DE3409588A1 - Servo-system in einem datenlesegeraet - Google Patents

Servo-system in einem datenlesegeraet

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DE3409588A1
DE3409588A1 DE19843409588 DE3409588A DE3409588A1 DE 3409588 A1 DE3409588 A1 DE 3409588A1 DE 19843409588 DE19843409588 DE 19843409588 DE 3409588 A DE3409588 A DE 3409588A DE 3409588 A1 DE3409588 A1 DE 3409588A1
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  • Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Description

BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft ein Servo-System zur Steuerung der der Lesepostition in einem Datenlesegerät.
In einem Datenlesegerät wie beispielsweise einem optischen Video-Plattenspieler gelangt ein sogenanntes Fokus-Servo-System zur Anwendung, um einen Laserstrahl genau auf ein Aufzeichnungsmedium und zwar eine Aufzeichnungsplatte zu fokussieren. Zusätzlich wird ein sogenanntes "Nachlauf-Servo-System" verwendet, um den Laserstrahl, der auf die Aufzeichnungsfläche der Aufzeichnungsscheibe .fokussiert wird, zu veranlassen genau der Spur auf der Aufzeichnungsfläche zu folgen.
Ein Beispiel eines herkömmlichen Servo-Systems zur Steuerung einer Leseposition unter Verwendung des zuvor erläuterten Fökus-Servo-Systems und des Nachlauf-Servo-Systems, ist in den Figuren 1A und 1B gezeigt. In Fig. 1 werden drei Punktstrahlen 2,3 und 4, die durch Fokussierung eines Laserstrahls erhalten werden, auf eine Aufzeichnungsbahn 1 in einer Lagebeziehung, wie dies gezeigt ist, gelenkt. Das heißt, wenn sich der datenerfassende Punktstrahl 2 auf der Bahn 1 befindet, so liegen die Punktstrahlen 3 und 4 auf gegenüberliegenden Rändern oder Kanten der Bahn 1. Wenn demzufolge der erfassende Punktstrahl· 2 in einer Richtung verschoben wird, senkrecht zur Bahn (in radialer Richtung der Videoscheibe), ändert sich die Differenz in der Lichtmenge zwischen den reflektierten Strahlen der Punktstrahlen 3 und 4 entsprechend der Richtung der Verschiebung und ent-
sprechend dem Ausmaß der Verschiebung des erfassenden Punktstrahles 2. Die reflektierten Strahlen der Punktstrahlen 3 und 4 werden in elektrische Signale mit Hilfe von photoelektrischen Wandlerelementen 5 und 6 umgewandelt.
Diese eleketrischen Signale werden in Form von Nachlauffehler bildende Signale A und B jeweils ausgegeben.
Der reflektierte Strahl des erfassenden Punktstrahles 2 wird über eine Zylinderlinse (nicht gezeigt) auf die lichterfassende Fläche eines photoelektrischen Wandlerelements 7 geschickt. Die Ebene, welche die erzeugende Linie der Zylinderlinse enthält ist gegenüber der Ebene unterschiedlich, die senkrecht dazu verläuft und zwar in der Position auf der optischen Achse, wo der die Zylinderlinse passierende Lichtstrahl fokussiert wird. Daher ändert sieh die Gestalt des Lichtstrahls, der auf die lichterfassende Fläche des photoelektrischen Wandlerelements 7 projeziert wird entsprechend der Lagebeziehung zwischen der Aufzeichnungsfläche äer Aufzeichnungsscheibe und der Fokussierungsstelle des Laserstrahls. Um die Änderung in der Gestalt des Lichtstrahls festzustellen, der auf die lichterfassende Fläche des photoelektrischen Wandlerelements 7 projeziert wird, ist das Element 7 mit vier lichterfassenden Einheiten ausgestattet, die voneinander unabhängig sind und die so angeordnet sind, als ob sie durch zwei gerade Linien in vier Teile aufgeteilt sind. Die lichterfassende Fläche des photoeleketrischen Wandlerelements 7 ist an einer Stelle angeordnet, an der dann, wenn der Fokussierungspunkt des Laserstrahls auf der Aufzeichnungsfläche der Aufzeichnungsscheibe exakt positioniert ist, der reflektierte Strahl, der durch die Zylinderlinse hindurchgelaufen ist, im wesentlichen kreisförmig wird. Somit ist der Unterschied im Wert zwischen den Ausgangsgrößen der Addierstufen 8 und 9, von denen jede die Ausgangsgrößen der gegenüberliegenden Einheiten des photoelektrischen Wandlerelements 7 addieren, ein Anzeichen der Richtung und des
Ausmaßes der Verschiebung des Fokussierungspunktes des Laserstrahls.Die Ausgangsgrößen der Addierstufen 8 und 9 werden jeweils als Fokussierungsfehler bildende Signale CD vorgesehen. Diese herkömmliche Fokussierungs-Servorvorrichtung ist mehr in Einzelheiten in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 926/1980 beschrieben.
Die Ausgangsgrößen der Addierstufen 8 und 9 gelangen zu einem Addierer 10, dessen Ausgangsgröße als Lesedatensignal rorgesehen wird, welches als ein HF (Hochfrequenz) Signal vorliegt.
Ein paar von Signalen wie die Nachlauffehler formenden Signale A und B oder die Fokussierungsfehler bildende Signale C und D, die ein Fehlersignal darstellen, gelangen über Widerstände R1 und R_ zu dem invertierenden Eingangsanschluß und dem nicht invertierenden Eingangsanschluß eines Operationsverstärkers OB.. Der nicht invertierende Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OB ist über einen Widerstand R_ geerdet. Der invertierende Eingangsanschluß des Verstärkers OP. ist über einen Widerstand R. mit dem Ausgangsanschluß verbunden. Der Operationsverstärker OP. und die Widerstände R, bis R. bilden eine Differenzverstärkerschaltung 11. Ein Signal, welches der Differenz der Werte zwischen dem Paar der Signalen entspricht, wird durch die Differenzverstärkerschaltung 11 verstärkt und wird in Form eines Nachlauf-Fehlersignals oder eines Fokussierungs-Fehlersignals ausgegeben. Eine Offset-Spannung wird über einen Widerstand Rn. dem invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OP1 zugeführt, um die Offset-Spannung zu beseitigen, die in dem Nachlauf-Fehlersignal oder dem Fokussierungs-Fehlersignal enthalten sein kann und zwar aufgrund von Schwankungen in den Eigenschaften oder Kennlinien zwischen den photoelektrischen Wandlerelementen 5 und 6 oder zwischen den lichterfassenden Einheiten des photoelektrischen
Wandlerelements 7. Die Offset-Spannung wird an einem bewegbaren Kontakt eines variablen Widerstandes VR" vorgesehen, dessen feste Kontakte zwischen den positiven und negativen Anschluß der Stromversorgungsquelle geschaltet sind. Der bewegliche Kontakt des variablen Widerstandes VR1 ist über einen Kondensator C1 geerdet.
Das Ausgangsfehlersignal der Differenzverstärkerschaltung 11 wird über einen Widerstand R_dem invertierenden Ein-
gangsanschluß eines Operationsverstärkers OP2 zugeführt, •wobei der nicht invertierende Eingangsanschluß desselben über einen Widerstand R_ geerdet ist. Die Ausgangsgröße des Operationsverstärkers 0P~ gelangt zu dem einen Ende einer Wicklung L über einen Pufferverstärker 12, der Transistoren Q1 und Q2, einen Kondensator C2 und Widerstände Rg und R umfaßt. Die Wicklung L bildet entweder eine Treiberwicklung, die als Nachlaufbetätigungsvorrichtung zum Antreiben eines Nachlaufspiegeis (nicht gezeigt) dient, oder besteht aus einem Fokussierungs-Motor-Rotor, der als Fokussierungsbetätigungsvorrichtung zum Treiben einer Fokussierungslinse (nicht gezeigt) dient. Das andere Ende der Wicklung L ist über einen Widerstand R10 geerdet. Über dem Widerstand R1 ^ wird eine Spannung entwickelt, die einem Treiberstrom entspricht, der in der Wicklung L fließt. Die so entwickelte Spannung gelangt über einen Rückkopplungswiderstand R .. zum invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OP3.
Das in dieser Weise konstruierte herkömmliche Servo-System, der Nachlaufspiegel oder die Fokussierungslinse werden so betätigt, daß der Fehlersignalwert Null wird, wobei als Folge hiervon die Position des Fokussierungspunktes des Laserstrahls auf der Aufzeichnungspur oder auf der Aufzeichnungsfläche genau gesteuert wird.
Das zuvor geschilderte herkömmliche Servo-System ist jedoch
mit Nachteilen behaftet dahingehend, daß dann, wenn die Pegeldifferenz zwischen dem Paar der Signale , die das Fehlersignal bilden, beseitigt wird, was durch Kratzer, Staub oder Schmutz auf dem Aufzeichnungsmedium bewirkt werden kann, nur die Offset-Spannung verstärkt wird, wodurch ein unerwünschter Treiberstrom der Betätigungsvorrichtung zugeführt wird. Als Folge können fehlerhafte Operationen wie beispielsweise eine Defokussierung und ein Überspringen der Aufzeichnungsspur auftreten.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Servo-System für ein Datenlesegerät zu schaffen, welches die Leseposition steuern kann ohne dabei durch Kratzer,Staub oder Schmutz auf dem Aufzeichnungsmedium beeinflußt zu werden.
Bei einem Servo-System für ein Datenlesegerät, bei dem die Leseposition in dem Gerät mit Hilfe eines Fehlersignals gesteuert wird, welches die Verschiebung der Leseposition anzeigt, und dem eine Offset-Spannung hinzugefügt wurde, um eine Offset-Größe zu beseitigen, die in dem Fehlersignal auftreten kann, wird erfindungsgemäß die Abnahme des Pegels des Lesesignals erfaßt, um ein Detektorsignal vorzusehen, und es sind Korrekturmittel für die Offset-Spannung vorgesehen, um die Offset-Spannung abhängig von dem Detektorsignal zu beseitigen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figuren 1A und 1B jeweils eine erläuternde Schaltung und eine Schaltungsanordnung eines herkömmlichen Servo-Systems in einem Datenlesegerät;
Fig. 2 eine Schaltungsanordnung, teilweise in Block-
■ϊ
'· schaltform einer bevorzugten Ausführungsform
eines Servo-Systems nach der Erfindung; und
Fig. 3 eine Schaltungsanordnung, teilweise in Blockschaltform einer weiteren Ausführungsform nach
der Erfindung.
Es sollen nun im folgenden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung im einzelnen unter Hinweis auf die Figuren ■ 2 und 3 erläutert werden.
Wie in Fig.2 gezeigt ist sind bei einem ersten Ausführungsbeispiel eine Differenzverstärkerschaltung 11, ein Pufferverstärker 12, ein Operationsverstärker OP-, eine Spule L Widerstände R5, Rß, RgUnd R10' ein veränderbarer Widerstand VR und ein Kondensator C1 in der gleichen Weise zusammengeschaltet wie in Fig. 1B. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß das Servo-Systern nach Fig.2 sich von demjenigen nach Fig. 1B in den folgenden Punkten unterscheidet:
Es wird eine Spannung, die an dem beweglichen Kontakt des veränderbaren Widerstandes VR~ erzeugt wird, über einen Analogschalter 13 und einen Widerstand R12 dem invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OP1 zugeführt. Der veränderbare Widerstand VR_ ist zwischen den positiven und negativen Anschluß der Stromversorgungsquellen geschaltet. Der Analogschalter 13 wird beispielsweise eingeschaltet, wenn ein Signal mit niedrigem Pegel dem Steuereingangsanschluß zugeführt wird. Der Ausgangsanschluß des Analogschalters 13 ist über einen Kondensator
go C geerdet. Der Analogschalter 13, der veränderbare Widerstand VR„, der Widerstand R12 und der Kondensator C3 bilden eine Korrekturschaltung für die Offset-Spannung.
Die Ausgangsgröße einer Schaltung 14, welche die Pegelabnähme eines Signals feststellt, gelangt zum Steuereingangsanschluß des Analogschalters 13. Die Schaltung 14 besteht
aus einem Einhüllende-Detektor 15, der beispielsweise eine AM Detektor (Demodulator) Schaltung enthält, um die Einhüllende des HF Signals zu erfassen bzw. zu demodulieren und eine Vergleichsstufe 16 zum Vergleichen der Ausgangsgröße des Einhüllende-Detektors 15 mit einer Bezugsspannung V . Die Schaltung 14, welche die Pegelabnahme eines Signals erfaßt, ist so ausgelegt, daß dann, wenn der Pegel des Einhüllende-Signals des HF Signals kleiner wird als der Bezugswert V_ und zwar aufgrund der Pegelverminderung des HF Signals, die Vergleichsstufe 6 ein Detektorsignal ausgibt, welches aus einem Signal mit niedrigem Pegel besteht. Wenn in der so aufgebauten Schaltung der Signalpegel des HF Signals abfällt und zwar aufgrund von Kratzern, Staub oder Schmutz auf dem Aufzeichr nungsmedium, gelangt das Detektorsignal zum Steuereingangsanschluß des Analogschalters 13. Als Ergebnis wird der Analogschalter 13 eingeschaltet und die Spannung am bewegbaren Kontakt des veränderbaren Widerstandes VR_ gelangt ■ über den Analogschalter 13 und den Widerstand R12 zum.invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OP1. Es kann daher die Offset-Spannung, die über den Widerstand R,- dem invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OP1 zugeführt wird durch geeignete Wahl der Stellung des beweglichen Kontaktes des veränderbaren Widerstandes VR_ beseitigt werden. Wenn somit die Differenz im Pegel zwischen dem Signalpaar, welches das Fehlersignal bildet, durch das Vorhandensein von Kratzern. Staub oder Schmutz auf dem Aufzeichnungsmedium beseitigt wird, wird auch die Offset-Spannung-beseitigt, so daß der Pegel des Fehlersignals im wesentlichen auf Null gehalten werden kann. Es wird somit ein unerwünschter Stromfluß in der Betätigungsvorrichtung verhindert.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungs· form nach der Erfindung. Nach Fig. 3 sind ein Differenzverstärker 11, ein Pufferverstärker 12, ein Operationsver-
■Jiff-
-8—
stärker OP2, eine Wicklung oder Spule L, und Widerstände
R,, Rn und RA in der gleichen WEise zusammengeschaltet wie ο y ■ υ
in Fig. 1B. Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet: sich jedoch von der genannten in den folgenden Punkten:
Die Offset-Spannung, die am bewegbaren Kontakt des ver- ! änderbaren Widerstandes VR vorgesehen wird, gelangt über den Widerstand R5 und eine die Offset-Spannung korrigierende Vorrichtung nämlich einen Analogschalter 17 zum invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OP1. Der Analogschalter 17 wird beispielsweise dann ausgeschaltet, wenn ein Signal mit niedrigem Pegel seinem Steuereingangsanschluß zugeführt wird. Der Steuereingangsanschluß des Analogschalters 17 empfängt die Ausgangsgröße der einen Abfall des Signalpegels erfassenden Schaltung 14, wobei letztere Schaltung einen Einhüllende-Detektor 15 (Demodulator) und eine Vergleichsstufe 16 enthält.
Wenn bei der in dieser Weise aufgebauten Schaltung der Pegel des HF Signals abfällt aufgrund des Vorhandenseins von Kratzern, Staub oder Schmutz auf dem Aufzeichnungsmedium, gelangt das Detektorsignal, welches aus einem Signal mit niedrigem Pegel besteht, zum Steuereingangsanschluß des Analogschalters 17, der dann ausgeschaltet wird und.die Zufuhr der Offset-Spannung zum invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OP1 sperrt, die am bewegbaren Kontakt des veränderbaren Widerstandes VR1 entwickelt wird. Dies ist äquivalent mit der Beseitigung der Offset-Spannung. Wenn demzufolge der Pegelunterschied zwischen den Signalen des Signalpaares, die das Fehlersignal formen, durch das Vorhandensein von Kratzern, Staub oder Schmutz auf dem Aufzeichnungsmedium beseitigt wird, wird auch die Offset-Spannung, die dem invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OP1 zugeführt wird, beseitigt, so daß der Pegel des Fehlersignals im wesentlichen auf Null gehalten wird. Somit wird das Problem
beseitigt, welches durch einen unerwünschten Strom in der Betätigungsvorrichtung verursacht wird.
Bei den zuvor erläuterten Ausführungsformen erfaßt die Detektorschaltung 14, welche die Abnahme des Signalpegels feststellt, die Abnahme des Pegels des HF Signals unter Verwendung des Einhüllende-Detektors 15, der die Einhüllende des HF Signals erfaßt bzw. demoduliert. Die Schaltung 14 kann jedoch so ausgelegt werden, daß die Pegelabnahme des HF Signals durch einen FM Detektor (Demodulator) festgestellt wird, der dann, wenn der Pegel des HF Signals kleiner wird als ein Schwellenwert, eine Abnahme in der momentan vorhandenen Frequenz feststellt und.der dann seine Ausgangsspannung entsprechend ändert. Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Vorrichtung zur Korrektur der Offset-Spannung so ausgelegt, daß entsprechend dem Detektorsignal die korrigierende Spannung zur Offset-Spannung hinzu addiert wird oder das Anlegen der Offset-Spannung verhindert wird. Die Funktion der Korrektur der Offset-Spannung kann jedoch auch durch Verändern der Verstärkung der Differenzverstärkerschaltung 11 abhängig vom Detektorsignal realisiert werden.
Bei dem Servo-System für ein Datenlesegerät nach der Erfindung wird die Offset-Spannung in dem Fehlersignal korrigiert, wenn der Pegel des HF Signals abfällt. Es wird demzufolge eine fehlerhafte Erzeugung von Fehlersignalen aufgrund des Vorhandenseins von Kratzern, Staub oder Schmutz auf dem Aufzeichnungsmedium verhindert. Ferner werden auch fehlerhafte Betriebsweisen wie beispielsweise eine Defokussierung und ein Springen aus der Spur oder ein Überspringen der Spur verhindert. Das Servo-System nach der Erfindung kann somit die Betriebsweise des Datenlesegerätes stabil halten.
Obwohl ein Servo-System für ein optisches Datenlesegerät
1 beschrieben wurde, sei darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung auf ein solches Gerät nicht beschränkt ist. Das technische Konzept nach der vorliegenden Erfindung kann auch beispielsweise bei einem Nachlauf-Servo-
5 System in einem Datenlesegerät vom elektrostatischen Kapazitätstyp zur Anwendung gelangen.
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Claims (5)

  1. GRÜNECKER. KINKELDEY. STOCKMAIR & PARTNER
    PIONEER ELECTRONIC CORPORATION No. 4--1, Meguro 1-ch.ome Meguro-ku Tokyo, Japan
    PATENTANWÄLTE
    A GRUNECKER. an jng
    OR H KINKELDEY o*\ mQ
    DR W STOCKMAIR KH, U
    DR K SCHUMANN. ο>ί>μτ·,
    P H JAKOB qwl ·«
    DR G BEZOLD m o«m
    W MEISTER Wi *«.
    H HILSERS) t»i "«ο
    DR H MEYER-PLATH im. ing
    80OO MÜNCHEN 22
    MAKIMILIANSTRASSfc W
    P 18647
    Servo-System in einem Datenlesegerät
    PATENTANSPRÜCHE
    1 .} Servo-System für ein Datenlesegerät, in dem die Lese-30 position abhängig von einem Fehlersignai korrigiert wird,
    welches das Ausmaß einer Verschiebung der Leseposition aus einer normalen Lesestellung angibt, gekennzeichnet durch Mittel (14,15,16) zum Vorsehen eines Detektorsignals, welches einen Pegel eines Lesesignals angibt,
    35 und durch Mittel (13,R12, VR2, 16) für eine selektive
    Addition einer Offset-Spannung für die Beseitigung einer
    1 Offset-Größe in dem Fehlersignal abhängig von dem Detektorsignal.
  2. 2. Servo-System nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet·, daß die Detektoreinrichtung (14,15,16) einen Einhüllende-Detektor (15) umfaßt.
  3. 3. Servo-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung (14,15,16) einen Frequenzmodulationsdetektor (Demodulator) umfaßt.
  4. 4. Servo-System nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Addiereinrichtung eine Vergleichsstufe (16) umfaßt/ um einen Pegel des Detektorsignals mit einem Bezugspegel (V ) zu vergleichen, ferner eine erste veränderbare Spannungsquelle (VR2), eine Signal-Summierschaltung (R[-/ R?) enthält, die das Lesesignal als eine Eingangsgröße empfängt, und eine Schaltereinrichtung (13; 17) umfaßt, die abhängig von einer Aus-
    OQ gangsgröße der Vergleichsstufe (16) arbeitet, um selektiv eine Ausgangsgröße der ersten veränderbaren Spannungsquelle (VR2) einem zweiten Eingang der Signal-Summierschaltung zuzuführen.
  5. 5. Servo-System nach Anspruch 5, gekennzeichne, t durch eine zweite veränderbare Spannungsquelle (VR1), die an einen dritten Eingang der Signal-Summierschaltung angeschlossen ist.
DE3409588A 1983-03-16 1984-03-15 Servosystem für die Spurverfolgung und/oder Fokussierung in einem Datenlesegerät Expired DE3409588C2 (de)

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