DE3142125C2

DE3142125C2 - Vorrichtung zur Erfassung der Brennpunktlage optischer Vorrichtungen

Info

Publication number: DE3142125C2
Application number: DE3142125A
Authority: DE
Inventors: Toshimitsu Hachioji Kaku; Tokuya Odawara Kaneda; Takeshi Kokubunji Maeda; Shigeru Hachioji Nakamura; Wasao Higashiyamato Takasugi; Yoshito Mitaka Tsunoda
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1980-12-26
Filing date: 1981-10-23
Publication date: 1984-10-18
Also published as: JPS57108811A; DE3142125A1; FR2497365A1; FR2497365B1; US4450547A; JPH029322B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung der Brennpunktlage, die sich insbesondere zum Einsatz in Bildplattengeräten eignet. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein mit einem ersten optischen System fokussierter Lichtstrahl auf das zu beleuchtende Objekt eingestrahlt, wobei aufgrund einer im Strahlengang des vom Objekt reflektierten Lichts angeordneten Zylinderlinse Brennpunktbilder an zwei räumlich voneinander entfernten Brennpunkten erzeugt werden; an einer Stelle zwischen den beiden Brennpunkten, an der das Strahlenbündel kreisförmigen Querschnitt besitzt, ist ein Abschirmelement mit einem Rand angeordnet, der unter einem Winkel von etwa 45 ° zur Wirkungsachse der Zylinderlinse liegt, um einen Teil des zwischen den beiden Brennpunkten verlaufenden Strahlenbündels auszublenden; der ausgeblendete Teil wird von zwei Lichtdetektoren erfaßt, die symmetrisch zu einer Achse angeordnet sind, die im wesentlichen in der gleichen Richtung wie der Rand des Abschirmelements liegt; die Differenz der Ausgänge der beiden Lichtdetektoren dient zur Erfassung der tatsächlichen Brennpunktlage des ersten optischen Systems.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung der Brennpunktlage optischer Vorrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und deren Verwendung bei einer Einrichtung zur automatischen Brennpunkteinstellung für das optische System einer Bildplatten-Aufnahme- und -Wiedergabevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.

In den letzten Jahren wurden Bildplatten-Aufnahme- und -Wiedergabegeräte entwickelt, bei denen Informationen wie etwa Videosignale, Sprachsignale, elektronische Computerdaten u.dgl. mit hoher Dichte durch Licht und insbesondere einen Laserstrahl aufgezeichnet und wiedergegeben werden können. Bei derartigen Bildplatten-Aufnahme- und -Wiedergabevorrichtungen muß der von ei.ier lichtquelle emittierte Laserstrahl auf einen feinen Brennfleck von etwa 1 μπι Durchmesser mit einer Objektivlinse auf der Platte fokussiert werden, um dne Informationsaufzeichnung und -Wiedergabe zu ermöglichen.

Gegenwärtig ist es allerdings unmöglich, eine optisch völlig plane Platte.noberfläche herzustellen; die Oberfläche von Bildplatten weist daher gegenwärtig mehr oder weniger starke Verzerrungen auf. Hinzu kommt, daß die Oberfläche der sich drehenden Bildplatte aufgrund der Exzentrizität der Welle des Plattentellers, der die Platte trägt, axial mit einer Amplitude von mehreren 10 bis mehreren ΙΟΟμηι vibriert, weshalb es unmöglich ist, stets die genaue l.agcbe/.iehimg zwischen der Objeklivlinse und der Bildplatte aufrechtzuerhalten. Der auf die Bild-

platte projezierte Brennfleck ändert demzufolge bei herkömmlichen Systemen seinen Durchmesser in erheblichem Maße. Es ist entsprechend von großer Wichtigkeit, die Verschiebung zwischen dem Brennpunkt eines mit der Objektivlinse fokussierten Lichtstrahls und der Bildplatte erfassen zu können, um damit stets die korrekte Lagebeziehung zwischen der Objektivlinse und der Bildplatte beibehalten zu können.

Aus der DE-OS 31 34100, die eine ältere Anmeldung nach §3(2) PatG darstellt, ist eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zur Erfassung der Brennpunktlage bekannt, bei der mit einem ersten optischen System fokussicrte Lichtstrahlen auf ein zu beleuchtendes Objekt projiziert werden, wobei ein Strahlenbündel zur Brennpunkterfassung, das von dem reflektierten oder durch das Objekt durchgelasscnen Licht abgeleitet wird, durch ein zweites optisches System ausgeblendet und von einem Lichtdetektor empfangen wird und die Änderungen in der Leuchtdichte des zur Brennpunktermittlung dienenden Strahlenbündeis zur Erfassung der Verschiebung zwischen dem ersten optischen System und dem Objekt erfaßt werden. Gegenüber dieser älteren Anmeldung nach § 3 (2) PatG ist der vorliegende Anmeldungsgegenstand zwar neu, muß sich jedoch nach §4 PatG nicht in erfinderischer Weise abheben.

In Fig. 1 ist eine aus der älteren Anmeldung bekannte Vorrichtung zur Brennpunkterfassung, die nach dem Kantenverfahren arbeitet, erläutert. In der Figur ist dus optische System, das die Strahlen des auf das zu beleuchtende Objekt auffallenden Lichts fokussiert, nicht dargestellt. Dies gilt auch für die Fig. 4. 5. 8, 16 und 17. Wenn der Brennpunkt des ersten optischen Systems auf eine erwünschte Brennpunktlage 1 eingestellt ist, tritt der durch die durchgezogene Linie 6 dargestellte, zur Brennpunkterfassung dienende Lichtstrahl durch eine Linse 2 hindurch, wobei ein Teil des zur Brennpunkterfassung dienenden Lichtstrahl, der von der Kante einer Maske 3 nicht ausgeblendet wird, auf einem Spaii 5 zwischen Lichtdetektoren Aa und Ah fokussiert wird, wobei ein Bild des Brennpunkts erzeugt wird.

Die Linse 2 kann eine Zylinderlinse sein, die zwei räumlich beabstandete Brennpunkte hat. In diesem Fall ist dann der Dunkelspalt 5 des Lichtdetektors Aa und Ab in einem der Brennpunkte der Zylinderlinse angeordnet.

Fig. 2b erläutert das in der Ebene der Lichtdctcktoren Aa und 40 unter dieser Bedingung erzeugte Brennpunktbild 7.

Wenn die Position des Brennpunkts verschoben wird, was in Fig. 1 durch die Brennpunktlage Γ veranschaulicht ist, wird der Lichtstrahl auf dem Lichtdetektor 4a konzentriert, wie durch die gestrichelte Linie 6' veranschaulicht ist, so daii hierdurch ein Brennpunktbild T entsteht, wie in Fig. 2a dargestellt ist. Wenn die Position des Brennpunkts andererseits zur Linse 2 hin verschoben wird, entsteht ein Brennpunktbild 7", wie in Fig. 2c dargestellt ist.

In Fig. 3 ist die Differenz Vzwischen den Ausgängen der Lichtdetektoren Aa und 4Λ in Abhängigkeit von der Verschiebung δ der Brennpunktposition durch die durchgezogene Kurve 8 (S-Kurve) dargestellt. Die Größe des Brennpunktbilds 7 entspricht größenordnungsmäßig dem Verhältnis λ/Ν. A, wobei N. A für einen Einfallswinkel θ des fokussierten Strahls 6 von Fig. 1 gleich sin θ ist und λ die Wellenlänge bedeutet.

Wenn beispielsweise λ = 0.83 μίτι und N. A = 0.1 gesetzt werden, resultiert eine Große von etwa !Ομίτι. Die Lichtdetektoren Aa und 4Λ besitzen üblicherweise integrierendes Verhalten; der Spalt 5 (sog. Dunkelspalt) besitzt eine Breite, die gleich der Breite des Brennpunktbilds 7 ist, das mit der bekannten Vorrichtung erhalten wird. Wenn die Breite des Dunkelspalts von der Breite des Brcnnpunktbilds 7 verschieden ist, tritt ein Bereich auf. in dem die Beleuchtung der Lichtdctcktoren Aa und Ab gleich ist. wenn der tatsächliche Brennpunkt unter- oder oberhalb des erwünschten Brennpunkts liegt, wobei sich cine .V-Kurvc ergibt, wie sie in Fig. 3 durch die gestrichelte Kurve 9 dargestellt ist, wodurch eine Brennpunkterfas-Hi sung in der Nähe des erwünschten Brennpunkts nicht möglich ist. Demzufolge ist bei der Auslegung der Breite des Dunkclspalts des Lichtdetektors und bei der Einstellung der Detektorposition hohe Genauigkeit erforderlich. Auch bei der in Fig. 4 dargestellten Altcmativausführung, bei der anstelle der Kante der Maske 3 ein optisches Prisma 10 verwendet ist. ist bei der Auslegung der Breite des Dunkelspalts im Zusammenhang mit den Lichtdetektorpaaren Ii und 12 und der Einstellung ihrer Positionen ebenfalls sehr hohe Genauigkeit erforderlich. :o Es ist Aufgabe dcf vüriiegeriden Erfindung, eine optische Vorrichtung zur Erfassung der Brennpunktiage anzugeben, die ohne umständliches Justieren der Deleklordunkclspaltwcitc und der Detektorposition auskommt und auch in der Nähe der Brennpunktposition ein μ genügend großes Detektorausgangssignal zur Steuerung der Fükussiereinrichtung liefert. Es ist ferner Aufgabe der Erfindung- eine Vorrichtung zur automatischen Fokussierung und/oder Spursteucrung in einer Bildplatten-Aufnahme- and Wiedergabevorrichtung anzugeben. κι Die Lösung der ersten Teilaufgabe erfolgt bei einer Vorrichtung zur Erfassung der Brennpunktlage optischer Vorrichtungen gemäß dem ObcrbegriiT des Anspruchs I durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind durch die Untert< ansprüchc 2 bis 11 gekennzeichnet.

Die Lösung der zweiten Teilaufgabe erfolgt bei einer automatischen Fokussierungs- und/oder Spursteuerungsvorrichtung in einer Bildplatten-Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des ne-4Ii bengeordneten Anspruchs 12 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 12.

Vorteilhafte Ausführungsformen davon sind durch die Ansprüche 13 bis 15 gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert: es zeigen:

Fig. 5: eine schematische Darstellung des Strahlengangs und Aufbaus einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

F i g. 6: eine Darstellung zur Erläuterung des Strahlcn-5(i gangs der erfindungsgemäßen Ausführungsform von Fig. 5:

Fig. 7a und 7b: Darstellungen zur Erläuterung cies Lichtstrahlquerschnitts an der Stelle der Maske und des entsprechenden, auf den Lichtdetektoren erzeugten Bilds, das bei Positionierung des Brcnnflecks in einer näher an der exakten Brennebene liegenden Defokussierungszonc erhalten wird;

Fig. Sa und 8b: ähnliche Darstellungen zur Erläuterung des Brennpur.ktbilds, das erhalten wird, wenn sich H! der Brcnnflcck genau in der Brennebene befindet;

Fig. 9a und 9b: ähnliche Darstellungen zur Erläuterung des Brcnnpunktbilds. das erhalten wird, wenn sich der Brcnnflcck in einer von der genauen Brennebene weiter entfernten Defokussierungszone befindet; Λ5 Fig. 10: eine Darstellung zur Erläuterung des Brennpunktbilds, das bei einer ähnlichen Brennfleckposition wie in Fig. 8b erhalten wird;

Fig. 11: eine ähnliche Darstellung des Brennpunkt-

bilds, das mit einer ähnlichen Brennfleckposition wie in Fig. 9b erhalten wird;

Fig. 12: ein Diagramm zur Erläuterung der Abhängigkeit der Spannungsdifferenz der Ausgangssignale der beiden Lichtdetekloren von der örtlichen Verschiebung (5 der Brennpunktlage zur Ausführungsform von Fig. 5;

Fig. 13 bis 16: Darstellungen zur Erläuterung anderer erflndungsgemäßer Ausführungsformen;

Fig. P, 18a und 18b: Darstellungen zur Erläuterung der erfiudungsgemäGcn Winkelrichtungseinstellung der Lichtdetektoren;

Fig. 19a bis 19c: Darstellungen zur Erläuterung der Anordnung eines optischen Elements in Bildplattcnvorrichtungen gemäß der Erfindung;

Fig. 20: eine Darstellung zur Erläuterung der Anordnung der Lichtdetektoren in der Bildplattenvorrichlung;

Fig. 21a und 21b: Darstellungen zur Erläuterung einer anderen Anordnung des optischen Elements in der Bildplattenvorrichtung;

Fig. 22: eine schematische Darstellung des Strahlengangs und Aufbaus einer erfindungsgemäßen Bildplattenvorrichtung;

Fig. 23: eine schematische Darstellung des Strahlengangs und Aufbaus einer anderen Ausführungsform einer Bildplattenvorrichtung gemäß der Erfindung und

Fig. 24: eine perspektivische Darstellung zur Erläuterung der Signalgewinnung bei der Ausführungsl'orm von Fig. 23.

In Fig. 5 ist der wesentliche Teil einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Der von einer erwünschten Brennpunktiage I ausgehende Lichts'^ahl 23 wird von der Linse 2 gebrochen und im Punkt Px fokussiert. Da der Lichtstrahl durch die Zylinderlinse 19 (konkav-zylindrische Linse bei der dargestellten Ausführungsform) hindurchgeht, wird ein Teil des durch die Querschnittsftäche, die die Mittelachse des Lichtstrahls enthält und die parallel zur Wirkungsachsc 19' der Zylinderlinse 19 liegt, hindurchgehenden Lichtstrahls im Punkt Pi fokussiert. Der am Punkt η fokussierte Lichtstrahl tritt durch eine Querschnittsflächc hindurch, die orthogonal zur erstgenannten Querschnittsfläche ist.

Eine Maske 20 ist an einer Stelle Q, die zwischen den Punkten P\ und Pi liegt und bei der das Strahlenbündel kreisförmigen Querschnitt aufweist, in der Weise vorgesehen, daß der Maskenrand 20' unter Bildung eines halben rechten Winkels mit der Wirkungsachsc 19' in der Ebene, die kreisförmigen Querschnitt besitzt, eingeschoben ist und den Zentralstrahl erreicht. Diejenige Hälfte des Strahlenbündels, die nicht durch die Maske 20 ausgeblendet ist, erzeugt auf der Oberfläche der Lichtdetcktoranordnung 21 ein etwa halbskreisförmiges Bild, das um etwa 90' verdreht ist, so daß der Schatten des Maskenrands 20' im rechten Winkel zum Maskenrand 20' liegt. Die Lichtdetektoranordnung 21 ist so ausgerichtet, daß der Dunkelspalt 22 zwischen den Lichtdetektoren 21a und 216 in im wesentlichen gleicher Richtung wie der Maskenrand 20' liegt. Die Lichtdetektoren 21a und 21Λ sind im wesentlichen symmetrisch zum Dunkelspalt 22.

Im folgenden wird die Arbeitsweise bei der Ermittlung der Brennpunktiage anhand von Fig. 6 erläutert. Wenn keine Maske 20 in den Strahlengang eingeschaltet ist, verläuft das durch die beiden in Fig. S dargestellten Brennpunkte Λ und Pi hindurchgehende Strahlenbündel so, wie in Fig. 6 dargestellt ist. Zur Vereinfachung ist der Lichtstrahl durch acht jeweils um 45" voneinander bcabstandeie Einzeistrahien dargesteüi, von denen vier mit durchgezogenen Linien eingezeichnet sind. Die Einzeistrahien α und c werden am Punkt P\ fokussiert und gelangen zu den Punkten α bzw. v'. Die Einzelstrahlen <· und χ werden am Punkt Pi fokussiert und gelangen zu den Punkten <■' und g . Die Einzelstrahlen h, d, f und Λ

< gelangen entsprechend zu den Punkten />'. J,(' und h'. Die Punkte <;'. h'. <·'. if. c'.f, g' und Ii liegen hinter dem Punkt Pi näherungsweise auf einem Kreis. Das gesamte Strahlenbündel besitzt an der Stelle Q kreisförmigen Querschnitt.

ei Wenn die entsprechenden Einzelstrahlen an den Querschnitten des Strahlenbündels betrachtet werden, die sich in Strahlrichtung ausbreiten, sind die Einzelstrahlen an der Stelle Äi wie in Fig. 7a angeordnet, wobei die Stelle R\ näher an der Zylinderlinse als am Punkt /Ί liegt; die

ι s Einzeistrahien sind andererseits an der Stelle Q so angeordnet, wie aus Fig. 8a hervorgeht, und weisen an der Stelle A₂, die näher an den Lichtdetektoren als am Punkt Pi liegt, eine Anordnung wie in Fig. 9a auf. Wie oben unter Bezug auf Fig. 5 erläutert, werden die

μ Einzeistrahien e, c und d in Fig. 8a bei eingesetzter Maske 20 ausgeblendet, wobei die die Einzeistrahien / und b verbindende Linie mit dem Maskenrand 20' der Maske 20 zusammenfallt, wodurch das in Fig. Hb gestrichelt dargestellte Bild auf den Oberflächen der

:5 Lichtdclektorcn 21o und l\b entsteht.

Wenn die tatsächliche Brennpunktlage von der erwünschten Brennpunktlage 1 zur Linse 2 hin verschoben ist. verschieben sich die beiden Brennpunkte P\ und Pz des zur Brennpunkterfassung dienenden Lichtstrahls

κι relativ zur Maske 20 zur Lichtdetektoranordnung 21 hin, was zu der gleichen Wirkung führt, wie wenn die Maske 20 an der Stelle R₁ in Fig. 6 eingeschoben ist. Unter dieser Bedingung werden die Einzeistrahien a, b, c und d von der Maske 20ausgeblendet, wie aus Fig. 10a hervor-

\<, geht, wobei auf den Oberflächen der Lichtdetektoren 21a und 21ft das in Fig. 10b gestrichelt dargestellte Bild entsteht.

Wenn die tatsächliche Brennpunktlage von der erwünschten Brcnnpunkuage i Völi der LiTiSc 2 Weg ver-

M) schoben wird, verschieben sich die beiden Brennpunkte P\ und Pi des zur Brennpunkterfassung dienenden Strahlenbündels gegenüber der Maske 20 zur Zylinderlinse 19 hin, was zu der gleichen Wirkung wie das Einsetzen der Maske 20 an der Steile Ri von Fig. 6 führt. Unter dieser

4s Bedingung werden die Einzeistrahien d, e, f und g unterbrochen, wie aus Fig. 9a hervorgeht, wobei auf den Oberflächen der Lichtdetektoren 21a und 21Λ das in Fig. 9b gestrichelt dargestellte Bild entsteht. Unter der Bedingung, daß die tatsächliche Brennpunktlage von der

5Ii erwünschten Brennpunktiage zur Linse 2 hin verschoben ist, wobei der Brennpunkt P, des zur Brennpunkterfassung dienenden Strahlenbündels mit der Stelle der Maske 20 ; usammenfä'llt, folgt ferner daraus, daß das Bild des Strahlenbündcls auf den Oberflächen der Lichtdetektorcn die Form eines durch die Punkte α'. e',f, g' und K definierten Halbkreises annimmt, wobei die die Punkte a' und e' verbindende Linie einen halben rechten Winkel mit dem Dunkclspalt 20 der Lichtdetektoranordnung 21 bildet, wie aus Fig. 10ersichtlich ist. In diesem Fall kann

n) das als die Differenz Va-Vh zwischen den Signalausgängen Va und Vh der Lichtdetektoren 21a und 21A definierte Brennpunkterfassungs-Ausgangssignal Kais V=\ Vogeschrieben werden, wobei Vo der Größe des Ausgangssignals entspricht, das erzeugt wird, wenn das halbkreisför-

_h5 mige Bild des Strahlenbündels auf einem der beiden Lichtdetektoren 21a und 216 allein erzeugt wird. Unter der Bedingung, daß die tatsächliche Brennpunküage von der erwünschten Brennpunktiage 1 von der Linse 2 weg

verschoben ist und der Brennpunkt P₁ des zur Brennpunkterfassung dienenden Strahlenbündels mit der Stelle der Maske 20 zusammenfällt, erhält das Bild des Strahlenbündels auf den Oberflächen der Lichtdetektoren die Form eines durch die Punkte <·', g\ /Γ, a' und />' definierten Halbkreises, wobei die die Punkte c' und #' verbindende Linie einen halben rechten Winkel mit dem Dunkclspalt 22der Lichtdetektoranordnung21 bildet, wieaus Fig. 11 hervorgeht, und d".s Brennpunkterfassungs-Ausgangssignal V= -J Vo \H.

Wie aus Fig. 12 hervorgeht, werden die oben erläuterten beiden Zustände, bei denen das mit durchgezogenen Linien dargestellte Segment des halbkreisförmigen Bilds des Strahlenbündels auf den Oberflächen der Lichtdetektoren unter einem halben rechten Winkel zum Dunkelspalt liegt, bei Brennpunktverschicbungen von ±fih erzielt, d.h. innerhalb des Bereichs von +tilt bis -<5//, wobei der Drehwinkel etwa proportional zur Brennpunktverschiebung ist und die S-Kurve innerhalb dieses Bereichs im wesentlichen linear ist. :u

Da die beiden den Brennpunktverschiebungen ±6h entsprechenden Zustände auf der Basis der geometrischen Optik leicht erzielt werden können, kann eine angestrebte S-Kurve ebenfalls leicht realisiert werden. Hierin liegt einer der besonderen Vorteile der Erfindung. :.<

Die in Fig. 5 dargestellte konkav-zylindrische Linse kann auch durch eine konvex-zylindrische Linse ersetzt sein.

Anstelle der zur Vereinfachung der Erläuterung herangezogenen Maske 20, die einen Teil des Strahlenbündels tu vollständig ausblenden kann, kann ferner ein Element mit zwei Bereichen unterschiedlicher Lichtdurchlässigkeit verwendet werden, die längs eines dem Maskenrand 20' der Maske 20 entsprechenden geraden Linicnabschnitls aneinandergrenzen, d. h. ein Element wie etwa eine halb- .v< durchlässige Platte.

Das zur Brennpunkterfassung dienende Strahlenbündel kann mit einem Spiegel 24 wie in Fig. 13, einen optischen Teil bzw. Prisma 25 wie in Fig. 14 oder einem V-förmig konturierten Rcflektorelcment 27 oder 28 mit λι einer doppelten reflektierenden Oberfläche 26 wie in den Fig. 18a bzw. 18b in zwei Teilbündel aufgespalten werden. In diesem Fall können beide durch Aufspaltung erzeugten Teilbündel zur Erfassung der Brcnnpunktlage herangezogen werden; alternativ dazu kann auch eines -i< der Teilbündel zur Erfassung der Brcnnpunktlage verwendet werden, während das andere Teilbündel zur Erzeugung einer anderen Information herangezogen wird.

Da·; in Fig. 16 dargestellte optische Element, das einen m> mit einem optisch halbdurchlässigen Film beschichteten Bereich α aufweist, so daß seine Lichtdurchlässigkeit in den Bereichen α und h unterschiedlich ist. kann ebenfalls für diesen Zweck herangezogen werden.

Es ist nicht immer erforderlich, das optische Element wie eine Maske, einen Spiegel oder ein Prisma, das zur Ausblendung eines Teils des Sirahlenbündels geeignet ist, einzuschieben, bis der die Grenzlinie für unterschiedliche Lichtdurchlässigkeiten bzw. eine Aufspaltung des Strahlenbündels definierende gerade Linienabschnitt genau _N) mit dem Zentralstrahl des zur Brennpunkterfassung dienenden Strahlenbündels zusammenfällt. Zu starkes Einschieben führt zur Ausbildung eines bogenförmigen Bilds auf den Oberflächen der Lichtdetektoren, das kleiner ist als ein Halbkreis: zu gerinf.es Einschieben führt t,s andererseits zu einem bogenförmigen Bild, das kleiner als ein Halbkreis ist.

In der obigen Erläuterung wurde davon ausgegangen.

daß das Bild des Strahlenbündel auf den Oberflächen der Liclitdclektorcn halbkreisförmig ist; das Bild besitzt jedoch tatsächlich aufgrund der Wirkung der Zylinderlinse elliptische Form. Unter Bezug auf Fig. 17 wird angenommen, dall di<: von der erwünschten Brennpunktliigc I emittierten Lichtstrahlen vom Linsensystem 2 im Punkt Pi und von der Zylinderlinse 19 mit der Brennweite ./,'., die zusätzlich im Abstand B links vom Punkt /Ί vorgesehen ist. im Punkt Pi fokussiert werden. Die Lichtdctcktoranordnung 21 ist im Abstand D rechts vom Punkt Pi vorgesehen. Der Abstand W zwischen den Punkten Pi und Pi ergibt sich dann zu W

Wenn die durch die Zylinderlinse 19 im Punkt Pi fokussierte Lichtstrahlung die Breite X und die auf den Punkt Pi ohne Einwirkung der Zylinderlinse 19 fokussierte Lichtstrahlung die Breite Y auf der Oberfläche der Lichtdetcktoranordnung21 aufweisen, ergibt sich für das Verhältnis Xl Y:

λ / > ■-- (ι t

W i>\

Wenn also eine Zylinderlinse 19 mit einer extrem kleinen Zylinderlinsenwirkung verwendet wird, um der Bedingung (B² + BD) ·« DJ, zu genügen, oder wenn die Lichldctcktoranordnungil in einem ausreichend großen Abstand auf der rechten Seite vorgesehen wird, kann das Bild des Strahlungsbündcls der Oberfläche der Lichtdetekloranordnung als im wesentlichen (halb)kreisförmig angesehen werden. Bei Vorrichtungen, bei denen es schwierig ist. den obigen Anforderungen zu entsprechen, wird die Lichtdetektoranordnung 21 allerdings durch Drehung um einen kleinen Winkel eingestellt, wie im folgenden beschrieben ist.

Wie aus Fig. 18a hervorgeht, wird das Abschirmelemenl 20 mit seinem Rand 20' unter 45 Neigung zur .v-Ächsc im Punkt Q von Fig. 17 eingesetzt, der zwischen den Punkten Pi und Pi liegt und bei dem das Strahlenbündel kreisförmigen Querschnitt aufweist. Die Achse der Zylinderlinse füllt dabei mit der .v-Achse zusammen. Der nicht ausgeblendete Teil des Strahlenbündels witd an der gedachten Linie 20" in zwei Teilbündel 20a und 20b aufgeteilt. Wenn das Abschirmelement 20 in dieser Weise eingesetzt ist, erhält das auf der Oberfläche der Lichtdetcktoranordnung erzeugte Bild des Strahlenbündels die Form einer Halbellipse 29. deren Achsenverhältnis Xl Y, bei dem X und Y die längere bzw. kürzere Ellipsenachse bedeuten, wie oben bestimmt wird; die Projektionen 29' und 29' der Abschirmgrenzlinie und der gedachten Linie 20' in Fig. 18a sind um den Winkel θ gegenüber den Linien verschoben, die unter 45' zu der x- und >--Achse liegen, wobei 0=45 -aretan (YIX) ist. Für ö=20 mm, £ = 90 mm und D = 30 mm ergibt sich beispielsweise W= 3.64 mm, X/ Y= 1,37 und (7=8,9°.

Der Dunkelspalt 22 in der Lichtdetektoranordnung 21, wie anhand der Fig. 5 bis 11 erläutert, wird entsprechend so angeordnet bzw. eingestellt, daß er um den Winkel 0 geneigt ist und mit der Linie 29' in Fig. 18b zusammenfällt.

Bei Anwendung der Erfindung auf Vorrichtungen, bei denen die Intensitätsverteilung des zur Brennpunkterfassung dienenden Strahlenbündels über den Querschnitt in Bezug auf die optische Achse nicht isotrop, sondern in Bizug auf eine die optische Achse schneidende Linie symmetrisch ist, muß der Rand des Abschirmelements ru der Symmetrielinic ausgerichtet werden. Zu derartigen

VoiHctlungen gehören beispielsweise Bildplaltcnvorrichtungen vom Beugungstyp.

Derartige Bildplattenvorrichtungun vom Beugungstyp besitzen, wi« aus den Fig. 19a bis 19c ersichtlich ist, erhabene oder tieferliegende, als Spuren bezeichnete Kanäle; eine derartige Spur 30 ist in Fig. 19a eingezeichnet. Die Spuren sind längs der Drehrichtung ringförmig bzw. konzentrisch verteilt. Die Information wird auf der Spur aufgezeichnet bzw. aus ihr herausgelesen; der Lichtstrahl muß daher in der Weise eingestellt sein, daß sein ι Brennpunkt stets mit der Spurmittelachse 31 der Spur 30 zusammenfällt. Da die Exzentrizität der Bildplatte zu einer Vibration der Spur und daneben zu einer lateralen Verschiebung in einer Richtung senkrecht zur Tiefenrichtung des Brennpunkts fuhrt, ist eine Erfassung und ι Einstellung (sog. Tracking) der seitlichen Spurverschiebung zusätzlich zur Erfassung der Brennpunktlage in der Brennpunkt-Tiefenrichtung erforderlich, die oben erläutert ist. Die Spur 30 von Bildplatten vom Beugungstyp hesitzl Ränder 30λ und 3OA. wie aus F ig. 19a hervorgeht: das zur Brenr.pwikterfassung dienende Strahlenbündel, das durch r'ie Spur 30 durchgelassen oder von ihr reflektiert wird, enthält Informationen bezüglich des Brennpunkts und der seitlichen Verschiebung der Spurmittelachse 31.

Wenn im einzelnen auf einem Querschnitt 33 des zur Brennpunkterfassung dienenden Strahlenbündels gemäß Fig. 19a eine gedachte Grenzlinie 34 gezogen wird, die mit der Spurmittelachse 31 zusammenfällt, und eine gedachte Linie 35 eingetragen wird, die senkrecht dazu verläuft, resultiert eine unterschiedliche Lichtintensität in den Bereichen 33a und 33Λ, die durch die Grenzlinie 34 voneinander getrennt sind, aufgrund einer seitlichen Spurverschiebung. Die Differenz der Lichtintensität ist in Bezug auf die Linie 35 symmetrisch; das Abschirmelement wird daher so eingesetzt, daß sein Rand mit der Linie 35 zusammenfällt, wie oben erwähnt und im folgenden näher erläutert ist. Zur Erläuterung ist dabei die Spurmittelachse 31 als Bezugslinie herangezogen. Fig. 19b erläutert die Einschiebung des Abschirmelements 20 in den kreisförmigen Querschnitt 33 des zur Brennpunkterfassung dienenden Strahlenbündels, der zwischen den beiden Brennpunkten (d.h. an der Stelle Q in den Fig. 15 und 17) liegt, wenn die Wirkungsachsc 36 der Zylinderlinse unter einem Winkel von 45" zur Spurmittelachse 31 liegt. Durch das Einschieben der Zylinderlinse wird die Intensitätsverteilung des Lichts um 90" gedreht, so daß die Grenzlinie 34 der beiden Bereiche 33a und 336, die für die Intensitätsänderung aufgrund seitlicher Spurverschiebung repräsentativ sind, rechtwinklig zur Spurmittelachse 31 liegt und die Linie 35, zu der die Änderung der Lichtintensität symmetrisch ist, mit der Spurmittelachse 31 zusammenfällt.

Wenn der Rand 20' des Abschirmelements längs der Grenzlinie 34 ausgerichtet wird, wie aus den F i g. 18a und 18b leicht ersichtlich ist, die den Fig. 19b bzw. 19c entsprechen, weicht d'e Symmetrieachse 35 für die Änderung der Lichtintensität des auf der Oberfläche der Lichtdetektoranordnung erzeugten bzw. projezierten Bilds 33 um einen kleinen Winkel θ von der Geraden ab, die senkrecht zur Spurmittelachse 31 verläuft, wie aus Fig. 19c hervorgeht.

Wie unter Bezug auf Fig. 18b erläutert, entspricht der Winkel θ dem Einstellwinkel der Neigung des Dunkelspalts in der Lichtdetektoranordnung, der erforderlich ist, wenn das Bild des zur Brennpunkterfassung dienenden Strahlenbündels tatsächlich elliptisch ist. Die Änderungen in der Gesamtlichtintensität aufgrund der seitli-

chen Spurverschiebung sind stets auf beiden Seiten d«,r Linie 35 gleich, weshalb auch das Ausgangssignal der Erfassung der Brennpunktlage bei Vorliegen einer seitlichen Spurverschiebung unverändert bleibt, wenn der Dunkclspall in der Lichldctektoranordnung so angeordnet ist daß er mit der in Fig. 19c dargestellten Linie 35 zusammenfällt.

Auf diese Weise kann auf der Oberfläche einer Bildplatte ein stabiles Bild des Brennpunkts erzeugt werden. ο das nicht durch seitliche Spurverschiebungen beeinflußt wird.

Bei der in Fig. 20 dargestellten alternativen Ausführungsform sind die Komponentendetektoren 37a und 37Λ der Lichtdetektoranordnung 37 so angeordnet, daß ihre Ränder 39a und 39b miteinander fluchten und der mit 40 bezeichnete Drchmittelpunkt für die Drehung des Bilds des zur Brennpunkterfassung dienenden StrahlenbüncHs in Form näherungsweise eines Halbkreises auf der geraden Linie, die die Ränder 39a und 390 verbindet, und ->» innerhalb des Dunkelspalts 38 in der Lichtdetektoranordnung liegt.

Auf der Grundlage des Erfindungskonzepts und der Anordnung der Lichtdetektoranordnung wie in Fig. 20 kann das Ausgangssignal zur Brennpunktlagekorrektur von einer angestrebten Brennpunktlage unabhängig von der Alisbildung der Lichtintensitätsverteilung im Querschnitt des von einem zu erfassenden Brennpunkt emittierten Strahlungsbündels zur Brennpunkterfassung erhalten werden, da die Komponentendetektoren 37a und κι 37Λ kein Licht empfangen, wenn die tatsächliche Fokuslage mit der angestrebten Fokuslage zusammenfällt, während dann, wenn die tatsächliche Fokuslage von der erwünschten Fokuslage abweicht, das Bild des StrahlungsbOndcls verdreht ist, wodurch einer der beiden υ Komponentendetektoren 37a und 37i Licht entsprechend dem Ausmaß der Verdrehung empfängt.

Gemäß der Erfindung kann unter Anwendung der Lichtdetektoranordnung von Fig. 20 eine automatisch fokussierende Vorrichtung realisiert werden, die sich -ίο beispielsweise in Bildplattenvorrichtungen einsetzen läßt, die unabhängig von der Richtung des Spurkanals von seitlichen Spurverschiebungen unbeeinflußt arbeitet.

In Fig. 21b ist eine andere Weiterbildung einer Vorrichtung zur Brennpunkterfassung dargestellt, die vier Komponentendetektoren aufweist, wobei gekreuzt angeordnete Dunkelspalte unter einem Winkel von 90° — 2 θ angeordnet sind, wobei θ vom Achsenverhältnis, also dem Verhältnis der größeren zur kleineren Achse, des elliptischen Bilds des Strahlenbündels auf der Oberfläche m\ der Detektoranordnung abhängt, wie anhand von Fig. 18b oben erläutert ist.

Wenn eine einzige Lichtdetektoranordnung mit der oben angegebenen vierteiligen Anordnung bei einer Bildplattenvorrichtung eingesetzt wird, können zwei Signale zur automatischen Fokussierung sowie zum Tracking erhalten werden. Hierzu wird die Richtungsbeziehung zwischen der Spurmittelachse 31, der Wirkungsachse 36, der Zylinderlinse und dem Rand 20' des Abschirmelements relativ zu dem Bild des Strahlenbündels auf der H) Oberfläche der Detektoranordnung wie in Fig. 24a eingestellt. Die Spurmittelachse 31 fällt mit dem Rand 20' zusammen, während die Achse 36 unter einem Winkel von 45" zur Linie 31 oder zum Rand 20' liegt.

Im Vergleich mit Fig. 19c ist die Spurmittelachse 31 in Fig. 21a um 90" gedreht, und die Grenzlinie 34, längs

deren sich die Intensität des auf die Oberfläche der

Detektoranordnung auffallenden Lichts aufgrund einer

seitlichen Spurverschiebung ändert, liegt zur Linie 35, die

das halbelliptische Bild des Strahlenbündel begrenzt, unter einem Winkel von 90" - 2 0. Wenn entsprechend so angeordnet wird, daß die Grenzlinie 34 mit dem Dunkelspalt zusammenfällt, der die Komponentendetektoren G₃ und D* gemäß Fig. 24b trennt, kann ein Tracking-Signal erhalten werden, das der Differenz der Ausgangssignale der Komponentendetektoren D₃ und O« entspricht. Wie oben unter Bezug auf Fig. 20 erläutert, kann ferner ein Signal zur automatischen Fokussierung erhalten werden, das der Differenz der Ausgangssignale der Komponen-Uadetektoren Di und Dz entspricht.

In Fig. 22 ist eine Bildplattenvorrichtung dargestellt, auf die sich das Erfindungskonzept anwenden läßt. Von einer herkömmlichen Lichtquelle 50 für paralleles Licht emittierte parallele Lichtstrahlen gelangen durch einen polarisierten Strahlteiler 51 und ein A/4-Plättchen 52 hindurch und werden von der Linse 53 auf eine Spur 55 auf der Bildplatte 54 fokussiert. Die Strahlen des von der Bildplatte 54 reflektierten Lichts gelangen wieder zum //4-Plältchen 52 und werden danach am Strahlteiler 51 reflektiert. Das so reflektierte Strahlenbündel wird mit einer Kondensoriinse 56 und einer Zylinderlinse 57, die das eigentliche Erfassungssystem darstellen, an zwei Brennpunkten fokussiert und von einem Spiegel 58. der zwischen den beiden Brennpunkten angeordnet ist, in zwei Teilbündel aufgespalten, bevor es die optische Achse erreicht. Das eine Teilbündel wird von einem Lichtdetektor 59 und das andere Teilbündcl von der vierteiligen Lichtdetektoranordnung 60 empfangen. Da die Spurmitte'.achsc bei der Darstellung von Fig. 22 senkrecht zur Zeichenebene verläuft, die Achse der Zylinderlinse unter einem Winkel von 45 zur Zeichcnebcnc liegt und der Rand des Spiegels senkrecht zur Zeichenebene angeordnet ist. bleibt die intensität der Teilstrahlcn vom Spiegel 58 bei Vorliegen einer seitlichen Spurverschiebung unverändert, wobei das Informationssignal der Bildplatte entsprechend vom Lichtdetektor 59 erfaßt und wcitcrgeleitct wird.

Die Differenz .4Fdcr Ausgänge der Komponentendetektoren 61 und 62 der vierteiligen Deicktoranordnung60 gemäß der Erläuterung zu Fig. 21 gelang! andererseits zu einer herkömmlichen Vorrichtung zur Bewegung der Linse 53 in Richtung des Doppelpfeils 65 zur automatischen Fokussierung. Die Differenz TR zwischen den Ausgängen der Komponcntcndetcklorcn 63 und 64 gelangt zu einer herkömmlichen Vorrichtung zur Bewegung deo Abtastkopfs als Ganzem oder der Linse 53 in der Richtung der seitlichen Spurverschiebung, wodurch entsprechend der Vorgang des Trackings icalisicrl wird.

In Fig. 23 ist eine weitere Ausführungslbrm einer Bildplattenvorrichtung dargestellt, bei der das lirfindungskonzept eingesetzt ist. Gleich bezeichnete F.lcmcntc entsprechen dabei Fig. 22. Eine Linse 67, deren eine Oberfläche sphärisch und deren andere Oberfläche zylindrisch ist und die entsprechend gleichzeitig die Wirkung der Linse 56 und der Zylinderlinse 57 von Fig. 22 besitzt, ist so angeordnet, daß ihre Zylindcrlinsenachsc unter einem Winkel von 45 zur Zeichcnebene liegt. Die Vorrichtung weist ferner ein keilförmiges Prisma 68 auf, das so angeordnet ist. daß ihre Strahllcilungslinie 68' senkrecht zur Zeichenebene verläuft; auf diese Weise wird das Strahlenbündel durch das Prisma 68 in zwei Tcilhündcl aufgeteilt, wobei die resultierenden Tcilhündcl von vierteiligen Lichtdclcktoranordnungen 71 bzw. 72 empfangen werden, die mil einer elektronischen Schallung zusammcngesehaltet sind, die ein Signal zur automatischen Fokussierung [Al·'), ein Tracking-Signal (7"R) und ein Inl'ormaiionssignal [Sl) liefert Die Art der Zusammensetzung der Ausgangssignale der vier Komponentendetektoren jeder der Lichtdetektoranordnungen 71 und 72 ist im folgenden anhand von Fig. 24 erläutert.

Die vier Komponentendetektoren 71a, 71fc, 71c und 71a¹ der Lichtdetektoranordnung 71 erzeugen Ausgänge Sa, J/,, s_c und sj, während die vier Komponentendetektoren 7Za, 72/», 72c und TId der Lichtdetektoranordnung 72 Ausgänge i„, I_1n i_r und ι_Λ liefern. Wenn der Spurkanal 55 in der Zeichenebene liegt, ändert sich die Intensität der aus der Aufspaltung längs der Strahlteilungslinie 68' des Prismas 68 resultierenden Teilbündel mit der seitlichen Spurversetzung. so daß das Tracking-Signal TR = {s_c+Sj)-Ur+ ld) und Signale zur automatischen Fokussierung AF=s_a—s_h, AF=s_c—s,f, AF=t_a—l_b oder AF~t_c—tj erzeugt werden. Das Signal zur automatischen Fokussierung ist ferner durch die Summe beliebiger Kombinationen von S₀-S_1n .τ«·-** ί_α-ί* und t_e-t_d gegeben. Das Informationssignal SI entspricht

SI = S_r+Sj+tr+tj.

Wenn andererseits der Spurkanal 55 senkrecht zur Zeichcnebcnc verläuft, wird die Intensität der an der Slrahllcilungsiinic 68' aufgespaltenen Teilbündel von einer seitlichen Spurversclzung nicht beeinflußt, wobei sich dann TR = s_r—sj, TR = tr~tj oder TR = (Sr-s_d) + {t_r-t_u), AF=s_a-s,„ AF=t„-t_b oder AF=(s_a-Sh) + (t„-th) und Sl =s_c + .ij + tc + tjergeben.

Aus der obigen Erläuterung geht hervor, daß aufgrund des Erfindungskonzepts Schwierigkeiten bei der Wahl der Breite des Detektor-Dunkelspalts und der genauen Einstellung der Lichtdetektoranordnung bei der bekannten Vorrichtung wie in Fig. 1 vermieden werden können, wobei zugleich aufgrund des Umstands. daß das Bild des zur Brennpunkterfassung herangezogenen Strahlenbündels auf der Oberfläche der Detektoreinrichtung entsprechend der Änderung der Fokuslage verdreht ist, die Erfindung in besonders vorteilhafter Weise mit herkömmlichen Korrektureinrichtungen zur Korrektur der Brennpunktlagc kompatibel ist.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Erfassung der Brennpunktlage optischer Vorrichtungen mit einem ersten optischen s System zur Ausleuchtung eines zu beleuchtenden Objekts mit einem fokussierten Strahlenbündel, einem zweiten optischen System, das im Strahlengang des vom Objekt reflektierten oder von ihm durchgelassenen Strahlenbündels angeordnet ist und auf- in weist:

— eine erste optische Einrichtung (2,19; 56.5T; 67) aus zumindest einer Zylinderlinse (19; 57; 67). die das reflektierte oder durchgelassene Strahlenbündel kondensiert und Brennpunktbilder des Strahlenbündels an zwei örtlich voneinander entfernten Brennpunkten erzeugt, und

— eine zweite optische Einrichtung, die einen Teil des Strahlenbündel von der ersten optischen Einrichtung (2.19:56,57; 67) durch Aufspaltung ai des StrahlK'-bündels längs einer in vorgegebener Weise oriesderlen Achse ausblendet und

mit einer Lichtdetcktoreinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß

— die zweite optische Einrichtung (20; 24; 25; 27; :< 28; 58; <S8) zwischen den zwei Brennpunkten (Λ, Pi) angeordnet ist und daß

— die Lichtdetektoreinrichtung (21; 37; 60; 71; 72) in Strahlrichtungcn gesehen hinter den beiden Brennpunkten (Λ, Pi) angeordnet ist und die .w entsprechend einem Fokussierfehlcr des ersten optischen S'. stems (50; 51; 52; 53) erfolgte Drehung des durch das zweite optische System erzeugten Musters des. Strahlenbündel erfaßt.

2. Vorrichtung nach Anspaich !,dadurch gekenn- « zeichnet, daß die zweite optische Eir>-ichlung (20; 24; 25; 27; 28; 58; 68) an einer Stelle zwischen den beiden Brennpunkten (Pi, Pi) vorgesehen ist, an der das Strahlenbündel kreisförmigen Querschnitt besitzt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekenn- an zeichnet, daß die zweite optische Einrichtung (20; 24; 25; 27; 28; 58: 68) so angeordnet ist, daß die in vorgegebener Weise orientierte Achse im wesentlichen senkrecht zur optischen Achse des Strahlenbündels zwischen den beiden Brennpunkten (Pi, P₂)IiCgL 4<

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite optische Einrichtung (20; 24:25; 27:28; 58:68) so angeordnet ist. daß die in vorgegebener Weise orientierte Achse von der Wirkungsachse (19') der Zylinderlinse (19; 57; 67) und der mi zu ihr senkrecht stehenden Achse abweicht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite optische Einrichtung (20; 24; 25; 27; 28; 58: 68) so angeordnet ist, daß die in vorgegebener Weise orientierte Achse unicr einem s< Winkel von etwa 45 zur Wirkungsachse (19') der Zylinderlinse (19: 57: 67) liegt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5. gekennzeichnet durch ein optisches Abschirmclcmcnt (20), das den anderen Teil des Strahlenbündel aus- wi blendet, als zweite optische Einrichtung.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis S. gekennzeichnet durch ein Strahltcilungsclcmcnt (24; 25; 27; 28; 58; 68). das das Strahlenbündel in zwei Hälften aufteilt, als zweite optische Hinrichtung. μ

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis gekennzeichnet durch die Liehtdetcklorcinrichlung (Hi mit

mindestens zwei Lichtdetektoren (21a, 2IA; 37a, 37Λ; 61,62; 7la, 7IA; 72a, 72A), die im wesentlichen symmetrisch zu einem Dunkelspalt (22; 38; 71t·; 72e) angeordnet sind, der im wesentlichen in der gleichen Richtung wie die in vorgegebener Weise orientierte Achse der zweiten optischen Einrichtung (20; 58; 68) liegt, und - einer Einrichtung, die ein der Differenz der Ausgangssignale der beiden Lichtdetektoren (21α, 2IA; 37a. 37A; 61, 62; 71a, 716; 72, Vb) entsprechendes Signal (AF) erzeugt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine solche Anordnung der beiden Lichtdetektoren (21α. 21Λ), daß sie die gleiche Lichtmenge des vom zweiten optischen System (2, 19, 24; 56, 57, 58; *T, 68) erzeugten Strahlenbündels empfangen, wenn sich der Brennpunkt des ersten optischen Systems (50, 51. 52, 53) in der erwünschten Lage befindet.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite optische Einrichtung (20) an einer Stelle zwischen den beiden Brennpunkten (P,. Pi). an der das Strahlenbündel kreisförmigen Querschnitt besitzt, derart angeordnet ist, daß die in vorgegebener Weise orientierte Achse unter einem Winkel von etwa 45" zur Wirkungsachse (19') der Zylinderlinse (19) liegt und der Dunkelspalt (22) mit einer Achse zusammenfällt, die so gedreht ist, daß sie von der in vorgcgebecir Weise orientierten Achse der zweiten optischen Einrichtung (20) zu der größeren Achse einer imaginären Ellipse hin um einen Winkel 0=45 -arctan (YjX) abweicht, wobei X der größeren Achse und Y der kleineren Achse der imaginären Ellipse entsprechen und die imaginäre Ellipse dem Querschnitt des Strahlenbündels auf der Oberfläche der Lichtdetektoren (21a. 21A) entspricht, wenn die zweite optische Einrichtung entfernt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lichtdetektoren (37a, 37A; 61.62:71a. 71A; 72a. 72Λ) derart angeordnet sind, daß eine Randseite (39a oder 39b) eines Lichtdetektor (37a oder 37A) mit der Randseite (39A oder 39a) des anderen Lichtdetektors (37A odtr 37a) fluchtet und der Dunkelspalt (38; 71e; 72e) auf einer Geraden liegt, die in Richtung der Randseiten (39α, 39Α) verläuft und die Drehachse (40) des vom zweiten optischen System erzeugten Bildes des Strahlenbündel schneidet, daß die zwei Lichtdetektoren (37a, 37h; 61, 62: 71a. 716; 72«. 72A) das vom zweiten optischen System erzeugte Bild des Strahlenbündels nicht empfangen, %venn sich der Brennpunkt des ersten optischen Systems in der erwünschten Lage befindet, und daß einer der zwei Lichtdetektoren die vom zweiten optischen System erzeugte Lichtmenge empfängt, wenn der Brennpunkt des ersten optischen Systems die erwünschte Lage nicht einnimmt.

12. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zur automatischen Fokussierung und/oder Spurstcucrung in einer Bildplatten-Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung mit einer Lichtquelle (50). einem rotierenden Aufzeichnungsmedium (54) mit einer Vielzahl von längs der Drehrichtung angeordneten Spuren (30; 55), einem ersten optischen System (52.53) zur Ausleuchlung einer vorgegebenen Spur (30; 55) auf dem Aufzeichnungsmedium (54) durch ein Strahlenbündel von der Lichtquelle (50), das eine Fokussiereinrichtung umfaßt, einer Lichtdetcktorcinrichiung und einer Steuereinrichtung (70) zur Steuerung des Betriebs des ersten optischen

Systems über den Ausgang der Detektorcinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 so angeordnet ist. daß die Wirkungsachse (19') der Zylinderlinse (19) unter einem Winkel von 45" zur Spur (30; 55) ausgerichtet s ist und die Steuereinrichtung (70) eine erste Steuereinheit aufweist, die ein der Differenz der Ausgangssignale der beiden Lichtdetektoren (61, 62: 71»;. 71Λ) entsprechendes Ausgangesigna! (AF) erzeugt, das den Betrieb der Fokussierungseinrichtung steuert. m

13. Bildplatten-Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite optische Einrichtung (20; 24; 25; 58; 68) so angeordnet ist, daß die in vorgegebener Weise orientierte Achse (20'; 6J?') senkrecht zur Richtung der Spurmittelachse (31) liegt.

14. Bildplatten-Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß

— die Lichtdetektoreinrichtung aufweist: eine erste Detektoreinheil (71) mit vier Lichtdetektoren (71a-7ii/), die durch zwei Dunkclspalie voneinander getrennt sind, wobei der erste Denkelspalt mit einer Achse zusammenfällt, die so gedreht ist, daß sie von der in vorgegebener Weise orientierten Achse (68') der zweiten optischen Einrichtung (68) zu der größeren Achse einer imaginären Ellipse hin um einen Winkel ö=45'-arctan (K/X) abweicht, wobei X der größeren Achse und Y der kleineren Achse der m imaginären Ellipse entsprechen und die imaginäre Ellipse dem Querschnitt des Strahlenbündels auf der Oberfläche der Lichtdetekioren (61, 62; 71a, 71ft; 72α, 72Λ) entspricht, wenn die zweite optische Einrichtung (68) entfernt ist, und der j< zweite Dunkelspalt mit einer Achse zusammenfällt, die so gedreht ist, daß sie von der Spurrichtung zur größeren Achse der imaginären Ellipse hin um den Winkel 0 abweicht, und eine zweite Detektoreinheil (59; 72), die ein anderes, von der zwei'in optischen Einrichtung (68) abgeteiltes Strahlenbündel empfängt,

— die erste Steuereinheit der Steuereinrichtung (70) ein der Differenz der Ausgangssignalc der beiden auf einer Seite des zweiten Dunkelspalts angc- 4s ordneten Lichtdetektoren der ersten Detektoreinheit (71) entsprechendes .Ausgangssigna! liefert,

— die Steuereinrichtung (70) eine zweite Steuereinheit aufweist, die ein der Differenz der Ausgangssignale der zweiten Detektoreinheit (72) und der Summe der Ausgangssignalc der übrigen beiden, auf der anderen Seite des Dunkelspalts angeordneten Lichtdetcktoren der ersten Detektorcinrichtung entsprechendes Ausgangssignal (TR) erzeugt und

— das erste optische System ferner eine Trackingeinrichtung aufweist, die seitliche Abweichungen des auf die Spur gerichteten Strahlenbündel von der Spur erfaßt und korrigiert und vom Aus- <*, gangssignal (TR) der zweiten Steuereinheit gesteuert ist.

15. Bildplatten-Aufnahme- und -Wiedergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis i3, dadurch gekennzeichnet, daß *<, die zweite optische Einrichtung (58, 68) an einer Stelle zwischen den beiden Brennpunkten, an der das StrahlenbU-vfcl kreisförmigen Querschnitt besitzt, derart vorgesehen ist, daß die in vorgegebener Weise orientierte Achse (20') parallel zur Spurrichlung liegt,

— die Detcktoreinrichtung vier Lichtdetektoren (D₁-Di) aufweist, die durch zwei Dunkelspalte voneinander getrennt sind, wobei der erste Dunkelspalt mit einer Achse zusammenfallt, die so gedreht ist. daß sie von der Achse senkrecht zur Spurrichtung zur größeren Achse einer imaginären Ellipse hin um einen Winkel 0=45"-arctan (Y/X) abweicht, wobei A'der größeren Achse und Y der kleineren Achse der imaginären Ellipse entsprechen und die imaginäre Ellipse dem Querschnitt des Strahlenbündels auf der Oberfläche der Lichldetektoren (D \ — Da.) entspricht, wenn die zweite optische Einrichtung entfernt ist, und der zweite Dunkelspalt mit einer Achse zusammenfällt, die so gedreht ist, daß sie von der Spurrichtung zur größeren Achse der imaginären Ellipse hin um den Winkel 0 abweicht,

— die erste Steuereinheit ein der Differenz der Ausgangssignale der beiden .-vf einer Seite des ersten Dunkelspalts angeordneten Lichtdetektoren entsprechendes Ausgangssignal (AF) liefert, die Steuereinrichtung eine zweite Steuereinheit aufweist, die ein der Differenz der Ausgangsstufe der übrigen beiden, auf der anderen Seite des Dunkelspalts angeordneten Lichtdetektoren entsprechendes Ausgangssignal (TR) erzeugt und

— das erste optische System ferner eine Tracking-Einrichtung aufweist, die seitliche Abweichungen des auf die Spur gerichteten Strahlenbündels von der Spur erfaßt und korrigiert und vom Ausgangssignal (TR) der zweiten Steuereinheit gesteuert ist.