DE2512321B2 - Vorrichtung zum erzeugen und fokussieren eines strahles und bildplattenspieler mit einer solchen vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung zum erzeugen und fokussieren eines strahles und bildplattenspieler mit einer solchen vorrichtung

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DE2512321B2 DE19752512321 DE2512321A DE2512321B2 DE 2512321 B2 DE2512321 B2 DE 2512321B2 DE 19752512321 DE19752512321 DE 19752512321 DE 2512321 A DE2512321 A DE 2512321A DE 2512321 B2 DE2512321 B2 DE 2512321B2
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Description

65
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erzeugen eines von einer Strahlungsquelle abgegebenen fokussierten Strahles und Richten des Strahles auf eine Information tragende Oberfläche, von v/elcher der Strahl zu wenigstens einem die in dem Strahl enthaltene Information erfassenden Detektor reflektiert wird, bei welcher eine längs des Strahlungsweges zwischen der Oberfläche und dem Detektor verstellbare Strahlungsfokussiereinrichtung zur konvergierenden Fokussierung der Strahlung in einen Strahl vorgesehen ist, um eine Referenzbrennpunktebene zwischen der Oberfläche und dem Detektor zu bilden, wobei sich jeweils auf einer Seite der Referenzbrennpunktebene konvergierende bzw. divergierende Strahlteile befinden, zwei Abtasteinrichtungen für die Steuerung der Strahlfokussiereinrichtung vorgesehen sind, und eine auf die Signale der Abtasteinrichtungen ansprechende Verstelleinrichtung zum Bewegen der Strahlenfokussiereinrichtung in Richtung auf die und von der Oberfläche weg vorgesehen ist und einen Bildplattenspieler mit einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Lichtstrahls, bei welcher der Lichtstrahl von einer Lichtquelle mittels einer Linseneinrichtung auf eine Bildplatte fokussiert und der von der Bildplatte ausgehende Lichtstrahl zur Erzeugung eines Videobildes erfaßt ■ wird, mit zwei Abtasteinrichtungen zur Steuerung der Linseneinrichtung und mit einer an die Linseneinrichtung angekoppelten und zur Bewegung der Linseneinrichtung in Richtung auf die Bildplatte und von dieser weg bewegbare Verstelleinrichtung und einer auf von den Abtasteinrichtungen erzeugte Signale ansprechende Einrichtung zur Bewegung der Verstelleinrichtung.
Eine derartige Vorrichtung ist durch die DT-OS 23 22 725 bekanntgeworden. Bei dieser Vorrichtung sind auf der der Information tragenden Oberfläche abgewandten Seite der Referenzbrennpunktebene zwei Abtasteinrichtungen vorgesehen, welche bei abweichender Fokussierung ungleich mit Strahlung beaufschlagt werden, jedoch gleichzeitig die Detektoren zur Erfassung der Information darstellen, so daß die die Information übertragende Strahlung je nach Fokussierung in unterschiedlichem Maß auf die Detektoren auftrifft.
Weiter ist durch das IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 15, No. 2, Juli 1972, Seiten 504 und 505 eine automatische Fokussiereinrichtung bekanntgeworden, bei welcher durch einen Strahlteiler ein Anteil des Lesestrahls ausgespiegelt und über verschieden lange Wege zwei Abtasteinrichtungen mit vorgeschalteter Blende zugeführt wird. Hier wird die Intensität des Lesestrahlkernes durch den Strahlteiler verringert und es werden Teile des Strahlkernes für die Fokussierung verwendet.
Bei einer Art eines Bildplattenspielers wird eine Platte verwendet, die auf einem Drehteller gedreht wird und die von einem Lichtstrahl abgetastet wird, der durch eine Linse sauber auf der Bildplattenoberfläche fokussiert ist. Von der Bildplatte reflektiertes Licht wird von der Fokussierlinse gesammelt und auf einen Photodetektor gerichtet, der einen Videoausgang steuert. Um die mit hoher Dichte auf der Plattenoberfläche gespeicherte Information auszulesen, muß der Abtaststrahl auf der Bildplattenoberfläche einwandfrei fokussiert sein, so daß der Lichtfleck nur einen geringen vorgeschriebenen Bereich überdeckt. Solche Bildplatten weisen jedoch Verziehungen und Oberflächenwelligkeit auf, die zu einer Veränderung der Lage des abgetasteten Bereiches führen, und manche Bildplattensysteme weisen einen veränderlichen Abstand zwischen der Plattenoberfläche und dem Abtastkopf auf. Solche Abweichungen können ausgeglichen werden durch
Bewegen der Fokussierlinse in Richtung auf den Drehteller und von diesem fort, dazu wird jedoch ein Gerät zum Ertasten des Betrages und der Richtung der Abweichung der abgetasteten Bildplattenoberfläche benötigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung bzw. einen Bildplattenspieler der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei welchem die automatische Steuerung der Fokussierung derart erfolgt, daß die Abtasteinrichtungen im Falle einer Fehlfokussierung nur von den Teilen am Umfang des die Information enthaltenden Strahles getroffen werden, während die Information des Strahlmittelteils oder Strahlkerns voll für die Informationswiedergabe ausgenutzt werden kann.
Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Abtasteinrichtungen mit je einer strahlungsdurchlässigen, mittigen Zone ausgebildet und längs des Strahlungsweges auf entgegengesetzten Seiten der Referenzbrennpunktebene derart angeordnet sind, daß sie die Strahlung nur am Umfang des konvergierenden bzw. divergierenden Strahls auffangen und den Beträgen der so aufgefangenen Strahlquerschnittsbereiche entsprechende Signale aussenden, welche Abweichungen des Brennpunktes des fokussierten Strahls auf der Oberfläche entsprechen.
Der erfindungsgemäße Bildplattenspieler ist so aufgebaut, daß die beiden Abtasteinrichtungen mit je einer strahlungsdurchlässigen, mittigen Zone ausgebildet und mit Abstand längs des Weges des von der Bildplatte ausgehenden Lichtstrahls in einer Brennpunktdetektoreinrichtung zur Erzeugung erster und zweiter Signale mit von der Breite des reflektierten Lichtstrahls an den jeweiligen Stellen der Abtasteinrichtungen abhängigen Werten angeordnet sind, wovon die erste Abtasteinrichtung näher an der Bildplatte angeordnet ist als die zweite Abtasteinrichtung und die erste Abtasteinrichtung einen Teil des Lichtstrahls hindurchläßt, so daß ein Teil des Lichtstrahls die zweite Abtasteinrichtung erreicht.
Weiterbildungen bzw. zweckmäßige Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des Bildplattenspielers gemäß der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine gesicherte Fokussierung bei optimaler Ausnutzung des die Information enthaltenden Strahles. Es werden Erregungssignale für einen Motor erzeugt, der die Fokussierlinse in eine Richtung zur Kompensation der Abweichungen bewegt. Das System erfaßt im wesentlichen jegliche Abweichung des Querschnittsbereiches des reflektierten Lichstrahls, der durch die Fokussierlinse konzentriert wird und auf den Photodetektor gerichtet wird, welcher ein Videobild steuert. Änderungen der Fläche oder Breite des reflektierten Lichtstrahls an einer gegebenen Stelle längs seines Weges beruhen auf einer Verschiebung der Bildplatte längs der optischen Achse, und Änderungen der Strahlbreite können daher verwendet werden, um die Linsenstellung in präziser Weise zu verschieben, so daß die Abweichungen der Plattenstellung ausgeglichen werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine vereinfachte Perspektivansicht bzw. ein Blockschaltbild eines Bildplattenspielers,
F i g. 2 eine vereinfachte Darstellung eines Teils des Systems nach F i g. 1 für den Fall, daß sich die Bildplattenoberfläche in ihrer mittleren Sollstellung befindet,
Fig.3 eine Ansicht ähnlich der Fig. 1, wobei jedoch die Bildplattenoberfläche in Richtung auf die Fokussierlinse verschoben ist,
F i g. 4 eine Darstellung ähnlich F i g. 2 und F i g. 3, wobei jedoch die Bildplattenoberfläche in Richtung von
to der Fokussierlinse fort verschoben ist,
Fig.5 teils eine Perspektivdarstellung, teils ein Schaltbild des Systems nach F i g. 1 mit Fotozellen zur Brennpunktermittlung, einer Vergleichsschaltung und Antriebsmotoren,
Fig.6 eine vereinfachte Seitenansicht des erfindungsgemäßen Fokussiersystems ähnlich demjenigen nach F i g. 2, wobei jedoch die Fotozellen eine solche Größe besitzen, daß sie ständig einen Teil des reflektierten Strahles auf fangen, und
F i g. 7 eine vereinfachte Seitenansicht ähnlich der Fig.6, jedoch einer anderen Ausführungsform einer Brennpunktermittlungsanordnung.
F i g. 1 stellt einen Bildplattenspieler dar, der einen Plattenteller 10 umfaßt, der von einem Motor 12 angetrieben wird und eine Bildplatte 14 trägt, deren Oberfläche mit hoher Dichte zur Darstellung von Informationen wie Bilder und Ton programmiert ist. Die aufgenommene Information wird ausgelesen, indem ein Lichtstrahl von einer Lichtquelle wie z. B. einem Laser 16 durch einen Strahlteiler 18, eine Fokussierlinseneinrichtung 20 wie z. B. durch die dargestellte Einfach-Konvergenzlinse (Konvex-Konvex) und dann auf einen kleinen Fleck 22 auf der Oberfläche der Bildplatte gerichtet wird.
Der Fleck 22 kann als Abtastpunkt bezeichnet werden, da die Drehung der Bildscheibe bewirkt, daß der Fleck zur Abtastung der Oberfläche der Platte dient. Von der Plattenoberfläche an der Stelle, an der der Fleck 22 auffällt, reflektiertes Licht wird von der Linse 20 aufgefangen, die einen konvergierenden reflektierten Strahl bildet, der zurück zum Strahlteiler 18 läuft.
Der Strahlteiler 18 läßt den reflektierten Lichtstrahl hindurch in Richtung auf eine Brennpunktermittlungseinrichtung 24 und auf einen Videophotodetektor 26.
Licht aus dem Photodetektor 26 wird einem Videoverarbeitungsgerät 28 zugeführt, das an einen Fernsehempfänger angeschlossen sein kann, der das ankommende Signal verwendet, um ein fernsehähnliches Bild zu erzeugen. Wie Fachleute auf diesem Gebiet der Technik
so wissen, ist die Oberfläche der Bildplatte 14 so gestaltet daß sie eine Modulation der Art des reflektierten Strahls bewirkt, die erfaßt und in eine brauchbare Informatior in der Verarbeitungsstufe 28 (nach Ertastung irr Detektor 26) umgewandelt wird. Es ist somit vor ausschlaggebender Bedeutung, daß gewährleistet ist daß das Fokussiersystem 20 präzise in bezug auf di< Oberfläche der Platte 14 angeordnet ist, um beispiels weise zu gewährleisten, daß ein Informations-»Bitbo gen« (bzw. -Fleck) auf der Platte durch den auffallende:
bo Strahl vollständig und sauber ausgeleuchtet wird sowi um sicherzustellen, daß der reflektierte Strahl richti zum Photodetektor 26 übertragen wird. Die Brenn punktermittlungsanordnung 24 ist somit dazu vorgese hen, um zu bestimmen, wann und um wieviel da ■ · Linsensystem nachgestellt werden muß, um eine genau Fokussierung aufrecht zu erhalten, wobei diese Anorc nung ebenfalls dazu dient, um Steuersignale zi Durchführung der Nachstellung zu liefern. Der Zwec
der Brennpunktermittlungsanordnung 24 liegt somit darin, Abweichungen der Position der Bildplatte 14 am Punkt des Abtastflecks 22 zu ermitteln. Das Ausgangssignal der Brennpunktermittlungseinrichtung 24 wird einer Verarbeitungsschaltung 30 zugeführt, die ein Antriebssignal erzeugt, das einer Einstelleinheit 32 zugeführt wird, die eines oder mehrere Elemente des gesamten optischen Systems so bewegt, daß die gewünschte Fokussierung wieder hergestellt wird. Wie in F i g. 1 dargestellt, ist die Einstelleinheit ein Motor 32, der die Linse 20 in bezug auf die Platte 14 bewegt, so daß die korrekte Fokussierung wieder hergestellt wird.
Der Linsenbewegungsmotor 32 ist an die Fokussierlinse 20 angekoppelt, um diese in Richtung auf den Plattenteller 10 und von diesem weg zu bewegen, um Änderungen des Abstandes zum abgetasteten Bildplattenfleck auszugleichen. Auf diese Weise wird Licht aus der Quelle stets auf einen vorbestimmten Brennpunkt an der Oberfläche der Bildplatte 14 gebracht, so daß die mit hoher Dichte darauf aufgezeichnete Information einwandfrei ausgelesen werden kann.
F i g. 2 stellt die Arbeitsweise der Brennpunktermittlungsanordnung 24 dar. Licht aus dem Laser 16 oder aus einer anderen Lichtquelle wird durch den Strahlteiler 18 auf die Bildplatte 14 über die Fokussierlinse 20 gerichtet, wobei die Linse 20 dazu dient, das Licht auf den kleinen Abtastfleck 22 an der Oberfläche der Bildplatte 14 zu fokussieren. Vom Videoplattenbereich am Abtastfleck 22 reflektiertes Licht bildet einen Signalstrahl, der von der Fokussierlinse 20 gesammelt wird, die ihn auf den Detektor 26 richtet, wobei die Strahlen in einer Zwischenbrennpunktebene konvergieren.
Der Strahl kann polarisiert sein, so daß der Strahlteiler l8 fast die Gesamtheit des reflektierten Strahls längs einer zweiten Richtung bzw. optischen Achse 36 durchläßt, die zur Lichtquelle 16 geneigt ist. Der reflektierte Strahl 38 tritt durch die Brennpunktermittlungsanordnung 24 hindurch und erreicht den Photodetektor 26, dessen Ausgangssignal letztlich verwendet wird, um ein Videobild zu erzeugen.
In der in den Fig.2, 3 und 4 dargestellten Ausführungsform zur Erläuterung der Erfindung umfaßt die Brennpunktermittlungsanordnung 24 zwei Photozellen bzw. Photodetektoren 40, 42, die voneinander abständlich längs des Weges des reflektierten Strahles 38 angeordnet sind. Jede Photozelle 40, 42 besitzt jeweils ein mittleres Loch 44, 46, das auf die Achse 36 des reflektierten Strahles 38 zentriert ist, so daß der wirksame Photodetektorteil einer jeden nur einen Umfangsbereich des reflektierten Strahls 38 empfängt, während der mittlere Teil des Strahls durch sie hindurch ohne Interferenz geführt wird.
Wenn sich die Videoplatte in ihrer mittleren bzw. Nennstellung befindet, so liegt die Sollbildebene 34, in der das Bild des abtastenden Flecks fokussiert ist, zwischen den Photozellen 40 und 42. In dieser Stellung wird gemäß einer ersten Arbeitsweise die Breite des reflektierten Strahles in den Ebenen der zwei Photozellen 40, 42 klein genug gehalten, so daß keine der Zellen einen wesentlichen Teil des Strahls auffängt, μ
F i g. 3 stellt eine Situation dar, bei der der abgetastete Teil der Bildplatte 14 (der Fleckbereich) in Richtung auf die Fokussierlinse 20 verschoben ist. Wenn die Linse 20 nicht verstellt wird, um diese Bewegung auszugleichen, so wird sich der Abtastfleck 22a vergrößern, und die Bildebene 34a wird ebenfalls nach hinten längs des Weges des reflektierten Strahls 38a verschoben. Diese Verschiebung der Lage der Bildebene ergibt einen breiteren Strahl an der ersten Photozelle 40 und einen schmaleren Strahl an der zweiten Photozelle 42, wie dargestellt.
Infolgedessen empfängt die erste Photozelle 40 (deren wirksamer Bereich) eine beträchtliche Menge des reflektierten Strahls, während die andere Zelle 42 weniger oder nichts von dem Strahl auffängt. Das Ausgangssignal der Photozelle 40 bzw. die Differenz zwischen den Ausgangssignalen der Photozellen 40 und 42 wird verwendet, wie für Fachleute auf diesem Gebiet der Technik verständlich, um einen Motor anzutreiben, um die Fokussierlinse 20 bei 14a von der Bildplatte zu entfernen, so daß eine Kompensation für die Abweichung der Bildplattenstellung vorgenommen wird und dadurch der Abtastfleck einwandfrei auf der Oberfläche der Bildplatte fokussiert bleibt. Wie in F i g. 1 dargestellt, geschieht eine solche Entfernung der Linse 20 von der Bildplatte vorteilhafterweise dadurch, daß ein Motor 32 die Linse 20 von der Bildplatte 14 entfernt. Es kann jedoch ebenfalls die Bildplatte bewegt werden, um einen solchen Entfernungsvorgang auszuführen.
Für Präzisionsanwendungen ist es unter Umständen erwünscht, die mit öffnungen versehenen Zellen 40,42 für die FokussierermiUlung mechanisch mit der Linse 20 zu verbinden (z. B. durch Bewegen der Linse 20 und der Photozellen 40 und 42 auf einer gemeinsamen Halterung), so daß der Motor alle diese Elemente gleichzeitig bewegt und so einen konstanten Abstand zwischen Linse und Zellen sowie zwischen den Zellen und der Bildebene 34b (ähnlich wie bei anderen weiter unten erläuterten Ausführungsformen) zu wahren.
F i g. 4 stellt die Situation dar, bei der die Videoplatte bei 14b in Richtung von der Fokussierlinse 20 fort verschoben ist. Ohne Kompensationsbewegung der Fokussierlinse verschiebt sich die Bildebene bei 34b nach vorne, so daß die Breite des reflektierten Strahles 38b und der zugeordnete photoemittierende Bereich in der Ebene der ersten Photozelle 40 kleiner ist, in der Ebene der zweiten Photozelle 42 jedoch größer ist.
Das im Vergleich zu der ersten Photozelle 40 erhöhte Signal der zweiten Photozelle 42 kann verwendet werden, um die Fokussierlinse 20 (und die Brennpunktermittlungseinrichtung 24) bei 14b in Richtung auf die Bildplatte zu bewegen, so daß der Abtastfleck 22b auf der Bildplaitenoberfläche scharf fokussiert wird. In der Praxis tritt bei einem System unter Verwendung der zwei Photozellen 40, 42 zur Verschiebung der Fokussierlinse 20 nur ein geringer Verschiebeabstand der Stellung der Bildebene 34 auf, da normalerweise nur geringfügige Abweichungen der Videoplattenstellung auftreten.
Eine andere, bevorzugte Ausführungsform ist in F i g. 6 dargestellt. Dieses System ist so ausgelegt, daß es die Tatsache berücksichtigt, daß die Fokussierlinse 2C typischerweise in zwei Richtungen verschoben wird, um Variationen der Stellung der Bildplatte 14 auszugleichen. Das System ist demjenigen von F i g. 2 ähnlich außer daß die zwei Photozellen AOxund 42xso ausgeleg sind, daß sie beide kontinuierlich Randteile de: reflektierten Strahles 38 auffangen, wenn die Bildplatti 14 sich in ihrer mittleren bzw. Nennstellung befindet sowie im normalen Bereich der Abweichungen de Bildplattenstellung.
Dies ergibt den Vorteil, daß Änderungen de Ausgangssignale der zwei Photozellen 4Ox und 42 stärker linear sind und ihre Differenzen sich auf ehe lineare Weise ändern, im Gegensatz zu der für di vorstehende Ausführungsform angegebenen schrittwe
709 546/4
ίο
sen Art.
Wenn der Unterschied zwischen den Ausgangssignalen der zwei Photozellen 40x und 42x verwendet wird, so besteht eine Neigung, daß Änderungen der Intensität des reflektierten Strahles 38 ausgelöscht werden, so daß die Hauptänderung des Differenzausganges auf Änderungen im Bereich des reflektierten Strahles an den zwei Stellen der Photozellen, unter der Annahme kreisförmiger öffnungen, beruht. Zu bemerken ist, daß der empfindliche Bereich des Videophotodetektors 26 vorzugsweise klein genug gemacht wird und in einer solchen Stellung angeordnet wird, daß er nur den mittleren, durchgelassenen Teil des reflektierten Strahls auffängt; dieser mittlere Teil des Strahls wird innerhalb eines weiten Abweichungsbereiches der Bildplatte von keiner der Photozellen 40x, 42x aufgefangen. Die Amplitude bzw. Intensität des vom Photodetektor 26 empfangenen Lichtes wird somit von der Arbeitsweise der Brcnnpunktermittlungsanordnung nicht gestört.
F i g. 5 stellt typische Formen für die Photozellen 4Ox, 42x und die Ausbildung der Verfahrensschaltung 30 dar. Jede Photozelle, z. B. 4Ox, kann vom Silizium-Typ sein und mit einer in der Mitte vorgesehenen öffnung 44 gebildet sein, wobei der Durchmesser der öffnung wenigstens ausreichend ist, um den betrachteten Strahl beim Detektor 26 aufzunehmen. Zu bemerken ist, daß die öffnungen 44,46 der beiden Photozellen nicht von selber Größe sein müssen und daß sie nicht in gleichen Abständen von der Fokussierebene 34 angeordnet sein müssen. Außerdem brauchen die öffnungen nicht kreisförmig zu sein, sondern können jegliche gewünschte Form aufweisen, in Abhängigkeit von den Erfordernissen des optischen Systems. Die Anpassung an jegliche Unterschiede im Nennphotoemissionsausgangssignal der Zellen 4Ox, 42x kann durch bekannte, elektronische Kompensationseinrichtungen erfolgen.
Die Verarbeitungsschaltung 30 ist eine Vergleicherbzw. Differenzschaltung, deren Ausgangsleitung 50 ein Antriebssignal trägt, dessen Wert von der Differenz der Ausgangssignale der zwei Photozellen 4Ox, 42x abhängt. Die Schaltung 30 umfaßt zwei Verstärker 52,54, die so eingerichtet sind, daß sie die Ausgangssignale der Photozellen 4Ox, 42x jeweils verstärken.
Die Ausgangssignale der Verstärker 52,54 werden an einen Differenzverstärker 56 gegeben, wobei der Verstärker 52 an den Plus-Eingang 58 des Differenzverstärkers angeschlossen ist, während der Ausgang des Verstärkers 54 an den Minus-Eingang 60 des Differenzverstärkers angelegt wird. Die Ausgangsleitung 50 des Differenzverstärkers 56 ist an eine dem Motor 32 zugeordnete Steuereinrichtung angeschlossen, so daß der Motor zur Wiedereinstellung cer Fokussierlinse 20 und der Brennpunktermittlungsanordnung 24 gesteuert werden kann. Der Motor 32 kann ein Linearmotor der Art sein, bei dem eine Spule nach Art eines Lautsprechers verwendet wird, um einen mit der Linse 20 und der Brennpunktermittlungsanordnung 24 verbundenen Anker zu bewegen; es kann jedoch auch eine piezoelektrische oder andere Form einer Antriebseinrichtung verwendet werden, wie dem Fachmann geläufig ist.
Die Erfindung schafft somit ein allgemeines Fokussiersystem zur Bewegung eines Objektivs oder einer Fokussierlinse, so daß ein Abtastfleck auf der reflektierenden Oberfläche einer Bildplatte oder auf einer anderen Auftreffoberfläche einwandfrei fokussiert gehalten wird. Das System ertastet Abweichungen der Oberflächenstelliing durch Abtasten des Bereichs eines von der abgetasteten Oberfläche reflektierten Lichtstrahles, wobei dieser Strahl von der Fokussierung aufgefangen und auf den Videodetektor gerichtet wird. Der Querschnitt dieses reflektierten Lichtstrahls kann an den zwei verschiedenen Stellen längs des Strahlweges durch eine Brennpunktermittlungsanordnung ermittelt werden, die ein Paar von zweckmäßig ausgerichteten Photodetektoren aufweist, um Randteile des Strahles abzutasten und die axialen Teile des Strahles
ίο durch sie hindurchlassen.
Eine an die beiden Photozellen angeschlossene Verarbeitungsschaltung erzeugt ein Wiedereinstellungssignal, das von der Differenz der Ausgangssignale der zwei Photozellen abhängt. Dieses Signal erregt einen Linsenantriebsmechanismus, der das Fokussiersystem axial in Richtung auf oder vom Plattenteller weg bewegt, auf dem die Bildplatte aufliegt.
Natürlich kann eine Mannigfaltigkeit besonderer Mechanismen in dem Bildplattensystem verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Konvexspiegel als Objektiv bzw. Fokussierlinseneinrichtung verwendet werden, um den Abtaststrahl auf der Bildplatte zu konzentrieren und um von der Bildplatte reflektiertes Licht zusammenzuführen. Weiter können die Abweichungen der Bildplattenstellung ermittelnden Photozellen lichtdurchlässige öffnungen anstelle von öffnungen aufweisen und können eine Vielzahl verschiedener Formen aufweisen.
Es ist einleuchtend, daß eine einzelne, mit einer öffnung versehene Photozelle verwendet werden kann, wobei jedoch zu erkennen ist, daß ein solches Schema nicht so genau sein kann und/oder sich stärker auf die Strahlbreite auswirkt. Änderungen der Gesamtintensität können dadurch kompensiert werden, daß ein Teil des Videoausgangssignals zum Vergleich herangezogen wird. Anderere Abwandlungsformen der Photoabtastanordnung können verwendet werden, wie für den Fachmann ersichtlich. Eine solche abgeänderte andere Ausführungsform ist beispielsweise in Fig.7 angege-
ben, wo, außer wenn anders beschrieben, alle Elemente und die Betriebsweise ähnlich sind, wie bei den vorstehend erläuterten Ausführungsformen, insbesondere wie bei F i g. 6. Hier wird der reflektierte Strahl 38 konzentrisch mit der optischen Achse 36 auf den
Videodetektor 26 gerichtet, und es kann aus Gründen der Einfachheit angenommen werden, daß er einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Zum Zwecke der Erläuterung mag der Strahl 38 drei mehr oder weniger konische, konvergierende geometrische
»Strahlrandorte« umfassen, nämlich: einem inneren geometrischen Mittelstrahlort 38-M zusammen mit einem inneren geometrischen Strahlort 38-/und einem äußeren geometrischen Strahlort 38-O. Weiter ist einleuchtend, daß statt der vorstehend beschriebener Photoabtaster (wie z.B. 42x, 4OxJ! die längs dei optischen Achse 36 angeordnet sind und mittlere öffnungen aufweisen, um den Informationsstrahl zunr Videophotodetektor 26 zu führen (und die auf beider Seiten der der hier nicht gezeigten Linse 20 zugeordne
ten Brennpunktebene 34 angeordnet sind), diese durcl ein Paar Spiegeleinrichtungen M-I, M-2 mit mittlerer öffnungen ersetzt werden können. Diese Spiege können herkömmliche Frontflächenspiegel sein um sind in Verbindung mit einem Paar jeweils zugeordnete
Photodetektoreinrichtungen £M, D-2 so angeordnet daß sie einen vorgeschriebenen äußeren Teil des auf sii auffallenden reflektierten Strahls 38 zu ähnliche! Zwecken wie vorstehend beschrieben auffangen um
reflektieren (auf ihre jeweiligen Detektoren). Zusätzlich und allein aus Gründen der Zweckmäßigkeit ist zwischen der Fokussiereinheit mit den Spiegeln M und den Detektoren D eine bikonvexe Linse 26-L angegeben, um den mittleren Informationsvideostrahl auf dem Videodetektor 26 besser wieder zu fokussieren. (Die gesamte Fokussier- und Detektoreinheit ist mit 24' bezeichnet).
Bei diesem Beispiel sind die Stellung und die Abmessungen des ersten Spiegels M-I entgegen der Strahlausbreitungsrichtung gesehen so eingerichtet, daß der gesamte reflektierte Strahlbereich zwischen dem äußeren geometrischen Strahlort 38-O und dem mittleren geometrischen Strahlort 38-M aufgefangen und auf den zugeordneten Photodetektor D-I reflektiert wird, wodurch an diesen ein elektronisches Ausgangssignal erzeugt wird, das den Betrag des so reflektierten Strahls repräsentiert. (Sehr ähnlich wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, wobei jedoch vermieden wird, daß besondere Photoabtaster mit ausgenommenen oder durchsichtig gemachten Mittelteilen vorgesehen werden müssen.) In ähnlicher Weise ist die zweite bzw. dahinterliegende Spiegeleinrichtung M-2 so eingerichtet, daß sie einen zweiten, konzentrischen inneren Teil des reflektierten Strahls 38 auffängt und reflektiert, der im wesentlichen den Teil zwischen dem mittleren geometrischen Strahlort 38-M und dem inneren geometrischen Strahlort 38-/ umfaßt. Dies führt dazu, daß der Strahl nur noch innerhalb der Grenzen des inneren geometrischen Strahlohrtes 38-/ definiert ist, um über die Brennpunktermittlungsanordnung 24' hinaus zum Videophotodetektor 26 zu gelangen, wobei er zwischendurch durch die Linse 36- L wie oben angegeben fokussiert wird.
Natürlich stellt die aufgefangene und auf den der 3r> Spiegeleinrichtung M-2 zugeordneten Detektor D-2 reflektierte Strahlenergie in ähnlicher Weise den Betrag des gesamten aufgefangenen Strahlquerschnitts dar, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das, wenn es mit demjenigen des entsprechenden Detektors D-I kombinie« wird, in Verbindung damit Strahlauffangparameter anzeigen kann. Solche Parameter können wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen in nützlicher Weise verwendet werden, insbesondere weil diese Messungen notwendigerweise in viel stärkerem Maße '5 vergleichbar sind und voneinander abhängen, als bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform gemäß F i g. 6. So können z. B. die Fokussierlinse 20 und die zugeordneten Spiegel M-I, M-2 auf einer gemeinsamen Einstellstange bzw. Halterung aufgebaut sein, so daß bei vorgegebenem einfallendem und reflektiertem Datenstrahl das ermittelte Ausgangssignal am Detektor D-I und D-2 vergleichsweise »gleich« ist, wenn die Reflektoroberfläche sich in der vorgeschriebenen »Sollstellung« befindet. Jegliche Änderung dieser Oberfläche aus dieser Stellung in eine der Richtungen verursacht natürlich einen entsprechenden Gleichgewichtsfehler an den Ausgängen der Detektoren D-I, D-2, wobei die Polarität und der Betrag die Höhe des Gleichgewichtsfehlers anzeigen. Dies bildet ebenfalls eine Einrichtung zum Einstellen eines Stellungsservomotors oder -systems zum Einstellen der Stellung dieser Stange, so daß das Linsen- und Spiegelsystem relativ zur Referenzoberfläche, wie vorstehend erwähnt, neu eingestellt wird.
Für den Fachmann sind Angleichungen und Abwandlungen im Rahmen seiner Erfahrung und des Standes der Technik ersichtlich. Beispielsweise ist es einleuchtend, daß Linsenfehler (z. B. sphärische) in bestimmten Abständen von der optischen Achse (selbst wenn monochromatische Strahlen verwendet werden) vorhanden sein können, da die Brennpunktermittlungseinheit aber nur den äußeren Umfangsbereich der reflektierten Strahlenteile verwendet, die am stärksten mit solchen Fehlern und anderen Abweichungen befangen sein können, so ist es einleuchtend, daß nur die am wenigstens erwünschten, am besten verwendbaren Teile des Videostrahls abgedeckt und zur Brennpunkteinstellung verwendet werden.
Ebenfalls ist es einleuchtend, daß das System in manchea Fällen abgewandelt werden kann, um an andere Zwecke angepaßt zu werden, die hier nicht besonders erläutert sind. Beispielsweise tritt eine Zeitverzögerung auf, in der die Servoeinrichtung die optische Vorrichtung relativ zur Plattenoberfläche wieder einstellt; infolgedessen mag es der Fachmann vorziehen, einer Plattenabweichung »vorauszukommen«, bevor der fragliche Oberflächenfleck unter den Strahl geführt wird. In diesen Fällen ist es ersichtlicherweise oft möglich, ein Brennpunktwiedereinstellsystem und eine zugeordnete Servoeinrichtung der genannten Art vorzusehen, die einen früher ansprechenden Teil der Bildplatte betrachten, um so die gewünschte Voreilung zu erzielen und eine »Servoverzögerung« zu vermeiden
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    1. Vorrichtung zum Erzeugen eines ι einer Strahlungsquelle abgegebenen fokussieren Strahlen and Richten des Strahles auf eine Information tragende Oberfläche, von welcher der Strahl zu wenigstens einem die in dem Strahl enthaltene Information erfassenden Detektor reflektiert wird, bei welcher eine längs des Strahlungsweges zwischen der Oberfläche und dem Detektor verstellbare Strahlungsfokussiereinrichtung zur konvergierenden Fokussierung der Strahlung in einen Strahl vorgesehen ist, um eine Referenzbrennpanktebene zwischen der Oberfläche und dem Detekor zu bilden, wobei sich jeweils auf einer Seite der Referenzbrennpunktebene konvergierende bzw. divergierende Strahlteile befinden, zwei Abtasteinrichtungen für die Steuerung der Strahlfokussiereinrichtung vorgesehen sind, und eine auf die Signale der Abtasteinrichtung ansprechende Verstelleinrichtung zum Bewegen der Strahlenfokussiereinrichtung in Richtung auf die und von der Oberfläche weg vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Abtasteinrichtungen (40, 42) mit je einer strahlungsdurchlässigen, mittigen Zone (44,46) ausgebildet und längs des Strahlungsweges auf entgegengesetzten Seiten der Referenzbrennpunktebene (34) derart angeordnet sind, daß sie die Strahlung nur am Umfang des konvergierenden bzw. divergierenden Strahls auffangen und den Beträgen der so aufgefangenen Strahlquerschnittsbereiche entsprechende Signale aussenden, welche Abweichungen des Brennpunktes des fokussierten Strahls auf der Oberfläche (14) entsprechen.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Abtasteinrichtungen (40, 42) einen Fotoabtaster mit einer Anordnung fotoempfindlichen Materials umfaßt, welcher einen mittleren Teil des reflektierten Strahls zur unabhängigen Verwendung an anderer Stelle durchläßt
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtungen (40, 42) jede eine Reflektoreinrichtung (MA, M-2), welche im Strahlungsweg angeordnet ist und einen mittleren Teil des reflektierten Strahls (38) zur getrennten Verwendung an anderer Stelle durchläßt sowie die Strahlung am Umfang des reflektierten Strahls (38) reflektiert, zusammen mit zugeordneten Fotodetektoreinrichtungen (D-I, D-2) umfassen, welche die peripheren, von den Reflektoreinrichtungen (M-I, M-2) reflektierten Strahlteile empfangen und ein den Betrag der so reflektierten Strahlung repräsentierendes Signal erzeugen.
    4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher die Strahlungsquelle eine Lichtquelle ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Lichtquelle (16) und der als Linseneinrichtung ausgebildeten Strahlenfokussiereinrichtung (20) eine Strahlteilereinrichtung (18) angeordnet ist, welche den Originallichtstrahl von der Lichtquelle (16) durch die Linseneinrichtung (20) hindurch und wenigstens einen Teil des reflektierten Lichtstrahls zu dem Detektor (26) richtet.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Brennpunktdetektoreinrichtung (24) erste und zweite Fotodetektoren (40,42) umfaßt, die voneinander längs des Weges des reflektierten Strahls (38) im Abstand angeordnet sind und jeder Fotodetektor (40, 42) ein mit der Achse (36) des reflektierten Strahls (38) konzentrisches Loch aufweist, so daß der von jedem Fotodetektor (40,42) aufgefangene Teil des reflektierten Strahls (38 von der Breite des Strahls in der Ebene des jewe.hgen Fotodetektors abhängt.
    6 Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß ein dritter Fotodetektor längs des Weees des reflektierten Strahls (38) m.t Abstand hinter den ersten und zweiten Fotodetektoren (40, 42) vorgesehen ist, um einen Teil des reflekt.erten Strahls (38) zu erfassen, der durch den ersten und zweiten fotodetektor (40, 42) hindurchtritt und dadurch eine fo:twährende Ermittlung der Intensität des reflektierten Strahls (38) ohne Aufteilung des reflektierten Strahls (38) ermöglicht.
    7 Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Signalumwandlungseinrichtung (30) zum Empfang d5 Signale der Abtasteinrichtungen (40, 42) und zu deren Umwandlung in Fehlersignale vorgesehen ist.
    8 Bildplattenspieler mit einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Lichtstrahls, bei welcher der lichtstrahl von einer Lichtquelle mittels einer Linseneinrichtung auf eine Bildplatte fokussiert und der von der Bildplatte ausgehende Lichtstrahl zur Erzeugung eines Videobildes erfaßt wird, mit zwei Abtasteinrichtungen zur Steuerung der Lmsene.nrichtung und mit einer an die Linseneinrichtung angekoppelten und zur Bewegung der Linseneinnchwng in Richtung auf die Bildplatte und von dieser weg bewegbare Verstelleinrichtung und einer auf von den Abtasteinrichtungen erzeugte Signale ansprechende Einrichtung zur Bewegung der Verstelleinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Abtasteinrichtungen (40, 42) m.t je e.ner strahlungsdurchlässigen, mittigen Zone: (44, 46) ausgebildet und mit Abstand längs des Weges des von der Bildplatte (14) ausgehenden Lichtstrahls in einer Brennpunktdetektoreinrichtung (24) zur Erzeugung erster und zweiter Signale mit von der Breite des reflektierten Lichtstrahls (38) an den jeweiligen Stellen der Abtasteinrichtungen (40, 42) abhängigen Werten angeordnet sind wovon d.e erste Abtasteinrichtung (40) näher an der Bildplatte (14) angeordnet ist als die zweite Abtasteinrichtung (42 und die erste Abtasteinrichtung (40) einen Teil des Lichtstrahls hindurchläßt, so daß ein Teil des Lichtstrahls die zweite Abtasteinrichtung (42)
    ^^Bildplattenspieler nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die erste der Abtasteinrichtungen (40, 42) ein Fotodetektor m.t einem mit Abstand zu der Achse des Lichtweges angeordneten fotoempfindlichen Bereich ist und daß der Fotodetektor in der Nähe der Achse des Strahlungsweges kein fotoempfindliches Material aufweist und dort lichtdurchlässig ist.
    1Ü Bildplattenspieler nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch eine längs des optischen Weges zwischen der Lichtquelle (16) und der Linseneinrichtung (20) angeordnete: Strahlt« erein-
    ■ .. /<o\ .,„, ι icht νοη der Lichtauelle (16) am
    die Linseneinrichtung (20) in einer ersten Richtung in Richtung auf die Bildplatte (14) zu richten während sie es ermöglicht, daß von der Bildplatte reflektiertes und durch die Linseneinnchtung (20) hindurchtretendes Licht von der Strahlteilereinnch-
    ung (18) in einer zweiten, nicht mit der Lichtquelle 16) ausgerichteten Richtung ausgeht, während die Vbtasteinrichtungen längs des optischen Weges des η der zweiten Richtung von der Strahlteilereinrichung (18) ausgehenden Lichtes angeordnete Fotode-Lektoren (40,42) sind.
    11. Bildplattenspieler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Fotodetektor (40,42) eine Schicht fotoempfindlichen Materials mit einem Loch (44,46) aufweist, das so an der optischen Achse (36) ausgerichtet ist, daß der mittlere Teil des Lichtstrahls durch den jeweiligen Fotodetektor (40, 42) hindurchtritt und die Fotodetektoren (40, 42) an Stelle längs der optischen Achse angeordnet sind, die so gewählt sind, daß bei einigen Stellungen der is Linseneinrichtung (20) und der Bildplatte (14) die Abbildung der Bildplatte (14) in einer Ebene zwischen den ersten und zweiten Fotodetektoren (40,42) liegt.
    12. Bildplattenspieler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (44,46) in den ersten und zweiten Fotodetektoren (40, 42) eine solche Größe haben, daß wenn die Abbildung der Bildplatte (14) auf halbem Wege zwischen den Fotozellen liegt, ein Teil des fotoempfindlichen Bereiches jedes Fotodetektors um dessen Loch herum vom Strahl beleuchtet wird, wodurch die Ansprechlinearit.ät des Systems verbesser wird.
    13. Bildplattenspieler nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daßlängsdesWeges des reflektierten Strahls (38) hinter den ersten und zweiten Fotodetektoren (40, 42) ein mit Abstand angeordneter dritter Fotodetektor zum Erfassen eines Teiles des durch die ersten und zweiten Fotodetektoren (40, 42) hindurchlaufenden reflektierten Lichtstrahls (38) vorgesehen ist.
    14. Bildplattenspieler nach einem der Ansprüche 8 bis 13, gekennzeichnet durch eine an das Paar Photodetektoren (4b, 42) angekoppelte Differenzschaltungseinrichtung zur Erzeugung eines Antriebssignals mit einem von der Differenez der Ausgangssignale der Fotodetektoren (40,42) abhängigen Wert und eine auf das Antriebssignal der Differenzschaltungseinrichtung ansprechende und an die Linseneinrichtung (20) angekoppelte Moto- *5 reinrichtung (32) zur Bewegung der Linseneinrichtung (20) in Richtung auf die Bildplatte (14) und von dieser fort.
    15. Bildplattenspieler nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtungen (40, so 42) jede eine Reflektoreinrichtung (M-\, M-2), welche im Strahlungsweg angeordnet ist und einen mittleren Teil des reflektierten Strahls (38) zur getrennten Verwendung an anderer Stelle durchläßt, sowie einen Randteil des reflektierten Strahls (38) reflektiert, zusammen mit zugeordneten Fotodetektoreneinrichtungen (D-I, D-2) umfassen, welche die peripheren, von den Reflektoreinrichtungen (MA, M-2) reflektierten Strahlteile empfangen und ein den Betrag der so reflektierten Strahlung repräsentierendes Signal erzeugen.
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