DE3132290A1

DE3132290A1 - "optisches system fuer eine signalabnehmervorrichtung"

Info

Publication number: DE3132290A1
Application number: DE19813132290
Authority: DE
Inventors: Katsuharu Tokorozawa Saitama Sato
Original assignee: Universal Pioneer Corp
Current assignee: Universal Pioneer Corp
Priority date: 1980-08-14
Filing date: 1981-08-14
Publication date: 1982-04-08
Also published as: US4406520A; GB2082344B; GB2082344A

Description

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Optisches System für eine Signalabnehmervorrichtung

Die Erfindung betrifft ein optisches System mit einem strahlenteilenden Prisma. Während ein derartiges optisches System bei irgendeiner Signalabnehmervorrichtung Anwendung finden kann, eignet sich das System, mit dem sich die vorliegende Erfindung befaßt, insbesondere für den. Einbau in eine Signalabnehme rvorrichtung eines Bild- und/oder Tonplattenspielers.

Bei einem bekannten optischen System, das in eine Signalabnehmervorrichtung eines optischen Bild- und/oder Tonplattenspielers eingebaut ist, wird der von einer Lichtquelle, beispielsweise einem HalbleiterlaserStrahlungselement, ausgesandte Lichtstrahl direkt oder über ein Linsensystem auf ein strahlenteilendes Prisma geworfen. Das strahlenteilende Prisma hat einen parallelepipedförmigen Aufbau und besteht aus zwei dreieckigen oder gleichseitigen fünfflächigen Segmenten, die mit ihren jeweiligen Grundflächen verkittet sind. Diese Grundflächen der Segmente liegen schräg unter einem Winkel von 45° zu den Seitenflächen der Segmente und bilden vorzugsweise eine Kombination aus einer Lichtpolarisationsebene und einer teildurchlässigen Spiegelebene. Der in das strahlenteilende Prisma eintretende Lichtstrahl wird daher teilweise durch die Polarisationsebene oder die teildurchlässige Spiegelebene hindurchgelassen und direkt oder über ein Linsensystem auf die die Information tragende Fläche einer rotierenden Bild- und/oder Tonplatte geworfen. Wenn das strahlenteilende Prisma von einem Typ' ist, in dem eine Lichtpolarisationsebene gebildet ist, ist eine β/4-Platte 46 zwischen dem strahlenteilenden Prisma und der Bild - und/oder

«β β·

Tonplatte vorgesehen, so daß der vom strahlenteilenden Prisma austretende linear polarisierte Lichtstrahl in zwei Anteile zirkulär polarisiert wird, die jeweils in Ebenen schwingen, die unter 45° schräg zur Schwingungsebene des Lichtstrahles verlaufen, der auf die Polarisationsebene auftrifft.

Die die Information tragende Fläche der rotierenden BiId- und/oder Tonplatte wird durch den auftreffenden Lichtstrahl abgetastet, so daß ein *.. ohtstrahl reflektiert wird, der die von der die Information tragenden Fläche ausgelesene Information trägt. Der reflektierte Lichtstrahl Wird auf das strahlenteilende Prisma zurückgeworfen und von der Lichtpolarisationsebene oder der teildurchlässigen Spiegelebene des Prismas über eine Fokussierlinse auf ein lichtempfindliches Wandlerelement, beispielsweise eine Photodiode, geworfen, die zwischen dem Prisma und dem Wandlerelement vorgesehen ist. Die vom Lichtstrahl, der auf das Wandlerelement fällt, mitgeführten Signale werden somit in elektrische Signale ungewandelt, die die ausgelesene Information von der Bild und/ oder Tonplatte wiedergeben. Bei einem optischen System mit einem strahlenteilenden Prisma, das eine Lichtpolarisationsebene aufweist, werden die Anteile des zirkulär polarisierten Lichtstrahles, der von der Bild- und/oder Tonplatte reflektiert wird, durch eine JtIh- Platte zu einem linear polarisierten Lichtstrahl vereinigt. Der somit an der Rückseite der /2/4-Platte austretende linear polarisierte Lichtstrahl schwingt in einer Ebene senkrecht zur Durchlässigkeitsachse der Lichtpolarisationsebene des strahlenteilenden Prismas und wird von der Lichtpolarisationsebene zum oben erwähnten lichtempfindlichen Wandlerelement totalreflektiert.

Ein Nachteil der bekannten optischen Systeme der oben beschriebenen Art besteht darin, daß das in diesen Systemen enthaltende strahlenteilende Prisma einen voluminösen pa-

ό I ύ L Z 3 U

rallelepipedförmigen Aufbau hat und aus diesem Grunde viel Platz zur Aufnahme, des Prismas in der Signalabnehmervorrichtung notwendig ist, die ein derartiges optisches System verwendet. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die fünfflächigen Segmente, die das strahlenteilende Prisma bilden, insgesamt zehn zu polierende Flächen aufweisen und daher eine große Anzahl von Arbeitsschritten und eine außerordentlich genaue Kontrolle mit hoher Erfahrung hinsichtlich der Genauigkeit der geometrischen Abmessungen des Prismas während der Herstellung des Prismas erforderlich sind. Ein dritter Nachteil der bekannten optischen Systeme der oben beschriebenen Art besteht darin, daß es schwierig ist, die genaue Ausrichtung zwischen dem parallelepipedförmigen strahlenteilenden Prisma und der Linse oder jeder Linse vorzusehen, die in Kombination mit dem Prisma vorgesehen ist.

Durch die Erfindung sollen diese und andere Nachteile bekannter optischer Systeme der beschriebenen Art beseitigt werden und soll somit insbesondere ein optisches System geschaffen werden, das unter anderem ein strahlenteilendes Prisma aufweist, das einen einfachen und kompakten Aufbau hat, der eine erhebliche Verringerung der Gesamtabmessungen einer Signalabnehmervorrichtung erlaubt, in die das optische System eingebaut werden kann.

Durch die Erfindung soll weiterhin ein optisches System mit einem strahlenteilenden Prisma geschaffen werden, das aus Segmenten aufgebaut ist, von denen jedes eine erheblich geringere Anzahl von Außenflächen aufweist, die während der Herstellung des Prismas zu polieren sind.

Weiterhin soll durch die Erfindung ein optisches System geschaffen werden, bei dem die Ausrichtung zwischen _t den optischen Elementen einschließlich eines strahlenteilenden Pris-

4 βββί

mas leicht und genau erfolgen kann.

Schließlich soll das erfindungsgemäße optische System einen einfachen und kompakten Aufbau haben und leicht und wirtschaftlich herzustellen sein.

Dazu umfaßt das erfindungsgemäße optische System für eine Signalabnehmervorrichtung ein strahlenteilendes Prisma, das einen bestimmten hindurchgehenden Lichtweg aufweist und aus zwei Segmenten .besteht, aie jeweils ebene Grundflächen haben, die miteinander in Kontakt gehalten sind und die dazwischen eine Verbindungsebene unter einem vorbestimmten Winkel zum Lichtweg bilden, wobei die Verbindungsebene eine Lichtpolarisationsebene oder eine teildurchlässige Spiegelebene bildet und jedes Prismensegment einen nach außen gekrümmten Flächenteil aufweist.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen optischen Systems weist das strahlenteilende Prisma einen kreisförmigen Querschnitt auf, und weist jedes Prismensegment eine mittlere Achse senkrecht zum Querschnitt des Prismas auf, wobei jedes Segment so schräg abgeschnitten ist, daß es eine elliptische Stirnfläche aufweist, die unter dem oben erwähnten vorbestimmten Winkel bezüglich der mittleren Achse des Segmentes schräg verläuft, und wobei die Grundfläche jedes Segmentes von der elliptischen Stirnfläche gebildet wird. In diesem Fall liegt der bestimmte Winkel, unter dem die elliptische Stirnfläche jedes Segmentes schräg zur mittleren Achse des Segmentes verläuft, vorzugsweise bei 45°.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen optischen Systems sind die jeweiligen gekrümmten Flächenteile der das strahlenteilende Prisma bildenden Segmente um Achsen gekrümmt, die einander nicht schneidend senkrecht zueinander verlaufen und vorzugsweise

durch den vorbestimmten Lichtweg durch das strahlenteilende Prisma hindurchgehen. In diesem Fall v/eist wenigstens eines der Segmente des strahlenteilenden Prismas vorzugsweise eine Seitenfläche auf, zu der die Grundfläche des Segmentes unter einem bestimmten Winkel von vorzugsweise 45° schräg verläuft.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen: -

Fig. 1 . in einer schematischen perspek

tivischen Ansicht ein Ausfüh-• rungsbeispiel eines bekannten optischen Systems,mit dem sich die Erfindung befaßt,

Fig. 2 eine im wesentlichen Fig. 1

ähnliche Ansicht eines weiteren Beispiels eines bekannten optischen Systems, mit dem sich die Erfindung befaßt,

Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf

ein weiteres Beispiel eines bekannten optischen Systems, mit dem sich die Erfindung befaßt,

Fig. 4 eine schematische perspektivische

Ansicht noch eines Beispiels eines bekannten optischen Systems, ¹ mit dem sich die Erfindung befaßt,

Fig. 5 eine Draufsicht auf ein erstes

.5 ^β «« β« ββ

*Ζ ° · *a β ο β

» ο » » » ββ «β

O »8·> »β _οο »_βφ _

• * ° ο " a ο ο

-9-

Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen optischen Systems,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht in

vergrößertem Maßstab eines strahlenteilenden Prismas, das einen Teil des in Fig. 5 dargestellten optischen Systems bildet,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht ei

nes der Segmente, die das strahlenteilende Prisma in Fig. 6 bilden,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht ei

nes strahlenteilenden Prismas, das einen Teil eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen optischen Systems bildet,

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht, ei

nes dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen optischen Systems,

Fig. 1OA eine Draufsicht auf ein strahlen

teilendes Prisma, das einen Teil \ , des in Fig. 9 dargestellten optischen Systems bildet,

Fig. 1OB eine Seitenansicht eines der Seg

mente, die das in Fig. 1OA dar-

J ι ο ζ./, α υ

-40-

gestellte strahlenteilende Prisma bilden,

Fig. 1OC" eine Vorderansicht des in Fig.

1OA dargestellten strahlenteilenden Prismas,

Fig. 11 eine schematische Draufsicht auf

die Lichtwege bei" dem in Fig. 9 dargestellten optischen System,

Fig. 12 eine schematische Ansicht des

Lichtweges vom strahlenteilenden Prisma zum lichtempfindlichen Wandlerelement-bei dem in Fig.9 dargestellten optischen System,

Fig. 13 in einer schematischen Ansicht,

wie das Wandlerelement des optischen Systems in Fig."i2 bezüglich der Signalspuren auf der die Information tragenden Fläche einer abzuspielenden Bildplatte angeordnet ist,

Fig. 14 in einer perspektivischen An-

. sieht ein strahlenteilendes Prisma, das einen Teil eines vierten bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen optischen Systems bildet,

Fig. 15A- in einer perspektivischen Ansicht

eines der Segmente, die das in Fig. 14 dargestellte strahlen-

C« O 4 Λ β « «,

D β O Λ t* « O · £

0OQ ο ο ο β · ο

ο «goo » « do ϋ·ο »

α ο ο ο ο ο θα

IOC O 0 Λ ο« CiQ

teilende Prisma bilden,

Pig. 15B eine perspektivische Ansicht des

anderen Segmentes des in Fig.-14 dargestellten strahlenteilenden Prismas, und

Fig. 16 eine perspektivische Ansicht der

Lichtwege, die durch das in Fig. 14 dargestellte strahlenteilende Prisma hindurchgehen.

In den Fig. 1 bis 4 sind repräsentative Beispiele bekannter optischer Systeme von optischen Bildplattenspielern dargestellt, die gegenwärtig verwandt werden.

Bei dem in. Fig. 1 dargestellten optischen System geht ein Lichtstrahl Li, der von einer geeigneten Lichtquelle 10, beispielsweise einem Halbleiterlaserelement, ausgesandt wird, durch ein strahlenteilendes Prisma 12, das aus zwei gleichseitigen fünfflächigen Segmenten 14 und 14' besteht. Die Segmente 14 und 14' sind an ihren jeweiligen Grundflächen, die unter einem Winkel von 45° bezüglich der Seitenflächen der Segmente verlaufen, miteinander verkittet. Die Grundflächen der in dieser Weise miteinander verbundenen Segmente 14 und 14' bilden gemeinsam eine Lichtpolarisationsebene 16, die unter einem Winkel von 45° zur optischen Achse verläuft, über die der Lichtstrahl von der Lichtquelle 10 durch das Prisma 12 hindurchgeht.

Der von der Lichtquelle 10 ausgesandte Lichtstrahl Li tritt in das strahlenteilende Prisma 12 unter einem rechten Winkel an einer Seitenfläche des Segmentes 14 des Prismas 12 ein und geht durch die Polarisationsebene 16 unter einem Winkel von

45°j so daß er das Prisma 12 im rechten Winkel zu einer Seitenfläche des anderen Segmentes 14¹ verläßt. Wenn der Lichtstrahl Li auf die Lichtpolarisationsebene 16 auftrifft, wird nur das Licht, das in einer Richtung parallel zur Durchlässigkeitsachse der Lichtpolarisationsebene 16 schwingt, durch die Ebene hindurch gelassen, während die Restanteile des Lichtes in der Polarisationsebene 16 absorbiert oder von der Polarisationsebene 16 reflektiert werden. Es tritt somit ein linear polarisierter Lichtstrahl Lp vom strahlenteilenden Prisma 12 aus, der zu einer /^,-Platte 18 geht, die senkrecht zur optischen Achse angeordnet ist, über die der polarisierte Lichtstrahl Lp vom Prisma 12 verläuft. Wie es allgemein bekannt ist, wird ein linear polarisierter Lichtstrahl, der auf eine j?/4-Platte fällt, in zwei Lichtstrahlanteile aufgeteilt, die jeweils in Ebenen schwingen,die einander im rechten Winkel schneiden,und von denen jede unter einem Winkel von 45° zur Schwingungsebene des einfallenden Lichtstrahles schräg verläuft. Der polarisierte Lichtstrahl Lp, der auf die ^/4-Platte 18 bei' der dargestellten Anordnung trifft, wird somit in zwei Strahlanteile zirkulär polarisierten Lichtes Lq aufgespalten, die unter 45° zur Schwingungsebene des polarisierten Lichtstrahles Lp linear polarisiert sind. Die zirkulär polarisierten Lichtstrahlen Lp fallen auf die die Information tragende Fläche einer optischen Bildplatte 20, auf der die Signale, die die wiederzugebende Information repräsentieren, in Tiefenschrift in der die Information tragenden Fläche aufgezeichnet sind, wie es allgemein bekannt ist. Die in dieser Weise in der Platte gespeicherten Videosignale werden durch den zirkulär polarisierten Lichtstrahl Lq ausgelesen, der auf die die Information tragende Fläche der Platte 20 fällt. Daraus ergibt sich, daß Lichtstrahlen Lr, die gleichfalls zirkulär polarisiert sind, jedoch die ausgelesene Information von der Platte 20 enthalten, senkrecht von der die Information tragenden Fläche der Platte 20 reflektiert werden und zur fi /4-

platte 18 längs der optischen Achse zurücklaufen, über die die ursprünglichen zirkulär polarisierten Lichtstrahlen Lq von der .-/2/4-Platte 18 gegangen sind. Die reflektierten zirkulär polarisierten Lichtstrahlen Lr fallen somit auf die Rückseite der JL/^ -Platte -18 und werden zu einem einzigen linear polarisierten Lichtstrahl Ls vereinigt, der unter einem Winkel von 45° zu jedem zirkulär polarisierten Lichtstrahl Lr und somit unter einem Winkel von 90° zum ursprünglichen linear polarisierten Lichtstrahl Lp linear polarisiert ist. Der linear polarisierte Lichtstrahl Ls wandert in das strahlenteilende Prisma 12 und fällt auf die Polarisationsebene 16 des Prismas 12. Die'Schwingungsebene des linear polarisierten Lichtstrahles Ls verläuft senkrecht zur Durchlässigkeitsachse der Ebene 16, so daß der Lichtstrahl Ls, der auf die Polarisationsebene 16 fällt, nahezu von der Ebene 16 als reflektierter Anteil Lt nahezu totalr'eflektiert wird .Der reflektierte Anteil Lt geht durch eine zylindrische Kondensorlinse 22 und wird dadurch auf ein lichtempfindliches Wandlerelement 24, beispielsweise eine Photodiode, konzentriert. Das lichtempfindliche Wandlerelement 24 kann elektrische Signale aus den von der Bildplatte 20 in der oben beschriebenen Weise ausgelesenen Signalen erzeugen.

Die in den Fig, 2 bis 4 dargestellten optischen Systeme sind bekannte Abwandlungsformen des im Obigen anhand von Fig, 1 beschriebenen Systems.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten bekannten optischen System ist eine Kombination aus zwei zylindrischen Kondensorlinsen 26 und 28 zwischen einer Lichtquelle 10 und einem strahlenteilenden Prisma 12 vorgesehen. Die Kondensorlinsen 26 und 28 sind so angeordnet, daß ihre jeweiligen Mittelachsen einander nicht schneiden ."und im rechten Winkel zueinander verlaufen und durch die optische Achse zwischen der Lichtquelle 10 und dem Strahlenteilenden Prisma 12 gehen. Der divergente asymmetri-

sehe Lichtstrahl Li, der von der Lichtquelle 10 ausgeht, wird somit zu einem zylindrischen konzentrierten Lichtstrahl mit einem kreisförmigen Querschnitt, wenn er nacheinander durch die beiden Linsen 26 und 28 hindurchgeht. Das in Fig. 2 dargestellte optische System umfaßt weiterhin eine Linse 30, die zwischen einer /2/4-Platte 18 und der Bildplatte 20 angeordnet ist, und eine Linse 32, die sich zwischen dem strahlenteilenden Prisma 12 und dem lichtempfindlichen Wandlerelement 24 befindet. Die Linse 30, die zwischen der 4. /4-Platte 18 und. der Bildplatte 20 vorgesehen ist, dient dazu, die zirkulär polarisierten Lichtstrahlen Lq von der rl /4-Platte 18 auf die die Information tragende Fläche der Bildplatte 20 zu konzentrieren und den linear polarisierten reflektierten Lichtstrahl Lr zu collimieren, bevor er die /?/4-Platte 18 erreicht. . Die Linse 32, die zwischen dem strahlenteilenden Prisma 12 und einer zylindrischen Kondensorlinse 22 vorgesehen ist, dient andererseits dazu, den linear polarisierten Lichtstrahl Lt vom strahlenteilenden Prisma 12 auf die Umfangsflache der zylindrischen Kondensorlinse 22 zu konzentrieren.

Bei dem bekannten, in Fig. 3 dargestellten optischen System sind die jeweiligen Grundflächen der Segmente 14 und 14' eines strahlenteilenden Prismas 12 so bearbeitet, daß die Verbindungsebene, die von den beiden Grundflächen gebildet wird, eine teildurchlässige Spiegelebene 16* bildet. Wie es allgemein bekannt ist, wird ein Lichtstrahl, der auf eine teildurchlässige Spiegelebene fällt, teilweise hindurchgelassen und teilweise reflektiert. Das strahlenteilende Prisma 12 dieser Art ist zwischen zwei zylindrischen Strahlkondensorlinsen 34 und 36 angeordnet, von denen jede aus einem Glasfaserbündel besteht, das sich parallel zur Mittelachse der Linse erstreckt. Die Kondensorlinse 34 ist zwischen einer Lichtquelle 10 und dem strahlenteilenden Prisma 12 angeordnet und liegt mit ihrer Mittelachse auf der optischen Achse zwischen der

Lichtquelle 10 und dem Prisma 12, wobei eine Stirnfläche in Kontakt mit einer der Seitenflächen des Segmentes 14 des Prismas 12 gehalten ist. Die Kondensorlinse 34, die in dieser Weise angeordnet ist, dient dazu, den divergenten asymmetrischen Lichtstrahl von der Lichtquelle 10 zu sammeln und einen zylindrischen Lichtstrahl auf das strahlenteilende Prisma 12 zu übertragen. Das strahlenteilende Prisma 12 des in Fig. 3 dargestellten Systems ist so aufgebaut, daß die Verbindungsebene die teildurchlässige Spiegelebene 16 bildet, •wie es oben beschrieben "wurde» Zwischen dem strahlenteilenden Prisma 12 und einer Bildplatte 20 ist keine eifk-Platte vorgesehen. Die Kondensorlinse 36, die hinter dem Prisma 12 angeordnet ist, befindet sich direkt zwischen dem Prisma 12 und der Bildplatte 20 derart, daß ihre Mittelachse auf der optischen Achse zwischen dem Prisma 12 und der Platte 20 liegt, wobei eine ihrer Stirnflächen in Kontakt mit einer der Seitenflächen des Segmentes 14^! des Prismas 12 gehalten ist, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Die in dieser Weise angeordnete Kondensorlinse 36 dient dazu, einen Lichtstrahl vom strahlenteilenden Prisma 12 zur Bildplatte 20 zu übertragen, und den von der Platte 20 reflektierten Lichtstrahl zu sammeln und zurüde zum Prisma 12 zu übertragen.

Bei einem bekannten optischen System mit diesem Aufbau und dieser Anordnung wird der von der Lichtquelle 10 ausgesandte Lichtstrahl Li zu einem zylindrischen Lichtstrahl Li durch die Kondensorlinse 34 vor dem strahlenteilenden Prisma 12 gesammelt. Der Lichtstrahl Li¹ wird von der Kondensorlinse 34 in das strahlenteilende Prisma 12 übertragen und teilweise von der Verbindungsebene 16' reflektiert und teilweise durch die teildurchlässige Spiegelebene 16' hindurchgelassen, wie es durch einen Pfeilkopf Lh dargestellt ist. Der durch die teildurchlässige Spiegelebene 16' des strahlenteilenden Prismas 12 hindurchgehende Lichtstrahl Lh tritt in die Kondensorlinse 36 ein und wird durch die Kondensorlinse 36 auf die

Bildplatte 20 geworfen. Der Lichtstrahl Lh, der in dieser Weise auf die die Information tragende Fläche der Bildplatte 20 fällt, -wird davon als Lichtstrahl Lr reflektiert, der die von der die Information tragenden Fläche der Platte 20 ausgelesenen Signale trägt. Der reflektierte Lichtstrahl Lr wird zu einem Lichtstrahl Lr' durch die Kondensorlinse 36 gesammelt und in das strahlenteilende Prisma 12 zurückgeleitet. Der in dieser Weise in das strahlenteilende Prisma 12 eintretende Lichtstrahl Lr¹ wird teilweise durch die teildurchlässige Spiegelebene 16' des Prismas 12 hindurchgelassen und teilweise von der Ebene 16' zur zylindrischen Kondensorlinse 22 als reflektierter Anteil Lt reflektiert. Der reflektierte Anteil Lt wird durch die Linse 22 auf ein lichtempfindliches Wandlerelement 24 fokussiert, wie es bei dem bekannten optischen System der Fall ist, das in Fig. 1 dargestellt ist.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten bekannten optischen System ist gleichfalls ein strahlenteilendes Prisma 12 mit einer teildurchlässigen Spiegelfläche 16' vorgesehen, die von der Verbindungsebene zwischen den jeweiligen Grundflächen der Segmente 14 und 14' des Prismas 12 gebildet wird. Bei dem in Fig. 4 dargestellten System ist ein derartiges strahlenteilendes Prisma 12 in Verbindung mit einer Kombination von zwei zylindrischen Kondensorlinsen 26 und 28 vorgesehen, die in ähnlicher Weise, wie ihre entsprechenden Gegenstücke bei dem in Fig. 2 dargestellten optischen System angeordnet sind. Der divergente asymmetrische Lichtstrahl Li von einer Lichtquelle 10 wird somit zu einem konzentrierten zylindrischen Lichtstrahl mit kreisförmigem Querschnitt, wenn er nacheinander durch diese Kondensorlinsen 26 und 28 hindurchgeht, wie es in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben wurde.

Jedes der im Vorhergehenden anhand der Fig. 1 bis 4 beschriebene bekannte optische System hat bedeutende Nachteile. Einer dieser Nachteile resultiert aus dem voluminösen parallel-

epipedförmigen Aufbau des strahlenteilenden Prismas 12 aus zwei Segmenten 14 und 14'. Der voluminöse Aufbau des strahlenteilenden Prismas 12 macht einen überproportinal großen Platz für die Aufnahme des Prismas 12 in der Signalabnehmervorrichtung erforderlich, die das optische System enthält, •was zur Folge hat, daß die Verringerung der Gesamtabmessungen der Signalabnehmervorrichtung begrenzt ist. Da weiterhin die fünfflächigen Segmente 14 und 14·, die das stralenteilende Prisma 12 bilden, insgesamt zehn, während der Herstellung des Prismas 12 zu poli-^nde Flächen aufweisen, sind nicht nur eine große Anzahl von Arbeitsschritten, sondern auch eine außerordentlich genaue und mit großer Erfahrung verbundene Kontrolle über die Genauigkeit der geometrischen Abmessungen bei der Herstellung des Prismas 12 erforderlich, was die Produktionskosten des optischen Systems als ganzem erhöht. Ein weiterer Nachteil jedes der beschriebenen bekannten optischen Systeme besteht in der Schwierigkeit,für eine hochpräzise Ausrichtung zwischen dem parallelepipedförmigen strahlenteilenden Prisma 12 und der Linse oder den Linsen zu sorgen, die in Kombination mit dem Prisma 12 vorgesehen ist oder sind."

Das in Fig. 5 dargestellte erste bevorzugte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen optischen Systems umfaßt eine geeignete Lichtquelle 40, eine zylindrische Kondensorlinse 42, ein strahlenteilendes Prisma 44, eine /^/4-Platte" 46 und eine Fokussierlinse 48. Die Lichtquelle 40 kann von einem Halbleiterlaserstrahlungselement, beispielsweise einer Laserdiode, gebildet sein, die an sich bekannt ist und einen Lichtstrahl Li längs eines bestimmten geradlinigen Weges aussendet. Die zylindrische Kondensorlinse 42 schneidet mit ihrer mittleren Achse senkrecht den Weg des Lichtstrahles Li von der Lichtquelle 40 und dient dazu, aus dem Lichtstrahl Li von der Lichtquelle 40 einen konzentrierten Lichtstrahl zu machen.

I J Z Z υ U

Wie es am besten in Fig. 6 dargestellt ist, ist das strahlenteilende Prisma 44 insgesamt zylindrisch und besteht das Prisma 44 aus zwei Segmenten 50 und 50', deren ,jeweilige Mittelachsen in einer Linie zueinander ausgerichtet sind und die im wesentlichen gleiche Durchmesser haben. Jedes Segment 50 und 50* ist abgeschrägt, so daß es eine elliptische Stirnfläche aufweist, die unter einem Winkel von 45°· zur mittleren Achse des Segmentes schräg verläuft und eine Grundfläche des Segmentes bildet, wie es am besten in Fig. 7 dargestellt ist. Jedes Segment weist weiterhin eine kreisförmige Stirnfläche im wesentlichen senkrecht zur Mittelachse des Segmentes auf, wie es gleichfalls in Fig. 7 dargestellt ist. Die jeweiligen Grundflächen der beiden Segmente 50 und 50' sind miteinander verkittet oder in anderer Weise fest in Kontakt miteinander gehalten, um eine Verbindungsebene 52 zwischen den Segmenten 50 und 50' zu bilden. Das in dieser Weise aufgebaute strahlenteilende Prisma 44 ist zwischen der Kondensorlinse 42 und einer"/?/4-"Platte 46 so angeordnet, daß die Mittelachse des Prismas senkrecht zum Weg des Lichtes ausgerichtet ist, das von der Lichtquelle 40 ausgesandt wird, wie es in der Zeichnung dargestellt ist.

Die schräg verlaufende Grundfläche wenigstens eines Segmentes 50 oder 50' des Prismas 42 ist beispielsweise mit einem doppelbrechenden Stoff überzogen, so daß die 'Verbindungsebene 52 zwischen den Segmenten 50 und 50' eine Lichtpolarisationsebene bildet, deren Durchlässigkeitsachse senkrecht zum Weg des Lichtes verläuft, das auf das Prisma 44 fällt. Die zylindrische Kondensorlinse 42 ist mit der Umfangsfläche des strahlenteilenden Prismas 44 verklebt oder in anderer Weise fest in Kontakt mit der Umfangsfläche des strahlenteilenden Prismas 44 gehalten. Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sei beispielsweise weiterhin angenommen, daß jedes Segment 50 und 50' des strahlenteilenden Prismas 44 eine maximale axiale Länge aufweist, die größer als der

Durchmesser des Segmentes ist.

Die yl/4-Platte 46 ist in einem "bestimmten Abstand von der kreisförmigen Stirnfläche des anderen Segmentes 50^s des strahlenteilenden Prismas 44 angeordnet und weist gegenüberliegende Stirnflächen auf, die senkrecht zum Weg des Lichtes verlaufen, das durch das strahlenteilende Prisma 44 übertragen -wird. Andererseits ist die Fokussierungslinse 48 eine Bikonvexlinse und zwischen der A/k-Platte 46 und der die Information tragenden Fläuhe einer Bild- und/oder Tonplatte 54 angeordnet, die abzuspielen ist.

Das in Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel eines optischen Systems umfaßt weiterhin eine. Bikonvex-Fokussierungslinse 56 und ein lichtempfindliches Wandlerelement 58, beispielsweise eine Photodiode. Die,, Bikonvex-Fokussierungslinse 56 ist in einem bestimmten Abstand von der kreisförmigen Stirnflache eines Segmentes, beispielsweise des Segmentes 50' des strahlenteilenden Prismas 44 derart angeordnet, daß ihre optische Achse in einer Ebene liegt, die die Lichtpolarisationsebene 52 des strahlenteilenden Prismas 44 in einem Winkel von 45° schneidet. Andererseits liegt das lichtempfindliche Wandlerelement 58 im Brennpunkt der Fokussierungslinse 56, die in der Mitte zwischen dem strahlenteilenden Prisma 44 und dem Wandlerelement 58 angeordnet ist. Bei dem optischen System mit dem beschriebenen Aufbau und der beschriebenen Anordnung geht der von der Lichtquelle 40 ausgesandte Lichtstrahl Li durch die zylindrische Sammellinse 42 hindurch in das strahlenteilende Prisma 44 senkrecht zur Mittelachse des Prismas 44 und fällt der Lichtstrahl durch das Segment 50 des Prismas 44 hindurch unter einem Winkel von auf die Lichtpolarisationsebene 52 des Prismas 44. Von dem in dieser Weise auf die Lichtpolarisationsebene 52 fallende Lichtstrahl Li kann nur das Licht durch die Ebene 52 hindurchgehen, das in einer Ebene parallel zur Durchlässigkeits-

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-yr-

achse der Polarisationsebene 52 schwingt, so daß ein linear polarisierter Lichtstrahl Lp vom strahlenteilenden Prisma durch das andere Segment 50' des Prismas 44 in einer Richtung senkrecht zur Mittelachse des Prismas 44 austritt. Der linear polarisierte Lichtstrahl Lp fällt auf die /4 Platte 46 und wird von der /^/4-Platte 46 in zwei 'zir- ' kular polarisierte Lichtstrahlen Lq aufgeteilt, die jeweils in Ebenen schwingen, die einander im rechten Winkel schneiden und schräg unter 45° zur Schwingungsebene des einfallenden linear polarisierten Lichtes Lp liegen. Die in dieser Weise von der <£/4-Platte 46 austretenden zirkulär polarisierten Lichtstrahlen Lq werden durch die Fokussierlinse 48 auf die die Information tragende Fläche der rotierenden Bild- und/oder Tonplatte 54 gebündelt, so daß die in der die Information tragenden Fläche der Platte gespeicherten Signale ausgelesen werden. Die Lianstrahlen Lq werden in dieser Weise von der die Information tragenden Fläche der Bild- und/oder Tonplatte 54 als reflektierte Lichtstrahlen Lr reflektiert, die gleichfalls zirkulär polarisiert sind, jedoch die von der die Information tragenden Fläche der Platte 54 ausgelesene Information enthalten. Die reflektierten Lichtstrahlen Lr fallen von der Platte 54 auf die /ΐ/4-Platte 46 und die Fokussierungslinse 48, die nun als Collimator dient.

Die reflektierten, zirkulär polarisierten Lichtstrahlen Lr fallen auf die Rückseite der /9/4-Platte 46 und werden dadurch zu einem einzigen linear polarisierten Lichtstrahl Ls vereinigt, der unter einem Winkel von 45° zu jedem zirkulär polarisierten Lichtstrahl Lr linear polarisiert istt. Der linear polarisierte Lichtstrahl Ls tritt von der Rückseite durch das Segment 50' in das strahlenteilende Prisma 44 längs eines Weges ein, der mit dem Weg des in Vorwärtsrichtung gehenden Lichtstrahles Lp von der Lichtpolarisationsebene 52 des Prismas 44 zusammenfällt. Der linear polarisierte Lichtstrahl Ls fällt somit an der Rückseite unter einem Win-

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β ο β ο·· β *

O β · φ « » Q #

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kel von 45° auf die Lichtpolarisationsebene 52 des strahlenteilenden Prismas 44. Der linear polarisierte Lichtstrahl Ls schwingt in einer Ebene senkrecht zur Durchlässigkeitsachse der Lichtpolarisationsebene 52 des Prismas 44 und wird daher im wesentlichen von der Polarisationsebene 52 zur Fokus sierungslinse 56 als ein Lichtstrahl Lt totalreflektiert, der in eine Richtung geht, die zur Mittelachse des Prismas 44 ausgerichtet ist, wie es in Fig. 6 dargestellt ist. Der Lichtstrahl Lt wird durch die Linse 56 auf das lichtempfindliche Wandlerelp-^nt 58 gebündelt, das elektrische Signale erzeugt, die den Signalen entsprechen, die der Lichtstrahl Lt trägt.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen optischen Systems hat das strahlenteilende Prisma 44 eine zylindrische Form und dient das Prisma 44 nicht nur als Strahlenteiler, sondern wirkt das Prisma 44 in ähnlicher Weise wie die zylindrische Kondensorlinse 28 bei den bekannten optischen Systemen, die in Fig. 2 und 4 dargestellt sind. Die Kombination der zylindrischen Kondensorlinse 42 und des strahlenteilenden Prismas 44 hat somit eine ähnliche Funktion wie die Kombination der zylindrischen Kondensorlinsen 26 und 28 bei den optischen Systemen in Fig. 2 und 4 und bewirkt, daß der divergente asymmetrische Lichtstrahl von der Lichtquelle 40 zu einem zylindrischen kondensierten Lichtstrahl wird. Aus diesem Grunde ist bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel keine zusätzliche Linse, wie beispielsweise die zylindrische Kondensorlinse 28, erforderlich.

Aufgrund der Tatsache, daß weiterhin der linear polarisierte Lichtstrahl Ls, der von der ^/4-Platte 46 ausgeht, an einem zylindrisch gekrümmten Oberflächenteil des Segmentes 50' des strahlenteilenden Prismas 44 eintritt, muß keine zusätzliche Linse, wie beispielsweise die zylindrische Kondensor-

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linse bei den bekannten optischen Systemen in Fig. 1 bis 4 bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen sein.

Während bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel das strahlenteilende Prisma 44 unter einem rechten Winkel zum Weg des Lichtes von der Lichtquelle 40 angeordnet ist, kann das strahlenteilende Prisma 44 auch in anderer Weise bezüglich des Weges des Lichtes von der Lichtquelle 40 angeordnet sein. Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein strahlenteilendes Prisma, das an sich den gleichen Aufbau wie das bei dem im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehene strahlenteilende Prisma hat, so angeordnet ist,dä3 seine Mittelachse zum Weg des Lichtes von der Lichtquelle 40 in einer Linie ausgerichtet ist. Bei einem optischen System, bei dem das strahlenteilende Prisma 44 in dieser Weise angeordnet ist, ist eines der Segmente, beispielsweise das Segment 50 des strahlenteilenden Prismas 44, axial zur Lichtquelle 40 gerichtet, während das andere Segment 50' des Prismas 44 axial zu einer ΛJk-Platte 46 ausgerichtet ist.

Bei einem optischen System mit einer derartigen Anordnung und einem derartigen Aufbau geht der Lichtstrahl Li von der Lichtquelle 40 durch eine in Fig 8 nicht dargestellte zylindrische Kollektorlinse, die der Linse 42 bei dem in Fig. 5 dargestellten System entspricht, und tritt der Lichtstrahl in das strahlenteilende Prisma 44 in einer Richtung in einer Linie zur Mittelachse des Prismas 44 ein. Der Lichtstrahl Li fällt unter einem Winkel von 45° auf die Lichtpolarisationsebene 52 des strahlenteilenden Prismas 44 durch das Segment 50 des Prismas 44 hindurch. Das hat zur Folge, daß ein linear polarisierter Lichtstrahl Lt vom strahlenteilenden Prisma 44 durch das andere Segment 50' des Prismas 44 in einer Richtung in einer Linie zur Mittelachse des Prismas 44 austritt.

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Der linear polarisierte Lichtstrahl Lt fällt auf die y?/4-Platte 46 und wird in zwei zirkulär polarisierte Lichtstrahlen Lq aufgeteilt, wie es im Vorhergehenden in Verbindung mit dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde. Die Lichtstrahlen Lq fallen auf eine in Fig. 8 nicht dargestellte Bild- und/oder Tonplatte und werden als Lichtstrahlen Lr von der die Information tragenden Fläche der Platte reflektiert. Die reflektierten Lichtstrahlen Lr werden durch die W/4-Platte 46 zu einem einzigen linear polarisierten Lichtstrahl Ls vereinigt, der von der Rückseite durch das Segment 50^! in das strahlentellende Prisma 44 eintritt. Der Lichtstrahl Ls fällt unter einem Winkel von 45° auf die Lichtpolarisationsebene 52 des strahlenteilenden Prismas 44 und wird im wesentlichen von dieser Ebene als reflektierter linear polarisierter Lichtstrahl Lt totalreflektiert. Der Lichtstrahl Lt geht zu einem nicht dargestellten lichtempfindlichen Wandlerelement in einer Richtung senkrecht zur Mittelachse des strahlenteilenden Prismas 44 und wird am Wandlerelement über eine Fokussierungslinse 56 fokussiert oder gebündelt, die zwischen dem Prisma 44 und dem Wandlerelement vorgesehen ist.

Bei jedem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung weist das strahlenteilende Prisma 44 eine axiale Länge auf, die größer als der Durchmesser des Prismas 44 ist» Das strahlenteilende Prisma, das einen Bestandteil des erfindungsgemäßen optischen Systems bildet, kann jedoch auch eine derartige Form haben, daß seine axiale Länge im wesentlichen gleich seinem Durchmesser ist. In Fig. 9 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem ein derartiges strahlenteilendes Prisma 60 vorgesehen ist.

Wie es in den Fig. 1OA, 1ÖB und 1OC dargestellt ist, besteht das strahlenteilende Prisma 60 aus zwei abgeschrägten zylindrischen Segmenten 62 und 62^f, deren ,jeweilige Mittelachsen

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in einer Linie zueinander ausgerichtet sind und die im wesentlichen gleiche Durchmesser haben. Jedes Segment 62 und 62· weist eine elliptische Stirnfläche auf, die unter einem Winkel von 45° schräg zur Mittelachse des Segmentes verläuft und eine Grundfläche des Segmentes bildet. Die jeweiligen Grundflächen der Segmente60 und 62' sind miteinander verkittet oder in anderer Weise fest in Kontakt miteinander gehalten, um eine Verbindungsebezia 64 zwischen den Segmenten 62 und 62^l zu bilden. Die Grundfläche wenigstens eines Segmentes 62 und 62' ist so bearbeitet, daß die Verbindungsebene 64,die von den jeweiligen Grundflächen der Segmente gebildet wird, eine teildurchlässige Spiegelfläche darstellt, die bewirkt, daß ein Lichtstrahl teilweise hindurchgeht und teilweise reflektiert wird. Jedes Segment 62 und 62' weist weiterhin eine maximale axiale Länge gleich dem Durchmesser des Segmentes auf, so daß das strahlenteilende Prisma 60 aus den beiden Segmenten 62 und 62' eine axiale Länge hat, die im wesentlichen gleich dem Durchmesser des Prismas 60 ist.

Das in dieser Weise aufgebaute strahlenteilende Prisma 60 ist zwischen zwei zylindrischen Kondensorlinsen 66 und 68 angeordnet. Eine der zylindrischen Kondensorlinsen 66 und 68 ist mit einer seiner Stirnflächen auf eine Stirnfläche des strahlenteilenden Prismas 60 geklebt oder in anderer Weise dicht in Kontakt mit der Stirnfläche des strahlenteilenden Prismas 60 gehalten, während in ähnlicher Weise die andere Kondensorlinse 68 mit der anderen Stirnfläche des strahlenteiJLenden Prismas 60 verklebt oder mit dieser Stirnfläche in anderer Weise in engem Kontakt gehalten ist, wie es in Fig. 9 dargestellt ist. Die zylindrischen Kondensorlinsen 66 und 68, die in dieser Weise am strahlenteilenden Prisma 60 befestigt sind, sind mit ihren Mittelachsen in einer Linie zur Mittelachse des strahlenteilenden Prismas 60 im wesentlichen ausgerichtet. Die resultierende Anordnung aus dem strahlenteilenden Prisma 60 und den Kondensorlinsen 66

und 68 ist zwischen einer Lichtquelle 40 und einer BiId- und/oder Tonplatte 54 so angeordnet, daß die Mittelachsen des Prismas 60 und der Linsen 66 und 68 im wesentlichen in einer Linie zum Weg des Lichtes von der Lichtquelle 40 zur Bild- und/oder Tonplatte 54 ausgerichtet sind. Ein lichtempfindliches Wandlerelement 58, beispielsweise eine Photodiode, ist seitlich vom strahlenteilenden Prisma 60 angeordnet und unter einem Winkel von 45° zur teildurchlässigen Ebene 64 des Prismas 60 in der dargestellten Weise gerichtet.

Bei einem optischen System mit dem oben beschriebenen Aufbau und der oben beschriebenen Anordnung wird der von der Lichtquelle 40 austretende Lichtstrahl Li durch die Kondensorlinse 66 zu einem Lichtstrahl Li^! gebündelt, wie es in Fig. 11 dargestellt ist. Der Lichtstrahl Li¹ wird von der Sammellinse 66 auf das strahlenteilende Prisma\60 übertragen und fällt unter einem Winkel von 45° auf die teildurchlässige Spiegelebene 64 des strahlenteilenden Prismas 60 durch das Segment 62 des Prismas 60 hindurch. Der Lichtstrahl Li', der somit auf die teildurchlässige Spiegelebene 64 des strahlenteilenden Prismas 60 fällt, wird teilweise tanter einem Winkel von 45° von der Spiegelebene 64 reflektiert und teilweise durch die Spiegelebene 64 als Lichtstrahl Lh durchgelassen» Wenn in diesem Fall angenommen wird, daß die teildurchlässige Spiegelebene 64 des strahlenteilenden Prismas 60 eine Reflektivität von 70% und eine Durchlässigkeit von 30% hat, beträgt die Lichtmenge, die durch die teildurchlässige Spiegelebene 64 des strahlenteilenden Prismas 60 hindurchgeht, 30% des auf die Ebene 64 fallenden Lichtes. Der Lichtstrahl Lh, der durch das Segment 62' aus dem strahlenteilenden Prisma 60 austritt, geht durch die Kondensorlinse 68 zur die Information tragenden Fläche der Bild- und/oder Tonplatte 54 und wird als Lichtstrahl Lr von dieser Fläche der Platte 54 reflektiert. Der reflektierte Lichtstrahl Lr, der somit die von der die Information tragenden Fläche der Platte 54 ausgelesenen Signa-

le trägt, wird zu einem Lichtstrahl Lr¹ in der Kondensorlinse 68 gebündelt. Der Lichtstrahl Lr¹ läuft zurück durch die Kondensorlinse 68 in das strahlenteilende Prisma 60 durch das Segment 62' des Prismas 60 und wird teilweise über die teildurchlässige Spiegelebene 64 des strahlenteilenden Prismas 60 durchgelassen und teilweise von der Spiegelebene 64 als Lichtstrahl Lt reflektiert. Das hat zur Folge, daß 21 ?o des ursprünglich in das strahlenteilende Prisma 60 eintretenden Lichtes zum lichtempfindlichen Wandlerelement 58 vom strahlenteilenden Prisma 60 gehen kann.

In diesem Fall tritt der von der teildurchlässigen Spiegelebene 64 des strahlenteilenden Prismas 60 reflektierte Lichtstrahl Lt vom Prisma 60 durch einen zylindrisch gekrümmten Oberflächenteil des Segmentes 62' des Prismas 60 aus. Das Licht, das sich in einer Ebene fortpflanzt, in der die Mittelachse des strahlenteilenden Prismas 60 liegt, wird daher unter einem Winkel gebrochen, der durch den Brechungsindex des Segmentes 62' bestimmt ist, wie es in Fig. 12 mit T angegeben ist. Das Licht, das sich in einer Ebene fortpflanzt, die senkrecht zur Mittelachse des strahlenteilenden Prismas 60 liegt, wird andererseits weiterhin an dem gekrümmten Oberflächenteil des Segmentes 62· gebrochen, wie es in Fig. 12 mit T¹ angegeben ist. Der in dieser Weise gebrochene Lichtstrahl Lt fällt auf das lichtempfindliche Wandlerelement 58 und bewirkt, daß das Wandlerelement 58 elektrische Signale erzeugt, die den optischen Signalen des Lichtstrahles Lt entsprechen. Das lichtempfindliche Wandlerelement 58 hat eine wirksame Oberfläche, die in vier Teile unterteilt ist, die unter 45° bezüglich der Mittelachse des strahlenteilenden Prismas 60 angeordnet sind. Aufgrund des Astigmatismus des strahlenteilenden Prismas 60 wird ein Signal erzeugt, das die Summe der Ausgangssignale wiedergibt, die längs jeder Diagonallinie zwischen diesen Teilen erzeugt werden. Von den Fehlern zwischen den in dieser Weise erzeugten Signalen wird .

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ein Abbildungs schärfe signal abgeleitet, während ein Aufzeichnungssignal von der Summe der Signale abgeleitet wird, die von den vier Teilen des Wandlerelementes 58 erzeugt werden.

Das optische System, das das strahlenteilende Prisma 60 und das lichtempfindliche Wandlerelement 58 enthält, ist andererseits so angeordnet, daß die Linie_s die den Mittelpunkt G und den Mittelpunkt der wirksamen Fläche des Wandlerelementeε 58 - verbindet, unter einem Winkel von 45° zu einer Richtung tangential zu den Spurer, Z''-a,5^b und 54c der Bild- und/oder Tonplatte 54 verläuft, wie es in Fig. 13 dargestellt ist. Wenn daher der auf die vier Teile des Wandlerelementes 58 fallende Lichtstrahl asymmetrisch bezüglich einer Richtung senkrecht zu den Spuren 54a,54b und 54c der Platte 54 aufgrund eines im optischen Systems verursachten Spurlauffehlers sein sollte, werden sich die jeweiligen Summen der Ausgangssignale, die längs der einzelnen diagonalen Linien zwischen den vier Teilen des Wandler element es 58 erzeugt v/erden, in gleichem Maße ändern, was zur Folge hat, daß die Fehler zwischen den jeweiligen Signalen, die die Summen der obigen Ausgangssignale wiedergeben, durch den Spurnachlauffehler nicht beeinflußt werden. Es kann somit verhindert werden, daß das Abbildungsschärfesignal durch das Auftreten eines Spurfehlers beeinträchtigt wird, wenn die Spurnachlaufservoschleife offen ist.

Während bisher angenommen wurde, daß das strahlenteilende Prisma 60 bei dem im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispiel teilreflektierend ist, kann eine oder jede Grundfläche der Segmente 62 und 62' des Prismas 60 auch so bearbeitet sein, daß die Verbindungsebene 64, die dazwischen gebildet ist, eine Lichtpolarisationsebene bildet. In diesem Fall wird das strahlenteilende Prisma 60 in einer Kombination mit einer/?/4-Platte verwandt, die zwischen dem Prisma 60 und der Bild- und/oder Tonplatte 54 liegt.

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Fig. 14 zeigt ein strahlenteilendes Prisma, das einen Teil eines vierten "bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen optischen Systems bildet. Das strahlenteilende Prisma 70 besteht aus zwei Segmenten 72 und 72'. Wie es am besten in Fig. 15A dargestellt ist, weist ein Segment 72 des strahlenteilenden Prismas 70 eine ebene Seitenfläche 74, eine schräg liegende Grundfläche 76, die unter einem Winkel von 45° zur Seitenfläche 74 verläuft, und eine gekrümmte Fläche 78 auf, die zwischen der Seitenfläche 74 und der Grundfläche 76 nach außen gekrümmt ist. In ähnlicher Weise weist das andere Segment 72' des strahlenteilenden Prismas 70 eine ebene Seitenfläche 74', eine schräg verlaufende Grundfläche 76, die unter einem Winkel von 45° zur Seitenfläche 74' verläuft, und eine gekrümmte Fläche 78' auf, die zwischen den gegenüberliegenden Stirnflächen und der Grundfläche 76' nach außen gekrümmt ist, wie es in Fig. 15B dargestellt ist. Die jeweiligen Grundflächen 76 und 76' der Segmente 72 und 72' mit der beschriebenen Form sind miteinander verkittet oder in anderer Weise fest in Kontakt miteinander gehalten, um dazwischen eine Verbindungsebene 80 zu bilden, die unter einem Winkel von 45° schräg zu ,jeder der jeweiligen Seitenflächen 74 und 74' der Segmente 72 und 72' verläuft, wie es in Fig. 14 dargestellt ist. Die gekrümmten Flächen 78 und 78' der Segmente 72 und 72', die in dieser Weise zusammengehalten sind, sind um Achsen gekrümmt, die senkrecht zueinander und einander nicht schneidend verlaufen. Die jeweiligen Grundflächen 76 und 76' der Segmente 72 und 72' sind weiterhin so bearbeitet, daß die dazwischen gebildete Verbindungsebene 80 entweder eine Lichtpolarisationsebene oder eine teildurchlässige Spiegelebene . bildet.

Das strahlenteilende Prisma 70 mit dem oben beschriebenen Aufbau ist zwischen einer Lichtquelle und einer Bild- und/ oder Tonplatte so angeordnet, daß die gekrümmte Fläche 78

des Segmentes 72 zur Lichtquelle gerichtet ist, während die gekrümmte Fläche 78' des anderen Segmentes 72' zur die Information tragenden Fläche der Platte gerichtet ist, wobei weiterhin ein lichtempfindliches Wandlerelement in einem Abstand von der Seitenfläche eines der Segmente, beispielsweise der Seitenfläche 74' des Segmentes 72', angeordnet ist, wie es in der Zeichnung jedoch nicht dargestellt ist. Zwischen dem strahlenteilenden Prisma 70 und der Bild- und/oder Tonplatte befindet sich weiterhin eine ^/4-Platte, wenn das strahlenteilende Prisma ?u ein Polarisationsprisma ist.

Bei einem optischen System mit einem in dieser Weise angeordneten und ausgebildeten strahlenteilenden Prisma 70 tritt ein von der Lichtquelle ausgehender Lichtstrahl Li durch das Segment 72 in das strahlenteilende Prisma 70 ein. Der in dieser Weise auf das Segment 72 fallende Lichtstrahl Li wird in Ebenen senkrecht zur Achse gebündelt, um die die gekrümmte Fläche 78 des Segmentes 72 gekrümmt ist. Der Lichtstrahl Lc₅ der in dieser Weise gebündelt ist, wird teilweise durch die Lichtpolarisationsebene oder teildurchlässige Spiegelebene 80 des strahlenteilenden Prismas ?0 hindurchgelassen und tritt in das andere Segment 72¹ des Prismas 70 ein. Der Lichtstrahl Lc wandert weiter durch das Segment 72' des strahlenteilenden Prismas 70 und wird weiter in Ebenen senkrecht zur Krüimnungsachse der gekrümmten Fläche 78' des Segmentes 72' kondensiert oder gebündelt, wenn der Lichtstrahl Lc das Segment 72' verläßt. Der sich ergebende Lichtstrahl Lc' fällt auf die die Information tragende Fläche der Bild- und/oder Tonplatte direkt oder über die ^/4-Platte, die zwischen dem strahlenteilenden Prisma 70 und der Platte angeordnet ist, und wird von der Platte als Lichtstrahl Lr reflektiert, der die Signale trägt, die von der die Information tragenden Fläche der Platte ausgelesen sind. Der reflektierte Lichtstrahl Lr wandert zum strahlenteilenden Prisma 70 direkt oder über die ^/4-Platte und tritt rückwärts durch das Segment 72' in

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das strahlenteilende Prisma 70 ein. In diesem Fall wird der reflektierte Lichtstrahl Lr in Ebenen senkrecht zur Krümmungsachse der gekrümmten Fläche 78· des Segmentes 72' kondensiert und wird der sich ergebende kondensierte Lichtstrahl Ld total oder teilweise von der Lichtpolarisationsebene oder der teildurchlässigen Spiegelebene 80 des Prismas 70 zum lichtempfindlichen Wandlerelement reflektiert.

Der Krümmungsradius der gekrümmten Fläche 78 des Segmentes 72 des strahlenteilenden Prismas 70 ist so gewählt, daß der von der Lichtquelle 40 ausgehende Lichtanteil, der in Ebenen senkrecht zur Krümmungsachse der gekrümmten Fläche 78 divergent ist, wie es durch Lx in Fig. 16 dargestellt ist, zu einem gebündelten Strahl mit einem bestimmten kleinsten Durchmesser kondensiert wird. In'ähnlicher Weise ist der Krümmungsradius der gekrümmten Fläche 78' des Segmentes 72' so gewählt, daß der Lichtanteil des von der Lichtquelle 40 ursprünglich ausgehenden Lichtes, der in Ebenen senkrecht zur Krümmungsachse der gekrümmten Fläche 78' divergent ist, wie es durch Ly in Fig. 16 dargestellt ist, zu einem gebündelten Strahl mit einem kleinsten Durchmesser kondensiert wird, der gleich dem kleinsten Durchmesser des vom Licht Lx resultierenden Lichtstrahles ist. Ein Lichtstrahl, der durch die Segmente 72 und 72' mit den in dieser Weise gewählten Krümmungsradien geht, ist zylindrisch und hat einen Durchmesser, der gleich den kleinsten Durchmessern der gebündelten Lichtstrahlen ist, die jeweils aus den Lichtanteilen Lx und Ly resultieren.

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Dr. F. Zumstein sen. »Όγ.Έ. As*smann "Dr-⁴R. Koenigsberger Dipl.-lng. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.

PATENTANWÄLTE

ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PA TENTAMT REPRESENTATIVES BEFORE THEEUROPEAN PATENT OFFICE

3/Li FPG50-8102

UNIVERSAL PIONEER CORPORATION, Tokyo,Japan

PATENTANSPRÜCHE

Optisches System für eine Signalabnehmervorrichtung, gekennzeichnet durch ein strahlenteilendes Prisma mit einem bestimmten, durch das Prisma gehenden Lichtweg, das zwei Segmente umfaßt, die ebene Grundflächen aufweisen, die in Kontakt mit einander gehalten sind und dazwischen eine Verbindungsebene unter einem bestimmten Winkel zum Lichtweg bilden, wobei die Verbindungsebene eine Lichtpolarisationsebene oder eine teildurchlässige Spiegelebene bildet, und gedes Segment einen nach außen gekriimmten Flächenteil aufweist.

2, Optisches System nach Anspruch^, dadurch gekennzeichnet, daß das strahlenteilende Prisma einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, und daß jedes Segment mit seiner Mittelachse senkrecht zum Querschnitt verläuft und so abgeschrägt ist, daß es eine elliptische Stirnfläche aufweist, die unter dem bestimmten Winkel bezüglich der Mittelachse

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schräg verläuft, wobei die Grundfläche jedes Segmentes von der elliptischen Stirnfläche gebildet -wird.

3. Optisches System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Winkel 45° beträgt.

4. Optisches System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das strahlenteilende Prisma eine zylindrische Form hat.

5. Optisches System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das strahlenteilende Prisma eine axiale Länge hat, die größer als sein Durchmesser ist.

6. Optisches System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das strahlenteilende Prisma eine axiale Länge hat, die im wesentlichen gleich seinem Durchmesser ist.

7. Optisches System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtweg im wesentlichen senkrecht zu den jeweiligen Mittelachsen der Segmente verläuft.

8. Optisches System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtweg im wesentlichen mit den jeweiligen Mittelachsen der Segmente zusammenfällt.

9. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen gekrümmten Flächenteile der Segmente um Achsen gekrümmt sind, die einander nicht schneidend senkrecht zueinander verlaufen.

10. Optisches System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Achsen, um die die gekrümmten Flächenteile gekrümmt sind, durch den Lichtweg hindurchgehen.

11. Optisches System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Segmente eine Seitenfläche aufweist, bezüglich der die Grundfläche des Segmentes unter dem bestimmten Winkel schräg verläuft.

12. Optisches System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der bestimmte Winkel 45° beträgt.