DE69713316T4

DE69713316T4 - Servobetrieb für spurverfolgung mit geschlossener regelschleife

Info

Publication number: DE69713316T4
Application number: DE69713316T
Authority: DE
Inventors: Ludwig Ceshkovsky
Original assignee: Discovision Associates
Current assignee: Discovision Associates
Priority date: 1996-04-01
Filing date: 1997-03-24
Publication date: 2003-08-07
Anticipated expiration: 2017-03-25
Also published as: US5689485A; CA2200286C; BR9708479B1; ATE195606T1; KR970071547A; EP0800166B1; AU2543597A; ID16516A; JP2000509540A; DE69702799T2; CA2200286A1; NO971114L; NO971114D0; EP0800166A3; CN1173015A; KR100306541B1; JP3239293B2; BR9708479A; SG47213A1; NO316555B1

Description

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Steueranordnungen für optische Plattenlaufwerke. Spezifischer betrifft die Erfindung eine verbesserte Servosteuerung oder -regelung, die den Betriebsbereich einer Betriebsart gemäß einer geschlossenen Schleife einer Nachführservoeinrichtung auf eine Vielzahl von Positionen auf einer Platte erweitert.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Bei optischen Plattenlaufwerken, bei denen Informationen in einer Vielzahl von spiralförmigen oder konzentrischen Informationsspuren gespeichert sind, wird eine Arretierung eines Aufzeichnungs- und Wiedergabestrahls auf einer Informationsspur, die von Interesse ist, im allgemeinen durch eine Spurverfolgungsservoeinrichtung aufrechterhalten, wie beispielsweise der Servoeinrichtung, die in dem Dokument US-A- 4,332,022 offenbart ist. Die Spurverfolgungsservoeinrichtung spricht an, um ein Fehlersignal Vp minimal zu halten, welches aus der Intensität eines reflektierten Lichtstrahls abgeleitet wird, welches von dem optischen Plattenmedium zurückkehrt und welches durch die folgende Gleichung wiedergegeben wird:
worin
A eine Konstante bedeutet;
x eine Strahlverschiebung von dem Spurzentrum bedeutet; und
p die Spursteigung bedeutet.
Das Dokument US-A-5,177,725 offenbart ein Servogerät zur Erweiterung des Einziehbereiches unter Verwendung eines Geschwindigkeitsdetektors zum Detektieren der Geschwindigkeit eines angetriebenen Elements.
Das Dokument US-A-4,853,918 schlägt eine Anordnung vor, bei der Signale von Spurpits, die zueinander versetzt sind, und zwar um das Zentrum einer Spur, zu Probeentnahme- und Halteschaltungen übertragen werden und miteinander verglichen werden, um ein Sägezahnspurverfolgungssignal zu liefern, welches Unregelmäßigkeiten in der Mitte zwischen den Spuren aufweist.
Das Dokument US-A-4,779,251 offenbart eine Anordnung, bei der eine Schaltung eine rampenförmige Wellenform erzeugt, die dazu verwendet wird, um einen gesteuerten oder geregelten Versatz in eine Spurverfolgungsservoeinrichtung einzuführen. Das Servofehlersignal, welches aus vorformatierten Fein-Spurverfolgungsmerkmalen abgeleitet wird, wird in der Phase invertiert, wenn der Lesestrahl sich zwischen den Spuren bewegt. Die rampenförmige Wellenform wird in Einklang mit gespeicherten Spurverfolgungsfehlerinformationen eingestellt, und zwar an Hand frühere Mikrosprünge zwischen den Spuren.
Bei Fokussierungsregelungsanwendungen arbeitet das Fokussierungsservo in einer Gegenkopplungszone der Fokusfehler-"S-Kurve". In herkömmlicher Weise wird eine spezielle Sequenz erforderlich, und zwar unter Verwendung eines Betriebes gemäß einer offenen Schleife, um das Servo in eine Gegenkopplungszone zu versetzen, die durch positive oder vorwärts gerichtete Rückkopplungszonen umgeben ist. Wenn eine Fokussierung aus irgendeinem Grund verloren geht, muß die gesamte Verfolgungssequenz wiederholt werden. Dies ist sehr zeitaufwendig.
Das Dokument EP-A-0 227 445 offenbart ein Fokussierungsregelverfahren, welches unterschiedliche Arten eines Signals involviert, das heißt ein Fokussierungsfehlersignal, ein Spurverfolgungsfehlersignal und ein HF-Fehlersignal, die verarbeitet werden und an eine Fokussierungsservoschaltung angelegt werden.
Das Dokument EP-A-0 777 218 (Stand der Technik gemäß Art. 54(3) EPC) beschreibt ein Verfahren zum Verschieben des Fokus auf einem vielschichtigen optischen Medium unter Verwendung eines Betriebes gemäß einer geschlossenen Servoschleife.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Betriebsbereich einer Fokussierungsservoeinrichtung, die in einer Betriebsart gemäß einer geschlossenen Schleife arbeitet, zu erweitern.
Ein anderes Ziel der Erfindung besteht darin, die Fokusservoqualität zu verbessern und eine automatische Fokussierungswiederverfolgung zuzulassen, und zwar im Ansprechen auf Plattendefekte, Störsignale, Stöße und Vibration.
Diese und andere Ziele der vorliegenden Erfindung werden mit Hilfe eines optischen Plattenlaufwerks erreicht, indem eine optische Aufnahmevorrichtung geschaffen wird, die eine Vielzahl von Ausgängen besitzt, um ein Fehlersignal zu erzeugen, welches eine Servoschleife versorgt. Das Fehlersignal wird auch einer örtlichen Rückkopplungsschleife zugeführt, die eine Vielzahl von Sinusfunktionsgeneratoren enthält, um die Ausgangsgrößen der optischen Aufnahmeeinrichtung zu modifizieren, und zwar derart, daß das Fokusfehlersignal, welches gegenüber der Position des Lesestrahls aufgetragen wird, von einer sinusförmigen Wellenform in eine im wesentlichen lineare Rampenform transformiert wird. Die örtliche Rückkopplungsschleife hängt, von der Hauptspurverfolgungsservoschleife ab, obwohl sie so ausgelegt werden kann, daß sie einige Komponenten mit benutzt.
Zusätzlich zu den Sinusfunktionsgeneratoren enthält die örtliche Rückkopplungsschleife zwei Multiplizierer, einen Differenzsummierverstärker, ein örtliches Schleifenverstärkungselement, einen Phasenkompensator und eine Summierschaltung, um einen Phasenverschiebungswert zu einem von zwei Sinusfunktionsgeneratoreingängen hinzuzuaddieren.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Gerät zur Regelung eines fokussierten Strahls einer Strahlungsenergie, welches ein optisches Element enthält, um einen fokussierten Strahl zu lenken, ein Stellglied enthält, welches auf dem optischen Element betreibbar ist, um radial den Fokussierungspunkt des fokussierten Strahls in einer Richtung einer vorbestimmten Position zu verschieben oder zu versetzen, und enthält einen Detektor, der Licht aus dem Strahl empfängt. Der Detektor spricht auf eine radiale Versetzung des Fokussierungspunktes des Strahles von der vorbestimmten Position an. Eine an die Ausgänge des Detektors gekoppelte Schaltung erzeugt ein Spurverfolgungsfehlersignal, welches die radiale Versetzung des Fokussierungspunktes des Strahls von der vorbestimmten Position wiedergibt. Eine Servoeinrichtung ist an das Stellglied gekoppelt und auch an das Spurverfolgungsfehlersignal und das Stellglied spricht auf die Servoeinrichtung an, um den Fokussierungspunkt des Strahles radial auf eine vorbestimmte Position zu versetzen oder zu verschieben.
Gemäß der Erfindung ist eine örtliche Rückkopplungsschleifenschaltung an die Ausgänge des Detektors gekoppelt. Die Schleife enthält einen ersten Generator für eine periodische Funktion, der auf das Fehlersignal anspricht, und einen zweiten Generator für eine periodische Funktion, der auf das Fehlersignal anspricht. Der zweite Generator für die periodische Funktion besitzt eine Ausgangsgröße, die von einer Ausgangsgröße des ersten Generators für die periodische Funktion um einen Phasenwinkel verschieden ist. Die Schleife enthält einen ersten Multiplizierer zum Multiplizieren der ersten Ausgangsgröße des Detektors mit der Ausgangsgröße des ersten Generators für die periodische Funktion, und enthält einen zweiten Multiplizierer zum Multiplizieren der zweiten Ausgangsgröße des Detektors mit der Ausgangsgröße des zweiten Generators für die periodische Funktion, wobei die Ausgangsgrößen des ersten und des zweiten Multiplizierers als Eingangsgrößen der Schaltung geliefert werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die periodische Eigenschaft im wesentlichen sinusförmig und der erste Generator für die periodische Funktion und der zweite Generator für die periodische Funktion bestehen aus Sinusgeneratoren.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung befinden sich die erste und die zweite Ausgangsgröße des Detektors zueinander in nahezu einer Neunzig-Grad- Verschiebung in bezug auf die Versetzung oder Verschiebung des Strahls und der Phasenwinkel beträgt angenähert neunzig Grad. Der Phasenwinkel kann von angenähert 60 Grad bis ca. 120 Grad reichen.
Die Erfindung schafft auch ein Verfahren zum Fokussieren eines Strahls einer Strahlungsenergie, welches so durchgeführt wird, indem ein erstes und ein zweites Detektionssignal im Ansprechen auf eine radiale Position eines Fokus des Strahls erzeugt wird und ein Spurverfolgungsfehlersignal erzeugt wird, welches eine radiale Verschiebung oder Versetzung des Fokus von einer vorbestimmten Position wiedergibt, wobei das Spurverfolgungsfehlersignal eine periodische Eigenschaft relativ zu der radialen Versetzung oder Verschiebung besitzt. Das Verfahren umfaßt die Wiederherstellung des versetzten Fokus zu der vorbestimmten Position im Ansprechen auf das Spurverfolgungsfehlersignal durch Erzeugen eines ersten periodischen Signals im Ansprechen auf das Spurverfolgungsfehlersignal, und umfaßt das Erzeugen eines zweite periodischen Signals im Ansprechen auf das Spurverfolgungsfehlersignal, wobei sich das zweite periodische Signal von dem ersten periodischen Signal um einen Phasenwinkel unterscheidet. Das Spurverfolgungsfehlersignal wird dadurch erzeugt, indem das erste Detektionssignal mit dem ersten periodischen Signal multipliziert wird, um ein erstes Produktsignal zu liefern, das zweite Detektionssignal mit dem zweiten periodischen Signal multipliziert wird, um ein zweites Produktsignal zu liefern, und indem eine Differenz zwischen dem ersten Produktsignal und dem zweiten Produktsignal ermittelt wird. In bevorzugter Weise sind das erste und das zweite Detektionssignal und das erste und das zweite periodische Signal im wesentlichen sinusförmig.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Für ein besseres Verständnis dieser und weiterer Ziele der Erfindung wird auf die detaillierte Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit Beispielen verwiesen, die in Verbindung mit den anhängenden Zeichnungen dargestellt sind, in denen zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Diagramm eines Gerätes gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine Teilansicht der Oberfläche eines optischen Spuraufzeichnungsmediums;
Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Signalwiedergewinnungssubsystems in dem Gerät von Fig. 1;
Fig. 4 ein Diagramm, welches weitere Einzelheiten des Subsystems veranschaulicht, welches in Fig. 3 gezeigt ist;
Fig. 5 eine Raumauftragung einer Signalwellenform entsprechend den Spuren auf einem optischen Medium;
Fig. 6 ein elektrisches schematisches Diagramm eines Abschnitts des Geräts, welches in Fig. 1 gezeigt ist;
Fig. 7 ein Blockschaltbild eines Sinusfunktionsgenerators;
Fig. 8 und 9 elektrische Wellenformen, die zum Verstehen der Erfindung nützlich sind;
Fig. 10 und 11 schematische Diagramme, die eine spezielle Ausführungsform der Erfindung veranschaulichen;
Fig. 12 einen Ringdetektor zur Verwendung bei der Ausführungsform der Fig. 10 und 11;
Fig. 13 ein schematisches elektrisches Diagramm einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 14 ein detailliertes schematisches elektrisches Diagramm, welches den Funktionsgenerator veranschaulicht, der in der schematischen Darstellung von Fig. 13 dargestellt ist;
Fig. 15 ein detailliertes schematisches elektrisches Diagramm, welches die Zeitsteuerschaltung der Schaltungsanordnung veranschaulicht, die in Fig. 13 gezeigt ist;
Fig. 16 bis 18 Wellenformen, die durch die Ausführungsform nach Fig. 13 erzeugt werden;
Fig. 19 ein schematisches elektrisches Diagramm einer alternativen Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 20 eine Darstellung von Vergleichen der Betriebseigenschaften der Ausführungsform von Fig. 19 mit einem herkömmlichen Fokussierregelsystem.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Ein optisches System 10 eines Plattenspielers für Informationsmedien, wie beispielsweise Videoplatten, magneto-optische Platten, Audioplatten und Computerdatenplatten ist kollektiv hier als "optische Platte" bezeichnet und in Fig. 1 gezeigt. Das optische System 10 enthält einen Laser 18, der zum Erzeugen eines Lesestrahls 22 verwendet wird, der zum Lesen eines kodierten Signals eingesetzt wird, welches auf einer optischen Platte 26 gespeichert ist, enthält eine erste Linse 28, ein Beugungsgitter 30, ein Strahlteilerprisma 34 und eine Viertelwellenplatte 38. Das optische System 10 enthält ferner einen Spiegel 42 und eine Objektivlinse 54 mit einer Eintrittsöffnung 58. Der Strahl, der die optische Platte 26 erreicht, ist in einer radialen Richtung bewegbar, und zwar mit Hilfe einer bekannten Strahlverschiebungseinrichtung, die symbolisch durch einen Induktor 52 angezeigt ist. In der Praxis wird der Induktor 52 durch eine Spurverfolgungsservoeinrichtung 94 gesteuert.
Ein vergrößerter Abschnitt der optischen Platte 26 ist in Fig. 2 gezeigt. Die optische Platte 26 enthält eine Vielzahl an Informationsspuren 66, die auf einer Informationen tragenden Oberfläche 70 ausgebildet sind. Jede Informationsspur 66 umfaßt eine Aufeinanderfolge von Lichtreflexionszonen 74 und Licht nicht reflektierenden Zonen 78. Die Licht reflektierenden Zonen 74 besitzen allgemein ebene, hochpolierte Oberflächen, wie beispielsweise eine dünne Aluminiumschicht. Die Licht nicht reflektierenden Zonen 78 bestehen allgemein aus Licht streuenden Oberflächen und erscheinen als Oberflächenerhebungen (bumbs) oder Erhebungen über der ebenen Oberfläche, welche die Licht reflektierenden Zonen 74 wiedergibt. Der Lesestrahl 22 besitzt einen oder mehrere Bewegungsgrade in bezug auf die Informationen tragende Oberfläche 70 der optischen Platte 26, von denen einer die radiale Richtung ist, wie durch den Doppelpfeil 82 angezeigt ist.
Der Lesestrahl 22, der durch den Laser 18 erzeugt wird, verläuft zuerst durch die erste Linse 28, die dazu verwendet wird, um den Lesestrahl 22 in eine Gestalt zu bringen, so daß er eine Größe besitzt, die vollständig die Eintrittsöffnung 58 der Objektivlinse 54 ausfüllt. Nachdem der Lesestrahl 22 in der richtigen Weise durch die erste Linse 28 geformt worden ist, verläuft er durch das Beugungsgitter 30, an welchem der Lesestrahl 22 in drei getrennte Strahlen (nicht gezeigt) aufgeteilt wird. Zwei der Strahlen werden dazu verwendet, um ein Radial-Spurverfolgungsfehlersignal zu entwickeln, und der andere wird dazu verwendet, um sowohl ein Fokusfehlersignal als auch ein Informationssignal zu entwickeln. Die drei Strahlen werden in identischer Weise durch den verbleibenden Abschnitt des optischen Systems 10 behandelt. Daher werden sie im folgenden kollektiv als Lesestrahl 22 bezeichnet. Die Ausgangsgröße des Beugungsgitters 30 wird an ein Strahlteilerprisma 34 angelegt. Die Achse des Prismas 34 ist geringfügig von der Bahn des Laserstrahls 22 versetzt, wobei die Gründe dafür vollständiger in dem US-Patent Re. 32,709, ausgegeben am 5. Juli 1988, erläutert sind.
Der übertragene Abschnitt des Lesestrahls 22 wird durch die Viertelwellenplatte 38 angelegt, die eine Fünfundvierzig-Grad-Verschiebung in der Polarisierung des Lichtes vorsieht, welches den Lesestrahl 22 bildet. Der Lesestrahl 22 trifft als nächstes auf den Spiegel 42 auf, der den Lesestrahl 22 zu der Objektivlinse 54 hinlenkt.
Es ist eine Funktion des Servosubsystems 94, den Auftreffpunkt des Lesestrahls 22 auf die Informationen tragende Oberfläche 70 der optischen Platte 26 so zu lenken, daß die Informationen führenden Indizes auf der Oberfläche 70 der optischen Platte 26 radial verfolgt werden. Dies wird durch Antreiben des Induktors 52 durchgeführt, der auf ein Fehlersignal anspricht, so daß der Auftreffpunkt des Lesestrahls 22 zu einer gewünschten Position in einer radialen Richtung über die Oberfläche 70 der optischen Platte 26 hinweg gelenkt wird, wie dies durch den Pfeil 86 angezeigt ist, der in Fig. 2 dargestellt ist.
Nachdem der Laserstrahl 22 von dem Spiegel 42 als Reflexionsstrahl 96 reflektiert wurde, trifft er auf die Eintrittsöffnung 28 der Objektivlinse 54 auf und wird auf einen Flag oder Punkt fokussiert, und zwar auf einer die Informationen tragenden Spuren 66 der optischen Platte 26, was mit Hilfe der Linse 54 erfolgt. Die Objektivlinse 54 wird dazu verwendet, um den Lesestrahl 22 zu einem Lichtfleck zu gestalten, welcher eine gewünschte Größe an der Stelle besitzt, bei der der Lesestrahl 22 auf die Informationen tragende Oberfläche 70 der optischen Platte 26 auftrifft. Es ist wünschenswert, daß der Lesestrahl 22 vollständig die Eintrittsöffnung 58 ausfüllt, da dies zu einer hohen Lichtintensität an der Auftreffstelle auf der Platte 26 führt.
Das optische System 10 lenkt somit den Lesestrahl 22 auf die optische Platte 26 und fokussiert den Lesestrahl 22 auf einen Fleck an dessen Auftreffpunkt auf der optischen Platte 26. Bei einem normalen Wiedergabemodus trifft der fokussierte Lesestrahl 22 auf aufeinanderfolgend positionierte Lichtreflexionszonen 74 auf und auch auf Licht nicht reflektierende Zonen 78, welche die auf der Platte 26 gespeicherten Informationen wiedergeben. Das Reflexionslicht wird mit Hilfe der Objektivlinse 54 gesammelt, um einen reflektierten Abschnitt des Lesestrahls zu erzeugen. Der reflektierte Strahl 96 verläuft durch die gleiche Bahn zurück, die an früherer Stelle gemäß dem Auftreffen erläutert wurde, und zwar in einer Aufeinanderfolge bis zum Spiegel 42 und der Viertelwellenplatte 38, die dann eine zusätzliche Fünfundvierzig-Grad-Polarisation bzw. -Verschiebung durchführt, was zu einem kumulativen Gesamtwert von neunzig Grad in der Verschiebung der Polarisation führt. Der reflektierte Lesestrahl 96 trifft dann auf das Strahlteilerprisma 34 auf, welches einen Abschnitt des reflektierten Lesestrahls 98 abzweigt, so daß dieser auf einen Abschnitt des Signalwiedergewinnungssubsystems 104 auftrifft, welches in Fig. 3 gezeigt ist.
Fig. 3 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Abschnitts des Signalwiedergewinnungssubsystems 104. Das Signalwiedergewinnungssubsystem 104 empfängt den Strahl 98 und erzeugt eine Vielzahl an Informationssignalen. Diese Signale werden dann zu verschiedenen Abschnitten des optischen Plattenspielers zugeführt. Diese Informationssignale liegen im allgemeinen in zwei Typen vor, nämlich dem Informationssignal selbst, welches die gespeicherten Informationen wiedergibt, und einem Steuersignal, welches von dem Informationssignal abgeleitet wird, um verschiedene Teile des optischen Plattenspielers zu steuern. Das Informationssignal besteht aus einem Moduliersignal, welches die Informationen wiedergibt, die auf der Platte 26 gespeichert sind, und wird einem signalverarbeitenden Subsystem (nicht gezeigt) zugeführt. Ein erster Typ des Steuersignals, der durch das Signalwiedergewinnungssubsystem 104 erzeugt wird, besteht aus einem Differentialfokusfehlersignal, welches zu einem Fokusservosubsystem (nicht gezeigt) zugeführt wird. Ein zweiter Typ des Steuersignals, der durch das Signalwiedergewinnungssubsystem 104 erzeugt wird, besteht aus einem Differentialspurverfolgungsfehlersignal. Das Differentialspurverfolgungsfehlersignal wird zu dem Spurverfolgungsservosubsystem 94 zugeführt, um den Induktor 52 anzutreiben, um den Lesestrahl 22 in radialer Richtung zu verschieben oder zu versetzen.
Um den reflektierten Strahl 98 zu empfangen, enthält das Signalwiedergewinnungssubsystem 104 ein Diodendetektorarray 108 mit einem ersten Spurverfolgungsfotodetektor 112, einem zweiten Spurverfolgungsfotodetektor 116 und einem konzentrischen Ringdetektor 120 mit sowohl einem inneren Abschnitt 122 als auch einem Außenabschnitt 123. Das Signalwiedergewinnungssubsystem 104 enthält ferner einen ersten Spurverfolgungsvorverstärker 124, einen zweiten Spurverfolgungsvorverstärker 128, einen ersten Fokusvorverstärker 132, einen zweiten Fokusvorverstärker 136, einen ersten Differenzverstärker 140 und einen zweiten Differenzverstärker 144. Der erste und der zweite Spurverfolgungsvorverstärker 124 und 128 zusammen mit dem ersten Differenzverstärker 140 bilden einen Spurverfolgungssignalverarbeitungsabschnitt 146 des Signalwiedergewinnungssubsystems 104.
Das Diodendetektorarray 108 besitzt erste, zweite, dritte und vierte Ausgänge 148, 152, 156 und 160. Der erste Ausgang 148 ist elektrisch mit einem Eingang 164 des ersten Spurverfolgungsvorverstärkers 124 verbunden, der zweite Ausgang 152 ist elektrisch mit einem Eingang 168 des zweiten Spurverfolgungsvorverstärkers 128 verbunden, der dritte Ausgang 156 ist elektrisch mit einem Eingang 172 des ersten Fokusvorverstärkers 132 verbunden, und der vierte Ausgang 160 ist elektrisch mit einem Eingang 176 des zweiten Fokusvorverstärkers 136 verbunden. Der erste Spurverfolgungsvorverstärker 124 besitzt einen Ausgang 180, der elektrisch mit einem ersten Eingang 182 des ersten Differenzverstärkers 140 verbunden ist, während der zweite Spurverfolgungsvorverstärker 128 einen Ausgang 184 besitzt, der elektrisch mit einem zweiten Eingang 186 des ersten Differenzverstärkers 140 verbunden ist. Der erste Fokusvorverstärker 132 besitzt einen Ausgang 188, der elektrisch mit einem ersten Eingang 190 des zweiten Differenzverstärkers 144 verbunden ist, während der zweite Fokusvorverstärker 136 einen Ausgang 192 besitzt, der elektrisch mit einem zweiten Eingang 194 des zweiten Differenzverstärkers 144 verbunden ist.
Der reflektierte Strahl 98 umfaßt drei Abschnitte: einen ersten Spurverfolgungsstrahl 196, der auf den ersten Spurverfolgungsfotodetektor 112 auftrifft; einen zweiten Spurverfolgungsstrahl 197, der auf den zweiten Spurverfolgungsfotodetektor 116 auftrifft; und einen Zentrumsinformationsstrahl 198, der auf den konzentrischen Ringdetektor 120 auftrifft. Das von dem ersten Spurverfolgungsfotodetektor 112 erzeugte Signal wird dem ersten Spurverfolgungsvorverstärker 124 über den ersten Ausgang 148 des Diodendetektorarrays 108 zugeführt. Das von dem zweiten Spurverfolgungsfotodetektor 116 erzeugte Signal wird dem zweiten Spurverfolgungsvorverstärker 128 über den zweiten Ausgang 152 des Diodenarrays 108 angeboten. Das von dem inneren Abschnitt 122 des konzentrischen Ringdetektors 120 erzeugte Signal wird dem ersten Fokusvorverstärker 132 über den dritten Ausgang 156 des Diodenarrays 108 zugeführt, während das von dem äußeren Abschnitt 123 des konzentrischen Ringdetektors 120 erzeugte Signal dem zweiten Fokusvorverstärker 136 über den vierten Ausgang 160 des Diodenarrays 108 zugeführt wird.
Die Ausgangsgröße aus dem ersten Differenzverstärker 140 besteht aus einem Differenzspurverfolgungssignal, welches an das Spurverfolgungsservosystem 94 angelegt wird, welches noch mehr in Einzelheiten im folgenden beschrieben wird. Die Ausgangsgröße des zweiten Differenzverstärkers 144 besteht aus einem Differenzfokusfehlersignal, welches an ein Fokusservosystem (nicht gezeigt) angelegt wird. Obwohl die Erfindung gemäß der vorliegenden Anwendung unter Hinweis auf das Signalwiedergewinnungssubsystem 104 beschrieben wurde, wie zuvor dargelegt, kann die Erfindung auch bei anderen Signalwiedergewinnungssubsystemen, die auf dem Gebiet bekannt sind, angewendet werden.
Die Funktion des Spurverfolgungsservosubsystems 94 besteht darin, das Auftreffen des Lesestrahls 22 so zu lenken, daß dieser direkt auf das Zentrum der Informationsspur 66 auftrifft. Der Lesestrahl 22 besitzt allgemein die gleiche Weite wie die Informationen tragende Sequenz der Indizien bzw. Zeichen, welche die Informationsspur 66 bilden. Eine maximale Signalwiedergewinnung oder -wiederherstellung wird somit dann erreicht, wenn der Lesestrahl 22 veranlaßt wird, derart zu wandern, daß nahezu der gesamte Teil des Strahls 22 auf die aufeinanderfolgend positionierten Licht reflektierenden und Licht nicht reflektierenden Zonen 74 und 78 der Informationsspur 66 auftrifft. Das Spurverfolgungsservosubsystem 94 wird manchmal als Radial- Spurverfolgungsservosystem bezeichnet, da nämlich die Abweichungen von der Informationsspur 66 sehr häufig in der radialen Richtung auf der Plattenoberfläche 70 auftreten. Das Radial-Spurverfolgungsservosystem 94 ist im allgemeinen fortlaufend in dem normalen Wiedergabemodus des optischen Plattenspielers betreibbar.
Das Spurverfolgungsservosubsystem 94 ist mehr in Einzelheiten in Fig. 4 gezeigt und enthält einen Schleifenunterbrechungsschalter 200 und einen Verstärker 202 zum Antreiben des Induktors 52. Der Schleifenunterbrechungsschalter 200 empfängt das Spurverfolgungsfehlersignal von dem Signalwiedergewinnungssubsystem 104 an einem ersten Eingang 204 und empfängt ein Schleifenunterbrechungssignal an einem zweiten Eingang 206. Wenn die Schleifenunterbrechung nicht aktiv ist, wird das Spurverfolgungsfehlersignal an deren Ausgang 208 geliefert. Der Verstärker 202 empfängt das Spurverfolgungsfehlersignal an seinem Eingang 210 und erzeugt ein Spurverfolgungssignal A für den Induktor 52 an einem ersten Ausgang 212 und ein Spurverfolgungssignal B für den Induktor 52 an einem zweiten Ausgang 214. Zusammen steuern die Spurverfolgungssignale A und B die radiale Versetzung des Lesestrahls 22. Wenn das Spurverfolgungsfehlersignal an dem Eingang 210 des Verstärkers 202 empfangen wird, steuern die zwei Spurverfolgungssignale den Stromfluß durch den Induktor 52 in solcher Weise, daß der Lesestrahl 22, der darauf auftrifft, in der radialen Richtung bewegt wird und auf der Informationsspur zentriert wird, die durch den Lesestrahl 22 beleuchtet wird. Die Richtung des Bewegungsausmaßes hängt von der Polarität und der Amplitude des Spurverfolgungsfehlersignals ab.
Bei bestimmten Betriebsmodi wird das Spurverfolgungsservosubsystem 94 unterbrochen, so daß das Spurverfolgungsfehlersignal, welches durch das Signalwiedergewinnungssubsystem 104 erzeugt wird, nicht zu dem Verstärker 202 geführt wird. Ein derartiger Betriebsmodus besteht aus einem Suchbetrieb, wenn gewünscht wird, daß der fokussierte Lesestrahl 22 radial einen Abschnitt des Informationen tragenden Abschnitts auf der Scheibe 26 durchfährt. In einem solchen Betriebsmodus wird ein Unterbrechungssignal an dem zweiten Eingang 206 des Unterbrechungsschalters 200 und für das Spurverfolgungsservosystem 94 geliefert, wodurch bewirkt wird, daß der Schalter 200 verhindert, daß das Spurverfolgungsfehlersignal an seinen Ausgang 208 geliefert wird. Zusätzlich wird in einem Rückspringbetriebsmodus, bei dem der fokussierte Lesestrahl 22 veranlaßt wird, von einer Spur zu einer benachbarten Spur zu springen, das Spurverfolgungsfehlersignal nicht dem Verstärker 202 angeboten bzw. zu diesem geliefert. In dem Rückspringmodus liefert der Verstärker 202 keines der Spurverfolgungssignale A und B, da diese die Tendenz haben, die radiale Strahlablenkeinrichtung außer Tritt zu bringen, die durch den Induktor 52 symbolisiert ist und eine lange Zeitperiode erforderlich wird, damit das Radial-Spurverfolgungsservosubsystem 94 eine richtige Spurverfolgung der nächsten benachbarten Informationsspur erreicht. Im allgemeinen wird in einem Betriebsmodus, bei dem das Spurverfolgungsfehlersignal nicht von dem Verstärker 202 entfernt wird, ein Ersatzimpuls erzeugt, um ein sauberes unzweideutiges Signal dem Verstärker 202 zuzuführen, um den Lesestrahl 22 zu der nächsten zugewiesenen Stelle zu versetzen.
In der Zeile A von Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht dargestellt, die in einer radialen Richtung über die optische Platte 26 hinweg gesehen wird, welche sowohl eine Vielzahl an Informationsspuren 66 als auch eine Vielzahl von Zwischenspurzonen 224 zeigt. Die Zwischenspurzonen 224 sind ähnlich den Licht reflektierenden Zonen 74, die in Fig. 2 gezeigt sind. Die Längen der Linien, die bei 228 und 232 gezeigt sind, zeigen den Zentrum-zu-Zentrum-Abstand zwischen einer Zentrumsspur 236 und einer benachbarten ersten Spur 240 bzw. einer Zentrumsspur 236 und einer benachbarten zweiten Spur 244. Ein bei 248 angezeigter Punkt in der Linie 228 und ein bei 252 in der Linie 232 angezeigter Punkt geben jeweils die Kreuzungspunkte zwischen der zentralen Spur 236 und den benachbarten Spuren 240 und 244 wieder. Die Kreuzungspunkte 248 und 252 liegen je exakt auf der Hälfte der Strecke zwischen der zentralen Spur 236 und der ersten und der zweiten Spur 240 und 244. Ein bei 256 angezeigter Punkt auf der Linie 228 gibt das Zentrum der ersten Informationsspur 240 wieder, während ein Punkt, der bei 260 auf der Linie 232 angezeigt ist, das Zentrum der zweiten Informationsspur 244 wiedergibt. Ein bei 264 angezeigter Punkt gibt das Zentrum auf der Zentrumsinformationsspur 236 wieder.
Eine typische optische Platte enthält angenähert viertausend Informationsspuren pro Zentimeter (elftausend Informationsspuren pro Inch). Der Abstand vom Zentrum einer Informationsspur zu der nächsten benachbarten Informationsspur liegt in dem Bereich von 1,6 Mikron, während die Informationszeichen (indicia), die in einer bestimmten Informationsspur ausgerichtet sind, angenähert eine Weite von 0,5 Mikron haben. Dies läßt einen Leerraum von angenähert einem Mikron übrig, und zwar zwischen den äußersten Zonen der Zeichen, die in benachbarten Informationsspuren positioniert sind.
Wenn der Lesestrahl 22 von dem Zentrum der Informationsspur 66 streut, wird das reflektierte Signal, welches entweder von dem ersten Spurverfolgungsfotodetektor 112 oder von dem zweiten Spurverfolgungsfotodetektor 116 empfangen wird, in der Intensität erhöht, während das reflektierte Signal, welches von den anderen Spurverfolgungsfotodetektoren empfangen wird, in der Intensität vermindert wird. Welcher Fotodetektor ein mehr oder weniger intensives Signal empfängt, hängt von der Richtung ab, in welcher der Lesestrahl 22 vom Zentrum der Informationsspur 66 aus streut bzw. abweicht. Die Phasendifferenz zwischen den Signalen, die durch den ersten und den zweiten Spurverfolgungsfotodetektor 112 und 116 geliefert werden, geben das Spurverfolgungsfehlersignal wieder. Das Spurverfolgungsservosubsystem 94 empfängt die Signale von dem ersten und von dem zweiten Spurverfolgungsfotodetektor 112 und 116 und wirkt dahingehend, um die Differenz zwischen diesen minimal zu gestalten, um dadurch den Lesestrahl 22 zentriert auf der Informationsspur 66 zu halten.
Das in dem ersten Differenzverstärker 140 erzeugte Differenzspurverfolgungsfehlersignal ist in Fig. 5 in der Zeile B gezeigt und besteht aus einer Repräsentation der radialen Position des Lesestrahls 22 auf der Platte 26. Die Differenzspurverfolgungsfehlersignalausgangsgröße hat einen ersten maximalen Spurverfolgungsfehler an einer Stelle, die mit 268 angezeigt ist, die zwischen dem Zentrum der Zentrumsinformationsspur 236 und dem Kreuzungspunkt 248 gelegen ist, und besitzt einen zweiten maximalen Spurverfolgungsfehler bei einer Stelle, die bei 272 angezeigt ist, die zwischen dem Zentrum der Zentrumsinformationsspur 236 und dem Kreuzungspunkt 252 gelegen ist. Ein dritter maximaler Spurverfolgungsfehler ist an einer Stelle gezeigt, die bei 276 angezeigt ist, die zwischen dem Zentrum der ersten Informationsspur 240 und der Kreuzungsstelle 248 gelegen ist, und es ist ein vierter maximaler Spurverfolgungsfehler an einer Stelle gezeigt, die bei 280 angezeigt ist, die zwischen dem Zentrum der zweiten Informationsspur 244 und der Kreuzungsstelle oder dem Kreuzungspunkt 252 gelegen ist. An den Punkten, die bei 284, 288 und 292 angezeigt sind, sind minimale Spurverfolgungsfehler vorhanden entsprechend dem Zentrum der Informationsspuren 240 bzw. 236 bzw. 244. Die minimalen Spurverfolgungsfehler sind auch an Stellen gezeigt, die bei 296 und 298 angezeigt sind, entsprechend den Kreuzungspunkten 248 bzw. 252.
Ein das Spurverfolgungssignal verarbeitender Abschnitt 300 des signalverarbeitenden Subsystems 104 der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 6 gezeigt. Der das Spurverfolgungssignal verarbeitende Abschnitt 300 empfängt die Spurverfolgungsfehlersignale von sowohl dem ersten Spurverfolgungsfotodetektor 304 als auch dem zweiten Spurverfolgungsfotodetektor 308 des Diodenarrays 312, ähnlich dem Diodenarray 108, welches unter Hinweis auf Fig. 3 beschrieben wurde. Obwohl nicht gezeigt, kann der verarbeitende Abschnitt 300 auch Spurverfolgungsfehlersignale von anderen Typen von Fotodetektoren, wie beispielsweise einem Dualfotodetektor, empfangen. Der das Spurverfolgungssignal verarbeitende Abschnitt 300 enthält einen ersten Vorverstärker 316, einen zweiten Vorverstärker 320, einen ersten Operationsverstärker 324, einen zweiten Operationsverstärker 328, einen ersten Analogmultiplizierer 332, einen zweiten Analogmultiplizierer 336 und einen Summierverstärker 340. Der das Spurverfolgungssignal verarbeitende Abschnitt 300 enthält ferner eine örtliche Rückkopplungsschleife 344 mit einem dritten Operationsverstärker 348, einer Rückkopplungsschleifenkompensationsschaltung 352, einem Phasenschieber 356 und einem ersten und zweiten Sinusfunktionsgenerator 360 bzw. 364. Der Phasenschieber 356 erzeugt eine Offsetspannung, die zu einer Phasenverschiebung zwischen den Ausgangsgrößen der Sinusfunktionsgeneratoren 360, 364 führt.
Der erste Vorverstärker 316 besitzt einen Eingang 368 und einen Ausgang 372, und der zweite Vorverstärker 320 besitzt einen Eingang 376 und einen Ausgang 380. Der erste Operationsverstärker 324 besitzt einen ersten Positiveingang 384, der elektrisch mit dem Ausgang 372 des ersten Vorverstärkers 316 verbunden ist, einen zweiten Negativeingang 388, der elektrisch mit einer positiven Spannungsquelle 392 verbunden ist, und besitzt einen Ausgang 396. Der zweite Operationsverstärker 328 besitzt einen ersten Positiveingang 400, der elektrisch mit dem Ausgang 380 des zweiten Vorverstärkers 320 verbunden ist, einen zweiten Negativeingang 404, der elektrisch mit der Spannungsquelle 392 verbunden ist, und besitzt einen Ausgang 408.
Um nun auf den Rückkopplungsabschnitt 344 des das Spurverfolgungssignal verarbeitenden Abschnitts 300 einzugehen, so besitzt der dritte Operationsverstärker 348 einen Eingang 412 und einen Ausgang 416. Die Phasenkompensationsschaltung 352 besitzt einen Eingang 420, der elektrisch mit dem Ausgang 416 des dritten Operationsverstärkers 348 verbunden ist, und einen Ausgang 424. Der Phasenschieber 356 besitzt einen Eingang 428, der elektrisch mit dem Ausgang 424 des Phasenkompensationsnetzwerks 352 verbunden ist, und besitzt einen Ausgang 432. Der erste Sinusfunktionsgenerator besitzt einen Eingang 436, der elektrisch mit dem Ausgang 432 des Phasenschiebers 356 verbunden ist, und einen Ausgang 440, während der zweite Sinusfunktionsgenerator 364 einen Eingang 444 besitzt, der elektrisch mit dem Ausgang 424 des Phasenkompensationsnetzwerks 352 verbunden ist, und einen Ausgang 448 besitzt.
Der erste Analogmultiplizierer 332 besitzt einen ersten Eingang 452, der elektrisch mit dem Ausgang 396 des ersten Operationsverstärkers 324 verbunden ist, einen zweiten Eingang 456, der elektrisch mit dem Ausgang 440 des ersten Sinusfunktionsgenerators 360 verbunden ist, und einen Ausgang 460. Der zweite Analogmultiplizierer 336 besitzt einen ersten Eingang 464, der elektrisch mit dem Ausgang 408 des zweiten Operationsverstärkers 328 verbunden ist, einen zweiten Eingang 468, der elektrisch mit dem Ausgang 448 des zweiten Sinusfunktionsgenerators 364 verbunden ist, und besitzt einen Ausgang 472. Der Summierverstärker 340 besitzt einen ersten Eingang 476, der elektrisch mit dem Ausgang 460 des ersten Analogmultiplizierers 332 verbunden ist, einen zweiten Eingang 480, der elektrisch mit dem Ausgang 472 des zweiten Analogmultiplizierers 336 verbunden ist, und einen Ausgang 484, der elektrisch mit sowohl dem Eingang 412 des dritten Operationsverstärkers 348 als auch mit dem Spurverfolgungsfehlersubsystem 94 verbunden ist.
Der erste Vorverstärker 316 empfängt ein Spurverfolgungssignal, welches von dem ersten Spurverfolgungsfotodetektor 304 ausgegeben wird, an seinem Eingang 368, während der zweite Vorverstärker 320 ein Spurverfolgungssignal an seinem Eingang 376 empfängt, welches von dem zweiten Spurverfolgungsdetektor 308 ausgegeben wird. Beide Spurverfolgungssignale bestehen aus periodischen Signalen, wenn sie als eine Funktion der radialen Position entlang der Oberfläche der Platte 26 aufgetragen werden, und die zwei Signale liegen angenähert um 90 Grad außer Phase. Die Spurverfolgungssignale, die von den zwei Spurverfolgungsdetektoren 304 und 308 ausgegeben werden, werden jeweils verstärkt und werden dann zu den Ausgängen 372 und 380 des ersten bzw. zweiten Vorverstärkers 316, 320 geliefert.
Der erste Operationsverstärker 324, der das verstärkte Spurverfolgungssignal von dem ersten Vorverstärker 316 an seinem Positiveingang 384 empfängt und eine positive Spannung an seinem Negativeingang 388 empfängt, entfernt die allgemeine Betriebsartspannung des Spurverfolgungssignals und liefert einen großen Anteil des Signals, welches dem Spurverfolgungsfehlersignal entspricht, und zwar an seinem Ausgang 396. Der zweite Operationsverstärker 328, der das verstärkte Spurverfolgungssignal von dem zweiten Vorverstärker 320 an seinen Positiveingang 400 empfängt und eine positive Spannung an seinem Negativeingang 404 empfängt, beseitigt die allgemeine Betriebsartspannung des Spurverfolgungssignals und liefert einen großen Anteil des Signals, welches des Spurverfolgungsfehlersignal entspricht, und zwar an seinem Ausgang 408.
Der erste Multiplizierer 332 multipliziert das Spurverfolgungsfehlersignal, welches er von dem Ausgang 396 des ersten Operationsverstärkers 324 empfängt, mit einem Rückkopplungssignal, welches er von dem Ausgang 440 des ersten Sinusfunktionsgenerators 360 empfängt. Das resultierende modifizierte Spurverfolgungssignal wird an dem Ausgang 460 des Multiplizierers 332 vorgesehen. Der zweite Multiplizierer 336 multipliziert das Spurverfolgungssignal, welches er vom Ausgang 408 des zweiten Operationsverstärkers 328 empfängt, mit einem Rückkopplungssignal, welches er von dem Ausgang 448 des zweiten Sinusfunktionsgenerators 364 empfängt. Das resultierende modifizierte Spurverfolgungssignal wird an dem Ausgang 472 des Multiplizierers 336 vorgesehen.
Der Summierverstärker 340 empfängt die modifizierten Spurverfolgungssignale von dem ersten und von dem zweiten Multiplizierer 332 und 336 an seinem ersten bzw. zweiten Eingang 476 und 480. Nach dem Empfang dieser Signale addiert der Summierverstärker 340 diese algebraisch miteinander, um ein Differenzspurverfolgungsfehlersignal zu erzeugen, welches die Phasendifferenz zwischen den zwei modifizierten Spurverfolgungssignalen wiedergibt. Das Differenzspurverfolgungsfehlersignal wird an dem Ausgang 484 des Verstärkers 340 geliefert. Das Spurverfolgungsfehlersignal wird dann den Unterbrechungsschalter 200 des Spurverfolgungsservosubsystems 94 (Fig. 1, 4) als auch dem Rückkopplungsabschnitt 344 des Spurverfolgungssignalverarbeitungsabschnitts 300 zu geführt.
Der Rückkopplungsabschnitt 344 des Spurverfolgungssignalverarbeitungsabschnitts 300 empfängt das Differenzspurverfolgungsfehlersignal an dem ersten Eingang 412 des dritten Operationsverstärkers oder Rückkopplungsverstärkers 348. Der Rückkopplungsverstärker 348 verstärkt das Spurverfolgungsfehlersignal unter Verwendung einer vorbestimmten Schleifenverstärkung und liefert ein verstärktes Signal an den Eingang 420 der Rückkopplungsschleifenkompensationsschaltung 352. Die Rückkopplungsschleifenkompensationsschaltung 352 liefert eine Phasenverstärkungskompensation für das verstärkte Spurverfolgungsfehlersignal und liefert das Signal sowohl an den Eingang 444 des zweiten Sinusgenerators 364 als auch zu dem Eingang 428 des Phasenschiebers 356.
Der Phasenschieber 356 erzeugt einen vorbestimmten Spannungsversatz in bezug auf das Spurverfolgungsfehlersignal, welches an dessen Eingang 428 empfangen wird, so daß das Signal, welches an dem Eingang 436 des ersten Sinusfunktionsgenerators 360 erzeugt wird, sich von dem Signal unterscheidet, welches an dem Eingang 444 des zweiten Sinusfunktionsgenerators 364 entsteht, und zwar um eine vorbestimmte Spannung. Der Spannungsversatz (Offset), der durch den Phasenschieber 356 eingeführt wird, wird so ausgewählt, daß er einen Wert besitzt, der bewirkt, daß die Ausgangsgröße der zwei Sinusfunktionsgeneratoren 360 und 364 um 90 Grad phasenverschoben sind. Die Wirkung dieser Phasenverschiebung besteht darin, daß das am Ausgang 440 des ersten Sinusfunktionsgenerators 360 erzeugte Signal das gleiche ist wie ein Signal, welches durch einen Kosinusgenerator erzeugt werden würde, wenn auf der Grundlage des Signals gearbeitet würde, welches an dem Ausgang 424 des Phasenkompensationsnetzwerks 352 geliefert wird. Daher liegen die Signale, die von dem ersten und dem zweite Sinusfunktionsgenerator 360 und 364 ausgegeben werden, um 90 Grad in der Phase verschoben. Obwohl eine Phasendifferenz von im wesentlichen 90 Grad bevorzugt wird, kann die Erfindung auch mit anderen Phasendifferenzen in gleicher Weise praktiziert werden, und zwar innerhalb eines Bereiches von angenähert 30 Graden. Der Phasenwinkel kann somit in einem Bereich von angenähert 60 Grad bis angenähert 120 Grad variieren. Wenn die Phasendifferenz der Signale an den Ausgängen 440, 448 zu groß wird, wird das System unzuverlässig.
Sowohl der erste als auch der zweite Sinusfunktionsgenerator 360 und 364 kann auf eine Vielfalt von Arten implementiert werden, die auf dem Gebiet gut bekannt sind. Eine solche Implementierung ist in Fig. 7 gezeigt, die einen Sinusfunktionsgenerator zeigt, der einen Analog-zu-Digital-Umsetzer 488, eine Nachschlagetabelle 490 in Form eines Nur-Lese-Speichers mit einer Vielzahl von abgespeicherten Sinuswerten, und einem Digital-zu-Analog-Umsetzer 492 umfaßt. Das am Eingang des Sinusfunktionsgenerators gelieferte Signal wird zuerst in ein digitales Signal mit Hilfe des Umsetzers 488 umgewandelt, der Nur-Lese-Speicher 490 empfängt dieses digitale Signal an seinem Eingang 494 und erzeugt einen entsprechenden Sinusfunktionswert an seinem Ausgang 496. Der Sinusfunktionswert wird in ein analoges Signal umgesetzt, und zwar mit Hilfe des Umsetzers 492, und wird am Ausgang des Sinusfunktionsgenerators vorgesehen.
Das Signalwiedergewinnungssubsystem 104 (Fig. 3) fährt damit fort, wenn es mit dem Spurverfolgungssignalverarbeitungsabschnitt 300 der vorliegenden Erfindung arbeitet, ein Spurverfolgungsfehlersignal an das Spurverfolgungsservosubsystem 94 (Fig. 1, 4) zu liefern. Das Spurverfolgungsservosubsystem 94 verwendet das Spurverfolgungsfehlersignal, um die radiale Position des Lesestrahls 22 zu steuern, und zwar durch Antreiben des Induktors 52 in der gleichen Weise, wie dies oben beschrieben wurde. Somit arbeitet das Spurverfolgungsservosubsystem 94 in solcher Weise, um den Lesestrahl 22 auf einer Informationsspur 66 zentriert zu halten.
Das Spurverfolgungsservosubsystem 94 verwendet das gelieferte Spurverfolgungsfehlersignal in der gleichen Weise, und zwar ungeachtet dem Spurverfolgungssignalverarbeitungsabschnitt, der in dem Signalwiedergewinnungssubsystem 104 verwendet wird, wobei die Verwendung des Spurverfolgungssignalverarbeitungsabschnitts 300 zu einem unterschiedlichen Spurverfolgungsfehlersignal führt, welches dem Spurverfolgungsservosubsystem 94 angeboten wird. Das Spurverfolgungsfehlersignal, welches geliefert wird, wenn der Spurverfolgungssignalverarbeitungsabschnitt 300 verwendet wird, bleibt periodisch, die Verwendung des Abschnitts 300 bewirkt jedoch, daß jede Periode des Spurverfolgungsfehlersignals einen größeren Bereich der Örtlichkeiten auf der optischen Platte 26 wiedergibt.
Fig. 8 zeigt einen Vergleich der Spurverfolgungsfehlersignale, von denen jedes eine Funktion der radialen Position ist, und zwar über einen Abschnitt der Scheibe 26 hinweg. Ein Signal 512 besteht aus einem Spurverfolgungsfehlersignal, welches durch das Signalwiedergewinnungssubsystem 104 erzeugt wird, und zwar unter Verwendung des herkömmlichen Spurverfolgungssignalverarbeitungsabschnitts 146, während ein Signal 516 ein Spurverfolgungsfehlersignal darstellt, welches durch das Signalwiedergewinnungssubsystem 104 unter Verwendung des Spurverfolgungssignalverarbeitungsabschnitts 300 gemäß der vorliegenden Erfindung besteht. Da das Spurverfolgungsfehlersignal 516 im wesentlichen in dem Bereich linear verläuft, in welchem dessen Wert dicht bei Null liegt, das heißt auf halbem Weg zwischen den Extremwerten, kann festgestellt werden, daß der Spurverfolgungssignalverarbeitungsabschnitt 300 das Spurverfolgungsfehlersignal "linearisiert". Jedoch bleibt das Signal 516 nicht periodisch, wie in Fig. 9 ersehen werden kann, welche den Wert des Signals 516 über einen großen Abschnitt der Scheibe 26 hinweg veranschaulicht. Wenn der Spurverfolgungssignalverarbeitungsabschnitt 146 verwendet wird, repräsentiert jede Periode des Spurverfolgungsfehlersignals 512 eine Informationsspur 66 der Scheibe oder Platte 26. Wenn jedoch der Spurverfolgungssignalverarbeitungsabschnitt 300 verwendet wird, kann jede Periode des Spurverfolgungsfehlersignals so gestaltet werden, daß dieses eine Anzahl von Informationsspuren 66 wiedergibt.
Die Zahl der Informationsspuren 66, die in jeder Periode des Spurverfolgungsfehlersignals 516 wiedergegeben wird, wird durch die Verstärkung des Rückkopplungsverstärkers 348 festgelegt. Es gibt Vorteile hinsichtlich der "Linearisierung" einer großen Anzahl von Spuren 66. Beispielsweise liegt, nachdem die örtliche Rückkopplungsschleife 344 dahingehend arbeitet, um die Spurverfolgungsfehlerübertragungseigenschaften über mehrere Spuren hinweg zu linearisieren, ein Störsignalimpuls mit einer Größe größer als eine Spur immer noch innerhalb des Betriebsbereiches der negativen Steigung des linearisierten Fehlersignals, was ein normales Ansprechen durch das Spurverfolgungsfehlersubsystem 94 auf solche einen Störsignalimpuls zuläßt. Da jedoch die Amplitude des Signals 516 endlich ist, gilt, je größer die Zahl der Spuren 66 ist, die in jeder Periode wiedergegeben wird, desto kleiner die Differenz in der Spannung zwischen jeder der Spuren 66 ist. Wenn die Spannungsdifferenz zwischen benachbarten Spuren 66 zu klein wird, kann es schwierig werden, zwischen den Spuren 66 zu unterscheiden und es können Spurverfolgungsfehler resultieren. Es gibt daher einen Kompromiß in der Qualität, die erfüllt werden muß, indem die Zahl der Spuren ausgewählt wird, die durch jede Periode des Spurverfolgungsfehlersignals 516 wiedergegeben wird.
Das Spurverfolgungsservosystem 94 muß innerhalb der Gegenkopplungssteigung des Spurverfolgungsfehlersignals 516 arbeiten. Dies ist deshalb der Fall, da dann, wenn ein positives Spurverfolgungsfehlersignal geliefert wird, das Spurverfolgungsservosystem 94 den Induktor 52 so antreiben würde, um den Strahl 22 in einer Richtung zu verschieben, die eine Zunahme der Spurverfolgungsfehler verursachen würde. Die Ausbildung des Spurverfolgungsfehlers würde sich fortsetzen und würde eine Fehlfunktion herbeiführen. Dies gilt auch für das Spurverfolgungsservoansprechverhalten auf das Spurverfolgungsfehlersignal 512. Innerhalb des Rückkopplungsabschnitts 344 des Spurverfolgungssignalverarbeitungsabschnitts 300 erzeugt jedoch die Verwendung der positiven Rückkopplung keine derartigen Probleme. Dies ist deshalb der Fall, da der Spurverfolgungssignalverarbeitungsabschnitt 300 eine Eigenkorrektureigenschaft besitzt, so daß er sich immer auf die negative Steigung oder Neigung des Spurverfolgungsfehlersignals 516 festsetzt, und zwar ungeachtet davon, ob nun ein positives Rückkopplungssignal zu Beginn vorgesehen wird.
Die Werte der Spurverfolgungssignale, die durch den ersten und den zweiten Spurverfolgungsfotodetektor 304 und 308 geliefert werden, repräsentieren zusammengenommen eine relative radiale Position des Lesestrahls auf der Scheibe 26. Ferner repräsentiert der Wert des Signals, der zu dem Rückkopplungsabschnitt 344 des Spurverfolgungssignalverarbeitungsabschnitts 300 gelangt, eine relative radiale Rückkopplungsposition. Die Verwendung des Rückkopplungsabschnitts 344 minimiert die Differenz zwischen den Werten von diesen zwei Signalen. Daher ist der Spurverfolgungssignalverarbeitungsabschnitt 300 durch die Verwendung des Rückkopplungsabschnitts 344 befähigt, das Spurverfolgungsfehlersignal auf Null hin zu bringen bzw. wieder herzustellen, also auf einen Wert, der eine bestimmte radiale Position auf der Scheibe oder Platte 26 repräsentiert. Dies ermöglicht es dem Spurverfolgungsservosubsystem 94, den Lesestrahl 22 zu stabilisieren, so daß dieser auf eine gewünschte Informationsspur 66 auftrifft.
Die Signale, die durch den ersten und den zweiten Spurverfolgungsfotodetektor 304 und 308 geliefert werden, sind beide periodisch und befinden sich angenähert um 90 Grad außer Phase. Sie können durch die Funktionen Sinus und Kosinus repräsentiert werden.
Zum Zweck der nachfolgenden Erläuterung des Fotodetektors sei angenommen, daß es sich um zwei Signalausgangsgrößen handelt, die um 90 Grad phasenverschoben sind. Das Signal, welches von dem ersten Spurverfolgungsfotodetektor 304 an den ersten Vorverstärker 316 angelegt wird, wird als sin(x) definiert, und das Signal, welches von dem zweiten Spurverfolgungsfotodetektor 308 an den zweiten Vorverstärker 320 geliefert wird, wird als sin(x + 90) oder cos(x) definiert, worin x die relative radiale Position des Lesestrahls 22 bedeutet. Das an dem zweiten Eingang 468 des zweiten Multiplizierers 336 erzeugte Signal wird als sin(y) definiert, und das an dem zweiten Eingang 456 des ersten Multiplizierers 332 erscheinende Signal wird als sin(y + 90) oder cos(y) definiert, worin y den Wert des relativen Radial-Rückkopplungssignals bedeutet. Bei diesen gegebenen Definitionen lautet das Signal am Ausgang 460 des ersten Multiplizierers 332 gleich sin(x)cos(y) und das Signal an dem Ausgang 472 des zweiten Multiplizierers 336 lautet cos(x)sin(y). Somit ist das Signal am Ausgang 484 des Summierverstärkers 340 in der folgenden Weise gegeben:
a[sin(x)cos(y) - cos(x)sin(y)] = a sin(x - y) = a (x - y) (2)
worin a einen konstanten Verstärkungsfaktor bedeutet. Wie dies auf dem Gebiet bekannt ist, beträgt für Werte von x - y nahe bei Null, sin(x - y) angenähert x - y. Daher ist für Werte von x - y nahe Null das Spurverfolgungsfehlersignal a (sin(x - y)) im wesentlichen linear. Die Beziehung von x und y kann für eine gegebene Anwendung dadurch eingestellt werden, indem die Verstärkung des Rückkopplungsverstärkers 348 in geeigneter Weise eingestellt wird.
Bei einer spezifischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der zweite Sinusfunktionsgenerator 364 durch einen Kosinusfunktionsgenerator ersetzt werden, der das Signal empfängt, welches an dem Ausgang 424 des Phasenkompensationsnetzwerks 352 erscheint. Die Verwendung des Kosinusfunktionsgenerators bei dieser Ausführungsform beseitigt das Erfordernis nach der Verwendung des Phasenschiebers 356.
Um nun auf die Fig. 6, 10, 11 und 12 einzugehen, so werden bei einer spezifischen Ausführungsform der Erfindung die Eingangsgrößen der Vorverstärker 316, 320 durch ein optisches Aufnahmeglied entwickelt, welches ein optisches Subsystem enthält, welches hier durch das Prisma 520 wiedergegeben ist. Der Strahl 524 der Quelle verläuft durch eine Linse 526 und wird durch ein herkömmliches Interferometer 528 mit einer Platte 529 aufgefangen, um den Quellenstrahl in zwei Strahlen 530, 532 aufzutrennen, die jeweils durch Spiegel 534, 536 reflektiert werden. Das Prisma 520 und ein Abschnitt des Interferometers 528 sind relativ zueinander in Richtungen bewegbar, die durch den Doppelpfeil 522 angezeigt sind. Als eine Konsequenz der relativen Bewegung derselben, variieren die Brechungsmuster, die durch das Interferometer entwickelt werden. Die reflektierten Strahlen werden zu einem Strahl 538 wieder zusammengeführt, der durch eine Linse 524 gesammelt wird. Der Strahl 538 erreicht dann einen Empfänger/Analysierer 542. Die Brechungsmuster oder Randmuster (fringe patterns), die in dem Strahl 538 übertragen werden, werden durch einen Quadraturfotodetektor 546 gemessen, der aus einem Ringfotodetektor bestehen kann und der in typischer Weise innerhalb des Empfängers/Analysierers 542 angeordnet ist. Die analogen Ausgangsgrößen 548, 550 des Fotodetektors 546 werden dann den Vorverstärkern 316, 320 (Fig. 6) zugeführt.
Um erneut auf die Fig. 1 und 3 einzugehen, so wurde weiter oben dargelegt, daß die offenbarten Ausführungsformen zu einem Fehlersignal für eine Servoschaltungführen; jedoch braucht bei bestimmten Anwendungen, bei denen es lediglich wünschenswert ist, die Position oder eine andere Eigenschaft eines Objektes zu messen, das Fehlersignal, welches durch den Signalverarbeitungsabschnitt 146 erzeugt wird, keiner Servoschaltung zugeführt werden, sondern kann an einen anderen Verwender der Informationen angeschlossen werden bzw. diesem zugeführt werden, beispielsweise einem Computer oder einer Meßanzeigevorrichtung. In diesem Fall können das Spurverfolgungsservosystem 94 und die Strahlablenkeinrichtung, die durch den Induktor 52 symbolisiert wird, weggelassen werden.
Es wird eine Implementierung der Schaltungsanordnung, die in Fig. 6 veranschaulicht ist, unter Hinweis auf Fig. 13 erläutert. Die Spurverfolgungssignale 544, 546, die von den Fotodetektoren des optischen Aufnahmegliedes empfangen werden, befinden sich in einer allgemein um 90 Grad verschobenen Beziehung und werden jeweils an die Eingänge der Differenzverstärker 548, 550 angelegt. Die Ausgangsgrößen der Differenzverstärker 548, 550 repräsentieren jeweilige Unterschiede zwischen deren Eingangssignalen 548, 550 und eine Offsetspannung, die durch einen Spannungsteiler 552 erzeugt wird. Die Ausgangsgrößen der Differenzverstärker 548, 550 bilden jeweils Eingangsgrößen für die Multiplizierer 554 und 556.
Ein Funktionsgenerator 558 erzeugt eine Kosinusfunktionsausgangsgröße 560 und eine Sinusfunktionsausgangsgröße 562, die jeweils zweite Eingangsgrößen der Multiplizierer 554, 556 bilden. Ein Summierverstärker 564 empfängt die Ausgangsgrößen der Multiplizierer 554, 556 und erzeugt ein Spurverfolgungssignal 566. Das Spurverfolgungssignal 566 wird zu der optischen Aufnahmeeinrichtung über eine Verbindung 568 zurückgekoppelt, um es in die Servospurverfolgungsschleife einzuspeisen. Das Spurverfolgungssignal 566 wird auch an ein Potentiometer 570 gekoppelt, welches die örtliche Rückkopplungsschleifenverstärkung einstellt. Von dem Potentiometer 570 aus wird das Spurverfolgungssignal 566 an eine Kompensationsschaltung 572 gekoppelt, deren Zweck darin besteht, eine Phasen- und Verstärkungskompensation einzuführen, um die Schleifenstabilität aufrechtzuerhalten. Der Funktionsgenerator 558 empfängt eine erste Eingangsgröße 574 von der Kompensationsschaltung 572 und eine zweite Erdungseingangsgröße 576.
Fig. 14 veranschaulicht den Funktionsgenerator 558 mehr in Einzelheiten. Ein Analog-zu-Digital-Umsetzer 580, in bevorzugter Weise ein AD779KN empfängt die Eingangsgrößen 574, 576 (Fig. 13) und führt zwei strukturell identische Einheiten zu, die allgemein mit 585, 595 bezeichnet sind. Die Einheit 585 erzeugt eine Sinusfunktion und die Einheit 595 erzeugt eine Kosinusfunktion. Zum Zwecke einer kurzen Darstellung wird lediglich die Einheit 585 im folgenden beschrieben. Die Ausgänge 583 des Analog-zu-Digital-Umsetzers 580 sind mit Adressenleitungen 587 eines löschbaren programmierbaren Speichers 582 verbunden. Bei dieser Ausführungsform besitzt der Analog-zu-Digital-Umsetzer 580 eine höhere Bitauflösung als dies erforderlich ist, und die niedrigstwertige Bitposition 586 ist daher geerdet. Die Ausgangsgrößen 583 liefern somit einen Vektor in den löschbaren programmierbaren Speicher 582 und es wird ein entsprechender Sinuswert auf die Datenleitungen 588 ausgegeben. Der durch das Signal auf den Leitungen 588 wiedergegebene Sinuswert wird dann in ein analoges Signal in einem Digital-zu-Analog-Umsetzer 590 umgewandelt, der aus einem AD767KN bestehen kann. Die vier niedrigstwertigen Positionen 592 des Digital-zu-Analog-Umsetzers 590 sind geerdet, da dieser eine höhere Auflösung besitzt als dies erforderlich ist. Die analoge Ausgangsgröße 593 wird an eine Filterschaltung 594 gekoppelt, deren Zweck darin besteht, das Signal zu dämpfen, um ein Aliasing zu beseitigen.
Die Einheit 595 unterscheidet sich von der Einheit 585 lediglich darin, daß ein unterschiedlicher Datensatz in deren löschbarem programmierbarem Speicher 586 gespeichert ist, um eine Kosinusfunktion zu erzeugen. In bevorzugter Weise sind die Daten derart programmiert, daß dann, wenn 0 Volt in die Einheiten 585, 595 durch den Analog-zu-Digital-Umsetzer 580 eingespeist werden, die Ausgangsgrößen 597, 598 Spannungen mit gleicher Größe besitzen, in bevorzugter Weise 0,7 Volt.
Beim Programmieren der löschbaren programmierbaren Speicher 582, 597 ist es erforderlich, der Tatsache Rechnung zu tragen, daß der Analog-zu-Digital-Umsetzer 580 zwei komplementäre Signale erzeugt, wie sie vom Gesichtspunkt der löschbaren programmierbaren Speicher 582, 597 aus nicht sequentiell oder linear sind. Es ist daher eine Einstellung der Daten in den Speichern erforderlich, um echte Sinus- und Kosinusfunktionen zu generieren. Es können die Computerprogrammlistings in den folgenden Listings 1 und 2 ausgeführt werden, um geeignete Daten zum Programmieren der löschbaren programmierbaren 582, 597 zu erzeugen.
Es werden herkömmliche Zeitsteuersignale, die für die Funktion der integrierten Schaltungen in Fig. 14 erforderlich sind, durch einen Zeitsteuerblock 600 geliefert, der mehr in Einzelheiten in Fig. 15 veranschaulicht ist. Ein Kristalloszillator 602 arbeitet auf 24 MHz und ist an einen Zähler 604 gekoppelt, der aus einem 74HC4060J bestehen kann. Die durch den Block 600 entwickelten Zeitsteuersignale enthalten ein Chipwählsignal 606, ein Chipfreigabesignal 608, ein Ausgabefreigabesignal 610 und ein Umsetzfreigabesignal 612.
Die Fig. 16-18 veranschaulichen den Betrieb der Ausführungsform, die in Fig. 13 gezeigt ist. In Fig. 16 bilden eine Vielzahl von Spuren 620-625 eine interessierende Zone für eine optische Aufnahme, die sich entlang einer Bahn 626 bewegt. Ein HF- Playbacksignal von der optischen Platte, die gelesen werden soll, ist als Wellenform 628 dargestellt, wobei Maxima Spurkreuzungsstellen wiedergeben und Minima Zwischenspurzonen wiedergeben. Die Wellenform 630 ist ein Störsignal, welches den optischen Kopf zwingt, von seiner momentanen Spur abzuweichen. Die Wellenformen 632 und 634 repräsentieren die Ausgangsgröße der Sinus- und Kosinusgeneratoren auf den Leitungen 562 bzw. 560 (Fig. 13). Fig. 17 ist ähnlich der Fig. 16 und es sind ähnliche Wellenformen mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Wellenformen 636 und 638 repräsentieren die Ausgangsgrößen der Verstärker 548 und 550. Fig. 18 veranschaulicht den Betrieb des Systems im Ansprechen auf ein Zwangssignal 642, welches die optische Aufnahmevorrichtung veranlaßt, über mehrere Spuren der optischen Platte hinweg eine Bewegung durchzuführen. Die Wellenform 640 repräsentiert das HF-Playbacksignal.
Die Wellenformen 644 und 646 repräsentieren die Ausgangsgrößen der Verstärker 548 und 550.
Um nun auf die Fig. 1, 3, 6 und 19 einzugehen, so ist ein Fokussignalverarbeitungsabschnitt 700 des Signalverarbeitungssubsystems 104 der vorliegenden Erfindung in Fig. 19 gezeigt. Der Fokussignalverarbeitungsabschnitt ist in seiner Konstruktion ähnlich derjenigen des Spurverfolgungssignalverarbeitungsabschnitts 300, der in Fig. 6 gezeigt ist, und die Komponenten, die ähnliche Funktionen oder gleiche Funktionen haben, sind in Fig. 19 mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Objektivlinse 54 (Fig. 1) wird durch einen Fokussierungsantrieb 702 in einer Richtung angetrieben, die allgemein senkrecht zu derjenigen der optischen Platte 26 verläuft. Ein Fotodetektor 712 eines bekannten Typs ist der Objektivlinse 54 zugeordnet und spricht auf die Position der Objektivlinse 54 in bezug auf eine identische Fokusebene an, die mit der Oberfläche der optischen Platte 26 koinzidiert. Der Ausgang des Fotodetektors 712 ist mit dem ersten Vorverstärker 316 und mit dem zweiten Vorverstärker 320 verbunden. Die Ausgangsgröße 484 wird zu einem Fokusfehlerservosubsystem 794 geliefert, welches eine Rückkopplung zu dem Fokussierungsantrieb 702 bildet. Die Betriebsweise des Fokussiersignalverarbeitungsabschnitts 700 ist ansonsten die gleiche wie diejenige des Spurverfolgungssignalverarbeitungsabschnitts 300 und wird der Kürze halber nicht nochmals wiederholt.
Fig. 20 vergleicht die Betriebseigenschaften eines Systems, welches die Ausführungsform von Fig. 19 verwendet, mit einem herkömmlichen Fokussteuer- oder -regelsystem. Die Größe des Fokusfehlersignals ist gegenüber einer Versetzung oder Verschiebung des Fokuspunktes eines Strahles von einer gewünschten Ebene aufgetragen, was durch den Punkt 805 angezeigt ist. Die sinusförmige Kurve, die durch das Fokusfehlersignal 804 eines herkömmlichen Servosystems beschrieben wird, besitzt einen verwendbaren Betriebsbereich, der als ein Abmaß "A" gezeigt ist. Das Fokusfehlersignal 806, welches durch einen Controller gemäß der Erfindung beschrieben wird, ist in einem erweiterten Betriebsbereich im wesentlichen linear, der durch das Maß "B" angezeigt ist, welches größer ist als das Maß "A". In der Praxis beträgt das Maß "B" wenigstens das Zweifache des Maßes "A". Die Linien 808 und 810 repräsentieren jeweils die obere bzw. die untere Grenze des Fokussierungsbereiches des herkömmlichen Fokussteuersystems. Die Wellenform 802 gibt einen zeitlichen Verlauf des Fokusfehlersignals in einer typischen Anwendung wieder. Die Ausschläge der Wellenform 802 überschreiten die Grenzen, die durch die Linien 808, 810 definiert sind und das herkömmliche System würde dabei den Fokusfangzustand (focus lock) verlieren. Der Betriebsbereich des Fokussteuersystems gemäß der Erfindung ist durch die Linien 812, 814 definiert und die Wellenform 802 bleibt gut innerhalb des Betriebsbereiches des erfindungsgemäßen Systems.

Claims

1. . Gerät zur Steuerung eines fokussierten Strahles einer Strahlungsenergie, mit:

einem optischen Element (10), um den fokussierten Strahl zu lenken;

einem Stellglied (52), welches an dem optischen Element betreibbar ist, um einen Fokussierungspunkt des fokussierten Strahls in einer Richtung einer vorbestimmten Position radial zu verschieben;

einem Detektor (304, 308), der das Licht von dem Strahl empfängt und erste (368) und zweite (376) Ausgänge hat, die auf eine radiale Verschiebung eines Fokussierungspunktes des Strahles von der vorbestimmten Position aus ansprechen;

einer Schaltung (94), die an die Ausgänge des Detektors gekoppelt ist, um ein Spurverfolgungsfehlersignal zu erzeugen, welches eine radiale Verschiebung des Fokussierungspunktes des Strahles von der vorbestimmten Position aus wiedergibt;

einer Servoeinrichtung, die an das Stellglied (52) gekoppelt ist und mit dem Spurverfolgungsfehlersignal gekoppelt ist, wobei das Stellglied auf die Servoeinrichtung anspricht, um den Fokussierungspunkt des Strahles auf eine vorbestimmte Position radial zu verschieben;

gekennzeichnet durch:

eine örtliche Rückkopplungsschleife (344), die an die Ausgänge des Detektors gekoppelt ist, wobei die Schleife folgendes enthält:

einen ersten Generator (364) für eine periodische Funktion, der auf das Spurverfolgungsfehlersignal anspricht; und

einen zweiten Generator (360) für eine periodische Funktion, der auf das Fehlersignal anspricht, wobei der zweite Generator für die periodische Funktion eine Ausgangsgröße liefert, die sich von einer Ausgangsgröße des ersten Generators für eine periodische Funktion um einen Phasenwinkel unterscheidet;

einen ersten Multiplizierer (332) zum Multiplizieren der ersten Ausgangsgröße des Detektors mit der Ausgangsgröße des ersten Generators für die periodische Funktion; und

einen zweiten Multiplizierer (336) zum Multiplizieren der zweiten Ausgangsgröße des Detektors mit der Ausgangsgröße des zweiten Generators für die periodische Funktion;

bei dem die Ausgangsgrößen des ersten und des zweiten Multiplizierers als Eingangsgrößen der Schaltung (94) vorgesehen werden.

2. Gerät nach Anspruch 1, bei dem die periodische Eigenschaft im wesentlichen sinusförmig ist und bei dem der erste Generator (364) für die periodische Funktion und der zweite Generator (360) für die periodische Funktion aus einem Sinusgenerator bestehen.

3. Gerät nach Anspruch 1, bei dem die erste und die zweite Ausgangsgröße des Detektors eine angenähert Neunzig-Grad-Phasenverschiebungsbeziehung zueinander haben, und zwar in bezug auf die radiale Verschiebung des Strahls, und wobei der Phasenwinkel angenähert neunzig Grad beträgt.

4. Gerät nach Anspruch 1, bei dem das erste und das zweite Detektionssignal eine angenähert neunzig Grad Phasenverschiebungsbeziehung zueinander haben, und zwar in bezug auf die radiale Verschiebung des Strahls.

5. Gerät nach Anspruch 4, bei dem der Phasenwinkel in einem Bereich von etwa 60 Grad bis etwa 120 Grad liegt.

6. Gerät nach Anspruch 5, bei dem der Phasenwinkel angenähert 90 Grad beträgt.

7. Verfahren zum Fokussieren eines Strahls einer Strahlungsenergie mit den folgenden Schritten:

Erzeugen von ersten (368) und zweiten (376) Detektionssignalen, die auf eine radiale Position eines Fokus des Strahls ansprechen;

Erzeugen eines Spurverfolgungsfehlersignals, welches eine radiale Verschiebung des Fokus von einer vorbestimmten Position aus wiedergibt, wobei das Spurverfolgungsfehlersignal eine periodische Eigenschaft relativ zu der radialen Verschiebung besitzt;

Wiederherstellen des verschobenen Fokus zu der vorbestimmten Position hin im Ansprechen auf das Spurverfolgungsfehlersignal;

gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

Erzeugen eines ersten periodischen Signals (440), im Ansprechen auf das Spurverfolgungsfehlersignal; und

Erzeugen eines zweiten periodischen Signals (448) im Ansprechen auf das Spurverfolgungsfehlersignal, wobei das zweite periodische Signal sich von dem ersten periodischen Signal durch einen Phasenwinkel unterscheidet;

wobei der Schritt gemäß der Erzeugung eines Spurverfolgungsfehlersignals mit Hilfe der folgenden Schritte durchgeführt wird:

Multiplizieren des ersten Detektionssignals mit dem ersten periodischen Signal, um ein erstes Produktsignal (460) zu bilden;

Multiplizieren des zweiten Detektionssignals mit dem zweiten periodischen Signal, um ein zweites Produktsignal (472) zu liefern; und

Bestimmen einer Differenz zwischen dem ersten Produktsignal und dem zweiten Produktsignal.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem das erste und das zweite Detektionssignal und das erste und das zweite periodische Signal im wesentlichen sinusförmig sind.

9. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die erste und die zweite Ausgangsgröße des Detektors angenähert eine gegenseitige Neunzig-Grad- Phasenverschiebungsbeziehung haben, und zwar in bezug auf die radiale Verschiebung des Strahls, und bei dem der Phasenwinkel angenähert neunzig Grad beträgt.

10. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Phasenwinkel in einem Bereich von angenähert 60 Grad bis angenähert 120 Grad liegt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Phasenwinkel angenähert 90 Grad beträgt.