DE2701538A1

DE2701538A1 - Vorrichtung zum auslesen eines aufzeichnungstraegers, auf dem information, z.b. bild- und/oder toninformation angebracht ist

Info

Publication number: DE2701538A1
Application number: DE19772701538
Authority: DE
Inventors: Josephus Johannes Maria Braat
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1976-01-28
Filing date: 1977-01-15
Publication date: 1977-08-04
Also published as: NL7600843A; NO770239L; DE2701538B2; DK145866C; JPS5631651B2; DK30677A; SE7700726L; NO149794C; ES455361A1; JPS5293223A; AR217251A1; BR7700453A; PL108352B1; ATA45977A; CA1096494A; AT349230B; NZ183153A; FR2339929A1; DE2701538C3; FR2339929B1

Description

PHN. 8291.

23.11.1976. Dipl-I::-. HV ""ν " -.-.-UitM. . 2/01538

''" - -'^Λ>1 Va/EVH.

S.V. Philips'GloeÜo.-jpiniabriekeo . (^ *»

Vorrichtung zum Auslesen eines Aufzeichnungsträgers, auf dem Information, z.B. Bild- und/oder Toninformation angebracht ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auslesen eines Aufzeichnungsträgers, auf dem Information, z.B. Bild- und/oder Toninformation in einer optisch ausles- / baren spurförraigen Informationsstruktur angebracht ist,

wobei diese Vorrichtung enthält: eine Strahlungsquelle, ein Objektivsystem mit dessen Hilfe über den Aufzeichnungsträger von der Strahlungsquelle herrührende Strahlung einem strahlungsempfindlichen Informationsdetektionssystera zugeführt wird, das das von der Strahlungsquelle gelieferte j und von der Inforniationsstruktur modulierte Auslesebündel ,

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j in ein elektrisches Signal umwandelt, sowie ein Fokussierungs-

j detektionssystem, das mit einer elektronischen Schaltung

Ableiten eines Steuersignals zur Kachregelung der Fokussierung des Objektivsystems in bezug auf die Fläche J 5 eines auszulesenden Spurteiles verbunden ist.

■ Unter einem Fokussierungsdetektionssystem ist ein

-t strahlungsorapfindliches Detektionssystem zu verstehen, das

j ein elektrisches Signal liefert, das eine Anzeige über eine

i * Abweichung zwischen der Ebene der Fokussierung des Objektiv-

10 systems und der Ebene eines auszulesenden Spurteilcs gibt.

Eine derartige Vorrichtung ist u.a. aus der Dt-OS 2 322 725 der Anmelderin bekannt.

In den darin beschriebenen Aufzeichnungsträger

ist z.B. ein Farbfernsehprogramm gespeichert. Die Informations-15 struktur besteht aus einer spiralförmigen Spur, die aus

einer Vielzahl in den Aufzeichnungsträger gepresster Grübchen aufgebaut ist, wobei die Leuchtdichteinformation in 1

der Frequenz der Grübchen festgelegt ist, während die

■ Färb- und Toninformation in einer Aenderung der Länge der

:. 20 Grübchen entholten ist. Ein Auslesebündel wird zu einen

i · · ■

\ Strahlungsfleck, dessen Abmessungen in einer Grössenordnung

gleich der der Grübchen liegen, auf die Infonnations-

"struktur fokussiert. Indem der Aufzeichnungsträger in bezug auf das Auslesebündel bewegt wird, wird die Intensität 25 dieses Bündels entsprechend der gespeicherten Information

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moduliert. Mit JIiIfe eines strahlungsemp'fiiidlichen Informationsdetektors wird die Modulation des Auslosebündels in ein elektrisches Signal umgewandelt. Dieses Signal wird in einer elektronischen Schaltung derart vorarbeitet, dass es sich dazu eignet, einer Farbfernsehempfangsvorrichtung zugeführt zu werden.

Das in der Auslösevorrichtung verwendete Objektivsystem weist eine grosso numerische Apertur und eine kleine Tiefenschärfe auf. Daher muss stets scharf auf die Infor-

mationsstruktur fokussiert sein. Abweichungen zwischen der Sollage der Fokussierungsebene und der Istlage dieser Ebene welche Abweichungen auf z.B. Fehler in der Lagerung des Aufzeichnungsträgers oder auf eine Krümmung des Aufzeichnungsträgers oder auf Schwingungen der Elemente in der Auslesevorrichtung zurückzuführen sein können, müssen stets detekticrt werden und die Fokussierung muss an Hand dieser Detektion nachgeregelt werden.

In der Vorrichtung nach der Dt-OS 2 322 725 werden Fokussierungsfehler mit Hilfe eines gesonderten Fokussierungs— •20 bündeis dctektiert. Dieses Bündel, das von dem Auslesebündel abgespaltet wird, geht schräg durch das Objektivsystem und ist verhältiiismässig eng. Das von dem Aufzeichnungsträger reflektierte Fokussierungsbündel wird von dem Objektivsystem zu einem Strahlungsfleck in der Ebene zweier ' strahlungsempfindlichcr Detektoren fokussiert. Das Ausiuass

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-ν

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"■ Ή&λ

in dem der Strahlungsfleck zu den Detektoren symmetrisch ist, gibt eine Anzeige über das Ausmass der Fokussierung des AuslesebiSndels auf die Informationsstruktur. In der bekannten Vorrichtung sind aussei- den für das eigentliche ■ Auslesen benötigten optischen Elementen optische Zusatz-

elemente zum Detektieren von Fokussierungsfehlern erforderlich.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, eine Auslesevorrichtung zu schaffen, in der Fokussierungsfehler mit Hilfe einer möglichst geringen Anzahl zusätzlicher· optischer Elemente detektiert werden können. Die Vorrichtung nach der Erfindung ist dazu dadurch gekennzeichnet, dass das Fokussiorungsdetektionssystem durch zwei strahlungsempfindliche Detektoren gebildet wird, die in dem fernen Feld der Informationsstruktur auf einer Seite einer Ebene angeordnet sind, die durch die optische Achse des Objektivsystems'und eine Normale auf der Mittellinie eines auszulesenden Spurteiles gebildet wird, wobei die Detektoren symmetrisch zu einer Linie liegen, die effektiv quer zu der Spurrichtung verläuft; dass die Ausgänge der Detektoren einerseits mit einer Subtrahierschaltung und andererseits mit einer Addierschaltung verbunden sind; dass die Ausgänge der Addierschaltung und der Substrahierschaltung mit einem ersten und einem zweiten Eingang einer Multiplizierschaltung verbunden sind, wobei in einer der Verbindungen zwischen . der Addierschaltung und der Multiplizierschaltung und

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zwischen der Subtrahierschal tuny und der MuItiplizier- -schaltung eine phasendrehende Schaltung angeordnet ist, und dass die Multiplizierschaltung mit einer Filterschaltung verbunden ist, die nur Frequenzen durchlasst, die niedriger als die Frequenz sind, die dem Zweifachen der mittleren Raumfrequenz der Informationsstruktur in der Spurrichtung entspricht, wobei an dem Ausgang der Filterschaltung das Steuersignal zur Nachregelung der Fokussierung erhalten wird.

Unter dem Ausdruck "die Detektoren liegen im fernen Feld der Infonnationsstruktur" ist zu verstehen, dass sich diese Detektoren in einer Ebene befinden, in der die durch die Informationsstruktur gebildeten verschiedenen Beugungsordnungen des Auslesebündels in genügendem Masse voneiander getrennt sind, somit in einer Ebene, die genügend weit von der von dem Objektivsystem erzeugten Abbildung der Informationustruktur entfernt ist.

Unter dem Ausdruck, dass "eine Linie effektiv in der Spurrichtung bzw. effektiv quer zu der Spurrichtung verläuft", ist zu verstehen, dass die imaginäre Projektion dieser Linie auf die Inforniationsstruktur parallel bzw. quer zu der Spurrichtung verläuft.

Die Efindung gründet sich auf die Erkenntnis, dass beim Auslesen der Informationsstruktur, die sich wie ein zweidimensionales Beugungsraster verhält, Fokusslerungefehler zusätzliche Phasenverschiebungen zwischen einem

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TeilbOndel millter Ordnung und Tcilbtindeln höherer Ordnungen hervorrufen. Diese Phasenverschiebungen sind in dem genannten "fernen Feld als ein Interferenzlinienmuster sichtbar, dessen räumliche Periode durch das Ausmass der Fokussierung bestimmt wird. Fokussierungsfehler können dann mittels lediglich geeignet angeordneter Detektoren und ohne zusätzliche optische Elemente oder ein Hilfsbündel detcktiert werden. Dabei wird nach der Erfindung die Summe der Detektorsignale als Referenzsignal beim Ableiten des Steuersignals zur Nachregelung der Fokussierung verwendet.

Das Signal, das eine Anzeige über Fokussierungsfehler gibt, und das Referenzsignal werden mit Hilfe derselben Elemente abgeleitet. Dies hat den Vorteil, dass diese Signale grösstenteils auf gleiche Veise von etwaigen Störungen in dem Auslesesystem, wie optischem Rauschen oder gegenseitigen Schwingungen der Elemente, beeinflusst werden. Durch diese Weise, in der die genannten Signale verarbeitet werden, und zwar Ober eine sogenannte Synchrondetektion, ist das erhaltene Steuersignal zur Nachregelung der Fokussierung von den genannten Störungen unabhängig. Ein weiterer Vorteil ist der, dass die Anwendbarkeit der Erfindung nicht auf eine bestimmte Phasentiefe der Informationsstruktur beschränkt ist. Unter Phasentiefe ist der durch die Informationsgebiete (oder Grübchen) der Informationsstruktur herbeigeführte Phasenunterschied zwischen dem TeilbOndel

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nulltcr Ordnung und den Teilbiindeln erster Ordnung zu verstehen. Die Erfindung kann auch beim Auslesen sogenannter Schwarz-Weiss-Strukturcn oder Amplitudenstrukturell verwendet werden, deren Phasentiefe auf Λ Rad. gesetzt werden kann.

• * Es sei bemerkt, dass bereits in der Dt-OS 2 6θ6

der Anmelderin vorgeschlagen worden ist, Fokussicrungsfehlor mit Hilfe zweier im fernen Feld der Informationsstruktur angeordneter Detektoren zu detektieren. Dabei, wird aber die Summe der Setektorsignale nicht als Referenz beim Ableiten des Steuersignals für die Fokussierung verwendet. In der früher vorgeschlagenen Vorrichtung wird mit den zwei Detektoren ein Gleichstromsteuersignal erhalten. FUr eine dynamische Detektion der Fokussierungsfehler müssen in dieser Vorrichtung der auszulesende Spurteil und der

Auslesefleck periodisch und quer zu der Spurrichtung in bezug aufeinander bewegt werden. Dazu muss entweder der Aufzeichnungsträger oder die Auslesevorrichtung angepasst werden. Dabei werden das Signal, das eine Anzeige über

2Q Fokussierungsfehler gibt, und das Referenzsignal auf verschiedene Weisen abgeleitet.

In der früher vorgeschlagenen Auslesevorrichtung wird nicht ein in der Spurrichtung gebeugtes, sondern ein in der Richtung quer zu der Spurrichtung gebeugtes Teil-

», bündel erster Ordnung zum Detektieren von Fokussierungsfehlern verwendet.

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Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung nach der Erfindung ist der, dass die Lage der Detektoren innerhalb des linken oder rechten Teiles der effektiven Austrittspupille nicht so kritisch ist. Die Detektoren brauchen nicht etwa symmetrisch zu der sogenannten "neutralen Linie" zu liegen, wie dies bei den Detektoren in der Vorrichtung nach der Dt-OS Z 6o6 0p6 der Fall ist.

Unter dem Ausdruck "die effektive Austrittspupille" sind sowohl die reelle Austrittspupille des Objektivsystems als auch eine Abbildung dieser Austrittspupille zu verstehen. Eine derartige Abbildung kann erzeugt werden, wenn die Austrittspupille selber schwer zugänglich ist. Der Ausdruck "neutrale Linie" wird nachstehend noch näher erläutert. Nach einem weiteren Merkmal einer Vorrichtung gemäss der Erfindung ist die Abmessung der Detektoren in der effektiven Spurrichtung erheblich kleiner als der Durchmesser der effektiven Austrittspupille des Objektiv-

■ systems. Mit dieser Ausfuhrungsform können verhUltnismässig grosso Fokussierungsfehler detektiert werden.

Eine Vorrichtung nach der Erfindung, mit der sowohl gross· als auch kleine Fokussierungsfehler mit grosser Genauigkeit detektiert werden können, ist dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Detektoren in zwei Teildetektoren unterteilt ist und dass die Ausgänge der ausseren Teildetektoren Über von dem abgeleiteten Steuersignal

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betätigte Schalter und die Ausgänge der inneren Teildetektoren
unmittelbar mit Eingängen der Addicrschaltung und der
Subtrahierschaltung verbunden sind.

Eine Vorrichtung nach der Erfindung kann auch das
Merkmal aufweisen, dass di-a Detektoren die Form gleichschenkeliger Dreiecke aufweisen, deren Basisseiten effektiv
quer zu der Spurrichtung liegen. Dann kann für einen grosscn
Fokussierungsfehlerbereich ein eindeutiges Steuersignal
abgeleitet werden.
Nach einem weiteren Merkmal kann jeder der drei—

eckförmigcn Detektoren in zwei gleichschenklige dreieck- ^: förmige Teildetektoren.unterteilt sein.

Eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung i naclf der Erfindung mit schmalen Detektoren ist dadurch I

gekennzeichnet, dass die Detektoren am Rande der effektiven j Austrittspupille angeordnet sind. Das Fokussierungsdetektions- | system eignet sich dann zum Auslesen eines Aufzcichnungs- ! trägers, in dem die Raumfrequenz der Informationsgebiete j

eine grosse Variation aufweist. I

Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der

" Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben

Es zeigen: . ä

Fig. 1 eine Ausführungsform einer Vorrichtung nach
der Erfindung,

Fig. 2, 2a, 6a, 6b, 7.8a, 8b, 9, 10a und 10b

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mSgliche Ausführungsformen des in dieser Vorrichtung verwendeten strahlungsempfindlichen Detektionssystems und •ausscrdem die Weise, in der die von diesem System'gelieferten Signale verarbeitet werden, und 5* Fig. 31 ** MIiA 5 das Prinzip der Erfindung.

In Fig·. 1. ist ein runder scheibenförmiger Aufzeichnungsträger 1 in radialem Schnitt dargestellt. Die Informationstruktur ist annahmeweise reflektierend. Die Informationsspurcn sind mit 3 bezeichnet. Eine Strahlungsquelle 6, z.B. ein Heliuin-Neon-Laser, emittiert ein Auslesebündel b. Dieses Bündel wird von einem Spiegel 9 ^zu einem schematisch durch eine einzige Linse dargestellten Objektiveystem 11 reflektiert. Im Wege des Auslesebündels b ist eine

Hilfslinse 7 angeordnet, die dafür sorgt, dass das Auslese-

j bündel die Pupille des Objektivsystems ausfüllt. Dann wird

■ ein Strahlungsfleck mit minimalen Abmessungen auf die

, Flache 2 der Informationsstruktur projiziert.

Das Auslesebündel wird von der Informationsstruktur reflektiert und bei Rotation des Aufzeichnungsträgers um eine Welle 5, die durch eine mittlere Oeffnung h geführt ist, zeitlich entsprechend der in der auszulesenden Spur gespeicherten Information moduliert. Das modulierte Auslesebündel passiert wieder das Objektivsystem und wird von dem Spiegel 9 in Richtung auf das von der Quelle

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PUN. 3291. 23.11-76.

emittierte Bündel reflektiert. Im Strahlungsveg des AuslesebOndels sind Elemente zur Trennung der Wege des modulierten und des unmodulierten AuslcscbUndcls angeordnet. Diese Elemente können z.B. aus einem Gebilde eines polarisationsempfindlichen Teilprisnms und einer 7\ /'f-Platto bestehen. In Fig. 1 ist der Einfachheit halber angenommen, dass die genannten Mittel durch einen halbdurchlässigen Spiegel 8 gebildet werden. Dieser Spiegel reflektiert einen Teil des modulierten Auslesebündels zu einem strahJungsempfindlichen Informationsdetektor 12. Am Ausgang dieses Detektors wird ein Signal Si erhalten. Das Signal Si kann auf bekannte Weise dekodiert und dann, wenn auf dein Aufzeichnungsträger ein Fernsehprogramm gespeichert ist, mittels einer üblichen Fernsehenipfangsvorrichtung sichtbar und hörbar gemacht werden. Die optischen Details der Informationsstruktur sind sehr klein. Z.B. ist die Breite einer Spur 0,5yum, der Spurabstand 1,2/um und die mittlere räumliche Periode der Grübchen 3/um fOr einen scheibenförmigen runden Aufzeichnungsträger, auf dem ein 30 Minuten dauerndes Fernsehprogramm gespeichert ist, innerhalb eines Ringes mit einem Innendurchmesser von 12 cm und einem Aussendurchmesser von 27 cn

Um derartige kleine Details auslesen zu können, muss ein Objektivsystem mit einer verhältnismässig grossen numerischen Apertur (z.B. 0,45) verwendet werden. Ein derartiges Objektivsystem weist aber eine kleine Tiefenscharf·

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auf, und aus diesem Grunde muss stets scharf bzw. genau auf die Informationsstruktur fokussiert sein.

Um Abweichungen in der Fokussierung detektieren zu können, sind ausser dem Detektor 12 zwei zusätzliche Detektoren I3 und 1h vorgesehen. In Fig. 2 sind diese Detektoren in Draufsicht dargestellt. Der Ursprung O dies Koordinatensystems OXY liegt auf der optischen Achse des Objektivsystems. Die X-Achse bzw. die Y-Achse liegt effektiv parallel bzw. effektiv quer zu der Längsrichtung eines auszulesenden Spurteiles. !

Die Detektoren I3 und Ik sind z.B. in der Ebene U t

angebracht, in der eine Abbildung der Austrittspupille des Objektivsysteins mittels einer Hilfslinse 23 erzeugt wird.

In Fig. 1 ist der Übersichtlichkeit halber nur die Abbildung (a¹) eines Punktes a dieser Austrittspupille mit gestrichelten Linien angegeben. Die Detektoren 13 und 1Ί können auch in einer anderen Ebene angeordnet werden, vorausgesetzt, dass in dieser Ebene die von der Informationsstruktur in verschiedenen Ordnungen gebeugten Teilbündel genügend voneinander getrennt sind.

' · - Vie weiter in Fig. 2 angegeben ist, werden die Ausgangssignale der Detektoren 13 und lh einer Subtrahierschaltung 15 zugeführt. Der Ausgang dieser Schaltung ist ■*-'■- mit einer ersten Eingangsklemme einer Multiplizierschaltung verbunden. Mittels der Addierschaltung 16 werden die

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ι* -

-Al

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Ausgangssignale der Detektoren 13 und 1Ί zueinander addiert und das erhaltene Signal wird über eine phascndrelicnde Schaltung I7, die die Phase dieses Signals über 90° verschiebt, einem zweiten Eingang der Mnltiplizierschaltung 18 zugeführt. Das Ausgangssignal dieser Schaltung wird einem Tiefpass I9 zugeführt. Am Ausgang dieses Filters wird, wie nachstehend auseinander-gesetzt werden wird, das gewünschte Steuersignal S- erhalten.

Nun wird auf die physikalischen Hintergründe der Erfindung eingegangen. Die Informationsstruktur des Aufzeichnungsträgers, die aus Spuren besteht, die ihrerseits aus einer Vielzahl von Gebieten und Zwischengebieten aufgebaut sind, wobei die Gebiete z.B. Grübchen sind, kann als ein zweidimensionalcs Beugungsraster betrachtet werden. Das Auslesebündel b wird von diesem Raster in ein Teilbündel nullter Ordnung, eine Anzahl von Teilbündeln erster Ordnungen und eine Anzahl von Teilbündeln höherer Ordnungen gespaltet. Ein Teil der Strahlung der Teilbündel geht durch die Pupille des Objektivsystems 11 und könnte in der Bildebene der Informationsstruktur konzentriert werden. In dieser Bildebene sind die gesonderten Beugungsordnungen nicht getrennt. In der Ebene der Austrittspupille des Objektivsystems oder in einer Ebene, in der eine Abbildung dieser Austritts— pupille erzeugt wird, sind die Beugungsordnungen dagegen mehr oder weniger getrennt. In Fig. 3 ist die Situation

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in der Ebene der Austrittspupille dargestellt.

Der Kreis 20 mit dem Mittelpunkt 23 in Fig. 3 stellt der Querschnitt des Teilbündels b nullter Ordnung .. (O,O) in der Ebene der Austrittspupille dar. Die Kreise

*5 21 und 22 stellen die Querschnitte der in der Längsrichtung eines auszulesenden Spurteils gebeugten Teilbündel b(+1,O) bzw. b(-1,O) dar. Die X-Achse und die Y-Achse der Fig. entsprechen der X-Achse und der Y-Achse der Fig. 2. Der Abstand d der Mittelpunkte Zk und 25 von der Y-Achse wird durch λ/ρ bestimmt, wobei ρ die örtliche Periode der Grübchen in der Spurrichtung und 7\ die Wellenlänge des Auslesebündels b darstellen.

Zum Ableiten eines Fokussierungsfehlers «erden die Phasenänderungen zwischen den Teilbündeln erster Ordnung, die in der Spurrichtung' gebeugt werden, und dem Teilbündel nullter Ordnung benutzt.

In den in Fig. 3 schraffiert dargestellten Gebieten überlappen die Teilbündel erster Ordnung b(+1,O) und b(-1,O) teilweise das TeilbUndel nullter Ordnung b(o,o) und treten Interferenzen auf. Der Phasenunterschied der Teilbündel b(+1,0) und b(-1,O) in bezug auf das Teilbündel b(o,O) ändert sich mit hoher Frequenz infolge der Fortbewegung des Ausleseflecks in der Spurrichtung und mit niedriger Frequenz infolge von Fokussierungfehlern. Dadurch treten Intensitätsänderungen in den Uebcrlappungsgebieten auf,

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- w-

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wobei diese Aenderungen mittels der Detektoren 13 und Ik dctektiert werden können.

Venn die Mitte des Auslescflecks mit der Mitte eines Grübchens zusammenfällt, besteht ein bestimmter Phasenuiiterschied If* zwischen einem Teilbündel erster Ordnung und dem Teilbündel nullter Ordnung. Der Wert von *f hängt von der Form der. Inforniationsstruktur und hauptsächlich von der Phasentiefe der Grübchen ab. Beim Uebergang des Ausleseflecks von einem ersten Grübchen zu einem zweiten Grübchen nimmt die Phase z.B. des Teilbündels erster Ordnung b(+1,o) in bezug auf das Teilbündel nullter Ordnung kontinuierlich um 2 7/ zu. Daher lässt sich sagen, dass beim Fortbewegen des Ausleseflecks in der Spurrichtung sich die

Phase eines Teilbündels erster Ordnung in bezug auf das Teilbündel nullter Ordnung umWt ändert. Dabei ist (^ eine ·* Zeitfrequenz, die durch die Raumfrequenz der Grübchen in einem auszulesenden Spurteil und durch die Geschwindigkeit bestimmt wird, mit der sich der Auslesefleck über diesen Spurteil bewegt.

Der Phasenunterschied zwischen dem TeilbUndel b(O,O)

und den Teilbündeln b(+1,o) und b(-1,o) in den Ueberlappungsgebieten der Fig. 3 wird nicht nur durch die Art der Informationsstruktur, sondern auch durch das Ausmass bestimmt, in dem das Auslesebündel auf die Fläche der Informationsstruktur fokussiert ist. Dies wird an Hand der Fig. Ί näher erläutert.

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In dieser Figur ist ein Teil einer Spur (3) im Längsschnitt dargestellt. Beispielsweise sei angenommen, dass- das Auslesebündel in einer Ebene fokussiert wird, die in einem Abstand Δ s von der Ebene der. Spur liegt. Infolge ' dieser Entfokussierung tritt ein zusätzlicher Weglängenverlust zwischen dem Teilbündel b(0,0) und den Teilbündeln b(+1,0) und b(-1,o) auf. Von diesen DUndeln sind nur die Hauptstrahlen dargestellt. Für die Richtung unter einem beliebigen Winkel & zu dem Hauptstrahl des Teilbündels b(0,0) wird der Weglängenunterschied zwischen dem Teilbündel b(0,0) und dem TeilbUndel b(+1,o) gegeben durch:

• 4w = 4z.cos(/; - h z.cos(ß-oO) ·

Für einen kleinen Winkel" <l· und für einen kleinen Winkelunterschied ( /?>-<&) ist der Weglängenunterschied in guter An- _y näherung, d.h. mit einer Genauigkeit bis zur dritten Ordnung,gleich:

AW = dz JJ -

oder aber: a

. Av = 4z| (6

Der durch die Fokussierung herbeigeführte Phasenunterschied in einer Richtung unter einem "Winkel- fa zu der optischen Achse des Objektivsystems ist dann:

Der Phasenunterschied ψ&Ί. ist für einen bestimmten Wert der Fokussierung A ζ eine Funktion des Winkels df .

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. 82yi. 23.11.76.

Für jede Lage in der Austrittspupille wird der Phasenunterschied (τΔ ζ durch den Abstand dieser Lage von der Y<-Achse bestimmt. Für die Lagen auf den zwei Linien, deren Winkelabstand von der Y-Achse gleich -x ist, ist der · Phasenunterschied zwischen einem TeilbUndel erster Ordnung und dem Teilbündel nullter Ordnung gleich ψ{$Δ ζ = θ) und von einem Fokussierungsfehler unabhängig. Diese zwei Linien können als "neutrale Linien" bezeichnet werden. In Fig. 3 ist eine dieser Linien mit 1 angegeben..

In Fig. 5 ist bei einer bestimmten Entfokussierung

Az der Gesamtphasenunterschied 0 zwischen dem Teilbündel b(0,0) und dem Teilbündel b(+1,o) als Funktion der Winkellage ch in der Austrittspupille dargestellt. Die Lage der Linie, die zu der Y-Achse parallel ist und sich in der Mitte zwischen den Detektoren 13 und \k erstreckt, ist wit ot angegeben. Die Mitten der Detektoren I3 und I¹* befinden sich dann in den Lagen <*· - ^^und <** +^«C. Wenn der Phasen-

o ο

. unterschied rAx für die Lage (^ durch γ dargestellt ist,

ist der Phasenunterschied für die Lage oL l+A-b-MV**

und für die Lage (JL +

wobei A^durch A^= 23?*^— P AtL gegeben wird. Ueber die

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-.8219. 23.11.76.·

Ueberlappungsgebiete der Flg. 3 erstrecken sich Interferenzlinienmuster. Die räumliche Periode eines Interferenzlinienmusters wird durch die Grosse eines Fokussierungsfehlers bestimmt, d.h., dass bei grosscm Δζ die raumliche

· Periode klein ist. Infolge der schnellen Abtastung der Grubchen in einem auszulesenden Spurteil durch den Auslesefleck bewegt sich ein Interfercnzlinieninuster mit hohen Frequenzen. Dübel wird das Vorzeichen der Verschiebung des Interferenzlinienmusters durch das Vorzeichen des Folcussierungsfehlere Λ ζ bestimmt.

Die Phasenunterschiede zwischen den an der Stelle der Detektoren 13 und \h interferierenden Teilbündeln werden gegeben durch:

0\_k - V ^+<ot +■ <f_o■* *Ψ

Die zeitabhängigen Ausgangssignale der Detektoren 13 und 14 können durch:

S₁₃ = A cos( y₊ A;t + V₀ - *f) S_llf = A cosiV-'+ I* ^t +Vo dargestellt werden. Das Ausgangssignal der Subtrahierschaltung 15 (siehe Fig. 2) ist dann:

S₁₅ = B sin( V+ *u» t. + ^₀).sin Δ *f . Vie In Fig. 2 angegeben ist, werden die Ausgangesignale der Detektoren 13 und lh auch noch zueinander in der Schaltung i6 addiert. In den Signalen S~_ und S.r haben

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die Terme &>t das gleiche Vorzeichen, während das Vorzeichen des Terines ^Δ τ im Signal S₁- dem dieses Termes im Signal S 'entgegengesetzt ist. Dadurch wird die Aenderung in der Summe der Signale S._ und S₁JL infolge von Fokussierungsfehlern erheblich kleiner als diese Aenderung im Signal sein. Das Summensignal kann durch:

S₁₆ = C cos( f + ™t + /_o) Jj + dargestellt werden. Darin ist m für nicht zu grosse Fokussierungsfehler eine Konstante kleiner als 1, so dass bei nicht zu grossem 4z das Vorzeichen von S.s sich nicht ändern kann. Das Signal S₁^ wird einer phasendrehenden Schaltung .17 zugeführt, die die Phase über 90° verschiebt, wodurch erhalten wird:

S₁₇ = D sin( V ₊ «> t +1/*_ο) £i + mcoe( &Ϋ )] .

In der Multiplizierschaltung 18 werden die Signale S₁„ und S._ miteinander multipliziert, wodurch erhalten wird: S₁₈ = E ein²( f₊<Jt +(f_o)sln{ & ^f) £Ί + mcos( Dies kann geschrieben werden als:

S₁₈ = E Γΐ + mcos(4/)J .SIn[Af) fi - \οο*2(ψ + Ut *γ_ο) Nach. Durchgang durch die Filterschaltung, die nur Frequenzen von weniger als 2^w durchlässt, entsteht daraus ein Signal:

S_f = K(4/)_si„(A^)_f

wobei Κ(Δ^) = { E Π + mcos(4f)l ist und für nicht zu grosse Fokussierungsfehler positiv bleibt.

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•IS'

Das Signal S„ ist also eine ungerade Funktion

von "'und somit auch eine ungerade Funktion des Fokussicrungsfehlers Δ ζ, so dass mit der beschriebenen Detektoranordnung und mit der beschriebenen Signalverarbeitung die Grosse und

■ 5 die Richtung des Fokussierungsfehlers detektiert werden.

Das Signal S- kann dazu benutzt werden, auf an sich bekannte Weise, z.B. durch Verschiebung des Objektivsystems in axialer Richtung, die Fokussierung nachzurcgeln.

In Fig. 2 bezeichnet 17 eine phasendrehende Schaltung.

Diese Schaltung könnte ein differenzierendes Netzwerk sein. Es ist aber zu bevorzugen, die phasendrehende Schaltung als eine sogenannte phasensynchronisierende Schleife ("phase-locked loop") auszubilden.

In Fig. 2a ist das Prinzip einer derartigen Schleife veranschaulicht. 26 bezeichnet einen Oszillator, der an seinen Ausgang 27 eine Kosinusfunktion und an seinen Ausgang eine Sinusfunktion abgibt. Der Ausgang 27 ist mit einem ersten Eingang einer Frequenzvergleichsschaltung 29 verbunden, in der die Frequenz des Oszillators 26 mit der Frequenz des Signals cos(6jt) verglichen wird, dessen Phase Über 90° verschoben werden muss. Das Ausgangssignal der Frequenzvergleichsschaltung wird auf den Oszillator rückgekoppelt, wodurch die Frequenz' dieses Oszillators gleich der des Signals cos(cOt) wird. Am Ausgang 28 des Oszillators tritt dann eine Sinusfunktion mit der gewünschten FrequenzW auf.

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Ausser in der Längsrichtung eines auszulesenden Spurteils wird Strahlung des Auslesebündels auch in Richtungen quer zu dieser Längsrichtung und in diagonalen Richtungen gebeugt. Es werden also auch Teilbündel der Ordnungen (θ,+ΐ) und (θ,-ΐ) infolge der Rasterstruktur quer • . zu der Spurrichtung und Teilbilndel der Ordnungen (+1,+I), (-1,+1), (-1,-1) und (+1,-1) erhalten. Die Richtungen dieser. Teilbündel sind in Fig. 3 mit Pfeilen angegeben. Da die Detektoren 13 und i4 beiderseits der X-Aclise liegen, werden ihre Ausgaiigssignale nicht von den Teilbündeln b(o,'+i) und b(0,-i) beeinflusst. Die Richtungen der Linien der Interferenzmuster infolge der in diagonalen Richtungen gebeugten Teilbündel verlaufen schräg in bezug auf die Detektoren. Der Einfluss der letzteren Interferenzrauster auf die Signale S.._ und S-κ wird dadurch ausgemittelt werden.

Von der Informationsstruktur wird Strahlung des Auslesebündels auch in höheren Ordnungen als die ersten Ordnungen gebeugt. Die Strahlungsenergie in dep höheren BeugungsOrdnungen ist aber verhältnismässig gering, und die Beugungswinkel höherer Ordnungen sind derart, dass nur ein kleiner Teil der Teilbündel höherer Ordnungen innerhalb der Pupille des Objektivsystems fällt. Der Einfluss der Teilbündel höherer Ordnungen ist daher vernachlässigbar.

Vie bereits bemerkt wurde, wird die räumliche Periode des Interferenzlinienmusters durch den Fokussierunge-

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hin. 3291. 23.11.76.

fehlet* Λ τ. bestimmt. Je grosser dieser Fehler, je kleiner ist die genannte räumliche Periode. Im Obenstehenden wurde angenommen, dass O und C₁ in dem Ausdruck von S._, S.g, Konstanten sind. In Wirklichkeit weisen für rechteckige

Detektoren B und C jedoch einen Verlauf nach auf,

wobei χ durch Tt- gegeben wird, wobei 1 die Breite des rechteckigen Detektors und q die räumliche Periode des Interferenzlinienmustcrs ist. Venn nun der Fokussierungsfehler A ζ derart gross wird, dass die Periode q eines Interferenzmusters gleich der Breite 1 wird, tritt eine Vorzeichenänderung in B auf. Dann verschiebt sich die Phase des abgeleiteten Regelsignals fiber 18O° und besteht die Möglichkeit, dass die Servoregelung für die Fokussierung in der falschen Richtung zu regeln anfängt.

Beim Ableiten-des Signals S.,- werden die Ausgangseignale der Detektoren 13 und 1Ί zueinander addiert, so dass

ein zweimal breiterer Detektor als beim Ableiten des 1

Signals S._ verwendet wird. Die genannte Vorzeichenänderung wird also zuerst für das Signal S.g auftreten.

Es wurde .daher vorgeschlagen, die Detektoren möglichst schmal auszuführen. Dann kann auch für grossere Fokussierungsfehler, die beim "Einschwingen" des Objektivsystems in Richtung auf den Aufzeichnungsträger oder bei einem kräftigen Stoss gegen die Auslesevorrichtung auftreten können, ein richtiges Fokussierungsregelsignal erhalten werden·

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Die Anwendung schmaler Detektoren weist noch einen anderen Vorteil auf, und zwar dass die beiden Detektoren in der Mähe des Randes der effektiven Austrittspupille angebracht werden können. Dies ist wichtig, wenn Aufzeichnu-ßsträger, in denen in der Informationsstruktur grosse Kaum— " frequenzen der Informationsgebiete vorkommen, gut ausgelesen

werden können sollen. . . Das Ausmass, in dem die TeilbUndel b( + 1,O) und

b(-1,O) und das Teilbündel b(O,o) sich überlappen, wird durch die Raumfrequenz der Informationsgebiete in der Spurrichtung bestimmt. In Fig. 3 liegen die Kittelpunkte Zk und 25 der Kreise 21 bzw. 22 nahezu auf dem Rand des Kreises 20, der die effektive Austrittspupille darstellt.

In dieser Figur ist also die Situation dargestellt, in der die Raumfrequenz in der Spur, die ausgelesen wird, etwa gleich der halben Grenzfrequenz ist. Venn die Raumfrequenz zunimmt, werden die TeilbUndel erster Ordnung b(+1,O) und b(-1,0) Ober einen grösseren Winkel f> gebeugt werden. Bei einer bestimmten Raumfrequenz der Informationsgebiete,. die der Grenzfrequenz des optischen Auslesesystems entspricht, wird keine Ueberlappung der TeilbUndel erster

' Ordnung mit den TeilbUndel nullter Ordnung mehr auftreten.

Dann wird die Information nicht mehr detektiert werden kSnnen. 25

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; · Da zum Detektieren von Fokussierungsfehlern zwei

ι. Detektoren, die auf einer Seite der Y-Achse liegen, ver-

wendet werden, wird die Grenzfrequenz für die Fokussierungs-

fehlerdetektion kleiner als die Grenzfrequenz für das

J · 5 eigentliche Auslesen der Information sein. Die Grenzfrequenz

für die Fokussierungsdetektion wird bereits erreicht, wenn der Detektor I3 teilweise ausserhalb des Ueberlappungsgebietes der TeilbUndel b(+1,0) und b(O,o) zu liegen kommt ' (vgl. Fig.,6a). Die Rauinfrequenz der Informationsgebiete bei der sich diese Situation ergibt, ist bei Anwendung . ; verh-ältnismässig breiter Detektoren niedriger als bei

; Anwendung schmaler möglichst nahe bei dem Rande der Austrittspupille angeordneter Detektoren (vgl. Fig. 6a und 6b). Der Abstand der Detektoren vom Rande der Pupille und damit die Breite der Detektoren wird durch die höchste Raumfrequenz der Informationsgebiete festgelegt, die in dem

■ , auszulesenden Aufzeichnungstrtiger vorkommt. Venn die maximale Raumfrequenz verhältnismässig niedrig ist, können die Detektoren eine verh-ältnismässig grosse Breite aufweisen. Dann ist es möglich, jeden der Detektoren in zwei Teil-

detektorcn zu unterteilen, wie in Fig. 7 dargestellt ist. Vie bereits bemerkt wurde, müssen die Detektoren schmal

, sein, um grössere Fokussierungsfehler detektieren zu lcSnnen.

' Für Detektoren kleinerer Fokussierungsfehler empfiehlt

es sich im Zusammenhang mit der Genauigkeit der Detektion,

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■ 'möglichst breite Detektoren anzuwenden. In der Anordnung nach Fig. 7 sind die Schalter 31 und 32 unterbrechend, wenn grSssere fokussierungsfehler geraessen werden, so dass der Subtrahierschaltung 15 und der Addierschaltung nur die Signale der schmalen Teildetektoren 13* und 14* " *·. · zugeführt werden. Wenn der gemessene Fokussierungsfehler

einen bestimmten Wert unterschreitet, werden die Schalter und JZ geschlossen und werden die Signale der Teildetektoren 13" und 13", gleich wie die Signale der Teii.detektoren 1 k' und 111", zusammengefügt, so dass die Fokus si erungsf ehler mit den breiten Detektoren 13 und 1Ί detektiert werden. Die Signale der Detektoren 13 und Ah oder der Teildetektoren ; 13' und I*»¹ werden auf die bereits für Fig. 2 beschriebene

. Weise weiter verarbeitet.

j 15 Wie bereits bemerkt wurde, weisen, für rechteckige

Detektoren, B und C in den Ausdrucken für S._ und S.g

einen Verlauf nach auf, wodurch für grössere Fokusaierungsfehler eine Vorzeichenänderung χ auftreten kann. Diese Vorzeichenänderung kann dadurch vermieden werden, dass die Detektoren dreieckförmig ausgebildet werden, wie in Fig. 8a angegeben ist. Bei Anwendung dreieckformiger

2 Detektoren weisen B und C einen Verlauf nach ( ) auf,

so dass keine Zeichenänderung mehr auftritt und auch für einen (rossen Bereich von Fokussierongsfehlcrn ein richtiges Fokussierungsregelsignal erhalten werden kann.

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Die Breite der Detektoren wird dann nicht mehr durch die zu erwartenden Fokussierungsfehler bestimmt. Wenn aber auch fGr einen ßrossen Bereich von Raumfrequenzen der - Informationsgebicte in der Informationsstruktur ein gutes Regelsignal für die Fokussierung abgeleitet werden können -soll, werden die. Detektoren doch möglichst nahe bei dem Rand der effektiven Austrittspupille angeordnet, wie in Fig. 8a dargestellt ist. Die Anwendung schmaler Detektoren ^: am Rande der Pupille ermöglicht es auch, eine Informations-

Struktur mit niedrigen Raumfrequenzen der Informations—

gebiete auszulesen. Die untere Grenze von Raumfrequenzen,

' die η···;1ι detektiert werden können, wird erreicht, wenn die

' ■ Teilbündel b(+1,0) und b(-1,o) einander an der Stelle der

Detektoren 13 und Ik überlappen .werden. Diese untere Grenze

■ 15 liegt, wenn schmale Detektoren am ^Γ·Rande der Pupille ver

wendet werden, selbstverständlich niedriger als bei Anwendung breiter Detektoren.

Venn doch breite dreieckfBrmige Detektoren ver-

wendet werden, können (siehe Fig. 8b) diese Detektoren · '. 20 auf die an Hand der Fig. 7 für rechteckige Detektoren ■ · · , dargestellte Veise unterteilt werden.

In der von der Anmelderin gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung PHN. 829Ο ist beschrieben, wie Zentrierungefehler des Ausleseflecks in bezug auf eine auszulesende Spur unter Verwendung des hier auch für Fokussierungsfehler-

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detektion beschriebenen Prinzips detelctiert werden können. In einer Auslesevorrichtung können die Systeme zum Detektieren von Zentrierungsfehlern und von Fokussierungs— fehlern kombiniert werden, wie in Fig. 9 für dreieckförmige Detektoren dargestellt ist.

Jeder der Detektoren 13 und 14 der Fig. 2 ist durch zwei Detektoren 4θ, 41 bzw. 42, 43 ersetzt.

Zur Bestimmung von Zentrierungsfehlern werden die Ausgangssignale der Detektoren 4o und 42 einer Addierschaltung 45 und die Ausgangssignale der Detektoren 4i und einer Addierschaltung k6 zugeführt. Die Ausgangssignale der Schaltungen 45 ^und ^6 werden einerseits voneinander in der Schaltung k7 subtrahiert und andererseits in der Schaltung 48 zueinander addiert. Am Ausgang der Addierschaltung 48 wird ein Referenzsignal erhalten, dessen Phase über 90° in der phasendrehenden Schaltung 49 verschoben wird. Das phasenverschobene Referenzsignal wird in der Schaltung 50 mit dem von der Subtrahierschaltung herrührenden Signal multipliziert. Das erhaltene Signal wird dem Tiefpass 51 zugeführt, an dessen Ausgang das gewünschte Steuersignal S zur Nachregelung der Zentrierung des Ausleeeflecks In bezug auf eine auszulesende Spur verfügbar let.

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Zum Ableiten von Fokussierungsfchlern werden die *Ausgancssignale der Detektoren '(O und Ίΐ in der Schaltung zueinander addiert und werden die Ausgangssignale der Detektoren '»2 und Ό in der Schaltung 53 zueinander addiert. Die Ausgangssignalc der Schaltungen 52 und 53 werden auf gleiche Vcise wi'e die Ausgangsignale der Detektoren 13 und \h in Fig. 2 verarbeitet. Dabei erfüllen diese Elemente 5**» Ί8, 49, 55 und 56 in Fig. 9 die gleiche Funktion wie die Elemente 15, 16, I7, 18 und I9 in Fig. 2.

In Fig. 1 ist angegeben, dass ein gesonderter

Inforraationsdetektor zum Auslesen der Information im Aufzeichnungsträger verwendet wird. Zum Auslesen der Information könnten auch die Detektoren 13 und 1Ί nach den Fig. 1, 2, 6a, 6b und 7 oder die Detektoren kO, lf\, kZ und kj nach. Fig. 9 verwendet werden. Dann muss also das Ausgangssignal der Addierschaltung 16 oder Ί8 auch noch einer Dekodierschaltung zugeführt und anschliessend z.B. mittels eines Fernsehempfängers sichtbar gemacht werden.

Im Zusammenhang mit einem guten.Signal-Rausch-

Verhältnis im Informationssignal ist es aber zu bevorzugen, dass die Oberflache des Informationsdetektors wenigstens gleich gross wie der BUndelquerschnitt des TeilbUndels nullter Ordnung ist. Venn der Informationsdetektor auch in der effektiven Austrittspupille des Objektivsysteme angebracht ist, kann das zusammengesetzte Detektionssystem

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•VI'

die Form nach Fig.'10a aufweisen. Das Detektionssystem besteht aus einem runden Detektor mit zwei voneinander getrennten strahluiigseinpfindlichen Teilen D. und D . Der Teil D kann wieder in zwei oder vier getrennte Teile

5'· unterteilt sein (siehe Fig. 8b und 9) und dient zum Ableiten von Steuersignalen zur Fokussierung und Zentrierung.

Zum Ableiten des Inforinationssignals S. wird

vorzugsweise das Summensignal des Detektorteils D mit dem

* c

Signal des Detektorteils D. zusammengefügt. In der Anordnung nach Fig. 10a werden die Signale in der Schaltung 60 zueinander addiert. Es ist auch möglich, dass der Detektorteil D. in zwei getrennte Teile D! und D? unterteilt ist, wie in Fig. 10b angegeben ist. Das Informationssignal S. wird dann dadurch erhalten, dass zunächst das Suminensignal des Detektorteils D zu dem Signal des Detektorteils D?

c χ

in der Addierschaltung 61 addiert wird. Das erhaltene Signal wird dann von dem von dem Detektorteil D. gelieferten Signal in der Subtrahierschaltung 62 subtrahiert. Vie in der gleichzeitig von der Anmelderin eingereichten

Patentanmeldung PHN. 8290 beschrieben ist, werden die

Signale des linken und des rechten Teiles der Austrittspupille vorzugsweise zueinander adddiert, wenn eine Informationsstruktur mit einer grossen Phasentiefe (z.B. Tf Rad.) ausgelesen werden muss, während die Signale des linken und rechten Teiles der Austrittspupille vorzugsweise

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voneinander subtrahiert werden, wenn eine Inf ornia ti onset ruk tür mit kleinerer Phasentiefe ausgelesen verden muss.

Die Detektorteile D. (Fig. 1Oa) und D' und D" (Fig. 10b) weisen verhältnismässig grosse Oberflächen auf. Zum Auslesen von Informationsstrukturen mit hohen Raumfrequenzen der Informationsgebicte müssen diese Detektorteile eine verhältnismässig niedrige Kapazität aufweisen. Für diese Detektorteile werden vorzugsweise sogenannte "PIN^H-Photodioden verwendet, die eine niedrige Kapazität

P^ro Oberflächeneinheit aufweisen.

Beispielsweise ist die Erfindung an Hand eines runden scheibenförmigen Aufzeichnungsträgers mit einer Strahlungsreflektierenden Informationsstruktur beschrieben. Es ist einleuchtend, dass auch strahlungsdurchlässige Aufzeichnungsträger mit einer Vorrichtung nach der Erfindung ausgelesen werden können. Der Aufzeichnungsträger braucht nicht rund und scheibenförmig zu sein, sondern kann auch ein bandförmiger Aufzeichnungsträger mit einer Vielzahl von Informationsspuren sein. Vas die Informationsstruktur anbelangt, kann bemerkt werden, dass die einzige Bedingung ist, dass diese Struktur mit optischen Mitteln ausgelesen werden können muss. Diese Struktur kann eine Phasen-Struktur, wie eine Grübchenstruktur, eine Schwarz-Welse-Struktur oder z.B. eine magnetooptische Struktur sein. Ausser einem Fernsehprogramm kann in dem Aufzeichnungsträger z.B. auch eine digitale Information für eine Rechenanlage gespeichert .ein. 7Q₉₈₃₁

Claims

PHK. Γ.291. 23. 1 1 .^r/6.

PATENTAN SPUUECH E:

Qy Vorrichtung zum Auslesen eines Aufzeichnungsträgers , auf dein Inf ormation, z.B. Bild- und/oder Toninf ormation, in einer otpisch auslesbaren spurförmigen Informationsstruktur angebracht ist, wobei diese Vorrichtung enthält: eine Strahlungsquelle; ein Ob jektivsysteni, mit dessen iiilfe über den Aufzeichnungsträger von der Strahlungsquelle herrühi^ende Strahlung einem strahlungsempfindlichen Informationsdetektionssystem zugeführt wird, das das von der Strahlungsquelle gelieferte und von der Inforniationsstruktur modulierte Auslesebündel in ein elektrisches Signal umwandelt, sowie ein Fukuss.ierungsdetektionssys tem, das mit einer elektronischen Schaltung zum Ableiten eines Steuersignals zur Nachregelung der Fokussierung des Objektivsystems in bezug auf die Fläche eines auszulesenden Spurteiles verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Fokussierungsdetektionssystem durch zwei strahlungsempfindliche Detektoren gebildet wird, die im fernen Feld der Informationsstruktur auf einer Seite einer Ebene angeordnet sind, die durch die optische Achse des Objektivsystems und eine Normale auf der Mittellinie eines auszulesenden Spurteiles gebildet wird, wobei die Detektoren symmetrisch zu einer Linie liegen, die effektiv quer zu der Spurrichtung verläuft; dass die Ausgänge der Detektoren einerseits mit einer Subtrahier—

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schaltung und andererseits mit einer Addierschaltung verbunden sind; dass die Ausgänge der Addierschaltung und der Subtraiiiersclialtung mit einem ersten und einem zweiten Eingang einer Multiplizierschöltung verbunden sind, wobei in einer der Verbindungen zwischen der Addierschaltung und der Multiplizierschaltung und zwischen der Subtrahierschaltung und der Multiplizierschaltung eine pliasendrehende Schaltung angeordnet ist, und dass die Multiplizierschaltung mit einer Filterschaltung verbunden ist, die nur Frequenzen durchlässt, die niedriger als die Frequenz sind, die dem Zweifachen der mittleren Raumfrequenz der Informationsstruktur in der Spurrichtung entspricht, wobei am Ausgang der Filterschaltung das Steuersignal zur Nachregelung der Fokussierung erhalten wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadui^ch gekennzeichnet, dass die Abmessungen der Detektoren in der effektiven Spurrichtung erheblich kleiner als der Durchmesser der effektiven Austrittspupille sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der zwei Detektoren in zwei Teildetektoren unterteilt ist, und dass die Ausgänge der äusseren Teildetektoren über von dem abgeleiteten Steuersignal betätigte Schalter und die Ausgänge der inneren Teildetektoren unmittelbar mit Eingängen der Addierschaltung und der Subtrahierschaltung verbunden sind.

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h. Vorrichtxmg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoren die Form gleichschenkeliger Dreiecke aufweisen, deren Basisseiten effektjv quer zu der Spurrichtung liegen.

5. . Vorrichtung nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der droieckförmigen Detektoren erheblich kleiner als der Durchmesser der effektiven Aus trittspupi11e ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch h, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der dreieckförmigen Detektoren in zwei gleichschenkelige dreieckförmige Teildetektoren unterteilt ist, und dass die Ausgänge der ausseien Teildetektoren über von dem abgeleiteten Steuersignal betätigte Schalter und die Ausgänge der inneren Teildetektoren unmittelbar mit Eingängen der Addierschaltung und der Subtrahierschaltung verbunden sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 5» dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoren am Rande der effektiven Austrittspupille angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, die ausserdem eine Zentrierungsdetektionssystem enthält, das mit einer elektronischen Schaltung zum Ableiten eines Steuersignals zur Nachregelung der Zentrierung des Auslesebümlels in bezug auf einen auszulesenden Spurteil verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass vier strahlungsempfindliche Detektoren vorhanden sind, die in gesonderten Quadranten

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eines imaginären X-Y-Koordinatensys terns liegen, dessen X-Achse effektiv in der Spurrichtung und dessen Y-Achse effektiv quer zu der Spurrichtung verläuft; dass die Ausgänge der im ersten und im vierten Quadranten liegenden Detektoren mit einer zweiten Addierschaltung und die Ausgänge dor im zweiten und im dritten Quadranten liegenden Detektoren mit einer dritten Addierschaltung verbunden sind; dass die Ausgänge der im ersten und im zweiten Quadranten liegenden Detektoren mit einer vierten und die Ausgänge der im dritten und im vierten Quadranten liegenden Detektoren mit einer fünften Addierschaltung verbunden sind, und dass die Ausgangssignale der zweiten und der dritten Addierschaltung der beschriebenen elektronischen Schaltung zum Ableiten eines Steuersignals zur Nachregelung der Fokussierung zugeführt werden, während die Ausgangssignale der vierten und der fünften Addierschaltung einer entsprechenden elektronischen Schaltung zum Ableiten eines Steuersignals zur Nachregelung der Zentrierung des Auslesebündels in bezug auf einen auszulesenden Spurteil zugeführt werden.

9· Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass im fernen Feld der Informationsstruktur ein integrierter strahlungsempfindlicher Detektor mit einer Oberfläche wenigstens gleich dem Querschnitt des ungebeugten Teilbündels angebracht ist,

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wobei in diesem Detektor Gebiete vorhanden sind, die von dem verbleibenden grössten Gebiet des Detektors getrennt sind und die die Detektoren für das Fokussierungs- und Zentrierungsdetektionssystem bilden, und dass eine sechste Addierschaltung vorgesehen ist, der das Summensignal der genannten Gebiete und das von dem grössten Gebiet des

Detektors herrührende Signal zugeführt werden, wobei ain Ausgang dieser Addierschaltung das ausgelesene Informationssignal erhalten wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, dass das genannte grösste Gebiet des Detektors aus zwei Teilgebieten besteht, wobei die Trennlinie effektiv quer zu der Spurrichtung verläuft und die optische Achse des Objektivsysteins schneidet, und dass eine zweite Subtrahierschaltung vorgesehen ist, der das Ausgangssignal der sechsten Addierschaltung und das von dem Teilgebiet, das auf einer anderen Seite der Trennlinie als die genannten Gebiete liegt, herrührende Signal zugeführt werden, wobei am Ausgang der zweiten Subtrahierschaltung das ausgelesene Informationssignal auftritt.

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