DE3239822C2 - Vorrichtung zum Erzeugen eines Spurführungs-Servosignals - Google Patents
Vorrichtung zum Erzeugen eines Spurführungs-ServosignalsInfo
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Abstract
Vorrichtung zum Erzeugen eines Spurführungs-Servosignals für eine Spurführungs-Servosteuerung in einer Vorrichtung zum Lesen einer aufgezeichneten Information, um einen Informationsaufnahmepunkt in einer Richtung senkrecht zur Zielaufzeichnungsspur auf einem Aufzeichnungsträger nach Maßgabe des Spurführungs-Servosignals abzulenken, so daß der Informationsaufnahmepunkt fehlerfrei der Aufzeichnungsspur folgt, mit einer Detektoreinrichtung, die zwei Detektorsignale erzeugt, deren Unterschied das Ausmaß und/oder die Richtung von Abweichungen des Informationsaufnahmepunktes von der Aufzeichnungsspur in einer Richtung senkrecht zur Spur wiedergibt. Die beiden Detektorsignale werden so verarbeitet, daß ein erster Unterschied zwischen den niederfrequenten Anteilen der Detektorsignale und ein zweiter Unterschied zwichen den Hüllkurven der hochfrequenten Anteile der Detektorsignale gebildet werden. Der erste und der zweite Unterschied werden gemischt, um das erforderliche Spurführungs-Servosignal zu erzeugen, wodurch Fehleranteile in dem sich ergebenden Spurführungs-Servosignal unterdrückt werden, die durch optische und/oder mechanische Störungen in der Vorrichtung zum Lesen der aufgezeichneten Information und/oder im Aufzeichnungsträger an sich hervorgerufen werden.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Spurführungsservosignals für eine Spurführungsservosteuerung
einer Vorrichtung zum Lesen einer auf einen Aufzeichnungsträger aufgezeichneten Information
der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art.
Eine derartige Vorrichtung, die aus der FR-PS 21 97 495 bekannt ist, hat beispielsweise einen Aufbau, wie er in
F i g. 1 der zugehörigen Zeichnung dargestellt ist Ein von einer Laserlichtquelle 1 ausgesandter Lichtstrahl fällt
über eine Linse 2, einen Strahlenteiler 3, eine /?/4-Platte 4 und ein Objektiv 5 auf die eine Information tragende
Aufzeichnungsfläche einer Aufzeichnungsplatte 6. Das Laserlicht wird durch das Objektiv 5 zu einem Lichtfleck
auf der Aufzeichnungsplatte fokussiert. Das von der Aufzeichnungsplatte 6 reflektierte oder durch die Aufzeichnungsplatte
6 hindurchgegangene Licht wird durch den Strahlenteiler 3 auf die jeweiligen Lichtempfangsflächen
von zwei Photodetektoren 9a und 9b gelenkt. Die Ausgangssignaie der beiden Photodetektoren 9a und 9b liegen
über Verstärker 10a und 106 und Tiefpaßfilter 11a und lib jeweils an einem Differentialverstärker 12. Das
Ausgangssignal des Differentialverstärkers 12 liegt über eine Entzerrerschaltung 13 als Eingangssignal an einem
Treiber-Verstärker 14, der das Treibersignal für eine Treiberspule 8 bildet, die das Objektiv 5 in eine Richtung
senkrecht zur Spur bewegt.
Die beiden Photodetektoren 9a und 9b sind so angeordnet, daß ihre Empfangsflächen eine Trennlinie 9c
bilden, wie es in F i g. 2 dargestellt ist Die Trennlinie 9c verläuft parallel zur Tangentialrichtung der Aufzeichnungsspur
auf der Aufzeichnungsplatte, die durch einen Pfeil Y wiedergegeben ist, und ist so angeordnet, daß die
Photodetektoren 9a und 9b bezüglich der Lichtachse 7' des reflektierten Lichtes des Lichtfleckes symmetrisch
sind. In F i g. 1 sind weiterhin die Lichtachse T des einfallenden Lichtes und der Spindelmotor 15 zum Drehen der
Aufzeichnungsplatte 6 dargestellt.
Wenn bei der oben beschriebenen Anordnung der Mittelpunkt des Lichtfleckes in einer Richtung senkrecht
zur Aufzeichnungsspur von der Mitte der Aufzeichnungsspur abweicht, wird die Verteilung der Stärke des
Lichtes, das auf die Photodetektoren 9a und 9b fällt, in Abhängigkeit von dieser Abweichung unsymmetrisch,
was zu einem Unterschied in den Ausgangssignalen der beiden Photodetektoren 9a und 9b führt. Durch die
Aufnahme des Unterschiedes der niederfrequenten Anteile der Detektorsignale mittels des Differentialverstär-
kers 12 wird ein Spurführungsfehlersignal erhalten. Über eine Bewegung des Objektivs 5 in Abhängigkeit von
diesem Spurführungsfehlersignal in einer Richtung senkrecht zur Aufzeichnungsspur, d. h. in radialer Richtung
der Aufzeichnungsplatte 6, wird der Lichtfleck so abgelenkt, daß er genau der Aufzeichnungsspur folgt.
Die bekannte Vorrichtung der oben beschriebenen Art hat jedoch den Nachteil, daß bei einer Neigung oder
Schräglage der Aufzeichnungsfläche der Aufzeichnungsplatte 6, einer Abweichung des Objektivs 5 in radialer
Richtung der Platte infolge von Störungen oder bei ähnlichen Einflüssen der Mittelpunkt des reflektierten
Lichtes 16 von der Aufzeichnungsplatte 6 auf den Photodetektoren 9a und 9b von der Trennlinie 9c abweicht,
wie es durch eine unterbrochene Linie in F i g. 2 dargestellt ist, selbst wenn der Lichtfleck auf der Zielaufzeichnungsspur
ausgerichtet ist, was zu einer konstanten Abweichung des Lichtfleckes von der Zielaufzeichnungsspur
führt.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, die bekannte Vorrichtung der eingangs
genannten Art so auszugestalten, daß sie eine fehlerfreie Spurführungsservosteucrung ohne nachteilige Einflüsse
auf das Spurführungsfehlersignal aufgrund der oben angegebenen Störfaktoren erlaubt.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Kennnzeichens des Patentanspruchs 1
gelöst.
Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der
.~rfinH::r,gsgcrr!äßer! Vorrichtung r-s-H°r hiv:fhr!<»h»rv R". ■
F i g. 1 in einem Blockschaltbild eine bekannte Spurführungs-Servovorrichtung,
F i g. 2 die Beziehung zwischen einem photoelektrischen Wandlerelement und einem Lichtfleck,
F i g. 3 in einem Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und
Fig.4A bis 4M die Wellenformen der Betriebssignale in jedem Teil der Blöcke des Blockschaltbildes von
Fig. 3.
F i g. 3 zeigt in einem Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei gleiche oder entsprechende
Bauteile, wie in F i g. 1, die gleichen Bezugszeichen tragen. Bei dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbei-
spiel der Erfindung ist zusätzlich zu dem in F i g. 1 dargestellten Aufbau eine weitere Schaltung vorgesehen, die
den Unterschied Ln den Hüllkurven der hochfrequenten Anteile jedes Ausgangssignals der Photodetekioren 9a
und 96 aufnimmt Das heißt daß die hochfrequenten Anteile D\ und D1 jedes Ausgangssignals A\ und A1 der
Verstärker 10a und 106 über Hochpa^filter 17a und 176 herausgezogen werden, und daß diese Anteile D\ und
D2 Ober Vollwellengleichrichter 18a und 186 gleichgerichtet werden, um die gleichgerichteten Wellenformen £1
und £2 zu erhalten. Diese Ausg*yigssignale £1 und E1 liegen am Eingang von Tiefpaßfiltern 19a und 196,
woraufhin die niederfrequenten Anteile herausgezogen werden, um die Hüllkurven Fi und F1 zu erhalten.
Anschließend wird ein Differenzanteil G dieser Hüllkurven Fi und F1 durch einen Differentialverstärker 20
erhalten.
Durch einen Differentialverstärker 21 wird der Unterschied zwischen dem Differenzanteil C der niederfrequenten
Anteile B\ und S2 der Ausgangssignale von jedem Detektor 9a und 96, der unter Verwendung des
Differentialverstärkers 12 erhalten wird, und dem Differenzanteil G der obenerwähnten Hüllkurven gebildet
Der in dieser Weise gebildete Unterschied liegt an der Ausgleichsschaltung 13 und am Treiberverstärker 14
sowie weiterhin an der Spule 8. Der Aufbau ist im übrigen gleich dem, wie er im vorhergehenden anhand der
F i g. 1 und 2 beschrieben wurde, so daß darauf nicht nochmals eingegangen wird.
In den Fig.4A bis 4M sind die Arbeitswellenformen der in der Schaltung von Fig.3 auftretenden Signale
dargestellt Diese Wellenformen zeigen die Änderungen der Signale in dem Fall, daß der Mittelpunkt des von der
Platte reflektierten Lichtstrahls aufgrund von Störungen von der Trennlinie 9c der Photodetektoren 9a, 96
abweicht, wie es in F i g. 2 durch eine unterbrochene Linie dargestellt ist, und in dem Fall, daß die Spurführungs-Servoschleife
offen ist und der Lichtfleck die Aufzeichnungsspur auf der Plattenoberfläche schräg kreuzt In
F i g. 4 ist mit <b der Zeitpunkt bezeichnet an dem der Lichtfleck mit der Mitte der Zielspur zusammenfällt
während mit f _ 1 und r+1 jeweils Zeitpunkte bezeichnet sind, an denen der Lichtfleck mit der Mitte der neben der
Zielspur liegenden inneren und äußeren Spur zusammenfällt wobei auf der Ordinate der Signalpegel aufgetragen
ist
Die F i g. 4A und 4B zeigen die verstärkten Signale A\ und A2 der aufgenommenen Ausgangssignale von zwei
photoelektrischen Wandlerelementen 9a und 96 jeweils. Die Ausgangssignale A\ und A2 haben jeweils Signalpegel,
die proportional zu den bestrahlten Flächenbereichen der entsprechenden Detektoren 9a und 96 sind, wobei
der Detektor 9a einen größeren bestrahlten Flächenbereich als der Detektor 96 aufweist so daß alle Hochfrequenz-Hülkurven
und Gleichspannungsanteile in dem Ausgangssignal A] einen größeren Pegel als die entsprechenden
Anteile im Ausgangssignal A2 haben. Was die Phasenbeziehung der Hüllkurven der beiden Signale A\
und A2 anbetrifft, so hat jede einen Phasenunterschied δ von der Mitte der Zielspur, wie es in Fi g. 4A und
F i g. 4B dargestellt ist. Dieser Phasenunterschied δ beruht auf der Tatsache, daß die Stärke der von der Platte
reflektierten Lichtstrahlen sich asymmetrisch bezüglich ihrer Lichtachse gleichzeitig mit auftretenden Abweichungen
der Lichtflecken von der Mitte der Zielspur ändert.
F i g. 4C zeigt die Wellenform der Signale B\ und B2, die die niederfrequenten Anteile sind, die aus den
Signalen A\ und A2 herausgezogen sind, wobei sich die Wellenform dieser Signale annähernd durch die folgenden
Gleichungen ausdrücken läßt:
S, = Kx je**" + <0 + L]
(1)
B1 = Ki\ftX°» * ® + L\ (2)
wobei K\ und K2 Proportionalkonstanten sind, die aufgrund von Störungen variieren, L das Verhältnis des
Gleichspannungsanteils zum Wechselspannungsanteil ist, δ den Phasenunterschied bezeichnet, der oben beschrieben
wurde, und ω die Winkelfrequenz ist, wenn die Betriebszeit eines Spurintervalls gleich einer Periode
gesetzt ist. F i g. 4D zeigt eine Wellenform, die den Unterschied zwischen den beiden Signalen B\ und Bi
wiedergibt und dem Spurführungsfehlersignal entspricht, wie es bei dem bekannten Ausführungsbeispiel in
F i g. 1 der Fall ist. Wie es in der Zeichnung dargestellt ist, hebt das Vorliegen einer Gleichspannungsversetzung
die Sperre der Spurführungs-Servosteuerung auf. Dieser Gleichspannungsversetzungsanteil gibt den Einfluß
von Störungen wieder, der durch das später beschriebene Signal ausgeglichen wird.
Die Hochpaßfilter 17a und 176 beseitigen die Gleichspannungsanteile der Ausgangssignale A\ und A2, um die
hochfrequenten Anteile, d. h. die Signalantcilc D\ und D1 der aufgezeichneten Information zu erzeugen, die
jeweils Hüllkurven haben, die bezüglich des Null-Pegels symmetrisch sind, wie es in F i g. 4E und 4F dargestellt
ist. Die F i g. 4G und 4H zeigen die Wellenformen der Signale £1 und E1, die sich aus einer Vollwellengleichrichtung
der Signale mit den Wellenformen D\ und D2 ergeben. Diese Wellenformen £1 und E1 werden durch die
Tiefpaßfilter 19a und 196 integriert, um HüllkurvenaufnahmesignaleFi und F1 zu erzeugen, die eine Wellenform
haben, wie sie.in Fig.4] dargestellt ist. Die Signale Fi und F1 lassen sich annähernd durch die folgenden
Ausdrücke wiedergeben:
F2 - K2|-e*"<
+ <>i-H} (4)
F i g. 4K zeigt die Wellenform des Differenzanteils G der Signale Fi und F2, wobei
G = F, -F2=(- /C1 · &)->+K2 ■ e-^ · e>"+K, - K1 (5)
Aus einem Vergleich der Wellenformen in F i g. 4 ergibt sich, daß beide Gleichspannungsversetzungen zum
Zeitpunkt ίο die gleiche Phase haben, daß die Wechselspannungsanteile jedoch eine entgegengesetzte Phasenbeziehung
haben. Es ist somit ersichtlich, daß durch die Bildung eines Differenzanteils durch das Mischen der
beiden Signale Bx-B2 und Gin geeignetem Verhältnis der Gleichspannungsversetzungsanteil beseitigt werden
kann. Das Signal Bx-B2 wird daher mit einem geeigneten Verstärkungsfaktor α durch den Differentialverstärker
12 multipliziert, um ein Signal Czu erhalten, dessen Wellenform in F i g. 4L dargestellt ist, wobei das Signal C
des Verstärkers 12 ausgedrückt werden kann als: ' '
C = Oi(Bx-Bi) = (Kx ■ Vs-K2 ■ e-J0) ■ *&i°"+(Kx-K2)aL (6) ;;
ίο Aus den Ausdrücken (5) und (6) mit einem Wert von λ, der die folgende Gleichung erfüllt
(Ki- K2)^(Kx -K1)OcL (7) ρ
kann dann ein Differenzsignal H = G- Cerhalten werden, indem die Gleichspannungsversetzung beseitigt ist, \,
wie es in F i g. 4M dargestellt ist H und α werden durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt: f
H = (-Kx ■ &0+K2 ■ e-JS)(a+ 1) · e>' (8) ;
a = ML (9)
Aus dem Ausdruck (8) ergibt sich, daß das Signal für die Treiberspule 8 zum Ablenken des Lichtfleckes, d. h. '
das Spurführungs-Servosignal H, das ideale Spurführungs-Servosignal ist, in dem Gleichspannungsversetzungen
aufgrund von Störungen beseitigt sind und keine Abweichungen von der Zielspur auftreten, wie es in F i g. 4M
dargestellt ist
Wie es oben beschrieben wurde, ist es gemäß der Erfindung unter Ausnutzung der Tatsache, daß die Gleichspannungsanteile
aufgrund äußerer Störungen, die jeweils im Unterschied der Niederfrequenzanteile und im
Unterschied im Pegel der Hochfrequenzanteile der Ausgangssignale von zwei Photodetektoren enthalten sind.
in Phase miteinander sind, und daß die Wechselspannungsanteile, die Spurführungsfehleranteile sind, eine
entgegengesetzte Phase haben, möglich, eine Fehlfunktion der Spurführungs-Servosteuerung aufgrund von
Störungen lediglich über die Durchführung einer elektrischen Signalverarbeitung auszuschließen. Das bedeutet.
daß sich der Vorteil ergibt, daß es nicht notwendig ist, irgendein optisches Bauteil für diesen Zweck zu ί'
verwenden. **'
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das Objektiv als Einrichtung zum Ablenken des
Lichtfieckes bewegt. Es kann jedoch auch eine andere Einrichtung, beispielsweise ein Spurführungsspiegel oder
eine ähnliche Einrichtung, verwandt werden. Die Vorrichtung zum Lesen einer Information gemäß der Erfindung
ist nicht auf eine Vorrichtung zum optischen Lesen einer Information beschränkt, es können auch andere
Systeme verwandt werden, die die gleiche Spurführungsfehlersignalinformation erzeugen. Der Aufzeichnungsträger
ist nicht auf eine Plattenform beschränkt
Weiterhin können zwei Spitzenwert-Halteeinrichtungen zum Aufnehmen des Unterschiedes im Pegel zwisehen den hochfrequenten Anteilen verwandt werden, die in den Ausgangssignalen Ax und A2 von den Detektoren enthalten sind.
Weiterhin können zwei Spitzenwert-Halteeinrichtungen zum Aufnehmen des Unterschiedes im Pegel zwisehen den hochfrequenten Anteilen verwandt werden, die in den Ausgangssignalen Ax und A2 von den Detektoren enthalten sind.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
45
45
Claims (1)
- Patentanspruch:Vorrichtung zum Erzeugen eines Spurführungs-Servosignais für eine Spurführungs-Servosteuerung einer Vorrichtung zum Lesen einer auf einen Aufzeichnungsträger aufgezeichneten Information, bei der ein Informationsaufnahmepunkt in einer Richtung senkrecht zur Zielaufzeichnungsspur nach Maßgabe des Spurführungs-Servosignais so ausgelenkt wird, daß der Informationsaufnahmepunkt der Zielaufzeichnung-.-spur fehlerfrei folgt, mit einer Detektoreinrichtung, die zwei Detektorsignale erzeugt, deren Unterschied das Ausmaß und die Richtung einer Abweichung des Informationsaufnahmepunktes von der Zielspur in einer Richtung senkrecht dazu wiedergibt, einer Einrichtung, die den Unterschied zwischen den niederfrequenten Anteilen der Detektorsignale bildet, und einer Einrichtung, die das Spurführungs-Servosignal aus dem gebildeten Unterschied der niederfrequenten Anteile der Detektorsignale erzeugt, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die den Unterschied zwischen den Pegeln der Hüllkurven der hochfrequenten Anteile der Detektorsignale bildet, wobei die das Spurführungs-Servosignal erzeugende Einrichtung den Unterschied der niederfrequenten Anteile und den Unterschied zwischen den Pegeln der Hüllkurven der hochfrequenten Anteile der Detektorsignale zur Erzeugung des Servosignals mischt.
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