DE69121696T2

DE69121696T2 - Optisches plattengerät

Info

Publication number: DE69121696T2
Application number: DE69121696T
Authority: DE
Inventors: Makoto Iida
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1990-11-14
Filing date: 1991-11-13
Publication date: 1997-01-23
Anticipated expiration: 2011-11-14
Also published as: EP0510214B1; KR920704285A; KR960002041B1; DE69121696D1; EP0510214A1; WO1992009079A1; EP0510214A4; US5461599A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Plattensystem für eine Kompaktplatte, eine Laserpiatte oder dergleichen.
Eine Vielzahl von Produkten, die optische Platten betreffen, ist in den letzten Jahren auf dem Markt erschienen. Zusätzlich zur Verbreitung von Kompaktplattenabspielgeräten für Haus- und persönlichen Gebrauch, hat eine Verringerung des Preises kompatibler Abspielgeräte, die in der Lage sind, viele Sorten optischer Platten, wie eine Laserplatte, eine Kompaktplatte und dergleichen abzuspielen, die Verbreitung derartiger Produkte beschleunigt. Bezüglich der Software erscheint Software mit guter Qualität und niedrigem Preis, welche einen führenden Teil auf dem AV- (audio visuell) Gebiet im Vergleich mit Video einnimmt. Andererseits wird die optische Platte auf dem computergebiet als ein ROM (ein Nur-Lese- Speicher) angewendet, wobei ihre große Speicherkapazität und hohe Zugänglichkeit verwendet wird. Die Verwendung der optischen Platte wird sich in Zukunft aufgrund der Verbreitung einer optischen Platte eines Direkt-Lese-Nach-Schreib-Typs, welche überschrieben werden kann, weit ausdehnen.
Daten auf der optischen Platte sind typischerweise spiralförmig von einer inneren Peripherie zu einer äußeren Peripherie der Platte als Vertiefungen angeordnet und die Daten werden in Abhängigkeit von dem Vorhandensein der Vertiefung bestimmt. Eine Rolle des optischen Servogeräts ist, Lichtstrahlen, die von einem optischen System auf ein vorbestimmtes Feld der Vertiefungen emittiert werden, bei der Reproduktion von Daten der optischen Platte zu fokussieren, um die Daten in einen lesbaren Zustand zu bringen. Das optische Servogerät wird in ein Fokuservogerät, welches dazu dient, das optische System auf eine Oberfläche einer optischen Platte zu fokussieren, und ein Spurfolgeservogerät klassifiziert, welches Strahlen zur Reproduktion von Information auf ein Feld von Vertiefungen auf eine Oberfläche einer optischen Platte positioniert.
Es gibt ein herkömmliches optisches Plattensystem (japanische Patentanmeldung Nr. SHO 63-293614, Anmeldedatum 27. Mai 1987, Titel der Erfindung: Positionssteuerungssystem).
In dem herkömmlichen optischen Plattensystem werden Fehlersignale von einem Digitalfilter verarbeitet, dann auf acht Bits gerundet, um als Ansteuerungsdaten verwendet zu werden. Daten niedriger Ordnung gehen wegen der Rundung verloren.
Das herkömmliche optische System hat daher das Problem, daß es schwierig ist, eine ausreichende Genauigkeit in dem System sicherzustellen, da die Ansteuerungsdaten auf acht Bits gerundet werden.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist, das obige Problem zu überwinden und ein optisches Plattensystem mit einer guten Steuerungscharakteristik zu schaffen.
Die EP 0388958 offenbart einen Verstärkungs- und Phasenkompensationsschaltkreis zur Verwendung in einem Servosteuerungssystem für ein optisches Plattengerät. Erste und zweite Digitalfilter sind mit einem Eingang von einem Analog/Digital-Konverter versehen. Die Filterausgänge sind mit einem digitalen Addierer verbunden, welcher ein Servosteuerungssignal liefert.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur eines optischen Plattensystems einer Ausführungsforrn gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das die innere Struktur eines in Fig. 1 gezeigten Digitalfilters 5 zeigt,
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, das den Weg vom Ausgang des Digitalfilters 5 zum Ausgang von Ansteuerungsdaten 10 zeigt, und
Fig. 4 ist eine Darstellung, die Frequenzcharakteristiken von Fehlern zeigt.
Die vorliegende Erfindung schafft daher ein optisches Plattensystem mit einem optischen System, das Lichtstrahlen auf eine optische Platte aufbringt, um Fehlersignale auf der Basis davon reflektierter Lichtstrahlen zu erzeugen, einem A/D- Konverter, der die Fehlersignale von einer analogen Form in eine digitale Form konvertiert, einem Digitalfilter, das Ausgänge von dem A/D-Konverter filtert, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlersignale Fokus- oder Spurfolgesignale sind, und dadurch, daß das System weiter umfaßt ein Addiermittel, das Ausgänge des Digitalfilters und verzögerte Ausgänge addiert, ein Extraktionsmittel, das Ansteuerungsdaten von den addierten Daten herausnimmt, ein Verzögerungsmittel, das Fehlerdaten, welche Ausgänge sind, die beim Extrahieren der Ansteuerungsdaten von dem Extrahierrnittel verbleiben, um eine vorbestimmte Zeitdauer verzögert, um sie als verzögerte Ausgänge auszugeben, und ein Ansteuerungsmittel, das das optische System gemäß den Ansteuerungsdaten ansteuert, welche Ausgänge des Extraktionsmittels sind.
In der obigen Struktur werden Fehlerdaten zurückgespeist und addiert, um verwendet zu werden, wodurch die Genauigkeit der Ansteuerungsdaten verbessert werden kann, und wodurch die Steuerungscharakteristik des Systems verbessert werden kann.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1, 2, 3(b) und 4(d) zeigen die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Struktur einer optischen Platte der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, in welcher bezeichnen Bezugszeichen 1 eine optische Platte, welche ein Medium ist, worin Information aufgezeichnet ist, 2 ein optisches System, welches Lichtstrahlen auf die optische Platte 1 aufbringt, um Fokusfehlersignale zu produzieren, indem die reflektierten Strahlen empfangen werden, 3 einen A/D-Konverter, in welchen die Fokusfehlersignale eingegeben werden, um sie von einer analogen Form in eine digitale Form zu konvertieren, 4 Abtasttaktgeber, welche ausgelegt sind, die Fokusfehlersignale abzutasten, um Werte in einem Register in dem Digitalfilter 5 zu halten und Abschneidedaten (Fehlerdaten) zu halten, welche Eingänge von einem Verzögerungsmittel 5 sind, 5 ein Digitalfilter, in welches die A/D-konvertierten Daten eingegeben werden, um sie zur Kompensation in einem tiefen und einem hohen Band zu filtern, 10 ein Addiermittel, welches einen Ausgang des Digitalfilters 5 und einen Ausgang des Verzögerungsmittels 9 addiert, 6 ein Extraktionsmittel, in welches Daten eingegeben werden, die von dem Addiermittel 10 addiert werden, und welches sie trennt, um Ansteuerungsdaten daraus herauszunehmen, 7 ein Ansteuerungsmittel, welches die Ansteuerungsdaten 11 mittels eines Haltetaktgebers 8 hält, um ein Ansteuerungssignal auszugeben, 9 ein Verzögerungsmittel, in welches Daten (Fehlerdaten) eingegeben werden, die von dem Extraktionsmittel 6 abgerundet werden, um einen verzögerten Ausgang durch Halten mittels eines Abtasttaktgebers 4 zu erhalten, und 13 einen Motor, welcher die optische Platte dreht.
Der Betrieb des optischen Plattensystems dieser Ausführungsform mit der oben dargelegten Struktur wird als nächstes beschrieben.
Ein Fokus der Lichtstrahlen, die von dem optischen System 2 emittiert werden, befindet sich auf der optischen Platte 1 oder darüber in einem Normal-Fokus-Servo-Zustand, und eine Schleife wird gebildet, um den Absolutwert des Fokusfehlersignals zu verringern. Das von dem optischen System 2 erhaltene Fokusfehlersignal wird von einer analogen in eine digitale Form durch den A/D Konverter 3 konvertiert. Eine abgetastete Frequenz wird hier in acht-Bit-Daten mit einer Frequenz von 44,1 KHz konvertiert. Die konvertierten acht-Bit-Daten werden, um gefiltert zu werden, in das Digitalfilter 5 eingegeben. Das Digitalfilter 5 führt eine Filterung zur Kompensation in einem tiefen und einem hohen Band durch.
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur des Digitalfilters 5 zeigt. Das Digitalfilter 5, in das die acht-Bit- Daten eingegeben werden, besteht aus einem Tiefpaß-Filterabschnitt 18 und einem Hochpaß-Filterabschnitt 19, die parallel angeordnet sind, und addiert Ausgänge der beiden Filter, um ein Ergebnis auszugeben. Der Tiefpaß-Filterabschnitt 18 ist mit einem Register für einen Tiefbandterm versehen, um eine akkumulative Addition durchzuführen. Die addierten Daten werden mit einem Koeffizienten für den Tiefbandterm 15 multipliziert, so daß sie Daten für das Tiefband sind. Andererseits ist der Hochpaß-Filterabschnitt 19 mit einem Register für den Hochbandterm versehen, und um eine Abtastung verzögerte Daten werden mit einem Koeffizienten für den Hochbandterm 17 multipliziert, um als eine Differenz zwischen dem Ergebnis und den gegenwärtig abgetasteten Daten ausgegeben zu werden. Das Digitalfilter 5 addiert dann einen Ausgang des Hochpaß-Filterabschnitts 19 und einen Ausgang des Tiefpaß- Filterabschnitts 18, um ein addiertes Ergebnis auszugeben.
Die Ausgangsdaten von dem Digitalfilter 5 werden zu dem Ausgang von dem Verzögerungsmittel 9 durch das Addiermittel 10 addiert und in das Extraktionsmittel 6 eingegeben. übrigens werden die Register für den Hochbandterm und den Tiefbandterm 14, 16 von den Abtasttaktgebern 4 verschoben.
Das Extraktionsmittel 6 dient dazu, die Ansteuerungsdaten 11 (acht Bits) von den Daten herauszunehmen, die von dem Addiermittel 10 addiert werden, wobei die Bits niedrigerer Ordnung in dieser Ausführungsform weggelassen werden. Obwohl die Verstärkung abhängig von dieser Herausnahmeposition variiert wird, wird diese Position auf der Basis der Charakteristiken der Servoschleife gesetzt. In das Ansteuerungsmittel 7 werden die Ansteuerungsdaten 11 (acht Bits) eingegeben, welche die Ausgangsdaten von dem Extraktionsmittel 6 sind, um eine Pulsdauermodulation auf der Basis der acht-Bit-Daten durchzuführen, die von dem Haltetaktgeber 8 gehalten werden.
übrigens wird die Pulsdauermodulation auch mit einer Frequenz von 44,1 KHz durchgeführt. Wenn die Daten positiv sind, wird eine positive Spannung kontinuierlich während einer Zeitperiode angelegt, die proportional zur Größe des Absolutwertes der Daten ist. Wenn eine positive Spannung angelegt wird, wird veranlaßt, daß das optische System 2 in eine Richtung angesteuert wird, um die Fokusfehlersignale zu verringern. Wenn die Daten negativ sind, wird eine negative Spannung während einer Zeitperiode angelegt, die proportional zur Größe des Absolutwertes der Daten ist. Wenn eine negative Spannung angelegt wird, wird veranlaßt, daß das optische System 2 in eine Richtung angesteuert wird, um die Fokusfehlersignale zu vergrößern. Auf diese Weise wird die Fokusservowirkung wegen des Betriebes der geschlossenen Schleife ausgeführt.
In dieser Ausführungsform werden das Verzögerungsmittel 9 und das Addiermittel 10 neu als strukturelle Elemente vorgesehen, welchen die weggelassenen Daten (Fehlerdaten) 12, die von dem Extraktionsmittel 6 weggelassen worden sind, eingegeben werden, um zu dem Ausgang des Digitalfilters 5 nach der Verzögerung um eine Abtastung addiert zu werden, wodurch die Daten, welche bisher weggelassen worden sind, zur Verwendung gebracht werden. Obwohl zu diesem Zeitpunkt die Daten um eine Abtastung hinten liegen, ist es notwendig, daß die Daten wirken, selbst wenn sie verzögert sind. In diesem Fall wirken die um eine Abtastung verzögerten Daten, da die Frequenz, die von einer vertikalen Ablenkung der Oberfläche der optischen Platte 1 (von einigen Hertz zu einigen zehn Hertz) hervorgerufen wird, ausreichend geringer als die Abtastfrequenz (44,1 KHz) ist. Deshalb werden die Daten, welche weggelassen worden sind, verwendet, wodurch die Genauigkeit der Ansteuerungsdaten verbessert wird.
Figuren 3(a) und 3(b) stellen dar, wie die Genauigkeit der Ansteuerungsdaten verbessert wird. Figuren 3(a) und 3(b) sind Blockdiagramme, die den Weg von dem Ausgang des Digitalfilters zu dem Ausgang der Ansteuerungsdaten 11 zeigen, Fig. 3(a) zeigt eine herkömmliche Weise, während Fig. 3(b) diese Ausführungsform zeigt. Die herkömmliche Weise wird durch eine Formel dargestellt:
Vout = Vin - Q
wobei
Vin ein Ausgang des Digitalfilters ist,
Vout ein Ausgang der Ansteuerungsdaten ist, und
Q ein Fehler ist, der durch die Extraktion er halten wird.
Andererseits wird diese Ausführungsforrn durch eine Formel dargestellt:
Vout = Vin - Q(1 - Z&supmin;¹)
wobei
Z¹ = exp(jωt) , ein verzögertes Element ist, das durch z-Transformation dargestellt ist,
wobei
j die Einheit der imaginären Zahl ist,
ω eine Winkelfrequenz (ω = 2nf, wobei π der Wert des Verhältnisses des Umfanges eines Kreises zu seinem Durchmesser ist, und f eine Frequenz ist) ist; und
t ein Abtastzyklus ist (wobei t = 1/44100).
Die Frequenzcharakteristik der Fehler ist ein konstantes Q auf herkömmliche Weise, wie in Fig. 4(c) gezeigt, aber wird in dieser Ausführungsform variiert, wie in Fig. 4(d) gezeigt. Die Fehler in dieser Ausführungsform bei einer Frequenz von 10Hz der vertikalen Ablenkung der optischen Plattenoberfläche betragen näherungsweise 1/700 von jenen in dem herkömmlichen System, was eine bemerkenswerte Verbesserung der Wirkung zeigt. Die Fehler nehmen in der Nähe von 7 KHz zu, aber dies beeinflußt das Fokusservogerät wenig, da die Verstärkungsübergangsfrequenz des Fokusservogeräts ungefähr 750 Hz bis 2,5 KHz beträgt, und die Verstärkung ist stark verringert, wie 1 bei einer Frequenz von 7 KHz oder höher.
Diese Ausführungsform wird auf dem Fokusservogerät durchgeführt, aber es ist möglich, ein Spurfolgeservogerät auf die gleiche Weise zu modifizieren, so daß die Fokusfehlersignale durch Spurfolgefehlersignale ersetzt sind.
Die abgerundeten Daten werden als die Fehlerdaten in dieser Ausführungsform verwendet, aber wenn die niedrigeren Daten auf eins erhöht oder abgerundet werden, können die entsprechenden Fehler als die Fehlerdaten von dem Extraktionsmittel verwendet werden, wodurch der gleiche Effekt erhalten werden kann.
Wie beschrieben worden ist, schafft die vorliegende Erfindung ein optisches Plattensystem mit einem optischen System, das Lichtstrahlen auf eine optische Platte aufbringt, um Fokusfehlersignale auf der Basis davon reflektierter Lichtstrahlen zu erzeugen, einem A/D-Konverter, der die Fokusfehlersignale von einer analogen Form in eine digitale Form konvertiert, einem Digitalfilter, das die Ausgänge von dem A/D-Konverter filtert, einem Addiermittel, das die Ausgänge von dem Digitalfilter zu verzögerten Ausgängen addiert, einem Extraktionsmittel, das Ansteuerungsdaten von den addierten Daten herausnimmt, einem Verzögerungsmittel, das Fehlerdaten, welche ein beim Herausnehmen der Ansteuerungsdaten von den addierten Daten durch das Extraktionsmittel verbleibender Ausgang der addierten Daten sind, um eine vorbestimmte Zeitdauer verzögert, um sie als verzögerte Ausgänge auszugeben, und einem Ansteuerungsmittel, das das optische System gemäß den Ansteuerungsdaten ansteuert, welche Ausgänge von dem Extraktionsmittel sind. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Fehlerdaten zurückgespeist und addiert, um wirksam verwendet zu werden, wodurch die Genauigkeit der Ansteuerungsdaten vergrößert und die Steuerungscharakteristik verbessert werden.

Claims

1. Ein optisches Datenplattenansteuerungssystem mit

einem optischen System, das Lichtstrahlen auf eine optische Platte (1) aufbringt, um Fehlersignale auf der Basis davon reflektierter Lichtstrahlen zu erzeugen,

einem A/D-Konverter (3), der die Fehlersignale von einer analogen Form in eine digitale Form konvertiert,

einem Digitalfilter (4), das Ausgänge von den A/D- Konverter filtert,

dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlersignale Fokussignale sind, und dadurch, daß das System weiter umfaßt

ein Addiermittel (10), das Ausgänge des Digitalfilters und Ausgänge eines Verzögerungsmittels (9), das Fehlerdaten enthält, addiert,

ein Extraktionsmittel (6), das Ansteuerungsdaten von den addierten Daten herausnimmt, die von dem Addiermittel (10) ausgegeben werden,

ein Verzögerungsmittel (9) zum Verzögern von Fehlerdaten, welche Daten Ausgänge sind, die beim Extrahieren der Ansteuerungsdaten von dem Extrahiermittel (6) verbleiben, um eine vorbestimmte Zeitdauer, um die Daten als verzögerte Ausgänge an das Addiermittel (10) auszugeben, und

ein Ansteuerungsmittel (7), das das optische System gemäß den Ansteuerungsdaten ansteuert, welche Ausgänge des Extraktionsmittels (6) sind.

2. Ein optisches Plattensystem mit

einem A/D-Konverter (3) , der die Fehlersignale von einer analogen Form in eine digitale Form konvertiert,

einem Digitalfilter (4) das Ausgänge von dem A/D-Konverter filtert,

dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlersignale Spurfolgesignale sind, und dadurch, daß das System weiter umfaßt

ein Addiermittel (6), das Ausgänge des Digitalfilters und Ausgänge eines Verzögerungsmittels (9), das Fehlerdaten enthält, addiert,

ein Verzögerungsmittel (9), das Fehlerdaten verzögert, welche Daten Ausgänge sind, die beim Extrahieren der Ansteuerungsdaten von dem Extraktonsmittel (6) verbleiben, um eine vorbestimmte Zeitdauer, um die Daten als verzögerte Ausgänge an das Addiermittel (10) auszugeben, und

ein Ansteuerungsmittel (7) das das optische System gemäß den Ansteuerungsdaten ansteuert, welche Ausgänge von dem Extraktionsmittel (6) sind.

LISTE DER BEZUGSZEICHEN IN DEN ZEICHNUNGEN

1: optische Platte

2: optisches System

3: A/D-Konverter

5: Digitalfilter

6: Extraktionsmittel

7: Ansteuerungsmittel

9: Verzögerungsmittel

10: Addiermittel

13: Motor

14: Register für einen Tiefbandterm

15: Koeffizientenabschnitt für einen Tiefbandterm

16: Register für einen Hochbandterm

17: Koeffizientenabschnitt für einen Hochbandterm

18: Tiefpaß-Filterabschnitt

19: Hochpaß-Filterabschnitt