DE2448792A1 - DEVICE FOR OPTICAL SCANNING OF AN INFORMATION TRACK ON A ROTATING INFORMATION CARRIER - Google Patents
DEVICE FOR OPTICAL SCANNING OF AN INFORMATION TRACK ON A ROTATING INFORMATION CARRIERInfo
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Description
Vorrichtung zur optischen Abtastung einer Informationsspur auf einem rotierenden InformationsträgerDevice for optical scanning of an information track on a rotating information carrier
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur optischen Abtastung einer Informationsspur auf einem
rotierenden Informationsträger mit Hilfe eines Lichtstrahls, der von .einer Kathodenstrahlröhre erzeugt wird, die Mittel",
zum Erzeugen und Ablenken mindestens eines Elektronenstrahls enthält. ' ·The invention relates to a device for optically scanning an information track on a
rotating information carrier with the aid of a light beam which is generated by a cathode ray tube which contains means for generating and deflecting at least one electron beam.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der USA-Patent- '
schrift ?. 659 828 bekannt, Bei dieser Vorrichtung vrlrd die
Position des Lichtstrahls von einem Regelkreis in bezug auf die nicht rotierenden Teile der Vorrichtung festgelegt.
Dies hat zur Folge, dass der Lichtstrahl von der abzutastenden
Informationsspur infolge u.a. kleiner Exzentrizitäten derSuch a device is known from the United States patent ? 659828 known, In this apparatus, v r lrd the position of the light beam from a control circuit with respect to the non-rotating parts of the device determined.
This has the consequence that the light beam from the information track to be scanned as a result of, among other things, small eccentricities of the
50 98 22/059 1 '50 98 22/059 1 '
PHNi7193.PHNi7193.
Drehachse des Informationsträgers in bezug auf den Mittel-■punkt der nahezu kreisförmigen Informationsspuren abweichen kann.Axis of rotation of the information carrier with respect to the center ■ deviate from the almost circular information tracks can.
Die Erfindung bezweckt, derartige Abweichungen zu korrigieren und zu bewirken, dass der Elektronenstrahl mit grösster Genauigkeit sehr schmalen und unmittelbar nebeneinander liegenden Informationsspuren folgt, Veiter bezweckt die Erfindung, kleine Aenderungen der Abtastgeschwindigkeit auszugleichen, die ebenfalls u.a, durch kleine Exzentrizitäten herbeigeführt v/erden können.The invention aims to correct such deviations and to cause the electron beam with Greatest accuracy follows very narrow and directly adjacent information tracks, Veiter aims the invention, small changes in scanning speed to compensate, which also, among other things, by small eccentricities can be brought about.
Nach der Erfindung enthält eine Vorrichtung der im ■ ersten Absatz erwähnten Art einen 1 Lagedetektor, der ein Signal erzeugt, wenn der Lichtstrahl von der Informationsspur abweicht, welches Signal den Ablenkraitteln zum Korrigieren der Abweichung in einer zu der genannten Informationsspur nahezu senkrechten Richtung zugeführt"wird,According to the invention, a device of the type mentioned in the first paragraph contains a 1 position detector, which is a Signal generated when the light beam deviates from the information track, which signal is used to correct the deflection the deviation is fed in a direction almost perpendicular to the mentioned information track ",
Vorzugsweise enthält eine Vorrichtung nach der Erfindung weiter einen Geschwindigkeitsdetektor, der ein zweites Signal erzeugt, wenn die Abtastgeschwindigkeit über die genannte Informationsspur Schwankungen in bezug auf die mittlere Abtastgeschwindigkeit aufweist, welches zweite Signal den Ablenkmitteln zur Ablenkung des (der) · Elektronenstrahls (Elektronenstrahlen) in einer zu der genannten Informationsspur nahezu parallelen Richtung zugeführt wird,- derart, dass die. augenblickliche Abtastgeschwindigkeit nahezu gleich der mittleren Ab fcast geschwind:; .-> keit ist.Preferably, a device according to the invention further includes a speed detector which is a second signal generated when the scanning speed fluctuates over said information track in relation to to the mean scanning speed, which second signal is sent to the deflection means for deflecting the Electron beam (electron beams) in one to the called information track is supplied in an almost parallel direction, - in such a way that the. current scanning speed almost equal to the mean ab fcast speed :; .-> speed is.
5 0 9 8 2 2/0591' bad original5 0 9 8 2 2/0591 'bad original
• ' PHK.7193• 'PHK.7193
¥erui bei einer Vorrichtung nach der Erfindung die
Informations'spur spiralförmig ist, wird vorzugsweise der
Auftreffpunkt des Lichtstrahls auf die Informationsspur
mit mechanischen Mitteln radial verschoben, um der Informationsspur
folgen zu können, wobei das vom Lagedetektor
erzeugte Signal zur Beseitigung kleiner radialer Abweichungen dient,¥ erui in a device according to the invention, the information track is spiral-shaped, is preferably the
Point of impact of the light beam on the information track
shifted radially by mechanical means in order to be able to follow the information track, the position detector
generated signal is used to eliminate small radial deviations,
* In einer besonderen Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung enthält die Kathodenstrahlröhre Mittel zum Erzeugen dreier Elektronenstrahlen, von denen einer zum Erzeugen eines Lichtstrahls zum Abtasten der Informationsspur dient und die beiden anderen zum Erzeugen von Lichtstrahlen zu beiden Seiten der Informationsspur dienen und mit dem Lagedetektor zusammenarbeiten.* In a special embodiment of a device According to the invention, the cathode ray tube includes means for generating three electron beams, one of which for Generating a light beam is used to scan the information track and the other two to generate light beams serve on both sides of the information track and cooperate with the position detector.
Die nahezu trägheitslose Wirkung einer Kathodenstrahlröhre ermöglicht es weiter, den Lichtstrahl sprungartig von. einer Informationsspur zu einer anderen zu verschieben oder dieselbe Informationsspur nach einer Umdrehung des Informationsträgers nochmals abzutasten.The almost inertia effect of a cathode ray tube further allows the light beam to jump from. move one information track to another or the same information track after one revolution of the information carrier to scan again.
Eine \rorrichttrng nach der Erfindung enthält daher vorzugsweise eine, ggf. programmierte, Schaltung zum.Zuführen der dazu benötigten Spannung zu den Ablenkmitteln.A \ r orrichttrng according to the invention therefore contains preferably one, programmed, zum.Zuführen circuit of the voltage required for this purpose to the deflection means.
Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise
an Hand·der Zeichnung näher ox-läutert, die eine Vorrichtung
zum Abtasten einer Videolangspielplatte zeigt.The invention is exemplified below
on the basis of the drawing, which shows a device for scanning a video long-playing record.
Die in der Zeichnung da.rgestel].te Vorrichtung tastetThe device shown in the drawing is touching
509822/0591509822/0591
PHN.7193.PHN.7193.
einen Informationsträger 1 ab, der um eine Achse 2 mit einer Geschwindigkeit von 2$ Umdrehuhgen/sec gedreht wird. Die Information ist in einer spiralförmigen Spur 3 mit sehr geringer Steigung von 0,002 mm angebracht. Diese Spur besteht aus einer Reihenfolge langgestreckter Gruben h mit veränderlicher Länge und veränderlicher Wiederholungsfrequenz. Die Breiter aller Gruben ist 0,0008 mm und die Tiefe 0,00016 mm. Bei 5 sind'fünf nebeneinander liegende Teile der spiralförmigen Spur 3 dargestellt. Der Pfeil 6 gibt die Abtastrichtung an« Die Spur 3 wird mit Hilfe eines Lichtflecks 8 mit einem Durchmesser von 0,002 mm abgetastet. Zwei Lichtflecke 7 und 9» die eine feste Lage in bezug auf den Lichtfleck 8 einnehmen, zeigen Abweichungen des Lichtflecks 8 in bezug auf die"zu folgende Spur an. Ein derartiges Abtastsystem ist ausführlich in "Philips Technische Rundschau", Jahrgang 33, 1.973, Nr, 7, S. 190-206, beschrieben.an information carrier 1, which is rotated about an axis 2 at a speed of 2 $ revolutions / sec. The information is attached in a spiral track 3 with a very low pitch of 0.002 mm. This track consists of a sequence of elongated pits h of variable length and variable repetition frequency. The width of all pits is 0.0008 mm and the depth 0.00016 mm. At 5, five adjacent parts of the spiral track 3 are shown. The arrow 6 indicates the scanning direction. The track 3 is scanned with the aid of a light spot 8 with a diameter of 0.002 mm. Two light spots 7 and 9, which are in a fixed position with respect to light spot 8, indicate deviations of light spot 8 with respect to the track to be followed. Such a scanning system is described in detail in "Philips Technische Rundschau", Volume 33, 1973, No. 7, pp. 190-206.
Die ·Lichtflecke 7» 8 und 9 werden nach der Erfindung mit Hilfe einer Kathodenstrahlröhre .10 erzeugt. Die Kathodenstrahlröhre 10 enthält in einer evakuierten Glasumhüllung Mittel 12 zum Erzeugen und Fokussieren dreier Elektronenstrahlen 13» 1^- und 15, Ablenkplatten 16 zum Ausrichten der Elektronenstrahlen 13 und 15 in bezug auf den Elektronenstrahl 14, einen Ablenkplattensatz 17 zum Ablenken der Elektronenstrahlen 13, 1^ und 15» derart, dass die Lichtflecke 75 8 und 9 über die abzutastende Spur verschoben werden, und einen Ablenkplattensatz 18 zum Ablenken der Elektronen-The light spots 7 »8 and 9 are made according to the invention generated with the help of a cathode ray tube .10. The cathode ray tube 10 is contained in an evacuated glass envelope Means 12 for generating and focusing three electron beams 13 »1 ^ - and 15, deflection plates 16 for aligning the Electron beams 13 and 15 with respect to the electron beam 14, a set of baffles 17 for deflecting the Electron beams 13, 1 ^ and 15 »in such a way that the light spots 75 8 and 9 are shifted over the track to be scanned, and a set of deflector plates 18 for deflecting the electron
509822/0591·509822/0591
PHN.7193. - 5 — ι/ / οτηο 15·6»7**··PHN.7193. - 5 - ι / / οτηο 15 · 6 »7 ** ··
strahlen 131 1^ und 15» derart, dass die Lichtflecke 7, S und 9 senkrecht zu der abzutastenden Spur verschoben werden. Die Kathodenstrahlröhre 10 enthält weiter ein Fenster 19 mit einem Leuchtschirm 20, auf dem die Elektronenstrahlen 13, 14 und 15 die Lichtflecke 21, 22 bzw. 23 hervorrufen. Im Zusammenhang mit der benötigten grossen Regelgesohwindigkeit wird für den Schirm 20 ein Leuchtstoff mit sehr kurzer Nachleuchtzeit, wie z;B» mit Zerium aktiviertes Yttriumsilikat mit einer Nachleuchtzeit von weniger als 50 Nano-beam 131 1 ^ and 15 »in such a way that the light spots 7, S and 9 are shifted perpendicular to the track to be scanned. The cathode ray tube 10 further includes a window 19 with a fluorescent screen 20 on which the electron beams 13, 14 and 15 cause the light spots 21, 22 and 23, respectively. In connection with the required high control speed, a phosphor with a very short afterglow time, such as, for example, yttrium silicate activated with cerium with an afterglow time of less than 50 nanometers, is used for the screen 20.
Sekunden, verwendet. Das Fenster 19 ist im Zusammenhang mit der Kühlung des Schirmes 20 in einer dicken metallenen Frontplatte 2h angebracht.Seconds, used. The window 19 is attached in connection with the cooling of the screen 20 in a thick metal front plate 2h.
Die Lichtflecke 21, 22 und 23 werden mit Hilfe eines Objektivs 25 20mal verkleinert auf dem rotierenden Aufzeichnungsträger 1 abgebildet und erzeugen dort die Lichtflecke 7> "8 bzw. 9. Die Lichtflecke 7, 8 und 9 werden ihrerseits vom Objektiv 25 und vom halbdurchlässigen Spiegel 20mal vergrössert auf den Photodioden 27, 28 bzw. 29 abgebildet. Venn der Lichtfleck 8 der Informationsspur aufrichtige Weise folgt, enthält das von der Photodiode 28 erzeugte Signal die in der Spur kodierte Information. Der Lichtfleck 8 soll dabei aber nicht ur.i mehr als 0,0002 mm . von der Spur abweichen. Für die benötigte Zentrierung enthält die Vorrichtung ein Regelsystem. Die Information ist derart in der Spur kodiert, dass die mittlere Länge der G-ruben gleich der mittleren Lunge dor Zwischenräume ist.The light spots 21, 22 and 23 are with the help of a Lens 25 reduced 20 times on the rotating recording medium 1 and generate the light spots 7> there "8 and 9. The light spots 7, 8 and 9 are in turn from the lens 25 and from the semi-transparent mirror Imaged 20 times enlarged on the photodiodes 27, 28 and 29, respectively. If the light spot 8 follows the information track in an honest manner, that from the photodiode 28 contains generated signal the information encoded in the track. The light spot 8 should not be more than 0.0002 mm. deviate from the track. Contains for the required centering the device is a control system. The information is encoded in the track in such a way that the mean length of the G-ruben is equal to the middle lung dor interspaces.
509822/0591509822/0591
PHN.7193. - ό - ο / / ο π ο ο 15.6.72^.PHN.7193. - ό - ο / / ο π ο ο 6/15/7 2 ^.
Der Mittelwert des von den Photodioden 27 und 29 erzeugten Signals wird auf diese .Weise lediglich durch die Abweichung der Lichtflecke 7 und 9 in bezug auf die Spur bestimmt» Der Unterschied zwischen beiden Signalen, der im Regelverstärker 30 erhalten wird, liefert denn auch nach Durchgang durch einen Tiefpass mit einer Grenzfrequenz von 20 kHz ein geeignetes Fehlersignal für das Regelsystem. Die Ausgangs*» spannung des Regelsysyems wird den Ablenkplatten 18 zugeführt, mit deren Hilfe die Lage der Lichtflecke 7, 8 und 9 korrigiert wird.The mean value of the generated by the photodiodes 27 and 29 In this way, the signal is only determined by the deviation of the light spots 7 and 9 in relation to the track. The difference between the two signals, which is obtained in the control amplifier 30, then also provides after passage a suitable error signal for the control system through a low-pass filter with a cut-off frequency of 20 kHz. The starting * » The voltage of the control system is fed to the deflection plates 18, with the aid of which the position of the light spots 7, 8 and 9 is corrected.
Kleine Exzentrizitäten von z.B. 0,0.50 mm führen nicht nur radiale Abweichungen herbei, die auf die obenbssehrlebenβ Weise korrigiert werden, aber rufen auch Schwankungen in der Abtastgeschwindigkeit hervor. Während einer ersten Halburndrehung ist dann die Abtastgeschwindigkeit etwas grosser als die mittlere Abtastgeschwindigkeit und vjährend der zweiten Halbumdrehung etwas kleiner. Dies kann dadurch ausgeglichen werden, dass die Lichtflecke 7» 8 und 9 der Bewegung der Spur folgen, wenn die Abtastgeschwindigkeit zu gross zu werden droht, und dass diese Lichtflocke in entgegengesetzter Richtung bewegt werden, wenn die Abtastgeschwindigkeit zu klein zu v/erden droht. Diese Bewegung wird mit Hilfe der Ablenkplatten 17 erhalten, die ein Signal von dem Regelverstärker 31 empfangen. Dem Regelverst'txlcer 31 wird das von der Photodiode 28 herrührende Signal zugeführt, das u.a, eine in der Spur kodierte Trägerfrequenz enthält.Small eccentricities of, for example, 0.0.50 mm not only cause radial deviations, which are corrected in the real-life way, but also cause fluctuations in the scanning speed. During a first half-turn, the scanning speed is then somewhat greater than the average scanning speed and during the second half-turn, it is somewhat slower. This can be compensated by the fact that the light spots 7 »8 and 9 follow the movement of the track when the scanning speed threatens to be too high, and that these light flakes are moved in the opposite direction when the scanning speed threatens to become too low. This movement is obtained with the aid of the deflector plates 17 which receive a signal from the control amplifier 31. The control amplifier 31 is supplied with the signal originating from the photodiode 28, which signal contains, inter alia, a carrier frequency encoded in the track.
509822/0591509822/0591
.7193..7193.
Dei· Regelverstärker 31 sorgt in Zusammenarbeit mit den Ablenkplatten 17 dafür, dass diese Trägerfrequenz als eine konstante Frequenz ausgelesen wird. Das von der Photodiode herrührende Signal wird weiter dor Dekodiereinheit 32 zugeführt, an die ein Fernsehempfänger 33 angeschlossen ist, der das auf den Informationsträger 1 aufgezeichnete Programm wiedergibt,The control amplifier 31, in cooperation with the deflection plates 17, ensures that this carrier frequency is read out as a constant frequency. The signal originating from the photodiode is further fed to the decoding unit 32, to which a television receiver 33 is connected, which reproduces the program recorded on the information carrier 1,
Ueber die Schaltung 3^ ist es weiter möglich, eine derartige Spannung den Ablenkplatten 18 zuzuführen, dass die Lichtflecke 7» 8 und 9 zu einer Informationsspur an einer anderen Stelle auf dem Informationsträger verschoben werden, Dadurch wird es z.B. möglich, die Information, die in einer Umdrehung der Informationsspur kodiert ist, eine beliebige Anzahl Male wiederzugeben, so dass ein stillstehendes Bild erhalten wird* Indem jede Umdrehung zweimal abgetastet wird, werden die Bilder mit der halben Geschwindig-" keit wiedergegeben usw.About the circuit 3 ^ it is also possible to have a apply such voltage to the baffles 18 that the light spots 7 »8 and 9 to form an information track to another place on the information carrier, this makes it possible, for example, to transfer the information that is encoded in one revolution of the information track, one play any number of times so that a stationary Image is obtained * By scanning each revolution twice, the images are taken at half the speed. reproduced, etc.
Bei der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung dient die Stetierung der Lichtflecke mit Hilfe der Kathodenstrahlröhre 10 nur für eine schnelle Regelung, Man folgt der Informationsspur 3 auf iaechanischem Wege dadurch, dass der iiMaerhalb der1 gestrichelten-Linie 35 dargestellte Teil .der Vorrichtung derart verschoben wird, dass der Lichtfleck 8 sich an einem Radius des Informationsträgers! entlang ■bewegt, ■In the device shown in the drawing, the steady-state of the light spots with the aid of the cathode ray tube 10 is only used for quick regulation. The information track 3 is iaechanically followed by shifting the part of the device shown within the 1 dashed line 35 in such a way that the light spot 8 is on a radius of the information carrier! along ■ moved, ■
Obgleich, bei dex-· beschriebenen Vorrichtung dieAlthough the device described in dex
509822/0591.509822/0591.
PIiN. 7193.PIiN. 7193.
Informationsspur mit drei Lichtflecken abgetastet wird, von denen einer zum Auslesen und zwei zur Folgeregelung dienen, ist es auch möglich, nur einen einzigen Lichtfleck für die Folgeregelung und das Auslesen zu verwenden. In diesem Falle .braucht in der Kathodenstrahlröhre 10 nur ein einziger Elektronenstrahl erzeugt zu werden» Bei einer derartigen Folgeregelung vollführt der Lichtfleck 8 eine-Schwingungsbewegung, mit einer sehr kleinen Amplitude um die Mittellinie der Informat ions spur, Die Frequenz dieser Bewegung beträgt z.B. 50 kHz und wird z.B. durch eine Wechselspannung herbeigeführt» die den Ablenkplatten 18 zugeführt wird. Das Ausgangssignal der Photodiode 28 enthält dann eine 50 kHz-Koinponente, die synchron mit der vorerwähnten 50 kHz-Spannung als Referenz detektiert wird. Das detektierte Signal bildet ein Korrektursignal, das ein Mass für die Grosse und die Richtung der radialen Abweichung ist und ebenfal3.s den Ablenkplatten 18 zugeführt wird. Bei einer genügend grossen' Kreisverstärkung weist die resultierende Schwingungsbewegung des Lichtflecks 8 eine derart kleine Amplitude auf, dass die Abtastung dadurch nicht gestört wird und man der Informations spur sehr genau folgen kann.Information track with three light spots is scanned by where one is used for readout and two for follow-up control, it is also possible to use only a single light spot for the To use sequential control and readout. In this Only a single electron beam needs to be generated in the cathode ray tube 10 Following regulation, the light spot 8 performs an oscillatory movement with a very small amplitude around the center line the information track, the frequency of this movement is e.g. 50 kHz and is brought about e.g. by an alternating voltage » which is fed to the baffles 18. The output signal of the photodiode 28 then contains a 50 kHz component, which is detected synchronously with the aforementioned 50 kHz voltage as a reference. The detected signal forms a correction signal that is a measure of the size and the Direction of the radial deviation and is also fed to the deflection plates 18. With a sufficiently large ' The resulting oscillation movement of the light spot 8 has such a small amplitude that the scanning is not disturbed by this and the information track can be followed very precisely.
509822/059 1509822/059 1
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OD | Request for examination | ||
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |