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Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf ein
optisches Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegerät und ist
insbesondere auf Verbesserungen bei einem Gerät gerichtet,
welches dahingehend wirkt, einen Lichtstrahl oder
Lichtstrahlen zu veranlassen auf ein plattenförmiges
Aufzeichnungsmedium zur Aufzeichnung von Information darauf oder zur
Wiedergabe von Information davon, aufzutreffen.
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In einem optischen Plattenspieler zur optischen Aufzeichnung
eines Informationssignals auf oder zur optischen Wiedergabe
eines Informationssignals von einem optischen plattenförmigen
Aufzeichnungsmedium mit einer Zentrierbohrung und einem
Aufzeichnungsbereich, auf welchem eine spiralförmige
Aufzeichnungsspur gebildet ist, um die Zentrierbohrung
einzuschließen, ist eine optische Kopfeinrichtung zur Bildung einer
optischen Anordnung vorgesehen, um zu bewirken, daß ein
Lichtstrahl auf die Aufzeichnungsfläche des optischen
plattenförmigen Aufzeichnungsmediums auftrifft, welches sich um einen
in der Zentrierbohrung angeordneten Rotationsmittelpunkt
dreht, um in dem Aufzeichnungsbereich die spiralförmige
Aufzeichnungsspur entsprechend einem
Aufzeichnungsinformationssignal auszubilden oder um ein Informationssignal,
welches in dem Aufzeichnungsbereich auf der spiralförmigen
Aufzeichnungsspur aufgezeichnet worden ist, zu lesen.
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Bei der optischen Kopfeinrichtung wird z. B. ein durch ein
Lichtstrahlerzeugungsteil erzeugter Laserlichtstrahl mittels
einer Kollimatorlinse ausgerichtet und tritt in eine
Objektivlinse ein, um durch diese fokussiert zu werden, um auf das
optische plattenförmige Aufzeichnungsmedium aufzutreffen, und
dann wird ein von dem optischen plattenförmigen
Aufzeichnungsmediunt ausgehender reflektierter Lichtstrahl durch die
Objektivlinse auf einen Strahlenverteiler gerichtet, um
bezüglich einer Richtung seiner optischen Achse verändert zu
werden, um dadurch in ein Photodetektorteil einzutreten.
Basierend auf ein Detektionsausgangssignal des reflektierten
Lichtstrahls von dem Photodetektorteil wird ein
wiedergegebenes Informationssignal, ein Fokussierungsfehlersignal und
ein spureinstellungsfehlersignal erzeugt und in
Übereinstimmung mit dem Fokussierungsfehlersignal und dem
Spureinstellungs- bzw. Spurführungsfehlersignal wird jeweils eine
Eokusservosteuerungstätigkeit zur Aufrechterhaltung des
richtigen Brennpunkts des Lichtstrahls, welcher auf das
optische plattenförmige Aufzeichnungsmedium projiziert wird,
und eine Spureinstellungsservosteuerungstätigkeit zur
Aufrechterhaltung des Lichtstrahls in einer richtigen
Spureinstellungsrelation für jede Umdrehung der spiralförmigen
Aufzeichnungsspur auf dem optischen plattenförmigen
Aufzeichnungsmedium durchgeführt.
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Bezüglich der Erzeugung des Spureinstellungsfehlersignals sind
verschiedene Signalerzeugungssysteme, welche das sog.
"Drei-Strahl-System" beinhalten, bekannt. Bei dem sog.
"Drei-Strahl-System" wird ein durch einen Lichtstrahlerzeugungsteil
erzeugter Lichtstrahl in einen Hauptlichtstrahl und ein Paar
von Hilfslichtstrahlen aufgeteilt und der Haupt- und die
Hilfslichtstrahlen werden veranlaßt, auf ein optisches
plattenförmiges Aufzeichnungsmedium in einer derartigen Weise
aufzutreffen, daß ein Paar von Lichtstrahlpunkten, welche auf
dem optischen plattenförmigen Aufzeichnungsmedium mittels der
Hilfslichtstrahlen gebildet werden, bezüglich eines
Lichtstrahlpunkts, welcher auf dem optischen plattenförmigen
Aufzeichnungsmedium mittels des Hauptlichtstrahls gebildet
wird, symmetrisch positioniert sind, und zwei reflektierte
Hilfslichtstrahlen, welche von dem optischen plattenförmigen
Aufzeichnungsmedium abgestrahlt werden, jeweils durch
getrennte Photodetektoren detektiert werden. Die von den
Photodetektoren, durch welche jeweils zwei reflektierte
Hilfslichtstrahlen detektiert werden, erhaltenen
Detektionsausgangssignale sind im wesentlichen einander gleich, wenn der
Hauptlichtstrahl fehlerfrei auf eine spiralförmige
Aufzeichnungsspur
auf dem optischen plattenförmigen
Aufzeichnungsmedium auftrifft, und unterschiedlich voneinander, wenn der
Hauptlichtstrahl auf das optische plattenförmige
Aufzeichnungsmedium in einer falschen Spureinstellungsrelation
bezüglich der spiralförmigen Aufzeichnungsspur auftritt. Daher
erhält man ein Spureinstellungsfehlersignal, welches auf einer
Differenz zwischen den Detektionsausgangssignalen basiert,
welche von den Photodetektoren erhalten werden, durch welche
jeweils zwei reflektierte Hilfslichtstrahlen detektiert worden
sind.
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Das auf diese Weise in Übereinstimmung mit dem sog.
Drei-Strahl-System" erhaltene Spureinstellungsfehlersignal wird zu
einem sinusförmigen Signal mit einer Periode ausgebildet,
welche einem Spurabstand entspricht, der definiert ist als
Abstand zwischen den Mittellinien von zwei benachbarten
Umdrehungen der spiralförmigen Aufzeichnungsspur auf dem
optischen plattenförmigen Aufzeichnungsmedium unter einer
Bedingung, bei welcher die Lichtstrahlen, welche auf das
optische plattenförmige Aufzeichnungsmedium auftreffen, quer
zu jeder Umdrehung der spiralförmigen Aufzeichnungsspur bewegt
werden. Bei der Spureinstellungsservosteuerung, welche mit dem
erhaltenen Spureinstellungsfehlersignal durchgeführt wird, um
eine sinusförmige Wellenform in Übereinstimmung mit z. B. dem
sog. "Drei-Strahl-System" zu haben, wird ein wirksamer
Servosteuerungsbereich auf der Basis eines Teils der sinusförmigen
Wellenform des Spureinstellungsfehlersignals bestimmt, welcher
sich im wesentlichen linear mit einem Kreuzungspunkt mit einen
Gleichstrompegel zwischen negativen und positiven
Scheitelpunkten des Spureinstellungsfehlersignals ändert, und daher
besteht ein Nachteil darin, daß der Hauptlichtstrahl, welcher
auf das optische plattenförmige Aufzeichnungsmedium auftrifft,
bezüglich der spiralfärmigen Aufzeichnungsspur nur in einem
verhältnismäßig engen wirksamen Servosteuerungsbereich in
einer richtigen Spureinstellungsrelation gehalten werden kann.
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Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein optisches Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegerät
bereitzustellen, in welchem Lichtstrahlen veranlaßt werden,
auf ein optisches plattenförmiges Aufzeichnungsmedium zur
Aufzeichnung von Information darauf oder zur Wiedergabe von
Information davon aufzutreffen, und in welchem ein
Spureinstellungsfehlersignal auf der Grundlage eines
Detektionsausgangssignals, welches von einem Photodetektor erhalten
wird, durch welchen der von dem optischen plattenförmigen
Aufzeichnungsmedium ausgestrahlte Lichtstrahl detektiert wird,
erzeugt wird, und welches die oben erwähnten Nachteile, welche
beim Stand der Technik auftreten, vermeidet.
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Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein
optisches Auf zeichnungs- und/oder Wiedergabegerät
bereitzustellen, bei welchem ein Lichtstrahl veranlaßt wird, auf ein
optisches plattenförmiges Aufzeichnungsmedium zur Aufzeichnung
einer Information darauf oder zur Wiedergabe einer Information
davon aufzutreffen, und bei dem ein Spurführungsfehlersignal
auf der Grundlage eines Detektionsausgangssignals erzeugt
wird, welches von einem Photodetektor erhalten wird, durch
welchen der von dem optischen plattenförmigen
Aufzeichnungsmedium ausgestrahlte Lichtstrahl detektiert wird, und bei
welchem das Spureinstellungsfehlersignal ausgebildet werden
kann, einen wirksamen Servosteuerungsbereich zu bewirken,
welcher sich wirksam bei einer Spureinstellungsservosteuerung
erstreckt, bei welcher das Spureinstellungsfehlersignal
angewendet wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein optisches
Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegerät vorgesehen mit
Lichtstrahlerzeugungsmitteln zur Erzeugung eines Lichtstrahls, einer
Photodetektoreinrichtung zur Eeststellung eines Lichtstrahls
und einen optischen Pfad bildenden Mitteln zur Veranlassung
des durch die Lichtstrahlerzeugungsmittel erzeugten
Lichtstrahls, auf ein optisches plattenförmiges Aufzeichnungsmedium
mit einem Haupt- und zwei Hilfslichtpunkten aufzutreffen,
wobei sich die zwei Hilfslichtpunkte jeweils an Positionen um
ein Viertel des Spurabstands näher und entfernter von dem
Mittelpunkt des plattenähnlichen Aufzeichnungsmediums als der
Hauptlichtpunkt befinden, und zur Führung des durch das
optische plattenförmige Aufzeichnungsmedium reflektierten
Lichtstrahls zu der Photodetektoreinrichtung, wobei die
Photodetektoreinrichtung erste, zweite und dritte
Photodetektorelemente zur jeweiligen Feststellung des von dem
Haupt- und den zwei Hilfslichtpunkten reflektierten Lichts
umfaßt, gekennzeichnet durch
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Signalerzeugungsschaltungsmittel, welche wirksam sind, um auf
der Grundlage von Detektionsausgabedaten, die von der
Photodetektoreinrichtung erhalten werden, ein erstes Signal, das
durch Bilden der Differenz zwischen den Signalen von den
zweiten und dritten Photodetektorelementen erhalten wird, und
das eine Spureinstellungsbedingung des Lichtstrahls
repräsentiert, welcher auf das optische plattenförmige
Aufzeichnungsmedium in bezug auf einen Aufzeichnungsspurteil auf dem
optischen plattenförmigen Aufzeichnungsmedium auftrifft, und
ein zweites Signal, welches durch Bilden der Differenz
zwischen der Summe der Signale von den zweiten und dritten
Photodetektorelementen und dem Signal von dem ersten
entsprechend normalisierten Photodetektorelement erhalten wird,
welches ebenfalls die Spurführungsbedingung repräsentiert und
in der Phase im wesentlichen um neunzig Grad verschieden von
dem ersten Signal ist, zu erhalten und um ein
Spurführungsfehlersignal zu erzeugen, welches im wesentlichen der
folgenden Gleichung genügt:
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St = S1 / {K (S1² + S2²)1/2 + S2}
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in welcher St für das Spurführungsfehlersignal steht, S1 für
das erste Signal steht, S2 für das zweite Signal steht und K
für eine Konstante steht, welche gleich oder größer als 1 ist.
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In dem auf diese Weise in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung ausgebildeten optischen Aufzeichnungs- und/oder
Wiedergabegerät wird das Spureinstellungsfehlersignal mit
einer Wellenform bereitgestellt, welche umgewandelt wird, um
sich einer sägezahnförmigen Wellenform mit einer Periode
anzunähern, welche einem Spurabstand auf dem optischen
plattenförmigen Aufzeichnungsmedium entspricht, als Reaktion
auf das Anwachsen der Konstanten K, um einen ausgedehnten Teil
davon aufzuweisen, welcher sich im wesentlichen linear mit
einem Kreuzungspunkt mit einem Gleichstrompegel zwischen
negativen und positiven Scheitelpunkten verändert. Da ein
wirksamer Servosteuerungsbereich bei der
Spureinstellungsservosteuerung, bei welcher das in Übereinstimmung mit der
vorliegenden Erfindung erzeugte Spureinstellungsfehlersignal
angewendet wird, auf der Grundlage des oben erwähnten
ausgedehnten Teils der Wellenform bestimmt wird, kann der auf das
optische plattenförmige Aufzeichnungsmedium auftreffende
Lichtstrahl stabil in der richtigen Spureinstellungsrelation
zu einer Aufzeichnungsspur auf dem optischen plattenförmigen
Aufzeichnungsmedium in einem verhältnismäßig großen wirksamen
Servosteuerungsbereich in der Spureinstellungsservosteuerung,
bei welcher das Spureinstellungsfehlersignal, welches in
Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung erzeugt wird,
angewendet wird, aufrechterhalten werden.
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Die Erfindung wird weiterhin anhand eines nicht
einschränkenden Beispiels im Zusammenhang mit den beigefügten
Zeichnungen beschrieben, in denen
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Fig. 1 eine schematische Darstellung ist, welche einen Teil
einer Ausführungsform des optischen Aufzeichnungs- und/oder
Wiedergabegeräts gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
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Fig. 2 eine schematische Draufsicht ist, welche ein Beispiel
einer optischen Platte zeigt, welche bei der in Fig. 1
gezeigten Ausführungsform angewendet wird;
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Fig. 3 eine schematische Darstellung ist, welche Lichtstrahl
punkte zeigt, die auf einer optischen Platte durch Haupt- und
Hilfslichtstrahlen bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform
ausgebildet werden;
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Fig. 4 ein schematisches Blockschaltbild ist, welches ein
Beispiel einer Anordnung zeigt, welche einen Photodetektor und
eine Signalerzeugungsschaltung enthält, welche bei der in Fig.
1 gezeigten Ausführungsform angewendet werden kann;
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Fig. 5A und 5B Darstellungen sind, welche zur Erklärung eines
durch die in Fig. 4 gezeigte Signalerzeugungsschaltung
hergestellten Spureinstellungsfehlersignals verwendet werden; und
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Fig. 6 ein schematisches Blockschaltbild ist, welches ein
anderes Beispiel der Anordnung, welche den Photodetektor und
die Signalerzeugungsschaltung beinhaltet, zeigt, welche bei
der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform angewendet werden
kann.
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Fig. 1 zeigt schematisch eine optische Einheit und einen
Signalerzeugungsschaltungsblock, welcher wesentliche Teile
einer Ausführungsform des optischen Aufzeichnungs- und/oder
Wiedergabegeräts gemäß der vorliegenden Erfindung bildet. Die
wesentlichen Teile der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform
bilden z. B. ein Informationswiedergabesystem, welches z. B.
bei einem optischen Plattenspieler angewendet wird, bei
welchem die optische Einheit eine Halbleiterlaservorrichtung
10 zur Erzeugung eines Laserlichtstrahls L, eine Objektivlinse
12 und einen Photodetektor 14 umfaßt und ausgestattet ist, um
in der Lage zu sein, sich in radialer Richtung einer Platte D
zu bewegen, bei welcher es sich um ein optisches
plattenförmiges Aufzeichnungsmedium handelt.
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Der durch die Halbleiterlaservorrichtung 10 erzeugte
Laserlichtstrahl L wird durch eine Kollimatorlinse 20 eingestellt
und tritt dann in ein Beugungsgitter 22 ein. In dem
Beugungsgitter 22 wird der Laserlichtstrahl L in drei Lichtstrahlen
aufgeteilt, welche einen Mittelpunktsstrahl und erste und
zweite Seitenstrahlen, welche an beiden Seiten des
Mittelpunktsstrahls positioniert sind, enthalten. Der
Mittelpunktsstrahl dient als Hauptlichtstrahl Lm und der erste und zweite
Seitenstrahl dienen jeweils als Hilfslichtstrahl Lp und Ln.
Zur Erhaltung einer einfachen Darstellung werden diese
Hauptund Hilfslichtstrahlen Lm, Lp und Ln in Fig. 1 mittels einer
einzelnen Linie dargestellt. Dann durchläuft jeder der
Hauptlichtstrahlen Lm und jeder der Hilfslichtstrahlen Lp und Ln,
welche durch das Beugungsgitter 22 erhalten worden sind, einen
polarisierten Strahlenverteiler 24 ohne die Richtung seiner
optischen Achse zu verändern, und dann eine 1/4-Wellen-Platte
26 zu der Objektivlinse 12 und wird durch die Objektivlinse 12
fokussiert, um auf die Platte D aufzutreffen.
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Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist die Platte D mit einer
Zentrierbohrung 30 und einem Tnformationsaufzeichnungsbereich 32
um die Zentrierbohrung 30 herum versehen. Auf dem
Informationsaufzeichnungsbereich 32 wird vorher eine spiralförmige
Führungsnut 34 ausgebildet, um die Zentrierbohrung 30 zu
umschließen, und es wird eine spiralförmige Aufzeichnungsspur
entlang der spiralförmigen Führungsnut 34 ausgebildet. Die
spiralförmige Aufzeichnungsspur muß einen Spurabstand (eine
Entfernung zwischen den Mittellinien von zwei benachbarten
Umdrehungen der spiralförmigen Aufzeichnungsspur) von z. B.
ungefähr 1,6 um besitzen, und jede Umdrehung der
spiralförmigen Aufzeichnungsspur ist der Bequemlichkeit halber als
eine Spur definiert.
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Der Hauptlichtstrahl Lm und die Hilfslichtstrahlen Lp und Ln,
welche auf die Platte D auftreffen, werden in ihrer Intensität
durch die spiralförmige Führungsnut 34 oder die spiralförmige
Aufzeichnungsspur moduliert und reflektiert, um einen
reflektierten Hauptlichtstrahl Lm' und reflektierte
Hilfslichtstrahlen Lp' und Ln' darzustellen. Alle reflektierten
Hauptlichtstrahlen Lm' und reflektierten Hilfslichtstrahlen Lp' und
Ln' von der Platte D durchlaufen die Objektivlinse 12 und die
1/4-Wellen-Platte 26 zu dem polarisierten Strahlenverteiler
24. Dann wird der reflektierte Hauptlichtstrahl Lm' und jeder
reflektierte Hilfslichtstrahl Lp' und Ln' in dem polarisierten
Strahlenverteiler 24 abgelenkt, um durch eine Empfangslinse
28 zum Photodetektor 14 durchzulaufen.
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Die Objektivlinse 12, der polarisierte Strahlenverteiler 24,
die 1/4-Wellen-Platte 26 und die Empfangslinse 28 zusammen
bilden einen optischen Pfad, welcher eine Vorrichtung bildet,
welche wirksam ist, um den von dem Beugungsgitter 22
erhaltenen Hauptlichtstrahl Lm und die Hilfslichtstrahlen Lp und Ln
zu veranlassen, auf die Platte D aufzutreffen und den
reflektierten Hauptlichtstrahl Lm' und die reflektierten
Hilfslichtstrahlen Lp' und LnV, welche von der Platte D ausstrahlen, zu
dem Photodetektor 14 zu leiten. Die den optischen Pfad
bildende Vorrichtung ist justiert, um den Hauptlichtstrahl Lm und
die Hilfslichtstrahlen Lp und Ln einzustellen, daß jeder durch
die Objektivlinse 12 fokussiert wird, um auf die Platte D in
einer derartigen Weise aufzutreffen, daß, wie in Fig. 3
gezeigt ist, in dem Informationsaufzeichnungsbereich der Platte
D ein Hauptlichtstrahlpunkt Qm durch den Hauptlichtstrahl Lm
auf einer spiralförmigen Aufzeichnungsspur 36 ausgebildet
wird, und jeweils ein Paar von Hilfslichtstrahlpunkten Qp und
Qn durch die Hilfslichtstrahlen Lp und Ln ausgebildet wird, um
mit dem Hauptlichtstrahlpunkt Qm dazwischen angeordnet zu
sein, wobei die Hilfslichtstrahlpunkte Qp und Qn jeweils im
wesentlichen um die gleiche Distanz von dem
Hauptlichtstrahlpunkt Qm entfernt sind, um in einem punktsymmetrischen
Verhältnis zum Hauptlichtstrahlpunkt Qm positioniert zu sein, und
der Hauptlichtstrahlpunkt Qm und jeder der
Hilfslichtstrahlpunkte Qp und Qn besitzen in radialer Richtung der Platte D
einen dazwischenliegenden Zwischenraum, welcher einem Viertel
der Länge eines Spurabstands Tp der spiralförmigen
Aufzeichnungsspur 36 auf der Platte D entspricht, nämlich ein Viertel
eines Spurabstands Tp/4, so daß einer der
Hilfslichtstrahlpunkte Qp und Qn auf der Platte D weiter außen als der
Hauptlichtstrahlpunkt Qm positioniert ist, und der andere der
Hilfslichtstrahlpunkte Qp und Qn positioniert ist, um auf der
Platte D weiter nach innen als der Hauptlichtstrahlpunkt Qm
angeordnet zu sein.
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Der Photodetektor 14, auf welchen der reflektierte
Hauptlichtstrahl LmW und jeder der reflektierten Hilfslichtstrahlen Lp'
und Ln' auftrifft, ist mit einem ersten Photodetektorelement
zur Feststellung des reflektierten Hauptlichtstrahls Lm',
einem zweiten Photodetektorelement zur Feststellung des
reflektierten Hilfslichtstrahls LpV und einem dritten
Photodetektorelement zur Feststellung des reflektierten
Hilfslichtstrahls Ln' ausgestattet. Von dem ersten, zweiten und dritten
Photodetektorelement des Photodetektors 14 hergeleitete
Detektionsausgangssignale werden einem
Signalerzeugungsschaltungsblock 40 zugeführt, um ein wiedergegebenes Informationssignal
Si, ein Fokussierungsfehlersignal Sf und ein
Spureinstellungsfehlersignal Ft zu erzeugen.
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Die Fig. 4 zeigt ein Beispiel einer verwendeten Anordnung,
welche den Photodetektor 14 und den
Signalerzeugungsschaltungsblock 40 enthält, welcher bei der in Fig. 1 gezeigten
Ausführungsform angewendet werden kann.
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Der Photodetektor 14 umfaßt, bezugnehmend auf Fig. 4, ein
Photodetektorelement 56 zur Feststellung des reflektierten
Hauptlichtstrahls LmT als erstes Photodetektorelement, welches
in vier Teile 56a, 56b, 56c und 56d aufgeteilt ist, welche
dicht beieinander angeordnet sind, ein Photodetektorelement 58
zur Feststellung des reflektierten Hilfslichtstrahls Lp' als
zweites Photodetektorelement und ein Photodetektorelement 60
zur Feststellung des reflektierten Hilfslichtstrahls Ln' als
drittes Photodetektorelement.
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Die jeweils von den Teilen 56a, 56b, 56c und 56d des
Photodetektorelements 56 erhaltenen Detektionsausgangssignale Sa,
Sb, Sc und Sd werden einer ein wiedergegebenes
Informationssignal und ein Fokussierungsfehlersignal erzeugenden Schaltung
42, welche einen Teil des Signalerzeugungsschaltungsblocks 40
bildet, zugeführt. In der das wiedergegebene
Informationssignal und das Fokussierungsfehlersignal erzeugenden Schaltung
42 werden das wiedergegebene Informationssignal Si und das
Fokussierungsfehlersignal Sf getrennt auf der Grundlage der zu
liefernden Detektionsausgangssignale Sa, Sb, Sc und Sd
erzeugt.
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Weiterhin werden in dem Signalerzeugungsschaltungsblock 40 die
Detektionsausgangssignale Sa, Sb, Sc und Sd miteinander in
einem Addierer 44 addiert, um ein Additionssignal Sm (= Sa +
Sb + Sc + Sd) zu erhalten. Zusätzlich werden die
Detektionsausgangssignale Sp und Sn, welche jeweils von den
Photodetektorelementen 58 und 60 erhalten werden, miteinander in einem
Addierer 46 addiert, um ein Additionssignal Ss (= Sp + Sn) zu
erzeugen.
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Das von dem Addierer 44 erhaltene Additionssignal Sm wird
einer Pegelsteuerung 48 zugeführt, um darin einer
Pegeleinstellung mit einer Verstärkung von 2Gs unterzogen und dann
einem der Eingangsanschlüsse eines Subtrahierers 50 zugeführt
zu werden. Das von dem Addierer 46 erhaltene Additionssignal
Ss wird direkt dem anderen der Eingangsanschlüsse des
Subtrahierers 50 zugeführt. Die Verstärkung von 2Gs in der
Pegelsteuerung 48 wird als Reaktion auf ein Verhältnis der
Intensität Gs jedes der Hilfslichtstrahlen Lp und Ln zu dem
Hauptlichtstrahl Lm eingestellt. Von dem Subtrahierer 50 wird
ein Differenzsignal Sms (= 2Gs * Sm - Ss) erhalten, welches
einer Pegeldifferenz zwischen dem Additionssignal Sm, welches
bezüglich des Pegels mit der Verstärkung von 2Gs eingestellt
worden ist, und dem Additionssignal Ss entspricht, um einer
Quadrierungsschaltung 62 und einen der Eingangsanschlüsse
eines Addierers 72 zugeführt zu werden.
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Die jeweils von den Photodetektorelementen 58 und 60
erhaltenen Detektionsausgangssignale Sp und Sn werden einem
Subtrahierer 52 zugeführt, und von dem Subtrahierer 52 wird ein
Differenzsignal Spn (= Sp - Sn), welches einer Pegeldifferenz
zwischen den Detektionsausgangssignalen Sp und Sn entspricht,
erhalten, um einer Quadrierungsschaltung 64 und einem der
Eingangsanschlüsse eines Teilers 74 zugeführt zu werden.
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Von der Quadrierungsschaltung 62 wird ein Signal Sq (= Sms²)
durch Quadrieren des Differenzsignals Sms erhalten und durch
Quadrieren des Differenzsignals Spn wird ein Signal Sr
(= Spn²) von der Quadrierungsschaltung 64 erhalten. Die
Signale Sq und Sr werden miteinander in einem Addierer 66
addiert, um ein Additionssignal Su (= Sms² + Spn²) zu
erhalten. Das Additionssignal 5u wird einer Schaltung 68 zur
Ziehung einer Quadratwurzel zugeführt. Von der Schaltung 68
zur Ziehung einer Quadratwurzel wird ein Signal Sv f= (Sms² +
Spn²)1/2) durch Ziehen der Quadratwurzel des Additionssignals
Su erhalten. Das Signal Sv wird einer Pegelsteuerung 70
zugeführt, um darin einer Pegeleinstellung mit einer Verstärkung
von K unterzogen zu werden und dann dem anderen der
Eingangsanschlüsse des Addierers 72 zugeführt zu werden. Die
Verstärkung K in der Pegelsteuerung 70 wird gleich oder größer
als 1 eingestellt.
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In dem Addierer 72 wird zu dem Signal Sv, welches bezüglich
seines Pegels mit der Verstärkung K in der Pegelsteuerung 70
eingestellt worden ist, addiert, und dadurch wird ein
Additionssignal Sw f= K * (Sms² + Spn²)1/2 + Sms) erhalten, um
dem anderen der Eingangsanschlüsse des Teilers 74 zugeführt zu
werden. Dann wird ein Signal, welches ein Verhältnis (Spn/Sw)
des Differenzsignals Spn zu dem Additionssignal Sw
repräsentiert, von dem Teiler 74 hergeleitet, um das
Spureinstellungssignal St zu bilden.
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In einem derartigen Fall werden unter der Annahme, daß I&sub0; für
die Intensität des Hauptlichtstrahls Lm steht, I&sub1; für die
Intensität jedes der Hilfslichtstrahlen Lp und Ln steht, U für
die Verschiebung des Hauptlichtstrahls Lm von der Mittellinie
der spiralförmigen Aufzeichnungsspur 36 in Radialrichtung der
Platte D steht, da in dem Informationsaufzeichnungsbereich 32
der Platte D einer der Hilfslichtstrahlpunkte Qp und Qn um
eine Distanz, welche Tp/4 entspricht, von dem
Hauptlichtstrahlpunkt Qm in Richtung auf den äußeren Randes der Platte D
entfernt ist und der andere der Hilfslichtstrahlpunkte Qp und
Qn um die Distanz entsprechend Tp/4 von dem
Hauptlichtstrahlpunkt Qm in Richtung auf den inneren Rand der Platte D
entfernt ist, die nachfolgenden Gleichungen erfüllt.
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Sm = Sa + Sb + Sc + Sd
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= I&sub0; {a * cos(2πU/Tp) + b}
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Sp = I&sub1; [a * cos{2π(U + Dp/4)/Tp} + b]
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= I&sub1; [-a * sin(2πU/Tp) + b}
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Sn = I&sub1; [a * cos(2π(U - Tp/4)/Tp} + b]
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= I&sub1; {a + sin(2πU/Tp) + b}
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wobei a für die Amplitude und b für eine
Gleichstrom-Offsetkomponente steht.
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Da die Gleichung Gs = I&sub1;/I&sub0; erfüllt wird, werden weiterhin die
folgenden Gleichungen erfüllt.
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Sms = 2 * Gs * Sm - Ss
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= 2 * Gs * Sm - (Sp + Sn)
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= 2 * I&sub1; {a * cos(2πU/Tp) + b} - 2 * I&sub1; * b
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= 2 * I&sub1; * a * cos(2πU/Tp) ... (1)
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Spn = Sp - Sn
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= 2 * I&sub1; * a * sin(2πU/Tp) ... (2)
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Das Additionssignal Sw von dem Addierer 72 wird durch die
folgende Gleichung ausgedrückt:
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Sw = K * (Sms² + Spn²)1/2 + Sms
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Setzt man für Sms die rechte Seite der Gleichung (1) und für
Spn die rechte Seite der Gleichung (2) ein, werden weiterhin
die folgenden Gleichungen erfüllt:
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Sw = k * [(2 * I&sub1; * a)² * {cos²(2πU/Tp)
-
+ Sin²(2πU/Tp)}]1/2 + 2 * I&sub1; * a * cos(2πU/Tp)
-
= 2 * I&sub1; * a * {K + cos(2πU/Tp)}
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Als Ergebnis wird das Spureinstellungsfehlersignal St durch
die folgende Gleichung ausgedrückt:
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St = Spn
/ Sw
-
= sin(2πU/Tp)/{K + cos(2πU/Tp))
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Dementsprechend enthält das von dem Teiler 74 erhaltene
Spureinstellungsfehlersignal St keine Gleichstrom-Offsetkomponente
und besitzt eine konstante Amplitude ohne Rücksicht auf die
jeweilige Amplitude des Additionssignals 5m, des
Detektionsausgangssignals Sp von dem Photodetektorelement 58, und des
Detektionsausgangssignals Sn von dem Photodetektorelement 60,
der Intensität I&sub0; des Hauptlichtstrahls Lm und der Intensität
I&sub1; von jedem der Hilfslichtstrahlen Lp und Ln.
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Für den Fall, in welchem die Konstante K als 1 gewählt wird,
wird das Spureinstellungsfehlersignal St durch die Gleichung
St = tan(2πU/2Tp) ausgedrückt und daher besitzt das
Spureinstellungsfehlersignal St eine derartige Wellenform wie sie
durch eine durchgezogene Linie X1 in Fig. 5B gezeigt ist, wenn
der Hauptlichtstrahl Lm bewegt wird, um die spiralförmigen
Aufzeichnungsspuren 36, welche in dem
Informationsaufzeichnungsbereich 32 der Platte D ausgebildet sind, wie in Fig. 5A
gezeigt ist, zu überqueren. Außerdem besitzt in dem Fall, in
welchem die Konstante K größer als 1 gewählt wird, das
Spureinstellungsfehlersignal St eine derartige Wellenform, wie sie
durch eine durchgezogene Linie Xk in Fig. 5B gezeigt ist, wenn
der Hauptlichtstrahl Lm bewegt wird, um die spiralförmigen
Aufzeichnungsspuren 36, welche in dem
Informationsaufzeichnungsbereich 32 der Platte D ausgebildet sind, wie in Fig. 5A
gezeigt ist, zu überqueren.
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Wenn das Spureinstellungsfehlersignal St, welches durch das
Differenzsignal Spn gebildet wurde, das von dem Subtrahierer
52 erhalten worden ist, durch die Gleichung
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St = 2 * I&sub1; + a * sin(2πU/Tp)
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ausgedrückt werden kann, besitzt es eine sinusförmige
Wellenform, wie sie durch eine strichpunktierte Linie Xx in Fig. 5B
gezeigt ist, wenn der Hauptlichtstrahl Lm bewegt wird, um die
in den Informationsaufzeichnungsbereich 32 der Platte D
gebildeten Spuren 36, wie in Fig. 5A gezeigt ist, zu überqueren.
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Wie oben beschrieben, wird das von dem Teiler 74 erhaltene
Spureinstellungsfehlersignal St mit der Wellenform zur
Verfügung gestellt, welche umgewandelt worden ist, um einer
sägezahnförmigen Wellenform mit einer Periode entsprechend dem
Spurabstand Tp auf der Platte D nahezukommen, verglichen mit
der sinusförmigen Wellenform, bei der die Konstante K
ausgewählt worden ist, um gleich oder größer als 1 zu sein, um so
einen langgestreckten Teil davon aufzuweisen, welcher sich im
wesentlichen linear um einen Kreuzungspunkt mit einem
Gleichstrompegelm zwischen negativen und positiven Scheitelpunkten
verändert. Da ein wirksamer Servosteuerungsbereich bei der
Spureinstellungsservosteuerung, bei welcher das
Spureinstellungsfehlersignal St angewendet wird, auf der Grundlage
des oben erwähnten langgestreckten Teils der Wellenform
bestimmt wird, kann der auf die Platte D auftreffende
Hauptlichtstrahl Lm in einer korrekten Spureinstellungsbeziehung zu
der spiralförmigen Aufzeichnungsspur 36 auf der Platte D in
einem relativ weiten wirksamen Servosteuerungsbereich in der
Spureinstellungsservosteuerung, bei welcher das
Spureinstellungsfehlersignal St angewendet wird, stabil aufrechterhalten
werden.
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Fig. 6 zeigt ein anderes Beispiel der verwendeten Anordnung,
welche den Photodetektor 14 und den
Signalerzeugungsschaltungsblock 40 enthält, welcher bei der in Fig. 1 gezeigten
Ausführungsform angewendet werden kann.
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Der Photodetektor 14 umfaßt, bezugnehmend auf Fig. 6, ein
Photodetektorelement 80 zur Feststellung des reflektierten
Hauptlichtstrahls Lm' als erstes Photodetektorelement, welches
in vier Teile 80a, 80b, 80c und 80d aufgeteilt ist, welche
dicht beieinander angeordnet sind, ein Photodetektorelement 82
zur Feststellung des reflektierten Hilfslichtstrahls Lp' als
zweites Photodetektorelement, welches in zwei Teile 82A und
82B aufgeteilt ist, und ein Photodetektorelement 84 zur
Feststellung des reflektierten Hilfslichtstrahls Ln' als drittes
Photodetektorelement, welches in zwei Teile 84A und 84B
aufgeteilt ist.
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Die jeweils von den Teilen 80a, 80b, 80c und 80d des
Photodetektorelements 80 erhaltenen Detektionsausgangssignale Sa',
Sb', Sc' und Sd' werden einer ein wiedergegebenes
Informationssignal und ein Fokussierungsfehlersignal erzeugenden
Schaltung 86 zugeführt, welche ein Teil des
Signalerzeugungschaltungsblocks 40 bildet. In der das wiedergegebene
Informationssignal und das Fokussierungsfehlersignal erzeugenden
Schaltung 86 werden das wiedergegebene Informationssignal Si
und das Fokussierungsfehlersignal Sf getrennt auf der
Grundlage der bereitzustellenden Detektionsausgangssignale Sa',
Sb', Sc'' und Sd' erzeugt.
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Weiterhin werden in dem Signalerzeugungsschaltungsblock 40 die
Detektionsausgangssignale Sa' und Sb' in einem Addierer 90A
miteinander addiert, um ein Summensignal SA (= Sa' + Sb') zu
erzeugen, und außerdem werden die Detektionsausgangssignale
Sc' und Sd' miteinander in einem Addierer 90B addiert, um ein
Summensignal SB (= Sc' + Sd') zu erzeugen. Die Summensignale
SA und SB sind im wesentlichen äquivalent den jeweils von
ersten und zweiten Detektionsteilen erhaltenen
Detektionsausgangssignalen, wenn das Photodetektorelement 80 in das
erste Detektionsteil, welches den miteinander kombinierten
Teilen 80a und 80b entspricht, und das zweite Detektionsteil,
welches den miteinander kombinierten Teilen 80c und 80d
entspricht, aufgeteilt wurde.
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Dann werden die Summensignale SA und SB einem Subtrahierer 92
zugeführt, um ein Differenzsignal Sm' (= SA - SB) zu erzeugen,
welches einer Pegeldifferenz zwischen den Suinmensignalen SA
und SB entspricht.
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Die jeweils von den Teilen 82A und 82B des
Photodetektorelements 82 erhaltenen Detektionsausgangssignale S2A und S2B
werden einem Subtrahierer 94A zugeführt, um ein
Differenzsignal Sp' (= S2A - S2B) zu erzeugen, welches einer
Pegeldifferenz zwischen den Detektionsausgangssignalen S2A und S2B
entspricht, und die jeweils von den Teilen 84A und 84B des
Photodetektorelements 84 erhaltenen Detektionsausgangssignale
S4A und S4B werden einem Subtrahierer 94B zugeführt, um ein
Differenzsignal Sn' (= S4A - S4B) zu erzeugen, welches einer
Pegeldifferenz zwischen den Detektionsausgangssignalen S4A und
S4B entspricht. Die Differenzsignale Sp' und Sn' werden einem
5Addierer 96 zugeführt, um ein Summensignal Ss' (= Sp' + Sn')
zu erzeugen.
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Das Summensignal Ss' von dem Addierer 96 wird direkt einem der
Eingangsanschlüsse eines Subtrahierers 100 zugeführt. Das
Differenzsignal Sm' von dem Subtrahierer 92 wird einer
Pegelsteuerung 98 zugeführt, um darin einer Pegeleinstellung mit
einer Verstärkung von 2Gs unterzogen zu werden und dann dem
anderen der Eingangsanschlüsse des Subtrahierers 100 zugeführt
zu werden. Die Verstärkung 2Gs in der Pegelsteuerung 98 wird
als Reaktion auf das Verhältnis der Intensität Gs von jedem
der Hilfslichtstrahlen Lp und Ln zu dem Hauptlichtstrahl Lm
eingestellt. Von dem Subtrahierer 100 wird ein Differenzsignal
Sms' (= Ss' - 2Gs * Sm') erhalten, welches einer
Pegeldifferenz zwischen dem Summensignal Ss' von dem Addierer 96
und dem Differenzsignal Sm', welches bezüglich des Pegels mit
der Verstärkung von 2Gs von der Pegelsteuerung 98 eingestellt
worden ist, erhalten, um einer Quadrierungsschaltung 62' und
einem der Eingangsanschlüsse eines Addierers 72' zugeführt zu
werden.
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DAS Differenzsignal Sp' von dem Subtrahierer 94A und das
Differenzsignal Sn' von dem Subtrahierer 94B werden einem
Subtrahierer 102 zugeführt, und von dem Subtrahierer 102 wird
ein Differenzssignal Spn' (= Sp' - Sn'), welches einer
Pegeldifferenz zwischen den Differenzsignalen Sp' und Sn'
entspricht, erhalten, um einer Quadrierungsschaltung 64' und
einem der Eingangsanschlüsse eines Teilers 74' zugeführt zu
werden.
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Von der Quadrierungsschaltung 62' wird durch Quadrieren eines
Differenzsignals Sms' ein Signal Sq' (= Sms'²) erhalten, und
von der Quadrierungsschaltung 64' wird durch Quadrieren eines
Differenzsignals Spn' ein Signal Sr' (= Spn'²) erhalten. Die
Signale Sq' und Sr' werden in einem Addierer 66' miteinander
addiert, um ein Summensignal Su' (= Sms'² + Spn'²) zu
erzeugen. Das Summensignal Su' wird einer Schaltung 68' zum
Ziehen einer Quadratwurzel zugeführt. Von der Schaltung 68'
zum Ziehen einer Quadratwurzel wird durch Ziehen der
Quadratwurzel des Summensignals Su' ein Signal Sv' {= (Sms'² +
Spn'²)1,2) erhalten. Das Signal Sv' wird einer Pegelsteuerung
70' zugeführt, um darin einer Pegeleinstellung mit einer
Verstärkung von K unterzogen zu werden und dann dem anderen
der Eingangsanschlüsse des Addierers 72' zugeführt zu werden.
Die Verstärkung K in der Pegelsteuerung 70' wird gleich oder
größer als 1 eingestellt.
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In dem Addierer 72' wird das Differenzsignal Sms' von dem
Subtrahierer 100 zu dem Signal SvV addiert, welches bezüglich
des Pegels mit der Verstärkung K in der Pegelsteuerung 70'
eingestellt worden ist, und dadurch wird ein Summensignal
Sw' {= K * (Sms'² + Spn'²)1/2 + Sms') erhalten, um dem anderen
der Eingangsanschlüsse des Teilers 74' zugeführt zu werden.
Dann wird ein Signal, welches ein Verhältnis (Spn'/Sw') des
Differenzsignals Spn' zu dem Summensignal Sw' repräsentiert,
von dem Teiler 74' abgeleitet, um das spureinstellungssignal
St darzustellen.
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In einem derartigen Fall werden die folgenden Gleichungen
erfüllt.
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Sm' = SA - SB
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= I&sub0; {a * sin(2πU/Tp) + b}
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Sp' = S2A - S2B
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= I&sub1;[a * sin(2π(U + Tp/4)/Tp} + b]
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= I&sub1;{-a * cos(2πU/Tp) + b}
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Sn' = S4A - S4B
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= I&sub1;[a * sin{2π(U - Tp/4)/Tp} + b]
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= I&sub1;{a + cos(2πU/Tp) + b}
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Da die Gleichung Gs = I&sub1;/I&sub0; erfüllt wird, werden weiterhin die
folgenden Gleichungen erfüllt.
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Sms' = 2 * Gs * Sm' - (Sp' + Sn')
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= 2 * I&sub1;{a * cos(2πU/Tp) + b} - 2 * I&sub1; * b
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= 2 * I&sub1; * a * sin{2πU/Tp) ... (3)
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Spn' = Sp' - Sn'
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= 2 * I&sub1; * a * cos(2πU/Tp) ... (4)
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Das Summensignal von dem Addiere 72' wird mit der folgenden
Gleichung ausgedrückt:
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Sw' = K * (Sms'² + Spn'²)1/2 + Sms'
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Setzt man die rechte Seite der Gleichung (3) für Sms' ein und
die rechte Seite der Gleichung (4) für Spn' ein, werden
weiterhin die folgenden Gleichungen erfüllt:
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Sw' = K * [(2 * I&sub1; * a)2 * {cos²(2πU/Tp)
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+ sin²(2πU/Tp)}]1/2 + 2 * I&sub1; * a * cos(2πU/Tp)
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= 2 * I&sub1; * a + {K + cos(2πU/Tp)}
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Als Ergebnis wird das Spureinstellungsfehlersignal St durch
die folgende Gleichung ausgedrückt:
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St = Spn' / Sw'
= sin(2πU/Tp)/{K + cos(2πU/Tp)}
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Folglich enthält das von dem Teiler 74' erhaltene
Spureinstellungsfehlersignal St in der gleichen Weise wie das in dem
in Fig 4 gezeigten Beispiel erhaltene
Spureinstellungsfehlersignal St keine Gleichstrom-Offsetkomponente und besitzt eine
konstante Amplitude ohne Rücksicht auf die jeweilige Amplitude
der Summensignale SA und SB, der Detektionsausgangssignale S2A
und S2B von dem Photodetektorelement 82 und den
Detektionsausgangssignalen S4A und S4B von dem Photodetektorelement 84,
der Intensität 10 des Hauptlichtstrahls Lm und der Intensität
von jedem der Hilfslichtstrahlen Lp und Ln.
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Obwohl jedes Beispiel der optischen Einheit und des
Signalerzeugungsschaltungsblocks der vorerwähnten Ausführungsform
das Informationswiedergabesystem, welches z. B bei einem
optischen Plattenspieler angewendet wird, bildet, ist es
einzusehen, daß die vorliegende Erfindung ebenso bei einer
optischen Einheit und einem Signalerzeugungsschaltungsblock
angewendet werden kann, welcher ein
Informationsaufzeichnungssystem bildet, das z. B. bei dem optischen Plattenspieler
angewendet wird, in welchem ein Hauptlichtstrahl und eine
Vielzahl von Hilfslichtstrahlen veranlaßt werden, auf ein
optisches plattenförmiges Aufzeichnungsmedium zur Aufzeichnung
von Informationssignalen darauf aufzutreffen, und, nachdem sie
durch das optische plattenförmige Aufzeichnungsmedium
reflektiert worden sind, zur Erzeugung eines
Fokussierungsfehlersignals und eines Spureinstellungsfehlersignal verwendet
werden.