DE2659618A1

DE2659618A1 - Fokussierungsfehlerkorrektursystem und damit ausgeruesteter optischer leser

Info

Publication number: DE2659618A1
Application number: DE19762659618
Authority: DE
Inventors: Robert Whitman
Original assignee: Thomson-Brandt SA
Current assignee: Thomson-Brandt SA
Priority date: 1975-12-31
Filing date: 1976-12-30
Publication date: 1977-07-14
Also published as: FR2337473A1; US4025949A; DE2659618C2; IT1065693B; FR2337473B1; JPS5285801A; JPS608535B2; GB1573021A; CA1073255A

Description

Patentanwälte „ ,

Dipl.-Ing. Dipl.-Chem. Dipl.-Ing. ' ' ^

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

Ernsbergorstrasse 19

8 München 60

■f.

50. Dezember 1976

THOMSON - BRANDT

175, Bd. Haussmann

75008 PARIS / Frankreich

Unser Zeichen: T 2127

Fokussierungsfehlerkorrektursystem und damit ausgerüsteter

optischer Leser

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf einen optischen Videoplattenleser. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Fokussierungsfehlerkorrektursystem zum Erzeugen eines Signals, das den Grad und die Richtung des Deckungsfehlers zwischen einem Leselichtfleck und der Aufζeichnungsspur einer Videoplatte angibt.

Auf dem Gebiet des VideoinformationsaufZeichnens und -lesens ist bereits eine Aufzeichnung auf einer Videoplatte vorgeschlagen worden, die in Verbindung mit einem Farbfernsehempfänger arbeitet, um seinen Anwendungsbereich zu vergrössern, damit ein solcher Empfänger als Leser für voraufgezeichne te Audio- und Videoprogramme benutzt werden kann,

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Eine Aufzeichnung der genannten Art kann eine Vinylplatte umfassen, die mit einer spiralförmigen Spur versehen ist, in der Video- oder andere Informationen gespeichert sind und die räumlich die Form einer Reihe von Vertiefungen und Erhöhungen annehmen kann.

Zum Entnehmen der aufgezeichneten Information ist es erforderlich, die Platte so aufzulegen, daß sie sich in einer Leseebene dreht, und einen fokussierten Lesestrahl, der vorzugsweise von einem Laser geliefert wird, in Deckung mit der Aufzeichnungsspur zu halten. Das Aufrechterhalten der Fokussierungsdeckung erfordert im Stand der Technik das Erzeugen eines einen Defokussierungszustand darstellenden Fehlersignals zur Steuerung eines Kompensationssystems durch Folgeregelung. Darüberhinaus ist im Stand der Technik vorgesehen, aerodynamische Plattenstabilisatoren zu verwenden, die das Aufrechterhalten dieser Deckung gestatten.

In bezug auf das erste Verfahren, d.h. in bezug auf die Erfassung eines Fehlersignals ist es bekannt, eine Zylinderlinse zu verwenden, die zum Erzeugen von astigmatischen Bildern dient, und die Position dieser Bilder mit Hilfe eines Photodetektors zu kontrollieren. Das Ausgangssignal dieses Photodetektors stellt eine räumliche Verschiebung der Bilder dar, die ihrerseits einen Defokussierungszustand darstellen, d.h. eine Abweichung der Aufzeichnungsspur von der Leseebene.

Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß mit der oben genannten Anordnung das erzeugte Fehlersignal durch einen unerwünschten Nachteil gekennzeichnet ist, der darin besteht, daß dieses Signal sich nicht linear in Abhängigkeit von dem Defokussierungszustand ändert. Die Amplitude der Änderung des bei einer Abweichung der Spur von der Leseebene in einer Richtung erzeugten Fokussierungsfehlersignals ist nicht gleich der Amplitude der Änderung des Signals, das

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erzeugt wird, wenn sich die Spur in der entgegengesetzten Richtung von der Leseebene entfernt. Infolgedessen ist die Erfassung der Fehlersignale durch das Fokussierungsfolgeregelsystem nicht symmetrisch, d.h. die in einer Defokussierungsrichtung registrierte Abweichung ist weniger groß als die der entgegengesetzten Defokussierungsrichtung entsprechende Abweichung.

Demgemäß ist es ein allgemeines Ziel der Erfindung, ein Fokussierungsfehlerkorrektursystem für ein optisches Lesegerät zu schaffen.

Insbesondere soll durch die Erfindung ein Fokussierungsfehlerkorrektursystem geschaffen werden, das in einem Videoplattenlesegerät verwendbar ist.

Ein besonderes Ziel der Erfindung ist es, ein Videoplattenlesegerät mit einem verbesserten Fokussierungsfehlerkorrektursystem zu versehen, in welchem sich das Fokussierungsfehlersignal in einem ausgedehnten Fangbereich des Fokussierungsfolgerege!systems linear ändert.

Ferner soll durch die Erfindung ein Fokussierungsfehlerkorrektursystem geschaffen werden, das es gestattet, den dynamischen Fangbereich des Fokussierungsfolgeregelsystems maximal auszunutzen.

Demgemäß schafft die Erfindung ein Fokussierungsfehlerkorrektursystem, das in einem optischen Lesegerät verwendbar ist, in dem eine Informationsaufzeichnungsspur mit mehreren Windungen, die sich auf einer Videoplatte befindet, in einer Leseebene zur Abtastung durch einen Lesestrahl abgestützt ist, der durch eine Quelle kohärenten Lichtes erzeugt wird, um die in der Spur aufgezeichnete Information zu lesen. Das Lesesystem enthält eine Einrichtung, die den Lesestrahl in einen ersten Strahlengang leitet, der sich zwischen der Quelle kohärenten Lichtes und der Aufzeichnungs-

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spur befindet. In dem ersten Strahlengang ist eine Einrichtung vorgesehen, die die Bündelung des Lesestrahls in einem Zwischenlichtfleck bewirkt. Eine Objektivlinse, die in dem ersten Strahlengang liegt, dient zum Fokussieren oder Konvergierenlassen der von dem Zwischenlichtfleck ausgehenden Lichtenergie in einem Lesefleck, der sich auf der Aufzeichnungsspur befindet. Die Deckung dieses Leseflecks mit der Spur entspricht einem Zustand optimaler Fokussierung, wenn sich die Spur in der Leseebene befindet. Außerdem ist in dem ersten Strahlengang ein Strahlteiler vorgesehen, der gestattet, einen zweiten Strahlengang zu bilden für das durch die Spur reflektierte Licht und zur Übertragung eines reflektierten Bildes des Leseflecks in diesen zweiten Strahlengang. Zwei mit Abstand voneinander und rechtwinkelig zueinander angeordnete Zylinderlinsen, die im wesentlichen gleiche Brennweiten haben, sind längs des zweiten Strahlenganges vorgesehen, um in Zusammenwirkung mit der Lichtbündelungseinrichtung ein erstes und ein zweites Teleskop zu bilden, mittels welchen ein erstes bzw. ein zweites astigmatisches Bild des Leseflecks längs des zweiten Strahlengangs gebildet wird. Diese Bilder sind um eine Strecke voneinander entfernt, die im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den Zylinderlinsen ist. Die räumlichen Positionen der astigmatischen Bilder sind längs des zweiten Strahlengangs um Strecken verschiebbar, die zu einem Deckungsfehler zwischen der Aufzeichnungsspur und der Leseebene proportional sind. In dem zweiten Strahlengang sind Photodetektoren ungefähr in der Mitte zwischen dem ersten und dem. zweiten astigmatischen Bild angeordnet. Die Photodetektoren sprechen auf Relativänderungen der empfangenen Lichtenergie an, die auf eine Verschiebung der astigmatischen Bilder aufgrund des vorgenannten Deckungsfehlers zurückzuführen sind, und bilden ein Fehlersignal, das die Richtung und das Ausmaß der Abweichung von dem optimalen Fokussierungszustand angibt. Schließlich

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sind Einrichtungen vorgesehen, die auf das Fehlersignal ansprechen und eine Relativverschiebung zwischen der Objektivlinse und der Spur erzeugen, um den optimalen Fokussierungszustand wiederherzustellen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden, nicht als Einschränkung zu verstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teil eines optischen Videoplattenlesers, der .einen erfindungsgemäß aufgebauten Fokussierungsf ehlerdetektor aufweist,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer Zylinderlinse der in dem Detektor von Fig. 1 verwendeten Art,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Fehlerdetektorteils des Lesers auf der Linie 3-3 von Fig. 1,

Fig. 4 . eine Photozellen- und Verstärkerschaltung, die eine Folgeregelschleife bildet, einschließlich einer vergrößerten Darstellung der Photozelle von Fig. 1, zur Ausnutzung des durch den in den Fig. 1 , 3 oder 6 dargestellten Detektor erzeugten Fokussierungsfehlersignals,

Fig. 5 djLe dynamische Fokussierungsfehlersignalkennlinie eines bekannten Fokussierungsfehlerkorrektursystems, und

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform des in Fig. 1 dargestellten Fokussierungsfehlerdetektors.

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Bevor im Einzelnen das Fokussierungsfehlerkorrektursystem nach der Erfindung sowie seine Vorteile gegenüber den bekannten Ausführungsformen betrachtet werden, wird der optische Videoleser beschrieben, der in Fig. 1 dargestellt ist, allerdings unter Beschränkung auf das Fokussierungskorrektursystem. In der US-PS 3 838 460 ist ein Gerät beschrieben, das die Aufgabe hat, eine Videoplatte abzustützen und sie zu drehen oder sie in einer Leseebene fliegen zu lassen. Ferner ist in der US-PS 3 919 562 eine Wagenanordnung beschrieben, -die das Verfolgen einer spiralförmigen Aufzeichnungsspur mit Hilfe eines Lesestrahls gestattet. Die genannten Anordnungen sind zwar nicht Teil der Erfindung, auf den aus ihnen bekannten Stand der Technik wird jedoch Bezug genommen.

Der in Fig. 1 dargestellte optische Leser 10 enthält eine Einrichtung, die mit einem Laser 11 ausgestattet ist, welcher einen Strahl 12 kohärenten Lichtes erzeugt, der in einem ersten Strahlengang 13 von dem Laser zu der Informationsauf zeichnungsspur 14 einer Videoplatte 15 geleitet wird. Die Platte kann in der in der US-PS 3 838 460 beschriebenen Weise auf einer Nabe montiert sein, so daß die Spur 14 zu ihrer Abtastung durch den Strahl 12 und zum Lesen der in der Spur gespeicherten Information in einer Leseebene 16 abgestützt ist. Eine Einrichtung in Form einer Linse 17 ist in dem Strahlengang 13 angeordnet, um den Strahl 12 in einem Zwischenlichtfleck 18 konvergieren zu lassen. Eine Objektivlinse 19, die ebenfalls in dem Strahlengang 13 angeordnet ist, bewirkt die Fokussierung oder die Konvergenz der von dem Fleck 18 stammenden Lichtenergie in Form eines Leseflecks 20, der auf der Spur 14 liegt. Die Deckung des Leseflecks mit der Spur entspricht dem optimalen Fokussierungszustand, wenn die Spur in der Leseebene liegt.

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— ν —

Ein Strahlteiler 21 ist in dem Strahlengang 13 so angeordnet, daß ein zweiter Strahlengang 22 für das durch die Spur 14 reflektierte Licht gebildet wird. Insbesondere dient der Strahlteiler zum übertragen eines reflektierten Bildes des Leseflecks 20 in den Strahlengang 22. In dieser Hinsicht sei angemerkt, daß die Linse 17 eine Kollimationslinse für das von der Spur 14 reflektierte Licht bildet. Zwei orthogonal zueinander und mit Abstand voneinander angeordnete und gleiche Brennweiten f^o* ^24 ^auf^wei^sen(3-^e Zylinderlinsen 23, 24 sind in dem Strahlengang 22 vorgesehen. Jede Zylinderlinse 23, 24 kann die in Fig. 2 angegebene Form haben. Gemäß der Darstellung in Fig. 2 hat eine solche Linse nur eine Krümmungsfläche, die einem Zylinderabschnitt entspricht. Die Linsen 23, 24 bilden zusammen mit der Linse 17, die, wie angegeben, nur als Kollimationslinse dient, ein erstes und ein zweites Teleskop ^Ti7_23 ^unc^ ^T17-24^# w^⁰*¹⁰ in dem Strahlengang 22 ein erstes und ein zweites astigmatisches Bild 23', 24· des Zwischenflecks 18 bilden, der seinerseits ein Bild des Leseflecks 20 ist. Wenn die Brennweite f-₇ der Kollimationslinse 17 gleich den Brennweiten der Zylinderlinsen ist, dann ist der zwischen der Kollimationslinse und einem in der Mitte zwischen den Zylinderlinsen gelegenen Punkt vorhandene Abstand gleich 2f_1?. Jedes der beiden Teleskope ^T17-23 ^{und T}17-24 ^^{at e:i}-^nen Längsvergrößerungs faktor von 1 - (δΔ/f), wobei δ die Hälfte des Abstandes zwischen den Zylinderlinsen und Δ den Fokussierungsfehler an dem Zwischenfleck 18 darstellt. Gemäß der Darstellung in den Fig. 1 und 3 stellen die Bilder 23' und 24' langgestreckte Bilder des Flecks 18 dar und sie haben in.dem Strahlengang 22 einen Abstand voneinander, der ungefähr gleich dem Abstand der Zylinderlinsen 23 und 24 ist. Die räumlichen Positionen der Bilder 23' und 24' sind, wie gezeigt werden wird, längs des Strahlenganges 22 um Strecken verschiebbar, die zu einem Deckungsfehler zwischen der Spur 14 und der Leseebene proportional sind.

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Ein Photodetektorsystem 25, das einen aus mehreren Elementen aufgebauten Lichtdetektor enthält, insbesondere die aus vier Elementen 25a, 25b, 25c und 25d bestehende Photodiode 25 von Fig. 4, ist in dem Strahlengang 22 ungefähr in der Mitte zwischen dem Bild 23' und dem Bild 24' angeordnet. In diesem Punkt des Strahlengangs 22 bilden die durch die Linsen 23 und 24 hindurchgehenden Lichtstrahlen ein komplexes Muster, das im wesentlichen die Form eines Kreises 0 hat, auf der Oberfläche des Photodetektors, wie in Fig. 4 angegeben. Außerdem sind in Fig. 4 die Projektionen der Linienbilder 23¹, 24* mit gestrichelten Linien dargestellt.

Das Photodetektorsystem 25 erzeugt ein Fokussierungsfehlersignal, das in Zusammenwirkung mit einem unten beschriebenen Folgerege!system den Zustand optimaler Fokussierung in dem Fall wiederherstellt, in welchem die Spur 14 sich von der Leseebene 16 entfernt. Zu diesem Zweck sind die vier Elemente des Photodetektorsystems 25 so geschaltet, daß die Elemente 25a und 25c an die Eingangsklemmen eines Addierers 26 angeschlossen sind, während die Elemente 25b und 25d an die Eingangsklemmen eines Addierers 27 angeschlossen sind. Die Ausgangssignale der Addierer 26 und 27 werden an einen Differenzverstärker 28 angelegt, der ein Fehlerkorrektursignal erzeugt, welches einer Verschiebungsvorrichtung 29 zugeführt wird. Diese Verschiebungsvorrichtung wird dann mit der Objektivlinse 19 gekoppelt, um sie zu verschieben, damit jegliche Entfernung der Spur 14 von der Leseebene zu Null gemacht wird.

Fig. 3, die eine Seitenansicht der Zylinderlinsen 23 und 24 zeigt, veranschaulicht in Verbindung mit Fig. 1 die orthogonale Beziehung, die zwischen den Zylinderlinsen vorhanden ist, sowie die orthogonale Beziehung, die zwischen ihren astigmatischen Linienbildern 23', 24' vorhanden ist. Die durch den Strahlteiler 21 reflektierten Lichtstrahlen durchqueren, wie erwähnt, die Zylinderlinse 23 und werden

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dann in nur einer Richtung gebündelt, um das astigmatische lineare Bild 23' zu bilden. Ebenso bündelt die Zylinderlinse 24 die einfallenden Lichtstrahlen derart, daß das lineare Bild 24' gebildet wird, das aufgrund der orthogonalen Anordnung der Linsen rechtwinkelig zu dem Bild 23' ausgerichtet ist.

Die Diodenelemente sind in dem Strahlengang 22 so gerichtet, daß, wenn sich die Aufzeichnungsspur in einer Richtung von der Leseebene entfernt, das von dem Detektor 25 aufgefangene Muster sich der Konfiguration des Linienbildes 23' nähert, so daß das Licht hauptsächlich auf die Diodenelemente 25b und 25d auftrifft. Umgekehrt, wenn sich die Spur in der entgegengesetzten Richtung entfernt, nähert sich das von dem Detektor 25 aufgefangene Muster der Konfiguration des Linienbildes 24¹, so daß das Licht jetzt hauptsächlich auf die Diodenelemente 25a und 25c auftrifft. Im Zustand der optimalen Fokussierung bedeckt das kreisförmige Muster 0 die vier Diodenelemente und in diesem Fall ist das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 28 Null. Das Photodetektorsystem 25 reagiert jedoch, wie im folgenden beschrieben, auf Positionsrelativänderungen der Bilder 23", 24' und 0, d.h. auf Änderungen, die auf einen Deckungsfehler zwischen der Aufzeichnungsspur 14 und der Leseebene 16 zurückzuführen sind, und erzeugt ein Fehlersignal, das die Richtung und die Amplitude einer solchen Abweichung von dem Zustand optimaler Fokussierung darstellt.

Die Bilder 23" und 24' nehmen zwar räumliche Positionen in dem Strahlengang 22 ein, sie sind jedoch längs dieses Strahlenganges beweglich, wenn der durch die Aufzeichnungsspur reflektierte Lesefleck aufgrund des Entfernens der Aufzeichnungsspur 14, beispielsweise bezüglich der Darstellung in Fig. 1 nach rechts, von der Leseebene 16 verschoben wird. Diese Verschiebung ergibt sich aufgrund der Tatsache, daß der durch die Spur reflektierte Lichtfleck

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nicht auf der Höhe des Zwischenflecks 18 abgebildet wird, sondern in derselben Richtung wie die Spur verschoben wird, nämlich um eine Strecke Δ«, die gleich M.. d. ist, wobei M₁ die Vergrößerung der Objektivlinse 18 und d. die Verschiebung der Spur bezeichnet. Der jetzt verschobene Zwischenfleck 18, der durch die Teleskope übertragen wird, bewirkt auch eine Verschiebung der astigmatischen Lichtbilder 23' und 24" in'Fig. 1 nach unten. Insbesondere wird das Bild 23' um eine Strecke D₃₃ verschoben, die gleich dem Quadrat des Produkts aus der Vergrößerung M₁ der Objektivlinse und der Vergrößerung M₂ des Teleskops T₁^_-T-?

multipliziert mit der Spurverschiebung d₁ ist, d.h. gleich

(M₁ .M₂) d.. . Ebenso wird das Bild 24' um eine Strecke D₃₄ verschoben, die gleich dem Quadrat des Produkts aus der Vergrößerung M₁ der Objektivlinse und der Vergrößerung M₃ des Teleskops ^T-|7_24 multipliziert mit der Spurverschiebung d₁ ist, d.h. gleich (M.. .M_) d₁ .

Andererseits, wenn sich die Spur um eine Strecke d.> in der entgegengesetzten Richtung entfernt, verschiebt sich der Fleck 18 um eine Strecke Δ ~ nach rechts, die gleich

M₁ d„ ist. Infolgedessen werden die länglichen Bilder 23'

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und 24¹ um Strecken D₂₃₁₁ = (M. .M₃) d₂ bzw. D₂₄₁, = (Μ..M₃) d₂ nach oben verschoben. Es ist nun zu erkennen, daß eine Wegbewegung der Aufzeichnungsspur von der Leseebene mittels des Strahlteilers in den Strahlengang 22 übertragen wird und sich in demselben.durch räumliche Verschiebungen der astigmatischen länglichen Bilder 23' und 24' äußert. Die Erfassung dieser räumlichen Verschiebungen, die sich in Form von Änderungen der Lichtintensxtäten an der Photodiode ausdrücken, werden nun beschrieben.

Das kreisförmige Bildmuster 0, das auf dem Lichtdetektor von Fig. 4 gebildet wird, stellt den optimalen Fokussierungszustand dar, d.h. den Zustand, in welchem der Lesefleck und

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die Aufzeichnungsspur einander decken. Dieses kreisförmige Muster bedeckt, wie dargestellt/ im wesentlichen gleiche Teile jedes der Diodenelemente.

Es gibt, wie oben angegeben, räumliche Verschiebungen der länglichen Bilder 23' und 24¹, die zu der Verschiebung der Aufzeichnungsspur gegenüber ihrer Leseebene bei einer Defokussierung proportional sind. Wenn angenommen wird, daß die Bilder 23" und 24' bei Betrachtung der Fig. 1 nach unten verschoben werden, verschiebt sich infolgedessen das Bild 23' in Richtung der Diodenebene und bewirkt eine Zunahme der Intensität des auf die Diodenelemente 25b und 25d fallenden Lichtes, während das auf die Dicdenelernente 25a und'25c fallende Licht abnimmt. Infolgedessen erhält der Addierer 27 ein größeres Signal, während der Addierer ein entsprechend kleineres Eingangssignal erhält. Der Differenzverstärker 28, der eine Zunahme des Ausgangssignals des Addierers 27 und eine entsprechende Abnahme des Ausgangssignals des Addierers 26 feststellt, erzeugt ein Steuersignal, dessen Amplitude und dessen Polarität einen Zustand angeben, in welchem die Aufzeichnungsspur sich in Richtung der Objektivlinse 19 von ihrer Leseebene entfernt hat. Die Antriebsvorrichtung 29 bewirkt auf dieses Signal hin eine Verschiebung der Objektivlinse 19 in einer Richtung, die das Zurückführen des Leseflecks 22 in einen Zustand optimaler Fokussierung in bezug auf die Spur 14 gestattet.

Andererseits, wenn die Bilder 23' und 24' aufgrund eines Entfernens der Spur in der entgegengesetzten Richtung nach oben (ebenfalls bei Betrachtung von Fig. 1) verschoben werden, wird das Bild 24' jetzt näher zu dem Photodetektor 25 hinbewegt, wodurch eine Zunahme der Intensität des auf die Dibdenelemente 25a und 25c fallenden Lichtes verursacht

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wird. Gleichzeitig wird die Intensität des auf die Diodenelemente 25b und 25d fallenden Lichtes verringert. Dem
Addierer 26 wird jetzt ein größeres Eingangssignal zugeführt/ während dem Addierer 27 ein entsprechend kleineres Eingangssignal zugeführt wird. Der Differenzverstärker 28 erzeugt jetzt ein Steuersignal, dessen Amplitude und dessen Polarität einen Zustand angeben, in welchem sich die Aufzeichnungsspur in einer Richtung weg von der Objektivlinse 19 entfernt hat. Auf dieses Signal hin verschiebt die Antriebsvorrichtung 29 die Linse 19 in einer Richtung, die das
Wiederherstellen des Zustandes optimaler Fokussierung gestattet. .

Wenn im Stand der Technik eine Zylinderlinse benutzt wird, um Linienbilder zu erzeugen, ist der Abstand von zwei resultierenden Bildern in bezug auf eine der optimalen Fokussierung (Defokussierung Null) entsprechende Position
nicht symmetrisch. Insbesondere und gemäß der Darstellung in Fig. 5 zeigt eine Kurve, die die Amplitude des Fokussierungssignals S„ in Abhängigkeit von der Position P "des Linien-

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bildes angibt, daß die Strecke, auf der die Kurve im wesentlichen linear bleibt, ab der Position, in welcher der Fokussierungsf ehler Null ist, in einer Richtung größer ist
als in der anderen. Wenn ein Photodetektor in einer Position angeordnet wird, die der Defokussierung Null entspricht, ist infolgedessen klar, daß in der bekannten Anordnung mit einer einzigen Zylinderlinse das Fokussierungsfehlersignal in Abhängigkeit von der Defokussierung nicht symmetrisch ist. Unter praktischen Gesichtspunkten bedeutet das, daß das Fokussierungsfolgeregelsystem einen größeren Fangbereich in einer Defokussierungsrichtung als in der
anderen aufweisen würde. Das ist in den meisten Fällen unerwünscht, da, wenn man nicht auf ein bestimmtes Programm zurückgreifen kann, um den Punkt, in dem der Fokussierungsfehler Null ist, in die Mitte des Fangbereiches der auto-

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matischen Regelung zu bringen, man eine solche Asymmetrie nicht kompensieren kann, indem man den größeren Fangbereich einer bestimmten Defokussierungsrichtung zuordnet, denn die Defokussierungsrichtung ist unvorhersagbar.

Andererseits beseitigt das Fehlerkorrektursystem nach der Erfindung den vorgenannten Nachteil, weil ein System geschaffen wird, in dem zwei Zylinderlinsen in Verbindung mit einer Kollimationslinse benutzt werden, um zwei Teleskope zu bilden, mittels welchen zwei in bezug auf den Photodetektor in symmetrischen Abständen angeordnete längliche Bilder erzeugt werden können. Die Symmetrie des Systems nach der Erfindung gestattet, das Photodetektorsystem in den Mittelpunkt des linearen Bereiches der Verschiebungen der länglichen Bilder zu bringen. Darüberhinaus gestattet das System nach der Erfindung eine maximale Trennung zwischen Fokussierungsfehlerkorrektursignalen und Radialverfolgungsfehlerkorrektursignalen.

In der oben beschriebenen Ausführungsform dient die Linse nicht nur als Einrichtung zur Erzeugung des Zwischenflecks 18, sondern auch als eine Kollimationslinse zum Abbilden des reflektierten Lichtes an dem Fleck 18 in den zweiten Strahlengang 22. In dieser Hinsicht und bezüglich des in Fig. 6 angegebenen Lesers 10' sei angemerkt, daß ein Strahlteiler 21' links von dem Zwischenfleck 18 angeordnet werden kann, um ein Bild des Fokussierungsflecks 20 in einen zweiten Strahlengang 22' zu reflektieren und in diesem einen Zwischenfleck 18' zu bilden. In dem Strahlengang 22' muß dann eine zweite Kollimationslinse 17' vorgesehen werden, die mit den Zylinderlinsen 23 und 24 die beiden erforderlichen Teleskope bildet, um die symmetrisch versetzten länglichen Bilder 23', 24' zu erzeugen. Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß die Höhe der länglichen Bilder durch die Wahl der Linse 17' modifiziert werden kann, während sie bei der als erste beschriebenen Ausführungs-

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form niemals größer als der Durchmesser des Strahls 12 sein kann, was in gewissen Fällen für die verfügbaren Photodetektoren unpraktisch klein sein würde.

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Claims

Patentansprüche :

1. Fokussierungsfehlerkorrektursystern für einen optischen Leser, in dem eine Informationsaufzeichnungsspur mit mehreren Windungen einer Videoplatte in einer Leseebene für ihre Abtastung durch einen von einer Quelle kohärenten Lichtes erzeugten Lesestrahl abgestützt ist, um eine in der Spur aufgezeichnete Information zu entnehmen, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Leiten des Lesestrahls in einem ersten Strahlengang von der Quelle kohärenten Lichtes zu der Aufzeichnungsspur, durch eine in dem ersten Strahlengang angeordnete Einrichtung zum Konvergierenlassen des Lesestrahls in einem Zwischenlichtfleck, durch eine Objektivlinse, die in dem ersten Strahlengang angeordnet ist und dazu dient, die von dem Zwischenlichtfleck stammende Lichtenergie in Form eines Leseflecks auf der Aufzeichnungsspur zu fokussieren, wobei eine Deckung des Leseflecks mit der Spur einem Zustand optimaler Fokussierung entspricht, wenn sich die Spur in der Leseebene befindet, durch einen Strahlteiler, der sich ebenfalls in dem ersten Strahlengang befindet und dazu dient, einen zweiten Strahlengang für das durch die Spur reflektierte Licht auszubilden und ein reflektiertes Bild des Leseflecks in den zweiten Strahlengang zu übertragen, durch zwei mit Abstand voneinander und orthogonal zueinander angeordnete Zylinderlinsen, die im wesentlichen gleiche Brennweiten haben und in dem zweiten Strahlengang vorgesehen sind, um in Verbindung mit der Einrichtung zum Konvergierenlassen des Lesestrahls ein erstes und ein zweites Teleskop zu bilden, die zum Erzeugen eines ersten und eines zweiten astigmatischen Bildes des Leseflecks entlang des zweiten Strahlengangs dienen, wobei die Bilder um eine Strecke voneinander entfernt sind, die im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den Zylinderlinsen ist, und wobei die räumlichen Positionen der astigmatischen Bilder längs des zweiten Strahlenganges

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um Strecken verschiebbar sind, die zu einem Deckungsfehler zwischen der Spur und der Leseebene proportional sind, durch ein Photodetektorsystern, das in dem zweiten Strahlengang ungefähr auf halber Strecke zwischen dem ersten und dem zweiten astigmatischen Bild angeordnet ist und auf Relativänderungen der Lichtenergie der astigmatischen Bilder, die auf eine Verschiebung der Bilder aufgrund eines Deckungsfehlers- zwischen der Aufzeichnungsspur und der Leseebene zurückzuführen sind, anspricht, um ein Fehlersignal zu erzeugen, das die Richtung und die Amplitude einer solchen Abweichung von dem Zustand optimaler Fokussierung darstellt, und durch eine Einrichtung, die auf das bewußte Fehlersignal anspricht und eine Relatiwerschiebung zwischen der Objektivlinse und der Spur hervorruft, um den Zustand optimaler Fokussierung wiederherzustellen.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Konvergierenlassen des Lichtstrahls eine Kollimationslinse für das reflektierte Licht enthält.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollimationslinse und die Zylinderlinsen im wesentlichen gleiche Brennweiten haben.

4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Photodetektorsystern vier Diodenelemente enthält.

5. System nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlteiler zwischen der Quelle kohärenten Lichtes und der Kollimationslinse angeordnet ist.

6. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlteiler zwischen der Einrichtung zum Konvergieren-

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lassen des Lichtstrahls und der Objektivlinse angeordnet ist und daß außerdem eine Kollimationslinse vorgesehen ist, die in dem zweiten Strahlengang angeordnet ist, um in Verbindung mit den beiden Zylinderlinsen ein erstes und ein zweites Teleskop zu bilden.

7. Optischer Informationsleser, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Fokussierurigsfehlerkorrektursystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6 enthält.

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