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Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische
Platteneinheit und genauer gesagt, ein Gerät zur Steuerung des
Schärfenregler-Servomechanismus eines optischen Platteneinheit.
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Um Daten auf der Aufzeichnungsfläche einer optischen Platte
optisch aufzuzeichnen und die aufgezeichneten Daten abzurufen
muß ein Laserstrahllichtfleck durch eine
Schärfenreglersteuerung auf die Aufzeichnungsfläche fokussiert gehalten werden.
Während einer Suchoperation, in der sich der Laserstrahl über
die Spuren der optischen Platte bewegt, werden die Positionen
des Laserstrahls auf der Grundlage eines Tracking Error
Signals (TES) (Nachlauffehlersignals) gesteuert. Um ein
ordentliches TES zu erhalten, ist es erforderlich, einen
Laserstrahllichtfleck auf die Aufzeichnungsfläche fokussiert
zu halten.
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Fig. 5(A) zeigt eine Wellenform eines Focus Error Signals
(FES) (Scharfeinstellungsfehlersignals), das unter der
Bedingung erhalten wurde, daß sich die Verstärkung eines
Scharfeinstellungs-Servoregelkreises während einer
Suchoperation nicht ändert. Die Streuung eines Laserstrahls aufgrund
einer Spurrille beeinträchtigt das FES, wenn der Laserstrahl
eine Spur überquert, und daher nimmt das FES während einer
Periode hoher Suchgeschwindigkeit die Form eines
Hochfrequenzsignals, und während einer Periode der niedrigen
Suchfrequenz die Form eines Niederfrequenzsignals an. Ein
Hochfrequenz-FES verursacht kein Problem, auch wenn das
Hochfrequenz-FES in einen Fokus-VCM eingegeben wird, weil ein
Regelglied nicht auf die Hochfrequenz des eingegebenen FES
reagieren kann. Das Regelglied reagiert jedoch auf den
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Niederfrequenz-FES-Eingang in den Fokus-VCM und führt dazu,
daß ein Defokussierzustand auftritt, in dem keine Zielspur
erreicht werden kann.
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Das obige Problem wird beschrieben unter Bezugnahme auf die
Fig. 5(B) bis 5(E). Fig. 5(B) zeigt den Ausschlag einer
Plattenoberfläche während einer Such-Operation, und Fig.
5(C) zeigt die Position einer Linse, d.h. die Bewegung der
Linse in Fokussierrichtung während der Suchoperation. Die
Bewegung der Linse folgt dem Ausschlag der Plattenoberfläche
während einer Periode der Hochsuchgeschwindigkeit, aber
während einer Periode der Niedrigsuchgeschwindigkeit kann die
Linsenbewegung dem Ausschlag der Plattenoberfläche nicht mehr
folgen wegen der Auswirkungen der Streuung an der Spurrille,
wie oben gezeigt wird. Also entsteht während der Niedrig-
Suchgeschwindigkeit eine Defokussierbedingung, wie in Fig.
5(D) gezeigt wird. Fig. 5(E) zeigt ein TES, das während einer
Suchoperation erhalten wurde. Das TES hat während einer
Periode der Hochsuchgeschwindigkeit eine konstante Amplitude,
hat aber eine kleine Amplitude, wenn während der Periode der
Niedrigsuchgeschwindigkeit die Defokussierung auftritt. Da
die Suchgeschwindigkeit durch Positionsinformationen
gesteuert wird, die vom TES geliefert werden, gerät die
Suchoperation außer Kontrolle, wenn das TES klein wird, und eine
Zielspur kann nicht mehr erreicht werden.
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In der Japanischen, ungeprüft veröffentlichten
Patentanmeldung (kokai) Nr. 57-186239, die zur Abgrenzung des
nachstehenden Anspruchs 1 in Betracht gezogen wird, sind Mittel
offenbart zur Minderung der Steuerverstärkung des
Fokussiermittels während einer Suchoperation, um das Auftreten eines
Tongeräuschs vom Aufnehmer zu vermeiden. Dieser Stand der
Technik offenbart jedoch nicht die Lösung des vorgenannten
Problems. Fig. 6(A) bis Fig 6(E) beziehen sich auf Fig. 5(A)
bis Fig. 5(E), zeigen jedoch Werte, die erhalten werden, wenn
die Steuerverstärkung gesenkt wird. In dieser Situation kann
keine genügend große Antriebskraft erhalten werden, damit die
Linse dem Ausschlag der Plattenoberfläche folgen kann, da die
Steuerverstärkung des Fokussiermittels auch während einer
Suchoperation mit hoher Geschwindigkeit gemindert wird, und
so wird die Amplitude der Wellenform der Linsenelevation,
gezeigt in Fig. 6(C), klein im Verhältnis zur Amplitude der
Wellenform des Ausschlags der Plattenoberfläche, die in Fig.
6(B) gezeigt wird. Wie aus Fig. 6(B) ersichtlich, nimmt die
Amplitude der Wellenform, die den Ausschlag der
Plattenoberfläche anzeigt, ab, wenn sich die Suchoperation von einer
Hochgeschwindigkeit zu einer Niedriggeschwindigkeit
verändert, weil der Einfluß der mechanischen Toleranzen, die in
den mechanischen Elementen inhärent vorhanden sind, wie z.B.
in einem Grobstellglied, einem Feinstellglied usw., in der
Hochsuchgeschwindigkeit zunimmt. Instabile Amplituden des
FES, wie in Fig. 6(A) gezeigt werden, zeigen an, daß eine
Defokussierbedingung eintritt, wie sie in Fig. 6(D) gezeigt
wird, und die Amplituden des FES nehmen gemäß der
Defokussierbedingung ab. Wie in Fig. 6(E) gezeigt wird, bewirken
diese Defokussierbedingungen, daß das TES schwankt,
Spurenzählfehler häufig vorkommen, und die Suchoperation außer
Kontrolle gerät.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist das Vorsehen eines TES
geeigneter Amplitude, unabhängig von der Suchgeschwindigkeit, um
die Steuerung einer Suchoperation ordnungsgemäß durchführen
zu können.
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Dementsprechend sieht die vorliegende Erfindung vor: Eine
optische Platteneinheit mit einem Laser zum Abstrahlen eines
Laserstrahls auf eine optische Platte, Spurverfolgungsmittel
zum Steuern der Projektionsstellung des Laserstrahls zum
Verfolgen der Spur bzw. der Spuren auf der optischen Platte,
Fokussiermittel, die auf Fehler in der Fokussierung des
Laserstrahls auf die Spur ansprechen, um die Projektion des
Laserstrahls zu steuern, so daß der Laserstrahl auf die
Aufzeichnungsfläche der optischen Platte fokussiert wird, und
Informationsabrufmittel zum Abrufen der aufgezeichneten Daten
auf der Grundlage eines von der optischen Platte reflektier
ten Strahls oder eines durch die optische Platte übertragenen
Strahls, wobei das Gerät gekennzeichnet ist durch eine
Verstärkungs-Steuerung zum Einstellen der Empfindlichkeit des
Fokussiermittels als Reaktion auf eine Suchgeschwindigkeit,
mit der die Projektionsposition des Laserstrahls die Spuren
der optischen Platte überstreicht, wobei die Verstärkung des
Fokussiermittels während der Periode der langsamen
Geschwindigkeit der Suchoperation reduziert wird.
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Die Erfindung gestattet somit die Steuerung der
Empfindlichkeit des Fokussiermittels als Reaktion auf eine
Suchgeschwindigkeit eines optischen Kopfes, in der die
Suchgeschwindigkeit hoch ist, die Empfindlichkeit des Fokussiermittels
unverändert bleibt, um genug Antriebskraft vom Fokus-VCM
anwenden zu lassen, daß die Bewegung der Linse auf den
Ausschlag der Plattenoberfläche reagiert während andererseits
die Suchgeschwindigkeit gering ist, der Effekt der
Strahlstreuung an einer Spurrille auf das FES und das TES durch
Verkleinern der Verstärkung des Fokussiermittels gemindert
wird.
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In den bevorzugten Ausführungsformen stellt der
Verstärkungsregler die Empfindlichkeit des Fokussiermittels durch
Steuerung eines Fokussier-Servoregelkreises innerhalb des
Fokussiermittels ein, wobei der Verstärkungsregler die Verstärkung
des Fokussier-Servoregelkreises reduziert, sobald die Such-
Operation eines optischen Kopfs nahezu abgeschlossen ist. Das
geschieht, weil eine Suchgeschwindigkeit in der Regel
abnimmt, sobald sich die Suchoperation ihrem Abschluß nähert.
Durch diese Lösung ist es möglich, die Steuerungsverstärkung
des Servoregelkreises während den
Suchhochgeschwindigkeitsperioden beizubehalten, so daß genug Antriebskraft auf einen
Fokus-VCM ausgeübt werden kann, so daß die Bewegung einer
Linse dem Ausschlag der Plattenoberfläche folgt, und um die
Auswirkungen der Strahlstreuung an einer Spurrille auf das
FES und das TES durch Reduktion der Verstärkungssteuerung des
Fokussiermittels zu mindern, wenn eine Suchgeschwindigkeit an
dem Zeitpunkt, an dem eine Suchoperation fast abgeschlossen
ist, klein wird.
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Jetzt soll die Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf
eine Ausführungsform näher beschrieben werden, wie in den
beiliegenden Zeichnungen dargestellt wird; in diesen ist
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Fig. 1 ein Blockschaltbild, das einen Teil einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Anwendung auf eine
optische Platteneinheit darstellt.
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Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen anderen
Teil der Ausführungsform darstellt;
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Fig. 3 ist ein Graph, der ein Geschwindigkeitsprofil der
Ausführungs form darstellt;
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Fig. 4(A) bis Fig. 4(E) sind Diagramme, die Wellenformen
eines FES, den Ausschlag einer Plattenoberfläche, die
Bewegungen einer Linse, die Größe der Defokussierung bzw. ein TES
in der Ausführungsform zeigen;
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Fig. 5(A) bis Fig. 5(E) sind Diagramme, die Wellenformen
eines FES, den Ausschlag einer Plattenoberfläche, die
Bewegungen einer Linse, die Größe der Defokussierung bzw. ein TES
in einem herkömmlichen Gerät zeigen; und
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Fig. 6(A) bis Fig. 6(E) sind Diagramme, die Wellenformen
eines FES, den Ausschlag einer Plattenoberfläche, die
Bewegungen einer Linse, die Größe der Defokussierung bzw. ein TES
in einer weiteren Ausführungsform zeigen.
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Fig. 2 zeigt einen Teil einer optischen Platteneinheit gemäl3
einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ein optischer Kopf 10 besteht aus einem Grobstellglied 20 und
einem Feinstellglied 30. Der Grobstellglied 20 wird von einer
Schiene 22 getragen, so daß es sich in radialer Richtung
einer optischen Platte 100 frei bewegen kann (in Richtung
einer Suchoperation), und wird in Richtung der Suchoperation
durch einen Grobstellglied-VCM (Voice Coil Motor -
Schwingspulenmotor) 24 angetrieben.
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Das Feinstellglied 30 wird vom Grobstellglied 20 über eine
Welle 32 gehaltert, so daß es sich in der Fokussier- und
Spurverfolgungsrichtung bewegen kann, und wird in
Fokussierrichtung und in Spurrichtung durch einen Fokus-VCM 34 bzw.
einen Spurverfolgungs-VCM 36 angetrieben. Das Feinstellglied
30 weist eine feste Objektivlinse 38 auf, von der aus ein
Laserstrahl 40 auf die optische Platte 100 projiziert wird.
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Auch das Grobstellglied 20 ist mit einem
Relativstellungsfehler-(RPE)-Erfassungssensor 25, einem Brennpunktfehlersignal-
(FES)-Erfassungssensor 27 und einem
Spurfehler-(TES)-Erfassungssensor 29 ausgestattet. Der Relativpositions-(RPE)-
Erfassungssensor 25, z.B. ein Spaltlichtfühler mit zwei
lichtempfindlichen Teilen, erfaßt die Größe einer relativen
Ablenkung (Rotationsablenkung von einer neutralen Stellung)
des Feinstellglieds 30 vom Grobstellglied 20. Der
Brennpunktfehlersignal-(FES)-Erfassungssensor 27, z.B. ein
Spaltlichtfühler mit vier lichtempfindlichen Teilen, erfaßt die
Abweichung einer Stellung eines Lichtflecks des Laserstrahls 40
vom Brennpunkt auf der optischen Platte 100. Der
Spurverfolgungsfehlersignal-(TES)-Erfassungssensor 29, z.B. ein binärer
Spaltlichtfühler, erfaßt die Positionsabweichung eines
Lichtflecks des Laserstrahls 40 von der Spurmittellinie auf der
optischen Platte 100.
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Fig. 1 zeigt einen weiteren Teil der bevorzugten
Ausführungsform. In der Figur wird der Ausgang eines
Relativpositionsfehler-(RPE)-Erfassungsfühlers 25 in einen RPE-Rechner 52
eingegeben. Der RPE-Rechner 52 berechnet, wenn es sich bei
dem RPE-Erfassungsfühler 25 z.B. um einen Spaltlichtfühler
mit zweilichtempfindlichen Teilen handelt, die Differenz
zwischen den von den zwei lichtempfindlichen Teilen erfaßten
Signalen, und gibt dann einen nichtberichtigten d.i. Grob-RPE
aus. Mit Hilfe eines RPE-Angleichers 54 wird dann der
Zuwachs, d.i. die Abweichung des nichtberichtigten RPE,
berichtigt und der sich ergebende eingeregelte RPE wird dann an ein
Grob-Servosteuergerät 56 gegeben.
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Der RPE wird nach Tiefpaßfiltern und Kompensation für den
Phasenfortschritt durch die Grob-Servosteuerung 56 an einen
Grob-VCM-Antrieb 58 gegeben, von dem der Antriebsstrom gemäß
der Amplitude und dem Vorzeichen des RPE, d.h. Größe und
Richtung der Ablenkung des Feinstellglieds 30 gegenüber dem
Grobstellglied 20 an den Grobstellglied-VCM 24 gegeben wird.
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Ein Ausgang vom FES-Erfassungsfühler 27 wird in einen FES-
Rechner 62 eingegeben. Der FES-Rechner 62, wenn es sich beim
FES-Erfassungsfühler 27 z.B. um einen Spaltlichtfühler mit
vier lichtempfindlichen Teilen handelt, berechnet die
Differenz zwischen der Summe der von einem Paar diagonal
zueinanderliegenden lichtempfindlichen Teilen erfaßten Signale und
der Summe der vom anderen ebenfalls diagonal
zueinanderhegenden Paar lichtempfindlicher Teile erfaßten Signale, und
gibt dann ein unberichtigtes FES aus. Die Verschiebung des
unberichtigten FES wird von einem Berichtigungsglied 64
berichtigt, und das sich ergebende FES wird dann in ein
Fokus-Servosteuergerät 66 eingegeben.
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Das FES wird nach Tiefpaßfiltern und Kompensation für den
Phasenfortschritt durch die Fokussier-Grob-Servosteuerung 66
durch ein Verstärkungssteuermittel 300 an einen Fokussier-
VCM-Antrieb 68 gegeben, von dem der Antriebsstrom gemäß der
Amplitude und dem Vorzeichen des FES, d.h. einer
Positionsabweichungsamplitude und einer Abweichungsrichtung eines Flecks
des Laserstrahls 40 vom Brennpunkt, an den Fokussier-VCM 34
gegeben wird. Daraufhin setzen der
Brennpunktfehlersignal(FES)-Erfassungssensor 27, der FES-Rechner, der
FES-Einsteller, die Brennpunkt-Servosteuerung 66 und das Verstär-
kungssteuermittel 300 die Fokussiermittel zusammen.
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Ein Ausgang vom TES-Erfassungsfühler 29 wird in einen TES-
Rechner 72 eingegeben. Der TES-Rechner 72, wenn es sich z.B.
beim TES-Erfassungsfühler 27 um einen Spaltlichtfühler mit
zwei lichtempfindlichen Teilen handelt, berechnet die
Differenz zwischen den von einem Paar lichtempfindlicher Teile
erfaßten Signalen, und erzeugt ein unberichtigtes oder
Grob-TES. Die Verstärkung und Verschiebung des nicht
berichtigten TES wird dann vom TES-Berichtiger 74 berichtigt, um
ein berichtigtes TES zu bilden, und das so erhaltene TES wird
in die Fein-Servosteuerung 76, einen
Feinstellglied-VCM-Antrieb 78, eingegeben und liefert ein Antriebssignal, das an
den Spurverfolgungs-VCM 36 gegeben wird.
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Das berichtigte TES wird auch in einen Spurkreuzungsdetektor
82 eingegeben, in dem auf der Grundlage einer Wellenform des
TES erfaßt wird, wie oft der optische Kopf 10 (d.h. ein
Strahlfleck) die Spuren kreuzt; das Ergebnis dieses Erfassens
wird an einen Spurenzähler 84 gegeben. Beim Anlaufen einer
Suchoperation liefert eine Servosystemsteuerung (CPU plus
logischer Schaltkreis) 200 einen Wert an den Spurenzähler 84,
der den Abstand zwischen einer Spur von einer
augenblicklichen Position zu einer Zielposition angibt. Ein im
Spurenzähler 84 enthaltener Wert wird durch Abziehen jedesmal dann
vermindert, wenn der optische Kopf 10 während einer
Suchoperation eine Spur kreuzt.
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Die Steuerung 200 ist mit einem Geschwindigkeitsprofil-ROM 86
versehen, in dem Informationen, z.B. das Verhältnis zwischen
einem Spurabstand von einer augenblicklichen Position zur
Zielposition und eine gewünschte Geschwindigkeit, wie in Fig.
3, die zur Steuerung der Suchgeschwindigkeit benutzt wird,
abgespeichert sind. Wenn Informationen über die
augenblickliche Position auf der Grundlage des Wertes des Spurenzählers
84 geliefert werden, gibt der Geschwindigkeitsprofil-ROM 86
die gewünschte Geschwindigkeit, die als Digitalwert
dargestellt
ist, an der augenblicklichen Position an einen
Geschwindigkeitsprofilgenerator 88, in dem der Digitalwert in
einen Analogwert umgewandelt wird, der an einen Suchblock 90
ausgegeben wird. Der Suchblock 90 vergleicht den aus dem
Geschwindigkeitsprofilgenerator 88 erhaltenen Wert mit der
augenblicklichen Geschwindigkeitsinformation, die vom TES
geliefert wird, um ein Positionierfehlersignal (PES) zu
erzeugen, das ein integrierter Wert der Vergleichsergebnisse
ist. Das PES wird an einen Wahlschalter 92 gegeben, an den
zusätzlich zum PES auch das TES gegeben wird. Im
Suchoperationsmodus gibt der Wahlschalter 92 das PES an die
Fein-Servosteuerung 76, aber im Spuroperationsmodus gibt der
Wahlschalter 92 das TES an die Fein-Servosteuerung 76. Im
Suchoperationsmodus kann der Wahlschalter 92 das PES nicht nur an
die Fein-Servosteuerung 76 sondern auch an die
Grob-Servosteuerung 56 geben.
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Jetzt wird die Suchoperation der bevorzugten Ausführungsform
beschrieben unter Bezugnahme auf Fig. 4(A) bis Fig. 4(E). Zu
Beginn der Suchoperation wird die Anzahl der Spuren von einer
Suchstartposition bis zu einer Zielposition im Spurenzähler
84 gespeichert und der abgespeicherte Wert wird, jedesmal
wenn der optische Kopf während der Suchoperation eine Spur
kreuzt, durch Subtraktion vermindert. Eine
Suchgeschwindigkeit wird bestimmt auf der Grundlage des im Spurenzähler 84
abgespeicherten Wertes durch Bezugnahme auf ein
Geschwindigkeitsprofil (Fig. 3) im Geschwindigkeitsprofil-ROM 86. Für
kurze Zeit nach dem Anlaufen der Suchoperation, wie im
Geschwindigkeitsprofil (Fig. 3) gezeigt wird, wird die
Suchoperation mit hoher Geschwindigkeit ausgeführt. Während eine
Periode einer solchen Hochgeschwindigkeits-Suchoperation soll
die Steuerverstärkung des Fokussiermittels die gleiche
bleiben wie der Wert einer Steuerverstärkung während der
Periode der Spurverfolgungsoperation. Wenn die Steuerung 200
entdeckt, daß der im Spurenzähler 84 vorhandene Wert unter
einen vorgegebenen Wert absinkt, wenn die Suchoperation
nahezu abgeschlossen ist, sieht die Steuerung 200 ein Steuer-
signal an das Verstärkungssteuermittel 300 vor, um die
Steuerverstärkung des Fokussiermittels auf einen vorgegebenen
Wert zu reduzieren.
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Die Steuerverstärkung des auf diese Weise variierten
Fokussiermittels bewirkt die Minderung des Streueffekts aus dem
Kreuzen einer Spurrille, der mit dem zu reduzierenden FES
übertragen wird, wie in Fig. 4(A) gezeigt wird. Somit wird
die Bewegung der Linse (Fig. 4(C)), die dem Ausschlag der
Plattenoberfläche (Fig. 4(B)) folgt, während der
Niedriggeschwindigkeits-Suchoperation verbessert, um die Größe der
Defokussierung zu reduzieren (Fig. 4(D)). Daraus ergibt sich,
daß die Amplitude des TES während der
Niedriggeschwindigkeits-Suchoperation nicht abnimmt und das geeignete TES, das
für die Steuerung der Suchoperation erforderlich ist, läßt
sich erzeugen, um die Suchoperation störungsfrei
durchzuführen, wie in Fig. 4(E) gezeigt wird.
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Die Steuerverstärkung des Fokussiermittels in dieser
Ausführungsform verändert sich gemäß dem im Spurenzähler 84
abgespeicherten Wert, jedoch muß man hier berücksichtigen, daß
die Steuerverstärkung des Fokussiermitteis auch aufgrund von
Informationen verändert werden kann, die sich auf die
Suchoperation beziehen.
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Auch die Steuerverstärkung des Fokussiermittels in dieser
Ausführungsform wird hoch oder tief eingestellt, hier wird
jedoch darauf hingewiesen, daß die Steuerverstärkung des
Fokussiermittels auch um mehr als zwei Stufen bzw. stufenlos
variiert werden kann.
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Die im FES während der Hochgeschwindigkeits-Suchoperation
produzierten Hochfrequenzbestandteile werden in der
vorliegenden Ausführungsform nicht eigens entfernt, jedoch ist es
klar, daß diese Hochfrequenzteile auch durch den
Tiefpaßfilter ausgefiltert werden können.
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Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung in der obigen Beschreibung läßt sich ungeachtet der
Suchgeschwindigkeit ein geeignetes TES zur ordnungsgemäßen
Steuerung einer Suchoperation erzeugen.