DE2630381C2 - Optischer Leser - Google Patents

Description

w = \m

erfüllen und β der Winkel der räumlichen Mittellinie des Lichtbündels in bezug auf eine zur Linsenachse senkrechte Ebene vor dem Auftreffen auf den Reflexionsspiegel (5) ist

6. Optischer Leser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Selbstregelungseinrichtung eine Einrichtung (9,18_lt 192,192,20,21), die auf das reflektierte Lichtbündel anspricht und durch die ein elektrisches Signal erzeugbar ist, dessen Höhe von der Auftreffgenauigkeit des Lichtbündels auf die Informationsspur abhängt, und eine elektromagnetische Einrichtung (14) aufweist, die auf das elektrische Signal anspricht, und durch die der Arm (12) zur Maximierung der Auftreffgenauigkeit des Lichtbündels auf die Informationsspur drehbar ist

Die Erfindung betrifft einen optischen Leser mit einer Lichtbündelquelle, einem Reflexionsspiegel, einer Linse zum Fokussieren des Lichtbündels nach der Reflexion durch den Reflexionsspiegel auf eine Spur einer rotierenden Platte, einer elektrooptischen Empfangseinrichtung zum Empfangen des von der Spur reflektierten, durch die Linse zurücklaufenden und durch den Spiegel zurückreflektierten Lichtbündels und mit einer Selbstregelungseinrichtung, die zum Ändern der Stellung der reflektierenden Oberfläche des Spiegels au^r das Ausgangssignal der elektrooptischen Empfangseinrichtung anspricht, um den Auftreffpunkt des Lichtbündeis auf der Platte zu verschieben, damit das Bündel einer Informationsspur auf der Platte folgt. Die Erfindung bezieht sich somit auf eine Abnehmereinrichtung oder einen Leser zum optischen Lesen einer auf einer Spur einer Drehplatte aufgezeichneten Information.

Es ist bekannt, Informationen, beispielsweise Bildoder Videoinformation, über konzentrisch oder spiralförmig angeordnete sehr kleine, reflektierende Punkte aufzuzeichnen, die einem Signal, beispielsweise einem Fernsehbildsignal, entsprechend in ihrer Form und ihrem Abstand verändert werden. Um die in dieser Weise gespeicherte Information zu lesen, wird die Videoplatte mit einer konstanten Geschwindigkeit gedreht, wird ein Lichtbündel auf die Spur auf der Videoplatte gerichtet und werden die mit dieser Änderung der Punkte modulierten Reflexionen aufgenommen und in ein elektrisches Signal umgesetzt.
Ein optischer Leser der eingangs genannten Art ist aus Philips technische Rundschau 33, Nr. 7, 1973/74, Seite 190—192 bekannt. Auch aus der japanischen Offenlegungsschrift 49-10005 ist ein solcher optischer Leser bekannt. Dieser ist in Fig. 1 dargestellt und umfaßt eine Drehplatte 7, einen Motor 8 und einen Abnehmerarm 10. Ein von einer Lichtquelle 1, beispielsweise einem Heliumneonlaser, im Abnehmerarm ausgesandtes Lichtbündel wird auf einen geeigneten Durchmesser mittels eines Kollimators 2 vergrößert und auf der reflektierenden Oberfläche der Drehplatte 7 mittels eines Lichtbündelteilers 3, eines λ-Viertelplättchens 4 zum Ändern der Polarisationsrichtung, eines beweglichen Spiegels 5 und einer Fokussierlinse 6 fokussiert. Das A-Viertelplättchen 4 wird dazu verwandt, die Trennung des einfallenden Lichtbündels vom reflektierten Lichtbündel zu verbessern, seine Anordnung ist jedoch nicht unbedingt notwendig. Die reflektierende Oberfläche der Drehplatte 7 befindet sich sehr nahe am objektseitigen Brentjpunkt der Fokussier-

linse 6_r Wenn das UchtbPndel auf die Platte auftrifft, ist es dsher zu einem sehr kleinen Lichtfleck mit einem Durehmesser in der Größenordnung von t μηι fokussiert. Da die Informationspunkte auf der reflektierenden Oberfläche der Drehplatte 7 in einem regelmäßigen Abstand in der Größenordnung von 2 μη) und mit einem Durchmesser in der Größenordnung von 1 μπι vorgesehen sind, ist der Lichtfleck klein genug, um die aufgezeichnete Information scharf zu unterscheiden.

Das reflektierte und modulierte Lichtbündel wird durch die Fokussierlinse 6 aufgenommen und über den beweglichen Spiegel 5 und das A-Viertelplättchen 4 zum Lichtbündelteiler 3 gesandt, wo es zu einem Lichtempfänger 9 reflektiert wird. Der Lichtempfänger 9 wandelt das reflektierte Lichtbuadel in ein elektrisches Signal um, das der aufgezeichneten Information entspricht Die Drehplatte 7 wird beispielsweise mit einer Drehzahl von 1800 Upm durch den Elektromotor 8 gedreht, wobei zum fortlaufenden Lesen des spiralförmig oder konzentrisch angeordneten Signals der Abnehmerann 10 radial verschoben wird, während sich die Drehplatte 7 dreht

Im allgemeinen besteht das einfallende Lichtbündel oder das reflektierte Lichtbündel aus parallelen Lichtstrahlen, deren Intensitätsverteilung derart ist, daß die Intensität mit wachsendem Abstand von der optischen Achse abnimmt, wie es in F i g. 2 dargestellt ist Daher kann der Weg, längs dem ein Lichtbündel fortschreitet, durch die Mittellinie maximaler Intensität wiedergegeben werden.

Wenn bei dem oben beschriebenen Leser die Drehplatte 7 oder die Informationsspuren auf der Drehplatte keine von einer mangelhaften Verbindung zur Welle des Motors 8 oder ähnlichem herrührende Exzentrizität aufweisen, wenn sich die Drehplatte 7 dreht, folgt der fokussierte Lichtfleck genau der spiralförmigen Spur und erreicht das reflektierte Lichtbündel genau den Lichtempfänger 9. Gewöhnlich liegen derartige ideale Bedingungen jedoch nicht vor, so daß eine Selbstregelungseinrichtung verwandt wird, die den beweglichen Spiegel 5 schwenkt, um den fokussierten Lichtfleck seitlich zu verschieben. Das ist in F i g. 3 dargestellt, in der infolge der leichten Drehung des Spiegels 5 im Uhrzeigersinn durch die an sich bekannte Selbstregelungseinrichtung der fokussierte Lichtfleck die Platte 7 links von dem ursprünglich fokussierten, mit χ bezeichneten Lichtfleck trifft. Es besteht jedoch weiterhin dar Nachteil, daß das reflektierte Lichtbündel nicht genau zürn Lichtempfänger 9 geleitet wird, damit der folkussierte Lichtfleck der spiralförmigen Spur folgen kann.

Wenn die Drehplatte 7 -nit der Welle des Elektromotors 8 exzentrisch verbunden ist, wird die spiralförmige Spur auf der Platte relativ zum Punkt χ bei jeder Umdrehung der Platte nach rechts und nach links bewegt. Da die Drehplatte 7 mit einer hohen Drehzahl von 1800 Upm gedreht wird, ist es unmöglich, den gesamten Abnehmerarm 10 mit einer derart großen Geschwindigkeit nach rechts und links zu bewegen, damit er der Spur folgen kann. Es besteht somit keine andere Möglichkeit, als den kleinen und leichten beweglichen Spiegel 5 auf die Selbstregelungen hin zu schwenken, um den Lichtfleck der Spur folgen zu lassen. Die Pfeile in Fig.3 bezeichnen das einfallende Lichtbündel und das reflektierte Lichtbündel in dem Fall, in dem der Spiegel 5 bezüglich der Seitenabweichung der Spur gedreht wird. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, daß das einfallende Lichtbündel in die Fokussierlinse 6 unter /,nem Winkel zur optischen Achse der Fokussierlinse 6 eintritt. Daher wird es genau an einer von der in Fig, 1 dargestellten, radial verschobenen Stelle auf die Spur fokussiert. Die unerwünschte Nebenwirkung besteht dabei jedoch darin, daß das einfallende Lichtbündel nicht senkrecht zur reflektierenden Oberfläche der Drehplatte 7 steht und daß folglich das reflektierte Lichtbündel längs eines anderen optischen Weges als das einfallende Lichtbündel läuft Das hat zur Folge, daß die oben beschriebenen ίο bekannten Einrichtungen die folgenden Nachteile haben.

(1) Die Amplitude eines synchron mit der Exzentrizität der Drehplatte gelesenen elektrischen Signals ändert sich stark, was ein niedriges Signalrauschverhältnis zur Folge hat, und das gelesene Signal schwankt

(2) Die Selbstregelungseinrichtung erfordert einen Lichtempfänger mit einem großen lichtempfangenden Flächenbereich, so daß das Signalrauschverhältnis und der Frequenzgang f: riecht werden.

(3) Die Stärke der tür die Verbindung der Drehplatte erlaubten Exzentrizität ist außerordentlich gering, so daß die Drehplatte selbst und die rotierenden Halteeinrichtungen sehr präzise sein müssen.

(4) Es ist bekannt, daß Zeitachsenänderungen oder Fehler des gelesenen Signals infolge einer unregelmäßigen Drehung des Elektromotors dadurch korrigiert werden können, daß der einfallende Lichtbündelfleck auf der kreisförmigen oder spiralförmigen Spur bezüglich der Drehrichtung der Drehplatte vor- oder zurückbewegt wird. Bei einer derartigen Korrektur der Zeitachsenänderung wird jedoch die Lage des reflektierten Lichtbündels zum Lichtempfänger durch die Drehung des beweglichen Spiegels verändert, was bedeutet, daß es mit der in Fig.3 dargestellten Vorrichtung unmöglich ist, die Zeitachsenänderung zu korrigieren.

Aus der DE-OS 23 24 778 war bereits eine Vorrichtung zum Aufzeichnen und zum Lesen von Informationen in einer optischen Speichereinrichtung bekannt, bei der von einem Leser ausgehende modulierte Lichtstrahlen über einen Spiegel umgelenkt und mit Hilfe eines Objektivs auf einer optischen Aufzeichnungsplatte aufgezeichnet werden. Eine Ablesung dieser so aufgezeichneten Informationen kann mit Hilfe desselben Lesers, des Reflektionsspiegels und des Objektivs erfolgen, indem entweder der von der optischen Speicherplatte während einer Drehung dieser Platte durchgelassene oder reflektierte Lichtstrahl aufgefangen und elektrooptisch umgewandelt wird. Bei dieser Vorrichtung sind jedoch keine Maßnahmen dafür getroffen, daß das plattenförmige optische Speichermedium bei der Abtastung, zu dem das optische Speichermedium gegenüber dem Abtaststrahl bewegt werden muß, exzentrisch bewegt wird.
Aus der DE-OS 23 46 509 war auch bereits eine Vorrichtung zum Lesen von mit einem Hell-dunkel-Code codierten Informationsträgern bekannt, wobei der Informationsträger mit Hilfe von verschlungenen Zylkoiden abgetastet wird, die dadurch erzougt werden, daß der von einem Leser erzeugte Lichtstrahl von einem Dachkantprisma umgelenkt wird, das um seine auf der Grundfläche senkrecht stehende Drehachse gedreht wird, wonach der derart abgelenkte Lichtstrahl Von einem zusätzlich

Reflexionsspiegel abgelenkt wird und sodann durch ein Prisma auf ein Abtastfenster fällt, hinter dem der abzutastende Informationsträger vorbeibewegt wird. Eine derartige Lesevorrichtung eignet sich lediglich zum Abtasten von flächenmäßig ausgedehnten Codeaufzeichnungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen optischen Leser der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem eine Steigerung der Leser-Intensität und eine exakte Projektion auf die Leser-Empfangseinrichtung Im gesamten Nachführungsbereich der Lichtführungs- und Spurnachführungs-Regelung erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Reflexionsspiegel entweder um eine Achse drehbar oder über einen Hebelarm schwenkbar so angeordnet ist, daß bei jeder Spiegeleinstellung die räumliche Mittellinie des an dem Reflexionsspiegel reflektierten und in die Linse eintretenden Lichtbündels und die räumliche Mittellinie des aus der Linse in Richtung zum Reflexionsspiegel austretenden Lichtbündels zusammenfallen und gemeinsam durch den in bezug auf den Fokussierungsfleck bildseitigen Brennpunkt der Linse hindurchgehen.

Hierdurch wird erreicht, daß alle Lichtstrahlen auf der Objektseite der Linse parallel zur optischen Achse der Linse verlaufen und senkrecht auf die Platte fallen.

Bei dem optischen Leser nach der Erfindung kann die Stellung des Reflexionsspiegels derart verändert werden, daß ein einfallendes Lichtbündel einer Informationsspur auf einer Aufzeichnungsplatte genau folgt, ohne daß der Einfallswinkel des einfallenden Lichtbündels auf die Platte geändert wird.

Wenn der Reflexionsspiegel in der angegebenen Weise über einen Hebelarm schwenkbar angeordnet ist, so ergibt sich dadurch der Vorteil, daß der Abstand zwischen der in bezug auf den Fokussierungsfleck bildseitigen Lirisenoberfläche und dem Rflexionsspiegel relativ groß gewählt werden kann. Dies hat zur Folge, daß auch ein größerer Reflexionsspiegel eingesetzt werden kann, der die effektive Öffnung der Linse ausnutzt. Selbst wenn die bildseitige Brennweite der L'nse gering ist, bleibt für den Schwenkbereich des Spiegels ein ausreichender Raum zur Verfügung. Somit können übliche Linsen bzw. Linsensysteme zur Fokussierung eingesetzt werden und es sind keine speziellen Bildsysteme erforderlich.

Mit dem optischen Leser nach der Erfindung kann in vorteilhafter Weise eine optimale Signalwiedergabe auch bei einer exzentrischen Bewegung der Drehplatte erreicht werden.

Vor.cilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der zugehörigen Zeichnung näher erläutert

F i g. 1 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung des Aufbaus eines herkömmlichen Lesers:

F i g. 2 zeigt in einer graphischen Darstellung die Intensitätsverteilung eines parallelen Lichtbündels;

F i g. 3 zeigt in einem Diagramm den in F i g. 1 dargestellten herkömmlichen Leser, bei dem sein beweglicher Spiegel verdreht ist;

Fig.4 zeigt in einem Diagramm den Aufbau eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Lesers:

Fig.5 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise des ersten Ausführungsbeispiels; F i g. 6 zeigi eine Anordnung zum simultanen Drehen eines Spiegels um zwei Koordinatenachsen;

Fig. 7 zeigt in einem Diagramm ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lesers;

Fig.8a, 8b und 9 dienen zur Erläuterung des ■ Grundarbeitsprinzips des zweiten Ausführungsbeispiels;

Fig. 10 zeigt in einem Diagramm den Aufbau eines konkreten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Lesers;

. Fig. 11 zeigt in einer Draufsicht die relative Lage zwischen einem reflektierten Lichtbündel und einem Lichtempfänger;

Fig. 12 zeigt in einer graphischen Darstellung die Wellenform des Ausgangssignals des Lichtempfängers;

Fig. 13 zeigt in einer graphischen Darstellung ein Videosignal, ein Synchronsignal und ein Zeitintervallfehlersignal.

Das in Fig.4 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung unterscheidet sich von dem in F i g. 1 • dargestellten bekannten Leser dadurch, daß sich der bewegliche Spiegel im bildseitigen Brennpunkt der Fokussierlinse 6 befindet. Diese relative Lage wird mehr im einzelnen anhand von Fig. 5 beschrieben. Wie es in F i g. 5 dargestellt ist, ist der bewegliche Spiegel 5 derart angeordnet, daß seine Drehachse sich im Brennpunkt 11 auf der Bildseite, d. h. im bildseitigen Brennpunkt, befindet, wobei die Drehachse in der reflektierenden Oberfläc^ke des beweglichen Spiegels 5 liegt.

Das durch den beweglichen Spiegel reflektierte parallele Lichtstrahlbündel tritt somit derart in die Fokussierlinse 6 ein. daß das Zentrum des parallelen Lichtstrahlbündels immer ohne Rücksicht auf den Winkel des beweglichen Spiegels 5 durch den bildseitigen Brennpunkt 11 geht. Das über den Brennpunkt 11 in die Fokussierlinse 6 eintretende Lichtbündel wird somit gebrochen, so daß es sich parallel zur optischen Achse der Fokussierlinse 6 weiter fortpflanzt. Zusätzlich ist die Oberfläche der Drehplatte 7 senkrecht zur optischen Achse der Fokussierlinse 6 angeordnet.

Der Abstand zwischen dem auf die Platte auftreffenden Lichtfleck und der optischen Achse der Linse 6 ist proportional dem Dreh- oder Schwenkwinkel des beweglichen Spiegels 5. Die Mittellinie des parallelen Lichtbündels verläuft immer senkrecht zur Oberfläche der Drehplatte 7. Das durch die Oberfläche der Drehplatte 7 reflektierte Lichtbündel kehrt über die Fokussierlinse 6 und den beweglichen Spiegel 5 über vollständig denselben Weg wie das einfallende Lichtbündel zum Lichtempfänger zurück. Das heißt mit anderen Worten, daß selbst dann, wenn der bewe£"thc Spiegel 5 derart geschwenkt oder gedreht wird, daß das einfallende Lichtbündel immer der Spur auf der Drehplatte 7 folgt, das durch die Information auf der Drehplatte 7 modulierte reflektierte Lichtbündel die Mitte des Lichtempfängers 9 erreicht.

Wenn der bewegliche Spiegel 5 von einer kardanischen Einrichtung gehalten ist, die, wie es in Fig.6 dargestellt ist, sich entweder um die Drehachse 12 oder eine zur Drehachse 12 senkrechte Drehachse 13 drehen kann, kann die Lage des fokussierten Lichtfleckes auf der Drehplatte 7 je nach Wunsch unabhängig in eine radiale Richtung oder in eine Umfangsrichtung bewegt werden. Auch in diesem Fall erreicht das reflektierte Lichtbündel genau den Liebtempfänger 9 und können die Exzentrizität der Aufzeichnungsspur und die Änderung der Zeitachse korrigiert werden.

Wie es sich aus der obigen Beschreibung des ersten

Ausfiihriingsbeispiels der Erfindung ergibt, laufen das einfallende Lichtbünclel und das reflektierte Lichtbündel ohne Rücksicht auf den Drehwinkel des beweglicnen Spiegels längs desselben Lichtweges und kann daher der für die Deformation oder Exzentrizität der Drehplatte zulässige Bereich vergrößert werden, da die reflektierende Oberfläche und die Drehachse des beweglichen Spiegels sich im bildseitigen Brennpunkt der Fokussierlinse befinden. Weiterhin kann der lichtempfangende Flächenbereieh des Lichtempfängers klein ausgebildet werden und kann die Empfangscharakteristik des Lichtempfängers verbessert werden. ZusMizlich können sowohl die Exzentrizität als auch die Zeitachsenänderung durch nur einen beweglichen Spiegel korrigiert werden.

Während der oben beschriebene Leser unter bestimmten Umständen geeignet ist, weist er einige Nachteile auf, die seine Verwendbarkeit auf diejenigen Fälle beschränken, in denen die Exzentrizität klein ist.

rnnrt Atf uprwanHte Ρ/λΙ·ι einfallenden Lichtbündels auf der Spiegeloberfläche 5.

nv. Abstand in der Linsenebene, d. h. der horizontalen Ebene zwischen der optischen Achse der Linse und dem Drehpunkt 13 des Armes 12,

n: zur optischen Achse paralleler Abstand zwischen dem bildseitigen Brennpunkt und dem Drehpunkt 13 des Armes 12,

(m, n): x-y-Koordinaten der Lage des Drehpunktes 13 ίο des Armes 12,

R: Länge oder Radius des Armes 12 vom Punkt 13 bis zum Punkt der Drehachse für die Spiegeloberfläche,

H: Abstand längs der v-Achse zwischen dem is bildseitigen Brennpunkt zum Auftreffpunkt auf

dem Spiegel, d. h. zum Punkt (X, Y), wenn 0 = 0,

Θ: Winkel zwischen dem einfallenden Lichtbündel nach der Reflexion durch den Spiegel und der optischen Achse der Linse 6,

Leistung haben, die im wesentlichen gleich der Leistung eines Mikroskopobjektives mit einer Vergrößerung, die im Bereich des 40fachen liegt, ist. Daher beträgt der Abstand zwischen der Linsenoberfläche und dem bildseitigen Brennpunkt weniger als einige Millimeter. Dementsprechend kann (I) eine gewöhnliche Fokussierlinse, die zu einem niedrigen Preis erhältlich ist, nicht verwandt werden, kann (2) kein beweglicher Spiegel verwandt werden, der groß genug ist, um die effektive Öffnung der Fokussierlinse auszunutzen, ist (3) eine speziell aufgebaute Fokussierlinse erforderlich und kanr (4) der Abstand zwischen der Fokussierlinse und dem beweglichen Spiegel nicht in der erforderlichen Weise verändert werden.

Bei einem zweiten, in F i g. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der bewegliche Spiegel 5 an einem Haltearm 12 befestgt, der sich um einen Drehpunkt 13 drehen kann. Weiterhin nimmt die Oberfläche des Spiegels einen Winkel λ mit dem Dreharm 12 ein, wobei diese Winkelbeziehung in Fig. 7 nicht dargestellt ist. Der Drehpunkt oder die Drehachse der Spiegeloberfläche relativ zum Dreharm wird im folgenden als SDipgeloberflächendrehpunkt bezeichnet und liegt in der Berührungsachse des Spiegels 5 und des Dreharms 12. Durch ein Schwenken des Haltearmes 12 um den Drehpunkt 13 können der Reflexionswinkel θ und die Lage des beweglichen Spiegels 5 gleichzeitig geändert werden. Wenn daher die Lage des Drehpunktes 13 in geeigneter Weise gewählt ist, kann das räumliche Zentrum des einfallenden Lichtbündels dazu gebracht werden, daß es durch den bildseitigen Brennpunkt 11 der Fokussierlinse geht, ohne daß die reflektierende Oberfläche des beweglichen Spiegels 5 wie bei dem im vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispiel am bildseitigen Brennpunkt angeordnet werden muß.

Anhand der Fig.8a und 8b wird im folgenden gezeigt daß eine Stelle (m, n) für den Drehpunkt 13 des Armes 12 gewählt werden kann, in der die Drehung des Armes 12 den Winkel θ ändert, unter dem sich das einfallende Lichtbündel der Linse 6 nähert, jedoch gleichzeitig das Bündel durch den bildseitigen Brennpunkt der Linse 6 lenkt

Anhand von F i g. 8a und einer ^r-y-Koordinatenachse, deren Punkt (O, O) dem bildseitigen Brennpunkt der Linse 6 entspricht wird im folgenden der allgemeine Fall näher beschrieben. Es werden die folgenden Definitionen benutzt:
(X, Y}. Auftreffpunkt des tatsächlichen Zentrums des Lichtbündels vor der Reflexion durch den Spiegel bezüglich der Horizontalen, wobei in einem gegebenen Fall β konstant bleibt und gleich Null sein kann,

λ: Winkel zwischen dem Arm 12 und der Horizontalen,

γ: Winkel zwischen dem Arm 12 und der

Spiegelfläche 5.
Aus Fig.8a lassen sich die folgenden Beziehungen

aufstellen:

0=2 (a+y)-θ-.-/2,

y = χζοΧΘ,

y = -(x-m) tan α + η,

y= -χ- (m -Rcosa) tan (a + y) + (n + Rsina).

Durch eine Auflösung der obigen Gleichungen für •»ο .v = X und y = Y werden die folgenden Beziehungen für den Reflexionspunkt des Spiegels 5 erhalten:

y_ (m - R cos g) tan (g + y) + (n + R sin g) \ + tan θ ■ tan (a + y)

(/w - R cos g) tan (g + y) + (n + R sin g) tan Θ

1 +tan© - tan(g-t-y)

(D

Wenn g₀ als der Winkel bei 0 = 0 definiert ist, ergibt sich gleichfalls:

R =Vmⁱ+(H-n)²,

Y = π/4+β/2- g₀.

Aus der letzten Beziehung ist ersichtlich, daß der Winkel γ vom Winkel β und von H, η und m abhängt und

daß dieser Winkel auf der Grundlage der Wahl von H, η

und m festbleiben kann, da sich der Winkel β während

der Arbeit des Lesers nicht ändert Änderungen des

Winkels λ werden auch nur den Winkel θ beeinflussen, was deswegen wünschenswert ist, da Änderungen im Winkel θ die Stelle verschieben, an der der Lichtfleck die Platte beleuchtet, jedoch nicht die Tatsache beeinflussen, daß das Lichtbündel durch den bildseitigen Brennpunkt (O, Ctygeht

Damit das reflektierte Licht durch den Punkt (H, O) geht, der nicht zum Winkel θ in Beziehung steht, läßt sich aus F i g. 8a die Lage des Punktes (Xo, Yo) in Form der folgenden Gleichungen ausdrücken:

+ tan Θ tan/? '
//tan©

1 + tan Θ tan/?

Aus den Gleichungen (1) und (2) wird die Lage des Punktes (m, n) zur Minimalisierung von A Y und AX dadurch angenähert,
gelöst wird.

daß die folgende Gleichung

1 + tan Θ ■ tan/?

TJ ""'VT

Wenn Θ sehr klein und vernachlässigbar ist, kann die obige Gleichung gelöst werden.
Wenn n = H, ist

m -■

cos./?

H.

Die Lage des Punktes (m, n) zur Minimalisierung der Länge des Hebels lautet:

η = 0,

Im folgenden wird ein konkretes Beispiel beschrieben, bei dem die oben beschriebene Gleichung erfüllt ist. Wenn ^ = O, ist /J= m— Hund befindet sich die Achse 13 an einem beliebigen Punkt auf der in Fig. 9 dargestellten unterbrochenen Linie. Wenn H vergrößert wird, können der Punkt 13 und der bewegliche Spiegel 5 in einem ausreichenden Abstand von der Fokussierlinse 6 angeordnet werden, wie es sich aus F i g. 9 ergibt.

Ein konkretes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lesers, bei dem sowohl die Exzentrizität der Aufzeichnungsspur als auch die Zeitachsenänderung korrigiert werden, ist in F i g. 10 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind ein beweglicher Spiegel 5 zum Korrigieren der Exzentrizität und ein beweglicher Spiegel 5' zum Korrigieren der Zeitachsenänderung vorgesehen. Diese beweglichen Spiegel 5 und 5' werden von Haltearmen 12 und 12' und Achsen 13 und 13' gehalten. Die relative Lage zwischen den Achsen 13 und 13' und den beweglichen Spiegeln 5 und 5' ist nach dem anhand von Fig.8 dargestellten Verfahren festgelegt Die beweglichen Spiegel 5 und 5' werden gedreht, wenn die Tauchspulen 15 und 15' der Spiegelbewegungseinrichtungen 14 und 14' erregt werden, die mit den Haltearmen 12 und 12' jeweils verbunden sind Der Abnehmerarm 10 ist so ausgebildet, daß er sich mit Hilfe eines Vorschubmotors 16 und eines Getriebes 17 radial bezüglich der Drehplatte 7 drehen kann. Der Lichtempfänger 9 wird von zwei Lichtempfangselementen 9t und 92 gebildet Vorverstärker 18_S und IS₂ verstärken die beiden Signale vom Lichtempfänger 9. Detektoren 19] und 192 erfassen jeweils die Ausgangssignale der (w -/? cosg) tan(g+y) + (n + /?sing)
+tan Θ ■ tan {a+ y)

β \ Vorverstärker 18| und 18₂. Ein Differentialverstärker 20

Ύ ι ■ tu liefert ein öifferenzsignai aus den beiden Signaien der Detektoren 19i und 19₂. Ein Kompensationsschaltung 21 dient dazu, eine bestimmte Signalkomponente aus dem Ausgangssignal des Differentialverstärkers 20 abzutrennen und die in dieser Weise abgetrennte Signalkomponente einer bestimmten Wellenformkorrektur zu unterwerfen. Ein Leistungsverstärker 22 verstärkt eines der Ausgangssignale der Kompensationsschaltung 21, um damit die Tauchspule der Spiegelbewegungseinrichtung 14 mit Strom zu versorgen, während ein Leistungsverstärker 23 das andere Ausgangssignal der Kompensationsschaltung 21 verstärkt, um dadurch den Vorschubmotor 16 mit Strom zu versorgen.

Das in F i g. 10 dargestellte Ausführungsbeispiel weist weiterhin eine Additionsschaltung oder einen Addierer zum Summieren der Ausgangssignale der Vorverstärker 18i und I82, einen Demodulator 25 zum Demodulieren des Ausgangssignals des Addierers 24, eine das Synchronsignal abtrennende Schaltung 26, um aus dem Videoausgangssignal des Demodulators 25 nur das Videosynchronsignal zu erfassen, eine Zcitintervalldetektorschaltung 27, um den Fehler im Zeitintervall des Synchronsignals der das Synchronsignal ab .rennenden Schaltung 26 zu ermitteln, eine Kompensationsschaltung 28, die das Ausgangssignal der Zeitintervalldetektorschaltung 27 einer Wellenformkorrektur unterwirft und einen Leistungsverstärker 29 auf, der das Ausgangssignal der Kompensationsschaltung 28 verstärkt, um die Tauchspule 15' der Spiegelbewegungseinrichtung 14' mit Strom zu versorgen.

Bei einem in dieser Weise aufgebauten Leser wird das von der Drehplatte 7 reflektierte Lichtbündel zum Lichtempfänger 9 geleitet und hat das Lichtbündel die in F i g. 11 dargestellte relative Lage bezüglich der lichtempfangenden Flächen 9i und 92. Wenn das durch die Fokussierlinse 6 fokussierte Lichtbündel auf der Aufzeichnungsspur genau richtig in Stellung gebracht ist, liegt an jedem lichtempfangenden Element 9i und 92 die Hälfte des Fleckes des reflektierten Signals, so daß an den Ausgängen der Vorverstärker 18_t und I82 jeweils gleiche elektrische Signale erhalten werden. Die Differenz dieser Signale ist gleich Null, so daß keine Nachstellung des Spiegels 5 erfolgt Wenn im Gegensatz dazu die Aufzeichnungsspur infolge der Exzentrizität versetzt ist, ist der reflektierte Lichtfleck nach rechts oder nach links verschoben, d.h. beleuchtet der reflektierte Lichtfleck die üchtempfangenden Elemente 9i und 92 jeweils mit einer verschiedenen Intensität Das hat zur Folge, daß eine Differenz zwischen den

A ii^ngssigi.Jen der Vorverstärker 18ι und I82 auftritt. Die Wellenform des Ausgangssignals des Lichtempfängers 9 ist in Fig. 12 dargestellt und besteht aus einer hochfrequenten Komponente, die dem aufgezeichneten Signal entspricht, und einer niederfrequenten Komponente, die von einer Verschmutzung odir einer ähnlichen Beeinflussung der Oberfläche der Drehplatte 7 hervorgerufen wird. Für den Leser ist es lediglich erforderlich, daß nur die hochfrequente Komponente an den Ausgängen der Vorverstärker I81 und I82 geliefert wird. Der Unterschied in der Amplitude zwischen den Ausgangssignalen der Vorverstärker I81 und I82 wird in den Detektoren 19i und 19: zu einem elektrischen Signal in Form einer Hüllkurve. Das Ausgangssignal des Differentialverstärkers 20 wird zu einem Fehlcrsignal, das wiedeigibt, wie der einfallende Lichtstrahl der Spur folgt. Relativ hochfrequente Komponenten dieses Fehlersignals mit einer Frequenz von im wesentlichen 30 Hz, die der Drehzahl der Drehplatte entspricht, werden über den Leistungsverstärker 22 an die Tauchspule 15 der Spiegelbewegungseinrichtung 14 gelegt, so drR im Falle einer abrupten Änderung infolge der Exzentrizität der bewegliche Spiegel 5 dazu gebracht wird, der abrupten Änderung zu folgen, wodurch es möglich ist, daß das einfallende Lichtbündel genau auf die Spur zielt. Relativ niederfrequente Komponenten des Fehlersignals werden andererseits über den Leistungsverstärker 23 an den Vorschubmotor 16 gelegt, um den Abnehmerarm 10 in die radiale Richtung der Drehplatte 7 derart zu bewegen, daß das einfallende Lichtbündel gleichmäßig auf die Spur fällt.

Das Videosignal ν >m Demodulator 25 wird einem Videosignalempfänger zugeführt, der es wiedergibt. Es treten jedoch Fehler im Zeitintervall eines Synchronsignals des Videosignals auf, da das durch den Lichtempfänger 9 ausgelesene Signal infolge der Exzentrizität der Drehplatte 7 eine Änderung der Zeitachse enthält, deren Periode einer Umdrehung der Drehplatte 7 entspricht.

Wie es in Fig. 13 dargestellt ist, wird daher durch die Trennschaltung 26 für das Synchronsignal nur das Synchronsignal ermittelt. Der Fehler im Zeitintervall

ι τ des von der Trennschaltung 2(i ausgegebenen Synchronsir 1 als wird durch die Detektorschaltung 27 für das Zeitintervall ermittelt. Das Ausgangssignal der Detektorschaltung 27 für das Zeitintervall liegt über die Kompensationsschaltung 28 und den Leistungsverstär-

?n kpr 29 an tipr Tauchspule !5' der Spicgclbewegüiigbeinrichtung 14'. Das hat zur Folge, daß der bewegliche Spiegel 5' bewegt wird und der reflektierte Lichtfleck auf-.und abbewegt wird, d. h., daß eine Zeitachsenkorrektur durchgeführt werden kann, bei dem der Zeitpunkt, zu dem der reflektierte Lichtfleck die lichtempfangenden Elemente 9| und 9₂ beleuchtet, zeitlich vorgeschoben oder verzögert wird.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Optischer Leser mit einer Licbtbündelquelle, einem Reflexionsspiegel, einer Linse zum Fokussieren des Lichtbündels nach der Reflexion durch den Reflexionsspiegel auf eine Spur einer rotierenden Platte, einer elektrooptischen Empfangseinrichtung zum Empfangen des von der Spur reflektierten, durch die Linse zurücklaufenden und durch den Spiegel zurückreflektierten Lichtbündels und mit einer Selbstregelungseinrichtung, die zum Ändern der Stellung der reflektierenden Oberfläche des Spiegels auf das Ausgangssignal der elektrooptischen Empfangseinrichtung anspricht, um den Auftreffpunkt des Lichtbündels auf der Platte zu verschieben, damit das Bündel einer Informationsspur auf der Platte folgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflexionsspiegel (5) entweder um eine Achse drehbar oder über einen Hebelarm (12) schwenkbar so angeordnet ist, daß bei jeder Spiegeleinstellung die räumliche Mittellinie des an dem Reflexionsspiegel (5) reflektierten und in die Linse (6) eintretenden Lichtbündels und die räumliche Mittellinie des aus der Linse (6) in Richtung zum Reflexionsspiegel (5) austretenden Lichtbündels zusammenfallen und gemeinsam durch den in bezug auf den Fokussierungsfleck beseitigen Brennpunkt (11) der Linse (6) hindurchgehen.

2. Optischer Leser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse des Reflexionsspiegels (5) in seiner reflektierenden Oberfläche verläuft und '.· der reflektierenden Oberfläche durch den in bezug auf den Fokussie^'ngsfleck bildseitigen Brennpunkt (11) der Linse (6) hindurchgeht.

3. Optischer Leser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflexionsspiegel (5) um eine weitere Drehachse drehbar angeordnet ist, die in seiner reflektierenden Oberfläche verläuft, daß sich die Drehachse und die weitere Drehachse des Reflexionsspiegels (5) in seiner reflektierenden Oberfläche schneiden und daß der Schnittpunkt der beiden Drehachsen mit dem in bezug auf den Fokussierungsfleck bildseitigen Brennpunkt (11) de: Linse (6) zusammenfällt.

4. Optischer Leser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Selbstregelungseinrichtung die Drehung des Hebelarmes (12) um seinen Drehpunkt (13) regelbar ist.

5. Optischer Leser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Drehpunkt (13) des Hebelarmes (12) in einem Abstand η von der optischen Achse der Linse (6), wobei dieser Abstand η in einer Ebene senkrecht zur optischen Achse gemessen ist, und in einem Abstand m vom in bezug auf den Fokussierungsfleck bildseitigen Brennpunkt (11) der Linse (6) befindet, wobei dieser Abstand m längs der optischen Achse gemessen ist, und daß bei einer Drehung des Hebelarmes (12) um seinen Drehpunkt (13) der geometrische Ort des Verbindungspunktes des Reflexionsspiegels (5) mit dem Hebelarm (12), die optische Achse in einem Abstand H vom in be?ug auf den Fokussierungsfleck bildseitigen Brennpunkt (11) der Linse (6) schneidet, wobei die Abstände H. m und η die folgende Beziehung