-
Optische Wiedergabevorrichtung zur optischen Wiedergabe von Informationssignalen
auf einem sich drehenden Aufzeichnungsmittel mittel Die Erfindung bezieht sich auf
eine optische Wiedergabevorrichtung zur optischen Wiedergabe von Informationssignalen
auf einem sich drehenden Aufzeichnungsmittel, auf dem die Informationssignaleals
ein optisches Gebilde mindestens längs einer Spur aufgezeichnet sind. Solche optischen
Informationssignale sind als Änderungen von Wölbungen auf einem sich drehenden Aufzeichnungsmittel
aufgezeichnetv Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einer optischen Wiedergabevorrichtung,
die Informationssignale großer Amplitude wiedergeben kann und die auch Detektorsignale
bilden kann, die einen Spurfehler nachweisen.
-
Es ist eine Anordnung bekannt, bei der ein Videosignal auf einer ebenen
Spur eines sich drehenden Aufzeichnungsmittels dadurch aufgezeichnet wird, daß Wölbungen
oder Vertiefungen entsprechend den Videosignal gebildet werden und das auf diese
Weise aufgezeichnete Videosignal wird optisch wiedergegeben.
-
Bei dieser optischen Wiedergabeanordnung wird ein Lichtstrahl auf
die Spur projiziert, die durch die Vertiefungen auf dem sich drehenden Aufzeichnungsmittel
gebildet ist und eine Wiedergabe wird dadurch erreicht, daß das reflektierte Licht
oder das durchgelassene Licht des Lichtstrahls, das durch die Vertiefungen gebeugt
worden ist, untersucht wird.
-
Um jedoch das auf dem sich drehenden Aufzeichnungsmittel aufgezeichnete
Video signal genau wiederzugeben, muß der Lichtstrahl die Spur, längs der die Vertiefungen
gebildet sind, verhältnismäßig genau abtasten. Zu diesem Zweck ist eine Steuervorrichtung
vorgesehen, die die Spurfehler feststellt und die entsprechend den Abtastweg des
Lichtstrahls steuert, damit er genau auf die Spur projiziert wird, um damit den
Spurfehler des Lichtstrahls, der bisher üblich war, auszuschalten.
-
Eine Ausfühningsform für eine solche bekannte Steuervorrichtung ist
in der US-PS 3 876 842 beschrieben. Bei dieser Steuervorrichtung wird ein auftreffender
Lichtstrahl mit Hilfe eines Beugungsgitters in drei Lichtstrahlen aufgeteilt, nämlich
einen mittleren Lichtstrahl, der zur Wiedergabe eines autgezeichneten Signals verwendet
wird,und zwei seitliche Lichtstrahlen, die zur Spurfeststellung des mittleren Lichtstrahls
bei der Wiedergabe verwendet werden.
-
Bei tatsächlichem Betrieb dieser bekannten Vorrichtung wird jedoch
der auftreffende Lichtstrahl unvermeidbar durch das Beugungsgitter in mehr als drei
Lichtstrahlen aufgeteilt. Aus
Aus diesem Grund ist die Lichtmenge
des zur Wiedergabe verwendeten Lichtstrahls, der auf das sich drehende Aufzeichnungsmittel
projiziert wird, gering. Ferner ist es bei einer optischen Anordnung, die einen
sich drehenden Spiegel, eine Objektivlinse und andere Teile zur Projektion der drei
Lichtstrahlen des Beugungsgitters auf das sich drehende Aufzeichnungsmittel aufweist,
schwierig, die drei Lichtstrahlen in einem ausgeglichenen Zustand zu halten, wodurch
eine Unausgeglichenheit ohne weiteres auftreten kann.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue und zweckmäßige
Vorrichtung zur optischen Wiedergabe von Informationssignalen auf einem sich drehenden
Aufzeichnungsmittel zu schaffen, bei der die oben beschriebenen Schwierigkeiten
überwunden sind.
-
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß
Einrichtungen vorgesehen sind, um das a#ftreffende Licht zu fokussieren und als
einen einzigen Lichtstrahl auf die Spur des sich drehenden Aufzeichenmediums zu
führen, daß ein optisches System zur Übertragung des wiedergegebenen Lichts vorhanden
ist,das durch die Spur reflektiert oder durch sie hindurchgeleitet worden ist, daß
das Wiedergabelicht ein Informationssignal enthält, das Licht hoher Intensität aufweist,
das von einem ebenen Oberflächenteil der Spur des sich drehenden Aufzeichenmediums
reflektiert oder durch diese hindurchgeleitet worden ist, und ferner ein Licht geringer
Intensität, und zwar als gebeugtes Licht der Ordnung null aufgrund des optischen
Gebildes, und zwei gebeugte Lichtanteile, die sich aufgrund von Beugung an dem optischen
Gebilde ergeben, daß die gebeugten Lichtanteile auf gegenüberliegenden Seiten des
die Information wiedergebenden -Lichtanteils in bezug auf eine Breitenrichtung des
optischen Gebildes verteilt sind, daß eine Einrichtung zur Feststellung des die
Information wiedergebenden Lichtanteils des übertragenen wiedergegebenen Lichts
und zur Wiedergabe des Informationssignals
vorgesehen ist, daß
Einrichtungen zur Feststellung eines Unterschieds in den Intensitäten der beiden
gebeugten Lichtanteile des übertragenen wiedergegebenen Lichts und zur Bildung eines
Ausgangsfehlersignals entsprechend den Intensitätsunterschieden vorgesehen sind
und daß eine Vorrichtung auf das Ausgangsfehlersignal derart anspricht, daß der
auftreffende Lichtstrahl, der auf das sich drehende Aufzeichnungsmittel aufgebracht
wird, so gesteuert wird, daß der Mittelpunkt des Lichtstrahls der Mitte der Spur
in Querrichtung folgt.
-
Die gemäß der Erfindung geschaffene optische Wiedergabevorrichtung
weist einen Aufbau auf, bei dem ein einziger auftreffender Lichtstrahl, der auf
das sich drehende Aufzeichnungsmittel projiziert wird, vorgesehen ist und bei dem
von dem sich drehenden Aufzeichnungsmittel reflektierten Licht oder durch dieses
hindurchgelassenen Licht nicht nur der wiedergegebene Lichtstrahl sondern auch die
Lichtanteile, die an den Vertiefungen des sich drehenden Aufzeichnungsmittels gebeugt
sind, hindurchgelassen werden. Die an den Vertiefungen gebeugten Lichtanteile werden
dazu verwendet, die Spur zu bestimmen. Da ein besonderer Lichtstrahl zur Feststellung
der Spur, wie bei der oben beschriebenen bekannten Vorrichtung, nicht erforderlich
ist, wird die Lichtmenge des Lichtstrahls zur Wiedergabe nicht vermindert.
-
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung
beschrieben.
-
Dabei zeigen.
-
Fig. 1 eine schematische Ansicht, teilweise in Form eines Blockschaltbilds,
die das optische System einer ersten Ausführungsform der optischen Wiedergabevorrichtung
gemäß der Erfindung zeigt, Fig. 2 einen Teil der unteren Oberfläche des sich drehenden
Aufzeichnungsmittels, Fig. 3 ein Diagramm, das die Lichtintensitätsverteilung des
reflektierten Lichts des sich drehenden Aufzeichnungsmittels darstellt, Fig. 4 eine
schematische Ansicht, teilweise als Blockschaltbild des optischen Systems einer
zweiten Ausführungsform der optischen Wiedergabevorrichtung nach der Erfindung und
Fig. 5 eine schematische Ansicht, teilsweise in Form eines Blockschaltbilds des
optischen Systems einer dritten Ausführungsform der optischen Wiedergabevorrichtung
gemäß der Erfindung.
-
Bei einer ersten Ausführungsform der optischen Wiedergabevorrichtung
gemäß der Erfindung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, geht ein Lichtstrahl einer
Lichtquelle 10 durch eine Linse 11 hindurch und er wird mit Hilfe einer Blende 12
auf ein Lichtstrahlbündel begrenzt. Das Lichtstrahlbündel, das durch die Blende
12 hindurchgegangen ist, geht durch ein Glan-Thompson-Prisma 15 3 hindurch und wird
dann mit Hilfe eines Spiegels 14 reflektiert. Das auf diese Weise reflektierte Lichtstrahlbündel
geht durch ein Lambda/4( #/4)-Plättchen 15 hindurch und wird auf der Rückseite eines
sich drehenden Aufzeichenträgers (der im folgenden Videoplatte genannt ist) 17 mit
Hilfe einer Objektivlinse 16 fokussiert.
-
Die Videoplatte 17 weist eine ebene Oberfläche 31 auf, auf der, so
wie es in Fig. 2 dargestellt ist, ein Videosignal in Form von mehreren nach innen
verlaufenden Wölbungen, d.h. Vertiefungen 30 längs eines bestimmten Weges (der im
folgenden Spur genannt ist) mit einer Form entsprechend dem Videosignal aufgezeichnet
wird. Eine Videoplatte dieser Art ist bekannt.
-
Die oben erwähnte Blende 12 ist deshalb vorgesehen, um den Durchmesser
des auftreffenden Lichtstrahlbündels, das in die Objektivlinse 16 eintritt, auf
einen Wert zu begrenzen, der geringer ist, als der Durchmesser der Linsenöffnung
der Objektivlinse 16. Wenn der Durchmesser des Lichtstrahlbündels des auftreffenden
Lichtstrahls von sich aus klein ist, dann ist die Blende 12 nicht notwendig.
-
Der Lichtstrahl oder das Lichtstrahlbündel, der bzw. das die Objektivlinse
16 verläßt, wird von der Oberfläche der Videoplatte 17 reflektiert. Wenn der Lichtstrahl
auf die ebene Oberfläche 31 zwischen benachbarten Vertiefungen 30 und 30 einer Spur
der Videoplatte 17 projiziert wird, dann wird er ohne Veränderung reflektiert. Folglich
ist die Verteilung der Lichtintensität des reflektierten Lichts in Bezug auf den
das
Bild formenden Lichtstrahldurchmesser oder die Lichtstrahlbreite
in radialer Richtung der Videoplatte auf der Videoplattenoberfläche, so wie es durch
die gestrichelte Kurve I in Fig. 3 angedeutet ist. In Fig. 5 ist durch Do die Mitte
des Lichtstrahldurchmessers oder der Lichtstrahlbreite angedeutet.
-
Wenn ein Lichtstrahl als auftreffendes Licht auf eine Vertiefung 30
in der Videoplatte 17 projiziert wird, dann wird das reflektierte Licht in Abhängigkeit
von der Vertiefung 30 gebeugt und die Verteilung der Lichtintensität wird deshalb
so, wie es durch die Kurve II in Fig. 3 angedeutet ist. Wenn die Spur des Lichtstrahls
richtig verläuft, d .h. wenn die Mitte des Lichtstrahlbündels des Lichtstrahls sich
in der Mitte der Breite der Vertiefung 30 in radialer Richtung der Videoplatte befindet,
dann ist die Verteilungskurve II für die Lichtintensität eine Kurve, die einen Teil
IIa mit gebeugtem Licht der Ordnung null und Teile IIb und IIc an dazu gegenüberliegenden
Seiten von gebeugtem Licht aufweist. Die Intensitäten (Höhen der Maxima der Kurven)
der Teile IIb und IIc des gebeugten Lichts sind gleich, wenn sich in der Spur für
den Lichtstrahl kein Fehler befindet.
-
Wenn sich andererseits in einem projizierten Lichtstrahl, wie er als
Licht auf der Videoplatte auftrifft, ein Spurfehler befindet, dann weicht die Mitte
des Lichtstrahlbündels des Lichtstrahls von der Mitte der Breite der Vertiefung
30 in radialer Richtung der Videoplatte ab. Aus diesem Grunde ist die Lichtintensitätsverteilung
in diesem.Fall,so wie es durch die Kurve III in Fig. 3 angedeutet ist. Die Kurve
III ist eine Kurve, die einen Teil IIIa für das gebeugte Licht mit der Ordnung null
aufweist und die an den dazu gegenüberliegenden Seiten Teile IIIb und IIIc für das
gebeugte Licht aufweist. Da in diesem Fall ein Spurfehler vorliegt, ist die Intensität
(die Höhe der Maxima) der beiden Teile IIIb und IIIc für das gebeugte Licht.
-
verschieden.
-
Im allgemeinen arbeitet eine optische Wiedergabevorrichtung so, daß
sie ein Videosignal auf einer Videoplatte wiedergibt, indem sie einen Lichtstrahl
auf die Videoplatte als auftreffendes Licht projiziert, um das Vorhandensein oder
das Nichtvorhandensein von Vertiefungen 30 festzustellen. Bei einer optischen Wiedergabevorrichtung,
die auf dem Reflexionsprinzip arbeitet, wird die Tatsache, daß die Intensität des
Lichts, das von den Teilen der Videoplatte ohne Vertiefungen reflektiert wird, hoch
ist, während die Intensität des Lichts, das von den Teilen mit Vertiefungen reflektiert
wird, gering ist, ausgenutzt, das oben erwähnte Vorhandensein und Nichtvorhandensein
von Vertiefungen festzustellen. Deshalb kann das Videosignal dadurch wiedergegeben
werden, daß man den Unterschied zwischen dem Maximalwert der oben erwähnten Kurve
I und dem Maximalwert des Teils IIA oder IIIA der-Kurve II oder III des gebeugten
Lichts der Ordnung null feststellt.
-
Aus diesem Grund wird bei einem optischen System einer bekannten Wiedergabevorrichtung
das Licht der gebaugten Lichtteile IIb, IIc, lIIb und IIIc des reflektierten Lichts
als nicht erforderlich angesehen und es wird nicht weitergeleitet oder, wenn es
weitergeleitet wird, dann wird es nicht in irgend einer Art ausgenutzt.
-
Im Gegensatz dazu werden gemäß der vorliegenden Erfindung die oben
erwähnten Teile IIb, IIc, IIIb und IIIc des gebeugten Lichts positiv zur Feststellung
von Spurfehlern ausgenutzt und das reflektierte Licht einschließlich der oben erwähnten
Teile des gebeugten Lichts wird durch die Objektivlinse 16 hindurchgeleitet.
-
Um eine solche Fokussierung bei der vorliegenden Ausführungsform der
Erfindung zu erhalten, wird beispielsweise für die Vertiefungen 30 eine Breite von
0,5 Mikrometer und eine Tiefe von 0,16 Mikrometer, eine Lichtstrahlwellenlänge von
6328 i, eine numerische Öffnung (NA) für die Objektivlinse 16 von 0,65 und ein Durchmesser
für das Lichtstrahlbündel des auf der Videoplatte auftreffenden Lichtstrahls von
0,4 als Wert der numerischen Linsenöffnung ausgewählt. Andererseits wurde bisher
eine Linse mit einer numerischen Öffnung von 0,4 als Objektivlinse 16 verwendet,
da es nicht erforderlich ist, die oben erwähnten Teile des gebeugten Lichts hindurchgehen
zu lassen.
-
Das reflektierte Licht, das durch die Objektivlinse 16 hindurchgegangen
ist, geht wiederum durch das Lambda/4-Plättchen 15 hindurch und nachdem es durch
den Spiegel 14 reflektiert worden ist, wird es in das Glan-Thompson-Prisma 13 geleitet.
Da das in das Prisma 13 eingeleitete Licht das Lambda/4-Plättchen 15 bereits zweimal
passiert hat und seine Polarisationsebene um 180% gedreht ist, wird dieses Licht
von dem Prisma 13 reflektiert und auf einen halbreflektierenden Spiegel 18 gerichtet.
Wenn anstelle des Glan-Thompson-Prismas 13 ein halbreflektierender Spiegel verwendet
wird, dann ist das Lambda/4 Plättchen 15 nicht notwendig.
-
Ein Teil des oben erwähnten reflektierten Lichts wird durch den halbreflektierenden
Spiegel 18 reflektiert und der verbleibende Teil dieses Lichts wird durch den halbreflektierenden-Spiegel
18 hindurchgelassen. Das Licht, das durch den halbreflektierenden Spiegel 18 hindurchgelassen
ist, wird mit Hilfe einer Blende 19 auf ein bestimmtes Lichtbündel begrenzt.
-
Die oben erwähnten Teile IIb, IIc, IIIb und IIIc des gebeugten Lichts
werden abgeschnitten und es werden nur mittleren Teile (d.h. die Teile IIa und IIIa
des gebeugten Lichts der Ordnung null) der Kurven II und III durchgelassen. Das
Licht, das durch
die Blende 19 hindurchgegangen ist, fällt auf
einen Detektor 20 für die wiederzugebende Information, der das Vorhandensein oder
das Nichtvorhandensein von Vertiefungen 30 entsprechend der Stärke der Lichtintensität
ähnlich wie nach dem Stand der Technik feststellt. Das Licht geht ferner zu einer
Wiedergabeschaltung 23, durch das es als ein Videosignal wiedergegeben wird. Das
auf diese Weise wiedergegebene Videosignal wird an einer Ausgangsanschlußklemme
24 abgegeben, so daß es einem Fernsehverstärker zugeführt werden kann, durch den
es als ein Bild wiedergegeben wird.
-
Andererseits wird das von dem halb reflektierenden Spiegel 18 reflektierte
Licht Spurdetektoren 21 und 22 als auftreffendes Licht zugeführt. Der Spurdetektor
21 ist so ausgebildet, daß er das Licht der Teile IIb und IIIb des gebeugten Lichts
aufnimmt, während der Spurdetektor 22 das Licht der Teile IIc und IIIc des gebeugten
Lichts aufnimmt. Die sich ergebenden Ausgangssignale der Spurdetektoren 21 und 22
werden einer Spurfehlerdetektorschaltung 25 zugeführt, mit deren Hilfe ein Spurfehler
entsprechend dem Signalunterschied zwischen.
-
den Signalen der beiden Detektoren 21 und 22 festgestellt wird.
-
Wenn der Lichtstrahl, der von der Objektivlinse 16 auf die Videoplatte
17 als auftreffendes Licht projiziert wird, genau auf die zugehörige Spur der Videoplatte
fokussiert ist, dann sind die Intensitäten der Teile IIb und IIc des gebeugten Lichts
gleich. Folglich sind die Werte der Signale der Spurdetektoren 21 und 22 gleich
und es wird kein Spurfehlersignal als Ausgangssignal der Detektorschaltung 25 gebildet.
-
Wenn jedoch der Lichtstrahl, der von der Objektivlinse 16 auf die
Videoplatte 17 als auftreffendes Licht projiziert wird, von der Mittellage der entsprechenden
Spur der Videoplatte abweicht, dann sind die Intensitäten der Teile IIIb und IIIc
des
gebeugten Lichts nicht gleich. Folglich sind die Werte der Signale der Spurdetektoren
21 und 22 nicht gleich und es wird ein Spurfehlersignal entsprechend dem sich ergebenden
Unterschied der Werte am Ausgang der Detektorschaltung 25 abgegeben.
-
Dieses Fehlersignal der Detektorschaltung 25 wird einer Steuervorrichtung
26 zugeführt. Diese Steuervorrichtung 26 spricht auf das Fehlersignal an, indem
sie den Spiegel 14 dreht und sie bewirkt dadurch eine Steuerung, daß sie den Lichtstrahl,
der als auftreffendes Licht von der Objektivlinse 16 auf die Videoplatte 17 projiziert
wird, genau über der entsprechenden Spur einstellt, so daß der Unterschied der Werte
der Signale der Detektoren 21 und 22 null wird.
-
Da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Spurabweichung dadurch
festgestellt wird, daß man das an Vertiefungen gebeugte Licht verwendet, ist es
nicht notwendig, einen Lichtstrahl zur Spurbestimmung auf die Videoplatte wie nach
dem bekannten Stand der Technik zu projizieren.
-
In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß der Querschnitt
des Lichtstrahlbündels des Lichtstrahls das als auftreffendes Licht von der Blende
12 auf die Objektivlinse 16 der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung fällt,
nicht kreisförmig sein muß,sondern auch die Form eines länglichen Schlitzes aufweisen
kann, der in Breitenrichtung der Vertiefungen 30 ausgerichtet ist. Bei einem solchen
schlitzförmigen Lichtstrahlbündel erhält man einen guten Frequenzbereich für das
wiedergegebene Signal.
-
Als Abwandlung der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung kann
ein halb reflektierender Spiegel 18 vorgesehen sein, der
in seiner
Mitte ein kleines Loch aufweist und der zweifach verwendet wird, um auch die Funktion
der Blende 19 zu übernehmen. In diesem Fall ist die Blende 19 nicht erforderlich.
-
Eine zweite Ausführungsform der optischen Wiedergabevorrichtung wird
nun anhand von Fig. 4 beschrieben, wobei die Teile, die den Teilen nach Fig. 4 entsprechen,
mit entsprechenden Bezugszeichen versehen sind. Diese Teile werden nicht noch einmal
beschrieben.
-
Bei dieser zweiten Ausführungsform ist die Blende 12 der zuvor beschriebenen
Ausführungsform nicht vorhanden und das Licht der Linse 11 wird mit Hilfe einer
Kolimatorlinse in einen parallelen Lichtstrahl umgewandelt. Dieserparallele Lichtstrahl
geht durch das Prisma 13 hindurch und verläuft auf dem gleichen Pfad, wie er bei
der ersten Ausführungsform beschrieben worden ist. Da das von dem Prisma 13 reflektierte
Licht ein Parallellichtstrahlbündel ist, wird es mit Hilfe einer Fokussierlinse
41 fokussiert und auf den halbreflektierenden Spiegel gelenkt.
-
Die anderen Merkmale der Arbeitsweise sind die gleichen wie bei der
ersten Ausführungsform.
-
Bei der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform müssen der Abstand
zwischen dem Brennpunkt des Lichts, das durch die Linse 11 hindurchgegangen ist
und dem Prisma 13 und der Abstand zwischen dem Prisma 13 und der Blende 19 im wesentlichen
gleich sein. Bei der zweiten Ausführungsform kann jedoch der Abstand zwischen dem
Prisma 13 und der Linse 14 in gewsünschter Weise ausgewählt werden, wodurch die
Konstruktion der Vorrichtung dieser zweiten Ausführungsform einfacher ist.
-
Eine dritte Ausführungsform der optischen Wiedergabevorrichtung gemäß
der Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt, wobei Teile,
die den Teilen
nach Fig. 4 entsprechen, mit entsprechenden Bezugszeichen versehen sind. Eine Beschreibung
dieser Teile ist nicht vorgesehen.
-
Bei der vorliegenden dritten Ausführungsform sind eine optische Faser
50 zur Bestimmung der wiederzugebenden Information und optische Fasern #1 und 52
zur Feststellung der Spur vorgesehen, die dicht nebeneinander angeordnet sind und
die Licht den Detektoren 20, 21 und 22 zuführen. Das von dem Prisma 13 reflektierte
Licht wird direkt als auf die optischen Fasern 50, 51 und 52 auftreffendes Licht
weitergegeben. Da der Querschnitt einer optischen Faser geringer als der der Detektoren
der zuvor beschriebenen Ausführungsformen, selbst wenn die optischen Fasern nebeneinander
angeordnet sind, kann die optische Faser 50 das Licht der Lichtteile IIa und IIIa
und das Licht des Teiles maximaler Intensität der Kurve I feststellen und die optischen
Fasern 51 und 52 können entspr#echend die Lichtteile IIb, IIIb und IIc, IIIc feststellen,
wobei diese-optischen Fasern ihre entsprechenden Lichtteile getrennt und genau feststellen.
-
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind der halbreflektierende Spiegel
18 und die Blende 19 der zuvor beschriebenen Ausführungsformen nicht notwendig.
-
Die oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung beziehen sich
auf Anordnungen der optischen Wiedergabevorrichtung nach dem Reflexionsprinzip,
jedoch kann die vorliegende Erfindung auch bei optischen Wiedergabevorrichtungen
bekannter Durchlaßanordnungen verwendet werden, wobei Licht durch eine Videoplatte
hindurchgeht, wie es in der US-PS 3 530 258 beschrieben ist.