DE2649549A1

DE2649549A1 - Informations-wiedergabevorrichtung

Info

Publication number: DE2649549A1
Application number: DE19762649549
Authority: DE
Inventors: Yoshitada Oshida; Susum Sawano
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1975-10-31
Filing date: 1976-10-29
Publication date: 1977-05-12
Also published as: FR2330108A1; NL7612070A; GB1545234A; FR2330108B1; US4125859A

Description

P ATENTA Nl WA L T E
SCHIFF v. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS

MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÖNCHEN 90
POSTADRESSE: POSTFACH 95 O1 6O, D-8OOO MÖNCHEN 95

Hitachi, Ltd.

DA-12328 29. Oktober 1976

Informations-Wiedergabevorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wiedergabe von
Informationen von einer optischen Videoplatte und insbesondere eine solche Vorrichtung, bei der die Größe des Flecks
eines die optische Videoplatte beleuchtenden Lichtstrahls
entsprechend dem Muster eines die aufgezeichnete Information enthaltenden Bereichs änderbar ist.

Es sind Verfahren bekannt, die Informationen in einem Bereich von etwa 1 Mikron auf einer Scheibenplatte oder Scheibenfolie optisch aufzeichnen. Videosignale oder digitale Informationen werden hierbei so aufgezeichnet, daß die Phasen oder Amplituden in den Aufzeichnungsbereichen,nachfolgend Vertiefungen genannt, sich von anderen Bereichen der sogenannten Videoplatte unterscheiden. Von derartigen Videoplatten können die Signale oder Informationen wiedergegeben werden.

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Da sich in diesem Fall die Länge einer näher zum Mittelpunkt der Scheibe gelegenen, inneren Spur von der Länge einer näher am Scheibenrand sich, befindenen äußeren Spur unterscheidet, sind die in den Spuren aufgezeichneten Vertiefungen unterschiedlich geformt. Die Spuren auf der Außenseite sind länglicher als die Spuren auf der Innenseite, da die Umdrehungsgeschwindigkeit der Scheibe jeweils gleich ist.

Bisher wurden die unterschiedlich geformten Vertiefungen zum Auslesen der Signale mit einem zu sämtlichen Zeiten identisch konvergierenden Lichtstrahl beleuchtet. Dementsprechend unterschieden sich die auf der Außenseite und der Innenseite erhaltenen Signale.

Bei bekannten Wiedergabevorrichtungen für optische Videoscheiben, die die wiederzugebenden Video- und Audiosignale in einem Radiusbereich von 5 cm bis 15 cm auf einer Scheibe von 30 cm Durchmesser enthalten, wurde die Fleckgröße eines in der Wiedergabevorrichtung verwendeten He-Ne-Laserstrahls auf der Scheibe stets konstant gehalten. Auf diese Weise können jedoch nicht sowohl am äußeren Umfang als auch am inneren Umfang der Scheibe gute Signale, d.h. Signale mit geringer Verzerrung und hohem Signal-zu-Rausch-Verhältnis erhalten werden. Üblicherweise wird die Fleckgröße für den äußeren Umfang geeignet eingestellt. Am inneren Umfang verringert sich dementsprechend das Signal-zuRausch-Verhältnis, bzw. nimmt die Signalverzerrung zu, so daß im wiedergegebenen Bild Moire oder Schwebungen auftreten. Dies hängt mit der Tatsache zusammen, daß die Länge der Informations-Vertiefungen sich zwischen äußerem und innerem Umfang der Scheibe um den Faktor 3 unterscheiden und daß am inneren Umfang der Scheibe zwei bis drei Informations-Vertiefungen gleichzeitig beleuchtet werden, wenn die für den äußeren Umfang optimale Fleckgröße verwendet wird. Andererseits ist die Fleckgröße, wenn sie für den inneren Umfang geeignet gewählt wird, für den

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äußeren Umfang zu klein. Dementsprechend nimmt der Modulationsgrad der Signale stark ab und das Signal-zu-Rausch-Verhältnis wird am äußeren Umfang niedrig.

Dies soll im folgenden anhand der Figuren la bis Ic im einzelnen erläutert werden.

Fig. la zeigt den Zustand, in dem derselbe v/iedergebende Lichtstrahl 2 auf Vertiefungen 11 einer inneren Spur la und Vertiefungen 12 einer äußeren Spur Ib projiziert wird. Fig. Ib zeigt, daß, wie durch eine Kurve Ib" dargestellt, in der äußeren Spur Ib Rauschen (höhere Harmonische) entstehen, wenn die Intensitätsverteilung des beleuchtenden Strahls so gewählt ist, daß die innere Spur la mit hohem Signal-zu-Rausch-Verhältnis und hoher Ausgangsleistung wiedergegeben werden kann. Fig. Ic zeigt darüber hinaus, daß das Ausgangssignal, wie durch die Kurve la" für die innere Spur la dargestellt, gering wird, wenn eine für die äußere Spur Ib geeignete Intensitätsverteilung des beleuchtenden Strahls verwendet wird. Dies bedeutet, daß in keinem Fall eine gute Wiedergabe erreicht wird. In den Fig. Ib und Ic stellen die Kurven la* und Ib¹ die Wiedergabe-Ausgangssignale der inneren Spur la bzw. der äußeren Spur Ib für den Fall dar, daß die Intensitätsverteilung des beleuchtenden Strahls jeweils geeignet gewählt wurde.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Wiedergabe von Informationen anzugeben, die sowohl für Vertiefungen aus einer äußeren Spur als auch für Vertiefungen aus einer inneren Spur ein hohes Signal-zu-Rausch-Verhältnis ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch angegebenen Merkmale gelöst.

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Eine derartige Wiedergabevorrichtung weist eine das Bild des Lichtstrahls steuernde Einrichtung auf, die dieses Bild im Zeitraum zwischen der Abtastung der Vertiefungen einer äußeren Spur und der Abtastung der Vertiefungen einer inneren Spur ändert.

Insbesondere wird ein vergleichsweise schmaler Strahl verwendet, so daß an der inneren Spur, wie in Fig. Ib dargestellt, ein hohes Ausgangssignal erhalten wird. In diesem Fall würden die im Ausgangssignal enthaltenen harmonischen Komponenten von höherer als erster Ordnung in der äußeren Spur groß werden, da die Verteilung des konvergierenden Strahls in Richtung der Spur schmal ist, verglichen mit der Länge der Vertiefungen in dieser Richtung. In der äußeren Spur werden deshalb die höheren harmonischen Komponenten durch Erweitern der Verteilung in dieser Richtung erfindungsgemäß ausgelöscht.

Alternativ wird ein vergleichsweise breiter Strahl verwendet, so daß die großen Signale, wie in Fig. Ic dargestellt, an der äußeren Spur erhalten werden. In diesem Fall ist der Strahl in Richtung der Spur zu breit für die innere Spur. Auf der Innenseite wird die Verteilung des Strahls in Richtung der Spur deshalb erfindungsgemäß eingeengt.

Im folgenden soll die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert werden und zwar zeigt:

Fig. la eine erläuternde Darstellung des Zusammenhangs zwischen Vertiefungen und einem Strahlfleck herkömmlicher Vorrichtungen,

Fig. Ib und Ic Diagramme, von denen jedes den Zusammenhang zwischen der Verteilung des Strahlflecks und dem aus den Vertiefungen gewonnenen Ausgangssignal zeigt,

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Pig. 2a eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Ausführung s form,

Fig. 2b und 2c eine Seitenansicht und eine Vorderansicht einer in der Ausführungsform nach Fig. 2a verwendbaren zylindrischen Linse,

Fig. 2d ein Blockdiagramm einer in der Ausführungsform nach Fig. 2a verwendbaren Antriebseinrichtung,

Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung der Betriebsweise der in Fig. 2d dargestellten Ausführungsform,

Fig. 4 eine Darstellung einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform,

Fig. 5 eine Darstellung der Konstruktion der in Fig. K gezeigten Antriebseinrichtung,

Fig. 6a eine Darstellung der Konstruktion einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 6b, 6c und 6d eine Draufsicht, eine Vorderansicht und eine Seitenansicht zur Erläuterung einer in der Ausführungsform nach Fig. 6a verwendbaren Linse,

Fig. 7 ein Diagramm zur Erläuterung der Betriebsweise einer in der Ausführungsform nach Fig. 6a verwendbaren Linse,

Fig. 8 ein Blockdiagramm einer noch weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung,

Fig. 9 eine Darstellung zur Erläuterung der Betriebsweise der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform,

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Pig. 10 ein Blockdiagramm mit einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform,

Pig. 11 eine Darstellung zur Erläuterung eines Schlitzes und eines Strahlflecks zur Verwendung in der in Fig. 10 dargestellten AusfUhrungsform und

Fig. 12 eine Darstellung der Konstruktion der in Fig. 10 dargestellten Ausführungsform.

Fig. 2a zeigt eine Darstellung der Konstruktion einer erfindungsgemäßen AusfUhrungsform. In der Figur bezeichnet 3 eine Laserquelle, 4l und 4-2 Linsen, 43 eine Umlenkeinrichtung, 5 eine Scheibe und 6 einen Antrieb für die Scheibe (z.B. einen Motor). Die Linsen 41 und 42 sowie die Umlenkeinrichtung 43 werden üblicherweise als optischer Kopf in einer Einheit mit einem einzigen Gehäuse ausgebildet. Ein von der Laserquelle abgegebener Strahl wird mittels der aus den Linsen 41 und 42 sowie der Umlenkeinrichtung 43 bestehenden Strahlbündeleinrichtung gebündelt und auf Vertiefungen (pits) projiziert, die in einer Spur 1 der Scheibe 5 aufgereiht sind. Ein von den Vertiefungen reflektierter oder von den Vertiefungen durchgelassener gestreuter Strahl wird von einem opto-elektronischen Wandler Y, wie z.B. einem optischen Sensor, empfangen. In Fig. 2a wird der von der Scheibe 5 hindurchgelassene Strahl gelesen. Die Scheibe 5 wird von der Antriebseinrichtung, etwa dem Motor 6 in Drehung versetzt. Der optische Kopf bewegt sich synchron mit der Drehung entlang der Spur der Scheibe 5* während der opto-elektronische Wandler 7 aufeinanderfolgend die Information aus den Vertiefungen der Scheibe 5 ausliest. Auf die Einrichtungen zum Bewegen des optischen Kopfs soll untenstehend eingegangen werden. Die Umlenkeinrichtung 43 lenkt den Strahl, wenn er von der Spur abweicht, um den Betrag der Abweichung zurück in seine ursprüngliche Stellung. Sie wird von einem Signal des optischen Sensors

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gesteuert. Da dieser Teil die Erfindung nicht unmittelbar betrifft, erübrigt sich eine detaillierte Beschreibung.

Die Konstruktion und Betriebsweise der vorstehend erläuterten Wiedergabevorrichtung für Informationen ist bekannt. Für eine derartige Konstruktion gibt die Erfindung Einrichtungen zum Ändern des StrahlVerlaufs im optischen Weg auf dem der von der Laserquelle kommende Strahl auf die Scheibe 5 gebündelt wird.

In Fig. 2a erfolgt dies mittels einer zylindrischen Linse 8l und einer Antriebseinrichtung 83 für die zylindrische Linse 8l. Die zylindrische Linse 8l ist zwischen der Umlenkeinrichtung 43 und der Linse 42 angeordnet. Die Antriebseinrichtung 83 bewegt die zylindrische Linse 8l in der in den Fig. durch Pfeile dargestellten Richtung des Strahls. Auf diese Weise wird erreicht, daß sich das Bild des Strahls in einer Richtung senkrecht zur optischen Achse der zylindrischen Linse 8l und parallel zur Ebene der Scheibe 5 ändert.

Die Fig. 2b und 2c zeigen eine Seitenansicht und eine Vorderansicht eines Beispiels für die verwendete zylindrische Linse 8l.

Fig. 2d zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Antriebseinrichtung 83. In der Figur bezeichnet 83I einen Stellungsdetektor, 832 einen nicht linearen Funktionsgenerator, 833 einen Leistungsverstärker und 834 einen Spannung/Abweichungs-Wandler. Diese Bestandteile sollen nachfolgend erläutert werden. Der Stellungsdetektor 83I ist beispielsweise als Differentialtransformator ausgeführt und erfaßt die Stellung der Spur als Spannungswert. Die Art und Weise, wie die Stellung der Spur erfaßt wird, soll nachstehend erläutert werden. Für den Fall, daß die Spuren, z.B. spiralförmig auf der Scheibe 5 verlaufen, muß die Stellung des optischen Kopfs entlang der Spur verändert werden. Mit anderen Worten, es muß der Abstand zwischen der

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Drehachse der Scheibe 5 und der Stellung, in der der Strahl die Scheibe 5 anstrahlt (diese Stellung ist in Fig. 2a mit B bezeichnet) bei Drehung der Scheibe 5 verändert werden. Zu diesem Zweck, also zur Bewegung des optischen Kopfs, wird die Drehung der Scheibe 5 mittels eines bekannten Drehcodierers in ein Impulssignal umgewandelt, das einen Impulsmotor treibt, wobei die Drehung des Impulsmotors von einem Schneckengetriebe in eine geradlinige Bewegung überführt wird. Anstatt den optischen Kopf zu bewegen, kann natürlich auch die Scheibe 5 vom Schneckengetriebe bewegt und der optische Kopf festgehalten werden. Während der optische Kopf auf diese Weise entlang der Spur bewegt wird, wird die Stellung der Spur von einer beweglichen Spule des Differentialtransformators auf der Grundlage der Bewegung des Schneckengetriebes in Form eines Spannungswerts erfaßt.

Für den Fall, daß sich der Lichtstrahl des optischen Kopfs entlang der spiralförmigen Spur der Scheibe 5 von ganz außen nach ganz innen (zur Drehachse der Scheibe) bewegt, kann zuvor die Stellung der zylindrischen Linse 8l in Abhängigkeit von der Spurstellung bestimmt werden. Der Zusammenhang zwischen der Spurstellung und der Stellung der zylindrischen Linse 8l ist in Fig. dargestellt. In der Figur ist die mit χ bezeichnete Stellung der Spur als Abszisse und die mit y bezeichnete Stellung der zylindrischen Linse entlang der Ordinate aufgetragen, x, bezeichnet die am weitesten außen gelegene Spur der Scheibe 5* d.h. die Stellung, in der der optische Kopf losläuft und Xp bezeichnet die Stellung der am weitesten innen gelegenen Spur der Scheibe 5* d.h. die Stellung, in der der optische Kopf anhält.

Wird dementsprechend als nicht linearer Funktionsgenerator 832 ein Funktionsgenerator mit einer Eingangs/Ausgangs-Charakteristik, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, verwendet, so wird die Stellung der Spur als Spannungswert und damit die Stellung der zylindrischen Linse als Spannung erhalten. Der nicht lineare

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Funktionsgenerator 832 realisiert in einer Annäherung durch Poligonzüge die Eingangs/Ausgangs-Charakteristik, wie sie durch Aufnehmen von auf der Abszisse der Fig. 3 gegebenen Eingangsspannungen und Abgeben der auf der Ordinate dargestellten Ausgangsspannungen erhalten wird. Die Stellung der zylindrischen Linse wird hierbei nach Vorgabe des der Stellung der Eingangsspur entsprechenden Werts der Eingangsspannung als Ausgangsspannung erhalten. Die Ausgangsspannung wird in dem Leistungsverstärker 833 verstärkt, dessen Ausgangssignal im Eingang des Spannung/Abweichung-Wandler 83-¹J- zugeführt wird. Der Spannung/ Abweichung-Wandler ist als herkömmliches, automatisch abgleichendes Potentiometer ausgeführt und besteht aus einem Schiebewiderstand und einem Servomotor. Die zylindrische Linse ist an einem beweglichen Teil des Potentiometers vorgesehen. Wird das Ausgangssignal des Leistungsverstärkers 833 dem Spannung/ Abweichung-Wandler 83²J- zugeführt, so bewegt sich demzufolge die zylindrische Linse 8l in die vorbestimmte Stellung. Die zylindrische Linse 8l bewegt sich auf diese Weise entsprechend der Stellung der vom Lichtstrahl des optischen Kopfs beleuchteten Spur und es wird ein der Stellung der Spur entsprechendes Strahlbild erhalten.

Fig. 4 zeigt die Konstruktion einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Sie zeigt lediglich die zum Ändern des Strahlbilds erforderlichen Teile und den optischen Kopf, während die übrige Konstruktion die gleiche geblieben ist wie in Fig. 2a.

In dieser Ausführungsform weist die Einrichtung zum Steuern des Strahlbilds eine Kombination von zwei zylindrischen Linsen 82 und 82¹ auf. Die zylindrischen Linsen 82 und 82' sind so angeordnet, daß ein von einem Konvergenzpunkt A ausgehender Strahl in der Nachbarschaft des Punkts A als virtuelles Bild erneut erzeugt wird. Die zylindrischen Linsen 82 und 82' werden von der Antriebseinrichtung 83 gemeinsam in Richtung

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des Strahls bewegt.

Bezeichnet a den Abstand zwischen dem Konvergenzpunkt A und der Linse 82 und a¹ den Abstand des zur Linse 82 gehörenden Bilds des Punkts A und der Linse 82, so legen die folgenden Gleichungen (1) und (2) in der vorliegenden Ausführungsform fest, daß das Bild erneut als virtuelles Bild des Punkts A abgebildet wird:

1 1 _ J. a a' ~ f-

ι = ■?■— ·· (1)

b - a' a + b

(2)

Hierbei bezeichnen f-, und fp jeweils die Brennweiten der zylindrischen Linsen 82 bzw. 82'.

Da die Linsen 82 und 82* in der vorliegenden Ausführungsform gemeinsam bewegt werden, ist b konstant, während a entsprechend der Stellung der Spur zum Zentrum verändert wird. Die Linse k2 bildet den Punkt A im Punkt B ab. Auf diese Weise wird die Vergrößerung lediglich in einer Richtung des am Punkt A mittels der zylindrischen Linsen 82 und 82' gebildeten virtuellen Bilds des Punkts A verändert, beispielsweise von 1 nach 2 durch Ändern von a. Die Richtung, in der die Vergrößerung verändert wird, verläuft senkrecht zur Achse der zylindrischen Linsen und senkrecht zum Strahl, d.h. in den Figuren in vertikaler Richtung. Dementsprechend verändert sich das Bild des gebündelten Strahls am Punkt B von dem bei 21 dargestellten Bild in das bei 22 dargestellte. Der Wert von a ergibt sich in diesem Fall nach der folgenden Gleichung:

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a =

Hierbei bezeichnet m die Vergrößerung, die sich im obenstehenden Beispiel von 1 nach 2 ändert.

Im Fall der Ausfuhrungsform nach Fig. 4 ist die Stellung der von der Konvergenzeinrichtung bewirkten Konvergenz des Strahls und die Stellung der von der Strahlbild-Steuereinrichtung bewirkten Konvergenz des Strahls im wesentlichen identisch und es wird lediglich das Strahlbild an der Konvergenzstelle variiert.

Obwohl in der vorstehend erläuterten Ausführungsform zwei konvexe, zylindrische Linsen verwendet werden, können auch konkave zylindrische Linsen benutzt werden. Auch können mehr als zwei Linsen verwendet werden. Weiterhin ist es möglich, eine sich bewegende Linse mit einer feststehenden Linse zu kombinieren. Die Einrichtung zur Veränderung des Strahlbilds kann auch mit Hilfe eines Hologramms, einer Phasenplatte oder sonstigen Einrichtungen mit Linsenfunktion verwirklicht werden. Die Antriebseinrichtung 83 bewegt die Linsen 82 und 82' vorzugsweise entsprechend der Vergrößerung m, die im wesentlichen proportional zur Auslesestellung (Punkt B in Fig. 2a) auf der Scheibe 5 ist, d.h. in Abhängigkeit vom Abstand r vom Scheibenmittelpunkt, der wiederum von dem durch Gleichung 3 gegebenen Viert a abhängt. Die Erfindung kann selbst dann vollständig verwirklicht werden, wenn die Linsen 82 und 82^! etwa proportional zu m bewegt werden.

Um die Linsen 82 und 82' entsprechend dem durch Gleichung 3 bestimmten Wert von a bewegen zu können, kann eine Nockensteuerung vorgesehen sein, die die Bewegung entsprechend der Funktion a bewirkt oder es kann die Geschwindigkeit des Motors der Antriebseinrichtung elektrisch entsprechend der Funktion a gesteuert werden.

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In einer derartigen elektrischen Steuerung wird als Spannung/ Abweichung-Wandler 834 der Antriebseinrichtung in Fig. 2d ein Drehmomentmotor verwendet, dessen Drehzahl proportional zur Funktion a verändert wird und der die Linsen 82 und 82' bewegt. Andererseits kann die Nockensteuerung, die eine der Funktion a entsprechende Bewegung ausführt, wie in Fig. 5 dargestellt, aufgebaut sein. In Fig. 5 bezeichnet 835 eine Nocke. Auf der Drehachse 0 der Nocke 835 ist ein Zahnrad (nicht dargestellt) angeordnet, auf das der Drehmomentmotor arbeitet. Bei 836 ist ein Kolben dargestellt, der mit seinem einen Ende an der Nooke 835 anliegt, so daß sich die Bewegung der Nocke 835 auf den Kolben 836 überträgt. Am Kolben 836 greift eine Feder 837 an, die ihn gegen die Nocke 835 drückt und in Kontakt mit der Nocke 835 hält. Die Linsen 82 und 82' sind am anderen Ende des Kolbens 836 angebracht und folgen gemeinsam der Bewegung der Nocke 835· Eine Führung für den Kolben 836 und die Feder 837 ist mit 838 bezeichnet. Die Art der Nocke 835 wird untenstehend noch erläutert. Da der Drehmomentmotor auf die Drehachse 0 der Nocke 835 arbeitet, gilt folgende Gleichtung 4-:

χ =oiQ₊ß (4)

Hierbei ist x: Die Stellung auf der Spur, θ : Der Drehwinkel der Nocke, ot : Eine Konstante, und
β : Eine Konstante.

Wird entsprechend der Stellung der Spur die optimale Vergrößerung m eingesetzt, so ergibt sich folgende Gleichung:

m = m(x) (5)

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Aus den Gleichungen 3* 4 und 5 wird folgende Gleichung 6 erhalten:

β )f₂ + b + Γ_ a ⁼ & „/_./-, , λ τ? ........ ν'-'/

Es können somit Nocken verwendet werden, die der in Gleichung 6 angegebenen Beziehung zwischen Θ und a genügen.

In der Ausfuhrungsform nach Fig. 4 nimmt m von 1 auf 2 zu, wenn die Auslesestellung von der Innenseite der Scheibe zur Außenseite fortschreitet. In Fällen, in denen bei einem herkömmlichen Verfahren, wie in Fig. Ic, das größere Ausgangssignal auf der Außenseite erhalten wird, kann die Antriebseinrichtung so betrieben werden, daß die Vergrößerung m umgekehrt von 1/2 auf 1 zunimmt, wenn die Auslesestellung von der Innenseite zur Außenseite fortschreitet. Vorstehend wurden Beispiele erläutert, bei denen die Vergrößerung von 1 nach 2 oder von 1/2 nach 1 verändert wurde. Es soll jedoch hervorgehoben werden, daß die Änderung der Vergrößerung durch das Bild der Vertiefungen und das optische System bestimmt ist und daß sich die Vergrößerung nicht auf den Bereich derartiger Werte beschränkt.

Fig. 6a zeigt die Konstruktion einer anderen Ausführungsform gemäß der Erfindung. Es sind lediglich die das Strahlbild verändernden Einrichtungen und der optische Kopf dargestellt, während die verbleibende Konstruktion gleich derjenigen in Fig. 2a ist. In Fig. 6a bezeichnet 8j5 die Antriebseinrichtung, die z.B. wie in Fig. 2d dargestellt, ausgeführt sein kann. 84 bezeichnet eine Linse zum Ändern des Strahlbilds. Die Form der Linse 84 ist in den Fig. 6b, 6c und 6d dargestellt, die jeweils eine Draufsicht, eine Vordersicht und eine Seitensicht zeigen. Die Linse 84 weist eine parallel zum Winkel eines Kegels geschliffene äußere Form auf. Die Brennpunktstellung der Linse 84 wird durch

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Bewegen der Linse in Richtung der in Fig. 6a eingezeichneten Pfeile mittels der Antriebseinrichtung 83 verschoben.

Das Verschieben der Brennpunktsstellung der Linse 84 soll anhand der Fig. 7 näher erläutert werden. Die Figur zeigt eine der Fig. 6b äquivalente Draufsicht auf die Linse 84; in die Figur sind eine X-Achse und eine Y-Achse eingezeichnet. Da die Krümmung der Einfallsebene in Richtung der Y-Achse Null (eben) ist, wird das in der Darstellungsebene (Papierebene) in den Punkten P und P' auftreffende Licht weder konvergent noch divergent beim Durchtreten durch das ebene Glas beeinflußt. In Richtung der X-Achse ist jedoch die Krümmung am Punkt P¹ größer als am Punkt P. Das am Punkt P' durchtretende Licht ist deshalb größeren Änderungen in Richtung der X-Achse unterworfen; sein Konvergenzpunkt ist dichter an der Linse 84 als im Punkt P. Da die Linse 84 eine parallel zum Kegelwinkel geschliffene Form hat, pflanzt sich normal zur Darstellungsebene in Fig. 7 auftreffendes Licht auch nach Durchtritt durch die Linse normal zur Darstellungsebene fort, womit auch die Fortpflanzungsrichtung des Lichts durch die Linse nicht gekrümmt wird. Wird eine derartige Linse mittels der Antriebseinrichtung 83 in Richtung der Pfeile in Fig. 6a bewegt, so kann das Bild des vom optischen Kopf abgegebenen Lichtstrahls verändert werden. Es kann also, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2a, am Punkt B in Fig. 6a (d.h. an dem Punkt, an dem der vom optischen Kopf abgegebene Strahl auf die Scheibe 5 auftrifft)ein gewünschtes Bild des Strahls erzeugt werden.

Die Ausführungsform in Fig. 6a ist mit der Antriebseinrichtung 83 versehen. Es soll jedoch hervorgehoben werden, daß die Antriebseinrichtung 83 entfallen kann, wenn die Linse 84 lang genug ist (Radius des Informationsträgers), um alle Spuren der Scheibe zu überdecken.

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Fig. 8 zeigt die Konstruktion einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform. In diese Ausführungsform wird eine Schwingspule mit zugehörigem Treiberkreis zum Ändern des Bilds des auf die Scheibe 5 projizierten Lichtstrahls verwendet. Die Schwingspule ändert die Brennpunktstellung einer Linse. In der Figur bezeichnen gleiche Symbole wie in Fig. 2a gleiche oder gleichwirkende Teile. Mit 7 ist die Schwingspule bezeichnet, die eine Linse 42 geringfügig bewegt. Der Treiberkreis zum Erregen der Schwingspule 7 ist mit 12 bezeichnet. Bei 13 ist eine Verschiebeeinrichtung dargestellt, die die Scheibe 5 anstelle des optischen Kopfs wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen, verschiebt. 8 bezeichnet eine in der Scheibe 5 aufgezeichnete Vertiefung, 9 einen Strahlteiler und 10 einen fotoelektrischen Wandler, wie z.B. einen optischen Fühler.

Es soll zunächst das Erfassen der in der Vertiefung 8 aufgezeichneten Information erläutert werden. Der von der Laserquelle 3 abgegebene Laserstrahl wird über die Linse 4l, die Umlenkeinrichtung hj> und die Linse 42 auf die Vertiefung 8 der Scheibe 5 fokussiert. Der von der Scheibe 5 reflektierte Strahl wird vom Strahlteiler 9 zum optischen Fühler 10 gelenkt, der ein Signal erfaßt. Das optische System der in Fig. 8 dargestellten AusfUhrungsform erfaßt somit das Signal nach der Reflexionsmethode. Das Bild des Laserstrahls wird wie folgt verändert: Die Scheibe 5 wird von einer Antriebseinrichtung 6 gedreht und darüber hinaus von der Verschiebevorrichtung 13 in Richtung eines Pfeils in Fig. 8 bewegt. Die Verschiebevorrichtung 13 weist, wie bereits obenstehend beschrieben, einen Drehcodierer, einen Impulsmotor und ein Schneckengetriebe auf. Für die Bewegung der Scheibe 5 wird ihre Drehung vom Drehcodierer in ein Impulssignal umgewandelt, das den Impulsmotor treibt, wobei die Drehung des Impulsmotors vom Schneckengetriebe in eine geradlinige Bewegung überführt wird. Der Treiberkreis 12 der Schwingspule 7 weist z.B. einen Differentialtransformator und einen Verstärker (Stromverstärker) auf. Das Schneckengetriebe bewegt eine bewegliche

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Spule des Differentialtransformator derart, daß ein der Bewegung des Schneckengetriebes entsprechender Spannungswert erhalten wird. Mit Hilfe dieser Spannung wird die Vorspannung des Verstärkers gesteuert und sein Ausgangssignal verändert. Das Ausgangssignal des Verstärkers ändert sich somit mit der Bewegung der Scheibe 5. Entsprechend der Erregung durch das Ausgangssignal bewegt die Schwingspule 7 geringfügig die Linse 42 und ändert deren Brennpunktstellung.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die Verwendung des Differentialtransformators beschränkt; es kann jede Einrichtung verwendet werden, die die Bewegung der Scheibe 5 in eine Spannung oder einen Strom umwandelt. Das Bild des Laserstrahls wird, wie in Fig. 9 dargestellt ist, mittels der Schwingspule 7 und der Linse 42 gesteuert.

Wie in Fig. 9 dargestellt ist, wird der Strahlfleck für eine Vertiefung 8l der Spur am äußeren Rand der Scheibe groß gemacht (dargestellt bei 91)* während er für eine Vertiefung 82 einer Spur am inneren Rand klein ist (gezeichnet bei 92). In diesem · Fall wird der Strahl für die innerste Spur optimal vorfokussiert, während er zur Vergrößerung des Fleckdurchmessers nach und nach defokussiert wird, wenn sich die Auslesestellung dem äußeren Rand nähert. Da sich der Fleckdurchmesser linear mit dem Radius der Scheibe ändert, kann der Wert des Stroms durch die Schwingspule 7 im wesentlichen linear geändert werden. Es muß lediglich die Amplitude des Stroms verändert werden, ohne daß speziell ein Servokreis verwendet wird. Der optimale Wert des Fleckdurchmessers ist so gewählt, daß die Fläche des Strahlflecks 91 etwa zweimal so groß ist als die Fläche der Vertiefung 91 in Fig. 9 und daß die Fläche des Strahlflecks 92 etwa zweimal so groß wird wie die Fläche der Vertiefung 82. Der Fleckdurchmesser wird im wesentlichen linear entsprechend dem Radius der Scheibe 5 verändert und liefert auf diese Weise derartige Strahlfleckflächen.

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In der Ausführungsform nach Fig. 8 wird das Signal nach der Reflexionsmethode erfaßt; selbstverständlich kann auf das Prinzip dieser Ausführungsform auch die Transmissionsmethode angewandt werden.

Mit Hilfe der obenstehend erläuterten, erfindungsgemäßen Informationswiedergabevorrichtung können über die gesamte Fläche einer Scheibe mit 30 cm Durchmesser gleichmäßig gute Signale abgetastet werden.

In Fig. 10 ist die Konstruktion einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform dargestellt. Sie unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 8 dadurch, daß die Einrichtung zum Ändern des Bilds des Lichtstrahls als bewegbare Schlitzblende mit einem Antrieb für die Schlitzblende ausgebildet ist. Die restliche Konstruktion entspricht der Ausführungsform nach Fig. 8. In Fig. 10 bezeichnet 14 die bewegbare Schiitsblende und 15 den zugehörigen Antrieb. Mit 42 ist eine Linse bezeichnet, die in diesem Fall natürlich nicht bewegt wird.

In Fig. 10 weist der Antrieb 15 der Schlitzblende Zahnräder auf, die die Bewegung des Schneckengetriebes der Verschiebevorrichtung 13 auf einen Einstellknopf für die bewegbare Schlitzblende 14 übertragen. Die Zahnräder steuern die Ausdehnung der Schlitzblende 14. Das Übersetzungsverhältnis der Zahnräder ist so gewählt, daß die Breite der bewegbaren Schlitzblende 14 zunimmt, wenn sich die Scheibe 5 in Richtung des Pfeils bewegt. Ein Beispiel für eine derartige bewegbare Schlitzblende 14 ist in Fig. 11 dargestelltj sie wird in Richtung der eingezeichneten-Pfeile relativ zum Laserstrahl bewegt. Die Schlitzblende 14 engt den Laserstrahl am äußeren Rand der Scheibe 5 am weitesten ein und läßt ihn am inneren Rand am besten durchtreten. Das Verhältnis zwischen der maximalen Breite und der minimalen Breite der bewegbaren Schlitzblende 14 beträgt in diesem Fall

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3:1. Die Wirkung der bewegbaren Schlitzblende l4 auf die Fleckgröße auf der Scheibe 5 ist in Fig. 12 dargestellt. Am äußeren Rand ist der Fleck für eine Informations-Vertiefung 8l, wie bei 91 dargestellt, breit in Richtung der Spur. Von den länglichen Vertiefungen am äußeren Rand wird das Licht deshalb ausreichend gestreut, so daß ein Wiedergabesignal mit hohem Modulationsgrad erhalten wird. Am inneren Rand ist der Fleck, wie bei 92 für eine Vertiefung 82 dargestellt ist, in Richtung der Spur schmal. Da das Auflösungsvermögen an den jeweiligen Vertiefungen beibehalten wird, kann ein hoher Modulationsgrad erreicht werden. Obwohl beim Erfassen der Signale auf das im Zusammenhang mit Fig. 10 erläuterte optische System vom Reflexionstyp Bezug genommen wurde, kann natürlich auch ein solches vom Transmissionstyp verwendet werden. Die Anordnung des sich bewegenden Schlitzes ist nicht auf die in Fig. 10 gezeigte Stellung beschränkt; es kann jede Stelle innerhalb des optischen Wegs benutzt werden. Darüber hinaus kann die Bewegung der Schlitzblende entsprechend dem Radius der Scheibe geradlinig sein.

Die Linse 42 wird an den Beugungsgrenzen verwendet. Wird der Laserstrahl durch die Schlitzblende 14 verengt, so wird der tatsächlich wirksame Durchmesser der Linse 42 (d.h. der Durchmesser des auf die Linse 42 auftreffenden Strahls) kleiner und die Größe des auf der Scheibe 5 fokussierten Flecks wird größer. Dementsprechend wird der Fleck 91 auf der Scheibe 5 dann am größten, wenn der Laserstrahl durch die Schlitzblende l4 am meisten eingeengt ist, also das Fleckbild an die größte Vertiefung 81 am äußeren Rand angepaßt ist. Im Gegensatz hierzu ist der tatsächlich wirksame Durchmesser der Linse 42 am größten, wenn die Schlitzblende 14 den Laserstrahl nicht einengt und die Fleck 92 des Fleckbilds an die kleinste Vertiefung 82 am innersten Rand angepaßt ist.

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Was die Form der Schlitzblende betrifft, so sind neben der in Fig. 11 dargestellten Schlitzblende eine Vielzahl Ausgestaltungen möglich. Beispielsweise kann eine Irisblende, wie sie in Kameras verwendet wird, benutzt werden. Die öffnung dieser Irisblende ist am größten, wenn der Laserstrahl auf die Vertiefung am innersten Rand der Scheibe projiziert wird; sie ist am kleinsten, wenn der Laserstrahl auf die Vertiefung am äußersten Rand auftrifft.

Bei Verwendung der in Fig. 10 dargestellten Ausführungsform kann eine gute Wiedergabe von Videosignalen erreicht werden, die frei von Verzerrungen jeglicher Art der Signalform sind und über die gesamte Fläche der Scheibe mit konstantem Modulationsgrad zur Verfugung stehen.

Wie vorstehend erläutert, zeigt die Erfindung einen Weg, wie das Signal-zu-Rausch-Verhältnis, welches sich aus der unterschiedlichen Form der zwischen der Innenseite und der Außenseite der Scheibe aufgezeichneten Vertiefungen ergibt, durch Ändern des Strahlbilds mittels einer Steuereinrichtung gesenkt werden kann. Die Erfindung ermöglicht die Informationswiedergabe mit hohem Signal-zu-Rausch-Verhältnis in allen Spuren der Scheibe. Die Erfindung läßt sich am wirkungsvollsten bei optischen Informationslesevorrichtungen anwenden.

Es ist weiterhin denkbar, die Informationen so aufzuzeichnen, daß die Breite der Vertiefungen in einer Richtung senkrecht zur Umfangsrichtung der Scheibe entsprechend den Stellungen der Spuren relativ zum Mittelpunkt der Scheibe so verändert werden, daß die Breite der Vertiefungen in näher am Mittelpunkt der Scheibe gelegenen Bereichen größer ist. Wird die Information auf diese Weise aufgezeichnet, so muß die Breite des Abstands zwischen den Spuren entsprechend der Zunahmerate der maximalen Breite der Vertiefungen gewählt werden. Die Dichte der

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Informationsaufzeicnnung sinkt aus diesem Grund.

Im Gegensatz hierzu kann der Spurabstand der in der erfindungsgemäßen Informationswiedergabevorrichtung verwendeten Scheibe eng gehalten werden. Die Information kann deshalb mit höherer Dichte auf der Scheibe aufgezeichnet und mit höherer Dichte wiedergegeben werden.

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Claims

Patentansprüche

/ ΐΓ) Vorrichtung zur Wiedergabe von auf einem scheibenförmigen Informationsträger aufgezeichneten Informationen, mit wenigstens einer Lichtquelle und einer optischen Einrichtung, die einen Lichtstrahl der Lichtquelle auf eine die Informationen enthaltende Spur des Informationsträgers richtet, dadurch gekennzeichnet, daß im optischen Weg des Lichtstrahls zur Spur des Informationsträgers (5) eine Einrichtung (81, 83; 82, 82', 83; 84, 83; 7, 12, 42; 13, 14) angeordnet ist, die an einem äußeren Umfang des Informationsträgers (5) ein größeres Bild des Lichtstrahls erzeugt als an einem inneren Umfang.
2. · Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Bild des Lichtstrahls steuernde Einrichtung eine zylindrische Linse (8l) sowie eine Antriebseinrichtung (83), die die zylindrische Linse (8l) in Portpflanzungsrichtung des Lichtstrahls bewegt, aufweist.
3· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Bild des Lichtstrahls steuernde Einrichtung wenigstens zwei zylindrische Linsen (82, 82^f) aufweist, die einen Konvergenzpunkt (A) in dem die optische Einrichtung (4l, 42) die Lichtquelle -(3) oder den

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Lichtstrahl der Lichtquelle (3) bündelt, mit in einer Richtung sich ändernder Vergrößerung auf den Informationsträger (5) abbilden und daß eine Antriebseinrichtung (83) vorgesehen ist, die die zylindrischen Linsen (82, 82') in Fortpflanzungsrichtung des Lichtstrahls bewegt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Bild des Lichtstrahls steuernde Einrichtung eine Linse (84), deren äußere Form parallel zum Winkel eines Kegels geschliffen ist sowie eine Antriebseinrichtung (83), die die Linse (84) senkrecht zur Fortpflanzungsrichtung des Lichtstrahls bewegt, aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Bild des Lichtstrahls steuernde Einrichtung eine Schwingspule (7), eine von der Sohwingspule (7) geringfügig bewegte Linse (42) als optische Einrichtung sowie eine Treibereinrichtung (12) zum Erregen der Schwingspule aufweist und daß die Treibereinrichtung (12) ihr an die Schwingspule (7) abgegebenes Ausgangssignal entsprechend einer Bewegung des Informationsträgers (5) ändert.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die das Bild des Lichtstrahls steuernde Einrichtung eine bewegbare Blende (14), insbesondere Schlitzblende, durch deren Blendenöffnung der Lichtstrahl

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tritt, sowie eine die Öffnungsbreite bzw. die Schlitzbreite der bewegbaren Blende (14) ändernde Antriebseinrichtung (Ij5) aufweist, die die Breite verringert, wenn die Informationswiedergabe zum äußeren Umfang des Informationsträgers (5)
fortschreitet.

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