DE4211213C2 - Regelung optischer Abtastsysteme, insbesondere in der Anlaufphase der Abspielgeräte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Regelung optischer Abtastsysteme, insbesondere in der Anlaufphase der Abspielgeräten, bei de­ nen zur Korrektur von Winkelabweichungen zwischen der opti­ schen Achse des Lichtstrahls des optischen Abtasters und der optischen Achse des Informationsträgers, der beispielsweise eine CD oder Laserdisc sein kann, im Wiedergabebetrieb zur Regelung des optischen Abtasters ein Daten- bzw. Modulations­ signal verwendet wird.

Es wurden bereits ein Verfahren und eine Anordnung zum Erzeu­ gen je eines Regel- oder Meßsignals vorgeschlagen, um den Tangentialwinkel und den Radialwinkel eines zum Lesen von Daten auf einen rotierenden Aufzeichnungsträger gerichteten Lichtstrahls zu messen oder auf einen Sollwert zu regeln, wo­ bei der Lichtstrahl vom Aufzeichnungsträger auf einen Fotode­ tektor reflektiert wird, dessen Ausgangssignal das Datensi­ gnal darstellt, vgl. DE 40 28 703. Dieser Patentanmeldung entsprechend werden Steuersignale für Kippbewegungen des op­ tischen Abtasters aus dem sogenannten Modulations- bzw. Da­ tensignal gewonnen. Hierzu wird das Datensignal in einem Am­ plitudendemodulator demoduliert, und aus der Amplitude und Phasenlage des demodulierten Datensignals werden Regel- oder Meßsignale abgeleitet. Dies setzt jedoch das Vorhandensein auswertbarer Modulations- bzw. Datensignale voraus. Wenn je­ doch große Winkelabweichungen zwischen der optischen Achse des Lichtstrahls des optischen Abtasters und der optischen Achse des Informationsträgers bereits bei Beginn der Ab­ tastung des optischen Informationsträgers vorliegen, wie sie insbesondere in der Anlaufphase auftreten, kann es nicht zu verwertbarenen Modulations- beziehungsweise Datensignalen kommen. Eine Korrektur der Winkelabweichungen kann dann nicht eingeleitet werden, so daß gegebenenfalls der Anlauf und die Informationswiedergabe verhindert werden.

Es ist prinzipiell bekannt über Schalter bei speziellen zeitlichen Abläufen und/oder Operationsmodi das Verhalten einer Neigungs- Servoregelung zu steuern, vgl. US 5,103,436. Gemäß US 4,608,680 wird zum Regeln optischer Abtastsysteme in der Anlaufphase ein mit dem Fotodetektor detektiertes Daten- bzw. Modulationssignal verwendet.

Das Wesen der Erfindung besteht deshalb in der Lösung der Aufgabe, eine Regelung für optische Abtastsysteme zu schaf­ fen, die es insbesondere in der Anlaufphase, in der noch kei­ ne zur Korrektur von Winkelabweichungen auswertbaren Daten- bzw. Modulationssignale zur Verfügung stehen, mit den vorhan­ denen Mitteln ermöglicht, trotzdem eine Korrektur von Winkel­ abweichungen zwischen der optischen Achse des Lichtstrahls des optischen Abtasters und der optischen Achse des Informa­ tionsträgers vorzunehmen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren und einer Anordnung zur Durchführung des Verfahrens gelöst.

Das Verfahren besteht insbesondere darin, daß nach Abschluß des Fokus-Suchvorganges und dem Schließen des Fokus-Regel­ kreises zunächst eine der Kippservosteuereinrichtungen mit einer von einem Prozessor bereitgestellten Steuerspannung angesteuert wird und dann eine entsprechende Servoregeleinr­ ichtung in Abgängigkeit von einem mit dem Fotodetektor de­ tektierten Spurfehlersignal nacheinander angeschaltet wer­ den. Da insbesondere in der Anlaufphase große Winkelabwei­ chungen zwischen der optischen Achse des optischen Abtasters und der optischen Achse des Informationsträgers vorliegen, so daß kein zur Regelung des optischen Abtasters geeignetes Daten- beziehungsweise Modulationssignal gewonnen werden kann, wird zunächst vorzugsweise eine radial wirkende Kipp­ servosteuereinrichtung mit einer von einem Prozessor bereit­ gestellten Steuerspannung angesteuert beziehungsweise ausge­ lenkt und der Verlauf eines vorzugsweise mit einem Track-, Spur- bzw. servo detektierten Spurfehlersignals anlaysiert. Das Spur­ fehlersignal beziehungsweise die von den Fotodioden des opti­ schen Abtastsystems bereitgestellte Spannung wird in der Re­ gel mit steigender Steuerspannung wachsen, da geringere Win­ kelabweichungen zu einer besseren Reflexion auf der Spur und damit zu einer höheren Spannung führen. Mit dem Prozessor wird die Steuerspannung weiter erhöht, so daß das Spurfehler­ signal ein erstes Maximum überschreitet. Das Überschreiten des erstes Maximums wird vom Prozessor analysiert und eine diesem Maximum entsprechende Steuerspannung eingestellt. Sie entspricht einem durch Auslenkung des radial wirkenden Kipp­ servos maximal erreichbaren Spur- bzw. Tracksignal beziehungsweise ei­ ner optimalen Stellung des optischen Abtasters zum optischen Informationsträger. Wird beim Ansteigen des Steuersignals kein Ansteigen des Spurfehlersignals festgestellt, so wird das Steuersignal umgepolt und der Steuervorgang in analoger Weise durchgeführt. Nachdem die Hüllkurve des Spurfehlersi­ gnals wieder das erste Maximum erreicht, wird die radial wir­ kende Kippservoregeleinrichtung angeschaltet. Dieser Vorgang wird dann hinsichtlich einer tangential wirkenden Servoeinri­ chtung wiederholt und nachdem die tangential wirkende Regel­ einrichtung angeschaltet ist, wird schließlich der Spur- bzw. Trackre­ gelkreis geschlossen und die Korrektur von Winkelabweichun­ gen zwischen der optischen Achse des Lichtstrahls des opti­ schen Abtasters und der optischen Achse des Informationsträ­ gers in bereits vorgeschlagener Art und Weise mit dem Daten- bzw. Modulationssignal durchgeführt.

Dadurch, daß die Servoeinrichtungen zunächst in eine Positi­ on möglichst geringer Winkelabweichung zwischen der opti­ schen Achse des optischen Abtasters und des Informations­ strägers gesteuert werden, wird auch bei extrem großen Win­ kelabweichungen, wie sie beispielsweise in der Anlaufphase auftreten können, ein sicherer Anlauf und eine schnelle Be­ reitstellung von Daten- beziehungsweise Modulationssignalen, die dann zur Regelung verwendet werden, gewährleistet.

Eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens weist insbe­ sondere zwischen den Servoregeleinrichtungen und den Servo­ steuereinrichtungen jeweils ein Schaltmittel auf, mit dem der Ausgang der Servoregeleinrichtungen zunächst von der Servosteuereinrichtung getrennt ist und die Kippservosteuer­ einrichtungen sind zusätzlich jeweils an einem eine Steuer­ spannung bereitstelleden Ausgang des Prozessors angeschlos­ sen. Mit dem Prozessor wird zunächst vorzugsweise dem radial wirkenden Kippservo eine ansteigende Steuerspannung zuge­ führt, die bis zum Erreichen eines ersten maximalen Spurfeh­ lersignals erhöht wird. Dieses Maximum ist ein Indiz dafür, daß in radialer Richtung eine optimale Stellung erreicht wur­ de. Anschließend wird der Radialservoregelkreis mit einem Schaltmittel, das vorzugsweise ein elektronischer Schalter ist, geschlossen. Wenn das Wiedergabegerät auch über eine tangential wirkende Servoeinrichtung verfügt, ist ebenfalls zwischen der Servoregeleinrichtung für die Tangentialrich­ tung und der tangential wirkenden Servosteuereinrichtung ein Schaltmittel vorgesehen, das in gleicher Weise angesteuert wird. Nach dem Schließen der Kippservoregelkreise wird dann der Spur- bzw. Trackservoregelkreis mit einem ebenfalls zwischen der Spur- bzw. Trackservoregeleinrichtung und der Spur- bzw. Trackservosteuereinrich­ tung vorgesehenen Schaltmittel geschlossen.

In vorteilhafter Weise können die bereits im Abspielgerät vorhandenen Einrichtungen genutzt werden und die zusätzli­ chen Schaltmittel und Verbindungen zum Prozessor erfordern einen geringen Aufwand, so daß mit geringem Aufwand eine hohe Anlaufzuverlässigkeit und schnelle Bereitstellung von Daten- beziehungsweise Modulationssignalen gewährleistet wer­ den.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spieles in einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Schaltungsanordnung zur Regelung optischer Abtastsyste­ me, insbesondere in der Anlaufphase,

Fig. 2 Servosignaldiagramme.

Zur Regelung optischer Abtastsysteme in der Anlaufphase, in der große Winkelabweichungen zwischen der optischen Achse eines Atasters A und der optischen Achse des Informationsträ­ gers vorliegen, wird eine Fig. 1 entsprechende Anordnung ver­ wendet. Sie besteht aus einem Prozessor P, an dem ein Fokus- Regelkreis FS, ein radial wirkender Kippservoregelkreis KSX, ein tangential wirkender Kippservoregelkreis KSY und eine Trackservoregeleinrichtung TS angeschlossen sind. Die Servo­ steuereinrichtungen sind jeweils über einen Schalter S1, S2, S3, S4 mit den Regeleinrichtungen verbunden und die Fokus- Steuereinheit sowie die radial und tangential wirksamen Kipp­ servos sind an einem Ausgang des Prozessors P angeschlossen. Darüber hinaus ist insbesondere eine zum Wiedergabebetrieb vorgesehene Datensignalleitung DS am optischen Ataster A und am Prozessor P angeschlossen.

Unmittelbar nach dem Start des Wiedergabegerätes wird zu­ nächst der Fokus-Stelleinrichtung vom Prozessor P eine Steu­ erspannung zugeführt und der Fokus-Suchvorgang eingeleitet. Beim Erreichen eines mit der Fokus-Regeleinrichtung FS detektierten optimalen Fokussignals, das mit dem Prozessor P in bekannter Weise ermittelt wird, wird dann der Fokus-Regel­ kreis FS durch Ansteuerung des erstens Schalters S1 geschlos­ sen. Eine entsprechende Fokussteuerspannung F ist in Fig. 2 dargestellt. Die Fokussteuerspannung F steigt von einem Zeit­ punkt T0 bis zu einem Zeitpunkt T1, bei dem der Regelkreis mit dem Schalter S1 geschlossen wird, kontinuerlich an und weist im weiteren Verlauf eine geringe Welligkeit auf, die vom Plattenschlag des optischen Informationsträgers verur­ sacht wird. Nach Abschluß des Fokus-Suchvorgangs und Schlie­ ßen des Fokus-Regelkreises FS wird dann dem radial wirkenden Kippservo über die direkte Verbindung zum Prozessor P eine ebenfalls ansteigende erste Steuerspannung AX, deren Verlauf ebenfalls in Fig. 2 dargestellt ist, zugeführt. Gleichzeitig wird ein von der Trackservoregeleinrichtung TS dem Prozessor P bereitgestelltes Spurfehlersignal TF mit dem Prozessor P analysiert und beim Ansteigen des Spurfehlersignals TF die Steuerspannung AX weiter erhöht. Zum Zeitpunkt T2 erreicht das Spurfehlersignal TF ein erstes Maximum und verringert sich bei weiterer Erhöhung der ersten Steuerspannung AX. Da­ mit ein maximales Spurfehlersignal TF bereitgestellt wird, stellt dann der Prozessor P die dem Maximum entsprechende Steuerspannung AX ein. Dieses Maximum des Spurfehlersignals TF, das aus maximaler Reflexion bei geringster Winkelabwei­ chung resultiert, repräsentiert die optimale Stellung des radial wirkenden Kippservos. Nachdem das weitere Erhöhen der ersten Steuerspannung AX zum Zeitpunkt T3 ein Verringern des Spurfehlersignals TF zur Folge hatte, erreicht zum Zeitpunkt T4 die erste Steuerspannung AX wiederum einen Wert, der zum maximalen Spurfehlersignal TF führt. Zum Zeitpunkt T4 wird dann der Schalter S2 in Fig. 1 geschlossen und der radial wirkende Servoregelkreis KSX angeschaltet. Gleichzeitig wird zum Zeitpunkt T4 an dem tangential wirkenden Kippservo mit dem Prozessor P eine zweite Steuerspannung AY, deren Verlauf in Fig. 2 dargestellt ist, angelegt. Diese zweite Steuerspan­ nung AY wird ebenfalls ansteigend generiert und parallel da­ zu das Spurfehlersignal TF mit dem Prozessor P ausgewertet. Das Spurfehlersignal TF steigt zunächst an und nimmt bei wei­ terer Erhöhung der zweiten Steuerspannung AY wiederum ab. Die einem maximalen Spurfehlersignal TF entsprechende zweite Steuerspannung AY wird dann mit dem Prozessor P eingestellt. Die zweite Steuerspannung AY führt zum Zeitpunkt T5 zu einem maximalen Spurfehlersignal TF und bei weiterer Erhöhung der zweiten Steuerspannung AY zum Zeitpunkt T6 zur einer entspre­ chenden Verringerung des Spurfehlersignals TF, dessen Maxi­ mum zum Zeitpunkt T7 wiederum erreicht wird. Zum Zeitpunkt T7 bei dem eine optimale Stellung des optischen Abtasters A zum optischen Informationsträger erreicht wird, wird dann der dritte Schalter S3 geschlossen, der die tangential wir­ kende Kippservoregeleinrichtung KSY an die tangential wirken­ de Kippsevosteuereinrichtung anschaltet. Gleichzeitg wird der Trackservoregelkreis T5 durch Schließen des vierten Schalters S4 geschlossen. Durch das Schließen des Track­ servoreglekreises TS wird der Trackaktuator auf der Spur ge­ führt und die Amplitude des Spurfehlersignals ist nun abhän­ gig von der über die Fotodetektoren detektierten Regelabwei­ chung. Da eine optimale Stellung der optischen Achse des op­ tischen Abtasters zur optischen Achse des Informationsträ­ gers erreicht ist, kann mit der Wiedergabe der auf dem opti­ schen Informationsträger gespeicherten Informationen begon­ nen werden.

Claims (5)

1. Verfahren zum Regeln optischer Abtastsysteme, insbeson­ dere in der Anlaufphase der Abspielgeräte, bei denen im Wiedergabebetrieb zur Korrektur von Winkelabweichungen zwischen der optischen Achse des optischen Atasters (A) und der optischen Achse des Informationssträgers ein mit einem Fotodetektor detektiertes Daten- bzw. Modula­ tionssignal (DS) verwendet wird und die neben einer Fo­ kus-Regeleinrichtung (FS) mindestens eine vorzugsweise radial und gegebenenfalls eine tangential sowie eine in Spurrichtung wirkende Servoregeleinrichtung (KSX, KSY, TS) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß nach Abschluß des Fokus-Suchvorganges und Schließen des Fokus-Regelkreises (FS) zunächst eine der Kippservosteu­ ereinrichtungen mit einer von einem Prozessor (P) be­ reitgestellten Steuerspannung (AX, AY) angesteuert wird und dann eine entsprechende Servoregeleinrichtung (KSX, KSY, TS) in Abhängigkeit von einem mit dem Fotode­ tektor detektierten, Spurfehlersignal (TF) nacheinander angeschaltet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Abschluß des Fokus-Suchvorqanges und Schließen des Fokus-Regelkreises (FS) zunächst die radial wirkende Kippservosteuereinrichtung mit einer von einem Prozes­ sor (P) bereitgestellten Steuerspannung (AX) bis zum Erreichen eines erstens Maximalwertes einer mit einem Fotodetektor detektierten Hüllkurve des Spurfehlersi­ gnals (TF) angesteuert wird, anschließend der radial wirkende Kippservoregelkreis (KSX) geschlossen wird, dann die tangential wirkende Kippservosteureinrichtung mit einer vom Prozessor (P) bereitgestellten Steuerspan­ nung (AY) bis zum Erreichen eines zweiten Maximalwertes einer mit dem Fotodetektor detektierten Hüllkurve des Spurfehlersignals (TF) angesteuert wird, anschließend der tangential wirkende Kippservoregelkreis (KSY) ge­ schlossen wird und dann der Spurservoregelkreis (TS) geschlossen wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die vom Prozessor (P) bereitgestell­ ten Steuerspannungen (AX, AY) jeweils von einer anstei­ genden Spannung gebildet werden, deren Anstiegsrichtung bei einer Umkehr der Anstiegsrichtung der Hüllkurve des Spurfehlersignals (TF) zum Erreichen des Maximal­ wertens der Hüllkurve umgekehrt wird.

4. Anordnung zum Regeln optischer Abtastsysteme, insbeson­ dere in der Anlaufphase der Abspielgeräte, bei denen im Wiedergabebetrieb zur Korrektur von Winkelabweichungen zwischen der optischen Achse des optischen Atasters (A) und der optischen Achse des Informationsträgers ein mit einem Fotodetektor detektiertes Daten- bzw. Modulations­ signal (DS) verwendet wird und die neben einer Fokus-Re­ geleinrichtung (FS) mindestens eine vorzugsweise radial und gegebenenfalls eine tangential sowie eine in Spur­ richtung wirkende Servoregeleinrichtung (KSX, KSY, TS) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Servoregel­ einrichtungen (KX, KY, TS) jeweils über ein Schaltmittel (S1, S2, S3, S4) mit einer Servosteuereinrichtung verbun­ den sind und die Kippservosteuereinrichtungen jeweils an einem eine Steuerspannung (AX, AY) bereitstellenden Ausgang des Prozessors (P) angeschlossen sind.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel (S1, S2, S3, S4) jeweils ein elektroni­ scher Schalter sind.