DE2621319A1 - Fokussiereinrichtung und damit ausgeruestete optische leseeinrichtung - Google Patents

Description

Dipl.-Ing. Dipl.-Chem. Dipl.-Ing.

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser

Ernsbergerstrasse 19

8 München 60

THOMSON - BRANDT 13. Mai 1976

173, Bd. Haussmann
75008 Paris / Frankreich

Unser Zeichen: T 2017

Fokussiereinrichtung und damit ausgerüstete optische Leseeinrichtung

Zusatz zu Patent ... (Patentanmeldung P 25 01 124.9)

Die Erfindung betrifft eine optische Einrichtung zum Lesen von Information, die auf einen beweglichen Träger, wie beispielsweise eine Platte oder ein Band, aufgebracht ist.

Sie betrifft insbesondere das Lesen von geraden oder gekrümmten Spuren, die auf einem Träger angeordnet sind und vertiefte oder erhabene Oberflächenunebenheiten darstellen, die die zeitliche Änderung von Informationsträgersignalen materialisieren. Diese

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zeitliche Änderung wird im Verlauf der optischen Abtastung der Spur durch die Wirkung erfaßt, die diese Oberflächenunregelmäßigkeiten auf die Beugung eines Lesebündels haben, welches auf dem Träger konvergiert.

Wenn die Information auf diese Weise mit hoher Dichte aufgezeichnet worden ist, muß dann das Leselichtbündel genau auf die gelesene Spur fokussiert werden und es stellt sich ein technologisches Genauigkeitsproblem hinsichtlich der Relativposition des Trägers und des optischen Lesers. Gegenstand des Hauptpatents ... (Patentanmeldung P 25 01 124.9) ist eine Einrichtung, die dieses Problem der Fokussierung des Lesebündels auf dem Träger zu lösen gestattet.

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung der Fokussiereinrichtung nach dem Hauptpatent bei der Erzeugung eines elektrischen Informationslesesignals.

Die Erfindung schafft, genauer gesagt, eine optische Einrichtung zum Lesen von Information, die auf einen beweglichen Träger aufgebracht ist, mit Hilfe eines Lichtbündels, mit einem Objektiv, welches für die Konvergenz des Lesebündels auf dem Träger sorgt, mit optischen Einrichtungen, die wenigstens einen Bruchteil des Lesebündels, der durch den Träger reflektiert wird, zu einer Beobachtungsebene leiten, mit astigmatischen optischen Einrichtungen, die beispielsweise aus einer zylindrischen Sammellinse bestehen und entweder allein auf dem Weg des Lesebündels oder allein auf dem Weg des reflektierten Bruchteils

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angeordnet sind, wobei der Träger und die Beobachtungsebene, die in einer ersten bzw. in einer zweiten Ebene angeordnet sind, derart positioniert sind, daß der Lichtfleck,der sich darauf bildet, eine minimale Ausdehnung hat, und mit Detektor einrichtungen zum Feststellen der Form des Lichtflecks in der Beobachtungsebene, welche ein Kontrollsignal über die Fokussierung des Lesebündels und außerdem ein elektrisches Informationslesesignal liefern.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ausführungsform der Einrichtung nach

dem Hauptpatent, und

Fig. 2 das.Schema einer Ausführungsform der

Detektoreinrichtungen der Einrichtung nach der Erfindung.

In den verschiedenen Figuren tragen, ebenso wie in den Figuren des Hauptpatents, gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen.

Fig. 1 gibt somit eine Ausführungsform der Einrichtung nach dem Hauptpatent wieder. Fig. 1 zeigt: eine Strahlüngsenergiequeile 0, welche ein Bündel 3 entlang der x-Achse eines rechtwinkeligen χ, y, z-Koordinatensystems aussendet; Einrichtungen M zum Trennen der Strahlungsenergie, wie etwa ein halbdurchlässiger Spiegel, der das Bündel 3

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in der Richtung der x-Achse durchläßt und mit dieser einen Winkel von 45 bildet j ein Objektiv L mit der x-Achse als optischer Achse, welches das Bündel 3 in einem Punkt 10 eines zu der x-Achse normalen Trägers D konvergieren läßt, wo die aufgezeichnete Information das Lichtbündel 3 moduliert.

Als Beispiel ist in dem weiter oben erwähnten Fall die Information auf dem Träger D in Form einer Folge von vertieften oder erhabenen Beugungselementen aufgezeichnet, die beispielsweise auf einer Spiralspur angeordnet sind. Die Länge und der Abstand dieser Elemente stellen die aufgezeichnete Information dar, d.h. ein Signal aus Rechteckimpulsen mit veränderlicher Länge.

In einem ersten Fall, wenn der Konvergenzpunkt 10 des Bündels 3 auf dem Träger D sich zwischen zwei Beugungselementen befindet, wird keine Beugung erzeugt und zumindest ein Bruchteil der Lichtenergie wird durch den Träger D auf demselben Weg (der in Fig. 1 mit 4 bezeichnet ist) wie das einfallende Bündel 3 bis zu dem halbdurchlässigen Spiegel M zurückgeworfen, der ihn auf einer zu der z-Achse parallelen Achse 2 reflektiert.

Entsprechend der Erläuterung in dem Hauptpatent wird auf der Achse 2 eine optische Einrichtung C angeordnet, beispielsweise eine Zylinderlinse, //eiche das auf der Bahn des reflektierten Bündels angeordnete optische System astigmatisch zu machen gestattet. Ihre Wirkung besteht darin, daß die in den x, z- und y, z-Ebenen erhaltene Konvergenz nicht dieselbe ist. Man wählt eine Beob— achtungsebene P, die in Fig. 1 durch zwei orthogonale Achsen

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11 und 12 dargestellt ist, welche zu der y-Achse bzw. zu der x-Achse parallel sind. In dieser Ebene hat der Lichtfleck eine minimale Ausdehnung, wenn die Fokussierung des Bündels 3 korrekt ist. Wenn die Fokussierung nicht korrekt ist, ist der Lichtfleck durch Verlängerung längs der Achse 11 oder der Achse 12 verformt, je nachdem, ob das Bündel 3 vor oder hinter dem Träger D konvergiert.

Man ordnet somit in der Ebene P Detektoreinrichtungen zur Erfassung des Lichtflecks an, welche eine Anzeige der Fokussierungskorrektur liefern, die in Abhängigkeit von der Verformung des erfaßten Lichtflecks auszuführen ist, wie in Fig. 2 des Hauptpatents dargestellt.

In einem zweiten Fall, wenn der Konvergenzpunkt 10 des Bündels 3 auf dem Träger D sich auf einem Beugungselement befindet, erfährt das Licht aufgrund der für die bewußten Elemente gewählten Abmessungen eine sehr große Beugung. Infolgedessen bildet lediglich ein Bruchteil der einfallenden Lichtintensität das Rückkehrbündel 4. Die einzige Wirkung, die auf der Höhe der Ebene P erzeugt wird, besteht somit darin, die Lichtintensität des beobachteten Flecks zu verringern, ohne seine Ausdehnung wesentlich zu verändern, ob die Fokussierung korrekt ist oder nicht.

Fig. 2 zeigt die Verwendung dieser Einrichtung zur Erzielung eines elektrischen Lesesignals, welches die auf dem Träger D aufgezeichnete Information darstellt.

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Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der Detektoreinrichtungen, die in der Ebene P angeordnet sind, anhand von vier photoelektrischen Zellen 31, 32, 33 und 34, die wie in dem Hauptpatent angeordnet sind, d.h. die ein Quadrat bilden, dessen Diagonalen aus den Achsen 11 und 12 bestehen, so daß der oben genannte Lichtfleck mit minimaler Ausdehnung (Bezugszahl 8) im wesentlichen in der Mitte des Quadrats gebildet wird.

Es sei daran erinnert, daß in dem Hauptpatent die von den Zellen gelieferten elektrischen Signale derart verarbeitet werden (nicht dargestellt), daß sie ein elektrisches Signal S liefern, welches die eventuelle Verformung des Lichtflecks in Richtung der Achse (Umriß 81) oder der Achse 12 (Umriß 82) angibt.

In der beigefügten Fig. 2 sind die vier Zellen mit einer Addierschaltung 50 verbunden, die ein Signal L liefert, welches gleich d&t^ Summe der Signale ist, die durch jede der Zellen erzeugt werden.

Wenn der Konvergenzpunkt 10 des Bündels 3 (Fig. 1) nicht auf ein Beugungselement trifft, hat der von den photoelektrischen Zellen empfangene Lichtfleck eine Intensität mit dem höchsten Wert. Wenn der Punkt 10 auf ein Beugungselement trifft, hat der durch 'die Zellen empfangene Lichtfleck eine wesentlich niedrigere Intensität. Daraus ergibt sich eine zeitliche Änderung der Summe L(t) der von den Detektorzellen abgegebenen Signale. Das Signal L ist ein Signal aus Rechteckimpulsen, das die

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räumlichen Änderungen des auf dem Träger D gravierten Signals ausdrückt.

Eine solche Einrichtung ist insbesondere für das optische Lesen von Information geeignet, die mit hoher Dichte aufgezeichnet ist, wie beispielsweise Fernsehsignale.

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Claims (2)

1. Patentansprüche;

   Optische Leseeinrichtung fur Information auf einem beweglichen Informationsträger nach Anspruch 8 des Patents ... (Patentanmeldung P 25 01 124.9), dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtungen außerdem Einrichtungen enthalten, welche ein elektrisches Informationslesesignal erzeugen.
2. 2. Optische Leseeinrichtung für Information auf einem beweglichen Träger nach den Ansprüche 8 und 6 des Patents ... (Patentanmeldung P 25 01 124.9), dadurch gekennzeichnet, daß die vier photoelektrischen Zellen außerdem mit einer Addierschaltung verbunden sind, die ein elektrisches Informationslesesignal liefert.

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