DE2504570A1

DE2504570A1 - Optisches lesegeraet

Info

Publication number: DE2504570A1
Application number: DE19752504570
Authority: DE
Inventors: Paul Snopko
Original assignee: Thomson-Brandt SA
Current assignee: Thomson-Brandt SA
Priority date: 1974-02-04
Filing date: 1975-02-04
Publication date: 1975-08-28
Also published as: IT1031405B; FR2260162A1; GB1503162A; US3932700A; DE2504570C2; FR2260162B1

Description

75008 PARIS /!Frankreich

Unser Zeichen: T 1733

Optisches Lesegerät

Die Erfindung betrifft ein optisches Lesegerät mit einer Radialnachführungsvorrichtung und mit einer Fokussierungsregelanordnung. Sie eignet sich ganz allgemein für die verschiedenen Arten von Videoplatten-Abspielgeräten, die gegenwärtig verwendet werden, insbesondere für solche, bei denen die Information mit Hilfe von Vertiefungen und Erhebungen in Y-förmigen Rillen gespeichert ist, die mechanisch eingraviert sind, oder auch durch photοgraphische Verfahren, die mit aufeinanderfolgenden Zonen der Spur arbeiten, die eine unterschiedliche Lichtdurchlässigkeit haben. Es ist besonders vorteilhaft, eine Platte zu verwenden, bei der die Aufzeichnungsspur Vertiefungen und Erhebungen von gleichförmiger Breite enthält, deren Längsabmessung jedoch zur Darstellung der zeitlichen Änderungen eines frequenzmodulierten Signals veränderlich ist, damit ein Modell erzeugt wird, von dem die Aufzeichnung wiederholt

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auf mechanischem Wege abgelesen werden kann. Eine gewünschte Information kann ein Videoprogramm enthalten, in dem die Leuchtdichte-, Farbart-, Ton- und Synchronisiersignale in einer spiralförmigen Spur aufgezeichnet sind, wobei jede Spur die beiden Teilbilder und die zugehörigen Synchronisierdaten darstellt, wie es für eine Fernsehübertragung mit Zeilensprung charakteristisch ist, die bei den kommerziellen Fernsehketten angewendet wird.

Die Vertiefungen der Aufzeichnungsspur können eine Tiefe haben, die einer Viertelwellenlänge des Leselichtbündels in dem Material der Platte entspricht, oder bei einer anderen Ausführungsform auch eine Tiefe, die einer halben Wellenlänge entspricht. Diese Unterschiede haben einen merklichen Einfluß auf die Art des verwendeten Lesegeräts, insbesondere auf die Regelanordnung, die notwendig ist, um die Steuerungen für die nachführung des Lesebündels durchzuführen. Eine Radialnachführung bei Platten, die Vertiefungen aufweisen, die einer halben Wellenlänge entsprechen, erforderte bisher komplizierte Einrichtungen zur Fokussierung der beiden Fachführungsbündel auf die entgegengesetzten Ränder der Aufzeichnungsspur, und es waren voneinander unabhängige Photodetektoren vorgesehen, die ein Radialnachführungs-Korrektursignal erzeugen mußten, Es wurde ein einfacheres Mittel gefunden, das die Notwen-digkeit der Verwendung von zusätzlichen Bündeln für die Radialnachführung erübrigt. Die Erfindung eignet sich zwar für eine große Vielzahl von Videoplatten, doch kann sie mit besonderem Vorteil für eine Aufzeiohnungsspur verwendet werden, die Vertiefungen mit der Tiefe einer halben Wellenlänge enthält, und sie wird zur Vereinfachung in der Folge für einen solchen Anwendungsfall beschrieben.

Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines optischen Lesegeräts mit einer Anordnung zur Aufrechterhaltung der

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fokussierung oder Scharfeinstellung, bei dem das Leselichtbündel selbst für die Fokussierungsregelung verwendet werden kann.

Nach der Erfindung ist ein optisches Lesegerät für ein Informationssignal, das auf einer Spur eines Aufzeichnungsträgers derart aufgezeichnet ist, daß es durch Ablesen der Spur mit Hilfe eines fokussierten Energiebündels entnommen werden kann, mit Einrichtungen zur Erzeugung einer periodischen relativen seitlichen Verschiebung zwischen der Spur und dem Lesebündel mit einer vorbestimmten Ablenkfrequenz zur Erzeugung eines FehlersignalB für die radiale Nachführung sowie mit Einrichtungen, die auf das Fehlersignal reagieren, um die Übereinstimmung der Nachführung zwischen der Spur und dem Leßebündel aufrechtzuerhalten, gekennzeichnet durch eine Fokussierungsregelanordnung zur Aufrechterhaltung der Scharfeinstellung, die zwei Photodetektoren enthält, die auf entgegengesetzten Seiten einer Bezugsebene angeordnet sind, die tangential zur Aufzeichnungsspur liegt und die optische Achse des Lesebündels enthält, werm. die Bedingungen der Nachführungsübereinstimmung erfüllt sind, eine Anordnung zur Bildung der Differenz der Ausgangssignale der Photodetektoren, damit während der Betriebsintervalle, in denen das Lesebündel und der Aufzeichnungsträger nicht mehr in Fokussierungsübereinstimmung sind, ein Fehlersignal mit der Ablenkfrequenz erzeugt wird, dessen Phase in Beziehung zu der Richtung der Nichtübereinstimmung der Fokussierung steht und dessen Amplitude in Beziehung zu der Größe der Abweichung von der Fokussierungsübereinstimmung steht, einen Synchrondetektor, dem das Fokussierungsfehlersignal und ein in Phase mit der periodischen Verschiebung des Bündels befindliches synchronisiertes Bezugssignal zugeführt werden und der ein Fokussierungsregelsignal erzeugt, und durch eine auf das Fokussie-

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rungsregelsignal ansprechende Pokussierungssteuereinriohtung, die das Lesebündel und den Aufzeichnungsträger in Fokussierungsübereinstimmung hält·

Bekanntlich können die Videoplatten der betrachteten Art entweder mit durchgehendem Licht oder mit reflektiertem Licht arbeiten; wiederum zur Vereinfachung wird nachstehend ein Lesegerät im einzelnen beschrieben, das mit durchgehendem Licht arbeitet, jedoch eignet sich die Erfindung ebenso gut für einen Betrieb mit reflektiertem Licht. *

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:

Pig. 1 eine sohematische Darstellung eines optischen Lesegeräts, das mit durchgehenden Licht arbeitet und eine Vorrichtung zur radialen Nachführung des Bündels in Bezug auf die Spur sowie eine Vorrichtung zur Aufrechterhaltung der Scharfeinstellung nach der Erfindung enthält,

Pig. 2 ein Schema zur Erläuterung der Wirkungsweise des Lesegeräts von Pig. 1,

Pig. 3a, 3b, 3c Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise des Lesegeräts von Pig. 1,

Pig. 4 eine Ausführungsform einer Vorrichtung, die zur Steuerung der Scharfeinstellung verwendet werden kann und

Pig. 5 eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei weloher ein Such- oder Abtastvorgang zur Erzielung der Scharfeinstellung vorgesehen ist.

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Das in Pig. 1 dargestellte optische Lesegerät zeigt schematisch, wie ein Laserbündel zum Lesen einer Information verwendet wird, die auf einer transparenten Videoplatte 10 aus Plastikmaterial, beispielsweise aus Polyvinylchlorid, gespeichert ist; die Videoplatte trägt eine Aufzeichnungsspur in Form einer Spirale mit vielen Windungen in Übereinstimmung mit der Information, die durch Lesen der Spur mit einem Energiebündel erhalten wird. Die Platte ist zum Teil in einem radialen Schnitt dargestellt und an einer rotierenden Spindel 11 befestigt, die von einem Motor 12 angetrieben wird. Da die Platte eine so große Dicke aufweist, daß sie starr ist, wie es bei Schallplatten der Fall ist, kann sie von einem (nicht dargestellten) Plattenteller so getragen werden, daß sie mit einer geeigneten Drehzahl in Drehung versetzt wird. Bei bestimmten Anwendungsfällen wird es vorgezogen, daß die Platte so dünn ist, nämlich in der Größenordnung von 0,15 mm, daß sie biegsam ist; in diesem Pail wird sie an einer Mittelöffnung so gestützt und gehalten, daß sie sich mit großer Geschwindigkeit drehen kann, wobei eine Technik angewendet wird, die darin besteht, daß die Platte durch ein Luft- ' kissen gestützt wird. Diese beiden Stützverfahren sind bekannt und können beide bei dem erfindungsgemäßen System angewendet werden. Zur Vereinfachung wird angenommen, daß die Platte 10 nicht nur lichtdurchlässig ist, sondern auch aus der Reproduktion einer Matrize besteht, auf der ein Träger aufgezeichnet ist, der mit einer Programminformation winkelmoduliert ist, welche Leuchtdichtekomponenten, Farbartkomponenten und Tonkomponenten sowie Zeitsteuerungs- oder Synchronisierkomponenten enthält. Jede Windung der Aufzeichnungsspur entspricht den beiden Zeilensprung-Teilbildern eines Bildes mit der zugehörigen Synchronisierinformation. Die zeitlichen Änderungen des

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aufgezeichneten Trägersignals erscheinen in Form einer Folge von Vertiefungen und Erhebungen gleichförmiger Breite, aber mit veränderlicher Längsabmessung, die entlang der Aufzeichnungsspur abwechseln. Es wird angenommen, daß die Tiefe der Vertiefungen einer halben Wellenlänge des lesebündels in dem Material des Aufzeichnungsträgers entspricht.

Die Platte 10 wird mit Hilfe eines Bündels abgelesen, das von einer Lichtquelle 15» beispielsweise einem Neon-Helium-Laser, erzeugt wird, die ein kollimiertes Bündel 3 bildet, das entlang einem Lichtweg gerichtet ist, der durch eine Ablenkvorrichtung 17 geht, die dem Bündel eine periodische Ablenkung erteilt. Es ist erwünscht, daß die Ablenkfrequenz groß gegen den zur Erzielung einer wirksamen Regelung notwendige Frequenz ist; es ist beispielsweise zweckmäßig, eine Ablenkfrequenz von 100 bis 200 kHz anzuwenden.

Ein Vorteil einer Radialnachführungsanordnung besteht in ihrer Einfachheit und in ihren geringen Kosten, insbesondere deshalb, weil zur Erzielung der periodischen Ablenkung des Bündels ein akustooptisch.es Element verwendet werden kann. Bei dieser Vorrichtung verwendet man ein akustooptisch.es Element, das zugleich in einer Längsschwingungsform und in einer BiegeSchwingungsform arbeitet; dieses Element ist aus einem Glasblock gebildet, auf dem ein oder mehrere piezoelektrische Elemente befestigt werden können, die so polarisiert und erregt werden, daß der Glasblock in seiner Eigenresonanzfrequenz betätigt wird. Als Folge dieser Erregung wirkt auf das durch den Block laufende Bündel ein Brechungsindex ein, der sich bei jeder Schwingungshalbperiode so ändert, daß das Bündel erst in einer Richtung und dann in der entgegengesetzten Richtung um einen Wert abgelenkt wird, der

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zur Erzielung der gewünschten seitlichen Verschiebung des Lesebündels ausreicht. Üblicherweise genügt es, das Bündel um einen Wert zu verschieben, der seiner QuersohnittsabmesBung entspricht. Die Erregung des akustooptischen Elements 17 erfolgt unter der Steuerung durch einen Bezugsoszillator 30, der annähernd auf die im Vibrator ausgebildete Eigenresonanzfrequenz abgestimmt ist.

Das aus der Ablenkvorrichtung 17 austretende Bündel wird von einem Spiegel 18 reflektiert, der, wie durch den Pfeil 19 angedeutet ist, unter der Steuerung durch eine Radialnaohführungssteueranordnung 20 verstellbar ist. Vorzugsweise sind der Spiegel 18 und seine Steueranordnung 20 in folgender Weise ausgebildet: Es ist ein einseitig eingespanntes piezoelektrisches Element vorgesehen, das den Spiegel 18 an seinem freien Ende so trägt, daß es den Spiegel in Abhängigkeit von der Polarität und Stärke eines angelegten Radialnachführungssignals verstellt.

Der Spiegel 18 richtet das Lesebündel zu einem Sammelobjektiv oder einer Sammellinse 21, das bzw. die das Bündel 3 auf die Aufzeichnungsspur der Platte 10 fokussiert. Die Erfindung betrifft die Aufrechterhaltung der Scharfeinstellung oder Fokussierung, die durch Einjustierung der Lage der Brennebene oder der Videoplatte erfolgen kann. Wie in der Zeichnung angedeutet ist, wird dies dadurch erreicht, daß das Objektiv 21 so gelagert ist, daß es sich entlang der optischen Achse des optischen Systems verstellen kann, und zwar ist es in der durch den Pfeil 22 angegebenen Richtung unter der Steuerung durch eine lOkussierungssteuereinrichtung 23 beweglioh. Diese Fokussierungssteuereinrichtung ermöglicht die

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Steuerung der Lage oder der Bewegung des Objektivs 21 entlang der optischen Achse in Abhängigkeit von einem Fokussierungsregelsignal, das nachfolgend genauer definiert wird.

Das aus der Platte 10 austretende Licht, das in Übereinstimmung mit der aufgezeichneten Information geändert worden ist, wird von zwei Photodetektoren 35, 36 empfangen, die auf entgegengesetzten Seiten einer Bezugsebehe angeordnet sind, die mit der optischen Achse des Lesebündels zusammenfällt, wenn die Bedingung der Radialnachfuhrungsübereinstimmung erfüllt ist. In diesen Zeitpunkten geht die Bezugsebene auch durch die Längsachse des gerade abgelesenen Aufzeichnungsspursegments. Die Ausgangssignale der Photodetektoren werden zur Erzeugung von Fehlersignalen verwendet, die zur Steuerung der Radialnachführung und zur Steuerung der Fokussierung verwendet werden.

Die Radialnachführung beruht auf der folgenden Eigenschaft: Eine Videoplatte, die Vertiefungen von einer halben Wellenlänge enthält, erzeugt eine symmetrische Diffusion oder Beugung des Lichts des Lesebündels jedesmal dann, wenn das Bündel wenigstens teilweise in eine solche Vertiefung eindringt. Der Grad der Beugung hängt von dem Betrag des Bündels ab, der in die Vertiefung eintritt, so daß man eine maximale Beugung in den Zeiten der Übereinstimmung der Radialnachführung erhält. Es läßt sich zeigen, daß die Zustände der Nichtübereinstimmung der Radialnachführung zwischen der Spur und dem Bündel einer Phasenmodulation des Ausgangssignals jedes Photodetektors entsprechen, die mit der Ablenkfrequenz erfolgt. Die Modulationsphase steht in Beziehung zu der Richtung der Nichtübereinstimmung. Eine Synohrondemodulation der Komponente mit der Ablenkfrequenz in einem

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Synchrondetektor, der in Phase mit der Ablenkung des Bündels synchronisiert ist, erzeugt ein Radialnachführungssignal, das an die Nachführsteueranordnung 20 angelegt werden kann, damit eine NachführungsübereinstImmung hergestellt und aufrechterhalten wird. Da für die Aufrechterhaltung der Fokussierung zwei Photodetektoren vorgesehen sein müssen, werden zu diesem Zweck die Ausgangssignale der Photozellen 35 und 36 einem Summierverstärker 37 zugeführt, dessen Ausgangssignal einerseits an einen ersten Synchrondetektor 38 angelegt wird, der auch ein von der Quelle 30 stammendes geeignetes Phasenbezugssignal empfängt. Das demodulierte Ausgangssignal wird nach Verstärkung und Phasenkompensation in einem Verstärker 39 zu einer Ausgangsklemme 40 übertragen, die mit der Eingangsklemrae 20a der Nachführungssteueranordnung verbunden werden kann, damit diese Steueranordnung erregt wird und eine gesteuerte Verstellung des Spiegels erzeugt, durch welche eine Uachführungsübereinstimmung erzielt wird. Es ist offensichtlich, daß das Ausgangssignal des Verstärkers 37 auch einen Träger enthält, der frequenzmoduliert ist und das frequenzmodulierte Signal darstellt, das zur Herstellung der Aufzeichnung verwendet worden ist. Das Signal kann an der Ausgangsklemme 41 abgenommen werden, damit es einer Verwertungsanordnung zugeführt wird. Wenn diese Verwertungsanordnung ein Fernsehempfänger ist, wie dies üblicherweise der Fall ist, kann die Klemme 41 mit einem (nicht dargestellten) Codeumsetzer verbunden sein, der das von der Videoplatte 10 stammende Signal in einen modulierten Träger umwandelt, der für die Zuführung zu den Antennenklemmen des Farbfernsehempfängers geeignet ist. Die Anordnung von Fig. enthält zwei Photodetektoren 35_t 36, obwohl zur Erfüllung der Radialnachfuhrungsfunktion ein Photodetektor genügen würde.

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Erfindungsgemäß erfolgt die Aufrechterhaltung der Fokussierung dadurch, daß -die Ausgangssignale der Photodetektoren 35, 36 in einem Differenzverstärker 50 so vereinigt werden, daß während der Betriebsintervalle, in denen das Bündel und die Platte 10 nioht mehr in Fokussierungsübereinstimmung sind, ein Fokussierungsfehlersignal erzeugt wird, das eine Auslenkfrequenz aufweist, das in Phasenbeziehung zu der Richtung der Nichtübereinstimmung der Fokussierung steht, sowie eine Amplitude, die in Beziehung zu der Abweichung von der Übereinstimmung steht. Durch Einwirkung auf dieses Signal in einem zweiten Synchrondetektor 51 wird ein Fokussierungsregelsignal erzeugt, das über einen Verstärker 52 an die Fokussierungssteuereinrichtung 23 angelegt wird. Der Synchrondetektor 51 benötigt gleichfalls ein Phasenbezugssignal, das von der gleichen Quelle geliefert wird. Natürlich kann in den Verstärker 52 ein System zur Phasenkompensation und Filterung des Fokussierungsregelsignals eingebaut werden.

Die Wirkungsweise der Fokussierungsregelanordnung soll unter Bezugnahme auf das Schema von Fig. 2 beschrieben werden, das ein Lesebündel zeigt, das in einer Ebene 2 fokussiert ist und Photozellen 35, 36 erregt, die symmetrisch in Bezug auf die Bezugsebene 1 angeordnet sind. Es ist die allgemein übliche Konvention der Darstellung eines kegelförmigen Lesebündels 3 gewählt worden. Wenn ein Objekt 4 im Innern des Lesebündels links von der Bezugsebene 1 angeordnet wird, erzeugt es einen Schatten, wie durch die vollen Linien angedeutet, in dem Gesichtfeld des Photodetektors 36, und wenn man die im Schema angegebenen Bezeichnungen mit den Vorzeichen "+" und "-" wählt, besteht die zu berücksichtigende Bedingung darin, daß das Ausgangs signal der (+)-Photozelle 35 das Ausgangsignal der (-)-Photozelle 36 übersteigt. Wenn dagegen

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das Objekt 4 auf der anderen Seite der Bezugsebene 1 angeordnet wäre, wie durch, den gestrichelten Pfeil angedeutet ist, würde man die umgekehrte Bedingung erhalten, nämlich die Bedingung, daß das Ausgangssignal der (+)-Photozelle 35 kleiner als das Ausgangssignal der (-)-Photozelle 36 wäre. Es ist zu bemerken, daß diese Bedingungen dann bestehen, wenn das Objekt oberhalb der Brennebene 2 liegt.

Es soll nun der Fall betrachtet werden, daß ein Objekt im Innern des Bündels, aber unterhalb der Brennebene und links von der Bezugsebene 1 angeordnet ist. Dadurch wird das Ausgangssignal der Photozelle 35 gegenüber dem Ausgangssignal der Photozelle 36 verringert. Wenn das Objekt auf der anderen Seite der Bezugsebene 1 angeordnet wäre, wie wiederum durch den gestrichelten Pfeil angedeutet ist, wäre das Ausgangssignal der Photozelle gegenüber dem Ausgangssignal der Photozelle 35 verringert. Zusammengefaßt gilt, daß Endfokussierungsbedingungen, die Objekte betreffen, die oberhalb bzw. unterhalb der Brennebene 2 liegen, entgegengesetzte Änderungen der Ausgangssignale der beiden Photozellen verursachen, daß also die Phase der Änderung des Ausgangssignals die Richtung der Endfokussierung des Objekts anzeigt.

Dies kann auf etwas andere Weise durch die Kurven von Pig. 3a und 3b dargestellt werden. Die Kurve von Fig. 3a zeigt das Signal, das durch die Differenzbildung aus den Ausgangssignalen der Photozellen erhalten wird, wenn angenommen wird, daß ein Objekt 4 in einer Ebene, die oberhalb der Brennebene 2 liegt, aus einer Position, die gerade links vom Bündel liegt, durch das Bündel hindurch bis in eine Position, die jenseits des Bündels gerade rechts von diesem liegt, verschoben wird. Während sich

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das Objekt im Innern der linken Hälfte des Lesebündels befindet, überwiegt das Ausgangssignal der Photozelle 35, und das Differenzsignal ist positiv; dagegen überwiegt das Ausgangssignal der Photozelle 36, wenn das Objekt im Innern des Bündels rechts von der Bezugsebene 1 liegt, was der negativen Hälfte der Kurve entspricht. Die Kurve von Pig. 3b zeigt das Signal, das dann erhalten wird, wenn das Objekt 4¹ in einer unterhalb der Brennebene 2 liegenden Ebene von links nach rechts durch das Bündel verschoben wird. Ein Vergleich der Kurven dieser beiden Figuren zeigt, daß sie gegenphasig sind. Demzufolge wird durch eine Demodulation mit Hilfe eines Synchrondetektors unter Steuerung durch ein phasenrichtig synchronisiertes Bezugssignal ein Pokussierungssignal erzeugt, das nach Polarität und Amplitude für das Anlegen an die Fokussierungssteuereinrichtung geeignet ist.

Man erhält eine analoge Wirkungsweise mit der Pokussierungsregelanordnung von Pig. 1. Insbesondere entspricht der Bewegung des Objekts 4 oder 4', das zur Erzeugung der durch die Kurven von Pig. 3a und 3b dargestellten Signale dient, im wesentlichen der Bewegung des Lesebündels 3 unter der Steuerung durch die akustooptische Ablenkanordnung 17, mit dem Unterschied, daß die Verschiebung des Lesebündels zyklisch mit der Ablenkfrequenz erfolgt. Unter den Bedingungen der Nichtübereinstimmung der Fokussierung entsteht selbst dann, wenn man eine Kachführungsübereinstimmung annimmt, eine Diffusion und eine Beugung des Lichtbündels, wenn dieses die Aufzeichnungsspur bestreicht, wodurch im Synchrondetektor 51 Pokussierungsregelsignale in Übereinstimmung mit den Kurven von Pig. 3a und 3b erzeugt werden, die von der Richtung der Nichtübereinstimmung abhängen. Die Steueranordnung 23 reagiert auf dieses Signal, um die Pokussierungsübereinstimmung auszubilden und aufrechtzuerhalten.

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Die Amplitude des Fokussierungsregelsignals ändert sich mit dem Grad der Endfokussierung in der durch die Kurve von Pig. 3c gezeigten Weise, wo die positiven Abszissenwerte Abstände oberhalb der Brennebene 2 darstellen, während die negativen Abszissenwerte Abstände unterhalb der Brennebene darstellen. Die Maßstabseinheit ist ein Mikron, weil bei einer herkömmlichen Videoplatte die Breite einer Aufzeichnungsspur annähernd ein Mikron beträgt und der Durchmesser des konzentrierten Lesebündels im wesentlichen die gleiche Größenordnung hat. Infolge der Form des konzentrierten Lesebündels besteht ein Schärfentiefebereich, der durch den Wert Null der Kurve von Pig. 3 in der den Nullpunkt umgebenden Zone angegeben ist. Da das Fokussierungsregelsignal eine Polarität" hat, die in Beziehung zu der Richtung der Niehtübereinst immung der Fokussierung steht, kann man dieses Signal dazu verwenden, ein Element zu beiden Seiten einer Bezugsstellung zu verschieben, um eine Aufrechterhaltung der Fokussierung zu gewährleisten.

Es ist beispielsweise bekannt, daß der dem Lesebündel ausgesetzte Teil der Platte in Bezug auf die Brennebene so verschoben werden kann, daß eine Fokussierung erzielt wird, oder daß andererseits ein optisches Element so gesteuert werden kann, daß die Lage der Brennebene eingestellt wird. Beispielsweise kann ein biegsamer Spiegel mit einstellbarem Krümmungsradius zu diesem Zweck entsprechend gesteuert werden, oder man kann in gleicher Weise ein bimorphes Element verwenden, das an einem Ende eingespannt ist und von dem eine Fläche so ausgebildet ist, daß sie als Reflektor dient. Eine andere Vorrichtung, die in Fig. 4 dargestellt ist, weist eine Ausbildung auf, die derjenigen eines Lautsprechers sehr ähnlich ist: Sie enthält einen Permanentmagnet 55» der

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im Innern einer Magnetstruktur 56 angeordnet ist. Im luftspalt 57 ist eine Spule 58 üblicher Art angeordnet, die eine Eingangsklemme 59 aufweist, an die das Fokussierungsregelsignal angelegt werden kann. Der Spulenkörper dient als Träger für ein Objektiv 61, und außerdem können elastische Träger 62 vorgesehen sein, die dazu dienen, das Objektiv während seiner Verschiebungen entlang dem Mchtweg oder der Achse des Lesebündels 5 zu halten. Die Lage des Objektivs ist in Übereinstimmung mit der Polarität und der Größe des der Spule 58 zugeführten Signals in an sich bekannter Weise einstellbar. Der besondere Aufbau des beweglichen Elements, das zur Regelung der Fokussierung gesteuert wird, bildet keinen Teil der Erfindung; es sind mehrere geeignete Vorrichtungen zu diesem Zweck bekannt.

Die in Fig. 5 dargestellte abgeänderte Ausführungsform der Erfindung weist zusätzlich die Besonderheit auf, daß ein Suchvorgang zum Auffinden der Fokussierung erfolgt. Zu diesem Zweck kann eine Quelle 70 ein Wechselstromsignal über einen Schalter 71 an die Fokussierungssteuereinriohtung 23 angelegt werden. Wenn die Einrichtung 23 von der Quelle 70 gesteuert wird, ändern sich die Fokussierungsbedingungen in einem breiten Bereich, und der Schalter ist so ausgebildet, daß er den Suchvorgang unterdrückt und die Punktion der lOkussierungsregelung auf den Synchrondetektor 51 überträgt, wenn die Fokussierungsbedingung in den schmalen Betriebsbereieh der Fokussierungsregelanordnung eintritt. Der Schalter 71 kann so ausgebildet sein, daß er normalerweise die Quelle 70 mit dem Verstärker 52 verbindet und auf die Zuführung eines einen bestimmten Schwellenwert übersteigenden Steuersignals reagiert, um die Quelle 70 von dem Fokussierungssystem zu trennen und durch den Synchrondetektor 51 zu ersetzen.

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Eine geeignete Steuerung kann durch einen Amplitudenmodulationsdetektor 73 erfolgen, von dem eine Eingangsklemme 74 das Ausgangssignal des Summierverstärkers 37 empfängt. Wenn die Fokussierungsbedingungen so eng eingehalten sind, daß wenigstens ein hochfrequentes Mindestsignal am Ausgang der Photodetektoren 35_} 36 erhalten wird, überschreitet das Ausgangssignal des Amplitudenmodulationsdetektors 73 den Schwellenwert für die Steuerung des Schalters 71 * so daß die Punktion der Synchronisierungsregelung auf den Synchrondetektor 51 übertragen wird.

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Claims

Patentansprüche

Optisches Lesegerät für ein Informationssignal, das auf einer Spur eines Aufzeichnungsträgers derart aufgezeichnet ist, daß es durch Ablesen der Spur mit Hilfe eines fokussierten Energiebündels entnommen werden kann, mit Einrichtungen zur Erzeugung einer periodischen relativen seitlichen Verschiebung zwischen der Spur und dem Lesebündel mit einer vorbestimmten Ablenkfrequenz zur Erzeugung eines Fehlersignals für die radiale Nachführung sowie mit Einrichtungen, die auf das Fehlersignal reagieren, um die Übereinstimmung der Nachführung zwischen der Spur und dem Lesebündel aufrechtzuerhalten, gekennzeichnet durch eine Fokussierungsregelanordnung zur Aufrechterhaltung der Scharfeinstellung, die zwei Photodetektoren enthält, die auf entgegengesetzten Seiten einer Bezugsebene angeordnet sind, die tangential zur Aufzeichnungsspur liegt und die optische Achse des Lesebündels enthält, wenn die Bedingungen der Nachführungsübereinstimmung erfüllt sind, eine Anordnung zur Bildung der Differenz der Ausgangssignale der Photodetektoren, damit während der Betriebsintervalle, in denen das Lesebündel und der Aufzeichnungsträger nicht mehr in Fokussierungsübereinstimmung sind, ein Fehlersignal mit der Ablenkfrequenz erzeugt wird, dessen Phase in Beziehung zu der Richtung der Nichtübereinstimmung der Fokussierung steht und dessen Amplitude in Beziehung zu der Größe der Abweichung von der Fokussierungsübereinstimmung steht, einen Synchrondetektor, dem das Fokussierungsfehlersignal und ein in Phase mit der periodischen Verschiebung des Bündels befindliches synchronisiertes Bezugssignal zugeflihrt werden und der ein Fokussierungsregelsignal erzeugt, und durch eine auf das Fokussierungsregelsignal

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ansprechende Fokussierungssteuereinrichtung, die das Lesebündel und den Aufzeichnungsträger in Fokussierungsübereinstimmung hält.

2. Optisches Lesegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsspur Vertiefungen aufweist, deren Tiefe etwa gleich der Hälfte der Wellenlänge des Lesebündels im Material des Aufzeichnungsträgers ist.

5. Optisches Lesegerät nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen zweiten Synchrondetektor, dem das Ausgangssignal von wenigstens einem der Photodetektoren ■ und das Phasenbezugssignal zugeführt werden und der gleichlaufend ein Radialnachführungssignal erzeugt.

4. Optisches Lesegerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der beiden Photodetektoren addiert werden und das Summensignal dem zweiten Synchrondetektor zugeführt wird.

5· Optisches Lesegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4t dadurch gekennzeichnet, daß zur Fokussierung des Lesebündels auf den Aufzeichnungsträger eine Objektivlinse vorgesehen ist, die entlang der optischen Achse des Systems verstellbar ist, daß die iOkussierungssteuereinriohtung so ausgebildet ist, daß sie die Fokussierungsbedingung in einem bestimmten Änderungsbereich verändert, daß eine Suchsignalquelle vorgesehen ist, daß ein Schalter vorgesehen ist, der wahlweise den ersten synchronen Phasendetektor oder die Suchsignalquelle mit der iOkussierungssteuereinriohtung verbindet, und daß eine Schalterbetätigungsanordnung vorgesehen ist, die den Schalter so steuert, daß dieser den ersten synchronen

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Phasendetektor während der Betriebsintervalle, in denen die Fokussierungsbedingung in vorbestimmten Grenzen liegt, die. in den Änderungsbereich fallen, mit der Eokussierungssteuereinrichtung verbindet.

7. Optisches lesegerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter normalerweise die Suchsignalquelle mit der JBOkussierungssteuereinrichtung verbindet.

8. Optisches Lesegerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter auf ein angelegtes Signal von vorbestimmter Stärke reagiert, um den ersten synchronen Phasendetektor mit der Fokussierungssteuereinrichtung zu verbinden, und daß die Schalterbetätigungsanordnung einen Amplitudenmodulationsdetektor enthält, dem das Ausgangssignal von wenigstens einem der Photodetektoren zugeführt wird und der ein Schalterbetätigungssignal liefert, das an den Schalter angelegt wird.

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