DE3048708C2 - Servosteuereinrichtung für ein optisches System - Google Patents

Description

ίο Die Erfindung betrifft eine Servosteuereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-OS 26 49 688 ist eine derartige Servosteuereinrichtung für ehi optisches System bekannt, das zum Fokussieren eines Leselichtbündels auf der Oberseite einer durchsichtigen Aufzeichnungsscheibe dient. Bei großen Lageabweichungen zwischen Fokussierungs- und A.ufzeichnungsebene wird die Antriebseinrichtung des optischen Systems mit einer Dreieckspannung gespeist so daß das optische System kontinuierlich zwischen zwei Endpunkten hin- und herbewegt wird und dabei mit seiner Fokussierungsebene gegebenenfalls mehrfach die Aufzeichnungsebene durchläuft. Bei sehr geringen Lageabweichungen wird eine bislang geöffnete Regelschleife geschlossen und das optische Systern nachfolgend durch ein Lagedifferenzen darstellendes Fehlersigna] geregelt Das Schließen der Regelschleife wird hierbei über einen separaten Ermittlungskreis gesteuert, der das Vorhandensein eines den zu lesenden Informationen entsprechenden Hochfrequenzsignals erfaßt und bei positivem Ermittlungsergebnis die Schleifenrückführung schließt. Die exakte Erfassung des Vorhandenseins des Hochfrequenzsignals bereitet allerdings Schwierigkeiten, so daß das optische System gegebenenfalls mehrfach hin- und herbewegt wird, bis der separate Ermitthingskreis anspricht und die Regelschleife einschaltet. Die erfordert nicht nur unnötigen Stromverbrauch, sondern auch ein relativ langes Zeitintervall bis zum Beginn des eigentlichen Lesebetriebs. Darüber hinaus ist für die Funktionsfähigkeit der bekannten Einrichtung das Vorhandensein von aufgezeichneten Informationen zur Erzeugung des Hochfrequenzsignals unerläßlich, so daß beispielsweise bei lokalen aufzeichnungsfreien Bereichen die Regelschleife sofort wieder geöffnet wird. Zudem ist die bekannte Steuereinrichtung somit nicht für die Verwendung bei informationsfreien Aufzeichnungsscheiben geeignet, die erst einen Aufzeichnungsvorgang unterzogen werden sollen.

Weiterhin ist aus der DE-OS 25 01 124 eine Servosteuereinrichtung bekannt, die eine stets geschlossene Regelschleife zur Ausregelung geringer Lageabweichungen des optischen Systems aufweist. Größere Lageabweichungen müssen durch umständliche manuelle Voreinstellung des optischen Systems korrigiert werden.

Darüber hinaus offenbart die DE-OS 29 10 390 einen mehrschichtigen Aufzeichnungsträger, der mehrere parallel zueinander angeordnete Aufzeichnungsebenen aufweist, die mittels separater optischer Systeme abgetastet werden. Über die Art, wie die einzelnen optischen Systeme für die Abtastung in ihre jeweilige Sollage gebracht und dort gehalten werden, sind dieser Druckschrift keine näheren Angaben entnehmbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Servosteuereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart auszugestalten, daß sich das optische System sehr schnell und sicher in die erforderliche Sollage bringen und störungsfrei in dieser halten läßt.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen gelöst

Bei der erfindungsgemäßen Servosteuereinrichtung wird somit das Fehlersignal bei der Annäherung des optischen Systems an die Aufzeichnungsscheibe zur Ermittlung des Umschaltpunkts vom Betrieb mit geöffneter Regelschleife auf Betrieb mit geschlossener Regelschleife ausgewertet Da die eigentlichen Informationen nunmehr auf der Rückseite der transparenten Schicht aufgezeichnet oder aufzuzeichnen sind, läßt sich ein spezieller Verlauf des Fehlersignals bei der Bewegung des optischen Systems in Richtung auf die Aufzeichnungsscheibe erzwingen, der seinerseits besonders einfach und zuverlässig mittels des Nulldurchgangsdetektors und der Impulswähleinrichtung zur Ermittlung des Erreichens der Sollage des optischen Systems auswertbar isu Die Regelschleife bleibt hierbei nach Erreichen der Sollage auch dann in geschlossenem Zustand, wenn aufzeichnungsfreie Scheibenbereiche abgetastet werden. Damit !äßt sich die erfindungsgemäße Servosteuereinrichtung nicht nur zum Lesen von Aufzeichnungsscheiben, sondern auch zum Aufzeichnen von Informationen auf aufzeichnungsfreie Aufzeichnungsseheiben zuverlässig einsetzen.

Die Antriebseinrichtung des optischen Systems bewegt dieses somit anfänglich in Richtung auf die Aufzeichnungsscheibe, so daß das Lichtbündel, das vorzugsweise durch einen Laserstrahl gebildet ist, aufeinanderfolgend auf den Scheibenebenen fokussiert werden kann. Das hierbei erzeugte Fehlersignal zeigt somit zwei aufeinanderfolgende Spitzenwerte derselben Polarität, wobei der Fehlersignal-Nulldurchgang, der unmittelbar nach dem durch Reflektionen von der Aufzeichnungsebene bedingten zweiten Spitzenwert auftritt, der Aufzeichnungsebene selbst entspricht Dieser Impuls wird durch die Impulswähleinrichtung zum Umschalten auf Betrieb mit geschlossener Regelschleife ausgewählt.

Vorzugsweise enthält die Impulswähleinrichtung eine Differenzierel/irichtung zum Ermitteln der Veränderungsgeschwindigkeit des Fehlersignals. Da die Reflektionen von der Aufzeichnungsebene eine größere Intensität haben als die von der oberen Aufzeichnungsscheibenfläche, ist die Veränderungsgeschwindigkeit des Fehlersignals nach Auftreten des zweiten Spitzenwerts größer als diejenige unmittelbar nach Erreichen des ersten Spitzenwerts. Das Ausgangssignal der Differenziereinrichtung ist somit maximal, wenn das Fehlersignal unmittelbar nach dem zweiten Spitzenwert durch Null geht. Folglich wird auf den Betrieb mit geschlossener Regelschleife dann umgeschaltet, wenn das Ausgangssignal der Differenziereinrichtung den Maximalwert erreicht.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Servosteuereinrichtung,

F i g. 2 eine Darstellung eines Lichtdetektors gemäß NFig.l,

F i g. 3 eine Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels und

F i g. 4a bis 4 j Darstellungen von Signalverläufen, wobei die F i g. 4a bis 4i sich auf das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 und die F i g,4a bis 4j sich auf das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 beziehen.

In F i g. 1 ist ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt, das allgemein ein optisches System \A zum Fokussieren eines Laserstrahls von der Größe eines Flecks, dessen Durchmesser typischerweise 1 μηι beträgt, auf einer transparenten Aufzeichnungsscheibe 7, und ein allgemein mit \B bezeichnetes Servosteuersystem enthält. Bei dem optischen System IA des dargestellten Ausführungsbeispiels wird der Astigmatismus bzw. das astigmatische Abbild des reflektienen Lichts zum Ableiten oder Erzeugen eines Fehlersignals benutzt, das die Versetzung des Fokussierpunkts des Strahls bezüglich der Aufzeichnungsscheibe 7 darstellt. Genauer gesagt enthält das optische System \A ein Kollimatorobjektiv 2, mit dem ein von einem Halbleiterlaser 1 ausgesandter Laserstrahl parallel auf einen Um-Ienkspiegel 5 gerichtet wird, der den auftreffenden Laserstrahl in Richtung auf eine Konvergenzlinse 6 umlenkt Der Halbleiterlaser 1 ist rechteckfcrmig ausgeführt Der im Querschnitt gesehen rechteckförmige ausgesandte Laserstrahl wird mit Hilfe e^;ner plankonvexen

2Q Linse 3 und einer plankonkaven Linse 4 in einen Laserstrahl mit kreisförmigem Querschnitt umgewandelt Zwischen den Linsen 3 und 4 ist ein Strahlteiler 10 angeordnet der das von dem Halbleiterlaser 1 zum Umlenkspiegel 5 laufende Laserlicht durchläßt, während er den von der Aufzeichnungsscheibe 7 über die Sammellinse 6 und die Linse 4 zurückkehrenden Strahl in Richtung auf einen Lichtdetektor 12 über eine Sammellinse 11 reflektiert. Die durch ausgezogene Linien a dargestellten Laserstrahlanteile laufen durch den mittleren Bereich des Linsensystems, so daß sie stärker fokussiert werden als jene Anteile, die durch durchbrochene Linien b angedeutet sind. Die Linse 4 und die Sammellinse 11 wirken derart zusammen, daß das reflektierte Laserlicht astigmatisch wird. Ist der Laserstrahl exakt auf der Aufzeichnungsscheibe 7 fokussiert, so führt dies zu einem kreisförmigen Strahl- bzw. Lichtfleck auf dem Lichtdetektor 12. Ist der Fokussierpunkt bezüglich der Aufzeichnungsscheibe 7 versetzt, so nimmt der Lichtfleck auf dem Lichtdetektor 12 längliches bzw. elliptischf: Aussehen an, wobei die Richtung der Längsachse durch die Richtung der Versetzung bestimmt ist. Wie in Fig.2 dargestellt ist. besteht der Lichtdetektor 12 aus vier Segmenten aus lichtempfindlichem Macerial, die mit A, B. C und D bezeichnet und orthogonal zueinander angeordnet sind. Ist der auf dem Lichtdetektor 12 fokussiert Strahl bzw. Fleck kreisförmig, so werden in den Segmenten des Lichtdetektors gleichgroße elektrische Signale erzeugt: ist der auftreffende Strahlfleck elliptisch, so werden beispielsweise in den Segmenten B und D gleichgroße Signale erzeugt, während bei den anderen Segmenten kein Signal auftritt. Ist die Richtung der Versetzung entgegengesetzt, so erzeugen die Segmente A und C Signale, wohingegen von den anderen Segmenten keine S'?nale abgegeben werdeii.

Die Sammellinse 6 ist an einer schematisch dargestellten Antrebsvornchtung 9 mit einer Ringspule angebracht, die durch von der Servosteuereinrichtung \B zugeführten Strom gespeist wird, so daß sich die Sammellinse 6 in Richtung auf die Aufzeichnungsscheibe 7 zu oder von dieser wegbewegt. Die Aufzeichnungsscheibe 7 weist eine lichtdurchlässige Schlitzschicht mit einer oberen Oberfläche 7a, die auf die Sammellinse 6 gerichtet ist, und eine untere Oberfläche Tb auf, die mit einer Schicht aus lichtempfindlichen Aufzeichnungsma-

6£T terial überzogen ist. Die Aufzeichnungsscheibe 7 enthält eine darunterliegende Schutzschicht (nicht gezeigt), so daß das Aufzeichnungsmaterial sich in Sandwich-Art zwischen zv^ei Schichten befindet und weiterhin auf ei-

nem nicht dargestellten Plattenteller angeordnet ist.

Die in den Segmenten A und Cdes Lichtdetektors 12 erzeugten Signale werden in einer Addierschaltung 13, und die von den Segmenten B und D erzeugten Signale in einer Addierschaltung 14 arithmetisch zusammengefaßt. Die Ausgangssignale der Addierschaltungen 13 und 14 werden auf den nicht invertierenden bzw. invertierenden Eingang eines Fehlermittlungs-Difl'erenzverstärkers bzw. Fehlerverstärkers 15 gegeben. Das Servosteuersystem Iß enthält eine Phasenkompensationsschaltung 16, die ein phasenkompensiertes Fehlersignal über einen Rückkopplungsbetriebsschalter 17. wenn dieser geschlossen ist, an eine Treiberschaltung 19 abgibt, so daß die Antriebsvorrichtung 9 mit einem rückgekoppelten Steuersignal gespeist wird, wenn das Servosteuersystem Iß im Rückkopplungsbetrieh bzw. bei geschlossener Regelschleife arbeitet. Die Treiberschaltung 19 wirri weiterhin von einer nicht dargestellten Spannungsquelle über einen Schalter 18 für rückführungslosen Betrieb mit einem Treibersignal V/gespeist, wenn das System im rückführungslosen Betrieb bzw. bei geöffneter Regelschleife arbeitet. Enthält die Antriebsvorrichtung 9 ein Vorspannsystem, das ihren bewegbaren Teil mit Hilfe einer Rückholfeder von der Aufzeichnungsscheibe wegzubewegen versucht, so vergrößert sich die Amplitude des Treibersignals Va als Funktion der Zeit, um die sich vergrößerende Federwirkung auszugleichen, wenn sich die Antriebsvorrichtung 9 auf die Aufzeichnungsschf'be 7 zubewegt. Enthält die Antriebsvorrichtung 9 einen Linearmotor oder ähnliches, wobei ihr bewegbarer Teil mit konstanter K-aft angetrieben wird, so ist das Treibersignal V_a eine konstante

Gleichspannung.

Das Servosteuersystem Iß enthält eine Differenzierschaltung 20. die mit dem Ausgang des Fehlerverstärkers 15 verbunden ist Der Ausgang der Differenzierschaltung 20 ist mit dem nicht invertierenden Eingang eines Vergleichers 21 verbunden, der das Eingangssignal mit einer Bezugsspannung V_rcr vergleicht. Das Ausgangssignal der Differenzierschaltung 20 verändert sich als Funktion der Veränderungsgeschwindigkeit der Spannung des Fehlersignals, so daß das Ausgangssignal des Vergleiche« 21 hohen Pegel annimmt, wenn die Veränderungsgeschwindigkeit der Spannung größer als ein durch die Bezugsspannung V_re/ gegebener spezifischer Wert ist. Der Ausgang des Vergleichers 21 ist mit einem Koinzidenz- bzw. UND-Glied 22 verbunden. Das Ausgangssignal des Vergleichers 21 dient somit als Durchlaß- oder Sperrsignal zum Anlegen von von einem allgemein mi*. 40 bezeichneten Nulldurchgangsdetektor erzeugten Impulsen an den Setzeingang eines Flipflops 26. Der Nulldurchgangsdetektor 40 enthält einen mit dem Ausgang des Fehlerverstärkers 15 verbundenen Vollweggleichrichter 23, so daß ein bis in die Sättigung ausgesteuerter Verstärker 24 ein vollweggleichgerichtetes Fehlersignal erhält, der dieses bis zum Sättigungspegel verstärkt. Mit dem Ausgang des Verstärkers 24 ist ein Invertierer 25 verbunden, der einen Impulszug positiv verlaufender Impulse erzeugt, die in Abhängigkeit von den Nulldurchgangspunkten des Feh-Iersignals auftreten.

Der Q-Ausgang des Flipflops 26 ist mit einem Steuereingang des Rückkopplungsbetriebsschalters 17 zum Schließen von dessen Kontakten und damit dem Einleiten des Betriebs mit geschlossener Regelschleife und weiterhin über einen Invertierer 27 mit einem Koinzidenz- bzw. UND-Glied 28 verbunden, dessen anderer Eingang mit einem mit dem Rücksetzeingang des Flipflops 26 verbundenen Steueranschluß 29 verbunden ist. Der Ausgang des UND-Glieds 28 ist mit einem Steuereingang des Schalters 18 für rückführungslosen Betrieb verbunden.

Im folgenden wird die Funktionsweise des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 unter Bezugnahme auf die in Fig.4 gezeigten Signalverläufe näher erläutert, wobei die in F ig. 4 auf der linken Seite angegebenen Buchstaben den mit denselben Buchstaben bezeichneten Signalen in Fig-1 entsprechen. An den Steueranschluß 29 wird ein Signal »g« mit hohem Pegel angelegt, wodurch das Flipflop 26 zurückgesetzt und das UND-Glied 28 zur Erzeugung eines Signals »i« mit hohem Pegel veranlaßt wird, da der (^-Ausgang des Flipflop 26 anfänglich auf niedrigem Pegel liegt und dieses Signal durch den Invertierer 27 invertiert wird. Damit wird der Schalter 18 für rückführungslosen Betrieb geschlossen und das Treibersignal VCi über die Treiberschaltung 19 an die Antriebsvorrichtung 9 angelegt, so daß die Sammellinse 6 in einer Betriebsweise mit offener Regelschleife in Richtung auf die Aufzeichnungsscheibe 7 zubewegt wird. Wenn sich der Fokussierpunkt des konvergierenden Strahls der Oberflächenebene la der Aufzeichnungsscheibe 7 nähert, bleibt das am Ausgang des Fehlerverstärkers 15 abgeleitete Fehlersignal »a« beim Nullspannungspegel, bis der Fokussierpunkt einen Punkt ι.·•'■•mittelbar oberhalb der Oberflächenebene 7a erreicht, woraufhin das Fehlersignal ins Negative verläuft und anschließend nach Durchlaufen eines ersten Nullspannungspunkts Z\ positiv wird und eine positive Spitze bzw. einen positiven Spitzenwert a\ erreicht. Daraufhin verläuft das Fehlersignal wiederum in negativer Richtung und durchläuft einen zweiten Nulldurchgangspunkt Zi wenn der Fokussierpunkt exakt in der Oberflächenebene 7a liegt. Eine weitere Bewegung des Fokussierpunkts in Richtung auf die untere Aufzeichnungsebene Tb führt dazu, daß das Fehlersignal »a« durch einen dritten Nulldurchgangspunkt Z₃ läuft und positiv wird, bis es dann einen vierten Nulldurchgangspunkt Z* nach Ausbilden einer zweiten positiven Spitze S2 durchläuft. Der vierte Nulldurchgangspunkt Z* tritt dann auf, wenn der Fokussierpunkt exakt auf die Aufzeichnungsebene Tb fällt bzw. mit dieser übereinstimmt.

Wie es aus Fig.4a entnehmbar ist hat die zweite Spitze Ά7 einen höheren Spitzenwert als die erste Spitze 3] und weiterhin ist auch die Veränderungsgeschwindigkeit der Abnahme des Fehlersignals von der zweiten Spitze 32 bis zum Nullspannungspegel größer als die Veränderungsgeschwindigkeit der Abnahme des Fehlersignals von der ersten Spitze a\ bis auf den Nuuspannungs- bzw. Nullpegel.

Die Differenzierschaltung 20 erzeugt damit ein Ausgangssignal »b« mit einer dem zweiten Nulldurchgangspunkt Z2 des Fehlersignals »a« entsprechenden ersten positiven Spitze b\ und einer dem vierten Nulldurchgangspunkt Zt entsprechenden zweiten positiven Spitze bi. Um zwischen den beiden positiven Spitzen b\ und bi zu unterscheiden, ist die Bezugsspannung V_Kr des Vergleichers 21 auf einen Wert gewählt, der zwischen den Spitzenwerten der positiven Spitzen b\ und bi liegt, wie es in Fig.4b gezeigt ist Der Vergleicher 21 erzeugt damit einen positiven Impuls »c« der an das Koinzidenzoder UND-Glied 22 abgegeben wird, woraufhin dieses öffnet. Ein Signalverlauf »d« stellt das Ausgangssignal des bis in die Sättigung ausgesteuerten Verstärkers 24 dar, an dem das vollweggleichgerichtete Fehlersignal für eine Verstärkung bis in den Sättigungspegel aniiegL Wie gezeigt ist, ist der Signalverlauf »d« ein Impulszug

aus ins Negative verlaufenden spikeförmigen Impulsen, die in Übereinstimmung mit den Nulldurchgangspunkten Z\ bis Zt auftraten. Diese ins Negative verlaufenden Impulse werden über den Invertierer 25 in einen Impulszug aus positiv verlaufenden Impulsen ei, &i, ez und et, umgewandelt. Der vierte Impuls Θα wird durch das UND-Qlied 22 durchgelassen und erzeugt einen Impuls ■»f«, durch den das Flipflop 26 gesetzt wird. Damit wechselt ein Ausgangssignal »h« des Q-Ausgangs des Flipfflops 26 auf hohen Pegel und das Ausgangssignal »/cedes UND-Glieds 28 nimmt damit niedrigen Pegel an. wodurch sich die Kontakte des Schalters 18 für rückführungslosen Betrieb öffnen. Das Signal »h« mit hohem Pegel steuert das Schließen des Schalters 17. so daß der Betriebszustand der Antriebsvorrichtung 9 vom Betriebszustand bei geöffneter Regelschleife in den Betriebszustand mit geschlossener Regelschleife wechselt. Ist das System einmal in den Rückkopplungsbetrieb umgeschaltet, so wird das Fehlersignal wirksam und die Sammellinse 6 folgt der unteren Aufzeichnungsebene 76, d. h. bleibt auf diese fokussiert. Da der Betrieb mit geschlossener Regelschleife bzw. der Rückkopplungsbetrieb zu einem Zeitpunkt beginnt, wenn die Amplitude des Fehlersignals beim oder nahe beim Nullspannungspegel liegt, besteht keine Tendenz, daß die Antriebsvorrichtung 9 übermäßig weit hinter den gewünschten Punkt getrieben bzw. gesteuert wird, so daß keine Notwendigkeit für eine Bremsvorrichtung besteht.

Die Betriebsparameter des Servosteuersystems wie etwa der Spannungspegel des Halbleiterlasers 1, der Reflexionskoeffizient der Aufzeichnungsscheibe 7 und der Alterungsfaktor des optischen Systems IA können sich als Funktion der Zeit verändern, wodurch der Spannungspegel des Fehlersignals beeinflußt wird. Aufgrund der Verwendung der Differenzierschaltung 20 als Einrichtung zum Ermitteln der Veränderungsgeschwindigkeit der Spitzen a\ und az für deren Diskriminierung und aufgrund der Unveränderlichkeit der Veränderungsgeschwindigkeit bezüglich solcher sich verändernder Betriebsparameter wird mit der Erfindung jedoch eine präzise Spurhaltung bzw. Verfolgung oder Fokussierung der bzw. auf die Aufzeichnungsebene Tb unabhängig von den sich verändernden Betriebsparametern sichergestellt.

Besitzt die Antriebsvorrichtung eine Rückholfeder, so kann deren Federspannung oder -konstante von denen bei anderen Servosystemen verwendeten abweichen. Die Treiberspannung V_d muß auf diese unterschiedliche Federspannung entsprechend eingestellt werden und diese Einstellung ist für jedes System erforderlich. Da weiterhin die Oberfläche der Aufzeichnungsscheibe 7 aufgrund von Oberflächenunregelmäßigkeiten in einem weiten Bereich vertikal schwankt, würde ein Treibersignal Vd einer beträchtlichen Größe erforderlich sein, um auch solchen Abweichungsfaktoren Rechnung zu tragen bzw. an diese angepaßt zu sein. Würde diese Treiberspannung großer Amplitude jedoch rasch abgeschaltet werden, wenn das System in den Rückkopplungsbetrieb umschaltet, so würde die Rückholfederspannung die von dem Fehlersignal erzeugte Kraft überwinden, d. h. größer sein als diese, so daß sich die Antriebsvorrichtung 9 von de^r Aufzeichnungsscheibe 7 wegbewegen und die Sammellinse 6 damit außerhalb des Steuerungsbereichs des Servosteuersystems IB gelangen würde. Es ist daher vorzuziehen, daß das Fokussier-Servosteuersystem einen Sicherheitsbereich sowohl bezüglich der Phasenkompensation als auch hinsichtlich der Schleifenverstärkung aufweist, der ausreichend ist, um

einen sanften Übergang von dem rückführungsloscn Betrieb in den Rückkopplungsbetrieb zu gewährleisten.

Das vorstehend genannte Problem wird überwunden, indem das Treibersignal Vd und das Fehlersignal »a« für ein gewisses Zeitintervall gleichzeitig an die Antriebsvorrichtung 9 angelegt werden, wobei die Schleifenverstärkung der Steuerung mit geschlossener Regeischleife beim Umschalten in den Rückkopplungsbetrieb unter

to den normalen Pegel abgesenkt wird.

Das in F i g. 3 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel weist dieses Merkmal eines sanften Übergangs bzw. Umschaltens auf. Den Bestandteilen in F i g. 1 entsprechende Bestandteile in Fig. 3 sind mit denselben Bezugszeichen versehen, wobei gleichen Bezugszeichen auch gleiche Bedeutung entspricht. Das Servosteuersystem enthält Verstärker 31 und 32, die mit ihren Eingängen gemeinsam mit dem Ausgang des Fehlprverstärkprs 15 und mit ihrer Ausgängen über entsprechende Schalter 33 bzw. 34 mit dem I.ingang der Phasenkompensationsschaltung 16 verbunden sind. Eine Verzögerungsschaltung 30 ist mit dem Ausgang des UND-Glieds 28 verbunden, so daß die nachlaufende Flanke des Ausgangssignals »i« des UND-Glieds 28 für ein gewisses Zeitintervall verzögert wird. Dieses zeitlich verlängerte Ausgangssignal wird als Ausgangssignal »j« an den Schalter 18 für rückführungslosen Betrieb und an ein ODER-Glied 35 abgegeben. Der Ausgang des ODER-Glieds 35 ist mit einem Steuereingang des Schalters 33 und weiterhin über einen Invertierer 36 mit einem Steuereingang des Schalters 34 verbunden, so daß der eine der beiden Schalter 33 und 34 entgegengesetzt zu dem anderen in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des ODER-Glieds 35 betätig wird. Der Verstärker 31 besitzt eine kleinere Verstärkung als der Verstärker 32. Weiterhin wird ein Aufzeichnungsbetriebssignal an das ODER-Glied 35 zum Schließen der Kontakte des Schalters 33 angelegt, wobei das Fehlersignal beim Aufzeichnungsbetneb mit einer Verstärkung verstärkt wird, die um einen Betrag verringert ist, der ausreicht, die höhere Lichtintensität des für die Aufzeichnung von Informationen verwendeten Laserstrahls im Vergleich zu der bei dem Lesen bzw. Abtasten der aufgezeichneten Informationen eingesetzten Lichtintensität zu kompensieren.

Die Funktionsweise des in F i g. 3 gezeigten Systems ist im wesentlichen dieselbe wie die anhand der F i g. 1 beschriebenen mit den nachstehend beschriebenen Ausnahmen. Während des Zeitintervalls, in dem das Servosteuersystem im rückführungslosen Betrieb betrieben wird, liegt das Signal »j« der Verzögerungsschaltung 30 auf hohem Pegel, wie es in F i g. 4j gezeigt ist, so daß der Schalter 33 so lange geschlossen ist, bis das Servosteuersystem in den Rückkopplungsbetrieb umschaltet Schaltet das Servosteuersystem in Abhängigkeit von dem Signal »h« des Q-Ausgangs des Flipflops 26 in den Rückkopplungsbetrieb um, so bleibt der Schalter 18 für rückführungsslosen Betrieb in der geschlossenen Stellung, so daß das Treibersignal Vd weiterhin so lange angelegt bleibt, bis das durch die VerzögerungsschaLung 30 vorgegebene Verzögerungsintervall endet Der Schalter 33 bleibt also während dieses Verzögerungsintervalls geschlossen und die Schleifenvsrstärkung hat daher im Rückkopplungsbetrieb anfänglich einen kleinen Wert Im Anschluß an die Beendigung des Verzögerungsintervalls ist der Schalter 33 geöffnet und der Schalter 34 geschlossen, so daß die Schleifenverstärkung auf einen höheren Wert ansteigt Wird das Fehlersignal über den

9

jj Verstärker 31 mit der geringeren Verstärkung weitergeleitet, so bleibt der Schalter 18 geschlossen und es wird das Treibersignal Vd gleichzeitig an die Antriebsvorrichtung 9 angelegt, bis die Schleifenverstärkung auf einen höheren Wert umgeschaltet wird.

Der normale Servosteuerbetrieb beginnt damit unmittelbar im Anschluß an die Beendigung des Verzögerungsintervalls mit einer höheren Verstärkung, um mit der Aufzeichnungsfläche Tb Spur zu halten bzw. diese zu verfolgen. Um eine erhöhte Stabilität des Servosteuersystems während der Umschaltphase sicherzustellen, besitzt der Verstärker 31 vorzugsweise im unteren Frequenzbereich des Steuersystemspektrums eine kleinere Verstärkung als im oberen Frequenzbereich.

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Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

20

25

30

35

40

45

55

50

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Servosteuereinrichtung für ein optisches System, über das ein konvergierendes Lichtbündel auf eine eine Schicht aus transparentem Material aufweisende Aufzeichnungsscheibe fokussierbar ist mit einer Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln des von der transparenten Schicht reflektierten Lichts, einer Einrichtung zum Ableiten eines die räumliche Versetzung zwischen dem Fokussierpunkt des Ijchtbündels und der transparenten Schicht darstellenden Fehlersignals aus dem ermittelten reflektierten Licht, und einer Antriebseinrichtung, die das optische System bei geöffneter Regelschleife in Richtung auf die Aufzeichnungsscheibe zu bewegt und nach Auftreffen des Fokussierpunkts auf die Aufzeichnungsscheibe bei geschlossener Regelschleife in Abhängigkeit von dem Fehlersignal in der der korrekten Fokussierung entsprechenden Lage hält, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationen auf der dem optischen System (2 bis 6) abgewandten Rückseite (Jb) der transparenten Schicht aufgezeichnet sind oder werden, wobei das Fehlersignal (a) bei Annäherung des optischen Systems an die Aufzeichnungsscheibe (7) zwischen positiven und negativen Werten veriäuft und zwei Spitzenwerte (a\, ai) aufweist, die von der Fokussierung auf die Vorderseite (Ja) bzw. die Rückseite (7b) der transparenten Schicht auftreten, daß ein Nulldurchgangsdetektor (40; 23,24,25), der bei den Nulldurchgängen (Z i bis Z 4) des Fe' iersignals (a) jeweils einen Impuls (e\ bis e₄j erzeugt, und eine Impulswähleinrichtung (20, 21, 22) voi anden sind, die den dem Auftreffen des Fokussierungspunkts auf die Rückseite der transparenten Schicht entsprechenden Impuls Ce₄) des Nulldurchgangsdetektors auswählt und daß die Antriebseinrichtung bei Auftreten des ausgewählten impulses (eÄ) vom Betrieb mit geöffneter Regelschleife auf Betrieb mit geschlossener Regelschleife umgeschaltet wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulswähleinrichtung (20, 21, 22) eine Differenziereinrichtung (20) zum Differenzieren des Fehlersignals (a), einen Vergleicher (21), der ein Vergleicher-Ausgangssignal (c) erzeugt, wenn das differenzierte Signal einen vorbestimmten Wert (Vref)überschreitet, und eine Torschaltung (22) zum Ermitteln des gleichzeitigen Auftretens des Vergleicher-Ausgangssignals (c) und des ausgewählten Impulses (ei) und zum Umschalten der Antriebseinrichtung (9, 19) auf den Betrieb mit geschlossener Regelschleife bei Ermittlung dieses Zustands aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2. gekenn-7eichnet durch eine Verzögerungsschaltung (30) zum Einfügen eines Verzögerungszeitintervalls in Abhängigkeit vom Auftreten des ausgewählten Impulses (et), eine Einrichtung (17, 18) zum gleichzeitigen Anlegen des Fehlersignals (a) und des zum Bewegen des optischen Systems im Betrieb mit geöffneter Regelschleife erforderlichen Signals während des Verzögerungszeitintervalls an die Antriebseinrichtung (9,19), und eine Einrichtung (31 bis 34) zum Erzeugen einer geringen Schleifenverstärkung während des Verzögerungszeitintervalls und einer großen Schleifenverstärkung nach Beendigung des Verzögerungszeitintcrvalls.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifenverstärkung für die bei geschlossener Schleife auftretenden Niederfrequenzsignale während des Verzögerungszeitintervalls geringer als diejenige nach Ablauf des Verzögerungszeitintervalls ist.