DE3243685C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Informationsaufnahme- und Wiedergabegerät, wie es im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher gekennzeichnet ist.

Geräte dieser oder ähnlicher Art sind bekannt. Beispielsweise ist in der Zeitschrift IEEE Spectrum, Band 16, Nr. 8, August 1979, S. 26 bis 33, ein Aufzeichnungsträgerkonzept beschrieben, bei dem eine Rille mit λ/8-Tiefe vorhanden ist, wobei in diese Rille die aufzuzeichnenden Informationen aufgebracht werden.

Eine weitere Informationsaufnahme- und Wiedergabevorrichtung ist Gegenstand der DE-OS 29 09 877, bei der der Nachstellbereich aus einer Mehrzahl von Marken oder Gruben bestehen kann. In der DE-OS 27 01 539 ist eine Vorrichtung zum Auslesen eines Aufzeichnungsträgers mit einer optisch auslesbaren Informationsstruktur beschrieben, bei der ein Spurfolgesignal durch Verwendung der Summen- und Differenzsignale eines in vier Sektoren unterteilten lichtempfindlichen Elementes verwendet werden.

Schließlich ist noch ein Gerät bekannt, welches eine Platte verwendet, auf der eine λ/8 tiefe Spur aufgebracht ist. Ein Spurfolgesignal wird unter Ausnutzung der Tatsache erzeugt, daß im gebeugten Lichtstrahl Asymmetrie durch die Flanke der Spurrille erzeugt wird, wenn der Lichtpunkt aus dem Zentrum der Spur herauswandert. Die Information wird auf der Gleichlichtspurrille mittels Laserlicht aufgebracht, welches durch ein Informationssignal moduliert wird, während die Spur mittels oben bezeichnetem Spurfolgesignal ausgefahren wird. Bei diesem Gerät werden zwei Fotodetektoren parallel zu der Spur angeordnet, um den gebeugten Lichtstrahl aufzunehmen, wobei ein Spurfolgesignal aus der Differenz der beiden Ausgangssignale der Fotodetektoren abgeleitet wird. Ein solches Gerät ist in der JP-OS 60 702/74 beschrieben.

Wird bei einem solchen Gerät der Lichtpunkt mittels Galvanometerspiegel für die Spurfolgeregelung bewegt, so ist eine Spurversetzung im Spurfolgesignal die Folge. Zudem wird ein Asymmetriefehler erzeugt, wenn die Platte verkantet ist. Infolge des Asymmetriefehlers, insbesondere dann, wenn zwei Fotodetektoren parallel zur Spur verwendet werden, wird die Spurversetzung vergrößert. Demzufolge kann eine normale Spurfolge nicht ausgeführt werden. Das Spurfolgesignal wird bestimmt durch die Funktion der Gleichlichtrille in der Platte, d. h. deren Tiefe und Weite, der Wellenlänge, der Verteilung des Lichtstrahls und der numerischen Apertur der Linse.

In Fig. 10 anliegender Zeichnung ist ein Spurfolgesignal dargestellt, welches erzeugt wird, wenn ein Lichtpunkt aus dem Zentrum der Gleichlichtrille bei einem Gerät nach dem Stand der Technik auswandert.

Zur weiteren Verdeutlichung der oben genannten Fehler seien die folgenden üblichen Parameter von Platte und optischem System angenommen mit Wellenlänge λ = 0,82 µm, Rillentiefe = λ/8, Rillenweite = 0,45 1m, Spurneigung = 1,6 µm, numerische Apertur der Linse = 0,5, Verteilungskoeffizient γ² = 4 und R = 0,5° Untersuchungen zeigen, daß eine Versetzung von mehr als 0,08 µm zum Verlust einer sicheren Spurfolgeregelung führt.

Daneben hat dieses Gerät noch eine Reihe weiterer Probleme. Wird auf eine Platte die Information mit hoher Dichte in der Gleichlichtrille aufgezeichnet und wiedergegeben, so wird die Spurversetzung aufgrund einer verringerten Spursensitivität vergrößert. Hinzu kommt, daß bei einem konventionellen Gleichlichtsystem mit einer Rillentiefe von λ/8 nur wenige brauchbare Aufzeichnungsmaterialien zur Verfügung stehen und damit der Anwendungsbereich sehr eng wird. Aus Vorstehendem folgt, daß das Spurfolgesignal aufgrund von Unregelmäßigkeiten in der Reflektivität und Unebenheiten bzw. Unregelmäßigkeiten des Refraktionsindexes der Platte unstabil wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Informationsaufnahme- und Wiedergabegerät zu schaffen, das die Aufzeichnung von Informationen zwischen vorgegebenen Marken gestattet, das den Empfang der Nachstellsignale mit einem verbesserten Signal/Rauschverhältnis ermöglicht, ohne daß dies durch eine Neigung der Platte beeinträchtigt wird, und das schließlich auch in der Lage sein soll, einen stabilen Nachstellbetrieb ohne eine Störung durch eine Veränderung in dem beim Aufzeichnen entstandenen reflektierten Licht zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch das Informationsaufnahme- und Wiedergabegerät nach Anspruch 1 gelöst.

Erfinderische Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den in der Anlage beigefügten Unteransprüchen.

Vorteilhafterweise wird aufgrund der technischen Lehre der Erfindung Synchronisation für das Spurfolgen erzielt. Dies wird dadurch erreicht, daß Synchronisationsmarken auf der Platte aufgezeichnet werden und das Spurfolgesignal von diesen Synchronisationsmarken abgeleitet wird. Weiter von großem Vorteil und für die kostengünstige, äußerst präzise Aufnahme und Wiedergabe von Signalen wirkt sich aus, daß das Informationssignal zwischen sukzessiven Synchronisationsmarken aufgezeichnet wird, während Spurverfolgung mittels Benutzung des Spurfolgesignals durchgeführt wird.

Die Erfindung ist anhand der Figuren näher bezeichnet. Diese zeigt

Fig. 1a ein optisches System zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Informationen auf einer optischen Platte,

Fig. 1b illustriert das Prinzip des Treibens eines Halbleiterlasers,

Fig. 2 eine Konstruktion eines Fotodetektors,

Fig. 3 ein Beispiel einer Spur mit aufgebrachter Information,

Fig. 4, 5, 6, 7, 8 weitere Ausführungsformen der Erfindung,

Fig. 9, 10 zeigen die Beziehungen zwischen der Spurabweichung und dem Spurfolgesignal sowohl für die Erfindung als auch für den Stand der Technik,

Fig. 11 ein Wellenformdiagramm zur Verdeutlichung der Arbeitsweise der Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 12, 13 Blockdiagramme für weitere Ausführungsformen der Erfindung,

Fig. 14 ein Wellenformdiagramm zur Verdeutlichung der Arbeitsweise der Blockdiagramme von Fig. 12 und Fig. 13.

Fig. 1a zeigt den Aufbau eines optischen Systems zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Informationen auf einer optischen Platte. Fig. 1b zeigt das Treiberprinzip für einen Halbleiterlaser. Bei einem Halbleiterlaser ist es möglich, den Ausgangspegel der Laserlichtmenge von y₁ nach y₂ auf der Ordinate zu verschieben, indem eine Pulsmodulierung für den auf der Abszisse aufgetragenen Treiberstrompegel im Bereich von x₁ zu x₂ vorgenommen wird. Der Halbleiterlaser wird so betrieben, daß am Ausgangspegel y₁ der Laserlichtmenge Wiedergabe und am Ausgangspegel y₂ der Lichtlasermenge Aufzeichnung vorgenommen wird.

Gemäß Fig. 1a enthält der dort dargestellte Schaltkreis einen Treiberkreis 3 für den Halbleiterlaser, wobei dem Laser 4 Modulationspulse 28′ beim Vorliegen von Schreibtaktpulsen 2 zugeführt werden. Das von dem Laser 4 abgegebene Licht formt in einer Spur 12 einer Scheibe 10 einen Lichtpunkt 11 über eine Linse 5 , einem Polarisationsprisma 6, einen Galvanometerspiegel 7, einem λ/4-Plättchen 8 und einer Objektlinse 9. Das reflektierte, durch die Spur 12 gebeugte Licht wird zu dem oben beschriebenen optischen System reflektiert. Im Polarisationsprisma 6 wird es entsprechend dem Polarisationseffekt des λ/4-Plättchens 8 reflektiert und von einem Fotodetektor 13, welcher in vier Sektionen unterteilt ist, aufgenommen.

Fig. 2 zeigt den Aufbau des Fotodetektors 13 sowie eine Auswerteschaltung. Der Nullpunkt des xy-Koordinatensystems des Fotodetektors wird mit der Lichtachse des optischen Systems nach Fig. 1a ausgerichtet, wobei die x-Achse parallel mit der Spurrichtung und die y-Achse dazu senkrecht ausgerichtet wird. Ausgangssignale I₁₄, I₁₆, I₁₅ und I₁₇ werden von den Fotodetektorquadranten 14, 16, 15 und 17 abgenommen. Ein DF-Signal, dargestellt durch

DF = (I₁₄+I₁₅)-(I₁₆+I₁₇)

wird durch die Addierkreise 18 und 19 sowie durch den Subtraktionskreis 21 erzeugt. Ein RF-Signal, dargestellt durch

RF = (I₁₄+I₁₅)+(I₁₆+I₁₇)

wird ebenfalls durch die Addierkreise 18 und 19 sowie den Addierkreis 20 erzeugt. Das RF- und das DF-Signal werden Schaltkreisen, wie sie in Fig. 4 oder in Fig. 6 dargestellt, zum Erzeugen des Spurfolgesignals zugeführt.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel einer Spur, auf die Informationen aufgezeichnet wurden. Die Spur 12 besteht aus zwei Blöcken A und B. Der Block A setzt sich zusammen aus Synchromarken 24 für das Einrasten der Phase und Synchromustermarken 25, um den Anfang des Datenblocks B festzulegen. Aufgrund der Synchromarken 24 und der Synchromustermarken 25 wird ein Zug von Taktpulsen 26 erzeugt. Unter Benutzung der Taktpulse 26 und Synchronisationsmarken 27, welche im Datenblock B aufgezeichnet sind, werden Informationsmarken 28 genau zwischen den Synchronisationsmarken 27 aufgezeichnet. Bei der Wiedergabe der Information werden die Taktpulse 26 und der Datenblock B von den Synchromarken 24 und der Synchromustermarken 25 abgeleitet, außerdem werden die Informationsmarken 28 und die Synchronisationsmarken 27 separat wiedergegeben.

Fig. 4 zeigt ein Blockdiagramm für einen Schaltkreis zum Ableiten des Spurfolgesignals von den Synchronisationsmarken. Fig. 5 zeigt Signalverläufe für den Schaltkreis nach Fig. 4.

Wenn der Laserlichtpunkt sukzessive auf die Synchronisationsmarken 27 der Spur 12 trifft, so erzeugen die Fotodetektorquadranten 14, 15, 16, 17 die entsprechenden Signale I₁₄, I₁₅, I₁₆ und I₁₇. Das Summensignal RF-Signal, mit RF = (I₁₄+I₁₅) + (I₁₆+I₁₇) und das Differenzsignal, DF-Signal, DF = (I₁₄+I₁₅)-(I₁₆+I₁₇) haben Signalformen wie in Fig. 5 dargestellt. Der Pegel des RF-Signals 22 wird aufgrund der Beugung an den Synchronisationsmarken 27 herabgesetzt. Das DF-Signal 23 nimmt eine der beiden alternativen Signalformen, welche um 180° in der Phase versetzt sind, in Abhängigkeit in welche Richtung der Lichtpunkt 11 aus dem Zentrum der Spur abweicht - welche ein Zug von Synchronisationsmarken ist - ein. Die Signalform des DF-Signals 23 hat seinen Nulldurchgang im Zentrum der Synchronisationsmarke und seine Amplitude an beiden Enden der Marke.

Im folgenden soll beschrieben werden, wie das Spurfolgesignal aus dem RF-Signal 22 und dem DF-Signal 23 gewonnen wird und wie die Informationsmarken 28 in den Zwischenräumen zwischen den Synchronisationsmarken 27 aufgezeichnet werden.

Das RF-Signal 22 unterliegt Signalformung in einem Wellenform- Scharfsteller 30 zum Erzielen eines Ausgangs 30′. Multivibratoren 31 und 32 - welche monostabiler Bauart sind - erzeugen Flankenpulse 31′ und 32′, welche die Flankenposition der Synchronisationsmarken 27 anziegen. Der Wert des DF-Signals 23 zu dieser Zeit wird abgetastet und gehalten durch Abtasthalteglieder 36, 37. Ein Subtraktionskreis 38 stellt die Differenz zwischen Ausgängen 36′ und 37′ des Abtasthaltegliedes 36, 37 her und erzeugt ein Spurfolgesignal 39. Das Spurfolgesignal 39 treibt den Galvanometerspiegel 7, siehe Fig. 1, so an, daß die Position des Lichtpunktes 11 auf dem Zentrum der Spur 12 liegt.

Zum Zwecke der Aufzeichnung von Informationsmarken 28 in den Zwischenräumen zwischen sukzessiven Synchronisationsmarken 27 unter Benutzung der Modulationsspule 28′, wird ein Multivibrator 35 - monostabil - herangezogen zum Erzeugen eines Schreibtaktpulses 2 unter Benutzung des Flankenpulses 32′, welcher durch ein Ende der Synchronisationsmarke 27 erzeugt wird. Der resultierende Schreibtaktpuls 2 definiert eine Zeitperiode von T₁ bis T₂, in welcher der Modulationspuls 28′ aufgezeichnet wird. Darüber hinaus wird dafür Sorge getragen, daß die Modulationspulse 28′ nicht das Spurfolgesignal während der Periode T₁ bis T₂ zum Informationsschreiben stören kann, indem die Ausgänge 36′, 37′ des Abtasthaltegliedes gehalten werden. Zu diesem Zweck wird der Schreibtaktpuls 2 dazu benutzt, die Ausgänge von Abtasthaltegliedkontrolltreibern 33, 34 auf Null zu halten und dadurch die Ausgänge zu halten.

Auf diese Weise wird es möglich, die Informationsmarken 28 auf die Zwischenräume zwischen sukzessiven Synchronisationsmarken 27 aufzubringen, während die Spur gehalten wird über die Synchronisationsmarken 27.

Im folgenden wird ein anderes Beispiel für die Schreiboperation der Informationsmarken 28 anhand der Fig. 8 dargestellt. Wie bereits ausgeführt, werden die Informationsmarken 28 in die Zwischenräume zwischen aufeinanderfolgenden Synchronisationsmarken, welche im vorhinein aufgebracht wurden, aufgezeichnet. Zum Zwecke der Erzeugung eines Schreibregelungstaktsignals wird das von den Synchronisationsmarken 27 reproduzierte Signal einem Phaseneinrastkreis 50 zum Erzeugen eines Schreibtaktes CL zugeführt. Der Schreibtakt CL hat eine Wiederholungsperiode, welche ein ganzes Vielfaches derjenigen der Synchronisationsmarken ist und ist synchronisiert in Phase mit den Synchronisationsmarken. Wird der oben beschriebene Schreibakt CL und die Information aus der Synchronisationsmarke, welche über einen Synchronisationsmarkendetektorkreis 50′ geleitet wird, einem Torkreis 52 aufgeschaltet, so erzeugt dieser ein Schreibtaktsignal 2, welches einen Bereich anzeigt, in den Informationsmarken geschrieben werden können. Die geschriebene Informationsmarke wird bestimmt durch das zu schreibende Datenmuster und das Modulationsschema. Wird z. B. ein Bit Daten zwischen zwei sukzessive Synchronisationsmarken im einfachsten Modulationsschema geschrieben, so wird eine Informationsmarke 28 zwischen zwei hintereinanderfolgenden Synchronisationsmarken für Data "1" geformt und es wird keine Informationsmarke 28 für Data "0" geformt.

Obwohl dieses Schema codieren und decodieren in Schreib- und Leseoperationen erleichtert, kann die Informationsaufzeichnungsdichte - die Menge von Daten, welche auf einer speziellen Länge aufgezeichnet werden - nicht erhöht werden. Praktisch werden daher eine Vielzahl von Datenbits mit fester oder variabler Länge zu einer Gruppe moduliert, um Informationsmarken 28 zu erzeugen. Die benutzte Modulationsart ist nicht auf eine bestimmte Methode beschränkt und in Abhängigkeit von dem Anwendungsgebiet können vielfältige Modulationsarten verwendet werden. Im Ausführungsbeispiel wird das Schreibtaktsignal 2, welches Bereiche anzeigt, in die Informationsmarken aufgezeichnet werden können, ausgenommen die Bereiche, für die Synchronisationsmarken 27, der Schreibtakt CL und ein Informationssignal 51 einem Schreibkreis oder Modulationskreis 53 zugeführt, um die Modulationspulse 28′ zu erzeugen, so daß Informationsmarken auf den zur Verfügung stehenden Aufzeichnungsbereichen entsprechend dem Modulationsschema aufgetragen werden.

Daten werden unter Benutzung eines Schreibpulses geschrieben, welcher eine größere Leistung hat verglichen mit der Leseoperation, wie in Fig. 1b gezeigt. Es ist wünschenswert, daß das reflektierte Signal von der Platte nicht dazu führt, daß die Spurregelcharakteristik beeinträchtigt wird. Da nach der Erfindung das Spurfolgesignal von Synchronisationsmarken - siehe Fig. 4 - gewonnen wird, ist es nicht erforderlich, daß das Spurfolgesignal von einem Bereich beeinflußt wird, der keine Synchronisationsmarken hat, wie z. B. der zuvor erwähnte Aufzeichnungsbereich. Weiter ist zu beachten, daß der Schreibpuls nur während der Aufzeichnungsbereiche erzeugt wird. Aus vorstehenden Gründen ist es möglich, das Schreibtaktsignal 2 zum Verhindern der Beeinflussung des Spurfolgesignals durch den Schreibpuls heranzuziehen. Dies kann z. B. dadurch erzielt werden, daß die Spurfolgeinformation, welche erzeugt wird von den Synchronisationsmarken 27, im Haltestadium gehalten wird, solange das oben beschriebene Schreibtaktsignal 2 vorliegt.

Fig. 6 und Fig. 7 zeigen andere Ausführungen der Erfindung. Zu dem Zeitpunkt, zu dem das RF-Signal 22 seinen Minimumwert hat, z. B. im Zentrum einer Marke, greift ein Kreis 40 ein, mit einer Verzögerung, einem Komperator und einem monostabilen Multivibrator und erzeugt einen Ausgang 40′. Dieser Puls 40′ wird als Rücksetzpuls für einen Haltekreis für positiven Scheitelwert 44 und einen Haltekreis für negativen Scheitelwert 45 benutzt. Von dem Moment an, wo dieser Rücksetzpuls 40′ erzeugt wird, wird das DF-Signal 23 dem Scheitelwerthalten ausgesetzt. Ein monostabiler Multivibrator 41 erzeugt einen Puls 41′, welcher die Länge τ₁ aufweist. Ein weiterer monostabiler Multivibrator 42 stellt einen Regelpuls 42′ für ein Abtasthalteglied 47 bereit. Es ist möglich, den Scheitelwert des DF-Signals 23 zu erhalten, indem die Dauer τ₁ des Pulses 41′ der des Synchronisationsmarkenbits 27 gleichgemacht wird. Wie aus der Fig. 7 deutlich wird, hält entweder der Haltekreis für positiven Scheitelwert 44 oder der Haltekreis für negativen Scheitelwert 45 in Abhängigkeit von der Richtung, in welcher der Laserpunkt 11 aus dem Zentrum der Spur 12 abweicht, die Schaltung. Der Ausgang 46′ eines Addierers 46 repräsentiert Größe und Richtung der Abweichung des Laserlichtpunkts 11 vom Zentrum der Spur 12 . Es ist daher möglich, das Spurfolgesignal 39 zu erhalten, indem dem Addierausgang 46′ ein Abtasthalteglied funktionell zugeschaltet wird, und zwar im Takt der Abtasthaltekontrollpulse 42′. Ein Verstärker 48 dient der Verstärkung des Ausgangs 47′ des Abtasthaltegliedes 47. Zum Aufzeichnen der Informationsmarken 28 zwischen zwei aufeinanderfolgenden Synchronisationsmarken 27 unter Benutzung der Modulationspulse 28′, erzeugt ein monostabiler Multivibrator 49 den Schreibtaktpuls 2 aus dem Abtasthaltekontrollpuls 42′. Die Dauer τ₂ der Pulse 2 ist eine Zeitperiode zum Aufzeichnen der Modulationspulse 28′. Zum Verhindern, daß der Modulationspuls 28′ das Spurfolgesignal während der Informationsschreibperiode t₂ stört, wird der Ausgang eines Abtasthaltegliedtreibers 43 durch den Schreibtaktpuls 2 in oben geschilderter Weise unterdrückt. Es wird daher möglich, die Informationsmarke in den Zwischenräumen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Synchronisationsmarken zu schreiben, während das Spurfolgesignal von den Synchronisationsmarken im oben beschriebenen Weg abgeleitet wird.

In Fig. 9 ist die Beziehung zwischen dem Spurfolgesignal und der Spurabweichung dargestellt. Selbst wenn die Scheibe um 0,8° geneigt ist, ist der Versatz geringer als 0,03 µm. Es wird daher stabile Spurfolgeregelung ermöglicht.

Wie beschrieben, ist es möglich, das Spurfolgesignal 39 von der Synchronisationsmarke 27 abzuleiten, das Spurfolgesignal 39 während zweier aufeinanderfolgenden Synchronisationsmarken 27 abzutasten und zu halten und die Informationsmarke 28 in den Zwischenräumen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Synchronisationsmarken 27 einzuschreiben.

Die Wiedergabe von Signalen wird durch das Fokussieren von Laserlichtstrahlen auf den Markenzug, wie in Fig. 3 dargestellt, beeinflußt. Die Ausgangssignale der Synchromarke 24, der Synchromustermarke 25 und der Synchronisationsmarke 27 sind zur Zeit der Wiedergabe exakt dieselben wie zur Zeit der Aufzeichnung. Lediglich der Signalverlauf von der Informationsmarke 28 ist unterschiedlich zu derjenigen zur Zeit der Aufzeichnung. Es kann daher die Signalwiedergabe genau so ausgeführt werden wie in den Fig. 4 und 5 näher illustriert ist.

Von der Synchromarke 24 und der Synchromustermarke 25 werden den Taktpulse 26 und der Datenblock B abgeleitet. Danach wird das Signal von der Synchronisationsmarke 27 von dem Signal der Informationsmarke 28 separiert. Auf diese Weise wird Information wiedergegeben, während das Spurfolgesignal von der Synchronisationsmarke 27 detektiert wird.

Im folgenden werden zwei verschiedene Methoden zum Separieren des Signals, welches von der Synchronisationsmarke abgeleitet wird, von demjenigen, welches von der Informationsmarke 28 produziert wird, beschrieben.

Dies kann dadurch geschehen, daß das Schreibtaktsignal 2 erzeugt wird, die Informationsmarke 28 unter Benutzung dieses Taktpulses detektiert wird und indem die Informationsmarke von der Synchronisationsmarke 27 separiert wird. Eine weitere Methode ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Polarität des Signals von der Synchronisationsmarke 27 umgekehrt ist zu derjenigen des Signals von der Informationsmarke 28. Wird ein Aufzeichnungsmaterial mit Dreifachstruktur benutzt - siehe IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol. QE 17. Nr. 1, Januar 1981, Seiten 69-77) -, so hat die Signalform der Informationsmarke 28 umgekehrte Polarität verglichen mit der der Synchromarke 24, der Synchromustermarke 25 und der Synchronisationsmarke 27. Unter Benutzung dieses Unterschiedes in der Polarität ist es möglich, die Ausgangssignalform der Synchronisationsmarke 27 in der Wiedergabeausgangssignalform der Platte von derjenigen der Informationsmarke 28 zu separieren und dann das Spurfolgesignal aus der Synchronisationsmarke 27 zu gewinnen.

In Übereinstimmung mit der Erfindung kann in Abhängigkeit von dem gewählten Material für die optische Platte auch auf andere Methoden der Ableitung des Spurfolgesignals zurückgegriffen werden. Hierbei ist an Materialien wie Telluriumverbundmaterial, einem pigment- oder blasenformenden Aufzeichnungsmaterial, gedacht. Solch ein optisches Aufzeichnungsmaterial ist beschrieben in "Bubble forming media", CLEO 198, Washington D.C., 11. Juni 1981. Wird ein solches optisches Aufzeichnungsmaterial benutzt, so hat die Signalform des von der Informationsmarke 28 reproduzierten Signals dieselbe Polarität wie das Ausgangssignal von Signalformen derjeniger Marken, welche zuvor auf die Platte aufgezeichnet wurden, z. B. die Synchromarke 24, die Synchromustermarke 25 und die Synchronisationsmarke 27. Zusätzlich hierzu beinhaltet das von der Informationsmarke 28 reproduzierte Signal das Spurfolgesignal.

Die Methode, bei der das Spurfolgesignal abgeleitet wird, ohne daß die Synchronisationsmarke von der Informationsmarke diskriminiert wird, ist besonders bei solchen Apparaten vorteilhaft einsetzbar, welche einen optischen Kopf vom sog. 2-Spot-Typus aufweisen, wobei der Leselichtpunkt (R-Spot) vom Schreiblichtpunkt (W-Spot) separiert wird. Bei dieser Methode wird der R-Spot in kurzer Distanz hinter den W-Spot in derselben Spur gesetzt und die Information, welche von dem vorhergehenden W-Spot aufgezeichnet wurde, wird unmittelbar von dem nachfolgenden R-Spot ausgelesen, so daß festgestellt werden kann, ob die Information korrekt aufgezeichnet wurde, welches mithin zu einer Leseschreiboperation höchster Zuverlässigkeit führt. Wird das Spurfolgesignal von dem R-Spot-System abgeleitet, so hat der W-Spot keinen Einfluß auf den R-Spot. Dementsprechend befindet sich das R-Spot-System ständig im Lesestatus. Kann das Spurfolgesignal ohne Diskriminierung der Synchronisationsmarke von der Informationsmarke gewonnen werden, so wird die zuvor erwähnte Operation, um nur die Informationsmarke herauszuziehen, überflüssig. Das Prinzip der Spurfolgesignaldetektion beruht darauf entsprechend der Erfindung - zu bestimmen, ob ein Pulssignal, welches an einer Flanke einer Marke erzeugt wurde, mit der Vorderflanke oder der Rückflanke korrespondiert. Auch bei dem zuvor erwähnten 2-Spot- Schema ist es möglich, das Differenzsignal DF 23 durch das Signal 41′ wie in Fig. 7 dargestellt, abzutasten. Fig. 11 zeigt die Operation für diesen Fall. Das Summensignal RF 22 vom Fotodetektor repräsentiert die gleiche Signalform sowohl für die Synchronisationsmarke 27 als auch für die Informationsmarke 28. Der Scheiteldetektor, welcher in diesem Fall einen negativen Scheitelwert detektiert, erzeugt einen Scheitelwertpuls 40′, korrespondierend zum Zentrum einer Marke in der Signalform. Vom Scheitelwertpuls 40′ wird ein Puls 41′, welcher die Weite der Hinterflanke einer Marke überdeckt, erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt repräsentiert das Differenzsignal DF 23 die gleiche Signalform sowohl für die Synchronisationsmarke 23 als auch die Informationsmarke 28. Hieraus folgt, daß die Polarität der Signalform des Differentialpulses - DF 23 - bestimmt wird in Übereinstimmung mit der Richtung, in welcher der R-Spot vom Zentrum der oben genannten Marke abweicht, mithin nach rechts oder nach links verschoben ist. Wenn mithin der Puls 41′ als Abtastpuls herangezogen wird, wird der Scheitelwert des Differentialsignals 23 während der Zeitdauer τ₁ des Abtastpulses detektiert und der detektierte Scheitelwert während der verbleibenden Zeitperiode gehalten, so daß dieser detektierte Scheitelwert als Spurfolgesignal verwendet werden kann. Das Differentialpuls - DF 23 - sowohl positive als auch negative Polarität aufweisen kann, wird ein Scheitelwerthaltekreis für jede Polarität bereitgehalten. Die Ausgänge dieser Scheitelwerthaltekreise werden dazu herangezogen, das Spurfolgesignal zu erzeugen. Wie oben bereits ausgeführt, ist diese Operation die gleiche wie im Zusammenhang mit Fig. 6 beschrieben mit Ausnahme, daß das Abtasten in einem Bereich korrespondierend zur Informationsmarke 28 ausgeführt wird. Dementsprechend ist auch der Schaltkreis übereinstimmend mit dem in Fig. 6 gezeigten. Jedoch ist das Abmasken des Informationsmarkenbereiches nicht erforderlich. Daraus folgt, daß die Signale mit dem Bezugszeichen 42′ und 2 und die Schaltkreise zur Erzeugung derselben nicht benötigt werden. Stattdessen wird das Ausgangssignal 41′ des monostabilen Multivibrators 41 als Eingangssignal, mithin als Abtastpuls für das Abtasthalteglied 47 benutzt.

In Fig. 12 ist ein weiteres Beispiel für einen Fotodetektor zum Gewinnen eines Spurfolgesignals von diesem Fotodetektor 13 zusammen mit einem Signalauswerteschaltkreis gezeigt. Der Nullpunkt des Fotodetektors ist ebenso wie derjenige nach Fig. 1a mit der Lichtachse des optischen Systems ausgerichtet, die X-Achse ist parallel zur Spurrichtung angeordnet und die Y-Achse senkrecht dazu. Ausgangssignale I₁₄, I₁₆, I₁₅ und I₁₇ werden entsprechend aus dem Fotodetektorquadranten 14, 16, 15 und 17 gewonnen. Ein DF-Signal, dargestellt durch

DF = (I₁₄+I₁₅) - (I₁₆+I₁₇)

wird von den Addierkreisen 18 und 19 sowie dem Subtraktionskreis 21 erzeugt. Ein RF -Signal, dargestellt durch

RF = (I₁₄+I₁₅)+(I₁₆+I₁₇)

wird durch die Addierkreise 18, 19 und 20 bereitgestellt.

Zusätzlich hierzu wird ein Differenzsignal DEF, dargestellt durch

DEF = (I₁₄+I₁₇) - (I₁₅+I₁₆)

produziert durch Addierkreise 50′, 51′ und einem Subtraktionskreis 52′.

Das RF-Signal, DEF-Signal und DF-Signal werden einem Schaltkreis wie er in Fig. 13 dargestellt ist, zugeführt.

Fig. 13 zeigt ein Blockdiagramm für einen Schaltkreis zum Ableiten des Spurfolgesignals von der Synchronisationsmarke. Fig. 14 zeigt Signalverläufe zum Erläutern der Operation des Schaltkreises nach Fig. 13.

Wenn der Laserlichtpunkt 11 sukzessive auf die Synchronisationsmarken 27 trifft, so produzieren die Fotodetektorquadranten 14, 15, 16 und 17 die Signale I₁₄, I₁₅, I₁₆ und I₁₇. Die Signale RF, DEF und DF haben die in Fig. 14 dargestellten Signalverläufe. Infolge Beugung wird der Wert des RF-Signals 22 an den Synchronisationsmarken 27 herabgesetzt. Das DEF-Signal 62 hat Scheitelwerte an beiden Enden der Synchronisationsmarke 27 und seine Signalform ist gleich derjenigen, welche man durch Differenzierung des RF-Signals erhält. Das DF-Signal 23 kann zwei verschiedene Signalformen um 180° versetzt in der Phase einnehmen, abhängig von der Richtung, in der der Lichtpunkt 11 aus dem Zentrum der Spur herausläuft. Zusätzlich hierzu nimmt das DF-Signal 23 den Nullwert an im Zentrum der Synchronisationsmarke 27 und stellt den Scheitelwert an beiden Enden der Marke dar. Das DEF-Signal 62 wird durch einen Differentiator 60 differenziert. Der differenzierte Ausgang 60′ wird einem Nulldurchgangsdetektor 61 zugeführt, so daß Nulldurchgänge 61¹, 61² usw. detektiert werden. Dementsprechend produzieren monostabile Multivibratoren 31 und 32 Flankenpulse 31¹ und 32², welche die Nulldurchgänge 61¹, 61² usw. anzeigen bzw. letztendlich die Flanken der Synchronisationsmarken 27. Abtasthalteglieder 36 und 37 vollziehen Abtast- und Haltefunktionen entsprechend dem Wert des DF-Signals 23 zur Zeit des Auftretens von Flankenpulsen. Ein Subtrationskreis 38 erzeugt die Differenz zwischen den Ausgängen 36′ und 37′ der Abtasthalteglieder 36 und 37 und stellt das Spurfolgesignal 39 bereit. Dieses Spurfolgesignal 39 treibt den Galvanometerspiegel 7 wie in Fig. 1 dargestellt, so an, daß der Lichtpunkt 11 im Zentrum der Spur 12 positioniert wird.

Zum Zwecke der Aufzeichnung von Informationsmarken 28 in den Bereichen zwischen aufeinanderfolgenden Synchronisationsmarken 27 unter Benutzung des Modulationspulses 28′ wird ein monostabiler Multivibrator 25 herangezogen, einen Schreibpuls 2 unter Benutzung eines Flankenpulses 32 zu produzieren, wobei der Flankenpuls 32′ an einem Ende der Synchronisationsmarke 27 erzeugt wird. Der resultierende Schreibtaktpuls 2 definiert eine Zeitperiode von T₁ bis T ₂, während welcher der Modulationspuls 28′ aufgezeichnet wird. Um zu verhindern, daß der Modulationspuls 28′ das Spurfolgesignal während der Zeitperioden T₁ bis T₂ stört, werden die Ausgänge 36′ und 37′ der Abtasthalteglieder gehalten. Zu diesem Zweck wird, wie bereits weiter oben dargestellt, der Schreibtaktpuls 2 dazu benutzt, die Ausgänge der Abtasthaltegliedkontrolltreiber 33 und 34 auf Null zu schalten, um die abgetasteten Ausgänge zu halten.

Auf diese Weise wird es möglich, die Informationsmarke 28 in die Bereiche zwischen zwei sukzessiven Synchronisationsmarken 27 während der Detektion des Spurfolgesignals von der Synchronisationsmarke 27 einzuschreiben.

Ein Vergleich der Fig. 10 - welche Daten für eine konventionelle Gleichlichtrille mit λ/8 Tiefe zeigt - mit der Fig. 9, welche auf Ausführungen der Erfindung beruht, zeigt deutlich die enormen Verbesserungen, welche mit der Erfindung erreicht worden sind.

Aus Vorstehendem ergibt sich auch, daß unter Anwendung der Erfindung zum Informationsaufzeichnen und Reproduzieren es möglich wird, Informationen auf eine Platte mit hoher Dichte aufzuzeichnen und diese Informationen korrekt auszulesen. Eine solche Erfindung kann sehr nützlich in dem Bereich digitaler Platten und digitaler Audioplatten eingesetzt werden. Auch wird der Nachteil, der dem Stand der Technik anhaftet, beseitigt, wobei mit herkömmlichen Gleichlichtrillen mit einer Tiefe von λ/8 die Verzerrung enorm zunimmt, wenn die Platte geneigt wird. Außerdem wird das Problem gelöst, daß die Spurversetzung sich vergrößert, wenn die Platte mit Informationen hoher Dichte in der Gleichlichtrille versehen wird, da dann, wie bereits oben ausgeführt, die Spurfolgesensitivität herabgesetzt wird. Außerdem wird der Bereich des verwendbaren Aufzeichnungsmaterials durch die vorliegende Erfindung ganz erheblich erweitert. Außerdem wird es möglich, ein Spurfolgesignal von Synchronisationsmarken abzuleiten, welche in vielfacher Form aufgezeichnet werden können, z. B. in der Form der Differenz in der Reflektivität, Unebenheit oder auch in der Differenz im Brechungsindex. Damit ist deutlich gemacht, daß es möglich wird, Aufzeichnungsmaterial aus einer Vielzahl von Materialien auszuwählen.

Schließlich darf auch nicht vergessen werden, daß es aufgrund der hohen Präzision der Vorrichtung nicht mehr erforderlich ist, kostspielige Geräte zu verwenden. Der Durchschnittsfachmann versteht von selbst, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die vorbezeichneten präzisen Ausführungsformen beschränkt ist. So ist es beispielsweise nicht erforderlich, daß die Spur auf der Platte in Form von Spiralrillen ausgebildet ist. Es mögen durchaus auch konzentrische Rillen verwendet werden. Selbstverständlich muß nicht unbedingt ein Halbleiterlaser zur Anwendung kommen, so kann z. B. auch eine Kombination aus einem externen Modulator mit einem Gaslaser verwendet werden. Auch versteht sich, daß die Methode zum Aufzeichnen eines Synchronisationsdetektionssignals nicht auf die oben beschriebenen Ausführungen beschränkt ist. So mag z. B. auch ein anderer Zeitsynchronisationspuls zwischen aufeinanderfolgenden Synchronisationsmarken und aufzuzeichnenden Informationen aufgezeichnet werden, ohne daß Phasenabweichungen durch die Benutzung eines solchen Zeitsynchronisationspulses auftreten.

Claims (11)

1. Informationsaufnahme- und Wiedergabegerät,

• a) mit einer optischen Platte (10) mit voraufgezeichneten Marken (27), die zuvor auf einem Aufzeichnungsmedium derart ausgebildet wurden, daß sie optisch festgestellt werden können, wobei die Marken (27) eine Spur (12) in Rotationsrichtung der optischen Platte (10) bilden,
• b) mit einer Belichtungseinrichtung (4, 5, 6, 7, 8, 9) zum Aufbringen eines Lichtstrahls durch ein optisches System auf die optische Platte (10),
• c) mit einer Lichtempfangseinrichtung (13), die ein lichtempfindliches Element zum Empfang des durch die optische Platte (10) reflektierten Lichtstrahls aufweist, wobei dieses lichtempfindliche Element (13) in vier Teilelemente (14, 15, 16, 17) aufgeteilt ist, die in jeweils einem der vier Quadranten angeordnet sind, welche durch einen auf der optischen Achse des optischen Systems liegenden Ursprung, sowie eine zu der Spur (12) parallele Achse und eine weitere, zu dieser Spur senkrechte Achse definiert sind,
• d) mit einem ersten Schaltkreis (18, 19, 21), der mit der Lichtempfangseinrichtung verbunden ist, und zumindest ein Differenzsignal (23) erzeugt, welches die Differenz darstellt aus einem Signal, das die Summe der Ausgangssignale der Teilelemente (14, 15) des ersten und dritten Quadranten darstellt, und einem Signal, das die Summe der Ausgangssignale der Teilelemente (16, 17) des zweiten und vierten Quadranten darstellt,
• e) mit einer Nachfahreinrichtung (7), die derart angeordnet ist, daß der Auftreffbereich des Lichtstrahls durch ein Spurfolgesignal gesteuert wird,
• f) mit einer Modulationseinrichtung (3) zur Modulation des Lichtstrahls mit vorgegebener Information während einer Zeitspanne, während welcher der Lichtstrahl zur Informationsaufzeichnung auf die Platte gerichtet ist, gekennzeichnet durch
• g) einen Schaltkreis (36, 37; 44, 45, 47), der mit dem ersten Schaltkreis verbunden ist, und der den Wert des Differenzsignals an der Flanke der aufgezeichneten Marken (27) erfaßt, und das erfaßte Signal hält,
• h) einen dritten Schaltkreis (30, 31, 32; 40, 41, 42; 60, 61; 31, 32) zur Erzeugung wenigstens eines Pulssignals (31′, 32′; 42′), welches den Betrieb der Erfassung des zweiten Schaltkreises aufgrund zumindest eines der Ausgangssignale des ersten Schaltkreises steuert,
• i) einen vierten Schaltkreis (35; 49; 52) zur Erzeugung eines Torsignals (2), welches einen Bereich zum Aufzeichnen oder Lesen von Information unter Verwendung der Ausgänge des dritten Schaltkreises während einer Zeitspanne anzeigt, während der der Lichtstrahl auf den Bereich zwischen einer voraufgezeichneten Marke und der darauf folgenden voraufgezeichneten Marke aufgebracht wird,
• k) einen fünften Schaltkreis (33, 34; 43), der zwischen dem zweiten und dritten Schaltkreis angeordnet ist, und auch mit dem vierten Schaltkreis gekoppelt ist, wobei dieser fünfte Schaltkreis so ausgelegt ist, daß das/die Pulssignal(e) des dritten Schaltkreises innerhalb einer Zeitspanne dem zweiten Schaltkreis nicht zugeführt wird/werden, während der das Torsignal des vierten Schaltkreises erzeugt ist,
• l) einen sechsten Schaltkreis (38, 48), der das Spurfolgesignal (39) aus dem Ausgang des zweiten Schaltkreises erzeugt, wobei dieses Spurfolgesignal zum Nachfahren der Spur entlang den Marken eingesetzt wird.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schaltkreis ein Paar von Abtasthaltekreisen (36, 37) aufweist.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Schaltkreis einen Kreis (31, 32) zur Erzeugung von Pulssignalen aufweist, von denen jedes die betreffende Flanke von jeder der Marken basierend auf den Ausgangssignalen des lichtempfindlichen Elements repräsentiert.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Schaltkreis einen neunten Schaltkreis (30) zur Erzeugung eines Pulssignals, das die Länge der Marken in Spurrichtung aufgrund der Summe der Ausgangssignale des lichtempfindlichen Elements in den ersten bis vierten Quadranten repräsentiert, und einen zehnten Schaltkreis (31, 32) aufweist, der mit dem neunten Schaltkreis gekoppelt ist und zur Erzeugung von Pulssignalen jeweils zu den Zeitpunkten des Anstiegs und des Abfalls der Pulssignale des neunten Schaltkreises ausgelegt ist.

5. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der sechste Schaltkreis einen Teilschaltkreis (38) aufweist, der ein Differenzsignal aus den Ausgangssignalen des Paares von Abtasthaltekreisen (36, 37) bildet.

6. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vierte Schaltkreis einen Teilschaltkreis (35) zur Erzeugung eines Signals vorbestimmter Pulsbreite unter Verwendung eines der Pulssignale aufweist.

7. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Schaltkreis den Teilschaltkreis (60, 61; 31, 32 ) zur Erzeugung von Pulssignalen aufweist, von denen jedes die betreffenden Flanken jeder der Marken repräsentiert, ausgehend von einem Differenzsignal, welches die Differenz eines ersten und eines zweiten Summensignals darstellt, wobei das erste Summensignal der Summe des Ausgangssignals des Teilelements des lichtempfindlichen Elementes im ersten Quadranten und des Ausgangssignales des Teilelementes des lichtempfindlichen Elementes im vierten Quadranten repräsentiert, und wobei das zweite Summensignal die Summe des Ausgangssignals des Teilelements des lichtempfindlichen Elements im zweiten Quadranten und des Ausgangssignales des Teilelements des lichtempfindlichen Elements im dritten Quadranten repräsentiert.

8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Schaltkreis einen Differenzierteilschaltkreis (60) zum Differenzieren des Differenzsignals aufweist, und daß ein Generator-Teilschaltkreis (61, 31, 32) mit dem Differenzierschaltkreis zur Erzeugung von Signalen (31′, 32′) beim Null-Durchgang (61¹), (61²) des Ausgangssignals des Differenzierschaltkreises verbunden ist.

9. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Schaltkreis

• a) einen ersten Teilschaltkreis (40) zur Erzeugung eines Signals (40′) aufweist, welches den Mittelpunkt jeder Marke darstellt, basierend auf der Summe (22) der Ausgangssignale der Teilelemente des lichtempfindlichen Elements in den ersten bis vierten Quadranten, und
• b) einen zweiten Teilschaltkreis (41, 42) aufweist, zur Erzeugung eines Signals (42′) als das Pulssignal, nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit (τ₁) nach der Erzeugung des Signals des ersten Teilschaltkreises.

10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schaltkreis

• a) einen ersten Scheitelwert-Haltekreis (44) zum Halten des positiven Scheitelwertes des Differenzsignals (23) des ersten Schaltkreises und einen zweiten Scheitelwert-Haltekreis (45) zum Halten des negativen Scheitelwerts des Differenzsignals (23) des ersten Schaltkreises, wobei das Signal (40′) des ersten Teilschaltkreises (40) den ersten und zweiten Scheitelwert-Haltekreis zurückstellt, und
• 2b) einen Summenhaltekreis (47) zum Halten eines Signals (46′) aufweist, welches die Summe der Ausgangssignale des ersten und des zweiten Scheitelwert-Haltekreises repräsentiert, und wobei das Pulssignal des zweiten Teilschaltkreises den Summenhaltekreis steuert.

11. Gerät nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der vierte Schaltkreis einen Teilschaltkreis (49) zur Erzeugung eines Signals vorgegebener Weite unter Verwendung des Pulssignals des zweiten Teilschaltkreises (41, 42) aufweist.