DE3833330C2 - Vorrichtung zum Erfassen eines Lichstrahls von einem optischen Speicher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen eines Lichtstrahls von einem optischen Speicher gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, die vorzugsweise in einer optischen Plattenvorrichtung zum Um­ setzen eines Fokus-Fehlersignales, eines Spur-Fehlersigna­ les od. dgl. in Digitaldaten verwendet wird.

Optische Plattenvorrichtungen erfordern verschiedene Steue­ rungssysteme, um genau Daten aufzuzeichnen oder wiederzu­ geben. Eines von diesen ist ein Fokussiersteuerungssystem. Bei der Fokussiersteuerung wird der durch Oberflächenablen­ kung oder Auf-Ab-Bewegung der Plattenoberfläche bei umlau­ fender optischer Platte verursachte Fokussierfehler erfaßt und ein optisches System, wie beispielsweise eine Objektiv­ linse, parallel zur optischen Achse des Laserstrahles ge­ mäß der Größe des erfaßten Fokussierfehlers bewegt, um eine optische Fokussierung abzuschließen. Um den Fokussierfeh­ ler zu erfassen, werden beispielsweise zwei Photosensoren verwendet, aus deren beiden Ausgangssignalen eine Differenz abgeleitet wird. Dann wird ein Strom entsprechend der Si­ gnaldifferenz zu einer Objektivlinsen-Ansteuerspule gespeist, um die Objektivlinse in die richtige Fokussierstellung (fokussierte Stellung) zu setzen. Das heißt, der Laserstrahl wird auf die optische Platte mittels einer Kondensor- oder Sammellinse fokussiert, das von der optischen Platte reflek­ tierte Licht wirkt auf die beiden Photosensoren ein, und die Fokussiersteuerung wird dann bewirkt, um die Differenz zwischen den beiden Ausgangssignalen von den Photosensoren auf Null zu verringern.

Im allgemeinen wird bei der Datenaufzeichnungsoperation der Laserausgangsstrahl auf einen größeren Wert als bei der Datenwiedergabeoperation eingestellt, so daß die auf die beiden Photosensoren einwirkende Lichtmenge groß wird, was zur Lieferung eines größeren Photosensor-Ausgangsstro­ mes führt. Als Ergebnis wird die Schleifenverstärkung ei­ nes Fokussier-Steuergliedes groß. Um die Schleifenverstär­ kung des Fokussiersteuergliedes auf einem konstanten Wert zu halten und das Servosystem zu stabilisieren, wird ein Analog-Dividierer oder ein Digital-Dividierer zur Normie­ rung des Photosensor-Ausgangssignales benutzt.

Wenn ein Analog-Dividierer eingesetzt wird, so wird ein Differenzsignal von zwei Ausgangssignalen durch ein Summen­ signal hiervon dividiert (normiert), das Ergebnis wird ei­ nem Analog/Digital-(A/D-)Umsetzungsprozeß unterworfen, und dann wird die Fokussiersteuerungsoperation gemäß Digital­ daten bewirkt, die in dem A/D-Umsetzungsprozeß erhalten sind. Wenn dagegen der Digital-Dividierer benutzt wird, so werden ein Differenzsignal von zwei Ausgangssignalen und ein Summensignal hiervon einem A/D-Umsetzungsprozeß jeweils unterworfen, und dann wird die Fokussiersteuerungs­ operation gemäß Digitaldaten bewirkt, die durch Dividieren der A/D-umgesetzten Daten mittels des Digital-Dividierers erhalten sind.

Wenn jedoch der Analog- oder Digital-Dividierer verwendet wird, so wird das Fokussiersteuerglied in seinen Abmessun­ gen groß und extrem aufwendig. Wenn insbesondere der Digi­ tal-Dividierer benutzt wird, so ist es erforderlich, eine hohe Bezugsspannung zu erzeugen, um eine genaue A/D-Umset­ zung zu erhalten, wenn eine größere Lichtmenge auf die Photo­ sensoren einwirkt. Wenn dagegen die einfallende Lichtmen­ ge klein ist, wird die Bezugsspannung niedrig, und die Auflösung für die A/D-Umsetzung wird vermindert. Unter Berücksichtigung dieser Ausführungen besteht Bedarf an einer Vorrichtung, die genaue Digitaldaten abzuleiten vermag.

Die DE 37 01 144 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Er­ fassung eines Lichtstrahls von einem optischen Speicher, die in einem Servosystem zum Einsatz kommt. Bei dieser Vorrichtung wird aus zwei erfaßten Detektorsignalen ein Differenzsignal gebildet und einer A/D-Wandlung unterzo­ gen, wobei dem A/D-Wandler zur Normierung des Summensi­ gnals aus den beiden Detektorsignalen über einen Refe­ renzeingang zugeführt wird.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Si­ gnalverarbeitungsvorrichtung zu schaffen, die ohne kom­ plizierten Aufbau genaue Digitaldaten erzeugen kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung nach dem Oberbe­ griff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs enthaltenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung schafft also eine Vorrichtung zum Erfassen eines Lichtstrahles von einem optischen Speicher mit ei­ ner Fokussiereinrichtung zum Fokussieren des Lichtstrah­ les auf den optischen Speicher, einem Detektor zum Erfas­ sen des Lichtstrahles vom optischen Speicher, wobei der Detektor einen ersten Detektorteil zum Erzeugen eine er­ sten Signals entsprechend der dadurch erfaßten Licht­ strahlmenge und einen zweiten Detektorteil zum Erzeugen eines zweiten Signales entsprechend der dadurch erfaßten Lichtstrahlmenge hat, einer Addiereinrichtung zum Addie­ ren des ersten Signales und des zweiten Signales, um ein erstes Operationssignal mit einer vorbestimmten Amplitude zu erzeugen, einem Umsetzer zum Umsetzen eines vom Detek­ tor erzeugten Signales in Digitaldaten innerhalb eines durch obere und untere Bezugsspannungen definierten Be­ reiches gemäß einer Umsetzungsverstärkung, die durch die Amplitude des durch die Addiereinrichtung erzeugten er­ sten Operationssignales bestimmt ist, und einer auf die Digitaldaten ansprechenden Einstelleinrichtung zum Ein­ stellen der Lage der Fokussiereinrichtung bezüglich des optischen Speichers. Die Vorrichtung kennzeichnet sich dadurch aus, daß eine Konstantspannungseinrichtung ver­ hindert, daß die obere Bezugsspannung (+Vref [V]) unter einen oberen Wert absinkt, der Umsetzer das durch den De­ tektor erzeugte Signal in die Digitaldaten gemäß der Um­ setzungsverstärkung entsprechend der oberen und unteren Bezugsspannung abhängig vom ersten Operationssignal um­ setzt, so daß mehrere Spannungswerte des Signales jeweils Digitalwerten (FF_H, 80_H, 00_H) entsprechen, deren jeder ei­ ner entsprechenden Bezugsspannung (+Vref[V], + 1/2 Vref[V], 0[V]) innerhalb eines Bereichs von Bezugsspan­ nungen (+Vref[V], ... 0[V]) zugeordnet ist, wobei die Um­ setzungseigenschaften entsprechend dem Umsetzungsbereich des Umsetzers auf einem analogen Massewert basieren, die Bezugsspannung +Vref[V] durch die Summe der vom Detektor erzeugten ersten und zweiten Signale bestimmt wird, und nur eines der ersten und zweiten vom Detektor erzeugten Signale A/D umgesetzt wird, wodurch eine Analog/Digital- Umsetzung mit konstanten Umsetzungseigenschaften bewirkt wird, selbst wenn sich die auf die Vorrichtung einfallen­ de Lichtmenge aufgrund einer Schwankung der Stärke des Lichtstrahls ändert, und eine Schalteinrichtung, die zwi­ schen einen Signalausgangsanschluß des Detektors und ei­ nen Signaleingangsanschluß des A/D-Konverters geschaltet ist, so umschaltet, daß die Bezugsspannung 1/2 Vref[V] am Umsetzer umgesetzt wird, und daraufhin wieder zurück­ schaltet, wobei die umgesetzten Digitaldaten der Bezugs­ spannung +1/2 Vref[V] gespeichert werden und als Bezugs­ daten für die Bestimmung eines Versetzungsfehlers dienen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm einer op­ tischen Plattenvorrichtung, auf die eine Vorrichtung der vorliegenden Erfindung angewandt ist,

Fig. 2 ein Diagramm mit einem Signalprozessor nach einem Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung,

Fig. 3 die Beziehung zwischen einer den Di­ gitalumsetzungsbereich für ein analoges Eingangssignal definierenden Bezugsspan­ nung und Umsetzungsdaten in dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 ein Diagramm, das Digitaldaten anzeigt, die durch Umsetzen einer Bezugsspannung erhalten sind, welche sich gemäß ver­ schiedenen Mengen an einfallendem Licht in dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 verändert,

Fig. 5 ein Diagramm mit dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 einschließlich der Konstant­ spannungsschaltung, und

Fig. 6 einen Schnitt mit dem Aufbau eines Halb­ leiter-Detektorelementes gemäß Anspruch 3.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer optischen Plattenvor­ richtung, bei welcher Signalprozessoren 31 und 31a ver­ wendet werden.

Eine optische Platte 1 läuft mit konstanter Drehzahl mit­ tels eines Gleichstrommotors 2 um, der durch ein Motor­ steuerglied 18 gesteuert ist. Das Datenaufzeichnen und die Wiedergabe bezüglich der optischen Platte 1 werden mittels eines optischen Gebers oder Abtasters 3 bewirkt. Der optische Abtaster 3 ist auf einer Ansteuerspule 13 festgelegt, die den sich bewegenden Teil eines Linearmo­ tores 41 bildet, und die Ansteuerspule 13 ist mit einem Linearmotor-Steuerglied 17 verbunden. Ein Linearmotor- Lagedetektor 26, der mit dem Signalprozessor 31a verbun­ den ist, ist so ausgelegt, daß er die Anzeige einer auf dem optischen Abtaster 3 befestigten optischen Skala 25 erfaßt und zwei Ausgangs­ signale bezüglich der Position oder Lage der optischen Skala 25 erzeugt. Die Ausgangssignale sind einer vorbe­ stimmten Verarbeitung durch den Signalprozessor 31a unter­ worfen, was weiter unten näher erläutert werden wird, und dann sind sie in das Linearmotor-Steuerglied 17 über eine Zentraleinheit (CPU) 23 und einen Digital/Analog-(D/A-)Umsetzer 33 eingespeist. Das Linearmotor-Steuerglied 17 steuert den Linearmotor 41 gemäß den empfangenen Signalen.

Ein (nicht gezeigter) Dauermagnet ist auf dem festen Teil des Linearmotors 41 befestigt. Wenn die Ansteuerspule 13 durch das Linearmotor-Steuerglied 17 angeregt wird, wird der optische Abtaster 3 in einer Radialrichtung der opti­ schen Platte 1 bewegt oder verfahren.

Der optische Abtaster 3 umfaßt einen Halbleiterlaser 9, eine Kollimatorlinse 11a, einen Strahlteiler 11b, eine Ob­ jektivlinse 6, ein Halbprisma 11c, Fokussierlinsen 10 und 11d, eine Messerkante oder -schneide 12 und Photodetekto­ ren 7 und 8.

Wenn Daten aufgezeichnet oder wiedergegeben werden, so wird der Halbleiterlaser 9 durch das Laser-Steuerglied 14 ange­ steuert. Der vom Laser 9 erzeugte Laserstrahl wird zur Kol­ limatorlinse 11a übertragen und von dieser kollimiert bzw. parallel gerichtet. Der Strahlteiler 11b teilt den kolli­ mierten Lichtstrahl in zwei Strahlkomponenten, von denen eine zur Objektivlinse 6 übertragen wird. Die Objektivlinse 6 fokussiert den Lichtstrahl auf eine voreingestellte Spur auf der Oberfläche der optischen Platte 1. Das von der opti­ schen Platte 1 reflektierte Licht wird zu dem Halbprisma 11c über die Objektivlinse 6 und den Strahlteiler 11b über­ tragen und dann in zwei Lichtkomponenten geteilt. Eine der durch das Halbprisma 11c geteilten Lichtkomponenten wird zum Photodetektor 8 über die Kondensorlinse 10 übertragen. Die andere Lichtkomponente wird zum Photodetektor 7 über die Kondensorlinse 11d und die Messerkante 12 übertragen.

Der optische Abtaster 3 umfaßt weiterhin Ansteuerspulen 4 und 5 zum Ansteuern der Objektivlinse 6. Diese Objektiv­ linse 6 ist, wenn sie durch die Ansteuerspule 5 angesteuert wird, entlang der optischen Achse der Linse 6 beweglich, und sie ist entlang der Oberfläche der optischen Platte 1 beweglich, wenn sie durch die Ansteuerspule 4 angesteuert wird.

Der Photodetektor 7, der aus zwei Photodetektorzellen 7a und 7b besteht, gibt nach Empfang des Lichtes zwei elektri­ sche Signale ab. Die Ausgangssignale sind einer vorbestimm­ ten Signalverarbeitung im Signaldetektor 31 unterworfen und werden zum Fokussiersteuerglied 15 über die Zentral­ einheit 23 und den D/A-Umsetzer 22 gespeist. Ein Ausgangs­ signal des Fokussiersteuergliedes 15 wird zur Fokussier­ ansteuerspule 5 gespeist und so gesteuert, daß der Laser­ strahl auf die optische Platte 1 fokussiert wird.

Der Photodetektor 8, der aus zwei Photodetektorzellen 8a und 8b besteht, liefert zwei elektrische Signale nach Empfang des Lichtes. Die beiden Ausgangssignale werden zu einem Differenzverstärker OP1 gespeist, der seinerseits ein Differenzsignal dazwischen erzeugt. Das Differenzsignal entspricht dem Spurfehler. Das Spurfehlersignal wird zum Spursteuerglied 15 gespeist, das seinerseits ein Spursteuer­ signal zum Linearmotor-Steuerglied 17 und zur Ansteuerspu­ le 4 für die Spursteuerung speist.

Ausgangssignale des Photodetektors 8 werden auch zu einer Videoschaltung 19 gespeist, in der Bilddaten und Adreßda­ ten (Spurzahl, Sektorzahl und dergl.) wiedergegeben werden.

Die wiedergegebenen Daten können auf einer Anzeige 29 nach Verarbeitung angezeigt werden.

Das Lasersteuerglied 14, das Fokussiersteuerglied 15, das Spursteuerglied 16, das Linearmotorsteuerglied 17, das Mo­ torsteuerglied 18 und die Videoschaltung 19 sind mittels der Zentraleinheit 23 über eine Busleitung 20 gesteuert. Die Zentraleinheit 23 führt vorbestimmte Aufgaben oder Tasks gemäß dem im Speicher 24 gespeicherten Programm ab­ hängig von Befehlen aus, die über eine Operationstafel oder Betriebstafel 30 eingegeben sind. Weiterhin ist der Digital/Analog-Umsetzer 22 vorgesehen, um Daten zwischen der Zentraleinheit 23 und jedem Steuerglied aus dem Fokus­ siersteuerglied 15, dem Spursteuerglied 16 und dem Linear­ motor-Steuerglied 17 übertragen zu lassen.

Fig. 2 ist ein Diagramm, das ein Ausführungsbei­ spiel des erfindungsgemäßen Signalprozessors 31 zeigt. Dieses Beispiel dient der Erläuterung der grundsätzlichen Funktionsweise der Vorrichtung, so daß die Konstantspannungseinrichtung und die Schalteinrichtung nicht dargestellt sind. Der Signalprozessor 31 umfaßt Verstärkerschaltungen 120 und 121, einen Addierer 222, Verstärkerschaltungen 223 und 224 und einen Analog/Digital-Umsetzer 225.

Aus­ gangssignale von den Photodetektoren 7a und 7b werden zu den Ver­ stärkerschaltungen 120 und 121 gespeist und durch diese verstärkt. Die Ausgangssignale der Verstärkerschaltungen 7a und 7b werden zu Eingangsanschlüssen des Addierers 222 gespeist, der als eine Additionsschaltung arbeitet. Wei­ terhin wird ein Ausgangssignal der Verstärkerschaltung 120 mittels der Verstärkerschaltung 223 verstärkt und dann an einen Signaleingangsanschluß 225a des Analog/Digital-Umsetzers 225 als ein Analog-Eingangssignal abge­ geben (Vin: Fokus-Fehlersignal), das in Digitaldaten um­ zusetzen ist. Ein Ausgangssignal (Summensignal) des Addie­ rers 222 wird mittels der Verstärkerschaltung 224 verstärkt und dann als eine Bezugsspannung (Vref⁺) an den Bezugsspan­ nungs-Eingangsanschluß 225b des Analog/Digital-Umsetzers 225 abgegeben.

Der Analog/Digital-Umsetzer 225 bestimmt den Umsetzungs­ bereich eines analogen Eingangssignales (Vin: Fühler- oder Erfassungssignal durch Photodetektorzelle 7a ent­ sprechend dem Fokus-Fehlersignal), die von der Verstärker­ schaltung 225 eingespeist ist, auf der Basis eines analo­ gen Grundwertes (0 V; Bezugsspannung) und der Bezugsspan­ nung (Vref⁺), die von der Verstärkerschaltung 224 angelegt ist. Daher wird das analoge Eingangssignal in Digitaldaten (Fokus-Fehler-Erfassungssignal) mit den Umsetzungseigen­ schaften oder -kennwerten entsprechend dem Umsetzungsbe­ reich umgesetzt.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, sind die Umsetzungskennwerte so bestimmt, daß der Bereich zwischen der Bezugsspannung "+Vref(V)" und "0" in eine Vielzahl von Spannungswerten unterteilt wird und entsprechende Digitalwerte für jewei­ lige Spannungswerte zugewiesen werden. Beispielsweise sind jeweils Digitalwerte "FF_H", "80_H" und "00_H" entsprechenden Bezugsspannungen "+Vref(V)", "+1/2Vref(V)" und "0(V)" zuge­ wiesen.

Wenn das von der Verstärkerschaltung 223 eingespeiste ana­ loge Eingangssignal, d. h., das Erfassungssignal von der Photodetektorzelle 7a einen Spannungspegel entsprechend "+Vref(V)" oder "0(V)" aufweist, wird die von der Fokus­ sierposition oder -lage entfernteste Position oder Lage angezeigt. Wenn dieses dagegen einen Spannungspegel ent­ sprechend "+1/2Vref(V)" aufweist, wird eine Zwischenposi­ tion (Fokussierposition) angezeigt. Auf diese Weise kann der Umsetzungsbereich, in dem das Analogsignal oder das Fokus-Fehlersignal, das von der Photodetektorzelle 7a ein­ gespeist ist, in Digitaldaten umgesetzt wird, entsprechend der gesamten, auf den Photodetektor 7 einfallenden Licht­ menge oder dem Ergebnis der Addition durch den Addierer 222 gesteuert werden. Es sei angenommen, daß A und B Aus­ gangssignale der Photodetektorzellen 7a und 7b in Fig. 4 bezeichnen. In einem Fall, in dem die Menge des einfallen­ den Lichtes gering ist (in der Wiedergabe-Betriebsart), wird ein Ausgangssignal A der Photodetektorzelle 7a in Digitaldaten mit einem schmaleren Umsetzungsbereich umge­ setzt, wie dies durch einen Punkt a gezeigt ist. Dagegen wird in einem Fall, in welchem die Menge des einfallenden Lichtes groß ist (in der Aufzeichnungs-Betriebsart), das Ausgangssignal A in Digitaldaten mit einem weiteren Um­ setzungsbereich umgesetzt, wie dies durch einen Punkt b gezeigt ist. Selbst wenn so die Menge des auf den Photo­ detektor 7 einfallenden Lichtes verändert wird oder wenn die Erfassungspegel der Photodetektorzellen 7a und 7b durch Änderung der Stärke des Laserstrahles in den Auf­ zeichnungs- und Wiedergabe-Betriebsarten verändert werden, können Digitaldaten mit konstantem Erfassungskennwert bzw. konstanter Erfassungskennlinie oder -eigenschaft erhalten werden.

Ein Ausgangssignal des Analog/Digital-Umsetzers 225 wird zur Zentraleinheit 23 gespeist, die als eine Digitalsignal- Verarbeitungsschaltung arbeitet. Die Zentraleinheit 23 führt die Verarbeitungen, wie beispielsweise Phasenkompen­ sation, Versetzungsaddition, Addition von Fokussier-Mit­ nahmesignalen und Aufbau oder Abbau der Fokussier-Steue­ rungsschleife bezüglich den vom Analog/Digital-Umsetzer 225 eingespeisten Digitaldaten durch. Die den obigen Ver­ arbeitungen durch die Zentraleinheit 23 unterworfenen Aus­ gangsdaten werden zum Digital/Analog-Umsetzer 22 gespeist, der seinerseits die Daten in ein Analogsignal (Fokus-Fehler- Korrektursignal) umsetzt und das umgesetzte Signal an das Fokussier-Steuerglied 15 abgibt. Das Fokussier-Steuerglied 15 speist einen entsprechenden Strom zur Spule 5 abhängig von dem vom Digital/Analog-Umsetzer 22 eingespeisten Si­ gnal, um die Objektivlinse 6 in einer Richtung (entlang der optischen Achse des Laserstrahles) senkrecht zur Auf­ zeichnungsoberfläche der optischen Platte 1 zu bewegen, um so den Fokussierfehler zu korrigieren.

Im folgenden wird der Betrieb des in Fig. 2 gezeigten Si­ gnalprozessors 31 erläutert.

Von der optischen Platte 1 reflektiertes Licht wird in einen parallelen Lichtstrahl mittels der Objektiv­ linse 6 in den Aufzeichnungs- und Wiedergabe-Betriebsarten umgesetzt. Der in Parallelform umgesetzte Laserstrahl wird zur Projektionslinse 11d mittels des Halbprismas 11c nach Durchgang durch den Strahlteiler 11b reflektiert und wirkt dann auf den Photodetektor 7 mittels der Projektionslinse 11d ein. Somit werden elektrische Signale entsprechend dem einfallenden Licht von den Photodetektorzellen 7a und 7b erzeugt und jeweils zu den Verstärkerschaltungen 120 und 121 gespeist. Ausgangssignale von den Verstärkerschaltun­ gen 120 und 121 liegen an dem Addierer 222. Der Addierer 222 erzeugt ein Ausgangssignal entsprechend der Summe der Fühler- oder Erfassungssignale von den Photodetektorzellen 7a und 7b. Das Summensignal entspricht der auf die Photo­ detektorzellen 7a und 7b einfallenden Lichtmenge. Das Sum­ mensignal wird durch die Verstärkerschaltung 224 verstärkt und dann zu einem Bezugsspannungseingangsanschluß 225b des Analog/Digital-Umsetzers 225 gespeist.

Der Analog/Digital-Umsetzer 225 bestimmt den Umsetzungs­ bereich auf der Basis des analogen Grundwertes (0 V; Bezugs­ spannung) und der von der Verstärkerschaltung 224 angeleg­ ten Bezugsspannung (Vref⁺). Daher wird das von der Verstär­ kerschaltung 223 eingespeiste analoge Eingangssignal (Vin: Erfassungssignal durch Photodetektorzelle 7a; entsprechend Fokus-Fehlersignal) in Digitaldaten (Fokus-Fehler-Erfas­ sungssignal) mit der Umsetzungskennlinie bzw. dem Umsetzungs­ kennwert entsprechend dem Umsetzungsbereich umgesetzt.

Selbst wenn so die Erfassungspegel der Photodetektorzellen 7a und 7b durch Änderung der Stärke des Laserstrahles in den Aufzeichnungs- und Wiedergabe-Betriebsarten verändert werden, können Digitaldaten mit konstantem Erfassungskenn­ wert bzw. konstanter Erfassungskennlinie erhalten werden.

Ein digitalisiertes Fokus-Fehlersignal vom Analog/Digital- Umsetzer 225 wird zur Zentraleinheit 23 gespeist. Die Zen­ traleinheit 23 verarbeitet die Digitaldaten vom Analog/Digital-Umsetzer 225 und speist ein Ausgangssignal zum Digital/Analog-Umsetzer 22, der seinerseits ein Fokus-Feh­ ler-Korrektursignal erzeugt. Das Fokussier-Steuerglied 15 speist einen vorbestimmten Strom zur Spule 17 abhängig von dem Fokus-Fehler-Korrektursignal vom Digital/Analog-Umsetzer 22, um die Objektivlinse 6 in Richtung der optischen Achse zur Fokussiersteuerung anzusteuern. Somit kann der Strahl­ fleck in die Fokussierstellung eingestellt werden. Auf die­ se Weise wird in dem obigen Ausführungsbeispiel der vom Halbleiterlaser 9 erzeugte Laserstrahl auf die optische Platte 1 mittels der Objektivlinse 6 fokussiert, und wenig­ stens zwei Signale werden mittels des von der optischen Platte 1 reflektierten Lichtes erfaßt. Weiterhin wird ein Additionssignal (Summensignal) aufgrund der erfaßten Si­ gnale abgeleitet, und eine Bezugsspannung des Analog/Digi­ tal-Umsetzers 21 wird durch das Additionssignal bestimmt. Weiterhin werden die erfaßte Bezugsspannung und die vorbe­ stimmte Bezugsspannung (analoger Grundwert) verwendet, um den Umsetzungsbereich zu bestimmen, und die erfaßten Si­ gnale werden in Digitaldaten umgesetzt. Dann wird die Ob­ jektivlinse entsprechend den Digitaldaten angesteuert. Das heißt, wenn das Fokus-Fehlersignal oder eines der beiden erfaßten Signale vom Photodetektor 7 einer Analog/Digital- Umsetzung mittels der Summe der erfaßten Signale als der Bezugsspannung des Analog/Digital-Umsetzers 21 unterwor­ fen werden, kann ebenfalls eine Normierung bewirkt werden.

Da das mittels des Photodetektors 7 abgeleitete Summensi­ gnal als die Bezugsspannung des Analog/Digital-Umsetzers 21 verwendet wird, ist das Summensignal in der Wiedergabe- Betriebsart klein. Daher wird die Umsetzungsverstärkung, mit welcher ein Analogsignal in Digitaldaten umgesetzt wird, groß. Da dagegen das Summensignal in der Aufzeichnungs- Betriebsart groß wird, wird der Umsetzungsbereich, in dem ein Analogsignal in Digitaldaten umgesetzt wird, klein, was es möglich macht, die Umsetzungskennlinie des gesam­ ten Steuerungssystems konstant zu halten.

Daher kann eine stabile und genaue Fokussiersteuerung be­ wirkt werden, ohne eine merkliche Änderung in der Schlei­ fenverstärkung hervorzurufen und aufwendige Teile, wie bei­ spielsweise Analog-Dividierer, zu verwenden.

In dem obigen Ausführungsbeispiel ist die Fokussiersteue­ rung erläutert; es ist jedoch auch möglich, die Spur- oder Nachlaufsteuerung mittels des gleichen Aufbaues wie bei der Fokussiersteuerung durchzuführen.

Das heißt, in diesem Fall wird ein Spur- oder Nachlauffeh­ ler mittels der Photodetektorzellen 8a und 8b erfaßt, und dann wird die Objektivlinse 6 durch die durch die Spule 4 erzeugte elektromagnetische Kraft aufgrund des erfaßten Fehlers angesteuert, um diese um einen entsprechenden Be­ trag entlang der Oberfläche der optischen Platte 1 zu be­ wegen.

Weiterhin ist im obigen Ausführungsbeispiel erläutert, daß das Summensignal vom Addierer 222 als das Bezugssignal am Analog/Digital-Umsetzer 225 liegt. Hierbei wird zusätzlich eine Konstantspannungsschaltung verwendet, um zu verhindern, daß die Bezugsspannung auf einen kleineren Wert als einen voreingestellten Spannungspegel eingestellt wird. Eine derartige Konstantspannungsschaltung ist in Fig. 5 ge­ zeigt.

Die Schaltung von Fig. 5 umfaßt Widerstände R1 bis R8, Verstärker 231, 233 und 234, einen Schalter SW, eine Diode D, einen Analog/Digital-Umsetzer 232 und eine Konstantspan­ nungsschaltung 235.

Mit diesem Schaltungsaufbau kann die Bezugsspannung Vref⁺ am Analog/Digital-Umsetzer 232 so eingestellt werden, daß sie nicht kleiner als die Differenz zwischen der Ausgangs­ spannung V1 der Konstantspannungsschaltung 235 und dem Vor­ wärts- oder Durchlaßspannungsabfall der Diode D wird. Als Ergebnis wird verhindert, daß die Umsetzungsverstärkung des Analog/Digital-Umsetzers 232 zu groß wird.

Auf diese Weise wird vermieden, daß die Umsetzungsverstär­ kung des Analog/Digital-Umsetzers 232 zu groß wird, um so einen fehlerhaften Betrieb zu verursachen, wenn die Summe der beiden Fühler- oder Erfassungsausgangssignale sich Null annähert (wenn kein Licht von der optischen Platte reflek­ tiert wird, während kein Laserstrahl erzeugt ist, oder wenn die Objektivlinse weit entfernt von dem Brennpunkt einge­ stellt ist).

Um eine Versetzung od. dgl. zu korrigieren, wird der Schal­ ter SW1 von einer Schaltstellung a in eine Schaltstellung b mittels der Zentraleinheit 23 gesetzt, so daß die halbe Summe der vom Verstärker 234 erzeugten Erfassungssignale oder 1/2 Vref⁺ zum Signaleingangsanschluß 232a des Analog/Digital-Umsetzers 232 gespeist werden kann. Die Zentralein­ heit 23 speichert Digitaldaten (80_H) vom Analog/Digital- Umsetzer 232 in einem (nicht gezeigten) Datenspeicher.

Danach setzt die Zentraleinheit 23 den Schalter SW von der Schaltstellung b zu der Schaltstellung a, so daß ein Er­ fassungssignal vom Verstärker 231 oder ein Erfassungssignal von der Photodetektorzelle 7a an den Signaleingangsanschluß 232a des Analog/Digital-Umsetzers 232 angelegt werden kann. Als Ergebnis werden Digitaldaten vom Analog/Digital-Umsetzer 232 mit im Datenspeicher gespeicherten Digitaldaten (80_H) mittels der Zentraleinheit 23 verglichen, und die Differenz dazwischen wird als Versetzungskorrektur-(Fehler-) Daten im Datenspeicher abgespeichert.

Auf diese Weise kann der Versetzungsfehler mittels der Ver­ setzungskorrekturdaten korrigiert werden.

Weiterhin ist es möglich, die Spulen 5 mittels der Impuls­ breiten-Steuerungsmethode anzusteuern. Es ist im obigen Ausführungsbeispiel erläutert, daß das Fokussier-Fehler­ signal in Termen von Digitaldaten erfaßt wird. Jedoch kann der gleiche Betrieb in einem Erfassungssystem bewirkt wer­ den, das eine physikalische Größe erfaßt, indem eine Dif­ ferenz zwischen Erfassungssignalen von zwei Systemen ver­ wendet wird. Beispielsweise kann die obige Operation in Optokopf-Speiseleitungen (optische Skalen), Magnetkopf- Speiseleitungen od. dgl. bewirkt werden.

Weiterhin kann auch ein durch reflektiertes Licht von der optischen Skala 25 reflektierter Strahlfleck zu einem Halb­ leiter-Positionsdetektor 311 über eine auf dem Lage- oder Positionsdetektor 26 befestigte Linse übertragen werden. Der Halbleiter-Positionsdetektor (PSD) 311 besteht beispiels­ weise aus einer Silizium-Photodiode, um Positionserfassungs­ signale des Strahlflecks zu erzeugen, indem das durch die Linse gebildete Lichtbild in zwei elektrische Signale umgesetzt wird.

Wie in Fig. 6 gezeigt ist, hat die Photodiode beispiels­ weise eine Dreischichtstruktur von scheibenähnlichem Sili­ zium, bei der die oberen und unteren Oberflächenschichten jeweils aus P-leitenden und N-leitenden Schichten bestehen und bei der für die Zwischenschicht eine I-leitende Schicht vorgesehen ist. Ein auf die Photodiode einfallender Licht­ strahlfleck wird in elektrische Signale umgesetzt, und diese werden getrennt als Photoströme (Erfassungssignale) mit­ tels zwei auf der P-leitenden Schicht ausgebildeten Elek­ troden abgenommen und an dem Signalprozessor weitergeleitet.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum Erfassen eines Lichtstrahles von ei­ nem optischen Speicher (1) mit:

• 1. einer Fokussiereinrichtung (6) zum Fokussieren des Lichtstrahles auf den optischen Speicher (1),
• 2. einem Detektor (7) zum Erfassen des Lichtstrahles vom optischen Speicher (1), wobei der Detektor (7) einen ersten Detektorteil (7a) zum Erzeugen eines ersten Signals entsprechend der dadurch erfaßten Lichtstrahlmenge und einen zweiten Detektorteil (7b) zum Erzeugen eines zweiten Signales entspre­ chend der dadurch erfaßten Lichtstrahlmenge hat,
• 3. einer Addiereinrichtung (222) zum Addieren des er­ sten Signales und des zweiten Signales, um ein er­ stes Operationssignal mit einer vorbestimmten Amplitude zu erzeugen,
• 4. einem Umsetzer (225, 232) zum Umsetzen eines vom Detektor erzeugten Signales in Digitaldaten inner­ halb eines durch obere und untere Bezugsspannungen definierten Bereiches gemäß einer Umsetzungsver­ stärkung, die durch die Amplitude des durch die Ad­ diereinrichtung (222) erzeugten ersten Operations­ signales bestimmt ist, und
• 5. einer auf die Digitaldaten ansprechenden Einstel­ leinrichtung (15) zum Einstellen der Lage der Fo­ kussiereinrichtung (6) bezüglich des optischen Speichers (1),

dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. eine Konstantspannungseinrichtung (235; D) verhin­ dert, daß die obere Bezugsspannung (+Vref [V]) un­ ter einen oberen Wert absinkt,
• 2. der Umsetzer (225, 232) das durch den Detektor er­ zeugte Signal in die Digitaldaten gemäß der Umset­ zungsverstärkung entsprechend der oberen und unte­ ren Bezugsspannung abhängig vom ersten Operations­ signal umsetzt, so daß mehrere Spannungswerte des Signales jeweils Digitalwerten (FF_H, 80_H, 00_H) ent­ sprechen, deren jeder einer entsprechenden Bezugs­ spannung (+Vref[V], +1/2 Vref[V], 0[V]) innerhalb eines Bereichs von Bezugsspannungen (+Vref[V], ... 0[V]) zugeordnet ist, wobei die Umsetzungseigen­ schaften entsprechend dem Umsetzungsbereich des Um­ setzers (225, 232) auf einem analogen Massewert ba­ sieren, die Bezugsspannung +Vref[V] durch die Summe der vom Detektor erzeugten ersten und zweiten Si­ gnale bestimmt wird, und nur eines der ersten und zweiten vom Detektor erzeugten Signale A/D umge­ setzt wird, wodurch eine Analog/Digital-Umsetzung mit konstanten Umsetzungseigenschaften bewirkt wird, selbst wenn sich die auf die Vorrichtung ein­ fallende Lichtmenge aufgrund einer Schwankung der Stärke des Lichtstrahls ändert, und
• 3. eine Schalteinrichtung (SW), die zwischen einen Signalausgangsanschluß des Detektors (7) und einen Signaleingangsanschluß (232a) des A/D-Konverters (232) geschaltet ist, so umschaltet, daß die Be­ zugsspannung 1/2 Vref[V] am Umsetzer (232) umge­ setzt wird, und daraufhin wieder zurückschaltet,
• 4. wobei die umgesetzten Digitaldaten der Bezugsspan­ nung 1/2 Vref[V] gespeichert werden und als Be­ zugsdaten für die Bestimmung eines Versetzungsfeh­ lers dienen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussiereinrichtung (6) eine Objektivlinse zum Fokussieren des Lichtstrahles auf den optischen Speicher (1) hat.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Detektor (7) einen Halbleiter- Positionsdetektor (311) umfaßt.