DE3546599C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine stabilisierte Lasereinrichtung nach dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.

Eine optische Informationsspeicher- und -wiedergabevorrichtung besitzt zwei Betriebszustände, nämlich den Aufzeichnungs- und den Wiedergabebetriebs­ zustand. Um Daten von einem Speichermedium, beispielsweise von einer optischen Platte zu lesen, wird die Vorrichtung in den Wiedergabebetriebs­ zustand versetzt. Sollen Daten auf einer optischen Platte gespeichert werden, so wird die Vorrichtung zunächst in den Wiedergabebetriebszustand versetzt.

Die Vorrichtung gibt einen Laserstrahl von bestimmter Intensität ab, die im folgenden Wiedergabepegel genannt wird, um die Adresse der Spur zu lesen, die man entsprechend des von der Spur reflektierten Lichts erhält. Sodann wird ein Kopf zu der Spur bewegt, die einer Schreibadresse ent­ spricht. Hierauf wird die Vorrichtung in den Aufzeichnungsbetriebszustand gebracht, und die Daten werden bei der Adresse geschrieben. Beispielsweise wird die Information "1" derart geschrieben, daß ein Laserstrahl großer In­ tensität, die im folgenden Aufzeichnungspegel genannt wird und die nor­ malerweise mehrfach größer ist als der Wiedergabe-Pegel, auf die Platte gestrahlt wird, um Vertiefungen auf der Plattenoberfläche zu erzeugen. Da eine "O" -Information so geschrieben wird, daß keine Vertiefungen auf der Plat­ tenoberfläche gebildet werden, wird das Laser-Ausgangssignal auf einen niedrigen Pegel, den Wiedergabepegel, geschaltet. Deshalb muß der Aus­ gangsstrahl einer Lasereinrichtung, die bei einer Informationsaufzeichnungs- und -wiedergabevorrichtung verwendet wird, zwei unterschiedliche Ausgangs­ signalpegel haben.

Im allgemeinen verändert sich das Ausgangssignal eines Halbleiterlasers sehr in Abhängigkeit von Umwelteinflüssen, z. B. von der Umgebungstempe­ ratur. Das Ausgangssignal eines Halbleiterlasers verändert sich auch stark entsprechend der Selbst-Degradation. Aus diesem Grund ist eine Einrichtung erforderlich, welche das Laserausgangssignal bei einer Halbleiter-Laservor­ richtung stabilisiert und die Zuverlässigkeit verbessert.

Es ist bereits eine stabilisierte Halbleiter-Lasereinrichtung bekannt, die in einer optischen Informationsaufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung ver­ wendet wird (Japanische Offenlegungsschrift Nr. 58-1 58 051). In dieser Ein­ richtung wird eine Rückkopplungs-Regelung dadurch realisiert, daß der Un­ terschied zwischen einem Erkennungssignal von einem Fotosensor und einem Bezugssignal im Wiedergabebetriebszustand erhalten wird, während beim Auf­ zeichnungsbetriebszustand eine Regelung mit offener Regelschleife durch­ geführt wird. Im Wiedergabebetriebszustand wird ein Laser-Treiberstrom abgetastet und gehalten, während beim Aufzeichnungsbetriebszustand die Summe der Aufzeichnungsdaten und des Haltesignals als Laser-Treiberstrom verwendet wird. Der Nachteil dieser bekannten Einrichtung besteht darin, daß sie die großen Schwankungen während des Aufzeichnungsvorgangs in der Umgebungstemperatur nicht ausgleichen kann.

Weiterhin ist eine stabilisierte Lasereinrichtung einer optischen Informationsspeicher- und -wiedergabeeinrichtung bekannt, die erste und zweite Bezugswerte einstellen kann und die das von der Lasereinrichtung kommende Licht fotoelektrisch umwandelt und ein Erkennungssignal erzeugt (DE 34 04 444 A1). Hierbei wird ein niedriger Pegel ("0") durch eine Rückkopplungsschleife geregelt, während der hohe Pegel ("1") durch eine offene Schleife geregelt wird. Die bekannte Lasereinrichtung enthält folglich keine Rückkopplungsregelung der Modulationskomponente während des Schreibvorgangs. Damit ist es auch nicht möglich, bei nachlassendem Laserwirkungsgrad die Lichtintensität konstant zu halten.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine vorgegebene Laserstrahlungsintensität beim Schreiben und Lesen auch dann noch aufrechtzuerhalten, wenn der Laseremissionsgrad nach einer bestimmten Zeit nachläßt.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß es möglich ist, die Laserintensität über eine Rückkopplung zu regeln und das Regelsignal zu speichern, wenn sich der Wirkungsgrad während des Lesebetriebs ändert. Während des Schreibvorgangs wird die Laserintensität entsprechend dem Regelsinn für den hohen Pegel moduliert, den man duch die Rückkopplungsregelung und das gespeicherte Regelsignal für den niedrigen Pegel erhält. Hierdurch bleibt die gewünschte Schreibleistung auch dann noch erhalten, wenn der Laseremissionswirkungsgrad nachläßt.

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

Fig. 1 ein Blockschaltbild, das ein optisches Informationsaufzeichnungs- und Wiedergabespeichersystem gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ein weiteres Blockschaltbild, das ein optisches Informationsaufzeich­ nungs und -wiedergabespeichersystem gemäß der Erfindung;

Fig. 3 ein weiteres Blockschaltbild, das ein optisches Informationsaufzeich­ nungs- und -wiedergabespeichersystem gemäß der Erfindung;

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

Fig. 5 ein weiteres Brockschaltbild, das ein automatisches Lichtleistungs­ kompensationssystem 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 Lichtieistungs­ kompensationssystem gemäß der Erfindung darstellt;

Fig. 8 eine weitere Schaltungsanordnung, die ein automatisches Lichtlei­ stungskompensationssystem gemäß der Erfindung darstellt und Fig. 9 eine weitere Schaltungsanordnung, die ein automatisches Lichtleistungs­ kompensationssystem gemäß der Erfindung darstellt.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen der Fig. 1 bis 3 werden die be­ vorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung bezüglich eines optischen In­ formationsaufzeichnungs- und Wiedergabespeichersystems beschrieben.

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

Von der Laserdiode 1 wird ein Lichtstrahl auf eine Datenspeichereinrich­ tung 3 gestrahlt. Ein Lichtstrom, der von dem hinteren Ende der Laserdi­ ode gegeben wird, wird teilweise von einem Fotodetektor 3, z. B. einer p-i-p Fotodiode erkannt. Eine automatische Lichtstrahlleistungskompensa­ tionsschaltung 4 mit einer Regelschaltung 41 und einer Lichtquellentreiber­ schaltung 42 wird mit dem erkannten Monitorsignal von der p-i-n Foto­ diode 3 versorgt. Eine von der Lichtquelle 1 ausgehende Lichtstrahlleistung wird regelt, 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 Licht­ strahl 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 , der sich auf dem Abnehmer 5 befindet, erkannt. Der Fotodetektor 53 ist ein Zwei- oder Vierfachfotodetektor. Das Signal des Fotodetektors 53 wird auf eine Licht­ strahlregelschaltung 6 mit einer Regelschaltung für das optische System 61 und der Treiberschaltung für das optische System 62 gegeben. Die Trei­ berschaltung 62 des optischen Systems, auf die das erkannte und verarbei­ tete Fokus-Fehlersignal oder das Spurfolge-Fehlersignal gegeben wird, lenkt den Lichtstrahl mit Hilfe des beweglichen Objektivs 51, das seiner­ seits von einer Spule 54 oder mit Hilfe eines Schwingspulenmotors (VCM = Voice Coil Motor) 56 angetrieben wird, so daß die Lichtstrahlfokussierungs­ regelung oder Spulfolgeregelung durchgeführt wird. Beispielsweise bewegt der Schwingspulenmotor 56 den Abnehmer 5 in radialer Richtung des Daten­ speichermediums 2, wenn dieses scheibenförmig ist. Eine Lichtstrahlsperr­ schaltung 7, die mit einem Befehlssignal 8 beaufschlagt wird, gibt das Sperrsignal 71 auf die Treiberschaltung 62 des optischen Systems der Licht­ strahlkompensationsschaltung 6. Außerdem wird auf die Lichtquellentrei­ berschaltung 42 in der automatischen Lichtstrahlleistungskompensations­ schaltung 4 ebenfalls das Befehlssignal gegeben.

Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform defokussiert die Lichtstrahl­ sperrschaltung 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 ge­ geben wird, oder mit Hilfe des VCM 5, auf den der zum Bewegen bestimm­ te 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 Lichtquellentreiber­ schaltung 42 gegeben, und die Laserdiode 1 gibt den Lichtstrahl mit einer Leistung ab, die zum Speichern oder Löschen von Daten auf der Datenspei­ chereinrichtung ausreicht. Der Fotodetektor 3, der den Lichtstrom vom hin­ teren Ende der Laserdiode 1 erkennt, erzeugt ein Lichtleistungsmonitorsig­ nal, und die automatische Leistungskompensation des Lichtstrahls aus der Laserdiode 1 kann mit Hilfe der automatischen Lichtstrahlleistungskompen­ sationsschaltung 4 durchgeführt werden, welche die Regelschaltung 41 und die Lichtquellontreiberschaltung 42 umfaßt.

Die Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild mit einer Ausführungsform der Erfindung. Ein Regler, beispielsweise eine CPU (Zentraler Prozessor), auf den ein Be­ fehlssignal 8 gegeben wird, gibt sein Ausgangssignal auf eine Lichtquellen­ treiberschaltung 42 in einer automatischen Lichtstrahlleistungskompensations­ schaltung 4 und auf eine Lichtstrahlsperrschaltung 7. Auf eine Treiberschal­ tung 62 des optischen Systems wird das Ausgangs-Signal 71 der Lichtstrahl­ sperrschaltung 7 gegeben. Eine Regelschaltung 41 in der Lichtstrahllei­ stungskompensationsschaltung 4 gibt auf den Regler 9 ein Meßabweichsig­ nal. Außerdem versorgt eine optische Systemregelschaltung 61 im Licht­ strahlregelkreis 6 den Regler 9 mit einem Lichtstrahlsperrvervollständigungs­ signal.

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 beweg­ liche Objektiv 51 und für den VCM 56 von der Treiberschaltung 62 angetrie­ ben, 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 op­ tischen 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 er­ kannte 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 Meßbe­ reichs-Abweich-Signal auf den Regler 9. Sodann erzeugt der Regler 9 ein Besetztsignal, und der Aufnahme- oder Löschbetrieb der Spule wird ge­ stoppt.

Die Fig. 3 stellt ein weiteres Blockschaltbild dar, welches eine Ausführungs­ form der Erfindung zeigt. Ein Ausgangssignal von einem Zwei- oder Vier­ fach-Fotodetektor 53 wird auf einen Differenzverstärker 63 einer Regel­ schaltung 61 des optischen Systems gegeben. Der Differenzverstärker 63 gibt auf einen Addierer 64 in einer Treiberschaltung 62 eines optischen Sy­ stems 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 Strom­ kreis öffnet oder schließt. Der Addierer 64 gibt auf einen Treiberverstärker 67 das addierte Ausgangssignal, und das Ausgangssignal vom Treiberverstär­ ker 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 Ab­ hängigkeit vom Sperrsignal 71, das von der Lichtstrahlsperrschaltung kommt. Dies geschieht vor der Informationsspeicherung oder -löschung in der Daten­ speichereinrichtung. 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 so be­ wegen, daß der Lichtstrahl zur Datenspeichereinrichtung hin defokussiert wird.

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

Die Fig. 4 zeigt eine Schaltungsanordnung mit einem automatischen Lichtleistungs­ kompensationssystem der dargestellten Ausführungsform. Eine Fotodiode 3 in einem optischen Abnehmer erkennt einen Teil des Lichtstroms von der Laserdiode 1 und versorgt eine Regelschaltung 43 in der Lichtstrahllei­ stungskompensationsschaltung 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 Fest­ stellsignal (ADJUST-IN-Signal bzw. ADJ.IN) 902 beaufschlagt, und die Re­ gelschaltung 43 wird ebenfalls über ein ODER-Gatter 22 mit einem Schreib­ gattersignal (W.GATE) 904 und dem Einregelsignal (ADJ.IN) 902 beauf­ schlagt. Eine Lichtquellentreiberschaltung 44 wird über ein ODER-Gatter 21 mit dem Ausgangssignal aus der Regelschaltung 43 und einem ODER-ge­ schalteten Signal des W.DATA-Signals 900 und des ADJ.IN-Signals 904 ver­ sorgt. DES Ausgangssignal (Treiberstrom) der Lichtquellentreiberschaltung 44 versorgt eine Laserdiode 1. Die Regelschaltung 43 enthält einen Kompara­ tor 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 beauf­ schlagt wird sowie mit einem Taktsignal aus einem Taktimpulsgenerator 433.

Die erwähnten Analog-Regelschaltungen 434, 435 erzeugen analoge Regelsig­ nale, 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 r1, r2 bzw. r3, r4 mit den Vergleichsspannungen (+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/AB-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 Zenerdi­ ode 43 für einen Treibertransistor für die Lichtstrahlemission mit der höhe­ ren Leistung vorgesehen. Eine Lichtquellentreiberschaltung 44 enthält, wie die Fig. 4 zeigt, eine Treiberschaltung für den Lichtstrahl mit der niedrigen Leistung, welcher einen npn-Transistor 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 ge­ speist wird.

Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ist das mit Hilfe des Foto­ detektors 3 erkannte Monitorsignal des Lichtstroms der Laserdiode 1 für den Komparator 431 in der Regelschaltung 43 vorgesehen, und dieses Moni­ torsignal wird mit dem Referenzsignal aus dem Lesevergleichssignalgene­ rator 436 verglichen, wenn der Lichtstrahl mit der niedrigeren Leistungs­ stärke für die Abweichung von dem geeigneten Leistungspegel der Informa­ tionswiedergabe 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 durch­ bricht. 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 Leistungs­ pegels 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 gefil­ terte Ausgangssignal der Filterschaltung 23, auf die wiederum die ODER- geschalteten W.DATA 900 und ADJ.IN 902 gegeben werden, wenn der lei­ stungsstärkere Lichtstrahl bezüglich der Abweichung von dem geeigneten Leistungspegel der Informationsspeicherung oder -löschung kompensiert wird. Das Filter 23 dient zur Glättung des W.DATA-Signals und erzeugt gemittel­ tes Pegelsignal. So wird das Filter 23 nicht für die Schreibvergleichsschal­ tung 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 Lese­ vergleichssignal 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 Fen­ sterkomparator 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 Schwell­ werte 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 Zählerausgangssignal wird mittels eines D/A-Wandlets 4353 von einem digitalen Signal in ein analoges Signal umgewandelt, und das analoge Signal wird auf die Basis des Transistors 442 der Lichtquellentreiberschal­ tung 44 gegeben. Andererseits wird das W.DATA-Signal 900 über die Tor­ schaltung 445 auf die Transistoren 434 und 444 gegeben, und die Laserdio­ de 1 wird pulsweise mittels Ein- und Ausschaltens der Transistoren: 434, 444 betrieben, und zwar in Abhängigkeit von dem W.DATA-Signal 900. Ob­ gleich der Treiberstrom der Laserdiode 1 vom Kollektorstrom des Transi­ stors 442 gesteuert wird, wird die Lichtstrahlleistungskompensation der La­ serdiode durchgeführt.

Im Falle der Kompensation des Lichtstrahls höherer Leistung mittels des ADJ.­ 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 Filterausgangs­ signal und das von der Signalstromquelle 438 erzeugte Schreibvergleichssig­ nal 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 Aus­ gangssignal. Deshalb wird die Lichtstrahlstärkekompensierung bei einem Licht­ strahl höherer Leistung in der gleichen Weise ausgeführt wie bei der Lei­ stungskompensation 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 Ausführungs­ form werden die Regelschaltung 41, die optische Systemregelschaltung 61, die Lichtstrahlsperrschaltung 7 und der Regler 9, die in der Fig. 2 darge­ stellt sind, durch einen einzigen Zentralen Prozessor (CPU) 81 realisiert. Schließlich wird der Zentrale Prozessor 81 mit einem Temperatursignal von daß Temperaturmeßeinrichtung 101 beschickt, die die Umrebungstemperatur 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 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, beispiels­ weise mit dem Ausgangssignal des Fotodetektors 3 oder dem Temperatur­ signal des Sensors 101, und die umgewandelten digitalen Signale werden in der CPU 81 verarbeitet. Auf die Lichtquellentreiberschaltung 44 werden über I/O-Schnittstellen 104 und D/A-Wandler 105 die Ausgangssignale des Zentralen Prozessors 81 gegeben.

Die Fig. 6(A), (B) sind Ablaufdiagramme zur Erklärung der Funktions­ weise der in der Fig. 5 gezeigten Ausführungsform. Die Fig. 6A zeigt den Prozeßablauf der Leistungskompensationsbetriebs-Übertragung vom Wieder­ gabebetrieb 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 un­ teren Bezugsschwellwert 201, 202 im Schleifenbetrieb 203, 204 verglichen, und der Leistungspegel der Lichtquelle wird automatisch während der Wieder­ gabephase geregelt.

Wenn das ADJ.IN-Signal erzeugt wird (im Falle der Startzeit wird das ADS.IN-Signal automatisch von dem Prozessor erzeugt), wird eine Einrich­ tung 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 beschriebe­ nen 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 Leistungs­ pegel mit den oberen und unteren Schwellwerten 2056, 2058 in der Schleifen­ funktion 2057, 2059, und die Lichtleistungskompensation bei höherer Leistung wird für den Aufzeichnungsbetrieb durchgeführt.

Wenn, entsprechend dieser Ausführungsform, das Aufnahme- und Wiederga­ gabesystem 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 Informationsaufzeichnungsphasen wird die Licht­ leistungskompensation mittels eines herkömmlichen geschlossenen Regel­ kreises durchgeführt, und zwar in Abhängigkeit von dem erkannten Monitor­ signal der Fotodiode, die ein Teil des Lichtstroms von der Laserdiode er­ kennt.

In der Fig. 7 ist ein weiteres Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Licht­ kompensationssystems 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 aus der Laserdiode 1 kompensieren.

In der Fig. 8 ist eine weitere Schaltungsanordnung dargestellt, das ein auto­ matisches 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 Justier­ schaltung 452 einen Fensterkomparator 4521, ein UND-Gatter 4522, einen Taktimpulsgenerator 4523, einen AUF/AB-Zähler 4524 und einen D/A-Wand­ ler 4525.

Das verglichene Ausgangssignal des Komparators 451 wird in den Fenster­ komparator 4521 eingegeben und mit den zuvor gesetzten oberen und un­ teren Schwellwerten verglichen.

Die Ausgangssignale von zwei Komparatoren, die zusammen den Fenster­ komparator 4521 ergeben, werden auf das UND-Gatter 4522 mit dem Takt­ signal 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 Takt­ signal erfolgen. Das digitale Ausgangssignal des Zählers 4524 wird in ein Analogsignal mittels des A/D-Wandlers 4552 umgewandelt. Auf eine Sub­ traktionsschaltung 454 wird sowohl das erwähnte analoge Signal aus dem D/A-Wandler 4525 als auch ein PID-Signal und der PID-Schaltung 453 gege­ ben. Ein Operationsverstärker 462 wird mit dem subtrahierten Ausgangssig­ nal beschickt, und ein Transistor 463 wird von dem verstärkten Signal aus dem Verstärker 462 angetrieben. Ein Widerstand 461 arbeitet als Rück­ kopplungswiderstand 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 Licht­ stärkekompensation 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 Widerstande R5 und R6 sowie ein Kondensator C1, die in der PID-Schaltung 453 vorge­ sehen sind, ergeben zusammen eine Differentialschaltung mit einem Opera­ tionsverstärker 4537. Ein Komparator 451 gibt das verglichene Ausgangs­ signal 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 Operationsver­ stärker 4537. Der Schalter 4536 ist zu dem Kondensator C2 parallelgeschal­ tet. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 4537 wird auf die Sub­ traktionsschaltung 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 gege­ ben.

Erfindungsgemäß wird das Ausgangssignal des Komparators 451 sowohl auf die Justierschaltung 452 als auch auf die PID-Schaltung 453 gegeben. Das digitale Justiersignal der Justierschaltung 452 wird auch über einen D/A- Wandler 4525 auf die Subtraktionsschaltung 454 gegeben. Arbeitet das Sy­ stem reproduzierend (d. h. sowohl das W.GATE-Signal als auch das ADJ.IN- Signal haben einen niedrigen Wert), dann wird das verglichene Ausgangssig­ nal des Komparators 451 nicht auf die Differentialschaltung mit dem Kon­ densator C1 und den Widerständen R5 und R6 gegeben, da der Schalter 4534 auf der Stellung AUS gehalten wird. Deshalb wird die Leistungskom­ pensation 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 Integrationsregelung 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 Lichtstärkekompen­ sation mit Echtzeitwiedergabe durchgeführt werden.

Claims (11)

1. Stabilisierte Lasereinrichtung einer digitalen optischen Informationsspeicher- und

• - Wiedergabeeinrichtung, welche zum Speichern von Information einen ersten ("0") und einen zweiten ("1") Zustand benutzt, mit
• - einer Laserstrahlenquelle (1);
• - einer Einstelleinrichtung (436, 438) zum Einstellen erster und zweiter Bezugssignale;
• - einer lichterkennenden Einrichtung (3), welche das von der Laserstrahlenquelle (1) kommende Licht fotoelektrisch umwandelt und ein Erkennungssignal erzeugt; und
• - einer ersten Signalerzeugungseinrichtung (4341), die während des Wiedergabevorgangs ein erstes Signal erzeugt, welches der Differenz zwischen dem ersten Bezugssignal und dem Erkennungssignal aus der lichterkennenden Einrichtung (3) entspricht, wobei das erste Signal der Laserstrahlquelle (1) zugeführt wird;

gekennzeichnet durch

• - einen Speicher (4342) zum Speichern des ersten Signals während einer Auslesezeit bei der Wiedergabe;
• - eine zweite Signalerzeugungseinrichtung (4351), die während eines Aufzeichnungs­ vorgangs ein zweites Signal erzeugt, welches der Differenz zwischen dem Erkennungs­ signal aus der lichterkennenden Einrichtung (3) und einer Summe aus erstem und zweitem Bezugssignal entspricht; und
• - eine Schalteinrichtung (445),
• - die während des Aufzeichnungsvorgangs, wenn das Aufzeichnungssignal "0" ist, das erste Treibersignal, das im Speicher (4342) gespeichert ist, auf die Laserstrahlquelle (1) gibt
• - und die während des Aufzeichnungsvorgangs, wenn das Aufzeichnungssignal "1" ist, eine Summe aus dem ersten in dem Speicher (4342) gespeicherten Treibersignal und dem zweiten Signal, das durch die Signalerzeugungseinrichtung (4351) erzeugt wird, auf die Laserstrahlenquelle (1) gibt, wodurch eine rückgekoppelte Steuerung des Auf­ zeichnungssignals ("1") - also des eigentlichen Schreibsignals - vorgenommen wird.

2. Stabilisierte Lasereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Be­ zugsignal der Einstelleinrichtung (438) auf einen Vervielfacher (437) gegeben ist, der mit dem Ausgang eines Tiefpaßfilters (23) in Verbindung steht.

3. Stabilisierte Lasereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Tiefpaßfilters (23) mit dem Schreibsignal beaufschlagt wird.

4. Stabilisierte Lasereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Vervielfachers (437) auf einen Eingang eines Vergleichers (431) geführt ist, dessen anderer Eingang mit einem anderen Bezugssignal der Einstelleinrichtung (436) beeaufschlagt wird.

5. Stabilisierte Lasereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Vergleichers (431) mit dem Eingang eines Fenstervergleichers (432) verbunden ist, der das Ausgangssignal des Vergleichers (431) mit positiven und nega­ tiven Schwellwerten vergleicht.

6. Stabilisierte Lasereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Signalerzeugungseinrichtung (4341) mit einem Auf/Ab-Zähler (4342) in Verbin­ dung steht, dessen Ausgang auf einen Digital-Analog-Wandler (4343) geführt ist.

7. Stabilisierte Lasereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Signalerzeugungseinrichtung (4351) mit einem Auf/Ab-Zähler (4352) in Ver­ bindung steht, dessen Ausgang auf einen Digital-Analog-Wandler (4353) geführt ist.

8. Stabilisierte Lasereinrichtung nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ausgangssignale des Digital-Analog-Wandlers (4343, 4353) über Zener-Dioden (31, 32) mit einer Lichtquellen-Treiberschaltung (44) verbunden sind.

9. Stabilisierte Lasereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Fenstervergleichers (432) auf UND-Gatter (4341, 4351) geführt ist, welche Signalerzeugungseinrichtungen darstellen.

10. Stabilisierte Lasereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Tiefpaßfilters (23) mit der Lichtquellen-Treiberschaltung (44) ver­ bunden ist.