199033. lajstromszámú szabadalom • Nyomvonal szabályozókör optikai letapogató készülékhez
1 HU 199033 B 2 A találmány tárgya nyomvonal szabályozókor optikai letapogató készülék számára, melynél a TE nyomvonal hibajel két fotofeszültség különbségéről van előállítva. Egy optikai letapogató készülék, egy úgynevezett optikai pick-up működése és felépítése az Electronic components oC applications című kiadványban (Vol. 6, No. 4, 1984), a 209-215. oldalon van leírva. A lézerdióda által kibocsátott fénysugár lencsék segítségével a CD-lemezre van fókuszálva, és onnan egy fotodetektorra verődik vissza. A fotodetektor kimeneti jeléből vannak visszaállitva a CD-lemezen tárolt adatok, valamint a tényleges érték a fókusz és a nyomvonal-szabályozó kör számára. A fent említett irodalmi helyen a fókuszszabályozó kör számára előállított tényleges értéknek a névértéktól való eltérését mint focusing error jelölik, míg a nyomvonal-szabályozó kör tényleges értékének a névleges értéktől való eltérésére a radial tracking error kifejezést választották. A fókuszszabályozó kör számára beállító elemként egy tekercs szolgál, amelynek mágneses terében egy objektív lencse az optikai tengely mentén mozgatható. A fókuszszabályozó kör ily módon ezen objektív lencse eltolásával működik úgy, hogy a lézerdióda által kibocsátott fénysugár mindig a CD-lemezre legyen fókuszálva. A nyomvonal-szabályozó kör segítségével, melyet gyakran mint sugárirányú meghajtást is jelölnek, az optikai letapogató készülék a CD-lemezhez viszonyítva sugárirányban eltolható. Ily módon lehetséges a fénysugarat a CD-lemez spirál alakú adatnyomvonalán vezetni. Néhány készüléknél a sugárirányú meghajtás egy úgynevezett durva és egy úgynevezett finom meghajtásból épül fel. A durva meghajtás például mint orsó van kivitelezve, melynek segítségével az egész optikai letapogató készülék, beleértve a lézerdiódát, a lencséket, a prizmás sugárelosztót és a fotodetektort, sugárirányban eltolható. A finom meghajtással a fénysugár sugárirányban, például egy előre megadható kis szöggel megbillenthető úgy, hogy ezen billenés következtében a fénysugár önmagában egy kis mértékben a CD-lemez egyik sugarának mentén el tud mozdulni. Ahhoz, hogy az adatokat kifogástalan minőségben vissza lehessen játszani, legyen az például kép és hang egy video lemezjátszónál, vagy csupán hang egy CD-lejátszónál, a video illetve CD lemezre történő pontos fókuszálás mellett az is szükséges, hogy a fénysugarat pontosan a lemez adatnyomvonala mentén vezessük. Az 1. ábra egy CD-lejátszó optikai letapogató készülékének PD fotodetektorát mutatja, melynél a három, LI, L2 és L3 lézersugár a CD-lemezre van fókuszálva. Az L1 és L2 lézersugarak a + 1 és - 1 rendű difrakciós sugarak. Egy ilyen letapogató készüléket a bevezetőben említett irodalmi helyen mint háromsugaras leszedőt (three-beam pick-up) említenek. A fotodetektornál négy négyzet alakú A, B, C és D fotodióda úgy van összefogva, hogy azok egy újabb négyzetet képeznek. Ezen négy A, B, C és D fotodiódából képezett négyzethez képest átlósan egymással szemben van elhelyezve két további négyzet alakú E és F fotodióda. A középső L1 lézersugár, amely a négy A, B, C és D fotodiódára van fókuszálva, előállítja a HF = AS + BS + CS + DS adatjelet, és az FE = (AS + CS) - (BS + DS) fókusz hibajelet. A két külső L2 és L3 lézersugár, melyek közül az elöl levő L2 lézersugár az E fotodiódára, a hatullevő L3 lézersugár az F fotodiódára esik, előállítja a TE = ES - FS nyomvonal hibajelet. A képletekben AS, BS, CS, DS, ES és FS betűkkel van rendre jelölve az A, B, C, D, E és F fotodiódák fotofeszűltsége. Mivel az optikai letapogató készülékben a középső L1 lézersugár vonalában egy asztigmatikusan ható kollimátorlencse van elhelyezve, a középső L1 lézersugár pontos fókuszálás esetén kör alakot vesz fel. A négy A, B, C és D fotodiódákból képezett nagy négyzeten, mig defókuszálás esetén a képe ellipszis alakú. Az 1. ábra a fókuszálás és a pontos nyomvonal vezetés esetét mutatja, amit a későbbiekben még ismertetünk. Mivel az L1 lézersugárnak a nagy négyzeten leképezett fényfoltja kör alakú, az FE fókusz hibajel értéke FE = (AS + CS) - (BS + DS) = 0. Az FE fókusz hibajel 0 értékéből a fókuszszabályozó kör felismeri, hogy ez a pontos fókuszálás esete. Az lb. ábrán a defókuszálásnak egy esete van ábrázolva, amikor a CD-lemez túlzottan messzire van eltávolítva az objektiv lencsétől. Az FE fókusz hibajel negatív: FE = (AS + CS) - (BS + DS) < 0. Az FE fókusz hibajel negativ értékéből a fókuszszabályozó kör felismeri, hogy a távolság a CD-'emez és az objektív lencse között túl nagy. Ezért az objektiv lencsét a fókuszszabályozó kár beállító eleme mindaddig közelíti a CD-lemezhez, amíg az FE fókusz hibajel értéke 0 lesz. A defókuszálásnak egy másik esetét, amikor az objektív lencse túl közel van a CD-lemezhez, az le. ábra mutatja. Az FE . fókusz hibajel pozitív értéket vesz fel: FE = (AS + CS) - (BS + DS) > 0. Az FE fókusz hiba jel pozitív értékéből a fókuszszabályozó kör felismeri, hogy az objektiv lencse túl közel van a CD-lemezhez. Ezért a beállító elem mindaddig távolítani fogja az objektív lencsét a CD-lemeztől, amíg az FE fókusz hibajel értéke 0 lesz. A következőkben azt tárgyaljuk, hogyan történik a nyomvonalvezetés a nyomvonalszabályozó kör segítségével. Az la., lb. és le. ábrán az LI, L2 és L3 lézersugarak pontosan követik a nyomvona5 ro 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
