Die Erfindung bezieht sich auf eine Wiedergabevorrichtung für Videoplatten mit einem eine Videoplatte
aufnehmenden drehbaren Plattenteller, einem relativ zu dem Plattenteller radial bewegbaren Plattenspielerarm,
einem Übertragersystem und einer von dem Plattenteller ,getragenen Videoplatte.
Verschiedene Systeme zum Reproduzieren von Signalen mit Videofrequenz aus einer auf Platten,
Bändern oder anderen Medien aufgezeichneten Information
sind bisher entwickelt worden. Bei solchen Systemen wurden unter anderem optische Aufzeichnunger
auf lichtempfindlichen Platten, Elektronenstrahlauf-7eichnungen auf thermoplastischen Oberflächen und,
entsprechend früheren Patentschriften der Anmelderin, Systeme verwendet, bei welchen eine sich drehende
Platte zur Anwendung kommt, die auf aufireffende Strahlung anspricht, und eine Strahlung entsprechend
der auf der Oberfläche der Platte gespeicherten Information der repräsentativ für diese reflektiert oder
überträgt.
Beispielsweise ist in der US-PS 35 30 258 ein System
tjeschrieben, bei welchem ein Videosignalübertrager ein
paar servogesteuerter flexibler optischer Faserelemente enthält. Eine Luftlagerung trägt dort ein Objekiivlinsensystem,
während eine Lichtquelle für Strahlungsenergie unter der Platte angeordnet ist, und der
Übertrager auf das übertragene Licht anspricht.
Andere Patentschriften zeigen die Verwendung einer Strahlungsquelle, welche einen Energiestrahl auf die
Oberfläche der Platte richtet, während ein Übertrager auf reflektierte Energie anspricht. Eines der Hauptprobleme
bei der Aufzeichnung und Reproduktion von Videoinformation ergibt sich unmittelbar aus einer
Betrachtung der bei einem solchen Vorgang auftretenden Energiepegel und der Beschränkungen, welche
durch Größe, Gewicht und Arbeitsbedingungen auferlegt werden.
Um als Hausgerät kommerziell verwertbar zu sein, sollte das System ein Programm von wenigstens 15 bis
30 Minuten speichern und reproduzieren können. Die Videoplatte sollte eine leicht zu handhabende Größe
vergleichbar derzeit verwendeten Schallplatten haben. Wenn der Plattenteller mit einer Drehzahl von
1800 U/min betrieben wird, ergeben 54 000 Umdrehungen 30 Minuten Wiedergabe. Unter der Annahme einer
Spurbreite von 1 Mikron und eines Abstands von ! Mikron zwischen benachbarten Spuren ist dann ein
kreisförmiges Band von etwa 10,8 cm Breite erforderlich. Unter der Annahme, daß der kleinste Radius, auf
welchem Information gespeichert werden kann, elwa 7,62 cm beträgt, hat die resultierende Platte einen
Durchmesser von etwa 38,1 cm. Die Dauer des
Programms oder die Geschwindigkeit des Plattentellers wie auch die Breite der einzelnen Spur und der Abstand
zwischen benachbarten Spuren können die Abmessungen des Aufzeichnungsbereichs ändern.
Unter der Annahme, daß die Videoinformation in digitaler Form aufgezeichnet worden ist, kann das
Vorhandensein oder NichtVorhandensein eines Signals mit einer geeigneten Informationsgeschwindigkeit erfaßt
werden. Wenn die Breite der Spur etwa 1 Mikron und der Abstand zwischen benachbarten Spuren
ebenfalls 1 Mikron ist, kann die zum Übertragen von Information von der Platte erforderliche Fnergiemenge
bestimmt werden. Es ist erforderlich, genügend Strahlungsenergie vorzusehen, um einen »Punkt« von
etwa 1 Mikron Durchmesser zu »beleuchten« und gleichzeitig genügend Strahlungsenergie an dem Detektor
vorzusehen, daß das »Vorhandensein« oder »NichtVorhandensein« eines Signals unterschieden
werden kann.
Beim Versuch, bekannte Techniken für die Strahlungsübertragung zu verwenden, hat es sich gezeigt, daß
eine ungewöhnlich große Strahlungsinenge in dem System erforderlich ist, um einen genügend ausnutzbaren
Energieteil zur Erfassung durch die Aufzeichnung zu übertragen. Es ist weiter festgestellt worden, daß eine
wesentliche Vergrößerung erforderlich ist, um bekannte Übertrager in die Lage zu versetzen, auf einen
Strahlungspunkt von 1 Mikron Durchmesser anzusprechen.
Wenn eine Lichtquelle das gesamte Feld beleuchtet. welches von dem Detektor unter der Steuerung eines
Servosystems abgetastet werden kann, zeigt es sich, daß eine außergewöhnlich hohe Lichtintentsität vorgesehen
werden muß, ehe das durch die Platte übetragene oder von der Platte reflektierte Licht genügend Intensität
hat um eine Ansprechen der lichtempfindlichen Einrichtung zu bewirken.
Ziel der Erfindung ist es daher, eine demgegenüber verbesserte Wiedergabevorrichtung für die Wiedergabe
von Videoinformation von einer Platte und
insbesondere einem verbesserten Spurverfolgungskreis zum optischen Abtasten einer Videoplatte zu schaffen.
Dabei soll insbesondere eine verbesserte Abtastanordnung für eine Videoplatte geschaffen werden, die ein
optisches System zum Richten eines Strahlungsenergie-
Punktes auf die Videoplatte und zum Erfassen von dieser reflektierter Strahlungsenergie sowie zum
Richten dieser Energie zu einem lichtempfindlichen Übertrager enthält Dieses Ziel wird mit einer
Wiedergabevorrichtung der eingangs beschriebenen
Art erfindungsgemäß erreicht durch ein von dem Arm getragenes optisches System mit einem optischen Weg,
welcher einen ersten Wegteil zwischen dem System und einer Strahlungsenergiequelle, einen zweiten Wegteil
zum Zuführen der Strahlungsenergie zu der Videoplatte
und Rückführen der von der Videoplatte reflektierten Strahlungsenergie und einen dritten Wegteil zum
Zuführen zurückgeführter Strahlungsenergie zu einem energieempfindlichen Übertrager aufweist, einer
Steuereinrichtung für den Energiestrahl in dem zweiten
Wegteil zum Richten eines Strahlungsenergiestrahls auf eine genau ausgewählte Stelle relativ zu der Videoplatte
und zum Richten des reflektierten Teils des zugetuhrten
Strahlungsenergiestrahls zu dem dritten Wegteii, und eine Verschiebeeinrichtung zum Bewegen des Armes
mit einei" vorbestimmten Geschwindigkeit in radialer
Richtung /.um Bewegen der Steuereinrichtung für den Energiestrahl in radialer Richtung relativ /.υ der
Videoplatte.
Zweckmäßige Ausführungsformen bzw. Weiterbüdüngen
der Erfindungen ergeben sieh aus den Ansprüchen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Lenkspiegel in Verbindung mit einem /weilen
Spiegel dazu verwendet, mehrfach reflektierte Wege
vorzusehen. Mit einer Vielzahl von Reflexionen wird es unter der Annahme einer Quelle mit sehr parallelem
Licht möglich, den Auftreffpunkt des Strahlungspunktes auf der Videoplatte mit nur einer geringen Spiegelbewegung
zu bewegen. Weiter ergibt eine Vielzahl von
Reflexionen einen längeren optischen Weg, welcher die Verwendung von Linsen größerer Brennweite /um
Richten eines Strahlungspunktes auf die Videoplatte und zum Fokussieren des Bildes des reflektierten
Punktes auf den lichtempfindlichen Übertrager ermög-
licht.
Ein wichtiger Gesichtspunkt der Erfindung besteht in der Fähigkeit, die beleuchtende Strahlung auf einen
bestimmten Punkt zu richten, und die Information von dem so beleuchteten Punkt zu einem Detektorsystem
zurückzuführen. Bei bekannten Systemen sind zwei Übertrager in Verbindung mit einem Summierverstärker
zum Erhalten der Signalinformation und ein Differenzverstärker zum Erhalten einer Hilfsinformation
für die Rückführung zur Fehlerkorrektur verwen-
det worden. Infolge der Beschränkungen auf Grund extrem niedriger Strahlungspegel, begrenzter Beugungscharakteristiken
des Bildes und extremer Empfindlichkeit des Systems auf Geräusch und Vibration war diese Lösung jedoch nicht völlig zufriedenstellend.
Eine Alternativlösung ist in der US-PS 28 38 gezeigt, wo eine »Kurvenfolgetechnik« für Differenzen
gezeigt ist.
In der bevorzugten Ausführungsform wird daher ein
einziger lichtempfindlicher Aufnehmer in einem Eingang eines Differenzverstärkers verwendet, dessen
zweiter Eingang auf eine feste Vorspannlingsquelle geschaltet ist. Die Vorspannung wird so eingestellt, daß
sie den Eingang des Fotodetektors abgleicht, wenn dieser von dem reflektierten Punkt beleuchtet wird, der
sich etwa auf dem halben Weg beispielsweise auf der Umfangsseite der Spur in die Informationsspur befindet.
Wenn die Intensität der auf den Fotodetektor auftreffenden Strahlung in einem System zunimmt, wo
die Spur »dunkler« als das Band zwischen den »Spuren« ist, wird ein Servosignal erzeugt, um den Spiegel in einer
ersten Richtung anzutreiben, welche den Punkt zur Spur und zur Mitte hin bewegt. Auf ähnliche Weise bewirkt
die relativ höhere Größe der Vorspannung bei einem Abnehmen der Strahlung die Erzeugung eines Fehlersignals,
welches den Spiegel und den »Punkt« in entsprechend entgegengesetzter Richtung von der Spur
weg und zum Umfang hin bewegt.
Da bei der bevorzugten Ausführungsform eine Umdrehung der Videoplatte ein »Bild« des Fernsehbildes
darstellt, führt ein Fehler in der Spurverfolgung, bei welchem die Spur »verloren« wird, lediglich zum
Auslassen oder Wiederholen eines Bildes, welche beide für den menschlichen Beobachter nicht erkennbar sind.
Bei alternativen Ausführungsformen ist es möglich, die bekannte Technik mit einem Paar von Fotodetektoren
zu verwenden.
Ein zweiter Lenkspiegel kann vorgesehen sein, welcher sich in einer zweiten Richtung senkrecht zur für
die radiale Spurverfolgung des Bildes verwendeten Richtung dreht. Eine solche Spurverfolgung kann als in
Umfangsrichtung erfolgend betrachtet werden und hilft bei der Synchronisierung und Taktgabe der aufgezeichneten
Information in bezug auf die in den Reproduktionsschaltungen erzeugten Taktfrequenzen. Wie bekannt
erfordern Fernsehschaltungen und besonders Farbfernsehschaltungen eine besonders genaue zeitliche
Synchronisierung, um die Farbtreue zu erhalten. Jeder Fehler im Synchronismus zwischen dem örtlichen
Oszillator des Reproduktionsgerätes und der auf der Videoplatte aufgezeichneten Taktgeberinformation
kann daher durch Verwendung der Spiepelbewegung in der zweiten Richtung aufgelöst und eliminiert werden.
Es hat sich gezeigt, daß auch alle aus einer Exzentrizität der Videoplatte resultierenden Fehler
einfach korrigiert werden können. Es ist zu bemerken, daß die Spurfolgeschaltung, welche den Strahlungspunkt auf der richtigen Spiralspur hält, einer mit der
Exzentrizität zusammenhängenden periodischen Signalfluktuation unterliegt Es kann dann gezeigt werden,
daß sich die Änderung in der Momentangeschwindigkeit in Umfangsrichtung ebenfalls auf ähnliche Weise
ändert, jedoch um eine Viertelumdrehung der Videoplatte nacheilt. Daher ist es möglich, entweder die
Geschwindigkeitsänderungen gegenüber der aufgezeichneten Taktinformation zu erfassen und hieraus ein
Korrektursignal für die Steuerung der Spurfolgeservokreise abzuleiten, oder die Exzentrizität von dem
Spurfolgeservokreis zu erfassen und dieses Signal mit einer entsprechenden Phasenverschiebung für die
Steuerung des »Taktservokreises« für die Korrektur der Geschwindigkeitsänderungen infolge der Exzentrizität
zu verwenden. Bei einer alternativen Ausführungsform korrigiert ein Lenkspiegel mit einer einzigen Achse die
Spurverfolgung, und elektronische Schaltungen kompensieren Zeitfehler.
Bei einer,weiteren Verbesserung hat es sich gezeigt.
daß sich die Vorspannkraft, die zum Erhalten der Luftlagerung, welche die Objektivlinse in einem
vorbestimmten Abstand von der Plattenoberfli.che hält,
erforderlich ist, sich als Funktion der Oberfliichengeschwindigkeit der Videoplatte ändert. Da die Oberflächengeschwindigkeit
direkt mit der relativen radialen Stellung der Luftlagerung in Beziehung steht, wird eine
einfache mechanische Nockenanordnung dazu verwendet, die Vorspannkraft auf die Luftlagerung als Funktion
ίο der radialen Stellung der Wiedergabeanordnung zu
modifizieren.
Die Erfindung schafft eine verbesserte Lenkspiegelanordnung in dem optischen Weg zwischen einer
Lichtquelle und der Oberfläche der Videoplatte, wobei
die Spiegelanordnung zum Korrigieren des Punktes relativ zu der Plattenoberfläche innerhalb bestimmter
Grenzen verwendet werden kann.
Die Lenkspiegelanordnung in dem optischen Weg ermöglicht es, mit kleinen Bewegungssttfen des
ίο Spiegels die Stelle eines übertragenen Punktes von
Strahlungsenergie auf der Oberfläche der Videoplatte stark zu ändern und gleichzeitig die zurückgeführte
Strahlungsenergie zu einem Detektorsystem zn übertragen.
Weiter wird mit der erfindungsgemäßen Wiedergabevorrichtung für Videoplatten ein Strahlungspunkt auf
die Oberfläche der Videoplatte gerichtet und die zurückkehrende Strahlung zu einem lichtempfindlichen
Detektor geführt, welcher die von der Plattenoberfläche zurückkehrende Strahlung erfaßt
Schließlich schafft die Erfindung einen Strahlungsdetektor einer Wiedergabevorrichtung für Videoplatten,
der auf einen Eingang eines Differenzverstärkers geschaltet ist, dessen zweiter Eingang e^ne feste
Vorspannung erhält um ein Fehlersignal zum Steuern des optischen Systems zu erzeugen, welches den
Strahlungspunkt auf die Plattenoberfläche richtet und den von dieser reflektierten Punkt zu dem Detektor
zurückführt.
Mehrere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden zur
näheren Erläuterung der Merkmale der Erfindung sowohl im Aufbau als auch in der Betriebsweise irr
Zusammenhang mit weiteren Einzelheiten und Vortei· len der Erfindung im folgenden näher beschrieben, ohne
daß Zeichnung oder folgende Beschreibung die Erfindung begrenzend einengen sollen. In der Zeich
nung zeigt
F i g. 1 eine schematische Seitenansicht einer Wieder
gabeanordnung gemäß der Erfindung,
F i g. 2 ein ausführliches Blockschaltbild der Element« des optischen Wiedergabesystems,
F i g. 3 eine schematische Seitenansicht einer alterna
tiven Lenkspiegelanordnung,
F i g. 4 ein Blockschaltbild einer geeigneten Detektor und Spurfolgeschaltung bekannter Art,
F i g. 5 ein Blockschaltbild eines optischen Detektor bekannter Art, welcher zur Verwendung mit de
Erfindung geeignet ist
Fig.6 eine vergrößerte Seitenansicht des optische!
Übertragerkopfes und der Luftlageranordnung,
F i g. 7 eine schematische Draufsicht auf eine Nocken folgeanordnung zum Steuern der Vorspannung auf di
Luftlageranordnung, und
F i g. 8 eine Seitenansicht einer weiteren alternative Lenkspiegelanordnung, welche mit der Erfindun
verwendbar ist
In F i g. 1 der Zeichnung ist in Seitenansicht ein
Wiedergabeanordnung 10 dargestellt, welche zur Verwendung mit der Erfindung geeignet ist. Die
Wiedergabeanordnung 10 enthält einen Laser 12. welcher sich mit der Wiedergabeanordnung 10 bewegt.
Es ist jedoch Stand der Technik, einen stationären Laser vorzusehen, welcher optisch mit der bewegbaren
Wiedergabeanordnung 10 gekoppelt ist. Vorzugsweise ergibt der Laser 12 ein kohärentes polarisiertes Licht.
Ein Lesekopf 14 ist in einem Arm 16 der Wiedergabeanordnung 10 befestigt.
Eine Videoplatte 20, auf welcher Videoinformation aufgezeichnet ist, ist auf einem Plattenteller 22
angebracht, welcher seinerseits die Videoplatte 20 mit relativ hoher Geschwindigkeit dreht. Bei der bevorzugten
Ausführungsform ist die Drehzahl des Plattentellers auf 1800 U/min eingestellt.
Geeignete Videoplatten sind in der erwähnten US-PS 35 30 258 beschrieben.
Die Wiedergabeanordnung 10 ist auf einem drehbaren Element 24 angebracht, welches in der Anficht nach
F i g. 1 den Lesekopf in radialer Richtung relativ zu der Videoplatte 20 und einem Bogen bewegt, welcher
allgemein senkrecht zu der Zeichenebene liegt.
Der Laser 12 erzeugt einen Lesestrahl 26, welcher allgemein von dem Laser 12 über ein optisches System
zu dem Wiedergabe- oder Lesekopf 14 verläuft. Der Lesestrahl wird dann auf die Oberfläche der Videoscheibe
20 gerichtet und kehrt über den Lesekopf 14 entlang dem gleichen optischen Weg zurück, bis er auf eine
Leseanordnung 28 trifft. Die Leseanordnung 28 ist auf dem Arm 16 befestigt.
In Betrieb richtet der Laser einen Lichtstrahl als Lesestrahl 26 über das optische System auf die
Oberfläche der Videoplatte 20. Die auf der Videoplatte aufgezeichnete Information wirkt mit dem auf treffenden
Lesestrahl zusammen, und es wird ein reflektierter Strahl erzeugt, welcher die aufgezeichneten Information
enthält. Der reflektierte Lichtstrahl wird zu dem optischen System zurückgeführt, welches den zurückgeführten
Strahl »analysiert«, um zu bestimmen, ob der Strahl richtig dem Signalkanal folgt.
Wenn die Elektronik bestimmt, daß der Laserpunkt nicht auf einen vorbestimmten Bereich des Informationskanals
gerichtet ist, werden geeignete Servosignale erzeugt, welche, wenn sie dem Lesekopf 14 zugeführt
werden, bewirken, daß der Auftreffpunkt des Laserstrahls in radialer Richtung verschoben wird, um die
Ausrichtung mit der gelesenen Spur zu halten.
In einer alternativen Ausführungsform kann der Antrieb des drehbaren Elements 24 für die Wiedergabeanordnung
10 ebenfalls durch die Servorsignale gesteuert werden, was zu einer Änderung der Position
des Laserpunkts führt Bei weiteren Ausführungsformen kann ein Motor mit dem Antrieb für den Plattenteller
gekoppelt sein, um für jede Umdrehung des Plattentellers 22 einen vorbestimmten Zuwachs an radialer
Bewegung vorzusehen. Auf jeden Fall kann erreicht werden, daß der Ladekopf 14 dem auf der Videoplatte
20 aufgezeichneten Informationskanal folgt wobei eine Grobeinstellung über den Antrieb des drehbaren
Elements 24 und eine Feineinstellung über einen Lenkspiegel erfolgt, welcher im folgenden näher
beschrieben ist. Eine im folgenden im Zusammenhang mit F ι g. 7 näher beschriebene Nockenfolgeanordnung
132 ist auf dem drehbaren Element angeordnet und steht über ein flexibles Kabel 130 mit dem Arm 16 in
Verbindung.
In Fig.2 ist eine schematische Darstellung der
Elemente des Lesesystems gezeigt. Der Lesestrahl 26 wird einem den Strahl aufteilenden Prisma 30 zugeführt.
Das Prisma 30 ist in bezug auf den optischen Weg leicht gedreht. Eine Linse 32 ist vorgesehen, um den Lesestrah!
26 besser auf der Oberfläche der Videoplatte 20 auszubilden und um die Auflösungsfähigkeit des
Systems zu optimieren. Der Übertragene Teil des Leseslrahls 26 wird über eine λ/4-Platte 36 und über den
Lesekopf 14 zu der Videoplatte 20 geführt.
ίο Der die Information von der Videoplatte 20
enthaltende zurückkehrende Strahl 38 folgt im wesentlichen dem gleichen Weg. An der λ/4-Platte 36 erhält der
zurückkehrende Strahl eine zusätzliche Verschiebung um eine Viertelwellenlänge, so daß sich eine totale
Polarisation einer halben Wellenlänge ergibt. Der zurückkehrende Strahl 38 erreicht den Strahlteiler oder
das Prisma 30 und wird von diesem zu einem geeigneten optischen System 40 reflektiert Licht von dem Laser 12,
welches zunächst in dem Prisma reflektiert und dann von der Basis des Prismas erneut reflektiert wird, wird
infolge der leichten Drehung des Prismas 30 auf einen Punkt gerichtet, der völlig außerhalb des Detektors und
optischen Systems 40 liegt. Weiter dämpft die kumulative Wirkung der λ/4-Platte, welche den
zurückkehrenden Strahl um λ/2 polarisiert, im wesentlichen jede übertragene Komponente. Was übertragen
wird, ist in bezug auf den Laser 12 polarisiert
Der Lesekopf 14 enthält ein Strömungsmittel-Lagerelement 50, welches sich benachbart einer Objektivlinse
52 eines Mikroskops befindet und diese trägt Eine begrenzte vertikale Einstellung der Objektivlinse 52 ist
möglich. Ein Lichtspiegel 54, welcher benachbart und im wesentlichen parallel zu einem zweiten oder festen
Spiegel 56 angeordnet ist und mit diesem zusammenarbeitet, richtet die Beleuchtung auf die Objektivlinse 52.
Der feste Spiegel nimmt den Lesestrahl 26 auf und richtet ihn auf den Lenkspiegel 54. Der Lesestrahl 26
wird wenigstens einmal von dem Lenkspiegel 54 reflektiert, ehe er zu der Objektivlinse 52 gelangt In der
Ausführungsform nach F i g. 2 sind zwei solche Reflexionen dargestellt. Auf ähnliche Weise ist der Weg des
Strahles derart, daß der von der Oberfläche der Videoplatte 20 rückkehrende reflektierte Strahl 38
ebenfalls zweimal von dem Lenkspiegel 54 und zweimal von dem festen Spiegel 56 reflektiert wird, ehe er in den
optischen Weg gelangt, welcher einen zusätzlichen festen Spiegel 57 enthält der schließlich zu der
Leseanordnung 28 führt
In der dargestellten Ausführungsform ist der Lenkspiegel
54 auf einem Zapfen 58 punktförmig gelagert, welcher in bezug auf den Lenkspiegel 54 zentral
angeordnet ist Der Lenkspiegel 54 kann eine längliche Form mit der langen Achse in der Zeichenebene und der
kurzen Achse senkrecht zu der Zeichenebene haben.
Wie dargestellt, ist mit dem einen Ende des Lenkspiegels
54 ein Antriebselement 60 für den Spiegel verbunden, welches dem Spiegel eine Bewegung um den
zentralen Zapfen 58 mitteilt
Wenn das Antriebselement 60 den Lenkspiegel 54 in Uhrzeigerrichtung in F i g. 2 dreht wird der Punkt wo
der Lesestrahl 26 auftrifft nach links verschoben. Dies würde eine Ablenkung des Strahls in einer ersten
radialen Richtung darstellen. Wenn das Antriebselement 60 den Lenkspiegel 54 entgegen der Uhrzeiger-
richtung dreht wird der Punkt, wo der übertragene Lesestrahl 26 auftrifft nach rechts in Fig.2 oder in
einer zweiten, entgegengesetzten radialen Richtung
verschoben.
609521/262
Es ist zu erkennen, daß der reflektierte Strahl 38 und der Lesestrahl 26 gleiche Wege zwischen der Oberfläche
der Videoplatte 20 und dem Strahlteiler oder Prisma 30 durchlaufen. Der Lenkspiegel 54 dient zum Steuern
des Lesepunkts zu einer gewünschten Stelle und »liest« dann nur den beleuchteten Bereich, wobei die
Information zurück zu der Leseanordnung 28 übertragen wird.
In alternativen Ausführungsformen können der Lenkspiegel 54 und der stationäre Spiegel 56 so
eingestellt und angeordnet werden, daß mehrere Reflexionen zwischen den beiden Spiegel auftreten, ehe
der Strahl entweder zu oder von der Oberfläche der Videoplatte 20 weiterläuft. In einer solchen Anordnung
kann die Größe der zum richtigen Steuern des Lesepunkts erforderlichen Spiegelablenkung stark verringert
werden. Das Antriebseiement 60 muß daher den Lenkspiegel 54 nur kleine schrittweise Bewegungen
übermitteln.
In einer alternativen Ausführungsform, wie sie in F i g. 3 gezeigt ist, ist ein erster Lenkspiegel 54'
vorgesehen, welcher auf einem zentralen Zapfen 58' befestigt ist, und um eine Achse senkrecht zur Ebene
von Fig.3 in und gegen die Uhrzeigerrichtung durch
ein erstes Antriebselement 60' angetrieben wird, welches mit dem Lenkspiegel 54' am Ende dessin langer
Achse verbunden ist
Ein zweites Antriebselement 60" ist an einem Ende eines dritten Lenkspiegels 54" befestigt, um diesem eine
Drehbewegung um seine lange Achse in der Ebene der F i g. 3 mitzuteilen.
Im Betrieb ermöglicht das erste Antriebselement 60' eine Verschiebung der Strahlen in radialer Richtung, um
ein »feines« Verfolgen des Informationsk.anals zu ermöglichen. Das zweite Antriebselement (j0" wird
dazu verwendet, den Strahl in Umfangsrichtung zu verschieben, um, falls erwünscht, eine zeitliche Synchronisierung
zu erzielen und um eine Exzem -izität zu kompensieren.
In anderen Ausführungsformen kann das Problem der zeitlichen Synchronisierung mathematisch als ein
Schritt in dem Prozeß der elektronischen Kompensierung der Exzentrizität der Videoplatte 20 gelöst werden,
und bei solchen Ausführungsformen wird lediglich ein einziger Lenkspiegel verwendet.
In F i g. 4 ist eine bevorzugte Ausführungsform der
optischen Detektoranordnung oder des optischen Systems 40 gezeigt, bei welchem teilweise die
Elektronik wie in der erwähnten US-PS 28 38 683 beschrieben verwendet wird. Wie in Fig.4 dargestellt,
wird das zurückkehrende optische Bild in Form des Strahles 38 so geführt, daß der Strahl auf eine Fotozelle
70 auftrifft, wenn der Kanal richtig verfolgt wird. Wenn sich der Punkt auf der äußeren Hälfte der Spur befindet,
wird ein vorbestimmtes Ausgangssignal erzeugt. Der Ausgang der Fotozelle 70 wird einem Komparator
zugeführt. Eine einstellbare Vorspannschaltung 74 ist auf den anderen Eingang des Komparator
geschaltet und so eingestellt, daß sie ein Nullsignal abgibt, wenn das vorbestimmte Ausgangssignal zugeführt
wird. Die durch die Drift verursachten Fehlersignale können integriert werden, und der Ausgang des
Integrators kann einer geeigneten Schaltung zugeführt werden, um die bewegbare Wiedergabeanordnung
relativ zur Mitte der Videoplatte 20 zu führen. Das Fehlersignal wird auch verwendet, um ein Signal direkt
zu dem Antriebselement 60 für den Spiegel nach F i g. zu übertragen und den Strahl zum Folgen der Spur zu
bringen.
Wenn jedoch die Spur nicht richtig verfolgt wird, was natürlich von den Eigenschaften der Plattenoberflächen
abhängt, wird ein Zustand auftreten, bei welchem die auf die Fotozelle 70 auftreffende Energie verschieden von
der durch die Vorspannschaltung 74 vorgesehenen Vorspannung ist, und entsprechend wird das Fehlersignal
entsprechender Polarität erzeugt, um die Position des Lichtpunktes relativ zum Informationskanal zu
ic korrigieren. Der Integratorausgang wird dann der bewegbaren Wiedergabeanordnung 10 zugeführt, und
wenn das Vorspannsignal größer ist, wird eine Verschiebungsfunktion erzeugt, welche den Punkt zum
Umfang der Videoplatte hin zu verschieben trachtet, i;. Wenn das empfangene Signal größer ist, wird der Punkt
zur Mitte der Videoplatte hingeführt. Wenn der Punkt der Spiralspur richtig folgt, geht der Differenzausgang
gegen Null.
Bei dem vorliegenden Beispiel wird angenommen, daß ein geeigneter Mechanismus das drehbare Element
24 derart antriebt, daß sich der Arm mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit in radialer Richtung
bewegt. Der Ausgang des Integrators würde dann ein
Korrektursignal abgeben, welches die Geschwindigkeit zu korrigieren versucht, mit welcher sich der Arm zur
Mitte bewegt. Alternativ ist, wenn der Arm vollständig durch den Ausgang des Integrators gesteuert wird, die
beobachtete Korrektur recht unwesentlich. Wenn das Vorspannsignal größer ist und den Punkt zur Mitte der
J3 Platte führt, dann wird der Punkt der Spur auf der
inneren Kante folgen. Wenn andererseits ein größeres Vorspannsignal den Punkt zum Umfang hinführt, dann
wird der Punkt der äußeren Kante der Spur folgen. In
jedem Falle wird das integrierte Fehlersignal eine
geeignete Verschiebungsfunktion für die Antriebskreise des Arms erzeugen, so daß der Arm allgemein der Spur
folgt.
In F i g. 5 ist eine bekannte optische Detektorelektronik
dargestellt, wie sie in F i g. 10 der US-PS 35 30 258 'to gezeigt ist. Dort sind die gleichen Bezugszeichen wie
hier benutzt. Es werden zwei Fotodetektoren 96, 98 verwendet, welche in Kombination ein additives
Informi-tionssignal und bei Differenzbildung ein Fehlersignal
ergeben. Das Fehlersignal steuert Servoelemente, •*5 welche die Leseelemente erneut ausrichten. Bei
Verwendung mit der vorliegenden Erfindung können die radialen Fehlersignale einem der Antriebselemente
60,60' der Lenkspiegelanordnungen nach F i g. 2 bzw. 3 zugeführt werden.
Wie in Fig. 5 gezeigt, hat ein Doppelfotodetektor
zwei Abschnitte oder Fotodetektoren 96, 98, derer Ausgänge entsprechenden Verstärkern 100, 101 züge
führt werden. Die Ausgänge der Verstärker 100, 101 werden in einem Summiernetzwerk 106 summiert Dei
Ausgang des Summiernetzwerkes stellt das Summensi gnal der beiden Fotodetektoren 96, 98 dar und ergib
das modulierte Ausgangssignal des Übertragers.
Die Signalamplitude des ersten Fotodetektors wire einem Detektor 102 zugeführt, und dieser Detektoi
erzeugt ein entsprechendes negatives Signal in eine Richtung. Die Signalamplitude des zweiten Fotodetek
tors wird einem Detektor 103 zugeführt, und diese Detektor erzeugt ein entsprechendes positives Signa
einer Richtung. Die beiden Signale werden algebraiscl 5 in einem Summiernetzwerk 105 summiert, welches en
Fehlersignal erzeugt.
In dem beschriebenen Beispiel wird das resultierend^
Fehlersignal in einem Verstärker 104 verstärkt und dam
<f
den Schaltungen nach F i g. 3 und dem Antriebselement 60' zugeführt. Das dem Antriebselement 60' zugeführte
Fehlersignal bewirkt, daß der Lenkspiegel 54' die Strahlen in radialer Richtung in bezug auf die
Videoplatte 20 wie oben erläutert verschiebt. Die Richtung und der Betrag der Verschiebung hängt von
der Polarität und Amplitude des Fehlersignals ab, um den Punkt in genauer Ausrichtung mit der Aufzeichnungsspur
auf der Videoplatte 20 zu halten.
Das Ausgangssignal des Summiernetzwerkes 106 <o
wird einer geeigneten Videoerfassungs- und Reproduzierschallung zugeführt, wie sie z. B. in Fi g. 17 und 18
der erwähnten US-PS 35 30 258 gezeigt und dort näher beschrieben ist.
Die Gleichspannungskomponente des Ausgangs des '5 Verstärkers 104 kann, wenn sie geeignet verarbeitet
wird, auf verschiedene Weise dazu verwendet werden, den Aufnehmerarm in F i g. 1 mit sehr nahe der
Geschwindigkeit, welche das Signal gegen Null gehen läßt, über die Videoplatte 20 zu bewegen. Ein Verfahren
besteht darin, diese Komponente während kurzer Intervalle zu integrieren, bis ein vorbestimmter Wert
erreicht ist, welcher ein Solenoid auslöst. Dieses Solenoid betätigt seinerseits ein Gesperre mit geringer
Reibung, welches dann den Aufnehmerarm um einen sehr kleinen Winkel bewegt, wie es in der erwähnten
US-PS 35 30 528 gezeigt ist.
Ein anderes, ebenfalls in der erwähnten US-PS 35 30 528 gezeigtes Verfahren besteht darin, die
Bewegung einer billigen dielektrischen Uhr mit einem Untersetzungsgetriebe zu verwenden, um den Arm mit
einer Geschwindigkeit etwas über 2 Mikron für jeweils '/30 Sekunde oder eine Umdrehung der Videoplatte
kontinuierlich über die Videoplatte zu führen. In diesem Falle wird das integrierte Signal nach dem ersten
Verfahren dazu verwendet, die Motorspannung gelegentlich zu unterbrechen. Um diesen Vorgang zu
unterstützen, kann der Arm 16 in F i g. 1 leicht zur Mitte
der Videoplatte 20 hin vorgespannt sein. In F i g. 6 ist eine vergrößerte Seitenansicht der Linse und der
Luftlageranordnung des Wiedergabe- oder Lesekopfes 14 gezeigt. Der bewegbare Arm 16 ist mi' dem Lesekopf
14 über zwei parallele Blattfedern 120, 122 verbunden.
Die Federkraft der Blattfedern 120, 122 ist im allgemeinen nicht ausreichend, um die Blattfedern in der
horizontalen Position zu halten, wenn der Lesekopf 14 nicht durch die Strömungsmittel- oder Luftlagerung
gehalten wird, welche durch die sich drehende Videoplatte 20 erzeugt wird. In dem Lesekopf 14 ist das
Strömungsmittel-Lagerelement 50 und die Objektivlinse 52 vom Mikroskoptyp angeordnet. Weiter sind in
dem Lesekopf 14 der Lenkspiegel 54 und die festen Spiegel 56, 57 enthalten, welche erforderlich sind, um
den Lichtstrahl von dessen Quelle zu der Objektivlinse 52 und zurück von der Oberfläche der Videoplatte 20 zu
führen.
Ein Tragarm 124 ragt von dem Lesekopf 14 nach außen zu dem inneren Ende des Armes '16 hin. Auf
diesem Tragarm 124 ist eine vorspannende Feder 126 befestigt, deren anderes Ende an einem Hebel 128 ^
befestigt ist. Der Hebel 128 ist mit dem Arm 16 gekoppelt und über ein flexibles Kabel 130 mit einer
Nockenfolgeanordnung 132 verbunden, welche im Zusammenhang mit F i g. 7 beschrieben werden wird.
Weiter enthalten, jedoch nicht im einzelnen beschrieben, sind geeignete Sperrsolenoidanordnungen, welche
zusammen mit der Nockenfolgeanordnung arbeiten, um den Lesekopf 14 außer Kontakt mit der Videoplatte 20
zu halten, wenn der Arm 16 außer Eingriff mit der Videoplatte 20 schwingt, und welche Beschädigungen
verhindern, wenn aus irgendeinem Grund die Videoplatte 20 beträchtlich langsamer werden sollte, während sie
von dem Lesekopf 14 abgetastet wird.
Die vorspannende Feder 126 wirkt, wenn sie zusammengedrückt ist, wie eine feste Stange und
ermöglicht es, daß der Hebel 128 den Lesekopf 14 direkt von der Videoplatte 20 nach oben führt, wenn eine
solche Konfiguration erwünscht ist. Alternativ dreht sich, wenn der Lesekopf 14 sich in der Position über der
Videoplatte befindet, der Hebel 128 in die entgegengesetzte Richtung und löst die Kompression der Feder
126. Unter normalen Umständen wird das Gewicht des Lesekopfes 14 durch das Strömungsmittel-Lagerelement
50 auf der Scheibe gehalten, wodurch die Blatterfedern 120, 122 im wesentlichen parallel und
horizontal sein können.
Entsprechend der Erfindung wird durch die Verwendung der vorspannenden Feder 126 eine zusätzliche
Vorspannung erreicht, um eine im wesentlichen konstante Trennung zwischen dem Lesekopf 14 und
dem Strömungsmittel-Lagerelement 50 und der Oberfläche der Videoplatte 20 aufrechtzuerhalten. Die
relative Oberflächengeschwindigkeit ändert sich, während
sich der bewegende Arm 16 zur Mitte der Videoplatte hin bewegt, und die Strömungsmiltel-Lagerung
vermag den Lesekopf weniger zu halten. Daher wird der Hebel 128 zu Anfang in Richtung nach unten
gedreht und streckt die Feder 126, welche ihrerseits eine nach unten gerichtete Kraft auf den Tragarm 124
ausübt, wodurch die Vorspannung auf das Strömungsmittel-Lagerelement 50 vergrößert wird, während der
Strömungsmitteldruck am größten ist.
Wenn sich der Arm 16 zum Inneren der Videoplatte
20 hin bewegt und die Oberflächengeschwindigkeit verringert wird, dreht eine Nockenfolgeanordnung den
Hebel 128 allmählich in Richtung nach ober., reduziert
die Spannung der Feder 126 und verringert hierdurch die Vorspannung auf den Lesekopf 14. Durch die Wahl
einer geeigneten Nockenform kann die Vorspannung auf das Strömungsmittel-Lagerelement 50 auf einem
optimalen Wert für konstante Trennung von der Videoplatte 20 bei allen Oberflächengeschwindigkciten
der Videoplatte an jeder radialen Stelle gehalten werden.
In F i g. 7 ist eine Art von Nockenfolgeanordnung 132
gezeigt, welche den Hebel 128 über das flexible Kabel 130 steuern kann, wie es auch in F i g. 1 gezeigt ist. Ein
Nocken 140 ist so ausgebildet, daß in der äußersten Position des Armes 16 ein Folgeelement 142 auf einer
Erhöhung ruht, welche den Lesekopf 14 in einer oberen Position sicher außerhalb des Kontaktes mit der Kante
der sich drehenden Videoplatte 20 hält.
Während sich der Arm 16 nach innen bewegt, gelangt
das Folgeelement 142 sofort zu dem innersten Punkt d°>Obcrfläche
des Nockens 140 und übt die maximale Vorspannung auf den Lesekopf 14 aus. Wenn sich der
Arm dann weiter in radialer Richtung nach innen bewegt, läuft das Folgeelement 142 allmählich von der
Mitte des Nockens 140 nach außen, wodurch die Vorspannkräfte auf dem Lesekopf 14 verringert
werden.
Es versteht sich, daß ohne weiteres Techniken zum Übertragen der einfachen mechanischen Bewegung der
Nockenfolgeanordnung 132 auf den Arm 16 zur Verfügung stehen, so daß es sich erübrigt Einzelheiten
hierzu näher zu beschreiben.
In Fig.8 ist eine alternative Konfiguration der auf dem Lesekopf 14 angebrachten Lenkspiegelanordnung
gezeigt. In dieser alternativen Ausführungsform sind ein fester Spiegel 150 und ein Lenkspiegel 152 in
konvergierenden Ebenen angeordnet Ein in horizontaler Richtung ankommender Strahl trifft zuerst auf den
Lenkspiegel 152 auf und wird nach mehrfacher Reflexion zwischen dem festen Spiegel 150 und dem
Lenkspiegel 152 schließlich um 90° gedreht und nach unten in die Leseanordnung gerichtet Ähnlich verfolgt
der zurückkehrende Strahl den gleichen Weg. Der Lenkspiegel 152 ist um eine Achse in der Zeichenebene
drehbar gelagert, um den übertragenen Strahl in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene abzulenken. Der
Einfallwinkel für den Spiegel 150 und der Konvergenz-Winkel
zwischen dem Spiegel 150 und dem Lenkspiege! 152 werden so gesteuert, daß der ankommende Strahl
zwischen den beiden Spiegeln mehrfach reflektiert wird. ehe er zu der Videoplatte gerichtet wird. Weiter kann.
da die zwei Spiegel zusätzlich zum Erzielen eines »gefalteten« Lichtweges den Strahl auch um 90° drehen,
ein getrennter 45°-Spiegel weggelassen werden, wodurch die Intensität des an der Videoplatte verfügbaren
LWits vergrößert wird. Es versteht sich, daß hierdurch
wenigstens eine weitere Reflexion zwischen den beiden Spiegeln erfolgen kann ohne daß die Qualität des
Lichtstrahles in irgendeiner Weise verringert wird. Die gleiche Anzahl von inneren Reflexionen wie bei der
Ausführungsform nach F i g. 2 ließe sich mit geringerem
Lichtverlust in dem Spiegelsystem anwenden.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen