DE2548848A1

DE2548848A1 - Optisches lesesystem

Info

Publication number: DE2548848A1
Application number: DE19752548848
Authority: DE
Inventors: Robert Dr Adler; John Rennick
Original assignee: Thomson-Brandt SA
Current assignee: Thomson-Brandt SA
Priority date: 1974-11-01
Filing date: 1975-10-31
Publication date: 1976-05-13
Also published as: GB1522346A; CA1068403A; NL7512785A; IT1044696B; FR2299776B1; JPS5199412A; FR2299776A1; JPS5834009B2; US4001494A

Description

31. Oktober 1975

IHOMSON - BRANDT

173, Bd. Haussmann

75008 PARIS / Prankreich

Unser Zeichen; 1883

Optisches Lesesystem

Es sind bereits Systeme zum optischen Lesen von Videoplatten bekannt, die nach unterschiedlichen Prinzipien arbeiten. Die Erfindung betrifft optische Geräte, welche zum Lesen einer auf einer Videoplatte gespeicherten Information durch Abtastung der Speicherspur mit Hilfe eines Energiebündels bestimmt sind. Eine Information kann auf einer solchen Platte zwar auf verschiedene Arten gespeichert werden, es wird jedoch insbesondere der Fall betrachtet, in welchem die Aufzeichnungsspur als ein Beugungsobjekt angesehen werden kann, so daß das Hindurchführen dieser Spur durch das Lesebündel die Modulation des Bündels erzeugt, die zum Entnehmen der gespeicherten Information erforderlich ist. Insbesondere gelangt das modulierte Bündel auf Photoempfänger, welche

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das Ausgangssignal erzeugen und in dieser Beziehung allgemein in der gleichen Weise arbeiten, wenn die Platte das Lesebündel hindurchläßt oder wenn sie es reflektiert. In der folgenden Beschreibung wird zwar ein Plattentyp betrachtet, welcher das Lesebündel durchläßt, die Erfindung ist jedoch bei Systemen anwendbar, die mit Reflexion arbeiten.

Bei der Herstellung einer optisch durchlässigen Videoplatte wird zuerst unter der Kontrolle eines Aufzeichnungslaserbündels, welches durch die in der Platte zu speichernde Information moduliert ist, ein Modell angefertigt. Gewöhnlich wird die Information durch Frequenzmodulation eines Trägersignals übertragen, das zum Modulieren des Aufzeichnungslaserbündels verwendet wird, um in dem Modell eine Anordnung von Vertiefungen und Zwischenerhöhungen mit konstanter Breite, aber mit veränderlicher Länge zu bilden, welche das modulierte Trägersignal räumlich darstellt. Das Steuerungsträgersignal kann die gesamte zu speichernde Information übertragen, obwohl es im allgemeinen erforderlich ist, weitere Signale vorzusehen, die zum Steuern des Aufzeichnungslasers dienen, damit die gespeicherte Information beispielsweise nicht nur die Leuchtdichte-, Farbart- und Synchronisierungskomponenten eines Videoprogramms enthält, sondern außerdem eine Audioinformation und häufig ein oder mehrere Pilotsignale, deren Benutzung erwünscht ist, um eine optimale Decodierung der gespeicherten Information mit Hilfe eines Lesegeräts zu erzielen, um eine gegenseitige Durchdringung der Frequenzmodulationsseitenbänder und .der in dem Grundband enthaltenen Komponenten von Signalen zu vermeiden, hat es sich als erwünscht herausgestellt, als Mittelfrequenz des Trägersignals einen Wert zu wählen, der zumindest gleich dem Doppelten der größten Frequenzkomponente des Modulationsvideosignals ist, das man wiedergeben möchte. Das gestattet, in das

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Grundband weitere Informationen, beispielsweise Audiohilfsträger und Pilotsignale, zu Aufzeichnungszwecken aufzunehmen, ohne eine unerwünschte Intermodulation zu erzeugen. Alle diese Aufzeichnungsverfahren sind vollständig bekannt und es sind Videolesegeräte bekannt, die zum Ablesen der Videoplatte dienen, um die gespeicherte Information zu erhalten.

Die Erfindung betrifft insbesondere eine Matrix von Photoempfängern des Videolesers, der zum Erzeugen der die Videoprogramminformation darstellenden Signale und von weiteren gespeicherten Informationen benutzt wird, die zum Aufrechterhalten der gewünschten Übereinstimmungsbedingungen bei der Verfolgung der Speicherspur der Platte durch das Lesebündel verwendet werden. Infolgedessen ist es Ziel der Erfindung, eine verbesserte Matrix von Photoempfängern zu schaffen, die in dem optischen Lesesystem eines Videolesers verwendbar ist, insbesondere um getrennt das mit einer Videoprogramminformation modulierte Trägersignal und Signale mit relativ niedriger Frequenz, wie etwa Pilotsignale, zu erzeugen.

Die Matrix von Photoempfängern nach der Erfindung paßt zu einem optischen Lesesystem, welches eine Videoplatte mit Hilfe eines Energiebündels abtastet, um eine Information zu entnehmen, die in einer Spur der Videoplatte gespeichert ist. Diese Matrix enthält vier Photoempfänger a, b, c und d, die auf zwei Paare a, b und c, d verteilt sind, welche ihrerseits symmetrisch auf gegenüberliegenden Seiten einer Bezugsebene angeordnet sind, die die Achse des Lesebündels enthält und in einem gegebenen Zeitpunkt zu der gelesenen Spur tangential ist. Die Photoempfänger sind in der Richtung der Spur derart versetzt, daß die Elemente a und c gegenüber dem Lesebündel vorausliegen und die Elemente b und d dem Lesebündel gegenüber zurückliegen.

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Ein erster Kreis/ der durch zwei Wicklungen mit Mittenanzapfungen dargestellt ist, ist mit den Photoempfängern folgendermaßen verbunden: (a + b) - (c + d)r im Hinblick auf eine Differenzkombination ihrer Ausgangssignale, um ein Radialfehlersignal zu erzeugen, welches eine Polarität und eine Amplitude hat, die der Richtung bzw. dem Grad des Übereinstimmungsfehlers bei der Radialverfolgung entsprechen. Ein zweiter Kreis, der ebenfalls zwei Wicklungen enthält, die mit den Mittenanzapfungen der Wicklungen des ersten Paares in Reihe geschaltet sind, verbindet die Photoempfänger folgendermaßen: a + b + c + d, so daß ihre Ausgangssignale addiert werden, um ein Signal zu erzeugen, welches eine gewisse Niederfrequenzinformation, zum Beispiel ein Pilotsignal, darstellt, die in der Spur der Platte gespeichert ist. Vorzugsweise enthält die Matrix außerdem einen dritten Kreis, der mit den vier Photoempfängern derart verbunden ist, daß ihre Ausgangssignale folgendermaßen kombiniert werden: (a + c) - (i> + d) , um ein weiteres Ausgangssignal, z.B. ein Videoprogrammsignal, zu erzeugen, das eine in der Platte gespeicherte Information darstellt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von nicht als Einschränkung zu verstehenden Ausführungsbeispielen der Erfindung. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 schematisch einen optischen Video

leser, der eine Photoempfängermatrix nach der Erfindung enthält,

die Fig. 2a

bis 2c Erläuterungsschemata, die zum Beschrei

ben der Arbeitsweise und der Kennlinien der Matrix verwendet werden, und

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der Matrix

nach der Erfindung.

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Das Lesesystem von Fig. 1 liest eine Information ab, die in einem Aufzeichnungsträger gespeichert ist, beispielsweise in einer Videoplatte 10, die aus einem geeigneten Material, wie etwa Polyvinylchlorid, besteht und die Fähigkeit hat, eine Programminformation zu speichern. Die Information ist in einer Spur mit mehreren Windungen aufgezeichnet, die in der Platte mit Hilfe eines Stempels gebildet worden ist, der nach einem Modell angefertigt worden ist, welches eine ähnliche Speicherspur enthält, in der die Information unter der Kontrolle eines in geeigneter Weise modulierten Aufzeichnungslaserbündels gespeichert worden ist. Die Herstellung des Modells und die Reproduktion der Platte sind nicht Teil der Erfindung und stellen an sich bekannte Operationen dar, die im folgenden nicht beschrieben werden. Es wird angenommen, daß die Platte eine räumliche Darstellung der Signale darstellt,unter deren Kontrolle der Aufzeichnungslaser eine Information auf dem Modell gespeichert hat, wobei diese Signale eine frequenzmodulierte Tragerschwingung enthalten, die eine Programminformation und außerdem ein Pilotsignal mit relativ niedriger Frequenz enthält. Die frequenzmodulierte Trägerschwingung überträgt die Leuchtdichte-, Farbart- und Synchronisierungsinformationen und ihre Nennfrequenz ist, wie oben angegeben, zumindest gleich dem Doppelten der höchsten Videofrequenzkomponente, die man wiedergeben möchte. Beispielsweise kann die frequenzmodulierte Trägerschwingung eine Mittelfrequenz von 7 MHz haben, während das Pilotsignal eine Frequenz von 780 kHz haben kann.

Die Platte kann eine ausreichende Dicke haben', so daß sie mechanisch starr ist. Sie kann durch einen Tisch des Lesegeräts abgestützt und mit einem leitenden überzug versehen sein, damit sie das Lesebündel reflektiert.

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Die Platte kann auch, wie es für den betrachteten Fall angenommen wird, das Lesebündel durchlassen und sie kann ausreichend dünn sein, so daß sie biegsam ist. In diesem Fall ist sie durch eine Spindel 11 abgestützt, wird durch eine abnehmbare Kappe 12 in ihrer Lage gehalten und durch einen Motor 13 angetrieben. Der Motor versetzt die Spindel und die Platte mit einer relativ großen Geschwindigkeit in Drehung, gewöhnlich mit 1800 U/min, so daß eine sogenannte "fliegende" Bewegung der Platte erzeugt wird.

Das Ablesen der Platte 10 zum Gewinnen der elektrischen Signale, welche eine auf der Platte gespeicherte Information darstellen, erfolgt mit Hilfe eines Bündels 18, das durch eine Laserquelle 19 erzeugt wird, die ein Bündel monochromatischen kohärenten Lichtes längs einer Bahn projiziert, welche durch eine End- oder Fokussierungslinse 20 hindurchgeht, welche die Einstellung des Lesebündels auf die Speicherspur der Platte vornimmt. Die räumliche Beziehung zwischen der Quelle 19 und der Linse 20 hat keine besondere Bedeutung, da die Bahn des Lichtes leicht durch Spiegel festgelegt wird, beispielsweise durch feste Spiegel 21 und 22 und durch einen beweglichen Spiegel 23, die korrekt positioniert sind, damit das Lesebündel auf die Fokussierungslinse 20 gelangt. Der Spiegel 23 kann längs orthogonaler Achsen durch einen Mitnehmer selektiv verstellt werden, der durch Nachlaufkorrektursignale erregt wird, um das Lesebündel in bezug auf die Platte in einer optimalen Spurverfolgungsbeziehung zu halten.

Einrichtungen zum Einstellen des Spiegels 23 bewirken eine Verschiebung des Lesebündels in einer ausgewählten Richtung und um eine bestimmte Strecke in einer radialen Richtung in bezug auf die Videoplatte mit dem Ziel, das Bündel in der Spur zentriert zu halten und Radial-

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verfolgungsfehler zu korrigieren, die häufig auftreten. Weitere Einstelleinrichtungen führen in der gleichen Weise zu einer ausgewählten Richtung und einer bestimmten Strecke, aber in einer tangentialen und nicht radialen Richtung in bezug auf die Speicherspur, um Zeitfehler zu kompensieren, die ebenfalls häufig auftreten. Zum Hauptteil sind sie auf Exzentrizitäten der Platte zurückzuführen und sie treten mit Frequenzen auf, welche zu dem Band von 30 bis 120 Hz gehören und Vielfache der Drehfrequenz der Platte sind. Der Spiegel 23, sein mechanischer Träger und die Einrichtungen, die auf Fehlerkorrektursignale hin tätig werden, welche zum Einstellen der Position des Bündels in bezug auf die Aufzeichnungsspur dienen, sind bekannt. Diese Struktur, zumindest bezüglich der kontrollierten Verstellung des Spiegels 23, enthält vor allem einen elektromagnetischen Motor, der mit einem Paar Wicklungen 24a, welche durch ein Radialverfolgungskorrektursignal erregt werden, und mit einem zweiten Paar Wicklungen 24b versehen ist, die durch ein Zeitkorrektursignal erregt werden, um die Position des Spiegels 23 zu steuern. Diese Struktur kann vorteilhafterweise in Form einer einzigen Unteranordnung aufgebaut sein; sie ist durch ein gestricheltes Rechteck 25 dargestellt. Die beschriebene Anordnung bildet eine Einrichtung zur Steuerung des Lesebündels im Hinblick auf die Gewinnung des Pilotsignals und des Programmsignals während der Abtastung der Platte.

Zur Verfolgung der Platte und zur Ablesung aller Segmente ihrer Speicherspur ist es erforderlich, daß das Lesebündel in kontinuierlicher Weise und mit der richtigen Geschwindigkeit in einer radialen Richtung auf der Platte verschoben wird, während diese sich unter dem Antrieb des Motors 13 dreht, wobei angenommen wird, daß die Platte ohne Unterbrechung von dem Anfang bis zum Ende der Spur gelesen werden soll. Dieses Problem wird mit Hilfe eines Wagens gelöst, der die Linse 20, die

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Unteranordnung 25 zur Steuerung des Spiegels 23 und eine Matrix von Photoempfängern trägt, die im folgenden beschrieben wird. Eine solche Wagenanordnung ist auf dem einschlägigen Fachgebiet bekannt und bildet keinen Teil der vorliegenden Erfindung. Sie ist aus Vereinfachungsgründen in den Zeichnungen nicht dargestellt worden.

Da angenommen worden ist, daß die Platte 10 das Lesebündel 18 hindurchläßt/ ist die durch das gestrichelte Rechteck 26 dargestellte Matrix von Photoempfängern auf derjenigen Seite der Platte 10 angeordnet, die der entgegengesetzt ist, auf welcher das Lesebündel 18 ankommt, und liegt in einer zu der Platte im wesentlichen parallelen Ebene. Die Matrix enthält vier Photoempfänger a, b, c und d, die auf zwei Paare a, b und c, d verteilt sind, welche symmetrisch auf gegenüberliegenden Seiten einer Bezugsebene angeordnet sind, die durch die strichpunktierte Linie 28 dargestellt ist. Die Bezugsebene fällt mit der Achse des Lesebündels zusammen und ist zu der Aufzeichnungsspur in dem Punkt tangential, in welchem sie durch das Lesebündel abgetastet wird. Die Elemente a und b der Matrix bilden ein Paar, welches sich auf einer Seite der Bezugsebene 28 befindet, während die Elemente c und d ein weiteres Paar bilden, das symmetrisch auf der entgegengesetzten Seite dieser Ebene angeordnet ist. Außerdem sind die Elemente jedes Paares in der Richtung der Spur versetzt. Wenn man annimmt, daß bei Betrachtung der Fig. 1 die linke Seite der Platte 10 bei der Drehung aus der Zeichenebene heraustritt, dann können die Elemente a und c in bezug auf den Lesefleck als : vorausliegend angesehen werden, während die Elemente b und d in bezug auf den Lesefleck als zurückliegend angesehen werden-können. Es ist eine Matrix von vier photoelektrischen Zellen bekannt, die an ihrem Ausgang bei dem Lesen einer mit Viertelwellever-

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tiefungen versehenen lichtdurchlässigen Platte ein Signal erzeugt. Die Erfindung betrifft Zusammenschaltungen der Elemente der oben beschriebenen Matrix, die so aufgebaut sind, daß das Ansprechen auf die Abtastung der Platte verbessert wird. In der vorliegenden Beschreibung bezeichnet der Ausdruck "Viertelwelle Vertiefungen" Vertiefungen, die sich in einer durchlässigen oder reflektierenden Platte befinden und eine derartige Tiefe haben, daß eine Phasenverschiebung von 90° zwischen Teilen des Lesebündels, die in eine Vertiefung eindringen, und Teilen vorhanden ist, die in einen längs der Spur benachbarten Vorsprung eindringen. Bei der Abtastung einer solchen Platte wird das Lesebündel in der Richtung der Speicherspur nach vorn und nach hinten durch den vorderen Rand bzw. den hinteren Rand einer Vertiefung gebeugt, wenn letztere das Lesebündel durchquert. Aus diesem Grund sind die photoelektrischen Zellen jedes Paares in der Richtung der Spur gegeneinander versetzt, wie oben dargelegt.

Ein erster Kreis verbindet die sich auf entgegengesetzten Seiten der Bezugsebene befindenden photoelektrischen Zellen derart, daß eine Differenzkombination ihrer Ausgangssignale folgendermaßen erzeugt wird: (a + b) - (c + d), um ein Radialkorrektursignal zu erzeugen, welches eine Polarität und eine Amplitude hat, die der Richtung bzw. dem Grad eines Übereinstimmungsfehlers bei der Radialverfolgung entsprechen. Dieser Kreis enthält einen Differenzverstärker 30, welcher zwei Eingangsklemmen hat. Von den photoelektrischen Zellen a und b kommende Ausgangssignale werden einer dieser Eingangsklemmen zugeführt, während die von den photoelektrischen Zellen c und d kommenden Ausgangssignale der anderen Eingangsklemme zugeführt werden, so daß die"gewünschte Signalkombination an dem Ausgang des Verstärkers 30 erscheint. Das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 30 wird über

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ein Phasenverschiebungsnetzwerk 31 und einen Verstärker 32 dem Wicklungspaar 24a des den beweglichen Spiegel 23 antreibenden Motors zugeführt. Dieses System stellt ein Radialservosystem dar/ in welchem ein Fehlersignal erzeugt wird, um die Radialverfolgung der durch das Lesebündel gelesenen Spur aufrechtzuerhalten.

In der in Fig. 1 dargestellten Anordnung werden die Ausgangssignale der vier photoelektrischen Zellen an die Eingangsklemmen des Differenzverstärkers 30 nicht direkt angelegt, sondern erst nachdem sie durch eine Matrix von Transformatorwicklungen hindurchgegangen sind. Diese Wicklungen sind derart angeordnet, daß sie der gewünschten Signalkombination (a + b) - (c + d) eine vernachlässigbare Impedanz entgegensetzen. Die Ströme gleicher Polarität, die aus den Zellen a und b kommen, fließen in entgegengesetzten Richtungen in die beiden Hälften der mit einer Mittenanzapfung versehenen Primärwicklung 28a des Transformators Ti und erzeugen dann in diesem Transformator keine Wirkung. Dasselbe Ergebnis erhält man für die Ströme gleicher Polarität, die aus den Zellen c und d stammen und in die beiden Hälften der mit einer Mittenanzapfung versehenen anderen Wicklung 28b des Transformators T1 fließen. Das aus den Zellen a und b stammende kombinierte Signal geht dann in die Primärwicklung 29a des Transformators T2, während das aus den Zellen c und d stammende kombinierte Signal in die andere Primärwicklung 29b desselben Transformators geht. Diese beiden Primärwicklungen haben dieselbe Windungszahl und sind in einem derartigen Wicklungssinn gewickelt, daß Signale gleicher Polarität, nämlich bei Betrachtung der Fig. 1 nach unten gerichtete Signale, sich an dem Ausgang der Sekundärwicklung 29c addieren..Gleiche und entgegengesetzte Signale haben andererseits keine Wirkung auf den Transformator T2. Es handelt sich indessen genau um diese Kombination von Signalen, auf die der Differenzverstärker 30 reagiert.

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Ein zweiter Kreis, der in der gleichen Weise mit den vier photoelektrischen Zellen verbunden ist, kombiniert durch Addition ihre Ausgangssignale folgendermaßen: a+b+c+d, so daß ein Signal erzeugt wird, welches eine in der Platte gespeicherte Information darstellt. Diese Operation eignet sich für Grundbandsignale, beispielsweise für eine Tonträgerschwingung, und in dem betrachteten Fall für das Pilotsignal. Dieser zweite Kreis enthält den Transformator T2. Wie zuvor angegeben, sind die Primärwicklungen 29a und 29b dieses Transformators derart gepolt, daß die Signale, die sie in derselben Richtung durchqueren, nämlich bei Betrachtung der Fig. 1 nach unten, sich an dem Ausgang der Sekundärwicklung 29c addieren. Komponenten von Signalen des gewünschten Typs, welche in den vier Zellen dieselbe Polarität haben, erfüllen diese Bedingung, so daß an den Klemmen der Sekundärwicklung 29c eine Spannung erscheint, die der gewünschten Summe entspricht. Da sie gleiche Polaritäten haben, erzeugen die den beiden Eingangsklemmen des Differenzverstärkers 30 zugeführten Ströme an dem Ausgang dieses Verstärkers kein Signal. Es ist jedoch erforderlich, einen Weg zu schaffen, auf dem die beiden Ströme zur Masse zurückkehren können. Dieses Problem wird auf einfache Weise mit Hilfe von zwei Kondensatoren 35 gelöst, indem vorteilhafter Gebrauch von der Tatsache gemacht wird, daß die Signale des Typs (a + b + c + d), beispielsweise eine Pilotträgerschwingung oder eine mit Schallsignalen modulierte Trägerschwingung, normalerweise Frequenzen haben, die größer als 100 kHz sind, während die in dem Differenzverstärker 30 zu verstärkenden Radialverfolgungssignale normalerweise Frequenzen haben, die kleiner als 10 kHz sind. Das gestattet infolgedessen eine gute Trennung der beiden Frequenzbänder. Gegebenenfalls kann man jedoch bekannte Einrichtungen verwenden,

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welche gestatten, zwischen abgeglichenen und nichtabgeglichenen Signalen eine Unterscheidung zu treffen, beispielsweise einen Transformator, der eine Primärwicklung mit einer Mittenanzapfung hat, die mit Masse verbunden ist.

Das besonders interessante Grundbandsignal, das heißt das Pilotsignal wird der Sekundärwicklung 29c entnommen. Nach der Verstärkung in einem Verstärker 33 wird dieses Signal an einen Frequenzmodulationsdetektor 36 angelegt, der ein Zeitfehlerkorrektursignal erzeugt, welches über einen Verstärker 53 dem anderen Wicklungspaar 24b des Spiegelantriebsmötors 25 zugeführt wird. Dieses Servosystem kompensiert durch Verschieben des Bündels tangential zu der Aufzeichnungsspur in einer Richtung und um eine Strecke, die durch das aus dem Detektor 36 stammende Zeitfehlersignal festgelegt sind, Zeitunregelmäßigkeiten, die sonst auftreten könnten.

Es ist ein dritter Kreis vorgesehen, der ebenfalls mit den vier photoelektrischen Zellen verbunden ist, und zwar derart, daß ihre Ausgangssignale folgendermaßen kombiniert werden: (a + c) - (b + d), so daß ein weiteres Ausgangssignal erzeugt wird, welches eine in der Platte gespeicherte weitere Information darstellt. In dem betrachteten Fall überträgt dieses Ausgangssignal die Leuchtdichte- und Farbartinformationen. Dieser dritte Kreis enthält, wie dargestellt: den Transformator T1 und insbesondere die Sekundärwicklung 28c dieses Transformators. Wie oben erläutert, üben Komponenten von Signalen, die dieselbe Polarität in den Zellen a und b oder in den Zellen c und d haben, keinen Einfluß auf diesen Transformator aus. Aber Komponenten von Signalen, welche entgegengesetzte Polaritäten in den Zellen a und b oder in den Zellen c und d

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haben, erzeugen in der Sekundärwicklung 28c Spannungen. Insbesondere sind die Primärwicklungen 28a und 28b in bezug auf einander derart gepolt, daß Komponenten von Signalen mit gleichen Polaritäten, die in den Zellen a und c auftreten, sich an dem Ausgang der Sekundärwicklung 28c addieren. Infolgedessen entspricht das an den Klemmen der Sekundärwicklung auftretende Signal der Summe der beiden Differenzen (a - b) und (c - d), das heißt (a + c) - (b + d) .

Wenn die Komponenten der aus den Zellen a und b stammenden Signale entgegengesetzt und gleich sind, so daß die Summe (a + b) gleich 0 ist, so bleibt die Mittenanzapfung der Primärwicklung 28a auf dem Massepotential. Dieselbe Überlegung gilt für die Komponenten von Signalen, die aus den Zellen c und d kommen und sich auf die Primärwicklung 28b beziehen. Signale des Typs (a + c) - (b + d) erscheinen infolgedessen nicht in dem Transformator T2 oder an dem Eingang des Differenzverstärkers 33,

In dem dargestellten Fall ist die Sekundärwicklung 28c mit dem Verstärker 34 verbunden. Dieser Verstärker führt einer Ausgangsklemme 38 das frequenzmodulierte Trägersignal zu, welches die Videoprogramminformation enthält, die in der Platte gespeichert worden ist.

Radialverfölgungsfehler erzeugen eine Unsymmetrie der photoelektrischen Ströme in bezug auf die Bezugsebene und es wird ein geeignetes Radialfehlersignal durch eine Matrix von photoelektrischen Zellen erzeugt, die in bezug auf diese Ebene antisymmetrisch ist. Das an das Zeitservosystem angelegte Pilotsignal wird mittels einer Anordnung der photoelektrischen Zellen der Matrix erzeugt, die vorteilhafte Eigenschaften bezüglich der Modulation durch niederfrequente Signale des Belastungsfaktors aufweist, und das Tangentialservosystem kann mit geeigneten Filtern versehen sein, um das Pilotsignal aus-

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zusieben. Gleichzeitig wird die die Information enthaltende frequenzmodulierte Trägerschwingung mittels einer weiteren, vollkommen verschiedenen Anordnung der photoelektrischen Zellen der Matrix erzeugt, deren Eigenschaften die Erfassung von frequenzmodulierten und relativ hohe Frequenzen aufweisenden Signalen begünstigt, und gegebenenfalls kann man auch dem Verstärker 34 zugeordnete Filter vorsehen, so daß er eine Hochpaßcharakteristik erhält, die die Trennung der Trägerschwingung und des Pilotsignals noch begünstigt.

Die Ansprechunterschiede der verschiedenen Kombinationen von photoelektrischen Zellen, die über das beschriebene Netzwerk verfügbar sind, welches der Matrix zugeordnet ist, können unter Bezugnahme auf die Fig. 2a bis 2c erläutert werden. Fig. 2a zeigt ein Segment einer Platte, das sich in der Richtung des Pfeiles bewegt, so daß es das durch die Achse 40 dargestellte Lesebündel schneidet. Die Platte ist lichtdurchlässig und das infolge der Bewegung der Platte modulierte Lichtbündel gelangt auf eine einzige photoelektrische Zelle 41 , die sich auf der Achse 40 des Lichtbündels befindet, so daß an ihrem Ausgang ein Signal erzeugt wird, welches über einen Verstärker 42 einer Klemme 43 zugeführt wird. Diese Zelle entspricht einem bekannten Gerät zum Lesen einer durchlässigen Platte, welche Halbwellevertiefungen ΔΦ* aufweist, d.h. Vertiefungen, die eine derartige Tiefe haben, daß die Phasenverschiebung zwischen den Teilen des Bündels, die in die Vertiefungen eintreten, und den Teilen des Bündels, die auf einer der Vertiefung benachbarten Erhöhung ankommen, 180 beträgt. Diese Anordnung von photoelektrischen Zellen eignet sich besonders gut für die Plattenstruktur mit Halbwellevertiefungen, bei welcher sich die Wirkung jeder Vertiefung durch eine radiale Beugung des Lesebündels ausdrückt, im unterschied zu dem System von Fig. 2b, bei welchem

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für das Lesen Viertelwellevertiefungen ΔΦ₂ verwendet werden, die eine derartige Tiefe haben, daß die Phasenverschiebung des in die Vertiefung eindringenden Lichtes gegenüber dem auf einer benachbarten Erhöhung ankommenden Licht 90° beträgt. Für eine Viertelwellevertiefung hat die aus Photoempfängern bestehende Detektoranordnung die Form von zwei photoelektrischen Zellen 44a und 44b, die in einer Voreilungs- oder Nacheilungsbeziehung auf gegenüberliegenden Seiten einer Bezugsebene symmetrisch angeordnet sind, welche mit der Achse 40 des Lesebündels zusammenfällt. Wie Fig. 2b zeigt, ist diese Bezugsebene zu der abgetasteten Spur senkrecht. Die photoelektrischen Zellen 44a und 44b führen ihre Ausgangssignale einem Differenzverstärker 45 zu, der eine Ausgangsklemme 46 speist.

Die Zellenanordnungen der Fig. 2a und 2b erfüllen deutlich verschiedene Modulationsübertragungsfunktionen, die durch die gestrichelte Kennlinie 47 bzw.durch die ausgezogene Kennlinie 48 in Fig. 2c dargestellt sind. Es ist zu erkennen, daß das Ansprechsignal R der Zweizellenstruktur von Fig. 2b, die gewöhnlich als Tangentialgegentaktstruktur bezeichnet wird, für eine Frequenz F=O Null ist, während die Einzeilenstruktur ein Ansprechsignal R liefert, das mit abnehmender Frequenz F ansteigt. Man hat festgelegt, daß die beiden Zellen der Tangentialstruktur von Fig. 2b, wenn sie in Phase oder im Gleichtakt geschaltet sind, statt im Gegentakt geschaltet zu sein, nach Art einer einzigen Zelle arbeiten, die eine Modulationsübertragungsfunktion erfüllt, welcher der durch die Kurve 47 angegebenen ähnlich ist. Die Möglichkeit, von dem Gegentaktzustand auf den Gleichtaktzustand überzugehen, wird durch eine ausführlichere Beschreibung der Strukturen der Fig. 2a und 2b deutlich.

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Die Struktur mit einer einzigen Zelle (Fig. 2a) erzeugt an ihrem Ausgang ein maximales Signal bei einer Phasenverschiebung von 180°; aber sie erzeugt ein endliches Signal für eine Phasenverschiebung zwischen O und 180 . Insbesondere ist ihr Ausgangssignal für Viertelwellevertiefungen angenähert gleich der Hälfte des Signals, das man für Halbwellevertiefungen erhält.

Andererseits erzeugt das Gegentaktsystem (Fig. 2b) ein Ausgangssignal von Null für eine Phasenverschiebung von 180 , aber ein maximales Signal für eine Phasenverschiebung von 90°.

Infolgedessen erzeugt eine Phasenverschiebung von 90 ein ausgezeichnetes Ausgangssignal in Differenzstrukturen und ein noch ausreichend annehmbares Ausgangssignal in einer Struktur mit einer einzigen Zelle, insbesondere bei den niedrigen Frequenzen, bei welchen die Modulationsübertragungsfunktion die Struktur mit einer einzigen Zelle begünstigt.

Die Matrixanordnung von Fig. 1 sowie die durch die Transformatoren T1 und T2 und die Differenzverstärker gebildeten Verbindungen gestatten,eine Kombination von Ansprechempfindlichkeiten zu schaffen, die vorteilhaft zum Trennen des frequenzmodulierten Trägersignals einerseits und eines Grundbandpilotsignals andererseits benutzt werden können, während außerdem ein Radialfehlersignal erzeugt wird. Die vier photoelektrischen Zellen a, b, c und d arbeiten in derselben Weise wie eine einzige Zelle, um das Pilotsignal mit der Grundbandfrequenz zu erzeugen, weil die Schaltungsverbindungen der Wicklungen des Transformators die vier Zellen derart zum Einsatz bringen, daß zur Erzeugung des Pilotsignals ihre Ausgangssignale durch Addition kombiniert werden. In einer Ausführungsform, die einer solchen Struktur entspricht, hat man das Pilotsignal mit einem verbesserten Signal/Rausch-Verhältnis und mit einer größeren

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Amplitude erhalten als in dem Fall, in welchem man zwei Zellen in einer Tangentialgegentaktmatrix benutzt, wie sie in Fig. 2b dargestellt ist. Außerdem arbeiten bei der Erfassung der frequenzmodulierten Trägerschwingung die vier photoelektrischen Zellen der Matrix im wesentlichen wie zwei Tangentialgegentaktstrukturen, die sich gegenseitig ergänzen. Bei dem Radialfehlerservosystem ist die Wirkung technisch gleich dem Doppelten der Wirkung der zuvor benutzten Matrixsysteme, weil die Differenzkombination der Ausgangssignale des Zellenpaares a, c im wesentlichen gleich der mit den Zellen b, d erhaltenen ist, die sich aufs neue gegenseitig ergänzen.

Es ist nicht erforderlich, für die Ausführung der Erfindung die Transformatorkopplung von Fig. 1 zu verwenden. Eine andere Struktur, die in Fig. 3 dargestellt ist, verbindet drei Verstärker mit jedem der vier Photoempfänger a, b, c und d. Insbesondere sind Dreieranordnungen von Verstärkern 50a, 50b, 50c und 5Od mit den Photoempfängern a bzw. b bzw. c bzw. d verbunden. Gemäß der Darstellung in Fig. 3 sind die Verstärker so angeordnet, daß eine Eingangsklemme jedes Verstärkers 50a mit dem Photoeiapfanger a verbunden ist, während die Ausgangsklemmen einzeln mit einem Differenzverstärker 30', mit einem Verstärker 33" und mit einem Differenzverstärker 34* verbunden sind. Ebenso sind die Ausgangsklemmen der Verstärker 50b, 50c und 5Od mit ihren Empfängern b bzw. c bzw. d verbunden, während die entsprechenden Ausgangsklemmen dieser Verstärker einzeln mit dem Differenzverstärker 30", mit dem Verstärker 33' und mit dem Differenzverstärker 34' verbunden sind. Durch das Anordnen in. der angegebenen Weise sind die Empfänger a und b über die Verstärker 50a und 50b mit einer Eingangsklemme des Differenzverstärkers 30' verbunden, während die Empfänger c und d über die Verstärker 50c und 5Od mit einer anderen Eingangsklemme des Differenzverstärkers 30' verbunden

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sind, um das Signal (a + b) - (c + d) an dem Ausgang des Verstärkers 30· zu erhalten. Ebenso erhält man aufgrund der in Fig. 3 angegebenen Schaltungsverbindungen das Ausgangssignal (a + b + c + d) an dem Ausgang des Verstärkers 33', während das dritte Ausgangssignal (a + c) - (b + d) durch den Differenzverstärker 34· erzeugt wird.

Selbstverständlich ist die Erfindung keineswegs auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Im Rahmen der Erfindung bieten sich dem Fachmann entsprechend den vorgesehenen Anwendungsfällen zahlreiche Abwandlungsmöglichkeiten.

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Claims

Patentansprüche

Optisches Lesesystem zum Abtasten einer Videoplatte mit Hilfe eines Leseenergiebündels, um eine in einer Spur der Platte gespeicherte Information zu entnehmen, mit einer Matrix von Photoempfängern, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix vier Photoempfänger (a, b, c, d) enthält, die auf zwei Paare (a, b und c, d) verteilt sind, welche symmetrisch auf entgegengesetzten Seiten einer Bezugsebene angeordnet sind, die mit der Achse des Bündels zusammenfällt und zu der Spur in dem Punkt tangential ist, in welchem diese durch das Bündel abgetastet wird und der sich in der Richtung der Spur verschiebt, wobei die einen Photoempfänger (a und c) dem Lesebündel gegenüber vorausliegen, während die anderen Photoempfänger (b und d) dem Lesebündel gegenüber zurückliegen, und daß ein erster Kreis vorgesehen ist, der mit den Photoempfängern derart verbunden ist, daß folgende Differenzkombination ihrer Ausgangssignale gebildet wird; (a+b) - (c+d),um ein Radialfehlerkorrektursignal zu erzeugen, welches eine Polarität und eine Amplitude aufweist, die der Richtung bzw. dem Grad des Übereinstimmungsfehlers bei der Radialverfolgung entsprechen .
2. Lesesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix außerdem einen zweiten Kreis enthält, der mit den vier Photoempfängern derart verbunden ist, daß ihre Ausgangssignale folgendermaßen addiert werden: a+b+c+d, um ein Signal zu erzeugen, welches eine in der Spur gespeicherte Information darstellt.
3. Lesesystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix außerdem einen dritten Kreis enthält, der mit den vier Photoempfängern verbunden ist, um ihre Ausgangssignale folgendermaßen zu kombinieren:

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(a + c) - (b + d), damit ein weiteres Ausgangssignal erzeugt wird, welches eine in der Platte gespeicherte Information darstellt.
4. Lesesystem nach Anspruch 3, welches zum Lesen einer Platte dient, in der die gespeicherte Information ein winkelmoduliertes Trägersignal und außerdem ein weiteres Informationssignal darstellt, welches eine Frequenz aufweist, die unter der des von dem modulierten Trägersignal eingenommenen Bandes liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kreis auf Frequenzen anspricht, die dem weiteren Informationssignal entsprechen, und daß der dritte Kreis das Entnehmen des modulierten Trägersignals gestattet. . .
5. Lesesystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Informationssignal ein Pilotsignal ist, dessen Amplitude gegenüber der des modulierten Trägersignals klein ist, und daß Einrichtungen vorgesehen sind, die auf dieses Pilotsignal ansprechen, um ein.. Zeitfehlerkorrektursignal zu erzeugen.
6. Lesesystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kreis einen Differenzverstärker enthält, der zwischen die Mittenanzapfungen von zwei Primärwicklungen eines ersten Transformators geschaltet ist, welcher zwischen zwei Photoempfänger geschaltet ist, daß der zweite Kreis einen zweiten Transformator enthält, der zwei zwischen die Mittenanzapfungen und die Eingangsklemmen des Differenzverstärkers geschaltete Primärwicklungen und eine Sekundärwicklung hat, welche das Entnehmen des Pilotsignals gestattet, und daß der dritte Kreis eine Sekundärwicklung des ersten Transformators enthält.

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7. Lesesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem einen Differenzverstärker enthält und daß der erste Kreis mehrere Verstärker enthält, welche die Photoempfänger und den Differenzverstärker untereinander verbinden.
8. Lesesystem nach Anspruch 3/ dadurch gekennzeichnet, daß der erste, der zweite und der dritte Kreis jeweils eine Dreieranordnung von Verstärkern enthalten.

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