DE4429131C2 - Hub-Steuervorrichtung mit Kippsensor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hub-Servo (Lift-Servo) eines Laserplattenspielers und insbesondere eine durch den Kipp-Sensor-Ausgang geregelte Hub-Steuervorrichtung (Tilt- Sensor).

Nach der DE 26 52 701 wird ein Gerät zur Erzeugung von elektrischen Signalen beschrieben, bei dem über eine Ablenkvorrichtung 104 ein oszillierend abgelenkter Abtast­ strahl zum Zweck einer sicheren Spurverfolgung mehrere unmittelbar aufeinander folgende Informationsspuren überstreicht, wobei die Verfolgung der Rille längs der Mitte der gemittelten Breite der Rille erfolgt.

Nachteilig ist hier, daß nicht der Arbeitspunkt als solcher gemessen und korrigiert wird, sondern anhand von gemittelten Meßdaten, die in einem bestimmten Abstand links und rechts neben der Spur gemessen werden, ein Korrekturwert abgeschätzt wird, der den tat­ sächlichen Gegebenheiten am Arbeitspunkt nicht entspricht.

Die US 5 001 690 beschreibt ein Kipp-Servo-Element zur Kontrolle einer optischen Achse von einem optischen Abtaster, beispielsweise einer Kompakt-Disk (CD). Die Verwendung eines Kipp-Sensors zur Korrektur von Fokussierungsfehlern wird in der US-Anmeldung nicht offenbart.

Die DE 42 02 297 betrifft eine Vorrichtung zum Schreiben und zum Lesen von Daten. Nach der DE 42 02 297 wird lediglich eine Änderung des Neigungswinkels der optischen Platte erfaßt. Eine Änderung des Abstands zwischen der Platte und des Objektivs, der auf einer Wölbung der Platte beruht und nicht auf einer Änderung des Neigungswinkels, wird bei dieser Vorrichtung weder erfaßt noch korrigiert.

Wie allgemein in Fig. 3 gezeigt, umfaßt eine konventionelle Hub-Steuereinrichtung eine Aufnahmeeinheit einschließlich einer Aufnahmelinse 21 und einen Aufnahmewagen 22 zum Emittieren eines Laserstrahls durch die Aufnahmelinse 21 auf eine Platte 10 und zum Lesen der Information von dem reflektierten Lichtstrahl, und einen Aufnahmewagen 30, um die Aufnahmeeinheit horizontal zu bewegen, und einen Heber (nicht gezeigt), um die Distanz zwischen der Aufnahmelinse 21 und der Platte 10 auf einem vorgeschriebenen Wert zu halten.

Diese Laserplatte 10 ist unterschiedlich zu einer Kompaktplatte (CD), da ihre Abmessungen und ihr Gewicht größer und ihr Material verglichen mit einer Kompaktplatte unterschiedlich sind, so daß die Platte 10 oft gekrümmt ist. Da die Platte 10 mehr und mehr am Außenumfang gekrümmt ist, wie in Fig. 3(b) gezeigt, sind die Distanzen zwischen der Platte 10 und der Aufnahmelinse 21 im Inneren und am äußeren Umfang unterschiedlich.

Obwohl der Bewegungshub der Aufnahmelinse 21 gemäß der Aufnahmespezifikation unterschiedlich ist, beträgt er gewöhnlich etwa 3,4 mm. Ein üblicher Fokussierungsservo­ mechanismus ist so gestaltet, um die Aufnahmelinse 21 im Zentrum bzw. in der Mitte des Bewegungsabschnitts zu betreiben, daß die Aufnahmelinse 21 nach oben und nach unten verfahrbar ist. Zum Lesen der Information der Platte 10 durch die Aufnahmelinse 21 ist eine Fokussierungsdistanz festgelegt, und diese Fokussierungsdistanz beträgt gewöhnlich bei einer Laserplatte 1,9 mm.

Wenn die Platte 10 nach unten gekrümmt ist, wie in Fig. 3(b) gezeigt, steuert der Fokussierungsservo die Aufnahmelinse 21 nach, so daß die Aufnahmelinse 21 im unteren Bereich des Bewegungsausmaßes des Bewegungsabschnitts betrieben werden kann, weil der Heber die Aufnahmeeinheit nicht hinreichend nach unten bewegen kann. Wenn die Aufnahmelinse 21 aufgrund eines Fokussierungsfehlers weiter nach unten gesteuert wird, kann die Fokussierung der Aufnahmelinse 21 nicht mehr durchgeführt werden.

Um dies zu verhindern, wird ein Hub-Servo gemäß Fig. 4 benötigt, um die Aufnahme­ linse 21 im Zentrum des Bewegungsabschnitts zu positionieren. Beim Betrieb des konventionellen Hub-Servos wird eine Gleichstromkomponente aus der Fokussierspulen- Antriebsspannung mittels eines Tiefpaßfilters LPF 21 extrahiert. Da die Ausgänge der Fokussierspulen-Antriebsspannung gemäß den Positionen der Aufnahmelinse 21 unter­ schiedlich sind, wie in Fig. 5 gezeigt, wird die Information über die Position der Auf­ nahmelinse 21 von der Gleichstromkomponente der Fokussierspulen-Antriebsspannung erhalten. Die Gleichstromkomponente wird mittels eines Analog-Digital-Wandlers 32 in ein digitales Signal konvertiert und einem Mikrocomputer 33 zugeführt, welcher den Grenzwert der Gleichstrom-Spannung festlegt. Wenn die Gleichstrom-Spannung den Grenzwert übersteigt, wird ein Hub-Motor 35 mittels einer Hub-Motor-Antriebseinrichtung 34 betätigt, und die Gleichstrom-Spannung wird gesteuert, um sie innerhalb des Grenzwertes zu halten. Konsequenterweise ist die Aufnahmelinse 21 zu jeder Zeit im Zentrum angeordnet.

Da der Hub-Motor in dem konventionellen Hub-Steuerapparat gemäß der Fokussierspulen- Antriebsspannung angetrieben wird, ist eine akkurate Korrektur der Position der Auf­ nahmelinse, in einem normalen Fall, durch eine Hubbewegung möglich, dagegen ist eine akkurate Korrektur der Position der Aufnahmelinse durch eine Hubbewegung der Hub­ einrichtung nicht möglich, wenn die Platte 10 gekrümmt und gewölbt ist.

Ein Kipp-Servo verhindert ein Übersprechen, welches von der Coma-Aberration beim ungenauen Festlegen des Winkels zwischen der Oberfläche der Platte 10 und der Auf­ nahmelinse 21 resultiert. Wie in Fig. 6 gezeigt, führt das leuchtende Infrarot der LED zu einem Lichtstrahl, der von der Oberfläche der Platte reflektiert wird, und dieser Lichtstrahl wird von zwei Fotodioden in ein elektrisches Signal konvertiert, und der Kipp-Servo wird gesteuert von einem Unterschied zwischen entsprechenden Intensitäten des von den Foto­ dioden empfangenen Lichtes. Die in Fig. 6 gezeigten Fotodioden sind proportional zur Lichtmenge, welche gemäß der Distanz zwischen der Oberfläche der Platte und der LED und dem Reflektionsfaktor der Platte variiert. Der Arbeitspunkt wird unterschiedlich zu demjenigen für eine anfängliche Kippfestlegung aufgrund des Unterschieds der Lichtmenge, so daß ein Kippen nicht mehr akkurat kontrolliert und ausgesteuert werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Hub-Steuereinrichtung mit einem Kipp-Sensor zur Verfügung zu stellen, die durch einen Kipp-Sensor-Ausgang gemäß Anspruch 1 gesteuert wird.

Die Hub-Steuereinrichtung mit Kipp-Sensor enthält eine Kipp-Verstärkungsregelungs- Einrichtung zum Emittieren eines Lichtstrahls auf die Oberfläche einer Platte gemäß einer Kipp-Verstärkungsregelung, Strom-Spannungs-Konvertierungseinrichtungen zum Auf­ nehmen eines von der Oberfläche der Platte reflektierten Lichtstrahls und zum Konvertieren in einen Strom und dann in eine Spannung, Kippfehler-Erfassungseinrichtungen zur Erfassung eines von einem verschobenen Arbeitspunkt bewirkten Kippfehlers durch Eingeben der Spannung der Strom-Spannungs-Konvertierungseinrichtungen, einen Analog- Digital-Wandler zur Konvertierung eines Kipp-Überwachungssignals, das von den Kippfehler-Erfassungseinrichtungen erzeugt worden ist, in ein digitales Signal, einen Mikrocomputer zum Bestimmen des Hubs der Aufnahmeeinrichtung gemäß dem Ausgangswert des Analog-Digital-Wandlers und eine Hub-Motor-Antriebseinrichtung zum Antreiben eines Hub-Motors mit dem Ausgang des Mikrocomputers.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung sowie aus den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird.

Es zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Blockdiagramm eines Hub-Servos, der einen Kipp- Überwachungsausgang verwendet, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 2 Kipp-Überwachungsausgangssignale, wenn die Distanz zwischen dem Kipp- Sensor und der Platte normal (a), klein (b) und groß (c) ist;

Fig. 3(a) eine schematische Seitenansicht einer Platte und einer Aufnahmelinse;

Fig. 3(b) eine Seitenansicht einer tatsächlich verwendeten Platte und einer Auf­ nahmelinse; und

Fig. 3(c) eine Seitenansicht einer Aufnahmelinse und deren Bewegungsdistanz sowie deren Bewegungshub;

Fig. 4 ein Blockdiagramm eines bekannten Hub-Servos;

Fig. 5(a) ein Ausgangssignal einer Fokussierspulen-Antriebsspannung, wenn sich die Aufnahmelinse in der normalen Position befindet;

Fig. 5(b) ein Ausgangssignal einer Fokussiserspulen-Antriebsspannung, wenn sich die Aufnahmelinse in der unteren Position befindet;

Fig. 5(c) ein Ausgangssignal einer Fokussierspulen-Antriebsspannung, wenn sich die Aufnahmelinse in der oberen Position befindet;

Fig. 6 eine schematische Seitenansicht eines bekannten Kipp-Sensors; und

Fig. 7 ein Schaltungsdiagramm, das einen Kipp-Motor-Ausgang eines bekannten Kipp-Servos darstellt.

Im folgenden wird unter Zuhilfenahme der Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung im einzelnen beschrieben.

Wie in den Fig. 7 und 1 gezeigt, umfaßt die erfindungsgemäße Hub-Steuereinrichtung mit Kipp-Sensor gemäß einer Ausführungsform eine Kipp-Verstärkungsregelungs- Schaltung 100 mit einem Varistor VR1 und einer Kipp-Leuchtdiode (LED) zum Emittieren eines Lichtstrahls auf die Oberfläche einer Platte 10 gemäß der Kipp-Verstärkungsregelung, eine Strom/Spannungs-Konvertierungsschaltung 200 mit ersten und zweiten lichtempfangenden Elementen D1 und D2 zum Empfangen der von der Oberfläche der Platte 10 reflektierten Lichtstrahlen-Menge und Konvertieren diese in den Lichtmengen entsprechenden Ströme und eine Spannungserzeugungsschaltung 201, umfassend ersten und zweiten Kondensator C1 und C2, ersten und zweiten Widerständen R1 und R8 und ersten und zweiten Operationsverstärkern OP1 und OP2 gebildet ist zum Konvertieren der von dem ersten und zweiten lichtempfangenden Element D1 bzw. D2 erzeugten Ströme in Endspannungen G_AUS bzw. H_AUS, einer Kippfehler-Erfassungsschaltung 300 mit drei Widerständen R10, R11 und R12 und einem Addierer OP4, der die Spannungen G_AUS und H_AUS, von der Strom/Spannungs-Konvertierungsschaltung, addiert zum Erfassen eines Kippfehlers, verursacht von dem verschobenen Kipp-Arbeitspunkt, und Erzeugung eines Kipp-Kontrollsignals, einem Analog-Digital-Wandler 400 zum Konvertieren eines Kipp- Überwachungssignals, das erzeugt wird von der Kippfehler-Erfassungsschaltung 300, in ein digitales Signal, einem Mikrocomputer 500 zum Bestimmen des Hubs gemäß dem Ausgangswert des Analog-Digital-Wandlers 400 und einer Hub-Motor-Antriebs­ einrichtung 600 zum Antreiben eines Hub-Motors 700 mit dem Ausgang des Mikro­ computers 500.

Die Licht-Ausgangsmenge der Kipp-Leuchtdiode wird festgelegt durch den Varistor VR1 der Kipp-Verstärkungs-Regelungsschaltung 100. Die von der Kipp-Leuchtdiode emittierten und von der Oberfläche der Platte reflektierten Lichtstrahlen werden durch das erste und zweite Lichtempfangselement D1 und D2 in entsprechende Ströme konvertiert, und dann werden die Ströme von der Strom/Spannungs-Konvertierungsschaltung 200 in Spannungen G_AUS und H_AUS umgewandelt.

Wie in Fig. 7 gezeigt, wird die Differenz zwischen den zwei Spannungen G_AUS und H_AUS zu einem Kipp-Kontroll-Ausgang umgewandelt. Andererseits werden gemäß Fig. 1 die Spannungen G_AUS und H_AUS, die von der Strom/Spannungs-Konvertierungsschaltung 200 erzeugt worden sind, addiert und in den Kipp-Überwachungsausgang konvertiert. Gemäß Fig. 2(a), (b) und (c) variieren die Kipp-Überwachungsausgänge gemäß der Distanz zwischen dem Kipp-Sensor und der Platte 10.

Der Kipp-Überwachungsausgang wird in ein digitales Signal umgewandelt und dann dem Mikrocomputer 500 zugeführt, der einen Hub-Ausgang festlegt durch Analysieren des Kipp-Überwachungsausgangs. Der Hub-Motor 700 wird dann mit der Hub-Motor- Antriebseinrichtung 600 angetrieben, und folglich wird die Distanz zwischen der Auf­ nahmeeinrichtung und der Platte 10 auf einem vorgeschriebenen Wert gehalten.

Das bedeutet, daß der durch eine Wölbung der Platte verursachte Kipp-Fehler zur Steuerung der Hubeinrichtung eingesetzt werden kann, und die Hubeinrichtung dadurch so gesteuert werden kann, daß die Fokussierungslinse mittig im Bewegungsabschnitt angeordnet ist.

Claims (12)

1. Hubsteuereinrichtung mit einem Kippsensor zur Hub­ steuerung, enthaltend:

• 1. Kipp-Verstärkungsregelungs-Einrichtungen (100) zum Emittieren eines Lichtstrahls senkrecht auf die Oberfläche einer Platte (10) gemäß der Kipp-Verstärkungsregelung;
• 2. Konvertierungseinrichtung(en) (200) zur Konvertierung eines von der Oberfläche der Platte reflektierten Lichtstrahls in Spannungsignale;
• 3. Kipp-Erfassungseinrichtung(en) (300) zum Erfassen einer Verschiebung zwischen der Achse des Lichtstrahls und der Achse senkrecht zur Oberfläche der Platte gemäß dem Spannungssignal von der Konvertierungseinrichtung und Erzeugung eines Kipp- Überwachungssignals in Abhängigkeit von dem Erfassungsmeßwert; und
• 4. Antriebseinrichtung(en) (600) zur Steuerung eines Hub- Motors (700) entsprechend dem Kipp-Überwachungssignal und Haltung des Spannungssignals auf einem festgelegten Wert.

2. Hub-Steuereinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kipp- Verstärkungsregelungs-Einrichtung (100) einen Varistor (VR1) zur Steuerung der Kipp-Verstärkung und eine Kipp-Leuchtdiode (LED), die von dem Varistor (VR1) zum Emittieren eines Lichtstrahls auf die Oberfläche der Platte 10 gesteuert wird, einschließt.

3. Hub-Steuereinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Konvertierungseinrichtung (200) lichtempfangende Elemente (D1 und D2), zum Aufnehmen des von der Plattenoberfläche reflektierten Lichtstrahls und Konvertieren des reflektierten Lichtstrahls in Ströme, sowie Spannungserzeugungseinrichtungen mit Kondensatoren (C1 und C2), Widerstände (R1 und R8) und Differenzverstärker (OP1, OP2) enthält, zum Konvertieren der Ströme, welche von den licht­ empfangenden Elementen (D1 und D2) in Spannungssignale umgewandelt worden sind.

4. Hub-Steuereinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kipp- Erfassungseinrichtung (300) Widerstände (R10, R11, R12) und einen Addierer (OP4) zum Addieren der von der Konvertierungseinrichtung (200) erzeugten Spannungssignale enthält.

5. Hub-Steuereinrichtung nach Anspruch 2, wobei die Konvertierungseinrichtung Lichtempfangselemente zum Empfangen des von der Plattenoberfläche reflektierten Lichtstrahls und Konver­ tierung des empfangenden Lichtstrahls in Ströme, und spannungs­ erzeugende Einrichtung(en) (201) enthält, die Kondensatoren (C1 und C2), Widerstände (R1 und R8) und Differenzverstärker (OP1 und OP2) zum Konvertieren der Ströme in Spannungsignale enthält.

6. Hub-Steuereinrichtung nach Anspruch 5, wobei die Kipp- Erfassungseinrichtung Widerstände (R10, R11 und R12) und einen Addierer (OP4) enthält, zur Addieren der von der Konvertierungs­ einrichtung erzeugten Spannungssignale.

7. Hub-Steuereinrichtung nach Anspruch 4, wobei die Antriebseinrichtung einen Analog-Digital-Wandler (400) und einen Mikro-Computer (500) zum Bestimmen des durch die Hubeinrichtung bewirkten Hubs enthält.

8. Verfahren zur Steuerung des Hubs einer Hub-Einrichtung in einem Laserplattenspieler, umfassend die Schritte:

• 1. Erfassen einer Verschiebung zwischen der auf eine Plattenoberfläche emittierten Lichtstrahlachse und einer Achse senkrecht zu der Plattenoberfläche;
• 2. Abgabe eines Kipp-Überwachungssignal in Abhängigkeit der detektierten Kippung; und
• 3. Betreibung eines Hub-Motors in Abhängigkeit von dem Kipp-Überwachungssignal zur Steuerung des Hubs und zur Erhaltung des Spannungssignals auf einen festgelegten Wert.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Erfassung die Schritte, Emittieren des Lichtstrahls auf die Plattenoberfläche gemäß der Kippung und Empfang eines von der Platte reflektierten Lichtstrahls einschließt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Erfassungsschritt die Schritte, Konvertierung des aufgenommenen Lichts in Spannungs­ signale und Addieren der Spannungssignale zur Abgabe des Kipp- Steuersignals, einschließt.

11. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Betreibungsschritt den Schritt der Bestimmung des Hubs, gesteuert durch die Hub- Einrichtung mittels Steuerung eines Mikroprozessors gemäß dem Kipp-Monitorsignals, einschließt.

12. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Betreibungsschritt den Schritt zur Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Abstandes zwischen der Aufnahme-Einheit in dem Laserplattenspieler und der Platte einschließt.