DE4037732C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spurlaufvorrichtung für einen optischen Kopf, der sich entlang einer Informationsspur eines Aufzeichnungsträgers bewegen kann, um Informationssignale wie­ derzugeben, die auf der Aufzeichnungsspur aufgezeichnet sind, nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Spurlaufvorrichtung ist aus der DE-38 25 938 A1 bekannt.

Bei herkömmlichen Tonsignalvorrichtungen wie beispielsweise bei CD Plattenspielern oder CD-ROM-Speichern empfängt die Spur­ laufvorrichtung für den optischen Kopf den Lichtstrahl, der von einer Laserlichtquelle ausgegeben wird, die im Kopf angeordnet ist, und der anschließend den Aufzeichnungsträger, d. h. die optischen Platte abtastet, deren Informationssignal unter Ver­ wendung des reflektierten Lichtes wiedergegeben wird.

Diesbezüglich wird auf die JP-OS-Sho-83/22 369, die JP-OS- Sho-83/25 413 und die US-PS 45 25 823 verwiesen.

Ein Beispiel einer weiteren bekannten Spurlaufvorrichtung, das in Fig. 1 dargestellt ist, wird im folgenden beschrieben.

Fig. 1 zeigt schematisch eine herkömmliche Spurlaufvor­ richtung für einen optischen Kopf, bei der ein Laserstrahl von einer Laserlichtquelle 1 von einem Strahlteiler 2 reflektiert wird und an einer Blende 3 liegt. Der Strahl wird anschließend von einem Objektiv oder einer Linse 4 konvergiert. Der in dieser Weise konvergierte Lichtstrahl wird auf der Platte 5 entweder gebeugt oder reflektiert, so daß er von einem Photosensor 6 des optischen Kopfes erfaßt werden kann.

Der Photosensor 6 wandelt das Lichtsignal in ein elektri­ sches Signal um, das wiederum an einem Spurlaufsignalgenerator 7 liegt.

Das vom Spurlaufsignalgenerator 7 erzeugte Spurlaufsignal liegt an einer Treiberspule 8, die das Objektiv in bestimmter Weise verschiebt, sowie an der Steuereinrichtung zum Steuern des Antriebsmotors 9 für den optischen Kopf, wodurch die Platte 5 abgetastet wird. In Fig. 1 ist mit a der Lichtstrahlrand be­ zeichnet, der von der Versetzung des Objektives 4 infolge seines Spurlaufes abhängt, bezeichnen b und b′ die effektiven Licht­ strahlränder, innerhalb derer der Lichtstrahl auf das Objektiv 4 fallen kann und ist mit 10 ein optischer Aufzeichnungs- und Wiedergabekopf bezeichnet.

Bei einer Spurlaufvorrichtung eines derartigen herkömm­ lichen optischen Kopfes liegt oftmals eine Trägheitskraft an der Antriebseinrichtung des Objektives, da der Spurlauf über die Steuereinrichtung 9 für den Antriebsmotor des optischen Kopfes erfolgt.

Um diese Kraft zu überwinden, ist es notwendig, die Stärke des am Antriebsmotor des optischen Kopfes liegenden Stromes entsprechend zu bemessen und einen Strom mit einer entsprechen­ den Stärke gleichfalls der Antriebseinrichtung für das Objektiv zu liefern.

Die Spurlaufvorrichtung eines derartigen herkömmlichen optischen Kopfes ist jedoch mit der Schwierigkeit verbunden, daß nicht nur das Steuersystem instabil ist, da auch Parameter, wie beispielsweise die Reibungskraft der Welle des Transportmotors für den optischen Kopf, berücksichtigt werden muß, um die Träg­ heitskraft der Antriebseinrichtung des Objektives vorherzusagen, sondern daß auch die Unempfindlichkeit gegenüber äußeren Störun­ gen beeinträchtigt ist. Wenn der optische Kopf in Richtung auf eine Zielspur durch den Hochgeschwindigkeitstransportmotor be­ wegt wird, wird die Arbeit der Spurlaufvorrichtung des optischen Kopfes, insbesondere beim Hochgeschwindigkeitssuchlauf instabil, da das Objektiv infolge der Trägheitskraft auch nach dem Anhal­ ten des Transportmotors für den optischen Kopf häufig einem gewissen Maß an Schwingung ausgesetzt ist. Bei einem photomagne­ tischen Plattenspieler, der ein Zug-Schub- oder Gegentaktspur­ laufsystem verwendet, tritt gewöhnlich weiterhin das Problem auf, daß das Objektiv von der Mittelachse aufgrund eines Spur­ lauffehlersignals abweichen kann, das im Verlauf der Versetzung des Objektives erzeugt wird.

Aus der DE 28 54 474 A1 sind weiterhin Einrichtungen zur mittigen Justierung eines Lichtbündels in Bezug auf eine Fokus­ sierungsoptik bekannt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die Spurlaufvorrichtung nach dem Gattungsbegriff des Patent­ anspruchs 1 so auszubilden, daß sie eine höhere Spurlaufstabili­ tät gewährleistet, d. h. insbesondere unempfindlicher gegenüber äußeren Störungen ist und für höchstens geringe Schwingungen des Objektivs selbst bei einem Hochgeschwindigkeitssuchlauf und für minimale Abweichungen des Objektivs von der Mittelachse des Lichtstrahlweges im Verlauf des Spurlaufes sorgt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Ausbildung gelöst, die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegeben ist.

Besonders bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Spurlaufvorrichtung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 4.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung beson­ ders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher be­ schrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer herkömmlichen Spur­ laufvorrichtung für einen optischen Kopf,

Fig. 2 eine schematische Ansicht eines bevorzugten Aus­ führungsbeispiels der erfindungsgemäßen Spurlaufvorrichtung für einen optischen Kopf, wobei der instabile Spurlaufzustand darge­ stellt ist,

Fig. 3 eine schematische Ansicht des bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiels der erfindungsgemäßen Spurlaufvorrichtung für einen optischen Kopf, wobei der stabile Spurlaufzustand darge­ stellt ist,

Fig. 4 eine vergrößerte Vorderansicht einer Photosensor­ einrichtung gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, und

Fig. 5a und 5b in schematischen Ansichten jeweils die exzentrischen und konzentrischen Projektionen des Lichtstrahls relativ zum Objektiv.

Fig. 2 der Zeichnung zeigt schematisch ein Ausführungs­ beispiel der erfindungsgemäßen Spurlaufvorrichtung für einen optischen Kopf, wobei der instabile Spurlaufzustand dargestellt ist, während Fig. 3 das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemä­ ßen Spurlaufvorrichtung für einen optischen Kopf im stabilen Spurlaufzustand zeigt.

Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, werden Laserlichtstrahlen a, b und b′, die von einer Laserlichtquelle 1 kommen, von einem Strahlteiler 2 reflektiert und auf einen Aufzeichnungsträger 5 gelenkt. Jeder am Strahlteiler 2 reflektierte Laserlichtstrahl wird insbesondere über eine Blende 30 geformt und dann über ein Objektiv oder eine Objektivlinse 4 konvergiert, die dafür sorgt, daß der Laserlichtstrahl die Signaloberfläche des Aufzeichnungs­ trägers 5 abtastet. Unter den von der Laserlichtquelle 1 ausge­ sandten Lichtstrahlen wird der wirksame Lichtstrahl a, der durch eine ausgezogene Linie dargestellt ist, durch das Objektiv 4 konvergiert, während die Lichtstrahlen b und b′, die in unter­ brochenen Linien dargestellt sind, durch den Strahlteiler 2 reflektiert und dann auf die Blende 30 geworfen werden. Da zwei halbkreisförmige Sensoren 31 und 32, die im folgenden als zweite Photosensoreinrichtung bezeichnet werden und beim Empfang eines Lichtstrahles elektrische Signale erzeugen, jeweils an den gegenüberliegenden Rändern der Blende 30 angebracht sind, wird der reflektierte Laserlichtstrahl durch diese Photosensorein­ richtung geformt.

Fig. 4 zeigt in einem Diagramm ein Beispiel der zweiten Photosensoreinrichtung für ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß die zweite Photo­ sensoreinrichtung aus zwei halbkreisförmigen Sensoren 31 und 32 besteht.

Diese halbkreisförmigen Sensoren 31 und 32 sind symmetrisch um die Achse der Blende 30 angeordnet. Zuleitungsdrähte L1 und L2 zum Übertragen von elektrischen Signalen sind mit jedem der halbkreisförmigen Sensoren 31 und 32 verbunden.

Es ist bevorzugt, als halbkreisförmige Sensoren 31 und 32 Photosensoren zu verwenden, die elektrische Spannungssignale über die Leitungsdrähte L1 und L2 erzeugen, wenn sie den Laser­ lichtstrahl empfangen.

Wenn gemäß Fig. 2 der Laserstrahl, der durch die Objektiv­ linse 4 kollimiert ist, nicht richtig auf die Mitte einer Infor­ mationsspur T auf dem Aufzeichnungsträger 5 fokussiert ist, d. h. wenn die Blende 30, die zusammen mit dem Objektiv 4 angetrieben wird, von der in Fig. 4 dargestellten Stellung abweicht, dann wird die auf einen der halbkreisförmigen Sensoren 31 fallende Lichtmenge kleiner als die Lichtmenge, die auf den anderen halbkreisförmigen Sensor 32 fällt. Da mit anderen Worten der Abstand R1 zwischen der Innenkante des halbkreisförmigen Sensors 31 und dem Außenrand des Lichtstrahles b kürzer als der Abstand R2 zwischen der Innenkante des halbkreisförmigen Sensors 32 und dem Außenrand des Lichtstrahles b′ wird, wird die Lichtmenge, die auf den halbkreisförmigen Sensor 31 fällt, kleiner als die Lichtmenge, die auf den halbkreisförmigen Sensor 32 fällt, wie es in Fig. 5a dargestellt ist.

Die Stärke der elektrischen Signale, die vom halbkreis­ förmigen Sensor 31 erzeugt werden, ist daher kleiner als die Starke der elektrischen Signale, die vom halbkreisförmigen Sensor 32 erzeugt werden. Alle diese elektrischen Signale liegen jeweils an einer als Komparator ausgebildeten Positionsdetek­ toreinrichtung 40, die die genaue Position des Objektives er­ faßt. Die Positionsdetektoreinrichtung 40 für das Objektiv erzeugt dann ein positives Signal (+) Vout, das am Spurlauf­ signalgenerator 7 und der Steuereinrichtung 9 des Transport­ motors für den optischen Kopf liegt.

Zu diesem Zeitpunkt erkennt der Spurlaufsignalgenerator 7 das positive Signal (+) und erzeugt der Generator 7 ein Spur­ laufsignal, das bewirkt, daß sich sowohl das Objektiv 4 als auch die Blende 30 in eine Richtung nach oben über die Wirkung der Antriebsspule 8 bewegen.

Wenn die Antriebsspule 8 über das Spurlaufsignal erregt wird, bewegen sich das Objektiv 4 und die Blende 30 aus der in Fig. 2 dargestellten Stellung in eine Richtung nach oben, um den Strahlbrennpunkt auf der Mitte der Informationsspur T des Auf­ zeichnungsträgers 5 auszurichten.

Fig. 3 zeigt in einem Diagramm den Zustand, in dem der Brennpunkt genau auf der Aufzeichnungsspur ausgerichtet ist, wobei in diesem Fall die Abstände R1 und R2 einander gleich sind, wie es in Fig. 5b dargestellt ist.

Der halbkreisförmige Sensor 31 empfängt daher dieselbe Lichtmenge wie der halbkreisförmige Sensor 32, so daß die Stärke der elektrischen Signale an der Positionsdetektoreinrichtung 40 für das Objektiv gleich ist. Das Ausgangssignal Vout der Posi­ tonsdetektoreinrichtung 40 wird dann gleich 0, so daß ein ent­ sprechendes Signal am Spurlaufsignalgenerator 7 und an der Motorsteuereinrichtung 9 liegt und somit die Spurlaufservosteu­ erfunktion abgeschlossen ist. Das Objektiv 4 ist dann an einer bestimmten Stelle angeordnet, die in Fig. 3 dargestellt ist. Der Lichtstrahl, der das Objektiv verläßt, tastet daher fehlerfrei die Mitte der Informationsspur T auf den Hauptaußenflächen des Aufzeichnungsträgers 5 ab.

Bei einem fehlerfreien Spurlauf empfängt andererseits die Motorsteuereinrichtung 9 ein Signal mit dem Wert 0, das von der Positonsdetektoreinrichtung 40 für das Objektiv ausgegeben wird, so daß sie mit der Drehung eines Plattentellers beginnt, der den Aufzeichnungsträger trägt. Auf die Drehbewegung wird der opti­ sche Kopf vom Innenumfang zum Außenumfang des Aufzeichnungs­ trägers 5 entlang der Informationsspur T bewegt, wodurch die auf den Aufzeichnungsträger 5 aufgezeichnete Information wiedergege­ ben wird.

Wenn im Gegensatz zu Fig. 2 der Abstand R1 größer als der Abstand R2 ist, dann gibt die Positonsdetektoreinrichtung 40 für das Objektiv ein negatives Signal (-) Vout aus, das am Spur­ laufsignalgenerator 7 liegt. Der Spurlaufsignalgenerator 7 erkennt dann das negative Signal (-) Vout, so daß er ein ent­ sprechendes Spurlaufsignal an seinem Ausgang erzeugt, das an der Antriebsspule 8 liegt, so daß das Objektiv 4 in dem genauen Spurlaufzustand gehalten werden kann, der in Fig. 3 dargestellt ist.

Die erfindungsgemäße Spurlaufvorrichtung sorgt somit dafür, daß jede Abweichung des Lichtstrahles von der Achse des Objekti­ ves durch die beiden Photosensoren erfaßt wird, so daß ein fehlerfreier Spurlauf ausgeführt werden kann.

Claims (4)

1. Spurlaufvorrichtung für einen optischen Kopf (10), der sich entlang einer Informationsspur eines Aufzeichnungsträgers (5) bewegen kann, um Informationssignale wiederzugeben, die auf der Aufzeichnungsspur aufgezeichnet sind, mit einer Laserlicht­ quelle (1) zum Erzeugen eines Lichtstrahles, einem Strahlteiler (2), der den Lichtstrahl von der Laserlichtquelle auf die Infor­ mationsspur längs eines Strahlweges lenkt, einem Objektiv (4), das zwischen dem Strahlteiler und der Informationsspur angeord­ net ist und den Lichtstrahl auf der Informationsspur fokussiert, so daß der Lichtstrahl von der Spur in Form eines optischen, Information enthaltenden Signals reflektiert werden kann, einer Antriebseinrichtung (9) für die radiale Einstellung des Kopfes, einer Feinpositioniereinrichtung (8), die magnetisch das Objek­ tiv quer zum Lichtstrahlweg positioniert, eine erste optische Photosensoreinrichtung (6), die das optische Information enthal­ tende Signal in ein elektrisches Signal umwandelt, und einem Spurlaufsignalgenerator (7), der aus dem elektrischen Signal der ersten Photosensoreinrichtung ein Spurlaufsignal erzeugt, das an der magnetischen Feinpositioniereinrichtung (8) liegt, um das Objektiv quer zum Lichtstrahlweg anzutreiben, gekennzeichnet durch eine zweite Photosensoreinrichtung (31, 32), die zwischen dem Objektiv (4) und dem Strahlteiler (2) angeordnet ist und ein erstes (L₁) und ein zweites (L₂) elektrisches Signal erzeugt, die zu der ersten und der zweiten Hälfte der Querschnittsfläche des Lichtstrahles jeweils gehören, und eine Einrichtung (40), die die Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten elektri­ schen Signal erfaßt und das so erzeugte Signal (V_OUT) zusätzlich zu dem eigentlichen Spurlaufsignal an den-Spurlaufsignalgenera­ tor (7) für die Feinpositionierung und an die Antriebseinrich­ tung (9) legt, wodurch die Positionierung des Objektives (4) so gesteuert wird, daß durch Korrektur des eigentlichen Spurlauf­ signals und eine möglichst strahlmittige Einstellung des Objek­ tivs ein stabiler Spurlauf bewirkt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Photosensoreinrichtung (31, 32) zwei halbkreisförmige Lichtempfangselemente (Fig. 4) umfaßt, die vorne vor dem Objek­ tiv (4) angeordnet sind und divergente oder parallele Licht­ strahlen von der Laserstrahlquelle (1) erfassen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elemente (31, 32) symmetrisch zueinander um die Achse des Lichtstrahles angeordnet sind, so daß das erste (L₁) und das zweite (L₂) elektrische Signal, das sie erzeugen, den Licht­ mengen entsprechen, die auf die Elemente (31, 32) jeweils fal­ len.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (40) zum Erfassen der Differenz der beiden elektrischen Signale einen Komparator (Fig. 5 : 40) umfaßt, der elektronisch das erste und das zweite elektrische Signal ver­ gleicht.