 wird auf die Subtraktionsschaltung 454 mit dem analogen Ausgangssignal des D/A-Wandlers 4525 der Justierschaltung gegeben. Das' subtrahierte Signal wird über eine Zenerdiode 455 auf die (nicht gezeigte) Lichtquellentreiberschaltung gegeben.

Erfindungsgemäß wird das Ausgangssignal des Komparators 451 sowohl auf
die Justierschaltung 452 als auch auf die PID-Schaltung 453 gegr ..en. Das digitale Justiersignal der Justierschaltung 452 wird auch über einen D/AWandler 4525 auf die Subtraktionsschaltung 454 gegeben. Arbeitet das Systern reproduzierend (d.h. sowohl das W.GATE-Signal als auch das ADJ.IN-Signal haben einen niedrigen Wert), dann wird das verglichene Aus_ gssignal des Komparators 451 nicht auf die Differentialschaltung mit dem Kondensator Cl und den Widerständen R5 und R6 gegeben, da der Schalter 4534 auf der Stellung AUS gehalten wird. Deshalb wird die Leistungskompensation mit Hilfe der konventionellen Justierschaltung 452 durchgeführt. Wenn, andererseits, das System aufzeichnet (d.h. das W.GATE-Signal einen hohen und das ADJ.IN-Signal einen niedrigen Wert behält), wird über die UND-Gatter 4531 und 4532 (oder über die UND-Gatter 4531 und 4532) und den Inverter 4535 das Taktsignal auf die Schalter 4534,4536 gegeben. Des-

halb verbindet der Schalter 4534 das verglichene Ausgangssignal mit der PID-Schaltung 453, die von dem Taktsignal abhängt. Des weiteren öffnet der Schalter 4534 die Schaltung während der Schleifenoperation von ADJ.IN (d.h. das ADJ.IN-Signal hält einen hohen Pegel), und es findet keine PID-Regelung statt. Schließlich wird auf den Schalter 4536 über den Inverter 4535 das invertierte W.GATE-Signal" und das Takt-Signal gegeben, und die Integra^onsregelung der PID-Schaltung 453 wird richtig ausgewählt.

Gemäß dieser Ausführungsform wird die Lichtstärke kompensiert, sowohl mit Hilfe des konventionellen geschlossenen Schleifensystems als auch mittels des PID-Steuersystems. Deshalb kann die automatische Lichtstärkekompensation mit Echtzeitwiedergabe durchgeführt werden.

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Claims

P 335-OY/85

OPTISCHES INFORMATIONSAUFNAHME- UND-WIEDERGABESPEICHERSYSTEM

Patentansprüche

1. Optisches Informationsaufnahme- und -Wiedergabespeichersystem, bei bei dem Daten durch Auftreffen eines Lichtstrahls auf ein Datenspeichermedium eingegeben, ausgelesen oder gelöscht werden, gekennzeichnet durch a) eine Lichtquelle ;

b) einen Fotodetektor, der wenigstens einen Teil des Lichtstroms der Lichtquelle erkennt;

c) eine Lichtstrahlleistungs-Kompensationsschaltung, welche die Abweichung einer ausgesendeten Lichtleistung der Lichtquelle kompensiert, und zwar in Abhängigkeit von einem erkannten Monitorsignal, das von dem Fotodetektor erzeugt wird;

d) eine Lichtstrahlregelschaltung, die mindestens eine Regelschleife bildet, die den Lichtstrahl regelt, der von der Lichtquelle ausgesendet wird und auf das Datenspeichermedium fällt und

e) eine Lichtstrahlsperrschaltung, die verhindern kann, daß ein Lichtstrahl auf das Datenspeichermedium fällt.

2. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle einer Laserdiode und der Fotodetektor eine p-i-n Fotodiode

-2-

ist, die wenigstens einen Teil des Lichtstroms erkennt, der von dem hinteren Ende der Laserdiode ausgesendet wird

3. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtstrahlleistungs-Kompensationsschaltung eine Regelschaltung aufweist, der das erkannte Monitor-Signal zugeführt wird, sowie eine Lichtquellen-Treiberschaltung, der das Ausgangssignal der Regelschaltung zugeführt wird.

4. Optisches System nach ""ispruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtstrahlregelschaltung eine optische Systemregelschaltung aufweist, der

wenigstens ein Servo-Fehlersignal zugeführt wird, sowie eine optische System-Treiberschaltung, welcher das Ausgangssignal von der optischen Systemregelschaltung zugeführt wird und die wenigstens ein Treibersignal eines optischen Systems erzeugt.
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5. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen-Treiberschaltung und die 'Lichtstrahlsperrschaltung mit dem Ausgangssignal eines Reglers versorgt werden, der ein Befehlssignal erhält.

6. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die

Lichtstrahlregelschaltung mit dem erkannten Signal beaufschlagt wird, das

von einem Fotodetektor erzeugt wird, der das von dem Speichermedium reflektierte Licht erkennt.

7. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtstrahlregelschaltung wenigstens ein optisches System regelt, das enthält:

a) wenigstens eine Objektiv-Linseneinrichtung;

b) einen optischen Abnehmer und

c) einen Schwing- oder Sprachspulenmotor.

ß. Optisches System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberschaltung des optischen Systems enthält:

a) wenigstens eine Energiequelle, die eine Spule der Objektivlinse mit

m Treiberstrom versorgt, um den Lichtstrahl zu defokussieren, der auf das Datenspeichermedium fällt.

b) eine Schalteinrichtung, die ein Signal von der Energiequelle für einen Addierer vorsieht, und zwar in Abhängigkeit von einem Sperrsignal, das mittels der Lichtstrahlsperrschaltung erzeugt wird;

c) einen Addierer, der das Energiequellensignal und ein Ausgangssignal der optischen Systemregelschaltung addiert und

d) einen Treiberverstärker, der ein verstärktes Ausgangssignal des addierten Ausgangssignals für die Signale der Objektivlinseneinrichtung abgibt.

9. Optisches System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Fotodetektor ein Dual- oder Quadrupol-Fotodetektor ist .

10. Automatisches Lichtstrahlleistungs-Kcmpensationssystem für ein optisches Informationsaufzeichnungs- und -Wiedergabesystem, wobei eine ausgesandte Lichtstrahlleistung einer Lichtquelle automatisch kompensiert wird, gekennzeichnet durch '

a) eine Laserdiode;

b) eine Fotodiode, die wenigstens einen Teil eines ausgesandten Lichtstroms der Laserdiode erkennt;

c) eine Regelschaltung, die mit einem Schreibdatensignal, einem Schreibgattersignal und einem Festhalte-Signal mittels einer Gatterschaltung versorgt wird und

d) eine Lichtquellen-Treiberschaltung, die mit den Ausgangssignalen sowohl der Regelschaltung als auch der Gatterschaltung versorgt wird, welcher das Schreibdaten- und Festhaltesignal zugeführt wird.

11. Automatisches Lichtstrahlleistungs-Kompensationssystem nach Anspruch 10, dadurch ^kennzeichnet, daß die Regelschaltung enthält:

a) einen Komparator, der mit einem Lesereferenzsignal und einem Schreibreferenzsignal mit einem erkannten Monitorsignal der Fotodiode versorgt wird.

b) einen Fenster-Komparator, dem ein verglichenes Ausgangssignal aus dem Komparator zugeführt wird;

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c) einen Taktsignalgenerator, der ein Taktsignal erzeugt;

d) wenigstens einen AUF/AB-Zähler, dem das Taktsignal und ein Ausgangssignal des Fensterkomparators zugeführt wird und

e) wenigstens einen Digital-Analog-Wandler, dem das AUF/AB-Zähler-Ausgangssignal zugeführt wird.

12. Automatisches Lichtstrahlleistungs-Kompensationssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelschaltung mit einem Ausgangssignal der Gatterschaltung über ein Filter beaufschlagt wird.

13. Automatisches Lichtstrahlleistungs-Kompensationssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelschaltung eine CPI (Central Processor Unit) aufweist, die mit dem erkannten Signal der Fotodiode und einem Temperatursignal mittels einer Temperaturfühleinrichtung versorgt wird, wobei die CPU eine Zeitgeberschaltung aufweist.

14. Automatisches Lichtstrahlleistungs-Kompensationssystem nach Anspruch

10, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelschaltung enthält:
a) wenigstens eine Halte- oder Einstellschaltung;

b) einen PID-Regelkreis parallel zur der Halte- oder Einstellschaltung und c) eine Subtraktionsschaltung, welche ein Ausgangssignal der PID-Regelschaltung von einem Ausgangssignal der Halte- oder Einstellschaltung subtrahiert.

15. Automatisches Lichtstrahlleistungs-Kompensationssystem nach Anspruch

11, dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator ein Schreibreferenzsignal mittels eines Multiplizierers erhält, dem sowohl das Filterausgangssignal der Gatterschaltung als auch das Ausgangssignal einer Schreibreferenzenergiequelle zugeführt wird.