DE3002670C2

DE3002670C2 - Anordnung zur Messung der horizontalen Verformung von Informationsträgern

Info

Publication number: DE3002670C2
Application number: DE19803002670
Authority: DE
Inventors: Harald Dr.rer.nat. 3000 Hannover Ahrens; Helmut Dipl.-Ing. 3012 Langenhagen Stecher
Original assignee: Polygram 2000 Hamburg De GmbH
Current assignee: Polygram 2000 Hamburg De GmbH
Priority date: 1980-01-25
Filing date: 1980-01-25
Publication date: 1984-08-16
Also published as: DE3002670A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur berührungslosen Messung der Verformung in horizontaler Richtung von scheibenförmigen, Aufzeichnungsspuren aufweisenden, in einer horizontalen x-z-Ebene mit radialer x-Richtung und tangentialer z-Richtung befindlichen, um die vertikale y-Achse rotierenden Informationsträgern unter Verwendung einer Meßwertgeberanordnung mit nachfolgender Auswerteschaltung, die im wesentlichen aus einem Filtermittel aufweisenden Signalbewerter besteht, und der ausgangsseitig eine einen Oszillographen aufweisende Darstellungseinrichtung nachgeschaltet ist

Bei einer berührungslosen, optischen Abtastung von derartigen Informationsträgern ist eine Abtasteinrichtung erforderlich, die sich ständig in einer auf Bruchteile in der Größenordnung von Mikrometern genau definierten Position zu der auf dem rotierenden Informationsträger befindlichen Aufzeichnungsspur zu befinden hat Da die einzelnen Aufzeichnungsspuren in der Regel mil erheblichen Irregularitäten und Formfehlern behaftet sind, ist diese Bedingung nur dadurch zu erfüllen, daß man die Abtasteinrichtung mit einer Regeleinrichtung ständig auf exakter Position hält Für die Dimensionierung dieser Regeleinrichtung und für die Qualitätsüberwachung bei der Herstellung der Informationsträger ist es wichtig, diese Formfehler zu messen und in geeigneter Form darzustellen.

Aus der technischen Rundschau von Philips, 33, 1973/74, Nr. 7, Seiten 204 bis 205 ist eine solche Regeleinrichtung bekarmt, die dafür sorgt, daß die Abtasteinrichtung dem Verlauf der Aufzeichnungsspuren kontinuierlich langsam folgt und daß das Lichtstrahlbündel auf die jeweilige Aufzeichnungsspur schnell fokussiert wird. Doch sind aus dieser Anordnung nur die Regelsignale selbst zu gewinnen, die Verformung des Informationsträgers als explizite Größe ist nicht erfaßbar. Entsprechendes gilt von den Strahlnachführanordnunqen bei den Laserplattenspielern nach der DE-OS 27 28 624 und der DE-OS 25 12 321.

Weiterhin ist aus der DE-OS 21 07 135 eine Anordnung zur bcrührungsloscn, optischen Messung an rotierenden Werkstücken bekannt. Koch wird diese Anordnung nicht zur Messung von Verformungen verwendet

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung, die die horizontale Verformung der Aufzeichnungsspuren von rotierenden Informationsträgern berührungslos auf optischem Wege mißt, anzugeben, die mit einem Minimum an speziellem technischen Aufwand auskommt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Meßwertgeberanordnung eine an sich bekannte optische Abtasteinrichtung mit optischem Geber zur Abgabe eines auf der Oberfläche des Informationsträgers zu fokussierenden Lichtstrahlbündels und optischem Nehmer zum Empfang der dort reflektierten Lichtstrahlen, einschließlich einer von der Abtasteinrichtung mit einem Regelsignal angesteuerten Regeleinrichtung zur exakten Spurpositionierung des Lichtstrahlbündels in der Ebene des Informationsträgers ist, daß das die Meßgröße darstellende Ausgangssignal der Meßwertgeberanordnung das Regelsignal zur Steuerung der Regeleinrichtung ist, und daß die Filtermittel im Signalbewerter von diesem Ausgangssignal eine frequenzabhängige Konversion in ein der Amplitude der Spurverformung proportionales Meßsignal durchführen.

Zwar ist es durch das in der DE-OS 27 11 926 auch bereits bekannt, für Regelzwecke die horizontale Auswanderung einer sich drehenden optisch abgetasteten Informationsplatte im Bereich des Abtaststrahls zu mes-

sen und hierbei von Filtermitteln zum Selcktricrcn der Die Darstcllungseinrichtung DE weist einen Os/.illo-

periodischen Komponente dieses Meßsignals Gebrauch graphen Oi auf, auf dem die Darstellung der horizontazu machen. Das Meßsignal wird dabei jedoch in aufwen- len Verformung des Informationsträgers /in einem diger Weise durch Einsatz einer speziellen kapazitiven Kreisdiagramm erfolgt, das den Umfang einer Aufzeich-Meßsonde gewonnen. 5 nungsspur repräsentiert Hierzu wird ein durch die Ro-

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung tation des Informationsträgers / gesteuertes Signal Rot mitumfaßt die Auswerteschaltung einen Multiplexer, in der Weise erzeugt, daß ein entsprechender Geber bei dem eingangsseitig neben dem Ausgangssignal des Si- jeder Umdrehung des Informationsträgers / einen Imgnalbewerters einstellbare Bezugsgleichspannungen puls erzeugt, der Ober einen zweiten Tiefpaß TP 2 hinzugeführt sind »nd dessen Ausgang den Ausgang der io weg zu einem Sinussignal umgeformt wird. Dieses Si-Auswerteschaltung bildet gnal ergibt zusammen mit dem durch ein Phasengüed

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung Ph um 90° gedrehten Signal die zur Erzeugung eines sind in den Ansprüchen 3 und 4 angegeben. Kreises nötigen Spannungen. Diesem Grundkreis wer-

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der den durch die beiden Multiplizierer MPi bzw. MP2 die Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher be- 15 Meßsignale, bestehend aus der von der Regeleinrichschrieben. tung R gewonnenen Meßspannung und den zwei Bein der Figur liegt der Informationsträger / in einer Zugsgleichspannungen + LJ, — U, überlagert, so daß horizontalen x-z-Ebene mit radialer x-Richtung und tan- man ein Kreisdiagramm erhält, in dem die Meßspangentialer z-Richtung und rotiert um die-vertikaley-Ach- . nung die Form einer Aufzeichnungsspur darstellt und se. Die Abtasteinrichtung Ab gibt ein Lichtstrahlbündel 20 die Bezugsglcichspannungen + U, — Uals Kreise veränab, das auf der Oberfläche des Informationsträgers / derlicher Größe auf dem Oszillographen erscheinen.

fokussiert wird und nach dort erfolgter Reflexion von

der Abtasteinrichtung Ab wieder empfangen rvird. Zur Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

exakten Spurpositionierung des Lichtstrahlbündels in

der Ebene des Informationsträgers /gibt die Abtasteinrichtung Ab ein Signal Sig an eine Regeleinrichtung R ab. Das Signal Sig wird im Regelverstärker V verstärkt und gelangt von dort zu dem Regler Rg, der die Abtasteinrichtung Ab in der horizontalen x-z-Ebene derart steuert, daß eine exakte Spurpositionierung sichergestellt ist Darüberhinaus wird das Signal S/g nach erfolgter Verstärkung dem Signaibewerter SB einer Auswerteschaltung A Wzugeführt

Der Signaibewerter SB weist eingangsseitig einen ersten Tiefpaß TP1 entsprechend der oberen Grenzfrequenz der Regeleinrichtung R und ein Bewertungsfilter Bew auf, das den frequenzabhängigen Konversionsfaktor Spannung/Amplitude der Regeleinrichtung R nachbildet. Da die Meßspannung am Ausgang des Bewcrlungsfilters Bew verschiedene Frequenzanteile aufweist, ist dei.i Bewertungsfilter Bew /ur Trennung der Frequenzen eine aus einem Bandpaß BP und einer Bandsperre BS bestehende Frequenzweiche nachgcschaltet. Über den Schalter S mit den drei Schaltstellungen 1,2,3 wird der Ausgang des Bewertungsfilters Bew v> wahlweise über den Bandpaß BP, über die Bandsperre BS oder direkt mit dem Ausgang dts Singalbewerters SB verbunden. Die der einfachen Drehzahl des Informationsträgers / entsprechenden Frequenzanteile der Meßspannung entsprechen einer Exzentrizität, die durch Zentrierung des Informationsträgers / behebbar ist. In Schaltstellung 1 des Schalters S wird diese Exzentrizität genossen.

Höherfrequente Anteile der Meßspannung werden einer Unrundheit der Aufzeichnungsspur zugeordnet. Diese Unrundheit wird in Schaltstellung 2 des Schalters S gemessen. In Schaltstellung 3 des Schalters S erfolgt keine Trennung der niederfrequenten und höherfrequenten Anteile der Meßspannung.

Dem am Ausgang des Signalbewerters SB gewönne- t>o nen Signal sind zwei über die beiden Potentiometer Pot\ und Pot 2 veränderbare, mit dem Anzeigegerät Anz meßbare Bezugsgleichspannungen + U, — U zugeordnet, die zusammen eingangsseitig an einen Multiplexer M und über dessen Ausgang an den Hingang hl einer Durstcllungssinrichlung DE gelungen. Die Hozugsglcichspannungcn +U, — U dienen der Kinsiellung der Meßspannung auf ihiCSpitzenwertc.

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur berührungslosen Messung der Verformung in horizontaler Richtung von scheibenförmigen, Aufzeichnungsspuren aufweisenden, in einer horizontalen x-z-Ebene mit radialer x-Richtung und tangentialer z-Richtung befindlichen, um die vertikale y-Achse rotierenden Informationsträgern unter Verwendung einer Meßwertgeberanordnung mit nachfolgender Auswerteschaltung, die im wesentlichen aus einem Filtermittel aufweisenden Signalbewerter besteht, und der ausgangsseitig eine einen Oszillographen aufweisende Darstellungseinrichtung nachgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwertgeberanordnung eine an sich bekannte optische Abtasteinrichtung (Ab) mit optischem Geber zur Abgabe eines auf der Oberfläche des Informationsträgers (I) zu fokussicrenden üchtstrahlbündels und optischem Nchmer zum Empfang der dort reflektierten Lichtstrahlen, einschließlich einer von der Abtasteinrichtung (Ab) mit einem Regelsignal fS/gJ angesteuerten Regeleinrichtung (R) zur exakten Spurpositionierung des Lichtstrahlbündels in der Ebene des Informationsträgers (I) ist, daß das die Meßgröße darstellende Ausgangssignal der Meßvertgeberanordnung das Regelsignal (Sig) zur Steuerung der Regeleinrichtung (R) ist, und daß die Filtermittel im Signalbewerter (SB) von diesem Ausgangssignal eine frequenzabhängige Konversion in ein der Amplitude der SpurverformuiigproportionalesMeßsignaldurchführen.

2. Anordnung nich Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (AW) einen Multiplexer (M) mitumfaßt, iem eingangsseitig neben dem Ausgangssignal des Signalbewerters (SB) einstellbare Bezugsgleichspannungen (+ U, — L/)zugeführt sind und dessen Ausgang den Ausgang der Auswerteschaltung (AW)b'Mct.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ad gekennzeichnet, daß der Signalbcwcrter (SB) zur Nachbildung der oberen Grenzfrequenz sowie zur Nachbildung der Kennlinie Signalspannung/Audenkungsamplitude der Regeleinrichtung (R) als Filtermittel eingangsseitig die Reihenschaltung aus einem ersten Tiefpaß (TPX) und einem Bewertungsfilter (Bew) aufweist und daß ein Schalter (S) vorgesehen ist, der das am Ausgang des Bewertungsfilters (Bew) entstehende Signal wahlweise direkt bzw. zur Trennung seiner Frequenzanteile über einen Bandpaß (BP) oder eine Bandsperre (BS) hinweg mit dem Ausgang des Signalbewerters (SB) verbindet.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Horizontal- und Vertikalauslenkung des Oszillographen (OS) in der Darstellungseinrichtung (DE) jeweils vom Ausgangssignal eines Multiplizierers (MPX bzw. MP 2) gesteuert sind, daß der erste Eingang der Multiplizierer (MP \ bzw. MP2) jeweils mit dem Ausgang der Auswerteschaltung (AW) verbunden e>o ist und daß ein durch die Rotation des Informationsträgers (I) gesteuertes Signal (Rot) an den zweiten Eingang der Multiplizierer (MP1 bzw. MP2) gelangt.

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