DE3604604C2 - - Google Patents
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- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
- G11B7/085—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam into, or out of, its operative position or across tracks, otherwise than during the transducing operation, e.g. for adjustment or preliminary positioning or track change or selection
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- G—PHYSICS
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- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
- G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
- G11B7/0901—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following only
Landscapes
- Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft
ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Einschaltung eines Spurnachführungs-Servokreises nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beziehungsweise des Anspruchs 2.
Bisher war es zur Einschltung von Spurnachführungs-Servo
kreisen für Bildplattenvorrichtungen, wie z. B. im US-Patent
45 27 263 beschrieben, üblich, die Exzentrizität zu messen
und zu speichern und aufgrund der gespeicherten und kon
tinuierlich ausgelesenen Exzentrizitätsdaten den Lichtpunkt
bezüglich der Spur nachzuführen. Dieses Verfahren hat
jedoch Nachteile, die darin liegen, daß eine gewisse Zeit
dauer zum Abspeichern des Exzentrizitätszustandes nötig
ist und daß der Einstellvorgang unstabil werden kann,
wenn auch noch andere Spurabweichungen neben der Exzen
trizität, wie Restvibrationen des Kopfs nach Beendigung
des Suchvorgangs oder Stöße von außen auftreten.
In der DE-OS 29 35 250 ist ein⊖ Servo-Spurführungs-Antriebsvorrichtung
für eine optische Leseeinrichtung beschrieben, bei der davon
ausgegangen wird, daß der Lichtfleck bei offener Servoschleife
quer über die Spuren, infolge einer Exzentrizität der
Plattenmitte, bei einer Umdrehung der Platte geführt wird.
Die Regelschleife wird bei diesem Bildplatten-Wiedergabegerät
erst dann geschlossen, wenn die durch die Exzentrizität
hervorgerufene Relativbewegung zwischen Lichtfleck und
Spur keinen störenden Einfluß auf den Einschaltvorgang der
Regelschleife haben kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für
ein Bildplatten-Aufnahme- und Wiedergabegerät ein Verfahren
und eine Vorrichtung anzugeben mit denen der Zeitpunkt für das
Schließen der Regelschleife für die Spurnachführung in der
kürzest möglichen Zeit nach Beendigung des Suchvorgangs
exakt bestimmt wird und wobei Relativbewegungen zwischen
Lichtfleck und Spur, unabhängig von deren Ursache, ohne
Einfluß auf die Stabilität des Servoregelkreises bleiben.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 1, beziehungsweise des Anspruchs 2,
angegebenen Merkmale.
Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei der Erfindung wird die Geschwindigkeit des Lichtflecks, wenn
die Überquerungsgeschwindigkeit größer als der Grenzwert
ist, verringert so daß die Relativgeschwin
digkeit kleiner als der Grenzwert ist, und danach wird der Lichtfleck auf
die Spur aufgesetzt. Auf diese Weise kann in kurzer Zeit
ein stabiles Einstellen des Spurnachführungs-Servokreises
ermöglicht werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher
beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung von Signalen,
die für eine Ausführung der Erfindung ver
wendet werden;
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Spurnachführungs-
Servokreises bei dem das erfindungsgemäße
Spurnachführungseinschaltverfahren
angewendet wird;
Fig. 3 ein Schaltbild des Aufbaus einer dafür
verwendeten Steuerschaltung;
Fig. 4 ein Schaltbild eines Spurmittendetektors;
Fig. 5 ein Schaltbild eines Geschwindigkeits
detektors;
Fig. 6 dafür ein Zeitdiagramm;
Fig. 7 ein Schaltbild eines weiteren Geschwindig
keitsdetektors;
Fig. 8 dafür ein Zeitdiagramm;
Fig. 9 ein Blockschaltbild eines weiteren Spurnachführungs-
Servokreises als weiteres Ausführungs
beispiel der Erfindung;
Fig. 10 ein Schaltbild des Aufbaus einer dafür
verwendeten Steuerschaltung;
Fig. 11 dafür ein Zeitdiagramm; und
Fig. 12 ein Schaltbild des Aufbaus einer weiteren
Steuervorrichtung.
Mit der Annahme, daß der Abstand der Spuren auf einer
Bildplatte 1,6 µm beträgt, hat eine Platte mit einem Durch
messer von 300 mm auf einer Seite 50 000 Spuren. In diesen
Spuren ist eine Anzahl von Sektoren vorgesehen, um Daten
in den Spuren zu markieren. Zur Aufzeichnung von Information
an einem beliebigen Ort oder zur Wiedergabe oder zum Infor
mationslöschen ist ein Zugriffsvorgang nötig, um die be
treffende Spur auf der Oberfläche der Platte und dann
den relevanten Sektor in der Spur aufzufinden. Das heißt,
daß zunächst ein Suchvorgang, um den Lichtfleck mit hoher
Geschwindigkeit in die Nähe der Sollspur zu führen, dann
ein Spurnachführungsvorgang, um den Lichtfleck auf der
Mittellinie der Spur zu halten und ein Sprungvorgang zur
Korrektur von Abweichungen des Lichtflecks von der Soll
spur nötig sind. Die japanischen Anmeldungen veröffentlicht
unter JP 83-91536 und 83-169370, die US-Ser. No. 736 125,
die eine "continuation" der US-Ser. No. 443 399 ist und die
europäische Anmeldung 82 110 907.1 beschreiben jeweils
Zugriffsoperationen in der Bildplattenvorrichtung.
Fig. 1(a) zeigt im Querschnitt einen Teil einer Bildplatte.
Auf der Bildplatte ist eine Speicherschicht 2 über einer
Unterschicht 4, die aus mit UV-Strahlen nachbehandeltem
Kunstharz usw. besteht, auf einer plattenförmigen trans
parenten Substratschicht 3 aus Glas, Kunststoff usw. aufgebracht.
Auf der Oberfläche der Speicherschicht 2 sind eine oder
mehrere Führungsrillen von konkavem Querschnitt mit vorge
gebener Breite und Tiefe in Spiralform oder in Form konzen
trischer Kreise mit konstantem Abstand vorgesehen. Diese
Führungsrille oder Rillen 1 erhält man durch Transponieren
einer oder mehrerer auf einer Mutterplatte vorgesehener
Führungsrillen in die Substratschicht 3, wonach dann die
Speicherschicht 2 auf der Substratschicht 3 ausgebildet wird.
Für das verdampfende Aufzeichnungsverfahren kann die Speicher
schicht 2 beispielsweise eine PbTeSe-Schicht sein, deren
Hauptkomponente Te ist. Im Falle des magnetooptischen
Aufzeichnungsverfahrens kann die Speicherschicht 2 beispiels
weise ein aus TbFeCo hergestellter Magnetfilm mit senk
rechter Anisotropie sein, dessen Hauptkomponente TbFe
ist. Im Falle des phasenändernden Aufzeichnungsverfahrens
kann die Speicherschicht 2 eine amorphe Schicht aus der
Te-Gruppe sein. Für die einseitige Aufzeichnung wird die
Speicherschicht 2 der Bildplatte von einer transparenten
Schutzschicht (die nicht gezeigt ist), Glas z. B., geschützt,
und für die zweiseitige Aufzeichnung sind zwei optische
Platten direkt oder durch einen mit einem Adhäsiv versehenen
Abstandshalter aufeinandergeklebt. Der Aufbau, bei dem
zwei Platten direkt aufeinandergeklebt sind, wird insbe
sondere für das magnetooptische Aufzeichnungsverfahren
sowie das phasenändernde Aufzeichnungsverfahren verwendet.
Die Luft-Sandwich-Struktur wird für das verdampfende Auf
zeichnen verwendet. Eine Umdrehung der Führungsrille wird
in mehrere Sektoren eingeteilt, die jeweils aus dem Kopfteil
und dem Datenteil bestehen. Der Kopfteil enthält Speicher
inhalte, die zur Steuerung der im Sektor gespeicherten
Information nötig sind, wie die Spurnummer, Spuradresse,
die Sektornummer, die zuvor als Pits in Phasenstruktur
gespeichert sind. Die Information wird entweder in der
Führungsrille 1 oder dem ebenen Teil zwischen zwei benach
barten Führungsrillen aufgezeichnet. Falls die
Information in der Führungsrille aufgezeichnet wird, sind
die Pits des Kopfteils ebenfalls in der Führungsrille
aufgezeichnet. Falls die Information im ebenen
Teil aufgezeichnet ist, befinden sich die Pits des Kopfteils
ebenfalls in dem ebenen Teil.
Eine solche Bildplatte rotiert um eine Welle, die durch
einen Motor angetrieben ist, und ein optischer Kopf, der
aus einer Laserquelle und einem optischen System besteht,
fokussiert den Laserstrahl zur Bildung eines sehr kleinen
Flecks 5 durch die Substratschicht 3 und die Unterschicht
4 auf der Aufzeichnungsfläche der Platte. Der optische
Kopf wird zunächst von einem Stellglied, wie einem Linear
motor, der eine grobe Positionierung gestattet, in die
Nähe der Spur der optischen Platte geführt. In diesem
Falle wird als Positionsdetektor eine äußere Skala, wie z. B.
eine optische, lineare Skala, verwendet. Am Ende des Such
vorgangs mittels des Stellglieds für die grobe Positionierung
wird der Suchvorgang auf den Spurnachführungsbetrieb umge
schaltet. Der Spurnachführungsbetrieb wird durch ein Stell
glied für eine Feinpositionierung durchgeführt, das ein
auf dem optischen Kopf befestiger Galvanometerspiegel
sein kann. Ein zweistufiger Servokreis wird bevorzugt,
bei dem die Bewegung des Stellglieds zur Feineinstellung
während des Spurnachführungs-Servobetriebs erfaßt und
damit verbunden das Stellglied für die Grobpositionierung
betrieben wird. Diese zweistufige Servoregelung wird in
den oben genannten japanischen Patentanmeldungen mit den
Offenlegungsnummern 83-91536 und 83-169370 beschrieben.
Nachfolgend werden das die reflektierte Lichtintensität
darstellende Signal und das Spurnachführungs-Fehlersignal,
die in der Erfindung verwendet werden, erläutert. Von
der Bildplatte reflektiertes Licht wird vom projizierten
Licht durch einen Strahlteiler getrennt, nachdem es durch
eine Objektivlinse, die im optischen Kopf befestigt ist,
gegangen ist und mittels eines Lichtdetektors fotoelektrisch
umgesetzt. Das Signal, das die reflektierte Lichtintensität
und das Signal, das das Spurnachführungs-Fehlersignal angibt,
werden aus dem Ausgangssignal dieses Lichtdetektors ge
bildet. Verschiedene Verfahren zur Bildung des Spurnach
führungs-Fehlersignals und das die reflektierte Lichtinten
sität darstellende Signal sind in der japanischen Offen
legungsschrift 83-91536 beschrieben.
Wenn der Lichtfleck mit konstanter Geschwindigkeit die
Führungsrille (die Spur genannt wird, wenn die Information
in der Führungsrille aufgezeichnet ist) überquert, stellt
das in Fig. 1 dargestellte Signal 6 die von der Platte
reflektierte Lichtintensität dar, nachdem der reflektierte
Lichtstrahl durch die im optischen Kopf angebrachte Objektiv
linse gegangen ist. Das Signal 7 stellt die Abweichung
des Lichtflecks von der Spur dar. Beide Signale 6 und
7 haben den in Fig. 1(b) und 1(c) dargestellten sinusförmigen
Verlauf, dessen Periode gleich dem Abstand der Spuren
ist. Die Phase der Signale 6 und 7 ist gegenseitig um
90° verschoben.
Die Erfindung ist nun dadurch gekennzeichnet, daß der
Zeitpunkt zum Aufsetzen des Lichtflecks auf die Spur aufgrund
dieser Signale 6 und 7 bestimmt wird. Folglich wird erfin
dungsgemäß zuerst die Geschwindigkeit, mit der der Licht
fleck die Spur (Führungsrille) überquert, erfaßt. Diese
Überquerungsgeschwindigkeit kann als die Amplitude eines
durch Differenzieren des Spurnachführungs-Fehlersignals
7 erhaltenen Signals erfaßt werden. Fig. 1(d) zeigt das
Spurüberquerungs-Geschwindigkeitssignal 8, das durch Differen
zieren des Spurnachführungs-Fehlersignals 7 erhalten wird.
Zusätzlich kann als weiteres Verfahren zur Erfassung der
Geschwindigkeit die Zeitdauer, die der Lichtfleck braucht,
um sich von einer Spur zur nächsten zu bewegen, gemessen
werden. Dies geschieht aufgrund der Tatsache, daß der
Abstand der Spuren konstant ist. Die Bewegungszeitdauer
kann aus einem Impulssignal 9 gemessen werden, das jeweils
den Nulldurchgang des Spurnachführungsfehlersignals 7
angibt. Fig. 1(f) zeigt, daß die Zeitdauer tp oder die Impuls
dauer tB ein Maß für die Bewegungszeit des Lichtflecks
von einer Spur zur anderen darstellen.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Fig. 2,
die ein Spurnachführungs-Servosystem lediglich für ein
Stellglied zur Feinpositionierung darstellt, erläutert.
Bei dem oben genannten zweistufigen Servokreis wird die
Spurnachführungsregelung durch Verkoppeln des Stellglieds
zur Grobpositionierung und des Stellglieds zur Fein
positionierung durchgeführt. Da jedoch nur das Servosystem,
das das Stellglied zur Feinpositionierung betätigt, den
Spurnachführungsbetrieb betrifft, wird lediglich das Spurnach
führungs-Servosystem, das das Stellglied zur Feinpositionie
rung verwendet, beschrieben. Die Abweichung der Bewegung
10 der Spur von der Bewegung 11 des Lichtflecks wird optisch
durch eine bekannte Methode in einem Spurnachführungs-
Fehlerdetektor 12 erfaßt, dessen Ausgangssignal das Spur
nachführungs-Fehlersignal 7 ist. Dieses Signal 7 wird einer
Schalteranordnung 13 eingegeben, die durch das Zeitsteuer
signal 14 für das Einschalten des Servokreises gesteuert
ist. Der Ausgang der Schalteranordnung 13 betreibt das
Stellglied 17 zur Feinpositionierung, das ein auf dem
optischen Kopf befestigter Galvanometerspiegel, eine auf
der Objektivlinse angeordnete Tauchspule usw. sein kann
durch ein Kompensationssytem 15 und einen Stellglied
treiber 16 und positioniert den Lichtfleck. Das Zeitsteuer
signal 14 für das Einschalten des Servokreises, das den
Betrieb des Spurnachführungs-Servosystems steuert, wird
durch Erfassen des Zeitpunktes, der ein stabiles Aufsetzen
des Lichtflecks erlaubt unter Verwendung des Spurnach
führungs-Fehlersignals 7 und des Lichtintensitätssignals 6
durch eine Steuerschaltung 19 erzeugt. Die Steuerschaltung
19 wird durch ein Einschaltsignal 18 für den Spurnach
führungsvorgang gestartet, das eine übergeordnete (nicht
gezeigte) Steuerung, die den Spurnachführungsvorgang be
fiehlt, liefert.
Fig. 3 zeigt den Schaltungsaufbau der Steuerschaltung
19. Das Spurnachführungs-Fehlersignal 7, das der Spurnach
führungs-Fehlerdetektor 12 ausgibt und das vom Lichtinten
sitätsdetektor 20 ausgegebene Lichtintensitätssignal 6
werden einer Schaltung 21, die die Spurmitte erfaßt, einge
geben, die ein Spurüberquerungs-Impulssignal 22 erzeugt,
das den Zeitpunkt angibt, wo der Lichtfleck durch die
Mittellinie der Spur geht. Das Spurnachführungs-Fehlersignal
7 wird einem Geschwindigkeitsdetektor 23 ein
gegeben, der ein Signal 24 ausgibt, das die Geschwindigkeit,
mit der der Lichtfleck die Spur überquert, angibt. Das
Signal 24 und eine Setzspannung 25, die einer bestimmten
Geschwindigkeit entspricht, werden einem Pegelvergleicher
26 eingegeben, der ein "1"-Signal ausgibt, wenn
die Geschwindigkeit, mit der der Lichtfleck über die Spur
geht, kleiner als die gesetzte Geschwindigkeit ist. Das
Spurüberquerungs-Impulssignal 22 wird um eine Zeit verzö
gert (die normalerweise einige Nanosekunden bis einige
zehn Nanosekunden beträgt), die die oben genannte Pegelver
gleichsoperation benötigt. Dies wird durch eine Verzöge
rungsschaltung 27 bewirkt, deren Ausgang einer UND-Schaltung
28 zusammen mit dem Ausgang des Pegelvergleichers 26
angelegt wird, um ein logisches Produkt dieser beiden
Signale zu erzeugen. Auf diese Weise wird, wenn die Spur
überquerungsgeschwindigkeit kleiner als der gesetzte Wert
ist, ein Impuls immer dann erzeugt, wenn der Lichtfleck
etwa die Mittellinie der Spur überquert. Dieser Impuls
wird einer Flipflop-Schaltung 29 (genauer gesagt einer
D-T-Flipflop-Schaltung) zusammen mit dem Spurnachführungs-
Einschaltsignal 18, das die übergeordnete Steuerung befiehlt,
eingegeben. Die Flipflop-Schaltung 29 gibt, nachdem das
Spurnachführungs-Einschaltsignal 18 "1" geworden ist, synchron
mit einem kurz darauf eintreffenden Impuls ein Ausgangs
signal 14 ab, das das Zeitsteuersignal ist, mit
dem der Servokreis eingeschaltet wird.
Nun wird anhand der Fig. 1, 4 und 6 der Schaltungsaufbau
der Schaltung 21, die die Spurmitte erfaßt, und das be
treffende Zeitdiagramm erläutert. Das Spurnachführungs-
Fehlersignal 7 wird in den Vergleicher 30 eingegeben und
mit dem Nullpegel verglichen. Auf diese Weise erhält man das
Signal f von Fig. 1, das über eine Verzögerungsschaltung
32 an einem von zwei Eingängen eines Exklusiv-ODER-Glieds
31 und dem anderen Eingang direkt anliegt. Dann erscheinen
am Ausgang der Exklusiv-ODER-Schaltung 31 Impulse mit
einer der Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung 32
entsprechenden Impulsdauer jeweils zum Zeitpunkt des An
stiegs und des Abfalls des in Fig. 1f dargestellten Signals.
Andererseits wird das Lichtintensitätssignal 6 einem Ver
gleicher 33 eingegeben und mit einem vorgegebenen Pegel
(beispielsweise einem mittleren Pegel E₁) verglichen. Der
Vergleicher 33 erzeugt am Ausgang ein Spurpositionssignal
34, das die Anwesenheit der Spur angibt, wie dies Fig. 1e
zeigt. Das logische Produkt dieses Signals mit dem Ausgang
des Exklusiv-ODER-Glieds 31, das ein UND-Glied 80 bildet,
ergibt das Spurüberquerungs-Impulssignal 22, das aus einer
Folge von Impulsen besteht, die jeweils in dem Moment auftreten,
wo eine Spur vorhanden ist und wo das Spurnach
führungs-Fehlersignal Null ist, wie Fig. 6(c) darstellt
(was als Mitte der Spur betrachtet werden kann).
Nun wird der Schaltungsaufbau des Geschwindigkeitsdetektors
23 und der Schaltung, die entscheidet,
daß die erfaßte Geschwindigkeit kleiner als die gesetzte
Geschwindigkeit ist, anhand zweier Ausführungsbeispiele
beschrieben. Zunächst wird das Spurnachführungs-Fehlersignal
7 in eine Differenzierschaltung 35 (Fig. 5) eingegeben, die das Spurüber
querungs-Geschwindigkeitssignal 8
erzeugt, dessen Amplitude der Geschwindigkeit proportional
ist. (Siehe Fig. 6(d).)
Da jedoch durch das Differenzieren unerwünschte hochfre
quente Komponenten entstehen, werden diese durch ein Tiefpaß
filter 36 entfernt. Die Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters
36 wird so bestimmt, daß sie höher als die Frequenzkomponenten
des Geschwindigkeitssignals 8 ist. Das Ausgangssignal
des Tiefpaßfilters 36 wird das Spurüberquerungs-Geschwindig
keitssignal (8, 24) genannt. Dieses Signal (8, 24) wird einem von
zwei Eingängen eines Vergleichers 37 eingegeben, dessen
anderem Eingang ein Pegel E₂ anliegt, der die gesetzte
Geschwindigkeit darstellt. Wenn das Geschwindigkeitssignal 8 bzw. 24
kleiner als der Pegel E₂ ist, wird ein Signal 37′ mit
logischem "1"-Pegel erzeugt, wie Fig. 6(e) darstellt,
das einem der Eingänge einer Flipflop-Schaltung 38
(D-T-Flipflop) eingegeben wird, deren anderer Eingang
T das Spurüberquerungs-Impulssignal 22 empfängt. Auf diese
Weise wird beurteilt, ob die Geschwindigkeit, mit der
der Lichtfleck die Mittellinie der Spur überquert, kleiner
als der gesetzte Pegel ist. Wenn dies der Fall ist, wird
das Signal 26′ mit dem Wert "1" synchron mit dem Impuls 22,
wie Fig. 6(f) zeigt, ausgegeben. Dieser Ausgang 26′ und
der Ausgang der Verzögerungsschaltung 27 werden zur Er
zeugung des Zeitsignals 14 (Fig. 6(h)) eingegeben,
das aus dem Ausgang der UND-Schaltung 28 und dem Spurnach
führungs-Einschaltsignal 18 erzeugt wird.
Wenn der in Fig. 2 dargestellte Servokreis durch das oben
beschriebene Zeitsteuersignal 14 geschlossen wird, wird
der Lichtfleck stabil auf der Mittellinie der Spur posi
tioniert. Die zeitlichen Änderungen dieser Erfassungssignale
sind in Fig. 6(a), (b) und (c) dargestellt. Obwohl bei
dem Verfahren zur Entscheidung, ob die erfaßte Geschwin
digkeit kleiner als die gesetzte Geschwindigkeit ist,
lediglich die Geschwindigkeit positiver Polarität beschrieben
wurde, findet eine gleiche Entscheidung auch für die Ge
schwindigkeit negativer Polarität, wie Fig. 6(d) darstellt,
statt.
Nachfolgend wird ein weiteres Ausführungsbeispiel anhand
der Fig. 7 und 8 beschrieben, das zur Erfassung der Ge
schwindigkeit dient. Das Impulssignal 22 wird einem der
Eingänge eines Rückwärtszählers 40 eingegeben, der an
seinem anderen Eingang Impulse mit konstanter Impulsfolge
periode von einem Oszillator 41 empfängt. Der Zähler 40
wurde zuvor auf einen Anfangswert 42 eingestellt. Dieser
Wert ist eine ganze Zahl, die sich aus dem Verhältnis der
zum Überqueren des Zwischenspurstandes mit der gesetzten
Geschwindigkeit nötigen Zeitdauer zur oben genannten kon
stanten Folgeperiode ergibt. Auf diese Weise wird
ein BR-Signal 43 erzeugt, wenn das Zeitintervall zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Spurpassagen länger wird (die
Spurüberquerungs-Geschwindigkeit wird dann kleiner) und
die Spurüberquerungs-Geschwindigkeit kleiner wird als die
gesetzte Geschwindigkeit. Das BR-Signal 43 gibt an, daß
der Inhalt des Rückwärtszählers 40 Null ist. Dies wird
dem Setzeingang S einer Flipflop-Schaltung 44 eingegeben,
deren Rücksetzeingang den Ausgang einer Verzögerungsschaltung
45 empfängt, der das Impulssignal 22 eingegeben wird.
Dann wird am Ausgang der Flipflop-Schaltung 44 ein Impuls
signal erzeugt, das angibt, daß die Geschwindigkeit kleiner
geworden ist, was Fig. 8(d) darstellt, wenn das Zeitinter
vall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen 22 in
Fig. 8(c) länger geworden ist. Dieses Signal (Fig. 8(d))
wird dem D-Anschluß eines D-T-Flipflops 46 eingegeben,
das an seinem T-Anschluß das Impulssignal 22 empfängt.
Somit wird ein in Fig. 8(e) dargestelltes Signal 47 am
Ausgang des D-T-Flipflops 46 erzeugt, wobei der Ausgang
des Flipflops 46 mit dem Impulssignal 22 synchron ist.
Das Spurnachführungs-Einschaltsignal 18 wird, wie beim voran
gehenden Ausführungsbeispiel, aufgrund dieses Signals
47 erzeugt, und das Zeitsteuersignal 14 wird unter
Verwendung des Impulssignals 22, wie Fig. 8(g) darstellt,
erzeugt.
Bei dieser Ausführungsform kann anstelle des Impulssignals
22, das dem Zähler 40 und der Flipflop-Schaltung 46 einge
geben wird, weil lediglich die Geschwindigkeitserfassung
nötig ist, das Spurpositionssignal 34 und das Signal 9
(Fig. 1(f)), das durch Eingabe des Spurnachführungs-Fehler
signals 7 erzeugt wird, verwendet werden.
Im Falle, daß diese Erfindung nur unter Verwendung des
Spurnachführungs-Fehlersignals realisiert wird, kann das
Zeitsteuersignal 14, weil die Erfassung der Mittel
linie der Spur wegen der Abwesenheit des Lichtintensitäts
signals 6 nicht möglich ist, nicht mit dem Impulssignal
22 synchronisiert werden, jedoch genügt es in diesem Fall,
ein Signal 18 und das Zeitsteuersignal 14
gleichzeitig zu erzeugen.
Nachfolgend wird ein anderes Ausführungsbeispiel beschrieben,
bei dem der Aufsetzvorgang direkt auf das Spurnachführungs-
Einschaltsignal 18 hin bewirkt wird, weil die Wartezeit, bis die Spur
überquerungs-Geschwindigkeit kleiner als ein vorgegebener
Wert wird, zu lang wird. Fig. 9 zeigt ein Schaltbild dieses
Ausführungsbeispiels des Spurnachführungs-Servokreises. Das
Spurnachführungs-Fehlersignal 7 und das Lichtintensitäts
erfassungssignal 6 werden einer Steuerschaltung 50 einge
geben, die die Geschwindigkeit, mit der der Lichtfleck
die Spur überquert, erfaßt und die ein Signal 51 ausgibt,
mit dem das Stellglied 17 so betrieben wird, daß die so
erfaßte Geschwindigkeit kleiner als ein vorgegebener Wert
ist. Wenn der Lichtfleck die Mittellinie der Spur dann
erreicht, wird das Zeitsteuersignal 14 zum Einschalten
des Servokreises erzeugt, womit der Aufsetzvorgang durch
Schließen des Servokreises beginnt.
Fig. 10 zeigt den Aufbau dieser Steuerschaltung 50. Der
Geschwindigkeitsdetektor 23 und der Spurmitten
detektor 21 sind mit den Schaltungen im voran
gehenden Ausführungsbeispiel identisch. Das Geschwindigkeits
signal 24 (Fig. 11(e)) und das Impulssignal 22, das die
Spurüberquerung angibt (Fig. 11(d)), werden einer Abtast-
und Halteschaltung 52 eingegeben, die ein abgetastetes
Geschwindigkeitssignal 53, wie Fig. 11(f) angibt, erzeugt.
Außerdem werden das Spurnachführungs-Einschaltsignal 18
(Fig. 11(h)) und das Impulssignal 22, das die Spurpassage
wiedergibt, einer UND-Schaltung 54 eingegeben, die ein
Impulssignal 55 nach dem Spurnachführungs-Einschaltsignal
ausgibt, das seinerseits einem Treiberimpulsgenerator
56 eingegeben wird. Die Schaltung 56 erhält an ihrem anderen
Eingang das abgetastete Geschwindigkeitssignal 53. Dann
erzeugt diese Schaltung 56 ein einziges Impulssignal 51,
mit dem das Stellglied betrieben wird, dessen Impulsdauer τ
und dessen Amplitude gleich dem abgetasteten Geschwindigkeits
signal 53 und das synchron mit dem Anstieg des Impulssignals
55, das die Spurpassage wiedergibt, ist. Das Impulssignal
55 und das Impulssignal 22 werden einer Zeitgeberschaltung
57 eingegeben, die ein Zeitsteuer
signal 14 (Fig. 11(i)) erzeugt, das synchron mit dem Anstieg
des Impulssignals 22 kurz nach dem Impulssignal 55 nach
dem Spurnachführungs-Einschaltsignal ansteigt.
Fig. 12 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schal
tung, die das Signal zum Treiben des Stellglieds 17 erzeugt.
Das Spurnachführungs-Einschaltsignal 18 und das Spurpositions
signal 34, die von der Schaltung 21, die die Spurmitte
erfaßt, kommen, werden der Zeitgeberschaltung 57 einge
geben, die einen einzigen Impuls des Spurpositionssignals
34 nach dem Anstieg des Spurnachführungs-Einschaltsignals 18
herausnimmt. Das Geschwindigkeitssignal 24 wird nur während
des Impulses dieses Signals 58 durch eine Torschaltung
59 geleitet, die ein Treibersignal 59′ erzeugt, das in
Fig. 11(j) dargestellt ist. In diesem Ausführungsbeispiel
erzeugt das Zeitsteuersignal 14 ein mit dem
Anstieg des Spurüberquerungs-Impulssignals 22 synchronisier
tes Signal unmittelbar nach dem Abfall des oben genannten
Signals 58 mittels einer Zeitgeberschaltung 60, wie in
Fig. 11(i) dargestellt.
Bei dem eben beschriebenen Ausführungsbeispiel kann die
benötigte Geschwindigkeit im Falle, daß das Stellglied
17 nicht genügend Leistung hat, nicht durch einen Treiber
impuls 51 oder 59′ erzielt werden. In diesem Fall wird
die Überquerungsgeschwindigkeit, nachdem einmal ein Treiber
impuls erzeugt wurde, erneut bei der folgenden Spurmitte
detektiert. Diese Operation wird wiederholt, bis die er
faßte Geschwindigkeit kleiner als die gesetzte Geschwin
digkeit ist und schließlich ein Zeitsteuersignal 14 für
das Einschalten des Servokreises erzeugt.
Das Verfahren kann auch dann verwendet werden, wenn die
nötige Geschwindigkeit aus bestimmten Gründen (Fehlerfassung,
Bewegung des Lichtflecks aufgrund äußerer Kräfte usw.)
nicht mit einem Treiberimpuls erzielt werden kann.
Wenn das Stellglied 17 genügend Leistung liefert, braucht
der Lichtfleck nicht in die folgende Spur, wie bei den
vorangehenden Ausführungsbeispielen, bewegt werden. In
der Spur, in der die Überquerungsgeschwindigkeit erfaßt
wird, wird ein Zeitsteuersignal 14 zum Einschalten des
Servokreises erzeugt, das den Lichtfleck auf diese Spur
aufsetzt. Folglich warten die Zeitgeberschaltungen 57
und 60 nicht auf die folgende Spur (dargestellt durch
die Spurüberquerungs-Impulse 22) und erzeugen sofort ein
Zeitsteuersignal 14, sobald die Überquerungsgeschwindigkeit
erfaßt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird statt
der Differenzierschaltung 35 und der Addierschaltung 61
eine Vorteil-Nachteil-Schaltung verwendet werden, die häufig
zur Phasenkompensation von Servosystemen dient, wobei
ihre Zeitkonstante und Verstärkung so umgeschaltet
werden, daß die Schaltung zwei Zwecken dient. Außerdem
wird bei diesem Ausführungsbeispiel die Dauer des Treiber
signals, das den Lichtfleck bewegt, entweder eine konstante
Zeitdauer τ haben oder eine Zeitdauer, bis erfaßt ist,
daß die Amplitude des Spurnachführungsfehlersignals kleiner
als ein vorgegebener Wert ist.
Ein weiteres Beispiel einer Erfassungsmethode des Lichtin
tensitätssignals 6 und eines diese Methode verwendenden
Aufsetzbetriebs wird nun erläutert. Obwohl zur Erfassung
des Spurpositionssignals aus dem Lichtintensitätssignal
ein Vergleich von dessen Pegel mit einem Konstantwert E₁ erfolgt,
kann das Spurpositionssignal nicht genau erfaßt werden,
falls der Pegel des Lichtintensitätssignals wegen Änderungen
des Reflexionskoeffizienten der Platte Variationen erfährt.
Statt des konstanten Pegels E₁ wird deshalb ein Ausgangs
signal verwendet, das entsteht, indem das Lichtintensitäts
signal durch ein Reduktionsfilter geleitet wird. Falls
jedoch die Frequenz des Lichtintensitätssignals kleiner
als die Grenzfrequenz des Reduktionsfilters ist (falls
die Geschwindigkeit, mit der der Lichtstrahl die Spur
überquert klein ist), kann das Positionssignal 34 nicht
korrekt erfaßt werden, weil das Ausgangssignal des Filters
gleichzeitig variiert. Wenn man die Kennwerte beim Aufsetzen
des Lichtflecks in Betracht zieht, kann, falls die Überque
rungsgeschwindigkeit niedrig ist, der Lichtfleck in jede
Position auf der Spur aufgesetzt werden. Wenn jedoch die
Geschwindigkeit hoch ist, ist das Aufsetzen nur eben
der Mittellinie der Spur möglich.
In diesem Fall werden die Zeitabstände der Nulldurchgangs
punkte tp des Spurnachführungs-Fehlersignals 7 gemessen
und aufgrund dieser Messung die Überquerungsgeschwindigkeit
erfaßt. Sobald ein Spurnachführungs-Einschaltsignal 18 ankommt,
wird mit Priorität untersucht, ob die vom Spurnachführungs-
Fehlersignal 7 erfaßte Geschwindigkeit groß oder klein
ist. Falls sie klein ist, wird sofort ein Zeitsteuersignal
14 für das Einschalten des Servokreises erzeugt und falls
die Geschwindigkeit groß ist, wird der Aufsetzvorgang
aufgrund der oben beschriebenen Prozeduren durchgeführt,
indem das Spurpositionssignal 34 durch Pegelvergleich des
Lichtintensitätssignals 6 mit dem Ausgangssignal des Reduk
tionsfilters erhalten wird.
Bei den im Stand der Technik bekannten Verfahren zum Auf
setzen des Lichtflecks auf die Spur, war eine Zeitdauer
zur Erfassung der Exzentrizität nötig. Die Erfindung er
möglicht es stattdessen den Aufsetzvorgang sofort nach
dem Eintreffen eines Befehls zum Schließen des Servo
systems durchzuführen. Zusätzlich kann der Lichtfleck
vorteilhafterweise, unbeeinflußt von äußeren Störungen
und mechanischen Vibrationen, stabil aufgesetzt werden.
Claims (10)
1. Verfahren zur Einschaltung eines Spurnachführungs-
Servokreises bei einer Bildplattenaufzeichnungs- und
Wiedergabeeinrichtung, bei der ein Lichtfleck (5) auf ein
Aufzeichnungsmedium gerichtet wird, das eine vorgeformte
Leitrille (1) für eine Vielzahl von Spuren aufweist und
bei der der Lichtfleck (5) durch den Spurnachführungs-
Servokreis so gesteuert wird, daß er der Spur folgt, mit
folgenden Verfahrensschritten:
- - Bildung eines Spurnachführungs-Fehlersignals (7) das proportional der Abweichung des Mittelpunkts des Licht flecks (5) von der Mittellinie der Spur ist;
- - Bildung eines Signals (8, 24) das der Geschwindigkeit proportional ist, mit der der Lichtfleck (5) die Spur überquert, abgeleitet vom Spurnachführungs-Fehlersignal (7);
- - Bildung eines von mehreren Einschaltkriterien zur Erzeugung eines Einschaltimpulses (14) zur Einschaltung des Spurnachführungs-Servokreises wenn die Geschwindig keit des Lichtflecks (5) geringer als ein vorgegebener Wert (E₂) ist;
gekennzeichnet durch folgende weitere Schritte:
- - Bildung eines Signals (6) das der Lichtintensität des vom Aufzeichnungsträger reflektierten Lichtes propor tional ist;
- - Bildung eines Spurüberquerungs-Impulssignals (22), dessen Impulse den Zeitpunkt der Überquerung der Spur mittellinie durch den Lichtfleck (5) angeben, abgeleitet (34) aus dem Lichtintensitätssignal (6) und ferner abge leitet (9) aus dem Spurnachführungs-Fehlersignal (7); und
- - Bildung des Einschaltimpulses (14) bei Vorhandensein eines Impulses des Spurüberquerungs-Impulssignals (22) und des Kriteriums, daß die Lichtfleckgeschwindigkeit (8, 24) geringer (37′) als der vorgegebene Wert (E₂) ist.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 1, mit
einer Steuerschaltung (19; Fig. 3) zur Einschaltung
eines Spurnachführungs-Servokreises (Fig. 2; 12, 13, 15,
16, 17) bestehend aus:
- - einem Lichtintensitätsdetektor (20) zur Bildung eines Signals (6) das der Lichtintensität des vom Aufzeich nungsträger (1-4) reflektierten Lichts proportional ist;
- - einem Spurnachführungs-Fehlerdetektor (12), der ein Spurnachführungs-Fehlersignal (7) abgibt;
- - einem Geschwindigkeitsdetektor (23), der angesteuert vom Spurnachführungs-Fehlersignal (7) ein Signal (8, 24) abgibt, das der Geschwindigkeit, mit der ein Lichtfleck (5) eine Spur überquert, proportional ist;
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ferner auf
weist:
- - einen Pegelvergleicher (26), der das Signal (24), das der Spurüberquerungs-Geschwindigkeit proportional ist, mit einem Setzwert (25) vergleicht, der einer vorgege benen Geschwindigkeit entspricht;
- - einen Spurmittendetektor (21), der vom Lichtintensi tätsdetektor (20) und dem Spurnachführungs-Fehlerde tektor (12) angesteuert ist, zur Abgabe eines Spur überquerungs-Impulssignals (22);
- - einer UND-Schaltung (28), die an einem Eingang vom Pegelvergleicher (26) angesteuert ist, wenn die Spur überquerungs-Geschwindigkeit kleiner als die vorgege bene (25) ist und die an einem anderen Eingang, über eine Verzögerungsschaltung (27), das Spurüberquerungs- Impulssignal (22) aufnimmt; und
- - einer Flipflop-Schaltung (29), die vom Ausgang der UND-Schaltung (28) und einem Spurnachführungs-Ein schaltsignal (18) angesteuert ist, und die ein Zeit steuersignal (14) abgibt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Spurmittendetektor (21; Fig. 4) besteht aus:
- - einem ersten Vergleicher (30), an dessen einem Eingang das Spurnachführungs-Fehlersignal (7) liegt und an dessen anderem Eingang ein Nullpotential anliegt;
- - einem zweiten Vergleicher (33), an dessen einem Eingang das Lichtintensitätssignal (6) liegt und an dessen anderem Eingang eine Spannung (E₁) angeschlos sen ist, die einer vorbestimmten Lichtintensität ent spricht;
- - einer Exklusiv-ODER-Schaltung (31), die das Ausgangs signal (f in Fig. 1) des ersten Vergleichers (30) un mittelbar und verzögert (über 32) empfängt; und
- - einem UND-Glied (80), das vom Ausgang der Exklusiv- ODER-Schaltung (31) und vom Ausgang des zweiten Ver gleichers (33) angesteuert ist und die das Spurüber querungs-Impulssignal (22) ausgibt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Geschwindigkeitsdetektor (23; Fig. 5) besteht
aus:
- - einer Differenzierschaltung (35), die mit einem nach geschalteten Tiefpaß (36) aus dem Spurnachführungs- Fehlersignal (7) ein Signal (24) bildet, das der Spur überquerungs-Geschwindigkeit des Lichtflecks (5) ent spricht;
- - einem Vergleicher (37), der das Signal (24) der Spur überquerungs-Geschwindigkeit mit einem vorgegebenem Geschwindigkeitswert (E₂) vergleicht, und der ein Aus gangssignal abgibt, wenn die Spurüberquerungs-Ge schwindigkeit kleiner als die vorgegebene Geschwindig keit ist; und
- - einer Flipflop-Schaltung (38), die vom Ausgangssignal (37′) des Vergleichers (37) und vom Spurüberquerungs- Impulssignal (22) angesteuert ist, zur Abgabe eines Signals (26′) das der nachfolgenden Bildung des Zeit steuersignals (14) dient.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Geschwindigkeitsdetektor (23, Fig. 7) besteht
aus:
- - einer D-T-Flipflop-Schaltung (46), die am Takteingang (T) vom Spurüberquerungs-Impulssignal (22) angesteuert ist und die am Ausgang (Q) ein Signal (47) zur nach folgenden Bildung des Zeitsteuersignals (14) abgibt;
- - einem Rückwärtszähler (40), der auf einen Voreinstell wert einstellbar (42) ist, der an einem seiner Eingän ge (LD) vom Spurüberquerungs-Impulssignal (22) ange steuert ist und der am anderen Eingang (CK) Impulse von einem Oszillator (41) mit fester Impulsfrequenz empfängt, wobei vom Zähler (40) an einem Ausgang (BR) ein Signal ausgegeben wird, wenn der Zähler leerge zählt ist; und
- - einer Flipflop-Schaltung (44) deren Rücksetzeingang (R) über eine Verzögerungsschaltung (45) vom Spurüber querungs-Impulssignal (22) angesteuert ist und deren Setzsignalanschluß (S) das invertierte Ausgangssignal (BR) des Rückwärtszählers (40) empfängt, und deren Ausgang (Q) mit dem D-Eingang der D-T-Flipflop-Schal tung (46) verbunden ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2,
gekennzeichnet durch eine Steuerschaltung (50; Fig. 10)
zur Einschaltung eines Spurnachführungs-Servokreises
(Fig. 9; 12, 13, 15, 61, 17) bestehend aus:
- - einem Spurmittendetektor (21), angesteuert vom Spur nachführungs-Fehlerdetektor (12) und vom Lichtinten sitätsdetektor (20);
- - einem Geschwindigkeitsdetektor (23); angesteuert vom Spurnachführungs-Fehlersignal (7);
- - einer Abtast- und Halteschaltung (52), die einerseits von einem Signal (24) angesteuert ist, das der Ge schwindigkeit einer Spurüberquerung proportional ist, und andererseits vom Spurüberquerungs-Impulssignal (22), geliefert vom Spurmittendetektor (21);
- - einer UND-Schaltung (54), angesteuert vom Spurüber querungs-Impulssignal (22) und dem Spurnachführungs einschaltsignal (18);
- - einem Treiberimpulsgenerator (56), angesteuert von den Ausgängen der Abtast- und Halteschaltung (52) und der UND-Schaltung (54), zur Abgabe eines Signals (51) zur Ansteuerung eines Stellgliedtreibers (16) über einen Addierer (61); und
- - einer Zeitgeberschaltung (57), angesteuert vom Ausgang der UND-Schaltung (54) und dem Spurüberquerungs-Im pulssignal (22), zur Abgabe des Zeitsteuersignals (14).
7. Vorrichtung nach Anspruch 2,
gekennzeichnet durch eine Schaltung (Fig. 12) zur
Bildung des Zeitsteuersignals (14) bestehend aus:
- - einer ersten Zeitgeberschaltung (57), die durch das Spurnachführungs-Einschaltsignal gestartet ist und an der ein Spurpositionssignal (34; Fig. 4) anliegt; und
- - einer zweiten Zeitgeberschaltung (60), die von der ersten Zeitgeberschaltung (57) und dem Spurüberque rungs-Impulssignal (22) angesteuert ist, und die das Zeitsteuersignal (14) abgibt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2, 4 und 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Geschwindigkeitsdetektor (23) eine Einrichtung
zur Messung der Zeitdauer tp zwischen benachbarten
Nulldurchgängen des Spurnachführungs-Fehlersignals (7)
aufweist.
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