DE2701538C3

DE2701538C3 - Vorrichtung zum Auslesen eines Aufzeichnungsträgers, auf dem Information, z.B. Bild- und/oder Toninformation angebracht ist

Info

Publication number: DE2701538C3
Application number: DE2701538A
Authority: DE
Inventors: Josephus Johannes Maria Eindhoven Braat
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1976-01-28
Filing date: 1977-01-15
Publication date: 1981-09-10
Also published as: NO149794C; NO770239L; AR217251A1; ES455361A1; DK145866C; AU505467B2; DK30677A; ZA7710B; FR2339929A1; DE2701538B2; PL108352B1; JPS5293223A; ATA45977A; AT349230B; JPS5631651B2; IT1084008B; NL7600843A; GB1572409A; SE7700726L; NO149794B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine 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 Informationsdetektionssysteirn zugeführt wird, das das von der Strahlrngsquelle 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.

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 Objektivsyütems und der Ebene eines auszulesenden Spurteiles gibt.

Eine derartige Vorrichtung ist Gegenstand der älteren Patentanmeldung Ü6 06 006; ein·.· 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 Vielzahl in den Aufzeichnungsträger gepreßter Grübchen aufgebaut ist, wobei die Leuchtdichteinformation in der Freauenz 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 Informationsstruktur 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 detektiert 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 detektiert. Dieses Bündel, das von dem Auslesebündel abgespaltet wird, geht schräg durch das Objektivsystem und ist verhältnismäßig eng. Das von dem Aufzeichnungsträger reflektierte Fokussierungsbündel 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 Fokussierfehler 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 effektiv quer zu der Spurrichtung verläuft.

Vorzugsweise sind die Detektoren für die von den Fokussierungsfehlern abhängigen Intensitätsänderungen im Überlappungsgebiet zwischen dem Teilbündel nullter Ordnung und einem Teilbündel erster Ordnung angebracht.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Ausgänge der Detektoren überdies mit einer Addierschaltung verbunden, und die Ausgänge der Addierschaltung und der Subtrah.erschaltung sind mit einem ersten und einem zweiten eingang einer Multiplizierschal'img verbunden, wobei in einer der Verbindungen zwischen de; Addierschaltung und der Multiplizierschaltung und zwischen der Subtrahierschaltung und der Multiplizierschaltung eine phasendrehende Schaltung

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angeordnet ist, und die Multiplizierschaltung ist mit einer Filterschaltung 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 d^r 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 Auslesebündels in genügendem Maße voneinander getrennt sind. somit in einer Ebene, 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 Spurrichlung verläuft«, ist zu verstehen, daß die imaginäre Projektion dieser Linie auf die Informaiionsstruktur parallel bzw. quer zu der Spurrichtung verläuft.

Die Erfindung gründet sich auf die Erkenntnis, daß beim Auslesen der Informationsstruktur, die sich wie ein zweidimensionales Beugungsraster verhält, Fokussierungsfehler zusätzliche Phasenverschiebungen zwischen einem Teilbündel nullter Ordnung und Teilbündeln 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 detektion werden. Dabei wirri nuch 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 mil Hilfe derselben Elemente abgeleilet. Dies hut den Vorteil, daß diese Signale größtenteils auf gleiche Weise von etwaigen Störungen in dem Auslcsesystem. wie optischem Rauschen oder gegenseitigen Schwingungen der Elemente, beeinflußt werden. Durch diese Weise, in der die genannten Signale verarbeitet werden, und /war über eine sogenannte Synchrondetckiion. ist das erhaltene Steuersignal zur Nachrcgeliing der Fokussierung von den genannten Störungen unabhängig. Ein weiterer Vorteil isl der. daß die Anwendbarkeit der Erfindung nicht auf eine bestimmte Phasentiefe der Informalionsstruktur beschränkt ist. Unter Phasentiefe i->i der durch die !niorrnauorisgcbicic (."der Grübchen) der Informationsstrukuir herbeigeführte Phascmintcrschied zwischen dem Tcilbündel nullter Ordnung und den Teilbündeln crsier Ordnung zu verstehen. Die Erfindung kann auch beim Auslesen sogenannter Schwarz-Weiß-Strukturen oder Ampliuidenstrukuircn verwendet werden, deren Phasentiefe auf .τ Rad. gesetzt werden kann.

Es sei bemerkt, daß bereits in der DE-C)S 26 06 006 der Anmelderin vorgeschlagen worden ist. Fokussierungsfehler mit Hilfe zweier im fernen Feld der Informationsstruktur angeordneter Detektoren /u detektieren. Dabei wird aber die Summe der Setektorsignale nicht als Referenz beim Ableiten des Steuersignals für die Fokussierung verwendet. In tier früher vorgeschlagenen Vorrichtung wird mit den zwei Detektoren ein Oieichsironisteuersiirnal erhallen. 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 Delektieren 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 brauchen nicht etwa symmetrisch zu der 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 Austrittspupille« sind sowohl die reelle Austrittspupille des Objektivsystems als auch eine Abbildung dieser Ausiritispupille zu verstehen. Eine derartige Abbildung kann erzeugt werden, wenn die Austrittspupille selbst 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 Objektivsystems. Mil dieser Ausführungsform können verhältnismäßig große Fokussierungsfehler delektiert werden.

Eine Vorrichtung nach der Erfindung, mit der sowohl große als auch kleine Fokussierungsfehler mit großer Genauigkeit delektiert werden können, ist dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Deiektoren in zwei Teildetektoren unterteilt ist und daß die Ausgänge der äußeren Teildeiektorcn über von dem abgeleiteten Steuersignal betätigte Schalter und die Ausgänge der inneren Teildetekioren 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 gleichsehenkeliger Dreiecke aufweisen, deren Basisscitcn effektiv quer zu der Spurrichtung liegen. Dann kann für einen großen Fokussierungsfchlcrbcreieh ein eindeutiges Steuersignal abgeleitet werden.

Nach einem weiteren Mcrkmyl W:inn ioiior drr dreieckförmigen Detektoren in zwei gleichschenklige dreicckförmigcTcildetcktoren unterteilt sein.

Eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung mil schmalen Detektoren ist dadurch gckennzcichncl. daß die Deiektoren am Rande der effektiven Austrittspupille angeordnet sind. Das Fokussierungsdetektionssystem eigne! 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

F i g. 1 eine Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung.

Fig. 2. 2a. 6a. 6b. 7. 8a. 8b. 9. 10a und 10b mögliche

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Alisführungsformen des in dieser Vorrichtung verwendeten strahlungsempfindliehcn Deiekiionssysicms und außerdem die Weise, in der die von diesem System gelieferten Signale verarbeitet werden, und

I' i g. 3.4 und 5 das Prinzip der Erfindung.

In I'ig. I ist ein runder scheibenförmiger Aufzeichnungsträger I in radialem Schnitt dargestellt. Die Informationssiruküir ist annahmeweise relleklierend. Die Informationsspiiren sind mit 3 bezeichnet. Eine Strahlungsquelle 6, z. 15. ein Ilelium-Ncon-Liiser. emittiert ein Aiislescbündel b. Dieses Bündel wird von einem Spiegel 9 zu einem srhcmatisch durch eine einzige Linse dargestellten Objekiivsysiem 11 reflektiert. Im Wege ties Auslesebündcls ft ist eine llilfslinsc 7 ungeordnet, die dafür sorgt, daß das Auslesebündcl die Pupille des Objcktivsysiems ausfüllt. Dann wird ein Stralilungsfleck mit minimalen Abmessungen auf die !-"lache 2 der Inforniationsstrukiur projiziert.

Das Atislesebündel wird von der Inlormaiionsstrukttir reflektiert und bei Rotation des Aufzeichnungsträgers um eine Welle 5, die durch eine mittlere Öffnung 4 geführt ist, zeitlich entsprechend der in der auszulesenden Spur gespeicherten Information moduliert. Das modulierte Auslesebündel passiert wieder das Objektivsystem und wird von den. Spiegel 9 in Richtung aiii das von der Quelle emittierte Bündel reflektiert. Im Strahlungsweg des Auslesebündcls sind Elemente zur Trennung der Wege des modulierten und des iinmodulierten Auslesebündels angeordnet. Diese Elemente können /.. B. aus einem Gebilde eines polarisationscmpfindlichen Teilprismas und einer Λ/4-Plalle bestehen. In f^:ig. I ist der Einfachheit halber angenommen, daß die genannicn Mittel durch einen halbdurchlässigen Spiegel 8 gebildet werden. Dieser Spiegel reflektiert einen Teil des modulierten Auslesebündels zu einem slrahlungsempfindliehen Informationsdelcktor 12. Am Ausgang dieses Detektors wird ein Signal Si erhalten. Das Signal .9; kann auf bekannte Weise dekodiert und dann, wenn auf dem Aufzeichnungsträger ein Fernsehprogramm gespeichert ist. mittels einer üblichen Fcrnsehempfangsvorrichtung sichtbar und hörbar gemacht werden.

Die optischen Details oer Informationsstruktur sind sehr klein. Zum Heispiel ist die Breite einer Spur 0.5 um. der Spurabstand 1.2 um und die mittlere räumliche Periode der Grübchen 3 um für einen scheibenförmigen runden Aufzeichnungsträger, auf dem ein 30 Minuten dauerndes Fernsehprogramm gespeichert ist. innerhalb eines Ringes mit einem Innendurchmesser von 12 cm und einem Außcndiirchmesser \ on 27 cm.

I Im derartige kleine Details auslesen zu können. muH ein Objektivsystem mit einer verhältnismäßig großen numerischen Apertur (z. H. 0.45) verwendet weiden. Hin UCl in i ij-*c*> ί )ljjckii\ V\ SiOiIi «eisi .ibei' eine kleine 1 lelensehiiifc aiii, und aus diesem Grunde muli stets schaii bzw. genau aiii die Inlormalionssiruktur fokussiert sein.

Um Abweichungen in der l^;nkiissieriing detektieren /w können, sind außer dem Detektor 12 zu ei zusätzliche Detektoren Π und 14 wirgesehen. In I" i g. 2 sind diese Detektoren in DraiiKichi dargestellt. Der Ursprung 0 dieses Koordinatensystems O\ Vliegt aiii der optischen Achse des Ohjektivs\ stems. Die Λ Achse bzw. die V- Ai^-IiSf liegt effektiv parallel bzw. effektiv quer /u der I .ängM ichiiing eines auszulesenden Spurteiles.

Die Detektoren Π und 14 sind z. B. in der 1 heue / ' angebracht, in der eine Abbildung der <\iisiriltspupillc des Objektiv systems mittels einer HilKlinse 23 er/engt wird. In Ii l'. I ist der t 'bersichllichkeit halber nur div¹ Abbildung (a') eines Punktes ;/ dieser Austiittspupille mil gestrichelten Linien angegeben. Die Detektoren 13 und 14 können auch in einer anderen Ebene angeordnet werden, vorausgesetzt, daß in dieser Ebene die von der Informationsstruktur in verschiedenen Ordnungen ge beugten Teilbündel genügend voneinander getrennt sind.

Wie weiter in F i g. 2 angegeben ist, weiden die Ausgangssignale der Detektoren 13 und 14 einer .Subtrahierschaltung 15 zugeführt. Der Ausgang dieser Schaltung ist mil einer ersten Eingangskiemine 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 Tiefpaß 19 zugeführt. Am Ausgang dieses Filters wird, wie nachstehend auseinandergesetzt weiden wird, das gewünschte Steuersignal Si 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 z.weidimensionales Beugungsraster betrachtet werden. Das Auslesebündcl b wird von diesem Raster in ein Teilbündel nulltcr Ordnung, eine Anzahl von Teilbündeln erster Ordnungen und eine Anzahl von Teilbündeln höherer Ordnungen gespaltet. Ein Teil der Strahlung der Teilbündel gehl durch die Pupille des Objeklivsystems 11 und könnte in der Bildebene der Informalionsstruktur 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 Austrittspupil-Ie 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 Teilbündels 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 Teilbündcl £j(+1.0) bzw. £(-1.0) dar. Die A'-Achsc und die V-Achse der Fig. 3 entsprechen der X-Achse und der V-Achse der F i g. 2. Der Abstand eider Mittelpunkte 24 und 25 von der V-Achse wird durch A/ρ bestimmt, wobei ρ die örtliche Periode der Grübchen in der Spiirrichtiing und λ die Wellenlänge des Auslesebündels bdarstellen.

Zum Ableiten eine-. Fr-kussicrungsfchlcrs 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 Tcilbündel erster Ordnung £>(+ 1.0) und />(- LO) teilweise dasTeilbiindel nulltcr Ordnung /■>(().()) und treten Interferenzen auf. Der Phasenuntcrschicd der Teilbündel 6( + LO) und b( — 1.0) in bezug auf das Teilbündcl b (0.0) ändert sich mi: hoher Frequenz infolge der Fortbewegung des Ausleseflecks in der Spiirrichtiing und mn niedriger Frequenz infolge von Fokussierungsfehlern. Dadurch treten Intcnsitälsändeningen in den Überlappungsgebieten auf. wobei diese Änderungen minels der Detektoren H und 14 delektier- werden können.

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Wenn die Mitte des A.usleseflecks 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 Informationsstruktür 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 2 π 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 ot ändert. Dabei ist ω 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 Spurieil bewegt.

Der Phasenunterschied zwischen dem Teilbündel 6(0,0) und den Teilbündeln 6( + 1,0) und 6(- 1,0) in den Überlappungsgebieten 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 F i g. 4 näher erläutert.

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 zusätzlieher Weglängenverlust zwischen dem Teilbündel 6(0,0) und den Teilbündeln 6( + 1,O) und 6(-1,O) auf. Von diesen Bündeln sind nur die Hauptstrahlen dargestellt. Für die Richtung unter einem beliebigen Winkel λ zu dem Hauptstrahl des Teilbündels 6(0,0) wird der Weglängenunterschied zwischen dem Teilbündel 6(0,0) und dem Teilbündel 6 (+ 1,0) gegeben durch:

Δ W = Az ■ cosoc—Δζ ■

}—ex.).

Für einen kleinen Winkel α und für einen kleinen Winkelunterschied (ß — cn) ist der Weglängenunterschied in guter Annäherung, d. h. mit einer Genauigkeit bis zur dritten Ordnung, gleich:

\W

-■·[■-H'-

oder aber:

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

Der Phasenunterschied ψΔΖ\%ΐ für einen bestimmten Wert der Fokussierung Δζ eine Funktion des Winkels λ.

Für jede Lage in der Austrittspupille wird der Phasenunterschied φΑζ durch den Abstand dieser Lage von der V-Achse bestimmt Für die Lagen auf den zwei Linien, deren Winkelabstand von der V-Achse gleich ί ist, ist der Phasenunterschied zwischen einem Teilbündel erster Ordnung und dem Teilbündel nullter Ordnung

gleich (//((/■/l/' = 0) und von einem l-'okiissieriingsfeliler unabhängig. Diese zwei Linien können ills »neutrale Linien« bezeichnet weiden. In Fig. 3 ist eine dieser Linien mit /„angegeben.

In I- i g. 5 ist bei einer bestimmten Lintfokussicrung .1/ der Gesamtphascnunlerschied '/» zwischen dem Teilbündel 6(0,0) und dem Teilbündel 6(+ 1.0) «Is Funktion der Winkellage ix in der Austrittspupillc dargestellt. Die Lage der Linie, die zu der >'-Achse parallel ist und sich in der Mitte zwischen den Detektoren 13 und 14 erstreckt, ist mit ix» angegeben. Die Mitten der Detektoren 13 und 14 befinden sich dann in den Lagen \i,-A/\ und ,λο + ζ1<\. Wenn der Phasenunterschied ^Az für die Lage <x_tl durch φα dargestellt ist, ist der Phasenuntcrschied für die Lage Oin- Arn

('/ ^lz>,„

= Vn - ¹V

und für die Lage \_n + I %

21) ^lz)>„ ι, ='/n + I'/

wobei

durch I7 = 2.-J --." /;

gegeben wird. Über die Überlappungsgebiete der Fig.3 erstrecken sich Interferenzlinienmuster. Die räumliche Periode eines Interferenzlinienmusters wird durch die Größe eines Fokussierungslehlers 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 Teilbündeln werden gegeben durch:

Φ'ιι =

Die zeitabhängigen Ausgangssignale der Detektoren 13 j--, und 14 können durch:

-Δψ)

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

5|5 = ßsin (ψ+ α)ί+φο)-5ίη,4φ.

Wie in F ι 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 Sm haben die Terme ωί das gleiche Vorzeichen, während das Vorzeichen des Termes Δφ im Signal Sn dem dieses Termes im Signal Sm entgegengesetzt ist. Dadurch wird die Änderung in der Summe der Signale Sn und Sh infolge von Fokussierungsfehlern erheblich kleiner als diese Änderung im Signal S15 sein. Das Summensignal kann durch:

&ir+gpo)[1

dargestellt werden. Darin ist m für nicht zu große Fokussierungsfehler eine Konstante kleiner als 1, so daß bei nicht zu großem Azdas Vorzeichen von S\% sich nicht ändern kann. Das Signal Si6 wird einer phasendrehen-

Il

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den Schaltung 17 zugeführt, die die Phase- über ^ς)() verschiebt, wodurch erhalten wird:

S\7 = Dsin (i/i

In der Multiplizierschaltung 18 werden die Signale Sr, und Sn miteinander multipliziert, wodurch erhalten wird:

sin(.1(/)[l+/hcos(z1(/)|.

Dies kann geschrieben werden als:

Nach Durchgang durch die Filterschallung, die nur Frequenzen von weniger als 2o> durchlaßt, entsteht daraus ein Signal:

wobei

ster auf die Signale .Vi ι und .S'i.i wird dadurch ausgcmiitclt werden.

Von der Informalioiisstruklur wird .Strahlung des Auslesebündels auch in höheren Ordnungen als die

-, ersten Ordnungen gebeugt. Die Strahlungsenergie in cIlmi höheren ßeugungsordnungen ist aber verhältnismäßig gering, und die Bcugungsw'nkel höherer Ordnungen sind derart, daß nur ein kleiner Teil der Teilbündel höherer Ordnungen innerhalb der Pupille des Objektiv-

in systems fällt. Der Einfluß der Teübündel höherer Ordnungen ist daher vernachlässigbar.

Wie bereits bemerkt wurde, wird die räumliche Periode des Interferenzlinienmusters durch den l'okussierungsfehler Δζ bestimmt. )e größer dieser Fehler, je

r, kleiner ist die genannte räumliche Periode. Im Obenstehenden wurde angenommen, daß B und C', in dem Ausdruck von .SV>. Sk,, Konstanten sind, in Wirklichkeit weisen für rechteckige Detektoren ßund C

ist und für nicht zu große Fokussierungsfehler positiv bleibt.

Das Signal S/ ist also eine ungerade Funktion von J(/ und somit auch eine ungerade Funktion des Fokussierungsfehlers Δα so daß mit der beschriebenen Detektoranordnung und mit der beschriebenen Signalverarbeitung die Größe und die Richtung des Fokussierungsfehlers delektiert 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 Schallung 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 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(i»i) 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 co^iat) 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 Teübündel der Ordnungen (0, +1) und (0, — 1) infolge der Rasterstruktur quer zu der Spurrichtung und Teübündel der Ordnungen (+1,+ I), (-1,+ I), (-1.-1) und ( + 1,-1) erhalten. Die Richtungen dieser Teübündel 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 6(0,-1) beeinflußt Die Richtungen der Linien der !nterferenzmuster infolge der in diagonalen Richtungen gebeugten Teübündel verlaufen schräg in bezug auf die Detektoren. Der Einfluß der letzteren Interferenzmu- _>ii jedoch einen Verlauf nach .' auf, wobei ν durch

.τ gegeben wird, wobei / die Breite des rechteckigen

Detektors und i/die räumliche Periode des Interferenzlinicnmusiers ist. Wenn nun der l'okussierungsfehlei \/

i-, derart groß wird, daß die Periode q eines Interfcrenzmusters gleich der Breite /wird, tritt eine Vorzeichenänderung in B auf. Dann verschiebt sich die Phase des abgeleiteten Regelsignals über 180" und besteht die Möglichkeit, daß die Servoregelung für die Fokussie-

_Sll rung in der falschen Richtung zu regeln anfängt.

Beim Ableiten des Signals S|_h werden die Ausgangssignale der Detektoren 13 und 14 zueinander addiert, so daß ein zweimal breiterer Detektor als beim Ableiten des Signals Sr, verwendet wird. Die genannte Vorzei-

j-, chenändeiung wi'/d also zuerst für das Signal S_th auftreten.

Es wurde daher vorgeschlagen, die Detektoren möglichst schmal auszuführen. Dann kann auch für größere Fokussierungsfehler, die beim »Einschwingen«

4(i 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 weist noch

4-, einen anderen Vorteil auf, und zwar da!) 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 Raumfrequenzen der lnfor-

-,o mationsgebiete vorkommen, gut ausgelesen werden können sollen.

Das Ausmaß, in dem die Teübündel 6( + 1,O) und b (- 5,0} und das Tcübür.dc! b (0.0) sich überlappen, wird durch die Raumfrequenz der Informationsgebiete in der

-,i 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 Austritlspupille darstellt.

In dieser Figur ist also die Situation dargestellt, in der

bo die Raumfrequenz in der Spur, die ausgelesen wird, etwa gleich der halben Grenzfrequenz ist. Wenn die Raumfrequenz zunimmt, werden die Teübündel erster Ordnung 6(+1,O) und b( — 1.0) über einen größeren Winkel β gebeugt werden. Bei einer bestimmten Raumfrequenz der Infomiationsgebiete. die der Grenztrequenz des optischen Auslesesystems entspricht, wird keine Überlappung der Teübündel erster Ordnung mit dem Teübündel nu'lter Ordnung mehr auftreten. Dann

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wiiil die Information nicht mehr delektiert uerden können.

Da /um Detektiei en von lOkussieriingsfehlem zwei Detektoren, die au' einer Seile der V-Achse liegen. verwendet werden, wird die (iren/lrequen/ iiir die I okiissierungsfchlcrdetektion kleiner als die Greivlrcquen/ für das eigentliche Auslesen dei Information sein. Die (■ren/lrequen/ für die Fol· nssierungsdeteklion wird bereits erreicht, wenn tier Detektor 13 teilweise außerhalb des Überlappungsgebietes der Teübündel [■>(-! 1.0) und 6(0.0) /ti liegen kommt (vgl. Fig. 6a). Die Kaiiinfrcqucn/ der Informationsgebiete bei der sich diese Situation ergibt, ist bei Anwendung verhältnismäßig breiter Detektoren niedriger als bei Anwendung schnuller möglichst nahe bei dem Rande der Auslriltspupille angeordneter Detektoren (vgl. Γ ig. 6:i und rib). Der Abstand der Detektoren vom Rande der Pupille und damit die Breite der Detektoren wird durch die höchste R;uimfrcqucn/ der Inforniationsgc'oicte festgelegt, die in dem aus/niesenden Aufzeichnungsträger vorkommt. Wenn die maximale Katimfreqiien/ verhältnismäßig niedrig ist. können die Detektoren eine verhältnismäßig große Breite aufweisen. Dann isi es möglich, jeden der Detektoren in zwei Teildetektoren zu unterteilen, wie in I·' i g. 7 dargestellt ist. Wie bereits bemerkt wurde, müssen die Detektoren sehmal sein, um größere Fokussierungsfchler detektieren zu können. Für Detektoren kleinerer Fokussierungsfehlcr empfiehlt es sich im Zusammenhang mit der Genauigkeit der Detektion, mögliehst breite Detektoren anzuwenden. In der Anordnung nach Γ i g. 7 sind die Schalter 31 und 32 unterbrechend, wenn größere Fokussierungsfehler gemessen werden, so daß der Sublrahierschaltiing 15 und der Addicrsch ii'ung 16 nur die Signale der schmalen Teildetektoren 13' und 14' zugeführt werden. Wenn der gemessene Fokussicrungsfehlcr einen bestimmten Wert unterschreitet, werden die Schalter 31 und 32 geschlossen und werden die Signale der Tcildetcktoren 13' und 13". gleich wie die Signale der Tcildelektoren 14' und 14". zusammengefügt, so daß die Fokussicrungsfchler mit den breiten Detektoren 13 und 14 delektiert werden. Die Signale der Detektoren 13 und 14 oder der Teildetektoren 13' und 14' werden auf die bereits für F i g. 2 beschriebene Weise weiter verarbeitet.

Wie bereits bemerk! wurde, weisen, für rechteckige Detektoren, fliind C" in den Ausdrücken für .SV, und .V»,

einen Virlauf nach

auf. wodurch für größere

Fokussierungsfehler eine Vorzeichenänilcrung ν auftraten kann. Diese Vorzeichenänderung kann dadurch vermieden werden, dall die Detektoren dreieckl'örmig ausgebildet werden, wie in Fig. 8a angegeben ist. Bei Anwendung dreiecklörmiger Detektoren weisen Wund ("einen Verlauf nach

aiii, so daß keine /e chcnändcriing mehr aulirin und auch für einen grollen Bereich von Fokussieriingslehlern ein richtiges I-Okussierungsregelsignal erhallen werden kann. Die Breite <\<.'r Deiektoren wird dann nicht mehr durch die /n erw artenden I > >kiissierun;.'slch kr beslimni!. Wenn aber auch Im einen großen Bereich von Raumli'cqucnzcn der lulormaiionsgehicic in der Inloi mationsslnikiur ein giiles Kegelsignal Im die I okιisMeruii;.' abgeleitet werden können soll, w erden die Detektoren doch möglichst nahe bei dem Rand der effektiven Austritlspupille angeordnet, wie in ί i g. 8a dargestellt ist. Die Anwendung schmaler Detektoren am Rande der Pupille ermöglicht es auch, eine Informatiorisslruktur mit niedrigen Raumlrcqucuzcn der Informationsgebiete auszulesen. Die unten' Grenze von Raiimfrequenzcn. die noch delektiert werden können, wird erreicht, wenn die T.'ilbüiidel 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 w erden, selbstverständlich niedriger als bei Anwendung breiter Detektoren.

Wenn doch breite dreiecklörmigc 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 I"ig.4 für dreieckförmige Detektoren dargestellt ist.

leder der Detektoren 13 und 14 der Fig. 2 isi durch zwei Detektoren 40,41 bzw. 42,43 ersetzt.

Zur Bestimmung von Zenlrierungsfchlern werden die Ausgangssignn'e der Deiektoren 40 und 42 einer Addierschalluiig 45 und die Ausgangssignale der Detektoren 41 und 43 einer Addicrschallung 46 zugeführt. Die Ausgangssignalc der Schaltungen 45 und

46 werden einerseits voneinander in der Schaltung 47 subtrahiert und andererseits in der Schallung 48 zueinander addiert. Am Ausgang der Addicrschallung 48 wird ein Referenzsignal erhallen, dessen Phase über 90" in der phasendrehenden Schaltung 49 verschoben wird. Das phasenverschobene Referenzsignal wird in der Schaltung 50 mit dem von der Sublrahierschaltiing

47 herrührenden Signal multipliziert. Das erhaltene Signal wird dem Tiefpaß 51 zugeführt, an dessen Ausgang das gewünschte Steuersignal 5, zur Nachrcgclung der Zentrierung des Ausleseflecks in bezug auf eine auszulesende Spur verfügbar ist.

Zum Ableiten von Fokussicrungsfchlern werden die Ausgangssignalc der Detektoren 40 und 41 in dei Schallung 52 zueinander addiert und werden die Ausgangssignale der Detektoren 42 und 43 in dei Schaltung 53 zueinander addiert. Die Ausgangssignalc der Schaltungen 52 und 53 werden auf gleiche Weise wie die Ausgangssignale der Detektoren 13 und 14 in I·" i g. 7 verarbeitet. Dabei erfüllen diese Flemenle 54. 48, 49, 55 und 56 in F i g. 9 die gleiche Funktion wie die FlemcnK 15,16,17,18 und 19 in Fig. 2.

In Fig. 1 ist angegeben, daß ein gesonderte! lnlormationsdetekior zum Auslesen der Information in Aufzeichnungsträger verwendet wird. Zum Ausleser der Information könnten auch die Detektoren 13 und IA nach den F ig. 1, 2. ba. bb und 7 oder die Deiektoren 40 41,42 und 43 nach F i g. 9 verwendet werden. Dann mul also das Ausgangssignal der Addierschalliing 16 oder 4i auch noch einer Dekodierschallimg /ugeführl um anschließend /. B. mittels eines Fernsehempfänger· sichtbar gemacht werden.

Im Zusammenhang mil einem guten Signal-Rausch Verhältnis im Informalionssignal ist es aber /i bevorzugen.dal! die Oberfläche des Inlormaiionsdciek lors wenigstens gleich groß wie der üüiulclqiicrschuil des Teilbündels iiulller Ordnung ist. Wenn dei Inlorinalionsdeleklor auch in der effektiven Ausiriils pupille iles Objckii\s\steins angcbrachi ist. kann ihr /iisamniengeseizie Deieklionssvsieni die I orni n.icl

Fig. 1 Oa aufweisen. Das Detektionssystem besteht aus einem runden Detektor mit zwei voneinander getrennten strahlungsempfindlichen Teilen D, und A> Der Teil D_c kann wieder in zwei oder vier getrennte Teile unterteilt sein (siehe Fig.8b und 9) und dient zum Ableiten von Steuersignalen zur Fokussierung und Zentrierung.

Zum Ableiten des Informationssignals S-, wird vorzugsweise das Summensignal des Detektorteils D_c mit dem Signal des Detektorteils Dj zusammengefügt. In der Anordnung nach F i g. lOa werden die Signale in der Schaltung 60 zueinander addiert Es ist auch möglich, daß der Detektorteil Dj 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 Summensignal des Detektorteils £>_czu 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.) 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 auch 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 Grübchenstruktur, 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.

Hierzu 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 einei Seite eiaer 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 strahlungsempfindlichen Detektoren (13, 14) auf einer Seite einer Ebene angeordnet sind, die durch die optische Achse und eine Normale auf der Mittellinie eines auszulesenden jo Spurteiles gebildet wird, wobei die Detektoren symmetrisch zu einer Linie liegen, die effektiv quer zu der Spurrichtung verläuft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren (13,14) 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 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der Detektoren (13, 14) überdies mit einer Addierschaltung (16) verbunden sind und die Ausgänge der Addierschaltung (16) und der Subtrahierschaltung (15) mit einem ersten und einem zweiten Eingang einer Multiplizierschaltung (18) verbunden sind, wobei in einer der Verbindungen zwischen der Addierschaltung 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 (St) zur Nachregelung der Fokussierung erhalten wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen der Detekto- t>o ren (13, 14) in der effektiven Spurrichtung (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, bs 14) in zwei Teildetektoren (13', 13", 14', 14") unterteilt ist und daß die Ausgänge der äußeren Teildetektoren (13", 14") über von dem abgeleiteten Steuersignal (St) betätigte Schalter (31, 32) und die Ausgänge der inneren Teildetektoren (13', 14') unmittelbar mit Eingängen der Addierschaltung (16) und der Subtrahierschaltung (15) verbunden sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren (13, 14) die Form gleichschenkeliger Dreiecke aufweisen, deren Basisseiten effektiv quer zu der Spurrichtung (X) liegen (F i g. 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 gleichschenkelige dreieckförmige Teildetektoren (13', Ϊ3", 14', 14") unterteilt ist, und daß die Ausgänge der äußeren Teildetektoren (13", 14·■') über von dem abgeleiteten Steuersignal (St) 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 Austrittspupille (20) angeordnet sind (F i g. 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 A"- Y- Koordinatensystems liegen, dessen X-Achse effektiv in der Spurrichtung und dessen V-Achse effektiv quer zu 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 liegenden Detektoren (40, 41) mit einer dritten Addierschaltung (52) verbunden sind; daß die Ausgänge der im ersten und im zweiten 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 (Si) zur Nachregelung der Fokussierung zugeführt werden, während die Ausgangssignale der vierten (45) und der fünften Addierschaltung (46) einer entsprechenden elektronischen Schaltung (47, 48, 49, 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 strahiungsempfindlicher 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 (D₁..) vorhanden sind, die von dem verbleibenden größten Gebiet (D₁) des Detektors getrennt sind und die die Detektoren für das Fokussiemngs- 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 (D) des Detektors herrührende Signal zugeführt werden, wobei am Ausgang dieser Addierschaltung das ausgelesene Informationssignal ^erhalten 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 (U) schneidet, und daß eine zweite Subtrahierschaltung (62) vorgesehen ist, der das Ausgangssignal der sechsten Addierschaltung (61) und das von dem Teilgebiet (Di), 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 (S,) auftritt (F ig. 10b).