DE2805458C2

DE2805458C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Korrektur bzw. zum Einstellen der Lage der Abtastspur beim optischen Auslesen von Informationen eines Aufzeichnungsträgers

Info

Publication number: DE2805458C2
Application number: DE2805458A
Authority: DE
Inventors: Kazuo Hyogo Okada
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1977-02-09
Filing date: 1978-02-09
Publication date: 1986-09-25
Also published as: US4305144A; NL7801528A; JPS5398802A; GB1595683A; DE2805458A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zur Korrektur bzw. zum Einstellen der Lage der Abtastspur beim optischen Auslesen von Informationen eines Aufzeichnungsträgers, die in Form von Oberflächenunregelmäßigkeiten längs einer Aufzeichnungsspur aufgebracht sind.

Ein derartiges Verfahren ist in der nachveröffenilichten DE-OS 26 36 929 beschrieben. Hierbei wird eine Aufzeichnungsspur mit einem konvergenten monochromatischen Lichtbündel bestrahlt und die reflektierte Lichtintensität in elektrische Ausgangssignale umgesetzt und anschließend ausgewertet. Die zu dieser Umsetzung erforderlichen Wandler sind außerhalb des Fokussierun^sbereichs des reflektierten Lichts angeordnet, indem der von der Aufzeichnungsspur reflektierte Lichtstrahl ein Muster hat, welches zum Zentrum des Lichtstrahls im wesentlichen symmetrisch bleibt. Aufgrund dessen können bei diesem Verfahren lediglich starke Abweichungen der Istlage von der Sollage zur Gewinnung eines Fehlersignals, welches zur Nachkorrektur verwendet werden kann, herangezogen werden. Bei kleinen Abweichungen des Lichtflrcks von seiner Sollage reagiert das Verfahren jedoch sehr träge bzw. überhaupt nicht.

Weiterhin zeigt die DE-OS 23 42 906 ein Beugungsspuraufzeichnungsund Wiedergabesystem, bei dem im reflektierten Betrieb die Wandler ebenfalls nicht im Fokussierungsbereich des reflektiven Lichts liegen, so daß auch hier die o. g. Nachteile auftreten.

Aus der DE-OS 24 45 333 ist ein optoelektronisches System zur Bestimmung der Abweichung zwischen der Istlage und der Sollage einer Ebene in einem optischen Abbildungssystem bekannt, um so beispielsweise ein Mikroskop justieren zu können. Zur Optimierung eines Verfahrens zur Korrektur bzw. zum Einstellen der Lage einer Abtastspur enthält diese Druckschrift jedoch keine Aussage.

In der DE-OS 24 09 893 ist eine Vorrichtung /um optischen Ablesen einer Beugiingsspur beschrieben, bei der das von der Oberfläche reflektierte und gebeugte Lichtbündel von mehreren Wandlerelementen empfangen wird. Erfaßt wird hierbei jedoch — wie beim restli-

chcn Stand der Technik — das von der Beugungsspur gebeugte Licht im nicht-fokussierten Reflektionsbereich und zudem im Bereich des Hauptmaximums sowie über mehrere Nebenmaxima hinweg.

Im iournal of the SMPTE, Vol. 83, Juli 1974, Seiten 580 ff„ ist eine Möglichkeit zur Zentrierung eines zum Abtasten einer Informationsspur verwendeten Lichtstrahls beschrieben, bei dem die Information mittels Durchstrahlung eines Aufzeichnungsträgers mit einem HeNe Laserlichtstrahls erfolgt. Diese Veröffentlichung enthält jedoch keine weiteren Hinweise auf einen Betrieb im reflektierten Modus. Schließlich ist in der DE-OS 25 04 571 eine Videoplatte offenbart, bei der die Vertiefungen der Beugungsspur mit der Wellenlänge des Lichtes auf bestimmte Weise abgestimmt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs definierten Art derart zu verbessern, daß sowohl eine äußerst empfindliche und genaue Einstellung der Lage des Abtastlicht^rlecks auf der Aufzeichnungsspur mit einfachen Mitteln und ohne Verwendung von Einrichtungen wie Beugungsgitter möglich wird.

Diese Aufgabe wird insbesondere dadurch gelöst, daß der lichtempfindliche Wandler im Bereich eines Fokussierungspunktes des vom Lichtfleck stammenden reflektierten Lichtes angeordnet wird, und daß in dem vom Lichtfleck stammenden reflektierten Licht ausschließlich die unmittelbar neben dem Hauptmaximum auftretenden Nebenmaxima erster und minus-erster Ordnung zur Gewinnung der Korrektursignale ausgewertet werden. Eine besonders vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kennzeichnet sich dadurch aus, daß die Sammellinse zum Hündeln eines monochromatischen Lichtstrahls auf den scheibenförmigen Aufzeichnungsträger zugleich auch einen von der Aufzeichnungsspur reflektierten und gebeugten Lichtstrahl auf eine Mehrzahl von Oberflächenabschnitten einer optischen Detektoranordnung reflektiert, daß weiterhin ein Generator vorgesehen ist, der mit der Detektoranordnung verbunden ist und sowohl ein der Information entsprechendes Wiedergabesignal als auch Steuersignal aus den Ausgangssignalen der optischen Detektoranordnung erstellt, und daß ein der Sammellinse und der optischen Detektoranordnung zur gemeinsamen Bewegung zugeordneter Antrieb gemaß dem Steuersignal erregbar ist, so daß der gebündelte Lichtstrahl auf dem umlaufenden Aufzeichnungsträger auf die auf diesem angeordnete Aufzeichnungsspur nachjustiert wird.

Als besonders vorteilhaft erweist es sich dabei, wenn die Wandleranordnung in zwei Detektorabschnitte unterteilt ist, welche auf die gebeugten Strahlenkomponentcn nullter und erster Ordnung ansprechen, und daß eine Einrichtung zur Bildung der Differenz zwischen den Ausgangssignalen der Detektorabschnitte vorgesehen ist. welche das Steuersignal erzeugt, und das weiterhin eine Einrichtung zur Bildung der Summe der Ausgangssignale der Detektorabschnitte vorgesehen ist, welche das Wiedergabesignal bereitstellt.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann zudem derart konzipiert sein, daß die Wandleranordnung sowohl die gebeugte Strahlkomponente nullter Ordnung als auch die gebeugten Slrahlenkomponenten erster Ordnung ausmißt, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche den Unterschied zwischen den gebeugten Strahlenkomponenten erster Ordnung berechnet und so das Wiedergabesignal bereitstellt.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert In dieser zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines herkömmlichen optischen Wiedergabegerätes;

Fig.2a bis 2d schematische Darstellungen, anhand derer die wesentlichen Merkmale der vorliegenden Erfindung erläutert werden;

Fig.3 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Wiedergabegerätes;

F i g. 4 eine schematische Darstellung eines abgewandelten Wiedergabegerätes ähnlich zu F i g. 3;

F i g. 5a eine schematische Darstellung eines weiteren abgewandelten Wiedergabegerätes ähnlich zu F i g. 3;

Fig.5b den elektrischen Schaltkreis eines weiteren abgewandelten Wiedergabegerätes, das im übrigen dem von F i g. 5a entspricht; und

F i g. 6 eine schematische Darstellung eines weiteren Wiedergabegerätes ähnlich zu F i g. 3.

Zum besseren Verständnis der Erfindung ist in F i g. 1 ein herkömmliches Wiedergabegerät zum optischen Auslesen eines Aufzeichnungsträgers gezeigt. Dort wird monochromatisches Licht, z. B. von einem Laser erzeugtes Licht, dazu verwendet, akustische Signale und Bildsignale, die in einen scheibenförmigen Aufzeichnungsträger eingeprägt sind, auszulesen. Zugleich wird die radiale Abweichung eines Lichtpunktes, der durch das monochromatische Licht erzeugt wird, von einer zugeordneten Aufzeichnungsspur auf dem Aufzeichnungsträger ermittelt.

Bei dem in F i g. 1 gezeigten Wiedergabegerät läuft das von einem als Lichtquelle verwendeten Laser 10 erzeugte Licht durch eine Streulinse, z. B. die bikonkave Linse 13. Man erhält so ein divergierendes Lichtbündel, das durch ein Beugungsgitter 14 in drei Lichtbündel zerlegt wird, die der Beugung nullter, erster und minus erster Ordnung entsprechen. Die drei durch Beugung erzeugten Lichtstrahlen laufen durch einen Strahlteiler 16 und werden von einem Abtastspiegel 18 reflektiert, der den optischen Weg um 90° abknickt. Die reflektierten Strahlen fallen auf eine Sammellinse 20, von der sie als Lichtpunkte auf einen scheibenförmigen Aufzeichnungsträger 22 fokussiert werden. Auf dem letzteren sind Stimmsignale und/oder Bildsignale längs einer nicht gezeigten spiralförmigen Aufzeichnungsspur eingeprägt. Der Aufzeichnungsträger 22 kann mit vorgegebener konstanter Drehzahl durch einen elektrischen Antriebsmotor 24 in der in der Zeichnung durch einen Pfeil angegebenen Richtung in Drehung versetzt werden.

Ein Teil der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 22 ist in Fig. 2 in vergrößertem Maßstab im Inneren eines mit A bezeichneten Kreises dargestellt (unterer Abschnitt von F i g. 2). Im Kreis A erkennt man drei Abschnitte der Aufzeichnungsspur mit Vertiefungen 26, die in Form paralleler Reihen angeordnet sind und jeweils die Form gestreckter Kreise haben. Die Vertiefungen 26 stellen Teile der eingeprägten Information dar. In einer der Vertiefungen 26 der mittleren Reihe ist ein Lichtpunkt 28-1 gezeigt, der auf der Mittellinie der Vertiefung liegt. In zwei benachbarten Vertiefungen dieser Reihe sind zwei weitere Lichtpunkte 28-2 und 28-3 dargestellt, die bezüglich der Mittellinie dieser Vertiefungen nach rechts bzw. nach links versetzt sind, so daß sie zum Teil über die zugeordneten Vertiefungen überstehen. Der Lichtpunkt 28-1 ist der, der durch Fokussierung des gebeugten Lichtstrahles nullter Ordnung erhalten wird, während die LichtDunkte 28-2 und 28-3 die

Lichtpunkte darstellen, die durch Fokussierung der gebeugten Lichtstrahlen erster und minus erster Ordnung erhalten werden.

Der Lichtpunkt 28-1, der durch Fokussierung des gebeugten Lichtstrahles nullter Ordnung erhalten wird, tastet also die Vertiefungen 26 der Aufzeichnungsspur ab, während die Lichtpunkte 28-2 und 28-3, die durch Fokussierung der gebeugten Strahlkomponenten erster Ordnung erhalten werden, die rechte bzw. linke Seite der Mittellinien der Vertiefungen 26 abtasten, die ihrerseits durch den Lichtpunkt 28-1 abgetastet wird.

Die aus den Lichtpunkten 28-1, 28-2 und 28-3 durch Reflektion erhaltenen Lichtstrahlen laufen wieder durch die Sammellinse 20 und werden von dem Abtastspiegel 18 auf den Strahlteiler 16 geworfen. Der Strahlteiler 16 reflektiert die drei Lichtstrahlen auf eine auf Licht ansprechende Detektoreinheit 30.

Einzelheiten der Detektoreinheit sind im oberen Abschnitt von F i g. 1 innerhalb des mit B bezeichneten Kreises in vergrößertem Maßstab dargestellt. Danach enthält die Detektoreinheit 30 drei lichtempfindliche Wandler 30-1, 30-2 und 30-3, auf die jeweils einer der Lichtstrahlen fällt, die von den Lichtpunkten 28-1, 28-2 und 28-3 ausgehen. Diese Lichtstrahlen sind auf die lichtempfindlichen Wandler fokussiert. Der lichtempfindliche Wandler 30-1 stellt somit an einer Ausgangsklemme 32 ein elektrisches Signal dar, das das zugeordnete Informationssignal auf dem umlaufenden Aufzeichnungsträger 22 wiedergibt. Die Ausgangssignale der lichtempfindlichen Wandler 30-2 und 30-3 werden auf einen Operationsverstärker 34 gegeben, in welchem sie voneinander abgezogen werden. Auf diese Weise erhält man ein Signal, das die Abweichung des Lichtpunktes 28-1 von der Mittenlinie der Aufzeichnungsspur darstellt. Dieses Signal wird nachstehend auch Steuersignal oder Positioniersignal genannt und steht an einer weiteren Ausgangsklemme 36 bereit. Dieses Steuersignal dient zum Positionieren des Abtastspiegels 18 bezüglich der Aufzeichnungsspur.

Der Abtastspiegel 18 ist in einer zum Aufzeichnungsträger 22 parallelen Ebene in radialer Richtung verschiebbar angeordnet. Der als Lichtquelle verwendete Laser 10, die Streulinse 12, der Strahlteiler 16, die Sammellinse 20 und die Detektoreinheit 30 werden zusammen mit dem Abtastspiegel IS bewegt.

Ein herkömmliches Wiedergabegerät, wie es in F i g. 1 gezeigt ist, hat den Nachteil, daß der zum Auslesen der Information verwendete Lichtstrahl geringe Intensität hat, da das Beugungsgitter Licht absorbiert und Lichtenergie zugleich auch in Beugungsmaxima höherer Ordnung verloren geht, die zwangsläufig zusammen mit den gebeugten Strahlkomponenten erster und minus erster Ordnung entstehen. Darüber hinaus ist es extrem schwierig, die Lichtpunkte 28-2 und 28-3 bezüglich der Aufzeichnungsspur zu justieren. Darüber hinaus werden zusätzliche Geräteteile benötigt, insbesondere das Beugungsgitter, was die Kosten des Wiedergabegerätes stark erhöht.

Durch die vorliegende Erfindung werden die oben beschriebenen Nachteile des bekannten Wiedergabeverfahrens bzw. Wiedergabegerätes ausgeräumt.

Nachstehend werden unter Bezugnahme auf die Fig. 2a bis 2d die wesentlichen Merkmale der vorliegenden Erfindung erläutert. In diesen Figuren fällt ein konvergentes Lichtbündel 40 auf den Aufzeichnungsträger 22, wird von diesem reflektiert und in einer nicht genauer bezeichneten Brennebene durch die Sammellinse 20 fokussiert. Die Randstrahlen des reflektierten Lichtbündels sind mit 42 bezeichnet. Die optische Achse der Sammellinse 20 steht senkrecht auf der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 22.

In Fig. 2a ist angenommen, daß das konvergente Lichtbündel auf einen Abschnitt des Aufzeichnungsträgers 22 fällt, in dem keine der Vertiefungen 26 mit gestreckt kreisförmiger Form angetroffen wird, wie sie in F i g. 1 innerhalb des Kreises A gezeigt sind. Unter diesen Bedingungen hat das reflektierte Lichtbündel mit den Randstrahlen 42 ein Intensiiätsprofil 44 mit einem einzigen Maximum, wie in F i g. 2a gezeigt ist.

Fig.2b zeigt einen Zustand, in dem die Achse der Sammellinse 20 auf eine in dem Aufzeichnungsträger 22 vorgesehene Vertiefung 26 zentriert ist. Die Achse der Sammellinse 20 läuft somit durch die Mittenlinie der Vertiefung 26. Das dann erhaltene intensitätsprofii des reflektierten Lichtes, d. h. das Beugungsmuster hat ein Hauptmaximum 44-1, das auf der Achse der Sammellinse 20 liegt, sowie zwei Nebenmaxima 44-2 und 44-3, die kleiner sind als das Hauptmaximum 44-1 und symmetrisch zu beiden Seiten des Hauptmaximums liegen. Die beiden Nebenmaxima haben jedoch untereinander gleiche Intensität. Das Hauptmaximum 44-1 rührt von dem gebeugten Lichtstrahl nullter Ordnung her, der von dem Aufzeichnungsträger 22 zurückgeworfen wird. Die Nebenmaxima 44-2 und 44-3 entsprechen gebeugten Strahlkomponenten erster und minus erster Ordnung, die ebenfalls von dem Aufzeichnungsträger 22 zurückgeworfen werden.

Fig. 2c zeigt einen Zustand, in dem die Sammellinse 20 nicht auf die Mitte der Vertiefung 26 zentriert ist. In diesem Falle geht also die optische Achse der Sammellinse nicht durch die Mittenlinie der Vertiefung 26, vielmehr liegt die Achse der Linse in Fig. 2c unterhalb der Achse der Vertiefung. Das erhaltene Beugungsmuster ist bezüglich der Achse der Sammellinse nicht symmetrisch; das Nebenmaximum 44-2 hat die größte Intensität und befindet sich auf der Seite der Achse der Sammellinse 20, die der Seite gegenüberliegt, die näher bei der Wand der Vertiefung 26 liegt. Das andere Nebenmaximum 44-3 hat die kleinste Amplitude.

F i g. 2d zeigt einen Zustand, in dem die Sammellinse 20 bezüglich der Vertiefung 26 gerade in entgegengesetzter Richtung dejustiert ist wie in Fig. 2c. Das dann erhaltene Beugungsmuster 44 hat gerade die umgekehrte Form wie in F i g. 2c.

Die Beugungsmuster. d. h. die Intensitätsprofile, die in den F i g. 2a bis 2d gezeigt sinü, lassen sich sowohl berechnen als auch im Versuch bestätigen. Es wurde herausgefunden, daß dann, wenn man den Durchmesser des konvergenten, auf den Aufzeichnungsträger 22 auffallenden Lichtbündels 40 doppelt oder dreimal so groß wählt wie die Breite der Vertiefung 26, eines der Nebenmaxima eine ausreichend große Intensität erreicht, die

z. B. mehr als 60% der Intensität des Hauptmaximums betragen kann. Hat z. B. das auf den Aufzeichnungsträger 22 auffallende konvergente Lichtbündel einen Durchmesser von 2 μ und hat die Vertiefung 26 eine Breite von 0,8 μ und eine Tiefe, durch welche das Licht einen Phasenunterschied von A/4 erhält, wobei A die Wellenlänge des verwendeten Lichtes bedeutet, so ergibt sich aus der Untersuchung des Beugungsmusters, daß eine Verschiebung der Vertiefung um 0,4 μ zu relativen Intensitäten der Nebenmaxima des Beugungsmusters von 1 (Bezugswert) und 0,2 führen.

Aus den obigen Darlegungen ergibt sich deutlich, daß man dadurch ein Positioniersignal erzeugen kann, daß man den Unterschied der Intensitäten der Nebenmaxi-

7 8 :

ma verwendet. Aus den obigen Darlegungen ergibt sich bewegt zu werden.

ferner, daß man ein der Information des Aufzeichnungs- Aus den oben stehenden Darlegungen ergibt sich, daß

trägers zugeordnetes Ausgabesignal dadurch erhalten man bei dem Wiedergabegerät nach Fig. 3 ein Beu-

kann. daß man das Hauptmaximum der Beugungsfigur, gungsmuster erhält, das ein Hauptmaximum und zu des-

eincs der Nebenmaxima oder das Hauptmaximum und 5 sen beiden Seiten liegende Nebenmaxima aufweist, wie

die Nebenmaxima der gesamten Beugungsfigur ver- dies obenstehend unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläu- "'

wendet. tert worden ist. Das Hauptmaximum dient zur Erzeu- .■'■

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Verwen- gung eines der Information, z. B. einem gespeicherten '■:',

dung der Eigenschaften der obenstehend unter Bezug- Bild zugeordneten Ausgangssignales, während die bei- νί

nähme auf Fig. 2 erläuterten Beugungsmuster. 10 den Nebenmaxima zur Erzeugung eines Positioniersi- %

In F i g. 3 ist ein entsprechendes Wiedergabegerät ge- gnales dienen, durch welches der auf den Aufzeich- fj

zeigt, bei dem nur die Gerätekomponenten gezeigt sind, nungsträger gebündelte Lichtstrahl zum Abtasten der %

die einen wesentlichen Teil der Erfindung darstellen. Aufzeichnungsspur bezüglich der Aufzeichnungsspur Ά

Monochromatisches Licht, z.B. von einem Laser er- positioniert wird. S

zeugtes Licht, läuft durch eine Streulinse und das so 15 Ein ganz erheblicher Vorteil des in Fig.3 gezeigten

erhaltene divergente Lichtbündei wird durch einen Wiedergabegerätes gegenüber dem in F i g. 1 gezeigten

halbdurchlässigen Spiegel 46 umgelenkt und läuft auf Wiedergabegerät ist der sehr hohe Modulationsgrad

den Abtastspiegel 18 zu. Die Lichtquelle und die Streu- des Wiedergabesignales. Bei dem Wiedergabegerät

linse können z. B. der in F i g. 1 gezeigte Laser 10 und die nach F i g. 1 ist eine Intensitätsabnahme des von einer

bikonkave Linse 13 sein. Sie sind jedoch in Fig.3 der 20 im Aufzeichnungsträger vorgesehenen Vertiefung re- }■

besseren Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt. Wie bei flektierten Lichtes nur auf einen Teil des reflektierten _;;

dem Wiedergabegerät nach F i g. 1 fokussiert die Sam- Lichtes zurückzuführen, das infolge der Beugung über ! ί

mellinse 20 das vom Abtastspiegel 18 reflektierte Licht die Außenseite einer Apertur der Sammellinse 20 läuft. ^:·

auf die auf dem umlaufenden Aufzeichnungsträger 22 Bei dem Wiedergabegerät nach Fig.3 wird nur das ;■■

angeordnete Vertiefung 26, wodurch ein zentrierter 25 Hauptmaximum des durch die auf dem Aufzeichnungs- ;·;

Lichtpunkt erhalten wird. träger angeordneten Vertiefungen erzeugten Beu-

Ein von der Vertiefung 26 reflektierter und gebeugter gungsmusters verwendet, während die Nebenmaxima :.

Lichtstrahl läuft dann über die Sammellinse 20, den Ab- nicht zur Erzeugung des der Information zugeordneten

tastspiegel 18 und den halbdurchlässigen Spiegel 46 und Wiedergabesignales verwendet werden. Die Abnahme

wird auf die lichtempfindliche Detektoreinheit 30 ge- 30 der Intensität des reflektierten Lichtes wird also vergli- :

bündelt. Die Detektoreinheit weist wieder drei licht- chen mit dem herkömmlichen Wiedergabegerät nach ·

empfindliche Wandler 30-1, 30-2 und 30-3 auf, die in Fig. 1 sehr groß, und das führt zu einem hohen Modula-

einer Ebene flnchtend angeordnet sind, die senkrecht tionsgrad.

auf dem Weg des reflektierten Strahles steht, der oben F i g. 4 zeigt ein abgewandeltes Wiedergabegerät, bei

beschrieben worden ist. Die Wandler 30-1,30-2 und 30-3 35 dem die drei lichtempfindlichen Wandler des Gerätes

sind mit dem Licht des Hauptmaximums 44-1 und der nach Fig. 3 durch zwei lichtempfindliche Wandler 30-1

Nebenmaxima 44-2 bzw. 44-3 des Beugungsmusters 44 und 30-2 ersetzt sind. Diese werden dadurch erhalten,

beaufschlagt, wie oben schon unter Bezugnahme auf daß man einen lichtempfindlichen Wandler längs einer '■■'..

F i g. 2b beschrieben worden ist. Der von der Vertiefung Trennlinie, die auf die Mittenlinie des Hauptmaximums ■

26 reflektierte Lichtstrahl fällt somit auf die drei licht- 40 des Beugungsmusters ausgerichtet ist, in zwei gleiche

empfindlichen Wandler 30-1, 30-2 und 30-3 derart, daß Abschnitte unterteilt. Die Wandlerhälften, d. h. die licht- _;

das Hauptmaximum 44-1 auf den mittleren Wandler empfindlichen Wandler 30-1 und 30-2 sind also jeweils C

30-1 fällt, der ein der Information, z. B. dem aufgezeich- einer Hälfte des Beugungsmusters zugeordnet,

neten Bild entsprechendes Ausgangssigna! an der Aus- Durch einen Operationsverstärker 35 wird dann die ';■

gangskiemme 32 bereitstellt. Die beiden Nebenmaxima 45 Summe der Ausgangssignaie der beiden lichtempfindii- ■:.

44-2 und 44-3 der Beugungsfigur fallen auf die beiden chen Wandler 30-1 und 30-2 erzeugt. Der Operations- ?

seitlieh angeordneten Wandler 30-2 bzw. 30-3. Wie bei verstärker 35 stellt an seiner Ausgangsklemme 32 das :j

dem Wiedergabegerät nach F i g. 1 ist ein Operations- Wiedergabesignal, bei einer Videoaufzeichnung z. B. |:

verstärker 34 mit den Wandlern 30-2 und 30-3 verbun- das Videosignal bereit. Der Operationsverstärker 34 |

den. Dieser zieht die den beiden Nebenmaxima 44-2 und 50 zieht dagegen die beiden Ausgangssignale der Wandler |

44-3 des Beugungsmusters 44 zugeordneten Signale 30-1 und 30-2 voneinander ab und stellt an seiner Aus- ^

voneinander ab und stellt an seiner Ausgangsklemme 36 gangsklemme 36 das Positioniersignal zum Justieren des

das Positioniersignal bereit, das zum Ausrichten des Ab- Abtastkopfes bezüglich der Aufzeichnungsspur bereit,

tastkopfes bezüglich der Aufzeichnungsspur verwendet Im übrigen entspricht das Wiedergabegerät nach

wird. 55 F i g. 4 dem Wiedergabegerät von F i g. 3.

Die Ausgangsklemme 36 ist mit einem Antrieb ver- Das Wiedergabegerät von Fi g. 5a unterscheidet sich

bunden, der in Fig.3 schematisch durch einen Doppel- von dem nach Fig.4 nur dadurch, daß in Fig.5a die

pfeil angedeutet ist. Das Positioniersignal steuert somit beiden lichtempfindlichen Wandler 30-1 und 30-2 in Ab-

die Bewegung des Abtastspiegels 18 und für den durch stand voneinander angeordnet sind, so daß auf diese i

die Sammellinse 20 auf dem Aufzeichnungsträger 22 60 Wandler jeweils eines der beiden Nebenmaxima des |

erzeugten Lichtfleck genau längs der auf dem Aufzeich- Beugungsmusters fällt. Wie bei dem Wiedergabegerät |

nungsiräger 22 vorgesehenen Aufzeichnungsspur mit nach Fig.4 sind die Ausgänge der lichtempfindlichen |

den Vertiefungen 26. Wandler 30-1 und 30-2 mit dem Operationsverstärker k

Der Abtastspiegel 18 und die zugeordneten optischen 35 verbunden, der die Ausgangsignale addiert und das |

Gerätekomponenten werden genauso bewegt, wie dies 65 Wiedergabesignal, z. B. das Videosignal bereitstellt. Im ||

unter Bezugnahme auf Fig. 1 schon erläutert worden Operationsverstärker 34 werden die Ausgangssignale ||

ist. Falls gewünscht, braucht die monochromatische der Wandler wiederum voneinander abgezogen, und an ϊξ

Lichtquelle nicht zusammen mit dem Abtastspiegel 18 der Ausgangsklemme 36 wird wieder das Positioniersi- ff

gnal bereitgestellt.

Fällt bei dem Wiedergabegerät nach Fig.5a der durch die Sammellinse 20 erzeugte Lichtpunkt auf eine Vertiefung 26 im Aufzeichnungsträger 22, so hat das erhaltene Signal vergrößerte Intensität, während seine Intensität bei dem bekannten Wiedergabegerät abnimmt. Anders gesagt: fällt der Lichtpunkt nicht in eine Vertiefung, so hat das erhaltene Signal die Amplitude Null, da die Strahlkomponenten des gebeugten Lichtes erster Ordnung Intensität Null haben, wenn auf dem Aufzeichnungsträger keine Vertiefung angetroffen wird. Das Wiedergabegerät nach F i g. 5a hat somit den großen Vorteil, daß der Modulationsgrad 100% betragen kann.

Das in F i g. 5b gezeigte Wiedergabegerät unterscheidet sich von dem in F i g. 3 gezeigten nur im Hinblick auf die Zusammenfassung der Ausgangssignale der drei lichtempfindlichen Wandler 30-1,30-2 und 30-3. Wie aus F i g. 5b ersichtlich ist, werden die Ausgangssignale der lichtempfindlichen Wandler 30-2 und 30-3 auf den Operationsverstärker 35 gegeben, wo sie addiert werden. Das Ausgangssignal des lichtempfindlichen Wandlers 30-1 wird dagegen genauso wie das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 35 auf den Operationsverstärker 34 gegeben. Der Operationsverstärker 34 bildet somit die Differenz zwischen dem Ausgangssignal des lichtempfindlichen Wandlers 30-1 und der Summe der Ausgangssignale der lichtempfindlichen Wandler 30-2 und 30-3 und stellt an der Ausgangsklemme 32 das Wiedergabesignal, z. B. das Videosignal bereit. Anders gesagt: das Videosignal wird dadurch erhalten, daß man den Unterschied zwischen dem Bildsignal, wie es bei dem Wiedergabegerät von F i g. 3 erhalten wird, und dem Bildsignal, wie es bei dem Wiedergabegerät nach F i g. 5a erhalten wird, berechnet. Auf diese Weise wird das Videosignal besonders groß.

Bei den in den F i g. 3—5 gezeigten Wiedergabegeräten erhält man das Steuersignal zum Positionieren des Abtastkopfes dadurch, daß man den Unterschied der zu beiden Seiten des Hauptmaximums liegenden Nebenmaxima des Beugungsmusters verwendet. Es versteht sich, daß man genauso gut die räumliche Verschiebung des Hauptmaximums oder des Nebenmaximums zur Erzeugung des Positioniersignales verwenden kann. Ein entsprechend ausgebildetes erfindungsgemäßes Wiedergabegerät ist in F i g. 6 gezeigt. Es unterscheidet sich von dem in F i g. 5a gezeigten Wiedergabegerät nur dadurch, daß die beiden lichtempfindlichen Wandler 30-1 und 30-2 miteinander verbunden sind und so angeordnet sind, daß sie nur das Hauptmaximum des erhaltenen Beugungsmusters empfangen. Die Ausgangssignale der lichtempfindlichen Wandler 30-1 und 30-2 werden dann sowohl auf den Operationsverstärker 34 als auch auf den Operationsverstärker 35 gegeben, ähnlich wie in F i g. 5a.

Aus der Beugungstheorie ergibt sich, daß dann, wenn eine im Aufzeichnungsträger 22 vorgesehene Vertiefung 26 bezüglich eines formangepaßten Lichtfleckes verschoben wird, der durch die Sammellinse 20 erzeugt wird, das Hauptmaximum des erhaltenen Beugungsmusters um eine kleine Strecke in der Richtung verschoben wird, die der Richtung der Verschiebung der Vertiefung entspricht, die in den F i g. 2d und 6 durch einen Doppelpfeil 50 angedeutet ist.

Bei dem Wiedergabegerät nach F i g. 6 wird von dem oben beschriebenen Effekt Gebrauch gemacht, indem man das Positioniersignal für den Abtastkopf dadurch erzeugt, daß man den Unterschied der Ausgangssignale der lichtempfindlichen Wandler 30-1 und 30-2 bildet, wobei auf die Wandler das Hauptmaximum des Beugungsmusters auffällt. Das Wiedergabcsignal, bei Bildplatten das Videosignal, erhält man durch Summieren der Ausgangssignale, die von den beiden lichtempfindlichen Wandlern 30-1 und 30-2 bereitgestellt werden. Das Wiedergabegerät kann auch so abgewandelt werden, daß man das Bildsignal unter Verwendung der zu beiden Seiten des Hauptmaximums liegenden Nebenmaxima

ίο des Beugungsmusters erzeugt wie bei dem Wiedergabegerät nach F i g. 5a.

Aus den oben stehenden Darlegungen ist ersichtlich, daß durch die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum optischen Auslesen von Information von einem Aufzeichnungsträger geschaffen wird, wobei nur ein einziger Lichtstrahl dazu verwendet wird, sowohl das zur Information zugeordnete Wiedergabesignal als auch ein zum Positionieren des Abtastkopfes bezüglich der Aufzeichnungsspur dienendes Steuersignal zu erzeugen. Dabei wird das Signal/Rausch verhältnis verbessert, man erhält eine sehr gute Unempfindlichkeit gegen Schwingungen und darüber hinaus läßt sich das Wiedergabegerät sehr preisgünstig herstellen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Korrektur bzw. zum Einstellen der Lage der Abtastspur beim optischen Auslesen von Informationen eines Aufzeichnungsträgers (22), die in Form von Oberflächenunregelmäßigkeiten (26) längs einer Aufzeichnungsspur aufgebracht sind, bei dem die Aufzeichnungsspur mit einem konvergenten Lichtbündel (40) bestrahlt wird und das reflektierte Licht (42) durch nebeneinander angeordnete lichtempfindliche Wandler (30) in elektrische Ausgangssignale umgesetzt und dann ausgewertet wird, wobei ein mittlerer Wandlerbereich (30-1) ein Signal erzeugt, welches die ausgelesene Information enthält, während äußere Wandlerbereiche (30-2, 30-3) Korrektursignale zur Einstellung der Abtastspurlage erzeugen, wobei die Wellenlänge des konvergenten Lichtbündels (40) von der Größenordnung der Abmessungen der die Informationen darstellenden Oberflächenunregelmäßigkeiten (26) ist, weiter auf der Aufzeichnungsspur ein einziger, aus monochromatischem Licht gebildeter Lichtfleck abgebildet wird, dessen Abmessung bzw. Durchmesser im wesentlichen der Breite der Oberflächenunrcgelmäßigkeiten (26) entspricht, und die Oberflächenunregelmäßigkeiten (26) eine Tiefe haben, durch welche das Licht einen Phasenunterschied von einem Viertel der Wellenlänge des monochromatischen Lichts erhält, dadurch gekennzeichnet, daß der lichtempfindliche Wandler (30-2, 30-1, 30-3) im Bereich eines Fokussierungspunktes des vom Lichtfleck stammenden reflektierten Lichtes (42) angeordnet wird, und daß in dem vom Lichtfleck stammenden reflektierten Licht (42) ausschließlich die unmittelbar neben dem Hauptmaximum (44-1) auftretenden Nebenmaxima (44-2, 44-3) erster und minuserster Ordnung zur Gewinnung der Korrektursignale ausgewertet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der lichtempfindlichen Wandler (30-2, 30-3) addiert oder subtrahiert werden.

3. Vorrichtung zum optischen Auslesen von Information, die auf einem drehbaren, scheibenförmigen Aufzeichnungsträger längs einer spiralförmigen Aufzeichnungsspur getragen ist, mit einer Sammellinse zum Bündeln eines monochromatischen Lichtstrahls auf den scheibenförmigen Aufzeichnungsträger mit einer optischen Detektoranordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammellinse (20) zugleich auch einen von der Aufzeichnungsspur reflektierten und gebeugten Lichtstrahl auf eine Mehrzahl von Oberflächenabschnitten der optischen Detektoranordnung (30) reflektiert, daß ein Signalgenerator (34, 35) vorgesehen ist, der mit der Detektoranordnung verbunden ist und sowohl ein der Information entsprechendes Wiedergabesignal als auch ein Steuersignal aus den Ausgangssignalen der optischen Detektoranordnung (30) erstellt, und daß ein der Sammellinse (20) und der optischen Detektoranordnung (30) zur gemeinsamen Bewegung zugeordneter Antrieb gemäß diesem Steuersignal erregbar ist, so daß der gebündelte Lichtstrahl auf dem umlaufenden Aufzeichnungsträger (22) auf die auf diesen angeordnete Aufzeichnungsspur (26) nachjustiert wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandleranordnung in zwei Detektorabschniite unterteilt ist, welche auf die gebeugten Straiilkomponenten nullter und erster Ordnung ansprechen und daß eine Einrichtung (34) zur Bildung der Differenz zwischen den Ausgangssignalen der Detektorabschnitte (30-1,30-2) vorgesehen ist, welche das Steuersignal erzeugt, und daß eine Einrichtung (33) zur Bildung der Summe der Ausgangssignale der Detektorabschnitte vorgesehen ist, welche das Wiedergabesignal bereitstellt.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandleranordnung sowohl die gebeugte Strahlkcmponente nullter Ordnung als auch die gebeugten Strahlkomponenten erster Ordnung ausmißt und daß eine Einrichtung (34) vorgesehen ist, welche den Unterschied zwischen den gebeugten Strahlkomponenten erster Ordnung und die Summe der gebeugten Strahlkomponenten erster Ordnung berechnet und so das Wiedergabesignal bereitstellt.