DE2649688C2

DE2649688C2 - Einrichtung zur Steuerung der Fokussierung eines Lichtbündels auf einem optisch lesbaren beweglichen Informationsträger

Info

Publication number: DE2649688C2
Application number: DE2649688A
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Massy-Villaine Bortuzzo; Gerald Palaiseau Roullet
Original assignee: Thomson-Brandt SA
Current assignee: Thomson-Brandt SA
Priority date: 1975-10-31
Filing date: 1976-10-29
Publication date: 1984-04-05
Also published as: FR2330062A1; FR2330062B1; DE2649688A1; JPS5838855B2; CA1073254A; US4128847A; GB1561541A; JPS5257803A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung der Fokussierung eines Lichtbündels auf einem optisch lesbaren beweglichen Informationsträger, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Einrichtung ist aus der DE-OS 25 CA 570 bekannt Diese bekannte Einrichtung enthält eine Lageregelschleife zur Korrektur kleiner Lageänderungen des Fokussierungspunktes des Lichtbündels in bezug auf den Informationsträger um eine Mittelage. In einer Detektorschaltung wird das ausgelesene Hochfrequenzsignal erfaßt, um ein das Vorhandensein dieses Hochfrequenzsignals anzeigendes Signal zu erzeugen. Dieses Signal wird an den Steuereingang eines in der Regelschleife angeordneten Schalters sowie an den Steuereingang einer Generatorschaltung angelegt, die ein Annäherungssignal liefert, das auf Verstelleinrichtungen einwirkt, die zum Vor- und Zurückverschieben des Fokussierungspunktes durch Verstellung des Objektivs dienen. Das von der Generatorschaltung gelieferte und auf die Verstelleinrichtung einwirkende Annäherungssignal ist so lange wirksam, bis die Detektorschaltung das Vorhandensein des HF-Signals anzeigt. Bei Vorhandensein des HF-Signals ist die Regelschleife geschlossen, so daß kleine Lageänderungen des Fokussierungspunktes ausgeregelt werden. Die bekannte Einrichtung erlaubt ein automatisches Heranführen des Fokussierungspunktes an den von der Lageregelschleife erfaßten Regelbereich. Dies ist erforderlich, da die Dynamik der die Fokussierungsabweichungen messenden Sensoren gering ist Bei einem Außertrittfallen der Lageregelung während des Lesens oder während der Anfangsphase der Annäherung an die Fokussierungszone arbeitet die bekannte Einrichtung nicht mit der gewünschten Zuverlässigkeit, so daß manuelle Eingriffe nötig werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Fokussierungs-Regelschleife so mit Zusatzanordnungen auszustatten, daß jeglicher manueller Eingriff, sei es bei der Anfangsannäherung an die Fokussierungszone oder bei einem Außertrittfallen der Lageregeleinrichtung während des Lesens, vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch die Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 ein Gesamtschema der erfindungsgemäßen

Einrichtung zur Ermittlung der Fokussierung, und

F i g. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der in F i g. 1 dargestellten Einrichtung.

F i g. 1 zeigt einen Informationsträger 1 in Form einer Platte (teilweise dargestellt), der sich zum Lesen der Spur durch ein Bündel 3, das aus einer Punktquelle S stammt und mittels eines Objektivs 4 in einem Punkt O konzentriert wird, um seine Achse 2 drehen kann.

Für die Verschiebung des Objektivs 4 enthält die Einrichtung zwei unabhängige Wicklungen: eine ^rste Wicklung 5, die benutzt wird, um das Objektiv bei Nichtvorhandensein des zu lesenden Informationsträgers in seiner Ruhelage zu halten, um die Fokussierungszone am Anfang des Lesens des Informationsträgers zu ermitteln und um es während des Lesens in die Intrittfallzone der Folgeregelung zurückzuführen, und eine zweite Wicklung 6, die in der Intrittfallzone benutzt wird.

Bei Nichtvorhandensein des zu lesenden Informationsträgers wird das Objektiv 4 mit Hilfe eines Gleichstromsignals DC, das an dem Eingang eines die Voreinstellwicklung 5 speisenden Verstärkers 20 anliegt, in einer Ruhelage gehalten.

Im normalen Betrieb mit einem zu lesenden Informationsträger wird, wenn sich der Lesefleck in einer der Fokussierungslage benachbarten Zone befindet, ein Bruchteil der einfallenden Strahlung durch den Informationsträger reflektiert, durchquert das Objektiv 4, wird durch ein teilweise reflektierendes Plättchen 7 reflektiert, durchquert eine Zylinderlinse 8 und wird durch eine Detektorzelle 9 erfaßt. Das von dieser Ze'le 9 gelieferte elektrische Signal, welches den vertikalen Fokussierungsfehler kennzeichnet, wird an den Eingang eines Verstärkers 19 über einen Schalter 17 angelegt, der dann geschlossen ist. Das Ausgangssignal dieses Verstärkers 19 wird an die Wicklung 6 angelegt. Die verschiedenen Elemente bilden die Folgeregelschleife, die benutzt wird, wenn sich der Lesefleck in der Nähe des Fokussieri'ngspunktes des Lesebündels befindet. Die Lage des Objektivs 4 folgt so den gemessenen Abweichungen, damit der Fokussierungspunkt der Oberfläche des Trägers folgt.

Für die Voreinstellphase des Objektivs bei dem Auflegen des Informationsträgers für das Lesen liefert eine Kippschaltung 10, deren Ausgang mit dem Eingang einer Integrierschaltung 12 über einen Schalter 11 verbunden ist, ein Signal, welches die eine oder die andere der beiden Amplituden + V oder — V hat. Der Ausgang der Integrierschaltung 12 ist mit eiern Eingang eines Schwellenwertdetektors 13 verbunden, welcher einen unteren Schwellenwert V_mm und einen oberen Schwellenwert V_ma, hat. Wenn das Ausgangssignal in der Amplitude einen dieser beiden Schwellenwerte überschreitet, gibt der Schwellenwertdetektor, dessen Ausgang mit einem Steuereingang der Kippschaltung

10 verbunden ist, einen Impuls ab, der eine Zustandsänderung des Ausgangs der Kippschaltung und somit eine Umkehrung der Steigung des Ausgangssignals der Integrierschaltung 12 verursacht, wobei der Schalter U immer geschlossen ist. Das so an dem Ausgang der Integrierschaltung 12 erhaltene Dreiecksignal wird dem Gleichstromsignal DC überlagert und durch den Verstärker 20 verstärkt.

Infolgedessen verschiebt sich das Objektiv mit konstanter Geschwindigkeit um seine Ruhelage zwischen zwei Grenzlagen, und zwar solange der Schalter

11 nicht geöffnet wird.

In der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung erfolgt das eigentliche Lesen, d. h. die Erfassung des die Information tragenden Hochfrequenzsignals im Durchlicht mittels Zellen und Differenzverstärkern, die in ihrer Gesamtheit durch den Block 18 dargestellt sind. Wenn der auf den Informationsträger projizierte Lesefleck ausreichend konzentriert ist, erfassen die das Lesen ausführenden Zellen ein HF-Signal, das an den Eingang eines Hüllkurvendetektors 12 angelegt wird, welcher die Einhüllenden des erfaßten Hochfrequenzsignals liefert

ίο Der Ausgang des Hüllkurvendetektors 15 ist mit dem Eingang eines Schmitt-Triggers 16 verbunden, der eine Formgebung des genannten Hüllkurvensignals vornimmt und ein Signal mit zwei Werten 1 und 0 abgibt, welche dem Vorhandensein bzw. dem Nichtvorhandensein des gelesenen Signals entsprechen. Der Ausgang dieses Schmitt-Triggers 16 ist einerseits mit dem Steuereingang des Schalters 11, andererseits mit dem Steuereingang des Schalters 17 und schließlich mit einem zweiten Steuereingang für die Zustandsänderung der Kippschaltung 10 verbunden, wobei diese Zustandsänderungen des Ausgangs der Kippschaltung 10 an einer der Flanken des Ausgangssignals des Schmitt-Triggers 16 erfolgen, beispielsweise an den abfallenden Flanken.

Wenn das Ausgangssignal des Schmitt-Triggers 16 den Wert 0 hat, d. h. wenn es kein erfaßtes Signal gibt, ist der Schalter 17 geöffnet, d. h. die Folgeregelschleife ist geöffnet, und der Schalter 11 ist geschlossen, d.h. die Integrierschaltung 12 liefert ein rampenförmiges Annäherungssignal.

Wenn dagegen das Ausgangssignal des Schmitt-Triggers 16 den Wert 1 hat, d. h. wenn ein Signal erfaßt wird, ist der Schalter 11 geöffnet und gleichzeitig ist der Schalter 17 geschlossen, was bedeutet, daß das System in die Intrittfallzone der Folgeregeleinrichtung gelangt ist.

Wenn das System die Intrittfallzone verläßt, geht das Ausgangssignal des Schmitt-Triggers 16 von dem Wert 1 auf den Wert 0 über und infolgedessen wird die Folgeregelschleife geöffnet, der Schalter 11 wird geschlossen und die Zustandsänderung des Ausgangs der Kippschaltung 10 ruft einen Wechsel der Richtungsänderung des Ausgangssignals der Integrierschaltung 12 und somit eine Änderung der Richtung der Bewegung des Objektivs hervor. Das ist von besonderem Nutzen, wenn die Intrittfallzone mit relativ großer Geschwindigkeit durchquert worden ist und wenn es zu einer Überschreitung der Fokussierungslage gekommen ist. Es erfolgt dann eine automatische Umkehrung der

3d Richtung der gleichförmigen Bewegung des Objektivs.

Diese verschiedenen Situationen sind in dem

Diagramm von F i g. 2 veranschaulicht, welches die Signale an verschiedenen Punkten der Einrichtung zeigt.

Zur Vereinfachung der Bezeichnung tragen die Ausgangssignale der verschiedenen Elemente die gleichen Bezugszeichen wie diese Elemente.

Die Kippschaltung 10 ändert den Zustand entweder wenn das Ausgangssigna! der Integrierschaltung 12 einen Schwellenwert erreicht oder wenn das Lesesignal, das vorhanden war, verschwindet. Da die Frequenz des Dreiecksignals etwa 3 bis 4 Hz beträgt, kann das Verschwinden des Lesesignals an den Detektoren auftreten, wenn es aufgrund der Trägheit des Objektivs zu einer Überschreitung der Fokussierungszone gekommen ist. Das ergibt sich im allgemeinen am Anfang des Lesevorgangs, aber die Einrichtung gestattet durch die Umkehrung der Richtung der Rampe, schnell in diese Zone zurückzukehren.

Da, wie oben angegeben, die Steuerung der Einrichtung zur Ermittlung der Fokussierung mit der Erfassung des in der Spur gravierten Signals verknüpft ist, erfolgt die Annäherung an die Fokussierungszone unabhängig von der Funktion der Lageregelschleife, die erst in Funktion tritt, wenn der Lesefleck in einer Zone ist, die sich nahe bei dem Fokussierungspunkt des Bündels befindet. Es kann dabei zu keiner Wechselwirkung im Innern der Folgeregelschleife zwischen dem Signal, das die Ermittlung der gravierten Zone gestattet, und dem Fehlersignal der Folgeregelschleife kommen, wodurch die Ursachen einer Instabilität vermieden werden.

Der Informationsträger kann beliebig im Auflicht oder Durchlicht ausgelesen werden. Ferner kann die Erzeugung des den Fokussierungsfehler anzeigenden Signals auf beliebige Weise erfolgen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Steuerung der Fokussierung eines Lichtbündels auf einem optisch lesbaren beweglichen Informationsträger, mit einer Lageregelschleife zur Korrektur kleiner Lageänderungen des Fokussierungspunktes des Lichtbündels in bezug auf den Informationsträger um eine Mittellage, einer Detektorschaltung zur Erfassung des gelesenen Hochfrequenzsignals, die ein das Vorhandensein des to HF-Signals anzeigendes Signal an den Steuereingang eines in der Regelschleife angeordneten Schalters und an den Steuereingang einer Generatorschaltung anlegt, welche ein Annäherungssignal liefert, das auf Einrichtungen zum Vor- und is Zurückverschieben des Fokussierungspunktes einwirkt, wobei die Regelschleife offen ist und die Generatorschaltung ein Annäherungssignal liefert, bis die Detektorschaltung das Vorhandensein des HF-Signals anzeigt, während bei Vorhandensein des HF-Signals die Regelschleife geschlossen und die Generatorschaltung blockiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Annäherungssignal (Fig.2, Diagramm 12) einen unteren und einen oberen Schwellenwert (Vmn, V_max) aufweist, bei deren Unter- bzw. Überschreiten der Änderungssinn des Annäherungssignals zum jeweils anderen der beiden Schwellenwerte hin umgekehrt wird, daß beim Auftreten der Rückflanke des das Vorhandensein des HF-Signals (Fig.2, Diagramm 14) anzeigenden rechteckförmigen Ausgangssignals (F i g. 2, Diagramm 16) der Detektorschaltung (18,15,16) der Änderungssinn des Annäherungssignals ebenfalls umgekehrt wird, daß das Annäherungssignal bei Vorhandensein des das HF-Signal anzeigenden rechteckförmigen Ausgangssignals den gerade eingenommenen Wert konstant beibehält, und daß die Einrichtung zum Vor- und Zurückverschieben des Fokussierungspunktes (5, 20) eine der Amplitude und dem Vorzeichen des Annäherungssignals proportionale Auslenkung der Fokussierungsoptik (4) bewirkt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Annäherungssignal (F i g. 2, Diagramm 12) aus ansteigenden und abfallenden Rampen besteht, die auf die Einrichtungen (6,19) zur Verschiebung des Fokussierungspunktes einwirken und den Fokussierungspunkt zwischen zwei Grenzlagen verschieben.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Generatorschaltung eine Integrierschaltung (12) enthält, deren Eingang über einen Schalter (11) mit dem Ausgang einer Kippschaltung (10) verbindbar ist, die ein Signal mit dem einen oder dem anderen von zwei vorbestimmten Werten liefert, daß der Schalter (11) einen Steuereingang aufweist, der den Steuereingang der Generatorschaltung bildet, und daß die Kippschaltung (10) einen Takteingang aufweist, der einen Impuls zur Zustandsänderung empfängt, wenn das Annähe- &o rungssignal den oberen oder unteren Schwellenwert (V_mx, V_mi„) erreicht

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ruhespannung (DC) ständig dem Annäherungssignal (Fig. 2, Diagramm 12) hinzuge- « fügt wird, um den Fokussierungspunkt in gleichem Abstand von den beiden Grenzlagen zu halten.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn-

zeichnet, daß das Annäherungssignal und die Lageregelschleife unabhängig voneinander auf die Verschiebung des Fokussierungspunktes einwirken.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ihre Verwendung bei einem optischen Leser für einen beweglichen Informationsträger, mit einem Leseobjektiv (4) zum Fokussieren des Lesebündels auf dem Informationsträger (1) und Einrichtungen zur Verschiebung des Fokussierungspunktes, die aus einem elektrodynamischen Wandler bestehen, der ein mit dem Objektiv verbundenes bewegliches Teil und zwei leitende Wicklungen (5, 6) enthält, von denen die eine in und die andere außerhalb der Lageregelschleife liegt