DE2552391C3 - Vorrichtung zum Auslesen eines Strahlungsreflektierenden Aufzeichnungsträgers auf optischem Wege - Google Patents

Description

In der bekannten Vorrichtung ist weiter ein Kippspiegel zwischen dem halbdurchlässigen Spiegel und dem Objektivsystem angebracht, wobei mit Hilfe dieses Spiegels eine Feinregelung der Zentrierung des von dem Objektivsystem auf der Fläche der Informationsstruktur erzeugten Ausleseflecks in bezug auf eine auszulesende Spur erhalten werden kann.

Die bekannte Auslesevorrichtung hat sich in der Praxis bewährt, enthält aber eine verhältnismäßig große Anzahl optischer Elemente, wobei vor allem die polarisierenden Elemente teuer sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Auslösevorrichtung zu schaffen, die keine polarisierenden Elemente zur Teilung des Bündels und eine möglichst geringe Anzahl optischer Elemente enthält und dabei dennoch ein befriedigendes Auslesen gestattet Die Vorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Bündelteiler bei der ersten Alternative einen Reflexionskoeffizienten in der Nähe von 03, bei der zweiten Alternative einen Reflexionskoeffizienten in der Nähe von 0.? aufweist.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß durch passende Wahl des Reflexionskoeffizienten des zum Teil durchlässigen Spiegels erreicht werden kann, daß nur ein kleine)- Teil der vom Aufzeichnungsträger reflektierten Strahlung die Strahlungsquelle erreicht, während dennoch eine genügend große Strahlungsintensität auf den Detektor gelangt.

Eine besondere Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung,, bei der der Bündeltciler ein zum Teil so durchlässiger Spiegel ist, ist weiter dadurch gekennzeichnet, daß der zum Teil durchlässige Spiegel um mindestens eine von zwei zueinander senkrechten Achsen drehbar ist, deren Projektionen in der Ebene der lnformationsstruklur in der Spurrichtung und quer zu « der Spurrichtung liegen. In der letzteren Vorrichtung werden die zwei Funktionen: die Trennung des modulierten und des unmodulierlen Auslcscbündcls und die Feinregelung der Lage des Ausleseflecks in bezug auf die Informationsstruktur in der Breitenrichtung und gegebenenfalls in der Längsrichtung der Spuren, von einem einzigen drehbaren zum Teil durchlässigen Spiegel erfüllt.

Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise an Hand der Zeichnung näher crläutei t. Es zeigen 4S

Fig. 1, 2 und 3 drei Ausführungsformcn der Vorrichtung nach der Erfindung.

In diesen Figuren .sind entsprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

In Fig. 1 ist ein Aufzeichnungsträger I, der w beispielsweise scheibenförmig und rund ist, in radialem Schnitt dargestellt. Die Information kann auf diesem Aufzeichnungsträger in einer spiralförmigen Spur angebracht sein, die aus einer Vielzahl scheinbar konzentrischer Teillspurcn 3 aufgebaut ist, die sich längs je einer Umdrehung über den Aufzeichnungsträger erstrecken. |edc Teilspur kann eine Vielzahl von Gebieten in Abwechselung mit Zwischengebieten enthüllen, wobei die Information in den Längen der Gebiete und der Zwischengcbicle festgelegt sein kann, e>o Die Gebiete üben einen anderen Einfluß als die Zwischengcbictc auf ein Auslescbündcl aus. Die Weise, auf die die Information in den Spuren festgelegt sein kann, ist für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich, so daß darauf hier nicht näher eingegangen wird. Die Fläche 2 der Tcilspu/cn kann an der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers liegen. Es ist aber auch möglich, daß, wie in Fig. I dargestellt ist, auf der Informalionsstruktur noch eine Schutzschicht vorhanden ist. Die Art der gespeicherten Information ist für die vorliegende Erfindung auch nicht wesentlich; es kann sich um ein (Farb)Fernsehprogramm, ein Audioprogramm o.a. handeln.

Der Aufzeichnungsträger wird mit einem Auslesebündel 20 ausgelesen, das von einer Laserquelle 6 geliefert wird. In dem Wege des Auslesebündels ist ein zum Teil durchlässiger Spiegel 8 angebracht, der einen Teil der Strahlung zu dem Aufzeichnungsträger reflektiert Nach Reflexion an dem Spiegel 8 passiert das Auslesebündel ein schematisch mit einer einzigen Linse angedeutetes Objektivsystem 9, das das Bündel zu einem kleinen Auslesefleck S in der Größenordnung der Informationsgebiete auf dem Aufzeichnungsträger auf die Fläche 2 der Informationsstruktur fokussiert Die Hilfslinse 7 sorgt dafür, daß das Auslesebündel die ganze Eintrittfpupille des Objektivsystems ausfüllt

Die Hilfslinse könnte eine konv .'/gierende Linse sein. Wenn jedoch, wie in F i g. 1 darjestellt ist, eine divergierende Linse verwendet wird, kann der Abstand zwischen der Laserquelle 6 und dem Objektivsystem und damit der Gesamtstrahlungsweg kürzer a!s bei Anv.°ndung einer konvergierenden Linse sein. Nach einer weiteren Ausarbeitung des Erfindungsgedankens kann der letzte Spiegel des nicht im Detail dargestellten Lasers derart ausgebildet sein, daß ein divergierendes Bündel aus diesem Laser heraustritt. Dann kann die Hilfslinse 7 fortgelassen werden und kann der Strahlungsweg noch kürzer sein.

Von der Informationsstruktur wird das Auslesebündel reflektiert und durchläuft dann zum zweiten Mal das Objckiivsystem. Wenn sich der Aufzeichnungsträger um eine Welle 5 dreht, die durch eine Öffnung 4 in dem Aufzeichnungsträger geführt ist. wird das Auslesebündcl entsprechend der Reihenfolge der Gebiete und der Zwischengebiete einer auszulesenden Spu-· zeitlich moduliert.

Das modulierte Auslescbündel fällt dann wieder auf Jen zum Teil durchlässigen Spiegel 8 ein. Das Auslesebündel wird dann teilweise zu einem strahlungsempfindlichen Detektor 14 durchgelassen. Am Ausgang dieses Detektors tritt ein Signal auf, das entsprechend der Reihenfolge von Gebieten und Zwischengebieten in einer auszulesenden Spur zeitlich moduliert ist. Dieses Signal kann auf bekannte Weise, in einer elektronischen Vorrichtung 25, zu einem Signal 5, verarbeitet werden, das sich dazu eignet, einer üblichen Vorrichtung zum Sichtbar- oder Hörbarmachen der auf dem Aufzeichnungsträger gespeicherten Information zugeführt zu werden.

Nach der Erfindung weist der Spiegel 8 einen Reflexionskoeffizienten R von etwa OJ auf. Die zu dem Detektor 14 durchgelassene Strahlungsmenge ist zu R.(\ — R) proportional, während die zu der Quelle 7 zurückkehrende Strahlungsmenge zu R² proportional ist. Für einen Reflexionskoeffizienten R von OJ gelangt dann, abgcsci.en von etwaigen Verlusten in dem Strahluitgsweg und abgesehen von der Modulation durch den Aufzeichnungsträger, etwa 21% der von der Quelle emittierten Strahlung auf den Detektor, während nur 9% der Laserstrahlung zu der Quelle zurückkehrt. In dem Falle, in dem der Reflexionskoeffizient 03 wäre, also wenn ein für (Jas Detektorsignal optimaler halbdurchlässiger Spiegel verwendet werden würde, würde 25% der von der Quelle emittierten Strahlung auf den Detektor gelangen, während ebenfalls 25% zu der Quelle zurückkehren würde, welch« Menge unzulässig

groß ist. Indem ein Reflexionskoeffizient von 0,3 gewählt wird, wird also erreicht, daß die Strahlungsmenge auf dem Detektor nahezu nicht abnimmt, während die zu der Quelle zurückkehrende Strahlungsmenge in bezug auf die Situation mit einem Reflexionskoeffizienten von 03 erheblich herabgesetzt wird. Der Vorteil besteht darin, daß keine polarisierenden Mittel verwendet zu werden brauchen, während weiter die Auslösevorrichtung eine kleinere Anzahl optischer Elemente enthält.

Beim Auslesen des Aufzeichnungsträgers muß dafür gesorgt werden, daß der Auslesefleck .S' stets auf eine auszulesende Spur zentriert ist. Zur Nachrcgclung der Lage des Auslesefleck.·) in der ßrcitcnrichtung der Spuren kann nach der Erfindung der zum Teil durchlässige Spiegel 8 drehbar angeordnet werden, so Haft für Hipcp PimL· l'utn Wpin /iiciil/lirhpc finfisrhp»;

Element benötigt wird. Die Drehachse 10 des Spiegels 8 ist zu der Spurrichtung parallel und also zu der Zeichnungsebene in F i g. I senkrecht, so daß sich der Spiegel in der mit dem Pfeil 11 angegebenen Richtung bewegen kann.

Beim Auslesen eines runden scheibenförmigen Aufzeichnungsträgers kann es weiter erforderlich sein. die tangenticlle Lage des Ausleseflecks. also die Lage in der Spurrichtung gesehen, nach/uregeln. Infolge von z. B. Unrundheitcn des Aufzeichnungsträgers oder einer Exzentrizität im Drehpunkt kann sich die Situation ergeben, daß der Verlauf einer Spur nicht mehr konzentrisch oder spiralförmig um den Drehpunkt ist. wodurch Fehler in der Zeitbasis eines ausgclescncn Fernsehsignal auftreten können. Diese Fehler können durch Nachregclung der tangcntiellen Lage des Ausleseflecks ausgeglichen werden. Da/u kann nach der Erfindung der Spiegel 8 drehbar (siehe ilen Pfeil 13 in der Figur) um eine Welle 12 angeordnet werden.

Aus der Niederfrequcnzkomponentt: des Detcktorsignals. die eine Anzeige über die Zentrierung des Ausleseflecks in bezug auf eine auszulesende Spur gibt. kann ein Signal S₁. das eine Anzeige über die tangentielle Lage des Auslescllecks gibt, aiii die ι η der DE-OS 23 53 901 beschriebene Weise mit Hilfe eines Phasenverschiebungselements abgeleitet werden. Dieses Element führt eine Phasenverschiebung von einer Viertelumdrehungsperiode des Aufzeichnungsträgers herbei. Auch zur Nachrcgelung der tangentiellcn Lage des Ausleseflecks werden dann keine zusätzlichen optischen Elemente benötigt.

In der Vorrichtung nach Fig. 1 muß der drehbare Spiegel 8 möglichst nahe bei der Eintrittspupille des Objektivsystems angebracht werden, um zu verhindern. daß bei Drehung dieses Spiegels das Auslesebündel zu weit außerhalb der Pupille abgelenkt wird.

Der Spiegel 8 in der Vorrichtung nach F i g. 1 muß sich um zwei Achsen drehen können. Dabei sollen die Antriebsmittel zum Bewirken der Spiegelbewegungen nicht in dem Strahlengang angeordnet sein. Die Konstruktion eines derartigen drehbaren zum Teil durchlässigen Spiegels mit seinen antreibenden Elementen ist verhältnismäßig kompliziert. Die genannten Antriebsmittel können erheblich vereinfacht werden.

wenn ein gesonderter zum Teil durchlässiger Spiegel und ein gesonderter drehbarer Spiegel verwendet werden.

In der Fig.2 ist ein Beispiel der Auslesevorrichtung mit einem zum Teil durchlässigen Spiegel und einem drehbaren Spiegel 15 dargestellt. Diese Figur zeigt einen Teil der Vorrichtung nach Fi g. I. In Fig. 2 wird ein Teil der von der Laserquelle emittierten Strahlung von dem zum Teil durchlassigen Spiegel 16 zu einem völlig reflektierenden Spiegel 15 durchgelassen. Dieser Spiegel ist auf gleiche Weise wie der Spiegel 8 in F i g. I um zwei Wellen drehbar. Nach Reflexion an dem Spiegel 15 wird das. der Einfachheit halber nur mit seinem llauptslrahl angegebene, Auslescbündcl 20 vom Objeklivsystcm 9 auf eine Spur 3 fokussiert. Das von dem Aufzeichnungsträger modulierte Auslesebündcl durchläuft das Objektivsystem 9 zum zweiten Mal und wird dann vom Spiegel 15 zu dem zum Teil durchlässigen Spiegel 16 reflektiert. Dieser Spiegel reflektiert das modulierte Auslesebündcl teilweise /u dem strahlungscmpfindlichcn Detektor 14. In der Anordnung nach F"ig. 2 ist die zu dem Detektor reflektierte Strahlungsmcnge zu R[\ — R) proportional, während die zu der Quelle zurückkehrende Strahlung* menge zu (I -Rf proportional ist. Für einen RcflexionskoeffizientPi R = 0.7 gelangt dann etwa 2t"/o der von der Quelle emittierten Strahlung auf den Detektor, während nur 9% der laserstrahlung zu der Quelle zurückkehrt.

In Fig. 3 ist perspektivisch eine dritte Ausführung*- form der Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt. Auf dem Aufzeichnungsträger 1 sind nun die Informationsspuren 3 sichtbar. Der Pfeil 19 gibt an. in welcher Richtung die Spuren ausgelesen werden. Das von der Laserquellc 6 emittierte und die divergierende Linse 7 passierende Auslescbündcl 20 wird an der Fläche 17 eines bündclspaltendcn Elements in Form eines Teilprismas 18 teilweise zu dem um zwei Achsen 10 und 12 drehbaren Spiegel 15 reflektiert. Der völlig reflektierende Spiegel 15 richtet das Auslcscbündel zu dem Auizcichnungsiragcr. Nach Reflexion an der Fläche der Informationsstruktur erreicht das Aiislösebündcl über den drehbaren Spiegel 15 das Teilprisma 18. Das modulierte Auslesebündcl wird dann teilweise /u dem Detektor 14 durchgelassen. Gleich wie in der Vorrichtung nach F i g. 1 kann eine erhebliche Verringerung der zu der Quelle zurückkehrenden Strahlungsmenge erhalten werden, wobei die zu dem Detektor durchgelassene Strahlungsmengc nicht wesentlich Y-.-einflußt wird, wenn die Fläche 17 einen Reflcxionskoeffizienten von 03 aufweist. In der Vorrichtung nach F i g. 3 erstreckt sich der Strahlungsweg teilweise in der radialen und teilweise in der tangentiellen Richtung der Informationsstruktur. Um zu verhindern, daß gegebenenfalls von den Seitenkanten des Teilprismas (den Stehseiten in Fig.3) reflektierte Strahlung zu der Quelle zurückkehrt, können diese Seitenkanten schräg ausgeführt werden. d_ h. einen von 90° verschiedenen Winkel mit dem Hauptstrahl des Auslesebündels einschließen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1, Vorrichtung zum Auslesen eines strahlungsreflektierenden Aufzeichnungsträgers, auf dem Information in einer optisch auslesbaren spurförmigen Struktur angebracht ist, welche Vorrichtung eine ein Auslesebündel liefernde Strahlungsquelle, ein Objektivsystem zum Fokussieren des Auslesebündels auf die Fläche der Informationsstruktur und einen strahlungsempfindlichen Detektor zur Umwandlung des von der Informationsstruktur modulierten Auslesebündels in ein elektrisches Signal enthält, wobei in dem Strahlengang hinter der Strahlungsquelle ein Bündelteiler angeordnet ist, der einen Teil der von der Strahlungsquelle emittierten Strahlung zu dem Aufzeichnungsträger reflektiert und einen Teil der von dem Aufzeichnungsträger reflektierten Strahlung zu dem strahlungsempfindlichen Detektor durchläßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Bündelteiler (8; 18) einen Reflexionskoeffizienten in der Nähe von QJ aufweist.

   Z Vorrichtung zum Auslesen eines strahlungsreflektierenden Aufzeichnungsträgers, auf dem Information in einer optisch aiislesbaren spurförmigen Struktur angebracht ist. welche Vorrichtung eine ein Auslesebündel liefernde Strahlungsquelle, ein Objektivsystem zum Fokussieren des Auslesebündels auf die Fläche der Informationsstruktur und einen strahlung-empfindlichen Detektor zur Umwandlung des von der Informatinnsstruktur modulierten Auslesebündels in ein elektrisches Signal enthält, wobei in dem Strahlengang hinter der Strahlungsquelle ein Bündelteiler angeordnet ist. der einen Teil der von der Strahlungsquelle emittierten Strahlung zu dem Aufzeichnungsträger durchläßt und einen Teil der von dem Aufzeichnungsträger reflektierten Strahlung zu dem strahlungsempfindlichcn Detektor reflektiert, dadurch gekennzeichnet, daß der Bündclteiler (16) einen Reflexionskoeffi/ienten in der Nähe von 0,7 aufweist.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Bündelleiter ein zum Teil durchlässiger Spiegel ist. dadurch gekennzeichnet, daß der /um Teil durchlässige Spiegel (8) um zwei zueinander senkrechte Achsen (10, 12) drehbaT ist, deren Projektionen in der Ebene der Informationsstruktur in der Spurrichtung und quer zu der Spurrichtung liegen.

   4. Vorrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Strahlengang vor dem Bündelteiler ein bündeldivcrgiercndcs F.lcmcni angeordnet ist, das bewirkt, daß das Auslcscbündcl die Pupille des Objektivsystems (9) völlig ausfüllt.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das bündeldivcrgicrcndc Element durch einen Spiegel des Lasers (6) gebildet wird.

   6. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Bündelteilerelcment (18) derart angeordnet ist, daß es die von der Laserquclle (6) in einer ersten Richtung emittierte Strahlung teilweise in einer zweiten Richtung zu einem drehbar angeordneten völlig reflektierenden Spiegel (15) ablenkt, der das Auslcsebündcl zu dem Aufzeichnungsträger (1) reflektiert, wobei die erste und die zweite Richtung zu der Fläche des Aufzeichnungsträgers parallel sind.

   Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auslesen eines Strahlungsreflektierenden Aufzeichnungsträgers, auf dem Information in einer optisch auslesbaren spurförmigen Struktur angebracht ist,

   welche Vorrichtung eine ein Auslesebündel liefernde Strahlungsquelle, ein Objektivsystem zum Fokussieren des Auslesebündels auf die Fläche der Informationsstruktur und einen strahlungsempfindlichen Detektor zur Umwandlung des von der Informationsstruktur

   ίο modulierten Auslesebündels in ein elektrisches Signal enthält, wobei in dem Strahlengang hinter dar Strahlungsquelle ein Bündelteiler angeordnet ist, der alternativ einen Teil der von der Strahlungsquelle emittierten Strahlung zu dem Aufzeichnungsträger reflektiert und einen Teil der von dem Aufzeichnungsträger reflektierten Strahlung zu dem strahlungsempfindlichen Detektor durchläßt oder einen Teil der von der Strahlungsquelle emittierten Strahlung zu dem Aufzeichnungsträger durchläßt und einen Teil der von dem Aufzeichnungsträger reflektierten Strahlung zu dem strahlungsempfindlichen Detektor reflektiert.

   Es ist bereits, z. B. aus »Philips Technische Rundschau« 33, Nr. 7, S. 198—201, bekannt, eine derartige Vorrichtung zum Auslesen eines flachen scheibenförmigen Aufzeichnungsträgers zu verwenden, auf dem ein Farbfernsehsignai angebracht ist. In diesem Falle wurde ein reflektierender Aufzeichnungsträger gewählt, weil dann das modulierte Auslcsebündel teilweise den gleichen Weg wie das unmodulierte Auslesebündel

   jo durchläuft. Eine Anzahl zur Bilderzeugung notwendiger optischer Elemente werden dann sowohl vom hinlaufenden als auch vom zurückkehrenden Auslcsebündel durchlaufen. Dadurch kann die Gesamtanzahl optischer Elemente und auch der Einfluß etwaiger Schwingungen der optischen Elemente auf das ausgclcscnc Signal kleiner als beim Auslesen eines strahlungsdurchlässigen Aufzeichnungsträgers sein.

   Nachdem das modulierte Au»L";gbündcl die gemeinsamen Elemente durchlaufen hat, muß es zu dem slrahlungscmpfindlichen Detektor hin gerichtet werden. Dazu könnte ein halbdurchlässigcr Spiegel im Strahlengang angebracht werden, so daß, abgesehen von Verlusten in dem optischen Weg, 25% der von der Quelle emittierten Strahlung auf den Detektor gelangt.

   Die Hälfte der von dem Aufzeichnungsträger reflektierten Strahlung wird dann jedoch über den Spiegel zu der Strahlungsquelle zurück gelangen. Eine derartige Rückkopplung der modulierten Strahlung auf die Strahlungsquelle ist sehr unerwünscht, wenn diese Quelle ein Gaslaser ist.

   Um die genannte Rückkopplung zu vermeiden, kann, wie im genannten Artikel beschrieben ist, dafür gesorgt werden, daß das aus dem Laser heraustretende Strahlungsbündcl linear polarisiert ist, während ein polarisationscmpfindlichcr halbdurchlässiger Spiegel in dem Strahlengang angeordnet werden kann, der die vom Laser emittierte Strahlung durchläßt. Ferner ist zwischen diesem halbdurchlässigcn Spiegel und dem Aufzeichnungsträger eine λ/4-Plattc in diagonaler Lage

   m> angebracht. Diese λ/4-Platlc wird zweimal vom Auslcsebündel durchlaufen, so daß sich die Polarisationsrichtung des modulierten Auslcscbündcls über 90° in bezug auf die des von dem Laser emittierten Auslesebündels gedreht hat. Das modulierte Auslesens bündel wird dann völlig von dem polarisationscmpfindlichen halbdurchlässigcn Spiegel zu dem Detektor reflektiert, so daß keine Rückkopplung des modulierten Auslcscbündelsiiuftlcn Laser stattfinden kann.