DE3239822C2

DE3239822C2 - Vorrichtung zum Erzeugen eines Spurführungs-Servosignals

Info

Publication number: DE3239822C2
Application number: DE3239822A
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Tokorozawa Saitama Utsumi
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1981-10-27
Filing date: 1982-10-27
Publication date: 1986-12-04
Also published as: GB2110843A; JPS5873023A; GB2110843B; JPS6236287B2; US4506149A; DE3239822A1

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, = K_x 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 B_x-B₂ und Gin geeignetem Verhältnis der Gleichspannungsversetzungsanteil beseitigt werden kann. Das Signal B_x-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(B_x-Bi) = (K_x ■ V^s-K₂ ■ e-J⁰) ■ *&i°"+(K_x-K₂)aL (6) ;;

ίο Aus den Ausdrücken (5) und (6) mit einem Wert von λ, der die folgende Gleichung erfüllt

(Ki- K₂)^(K_x -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 = (-K_x ■ &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 A_x und A₂ von den Detektoren enthalten sind.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
45

Claims

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.