DE2209761B2 - Plattenfoermiger informationstraeger mit wenigstens zwei spiralfoermigen, von einem strahlenbuendel ausgelesenen spuren und vorrichtung zum detektieren eines informationstraegers - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen plattenförmigen Informationsträger, der wenigstens zwei spiralförmige Informationsspuren enthält, die jede Signale. z. B. BiId- und/oder Tonsignale, enthalten, welche Spuren von einem einzigen Strahlenbündel in Längsrichtung der Spuren ausgelesen werden können.

Spiralförmig heißt, daß die Spuren scheinbar konzentrische oder konzentrische Si reifen bilden.

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Ein derartiger Informationsträger und eine derartige Auslesevorrichtung sind aus der US-Patentschrift 33 81086 bekannt. Der bekannte Informationsträger besieht aus einem Träger aus einem für Strahlung durchlässigen Material, auf dem eine spiralförmige Spur strahlungsabsorbierender Gebiete angebracht ist. Dieser Informationsträger wird dadurch ausgelesen, daß er mit einem Strahlungsbündel abgetastet und das durch den Informationsträger hindurchtretende Strahlungsbündel auf eine strahlungsempfindliche Detektorzelle gerichtet wird. Das Ausgangssignal dieser Zelle kann als Videosignal bzw. Audiosignal für eine Bildwiedergabe- bzw. Tonwiedergabevorrichtung verwendet werden.

Plattenförrrige Informationsträger weisen in bezug auf Magnetbänder den wesentlichen Vorteil auf, daß sie schnell und auf einfache Weise reproduziert werden können. Außerdem sind sie preiswerter als Magneibänder und die Information kann in kompakterer Form als auf Magnetbändern angebracht werden. Beim optischen Auslesen kann die Informationsdichte größer als beim magnetischen Auslesen sein.

Obschon die Information auf dem bekannten Informationsträger in kompakter Form gespeichert ist, is; die Spieldauer einer Platte mit üblichen Abmessungen (mit einem Durchmesser von etwa 30 cm) verhältnis mäßig kurz, so daß während der Beobachtung eines Programms oft eine Platte gewechselt werden muß.

Aus dem DT-Gbm 18 81 314 ist es bekannt, eine erste Spur auf der einen Seite und eine zweite Spur auf der anderen Seite einer undurchsichtigen Scheibe anzubringen, die nacheinander erst dann abgelesen werden können, wenn die Scheiben gewendet werden.

Aus der GB-PS 4 45 068 ist es bekannt, verschiedene Spuren in verschiedenen Farben anzubringen derart. daß sie mit verschiedenfarbigem Licht abgetastet werden können. Die dazu erforderlichen Filter lassen nur einen Teil des erzeugten Lichts durch und geben somit bei der Abtastung auf dem lichtempfindlichen Element ein entsprechend schwächeres Signal.

Bei einem Informationsträger der eingangs genannten Art kann man zwei oder mehr Spuren abtasten, ohne den Informationsträger wenden zu müssen, und man kann die volle, von der Lichtquelle gelieferte Energie bei jeder Abtastung ausnutzen, wenn sich gemäß der Erfindung die Informationsspuren in verschiedenen Tiefen in dem Informationsträger befinden und wenn jede Spur mittels eines Strahlungsbündels, das auch die andere(n) Spur(en) passiert, von der gleichen Seite her ablesbar ist, dadurch, daß mit Hilfe optischer Mittel stets nur eine einzige Informationsspur scharf abgebildet wird.

Durch die optischen Mittel wird sichergestellt, daß stets nur eine einzige Informationsspur ausgelesen wird. Die anderen Informationsspuren beeinflussen nur die Modulationstiefe des von der auszulesenden Informationsspur dem Auslesebündel überlagerten Signals.

Vorzugsweise ist in einem Informationsträger nach der Erfindung in zwei nacheinander auszulesenden Informationsspuren die Information in entgegengesetzt gerichteten Spiralen gespeichert.

Beim Auslesen der Informationsträger ist es möglich, zunächst eine Informationsspur, z. B. von dem Rand der Platte zu deren Mitte bei einer bestimmten Drehrichtung, z. B. der Uhrzeigerrichtung, des Informationsträgers auszulesen. Dann kann bei derselben Drehrichtung eine zweite Informationsspur von der Mitte der Platte zu dem Rand ausgelesen wcden, usw. Dadurch kann

nach dem Auslesen einer Spur ohne zusätzliche Verschiebung des Ausleseelements sofort eine nächste Jpur ausgelesen werden.

Der Informationsträger kann eine einfache Platte sein, die beidseitig mit Informationsspuren versehen ist. 5 Auch kann der Informationsträger aus einer Anzahl von Teilplatten zusammengesetzt sein, von denen mindestens eine mit mindestens einer Informationsspur versehen ist.

Eine Vorrichtung zum Auslesen eines Informations- ίο trägers nach der Erfindung, die eine Strahlungsquelle und ein strahlungsempfindliches Detektionssystem zum Umsetzen der vom Informationsträger modulierten Strahlung in elektrischen Signalen enthält, in welcher im Strahlengang von der Quelle zum Detektionssystem 15 der Informationsträger angebracht werden kann, ist gekennzeichnet durch eine im Strahlengang von der Strahlungsquelle zum Detektionssystem angeordnete optische Fokussiereinrichtung zum selektiven Fokussieren eines Auslesebündels auf eine der Informations-

spuren.

Diese optische Fokussiereinrichtung kann wenigstens eine Linse mit festem Brennpunkt und wenigstens eine im Strahlengang ein- und ausschiebbare planparallele Platte umfassen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig-1. 2 und 3 Ausführungsformen eines Informationsträgers nach der Erfindung,

Fig.4 eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zum Auslesen eines derartigen Informationsträgers mit einem optischen System nach der Erfindung,

Fig. 5 Situationen zur Erläuterung der Wirkungsweise des optischen Elements.

In diesen Figuren sind entsprechende Tc Ie mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

F i g. 1 zeigt im Tangentiaischnitt einen Teil eines runden plattenförmigen Informationsträgers t. Die Platte ist auf der Ober- und der Unterseite mit spiralförmigen Informationsspuren 3 und 4 versehen, in denen die Information z. B. in frequenzmodulierter Form gespeichert ist.

F i g. 2 zeigt eine Draufsicht auf einen kleinen Teil einer derartigen Informalionsspur. Der Pfeil 6 deutet die Bewegungsrichtung des Informationsträgers an. Die Informationsspur ist aus einer Anzahl von Gebieten aufgebaut. Die mittlere Periode a in transversaler Richtung beträgt z. B. 4 μη. Auch die Breite b der Gebiete kann z. B. 4 μηι betragen. In radialer Richtung ist die Periode c z. B. 6 μηι. Die Gebiete sind angeordnet in konzentrisch oder scheinbar konzentrischen Streifen. Eine Informationsspur kann aus strahlungsdurchlässigen und Strahlungsabsorbierenden, oder weißen und schwarzen Gebieten aufgebaut sein, wie in F i g. 2 dargestellt ist. Eine derartige Durchlaßspur beeinflußt die Amplitude einer durch diese Spur hindurchgehenden Strahlung. Eine Informationsspur kann aber auch nach einem älteren Vorschlag nus einer Anzahl höher und niedriger liegender Gebiete bestehen (s. Fig. 1). Eine derartige sogenannte Phasenstruktur beeinflußt die *° Phase der hindurchgehenden Strahlung. Das Reliefmuster hat den vesentlichen Vorteil, daß es in die Platte gepreßt werden kann. Dadurch können auf einfache Weise eine Vielzahl von Platten aus einer sogenannten »Mutterplatte« gepreßt werden. ^(>5

Beim Auslesen der Platte wird ein Auslesebündel zunächst z. B. scharf auf die Informationsspur 3 einge- «tpllt Nach dem Auslesen der Informationsspur 3 wird das Auslesebündel auf die Informationsspur 4 fokussiert. Dabei kann die reihenmäßig wiederzugebende Information der Informationsspur 3 in einer in Her Uhrzeigerrichtung schrumpfenden Spirale und die der Infor.nations.spur 4 in einer sich in der Uhrzeigerrichtung dehnenden Spirale gespeichert sein, so daß die In.formationsspur 3 von dem Rand der Platte zu der Mitte derselben und die Informationsspur 4 von der Mitte der Platte zu ihrem Rand bei gleichbleibender Drehrichtung der Platte ausgelesen werden kann.

F i g. 3a zeigt drei dünne Platten, die je eine !nformationsspur tragen. Diese drei Platten können zu einer einzigen Platte zusammengebaut werden. Die Informationsspuren 3, 4 und 5 sind auf entsprechenden Seiten der Platten angebracht, so daß in dem zusammengesetzten Informationsträger die Spuren in einem Abstand gleich der Dicke der Platten voneinander entfernt sind. Auch in diesem Falle können sowohl Phasenstrukturen als auch Durchlaßstrukturen gewählt werden.

Wie in F i g. 3b dargestellt ist, ist es auch möglich, sowohl auf der Ober- als auch auf der Unterseite einer Teilplatte eine Informationsspur anzubringen. Dabei wird zwischen zwei Information tragenden Teilplatten la und Ic eine Teilplalie Xb ohne Information, eine sogenannte Abstandsplatte angebracht. Derartige informationslose Platten können auch als Schutzplatten auf den beiden Seiten des Informationsträgers angebracht

werden.

Eine Vorrichtung zum Auslesen eines Informationsträgers nach der Erfindung ist in F i g. 4 schematisch dargestellt. Die Information tragende Platte 1 wird mit Hilfe einer durch die mittlere öffnung 2 geführten Welle 10 gedreht. Ein von einer Lichtquelle ti emittiertes und von einem Spiegel 12 reflektiertes Strahlungsbündel 22 fällt auf einen flachen Spiegel 13 und wird von diesem Spiegel m dem Informationsträger 1 reflektiert. Zwischen dem Spiegel 13 und dem Informationsträger 1 ist eine Linse 14 angeordnet, die die Strahlung in der Ebene der abzutastenden Informationsspur fokussiert. Das von der Linse 14 herrührende Strahlungsbündel beleuchtet z. B. ein kreisförmiges Gebiet mit einem Durchmesser von 300 μηι. Das durch den Informationsträger 1 hindurchtretende Strahlungsbündel 22 wird von einem flachen Spiegel 16 zu einer strahlungsempfindlichen Detektionsvorrichtung 17 reflektiert. Die Objektivlinse 15 bildet das von dem Strahlungsbündel abgetastete Gebiet vergrößert auf der Detektorfläche ab. Das ganze optische Auslesesystem kann in einem Gehäuse 18 untergebrach: sein, das in den mit dem Pfeil 19 angegebenen Richtungen bewegt werden kann, so daß der Informationsträger 1 in radialer Richtung abgetastet werden kann. Nach der Erfindung kann mit der dargestellten Vorrichtung eine Informationsspur sowohl auf der Ober- als auch auf der Unterseite der Platte abgetastet werden. Zu diesem Zweck ist die Vorrichtung mit einer planparallelen Platte 20 aus einem für Strahlung durchlässigen Material, z. B. Glas, versehen, die mit Hilfe nicht dargestellter Antriebsmittel um eine Achse 21 gedreht werden kann. Wenn die Platte 20 in dem Strahlengang des Auslesebündeis angebracht ist, wie in F i g. 4 mit vollen Linien angegeben ist, wird eine Informationsspur auf der Oberseite des Informationsträgers scharf auf dem Detektor abgebildet. Wenn die Platte 20 aus dem Strahlengang des Auslesebündels gedreht wird, wie in F i g. 4 mit gestrichelten Linien angegeben ist, wird eine Informationsspur auf der Unterseite des Informationsträgers scharf abgebildet. Dies

kann an Hand der F i g. 5 veranschaulicht werden. F i g. 5a zeigt die Situation, bei der keine planparallele Platte im Strahlengang des Bündels 22 angebracht ist und bei der somit eine Fokussierung auf die Fläche Γ des Informationsträgers stattfindet. In der Situation nach Fig.5b ist wohl eine planparallele Platte 20 in dem Strahlengang des Bündels 22 angebracht. Bei passender Dicke der Platte 20 wird die scharfe Einstellung der Linse 15 derart geändert, daß das Auslesebündel auf die Fläche 1" des Informationsträgers fokussiert wird.

Hinter der Kondensorlinse 14 kann auch eine planparallele Platte 20a für denselben Zweck angebracht werden. Die Platten 20 und 20a werden gegenphasig bewegt, d. h., daß, wenn die Platte 20 in dem Strahlengang angebracht ist, sich die Platte 20a außerhalb dieses Sirahlengangs befindet, und umgekehrt. Ferner kann in dem Strahlengang des Auslesebündels ein Element zum Korrigieren der von der planparallelen Platte eingeführten optischen Aberrationen angebracht werden.

Beim Auslesen des Informationsträgers wird z. B. zunächst das Gehäuse 18 von dem Rand zu der Mitte der Platte bewegt und wird der Informationsträger mit der planparallelen Platte 20 ausgelassen. Nachdem die Informationsspur auf der Oberseite völlig ausgelesen worden ist, wird ohne planparallele Platte die Informationsspur auf der Unterseite ausgelesen, wobei das Gehäuse 18 von der Mitte zu dem Rand der Platte bewegt wird. Wenn der Informationsträger mehr als zwei Informationsspuren enthält, wird die Verwechslung der planparallelen Platten und der Bewegungsrichtungen des Gehäuses 18 dementsprechend fortgesetzt.
Beim Fokussieren auf eine bestimmte Informalionsspur beleuchtet das Strahlungsbündel ein Gebiet einer auf einem anderen Pegel liegenden Informationsspur. Dieses Gebiet ist derart groß und enthält eine derartige Anzahl von Gebieten ^(s. F i g. 2), daß ein Mittelwert

ίο des Einflusses der gesonderten Gebiete g auf das Auslesebündel erhalten wird. Der mittlere Einfluß wird nur ein einer Herabsetzung der Modulation des Signals bestehen, das durch Wechselwirkung des Auslesebündels mit der auszulesenden Informationsspur erhalten wird.

Zu diesem Zweck muß der senkrechte Abstand zwichen den Informationsspuren größer als ein bestimmter Wert sein, der von der numerischen Apertur der verwendeten Linse abhängig ist. Der Mindestabstand liegt in der Größenordnung von 10 μηι und ist nicht beschränkend.

Es ist auch möglich, die planparallele Platte 20 in dem Strahlengang hinter der Linse 15 anzuordnen. In diesem Falle muß aber die planparallele Platte um einen Faktor gleich dem Quadratswert der Vergrößerung der Linse dicker sein als wenn sie vor der Linse 15 angeordnet ist.

Statt einer planparallelen Platte können auch andere optische Elemente, wie eine Kombination von Prismen oder eine Linse, für das Element 20 verwendet werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche. 22

1. Piattenförmiger informationsträger, der wenigstens zwei spiralförmige Informationsspuren enthält, die jede Signale, z. B. Bild- und/oder Tonsignale, enthalten, welche Spuren von einem einzigen Strahlenbündel in Längsrichtung der Spuren ausgelesen werden können, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Informationsspuren (3, 4, 5) in verschiedenen Tiefen in dem Informationsträger (1) befinden und daß jede Spur mittels eines Strahlungsbündels (22), das auch die andere(n) Spur(en) passiert, von der gleichen Seite her ablesbar ist dadurch, daß mit Hilfe optischer Mittel stets nur eine einzige Informationsspur scharf abgebildet wird.

2. Informationsträger nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die in verschiedenen Tiefen befindlichen Informationsspuren (3, 4) abwechselnd to entgegengesetzt gerichtete Spiralen bilden.

3. Informationsträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Informationsträger aus einer Anzahl von Teilplatten (1.3, ib. ic) zusammengesetzt ist, von denen mindestens eine mit mindestens einer Informationsspur (3,4,5) versehen ist.

4. Informationsträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß er aus drei dünnen Platten zu einer einzigen Platte zusammengesetzt ist, wobei die Informationsspuren (3, 4, 5) auf entsprechenden Seiten der Platten angebracht sind derart, daß die Spuren in einem Abstand gleich der Dicke der Platten voneinander entfernt sind.

5. Informationsträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei Information tragenden Teilplatten (la und Ic in F i g. 3b) eine Abstandsplatte (\b) ohne Information angebracht ist.

6. Vorrichtung zum Detektieren eines Informationsträgers nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die eine Strahlungsquelle und ein strahlungsempfindliches Detektionssystem zum Umsetzen der vom Informationsträger modulierten Strahlung in elektrischen Signalen enthält, in welcher im Strahlengang von der Quelle zum Detektionssystem der Informationsträger angebracht werden kann, gekennzeichnet durch eine im Strahlengang von der Strahlungsquelle (11) zum Detektionssystem (17) angeordnete optische Fokussiereinrichtung (14, 15, 20, 21) zum selektiven Fokussieren eines Auslesebündels (22) auf eine der Informationsspuren (3,4, 5).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn-Eeichnet, daß die Fokussiereinrichtung wenigstens eine Linse (14, 15) mit festem Brennpunkt und wenigstens eine im Strahlengang ein- und ausschiebbare planparallele Platte (20,20a) umfaßt.