DE2701538B2

DE2701538B2 - Vorrichtung zum Auslesen eines Aufzeichnungsträgers, auf dem Information, z.B. Bild- und/oder Toninformation, angebracht ist

Info

Publication number: DE2701538B2
Application number: DE2701538A
Authority: DE
Inventors: Josephus Johannes Maria Eindhoven Braat (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1976-01-28
Filing date: 1977-01-15
Publication date: 1980-12-04
Also published as: ZA7710B; NL7600843A; NO149794B; FR2339929B1; FR2339929A1; CA1096494A; AR217251A1; JPS5631651B2; MX144032A; ES455361A1; DE2701538C3; AU2161777A; IT1084008B; AU505467B2; SE417555B; BE850782A; ATA45977A; DE2701538A1; GB1572409A; NO149794C

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auslesen eines Aufzeichnungsträgers, auf dem Information, z. B. Bild- und/oder Toninformation, in einer optisch ausfesbaren spurförmigen Informationsstruktur angebracht ist, wobei diese Vorrichtung enthält: eine Strahlungsquelle, ein Objektivsystem, mit dessen Hilfe über den Aufzeichnungsträger von der Strahlungsquelle herrührende Strahlung einem strahlungsempfindlichen Informationsdetektionssystem zugeführt wird, das das von der Strahlungsquelle gelieferte und von der Informationsstruktur modulierte Auslesebündel in ein elektrisches Signal umwandelt sowie ein Fokussierungs-Detektionssys^em, das zwei strahlungsempfindliche Detektoren enthält, die im fernen Feld der Informationsstruktur auf einer Seite einer Ebene angeordnet sind, die durch die optische Achse und durch die Mittellinie eines auszulesenden Spurteites bestimmt wird, wobei die Detektoren mit den Eingängen einer elektronischen Subtrahierschallung verbunden sind zum Ableiten eines Steuersignals zur Nachregelung der Fokussierung des Objektivsystems in bezug auf die Fläche eines auszulesenden .Spurteiles.

Unter einem Fokussierungsdetektionssystem ist ein strahlungsempfindliches Detektionssystem zu verstehen, das ein elektrisches Signal liefert, das eine Anzeige über eine Abweichung zwischen der Ebene der Fokussierung des Objektivsystems und der Ebene eines auszulesenden Spurteiles gibt.

Eine derartige Vorrichtung ist Gegenstand der älteren Patentanmeldung 26 06 006; eine ähnliche Vorrichtung ist prinzipiell bekannt aus der DE-OS 23 22 725.

In dem darin beschriebenen Aufzeichnungsträger ist z. B. ein Farbfernsehprogramm gespeichert. Die Informationsstruktur besteht aus einer spiralförmigen Spur, die aus einer Viel/iihl in den Aufzeichnungsträger gepreßter Grübchen aufgebaut ist, wobei die l.euchtdichtcinformation in der FYcaiicnz der Grübchen

festgelegt ist, während die Färb- und Toninformation in einer Änderung der Länge der Grübchen enthalten ist. Ein Auslesebündel wird zu einem Strahlungsfleck, dessen Abmessungen in einer Größenordnung gleich der der Grübchen liegen, auf die Informationsstrukiur fokussiert Indem der Aufzeichnungsträger in bezug auf das Auslesebündel bewegt wird, wird die Intensität dieses Bündels entsprechend der gespeicherten Information moduliert Mit Hilfe eines strahlungsempfindlichen Informationsdetektors wird die Modulation des Auslesebündels in ein elektrisches Signal umgewandelt. Dieses Signal wird in einer elektronischen Schaltung derart verarbeitet, daß es sich dazu eignet, einer Farbfernsehempfangsvorrichtung zugeführt zu werden.

Das in der Auslesevorrichtung verwendete Objektivsystem weist eine große numerische Apertur und eine kleine Tiefenschärfe auf. Daher muß stets scharf auf die Informationsstruktur 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 dete!:tiert werden und die Fokussierung muß an Hand dieser Detektion nachgeregelt werden.

In der Vorrichtung nach der DE-OS 23 22 725 werden Fokussierungsfehler mit Hilfe eines gesonderten Fokussierungsbündels detektierL Dieses Bündel, das von dem Auslesebündel abgespaltet wird, geht schräg durch das Objektivsystem und ist verhältnismäßig eng. Das von dem Aufzeichnungsträger reflektierte Fokussierungs· bündel wird von dem Objektivsystem zu einem Strahlungsfleck in der Ebene zweier strahlungsempfindlicher Detektoren fokussiert. Das Ausmaß in dem der Strahlungsfleck zu den Detektoren symmetrisch ist, gibt eine Anzeige über das Ausmaß der Fokussierung des Auslesebündels auf die Informationsstruktur. In der bekannten Vorrichtung sind außer den für 'das eigentliche Auslesen benötigten optischen Elementen optische Zusatzelemente zum Detektieren von Fokussierungsfehlern erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einer solchen Auslesevorrichtung die FokussierfeSler mit einer möglichst geringen Anzahl zusätzlicher Elemente zu detektieren.

Bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art wird diese Aufgabe gelöst, wenn gemäß der Erfindung die strahlungsempfindlichen Detektoren auf einer Seite einer Ebene angeordnet sind, die durch die optische Achse und eine Normale auf der Mittellinie eines auszulesenden Spurteiles gebildet wird, wobei die Detektoren symmetrisch zu einer Linie liegen, die effekt! / quer zu der Spurrichtung verläuft.

Vorzugsweise sind die Detektoren für die von den Fokussierungsfehleru abhängigen Intensitäii/änderungen im Überlappungsgebiet zwischen dem Teilbündel nullter Ordnung und einem Teilbündel erster Ordnung angebracht.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Ausgänge der Detektoren überdies mil einer Addierschallung verbunden, und die Ausgänge de;· Addierschaltung und der Subtrahierschaltung sind mit einem ersten und einem zweiten Eingang einer Multiplizicrschaltung verbunden, wobei in einer der Verbindungen zwischen der Addierschaltung und der Multiplizier schaltung und zwischen der Subtrahicrschaluing und der MultiDÜzicrschaltune eine nhasendrehenrtp Schnliiinu

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angeordnet ist, und die Multiplizicrsehaltung ist mit einer Filterschaluing verbunden, 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.

Unter dem Ausdruck »die Detektoren liegen im fernen Feld der Informationsstruktur« ist zu verstehen. daß sich diese Detektoren in einer Ebene befinden, in der die durch die Informationsstruktur gebildeten verschiedenen Beugungsanordnungen des Auslescbündels in genügendem Maße voneinander getrennt sind. somit in einer F.bene, die genügend weit von der von dem Objektivsystem erzeugten Abbildung der Informationsstruktur entfernt ist.

Unter dem Ausdruck, daß »eine Linie effektiv in der Spurrichtung bzw. effektiv quer zu der Spurrichtung verläuft«, ist zu verstehen, daß die imaginiire Projektion dieser Linie auf die Informationsstruktur parallel bzw. quer zu der Spurrichtung verläuft.

Die Erfindung gründet sich auf die Erkenntnis, daß beim Auslesen der Informationsstriiktur. die sich wie ein zweidimensionales Beugungsraster verhält, Fokussicrungsfehler zusätzliche Phasenverschiebungen zwi riehen einem Teilbündel nullicr Ordnung und Teilbiindeln 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. Fokussien.ingsfehler können dann mittels lediglich geeignet angeordneter Detektoren und ohne zusätzliche optische Elemente oder ein Hilfsbündel detektiert 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 Weise von e'.wp.igen Störungen in dem Auslesesystern. wie optischem Rauschen oder gegenseitigen Schwingungen der Elemente, beeinflußt werden. Durch diese Weise, in der die genannten Signale verarbeitet werden, und zwar über eine sogenannte Synchrondeiektion. 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 Informationsstruhtur beschränkt ist. Unter Phasentiefe ist der durch die Informationsgebiete (oder Grübchen) der Informationsstruktur herbeigeführte Phasenunterschied zwischen dem TeilbOndel nullter Ordnung und den Teilbündeln erster Ordnung zu verstehen. Die Erfindung kann auch beim Auslesen sogenannter Schwarz-Weiß-Strukturen oder Amplitudenstrukturen verwendet werden, deren Phasentiefe auf π Rad. gesetzt werden kann.

Es sei bemerkt, daß bereits in der DE-OS 26 06 006 der Anmeiderin vorgeschlagen worden ist, Fokussierungsfehler 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. Für

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 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 Teilbündel erster Ordnung zum Detektieren von Fokussierungsfehlern verwendet.

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 brauciicn nn;ni eiwa syiViirieuisCn /u ucr sogenannten »neutralen Linie« zu liegen, wie dies bei den Detektoren in der Vorrichtung nach der DE-OS 26 06 006 der Fall ist.

Unter dem Ausdruck »die effektive Austritlspupillc« sind sowohl die reelle Austrittspupille des Objektivsystems als auch eine Abbildung dieser Austrittspupille /u verstehen. Eine derartige Abbildung kann erzeugt werden, wenn die Austrittspupille selbst schwer zugängf.i'Ii ist. Der Ausdruck »neutrale Linie« wird nachstehend noch näher erläutert.

Nach einem weiteren Merkmal einer Vorrichtung gemäß der Erfindung ist die Abmejsting der Detektoren in der effektiven Spurrichtung erheblich kleiner als der Durchmesser der effektiven Austrittspupille des Objektivsystems. Mit dieser Ausführungsform können verhältnismäßig große Fokussierungsfehler detektiert werden.

Eine Vorrichtung nach der Erfindung, mit der sowohl große 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 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.

Eine Vorrichtung nach der Erfindung kann auch das Merkmal aufweisen, daß die Detektoren die Form gleichschenkliger Dreiecke aufweisen, deren Basisseiten effektiv quer zu der Spurrichtung liegen. Dann kann für einen großen Fokussierungsfehlerbereich ein eindeutiges Steuersignal abgeleitet werden.

Nach einem weiteren Merkmal kann jeder der dreieckförmigen Detektoren in zwei gleichschenklige dreieckförmige Teildetektoren unterteilt sein.

Eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung mit schmalen Detektoren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren am Rande der effektiven Austrittspupille angeordnet sind. Das Fokussierungsdetektionssystem eignet sich dann zum Auslesen eines Aufzeichnungsträgers, in dem die Raumfrequenz der Informationsgebiete eine große Variation aufweist.

Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig.! eine Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung,

F i g. 2, 2a, 6a, 6b, 7, 8a, 8b, 9, 10a und 10b mögliche

Ausführungsformen des in dieser Vorrichtung verwendeten strahlungsempfindlichen Detektionssystcms und außerdem die Weise, in der die von diesem System gelieferten Signale verarbeitet werden, und

F i g. 3,4 und 5 das Prinzip der Erfindung. ,

In Fig. I ist ein runder scheibenförmiger Aufzeichnungsträger 1 in radialem Schnitt dargestellt. Die lnforr>-fionsstruktur ist annahmeweise reflektierend. Die Informationsspuren sind mit 3 bezeichnet. Eine Strahlungsquelle 6, z. B. ein Helium-Ncon-Lascr, emittiert ein Auslescbündel b. Dieses Bündel wiru von einem Spiegel 9 zu einem schematisch durch eine ein/ige Linse dargestellten Objektivsystem 11 reflektiert. Im Wege des Auslesebündels feist eine Hilfslinse 7 angeordnet.die dafür sorgt, daß das Auslesebündel die Pupille des ,-, Objeklivsystems ausfüllt. Dann wird ein Strahlungsflcck mit minimalen Abmessungen auf die Fläche 2 der Informationsstruktur projiziert.

ΓΛ« Aiislesebünde! wild voü der !:if;;r:;;::!iü:i';',!r'jk tür reflektiert und bei Rotation des Aufzeichnungstrr, _,,, gers um eine Welle 5. die durch eine mittlere Öffnung 4 geführt ist. zeitlich entsprechend der in der auszulesenden Spur gespeicherten Information moduliert. Das modulierte Auslescbündel passiert wieder das Objcktivsysiem und wird von dem Spiegel 9 in Richtung auf das >, von der Quelle emittierte Bündel reflektiert. Im Strahlungsweg des Auslesebündels sind Elemente zur Trennung der Wege des modulierten und des unmodulierten Auslesebündels angeordnet. Diese Elemente können z. B. aus einem Gebilde eines polarisationsemp- _tn findlic' ;n Teilprismas und einer λ/4-Platte bestehen. In Fig. I ist der Einfachheit halber angenommen, daß die genannten Mittel durch einen halbdurchlässigen Spiegel B gebildet werden. Dieser Spiegel reflektiert einen Teil des modulierten Auslesebündels zu einem strahlungs ₍-, empfindlichen Informationsdetektor 12. Am Ausgang dieses Detektors wird ein Signal 5/ erhalten. Das Signal Si kann auf bekannte Weise dekodiert und dann, wenn auf dem Aufzeichnungsträger ein Fernsehprogramm gespeichert ist, mittels einer üblichen Fernsehempfangsvorrichtung sichtbar und hörbar gemacht werden.

Die optischen Details der Informationsstruktur sind ;ehr klein. Zum Beispiel ist die Breite einer Spur 0,5 μηι. der Spurabstand 1,2 μηι und die mittlere räumliche Periode der Grübchen 3 um für einen scheibenförmigen ₄-, 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 cm.

I'm derartige kleine Details auslesen zu können, muß -,_n ein Objektivsystem mit einer verhältnismäßig großen numerischen Apertur (z. B. 0,45) verwendet werden. Ein derartiges Objektivsystem weist aber eine kleine Tiefenschärfe auf, und aus diesem Grunde muB stets scharf bzw. genau auf die Informationsstruktur fokussiert sein.

Um Abweichungen in der Fokussierung detektieren zu können,sind außerdem Detektor 12zwei zusätzliche Detektoren 13 und 14 vorgesehen. In F i g. 2 sind diese Detektoren in Draufsicht dargestellt. Der Ursprung 0 &> dieses Koordinatensystems OXVliegt auf der optischen Achse des Objektivsystems. Die X-Achse bzw. die V-Achse liegt effektiv parallel bzw. effektiv quer zu der Längsrichtung eines auszulesenden Spurteiles.

Die Detektoren 13 und 14 sind z. B. in der Ebene U angebracht, in der eine Abbildung der Ausiriiispupilie des Objektivsystems mittels einer Hilfslinse 23 erzeugt wird. In Fig. 1 ist der Übersichtlichkeit halber nur die Abbildung (a') eines Punktes n dieser Austriltspupille mit gestrichelten Linien angegeben. Die Detektoren 13 und 14 können auch in einer anderen Ebene angeordnet werden, vorausgesetzt, daß in dieser Ebene die von der Informationsstruktiir in verschiedenen Ordnungen gebeugten Teilbündel genügend voneinander getrennt sind.

Wie weiter in Fig. 2 angegeben ist, werden die Ausgangiisignale der Detektoren 13 und 14 einer Subtrahierschaltung 15 zugeführt. Der Ausgang dieser Schaltung ist mit einer ersten Eingangsklemme einer Multiplizierschaltung 18 verbunden. Mittels der Addierschaltung 16 werden die Ausgangssignale der Detektoren 13 und 14 zueinander addiert und das erhaltene Signal wird über eine phasendrehende Schaltung 17. die die Phase dieses Signals über 90" verschiebt, einem zweiten Eingang der Multiplizierschaltung 18 zugeführt. Das Ausgangssignal dieser Schaltung wird einem T;„[„„n ta ,.....,c.l,.

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wie nachstehend auseinandergesetzt werden wird, das gewünschte Steuersignal ."verhalten.

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 zweidimcnsionales Peugungsraster betrachtei 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 P Idebene der Informationsstruktiir 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 Austrittspupille erzeugt wird, sind die Beugungsordnungen dagegen mehr oder weniger getrennt. In F i g. 3 ist die Situation in der Ebene der Austrittspupille dargestellt.

Der Kreis 20 mit dem Mittelpunkt 23 in Fig. 3 stellt der Querschnitt des Teiibündels b nullter Ordnung (0.0) in der Ebene der Austrittspupille dar. Die Kreise 21 und 22 stellen die Querschnitte der in der Längsrichtung eines auszulesenden Spurteils gebeugten Teilbündel 6( + l,0) bzw. fe(-1.0) dar. Die X-Achse und die V'-Achse der Fig. 3 entsprechen der X-Achse und der K-Achse der F i g. 2. Der Abstand dder Mittelpunkte 24 und 25 von der K-Achse wird durch λ/ρ bestimmt, wobei ρ die örtliche Periode der Grübchen in der Spurrichtung und,'. die Wellenlänge des Auslesebündels ^darstellen.

Zum Ableiten eines Fokussierungsfehlers werden 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 fe(+ 1,0) und b (-1,0) teilweise das Teilbündel nullter Ordnung b (0,0) und treten Interferenzen auf. Der Phasenunterschied der Teilbündel 6(+l,0) und fe( —1,0) in bezug auf das Teilbündel fe(0,0) ändert sich mit hoher Frequenz infolge der Fortbewegung des Ausleseflecks in der Spurrichtung und mit niedriger Frequenz infolge von Fokussierungsfehlern. Dadurch treten Intensitätsände rungen in den Überiappungsgebieten auf, wobei diese Änderungen mittels der Detektoren 13 und 14 detektiert werden können.

Wenn die Mitte des Ausleseflecks mit der Mitte eines Grübchens zusammenfällt, besteht ein bestimmter Phasenunterschied ψ zwischen einem Teilbündel erster Ordnung und dem Teilbündel nullter Ordnung. Der Wert von ψ hängt von der Form der Ipformationsstruk- ■> tür und hauptsächlich von der Phasentiefe der Grübchen ab. Beim Übergang des Ausleseflecks von einem ersten Grübchen zu einem zweiten Grübchen nimmt die Phase z. B. des Teilbündels erster Ordnung 6(+ 1,0) in bezug auf das Teilbündel nullter Ordnung kontinuierlich um id 2 τι 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 um tat ändert. Dabei ist ω eine Zeitfrequenz, die durch die Raumfrequenz der π Λα — ι Grübchen in einem auszulesenden Spurteil und durch die Geschwindigkeit bestimmt wird, mit der sich der Auslesefleck über diesen Spurteil bewegt.

Der Phsservjiiierschisd zwischen dem Tei'.bünde! 6(0,0) und den Teilbündeln 6(> 1,0) und 6(-1,O) in den Überlappungsgebieten der F i g. 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. 4 näher erläutert. r>

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 Az von der Ebene der Spur liegt. Infolge dieser Entfokussierung tritt ein zusätzli- »1 eher Weglängen verlust zwischen dem Teilbündel 6(0,0) und den Teilbündeln 6(+1,O) und 6(-l,0) auf. Von diesen Bündeln sind nur die Hauptstrahlen dargestellt. Für die Richtung unter einem beliebigen Winkel ts. zu dem Hauptstrahl des Teilbündels 6(0,0) wird der π Weglängenunterschied zwischen dem Teilbündel 6(0,0) und dem Teilbündel 6( + 1,0)gegeben durch:

AW = Az ■ cosix—Az ■ cos(ß-ci).

Für einen kleinen Winkel nc und für einen kleinen w Winkelunterschied (ß — oi) ist der Weglängenunterschied in guter AnnäheriT'g, d. h. mit einer Genauigkeit bis zur dritten Ordnung, gleich:

gleich φ(φΔζ=Ό) und von einem Fokussierungsfchler unabhängig. Diese zwei Linien können als »neutrale Linien« bezeichnet werden. In Fig. 3 ist eine dieser Linien mit /„angegeben.

In F i g. 5 ist bei einer bestimmten Entfokussierung A/. der Gesamtphaseniinterschied Φ zwischen dem Teilbündel 6(0,0) und dem Tcilbündel 6( +1,0) als Funktion der Winkellage λ in der Austrittspupille dargestellt. Die Lage der Linie, die zu der V-Achse parallel ist und sich in der Mitte zwischen den Detektoren 13 und 14 erstreckt, ist mit «0 angegeben. Die Mitten der Detektoren 13 und 14 befinden sich dann in den Lagen /xo-Atx und <\_n + A(x. Wenn der Phasenunterschied φΔζ für die Lage <xo durch φο dargestellt ist, ist der Phasenunterschied für die Lage A

\W = lz| 1 oder aber:

IW= Ir-!

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

Der Phasenunterschied cpAZ'isl für einen bestimmten Wert der Fokussierung Az eine Funktion des Winkels oc

Für jede Lage in der Austrittspupille wird der Phasenunterschied φΔζ durch den Abstand dieser Lage von der K-Achse bestimmt. Für die Lagen auf den zwei Linien, deren Winkelabstand von der y-Achse gleich

ί ist, ist der Phasenunterschied zwischen einem Teilbündel erster Ordnung und dem Teilbündel nullter Ordnung (7

I .„ 1 I,

iinst für «ti«~> t

(7

wobei

= 7n- I7

7 ο

Iz

I7 durch I7 = 2.-Γ .-■ /i It.

gegeben wird. Über die Überlappungsgebiete der Fig. 3 erstrecken sich Interfcrenzlinienmuster. Die räumliche Periode eines Interferenzlinienmustcrs wird durch die Größe eines Fokussierungsfehlers bestimmt, d. h., daß bei großem Az die räumliche Periode klein ist. Infolge der schnellen Abtastung der Grübchen in einem auszulesenden Spurteil durch den Auslesefleck bewegt sich ein Interferenzlinienmuster mit hohen Frequenzen. Dabei wird das Vorzeichen der Verschiebung des Interferenzlinienmusters durch das Vorzeichen des Fokussierungsfehlers Az bestimmt.

Die Phasenunterschiede zwischen den an der Stelle der Detektoren 13 und 14 interferierenden Tcilbündeln werden gegeben durch:

Φ'ιι = ψ + ωί + φο-Δφ

Die zeitabhängigen Ausgangssignale der Detektoren 13 und 14 können durch:

Su = A cos (φ + ωί+φο — Αφ)
Sm = A cos

dargestellt werden. Das Ausgangssignal der Subtrahierschaltung 15 (siehe F i g. 2) ist dann:

= ßsin (ip +

)-sin Αφ.

Wie in F i g. 2 angegeben ist, werden die Ausgangssignale der Detektoren 13 und 14 auch noch zueinander in der Schaltung 16 addiert. In den Signalen Su und Sh haben die Terme tot das gleiche Vorzeichen, während das Vorzeichen des Termes Αφ im Signal Sn dem dieses Termes im Signal Sn entgegengesetzt ist Dadurch wird die Änderung in der Summe der Signale Sn und Sm infolge von Fokussierungsfehlern erheblich kleiner als diese Änderung im Signal Si5 sein. Das Summensignal kann durch:

S16 = Ccosfip+iüf-l-cpoHl + mcos (4φ)]

dargestellt werden. Darin ist m für nicht zu große Fokussierungsfehier eine Konstante kleiner a^!s i, so daß bei nicht zu großem ^zdas Vorzeichen von S16 sich nicht ändern kann. Das Signal Sie wird einer phasendrehen-

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den Schaltung 17 zugeführt, die die Phase über 90
vsrschiebt, wodurch erhalten wird:

Sn = L)sin(i/) + o)/ + (po)[l + meos (zk; )l.

In der Multiplizierschaltung 18 werden die Signale 5|-, und S\7 miteinander multipliziert, wodurch erhalten wird:

Dies kann geschrieben werden als:
5,h == E[I +mcos(A(p)]
[ ! ^

Nach Durchgang durch die Filtcrschaltiing. die nur Frequenzen von weniger als 2ω durchläßt, entsteht daraus ein Signal:

Sf- K (Δφ)ύη(Δφ),

Κ(Δφ) -,£[1+/7JCOS(/k;.)]

ist und für nicht zu große Fokiissicriingsfehler positiv bleibt.

Das Signal 5/ist also eine ungerade Funktion von Δφ und somit auch eine ungerade Funktion des Fokussierungsfehlers Az, so daß mit der beschriebenen Detektoranordnung und mit der beschriebenen Signalverarbeitung die Größe und die Richtung des Fokussierungsfehlers detektiert werden.

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

In Fig. 2 bezeichnet 17 eine phasendrehende Schaltung. Diese Schaltung könnte ein differenzierendes Netzwerk sein. Es ist aber zu bevorzugen, die phasendrehendc 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 28 eine Sinusfunklion 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{(ot) 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(ü)t) wird. Am Ausgang 28 des Oszillators tritt dann eine Sinusfunktion mit der gewünschten Frequenz ω auf.

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 (0, + 1) und (0, — 1) infolge der Rasterstruktur quer zu der Spurrichtung und Teili/ündel der Ordnungen (+1,+ I), (-1,+ I), (-1,-1) und (+1,-1) erhalten. Die Richtungen dieser Teilbündel sind in F i g. 3 mit Pfeilen angegeben. Da die Detektoren 13 und 14 beiderseits der X-Achse liegen, werden ihre Ausgangssignale nicht von den Teilbündeln 6(0,+1) und Ä(0,—1) 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 Interferenzmuster auf die Signale Sn und Sn wird dadurch ausgemittelt werden.

Von der Informationsstruktur wird Strahlung des Auslesebündels aucfi in höheren Ordnungen als die

-, ersten Ordnungen gebeugt. Die Strahlungsenergie in den höheren Beugungsordnungen ist aher verhältnismäßig gering, und die Beugungswinkel höherer Ordnungen sind derart, daß nur ein kleiner Teil der Teilbündel höherer Ordnungen innerhalb der Pupille des Objektiv-

ID systems fällt. Der Einfluß der Teilbündel höherer Ordnungen ist daher vernachlässigbar.

Wie bereits bemerkt wurde, wird die räumliche Periode des Interferen/Iinicnmusters durch den Fokussierungsfehler Δ/ bestimmt. |e größer dieser Fehler, je

r, kleiner ist die genannte räumliche Periode. Im Obenstchenden wurde angenommen, daß B und C in dem Ausdruck von .SV,. Si,,. Konstanten sind. In Wirklichkeit weisen für rechteckige Detektoren Sund C

sin ν

auf. wobei χ durch

jedoch einen Verlauf nach

.τ gegeben wird, wobei / die Breite des rechteckigen Detektors und qclie räumliche Periode des Inu-rferenzlinienmusters ist. Wenn nun der Fokussierungsfchler J/ derart groß wird, daß die Periode q eines Interferenzmusters gleich der Breite /wird, tritt eine Vor/eicheriänderung in B auf. Dann verschiebt sich die Phase des abgeleiteten Regelsignals über 180° und besteht die Möglichkeit, daß die Servoregelung für die Fokussierung in der falschen Richtung zu regeln anfängt.

Beim Ableiten des Signals Sn, werden die Ausgangssignalc der Detektoren 13 und 14 zueinander addiert, so daß ein zweimal breiterer Detektor als beim Ableiten des Signals Sh verwendet wird. Die genannte Vorzeiehenändcrung wird also zuerst für das Signal S_ih auftreten.

Es wurde daher vorgeschlagen, die Detektoren möglichst schmal auszuführen. Dann kann auch für größere Fokussierungsfehle^r. 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.

Die Anwendung schmaler Detektoren weisi noch einen anderen Vorteil auf. und zwar daß die beiden Detektoren in der Nähe des Randes der effektiven Austrittspupille angebracht werden können. Dies ist wichtig, wenn Aufzeichnungsträger, in denen in der Informationsstruktur große Raumfiequenzen der Informationsgebiete vorkommen, gut ausgelesen werden können sollen.

Das Ausmaß, in dem die Teilbündel i>(+1.0) und b (— 1,0) und das Teilbündel b (0,0) sich überlappen, wird durch die Raumfrequenz der Informationsgebiete in der Spurrichtung bestimmt In F i g. 3 liegen die Mittelpunkte 24 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. Wenn die Raumfrequenz zunimmt, werden die Teilbündel erster Ordnung ft( + 1,0) und b(—1,0) über einen größeren Winkel β gebeugt werden. Bei einer bestimmten Raumfrequenz der Informationsgebiete, die der Grenzfrequenz des optischen Auslesesystems entspricht wird keine Überlappung der Teilbündel erster Ordnung mit dem Teilbündel nullter Ordnune mehr auftreten. Dann

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wird die Information nichi mehr detektiert werden können.

Da zum Detektieren von Fokussierungsfehlern zwei Detektoren, die auf einer Seite der K-Achse liegen, verwendet werden, wird die Grenzfrequenz für die -, Fokussierungsfehlerdetektion kleiner als die Grenzfrequenz für das eigentliche Auslesen der Information sein. Die Grenzfrequenz für die Fokussierungsdetektion wird bereits erreicht wenn der Detektor 13 teilweise außerhalb des Überlappungsgebietes der Teilbündel m Zf (+1,0) und ö(0,0) zu liegen kommt (vgl. F i g. 6a). Die Raumfrequenz der Informationsgebiete bei der sich diese Situation ergibt ist bei Anwendung verhältnismäßig breiter Detektoren niedriger als bei Anwendung schmaler möglichst nahe bei dem Rande der Austrittspupille angeordneter Detektoren (vgl. F i g. 6a und 6b). Der Absland der Detektoren vom Rande der Pupille und danut die Breite der Detektoren wird durch die höchste Flaumfrequenz der Informationsgebiete festgelegt die in dem auszulesenden Aufzeichnungsträger vorkommt. Wenn die maximale Raumfrequenz verhältnismäßig niedrig ist können die Detektoren eine verhältnismäßig große Breite aufweisen. Dann ist es möglich, jeden der Detektoren in zwei Teildetektoren zu unterteilen, wie in F i g. 7 dargestellt ist Wie bereits bemerkt wurde, müssen die Detektoren schmal sein, um größere Fokussierungsfehler detektieren zu können. Für Detektoren kleinerer Fokussierungsfehler empfiehlt es sich im Zusammenhang mit der Genauigkeit der Detektion, möglichst breite Detektoren anzuwenden. In jo der Anordnung nach Fig.? sind die Schalter 31 und 32 unterbrechend, wenn größere Fokussierungsfehler gemessen werden, so daß der Subtrahierschaltung 15 und der Addierschaltung 16 nur die Signale der schmalen Teildetektoren 13' und 14' zugeführt werden. Wenn der gemessene Fokussierungsfehler einen bestimmten Wert unterschreitet werden die Schalter 31 und 32 geschlossen und werden die Signale der Teildetektoren 13' und 13", gleich wie die Signale der Teildetektoren 14' und 14", zusammengefügt, so daß die Fokussierungsfehler mit den breiten Detektoren 13 und 14 detektiert werden. Die Signale der Detektoren 13 und 14 oder der Teildetektoren 13' und 14' werden auf die bereits für Fig.2 beschriebene Weise weiter verarbeitet.

Wie bereits bemerkt wurde, weisen, für rechteckige Detektoren, β und C in den Ausdrücken für S₎₅ und S,₆

einen Verlauf nach auf, wodurch für größere

Fokussierungsfehler 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 dreieckförmiger Detektoren weisen B und Ceinen Verlauf nach 5;

/sinx\²

auf, so daß keine Zeichenänderung mehr auftritt und auch für einen großen Bereich von Fokussierungsfehlern ein richtiges Fokussierungsregelsignal erhalten werden kann. Die Breite der Detektoren wird dann nicht mehr durch die zu erwartenden Fokussierungsfehler bestimmt. Wenn aber auch für einen großen Bereich von Raumfrequenzen der Informationsgebiete in der Informationsstrukuir ein gutes Regelsignal für die Fokussierung abgeleitet werden können soll, werden die Detektoren doch möglichst nahe bei dem Rand der effektiven AuEtrittspupille angeordnet, wie in Fig.8a dargestellt ist Die Anwendung schmaler Detektoren am Rande der Pupille ermöglicht es auch_; eine Informationsstrukiur mit niedrigen Raumfrequenzen der Informationsgebiete auszulesen. Die untere Grenze von Raumfrequenzen, die noch detektiert werden können, wird erreicht wenn die Teilbündel b[ +1,0) und b(-1,0) einander an der Stelle der Detektoren 13 und 14 überlappen werden. Diese untere Grenze liegt wenn schmale Detektoren am Rande der Pupille verwendet werden, selbstverständlich niedriger als bei Anwendung breiter Detektoren.

Wenn doch breite dreieckförmige Detektoren verwendet werden, können (siehe Fig.8b) diese Detektoren auf die an Hand der Fig.7 für rechteckige Detektoren dargestellte Weise unterteilt werden.

In einer Auslesevorrichtung können die Systeme zum Detektieren von Zentrierungsfehlern und von Fokussierungsfehlern kombiniert werden, wie in Fig.9 für dreieckförmige Detektoren dargestellt ist

jeder der Detektoren 13 und Ϊ4 der Fig.2 ist durch zwei Detektoren 40,41 bzw.42,43 ersetzt

Zur Bestimmung von Zentrierungsfehlern werden die Ausgangssignale der Detektoren 40 und 42 einer Addierschaltung 45 und die Ausgangssignale der Detektoren 41 und 43 einer Addierschaltung 46 zugeführt Die Ausgangssignale der Schaltungen 45 und

46 werden einerseits voneinander in der Schaltung 47 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

47 herrührenden Signal multipliziert Das erhaltene Signal wird dem Tiefpaß 51 zugeführt an dessen Ausgang das gewünschte Steuersignal S_r zur Nachregelung der Zentrierung des Ausleseflecks in bezug auf eine auszulesende Spur verfügbar ist

Zum Ableiten von Fokussierungsfehlern werden die Ausgangssignale der Detektoren 40 und 41 in der Schaltung 52 zueinander addiert und werden die Ausgangssignale der Detektoren 42 und 43 in der Schaltung 53 zueinander addiert Die Ausgangssignale der Schaltungen 52 und 53 werden auf gleiche Weise wie die Ausgangssignale der Detektoren 13 und 14 in F i g. 2 verarbeitet Dabei erfüllen diese Elemente 54.48,49,55 und 56 in F i g. 9 die gleiche Funktion wie die Elemente 15,16,17,18und 19in Fig. 2.

In F i g. 1 ist angegeben, daß ein gesonderter Informationsdetektor zum Auslesen der Information im Aufzeichnungsträger verwendet wird. Zum Auslesen der Information könnten auch die Detektoren 13 und 14 nach den Fig. 1,2,6a, 6b und 7 oder die Detektoren 40, 41,42 und 43 nach F i g. 9 verwendet werden. Dann muß also das Ausgangssignal der Addierschaltung 16 oder 48 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 /u bevorzugen, daß die Oberfläche des Informationsdetektors wenigstens gleich groß wie der Bündelquerschnitt des Teilbündels nullter Ordnung ist. Wenn der Informationsdetcktor auch in der effektiven Austrittspupille des Objektivsystems angebracht ist, kann das zusammengesetzte Detektionssystem die Form nach

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Fig. 10a aufweisen. Das Detektionssystem besteht aus einem runden Detektor mit zwei voneinander getrennten strahlungsempfindlichen Teilen D₁ und D.» Der Teil D₁- kann wieder in zwei oder vier getrennte Teile unterteilt sein (siehe Fig.8b und 9) und dient zum ϊ Ableiten von Steuersignalen zur Fokussierung und Zentrierung.

Zum Ableiten des Informationssignals 5, wird vorzugsweise das Summensignal des Detektorteils D₁ mit dem Signal des Detektorteils D zusammengefügt. In in der Anordnung nach Fi g. 10a werden die Signale in der Schaltung 60 zueinander addiert. Es ist auch möglich, daß der Detektorteil D₁ in zwei getrennte Teile D', und D", unterteilt ist, wie in Fig. 10b angegeben ist. Das Informationssignal 5, wird dann dadurch erhalten, daß π zunächst das Summensignal des Detektorteils A-zu dem Signal des Detektorteils D", in der Addierschaltung 61 addiert wird. Das erhaltene Signal wird dann von dem von dem Detektorteil D, gelieferten Signal in der Subtrahierschaltung 62 subtrahiert. Wie 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 addiert, wenn eine Informationsstruktur mit einer großen Phasentiefe (ζ. Β. π Rad.) r> ausgelesen werden muß. während die Signale des linken und rechten Teiles der Austrittspupille vorzugsweise voneinander subtrahiert werden, wenn eine Informationsstruktur mit kleinerer Phasentiefe ausgelesen werden muß.

Die Detektorteile D₁ (Fig. 10a) und D', und D", (Fig. 10b) weisen verhältnismäßig große Oberflächen auf. Zum Auslesen von Informationsstrukturen mit hohen Raumfrequenzen der Informationsgebiete müssen diese Detektorteile eine verhältnismäßig niedrige Kapazität aufweisen. Für diese Detektorteile werden vorzugsweise sogenannte »PIN«-Photodioden verwendet, die eine niedrige Kapazität pro 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 atr. ή ein bandförmiger Aufzeichnungsträger mit einer Vielzahl von Informationsspuren sein. Was 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 Phasenstruktur, wie eine Grflbchenstruktur, eine Schwarz-Weiß-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 sein.

liier/u 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Auslesen eines Aufzeichnungsträgers, auf dem Information, z. B. Bild- und/oder Toninformation, in einer optisch auslesbaren spurförmigen Informationsstruktur angebracht ist, wobei diese Vorrichtung enthält: eine Strahlungsquelle, ein Objektivsystem, mit dessen Hilfe über den Aufzeichnungsträger von der Strahlungsquelle herrührende Strahlung einem strahlungsempfindlichen Informationsdetektionssystem zugeführt wird, das das von der Strahlungsquelle gelieferte und von der Informationsstruktur modulierte Auslesebündel in ein elektrisches Signal umwandelt sowie ein Fokussierungs-Detektionssystem, das zwei strahlungsempfindliche Detektoren enthält, die im fernen Feld der Informationsstruktur auf einer Seite einer Ebene angeordnet sind, die durch die optische Achse und durch die Mittellinie eines auszulesenden Spurteiles bestimmt wird, wobei die Detektoren mit den Eingängen einer elektronischen Subtrahierschaltung verbunden sind zum Ableiten eines Steuersignals zur Nachregelung der Fokussierung des Objektivsystems in bezug auf die Fläche eines auszulesenden Spurteiles, dadurch gekennzeichnet, daß die strahluögsempfindlichen Detektoren (13, 14) auf einer Seite einer Ebene angeordnet sind, die durch die optische Achse 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.

2. Vorrichtung nach £ nspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren (If 14) für die von den Fokussierungsfehlern abhängigen Intensitätsänderungen im Überlappungsgebiet zwischen dem Teilbündel nullter Ordnung und einem Teilbündel erster Ordnung angebracht sind (Fig. 3).

3. Vorrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der Detektoren (13, 14) überdies mit einer Addierschaltung (16) verbunden sind und die Ausgänge der Addierscha' tung (16) und der Subtrahierschaltung (15) mit einem ersten und einem zweiten Eingang einer Multiplizierschaltung (18) verbunden sind, wobei in einer der Verbindungen zwischen der Addierschsltung und der Multiplizierschaltung und zwischen der Subtrahierschaltung und der Multiplizierschaltung eine phasendrehende Schaltung (17) angeordnet ist, und daß die Multiplizierschaltung (18) mit einer Filterschaltung (19) 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 (19) das Steuersignal (S₁)zur Nachregelung der Fokussierung erhalten wird.

4. Vorrichtung nach Ansprucn 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen der Detektoren (13, 14) in der effektiven Spurrichtitnf (X) erheblich kleiner als der Durchmesser der effektiven Austrittspupille (20) sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der zwei Detektoren (13, 14) in zwei Teildetektoren (13', 13", 14', 14") unterteilt ist und daß die Ausgänge der äußeren Teildetektoren (13", 14") über von dem abgeleiteten

Steuersignal (Sf) betätigte Schalter (31, 32) und die Ausgänge der inneren Teildetektoren (13', 14') unmittelbar mit Eingängen der Addierschaltung (16) und der Subtrahierschaltung (IS) verbunden sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren (13, 14) die Form gleichschenkliger Dreiecke aufweisen, deren Basisseiten effektiv quer zu der Spurrichtung (X) liegen (F ig. 8a).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der dreieckförmigen Detektoren (13, 14) erheblich kleiner als der Durchmesser der effektiven Austrittspupille (20) ist (F ig. 8a).

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der dreieckförmigen Detektoren (13, 14) in zwei gleichschenkeligc dreieckförmige Teildetektoren (13', 13", 14', 14") unterteilt ist, und daß die Ausgänge der äußeren Teildetektoren (13", 14") über von dem abgeleiteten Steuersignal (Sf) betätigte Schalter (31, 32) und die Ausgänge der inneren Teildetektoren (13', 14') unmittelbar mit Eingängen der Addierschaltung (16) und der Subtrahierschaltung (15) verbunden sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren (13, 14) am Rande der effektiven Austrittspupiiie (20) angeordnet sind (Fig. 6b, 8a, 9,1 Oa, 1 Ob).

10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, die außerdem ein Zentrierungsdetektionssystem enthält, das mit einer elektronischen Schaltung zum Ableiten eines Steuersignals (S_r) zur Nachregelung der Zentrierung des Auslesebündels (b) in bezug auf einen auszulesenden Spurteil (3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß vier strahlungsempfindliche Detektoren (40, 41, 42, 43) vorhanden sind, die in gesonderten Quadranten eines imaginären X- Y-Koordinatensystems liegen, dessen X-Achse effektiv in der Spurrichtung und dessen V-Achse effektiv quer iu der Spurrichtung verläuft: daß die Ausgänge der im ersten und im vierten Quadranten liegenden Detektoren (42, 43) mit einer zweiten Addierschaltung (53) und die Ausgänge der im zweiten und im dritten Quadranten liegender. Detektoren (40, 41) mit einer dritten Addierschaltung (52) verbunden sind; daß die Ausgänge der im ersten und im zv/eiten Quadranten liegenden Detektoren (42,40) mit einer vierten (45) und die Ausgänge der im dritten und im vierten Quadranten liegenden Detektoren (41,43) mit einer fünften Addierschaltung (46) verbunden sind, und daß die Ausgangssignale der zweiten (53) und der dritten Addierschaltung (52) der beschriebenen elektronischen Schaltung (54, 48, 49, 55, 56) zum Ableiten eines Steuersignals (Sr) zur Nachregelung dtr Fokussierung zugeführt werden, während die Ausgangssignale der vierten (45) und der fünften Addierschaltung (46) einer entsprechenden elektronischen Schaltung (47, 48, 4S, 50, 51) zum Ableiten eines Steuersignals (S_r) zur Nachregelung der Zentrierung des Auslesebündels (b) in bezug auf einen auszulesenden Spurteil (3) zugeführt werden (F ig. 9).

11. 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 unge-

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beugten Teilbündels (b (0,0); 20) angebracht ist, wobei in diesem Detektor Gebiete (D_r) vorhanden sind, die von dem verbleibenden größten Gebiet (DJ des Detektors getrennt sind und die die Detektoren für das Fokussierungs- und Zentrierungsdetektionssystem bilden, und daß eine sechste Addierschaltung (60) vorgesehen ist, der das Summensignal der genannten Gebiete (D_c) und das von dem größten Gebiet (DJ des Detektors herrührende Signal zugeführt werden, wobei am Ausgang dieser Addierschaltung das ausgelesene Informationssignal (Syerhalten wird (F i g. 10a).

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte größte Gebiet des Detektors aus zwei Teilgebieten (D/, D/') besteht, wobei die Trennlinie effektiv quer zu der Spurrichtung verläuft und die optische Achse des Objektivsystems (11) schneidet, und daß eine zweite Subtrahierschaltung (62) vorgesehen ist, der das Ausgangssignal der sechsten Addierschaltung (61) und das von dem Teilgebiet (DJ, das auf einer anderen Seite der Trennlinie als die genannten Gebiete (D_c) liegt, herrührende Signal zugeführt werden, wobei am Ausgang der zweiten Subtrahierschaltung das ausgelesene Informationssignal (SJ auftritt (F ig. 10b).