DE69221931T2 - Optische Abtastvorrichtung - Google Patents

Optische Abtastvorrichtung

Info

Publication number
DE69221931T2
DE69221931T2 DE69221931T DE69221931T DE69221931T2 DE 69221931 T2 DE69221931 T2 DE 69221931T2 DE 69221931 T DE69221931 T DE 69221931T DE 69221931 T DE69221931 T DE 69221931T DE 69221931 T2 DE69221931 T2 DE 69221931T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
signal
track
beams
tracking
tracks
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69221931T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69221931D1 (de
Inventor
Johannes Leopoldus Bakx
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Electronics NV filed Critical Philips Electronics NV
Publication of DE69221931D1 publication Critical patent/DE69221931D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69221931T2 publication Critical patent/DE69221931T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0943Methods and circuits for performing mathematical operations on individual detector segment outputs
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/085Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam into, or out of, its operative position or across tracks, otherwise than during the transducing operation, e.g. for adjustment or preliminary positioning or track change or selection
    • G11B7/08505Methods for track change, selection or preliminary positioning by moving the head
    • G11B7/08517Methods for track change, selection or preliminary positioning by moving the head with tracking pull-in only
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0901Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following only
    • G11B7/0903Multi-beam tracking systems
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/094Methods and circuits for servo offset compensation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum optischen Abtasten einer Informationsebene mit Spuren, wobei die Vorrichtung ein optisches System zum Erzeugen zweier Spurfolgebündel und eines Hauptbündels, ein Linsensystem zum Fokussieren der drei Strahlenbündel auf dem Aufzeichnungsträger in zwei zu beiden Seiten einer abzutastenden Spur liegende Spurfolgeflecke und in einen einzigen Hauptfleck auf der genannten Spur sowie zumindest drei Detektionssysteme a, b und c zum Auffangen von vom Aufzeichnungsträger kommender Strahlung jeweils der zwei Spurfolgebündel und des Hauptbündels umfaßt, wobei jedes Detektionssystem in zumindest zwei Detektoren aufgespalten ist, und ein hinsichtlich seiner Lage einstellbares Element, um eine entsprechende Einstellung der transversalen Position des Rauptflecks bezüglich der abzutastenden Spur (13) zu erzeugen. Diese Vorrichtung kann in Geräten zum Beschreiben und Auslesen optischer Aufzeichnungsträger verwendet werden.
  • Eine Abtastvorrichtung dieser Art ist aus der europäischen Patentanmeldung Nr.0.201.603 bekannt. In der bekannten Vorrichtung hält ein Spurfolgeservosystern den Hauptfleck auf der abzutastenden Spur. Dieses System wird mit Hilfe eines Spurfolgefehlersignais gesteuert, das aus den Signalen der Teildetektoren abgeleitet wird. Eine Grobsteuerung und eine Feinsteuerung können in dem Spurfolgeservosystem verwendet werden. Die Grobsteuerung wird realisiert, indem ein den Abtastkopf enthaltender Schlitten in transversaler Richtung, das heißt der radialen Richtung bezüglich des runden Aufzeichnungsträgers bewegt wird. Die Feinsteuerung kann realisiert werden, in dem eine Objektivlinse innerhalb des Abtastkopfes in der transversalen Richtung verlagert wird. Infolge einer solchen Verlagerung der Objektivlinse verschieben sich die Strahlungsflecke, die in der Ebene der Detektoren von den Strahlenbündeln gebildet werden, bezüglich der zugehörigen Detektoren, so daß im Spurfolgefehlersignal ein Offset erzeugt wird, mit dem das Spurfolgeservo£ystem gesteuert wird.
  • Die europäische Patentanmeldung Nr.0.201.603 beschreibt eine Kombination aus Detektorsignalen, die ein Spurfolgefehlersignal erzeugen, das unabhängig von kleinen Querverlagerungen der Linse ist. Im Falle größerer Verlagerungen treten jedoch im Lichtweg starke Abweichungen auf, weil die Linse weit außerhalb ihrer optischen Achse verwendet wird. Solche Verlagerungen treten beispielsweise am Anfang eines Suchvorgangs auf, wenn die Geschwindigkeit des Abtastkopfes beträchtlich erhöht wird, um zu einer anderen Spur auf dem Aufzeichnungsträger zu gelangen. In einem solchen Fall werden die von den Detektoren gelieferten Signale häufig ernsthaft gestört, so daß Fehler auftreten, wenn die Anzahl der überquerten Spuren beim Suchvorgang gezählt werden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beseitigen und eine optische Abtastvorrichtung zu schaffen, in der der Einfluß der Position der Objektivlinse oder eines anderen irn Lichtweg vorhandenen einstellbaren Elements auf das Spurfolgefehlersignal verringert wird. Diese Abtastvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine elektronische Schaltung zur Verarbeitung von Ausgangssignalen der Detektoren in ein Positionssignal umfaßt, das die Lage des genannten einstellbaren Elernents darstellt. Das Positionssignal kann in einfacher Weise aus den Detektorsignalen abgeleitet werden, die durch die Verschiebung der Strahlungsflecke auf den Detektoren erzeugt werden. Daher ist es nicht rnehr notwendig, einen gesonderten Positionssensor nahe des einstellbaren Elementes anzubringen. Dieses Element kann beispielsweise die obengenannte Objektivlinse oder ein drehbarer Spiegel sein. Die Position des Elernents kann mit Hilfe des Positionssignals in bekannter Weise korrigiert werden, so daß die Strahlenbündel die Objektivlinse möglichst zentral durchlaufen. Während eines Suchvorgangs kann das Positionssignal beispielsweise die Feinsteuerung steuern, um so die Objektivlinse auf einer Nennposition im Abtastkopf zu halten, wobei die Linse auf ihrer optischen Achse verwendet wird. Bei der Spurfolge kann das Positionssignal die Grobsteuerung steuern, so daß sie den Abtastkopf so positioniert, daß die Objektivlinse ungefähr auf ihrer Nennposition bleibt, um die Strahlenbündel auf der zu folgenden Spur zu fokussieren.
  • Es sei bemerkt, daß in der Zusammenfassung der japanischen Patentanmeldung Nr.63-291224 vorgeschlagen worden ist, die Position einer Objektivlinse in einem Abtastkopf aus einem Spurfolgefehlersignal abzuleiten, das von einem einzigen Abtaststrahlenbündel erzeugt wird. Wenn der Abtastkopf die Spuren während eines Suchvorgangs quer durchläuft, hat das Spurfolgefehlersignal einen sinusförmigen Verlauf. Die Gleichstromkomponente des Spurfolgefehlersignals ist ein Maß für die Position der Objektivlinse. Ein Nachteil dieser bekannten Vorrichtung ist, daß sie langsam ist, weil die Wechselstromkomponente aus dem Spurfolgefehlersignal ausgefiltert werden muß. Die Änderungen der Position der Objektivlinse können jedoch schnell auftreten, insbesondere am Anfang eines Suchvorgangs, wenn die Geschwindigkeit des Abtastkopfes erheblich erhöht wird. Dann wird die Schaltung kein korrektes Positionssignal liefern.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltung eingerichtet ist, ein Positionssignal zu liefern, das proportional zur Summe zweier Differenzsignale der Detektionssysteme a und b und einer mit einem Differenzsignal des Detektionssystems c multiplizierten Konstante ist. Diese erfindungsgemäße Kombination von Detektorsignalen ergibt ein Positionssignal, das den wichtigen Vorteil hat, daß es nur wenig von Bewegungen der Flecke quer zur Spurrichtung beeinflußt wird.
  • Eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Konstante gleich 2T ist, wobei T das Intensitätsverhältnis zwischen einem Spurfolgebündel und dem Hauptbündel ist. Diese Wahl der Konstanten liefert den wichtigen Vorteil, daß die Intensitätsdifferenz zwischen dem Hauptbündel und den Spurfolgebündeln kompensiert wird.
  • Infolge einer nicht symmetrischen Intensitätsverteilung des aus der Strahlungsquelle stammenden Strahlenbündels oder infolge einer Asymmetrie der optischen Komponenten zwischen der Strahlungsquelle und den Detektoren können die beiden Spurfolgebündel eventuell nicht die gleiche Intensität haben. Eine weitere Ausführungs form der Vorrichtung, die hierfür eingerichtet ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzsignal eines der Detektionssysteme a und b hinsichtlich einer Intensitätsdifferenz zwischen den beiden Spurfolgebündeln korrigiert worden ist. Durch Multiplikation des Differenzsignals des Detektionssystems a oder b mit dem Intensitätsverhältnis der beiden Spurfolgebündel kann ein korrektes Positionssignal erzeugt werden.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Hauptfleck und jedem der zwei Spurfolgeflecken in einer Richtung senkrecht zur abzutastenden Spur gleich einer halben Spurperiode ist. Jetzt wird das von der elektronischen Schaltung gelieferte Positionssignal nicht mehr durch Bewegungen der Flecke quer zur Spurrichtung beeinflußt.
  • Es sei bemerkt, daß ein solcher Abstand zwischen den Spurfolgeflecken aus der europäischen Patentanmeldung EP-A-0.201 .603 bekannt ist. In dieser Anmeldung wird dieser Abstand jedoch nur verwendet, um eine maximale Amplitude des Spurfolgefehlersignals zu erhalten.
  • Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist durch eine weitere elektronische Schaltung gekennzeichnet, die mit den Ausgängen der Detektoren verbunden ist und ein Normalisierungssignal liefert, das proportional zu den Summensignalen der Detektionssysteme a und b ist und 2T-mal dem Summensignal des Detektionssystems c und durch eine Normalisierungsschaltung, die mit den Ausgängen der beiden elektronischen Schaltungen zum Liefern eines normalisierten Positionssignals verbunden ist. Infolge der Normalisierung ist das Positionssignal von der Intensität der Strahlungsquelle unabhängig geworden. Änderungen bei dieser Intensität führen nicht mehr zu einer Änderung der Vergrößerung in der Steuerungsschleife zum Steuern der Position des Elements.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. εs zeigen:
  • Figur 1 einen Abtastkopf, der einen Aufzeichnungsträger mit Hilfe dreier Strahlenbündel abtastet;
  • Figur 2 die Positionen der von den drei Strahlenbündeln auf dem Aufzeichnungsträger gebildeten Flecke;
  • Figur 3 die drei Detektionssysteme des Abtastkopfes mit elektronischer Verarbeitungsschaltung;
  • Figur 4 einen Abtastkopf mit einer Linse in einer Nennposition und in einer verschobenen Position;
  • Figur 5 einen Abtastkopf mit der Schaltung, die das Positionssignal erzeugt, und die Positionssteuerung für die Objektivlinse und
  • Figur 6 diesen Abtastkopf, der mit einer Normalisierungsschaltung für das Positionssignal versehen ist.
  • Gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren beziehen sich auf die gleichen Komponenten.
  • Figur 1 zeigt einen Teil einer Informationsebene 1 eines Aufzeichnungsträgers, der mit Hilfe eines optischen Kopfes abgetastet wird. Die Informationsebene hat parallele Spuren 2 oder quasiparallele Spuren, die zusammen eine spiralförmige Spur senkrecht zur Zeichenebene bilden. Die Information kann in Form optisch lesbarer Gebiete (in der Figur nicht abgebildet) zwischen oder in den Spuren gespeichert sein. Der optische Kopf umfaßt eine Strahlungsquelle 3, beispielsweise einen Diodenlaser, dessen Strahlung auf ein Gitter 4 einfallt. Das Gitter spaltet das einfallende Strahlenbündel in je ein Strahlenbündel +1. -1. und 0. Ordnung, d.h. in ein erstes Spurfolgebündel 5, ein zweites Spurfolgebündel 6 und ein Hauptbündel 7. Der Einfachheit halber sind nur die vollständigen Wege des ersten Spurfolgebündels und des Hauptbündels dargestellt. Ein Strahlteiler 8, beispielsweise ein teildurchlässiger Spiegel, sendet die Strahlenbündel in Richtung einer Objektivlinse 9, die die Strahlenbündel auf die Informationsebene 1 fokussiert. Die Positionen der auf der Informationsebene gebildeten Flecke werden in Figur 2 dargestellt. Die Spuren 2 haben einen gegenseitigen Abstand q. Spur 13 ist die Spur, der der Abtastkopffolgen soll. Das erste und das zweite Spurfolgebündel bilden einen Spurfolgefleck 14 bzw. einen Spurfolgefleck 15, beide bei einem Nennabstand x von der Spurmitte 13. Der von dem Hauptbündel gebildete Hauptfleck 16 liegt auf Spur 13. Wie in Fig. 1 gezeigt wird, wird die an der Informationsebene reflektierte Strahlung in Richtung dreier Detektionssysteme 10, 11, 12 über die Objektivlinse 9 und den Strahlteiler 8 geleitet. Das Detektionssystem 10 empfängt Strahlung aus dem ersten Spurfolgebündel 5, Detektionssystem 11 fängt Strahlung aus dem zweiten Spurfolgebündel 6 auf und Detektionssystem 12 fängt Strahlung aus dem Hauptbündel auf. Figur 3 zeigt die drei Detektionssysteme in Draufsicht. Die Detektionssysteme 10, 11 und 12 werden von Trennlinien 17, 18 bzw. 19 in zwei Hälften unterteilt, wobei jede Hälfte einen Detektor bildet. Diese Detektoren werden in der Figur mit den Bezugszeichen 10a 10b und 11a, 11b und 12a, 12b bezeichnet. Die Trennlinien verlaufen parallel zu den Spuren in der Informationsebene 1.
  • Die von den drei Strahlenbündeln auf den Detektoren gebildeten Flecke werden in Figur 3 mit den Bezugszeichen 21, 22 und 23 bezeichnet. Die Information in den drei Strahlenbündeln wird entsprechend dem Gegentaktverfahren ausgelesen. Das bedeutet, daß die Ausgangssignale der Detektoren loa und lob einem Differenzverstärker 24 zugeführt werden, um das Gegentaktsignal Pa zu bilden. In gleicher Weise bilden Differenzverstärker 25 und 26 die Gegentaktsignale Pb und Pc der Detektionssysteme 11 bzw. 12.
  • Die drei auf diese Weise gebildeten Gegentaktsignale können zwei verschiedene Arten Offset-Fehler enthalten. Der erste Offsetfehler, der symmetrische 0ffset, wird erzeugt, wenn die drei Flecke 21, 22 und 23 hinsichtlich der drei Detektionssysteme 10, 11 und 12 in einer Richtung senkrecht zur Trennlinie 17 verschoben werden. Ein solcher Offset tritt auf, wenn die Linse 9 seitlich verschoben wird, das heißt quer zu den Spuren, wie in Fig. 4 gezeigt wird. In dieser Figur zeigen die ausgezogenen Linien die Linse 9 in der Nennposition und den zugehörigen Pfad der Strahlung eines der Strahlenbündel 5, 6 oder 7, und die gestrichelten Linien zeigen die Linse 9 um einen Abstand x&sub1; verschoben und den zugehörigen Strahlengang des gleichen Strahlenbündels. Während des Offsets bleibt die Position des Bildes 29 der Strahlungsquelle 3 unverändert. Der Hauptfleck 16 auf der Informationsebene 1 bewegt sich seitlich oder quer zu den Spuren 2 über einen Abstand, der proportional x&sub1; ist. Eine gesteuerte Verschiebung der Linse 9 wird daher häufig als Feinsteuerung für die transversale Spurfolge des Hauptflecks 16 verwendet, während die Grobsteuerung aus einer Verschiebung des gesamten optischen Kopfes in transversaler Richtung besteht. Aus der Figur wird deutlich, daß der Fleck 23 über die Detektorebene durch Verschieben der Linse 9 verlagert wird. Die Verlagerung xd des Flecks wird definiert durch
  • (1) xd / Dd = x&sub1; / D&sub1;,
  • wobei Dd und D&sub1; die Durchmesser des Hauptbündels am Ort des Detektionssystems 12 bzw. der Linse 9 sind. Die Positionen der Flecke 21 und 22 sind mit der Position des Flecks 23 gekoppelt, so daß im Falle einer Verlagerung von Fleck 23 bezüglich des Detektionssystems 12 um einen Abstand xd die Flecke 21 und 22 um den gleichen Abstand bezüglich ihrer Detektionssysteme 10 und 11 verlagert werden. Das Ergebnis ist, daß die Differenzsignale Pa, Pb und Pc jeweils einen Offset εs proportional zu xd haben.
  • Ein zweiter Offsetfehler, mit dem die drei Gegentaktsignale belegt sein können, ist der asymmetrische Offset. Dieser Offset tritt auf, wenn der Abstand zwischen den Trennlinien 17 und 18 der Detektionssysteme 10 und 11 nicht gleich dem Abstand zwischen den Mitten der Flecke 21 und 22 der Spurfolgebündel ist. Dies bewirkt den gleichen Offset εs der Gegentaktsignale Pa und Pb, wenn auch mit umgekehrtem Vorzeichen. Im Gegentaktsignal Pc ist der asymmetrische Offset definitionsgemäß gleich null. Der asymmetrische Offset kann beispielsweise durch eine Temperaturänderung des Diodenlasers 3 bewirkt werden, was zu einer Veränderung der Wellenlänge der emittierten Strahlung führt. Hierdurch ändert sich der Winkel, unter dem das Gitter die Spurfolgebündel 5 und 6 ablenkt, und somit die Position der von den Spurfolgebündeln auf den Detektionssystemen 10 und 11 gebildeten Flecke 21 und 22.
  • Es kann in einfacher Weise abgeleitet werden, daß für die drei Gegentaktsignale die folgenden Ausdrücke gelten:
  • (2) Pa = c Ia [m sin(2πx/q+φ) +εs +εa]
  • (3) Pb = c Ib [m sin(2πx/q+φ) +εs +εa]
  • (4) Pc = c Ic [m sin(2πx/q) +εs]
  • mit
  • (5) φ = 2πx&sub0;/q.
  • In diesem Ausdruck ist c eine detektorabhängige Konstante, die durch den Wirkungsgrad der Umwandlung von Strahlungsintensität in ein elektrisches Signal bestimmt wird, Ii ist der Intensität im Strahlenbündel i am Ort des Detektionssystems, m ist die Modulationsamplitude im Falle einer Querverlagerung des Abtastkopfes über die Spuren und abhängig von der Geometrie der Spuren, x ist ein Spurfolgefehler oder die Querverlagerung der Flecke 14, 15 und 16, wenn der Hauptfleck 16 nicht genau der Spur 13 folgt. Die Intensität Ii wird prinzipiell durch die Intensität der aus dem Laser 3 tretenden Strahlung, die Intensitätsverteilung über den Strahlenbündeln, die vom Gitter 4 realisiert wird, und die Reflexion auf der Informationsebene 1 bestimmt. Ia und Ib sind ungefähr gleich. Aus der genannten europäischen Patentanmeldung Nr.0.201.603 ist bekannt, daß die Operation
  • (6) Er = 2T Pc - (Pa+Pb)
  • mit
  • (7) T = Ia/Ic
  • zu einem Signal Er führt, das den Spurfolgefehler x darstellt, in dem die Offsetglieder εs und εa nicht mehr auftreten. εs ist angenommen worden, daß Ia und Ib gleich sind. Eine maximale Empfindlichkeit von Er für x wird erhalten, wenn φ = π, mit anderen Worten, wenn der transversale Abstand zwischen dem Hauptfleck und jedem der beiden Spurfolgeflecken 14 und 15 gleich einer halben Spurperiode ist und die Spurfolgeflecke somit genau zwischen den Spuren liegen. Kleine Änderungen von φ infolge beispielsweise einer Exzentrizität der Spurstruktur bezüglich der Drehachse eines runden Aufzeichnungsträgers beeinflussen das Signal Er dann kaum. Das Signal Er kann als Spurfolgefehlersignal in einem Spurfolgeservosystem verwendet werden, um den Hauptfleck 16 auf der gewünschten Spur 13 zu halten.
  • Wenn für die Feinsteuerung der Spurfolge ein Offset des Objektivlinse 9 verwendet wird, kann die Linse weit weg von der optischen Achse des Systems liegen. Dies kann auch am Anfang oder Ende eines Suchvorgangs auftreten, wenn die Abtastkopfgeschwindigkeit erheblich erhöht wird. Um diesen großen Offset zu korrigieren, ist ein Positionssignal erforderlich, das die Position der Objektivlinse im Abtastkopf repräsentiert. Hierzu wird der Offset εs in der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestimmt, wobei dieser Offset ein Maß für die Verlagerung der Objektivlinse ist. Die folgende Operation der Gegentaktsignale führt zu einem Signal Ep, das proportional zu εs ist:
  • (8) Ep = 2T Pc + (Pa+Pb)
  • = 2c Ia [m(1 + cos φ) sin(2πx/q) + 2εs]
  • Die Modulation m ist im allgemeinen bezüglich εs klein, so daß das Signal Ep als Maß für die Position der Objektivlinse 9 verwendet werden kann. Wenn m groß ist, kann ein Maß für die Position der Objektivlinse erhalten werden, indem die Gleichstromkomponente des Signals Ep mit Hilfe einer Schaltung bestimmt wird. Dies ist analog dem Verfahren, daß aus der genannten Zusammenfassung der japanischen Patentanmeldung Nr.63-291224 bekannt ist, aber das Verfahren arbeitet besser für das erfindungsgemäße Positionssignal Ep als für das Spurfolgefehlersignal, weil die Modulation des Positionssignals geringer ist als die des Spurfolgefehlersignais. Ein einfacheres Verfahren wird erhalten, wenn φ = π gewählt wird, d.h. wenn die Mitten der Spurfolgeflecke 14 und genau zwischen zwei aufeinanderfolgenden Spuren liegen. In diesem Fall wird die Abhängigkeit von x eliminiert, wobei erhalten wird
  • (9) Ep=4c Ia εs.
  • Dieses Signal ist proportional zum symmetrischen Offset εs in den Detektorsignalen, damit proportional zur Verlagerung xd der Flecke auf den Detektionssystemen und über Formel 1 proportional zur Verlagerung x&sub1; der Objektivlinse 9 des Abtastkopfes. Infolge der genannten Wahl von φ ist das Signal frei von einer Modulation durch die Spuren 2 in der Informationsebene, d.h. daß sich das Signal Ep bei einer Verlagerung des Abtastkopfes quer zu den Spuren nicht infolge der Spuren ändert. Ep kann als Positionsfehlersignal für ein Servosystem verwendet werden, um die Position der Objektivlinse 9 zu korrigieren.
  • Die Intensität der beiden Spurfolgebündel 5 und 6 kann unterschiedlich sein. Dies kann auftreten, wenn beispielsweise die Spurfolgebündel von den Randstrahlen der Strahlenbündel aus dem Laser 3 erzeugt werden, wie in der niederländischen Patentanmeldung Nr. 9002007 beschrieben wird. Wenn die Intensitätsverteilung im Strahlenbündel asymmetrisch ist, sind die Randstrahlen nicht gleich intensiv und die Spurfolgebündel 5 und 6 haben damit eine unterschiedliche Intensität. Folglich wird das Signal Ep, das durch die Formel 9 gegeben wird, weiterhin von x abhängig sein, d.h. das Signal wird eine Modulation durch die Spuren aufweisen. Dann ist es weniger gut als Positionssignal für die Objektivlinse geeignet. In diesem Fall kann ein befriedigendes Positionssignal erhalten werden, indem das Gegentaktsignal Pb mit einem Korrekturfaktor b multipliziert wird, wobei b gleich dem Verhältnis zwischen der Intensität in den Flecken 21 und 22 auf den Detektionssystemen 10 bzw. 11 ist. Die neue Formel zur Bildung des Positionssignals Ep ist dann:
  • (10) Ep=2T Pc + Pa + b Pb
  • mit
  • (11) b = Ia / Ib.
  • Statt Pb mit b zu multiplizieren, kann natürlich auch Pa mit l/b multipliziert werden.
  • Der Wert des Positionssignals Ep in Formel 9 hängt von der auf das Detektionssignal einfallenden Intensität Ia ab. Diese Intensität hängt unter anderem von der Quantität von von dem Laser 3 emittierter Strahlung ab und der Reflexion der Informationsebene 1. Wenn beispielsweise der Laser zehnmal mehr Leistung beim Schreiben als beim Lesen von Information in der Informationsebene liefert, wird das Positionssignal auch zehnmal stärker beim Schreiben als beim Lesen, unabhängig von der Position der Objektivlinse 9. Dies ist eine unerwünschte Situation für die Steuerungsschleife. Es ist daher wünschenswert, das Positionssignal unabhängig von der Intensität auf den Detektionssystemen zu machen. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann dies durch Normalisierung des Positionssignals mit Hilfe eines Normalisierungssignals realisiert werden, welches aus den Signalen der Detektionssysteme 10, 11 und 12 abgeleitet wird. Statt, wie im Vorhergehenden, Differenzsignale jedes Detektionssystems zu be stimmen, werden jetzt aus jedem Detektionssystem Summensignale abgeleitet, von denen jedes die gesamte auf ein Detektionssystem einfallende Intensität repräsentiert. Diese Summensignale für die Detektionssysteme 10, 11 bzw. 12 sind:
  • (12) Sa = c Ia [d + n cos(2πx/q + φ)]
  • (13) Sb = c Ib [d + n cos(2πx/q - φ)]
  • (14) Sc = c Ic [d + n cos(2πx/q)
  • In diesen Ausdrücken ist d eine Konstante, die ungefähr gleich list und n eine Modulationsamplitude, die von der Geometrie der Spuren abhängt, vergleichbar zur Modulationsamplitude m in den Formeln 2, 3 und 4. Das Normalisierungssignal Sn wird jetzt gebildet durch:
  • (15) Sn = -2T cos∅ Sc + Sa + b Sb
  • = 2cd Ia (1 - cosφ)
  • Für die oben verwendete Wahl φ = π wird das Normalisierungssignal
  • (16) Sn = 2T Sc + Sa + b Sc
  • = 4cd Ia.
  • Dieses Signal ist frei von Modulation durch die Spuren 2, weil die Variable x darin nicht mehr auftritt. Bei Verwendung der Formel 9 und 16 ist das normalisierte Positionssignal Ep' jetzt
  • (17) Ep' = Ep / Sn
  • = εs / d.
  • Das normalisierte Positionssignal ist jetzt unabhängig von der Intensität des Lasers 3, der Reflexion der Informationsebene 1 und der Position des Abtastkopfes bezüglich der Spuren 2.
  • Eine Ausführungsform einer elektronischen Schaltung zur Erzeugung eines Positionssignals der Objektivlinse 9 gemäß Formel 10 wird in Figur 5 gezeigt. Die drei Gegentaktsignale Pa, Pb und Pc werden in gleicher Weise aus den Signalen der Detektionssysteme 10, 11 und 12 abgeleitet wie in Fig. 3. Das Signal Pc wird mit Hilfe einer Schaltung 30 mit dem konstanten Faktor 2T multipliziert (siehe Formel 7). Wenn die Intensitäten in den Flecken 21 und 22 der Spurfolgebündel 5 und 6 nicht gleich sind, muß das Signal Pb in einer Schaltung 31 mit der Konstanten b multipliziert werden (siehe Formel 11). Die Schaltungen 30 und 31 können mit den Differenzverstarkem 26 bzw 25 integriert werden. Die Ausgangssignale des Differenzverstärkers 24 und der Schaltungen 30 und 31 werden in einem Summierverstärker 32 addiert. Das Ausgangssignal des Summierverstärkers ist das Positionssignal Ep. Das Positionssignal kann als Eingang für eine Steuerschaltung 33 verwendet werden, die die transversale Position der Objektivlinse 9 korrigiert, d.h. in einer Richtung senkrecht sowohl zu den Spuren als auch zur optischen Achse der Objektivlinse 9. Die Steuerschaltung kann einen zusätzlichen Eingang 34 für das Spurfolgefehlersignal Er haben. Ein Stellglied 35 verlagert die Objektivlinse gemäß dem Ausgangssignal der Steuerschaltung 33. Während eines Suchvorgangs der Abtastvorrichtung wird das Positionssignal Ep verwendet, um die Objektivlinse in ihrer Lage zu halten. Während der Spurfolge wird das Signal Er verwendet, um die Position der Objektivlinse als Feinsteuerung der transversalen Spurfolge des Hauptflecks zu steuern. Das Signal Ep wird dann für die Grobsteuerung verwendet, die die Position des den Abtastkopf enthaltenden Schlittens bezüglich der Spuren bestimmt. Wenn der Hauptfleck 16 auf einer gegebenen Spur gehalten wird, kann die Position der Objektivlinse in dem Abtastkopf durch Steuerung der Position des Schlittens korrigiert werden.
  • Eine elektronische Schaltung zum Erzeugen eines Positionssignals für die Objektivlinse 9, normalisiert gemaß Formel (17), wird in Figur 6 gezeigt. Das nicht normalisierte Positionssignal Ep wird in gleicher Weise gebildet wie in Fig. 5. Ein Summierverstärker 36 erzeugt das Summensignal Sa, das proportional zur auf das Detektionssystem 10 einfallende Gesamtintensität ist. In gleicher Weise erzeugen Summier verstärker 37 und 39 die Summensignale Sb und Sc. Wenn die auf die Detektionssysteme 10 und 11 einfallenden Intensitäten nicht gleich sind, muß Sb in einer Schaltung 38 mit der Konstanten b multipliziert werden (siehe Formel 11). Das Summensignal Sc wird mit Hilfe einer Schaltung 40 mit dem konstanten Faktor 2T multipliziert (siehe Formel 7). Ein Summierverstärker 41 addiert anschließend die Ausgänge des Summierverstärkers 36 und der zwei Schaltungen 38 und 40. Der Ausgang des Summierverstärkers 41 ist das Normalisierungssignal Sn. Schließlich dividiert eine Teilerschaltung 42 das Positionssignal Ep durch das Normalisierungssignal Sn, um so das normalisierte Positionssignal Ep' zu erhalten. Ebenso wie in Fig. 5 kann das letztgenannte Signal einer Steuerschaltung 33 zur Positionierung der Objektivlinse zugeführt werden.
  • Das Detektionssystem 12 kann in vier Quadranten unterteilt werden, zur Verwendung mit einem Hauptbündel, das astigmatisch gemacht worden ist, um ein Fokusfehlersignal zu erzeugen, wie in dem US-Patent Nr.4.023.033 beschrieben worden ist. Es gibt andere Verfahren zur Erzeugung des Fokusfehlersignals, wobei diese Verfahren eine andersartige Unterteilung des Detektionssystems 12 erfordern. Alle Verfahren können in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet werden, so lange ein Gegentaktsignal analog Pc aus dem Detektionssystem 12 abgeleitet werden kann. In der beschriebenen Ausführungsform wird die Feinsteuerung der transversalen Position des Hauptflecks durch Verlagerung der Objektivlinse erreicht, und das Positionssignal wird zur Bestimmung der Position dieser Linse verwendet. Die transversale Position des Hauptflecks kann auch mit Hilfe von anderen Elementen gesteuert werden. Ein Beispiel ist der Spiegel 8 in Figur 1. Der Hauptfleck 16 kann auch durch Kippen dieses Spiegels verlagert werden. Das Positionssignal ist jetzt ein Maß für die Kippung des Spiegels, und hiermit kann eine Steuerungsschaltung für den Spiegel gesteuert werden. Die beschriebene elektronische Schaltung zum Erzeugen des Positionssignals ist nur eine von mehreren möglichen Schaltungen, die die gleiche Funktion ausführen.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum optischen Abtasten einer Informationsebene (1) mit Spuren (2), wobei die Vorrichtung ein optisches System (3, 4, 8, 9) zum Erzeugen zweier Spurfolgebündel (5,6) und eines Hauptbündels (7), ein Linsensystem (9) zum Fokussieren der drei Strahlenbündel auf dem Aufzeichnungsträger in zwei zu beiden Seiten einer abzutastenden Spur (13) liegende Spurfolgeflecke (14, 15) und in einen einzigen Hauptfleck (16) auf der genannten Spur sowie zumindest drei Detektionssysteme a, b und c (10, 11, 12) zum Auffangen von vom Aufzeichnungsträger kommender Strahlung jeweils der zwei Spurfolgebündel und des Hauptbündels umfaßt, wobei jedes Detektionssystem in zumindest zwei Detektoren aufgespalten ist, und ein hinsichtlich seiner Lage einstellbares Element (8, 9), um eine entsprechende Einstellung der transversalen Position des Hauptflecks (16) bezüglich der abzutastenden Spur (13) zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine elektronische Schaltung zur Verarbeitung von Ausgangssignalen der Detektoren in ein Positionssignal umfaßt, das die Lage des genannten einstellbaren Elements darstellt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltung (24-26, 30-33) eingerichtet ist, um Differenzsignale Pa, Pb und Pc abzuleiten, die der Differenz zwischen Ausgangssignalen der Detektoren des entsprechenden Detektionssystems a und b und a entsprechen, und um ein Positionssignal zu liefern, das proportional der Summe von Pa, Pb und einer mit Pc multiplizierten Konstanten ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstante gleich 2T ist, wobei T das Intensitätsverhältnis zwischen einem Spurfolgebündel und dem Hauptbündel ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das der Differenz zwischen Ausgangssignalen der Detektoren eines der Detektionssysteme a und b entsprechende Differenzsignal hinsichtlich einer Intensitätsdifferenz zwischen den zwei Spurfolgebündeln (5, 6) korrigiert worden ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zum optischen Abtasten einer Informationsebene (1) mit Spuren (2) und einem Querabstand zwischen aufeinanderfolgenden Spuren gleich q, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Hauptfleck und jedem der zwei Spurfolgeflecken in einer Richtung senkrecht zur abzutastenden Spur gleich q/2 ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine weitere elektronische Schaltung (36-41), die eingerichtet ist, der Summe der Ausgangssignale der Detektoren des jeweiligen Detektionssystems a, b und c entsprechende Summensignale Sa, Sb und Sc abzuleiten und ein zu Sa, Sb und Sc proportionales Normalisierungssignal zu liefern, und durch eine Normalisierungsschaltung (42), die mit den Ausgängen der zwei elektronischen Schaltungen verbunden ist, um das Positionssignal durch das Normalisierungssignal zu teilen, wodurch ein normalisiertes Positionssignal E'p abgeleitet wird.
DE69221931T 1991-05-10 1992-05-04 Optische Abtastvorrichtung Expired - Fee Related DE69221931T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP91201139 1991-05-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69221931D1 DE69221931D1 (de) 1997-10-09
DE69221931T2 true DE69221931T2 (de) 1998-03-05

Family

ID=8207652

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69221931T Expired - Fee Related DE69221931T2 (de) 1991-05-10 1992-05-04 Optische Abtastvorrichtung

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5173598A (de)
EP (1) EP0512625B1 (de)
JP (1) JP3720851B2 (de)
CN (1) CN1032276C (de)
AT (1) ATE157796T1 (de)
DE (1) DE69221931T2 (de)
TW (1) TW226046B (de)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1069640A (ja) * 1996-08-27 1998-03-10 Mitsumi Electric Co Ltd Cd−rドライブにおけるウォブル信号生成方法
TW444201B (en) * 1998-02-16 2001-07-01 Hitachi Ltd Optical head
WO2001048744A1 (en) * 1999-12-24 2001-07-05 Koninklijke Philips Electronics N.V. Optical scanning head
JP2003518639A (ja) * 1999-12-24 2003-06-10 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 光波面変更器
DE10041569A1 (de) * 2000-08-24 2002-03-07 Thomson Brandt Gmbh Verfahren zum Erzeugen eines korrigierten Fehlersignals sowie entsprechendes Gerät
DE10062078A1 (de) 2000-12-13 2002-06-20 Thomson Brandt Gmbh Verfahren zum Erzeugen eines Linsenpositionssignals sowie entsprechendes Gerät zum Lesen und/oder Beschreiben eines optischen Aufzeichnungsträgers
DE10062079A1 (de) 2000-12-13 2002-06-27 Thomson Brandt Gmbh Verfahren zum Spurzählen und entsprechendes Gerät zum Lesen und/oder Beschreiben eines optischen Aufzeichnungsträgers
JP2002319151A (ja) 2001-04-24 2002-10-31 Sharp Corp 光ピックアップ装置
KR20050032577A (ko) * 2002-07-30 2005-04-07 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 디스크 드라이브장치
US7140409B2 (en) * 2004-11-01 2006-11-28 Matthew Leberfinger Portable pipe cutting apparatus
WO2006059276A1 (en) 2004-12-02 2006-06-08 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method and device for sensitivity compensation
WO2007000682A1 (en) * 2005-06-27 2007-01-04 Arima Devices Corporation Optical pick-up unit for use in an optical player
TW200802345A (en) * 2005-09-19 2008-01-01 Arima Devices Corp An optical pickup having aberration correction
CN104317049B (zh) * 2014-10-15 2017-07-04 合肥工业大学 双偏心调整光路装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4340950A (en) * 1979-10-12 1982-07-20 Universal Pioneer Corporation Video disc player
US4462095A (en) * 1982-03-19 1984-07-24 Magnetic Peripherals Inc. Moving diffraction grating for an information track centering system for optical recording
JPS6194246A (ja) * 1984-10-15 1986-05-13 Sony Corp 光学式ヘッドのトラッキング誤差検出方法
NL8500153A (nl) * 1985-01-22 1986-08-18 Philips Nv Registratiedragerlichaam voorzien van een reliefstruktuur van optisch detekteerbare servospoorgedeelten en sektoradressen en inrichting voor het aanbrengen van deze struktuur.
US4750162A (en) * 1985-07-16 1988-06-07 Victor Company Of Japan, Ltd. Optical tracking system utilizing three photo-detectors
DE3687274T2 (de) * 1985-09-27 1993-04-15 Sharp Kk Spurnachlaufverfahren fuer optische speicherplatte.
JPS639034A (ja) * 1986-06-30 1988-01-14 Canon Inc 光学的情報記録再生装置
JPH0834005B2 (ja) * 1986-12-23 1996-03-29 日本コロムビア株式会社 光デイスク装置
JPS63291224A (ja) * 1987-05-22 1988-11-29 Brother Ind Ltd 対物レンズ位置検出装置
US5066138A (en) * 1988-06-16 1991-11-19 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Optical head apparatus
JPH035927A (ja) * 1989-06-01 1991-01-11 Sony Corp 光学記録および/または再生装置
JPH0354733A (ja) * 1989-07-21 1991-03-08 Sony Corp 光学記録および/または再生装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE69221931D1 (de) 1997-10-09
EP0512625A3 (de) 1992-12-02
EP0512625B1 (de) 1997-09-03
JP3720851B2 (ja) 2005-11-30
ATE157796T1 (de) 1997-09-15
JPH05128548A (ja) 1993-05-25
EP0512625A2 (de) 1992-11-11
CN1032276C (zh) 1996-07-10
US5173598A (en) 1992-12-22
CN1066733A (zh) 1992-12-02
TW226046B (de) 1994-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3301702C2 (de)
DE69125264T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Beschreiben, Auslesen und Löschen eines Mehrflächen-Aufzeichnungsträgers auf optischem Wege, und für dieses Verfahren und diese Vorrichtung geeigneter Aufzeichnungsträger
DE69218070T2 (de) Optisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät zur Nachsteuerung mit gewobbelten Führungsspuren
DE2652749C2 (de) Vorrichtung zum optischen Abtasten von Signalen
DE19513273B4 (de) Opto-magnetische Kopfanordnung
DE69221931T2 (de) Optische Abtastvorrichtung
DE69112709T2 (de) Spurverfolgungssteuerverfahren und Gerät für ein System mit optischen Platten.
DE2659618C2 (de) Fokussierungsfehlerkorrekturanordnung für einen optischen Leser
DE69012945T2 (de) Optische aufzeichnungs- und/oder -wiedergabegerät.
DE3443803C2 (de) Spurfehlersignalerzeuger
DE69117344T2 (de) Signalgenerator für Spurfolgefehler
DE4135011A1 (de) Bildplattengeraet und aufbau einer bildplatte
DE69024709T2 (de) Anordnung zum Aufzeichnen von Information auf einem Aufzeichnungsträger mit einer strahlungsempfindlichen Schicht
DE69212694T2 (de) Optische Abtastvorrichtung
DE69830774T2 (de) Gerät und detektoreinheit zur wiedergabe eines optisch lesbaren aufzeichnungsträgers
DE3784644T2 (de) Gerät zum Aufzeichnen und Wiedergeben einer optischen Platte mit herabgesetzter Nullpunktsabweichung in ihrem Spurverfolgungsfehlersignal.
DE69702799T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Spurverfolgung
DE60112324T2 (de) Verfahren zur erzeugung einer linsenposition und zugehoerige vorrichtung zue wiedergabe und/oder aufzeichnung eines optischen aufzeichnungsmediums
DE3886322T2 (de) Vorrichtung zum Abtasten einer strahlungsreflektierenden Informationsfläche mittels optischer Strahlung.
DE2914122C2 (de) Opto-elektronische Einrichtung zur Erzeugung eines Fokussierungssignals
DE69119658T2 (de) Optischer Kopf und optische Aufzeichnungs- und Lesevorrichtung
DE69216318T2 (de) Kompatible optische Abtastvorrichtung
DE69319673T2 (de) Einrichtung zur optischen Abtastung einer Oberfläche
DE2820482C2 (de) Vorrichtung zum Scharfeinstellen eines optischen Auslesesystems
DE69622023T2 (de) Gerät zur wiedergabe eines optisch lesbaren aufzeichnungsträgers

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: KONINKLIJKE PHILIPS ELECTRONICS N.V., EINDHOVEN, N

8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee