DE4236779C2

DE4236779C2 - Lesesystem eines optischen Diskettenspielers

Info

Publication number: DE4236779C2
Application number: DE4236779A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Takahashi; Shinichi Nagahara
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1991-10-31
Filing date: 1992-10-30
Publication date: 2003-04-17
Anticipated expiration: 2012-10-31
Also published as: DE4236779A1; US5339302A; JP3260151B2; JPH05128564A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lesesystem, das in einem Spur-Servosystem unter Verwendung eines Push-Pull-Verfahrens in einem optischen Diskettenspieler vorgesehen ist, und insbesondere ein System zum Lesen von Daten, die auf einer optischen Diskette in Form einer Wobbelrille gespeichert sind.

Gegenwärtig werden als beschreibbare optische Diskette mit hoher Speicherdichte eine einmal beschreibbare Diskette und eine löschbare Diskette zur Verfügung gestellt. Informationen werden auf der Diskette gespeichert und mittels eines Laserstrahls wiedergegeben. Diese Disketten unterscheiden sich von einer CD hinsichtlich des Materials der Speicheroberfläche.

Zum Beispiel hat die einmal beschreibbare (CD-WO) Diskette eine Tellur- oder Wismut-Speicheroberfläche, auf die zwecks Speicherung Vertiefungen mit einem Laser eingebrannt werden. Bei einer anderen Art von CD-WO-Diskette werden die Laser auf eine Speicheroberfläche fokussiert, die mit einem dünnen Film aus Selen-Antimon (Sb₂Se₃) oder einem dünnen Film aus Oxid- Tellur (TeOx) oder einem dünnen Film aus organischem Pigment überzogen ist, wodurch der Reflexionsgrad des Lichts verändert wird.

Die löschbare Diskette verwendet als Speicheroberfläche eine amorphe Legierung, die aus Seltenerdmetallen wie Gallium, Terbium und anderen hergestellt ist. Bei einem magneto optischen Speicherverfahren wird die Speicheroberfläche der Diskette zuerst magnetisiert, so daß ein magnetisches Feld senkrecht zur Oberfläche aufgebaut wird. Der Laser erwärmt einen vorbestimmten Diskettenbereich, um die Temperatur über Curie-Temperatur anzuheben, die ungefähr bei 150°C liegt, und so die Richtung des magnetischen Felds umzukehren. Zum Lesen der gespeicherten Information wird die Speicheroberfläche mit dem Laser bestrahlt, so daß sich die polarisierte Wellenfront aufgrund des Kerreffekts leicht dreht. Daher wird nur die polarisierte, von der Drehung abgelenkte Welle von einem Photodetektor gelesen, wodurch das Lesen der Information ermöglicht wird.

Die CD-WO-Diskette besitzt eine Vorrille, die spiralförmig und parallel zu der Spur der gespeicherten Daten auf der Speicheroberfläche ausgebildet ist. Die Vorrille weist eine gewobbelte Innenwand auf. Die Wobbelwellen werden zum Darstellen der Absolutzeit frequenzmoduliert, so daß die Position der Daten auf der Diskette angezeigt werden kann. Fig. 4 zeigt eine CD-WO-Diskette 1 mit einer eine gewobbelte Innenwand aufweisende Vorrille 2. Um die Speicherdichte in der Radialrichtung der Diskette zu erhöhen, werden in der Vorrille 2 Vertiefungen 3 zum Darstellen von gespeicherten Daten ausgebildet.

Die Steigung der Vorrille 2 beträgt etwa 1,6 µm. Die Breite der Vorrille 2 ist 0.45 µm, und ihre Tiefe 0,1 µm.

Die Oberfläche der Diskette 1 ist mit einem dünnen Pigmentfilm überzogen. Der Laserstrahl wird auf die Oberfläche fokussiert, um den Strahl in Wärmeenergie umzuwandeln, wodurch die Beschaffenheit des dünnen Films in der Rille verändert und die Vertiefungen 3 darin ausgebildet werden. Die Daten werden also mittels des Laserstrahls in der Rille der Diskette gespeichert. Die auf der Diskette 1 gespeicherte Information wird in Übereinstimmung mit der Differenz der reflektierten Lichtmenge zwischen der Vertiefung und einem Abschnitt ohne Speicherung wiedergegeben.

Die Fig. 5 zeigt ein herkömmliches Absolutzeit-Lesegerät, das in einem Spur-Servosystem unter Verwendung des Push-Pull- Verfahrens vorgesehen ist. Das System besitzt einen Photodetektor 4 zum Detektieren des Flecks der reflektierten Strahlen. Der Photodetektor 4 umfaßt zwei Detektorelemente PD1 und PD2, die in tangentialer Richtung der Diskette durch eine mittige Begrenzungslinie 4a definiert sind. Der schraffierte Bereich in Fig. 5 zeigt den Schatten an, den der reflektierte Strahl auf jedes der Detektorelemente PD1 und PD2 wirft.

Das Push-Pull-Verfahren ist eine der Methoden zum Ableiten eines Spur-Fehlersignals. Gemäß den Fig. 6a bis 6c arbeitet das Push-Pull-Verfahren mit der Änderung der Energieverteilung in einem Strahlfleck, der durch von der Vertiefung 3 in der Diskette 1 abgelenktes und reflektiertes Licht hervorgerufen wird, wenn ein Laserstrahl aus einer Spur der Diskette abgelenkt wird. Wenn der Laserstrahl auf der Spur richtig zentralisiert wird, wird das Licht in gleicher Weise nach rechts und links abgelenkt, wie in Fig. 6b gezeigt. Daher wird die Energie in gleicher Weise verteilt. Wenn andererseits die Spur, wie in den Fig. 6a und 6c gezeigt ist, außermittig ist, wird der reflektierte Strahl asymmetrisch abgelenkt. Durch die Differenz zwischen den Energieverteilungen kann die Richtung, in die der Strahl aus der Spur abgelenkt wird, bestimmt werden.

Wenn der Spur auf der Diskette richtig gefolgt wird, wobei der Strahl, wie in Fig. 6b gezeigt, abgelenkt wird, befinden sich die auf die Detektorelemente PD1 und PD2 geworfenen Schatten in demselben Gebiet, so daß die Differenz zwischen ihnen Null ist. Wird der Strahl nach links von der Vertiefung abgelenkt, wodurch sich eine wie in Fig. 6a gezeigte Beugung ergibt, so wird der Schatten auf dem Detektorelement PD1 kleiner als der Schatten auf dem Detektorelement PD2. Im Gegensatz dazu wird, wenn der Strahl nach rechts abgelenkt und wie in Fig. 6c gezeigt gebeugt wird, der Schatten auf dem Element PD2 kleiner als der Schatten auf dem Element PD1.

Jedes der Detektorelemente PD1 und PD2 erzeugt eine Ausgangsgröße bzw. ein Ausgangssignal, die bzw. das den Schattenbereich repräsentiert. Die Ausgangsgrößen bzw. -signale werden einem Differenzverstärker 5 zugeführt, der ein positives oder negatives Spur-Fehlersignal, das auf der Differenz zwischen den Ausgangsgrößen bzw. -signalen basiert, erzeugt. Das Spur-Fehlersignal wird einem Spur-Servo 6 zugeführt, wodurch ein Betätiger 7 zum Bewegen eines optischen Tonabnehmers betrieben und bewirkt wird, dass die Differenz auf Null geht.

Die Ausgangssignale der Detektorelemente PD1 und PD2 werden weiterhin einem Summierverstärker 9 zum Erzeugen eines Hochfrequenzsignals zugeführt.

Um die Absolutzeit auf der Diskette zu detektieren, wird ein Absolutzeit-Dekodierer 8 zum Empfangen des Spur-Fehlersignals von dem Differenzverstärker 5 vorgese hen. Der Spurfehler schließt das Wobbelsignal, das von dem Wobbeln der Vorrille abhängt, ein. Da das Wobbelsignal frequenzmoduliert ist, kann die Absolutzeit an hand des Spur-Fehlersignals ermittelt werden.

Wenn die Achse des Laserstrahls nicht vertikal zu der Speicheroberfläche der Dis kette ist oder das Objekt bewegt oder die Achse des Laserstrahls abgelenkt wird, wird bei dem Push-Pull-Verfahren der Fleck des reflektierten Strahls senkrecht zu der Mittellinie 4a abgelenkt. Als Folge davon schwankt die Energieverteilung des Flecks, der von den Detektorelementen PD1 und PD2 empfangen wird, und das Spur-Fehlersignal erhält einen Gleichstrom-Offset. Wie in Fig. 7a und 7b gezeigt, differiert daher die Intensität eines Hochfrequenzsignals im Ausgangssignal a des Detektorelements PD1 von der Intensität eines Hochfrequenzsignals im Ausgangs signal b des Detektorelements PD2. Folglich bleibt ein Hochfrequenzsignal c (a-b), das in Fig. 7c gezeigt ist, im Ausgangssignal des Differenzverstärkers 5. Da das Ausgangssignal mit dem Hochfrequenzsignal c dem Absolutzeit-Dekodierer 8 zuge führt wird und das Hochfrequenzsignal als Rauschen wirkt, wird an dem Dekodierer 8 nicht das gewünschte Absolutzeitsignal, das in Fig. 7d gezeigt ist, erhalten.

Die US 4,691,308 offenbart ebenfalls ein Lesesystem einer optischen Diskette, ins besondere einer magnetooptischen Diskette. Dabei werden Ausgangssignale eines Paares von Photodetektorelementen einem Fehlerdetektor-Schaltkreis zugeführt, der ein Gleichspannungs-Signal erzeugt, das zum Steuern der Verstärkung eines der Ausgangssignale dient, um die Pegel der beiden Ausgangssignale anzugleichen und ein möglichst gutes Signal-Rausch-Verhältnis im Signalpfad zu erzielen. Allerdings wird die Genauigkeit der Feststellung der Absolutzeitinformation durch das Lese system nicht verbessert. Ferner sind dieser Druckschrift auch keine spiralförmige Rille mit einer gewobbelten Innenwand und Vertiefungen zum Darstellen von ge speicherten Daten zu entnehmen.

Die EP 0 032 271 A1 offenbart zwar eine spiralförmige Rille einer optischen Diskette, allerdings keine Verstärkungsregelung. Ferner geht die Lehre dieser Druckschrift nicht auf das Problem eines verrauschten Wobbel-Signals ein.

Demnach ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Lesesystem zur Verfügung zu stellen, welches exakt die Absolutzeitinformation erhalten kann, selbst wenn ein Fleck eines von der optischen Diskette reflektierten Strahls abgelenkt wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Lesesystem einer optischen Diskette mit einer spiralförmigen Rille, die eine gewobbelte Innenwand und Vertiefungen zum Darstellen von gespeicherten Daten aufweist, und einem Paar Photodetektor elemente zum Detektieren eines Flecks eines von der optischen Diskette reflektierten Laserstrahls zur Verfügung gestellt.

Das System umfasst Mittel zum Ableiten der Differenz zwischen Ausgangssignalen der Photodetektorelemente, Mittel zum Einstellen der Intensität von mindestens einem der Ausgangssignale auf die Intensität des anderen Ausgangssignals in der Weise, dass die Differenz Null wird, und Mittel zum Ableiten einer Information aus den Wobbelsignalen.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Ableitungssmittel ein Differenzverstärker, und das Einstellmittel ist ein Verstärker mit einstellbarer Verstärkung.

Durch die nachfolgende Beschreibung werden die weiteren Aufgaben und Merkmale der Erfindung mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Spur-Servosystems mit einem Absolutzeit- Lesegerät gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 einen Schaltkreis eines Verstärkers mit einstellbarer Verstärkung, der in dem Lesegerät vorgesehen ist;

Fig. 3a bis 3c Ausgangssignale eines Photodetektors und korrigierte Signale am Lesegerät gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 eine schematische Darstellung, die eine optische Diskette der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 5 ein Blockdiagramm eines Spur-Servosystems mit einem herkömmlichen Lesegerät;

Fig. 6a bis 6c Diagramme, die das Prinzip des Ableitens eines Spur-Fehlersignals in Übereinstimmung mit dem Push-Pull-Verfahren erläutern; und

Fig. 7a bis 7d Ausgangssignale eines Photodetektors zum Erläutern einer Arbeitsweise des herkömmlichen Lesegeräts.

Gemäß Fig. 1 hat ein Spur-Servosystem, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird, einen Differenzverstärker 10 zum Ableiten des Spur-Fehlersignals. In der Fig. 1 sind gleiche Teile wie in Fig. 5 mit denselben Bezugszeichen versehen.

Das Ausgangssignal des Detektorelements PD1 des Photodetektors 4 wird einem invertierenden Eingangsanschluß des Verstärkers 10 zugeführt. Das Ausgangssignal des Detektorelements PD2 wird einem nichtinvertierenden Eingangsanschluß des Verstärkers 10 über einen Verstärker 11 mit einstellbarer Verstärkung, dessen Verstärkung verändert werden kann, zugeführt. Der Differenzverstärker 10 erzeugt ein Ausgangssignal, das auf der Differenz zwischen den Ausgangssignalen der Detektorelemente PD1 und PD2 basiert. Das Ausgangssignal wird dem Absolutzeit- Dekodierer 8 zugeführt und dem Verstärker 11 über eine Rückkopplungsschleife 15 zurückgeführt.

Gemäß der Fig. 2 umfaßt der Verstärker 11 mit einstellbarer Verstärkung ein LPF (Tiefpaßfilter) 12, dem das Ausgangssignal des Verstärkers 10 zugeführt wird, um das Rauschen aus dem Signal zu beseitigen, einen Polaritätsdetektier-Schaltkreis 13 zum Detektieren der Polarität des Signals und einen Regelwiderstand 14 zum Ändern der Verstärkung des Verstärkers. Wenn der Schaltkreis 13 detektiert, daß das Ausgangssignal positiv ist, wird der Widerstand des Widerstands 14 so verändert, daß dessen Wert vermindert wird. Der Schaltkreis 13 arbeitet in der Weise, daß der Wert des Widerstands 14 so verändert wird, daß das Ausgangssignal des Detektorelements PD2, das dem Verstärker 10 zugeführt werden soll, mit dem Ausgangssignal des Detektorelements PD1 in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal des Verstärkers 10 zusammenfällt.

Wenn während des Betriebs die Achse des Laserstrahls mit Bezug auf die Speicheroberfläche der Diskette geneigt wird, dann sind die Ausgangssignale a und b der Detektorelemente PD1 und PD2 unterschiedlich, wie in Fig. 3a und 3b gezeigt. In diesem Zustand ist die Polarität des Ausgangssignals des Verstärkers 10 negativ, da die Ausgangsspannung des Detektorelements PD2 niedriger ist als die des Detektorelements PD1. Die einzustellende Polarität und Spannung werden von dem Schaltkreis 13 detektiert. Der Widerstand des Widerstands 14 wird daher so verändert, daß er die Ausgangsspannung des Detektorelements PD2 erhöht. Das Ausgangssignal b des Elements PD2 wird derart erhöht, daß es mit dem Ausgangssignal a des Elements PD1 zusammenfällt, wie in Fig. 3b durch Ausgangssignal e gezeigt ist. Der Verstärker 10 erzeugt also ein Ausgangssignal ohne Hochfrequenzsignal, wie in Fig. 3c veranschaulicht ist. Der Dekodierer 8 dekodiert die Absolutzeit genau von dem Eingangssignal ohne Hochfrequenzsignal.

Alternativ dazu kann das Ausgangssignal des Detektorelements PD1 so gesteuert bzw. geregelt werden, daß es mit dem Ausgangssignal des Detektorelements PD2 zusammenfällt, oder es können beide Ausgangssignale so gesteuert bzw. geregelt werden, daß sie miteinander zusammenfallen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Lesesystem mit einem Gerät versehen, das das Ausgangssignal des unterteilten Detektorelements des Photodetektors steuert bzw. regelt, wenn das Spur-Fehlersignal erzeugt wird. Da eines der Ausgangssignale so gesteuert bzw. geregelt wird, daß es mit dem anderen Ausgangssignal zusammenfällt, wird das Hochfrequenzsignal aufgehoben. Als Folge davon wird das durch das Hochfrequenzsignal erzeugte Rauschen beseitigt und dadurch die Absolutzeit genau dekodiert.

Die vorliegend bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die vorstehend veranschaulicht und beschrieben wurde, soll der Veranschaulichung dienen. Eine Vielzahl von Änderungen und Abwandlungen sind möglich, ohne daß dadurch der Schutzumfang der Erfindung, wie er in den zugehörigen Ansprüchen beschrieben wird, verlassen wird.

Claims

1. Lesesystem einer optischen Diskette mit einer spiralförmigen Rille, die eine gewobbelte Innenwand und Vertiefungen (Pits) zum Darstellen von gespeicherten Daten aufweist, und
einem Paar Photodetektorelemente (PD1, PD2) zum Detektieren eines Flecks des Laserstrahls, der von der optischen Diskette reflektiert wird, wobei das System
erste Mittel (5) aufweist, die ein positives oder negatives Spur- Fehlersignal erzeugen,
dadurch gekennzeichnet, daß
das System ferner
zweite Mittel (10) zum Ableiten der Differenz zwischen den Ausgangssignalen der Photodetektorelemente aufweist,
Mittel (11) zum Einstellen der Intensität von mindestens einem der Ausgangssignale auf die Intensität des anderen Ausgangssignals aufweist, so daß die Differenz Null wird, um genaue Wobbelsignale ohne Hochfrequenzanteil zu erzeugen, und
Mittel (8) zum Ableiten einer Information aus den Wobbelsignalen aufweist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ableitungsmittel ein Differenzverstärker ist.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellmittel ein Verstärker mit einstellbarer Verstärkung ist.