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Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische
Plattenwiedergabevorrichtung und insbesondere eine optische Plattenwiedergabevorrichtung,
die mit einer Neigungsservoeinheit versehen ist.
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Wenn bei einer optischen Videoplattenwiedergabevorrichtung ein
plattenförmiger Aufzeichnungsträger, z.B. eine Videoplatte (nachstehend
einfach als "Platte" bezeichnet), die auf einem Plattenteller angeordnet
ist, verzogen ist, ist die Informationsaufzeichnungsfläche der Platte
relativ zur optischen Achse des Informationsleselichtstrahls, der vom
Abtaster bzw. Abtastsystem ausgestrahlt wird, geneigt, und es treten
Asymmetriefehler auf. Infolgedessen wird der Einfluß der benachbarten Spur
stärker, und dies führt zu einer Nebensprechverstärkung. Um dieses Problem
zu überwinden, wird eine Neigungsservoeinheit verwendet, die die Neigung
der Informationsaufzeichnungsfläche relativ zur optischen Achse des
Informationsleselichtstrahls mittels eines sogenannten Neigungssensors
ermittelt und die Neigung des Abtasters entsprechend dem ermittelten
Ausgangssignal steuert bzw. regelt, so daß die optische Achse des
Informationsleselichtstrahls immer senkrecht zur
Informationsaufzeichnungsfläche bleibt.
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Als derartige Neigungsservoeinheit sind bisher verschiedene
Anordnungen vorgeschlagen worden. Alle diese Anordnungen haben spezielle
Neigungssensoren in der Nähe des Abtasters, und dies verhindert einen
kompakten Aufbau des Abtasters und bedeutet außerdem erhöhte
Herstellungskosten. Eine Plattenneigungsservoeinheit ohne einen getrennten speziellen
Neigungssensor ist in JP-A-2079228 vorgeschlagen worden. Der Oberbegriff
des Anspruchs 1 beruht auf diesem Dokument.
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Um diese Probleme zu lösen, ist es die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine optische Plattenwiedergabevorrichtung bereitzustellen, die
mit einer Neigungsservoeinheit versehen ist und keinen Neigungssensor zur
ausschließlichen Verwendung erfordert, wodurch zu einem kompakten Aufbau
des Abtasters und zu geringeren Herstellungskosten beigetragen wird.
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Die optische Plattenwiedergabevorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung weist auf:
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einen Abtaster, der versehen ist mit einer Objektivlinse zum
Konvergieren eines ausgestrahlten Lichtstrahls auf der
Informationsaufzeichnungsfläche der Platte und mit einem Photodetektor zum Empfangen
eines reflektierten Lichtstrahls von der Informationsaufzeichnungsfläche
durch die Objektivlinse und Ausgeben eines Signals, das der auf der
Informationsaufzeichnungsfläche aufgezeichneten Information entspricht,
wobei der Photodetektor, der den reflektierten Lichtstrahl empfängt,
entlang der Richtung der Aufzeichnungsspur in zwei Teile geteilt ist und
ferner entlang einer zu der Aufzeichnungsspur senkrechten Richtung geteilt
ist, um vier Elemente zu bilden;
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eine Spurhalte-Servoeinheit, die aus einem Regelkreis besteht, mit
einer Einrichtung zum Erzeugen eines Spurfehlersignals, das die Abweichung
des ausgestrahlten Lichtstrahlpunkts in einer radialen Richtung der Platte
relativ zu einer Aufzeichnungsspur der Platte anzeigt, und außerdem mit
einer Einrichtung zum Ablenken des ausgestrahlten Lichtstrahlpunkts in der
radialen Richtung der Platte entsprechend dem Spurfehlersignal; und
eine Neigungsservoeinheit zum Steuern bzw. Regeln des ausgestrahlten
Lichtstrahls, so daß dieser senkrecht zu einer optischen Achse der
Informationsaufzeichnungsfläche entsprechend einem
Plattenneigungsermittlungssignal ist, mit einer Plattenneigungsermittlungseinrichtung zur
Gewinnung des Plattenneigungsermittlungssignals, indem die Neigung der
Informationsaufzeichnungsfläche relativ zu der optischen Achse des
ausgestrahlten Lichtstrahls ermittelt wird und die
Plattenneigungsermittlungseinrichtung ein Differenzausgangssignal von
Lichtempfangsausgangssignalen des Paares von photoelektrischen Umwandlungselementen auf
jeder Seite der Aufzeichnungsspurrichtung ausgibt, wenn der Regelkreis in
einem geschlossenen Zustand ist, und das Differenzausgangssignal als das
Plattenneigungsermittlungssignal ausgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die
Objektivlinse und der Photodetektor so angeordnet sind, daß sie als eine
einzige Einheit bewegt werden, und die Spurfehlersignalerzeugungs
einrichtung eine Phasenänderungskomponente ermittelt, die sich entsprechend
der Abweichung von einer Phasendifferenz, die zwischen den Ausgangssignalen
der vier photoelektrischen Umwandlungselemente erzeugt wird, ändert, und
diese als das Spurfehlersignal ausgibt.
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In den Zeichnungen zeigen:
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Fig. 1 eine Schnittansicht einer Anordnung des Abnehmers, der in der
optischen Plattenwiedergabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendet wird;
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Fig. 2 ein Blockschaltbild, das eine Anordnung eines
Signalverarbeitungssystems der optischen Plattenwiedergabevorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung darstellt;
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Fig. 3 eine theoretische Darstellung, die die Beziehung zwischen der
Plattenneigung und dem Plattenneigungsermittlungssignal zeigt;
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Fig. 4 die Wellenformen eines Spurfehlersignals (a), eines
HF-Lesesignals (b) und eines Abtastimpulses (c);
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Fig. 5 und 6 Blockschaltbilder, die tatsächliche Anordnungen der
Abtastimpul serzeugungsschal tungen darstellen; und
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Fig. 7 Betriebswellenformen der Schaltungen gemäß Fig. 5 und 6.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung ausführlich mit Bezug auf
die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Fig. 1 ist eine Schnittansicht einer Anordnung des Abtasters P, der
in einer optischen Plattenwiedergabevorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung zu verwenden ist. Im Hauptkörper 1 dieses Abtasters P sind eine
Laserlichtquelle 2 zum Emittieren eines Laserlichtstrahls, ein Spiegel 3
zum Reflektieren dieses Laserlichtstrahls in der Richtung der Platte D,
eine Objektivlinse 4 zum Konvergieren des einfallenden Lichtstrahls auf der
Informationsaufzeichnungsfläche der Platte D und ein Photodetektor 5 zum
Empfangen des reflektierten Lichtstrahls von der Platte D durch die
Objektivlinse 4 vorgesehen. Der von einem Spurhalte- bzw.
Nachführstellglied (nicht dargestellt) angetriebene Hauptkörper 1 mit der
Objektivlinse 4 und dem Photodetektor 5 ist in der radialen Richtung ( )
der Platte einstückig beweglich. Der Hauptkörper list in der Richtung der
optischen Achse durch ein Fokussier- bzw. Scharfstellglied (nicht
dargestellt) einstückig beweglich. Eine vom Anmelder der vorliegenden
Anmeldung bereitgestellte, tatsächliche Anordnung eines solchen Abtasters
P wird ausführlich in der japanischen Patentanmeldung Nr. H2-135726 des
Anmelders der vorliegenden Anmeldung beschrieben. Eine ähnliche Anordnung
ist in EP-A-333512 dargestellt.
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Nachstehend wird eine Anordnung eines Signalverarbeitungssystems der
optischen Plattenwiedergabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in
Verbindung mit Fig. 2 beschrieben.
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Zunächst ist der Photodetektor 5, der im Abtaster P angeordnet ist,
als sogenannter Quadranten-Photodetektor, der vier photoelektrische
Umwandlungselemente 5a bis 5d aufweist und dessen Lichtaufnahmefläche durch
die Teilungslinie L&sub1; entlang der tangentialen Richtung der Spur und durch
die Teilungslinie L&sub2; senkrecht zu dieser in vier Teile geteilt ist. Er ist
so angeordnet, daß der Mittelpunkt 0 der Lichtaufnahmefläche mit der
optischen Achse des von der Platte D reflektierten Lichtstrahls
übereinstimmt, wenn der Spurhaltezustand entsprechend hergestellt ist. Von
diesen vier photoelektrischen Umwandlungselementen 5a bis 5d werden die
Ausgangssignale Sa und Sc der photoelektrischen Umwandlungselemente 5a und
5c und die Ausgangssignale Sb und Sd der photoelektrischen
Umwandlungselemente 5b und 5d, die in diagonalen Linien angeordnet sind, in den
Addierern 6 bzw. 7 addiert. Außerdem werden die Ausgangssignale der durch
die Teilungslinie L&sub2; geteilten Seiten, d.h. die Ausgangssignale Sa und Sd
der photoelektrischen Umwandlungselemente 5a und 5d und die Ausgangssignale
Sb und Sc der photoelektrischen Umwandlungselemente 5b und 5c in den
Addierern 8 bzw. 9 addiert.
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Die addierten Ausgangssignale (Sa+Sc) und (Sb+Sd) der Addierer 6 und
7 werden über BPFS (Bandpaßfilter) 10 und 11 und Begrenzer (LIM) 12 und 13
an den Phasenkomparator 14 übergeben. Der Phasenkomparator 14 gibt die
Spannung aus, die der Phasendifferenz dieser beiden Eingangssignale
proportional ist. Das Phasendifferenzausgangssignal des Phasenkomparators
14 wird als ein Spurfehlersignal über das LPF (Tiefpaßfilter) 15
ausgegeben. Die Polarität und der Pegel des Spurfehlersignals zeigen die
Abweichungsrichtung und die Abweichung des Informationslesestrahlpunkts in
radialer Richtung der Platte relativ zur Aufzeichnungsspur der Platte D an.
Dieses Spurfehlersignal wird selektiv über einen Regelkreisschalter 16 an
das Spurhalte-Stellglied (nicht dargestellt) übergeben.
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Wie oben beschrieben, wird von der Phasendifferenz, die zwischen den
Ausgangssignalen der vier photoelektrischen Umwandlungselemente 4a bis 4d
entsteht, die Phasenänderungskomponente, die sich entsprechend der
Abweichung des Informationslesestrahlpunkts in radialer Richtung der Platte
relativ zur Aufzeichnungsspur ändert, ermittelt und das Spurfehlersignal
erzeugt. Dies ist das sogenannte Zeitdifferenzermittlungsverfahren
(japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. JP-A-57.181433), und dieses
Verfahren ist insofern vorteilhaft, als es von der Abweichung der
Intensitätsverteilung des reflektierten Lichtstrahls nicht abträglich
beeinflußt wird.
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Andererseits werden die addierten Ausgangssignale (Sa+Sd) und (Sb+Sc)
der Addierer 8 und 9 an den Subtrahierer 17 übergeben, und die Differenz
zwischen beiden Ausgangssignalen wird ermittelt. Dieses Differenzausgangs
signal {(Sa+ Sd)-(Sb+Sc)} wird direkt als ein
Plattenneigungsermittlungssignal ausgegeben, wenn der Spurhalte-Regelkreis geschlossen ist. Wenn er
offen ist, wird das Abtast-Halte-Ausgangssignal der Abtast-Halte-Schaltung
18 vom Wahlschalter gewählt und wird als Plattenneigungsermittlungssignal
über das LPF 20 ausgegeben. Dieses Plattenneigungsermittlungssignal zeigt
die Neigung der Informationsaufzeichnungsfläche der Platte D zur optischen
Achse des Informationsleselichtstrahls an. Insbesondere wenn, wie in Fig.
3 dargestellt, die Platte D um den Winkel Δθ in bezug auf die Fläche, die
in radialer Richtung senkrecht zur optischen Achse der Objektivlinse 4 ist,
geneigt ist, wird die optische Achse des reflektierten Lichtstrahls
verschoben, und der Strahlpunkt wird auf der Lichtempfangsfläche des
Quadranten-Photodetektors 5 ebenfalls verschoben. Demzufolge wird anhand
der vier photoelektrischen Umwandlungselemente 5a bis 5d ein
Gleichspannungsversatz, der der Neigung der Platte D entspricht, im
Differenzausgangssignal {(Sa+Sd)-(Sb+Sc)} der Summe der Ausgangssignale auf den
entlang der tangentialen Richtung der Spur durch die Teilungslinie L&sub1;
geteilten Seiten erzeugt. Diese Verschiebung des Strahlpunkts beträgt
fº2Δθ, wobei f der Abstand zwischen der Objektivlinse 4 und der Platte D
ist. Das derartig ermittelte Plattenneigungsermittlungssignal wird an das
Neigungsstellglied (nicht dargestellt) des Neigungsservomechanismus
übergeben, der die optische Achse des Informationsleselichtstrahls so
steuert, daß sie senkrecht zur Informationsaufzeichnungsfläche der Platte
D ist. Als der Neigungsservomechanismus kann derjenige verwendet werden,
der in der offengelegten japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. S59-
168835 offenbart ist. Das Plattenneigungsermittlungssignal wird somit als
das treibende Signal für den Neigungsmotor des oben beschriebenen
Neigungsservomechanismus verwendet.
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Der Gleichspannungsversatz, der in den Ausgangssignalen
{(Sa+Sd)+(Sb+Sc)} erzeugt wird, wird auch durch die relative
Positionsabweichung zwischen den Objektivlinsen 4 und dem Quadranten-Photodetektor
erzeugt. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Objektivlinse 4 und
der Quadranten-Photodetektor 5 einstückig bewegt, und es tritt kein Versatz
aufgrund der relativen Positionsabweichung der Objektivlinse 4 und des
Quadranten-Photodetektors 5 auf. Dadurch könnte der in den Ausgangsignalen
{(Sa+Sd)-(Sb+Sc)} erzeugte Gleichspannungsversatz ebenso als durch die
Plattenneigung verursacht angesehen werden.
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Da der Quadranten-Photodetektor 5 zum Ermitteln des Spurfehlersignals
gleichzeitig zur Erzeugung des Plattenneigungsermittlungssignals verwendet
wird, besteht keine Notwendigkeit für einen ausschließlich als solchen
verwendeten Detektor, der bisher einen kompakten Aufbau des Abtasters
verhindert hat. Dies trägt zum kompakten Aufbau des Abtasters P und zur
Verringerung der Herstellungskosten bei.
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Die addierten Ausgangssignale (Sa+Sd) und (Sb+Sc) der Addierer 8 und
9 werden ferner an den Addierer 21 übergeben, und die Summe der beiden
Ausgangssignale wird ermittelt. Die Gesamtsumme der Ausgangssignale
{(Sa+Sd) + (Sb+Sc)} der photoelektrischen Umwandlungselemente 5a bis 5d
werden an das Wiedergabeverarbeitungssystem als das HF-Lesesignal
übergeben, und dieses wird über eine Hüllkurvenermittlungsschaltung 22 an
einen Eingang (b) der Abtastimpulserzeugungsschaltung 23 übergeben. Die
Abtastimpulserzeugungsschaltung 23 verwendet das Spurfehlersignal als ein
weiteres Eingangssignal (a) und erzeugt den Abtastimpuls (c) der Abtast-
Halte-Schaltung 18 zur Zeit des Nulldurchgangs des Spurfehlersignals (a)
entsprechend dem Spurfehlersignal (a) und dem HF-Hüllkurvensignal (b) im
Spurhaltezustand, d.h. wenn der Informationslesestrahlpunkt in der
Aufzeichnungsspur ist.
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Wenn das Differenzausgangssignal {(Sa+Sd)- (Sb+Sc)} von der Abtast-
Halte-Schaltung zur Zeit des Nulldurchgangs des Spurfehlersignals (a) im
Spurhaltezustand gehalten wird, während der Spurhalte-Regel kreis im offenen
Zustand ist, und wenn die Gleichspannungskomponente des
Halte-Ausgangssignals als das Plattenneigungssignal ausgegeben wird, kann ein genaues
Plattenneigungsermittlungssignal auch dann ermittelt werden, wenn der
Spurhalte-Regelkreis in einem offenen Zustand ist, wie während des Suchens.
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Fig. 5 und 6 zeigen tatsächliche Anordnungen der
Abtastimpulserzeugungsschaltung 23.
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In Fig. 5 wird ein HF-Hüllkurvensignal (a) an CL-(Lösch-)Eingänge von
D-FFs (Flipflops) 51 und 52 übergeben, und das Spurfehlersignal (a) oder
(a') wird an einen Takteingang des D-FF 51 übergeben. Es wird ferner vom
Inverter 53 invertiert und an einen Takteingang des D-FF 52 übergeben.
q-Ausgangssignale der D-FFS 51 und 52 werden über ein ODER-Gatter 54 an
einen Triggereingang eines MMV (monostabilen Multivibrators) 55 übergeben.
Dann wird der Ausgangsimpuls dieses MMV 55 zum Abtastimpuls (c).
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Andererseits wird in Fig. 6 das HF-Hüllkurvensignal (b) an den
D-Eingang eines D-FF 61 übergeben, und es wird ferner vom Inverter 62
invertiert und an einen Eingang eines UND-Gatters 63 übergeben. Das
Spurfehlersignal (a) oder (a') wird an einen Takteingang eines D-FF 62
übergeben und wird zu einem Eingangssignal eines Exklusiv-ODER-Gatters 64.
Das Q-Ausgangssignal des D-FF 61 wird an einen anderen Eingang des
Exklusiv-ODER-Gatters 64 übergeben, und das Ausgangssignal des Exklusiv-
ODER-Gatters 64 wird an einen anderen Eingang des UND-Gatters 63 übergeben.
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Das Ausgangssignal des UND-Gatters 63 wird an einen Triggereingang des MMV
65 übergeben. Der Ausgangsimpuls dieses MMV 65 wird in einen Abtastimpuls
(c) umgewandelt.
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Fig. 7 zeigt Betriebswellenformen der Schaltungen gemäß Fig. 5 und
6. (a) bis (g) oder (g') stellen die Wellenformen der Signale (a) bis (g)
oder (g') in jeder dieser Figuren dar.
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Anhand der oben beschriebenen Ausführungsform ist der Fall
beschrieben worden, wo das Spurfehlersignal durch das
Zeitdifferenzverfahren in einem sogenannten Strahlsystem erzeugt wird, das den
quadranten-Photodetektor 5 verwendet, wobei die Erzeugung des
Spurfehlersignals nicht auf das Zeitdifferenzverfahren beschränkt ist und das
sogenannte Dreistrahl-Verfahren, wie es allgemein bekannt ist, verwendet
werden kann. Wenn der Photodetektor 5 nicht gleichzeitig zur Erzeugung des
Spurfehlersignals wie im Falle des Dreistrahl-Verfahrens verwendet wird,
besteht keine Notwendigkeit, den Quadranten-Photodetektor als den
Photodetektor 5 zu verwenden, und es kann ein eine Zweiteilung aufweisender
Photodetektor verwendet werden, der aus einem Paar photoelektrischer
Umwandlungselemente besteht, wobei die Lichtaufnahmefläche durch eine
Teilungslinie entlang der Richtung der Aufzeichnungsspur in zwei Teile
geteilt ist.
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Außerdem wird eine gerade Linie als die Teilungslinie des
Photodetektors in der oben beschriebenen Ausführungsform verwendet, während die
vorliegende Erfindung nicht auf diese beschränkt ist. Wie in der
vorläufigen japanischen Patentveröffentlichung Nr. 63-285732 offenbart,
kann der Photodetektor durch eine Kurve geteilt werden, die dadurch erzeugt
wird, daß die gerade Linie parallel oder senkrecht zur Aufzeichnungsspur
auf der Platte über eine Objektivlinse oder optische Komponente auf den
Photodetektor projiziert wird, wobei Astigmatismus zur Fokussierung erzeugt
wird.
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Wie oben beschrieben, ist in der optischen
Plattenwiedergabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ein Photodetektor, der aus
mindestens einem Paar photoelektrischer Umwandlungselemente besteht, die
entlang der Richtung der Aufzeichnungsspur in zwei Teile geteilt sind, als
der Photodetektor des Abtasters vorgesehen, und das Differenzausgangssignal
der Lichtempfangsausgangssignale des Paares der photoelektrischen
Umwandlungselemente wird ermittelt, wenn der Spurhalte-Regelkreis in einem
geschlossenen Zustand ist, und dieses wird als das Plattenneigungs
ermittlungssignal ausgegeben. Demzufolge besteht keine Notwendigkeit, einen
speziellen Sensor zu verwenden, der bisher ein Hindernis zur Erreichung
eines kompakten Aufbaus des Abtasters gewesen ist. Dies trägt zu einer
kompakteren Ausführung des Abtasters und zu einer Verringerung der
Herstellungskosten bei. Außerdem kann eine genaue Ermittlung durchgeführt
werden, da die Ermittlungseinheit auf der optischen Achse liegt.