DE3604604C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Einschaltung eines Spurnachführungs-Servokreises nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beziehungsweise des Anspruchs 2.

Bisher war es zur Einschltung von Spurnachführungs-Servo­ kreisen für Bildplattenvorrichtungen, wie z. B. im US-Patent 45 27 263 beschrieben, üblich, die Exzentrizität zu messen und zu speichern und aufgrund der gespeicherten und kon­ tinuierlich ausgelesenen Exzentrizitätsdaten den Lichtpunkt bezüglich der Spur nachzuführen. Dieses Verfahren hat jedoch Nachteile, die darin liegen, daß eine gewisse Zeit­ dauer zum Abspeichern des Exzentrizitätszustandes nötig ist und daß der Einstellvorgang unstabil werden kann, wenn auch noch andere Spurabweichungen neben der Exzen­ trizität, wie Restvibrationen des Kopfs nach Beendigung des Suchvorgangs oder Stöße von außen auftreten.

In der DE-OS 29 35 250 ist ein⊖ Servo-Spurführungs-Antriebsvorrichtung für eine optische Leseeinrichtung beschrieben, bei der davon ausgegangen wird, daß der Lichtfleck bei offener Servoschleife quer über die Spuren, infolge einer Exzentrizität der Plattenmitte, bei einer Umdrehung der Platte geführt wird. Die Regelschleife wird bei diesem Bildplatten-Wiedergabegerät erst dann geschlossen, wenn die durch die Exzentrizität hervorgerufene Relativbewegung zwischen Lichtfleck und Spur keinen störenden Einfluß auf den Einschaltvorgang der Regelschleife haben kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Bildplatten-Aufnahme- und Wiedergabegerät ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben mit denen der Zeitpunkt für das Schließen der Regelschleife für die Spurnachführung in der kürzest möglichen Zeit nach Beendigung des Suchvorgangs exakt bestimmt wird und wobei Relativbewegungen zwischen Lichtfleck und Spur, unabhängig von deren Ursache, ohne Einfluß auf die Stabilität des Servoregelkreises bleiben.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1, beziehungsweise des Anspruchs 2, angegebenen Merkmale.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei der Erfindung wird die Geschwindigkeit des Lichtflecks, wenn die Überquerungsgeschwindigkeit größer als der Grenzwert ist, verringert so daß die Relativgeschwin­ digkeit kleiner als der Grenzwert ist, und danach wird der Lichtfleck auf die Spur aufgesetzt. Auf diese Weise kann in kurzer Zeit ein stabiles Einstellen des Spurnachführungs-Servokreises ermöglicht werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung von Signalen, die für eine Ausführung der Erfindung ver­ wendet werden;

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Spurnachführungs- Servokreises bei dem das erfindungsgemäße Spurnachführungseinschaltverfahren angewendet wird;

Fig. 3 ein Schaltbild des Aufbaus einer dafür verwendeten Steuerschaltung;

Fig. 4 ein Schaltbild eines Spurmittendetektors;

Fig. 5 ein Schaltbild eines Geschwindigkeits­ detektors;

Fig. 6 dafür ein Zeitdiagramm;

Fig. 7 ein Schaltbild eines weiteren Geschwindig­ keitsdetektors;

Fig. 8 dafür ein Zeitdiagramm;

Fig. 9 ein Blockschaltbild eines weiteren Spurnachführungs- Servokreises als weiteres Ausführungs­ beispiel der Erfindung;

Fig. 10 ein Schaltbild des Aufbaus einer dafür verwendeten Steuerschaltung;

Fig. 11 dafür ein Zeitdiagramm; und

Fig. 12 ein Schaltbild des Aufbaus einer weiteren Steuervorrichtung.

Mit der Annahme, daß der Abstand der Spuren auf einer Bildplatte 1,6 µm beträgt, hat eine Platte mit einem Durch­ messer von 300 mm auf einer Seite 50 000 Spuren. In diesen Spuren ist eine Anzahl von Sektoren vorgesehen, um Daten in den Spuren zu markieren. Zur Aufzeichnung von Information an einem beliebigen Ort oder zur Wiedergabe oder zum Infor­ mationslöschen ist ein Zugriffsvorgang nötig, um die be­ treffende Spur auf der Oberfläche der Platte und dann den relevanten Sektor in der Spur aufzufinden. Das heißt, daß zunächst ein Suchvorgang, um den Lichtfleck mit hoher Geschwindigkeit in die Nähe der Sollspur zu führen, dann ein Spurnachführungsvorgang, um den Lichtfleck auf der Mittellinie der Spur zu halten und ein Sprungvorgang zur Korrektur von Abweichungen des Lichtflecks von der Soll­ spur nötig sind. Die japanischen Anmeldungen veröffentlicht unter JP 83-91536 und 83-169370, die US-Ser. No. 736 125, die eine "continuation" der US-Ser. No. 443 399 ist und die europäische Anmeldung 82 110 907.1 beschreiben jeweils Zugriffsoperationen in der Bildplattenvorrichtung.

Fig. 1(a) zeigt im Querschnitt einen Teil einer Bildplatte. Auf der Bildplatte ist eine Speicherschicht 2 über einer Unterschicht 4, die aus mit UV-Strahlen nachbehandeltem Kunstharz usw. besteht, auf einer plattenförmigen trans­ parenten Substratschicht 3 aus Glas, Kunststoff usw. aufgebracht. Auf der Oberfläche der Speicherschicht 2 sind eine oder mehrere Führungsrillen von konkavem Querschnitt mit vorge­ gebener Breite und Tiefe in Spiralform oder in Form konzen­ trischer Kreise mit konstantem Abstand vorgesehen. Diese Führungsrille oder Rillen 1 erhält man durch Transponieren einer oder mehrerer auf einer Mutterplatte vorgesehener Führungsrillen in die Substratschicht 3, wonach dann die Speicherschicht 2 auf der Substratschicht 3 ausgebildet wird. Für das verdampfende Aufzeichnungsverfahren kann die Speicher­ schicht 2 beispielsweise eine PbTeSe-Schicht sein, deren Hauptkomponente Te ist. Im Falle des magnetooptischen Aufzeichnungsverfahrens kann die Speicherschicht 2 beispiels­ weise ein aus TbFeCo hergestellter Magnetfilm mit senk­ rechter Anisotropie sein, dessen Hauptkomponente TbFe ist. Im Falle des phasenändernden Aufzeichnungsverfahrens kann die Speicherschicht 2 eine amorphe Schicht aus der Te-Gruppe sein. Für die einseitige Aufzeichnung wird die Speicherschicht 2 der Bildplatte von einer transparenten Schutzschicht (die nicht gezeigt ist), Glas z. B., geschützt, und für die zweiseitige Aufzeichnung sind zwei optische Platten direkt oder durch einen mit einem Adhäsiv versehenen Abstandshalter aufeinandergeklebt. Der Aufbau, bei dem zwei Platten direkt aufeinandergeklebt sind, wird insbe­ sondere für das magnetooptische Aufzeichnungsverfahren sowie das phasenändernde Aufzeichnungsverfahren verwendet. Die Luft-Sandwich-Struktur wird für das verdampfende Auf­ zeichnen verwendet. Eine Umdrehung der Führungsrille wird in mehrere Sektoren eingeteilt, die jeweils aus dem Kopfteil und dem Datenteil bestehen. Der Kopfteil enthält Speicher­ inhalte, die zur Steuerung der im Sektor gespeicherten Information nötig sind, wie die Spurnummer, Spuradresse, die Sektornummer, die zuvor als Pits in Phasenstruktur gespeichert sind. Die Information wird entweder in der Führungsrille 1 oder dem ebenen Teil zwischen zwei benach­ barten Führungsrillen aufgezeichnet. Falls die Information in der Führungsrille aufgezeichnet wird, sind die Pits des Kopfteils ebenfalls in der Führungsrille aufgezeichnet. Falls die Information im ebenen Teil aufgezeichnet ist, befinden sich die Pits des Kopfteils ebenfalls in dem ebenen Teil.

Eine solche Bildplatte rotiert um eine Welle, die durch einen Motor angetrieben ist, und ein optischer Kopf, der aus einer Laserquelle und einem optischen System besteht, fokussiert den Laserstrahl zur Bildung eines sehr kleinen Flecks 5 durch die Substratschicht 3 und die Unterschicht 4 auf der Aufzeichnungsfläche der Platte. Der optische Kopf wird zunächst von einem Stellglied, wie einem Linear­ motor, der eine grobe Positionierung gestattet, in die Nähe der Spur der optischen Platte geführt. In diesem Falle wird als Positionsdetektor eine äußere Skala, wie z. B. eine optische, lineare Skala, verwendet. Am Ende des Such­ vorgangs mittels des Stellglieds für die grobe Positionierung wird der Suchvorgang auf den Spurnachführungsbetrieb umge­ schaltet. Der Spurnachführungsbetrieb wird durch ein Stell­ glied für eine Feinpositionierung durchgeführt, das ein auf dem optischen Kopf befestiger Galvanometerspiegel sein kann. Ein zweistufiger Servokreis wird bevorzugt, bei dem die Bewegung des Stellglieds zur Feineinstellung während des Spurnachführungs-Servobetriebs erfaßt und damit verbunden das Stellglied für die Grobpositionierung betrieben wird. Diese zweistufige Servoregelung wird in den oben genannten japanischen Patentanmeldungen mit den Offenlegungsnummern 83-91536 und 83-169370 beschrieben.

Nachfolgend werden das die reflektierte Lichtintensität darstellende Signal und das Spurnachführungs-Fehlersignal, die in der Erfindung verwendet werden, erläutert. Von der Bildplatte reflektiertes Licht wird vom projizierten Licht durch einen Strahlteiler getrennt, nachdem es durch eine Objektivlinse, die im optischen Kopf befestigt ist, gegangen ist und mittels eines Lichtdetektors fotoelektrisch umgesetzt. Das Signal, das die reflektierte Lichtintensität und das Signal, das das Spurnachführungs-Fehlersignal angibt, werden aus dem Ausgangssignal dieses Lichtdetektors ge­ bildet. Verschiedene Verfahren zur Bildung des Spurnach­ führungs-Fehlersignals und das die reflektierte Lichtinten­ sität darstellende Signal sind in der japanischen Offen­ legungsschrift 83-91536 beschrieben.

Wenn der Lichtfleck mit konstanter Geschwindigkeit die Führungsrille (die Spur genannt wird, wenn die Information in der Führungsrille aufgezeichnet ist) überquert, stellt das in Fig. 1 dargestellte Signal 6 die von der Platte reflektierte Lichtintensität dar, nachdem der reflektierte Lichtstrahl durch die im optischen Kopf angebrachte Objektiv­ linse gegangen ist. Das Signal 7 stellt die Abweichung des Lichtflecks von der Spur dar. Beide Signale 6 und 7 haben den in Fig. 1(b) und 1(c) dargestellten sinusförmigen Verlauf, dessen Periode gleich dem Abstand der Spuren ist. Die Phase der Signale 6 und 7 ist gegenseitig um 90° verschoben.

Die Erfindung ist nun dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt zum Aufsetzen des Lichtflecks auf die Spur aufgrund dieser Signale 6 und 7 bestimmt wird. Folglich wird erfin­ dungsgemäß zuerst die Geschwindigkeit, mit der der Licht­ fleck die Spur (Führungsrille) überquert, erfaßt. Diese Überquerungsgeschwindigkeit kann als die Amplitude eines durch Differenzieren des Spurnachführungs-Fehlersignals 7 erhaltenen Signals erfaßt werden. Fig. 1(d) zeigt das Spurüberquerungs-Geschwindigkeitssignal 8, das durch Differen­ zieren des Spurnachführungs-Fehlersignals 7 erhalten wird.

Zusätzlich kann als weiteres Verfahren zur Erfassung der Geschwindigkeit die Zeitdauer, die der Lichtfleck braucht, um sich von einer Spur zur nächsten zu bewegen, gemessen werden. Dies geschieht aufgrund der Tatsache, daß der Abstand der Spuren konstant ist. Die Bewegungszeitdauer kann aus einem Impulssignal 9 gemessen werden, das jeweils den Nulldurchgang des Spurnachführungsfehlersignals 7 angibt. Fig. 1(f) zeigt, daß die Zeitdauer t_p oder die Impuls­ dauer t_B ein Maß für die Bewegungszeit des Lichtflecks von einer Spur zur anderen darstellen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Fig. 2, die ein Spurnachführungs-Servosystem lediglich für ein Stellglied zur Feinpositionierung darstellt, erläutert. Bei dem oben genannten zweistufigen Servokreis wird die Spurnachführungsregelung durch Verkoppeln des Stellglieds zur Grobpositionierung und des Stellglieds zur Fein­ positionierung durchgeführt. Da jedoch nur das Servosystem, das das Stellglied zur Feinpositionierung betätigt, den Spurnachführungsbetrieb betrifft, wird lediglich das Spurnach­ führungs-Servosystem, das das Stellglied zur Feinpositionie­ rung verwendet, beschrieben. Die Abweichung der Bewegung 10 der Spur von der Bewegung 11 des Lichtflecks wird optisch durch eine bekannte Methode in einem Spurnachführungs- Fehlerdetektor 12 erfaßt, dessen Ausgangssignal das Spur­ nachführungs-Fehlersignal 7 ist. Dieses Signal 7 wird einer Schalteranordnung 13 eingegeben, die durch das Zeitsteuer­ signal 14 für das Einschalten des Servokreises gesteuert ist. Der Ausgang der Schalteranordnung 13 betreibt das Stellglied 17 zur Feinpositionierung, das ein auf dem optischen Kopf befestigter Galvanometerspiegel, eine auf der Objektivlinse angeordnete Tauchspule usw. sein kann durch ein Kompensationssytem 15 und einen Stellglied­ treiber 16 und positioniert den Lichtfleck. Das Zeitsteuer­ signal 14 für das Einschalten des Servokreises, das den Betrieb des Spurnachführungs-Servosystems steuert, wird durch Erfassen des Zeitpunktes, der ein stabiles Aufsetzen des Lichtflecks erlaubt unter Verwendung des Spurnach­ führungs-Fehlersignals 7 und des Lichtintensitätssignals 6 durch eine Steuerschaltung 19 erzeugt. Die Steuerschaltung 19 wird durch ein Einschaltsignal 18 für den Spurnach­ führungsvorgang gestartet, das eine übergeordnete (nicht gezeigte) Steuerung, die den Spurnachführungsvorgang be­ fiehlt, liefert.

Fig. 3 zeigt den Schaltungsaufbau der Steuerschaltung 19. Das Spurnachführungs-Fehlersignal 7, das der Spurnach­ führungs-Fehlerdetektor 12 ausgibt und das vom Lichtinten­ sitätsdetektor 20 ausgegebene Lichtintensitätssignal 6 werden einer Schaltung 21, die die Spurmitte erfaßt, einge­ geben, die ein Spurüberquerungs-Impulssignal 22 erzeugt, das den Zeitpunkt angibt, wo der Lichtfleck durch die Mittellinie der Spur geht. Das Spurnachführungs-Fehlersignal 7 wird einem Geschwindigkeitsdetektor 23 ein­ gegeben, der ein Signal 24 ausgibt, das die Geschwindigkeit, mit der der Lichtfleck die Spur überquert, angibt. Das Signal 24 und eine Setzspannung 25, die einer bestimmten Geschwindigkeit entspricht, werden einem Pegelvergleicher 26 eingegeben, der ein "1"-Signal ausgibt, wenn die Geschwindigkeit, mit der der Lichtfleck über die Spur geht, kleiner als die gesetzte Geschwindigkeit ist. Das Spurüberquerungs-Impulssignal 22 wird um eine Zeit verzö­ gert (die normalerweise einige Nanosekunden bis einige zehn Nanosekunden beträgt), die die oben genannte Pegelver­ gleichsoperation benötigt. Dies wird durch eine Verzöge­ rungsschaltung 27 bewirkt, deren Ausgang einer UND-Schaltung 28 zusammen mit dem Ausgang des Pegelvergleichers 26 angelegt wird, um ein logisches Produkt dieser beiden Signale zu erzeugen. Auf diese Weise wird, wenn die Spur­ überquerungsgeschwindigkeit kleiner als der gesetzte Wert ist, ein Impuls immer dann erzeugt, wenn der Lichtfleck etwa die Mittellinie der Spur überquert. Dieser Impuls wird einer Flipflop-Schaltung 29 (genauer gesagt einer D-T-Flipflop-Schaltung) zusammen mit dem Spurnachführungs- Einschaltsignal 18, das die übergeordnete Steuerung befiehlt, eingegeben. Die Flipflop-Schaltung 29 gibt, nachdem das Spurnachführungs-Einschaltsignal 18 "1" geworden ist, synchron mit einem kurz darauf eintreffenden Impuls ein Ausgangs­ signal 14 ab, das das Zeitsteuersignal ist, mit dem der Servokreis eingeschaltet wird.

Nun wird anhand der Fig. 1, 4 und 6 der Schaltungsaufbau der Schaltung 21, die die Spurmitte erfaßt, und das be­ treffende Zeitdiagramm erläutert. Das Spurnachführungs- Fehlersignal 7 wird in den Vergleicher 30 eingegeben und mit dem Nullpegel verglichen. Auf diese Weise erhält man das Signal f von Fig. 1, das über eine Verzögerungsschaltung 32 an einem von zwei Eingängen eines Exklusiv-ODER-Glieds 31 und dem anderen Eingang direkt anliegt. Dann erscheinen am Ausgang der Exklusiv-ODER-Schaltung 31 Impulse mit einer der Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung 32 entsprechenden Impulsdauer jeweils zum Zeitpunkt des An­ stiegs und des Abfalls des in Fig. 1f dargestellten Signals. Andererseits wird das Lichtintensitätssignal 6 einem Ver­ gleicher 33 eingegeben und mit einem vorgegebenen Pegel (beispielsweise einem mittleren Pegel E₁) verglichen. Der Vergleicher 33 erzeugt am Ausgang ein Spurpositionssignal 34, das die Anwesenheit der Spur angibt, wie dies Fig. 1e zeigt. Das logische Produkt dieses Signals mit dem Ausgang des Exklusiv-ODER-Glieds 31, das ein UND-Glied 80 bildet, ergibt das Spurüberquerungs-Impulssignal 22, das aus einer Folge von Impulsen besteht, die jeweils in dem Moment auftreten, wo eine Spur vorhanden ist und wo das Spurnach­ führungs-Fehlersignal Null ist, wie Fig. 6(c) darstellt (was als Mitte der Spur betrachtet werden kann).

Nun wird der Schaltungsaufbau des Geschwindigkeitsdetektors 23 und der Schaltung, die entscheidet, daß die erfaßte Geschwindigkeit kleiner als die gesetzte Geschwindigkeit ist, anhand zweier Ausführungsbeispiele beschrieben. Zunächst wird das Spurnachführungs-Fehlersignal 7 in eine Differenzierschaltung 35 (Fig. 5) eingegeben, die das Spurüber­ querungs-Geschwindigkeitssignal 8 erzeugt, dessen Amplitude der Geschwindigkeit proportional ist. (Siehe Fig. 6(d).)

Da jedoch durch das Differenzieren unerwünschte hochfre­ quente Komponenten entstehen, werden diese durch ein Tiefpaß­ filter 36 entfernt. Die Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters 36 wird so bestimmt, daß sie höher als die Frequenzkomponenten des Geschwindigkeitssignals 8 ist. Das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 36 wird das Spurüberquerungs-Geschwindig­ keitssignal (8, 24) genannt. Dieses Signal (8, 24) wird einem von zwei Eingängen eines Vergleichers 37 eingegeben, dessen anderem Eingang ein Pegel E₂ anliegt, der die gesetzte Geschwindigkeit darstellt. Wenn das Geschwindigkeitssignal 8 bzw. 24 kleiner als der Pegel E₂ ist, wird ein Signal 37′ mit logischem "1"-Pegel erzeugt, wie Fig. 6(e) darstellt, das einem der Eingänge einer Flipflop-Schaltung 38 (D-T-Flipflop) eingegeben wird, deren anderer Eingang T das Spurüberquerungs-Impulssignal 22 empfängt. Auf diese Weise wird beurteilt, ob die Geschwindigkeit, mit der der Lichtfleck die Mittellinie der Spur überquert, kleiner als der gesetzte Pegel ist. Wenn dies der Fall ist, wird das Signal 26′ mit dem Wert "1" synchron mit dem Impuls 22, wie Fig. 6(f) zeigt, ausgegeben. Dieser Ausgang 26′ und der Ausgang der Verzögerungsschaltung 27 werden zur Er­ zeugung des Zeitsignals 14 (Fig. 6(h)) eingegeben, das aus dem Ausgang der UND-Schaltung 28 und dem Spurnach­ führungs-Einschaltsignal 18 erzeugt wird.

Wenn der in Fig. 2 dargestellte Servokreis durch das oben beschriebene Zeitsteuersignal 14 geschlossen wird, wird der Lichtfleck stabil auf der Mittellinie der Spur posi­ tioniert. Die zeitlichen Änderungen dieser Erfassungssignale sind in Fig. 6(a), (b) und (c) dargestellt. Obwohl bei dem Verfahren zur Entscheidung, ob die erfaßte Geschwin­ digkeit kleiner als die gesetzte Geschwindigkeit ist, lediglich die Geschwindigkeit positiver Polarität beschrieben wurde, findet eine gleiche Entscheidung auch für die Ge­ schwindigkeit negativer Polarität, wie Fig. 6(d) darstellt, statt.

Nachfolgend wird ein weiteres Ausführungsbeispiel anhand der Fig. 7 und 8 beschrieben, das zur Erfassung der Ge­ schwindigkeit dient. Das Impulssignal 22 wird einem der Eingänge eines Rückwärtszählers 40 eingegeben, der an seinem anderen Eingang Impulse mit konstanter Impulsfolge­ periode von einem Oszillator 41 empfängt. Der Zähler 40 wurde zuvor auf einen Anfangswert 42 eingestellt. Dieser Wert ist eine ganze Zahl, die sich aus dem Verhältnis der zum Überqueren des Zwischenspurstandes mit der gesetzten Geschwindigkeit nötigen Zeitdauer zur oben genannten kon­ stanten Folgeperiode ergibt. Auf diese Weise wird ein BR-Signal 43 erzeugt, wenn das Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Spurpassagen länger wird (die Spurüberquerungs-Geschwindigkeit wird dann kleiner) und die Spurüberquerungs-Geschwindigkeit kleiner wird als die gesetzte Geschwindigkeit. Das BR-Signal 43 gibt an, daß der Inhalt des Rückwärtszählers 40 Null ist. Dies wird dem Setzeingang S einer Flipflop-Schaltung 44 eingegeben, deren Rücksetzeingang den Ausgang einer Verzögerungsschaltung 45 empfängt, der das Impulssignal 22 eingegeben wird. Dann wird am Ausgang der Flipflop-Schaltung 44 ein Impuls­ signal erzeugt, das angibt, daß die Geschwindigkeit kleiner geworden ist, was Fig. 8(d) darstellt, wenn das Zeitinter­ vall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen 22 in Fig. 8(c) länger geworden ist. Dieses Signal (Fig. 8(d)) wird dem D-Anschluß eines D-T-Flipflops 46 eingegeben, das an seinem T-Anschluß das Impulssignal 22 empfängt. Somit wird ein in Fig. 8(e) dargestelltes Signal 47 am Ausgang des D-T-Flipflops 46 erzeugt, wobei der Ausgang des Flipflops 46 mit dem Impulssignal 22 synchron ist. Das Spurnachführungs-Einschaltsignal 18 wird, wie beim voran­ gehenden Ausführungsbeispiel, aufgrund dieses Signals 47 erzeugt, und das Zeitsteuersignal 14 wird unter Verwendung des Impulssignals 22, wie Fig. 8(g) darstellt, erzeugt.

Bei dieser Ausführungsform kann anstelle des Impulssignals 22, das dem Zähler 40 und der Flipflop-Schaltung 46 einge­ geben wird, weil lediglich die Geschwindigkeitserfassung nötig ist, das Spurpositionssignal 34 und das Signal 9 (Fig. 1(f)), das durch Eingabe des Spurnachführungs-Fehler­ signals 7 erzeugt wird, verwendet werden.

Im Falle, daß diese Erfindung nur unter Verwendung des Spurnachführungs-Fehlersignals realisiert wird, kann das Zeitsteuersignal 14, weil die Erfassung der Mittel­ linie der Spur wegen der Abwesenheit des Lichtintensitäts­ signals 6 nicht möglich ist, nicht mit dem Impulssignal 22 synchronisiert werden, jedoch genügt es in diesem Fall, ein Signal 18 und das Zeitsteuersignal 14 gleichzeitig zu erzeugen.

Nachfolgend wird ein anderes Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem der Aufsetzvorgang direkt auf das Spurnachführungs- Einschaltsignal 18 hin bewirkt wird, weil die Wartezeit, bis die Spur­ überquerungs-Geschwindigkeit kleiner als ein vorgegebener Wert wird, zu lang wird. Fig. 9 zeigt ein Schaltbild dieses Ausführungsbeispiels des Spurnachführungs-Servokreises. Das Spurnachführungs-Fehlersignal 7 und das Lichtintensitäts­ erfassungssignal 6 werden einer Steuerschaltung 50 einge­ geben, die die Geschwindigkeit, mit der der Lichtfleck die Spur überquert, erfaßt und die ein Signal 51 ausgibt, mit dem das Stellglied 17 so betrieben wird, daß die so erfaßte Geschwindigkeit kleiner als ein vorgegebener Wert ist. Wenn der Lichtfleck die Mittellinie der Spur dann erreicht, wird das Zeitsteuersignal 14 zum Einschalten des Servokreises erzeugt, womit der Aufsetzvorgang durch Schließen des Servokreises beginnt.

Fig. 10 zeigt den Aufbau dieser Steuerschaltung 50. Der Geschwindigkeitsdetektor 23 und der Spurmitten­ detektor 21 sind mit den Schaltungen im voran­ gehenden Ausführungsbeispiel identisch. Das Geschwindigkeits­ signal 24 (Fig. 11(e)) und das Impulssignal 22, das die Spurüberquerung angibt (Fig. 11(d)), werden einer Abtast- und Halteschaltung 52 eingegeben, die ein abgetastetes Geschwindigkeitssignal 53, wie Fig. 11(f) angibt, erzeugt. Außerdem werden das Spurnachführungs-Einschaltsignal 18 (Fig. 11(h)) und das Impulssignal 22, das die Spurpassage wiedergibt, einer UND-Schaltung 54 eingegeben, die ein Impulssignal 55 nach dem Spurnachführungs-Einschaltsignal ausgibt, das seinerseits einem Treiberimpulsgenerator 56 eingegeben wird. Die Schaltung 56 erhält an ihrem anderen Eingang das abgetastete Geschwindigkeitssignal 53. Dann erzeugt diese Schaltung 56 ein einziges Impulssignal 51, mit dem das Stellglied betrieben wird, dessen Impulsdauer τ und dessen Amplitude gleich dem abgetasteten Geschwindigkeits­ signal 53 und das synchron mit dem Anstieg des Impulssignals 55, das die Spurpassage wiedergibt, ist. Das Impulssignal 55 und das Impulssignal 22 werden einer Zeitgeberschaltung 57 eingegeben, die ein Zeitsteuer­ signal 14 (Fig. 11(i)) erzeugt, das synchron mit dem Anstieg des Impulssignals 22 kurz nach dem Impulssignal 55 nach dem Spurnachführungs-Einschaltsignal ansteigt.

Fig. 12 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schal­ tung, die das Signal zum Treiben des Stellglieds 17 erzeugt. Das Spurnachführungs-Einschaltsignal 18 und das Spurpositions­ signal 34, die von der Schaltung 21, die die Spurmitte erfaßt, kommen, werden der Zeitgeberschaltung 57 einge­ geben, die einen einzigen Impuls des Spurpositionssignals 34 nach dem Anstieg des Spurnachführungs-Einschaltsignals 18 herausnimmt. Das Geschwindigkeitssignal 24 wird nur während des Impulses dieses Signals 58 durch eine Torschaltung 59 geleitet, die ein Treibersignal 59′ erzeugt, das in Fig. 11(j) dargestellt ist. In diesem Ausführungsbeispiel erzeugt das Zeitsteuersignal 14 ein mit dem Anstieg des Spurüberquerungs-Impulssignals 22 synchronisier­ tes Signal unmittelbar nach dem Abfall des oben genannten Signals 58 mittels einer Zeitgeberschaltung 60, wie in Fig. 11(i) dargestellt.

Bei dem eben beschriebenen Ausführungsbeispiel kann die benötigte Geschwindigkeit im Falle, daß das Stellglied 17 nicht genügend Leistung hat, nicht durch einen Treiber­ impuls 51 oder 59′ erzielt werden. In diesem Fall wird die Überquerungsgeschwindigkeit, nachdem einmal ein Treiber­ impuls erzeugt wurde, erneut bei der folgenden Spurmitte detektiert. Diese Operation wird wiederholt, bis die er­ faßte Geschwindigkeit kleiner als die gesetzte Geschwin­ digkeit ist und schließlich ein Zeitsteuersignal 14 für das Einschalten des Servokreises erzeugt.

Das Verfahren kann auch dann verwendet werden, wenn die nötige Geschwindigkeit aus bestimmten Gründen (Fehlerfassung, Bewegung des Lichtflecks aufgrund äußerer Kräfte usw.) nicht mit einem Treiberimpuls erzielt werden kann.

Wenn das Stellglied 17 genügend Leistung liefert, braucht der Lichtfleck nicht in die folgende Spur, wie bei den vorangehenden Ausführungsbeispielen, bewegt werden. In der Spur, in der die Überquerungsgeschwindigkeit erfaßt wird, wird ein Zeitsteuersignal 14 zum Einschalten des Servokreises erzeugt, das den Lichtfleck auf diese Spur aufsetzt. Folglich warten die Zeitgeberschaltungen 57 und 60 nicht auf die folgende Spur (dargestellt durch die Spurüberquerungs-Impulse 22) und erzeugen sofort ein Zeitsteuersignal 14, sobald die Überquerungsgeschwindigkeit erfaßt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird statt der Differenzierschaltung 35 und der Addierschaltung 61 eine Vorteil-Nachteil-Schaltung verwendet werden, die häufig zur Phasenkompensation von Servosystemen dient, wobei ihre Zeitkonstante und Verstärkung so umgeschaltet werden, daß die Schaltung zwei Zwecken dient. Außerdem wird bei diesem Ausführungsbeispiel die Dauer des Treiber­ signals, das den Lichtfleck bewegt, entweder eine konstante Zeitdauer τ haben oder eine Zeitdauer, bis erfaßt ist, daß die Amplitude des Spurnachführungsfehlersignals kleiner als ein vorgegebener Wert ist.

Ein weiteres Beispiel einer Erfassungsmethode des Lichtin­ tensitätssignals 6 und eines diese Methode verwendenden Aufsetzbetriebs wird nun erläutert. Obwohl zur Erfassung des Spurpositionssignals aus dem Lichtintensitätssignal ein Vergleich von dessen Pegel mit einem Konstantwert E₁ erfolgt, kann das Spurpositionssignal nicht genau erfaßt werden, falls der Pegel des Lichtintensitätssignals wegen Änderungen des Reflexionskoeffizienten der Platte Variationen erfährt. Statt des konstanten Pegels E₁ wird deshalb ein Ausgangs­ signal verwendet, das entsteht, indem das Lichtintensitäts­ signal durch ein Reduktionsfilter geleitet wird. Falls jedoch die Frequenz des Lichtintensitätssignals kleiner als die Grenzfrequenz des Reduktionsfilters ist (falls die Geschwindigkeit, mit der der Lichtstrahl die Spur überquert klein ist), kann das Positionssignal 34 nicht korrekt erfaßt werden, weil das Ausgangssignal des Filters gleichzeitig variiert. Wenn man die Kennwerte beim Aufsetzen des Lichtflecks in Betracht zieht, kann, falls die Überque­ rungsgeschwindigkeit niedrig ist, der Lichtfleck in jede Position auf der Spur aufgesetzt werden. Wenn jedoch die Geschwindigkeit hoch ist, ist das Aufsetzen nur eben der Mittellinie der Spur möglich.

In diesem Fall werden die Zeitabstände der Nulldurchgangs­ punkte t_p des Spurnachführungs-Fehlersignals 7 gemessen und aufgrund dieser Messung die Überquerungsgeschwindigkeit erfaßt. Sobald ein Spurnachführungs-Einschaltsignal 18 ankommt, wird mit Priorität untersucht, ob die vom Spurnachführungs- Fehlersignal 7 erfaßte Geschwindigkeit groß oder klein ist. Falls sie klein ist, wird sofort ein Zeitsteuersignal 14 für das Einschalten des Servokreises erzeugt und falls die Geschwindigkeit groß ist, wird der Aufsetzvorgang aufgrund der oben beschriebenen Prozeduren durchgeführt, indem das Spurpositionssignal 34 durch Pegelvergleich des Lichtintensitätssignals 6 mit dem Ausgangssignal des Reduk­ tionsfilters erhalten wird.

Bei den im Stand der Technik bekannten Verfahren zum Auf­ setzen des Lichtflecks auf die Spur, war eine Zeitdauer zur Erfassung der Exzentrizität nötig. Die Erfindung er­ möglicht es stattdessen den Aufsetzvorgang sofort nach dem Eintreffen eines Befehls zum Schließen des Servo­ systems durchzuführen. Zusätzlich kann der Lichtfleck vorteilhafterweise, unbeeinflußt von äußeren Störungen und mechanischen Vibrationen, stabil aufgesetzt werden.

Claims (10)

1. Verfahren zur Einschaltung eines Spurnachführungs- Servokreises bei einer Bildplattenaufzeichnungs- und Wiedergabeeinrichtung, bei der ein Lichtfleck (5) auf ein Aufzeichnungsmedium gerichtet wird, das eine vorgeformte Leitrille (1) für eine Vielzahl von Spuren aufweist und bei der der Lichtfleck (5) durch den Spurnachführungs- Servokreis so gesteuert wird, daß er der Spur folgt, mit folgenden Verfahrensschritten:

• - Bildung eines Spurnachführungs-Fehlersignals (7) das proportional der Abweichung des Mittelpunkts des Licht­ flecks (5) von der Mittellinie der Spur ist;
• - Bildung eines Signals (8, 24) das der Geschwindigkeit proportional ist, mit der der Lichtfleck (5) die Spur überquert, abgeleitet vom Spurnachführungs-Fehlersignal (7);
• - Bildung eines von mehreren Einschaltkriterien zur Erzeugung eines Einschaltimpulses (14) zur Einschaltung des Spurnachführungs-Servokreises wenn die Geschwindig­ keit des Lichtflecks (5) geringer als ein vorgegebener Wert (E₂) ist;

gekennzeichnet durch folgende weitere Schritte:

• - Bildung eines Signals (6) das der Lichtintensität des vom Aufzeichnungsträger reflektierten Lichtes propor­ tional ist;
• - Bildung eines Spurüberquerungs-Impulssignals (22), dessen Impulse den Zeitpunkt der Überquerung der Spur­ mittellinie durch den Lichtfleck (5) angeben, abgeleitet (34) aus dem Lichtintensitätssignal (6) und ferner abge­ leitet (9) aus dem Spurnachführungs-Fehlersignal (7); und
• - Bildung des Einschaltimpulses (14) bei Vorhandensein eines Impulses des Spurüberquerungs-Impulssignals (22) und des Kriteriums, daß die Lichtfleckgeschwindigkeit (8, 24) geringer (37′) als der vorgegebene Wert (E₂) ist.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Steuerschaltung (19; Fig. 3) zur Einschaltung eines Spurnachführungs-Servokreises (Fig. 2; 12, 13, 15, 16, 17) bestehend aus:

• - einem Lichtintensitätsdetektor (20) zur Bildung eines Signals (6) das der Lichtintensität des vom Aufzeich­ nungsträger (1-4) reflektierten Lichts proportional ist;
• - einem Spurnachführungs-Fehlerdetektor (12), der ein Spurnachführungs-Fehlersignal (7) abgibt;
• - einem Geschwindigkeitsdetektor (23), der angesteuert vom Spurnachführungs-Fehlersignal (7) ein Signal (8, 24) abgibt, das der Geschwindigkeit, mit der ein Lichtfleck (5) eine Spur überquert, proportional ist;

dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ferner auf­ weist:

• - einen Pegelvergleicher (26), der das Signal (24), das der Spurüberquerungs-Geschwindigkeit proportional ist, mit einem Setzwert (25) vergleicht, der einer vorgege­ benen Geschwindigkeit entspricht;
• - einen Spurmittendetektor (21), der vom Lichtintensi­ tätsdetektor (20) und dem Spurnachführungs-Fehlerde­ tektor (12) angesteuert ist, zur Abgabe eines Spur­ überquerungs-Impulssignals (22);
• - einer UND-Schaltung (28), die an einem Eingang vom Pegelvergleicher (26) angesteuert ist, wenn die Spur­ überquerungs-Geschwindigkeit kleiner als die vorgege­ bene (25) ist und die an einem anderen Eingang, über eine Verzögerungsschaltung (27), das Spurüberquerungs- Impulssignal (22) aufnimmt; und
• - einer Flipflop-Schaltung (29), die vom Ausgang der UND-Schaltung (28) und einem Spurnachführungs-Ein­ schaltsignal (18) angesteuert ist, und die ein Zeit­ steuersignal (14) abgibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spurmittendetektor (21; Fig. 4) besteht aus:

• - einem ersten Vergleicher (30), an dessen einem Eingang das Spurnachführungs-Fehlersignal (7) liegt und an dessen anderem Eingang ein Nullpotential anliegt;
• - einem zweiten Vergleicher (33), an dessen einem Eingang das Lichtintensitätssignal (6) liegt und an dessen anderem Eingang eine Spannung (E₁) angeschlos­ sen ist, die einer vorbestimmten Lichtintensität ent­ spricht;
• - einer Exklusiv-ODER-Schaltung (31), die das Ausgangs­ signal (f in Fig. 1) des ersten Vergleichers (30) un­ mittelbar und verzögert (über 32) empfängt; und
• - einem UND-Glied (80), das vom Ausgang der Exklusiv- ODER-Schaltung (31) und vom Ausgang des zweiten Ver­ gleichers (33) angesteuert ist und die das Spurüber­ querungs-Impulssignal (22) ausgibt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Geschwindigkeitsdetektor (23; Fig. 5) besteht aus:

• - einer Differenzierschaltung (35), die mit einem nach­ geschalteten Tiefpaß (36) aus dem Spurnachführungs- Fehlersignal (7) ein Signal (24) bildet, das der Spur­ überquerungs-Geschwindigkeit des Lichtflecks (5) ent­ spricht;
• - einem Vergleicher (37), der das Signal (24) der Spur­ überquerungs-Geschwindigkeit mit einem vorgegebenem Geschwindigkeitswert (E₂) vergleicht, und der ein Aus­ gangssignal abgibt, wenn die Spurüberquerungs-Ge­ schwindigkeit kleiner als die vorgegebene Geschwindig­ keit ist; und
• - einer Flipflop-Schaltung (38), die vom Ausgangssignal (37′) des Vergleichers (37) und vom Spurüberquerungs- Impulssignal (22) angesteuert ist, zur Abgabe eines Signals (26′) das der nachfolgenden Bildung des Zeit­ steuersignals (14) dient.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Geschwindigkeitsdetektor (23, Fig. 7) besteht aus:

• - einer D-T-Flipflop-Schaltung (46), die am Takteingang (T) vom Spurüberquerungs-Impulssignal (22) angesteuert ist und die am Ausgang (Q) ein Signal (47) zur nach­ folgenden Bildung des Zeitsteuersignals (14) abgibt;
• - einem Rückwärtszähler (40), der auf einen Voreinstell­ wert einstellbar (42) ist, der an einem seiner Eingän­ ge (LD) vom Spurüberquerungs-Impulssignal (22) ange­ steuert ist und der am anderen Eingang (CK) Impulse von einem Oszillator (41) mit fester Impulsfrequenz empfängt, wobei vom Zähler (40) an einem Ausgang (BR) ein Signal ausgegeben wird, wenn der Zähler leerge­ zählt ist; und
• - einer Flipflop-Schaltung (44) deren Rücksetzeingang (R) über eine Verzögerungsschaltung (45) vom Spurüber­ querungs-Impulssignal (22) angesteuert ist und deren Setzsignalanschluß (S) das invertierte Ausgangssignal (BR) des Rückwärtszählers (40) empfängt, und deren Ausgang (Q) mit dem D-Eingang der D-T-Flipflop-Schal­ tung (46) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Steuerschaltung (50; Fig. 10) zur Einschaltung eines Spurnachführungs-Servokreises (Fig. 9; 12, 13, 15, 61, 17) bestehend aus:

• - einem Spurmittendetektor (21), angesteuert vom Spur­ nachführungs-Fehlerdetektor (12) und vom Lichtinten­ sitätsdetektor (20);
• - einem Geschwindigkeitsdetektor (23); angesteuert vom Spurnachführungs-Fehlersignal (7);
• - einer Abtast- und Halteschaltung (52), die einerseits von einem Signal (24) angesteuert ist, das der Ge­ schwindigkeit einer Spurüberquerung proportional ist, und andererseits vom Spurüberquerungs-Impulssignal (22), geliefert vom Spurmittendetektor (21);
• - einer UND-Schaltung (54), angesteuert vom Spurüber­ querungs-Impulssignal (22) und dem Spurnachführungs­ einschaltsignal (18);
• - einem Treiberimpulsgenerator (56), angesteuert von den Ausgängen der Abtast- und Halteschaltung (52) und der UND-Schaltung (54), zur Abgabe eines Signals (51) zur Ansteuerung eines Stellgliedtreibers (16) über einen Addierer (61); und
• - einer Zeitgeberschaltung (57), angesteuert vom Ausgang der UND-Schaltung (54) und dem Spurüberquerungs-Im­ pulssignal (22), zur Abgabe des Zeitsteuersignals (14).

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Schaltung (Fig. 12) zur Bildung des Zeitsteuersignals (14) bestehend aus:

• - einer ersten Zeitgeberschaltung (57), die durch das Spurnachführungs-Einschaltsignal gestartet ist und an der ein Spurpositionssignal (34; Fig. 4) anliegt; und
• - einer zweiten Zeitgeberschaltung (60), die von der ersten Zeitgeberschaltung (57) und dem Spurüberque­ rungs-Impulssignal (22) angesteuert ist, und die das Zeitsteuersignal (14) abgibt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2, 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Geschwindigkeitsdetektor (23) eine Einrichtung zur Messung der Zeitdauer t_p zwischen benachbarten Nulldurchgängen des Spurnachführungs-Fehlersignals (7) aufweist.