DE19705777C2 - Verfahren zum Unterscheiden von Platten unterschiedlicher Dicke und optischer Aufnehmer, der ein solches Verfahren verwendet - Google Patents
Verfahren zum Unterscheiden von Platten unterschiedlicher Dicke und optischer Aufnehmer, der ein solches Verfahren verwendetInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Unterscheiden
von Platten unterschiedlicher Dicke und auf einen optischen Aufnehmer, der ein solches
Verfahren verwendet.
Ein optischer Aufnehmer speichert Informationen, wie etwa Video- oder Audio
daten, auf einem optischen Aufzeichnungsmedium, wie etwa auf Platten, oder gibt diese
von diesem wieder. Der Aufbau einer Platte ist derart, daß eine Aufzeichnungsober
fläche auf einem Substrat aus Plastik oder Glas geformt ist. Um Information auf eine
Platte hoher Dichte schreiben oder von dieser lesen zu können, muß der Durchmesser
des verwendeten, optischen Punktes sehr klein sein. Zu diesem Zwecke wird die nume
rische Apertur (NA) einer Objektivlinse im allgemeinen groß gemacht, und es wird eine
Lichtquelle mit einer kurzen Wellenlänge verwendet. Die Verwendung einer Lichtquelle
mit kurzer Wellenlänge und eines hohen Wertes für die numerische Apertur verringert
jedoch den zulässigen Kippwinkel der Platte bezüglich der optischen Achse. Dieser auf
solche Weise verringerte, zulässige Kippwinkel der Platte kann durch Verringern der
Plattendicke erhöht werden.
Unter der Annahme eines Kippwinkels θ der Platte kann der Wert eines Ko
maabberationskoeffizienten W31 erhalten werden aus:
wobei d und n die Dicke beziehungsweise den Brechungsindex der Platte angeben. Wie
aus der obigem Beziehung verständlich wird, ist der Komaaberrationskoeffizient propor
tional dem Kubik der numerischen Apertur. Daher hat unter Berücksichtigung der Tat
sache, daß die numerische Apertur der Objektivlinse, wie sie für eine herkömmliche
Kompaktdisk erforderlich ist, 0,45 beträgt und die für eine digitale Videoplatte 0,6
beträgt, eine digitale Videoplatte einen um 2,34 mal größeren Komaaberrationkoeffi
zienten als eine. Der maximal zulässige Kippwinkel der digitalen Videoplatte wird da
her so kontrolliert, daß er auf etwa die Hälfte desjenigen einer herkömmlichen Kom
paktdisk eingestellt ist. Folglich sollte, um den maximal zulässigen Kippwinkel der
Videoplatte an den der Kompaktdisk anzupassen, die Dicke der digitalen Videoplatte
verringert werden.
Jedoch kann eine solche Platte mit verringerter Dicke, die eine Lichtquelle kür
zerer Wellenlänge (mit hoher Dichte) verwendet, zum Beispiel eine digitale Videoplatte,
nicht in einer herkömmlichen Aufzeichnungs/Wiedergabe-Vorrichtung, also einem Plat
tenabspielgerät für die Kompaktdisk, das eine Lichtquelle mit längerer Wellenlänge
verwendet, verwendet werden, da eine Platte mit einer nicht standardgemäßen Dicke zu
einer sphärischen Aberration entsprechend dem Unterschied der Plattendicke zu der
Dicke einer normalen Platte führt. Wenn die sphärische Aberration stark erhöht wird,
kann es sein, daß der auf der Platte geformte Lichtpunkt nicht die für eine Aufzeich
nung notwendige Intensität besitzt, was eine genaue Aufzeichnung der Information ver
hindert. Außerdem ist bei der Wiedergabe das Signal/Rausch-Verhältnis zu gering, um
die Information genau wiederzugeben.
Daher ist ein optischer Aufnehmer, der eine Lichtquelle mit einer kurzen Wel
lenlänge, z. B. 650 nm, verwendet, der für Platten mit unterschiedlichen Dicken, wie
etwa für Kompaktdisks oder digitale Videoplatten, kompatibel ist, vonnöten.
Zu diesem Zweck sind Forschungen für Vorrichtungen durchgeführt, die zwei
Platten unterschiedlicher Dicke verwenden und einen einzigen optischen Aufnehmer,
der eine Lichtquelle kürzerer Wellenlänge verwendet, besitzt, im Gang. Linsenanord
nungen, die eine Hologrammlinse beziehungsweise eine Brechungslinse verwenden,
wurden vorgeschlagen (Japanische Patentveröffentlichung Nr. Hei 7-98431).
Die Fig. 10 und 11 zeigen die Fokussierung von gebrochenem Licht nullter
Ordnung und erster Ordnung auf Platten 3a und 3b unterschiedlicher Dicke. Eine mit
einem Gittermuster 11 versehene Hologrammlinse 1 und eine Brechungs-Objektivlinse
2 sind entlang des Lichtwegs vor den Platten 3a und 3b angeordnet. Das Gittermuster
11 bricht die Lichtstrahlen 4 von einer Lichtquelle (nicht gezeigt), wenn sie durch die
Hologrammlinse 1 gehen, um somit das durchgehende Licht in einen gebrochenen
Lichtstrahl erster Ordnung 41 und in einen Lichtstrahl nullter Ordnung 40 zu trennen,
von denen jeder mit unterschiedlicher Stärke von der Objektivlinse 2 auf einen geeigne
ten Brennpunkt auf der dickeren Platte 3b oder der dünneren Platte 3a fokussiert wird,
wodurch Daten-Schreib/Lese-Vorgänge auf Platten unterschiedlicher Dicke ermöglicht
werden.
Jedoch verringert bei der Verwendung einer solchen Linsenanordnung die Tren
nung des Lichts in zwei Strahlen (also Licht nullter Ordnung und erster Ordnung) durch
die Hologrammlinse 1 die Wirksamkeit des tatsächlich erzeugten Lichts um 15%. Au
ßerdem wird, da die Information während des Lesevorgang nur in einem der beiden
Strahlen vorhanden ist, der keine Information übermittelnde Strahl wahrscheinlich als
Rauschen detektiert. Darüber hinaus erfordert die Herstellung einer solchen
Hologrammlinse einen hochgenauen Vorgang zum Ätzen eines feinen Hologrammu
sters, der die Herstellungskosten erhöht.
Fig. 12 ist ein schematisches Diagramm eines herkömmlichen optischen Auf
nehmers (US-Patent Nr. 5 281 797), der anstelle einer Hologrammlinse wie oben eine
Aperturblende 1a zum Ändern des Aperturdurchmessers verwendet, so daß Daten so
wohl auf eine Platte mit größerer Wellenlänge als auch auf eine Platte mit kürzerer
Wellenlänge aufgezeichnet werden können und daß Informationen von diesen wiederge
geben werden können. Die Aperturblende 1a ist zwischen einer Objektivlinse 2 und
einer Kollimationslinse 5 angeordnet und kontrolliert einen Lichtstrahl 4, der von einer
Lichtquelle 9 emittiert wird und über einen Strahlteiler 6 übertragen wird, indem sie die
Fläche des Lichtdurchgangsbereichs, also die numerische Apertur, richtig einstellt. Die
diametrale Apertur der Aperturblende 1a wird entsprechend der Größe des Fokuspunk
tes eingestellt und läßt immer den Lichtstrahl 4a des zentralen Bereichs durch, blockiert
aber den Lichtstrahl 4b des peripheren Bereichs oder läßt diesen je nach ihrem einge
stellten Zustand durch. In Fig. 12 bezeichnet das Bezugszeichen 7 eine Sammellinse,
und das Bezugszeichen 8 bezeichnet einen Photodetektor.
In der optischen Vorrichtung mit dem obigen Aufbau ändern sich, wenn die
variable Blende aus einer mechanischen Blende geformt ist, ihre strukturellen Resonanz
charakteristiken in Abhängigkeit von der effektiven Apertur der Blende, und somit wird
die Installation in ein Stellglied zum Einstellen der Objektivlinse in der Praxis schwie
rig. Um dieses Problem zu lösen, können Flüssigkristalle zum Bilden der Blende ver
wendet werden. Dies behindert aber eine Minitiaturisierung des Systems in starkem
Maße, verschlechtert die Wärmefestigkeit und Beständigkeit und erhöht die Herstel
lungskosten.
Alternativ kann eine getrennte Objektivlinse für jede Platte vorgesehen werden,
so daß ein spezielle Objektivlinse für eine bestimmte Platte verwendet wird. In diesem
Fall wird jedoch, da eine Einstellvorrichtung zum Ersetzen der Linse benötigt wird, der
Aufbau komplex, und die Herstellungskosten wachsen entsprechend an.
Der zuvor beschriebene optische Aufnehmer besitzt eine Vorrichtung zum Unter
scheiden der Platten nach ihrer Dicke, so daß ein entsprechender Schaltkreis arbei
tet, wenn eine Platte mit einer anderen Dicke eingesetzt wird. Diese Vorrichtung un
terscheidet Platten durch ein Wiedergabesignal, das aus Signalen aller Detektionse
lemente des Photodetektors erhalten wird. Jedoch ist bei einer solchen Vorrichtung
die zum Unterscheiden von Platten notwendige Zeit lang, und es können Fehler beim
Unterscheiden von Platten auftreten.
Die Lehre nach DE 30 48 708 A1 dient dem Auffinden der informationstragenden O
berfläche einer optischen Disk. Dabei wird festgestellt, ob die Information auf der o
beren oder unteren Oberfläche dieser optischen Disk befindlich ist, während die Ob
jektivlinse durch die Fokuspositionen bewegt wird. Die Linse wird in Richtung der op
tischen Platte bewegt. Währenddessen wird das reflektierte Signal am Detektor auf
gezeichnet. Ein Peak a1 eines solchen Detektorsignals tritt auf, wenn der Fokus der
Objektivlinse durch die obere Oberfläche geht. Der Peak a2 erscheint, wenn der Fo
kuspunkt durch die untere Oberfläche geht. Da der Peak b2 des Differentialsignals
größer als ein entsprechender Referenzwert ist, wird die Oberfläche, entsprechend
der Lage des Peaks als informationstragende Oberfläche erkannt. Nachdem diese
informationstragende Oberfläche erkannt worden ist, wird ein Regelkreis betrieben,
um den Fokus auf dieser informationstragenden Oberfläche zu halten Dazu ist ein
geschlossener Regelkreis mit einem Rückkopplungssystem vorgesehen. Ist die in
formationstragende Oberfläche einmal erkannt, wird der optische Aufnehmer mit
Hilfe des Regelkreises in der Fokusposition gehalten.
Dokument EP 0517490 A2/A3 beschreibt, dass eine Linse bewegt wird, bis ein Fo
kusfehlersignal Null ist, also der Fokus der Objektivlinse direkt eingestellt wird. Die
Information, ob eine dicke oder dünne Platte vorliegt, wird bei der weiteren Prozedur
nicht benötig.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Unterscheiden von
Platten und einen optischen Aufnehmer, der dieses verwendet, zu schaffen, wobei
das Verfahren einen Plattentyp schnell feststellen und ein stabiles Wiedergabesignal
erzeugen kann.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 und den optischen Auf
nehmer nach Anspruch 2 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhän
gigen Ansprüchen definiert.
Die obigen Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch eine
detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele derselben in Verbindung
mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher.
Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm eines optischen Aufnehmers nach der vorlie
genden Erfindung.
Fig. 2 zeigt einen Logikschaltkreis zur Signalverarbeitung zum Unterscheiden von
Platten für den optischen Aufnehmer nach der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 ist eine auszugsweise Ansicht der Position einer Objektivlinse bezüglich einer
dünnen Platte (eine digitale Videoplatte) in dem optischen Aufnehmer nach der vor
liegenden Erfindung.
Fig. 4 ist eine auszugsweise Ansicht der Position einer Objektivlinse bezüglich einer
dicken Platte (eine Kompaktdisk) in dem optischen Aufnehmer nach der vorliegenden
Erfindung.
Fig. 5 ist ein schematisches Diagramm einer neuen Objektivlinse, die für den opti
schen Aufnehmer nach der vorliegenden Erfindung geeignet ist.
Die Fig. 6 und 7 sind Draufsichten eines Photodetektors, der für den optischen
Aufnehmer nach der vorliegenden Erfindung mit der in Fig. 5 gezeigten Objektivlinse
verwendet wird, und zeigen den Zustand des Lichtempfangs des von einer dünnen
Platte beziehungsweise von einer dicken Platte reflektierten Lichts.
Fig. 8 ist ein Schaltkreisdiagramm eines Fokusfehlerdetektors für den in den Fig.
6 und 7 gezeigten Photodetektor.
Fig. 9 zeigt der Reihe nach ein Verfahren zum Unterscheiden von Platten nach der
vorliegenden Erfindung.
Die Fig. 10 und 11 sind schematische Diagramme eines herkömmlichen opti
schen Aufnehmers mit einer Hologrammlinse, die den Zustand zeigen, in dem ein
Lichtstrahl auf eine dünne Platte beziehungsweise auf eine dicke Platte fokussiert ist.
Fig. 12 ist ein schematische Diagramm eines weiteren herkömmlichen optischen
Aufnehmers.
In der vorliegenden Erfindung wird die Fokusspannung, die an ein Stellglied einer
Objektivlinse gegenüber einer Platte mit einer mit Information tragenden Oberfläche
angelegt wird, für eine vorgegebene Anzahl wiederholt erhöht oder erniedrigt, um die
Objektivlinse in die Fokusposition zu bewegen. Wenn die Objektivlinse in die Fokus
position bewegt ist, wird der Bewegungsabstand der Objektivlinse aus der Fokus
spannung festgestellt. In diesem Fall ist der Bewegungsabstand entweder die Span
nung oder der Strom, der dem Stellglied zugeführt wird, das mit der Positionsbewe
gung der Objektivlinse befaßt ist. Wenn der Bewegungsabstand größer als ein Be
zugswert ist, wird festgestellt, daß die Platte dick ist. Wenn auf der anderen Seite der
Bewegungsabstand kleiner als der Bezugswert ist, wird festgestellt, daß die Platte
dünn ist.
Fig. 1 zeig ein schematisches Diagramm eines optischen Aufnehmers nach der
vorliegenden Erfindung, mit dem der oben beschriebenen Vorgang durchgeführt wird.
Eine Objektivlinse 21 ist in einem vorgegebenen Abstand von einer Platte 30
angeordnet. Die Objektivlinse 21 ist in einem beweglichen Körper 22 eines Stellglieds
20 angeordnet. Wie in einem Stellglied eines allgemeinen optischen Aufnehmers ist eine
Spule 24, die einen Elektromagneten bildet, an dem beweglichen Körper 22 befestigt.
Eine Fokusspannung wird an die Spule 24 angelegt. Der bewegliche Körper 22 ist in
einem Fixierkörper 23 angeordnet. Ein Fixiermagnet 25, der dem Elektromagneten 24
des beweglichen Körpers 22 entspricht, ist in dem Fixierkörper 23 angeordnet. Die
Objektivlinse 21, ein Strahlteiler 60 und eine Fokussierlinse 81 und ein Photodetektor
90 sind in einem Lichtweg angeordnet, und ein Laserdiode 80 ist in dem anderen, von
dem Strahlteiler 60 aufgeteilten Lichtweg angeordnet.
In einem solchen Aufbau kann der Photodetektor 90 ein 4-fach oder 8-fach seg
mentierter Photodetektor sein. Die Anordnung der oben beschriebenen, optischen Ele
mente kann entsprechend dem gewünschten Design verändert werden, oder Elemente
können zu dieser hinzugefügt oder von dieser entfernt werden.
Eine von einem Fokuskontroller 71 erzeugte Fokusspannung FV wird an das
Stellglied 20 angelegt. Ein Fokusfehlersignal FES, das durch ein allgemeines Verfahren
erhalten wird, wird an den Fokuskontroller 71 angelegt.
Ein Positionssignaldetektor 72 zum Detektieren eines Fokusstroms FC in Abhän
gigkeit von der Einstellung der Fokusposition der Objektivlinse 21 ist in dem Pfad an
geordnet, über den die Fokusspannung FV angelegt wird.
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm eines Wiedergabe- und Fokussignalprozessors zum
Erhalten eines Wiedergabesignals und eines Fokussignals aus einem 4-fach segmentier
ten Photodetektor 90.
Der Photodetektor 90 ist vom 4-fach segmentierten Typ mit vier Detektorele
menten 91, 92, 93 und 94. Die Signale A und C von den ersten und dritten Elementen
91 und 93 werden von einem ersten Addierer S1 addiert, und die Signale B und D von
den zweiten und vierten Elementen 92 und 94 werden von einem zweiten Addierer S2
addiert. Die beiden von dem ersten und zweiten Addierer S1 und S2 erhaltenen Sum
mensignale A + C und B + D werden von einem dritten Addierer S3 addiert und dann als
Wiedergabesignal A + B + C + D ausgegeben. Das Wiedergabesignal wird zu einem Aus
wahlschalter S6 übertragen, mit dem ein digitales Videoplattenwiedergabegerät und ein
Kompaktdisksignalwiedergabegerät verbunden sind. Die Summensignale A + C und
B + D werden differentiell verstärkt und dann als verstärktes Fokusfehlersignal FES
(A + C - B - D) ausgegeben. Das Fokusfehlersignal wird an den Fokuskontroller 71 ange
legt. Der Fokuskontroller 71 stellt das Stellglied 20 entsprechend dem Fokusfehlersignal
FES ein, das heißt, der bewegliche Körper 22 mit der darin angeordneten Objektivlinse
21 wird bewegt, um die Objektivlinse 21 in eine Fokusposition zu bewegen. In diesem
Fall wird ein Signal, das von der Positionsbewegung der Objektivlinse abhängt, von
dem Positionssignaldetektor 72 erhalten und dann von einem Komparator S5 mit einem
Referenzwert verglichen. Wenn der Signalwert größer als der Referenzwert ist, wird
entschieden, daß die Platte eine dicke Platte ist, und dann wird der Auswahlschalter S6
betätigt, um das Wiedergabesignal an das Kompaktdiskwiedergabegerät anzulegen.
Wenn der Signalwert kleiner als der Referenzwert ist, wird der Auswahlschalter S6 im
Normalzustand gehalten, so daß das Wiedergabesignal an das digitale Videoplatten
wiedergabegerät angelegt wird.
In dem oben beschriebenen, optischen Aufnehmer nach der vorliegenden Erfin
dung wird die Objektivlinse durch das Fokusfehlersignal fokussiert. Wenn die Objektiv
linse fokussiert ist, wird das Positionssignal der Objektivlinse erhalten und dann mit
einem Referenzwert verglichen, um zu entscheiden, ob die Objektivlinse um einen Ab
stand bewegt wurde, der den Referenzwert übersteigt, wodurch die Dicke der Platte
festgestellt werden kann.
Im Allgemeinen gibt es einen Unterschied von etwa 0,6 mm zwischen einer
digitalen Videoplatte und einer Kompaktdisk in Richtung des Lichtwegs. In der Praxis
gibt es aber einen Unterschied von etwa 0,4 mm im Betriebsabstand der Objektivlinse
21. Bei dem optischen Aufnehmer nach der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise
die neutrale Position der Objektivlinse beibehalten, es wird also eine vorgegebene, neu
trale Spannung FVDVD an das Stellglied 20 angelegt, um ein Aufhängungssystem 26,
wie etwa eine Feder, zum Halten des beweglichen Körpers 22 des Stellglieds 20 im
stabilsten Zustand zu halten, wie in Fig. 3 gezeigt. Außerdem wird die Objektivlinse 21
vorzugsweise in Fokusposition bezüglich der digitalen Videoplatte angeordnet. Falls
eine Kompaktdisk verwendet wird, kann, wenn die Fokusspannung FVCD angelegt
wird, um die Objektivlinse 21 um ungefähr 0,4 mm der Platte anzunähern, wie in Fig.
4 gezeigt, Information von der Kompaktdisk wiedergegeben werden. Daher kann, wenn
eine digitale Videoplatte und eine Kompaktdisk verwendet werden, die Fokus
spannungsdifferenz (FVCD - FVDVD), die am Stellglied 20 anliegt, erhalten werden. Die
tatsächliche Bewegung der Objektivlinse kann aus der Differenz berechnet werden. Mit
anderen Worten wird der experimentell erhaltenen Berechnungskoeffizient S (also die
Empfindlichkeit) mit der Fokusspannungsdifferenz multipliziert, um den Abstand zu
erhalten. Der Abstand kann auch aus der Differenz zwischen dem Fokusstrom (FCDVD)
für eine digitale Videoplatte und dem Fokusstrom (FCCD) für eine Kompaktdisk erhal
ten werden, wie in den folgenden Gleichungen ausgedrückt:
in denen S die Empfindlichkeit, R den Widerstand und d den Bewegungsabstand von
einer Referenzposition der Objektivlinse angeben.
Eine Referenz zum Vergleichen des durch das oben beschriebene Verfahren
erhaltenen Bewegungsabstands ist notwendig. Da der Bewegungsabstand der Objektiv
linse wie oben beschrieben 0,4 mm beträgt, wird, wenn die Objektivlinse um mehr als
die Hälfte des Bewegungsabstands von der neutralen (Referenz-)Position aus bewegt
wird, also mehr als 0,2 mm, die Platte als Kompaktdisk festgestellt. Wenn die Objektiv
linse um weniger als 0,2 mm bewegt wird, wird die Platte als digitale Videoplatte fest
gestellt. Somit ist die Referenz die Spannung oder der Strom, wenn die Objektivlinse
um 0,2 mm bewegt wird.
Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer für den optischen Aufnehmer
nach der vorliegenden Erfindung verwendeten Objektivlinse 20. Die Objektivlinse 20 ist
mit einer Lichtsteuerungsvorrichtung 201 ausgestattet, um das Licht in dem Zwischen
bereich zwischen dem nahen und dem fernen Achsenbereich der einfallenden Licht
strahlen zu steuern. Hier stellt der nahe Achsenbereich den Bereich um die zentrale
Achse der Linse dar (die in der Optik durch die optische Achse gebildet wird), die eine
im wesentlichen zu vernachlässigende Aberration besitzt. Der entfernte Achsenbereich
stellt den Bereich dar, der relativ weiter von der optischen Achse entfernt ist als der
nahe Achsenbereich, und der Zwischenbereich ist der Bereich zwischen dem nahen
Achsenbereich und dem entfernten Achsenbereich.
Die Lichtsteuerungsvorrichtung kann so aufgebaut sein, daß sie das Licht aus
dem Bereich mit einer ringförmigen Struktur oder einer polygonalen Struktur, wie etwa
einer quadratischen Struktur, der einen kleineren Außendurchmesser als der effektive
Durchmesser der Objektivlinse besitzt, blockiert oder streut. Die Lichtsteuerungsvor
richtung kann auch ein transparentes Element sein, das mit einem Lichtsteuerungsfilm
von ringförmiger oder polygonaler, wie etwa quadratischer, Form versehen ist. Außer
dem kann der Lichtsteuerungsfilm in einer ober in zwei Ebenen der Objektivlinse an
geordnet sein. Das transparente Element kann in einem vorgegebenen Abstand von der
Objektivlinse entfernt angeordnet sein.
Weiterhin kann die Lichtsteuerungsvorrichtung eine Lichtsteuerungsvertiefung
einer vorgegebenen Form sein, die in der Lichtempfangsebene der Objektivlinse ge
formt ist, um das einfallende Licht zu brechen oder zu reflektieren. Es ist insbesondere
vorzuziehen, daß die Lichtsteuerungsvertiefung eine ringförmige Struktur um den nahen
Achsenbereich herum besitzt. Weiterhin kann die Lichtsteuerungsvertiefung auch eine
polygonale Struktur, wie etwa eine quadratische Struktur, besitzen. Es ist außerdem
vorzuziehen, daß die Lichtsteuerungsvertiefung derart geformt ist, daß sie um einen
vorgegebenen Winkel abgeschrägt ist, wobei ihre Bodenebene nicht senkrecht zum
Lichtweg ist, so daß das einfallende Licht in einer Richtung reflektiert werden kann, die
nicht parallel zum Lichtweg ist.
In dem optischen Aufnehmer nach der vorliegenden Erfindung, wie er in Fig. 6
gezeigt ist, ist ein Photodetektor 90a in einen zentralen Bereich 901 mit vier Elementen
91, 92, 93 und 94 und einen peripheren Bereich 902 mit vier Elementen 911, 921, 931
und 941, der den zentralen Bereich 901 umgibt, unterteilt. In diesem Fall besitzt der
zentrale Bereich 901 vorzugsweise einen Lichtdetektionsbereich einer Größe, die dem
Licht des nahen Achsenbereichs 901e entspricht, das von einer dicken Platte reflektiert
wird, wie in Fig. 7 gezeigt, und der periphere Bereich 902 besitzt vorzugsweise einen
Lichtdetektionsbereich einer Größe, das dem Licht des nahen Achsenbereichs und des
entfernten Achsenbereichs 902e entspricht, das von einer dünnen Platte reflektiert wird,
wie in Fig. 6 gezeigt. Wenn dann eine dicke Platte verwendet wird, wird nur das Licht
des nahen Achsenbereichs detektiert. Wenn eine dünne Platte verwendet wird, wird das
Licht sowohl des nahen Achsenbereichs als auch das des entfernten Achsenbereichs
detektiert. Vorzugsweise empfängt der periphere Bereich 902 das Licht des Bereichs,
der über die nahe Achse hinausgeht, also das Licht des entfernten Achsenbereichs, in
Abhängigkeit von der Änderung des Abstands zwischen der Platte und der Objektivlin
se. Vorzugsweise sind der zentrale Bereich des Photodetektors und der denselben umge
bende, periphere Bereich symmetrisch in der Hoch/Tief-Richtung und Links/Rechts-
Richtung der Gesamtstruktur. Es ist vorzuziehen, daß jeder Bereich in vier Teile aufge
teilt ist, um eine Symmetrie in der der Hoch/Tief-Richtung und Links/Rechts-Richtung
zu erreichen. Fig. 8 ist ein Schaltkreisdiagramm eines Fokusfehlersignaldetektors in
dem optischen Aufnehmer, der die verbesserte Objektivlinse und den 8-fach segmentier
ten Photodetektor verwendet.
Zwei Gruppen von Addierern S11 & S12 und S21 & S22 sind mit dem zentralen
Bereich 901 beziehungsweise dem peripheren Bereich 902 verbunden. Die jeweiligen
Addierer sind mit zwei diagonal angeordneten Elementen jedes Bereichs verbunden. Die
Addierer S11 & S12 und S21 & S22 des zentralen Bereichs 901 und des peripheren
Bereichs 902 sind mit Differentialverstärkern S31 und S32 für jeden Bereich verbunden.
Die Addierer S11 und S12 des zentralen Bereichs 901 sind direkt mit einem Fokusfeh
lersignalausgangsaddierer S40 verbunden, und die Addierer S21 und S22 des peripheren
Bereichs 902 sind dem Fokusfehlersignalausgangsaddierer S40 über einen Schalter S60
verbunden. Der Schalter wird von einem Komparator S50 betätigt. Der Komparator S50
vergleicht einen vorgegebenen Referenzwert, also eine Referenzspannung FV oder ei
nen Referenzstrom FC mit der Fokusspannung oder dem Fokusstrom, der von dem
Stellglied erhalten wird, um den Schalter S60 entsprechend dem Vergleichsergebnis zu
betätigen, wodurch festgelegt wird, ob das Fokusfehlersignal von dem peripheren Be
reich 902 an den Addierer S40 angelegt wird.
Wie oben beschrieben wird entsprechend der vorliegenden Erfindung im Falle
der Verwendung einer dicken Platte (Kompaktdisk), da der Schalter S60 im Aus-Zu
stand gehalten wird, das Fokusfehlersignal FES nur von den Signalkomponenten des
zentralen Bereichs 901 erzeugt. Im Falle der Verwendung einer dünnen Platte (digitale
Videoplatte) wird, da der Schalter S60 angeschaltet ist, das Fokusfehlersignal FES von
den Signalkomponenten sowohl von den zentralen als auch den peripheren Bereichen
901 und 902 erzeugt.
Fig. 9 zeigt schematisch den Vorgang der Unterscheidung von Platten durch das
zuvor beschriebene Verfahren und die zuvor beschriebene Vorrichtung und die anschlie
ßende Verarbeitung eines Wiedergabesignals als ein Beispiel.
Wenn eine dünne Platte (eine digitale Videoplatte) oder eine dicke Platte (Kom
paktdisk) eingelegt wird, wird der Erregungsbereich einer Objektivlinse, also der Fo
kusstrom, erhöht oder erniedrigt, um den Typ der Platte festzustellen, so daß die Objek
tivlinse m mal innerhalb ihres Bereichs von Fokussierbewegungen bewegt wird, wo
durch auf die oben beschriebene Weise von dem Stellglied ein
Objektivlinsenpositionssignal erhalten wird. In diesem Fall wird, da ein 4-fach oder
ein 8-fach segmentierter Photodetektor verwendet wird, das Fokusabstandssignal
durch ein astigmatisches Verfahren erhalten. Es wurde experimentell festgestellt,
daß eine für die Kompatibilität mit beiden Plattentypen ausreichende Lichtmenge
erhalten werden konnte und eine Stabilisierung des Fokusabstandssignals erreicht
werden konnte, wenn die Amplitude des Fokusabstandssignals für die Wiedergabe
einer dünnen Platte vier mal so groß ist wie für die Wiedergabe einer dicken Platte.
Die Fokusspannung oder der Fokusstromwert, der dem
Objektivlinsenpositionssignal entspricht, wird mit einem neutralen Strom
(Referenzwert) verglichen, um festzustellen, ob die Bewegung der Objektivlinse
geringer als 0,2 mm ist.
Wenn das Objektivlinsenpositionssignal kleiner als der Referenzwert ist,
wird entschieden, daß die Platte dünn ist, und die Fokussierung und eine
Spurverfolgung werden kontinuierlich durchgeführt, um ein Wiedergabesignal zu
erhalten. Das Wiedergabesignal geht durch eine Wellenformausgleichsvorrichtung
für eine dünne Platte (digitale Videoplatte), um ein ausgeglichenes
Wellenformsignal zu erhalten.
Wenn jedoch das Objektivlinsenpositionssignal größer als der Referenzwert
ist, wird entschieden, daß die Platte dick ist, und die Fokussierung und die
Spurverfolgung werden kontinuierlich durchgeführt, um ein Wiedergabesignal zu
erhalten. Das Wiedergabesignal geht durch eine Wellenformausgleichsvorrichtung
für eine dicke Platte (Kompaktdisk), um ein ausgeglichenes Wellenformsignal zu
erhalten.
Entsprechend dem Verfahren und der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfin
dung wird das Signal, das der Position einer Objektivlinse entspricht, direkt von einem
Stellglied detektiert und wird mit einem Referenzwert verglichen, um den Plattentyp
festzustellen. Daher wird eine schnelle Feststellung des Plattentyps ermöglicht, und die
Erzeugung eines stabilen Wiedergabesignals ist möglich. Insbesondere ist das Platten
unterscheidungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung geeignet für ein Verfahren
und eine Vorrichtung, die eine Objektivlinse und einen entsprechenden, 8-fach segmen
tierten Photodetektor verwendet, der Merkmale nach der vorliegenden Erfindung auf
weist.
Claims (7)
1. Verfahren zum Unterscheiden von Platten (30) unterschiedlicher Dicke, welches fol
gende Schritte umfaßt:
Erhöhen bzw. Erniedrigen eines an einem Stellglied (20) einer Objektivlinse (21), die einer Platte (30) mit einer Fläche, auf der Information aufgezeichnet ist, gegenüberliegt, anliegenden Fokussteuersignals, um die in einem Bereitschaftsmodus befindliche Ob jektivlinse (21) aus einer neutralen Position in eine der Platte (30) entsprechenden Fo kusposition zu bewegen;
Feststellen des Bewegungsabstandes der Objektivlinse (21) aus einem an dem Stell glied (20) anliegenden Fokusabstandssignal (FC), wenn sich die Objektivlinse (21) in die Fo kusposition bewegt;
Vergleich des Bewegungsabstandes mit einem Referenzwert und Entscheiden, daß die Platte (30) eine dicke Platte ist, wenn der Bewegungsabstand größer als der Referenz wert ist; und
Entscheiden, daß die Platte (30) eine dünne Platte ist, wenn der Bewegungsabstand kleiner als der Referenzwert ist.
Erhöhen bzw. Erniedrigen eines an einem Stellglied (20) einer Objektivlinse (21), die einer Platte (30) mit einer Fläche, auf der Information aufgezeichnet ist, gegenüberliegt, anliegenden Fokussteuersignals, um die in einem Bereitschaftsmodus befindliche Ob jektivlinse (21) aus einer neutralen Position in eine der Platte (30) entsprechenden Fo kusposition zu bewegen;
Feststellen des Bewegungsabstandes der Objektivlinse (21) aus einem an dem Stell glied (20) anliegenden Fokusabstandssignal (FC), wenn sich die Objektivlinse (21) in die Fo kusposition bewegt;
Vergleich des Bewegungsabstandes mit einem Referenzwert und Entscheiden, daß die Platte (30) eine dicke Platte ist, wenn der Bewegungsabstand größer als der Referenz wert ist; und
Entscheiden, daß die Platte (30) eine dünne Platte ist, wenn der Bewegungsabstand kleiner als der Referenzwert ist.
2. Optischer Aufnehmer zur Aufnahme von Signalen von Platten verschiedener Dicke,
mit
- - einer Objektivlinse (21), die entlang eines Lichtpfades, der von einer Lichtquelle aus geht, gegenüber einer Platte (30) angeordnet ist und einen vorgegebenen effektiven Durchmesser besitzt;
- - einen Fotodetektor (90, 90a) zur Erzeugung eines elektrischen Signales aus dem von der Platte reflektierten Licht;
- - einem Fokusfehlersignalgenerator (S1, S2, S4, S11, S12, S21, S22, S31, S32, S40) zur Erzeugung eines Fokusfehlersignals (FES) aus dem elektrischen Fotodetektorsi gnal;
- - einem Stellglied (21) mit einem beweglichen Körper (22), in dem sich die Objektivlin se (21) befindet, ein Hauptkörper (23) zum beweglichen Haltern des beweglichen Körpers (22) und eine Fokuseinstellvorrichtung zum Einstellen des Fokus der Objek tivlinse (21) bezüglich der Platte (30) durch Einstellen des Abstandes zwischen dem beweglichen Körper (22) und dem Hauptkörper (23);
- - einem Fokuskontroller (71) zum Anlegen eines Fokussteuerungssignales an das Stellglied (20) zum Bewegen der Objektivlinse in eine Fokusposition;
- - einem Fokusabstandssignaldetektor (72) zum Detektieren eines Fokusabstandssignales, das dem Abstand der Fo kusposition der Objektivlinse (21) von einer neutralen Position in Bereitschaftsstellung entspricht; und
- - einer Vergleichsvorrichtung (S5) zum Vergleichen des Fokusabstandssignales mit einem Re ferenzsignal, um den Plattentyp festzustellen.
3. Optischer Aufnehmer nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Hauptkörper (23) einen Magneten (25) umfaßt, der mit einer Antriebsspule (24) kor
respondiert, die an dem beweglichen Körper (22) befestigt ist.
4. Optischer Aufnehmer nach einem der Ansprüche 2 und 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Fokussteuerungssignal dem Fokusfehlersignal (FES) entspricht.
5. Optischer Aufnehmer nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
gekennzeichnet durch
eine Lichtsteuerungsvorrichtung (201), die entlang des Lichtpfades gegenüber der Ob jektivlinse (21) angeordnet ist, zum Steuern des Lichtes zwischen Bereichen (901e, 902e) nahe der Achse und fern der Achse des einfallenden Lichtes;
eine Strahlteilervorrichtung (60), die zwischen der Lichtsteuerungsvorrichtung (201) und der Lichtquelle (80) angeordnet ist;
einen Wiedergabesignalprozessor mit ersten und zweiten Signalprozessoren (100, 102) zum Erhalten von Wiedergabesignalen aus dem Signal des Fotodetektors und zum Verarbeiten derselben; und
eine Schaltvorrichtung (S6) zum Anlegen des Signales des Fotodetektors (90, 90a) in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses an den ersten (100) oder den zweiten (102) Signalprozessor.
eine Lichtsteuerungsvorrichtung (201), die entlang des Lichtpfades gegenüber der Ob jektivlinse (21) angeordnet ist, zum Steuern des Lichtes zwischen Bereichen (901e, 902e) nahe der Achse und fern der Achse des einfallenden Lichtes;
eine Strahlteilervorrichtung (60), die zwischen der Lichtsteuerungsvorrichtung (201) und der Lichtquelle (80) angeordnet ist;
einen Wiedergabesignalprozessor mit ersten und zweiten Signalprozessoren (100, 102) zum Erhalten von Wiedergabesignalen aus dem Signal des Fotodetektors und zum Verarbeiten derselben; und
eine Schaltvorrichtung (S6) zum Anlegen des Signales des Fotodetektors (90, 90a) in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses an den ersten (100) oder den zweiten (102) Signalprozessor.
6. Optischer Aufnehmer nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Lichtsteuerungsvorrichtung (201) in der Objektivlinse (21) geformt ist.
7. Optischer Aufnehmer nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Fotodetektor (90, 90a) ein 8-fach segmentierter Fotodetektor ist.
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