DE3784644T2 - Gerät zum Aufzeichnen und Wiedergeben einer optischen Platte mit herabgesetzter Nullpunktsabweichung in ihrem Spurverfolgungsfehlersignal. - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Lesen und/oder Schreiben einer digitalen Information auf eine optische Platte, und insbesondere auf eine Verbesserung zur Reduzierung der restlichen Nullpunktsabweichung, verursacht durch eine schräg gestellte Platte usw. in einem Spurverfolgungsfehlersignal, das von einem Paar von Lichtdetektoren festgestellt wird, welche bezuglich der Mitte einer spiralförmigen oder koaxialen Spur der optischen Platte symmetrisch angeordnet sind.
• Eine optische Platte, auf welcher eine koaxiale oder spiralförmige Spur (Spuren) angeordnet sind, um Bits einer digitalen Information auf dieser auf zuzeichnen, ist als ein externes Speichermedium von Digitalcomputern grundlich entwickelt worden. Es gibt viele Arten von Spurformaten, jedoch enthält eine einzelne Spur (ein Umlauf der Spur) typischerweise 17 Sektoren. Typische Sektorformate, welche zur Zeit zur Diskussion über einen Industriestandard in einem zu diesem Zweck gebildeten Komitee diskutiert werden, sind in den Fig. 1 gezeigt. Bei dem Format von Fig. 1a ist eine Rille, genannt eine Vorrille, zwischen benachbarten Spuren vorgesehen, und die Bits zur Datenaufzeichnung liegen zwischen den Vorrillen, demgemäß wird dieses "on-land recording" (Aufzeichnen auf einer zwischen den Rillen vorgesehenen Erhebung) genannt. Bei dem Format von Fig. 1b ist eine Vorrille in einem Bereich vorgesehen, in welchem die Bits eingeschrieben werden, demgemäß wird dieses "in-groove recording" (Aufzeichnung in einer Rille) genannt. Bei beiden Formaten besteht ein Sektor, welcher typischerweise 1360 Bytes enthält aus einem Datenbereich 11 mit 1307 Bytes und einem ID-Bereich (Identifikation des Sektors) 12 mit 53 Bytes. Der ID-Bereich 12 besteht aus einem vorformatierten Bereich 12-1 und einer Spiegelmarke 12-2, welche kein Bit und keine Rille aufweist, aber einen Ein-Byte- Zwischenraum verbraucht. Bits des vorformatierten Bereichs sind in Pits installiert, welche zusammen mit den Rillen auf der Platte ausgebildet werden, wenn die Platte hergestellt wird. Was die Spiegelmarke betrifft, so wird ihre Erklärung später erfolgen. In dem Datenbereich 11 gibt es kein Bit bis die Datenbits zur Aufzeichnung darin eingeschrieben werden, daher sind die Bits in den Fig. 1 als gestrichelte Kreise gezeigt. Sowohl vor dem Anfang als auch nach dem Ende einer Sequenz der Datenbits in dem Datenbereich 11 sind generell jeweils unbesetzte Zonen 11' und 11'' vorgesehen, die darin kein Bit aufweisen und ebenso lang wie 20 Mikrosekunden sind (im nachhinein als us bezeichnet).
• Der radiale Abstand der Spuren ist so klein, typischerweise 1,6 Mikrometer (im nachhinein als um bezeichnet) und die Rotation der Scheibe kann um einige 10 bis 100 um exzentrisch sein, so daß, damit der Lichtpunkt SP1 immer die Mitte der Spur einnimmt, d. h. die Spur verfolgt, ein Servomechanismus vorgesehen ist. Eine typische Konfiguration einer optischen Tonaufnahme des Standes der Technik und ihr Servomechanismus ist schematisch in Fig. 2 gezeigt. Ein durch einen Halbleiterlaser 21 erzeugtes Licht wird durch eine Kollimatorlinse 22 und eine Objektivlinse 24 fokussiert, um einen Lichtpunkt SP1 auf die Mitte der Spur einzurichten. Reflektiertes Licht von dem Lichtpunkt SP1 wird weiterhin durch einen Polarisationslichtverteiler reflektiert, um einen Lichtpunkt SP2 auf einem Lichtdetektor 3 zu fokussieren, welcher aus zwei symmetrischen Fotodetektorelementen A und B besteht. Die Anordnung des Lichtdetektors 3 ist so vorgenommen, daß die Mittellinie der Spur fokussiert wird, um mit der Grenzlinie der zwei Elemente A und B zusammenzufallen. Die Differenz der Ausgangspegel der zwei Elemente A und B wird durch einen Differenzverstärker 4 festgestellt, dessen Ausgangssignal Ste den Betrag und die Richtung des Spurverfolgungsfehlers anzeigt, welcher eine Abweichung des Lichtpunktes SP1 von der Mitte der Spur darstellt.
• Merkmale der Spurverfolgungsfehlersignale werden nachfolgend unter Bezugnahme auf das "in-groove recording" von Fig. 1b erklärt. In der Fig. 3b, mit keiner Nullpunktsabweichung, ist der Betrag des Spurverfolgungsfehlersignals fuhr unterschiedliche Abweichungen des Lichtpunktes SP1 von der Mitte der Spur gezeigt. Die durchgezogene Linie zeigt das Spurverfolgungsfehlersignal Ste in dem Vorrillenbereich 11, der keine Datenbits aufweist, ebenso wie die gestrichelte Linie das Spurverfolgungsfehlersignal in dem vorformatierten Bereich 12-1 mit vorformatierten Pits in diesen zeigt. Da in diesem Fall keine Nullpunktsabweichung vorhanden ist, fallen die Nullpunkte der zwei Spurverfolgungsfehlersignale miteinander und mit der Spurmitte zusammen. Dieses Spurverfolgungsfehlersignal Ste wird über einen Servoverstärker 5 negativ einer Spureinstellungsansteuerung 25 des Spureinstellungsmechanismus zugeführt, um die Ausrichtung der Objektivlinse 24 oder des gesamten optischen Signalumformers 2, usw. zu justieren, so daß sich das Spurverfolgungsfehlersignal gegen 0 nähert. Dieses ist das in großem Umfang verwendete Gegentaktverfahren. Jedoch, selbst wenn der Lichtpunkt die Spurmitte einnimmt, wenn die Aufzeichnungsplatte schräg gestellt ist oder die Achse der Linsen nicht auf die Mitte der Grenzlinie des Lichtdetektors 3 ausgerichtet ist oder andere Einstellungen schlecht sind, kann immer noch ein Spurverfolgungsfehlersignal entstehen, welches in dem Signal wie eine Vorspannungskomponente wirkt und als eine Nullpunktsabweichung bezeichnet wird. Die Nullpunktsabweichung wird in Fig. 4b erklärt, in welcher "D" die Nullpunktsabweichung in radialem Abstand auf der Spur anzeigt, und Sos die Nullpunktsabweichung in dem Spurverfolgungsfehlersignal Ste anzeigt. Auf diese Weise ist die Nullpunktsabweichung durch den Betrag Sos des Spurverfolgungsfehlersignals dargestellt, wenn der Lichtpunkt korrekt auf die Spurmitte ausgerichtet ist, oder anders ausgedrückt, durch die Abweichung "D" des Lichtpunkts SP1 von der Spurmitte, wenn der Lichtpunkt servogesteuert wird, um das Spurverfolgungsfehlersignal im wesentlichen auf 0 zu halten. Trotzdem stimmt der Nullpunkt des Spurverfolgungsfehlersignals, das eine Nullpunktabweichungskomponente enthält, nicht mit der Spurmitte überein. Daher kann ein nur durch das oben angegebene Spurverfolgungsfehlersignal gesteuertes Spureinstellungsservosystem nicht die Spurmitte einnehmen.
• Bekannte Techniken, um diese Nullpunktsabweichung zu kompensieren, und die Probleme sollen nachfolgend beschrieben werden. Eine der bekannten Techniken ist durch T. Kaku et al. in der US-Patentschrift Nr. 4,663,751 und dem ungeprüften japanischen Patent No. Sho 61-280036 bekannt gemacht. In diesen Veröffentlichungen erzeugt das von der Spiegelmarke 12-2, die kein Bit aufweist, reflektierte Licht ein Spurverfolgungsfehlersignal, welches auf den Grad der Nullpunktsabweichung hinweist, da der Lichtpunkt in dem Vorrillenbereich 11 servogesteuert ist, so daß das Spurverfolgungsfehlersignal sich dem Wert 0 nähert. Auf diese Weise wird das Spurverfolgungsfehlersignal an der Spiegelmarke zur Kompensation der Nullpunktsabweichung verwendet. Jedoch müssen die davon betroffenen Schaltungen die Spiegelmarke in bis zu 1,5 us abtasten und eine sehr hohe Frequenz von mehr als 5 MHz verarbeiten, welche durch die vorformatierten Pits 12-1 erzeugt wird. Entsprechend verursachen die Schaltungen, wie z. B. Differenzverstärker, Addierschaltung und Abtasthalteschaltung, ein erhebliches Anwachsen der Produktionskosten, ebenso wie des von ihnen eingenommenen Raumes. Außerdem kann dieses Verfahren nicht bei einem Plattenformat ohne Spiegelmarke angewendet werden. Eine andere bekannte Technik ist durch K. Tatsumi et al. in den ungeprüften japanischen Patenten No. Sho 61-8754 und Sho 61-13447 bekannt gemacht. In diesen letzteren zwei Veröffentlichungen wird das von einem flachen Bereich zwischen den vorformatierten Pits reflektierte Licht abgetastet und als ein Signal verwendet, welches den Grad der Nullpunktsabweichung anzeigt. Schaltungen zum Abtasten der Bereiche zwischen 5 MHz- Pits erfordern höhere Frequenzcharakteristiken als jene der oben genannten Schaltung von Kaku, entsprechend müssen die Schaltungen sehr anspruchsvoll, teuer und umfangreich sein.
• Eine weitere bekannte Technik ist durch Y. Tsunoda, et al. in "On-Land Composite Pregroove Method For High Track Density Recordings" anläßlich einer Konferenz "Optical Mess Data Storage 11" der Proceedings of SPIE-The International Society For Optical Engineering, abgehalten vom 18. bis 22. August 1986 in San Diego, Kalifornien, bekannt gemacht. In diesem Report schlägt Tsunoda vor, gewobbelte Pitmarkierungen anstelle der obengenannten Spiegelmarke zu benutzen. Auch die in Tsunodas Vorschlag verwendeten Schaltungen erfordern hohe Frequenzcharakteristiken von mehreren MHz, so daß diese Schaltungen ebenso sehr anspruchsvoll, teuer und umfangreich sein müssen.
• Es ist daher eine Hauptaufgabe der Erfindung, eine Servosteuerschaltung vorzusehen, welche dazu verhilft, eine Nullpunktabweichung in einem Spurverfolgungsfehlersignal einfach und billig zu kompensieren.
• Eine Schaltung der vorliegenden Erfindung besitzt eine erste Detektionsschaltung, welche eine Differenz der zwei Ausgangssignale der Fotodetektorelemente feststellt und die festgestellte abgetastete und über eine vorgegebene Periode für jeden Sektor durchschnittlich ermittelte Differenz ausgibt. Die vorgegebene Periode wird aus einer Periode ausgewählt, während welcher der Lichtpunkt die vorformatierten Pits 12-1 abtastet. Das Ausgangssignal wird als ein erstes abgetastetes Spurverfolgungsfehlersignal bezeichnet. Der Signalpegel eines ersten abgetasteten Spurverfolgungsfehlersignals ist niedriger als ein zweites abgetastetes Spurverfolgungsfehlersignal, welches das in dem Datenbereich, der keine Bits darin aufwiest, abgetastete Spurverfolgungsfehlersignal ist, da der Signalpegel des reflektierten Lichts durch die vorhandenen Bits verringert wird. Wenn es keine Nullpunktsabweichung gibt, befinden sich die ersten und zweiten abgetasteten Spurverfolgungsfehlersignale beide nahe bei 0, da der Lichtpunkt so servogesteuert wird, daß sich das zweite abgetastete Spurverfolgungsfehlersignal dem Wert 0 annähert. Wenn es eine Nullpunktsabweichung gibt, obwohl der Lichtpunkt servogesteuert wird, um das zweite abgetastete Spurverfolgungsfehlersignal im wesentlichen auf 0 zu halten, bleibt das erste abgetastete Spurverfolgungsfehlersignal erhalten, wobei folglich die Differenz der ersten und zweiten abgetasteten Spurverfolgungsfehlersignale den Betrag der Nullpunktsabweichung anzeigt.
• Dieses Nullpunktsabweichungssignal kann als ein Kontrollgerät verwendet werden, um die Ausrichtung der Vorrichtung, wie z. B. des optischen Systems oder des Lichtdetektors, usw. zu justieren und kann ebenso, verbunden mit dem Spurverfolgungsfehlersignal, zurückgeführt werden, wobei auf diese Weise die Nullpunktsabweichungskomponente automatisch kompensiert wird.
• Die erste Detektionsschaltung muß keine hohen durch die vorformatierten Pits erzeugten Frequenzkomponenten ausgeben, sondern lediglich ihren Durchschnittspegel ausgeben. Daher kann die Schaltung einfach und billig sein. Diese Erfindung ist kompatibel anwendbar auf ein Plattenformat mit oder ohne Spiegelmarke.
• Die oben angeführten Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung, zusammen mit anderen Aufgaben und Vorteilen, welche ersichtlich werden, werden ausführlicher nachstehend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, welche ein Teil davon bilden, wobei gleiche Bezugszeichen durchweg gleiche Teile bezeichnen.
• Fig. 1 zeigen schematisch typische Formate eines Sektors einer optischen Aufzeichnungsplatte.
• Fig. 2 zeigt einen vorbekannten Spureinstellungsservomechanismus für eine Vorrichtung mit einer optischen Platte.
• Fig. 3 erklären ein Spurverfolgungsfehlersignal, wenn der Lichtpunkt auf die Spurmitte ohne eine Nullpunktsabweichung eingerichtet ist.
• Fig. 4 erklären ein Spurverfolgungsfehlersignal, wenn eine Nullpunktsabweichung vorhanden ist.
• Fig. 5 erklären ein Spurverfolgungsfehlersignal, wenn eine Nullpunktsabweichung auf einer anderen Seite der Spur vorhanden ist.
• Fig. 6 zeigt ein prinzipielles Blockschaltbild der vorliegenden Erfindung.
• Fig. 7 zeigt ein prinzipielles Blockschaltbild der vorliegenden Erfindung, wenn das Nullpunktsabweichungssignal mit dem Rückführungssignal der Servosteuerung verbunden wird.
• Fig. 8 stellt schematisch eine Schaltungsanordnung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
• Fig. 9 erklärt eine erzeugte Wellenform, wenn das Spurverfolgungsfehlersignal detektiert wird.
• Fig. 10 zeigen Zeitdiagramme der die vorliegende Erfindung benutzenden Schaltung.
• Fig. 11 zeigt schematisch eine Schaltung, welche zu der Schaltung von Fig. 8 hinzugefügt wird, um die Nullpunktsabweichung automatisch zu kompensieren.
• Ein Blockschaltbild des Prinzips der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 6 gezeigt. Der Lichtdetektor 3 besitzt Fotodetektorelemente A und B und die Mittellinie der Spur in dem reflektierten Lichtpunkt soll derart justiert werden, daß sie auf die Grenzlinie dieser zwei Elemente A und B fällt. Die Ziffer 6 bezeichnet die ersten Detektionsmittel, welche die Differenz der Ausgangssignale der zwei Fotoelemente detektieren und die detektierte Differenz, die über eine Periode abgetastet und gemittelt wurde, während der Lichtpunkt die vorformatierten Bits abtastet, ausgeben. Dieses Ausgangssignal ist das erste abgetastete Spurverfolgungsfehlersignal. Die Ziffer 7 bezeichnet die zweiten Detektionsmittel, welche die Differenz der Ausgangssignale des Lichtdetektors detektieren, die während einer Periode abgetastet worden sind, während der der Lichtpunkt einen Bereich in dem Datenbereich abtastet, aber vor oder nach dem Ende einer Sequenz der Datenbits des vorhergehenden Sektors. Dieses Ausgangssignal ist das zweite abgetastete Spurverfolgungsfehlersignal. Die Ziffer 8 bezeichnet die dritten Detektionsmittel, welche die Differenz der ersten und zweiten Spurverfolgungsfehlersignale detektieren.
• Eine praktische Schaltungsanordnung, die das prinzipielle Blockschaltbild in Fig. 6 der vorliegenden Erfindung darstellt, zur Anzeige des Betrags der Nullpunktsabweichung ist sowohl in Fig. 8 als auch in den Zeitdiagrammen in Fig. 10 dargestellt. Ein Differenzverstärker 41, ein Tiefpaßfilter 43 und eine erste Abtast-Halte-Schaltung 61 bilden die ersten Detektionsmittel 6. Ferner bilden ein Differenzverstärker 41, das Tiefpaßfilter 43 und eine zweite Abtast-Halte-Schaltung 71 die zweiten Detektionsmittel 7. Jedes Ausgangssignal der Fotoelemente A und B des Lichtdetektors 3 wird jedem Eingangsanschluß des Differenzverstärkers 41 zugeführt, dessen Ausgangssignal eine Differenz der Eingangssignale ist. Wenn der Lichtpunkt einen Bereich mit Bits abtastet, wie z. B. die vorformatierten Pits, enthält das reflektierte Signal eine annähernd 5 MHz Komponente, welche durch die Pits, wie durch die durchgezogene Linie in Fig. 9 gezeigt ist, erzeugt worden ist. Jedoch nutzt die vorliegende Erfindung seinen Durchschnitt aus, welcher in der Figur durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist, welcher ein sich ebenso langsam verändertes Signal in dem Vorrillenbereich ist, welches keine hohe Frequenzkomponente enthält. Daher ist z. B. ein Tiefpaßfilter mit einer Grenzfrequenz von 100 kHz am Ausgangsanschluß des Differenzverstärkers 41 vorgesehen und gibt ein Spurverfolgungsfehlersignal Ste wie in Fig. 10b gezeigt, aus. Das Spurverfolgungsfehlersignal Ste wird über eine Phasenkompensationsschaltung 42 und einen Servoverstärker 5 in allgemein bekannter Servotechnik negativ zu einem Spureinstellungsantrieb zurückgeführt. Jede der Abtast-Halte-Schaltungen 61 und 71 tastet das Spurverfolgungsfehlersignal Ste des Differentialverstärkers 41 über das Tiefpaßfilter 43 nur während der Periode ab, die jeweils durch die Synchronisierungsschaltung 103 bestimmt wird, und jede gibt den eingegebenen, konstant gehalten Signalpegel aus, bis eine nächste Abtastung angewiesen wird. Ein Ausgangssignal der ersten Abtast-Halte-Schaltung 61, als ein erstes abgetastetes Spurverfolgungsfehlersignal (Fig. 10f) bezeichnet, und ein Ausgangssignal der zweiten Abtast-Halte-Schaltung 71, als ein zweites abgetastetes Spurverfolgungsfehlersignal (Fig. 10g) bezeichnet, werden einem Differenzverstärker 81 zugeführt, dessen Ausgangssignal einer Anzeigevorrichtung 83 über ein Tiefpaßfilter 82 übergeben wird. Der Differenzverstärker 81 und das Tiefpaßfilter 82 bilden die dritten Detektionsmittel 8.
• Nachfolgend soll die Wirkungsweise der Schaltung beschrieben werden. Wie vorher erklärt wurde, ist, wenn der Lichtpunkt SP1 ohne irgendeine Nullpunktsabweichung' wie in Fig. 3a durch eine Pfeilmarkierung angezeigt ist, entlang der Spurmitte verläuft, wobei die Vorrille 11 noch keine Datenbits oder noch keine eingeschriebene Daten besitzt, das Spurverfolgungsfehlersignal, das von dem Vorrillenbereich 11 ausgegeben wird, durch eine durchgezogene Linie "a" gezeigt und das von dem vorformatierten Bereich 12-1 ausgegebene Spurverfolgungsfehlersignal ist durch eine gestrichelte Linie "b" in Fig. 3b gezeigt, wobei die Abszisse die Abweichung des Lichtpunkts von der Spurmitte zeigt. Der Pegel des Spurverfolgungsfehlersignals Ste von einem Bereich mit Bits ist kleiner als jener des Spurverfolgungsfehlersignals des Vorrillenbereichs, da das reflektierte Licht durch die Existenz der Bits erzeugte AC- Komponente reduziert wird. Wenn bereits Datenbits in die Vorrille 11 eingeschrieben worden sind, wird der Pegel des Spurverfolgungsfehlersignals von dieser auch kleiner wie jener von den vorformatierten Pits, abhängig von den darin eingeschriebenen Bits. Jedoch kann der Lichtpunkt noch entweder durch das Signal von der Vorrille mit oder ohne die Datenbits, durch die Phasenkompensationsschaltung 42, den Servoverstärker 5 und den Spureinstellungsantrieb 25 servogesteuert werden, um die Spurmitte entlang der Vorrille 11 zu halten, wie in Fig. 3c gesehen werden kann, wobei die Pegel dieser Spurverfolgungsfehlersignale "a" von dem Vorrillenbereich und "b" von dem vorformatierten Bereich während eines Sektors fast 0 sind. Die Phasenkompensationsschaltung 42, wie sie in weitem Umfange benutzt wird, hat eine Spitze in ihrer Frequenzcharakteristik bei z. B. 3 kHz, um eine stabile Rückführungsschleife durch Verhindern einer Eigenschwingung der Schleife zu erreichen.
• Wenn die Vorrichtung durch einige Ursachen eine Nullpunktsabweichung aufweist, wird der Lichtpunkt z. B. zur oberen Seite der Spurmitte, wie durch SP1 in Fig. 4a gezeigt ist, abgelenkt. Der Lichtpunkt wird servogesteuert durch das Spurverfolgungsfehlersignal "a", während der Lichtpunkt entlang der Vorrille 11 verläuft, wobei folglich der Pegel des Spurverfolgungsfehlersignals "a" wie in den Fig. 4b und 4c gezeigt ist, wird durch den gleichen Servomechanismus wie von Fig. 3 fast auf 0 gehalten. Wenn der Lichtpunkt beginnt, die vorformatierten Pits 12-1 abzutasten, wird das Spurverfolgungsfehlersignal "b", welches, wie in den Fig. 4b und 10b gezeigt ist, von 0 abweichen. Dies ergibt sich daraus, daß der Lichtpunkt, welcher elektromechanisch angetrieben wird, der plötzlichen und kurzen Änderung des Spurverfolgungsfehlersignals Ste nicht folgen kann, bei dem "b" ungefähr 50 bis 60 us ist. Mit anderen Worten, der Lichtpunkt verläuft auf einer Verlängerungslinie der Lichtpunktbewegung entlang der Vorrille 11 aufgrund der Trägheit der elektromechanischen optischen Vorrichtung, obwohl die vorformatierten Pits 12-1 ihr eigenes Spurverfolgungsfehlersignal "b" selbst erzeugen, welches den Lichtpunkt servosteuern sollte. Die Amplitude von "b" ist kleiner als jene von "a", sie ist jedoch proportional zum Pegel des Spurverfolgungsfehlersignals, welches auftreten sollte, wenn keine Pits vorhanden sind. Daher kann die Differenz ΔV des Spurverfolgungsfehlersignals "b" bei den vorformatierten Bits 12-1 und das Spurverfolgungsfehlersignal "a" in dem Vorrillenbereich 11 mit einem infolge des Servomechanismus beinahe Nullpegel den Betrag der Nullpunktsabweichung wie in Fig. 4c gezeigt ist, anzeigen. Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie diese Differenz ΔV, welche von dem Durchschnittsspurverfolgungsfehlersignal von den vorformatierten Pits abgeleitet ist, als eine Anzeige des Betrags der Nullpunktsabweichung ausnutzt. Um diese Differenz zu berechnen, wird ein erstes abgetastetes Spurverfolgungsfehlersignal durch Abtasten des Spurverfolgungsfehlersignals Ste (von Fig. 10b) mit der Abtast-Halte-Schaltung 61 während eines Zeitraums, während der Lichtpunkt die vorformatierten Pits 12-1 erzeugt. Dieser Zeitraum, als Stichprobennahme bezeichnet, zur Ermittlung eines zweiten abgetasteten Spurverfolgungsfehlersignals wird ebenso durch die Abtast- Halte-Schaltung 71 während eines Zeitraums in einer unbesetzten Zone 11'', d. h. in einer Zone ohne Datenbits, durchgeführt, welche nach dem Ende der Sequenz der Datenbits in dem vorhergehenden Vorrillensektor vorgesehen ist. Dies rührt daher, daß diese Zone immer unbesetzt ist, ungeachtet der Existenz von Datenbits. Nachdem der Differenzverstärker 81 die Differenz Sto' = $V des ersten und zweiten abgetasteten Spurverfolgungsfehlersignals berechnet und ausgegeben hat, wird sein Ausgangssignalpegel konstant gehalten, aber während jedes Sektors, wie in den Fig. 4d und 10h gezeigt, erneuert. Die Nullpunktsabweichung ändert sich im allgemeinen langsam, z. B. während eines Zyklusses der Rotation der Platte, und andererseits weist ein einzelner Umlauf der Spur typischerweise 17 Sektoren auf. Daher ist die Änderung der Nullpunktsabweichung während eines einzelnen Sektors mit nur 360º/17 = 21º praktisch klein genug, um als vernachlässigbar betrachtet zu werden. Dies ist auch der Grund dafür, warum das Spurverfolgungsfehlersignal, das in dem vorhergehenden Sektor abgetastet wurde, für die Servosteuerung des Lichtpunkts während des aktuellen Sektors benutzt werden kann. Das Tiefpaßfilter 82 ist am Ausgangsanschluß des Differenzverstärkers 81 vorgesehen, um die Spitzen und die Übergänge zu entfernen, welche in dem Nullpunktsabweichungssignal Sto' für jeden Sektor erzeugt werden, wobei es typischerweise eine Grenzfrequenz von 30 Hz aufweist. Ein Ausgangssignal, nämlich ein Nullpunktsabweichungssignal Sto (Fig. 10i) des Tiefpaßfilters 82 kann durch eine Anzeigevorrichtung 83 angezeigt werden. Somit kann das optische System ebenso gut wie das Spurverfolgungssystem der Vorrichtung durch Beobachtung des Displays 83 justiert werden.
• Die Ausgangssignale der Elemente A und B des Lichtdetektors 3 werden mittels eines RF-Verstärkers 101 auf summiert, um den Pits entsprechende Impulssignale zu erhalten. Das Ausgangssignal des RF-Verstärkers 101 wird einer Signalverarbeitungsschaltung 102 übergeben. Die Signalverarbeitungsschaltung 102 erkennt die Zeiteinstellung und andere Informationen aus den Impulsen der Pits jedes Sektors und übergibt eine Sektormarkierungsinformation (Fig. 10c) der Synchronisationsschaltung 103, ebenso überträgt sie die ausgelesenen Daten nach außerhalb. Entsprechend der Sektormarkierungsinformation erzeugt die Synchronisationsschaltung 103 Abtastimpulse Ss1 (Fig. 10d) und Ss2 (Fig. 10e) und führt sie jeweils den Abtast-Halte-Schaltungen 61 und 71, wie vorher beschrieben worden ist, zu. Die Pulsweite der Abtastimpulse ist typischerweise 5 bis 6 us, jedoch kann dieser Betrag willkürlich so groß gewählt werden, wie das Abtasten gut erfüllt wird, da die Breite der unbesetzten Zonen 11' oder 11'' und der ID-Bits des Vorformatsbereichs 12'1 jeweils 20 und 50 bis 60 us betragen.
• Das Nullpunktsabweichungssignal Sto, welches über das Tiefpaßfilter 82 aus dem Differenzverstärker 81 erhalten worden ist, kann mit dem Spurverfolgungsfehlersignal Ste zusammengesetzt werden und dem Servomechanismus übergeben werden, um die Nullpunktsabweichung automatisch zu kompensieren, so daß der Lichtpunkt die Spurmitte einnimmt, wie in dem Prinzipblockschaltbild in Fig. 7 gezeigt ist, in welchem die Ziffer 9 Signaleinstellmittel kennzeichnet. Eine praktische Schaltung der Signaleinstellmittel 9 ist in Fig. 11 gezeigt, wobei die Ziffer 84 eine Phasenkompensationsschaltung mit einer Frequenzspitze einer viel geringeren Frequenz, z. B. 3 kHz, als jene der Phasenkompensationsschaltung 42 bezeichnet, und somit eine stabile Operation des Spureinstellungsservomechanismus erlaubt. Die Ziffer 91 bezeichnet eine Additionsschaltung, welche die Signaleinstellmittel 9 einstellt, und das phasenkompensierte Spurverfolgungsfehlersignal von der Phasenkompensationsschaltung 42 und das Nullpunktabweichungssignal Sto von dem Differenzverstärker 81 über das Tiefpaßfilter 82 erhält. Die Additionsschaltung 91 verknüpft diese zwei eingegebenen Signale und gibt ein verknüpftes Spurverfolgungsfehlersignal Ste' aus, welches einem Servoverstärker 5 zugeführt wird. Mit anderen Worten, die in Fig. 11 gezeigte Schaltung wird der Schaltung von Fig. 8 hinzugefügt. Dann kann nicht nur die Nullpunktsabweichung mit einer DC-Komponente, verursacht durch z. B. eine schräg gestellte Aufzeichnungsplatte, sondern auch andere langsame Veränderungen der Nullpunktsabweichung mit einer AC-Komponente, z. B. von annähernd 30 Hz, gut kompensiert werden.
• Wenn die Nullpunktsabweichung auf der unteren Seite der Spur liegt, ist die Auswirkung in den Fig. 5 gezeigt, wobei das Signal "b" von entgegengesetzter Richtung ist, wie jenes in den Fig. 4, jedoch kann die Erklärung auf eine gleiche Weise erfolgen.
• Obwohl in der oben beschriebenen Erklärung das Abtasten für das zweite abgetastete Spurverfolgungsfehlersignal nach dem Ende einer Folge von Datenbits des vorherigen Sektors durchgeführt wird, ist es auch möglich, daß das Abtasten vor dem Beginn der Folge der Datenbits des aktuellen Sektors durchgeführt wird.
• Wie vorher beschrieben, benötigt das Spurverfolgungsfehlersignal Ste der vorliegenden Erfindung keine hohe Frequenzkomponente, wie z. B. 5 MHz, erzeugt durch die Bits, daher kann der Differenzverstärker 41 aus einem gut verfügbaren, gewöhnlichen, billigen Operationsverstärker mit einer Frequenzcharakteristik bis z. B. nur 20 kHz bestehen. In diesem Fall, in welchem der Differenzverstärker selbst die hohe Frequenzkomponente nicht ausgibt, sondern nur deren Durchschnittswert ausgibt, kann das Tiefpaßfilter 43 weggelassen werden.
• Obwohl die oben beschriebene Erklärung bezüglich des "in-groove recording" gemacht worden ist, ist es offenbar, daß die vorliegende Erfindung ebenso auf das in Fig. 1a gezeigte "onland recording" anwendbar ist.
• Obwohl die oben beschriebene Erklärung lediglich bezüglich eines Paars von Fotodetektorelementen A und B durchgeführt worden ist, ist es offenbar, daß die vorliegende Erfindung bei einem Lichtdetektor 3 mit einer Vielzahl von Paaren von Fotoelementen, wie z. B. vier Elementen, anwendbar ist.
• Wie oben ausgeführt worden ist, kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Toleranz bezüglich der Zusammenstellung der Vorrichtung, ebenso wie die Toleranz für die umliegenden Konditionen verringert werden, und der Servogewinn des Spureinstellungsservomechanismus kann wegen der verbesserten übriggebliebenen Spurverfolgungsfehler gesteigert werden, ohne daß eine anspruchsvolle, umfangreiche und teuere Schaltung erforderlich ist, und dieses System kann bei einer optischen Platte ohne Spiegelmarke angewendet werden. Ein kleinerer ID- Bereich durch Fortlassen der Spiegelmarke bedeutet einen größeren verfügbaren Datenbereich, was zu einer höheren Kapazität der Platte führt.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum optischen Schreiben sowie Lesen einer digitalen Information auf einer gerillten Spur, die koaxial oder spiralförmig auf einer optischen Aufzeichnungsplatte (1) angeordnet ist, wobei jede Spur in eine Vielzahl von Sektoren aufgeteilt ist, von denen jeder einen einen ID-Bereich (12) und einen Daten-Bereich (11) aufweist, bei welcher ein Lichtpunkt (SP) auf die Spur fokussiert wird, und ein von dieser reflektiertes Licht durch ein Paar von Lichtdetektoren (3) detektiert wird, von dessen Ausgängen ein Datensignal sowie ein Nachführungs-Bereichssignal (Ste) detektiert werden, und wobei das Spurverfolgungsfehlersignal (Ste) einem Servo-Steuersystem zugeführt wird, um eine Ausrichtung des Lichtpunktes (SP) derart zu steuern, daß er die Mitte der Spur einnimmt, welche umfaßt

erste Detektionsmittel (6) zum Detektieren der Differenz der Ausgangssignale des Lichtdetektors (3) und zum Ausgeben der genannten Differenz, welche während einer ersten vorherbestimmten Zeitdauer abgetastet worden sind, wobei das Ausgangssignal der genannten ersten Detektionsmittel (6) ein erstes abgetastetes Spurverfolgungsfehlersignal ist, das einen konstanten Ausgangspegel für jeden Sektor speichert, zweite Detektionsmittel (7) zum Ausgeben des Spurverfolgungsfehlersignals, das während einer zweiten vorherbestimmten Zeitdauer abgetastet worden ist, wobei das Ausgangssignal der genannten zweiten Detektionsmittel (7) ein zweites abgetastetes Spurverfolgungsfehlersignal ist, das für jeden Sektor einen konstanten Ausgangspegel aufrechterhält, und dritte Detektionsmittel (8) zum Detektieren und Ausgeben einer Differenz der genannten ersten und zweiten abgetasteten Spurverfolgungsfehlersignale, weiterhin umfassend,

daß die genannten ersten Detektionsmittel (6) den Durchschnitt der genannten Differenz bilden,

daß die genannte erste vorherbestimmte Zeitdauer die Zeitdauer ist, während der der Lichtpunkt (SP) Lochmuster des ID-Bereichs (12) abtastet, und

daß die genannte zweite vorherbestimmte Zeitdauer die Zeitdauer ist, während der der Lichtpunkt (SP) eine freie Zone im genannten Daten-Bereich abtastet, und

daß das genannte Ausgangssignal (Sto) der genannten dritten Detektionsmittel (8) den Betrag einer Nullpunktsabweichung (Offset) anzeigt, welche eine noch vorhandene Abweichung des Lichtpunkts (SP) von der Mitte der Spur darstellt, so daß der Lichtpunkt (SP) durch das Spurverfolgungsfehlersignal derart servogesteuert wird, daß das Nachführung-Fehlersignal im wesentlichen bei Null gehalten wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch Signalzusammenstellungsmittel (9) zum Kombinieren des genannten Nullpunktsabweichungssignal (Sto), das von den genannten dritten Detektionsmitteln (8) ausgegeben worden ist, mit dem Spurverfolgungsfehlersignal (Ste), wobei das kombinierte Signal (Ste') für die Servosteuerung des Lichtpunktes (SP) zurückgeführt wird, wodurch eine Nullpunktsabweichungskomponente im Spurverfolgungsfehlersignal reduziert wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten ersten Detektionsmittel (6) einen Verstärker für ein niedriges Frequenzband enthalten, um einen Durchschnittspegel der Differenz der Ausgangssignale des Lichtdetektorpaares (3) aus zugeben.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten ersten Detektionsmittel (6) zusammengesetzt sind aus einem Differenzverstärker (41) zum Detektieren der Differenz der Ausgangssignale des Lichtdetektorpaares (3) und zum Ausgeben eines Durchschnittswertes der genannten detektierten Differenz, und ersten Abtast-Haltemittel (61) zum Aufrechthalten und Ausgeben eines Ausgangspegels des genannten Differenzverstärkers (41) von einer ersten vorherbestimmten Zeitdauer für jeden Sektor.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten zweiten Detektionsmittel (7) zusammengesetzt sind aus einem Differenzverstärker (41) zum Detektieren der Differenz der Ausgangssignale des Lichtdetektorpaares (3) und zweiten Abtast-Haltemitteln (71) zum Aufrechthalten und Ausgeben eines Ausgangspegels des genannten Differenzverstärkers (41) von einer zweiten vorherbestimmten Zeitdauer.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, weiterhin gekennzeichnet durch eine erste Synchronisierungseinheit (103) zum Erkennen von Signalen des ID-Bereichs (11) und zur Erzeugung der genannten ersten vorherbestimmten Zeitdauer (Ss1) für die genannten ersten Abtast-Haltemittel (61).

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, weiterhin gekennzeichnet durch eine zweite Synchronisierungseinheit (103) zum Erkennen von Signalen des ID-Bereichs und zur Lieferung der genannten zweiten vorherbestimmten Zeitdauer (Ss2) an die genannte zweite Abtast-Haltemittel (71).

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Synchronisierungseinheit (103) sowohl die genannte erste und zweite vorherbestimmte Zeitdauer (Ss1, Ss2) jeweils an die genannten ersten und zweiten Abtast- Haltemittel (61, 71) liefert.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch Anzeigemittel (83), die mit einem Ausgangsanschluß der dritten Detektionsmittel (8) verbunden sind, wodurch ein Betrag der genannten Nullpunktabweichung auf diesen angezeigt wird.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Detektionsmittel (8) einen Differenzverstärker umfassen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 6, weiterhin gekennzeichnet durch die Bestimmung der genannten ersten Zeitdauer (Ss1) in Abhängigkeit von den erkannten Signalen des ID-Bereichs.