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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein System und ein Verfahren zum Unterscheiden der Position eines
auf eine optische Platte fokussierten Strahlflecks und insbesondere
ein System und ein Verfahren zum Unterscheiden der Position eines
Strahlflecks auf einer optischen Platte, die zur Verwendung in einer Vorrichtung
zum optischen Aufzeichnen und Wiedergeben von Information auf der
optischen Platte geeignet sind.
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In den meisten herkömmlichen
wiederbeschreibbaren optischen Plattensystemen wird auf einer optischen
Platte eine Führungsnut
zum Führen eines
fokussierten Lichtstrahls bereitgestellt, wird ein fokussierter
Lichtstrahl entlang der Führungsnut
geführt
und wird Information auf der optischen Platte aufgezeichnet und
wiedergegeben.
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Die Oberfläche des wiederbeschreibbaren optischen
Plattensystems weist zwei Spuren auf, von denen eine eine Groove-Spur
(Nut-Spur) und die andere eine Land-Spur (Steg-Spur) ist, wobei
die vorstehend erwähnte
Führungsnut
als Groove-Spur dient
und die Land-Spur zwischen benachbarten Groove-Spuren angeordnet ist. Eine Informationsaufzeichnungsspur
ist entlang der Mittellinie der Land-Spur oder der Groove-Spur ausgebildet.
Eine auf einem optischen Kopf montierte Objektivlinse fokussiert
einen Laserstrahl auf die Oberfläche
der optischen Platte, um darauf einen Lichtfleck zu erzeugen. Die
Objektivlinse wird durch ein Servosteuerungssystem sowohl in der
Fokussier- als auch in der Spurrichtung bewegt, um einer vertikalen
Abweichung und einer Exzentrizität
der optischen Platte zu folgen. Um eine stabile Servocharakteristik
zu erhalten, muß das
optische Plattensystem unterscheiden, ob sich der Strahlfleck sich
auf der Land- oder
auf der Groove-Spur befindet. Weil die Breiten der Land- und der
Groove-Spur verschieden sind, ändert
sich das von der optischen Platte totalreflektierte Licht sinusförmig um
eine bestimmte Konstante, wenn der Strahlfleck sich in der Spurrichtung
bewegt. Das wiederbeschreibbare optische Plattensystem kann unter Bezug
auf das totalreflektierte Licht unterscheiden, ob der Strahlfleck
sich auf der Land- oder
auf der Groove-Spur befindet. Wenn die Breiten der Land- und der
Groove-Spur jedoch gleich sind, wird das totalreflektierte Licht
von der Position des Strahlflecks unabhängig, so daß das vorstehend erwähnte Verfahren
ungeeignet ist.
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Anders ausgedrückt bedeutet dies, daß, wenn
das wiederbeschreibbare optische Plattensystem für den Fall, daß die Breiten
der Land- und der Groove-Spur gleich sind, unterscheiden könnte, ob sich
der Strahlfleck auf der Land- oder auf der Groove-Spur befindet,
sowohl die Land- als auch die Groove-Spur als Informationsaufzeichnungsspuren verwendet
werden könnten,
so daß die
doppelte Menge optischer Daten auf der wiederbeschreibbaren Platte
gespeichert werden könnte.
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Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Strahlfleckunterscheidungssystem bereitzustellen, das unterscheiden
kann, ob der Strahlfleck sich auf einer Land-Spur oder einer Groove-Spur befindet,
auch wenn die Breiten der Land- und der Groove-Spur gleich sind.
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Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Verfahren zum Unterscheiden einer Strahlfleckposition bereitzustellen,
das unterscheiden kann, ob der Strahlfleck sich auf einer Land-Spur oder
auf einer Groove-Spur befindet, auch wenn die Breiten der Land-
und der Groove-Spur gleich sind.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale
der Patentansprüche
gelöst.
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Die Erfindung wird nachstehend in
Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen ausführlicher erläutert; es
zeigen:
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1 eine
optische Konfiguration eines in einem herkömmlichen wiederbeschreibbaren
optischen Plattensystem verwendeten optischen Kopfes;
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2A und 2B Kurven zum Darstellen
von Signalintensitäten
basierend auf der Strahlfleckposition gemäß herkömmlichen Techniken;
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3 eine
Struktur einer Ausführungsform der
Erfindung;
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4A bis 4C Diagramme zum Darstellen eines
Prinzips der Ausführungsform
der Erfindung;
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5 ein
Schaltungsdiagramm zum Erläutern
einer Struktur einer Ausführungsform
der Erfindung;
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6A und 6B Diagramme zum Erläutern eines
Prinzips der Ausführungsform
der Erfindung;
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7 ein
Schaltungsdiagramm zum Erläutern
einer Struktur einer anderen Ausführungsform der Erfindung; und
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8A und 8B Kurven zum Darstellen
von in der in 7 dargestellten
Ausführungsform
erhaltenen Signalen.
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Bevor bevorzugte Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Systems
und Verfahrens zum Unterscheiden einer Strahlfleckposition beschrieben werden,
wird zunächst
das vorstehend erwähnte
herkömmliche
Strahlfleckunterscheidungssystem beschrieben.
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1 zeigt
die optische Konfiguration eines im vorstehend erwähnten herkömmlichen
System verwendeten optischen Kopfes.
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In 1 wird
ein von einer Laserlichtquelle 1 emittierter Laserstrahl
durch eine Objektivlinse 2 auf eine optische Platte 3a fokussiert,
um einen Strahlfleck auf der optischen Platte 3a zu erzeugen.
Ein von der optischen Platte 3a reflektierter Lichtstrahl wird
durch einen Strahlteiler 4 geteilt und zu einem Lichtdetektor 5 geleitet.
Wenn ein zweigeteilter Lichtdetektor als Lichtdetektor 5 verwendet
wird, kann durch den zweigeteilten Lichtdetektor durch ein Push-Pull-Verfahren
ein Spurfehlersignal von gestreuten Lichtstrahlen hergeleitet werden.
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Um die Situation zu handhaben, daß der Strahlfleck
von seiner regulären
Position abweicht, wird die Objektivlinse 2 im allgemeinen
durch ein Servosteuerungssystem in die Fokussier- und in die Spurrichtung
bewegt.
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Um eine stabile Servocharakteristik
zu erhalten, ist es unerläßlich, zu
unterscheiden, ob der Strahlfleck sich auf einer Land-Spur oder
auf einer Groove-Spur befindet.
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Wenn sich der Strahlfleck jedoch,
wie in 2B dargestellt,
in der Spurrichtung bewegt, kann, weil das Spurfehlersignal sowohl
auf der Mittellinie der Land- als auch auf der Mittellinie der Groove-Spur
den Wert null annimmt, die Position des Strahlflecks basierend auf
dem Spurfehlersignal nicht unterschieden werden.
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Daher wird, wie in 2A dargestellt, die Position des Strahlflecks
basierend auf einer Differenz zwischen dem von der Land- und der
Groove-Spur der optischen Platte totalreflektierten Licht unterschieden.
Die vorstehend erwähnte
Differenz zwischen dem von der Land- und der Groove-Spur totalreflektierten
Licht kann jedoch nur dann beobachtet werden, wenn die Breiten der
Land- und der Groove-Spur verschieden sind.
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Im herkömmlichen wiederbeschreibbaren optischen
Plattensystem tritt, weil entweder die Land- oder die Groove- Spur als Informationsaufzeichnungsspur
verwendet worden ist, im herkömmlichen Verfahren
beim Unterscheiden der Strahlfleckposition kein Problem auf.
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In den letzten Jahren ist ein wiederbeschreibbares
optisches Plattensystem vorgeschlagen worden, in dem sowohl die
Land- als auch die Groove-Spur als Informationsaufzeichnungsspuren verwendet
werden.
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In einem solchen wiederbeschreibbaren
optischen Plattensystem müssen
die Breiten der Land- und der Groove-Spur gleich sein, um sowohl
in der Land- als auch in der Groove-Spur die gleiche Informationsaufzeichnungscharakteristik
zu erhalten.
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Wenn die Breiten der Land- und der
Groove-Spur gleich sind, kann jedoch, weil das totalreflektierte
Licht von der Position des Strahlflecks unabhängig wird, wie in einer gestrichelten
Linie in 2A dargestellt
ist, die Position des Strahlflecks im herkömmlichen wiederbeschreibbaren
optischen System nicht unterschieden werden.
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Nachstehend wird eine bevorzugte
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird ein von einer Laserlichtquelle emittierter
Laserstrahl durch eine Objektivlinse auf eine optische Platte fokussiert,
auf der eine Führungsnut
ausgebildet ist, um einen Strahlfleck darauf zu erzeugen, wobei
der Strahlfleck auf der optischen Platte innerhalb eines Schärfentiefenbereichs
einer Brennweite der Objektivlinse leicht defokussiert ist. Ein
Lichtdetektor (in 3 durch das Bezugszeichen 5 dargestellt)
ist auf einem optischen Kopf angeordnet und erfaßt einen Teil des Lichts in
einem Querschnitt des vom Strahlfleck auf der optischen Platte reflektierten
Lichts. Ob sich der Strahlfleck auf der Land- oder der Groove-Spur
befindet, wird basierend auf ei ner Differenz zwischen dem durch
den Lichtdetektor teilweise erfaßten Licht von der Land- und
der Groove-Spur erfaßt.
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Nachstehend wird unter Bezug auf
die 4A bis 4C, die die jeweiligen Verteilungen
der Intensitäten
des durch die Führungsnut
auf der optischen Platte gestreuten Lichts zeigen, das Prinzip der
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung beschrieben.
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Wie in 4A dargestellt
ist, kann das von der optischen Platte mit einer Führungsnut
mit einer periodischen Konfiguration reflektierte Licht durch eine Überlagerung
von drei gestreuten Lichtstrahlen dargestellt werden, die entlang
der Spurrichtung in einem vorgegebenen Intervall angeordnet sind.
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Wenn der Brennpunkt des auftreffenden Lichts
sich auf der optischen Platte befindet, weist jeder der gestreuten
Lichtstrahlen eine Amplituden- und eine Phasenverteilung auf, die
den entsprechenden Verteilungen des auf die Objektivlinse auftreffenden
Licht gleichen. D. h., die Amplitudenverteilung der von der optischen
Platte gestreuten Lichtstrahlen ist als Produkt der Amplitudenverteilung
des auf die Objektivlinse auftreffenden Lichts mit einem vorgegebenen
Faktor gegeben, und die Phasenverteilung der von der optischen Platte
gestreuten Lichtstrahlen ist als Differenz zwischen der Phasenverteilung
des auf die Objektivlinse auftreffenden Lichts und einem bestimmten
Phasenwinkel gegeben.
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Wenn die Breiten der Land- und der
Groove-Spur gleich sind, sind die Intensitäten der gestreuten Lichtstrahlen –1., 0.
und +1. Ordnung unabhängig davon,
ob der fokussierte Strahlfleck sich auf der Land- oder der Groove-Spur
befindet, die Phasenwinkel der gestreuten Lichtstrahlen –1. und
1. Ordnung bezüglich
demjenigen des gestreuten Lichts 0. Ordnung werden jedoch in Abhängigkeit
davon invertiert, ob der fokussierte Strahlfleck sich auf der Land- oder
der Groove-Spur befindet. Wie in 4B dargestellt
ist, ist die erhaltene Lichtintensitätsverteilung auf der Objektivlinse
jedoch unabhängig
von der Position des fokussierten Strahlflecks.
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Daher kann basierend auf der in 4B dargestellten Lichtintensitätsverteilung
nicht unterschieden werden, ob der fokussierte Strahlfleck sich
auf der Land- oder auf der Groove-Spur befindet.
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Andererseits bleiben, wenn die optische Platte
innerhalb eines Schärfentiefenbereichs
einer Brennweite der Objektivlinse leicht vom Brennpunkt abweicht,
die Intensitätsverteilungen
der durch die optische Platte gestreuten jeweiligen Lichtstrahlen nahezu
unverändert,
aber ihre Phasenverteilungen im Querschnitt der gestreuten Lichtstrahlen ändern sich.
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In diesem Fall ist die Phasenverteilung
der jeweiligen Lichtstrahlen davon abhängig, ob sich der Strahlfleck
auf der Land- oder auf der Groove-Spur befindet.
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Daher zeigt die Intensitätsverteilung
des von der optischen Platte totalreflektierten Lichts in Abhängigkeit
davon, ob sich der Strahlfleck auf der Land- oder der Groove-Spur befindet, ein
verschiedenes Verhalten, wie in 4C dargestellt
ist. In dieser Figur zeigt eine durchgezogene Linie die Intensitätsverteilung
des totalreflektierten Lichts für
den Fall, daß der
Strahlfleck sich auf der Groove-Spur befindet, und eine gestrichelte
Linie zeigt die Intensitätsverteilung
für den
Fall, daß der
Strahlfleck sich auf der Land-Spur befindet.
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Wenn der innere oder der äußere Abschnitt der
in 4C dargestellten
Intensitätsverteilung
des totalreflektierten Lichts selektiv erfaßt wird, kann daher basierend
auf einer Änderung
des Pegels des erfaßten
Lichts unterschieden werden, ob der Strahlfleck sich auf der Land-
oder auf der Groove-Spur befindet.
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Die vorstehend erwähnte Änderung
des Pegels des erfaßten
Lichts kann auch dann erfaßt
werden, wenn die Breiten der Land- und der Groove-Spur gleich sind,
und basierend auf der vorstehend erwähnten Erscheinung, die durch
herkömmliche
Verfahren nicht erhalten wurde, kann unterschieden werden, ob der
Strahlfleck sich auf der Land- oder auf der Groove-Spur befindet.
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Nachstehend werden Ausführungsformen der
Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher
beschrieben.
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3 zeigt
eine Struktur einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. In
der Figur wird ein von einer Laserlichtquelle 1 emittierter
Laserstrahl durch eine Objektivlinse 2 auf eine optische
Platte 3b fokussiert, die eine Führungsnut aufweist. Ein von der
optischen Platte 3b reflektierter Lichtstrahl wird durch
einen Strahlenteiler 4 geteilt und durch einen Lichtdetektor 5 empfangen.
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Wie in 5 dargestellt
ist, hat der Lichtdetektor 5 eine zweigeteilte Konfiguration
und empfängt nur
Licht etwa des Mittenabschnitts des vom Strahlfleck auf der optischen
Platte reflektierten Lichts. Die Breite des zweigeteilten Lichtdetektors 6 senkrecht zur
Führungsnut
ist kleiner als die Breite des zu empfangenden reflektierten Lichts.
Der zweigeteilte Lichtdetektor 6 ist durch eine parallel
zur Richtung der Führungsnut
verlaufende Linie in zwei gleiche Detektoren geteilt. Wie in 6B dargestellt ist, dient
das von den Ausgangssignalen des zweigeteilten Lichtdetektors 6 erhaltene
Differenzsignal (das Ausgangssignal eines Subtrahierglieds 10)
als Spurfehlersignal, das dem durch das herkömmliche Push-Pull-Verfahren
erhaltenen Signal entspricht. Außerdem dient, wie in 6A dargestellt, ein von den
Ausgangssignalen des zweigeteilten Lichtdetektors 6 hergeleitetes
Summensignal (ein Ausgangssignal eines Addierglieds 11)
als ein Signal zum Unterscheiden, ob sich der Strahlfleck auf der
Land- oder der Groove-Spur befindet, wenn der Strahlfleck auf der
optischen Platte leicht defokussiert ist.
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Wie vorstehend beschrieben wurde,
besteht der Vorteil des Lichtdetektors mit der vorstehenden Konfiguration
darin, daß das
Spurfehlersignal und das Strahlfleckpositionsunterscheidungssignal gleichzeitig
erhalten werden können.
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Wie in 7 dargestellt
ist, kann auch ein viergeteilter Lichtdetektor 7 als Lichtdetektor 5 verwendet
werden. Der viergeteilte Lichtdetektor 7 ist durch drei
parallel zur Richtung der Führungsnut
verlaufende Linien in vier gleiche Detektoren geteilt. Die Position
des Strahlflecks kann basierend auf der Differenz zwischen den durch
die beiden inneren unterteilten Detektoren empfangenen Lichtstrahlen
und den durch die beiden äußeren unterteilten
Detektoren empfangenen Lichtstrahlen unterschieden werden. Das Spurfehlersignal
kann als Differenz zwischen den durch die beiden inneren unterteilten
Detektoren empfangenen Lichtstrahlen (als Ausgangssignal eines Subtrahierglieds 12)
erhalten werden. Außerdem
kann das Spurfehlersignal als Differenz zwischen den durch die rechte
Hälfte
des Lichtdetektors empfangenen Lichtstrahlen und den durch die linke
Hälfte
des Lichtdetektors empfangenen Lichtstrahlen erhalten werden. Das
Lichtfleckpositionsunterscheidungssignal kann als Differenz zwischen
den durch die beiden inneren unterteilten Detektoren empfangenen
Lichtstrahlen und den durch die beiden äußeren unterteilten Detektoren
empfangenen Lichtstrahlen (als Differenz zwischen den Ausgangssignalen
des Addierglieds 13 und des Addierglieds 14) erhalten
werden.
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Im Betrieb wird ein Lichtfleckpositionsunterscheidungssignal
als Ausgangssignal des Substrahierglieds 15 erhalten, wie
in 8A dargestellt, und ein
Spurfehlersignal wird als Ausgangssignal des Substrahierglieds 12 erhalten,
wie in 8B dargestellt.
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Wie in den 8A und 8b dargestellt
ist, wird das Lichtfleckpositionsunterscheidungssignal durch geeignete
Auwahl der Breiten des unterteilten Detektors ein um null variierendes
sinusförmiges
Signal.
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In der vorstehenden Beschreibung
kann, obwohl ein Fall erläutert
wurde, bei dem die optische Platte eine Führungsnut aufweist, ein ähnliches
Verfahren verwendet werden, wenn die optische Platte anstatt einer
Führungsnut
eine Folge von Pits aufweist.
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Wie vorstehend beschrieben wurde,
kann erfindungsgemäß, weil
die Differenz in der Intensitätsverteilung
zwischen dem von der Land- und der Groove-Spur der optischen Platte
reflektierten Licht durch die Ausgangssignale der unterteilten Detektoren
des Lichtdetektors unter der Bedingung erfaßt wird, daß der Lichtfleck auf der optischen
Platte leicht defokussiert ist, das wiederbeschreibbare optische Plattensystem
auch dann unterscheiden, ob der Strahlfleck sich auf der Land- oder
der Groove-Spur befindet, wenn die Breiten der Land- und der Groove-Spur
gleich sind.
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Obwohl die vorliegende Erfindung
für eine vollständige und
deutliche Darstellung unter Bezug auf eine spezifische Ausführungsform
beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern
für Fachleute
ist ersichtlich, daß innerhalb des
durch die beigefügten
Patentansprüche
definierten Schutzumfangs der Erfindung Modifikationen und alternative
Konstruktionen möglich
sind.