DE2452815C2

DE2452815C2 - Vorrichtung zum Auslesen eines scheibenförmigen Aufzeichnungsträgers

Info

Publication number: DE2452815C2
Application number: DE2452815A
Authority: DE
Inventors: Peter Johannes Michiel Eindhoven Janssen
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1973-11-10
Filing date: 1974-11-07
Publication date: 1982-10-28
Also published as: GB1490726A; FR2251067A1; CA1055156A; SE7413962L; DK135070C; SE394335B; DK580974A; DK135070B; FR2251067B1; JPS5433724B2; AT336298B; ATA895674A; ES431776A1; BE822040A; DE2452815A1; ZA746767B; BR7409349A; AU7515574A; NO144501C; AR204426A1

Description

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal (I'₂) ein Rechtecksignal ist, das wenigstens annähernd zu dem zweiten Regelsignal (I₂) gleichphasig ist (F i g. 3).
c 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (27) einen Schwellwertdetektor enthält, der die Perioden detektiert, in denen das differenzierte zweite

Regelsignatf — leinen gewissen absoluten Schwellwert (Z?J überschreitet, und während dieser Perioden einen mit der Polarität des differenzierten zweiten

Regelsignal/ -p jgekoppelten Rechteckimpuls als

Steuersignal abgibt (F i g. 9 — 10).

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (27) eine Multiplizierschaltung enthält zum Multiplizieren des ersten Regelsignals (I]) mit dem differenzierten zweiten Regelsignalf —■ jund einen Schwellwertdetektor

zum Detektieren der Perioden, in denen das erste Regelsignal mit entweder einer ersten oder einer zweiten Polarität einen gewissen Schwellwert überschreitet, und zur Lieferung eines damit übereinstimmenden Rechteckimpulses als Steuersignal, wobei die Wahl zwischen der genannten ersten und zweiten Polarität durch die Polarität des Produktsignals der Multiplizierschaltung festgelegt wird.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Servoeinheit (15) eine Übertragungsfunktion mit veränderlichem Verstärkungsfaktor besitzt, der in Abhängigkeit von dem Steuersignal geändert wird (Fig. 7).

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Servoeinheit (15) eine Übertragungsfunktion mit veränderlichem Dämpfungsterm besitzt, der in Abhängigkeit von dem Steuersignal geändert wird (F i g. 7).

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsfunktion der Servoeinheit (15) in Abhängigkeit von dem Steuersignal zwei zueinander inverse Dämpfungsterme enthalten kann (F ig. 8).

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Muster von Strahlungsflecken aus zwei Strahlungsflecken (R], R₂) besteht, die über einen Abstand gleich dem halben Spurabstand (A) in radialer Richtung gegeneinander verschoben sind und auf je einem gesonderten Teil des zweiten Meßdetektors (17) abgebildet werden, wobei das zweite Meßsignal (I₂) durch Subtraktion der von diesen gesonderten Teilen des zweiten Meßdetektors (17) gelieferten Signale erhalten wird (F i g. 1 und 4).

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Meßsignal (/2, It), durch Messung der Niederfrequenzkomponente des vom Auslesedetektor (14) gelieferten Signals erhalten wird (F i g. 6).

11. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenzierschaltung (26) einen Operationsverstärker (V) enthält, dessen nicht-invertierendem Eingang das zweite Regelsignal (I₂) zugeführt wird und dessen invertierender Eingang über eine Kapazität (C) mit einem Punkt konstanten Potentials und über einen Widerstand (R) mit dem Ausgang des Operationsverstärkers (V) verbunden ist (F i g. 11).

12. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Differenzierschaltung (26) ein Netzwerk (Q, R\, R₂) verwendet wird, das bei verhältnismäßig niedrigen Frequenzen wenigstens annähernd proportional und bei verhältnismäßig hohen Frequenzen wenigstens annähernd differenzierend wirkt (F i g. 12).

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auslesen eines scheibenförmigen Aufzeichnungsträgers, auf dem in tangential verlaufenden Informationsspuren mit gleichem Spurabstand ein Informationssignal angebracht ist, welche Vorrichtung folgende Einheiten enthält:

eine radial bewegbare optische Ausleseeinheit und eine Strahlungsquelle, welche ein Auslesestrahlungsbündel emittiert, das als Auslesestrahlungsfleck auf den Aufzeichnungsträger projiziert wird, mit einem Richtsystem für die Spurzentrierung, welches durch ein Antriebselement verstellbar ist, und mit einem Auslesedetektor, ein Regelsystem, welches über das Antriebselement die Feinregelung des Richtsystems zum Zwecke der präzisen Einstellung der radialen Lage des Abtastpunktes auf die auszulesende Informationsspur ausführt, mit einem (ersten) Meßsystem zur Lieferung eines (ersten) Regelsignals an das Antriebselement, welches Meßsystem ein (erstes) Muster von Strahlungsflecken benutzt, das auf einem (ersten) Meßdetektor abgebildet wird, welches (erste) Muster in Zusammenhang mit dem (ersten) Meßdetektor und mit der Gestaltung der Informationsspuren derart ausgebildet ist, daß bei einer Bewegung des Abtastpunktes mit einer bestimmten Geschwindigkeit in radialer Richtung über eine Anzahl Informationsspuren ein (erstes) Regelsignal mit einer Wechselkomponente mit

einer mit dem Spurabstand gekoppelten Periode entsteht.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 23 11196 bekannt. Das dabei verwendete radiale Regelsystem soll dafür sorgen, daß beim Auslesen der auf den Aufzeichnungsträger aufgezeichneten Information der Abtastpunkt stets genau der Informationsspur auf diesem Aufzeichnungsträger folgt. Dieser Aufzeichnungsträger kann mit einer Anzahl konzentrischer Spuren versehen sein, aber im allgemeinen weist die Informationsspur einen spiralförmigen Verlauf auf. Die Weise, in der das aufgezeichnete Signal moduliert und in der dieses Signal auf den Aufzeichnungsträger aufgezeichnet worden ist, ist für die vorliegende Erfindung nicht von wesentlicher Bedeutung, so daß darauf nicht näher eingegangen wird. Als Beispiel eines Aufzeichnungsverfahrens sei nur auf die deutsche Patentanmeldung P 22 08 379.0 der Anmelderin verwiesen.

Wenn der Aufzeichnungsträger mit einer spiralförmig verlaufenden Informationsspur versehen ist, soll der Abtastpunkt mit einer annähernd gleichmäßigen Geschwindigkeit in radialer Richtung verschoben werden. Diese gleichmäßige Bewegung wird im allgemeinen dadurch erhalten, daß die Ausleseeinheit mechanisch in radialer Richtung verschoben wird. Außerdem muß jedoch die Möglichkeit bestehen, verhältnismäßig kleine, aber schnelle radiale Verschiebungen des Abtastpunktes zu vollführen, weil z. B. infolge einer Exzentrizität des Drehpunktes in bezug auf den Mittelpunkt des Aufzeichnungsträgers radiale Abweichungen in der Lage der Informationsspur auftreten können.

Diese schnellen radialen Verschiebungen des Abtastpunktes werden mit Hilfe des genannten Regelsystems vollführt, das aus der Antriebsvorrichtung für das Richtsystem und dem ersten Meßsystem besteht Das Richtsystem besteht meist aus. einem reflektierenden Element, das unter dem Einfluß der Antriebsvorrichtung eine Drehung vollführen kann und dadurch ein einfallendes Strahlungsbünde! unter einem veränderlichen Winkel reflektieren kann. Dieses Richtsystem kann, wie in der genannten deutschen Patentanmeldung P 2311 196.8 der Anmelderin angegeben ist die Richtung des Strahlungsbündel:; beeinflussen, ehe diese Strahlungsbündel auf den Aufzeichnungsträger auftrifft oder nachdem dieses Strahlungsbündel bereits auf den Aufzeichnungsträger aufgetroffen und bereits von der darauf vorhandenen Information moduliert ist Der Aufzeichnungsträger selber kann dabei strahlungsdurchlässig sowie strahlungsreflektierend sein.

Das erste Meßsystem zum Messen der radialen Lage des Abtastpunktes kann auf verschiedene Weise ausgebildet sein. So kann ein erstes von einer Strahlungsquelle auf den Aufzeichnungsträger projiziertes Muster von Strahlungsflecken benutzt werden, das aus zwei Strahlungsflecken besteht, die, in radialer Richtung gesehen, zu beiden Seiten des Abtastpunktes liegen, wobei jeder der Strahlungsflecke auf einem gesonderten Teil des ersten Meßdetektors abgebildet wird. Die gegenseitige Größe der von der Abbildung der beiden Strahlungsflecke auf den gesonderten Teilen des ersten Meßdtektors erzeugten Signale wird sich ändern, je nachdem sich die Lage des Abtastpunktes in bezug auf die Informationsspur ändert Durch Subtraktion der von den gesonderten Teilen des ersten Meßdetektors gelieferten Signale wird ein erstes Regelsignal erhalten, das für die Lage des Abtastpunktes in bezug auf die informationsspur eindeutig repräsentativ ist. Eine andere Möglichkeit besteht in der Abbildung einer Anzahl von Spuren mit Hilfe eines verhältnismäßig großen Strahlungsflecks auf einem rasterförmigen Meßdeiektor, wie in der deutschen Patentanmeldung P 22 11 049.2 der Anmelderin angegeben ist.

Bei all diesen Meßsystemen wird schließlich ein Regelsignal erzeugt, das bei einer Verschiebung des Abtastpunktes über eine Anzahl Spurabstände in radialer Richtung eine periodische Wechselkomponente enthält mit einer Periode die mit dem Spurabstand gekoppelt ist. Unter »Spurabstand« ist dabei der in radialer Richtung gemessene Abstand zwischen den Mittellinien von zwei nebeneinander liegenden Spuren zu verstehen. Die genannte Wechselkomponente wird endgültig als Steuersignal für die Antriebsvorrichtung des Richtsystems verwendet.

Es hat sich herausgestellt, daß bei einer Verschiebung des Abtastpunktes in radialer Richtung über eine Anzahl Spurabstände das Regelsystem während einer halben Periode der periodischen Wechselkomponente in einem stabilen Zustand und während der anderen halben Periode dieser Wechselkomponente in einem unstabilen Zustand befindlich ist Dies ist darauf zurückzuführen, daß die als Steuersignal für die Antriebsvorrichtung des Richtsystems verwendete Wechselkomponente während einer halben Periode eine positive Neigung und während der anderen halben Periode eine negative Neigung aufweist, wodurch bei einer Änderung der radialen Lage des Abtastpunktes die Änderung des der Antriebsvorrichtung zugeführten Steuersignals ein entgegengesetztes Vorzeichen aufweist.

Normalerweise ist diese Eigenschaft des Regelsystems kaum störend, weil das System, wenn es sich einmal im stabilen Gebiet befindet, unter üblichen Bedingungen auch immer in diesem stabilen Gebiet bleiben wird. Wenn das Regelsystem aber durch eine Störung, z. B. durch einen Stoß oder einen Defekt im Aufzeichnungsträger, außerhalb des stabilen Gebietes gelangt, kann infolge der vorgenannten Eigenschaft eine verhältnismäßig große praktisch ungedämpfte Schwankung auftreten, wodurch der Abtastpunkt in radialer Richtung eine Schwankung über eine Anzahl Spurabstände vollführen kann und ein richtiges Auslesen der Information erst nach einer gewissen, möglicherweise ziemlich langen Zeit nach dem Auftreten der Störung wieder möglich wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Regelsystem derart auszubilden, daß bei einer schnellen Verschiebung des Abtastpunktes in radialer Richtung über mehrere Spurabstände schnell wieder eine stabile Regelung auf eine Spur erreicht wird.

Diese Aufgabe wird nach einer ersten Form der Erfindung dadurch gelöst daß die Vorrichtung weiter enthält:

eine Servoeinheit, über die das erste Regelsignal mit steuerbarer Übertragungsfunktion dem Antriebselement zugeführt wird,
ein zweites Meßsystem zur Lieferung eines zweiten Regelsignals, welches zweite Meßsystem ein zweites Muster von Strahlungsflecken benutzt, das auf einem zweiten Meßdetektor abgebildet wird, welches zweite Muster in Zusammenhang mit dem zweiten Meßdetektor und mit der Gestaltung der Informationsspuren derart gestaltet ist, daß bei

einer Bewegung des Abtastpunktes in radialer Richtung über eine Anzahl Informationsspuren das zweite Regelsignal entsteht mit einer periodischen Wechselkomponente, welche eine gleich große Periode aufweist wie die Wechselkomponente des ersten Regelsignals, wobei jedoch durch eine !unterschiedliche radiale Positionierung des zweiten Musters gegenüber der des ersten Musters eine Phasenverschiebung von wenigstens annähernd einer Viertelperiode zwischen den Wechselkomponenten auftritt,

und eine Steuerschaltung zum Ableiten eines Steuersignals aus dem zweiten Regelsignal, welches Steuersignal der Servoeinheit zugeführt wird derart, daß bei einer Bewegung des Abtastpunktes über eine Anzahl Spurabstände entweder während der positiven oder der negativen Haibperioden des zweiten Regelsignals die Übertragungsfunktion einen abgeänderten Übertragungswert annimmt, so daß das Regelsystem in stabilisierendem Sinne wirkt, indem die während dieser Haibperioden dem Antrieb zugeführte kinetische Energie reduziert wird.

Mit Hilfe des zweiten Meßsystems wird ein zweites Regelsignal erhalten, das eine Anzeige darüber gibt, ob sich das Regelsystem in einem stabilen Gebiet befindet oder nicht. Dadurch, daß nämlich die Wechselkomponente dieses zweiten Regelsignals in bezug auf die Wechselkomponente des ersten Regelsignals eine Phasenverschiebung von wenigstens nahezu einer Viertelperiode aufweist, entspricht die halbe Periode mit der einen Polarität dieser Wechselkomponente einer halben Periode der Wechselkomponente des ersten Regelsignals mit einer Neigung mit einem ersten Vorzeichen und entspricht die andere halbe Periode mit der entgegengesetzten Polarität dieser Wechselkomponente des zweiten Regelsignals der anderen halben Periode der Wechselkomponente des ersten Regelsignals mit einer Neigung mit entgegengesetztem Vorzeichen.

Dieses zweite Regelsignal wird zum Erzeugen eines Steuersignals benutzt, das die Übertragungsfunktion des Regelsystems beeinflußt, sobald dieses Regelsystem in ein unstabiles Gebiet gelangt, und zwar derart, daß, wenn dieses Regelsystem ein stabiles und ein unstabiles Gebiet durchläuft, die beim Durchlaufen des unstabilen Gebietes ausgetauschte kinetische Energie niedriger als die beim Durchlaufen des stabilen Gebietes ausgetauschte Energie ist. Dazu gibt es verschiedene Möglichkeiten. Zunächst kann dafür gesorgt werden, daß die im Regelsystem vorhandene Verstärkung beim Durchlaufen des unstabilen Gebietes des Regelsystems herabgesetzt wird. Eine zweite Möglichkeit besteht in der Herabsetzung des in dem Regelsystem vorhandenen Dämpfungstermes, der ja im unstabilen Gebiet eine negative Dämpfung herbeiführt Schließlich kann der Dämpfungsterm im unstabilen Gebiet sein Vorzeichen wechseln, wodurch er auch in diesem Gebiet eine positive Dämpfung herbeiführt

Ein schneller Übergang zu einer stabilen Regelung wird nach einer anderen Lösung dadurch erreicht, daß nach der Erfindung die Vorrichtung weiter enthält:

eine Servoeinheit über die das erste Regelsignal mit steuerbarer Übertragungsfunktion dem Antriebselement zugeführt wird,
ein zweites Meßsystem zur Lieferung eines zweiten

65 Regelsignals, welches zweite Maßsystem ein zweites Muster von Strahlungsflecken benutzt, das auf einem zweiten Meßdetektor abgebildet wird, welches zweite Muster in Zusammenhang mit dem zweiten Meßdetektor und mit der Gestaltung der Informationsspuren derart gestaltet ist, daß bei einer Bewegung des Abtastpunktes in radialer Richtung über eine Anzahl Informationsspuren das zweite Regelsignal entsteht mit einer periodischen Wechselkomponente, weiche eine gleich große Periode aufweist wie die Wechselkomponente des ί ersten Regelsignals, wobei jedoch durch eine unterschiedliche radiale Positionierung des zweiten Musters gegenüber der des ersten Musters eine Phasenverschiebung von wenigstens annähernd einer Viertelperiode zwischen den Wechselkomponenten auftritt,

eine Differenzierschaltung zum Differenzieren des zweiten Regelsignals,

und eine Steuerschaltung zum Ableiten eines Steuersignals aus dem differenzierten zweiten Regelsignal, welches Steuersignal der Servoeinheit zugeführt wird derart, daß bei einer Bewegung des Abtastpunktes über eine Anzahl Spurabstände entweder während der positiven oder der negativen Halbperioden des ersten Regelsignals die Übertragungsfunktion einen abgeänderten Übertragungswert annimmt, so daß das Regelsystem in stabilisierendem Sinne wirkt, indem die während dieser Halbperioden dem Antrieb zugeführte kinetische Energie geringer ist als die während der übrigen Perioden zugeführte kinetische Energie. Durch die Differenzierung wird eine Anzeige über die Richtung erhalten, in der der Abtastpunkt radial verschoben wird. Dadurch wird ein Signal erhalten, das zu dem ersten Regelsignal gleichphasig oder gegenphasig ist, je nach der Bewegungsrichtung des Abtastpunktes. Dadurch daß mit Hilfe dieses Signals die Übertragungsfunktion gesteuert wird, wird demzufolge eine eindeutige stabilisierende Wirkung erhalten, weil, je nach der Bewegungsrich- - tung, entweder während der positiven Periode oder während der negativen Periode des ersten Regelsignals die Übertragungsfunktion geändert wird.

Das differenzierte zweite Regelsignal kann auch nochmals mit dem ersten Regelsignal multipliziert werden, wodurch ein Signal erhalten wird, dessen Polarität direkt die Bewegungsrichtung des Abtastpunktes anzeigt. Diese Information kann wieder dazu benutzt werden, entweder während der positiven oder während der negativen Periode, des ersten Regelsignals die Übertragungsfunktion zu beeinflussen.

Bei diesen beiden vorgenannten Möglichkeiten können noch eine Anzahl ergänzender Maßnahmen getroffen werden, die in der Figurenbeschreibung noch näher angegeben werden.

Das zweite Meßsystem kann, je nach der gewünschten Genauigkeit auf verschiedene Weise ausgebildet werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht das zweite Muster von Strahlungsflecken aus zwei Strahlungsflecken, die über einen Abstand gleich dem halben Spurabstand in radialer Richtung gegeneinander verschoben sind und auf je einem gesonderten Teil des zweiten Meßdetektors abgebildet werden, wobei das zweite Regelsignal durch Subtraktion der von diesen gesonderten Teilen des zweiten Meßdetektors gelieferten Signale erhalten wird. Diese Ausführungs-

form weist den Vorteil auf, daß das erzeugte zweite Regelsignal lediglich eine Wechselkomponente enthält, während die normalerweise in dem von der.Abbildung eines Strahlungsflecks auf einem Meßdetektor erzeugten Signal vorhandene Gleichstromkomponente durch die Subtraktion beseitigt wird. Diese Gleichstromkomponente ist zeitabhängig infolge von Rauschen in der von der Strahlungsquelle gelieferten Strahlungsenergie sowie ortsabhängig infolge von Unterschieden in der Strahlungsabsorption und/oder -reflexion als Funktion der Lage auf dem Aufzeichnungsträger und als Funktion des Punktes des Hindurchtretens des Strahlungsbündels in der Ausleseeinheit, insbesondere der verwendeten Linsensysteme.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird das zweite Meßsignai durch Messung des vom Auslesedetektor selber empfangenen Signals, insbesondere der Niederfrequenzänderungen dieses Signals, erhalten. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, daß kein zusätzlicher Meßdetektor benötigt wird, aber sie weist andererseits den Nachteil auf, daß das gelieferte Regelsignal eine Gleichstromkomponente enthält, die eine weniger genaue Wirkung zur Folge haben kann.

Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Ausführungsform der Auslesevorrichtung nach der Erfindung,

F i g. 2 und 3 die dabei auftretenden Regelsignale,

Fig.4 und 5 zwei Verfahren zum Erhalten des gewünschten Steuersignals,

Fig.6 zur Verdeutlichung des Verfahrens nach F i g. 5 eine Anzahl Signalkennlinien,

F i g. 7 und 8 zwei Verfahren zur Beeinflussung der Übertragungskennlinie der Servoeinheit in Abhängigkeit von dem Steuersignal,

Fig.9 in Verbindung mit Fig. 10 ein anderes Verfahren zum Erhalten der gewünschten Stabilisierung, und

Fig. 11-und 12 zwei mögliche Ausführungsformen der dabei verwendeten Differenzierschaltung zum Erhalten eines besonderen Effekts.

In F i g. 1 bezeichnet 1 einen scheibenförmigen Aufzeichnungsträger, der auf der Unterseite mit einer Vielzahl nicht dargestellter konzentrischer oder scheinbar konzentrischer Spuren versehen ist. In diesen Spuren kann die Information auf verschiedenen bekannten Wegen angebracht sein. Beispielsweise sei auf die deutsche Patentanmeldung P 22 08 379.0 der Anmelderin verwiesen, nach der in der Informationsspur Gebiete und Zwischengebiete unterschieden werden können, deren verschiedene Länge die gespeicherte Information darstellt. Diese Gebiete und Zwischengebiete beeinflussen auf verschiedene Weise ein auf die Informationsspur projiziertes Strahlungsbündel, wodurch dieses Strahlungsbündel in Abhängigkeit von der gespeicherten Information moduliert wird. So kann der Durchlässigkeits- oder Reflexionskoeffizient der Gebiete von dem der Zwischengebiete verschieden sein, so daß ein Auslesestrahlungsbündel amplitudenmoduliert wird. Auch ist es möglich, in einem reflektierenden Aufzeichnungsträger die Gebiete und Zwischengebiete auf verschiedenen Tiefen anzubringen, wobei der Tiefenunterschied z. B. gleich einem Viertel der Wellenlänge der Auslesestrahlung ist Das Auslesestrahlungsbündel wird dann phasenmoduliert Da die Weise, in der das auf den Aufzeichnungsträger aufgezeichnete Signal moduliert und festgelegt wird, für die vorliegende Erfindung nicht von wesentlicher Bedeutung ist, wird darauf nicht näher eingegangen.

Der Aufzeichnungsträger 1 wird von einem Motor M\ über eine durch eine mittlere öffnung in diesem Aufzeichnungsträger geführte Welle 2 in Drehung versetzt. Die in diesem Aufzeichnungsträger f gespeicherte Information wird mit Hilfe eines Strahlungsbündels ausgelesen, das nach Wechselwirkung mit dem Aufzeichnungsträger mit Hilfe einer optischen Ausleseyorrichtung detektiert wird, die in einem Gehäuse 3 untergebracht ist.

Diese optische Auslesevorrichtung, die im wesentlichen der Vorrichtung nach der deutschen Patentanmeldung P 23 11 196.8 der Anmelderin entspricht, enthält eine Lichtquelle 6, die ein Ausstrahiungsbündei a emittiert. Dieses Strahlungsbündel a erreicht über einen halbdurchlässigen Spiegel 7 einen flachen Spiegel 8, von dem das Strahlungsbündel in Richtung auf den Aufzeichnungsträger 1 reflektiert wird. Dieses reflektierte Strahlungsbündel a wird von einer Linse 11 in einem Abtastpunkt S auf der unteren Fläche des Aufzeichnungsträgers 1 fokussiert. Das von diesem Aufzeichnungsträger reflektierte Strahlungsbündel wird von dem flachen Spiegel 8 wieder zu dem halbdurchlässigen Spiegel 7 und von diesem Spiegel zu einem Auslesedetektor 12 reflektiert, auf dem also der Abtastpunkt 5 des Aufzeichnungsträgers abgebildet wird und der die im Strahlungsbündel vorhandene Information detektiert. Diese detektierte Information steht dann endgültig für weitere Verarbeitung an einer Ausgangsklemme 14 zur Verfügung.

Um ein kontinuierliches Auslesen der auf dem Aufzeichnungsträger festgelegten Information zu gewährleisten, muß der auf dem Auslesedetektor 12 abgebildete Abtastpunkt S stets der Informationsspur auf dem Aufzeichnungsträger folgen. Wenn diese Informationsspur einen spiralförmigen Verlauf aufweist, bedeutet dies, daß der Abtastpunkt 5 zunächst mit einer der Steigung dieser spiralförmigen Informationsspur entsprechenden Geschwindigkeit in radialer Richtung verschoben werden muß. Weiter muß der Abtastpunkt 5 gegebenenfalls auftretenden radialen Verschiebungen der Informationsspur z. B. infolge einer Exzentrizität der »mittleren« öffnung des Aufzeichnungsträgers folgen können.

Diese notwendige Regelung der radialen Lage des Abtastpunktes 5 wird durch Zusammenwirkung von zwei Regelungen erhalten, und zwar einer Grobregelung, die nur eine langsame radiale Verschiebung des Abtastpunktes bewirken kann, und einer Feinregelung, die eine relativ nur geringe, aber schnelle radiaie Verschiebung des Abtastpunktes bewirken kann. Die Grobregelung wird in der dargestellten Ausführungsform mit Hilfe eines Motors Mi erhalten, der über einen Servoverstärker 16 ein Regelsignal empfängt und durch eine Übersetzung, z. B. die Schnecke 4 und die Zahnstange 5, das Gehäuse 3 in radialer Richtung verschieben kann. Die Feinregelung wird mit Hilfe des flachen Spiegels 8 erhalten, der drehbar um eine Achse 9 gelagert ist

Der Spiegel 8 wird mit Hilfe eines Antriebselements 10 gedreht für das verschiedene Elemente verwendet werden können; eine Anzahl Möglichkeiten sind in der vorgenannten deutschen Patentanmeldung

P 23 11 196.8 der Anmelderin gegeben. Dieses Antriebselement empfängt ein Regelsignal von einer Servoeinheit 15.

Die für diese Regelung benötigte Information über die radiale Lage des Abtastpunktes 5 in bezug auf die gewünschte Spur wird mit Hilfe eines von der Strahlungsquelle 6 erzeugten Strahlungsbündels b erhalten, das ebenfalls über den halbdurchlässigen Spiegel 7, den Spiegel 8 und die Linse 11 auf die untere Fläche des Aufzeichnungsträgers 1 auftrifft. Nach Reflexion erreicht dieses Strahlungsbündel b über den Spiegel 8 und den halbdurchlässigen Spiegel 7 einen Regeldetektor 13, dessen Ausgangssignal der Servoein-Eeit 15 zugeführt wird. Als Steursignal für die Grobregelung, das dem Servoverstärker 16 zugeführt werden soll, wird ein Signal verwendet, das ein Maß für die mittlere Ausweichung des Spiegels 18 in bezug auf eine mittlere Lage ist Ein derartiges Signal kann durch eine Anzahl für den Fachmann auf der Hand liegender Mittel, z. B. mit Hilfe kapazitiver oder induktiver Aufnehmer, erhalten werden, und aus diesem Grunde ist in der Figur nur sehr schematisch angegeben, wie das gewünschte Steuersignal dem Antriebselement 10 entnommen wird.

Der Regeldetektor 13 kann in Abhängigkeit von dem Aufbau des Strahlungsbündels b auf verschiedene Weise ausgeführt sein. Als erstes Beispiel sei auf die deutsche Patentanmeldung P 22 11 049.2 verwiesen. Der darin gezeigte Regeldetektor besteht aus einem Raster strahlungsdurchlässiger und strahlungsabsorbierender Streifen, auf dem über das Strahlungsbündel b eine Anzahl Spuren des Aufzeichnungsträgers abgebildet wird. Die Lage dieser rasterförmigen Abbildung des Spurenmusters in bezug auf den rasterförmigen Detektor liefert mit Hilfe geeigneter Aufnahmeelemente ein Regelsignal, das für die Lage des Abtastpunktes S in bezug auf die gewünschte Spur repräsentativ ist Als zweites Beispiel sei auf die deutsche Patentanmeldung P 23 20 477.5 verwiesen. Dabei werden zwei Strahlungsflecke zu beiden Seiten des Abtastpunktes vom Strahlungsbündel b projiziert und besteht der Regeldetektor aus zwei getrennten Teildetektoren, auf jedem von denen einer der Strahlungsflecke abgebildet wird. Die Intensität der beiden abgebildeten Strahlungsflecke ändert sich in Abhängigkeit von der radialen Lage des Abtastpunktes, wobei durch Subtraktion der Ausgangssignale der beiden Teildetektoren ein geeignetes Regelsignal erhalten wird.

Im allgemeinen wird mit Hilfe des Regeldetektors 13 ein Regelsignal erhalten, das als Funktion der radialen Lage des Abtastpunktes einen Verlauf aufweist, der im wesentlichen dem in F i g. 2 dargestellten Verlauf entspricht Abgesehen von einer etwa auftretenden so Gleichstromkomponente, enthält dieses Regelsignal eine Wechselkomponente mit einer Periode die mit dem Spurabstand gekoppelt ist, d. h. dem Abstand zwischen den Mittellinien von zwei nebeneinander liegenden Spuren. Diese Periode wird nämlich einerseits durch diesen Spurabstand, andererseits durch die Geschwindigkeit der radialen Bewegung des Abtastpunktes bestimmt In Fig.2 ist ein rein sinusförmiger Verlauf dargestellt Es dürfte aber einleuchten, daß, in Abhängigkeit von dem verwendeten Detektorsystem, auch Abweichungen von dieser Sinusform auftreten können. Zur Vereinfachung wird nachstehend nur dieses sinusförmige Regelsignal beschrieben.

In F i g. 2 ist das Regelsignal dargestellt, das bei einer Verschiebung des Abtastpunktes über gut drei Spurabstände auftritt Als stabiler Zustand des Regelsystems sind die Punkte angenommen, an denen das Regelsignal Null und die Neigung positiv ist, also die Punkte S₁,53 und S₃, die also der Mitte dieser nebeneinander liegenden Spuren entsprechen. Bewegt sich der Abtastpunkt z. B. von der Spur s\ zu einem größeren Wert des Radius r, so wird ein positives Regelsignal erhalten, von dem angenommen wird, daß das Regelsystem in Abhängigkeit von diesem Signal den Abtastpunkt zwangsweise zu dieser Lage s\ zurückführt. Kür eine Verschiebung des Abtastpunktes zu einem kleineren Wert von r trifft selbstverständlich das umgekehrte zu.

Wenn der Abtastpunkt jedoch in ein Gebiet Q gelangt, das einer negativen Neigung des Regelsignals entspricht, wird das Regelsystem plötzlich unstabil. Beim Durchlaufen des Gebietes Q nimmt die Energie des Systems ja zu, was bedeutet, daß, wenn der Abtastpunkt infolge einer Störung einen ganzen Spurabstand zurücklegt, er automatisch auch mehrere Spurabstände durchläuft

Infolge einer äußeren Störung kann der Abtastpunkt S sich also über eine Anzahl Spurabstände verschieben, welche Anzahl in erster Linie durch die Ausweichung des Spiegels zu dem Zeitpunkt der Störung bestimmt wird. Da bei einer Verdrehung des Spiegels 8, die dieser Verschiebung entspricht, auch die Grobregelung wirksam gemacht wird, kann durch Wechselwirkung der Fein- und der Grobregelung eine praktisch ungedämpfte Schwingung des Abtastpunktes über eine Anzahl Spurabstände auftreten, wodurch wenigstens über eine gewisse Zeitdauer das Auslesen der auf den Aufzeichnungsträger aufgezeichneten Information unmöglich wird.

Um diesen Übel abzuhelfen, wird vom der Strahlungsquelle 6 in der in F i g. 1 gezeigten Auslesevorrichtung ein drittes Strahlungsbündel c emittiert, das über den halbdurchiässigen Spiegel 7, den Spiegel 8 und die Linse 11 auf den Aufzeichnungsträger auftrifft. Der von dem Aufzeichnungsträger reflektierte Teil dieses Strahlungsbündels c wird über den Spiegel 8 und den •halbdurchlässigen Spiegel 7 wieder zu einem zusätzlichen Detektor 17 reflektiert. Dieser zusätzliche Detektor 17 liefert ein zusätzliches Regelsignal, dessen Verlauf im wesentlichen dem Verlauf des vom Regeldetektor 13 gelieferten Regelsignals entspricht. Infolge einer abweichenden radialen Lage des vom Strahlungsbündel c auf den Aufzeichnungsträger projizierten Musters von Strahlungsflecken in bezug auf das von dem Strahlungsbündel b auf diesen Aufzeichnungsträger projizierte Muster von Strahlungsflecken weist das zusätzliche Regelsignal eine Phasenverschiebung von ¹A Periode in bezug auf das vom Regeldetektor 13 gelieferte Regelsignal auf.

Zur Verdeutlichung sind in Fig.3 die beiden Regelsignale dargestellt Das Regelsignal /1, das vom Regeldetektor 13 geliefert wird, entspricht dem in F i g. 2 dargestellten Regelsignal. Das vom zusätzlichen Detektor 17 gelieferte Regelsignal h weist den gleichen Verlauf wie das Regelsignal /1 als Funktion von r auf, aber ist über eine Viertelperiode in der Phase verschoben. Aus diesem Regelsignal I₂ läßt sich auf einfache Weise ein Steuersignal /2 ableiten, das einen ersten positiven Wert aufweist, solange das Regelsignal h positiv ist und einen zweiten negativen Wert aufweist, wenn dieses Regelsignal h negativ ist Aus der Figur läßt sich dann leicht erkennen, daß der positive Wert des Steuersignals /2 den stabilen Gebieten fdes Regelsignals /1 und der negative Wert den unstabilen Gebieten Q entspricht Dabei wird angenommen, daß ein positiver Wert des ersten Regelsignals /1 eine Vei Schiebung des Abtastpunktes zu kleineren Wert von rbewirk*. und daß

ein negativer Wert eine Verschiebung zu größeren Werten von /-bewirkt Das Steuersignal V₂ gibt also eine Anzeige darüber, ob sich das Regelsystem in einem stabilen Gebiet P oder in einem unstabilen Gebiet Q befindet Diese Anzeige wird zur Beeinflussung des Regelsystems während wenigstens eines Teiles der Zeit, in der sich dieses Regelsystem in einem unstabilen Gebiet befindet, benutzt

Wie in F i g. 1 gezeigt ist, wird das von einem Umsetzer 18, in diesem Falle einem Rechtecksignal- ίο generator, aus dem zusätzlichen Regelsignal des Detektors 17 erhaltene Steuersignal V₂ nämlich der in dem Regelsystem aufgenommenen Servoeinheit 15 zugeführt, die in Abhängigkeit von dem Wert dieses Steuersignals V₂ z. B. zwei mögliche Übertragungsfunktiünen aufweisen kann. Die erste Übertragungsfunktion, die in dem stabilen Regelgebiet P wirksam ist ist naturgemäß auf das Erhalten eines möglichst günstigen Regelverhaltens in diesem stabilen Gebiet gerichtet Die zweite Übertragungsfunktion, die in dem unstabilen Gebiet Q wirksam ist, hat eine derartige Abweichung, daß beim Durchlaufen einer Anzahl stabiler und unstabiler Gebiete P bzw. Q durch den Abtastpunkt die von der Servoeinheit 15 ausgetauschte Energie beim Durchlaufen der unstabilen Gebiete Q niedriger als die beim Durchlaufen der stabilen Gebiete Pausgetauschte Energie ist. Dadurch wird erreicht daß beim Auftreten einer äußeren Störung jedenfalls eine gedämpfte Schwingung auftritt, so daß der Abtastpunkt jedenfalls wieder auf einen stabilen Einstellpunkt zurückgeregelt wird. Wie schnell dies geschieht hängt naturgemäß von dem Maße und der Weise ab, in dem bzw. in der die Übertragungsfunktionen der Servoeinheit 15 geändert werden. Selbstverständlich kann erwünschtenfalls auch das Signal I₂ direkt als Steuersignal verwendet und kann an Hand dieses Signals wenigstens während der unstabilen Perioden die Übertragungsfunktion kontinuierlich geändert werden.

Zunächst werden aber einige Möglichkeiten zum Erhalten der gewünschten Regelsignale l\ und I₂ angegeben. Eine erste Möglichkeit ist in Fig.4 dargestellt Mit s\, s₂ und £3 ist ein Teil von drei nebeneinander liegenden Spuren bezeichnet die in einem Spurabstand Λ voneinander liegen. 5 ist der Abtastfleck, d. h. die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers, die endgültig auf dem Auslesedetektor 12 abgebildet wird Das Muster von Strahlungsflecken der radialen Regelung besteht in erster Linie aus zwei Strahlungsflecken Rj und R₂, die in radialer Richtung zu beiden Seiten des Abtastflecks 5 liegen, und zwar in einem Abstand '/4 λ. Das mit Hilfe des Strahlungsbündels c erhaltene zusätzliche Muster von Strahlungsflekken enthält die beiden Strahlungsflecke Γι und T₂. Dabei ist der Strahlungsfleck 7Ϊ über einen Abstand=¹A Λ in radialer Richtung in bezug auf den Strahlungsfleck Ri und ist der Strahlungsfleck T₂ über den gleichen Abstand in bezug auf den Strahlungsfieck R₂ verschoben. Jeder der StraWungsflecke wird endgültig auf einem gesonderten Detektor oder Teildetektor abgebildet

Das von einein derartigen Detektor infolge des darauf abgebildeten Strahlungsflecks gelieferte Signal /defkann im allgemeinen geschrieben werden als:

(D

wobei /0 die von dem Strahlungsbündel an der Stelle des Strahlungsflecks gelieferte Energie, m die Amplitude der Wechselkomponente bei radialer Verschiebung des Strahlungsflecks, r die radiale Lage dieses Strahlungsflecks und λ den Spurabstand darstellt

Wenn angenommen wird, daß die Abbildung des Strahlungsflecks R₂ tatsächlich dieses Signal ergibt also

I_Rl = I₀ /l + m sin —■ · In J ergibt die Abbildung des Strahlungsflecks R\ ein Signal (2)

msin

2π\ =/₀ ( 1 -msm-—2n\

Durch Subtraktion eines Signals /_Ä| von dem Signal Tr₂ wird dann als Regelsignal gefunden /, = 2m sin -—· 2π

(3)

(4)

was völlig mit der in Fig. 3 dargestellten Signalform Z₁ in Übereinstimmung ist. Dementsprechend wird für das Signal, das sich aus der Abbildung des Strahlungsflecks T₁ ergibt, gefunden

(5)

und für das sich aus der Abbildung des Strahlungsflecks T₂ ergebende Signal It₂ = I₀ I 1 + m sin · 2π I = ^ ( 1 - m cos -—2π\

(6)

15 16

Durch Subtraktion des Signals I_Tl von dem Signal I_Ti wird dann als zusätzliches Regelsignal erhalten

k =2mcos-j-2ff (1)

was völlig mit der in Fig.3 dargestellten Signalform kann selbstverständlich der Strahlungsfleck A₃ in einem übereinstimmt Spurabstand λ von dem Strahlungsfleck Rz, also

Die Anzahl Strahlungsflecke zum Erhalten des zwischen den Spuren S₂ und S₃, positioniert und der gewünschten Regelsignals kann erwünschtenfalls ver- Strahlungsfleck Ra in einem Spurabstand λ von dem größert werden. In Fig.4 sind beispielsweise zwei io Strahlungsfleck R\, also zwischen den Spuren si und S₂, zusätzliche Strahlungsflecke A₃ und Ra dargestellt, positioniert werden. Das gewünschte Regelsignal wird wobei der Strahlungsfleck A₃ in einem Abstand λ von dann durch
dem Strahlungsfleck R\ und der Strahlungsfleck A₄ in „ . .. .

einem Abstand λ von dem Strahlungsfleck R₂ liegt Die ^(]"^{2+ 1r3}> ~ «^{/Rl +} ^lR*>

sich aus der Abbildung dieser Strahlungsflecke R₃ bzw. 15 gebildet

Ra ergebenden Signale /κ, bzw. /»,sind demzufolge Eine zweite Möglichkeit zum Erhalten der gewünschvöllig zu den sich aus der Abbildung der Strahlungsflek- ten Regelsignale ist in F i g. 5 dargestellt, während die ke R_x bzw. R₂ ergebenden Signalen Ir_x bzw. Ir₂ zugehörigen Signalformen in F i g. 6 dargestellt sind. In gleichphasig. Wenn als Regelsignal F i g. 5 ist eine Spur s dargestellt, auf die ein Abtastfleck

,, , \_{i ,τ \ 20 Sprojiziert ist Zu beiden Seiten dieses Abtastflecks sind

(Ir₂ + iraI (irx f IR₃) wieder zwei Strahlungsfiecke Ri und R₂ projiziert, die in

gewählt wird, wird ein Signal erhalten, das zu dem radialer Richtung über einen Abstand Ά λ in bezug auf Regelsignal I_x völlig gleichphasig ist, aber eine zweimal den Abtastfleck S verschoben sind. Mit Hilfe der größere Amplitude aufweist. Strahlungsflecke R_x und R₂ wird auf gleiche Weise wie

Die Anwendung der zusätzlichen Strahlungsflecke 25 nach Fig.4 das Regelsignal I₁ erhalten, das also der bietet einige große Vorteile. Zunächst ist, wie bereits Formel (4) entspricht und in F i g. 6a wieder dargestellt angegeben ist, die Amplitude des erhaltenen Regelsi- ist

gnals verdoppelt. Zweitens wird der Einfluß von Das zusätzliche Regelsignal wird nun aber nicht mit

Abweichungen im Spurabstand verringert, weil infolge Hilfe zusätzlicher Strahlungsflecke erhalten, sondern der zusätzlichen Strahlungsflecke eine gewisse Ausmitt- 30 wird von dem durch Abbildung des Abiastflecks S auf lung erhalten wird. Auch wird der Einfluß der in den dem Auslesedetektor erhaltenen Signal abgeleitet. Die Spuren vorhandenen Information auf das Regelsignal in der Informationsspur enthaltene Information wird ja verringert Normalerweise wird diese Hochfrequenzin- im allgemeinen eine höhere Frequenz als die maximale formation mit Hilfe von Filtern ausgefiltert. Da durch Regelfrequenz aufweisen. Dadurch kann von dem vom die zusätzlichen Strahlungsflecke auch in bezug auf 35 Auslesedetektor gelieferten Signal diese Niederfrediese Angabe eine gewisse Ausmittlung auftritt, ist der quenzsignalkomponente mit Hilfe von Filtern abge-Einfuß dieser Informationskomponente bereits gerin- trennt werden. Diese Signalkomponente entspricht ger. Selbstverständlich können auch mehr als zwei wieder, abgesehen von einer Phasenverschiebung, der zusätzliche Strahlungsflecke zugesetzt werden, wo- allgemeinen Formel (1) und kann als
durch die genannten Effekte noch größer werden. Auch 40

Ι_τ « I₀ (\+τηύη-ϊ±^-·2π\ = 4/Ί + _m cos-f 2n\ - (8)

I₀ f

geschrieben werden. Dieses Signal fr nach F i g. 6b 45 nente I₀ im Regelsignal fr können zum Erhalten einer enthält eine Wechselkomponente, von der sich auf Einsicht in ihren Folgen durch Änderungen in dem von geeignete Weise das gewünschte Steuersignal ableiten diesem Regelsignal fr abgetrennten Gleichstrompegel läßt. Mit Hilfe einer Trennstufe kann die Gleichstrom- dargestellt werden. Bei dieser Abtrennung können in komponente /0 abgetrennt werden, wonach von der der Tat zusätzliche Änderungen auftreten Wenn verbleibenden Wechselkomponente durch Detektieren 50 angenommen wird, daß statt des Korrekturgleichstrom- g

der Nulldurchgänge das gewünschte Steuersignal/'r(O) pegels /0 der Gleichstrompegel D. C. (1) abgetrennt nach F i g. 6c abgeleitet werden kann, dessen Perioden wird, der niedriger als /0 liegt, wird aus der verbleibenwieder genau den stabilen und unstabilen Gebieten des den Wechselkomponente das Steuersignal /'r(l) abge-Regelsystemsentsprechen. leitet, das in Fig.6d dargestellt ist Daraus ergibt sich,

Eine Schwierigkeit bei dieser Ausführungsform ist das 55 daß nur ein Teil der unstabilen Gebiete Q von diesem Vorhandensein der Gleichstromkomponente in dem Steuersignal/V(I) auch in der Tat als unstabiles Gebiet Regelsignal fr. Diese Gleichstromkomponente /₀ ist angezeigt wird. Dies ist noch akzeptabel, weil auf jeden nämlich nicht völlig konstant, sondern ist sowohl Fall während eines Teiles dieser unstabilen Gebiete zeitabhängig als auch ortsabhängig. Die Zeitabhängig- stabilisierende Maßnahmen getroffen werden können, keit wird im wesentlichen durch Änderungen in der 60 so dsß eine etwa auftretende Schwingung auf jeden Fall Intensität der von der Strahlungsquelle emittierten gedämpft wird. Wenn aber angenommen wird, daß statt Strahlung herbeigeführt. Die Ortsabhängigkeit wird des Gleichstrompegels /₀ der höher liegende Gleichdurch den Unterschied in Absorption und/oder jstrompegel D. C. (2) abgetrennt wird, wird aus der Reflexion, je nach der Lage auf dem Aufzeichnungsträ- verbleibenden Wechselkomponente das Steuersignal ger und dem Punkt des Durchtretens des Strahlungs- 65 //.(2) abgeleitet, das in Fig.6e dargestellt ist. Dieses Bündels durch das optische System, insbesondere die Steuersignal //(2) zeigt sogar Teile der stabilen Linsen, herbeigeführt Gebiete P als unstabiles Gebiet an, so daß während I

Diese beiden Änderungen der Gleichstromkompo- Teile der stabilen Gebiete die für die unstabilen Gebiete f

17 18

bestimmte Übertragungsfunktion wirksam gemacht Fig.8 zeigt eine zweite Ausführungsform der

wird. Diese Übertragungsfunktion kann dabei im Vorrichtung nach der Erfindung. Die Servoeinheit 15

betreffenden Teil des »stabilen« Gebietes ein unstabiles weist im wesentlichen die gleiche Bauart wie die

Verhalten herbeiführen, was selbstverständlich sehr Servoeinheit nach F i g. 7 auf. Das Ausgangssignal des

ungünstig ist Durch passende Wahl dieser Übertra- 5 Verstärkers 20 wird aber einem Schalter 23 zugeführt

gungsfunktion läßt sich aber erreichen, daß sogar bei der in einer ersten Lage dieses Ausgangssignals direkt

dieser falschen Anzeige der stabilen und unstabilen und in einer zweiten Lage über eine invertierende

Gebiete im stabilen Gebiet auch tatsächlich unter allen Verstärkerstufe 24 der Addiereinheit 21 zuführt Dieser

Umständen ein stabiles System wirksam bleibt Dies Schalter 23 wird von einer Steuereinheit 25 betätigt die

wird bei der Beschreibung der Ausführungsform der io das vom Rechtecksignalgeneretor 18 gelieferte Steuer-

Servoeinheit nach den Fig.7 und 8 noch näher signal I'a empfängt Wenn das Regelsystem in ein

angegeben. unstabiles Gebiet gelangt wird der Schalter 23 in die

Ein Verfahren zur Beseitigung dieser ungewünschten zweite Lage versetzt wodurch der erzeugte Dämp-Gleichstromkomponente besteht in der Erzeugung der fungsterm eine zusätzliche Inversion erfährt Dadurch Summe der von den Strahlungsflecken R\ und Ri 15 hat dieser Dämpfungsterm auch im unstabilen Gebiet gelieferten Signale, also der Summe der in den Formeln eine positive Dämpfung zur Folge.
(2) und (3) angegebenen Signale. Dieses Summsnsignal Diese Art Beeinflussung der Übertragungsfunktion | ist gleich 2/₀ und enthält also nur die Gleichstromkom- der Servoeinheit 15 eignet sich nicht besonders gut zur g ponente. Dieses Summensignal kann daher zum Anwendung bei dem in Fig.5 und 6 dargestellten Ausgleich der im Regelsignal h enthaltenen Gleich- 20 Verfahren zum Erzeugen des Steuersignals. Wenn ja Stromkomponente /0 verwendet werden! weil diese durch das Steuersignal in einem stabilen Gebiet beiden Komponenten immer die gleichen Änderungen umgeschaltet werden würde, wodurch der Dämpfungserfahren, term sein Vorzeichen wechselt wird das Regelverhalten

Die in F i g. 7 gezeigte Ausführungsform der Vorrich- in diesem stabilen Gebiet beträchtlich gestört

tung nach der Erfindung enthält eine Servoeinheit 15, 25 F i g. 9 zeigt eine dritte Ausführungsform der

die ihr Eingangssignal von dem Regeldetektor 13 Vorrichtung nach der Erfindung. Der Servoverstärker

empfängt und endgültig ein Steuersignal für die 15 ist völlig identisch mit der nach Fig.7. Das vom

Antriebsvorrichtung 10 des Spiegels 8 (Fig. 1) abgibt. Detektor Ϊ7 gelieferte Regelsignal wird nun aber nicht

Das vom Regeldetektor 13 gelieferte Regelsignal wird einem Rechtecksignalgenerator, sondern einem Diffe-

einerseits einer Addiereinheit 21 und andererseits einem 30 rentiator 26 zugeführt. Wenn von einem ersten der

Differentiator 19 zugeführt Das Ausgangssignal dieses Formel (4) entsprechenden Regelsignal I\ (siehe

Differentiators 19 wird über einen Verstärker 20 mit Fig. 10a) und von einem zweiten der Formel (7)

entgegengesetztem Vorzeichen der Addiereinheit 21 entsprechenden Regelsignal /2 (siehe Fig. 10b) ausge-

zugeführt. Das Ausgangssignal der Addiereinheit wird gangen wird, liefert dieser Differentiator 26 ein Signal

schließlich mit Hilfe des Verstärkers 22 verstärkt und 35 jLi das der folgenden Formel

dient als Ausgangssignal der Servoeinheit Der Differen- d 1
tiator 19 erzeugt zusammen mit dem Verstärker 20 den

gewünschten Dämpfungsterm in der Übertragungs- ^j 4 / \ H

funktion der Servoeinheit 15. = -^- (sin-y-2;r) · —-. (9)

Die Übertragungsfunktion der Servoeinheit wird von 40 ^üi * \^/df
einem Steuersignal beeinflußt, das über einen Rechtecksignalgenerator 18 von dem vom Detektor Ϊ7

gelieferten Regeisignal abgeleitet wird und das also dem Aus dieser Formel ist ersichtlich, daß dieses differenzier-

in F i g. 3 dargestellten Steuersignal /'₂ entspricht Dieses _sj , d£ _m _{dem emen R lsi} , , _glei_chphasig

Steuersignal kann einem oder beiden Verstarkern 20 45 df cetane

und 22 zugeführt werden. Wenn das Steuersignal dem _{oder gege}n_Phasig ist. je nach dem Vorzeichen von ^ .

Verstärker 22 zugeführt wird, kann gesichert werden, dt

daß in den unstabilen Gebieten des Regelsystems der also je der Richtung der radialen Bewegung. Diese

Verstärkungsfaktor der Übertragungsfunktion des Ser- Angabe wird zur Stabilisierung des Regelsystems

voverstärkers herabgesetzt wird. Wenn das Steuersi- 50 verwendet

gnal dem Verstärker 20 zugeführt wird, kann gesichert Es sei angenommen, daß das differenzierte Signal

werden daß in den unstabilen Gebieten des Regelsy- Ii _{den in Fig}._1Oc dargestellten Verlauf ^- (1)

stems der Absolutwert des Dampfungstermos herabge- df dt ^v '

setzt wird. In einem unstabilen Gebiet veranlaßt dieser aufweist, der also gerade zu dem ersten Regelsignal

Dämpfungsterm wegen der entgegengesetzten Neigung 55 gegenphasig ist und dadurch einen positiven Wert von

des vom Regeldetektor 13 gelieferten Regelsignals als ^ _{also eine} Bewegung des Abtastpunktes zu einem

Funktion des Radius r im Vergleich zu der Neigung im d t

^SJ-^an^le _o ⁿ _J ^Gebj^e _J ^t-^gera?^{e eine} ^ne%^atir pampig, deren _größeren Wert von rangibt. Aus diesem Signal ψ (1)

Einfluß durch diese Herabsetzung des Verstärkungsfak- d/

tors des Verstärkers 20 herabgesetzt wird. 60 kann mit Hilfe eines Schwellwertdetektors 27, der

Bei dem in F i g. 5 und 6 dargestellten Verfahren zum detektiert, wenn dieses differenzierte Signal einen posi-

Erzeugen des Steuersignals wird vorzugsweise diese Art tiven Schwellwert D überschreitet, ein Rechtecksignal

Beeinflussung der Übertragungsfunktion der Servoein- h 0) abgeleitet werden (siehe Fig. lOd). Mit diesem

heit verwendet. Dabei kann nämlich die Herabsetzung rechteckigen Steuersignal /₃(1) wird der Verstärkungs-

der Verstärkungsfaktoren der Verstärker derart ge- 65 faktor des Verstärkers 22 gesteuert, und zwar derart,

wählt werden, daß die erhaltene herabgesetzte Übertra- daß dieser Verstärkungsfaktor herabgesetzt wird, wenn

gungsfunktion stabil bleibt, auch wenn in einem stabilen das Steuersignal positiv ist.

Gebiet umgeschaltet wird. Dies bedeutet, daß während eines Teiles der

19 20

negativen halben Periode des ersten Regelsignals I\ die Geschwindigkeit abnimmt, nimmt auch die impulsbreite

Verstärkung herabgesetzt wird. Wenn wieder ange- des Rechtecksignals /3 ab, was bedeutet, daß die

nommen wird, daß ein positiver Wert dieses Regelsi· Umschaltpunkte des Verstärkungsfaktors immer weiter

gnals/i eine Bewegung des Abtastpunktes zu einem von den gwünschten Einstellpunkten (s_u S₂. S₃ usw.) zu

"kleineren Wert von r und ein negativer Wert eine 5 liegen kommen, so daß automatisch um diese Einstell-

Bewegung zu einem größeren Wert zu bewirken sucht, punkte das gewünschte Gebiet mit einer festen

hat diese Herabsetzung der Verstärkung während der Übertragungsfunktion erhalten wird. Im Grenzfall ist

negativen halben Periode eine Stabilisierung des die Geschwindigkeit derart gering, daß die Amplitude

Regelsystems zur Folge. Beim Durchlaufen emer _des Signals-^ kleiner als der Schwellwert D ist, so daß

gleichen Anzahl positiver und negativer halber Peno- 10 df

den des R-gelsignals /1 ist dann ja die während der gar kein Rechtecksignal /3 mehr auftritt Diese Situation

positiven halben Perioden ausgetauchte Energie, die die ist aber nur hypotheiisch, weil, bevor sich diese Situation

zu diesem Zeitpunkt noch bestehende Bewegung zu ergeben könnte, das Regelsystem schon in ein stabiles

einem größeren Wert von r hemmt, größer als die Gebiet eingefangen ist

während der negativen halben Perioden ausgetauschte 15 Bei einer Abwandlung der oben angegebenen

Energie, die die genannte Bewegung aufrechtzuerhalten Ausführungsform wird das differenzierte zweite Regel-

sucht Dadurch wird diese bestehende Bewegung _signal ^-nach der Formel (9) nochmals mit dem ersten

gedämpft df ^w

Wenn die Bewegung des Abtastpunktes gerade Regelsignal multipliziert, was ergibt

entgegengesetzt gerichtet ist, also — < 0, tritt als ²⁰ ₂ \2 π

differenziertes zweites Regelsignal das in Fig. 10c ~dl~ " ^ ⁼ J ( ^sin Ύ ~^πJ "at'

dargestellte Signal — (2) auf, aus dem über den qq^

Schwellwertdetektor 27 das Rechtecksignal /3(2) 25

(Fig. lOd) abgeleitet wird. In diesem Falle wird also Die Polarität dieses Signals gibt direkt die Richtung der

während eines Teiles der positiven halben Perioden des radialen Bewegung an. Dadurch, daß in Abhängigkeit

ersten Regelsignals /1 die Verstärkung der Übertra- von dieser Polarität entweder während der positiven

gungsfunktion herabgesetzt, wodurch die erwünschte oder während der negativen halben Periode des ersten

stabilisierende Wirkung wieder erhalten wird. 30 Regelsignals /| die Verstärkung herabgesetzt wird, wird,

Wenn der Schwellwert D (F ig. 10c) des Sch wellwert- wieder die gewünschte Stabilisierung erhalten. In

detektors 27 gleich 0 gewählt wird, wird entweder diesem Falle muß also ein Schwellwertdetektor

während der ganzen positiven oder während der ganzen verwendet werden, dem das erste Regelsignal /1

negativen halben Periode des ersten Regelsignals Z₁ der zugeführt wird und der, in Abhängigkeil von der

Verstärkungsfaktor, ungeachtet der Geschwindigeit der 35 Polarität des in der Formel (10) angegebenen Signals,

radialen Bewegung, herabgesetzt Dies ist weniger während entweder der positiven oder der negativen

günstig, weil in diesem Falle der Verstärkungsfaktor halben Periode dieses ersten Regelsignals einen

auch stets geschaltet werden wird, wenn sich der Steuerimpuls an den in der Servoeinheit vorhandenen

Abtastpunkt in dem stabilen Gebiet um die gewünsch- Verstärker 22 abgibt Wenn für diesen Schwellwertde-

ten stabilen Einstellpunkte (s\, S₂, S3 usw.) bewegen 40 tektor ein von Null verschiedener Schwellwert gewählt

würde. wird, wird ein um die gewünschten Einstellpunkte (si, S₂,

Indem der Schwellwert D verschieden von Null 53 usw.) liegendes Gebiet abgetrennt, wodurch in diesem

gewählt wird, wird dies vermieden. Die Amplitude des Gebiet unter allen Umständen eine feste Übertragungs-

differenzierten zweiten Regelsignals ^- ist ja der funktion wirksam ist

df 45 Bei einer zweiten Abwandlung wird der Differentia-

Größe der Bewegungsgeschwindigkeit des Abtastpunk- tor 26 auf besondere Weise ausgeführt (siehe F i g. 11).

tes proportional. Bei einer größeren Amplitude des Diese Ausführungsform des Differentiators enthält

differenzierten zweiten Regelsignals (siehe z. B. ψ (3) ^einen Operationsverstärker V, dessen invertierender

df Eingang über einen Kondensator C mit Erde und über

in F ig. 10c) wird mit Hilfe eines von Null verschiedenen 50 einen Widerstand R mit dem Ausgang verbunden ist.

Schwellwertes D ein Rechtecksignal (siehe /3 (3) in Das vom Detektor 17 gelieferte zweite Regelsignal I₂

Fig. 1Oe) erhalten, dessen positive Impulsbreite annä- wird dem nichtinvertierenden Eingang des Operations-

hernd proportional mit dieser Amplitude zunimmt. Dies Verstärkers Vzugeführt.

bedeutet, daß die stabilisierende Wirkung dir Größe Wenn angenommen wird, daß das Signal I₂ der in der

der Geschwindigkeit proportional ist. 55 Formel (7).angegebenen Gleichung entspricht, ist das

Wenn durch diese stabilisierende Wirkung die Ausgangssignal U des Operationsverstärkers Vgleich

= /₂ + CK4^- = 2m cos -f -2π -^HUL CR (sin -f2*) %-. at λ λ \ λ / at

Für eine schnelle radiale Bewegung des Abtastpunkts nimmt der Einfluß des ersten Termes der Formel (11)

ist der zweite Term vorherrschend, so daß das System in immer weher zu, bis er schließlich vorherrschend ist. Im

diesem Falle im wesentlichen dem in Fig.9 und 10 letzteren Grenzfall entspricht das Signal Λ völlig dem

angegebenen Stabilisierungsverfahren entspricht, weil Regelsignal I₂, so daß in diesem Falle das System dem in in diesem Falle das Signal/₄ im wesentlichen dem Signal 65 den Fig. 7 und 8 in Kombination mit Fig. 3

^- nach der Formel (9) entspricht. Wenn jedoch die angegebenen Stabilisierungsverfahren entspricht Je

df ar ^nacn "^er Geschwindigkeit wird also allmählich von

Geschwindigkeit — der radialen Bewegung abnimmt, einem Stabilisierungsverfahren auf das andere überge-

gangen.

Ein zusätzlicher Vorteil dieses Stabilisierungsverfahrens ist der, daß der Schwellwert für das System bei schnellen Bewegungen unbedenklich gleich Null sein kann, so daß eine maximale Stabilisierung möglich ist Bei niedriger Geschwindigkeit wird ja auf das andere Stabilisierungsverfahren übergegangen.

Ein gleiches Verhalten kann auch mit Hilfe eines »schlechten« Differentiators erhalten werden, wie er z. B. in F i g. 12 dargestellt ist Das Differenzierungsnetzwerk besteht dabei aus der Parallelschaltung eines Widerstandes R_t und einer Kapazität Q in Reihe mit einem Widerstand R₂. Die Übertragungsfunktion dieses Netzwerks ist gleich

was auf eine reine Differenzierung hindeutet. Für

P<

CR₁

kann jedoch die Übertragungsfunktion zu

10

R₂(I +PcR₁) (R₁ + R₂)

(12)

wobei ρ die imaginäre Kreisfrequenz darstellt. Wenn gilt, daß

kann die Formel (12) annähernd geschrieben werden als:

R₁+R₂

entwickelt werden, was eine übliche Spannungsteilung ist Bei verhältnismäßig hohen Frequenzen, also großer Geschwindigkeit, tritt also eine Differenzierung des Signals I₂ auf, wodurch das in Fig.9 dargestellte Stäbiiisierüügsveriahren erhalten wird, während bei niedrigen Frequenzen, also kleiner radialer Geschwindigkeit, das in den F i g. 7 und 8 dargestellte Stabilisierungsverfahren erhalten wird und dazwischen ein kontinuierlicher Übergang vor sich geht

Es leuchtet ein, daß die Ausführung der Servoeinheit sich keineswegs auf die in den F i g. 7, 8 und 9 dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Auch kann z. B. noch ein Dämpfungsterm mit Hilfe geeigneter Aufnehmer auf dem Antriebselement 10 oder dem Spiegel 8 erzeugt werden. Die Ausführung und die Art der Beeinflussung des Verstärkers 20 und/oder des Verstärkers 22 durch das Steuersignal können auf vielerlei Weise abgewandelt werden, weil diese Art Verstärker in vielen Ausführungen bekannt ist und es dem Durchschnittsfachmann gar nicht schwer fallen wird, je nach den gestellten Anforderungen, einen (13) geeigneten Verstärker zu wählen und auf richtige Weise

den Verstärkungsfaktor desselben zu beeinflussen.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Vorrichtung zum Auslesen eines scheibenförmigen Aufzeichnungsträgers, auf dem in tangential s verlaufenden Informationsspuren mit gleichem Spurabstand (A) ein Informations-Signal angebracht ist, welche Vorrichtung folgende Einheiten enthält:

— eine radial bewegbare optische Ausleseeinheit und eine Strahlungsquelle, weiche ein Auslesestrahlungsbündel emittiert, das als Adslesestrahlungsfleck auf den Aufzeichnungsträger projiziert wird,

mit einem Richtsystem für die Spurzentrierung, welches durch ein Antriebselement verstellbar ist,

und mit einem Auslesedetektor,

— ein Regelsystem, welches über das Antriebselement die Feinregelung des Richtsystems zum Zwecke der präzisen Einstellung der radialen Lage des Abtastpunktes auf die auszulesende Informationsspur ausführt, mit einem (ersten) Meßsystem zur Lieferung eines (ersten) Regelsignals an das Antriebselement, welches Meßsystern ein (erstes) Muster von Strahlungsflecken benutzt, das auf einem (ersten) Meßdetektor abgebildet wird, welches (erste) Muster in Zusammenhang mit dem (ersten) Meßdetektor und mit der Gestaltung der Informationsspuren derart ausgebildet ist, daß bei einer Bewegung des Abtastpunktes mit einer bestimmten Geschwindigkeit in radialer Richtung über eine Anzahl Informationsspuren ein (erstes) Regelsignal mit einer Wechselkomponente mit einer mit dem Spurabstand gekoppelten Periode entsteht,

dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung weiter enthält

— eine Servoeinheit (15), über die das erste Regelsignal (von 13) mit steuerbarer Übertragungsfunktion dem Antriebselement (10) zugeführt wird,

— ein zweites Meßsystem zur Lieferung eines zweiten Regelsignals, welches zweite Meßsystem ein zweites Muster (c) von Strahlungsflekken benutzt, das auf einem zweiten Meßdetektor (17) abgebildet wird, welches zweite Muster (c) in Zusammenhang mit dem zweiten Meßdetektor (17) und mit der Gestaltung der Informationsspuren (Su Sj, S3) derart gestaltet ist, daß bei einer Bewegung des Abtastpunktes (S) in radialer Richtung über eine Anzahl Informationsspuren das zweite Regelsignal entsteht mit einer periodischen Wechselkomponente (I2), welche eine gleich große Periode aufweist wie die Wechselkomponente (I\) des ersten Regelsignals, wobei jedoch durch eine unterschiedliche radiale Positionierung des zweiten Musters (c) gegenüber der des ersten Musters (b) eine Phasenverschiebung von wenigstens annähernd einer Viertelperiode zwischen den Wechselkomponenten auftritt,

— und eine Steuerschaltung (18) zum Ableiten eines Steuersignals (Ity aus dem zweiten Regelsignal (h), welches Steuersignal der Servoeinheit (15) zugeführt wird derart, daß bei einer Bewegung des Abtastpunktes (S) über eine Anzahl Spurabstände entweder während der positiven oder der negativen Halbperioden des zweiten Regelsignals (I2) die Übertragungsfunktion einen abgeänderten Übertragungswert annimmt, so daß das Regelsystem in stabilisierendem Sinne wirkt, indem die während dieser Halbperioden dem Antrieb zugeführte kinetische Energie reduziert wird.
2. Vorrichtung zum Auslesen eines scheibenförmigen Aufzeichnungsträgers, auf dem in tangential verlaufenden Informationsspuren mit gleichem Spurabstand (A) ein Informationssignal angebracht ist, welche Vorrichtung folgende Einheiten enthält:

— eine radial bewegbare optische Ausleseeinheit und eine Strahlungsquelle, welche ein Auslesestrahlungsbündel emittiert, das als Auslesestrahlungsfleck auf den Aufzeichnungsträger projiziert wird,

mit einem Richtsystem für die Spurzentrierung, welches durch ein Antriebselement verstellbar ist,

und mit einem Auslesedetektor,

— ein Regelsystem, welches über das Antriebselem-jnt die Feinregelung des Richtsystems zum Zwecke der präzisen Einstellung der radialen Lage des Abtastpunktes auf die auszulesende Informationsspur ausführt, mit einem (ersten) Meßsystem zur Lieferung eines (ersten) Regelsignals an das Antriebselement, welches Meßsystem ein (erstes) Muster von Strahlungsflecken benutzt, das auf einem (ersten) Meßdetektor abgebildet wird, welches (erste) Muster in Zusammenhang mit dem (ersten) Meßdetektor und mit der Gestaltung der Informationsspuren derart ausgebildet ist, daß bei einer Bewegung des Abtastpunktes mit einer bestimmten Geschwindigkeit in radialer Richtung über eine Anzahl Informationsspuren ein (erstes) Regelsigna! mit einer Wechselkomponente ink einer mit dem Spurabstand gekoppelten Periode entsteht,

dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung weiter enthält

— eine Servoeinheit (15), über die das erste Regelsignal (von 13) mit steuerbarer Übertragungsfunktion dem Antriebselement (10) zugeführt wird,

— ein zweites Meßsystem zur Lieferung eines zweiten Regelsignals, welches zweite Meßsystem ein zweites Muster (c) von Strahlungsflekken benutzt, das auf einem zweiten Meßdetektor (17) abgebildet wird, welches zweite Muster (c) in Zusammenhang mit dem zweiten Meßdetektor (\7) und mit der Gestaltung der Informationsspuren (Su S2, S₃) derart gestaltet ist, daß bei einer Bewegung des Abtastpunktes (S) in radialer Richtung über eine Anzahl Informationsspuren das zweite Regelsignal entsteht mit einer periodischen Wechselkomponente (72), welche eine gleich große Periode aufweist wie die Wechselkomponente (I]) des ersten Regelsignals, wobei jedoch durch eine

unterschiedliche radiale Positionierung des zweiten Musters (c) gegenüber der des ersten Musters (b) eine Phasenverschiebung von ' wenigstens annähernd einer Viertelperiode zwischen den Wechselkomponenten auftritt,

— eine Differenzschaltung (26) zum Differenzieren des zweiten Regelsignals (/2).

— und eine Steuerschaltung (27) zum Ableiten eines Steuersignals (I₃) aus dem differenzierten zweiten Regelsigna/—— \welches Steuersignal

dei Servoeinheit (15) zugeführt wird derart, daß bei einer Bewegung des Abtastpunktes (S) über eine Anzahl Spurabstände entweder während der positiven oder der negativen Halbperioden des ersten Regelsignals (I]) die Übertragungsfunktion einen abgeänderten Übertragungswert annimmt, so daß das Regelsystem in stabilisierendem Sinne wirkt, indem die während dieser Halbperioden dem Antrieb zügeführte kinetische Energie geringer ist als die während der übrigen Perioden zugeführte kinetische Energie.