NL194521C - Inrichting voor het optisch detecteren van informatie. - Google Patents

Description

1 194521

Inrichting voor het optisch detecteren van informatie

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het optisch detecteren van informatie die vastgelegd is op een opnamemedium waarin kuilen zijn gevormd door warmte-energie van een lichtvlek in een bepaalde 5 richting voor het vastleggen van informatie, omvattende middelen om een reproductielichtvlek op het opnamemedium te vormen, middelen voor het opwekken van een signaal dat de sterkte voorstelt van licht dat wordt gemoduleerd door de kuilen en detectiemiddelen voor het detecteren van informatie op basis van het gemoduleerde signaal, ditferentiatiemiddelen voor het differentiëren van het door de detector verschafte infcrmatiesignaal, en verwerkingsmiddelen voor het verwerken van het gedifferentieerde informatiesignaal 70 tot een signaal dat representatief is voor de informatie op het opnamemedium.

Een dergelijke inrichting voor het optisch detecteren van informatie is bekend uit het Japanse octrooi-schrift 58-171.727.

Bij de bekende inrichting wordt, voor het waarnemen van langere en kortere kuilen in het opnamemedium, een verkregen weergavesignaal versterkt. Het nulniveau van het signaal fluctueert daardoor, omdat 75 het onder invloed staat van ruis en faseverschuivingen. Daarom wordt ter voorkoming van die ruis en die laseverschuivingen een versterkt uitgangssignaal van een fotodetector gedifferentieerd, zodat door een piekdetector pieken worden waargenomen overeenkomend met punten waar de gradiënt van het versterkte uitgangssignaal maximaal is. Een piek komt overeen met een voorkant of een achterkant van een kuil. Er wordt een logische productieoperatie (EN-operatie) uitgevoerd met een uitgangssignaal van de piekdetector 20 en een uitgangssignaal van een niveaudetector, zodat een uitgangssignaal overeenkomend met een logische ”1” wordt verkregen als gevolg van de logische operatie.

De uitvinding beoogt te voorzien in een inrichting voor het optisch detecteren van informatie met een grote nauwkeurigheid en stabiliteit bij de waarneming van de kuilen onder geringe invloed van onvermijdelijke variaties in de afmetingen van de kuilen. Daarnaast wordt beoogd een optimalisatie te bereiken van het 25 verband tussen kuilafmeting en afmeting van de reproductievlek.

Omdat bij het opnamemedium waarop de informatie wordt vastgelegd in de vorm van kuilen die worden gevormd door warmte-energie van de lichtvlek van de opname, afmetingen van de op het opnamemedium vastgelegde kuilen wisselen afhankelijk van ongelijkmatigheid in de gevoeligheid van een opnamefilm, veranderingen in het niveau van het vermogen van de opnamelaser en veranderingen in de vorm van de 30 lichtvlek van de opname als gevolg van scherpstellingsfouten, is het van grote betekenis posities van de kuilen met stabiliteit en nauwkeurigheid te detecteren tegen veranderingen in de kuilafmetingen.

Daartoe is een inrichting voor het optisch detecteren van informatie van de in de aanhef beschreven soort volgens de uitvinding gekenmerkt doordat de verwerkingsmiddelen zijn voorzien van eerste middelen die gekoppeld zijn met de ditferentiatiemiddelen voor het detecteren van nuldoorgangen van het gedifferen-35 tieerd informatiesignaal van tweede middelen die gekoppeld zijn met de ditferentiatiemiddelen voor het detecteren van de aanwezigheid van kuilen op het opnamemedium, en van derde middelen die reageren op de uitgangssignalen van de eerste en tweede middelen voor het verschaffen van het signaal die representatief is voor de middenposities van de kuilen op het opnamemedium.

Met gebruikmaking van een inrichting voor het optisch detecteren van informatie met een dergelijke 40 opbouw kan met grote nauwkeurigheid het midden van elke kuil worden bepaald.

Een andere uitvoeringsvorm van de inrichting voor het optisch detecteren van informatie van de in de aanhef beschreven soort volgens de uitvinding wordt gekenmerkt doordat de verwerkingsmiddelen zijn voorzien van tweede ditferentiatiemiddelen die gekoppeld zijn met de uitgang van de ditferentiatiemiddelen voor het differentiëren van het informatiesignaal en ingericht zijn voor het differentiëren van het gedifferen-45 lieerde informatiesignaal van eerste middelen die gekoppeld zijn met de tweede ditferentiatiemiddelen voor het detecteren van de nuldoorgangen van het uitgangssignaal van de tweede ditferentiatiemiddelen, van tweede middelen die worden gevormd door een eerste en een tweede comparator waarin het gedifferentieerde informatiesignaal wordt vergeleken met een eerste resp. een tweede vastgesteld niveau voor het verschaffen van een eerste en een tweede binair signaal en van derde middelen die reageren op de 50 uitgangssignalen van de eerste en de tweede middelen voor het verschaffen van signalen die representatief zijn voor de voorrand resp. achterrand van de kuilen op het opnamemedium.

Met gebruikmaking van een inrichting voor het optisch detecteren van informatie met deze opbouw kunnen met grote nauwkeurigheid de voorste en achterste randen van de kuilen worden waargenomen.

In het kader van de analyse van het detectiesignaal is ook het inzicht verkregen op een verband voor te 55 schrijven tussen kuilafmeting en reproductielichtvlekafmeting, nodig voor stabiele en nauwkeurige detectie van kuilposities. Dat verband tussen kuilafmeting W en reproductielichtvlekafmeting Ws wordt daartoe bij voorkeur zo ingesteld dat voldaan is aan 0,45 < W/Ws < 0,75. Sprekend in termen van definitie van de 194521 2 inrichting, uitgaande van gegeven afmetingen van de reproductietechniek, komt dit er dus op neer dat de lengte van de reproductielichtvlek in de vastgestelde richting ligt binnen een gebied van ongeveer 1,3 tot 2,2 maal de lengte van de kuil in dezellde richting. Binnen dit gebied is de gradiënt van het differentiesignaal in hoofdzaak constant en kan de kuilpositie nauwkeurig worden gedetecteerd alleen met gebruikmaking van 5 het differentiële signaal. Om de kuilpositie nauwkeurig te detecteren door een afname in de amplitude van het detecliesignaal te gebruiken, moet de kuilafmeting in hoofdzaak gelijk zijn aan de reproductielichtvlek-afmeting, resulterend in het nadeel dat onaanvaardbaar is vanuit het standpunt van een pakking van informatie met hoge dichtheid. Anderzijds zal, als de kuilafmeting kleiner gemaakt wordt dan de reproductie-lichtvlekafmeting, een verlaging in de lichthoeveelheid in het midden van de kuil sterk variëren met een 10 geringe variatie in de kuilafmetingen, leiden tot ongunstige beïnvloeding van de detectiestabiliteit. Daarentegen wordt de kuilafmeting beperkt binnen het gebied van 0,45 tot 0,75 maal de reproductielichtvlek-afmetingen, zodat veranderingen in de gradiënt van het differentiële signaal kunnen worden onderdrukt tot ongeveer 10% van de maximale waarde ervan en de positie van de informatiekuil stabiel en nauwkeurig kan worden gedetecteerd alleen door gebruik te maken van het differentiële signaal.

15

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening. Hierin tonen: figuur 1 een schematische voorstelling van het opwekken van een detectiesignaal door bestraling met een reproductielichtvlek, figuren 2a en 2b het verband tussen de reproductielichtvlek en een kuil, 20 figuur 3 een grafiek om een afname in de lichthoeveelheid in het middelpunt van de kuil toe te lichten, figuur 4 een schematische voorstelling ter toelichting van het verband tussen een differentieersignaal en de kuilafmeting, figuur 5 een grafiek van de veranderingen in de lichthoeveelheid in het middelpunt van de kuil en een piekwaarde van de differentiële golfvorm ten opzichte van veranderingen in de verhouding tussen de 25 reproductielichtvlekafmeting en de kuilafmeting, figuren 6a tot 6d grafieken ter toelichting van een tweedimensionale analyse, figuur 7 een blokschema van een detectieketen voor het optisch detecteren van informatie, figuur 8 de tijdgrafieken ter toelichting van de werking van de keten volgens figuur 7, figuur 9 een blokschema dat een andere uitvoeringsvorm van een detectieketen voor het optisch 30 detecteren van informatie, figuur 10 de tijdgrafiek ter toelichting van de werking van de keten van figuur 7, figuur 11 een blokschema van een detectieketen voor het detecteren van de voor- en achterranden van langwerpige kuilen, figuur 12 de tijdgrafieken ter toelichting van de werking van de detectieketen van figuur 11, 35 figuur 13 schematisch een inrichting met een optisch schijf-geheugen, en figuur 14 is een grafiek van het tussen het niveau van het laservermogen en de kuilafmeting.

Veronderstellend dat een reproductielichtvlek 2, die een bepaalde vlekafmeting of diameter W8 heeft, over een stel ronde kuilen 1 van het type met variabele dichtheid loopt, welke kuilen verschillende diameter 40 hebben, zoals in het algemeen aangeduid door W, in een lineaire richting volgens de pijl (spoorrichting), zal het gedrag worden geanalyseerd van een detectiesignaal 3 dat een maatstaf is voor lichthoeveelheden die vanaf de kuilen worden gereflecteerd.

Strikt genomen is er, om veranderingen te analyseren in de hoeveelheden gereflecteerd licht die veroorzaakt worden wanneer de lichtvlek 2 over de kuilen 1 gaat, een berekening nodig van tweedimensio-45 nale diffractie, maar omdat de kuil 1 en de lichtvlek 2 beide symmetrisch zijn ten opzichte van de looprich-ting van de lichtvlek (spoorrichting) zal een lineaire benadering voldoende zijn die alleen maar rekening houdt met een invloed van de verplaatsing in de bewegingsrichting. Aldus zal een analyse van het detectiesignaal worden beschreven met gebruikmaking van een kuil die een lengte W heeft die gelijk is aan 2a in de looprichting en een lichtvlek met een sterkteverdeling in de looprichting die wordt voorgesteld door 50 een functie f(x) zoals weergegeven in figuur 2a waar de variabele x representatief is voor een loopafstand. Nu veronderstellend dat de functie f(x) aangegeven wordt door een Gauss-functie als volgt: f<x)=Aexp(^) 55 en i 3 194521 een buigpunt in de functie f(x) resulteren voor x = o en voor x = -o en een differentiaalcoëfficiënt in het 5 buigpunt die gelijk is aan

A A

- ~ β"Λ voor x = σ resp — e'% voor x = -σ σ σ

Als gevolg daarvan heeft de benaderingsdriehoek coördinaten van de hoekpunten zoals weergegeven in figuur 2b. In dit geval van benadering wordt de afmeting Ws van de reproductielichtvlek 4 o. Als gevolg van 10 het feit dat een afname in de lichthoeveelheid in het midden van een put gelijk is aan een in figuur 3 gearceerd getekend gebied S deze afname gemakkelijk worden verkregen uit de volgende vergelijking: S(a) = ^ Ae% (4o-a)

Bovenstaande functie S(a) wordt als volgt gedifferentieerd: 15 ö&flrf f(u)du] = f(x + a)-f(x-a)

Deze vergelijking geeft aan dat een uitgang die representatief is voor de differentiaal van het oppervlak S, dat wil zeggen de differentiaal van de afname in de lichthoeveelheid, wordt verkregen uit het verschil tussen f(x + a) en f(x - a). Deze functies f(x -r a) en f(x - a) worden benaderd zoals weergegeven in figuur 4. Men 20 ziet uit figuur 4 dat als 2a > 2o de piek in het differentiële uitgangssignaal constant is voor veranderingen in de kuilafmeting (W = 2a) en als 2a > 4o het nulpunt van het differentiële uitgangssignaal niet kan worden gedetecteerd. Het differentiële uitgangssignaal heeft de met een stippellijn in figuur 4 weergegeven groeivorm en de topwaarde ervan is dus:

A — e"A

25 σ 2Ae v» voor 2a > 2σ waarin 2a de hierboven vermelde afmeting of diameter van de kuil voorstelt. De kuilafmeting hangt, zoals grafisch weergegeven in figuur 5, samen met de verandering (afmeting) S in de lichthoeveelheid (detectie-signaal) in het kuilmiddelpunt en de topwaarde van het differentiële uitgangssignaal.

30 In figuur 5 stelt de horizontale as de kuilafmeting 2a voor die genormaliseerd wordt door de vlekafmeting Ws. Zoals men ziet uit figuur 5 moet, om te bereiken dat de afname in het lichthoeveelheid in het kuilmiddelpunt minder wordt beïnvloed door veranderingen in de kuilafmeting en stabiel kan worden gebruikt voor detectie van de positie van het kuilmiddelpunt, de kuilafmetingen bij benadering 4 σ zijn. Met andere woorden, het is nood2akelijk dat de kuilafmeting 2a bij benadering gelijk is aan de vlekafmeting Ws. Deze 35 eis is nadelig vanuit het standpunt van het bereiken van een hoge pakdichtheid van de informatie.

Anderzijds zal, als de kuilafmeting kleiner is dan de afmeting van de lichtvlek van de reproductie, de afname in de lichthoeveelheid in het middelpunt van de kuil sterk veranderen met geringe veranderingen in de afmeting van de kuil, waardoor het moeilijk wordt gemaakt de positie van het middelpunt van de kuil stabiel te detecteren door die afname te gebruiken. De in figuur 1 weergegeven golfvorm van het detectiesignaal 3 40 laat ook duidelijk zien dat de afname in de lichthoeveelheid in het middelpunt van de kuil verandert wanneer de afmeting van de kuil verandert. In tegenstelling daartoe moet, om te bereiken dat het differentiële uitgangssignaal stabiel kan worden gebruikt voor hetzelfde doel voor de kuilafmetingen gelden 2σ < 2a <4σ, wat gelijk is aan Ws/2 < 2a < Ws in termen van de afmeting Ws van de reproductielichtvlek.

Uitkomsten van de lineaire of eendimensionale analyses zijn beschreven. Wanneer een tweedimensio-45 nale berekening wordt uitgevoerd voor een lichtvlekafmeting (vlekafmeting bij 1/e2) Ws = 1,4 pm, worden uitkomsten verkregen zoals weergegeven in figuren 6a tot 6d. Wanneer de reproductielichtvlek over een kuil gaat, wordt licht vanaf het opnamemedium gereflecteerd en onderworpen aan foto-elektrische omzetting om een detectiesignaal 10 te produceren dat met A verandert in het midden van de kuil, zoals weergegeven in figuur 6a.

50 Het detectiesignaal 10 wordt gedifferentieerd ten opzichte van de vlekverplaatsing om een differentieel signaal 11 te leveren 2oals in figuur 6b weergegeven, dat nul wordt in het middelpunt van de kuil. Door dit nulpunt waar te nemen kan de positie van het middelpunt van de kuil correct worden waargenomen. Waar, zoals weergegeven in figuur 6b, de differentiële uitgang 11 een amplitude D heeft en een gradiënt B in het nulpunt, kan gedrag van de amplitude D en gradiënt B ten aanzien van veranderingen in de kuilafmeting W 55 zoals weergegeven in figuur 6d worden waargenomen.

Figuur 6c toont de signaalverandering A ten aanzien van veranderingen in de kuilafmeting. Het gedrag van de verandering A in het detectiesignaal 10 lijkt op dat van de amplitude D van het differentiële signaal 194521 4 11 ten aar,zien van veranderingen in de kuilalmeling, zoals gezien vanaf de as die de kuilafmeting W voorstelt, genormaliseerd door de vlekafmeting Ws.

Het verband tussen de kuilafmeting W en de afmeting Ws van de reproductievlek die noodzakelijk is voor het nauwkeurig waarnemen van de plaats van het middelpunt van de kuil door gebruikmaking van het 5 differentiële signaal 11, kan uit figuur 6d worden bepaald. Om het toppunt van het detectiesignaal 10 waar te nemen wordt het nulpunt van het differentiële signaal 11 gemeten. Maar het differentiële signaal 11 voor het detectiesignaal 10 dat weergegeven is in figuur 6a, wordt ook nul buiten de kuil, zoals blijkt uit figuur 6b. Daarom moet, voor de waarneming van de plaats van het kuilmiddelpunt gebaseerd op het differentiële signaal, de aanwezigheid of afwezigheid van de kuil worden waargenomen. Daartoe is een meting denkbaar 7 0 waarin de verandering A in het detectiesignaal 10 in het kuilmiddelpunt wordt gebruikt. Deze meting is echter praktisch onaanvaardbaar, omdat de verandering A in het detectiesignaal 10, zoals men ziet uit figuur 6c, sterk varieert met veranderingen in de kuilafmeting. Met het oog op het bovenstaande wordt de aanwezigheid of afwezigheid van de kuil vastgesteld vanuit het gedifferentieerde signaal 11 om de genoemde moeilijkheden te ondervangen. Meer in het bijzonder wordt gebruikgemaakt van het feit dat de 75 polariteit van de gradiënt B constant is in het kuilmiddelpunt en de aanwezigheid of afwezigheid van de kuil wordt vastgesteld door die polariteit te beoordelen.

Verder is, om er voor te zorgen dat het nulpunt van het differentiële signaal 11 nauwkeurig kan worden waargenomen in het kuilmiddelpunt, eliminatie nodig van een blinde zone rond het nulpunt (namelijk de "necking down” zoals weergegeven in figuur 6b). Deze is het gevolg van een verandering in gradiënt B toe 20 te laten, en bij beschouwing van figuur 6d moet, om ongeveer 10% verandering in de gradiënt B vanuit een praktisch oogpunt voldaan zijn aan \NJ\N £ 1,3.

Bovendien is het, om fouten bij de detectie van het nulpunt van het differentiële signaal 11 als gevolg van op het detectiesignaal gesuperponeerde ruis minimaal te maken wenselijk dat de waarde van de gradiënt B groot is.

25 Kort gezegd moet, voor de beoogde stabiele detectie, de gradiënt B dicht bij zijn maximale waarde liggen en moeten de veranderingen ervan minimaal zijn in verhouding tot veranderingen in de kuilafmeting, leidend tot een praktische eis van Wg/W < 2,2.

Uit het bovenstaande kan worden geconcludeerd dat, voorzover voldaan is aan 1,3 £ Ws/W < 2,2, de positie van het kuilmiddelpunt stabiel kan worden gedetecteerd met gebruikmaking van het gedifferentieerde 30 signaal 11, zelfs wanneer de kuilafmeting varieert.

Vanwege volledige verenigbaarheid van het eendimensionale model met de tweedimensionale berekening dient de bovenvermelde relatie te gelden voor de detectie waarbij de reproductielichtvlek de kuilen in lineaire richting leest (spoorrichting).

Nu zal de vorming van de opgenomen kuilen in verdere bijzonderheden worden beschreven. Figuur 13 35 toont een essentieel onderdeel van een optisch systeem dat opgenomen is in een optische schijf in richti ng. Een door een laserbron 504 uitgezonden lichtstroom gaat door een koppelingslens 503, een polariserende bundelsplitser 502 en een 1/4 golflengteplaat 501 en wordt gefocusseerd door een objectieflens 500 om een lichtvlek te vormen op een registratielaag of opnamefilm op schijf 509 die draait om een draaias 508. De schijf 509 bestaat uit een transparant substraat en een opnamefilm, en de laserbundel bestraalt de 40 opnamefilm door het substraat. Wanneer het uitgangsvermogen van de laserbundel toeneemt overeenkomstig vast te leggen informatie, zal de waarde van de energie van de lichtvlek die de opnamefilm bestraalt dienovereenkomstig toenemen. Wanneer een lichtvlek met hoge energie wordt geconcentreerd op de opnamefilm, veroorzaakt de bestraling door de laserbundel plaatselijke verdamping en thermische beweging en wordt de opnamefilm plaatselijk vervormd. Als gevolg daarvan wordt een deel van het substraat onder 45 een bestraald oppervlak van de opnamefilm blootgelegd en wordt een gesmolten deel van de film langs de omtrek gerekt onder invloed van de oppervlaktespanning, zodat een gat ontstaat in de opnamefilm. Dit gat is een opnamekuil die genoemd wordt een kuil van het type met variabele dichtheid (of amplitudestructuur). Een opnamefilm van het materiaal, dat tellurium bevat als voornaamste bestanddeel, verdient de meeste voorkeur om te worden gebruikt als opnamefilm voor de vorming van de kuil van het type met variabele 50 dichtheid.

Bij onderzoekingen heeft het objectief 500 een numerieke opening van 0,5, is de laserbron 504 een laserdiode of halfgeleider laser met een golflengte van 830 nm en wordt een lichtvlek gevormd met een vlekafmeting van 1,6 pm (bij 1/e? van de maximale sterkte) op het oppervlak van een schijf van 300 mm middellijn die wordt gebruikt ais opnamefilm, bestaande uit een tellurium bevattend materiaal. Wanneer de 55 opname wordt gemaakt onder de conditie dat de bestralingstijd 100 ns is en het aantal omwentelingen van de schijf overeenkomt met 10 Hz, wordt het in figuur 14 weergegeven verband gemeten tussen het niveau van het vermogen van de opnamevlek en de middellijn W van een opgenomen gat (kuilafmeting).

5 194521

In figuur 14 stelt de verticale &ε de gekwadrateerde kuilafmetingen voor in eenheden van pm2, samen mei kuilalmetingen die uit de gekw&dreleerde waarde zijn omgerekend. Omdat in dit voorbeeld de vlekafmeting Ws 1,6 pm is, loopt het gebied van de kuilafmeting W dat het meeste voorkeur heeft van Wn = 1,44 pm tot W2 = 0,72 pm. Dit gebied van kuilafmetingen komt overeen met een gebied van laser-5 vermogens van 6,5 mW tot 11,76 mW, en kan de plaats van de kuil nauwkeurig worden waargenomen zelfs wanneer het laservermogen binnen dit gebied varieert.

Terugkerend naar figuur 13 wordt licht dat door de schijf 509 weerkaatst wordt gecondenseerd door het objectief 500, door de kwarfgolflengteplaat 501 gevoerd en weerkaatst bij de polariserende bundelsplitser 502 zodat het van de bestralingsbundel wordt afgescheiden. Het gereflecteerde licht dat door de polarise-70 rende bundelsplitser 502 wordt algeleverd wordt gefocusseerd door een lens 505 en opgevangen door de fotodetector 506 om loto-elektrisch te worden omgezet. Wanneer een in tweeën verdeelde lichtdetector of een in drieën verdeelde lichtdetector wordt gebruikt als fotodetector 506, kan een spoorvolgsignaal worden waargenomen. Het spoorvolgsignaal drijft bijvoorbeeld een (niet weergegeven) galvanische spiegel aan tussen de bundelsplitser en het objectief om de lichtvlek te regelen zodanig dat deze een spoor op de schijf 75 volgt. Verder is een detectiesysteem voor het scherpstellingssignaal aanwezig dat noodzakelijk is,omdat een scherpstellingssignaal ook kan worden waargenomen met gebruikmaking van het gereflecteerde licht van de schijf. Het scherpstellingssignaal drijft een (niet weergegeven) spoel aan die bijvoorbeeld aan het objectief 500 is aangebracht om er voor te zorgen dat het brandpunt van het objectief bewegingen van de schijf 509 volgt, om daardoor te zorgen voor een stabiele vorming van de lichtvlek op de opnamefilm. Alle onderdelen 20 500 tot 506 of enkele daarvan, minstens met inbegrip van het objectief 500, zijn aangebracht in een kast die door een aandrijving zoals een lineaire motor worden verplaatst in radiale richting ten opzichte van de schijf.

De in de opnamefilm van de schijf gevormde kuilen worden gedetecteerd als uitgangssignalen uit de fotodetector 506. Bij het reproduceren wordt het energieniveau van de uitgezonden laserbundel zover verlaagd dat de bestraling met de laserbundel de opnamefilm niet zou vervormen.

25 Een signaaldetectiemethode wordt nu beschreven met verwijzing naar figuur 7 en 8. Een stel kuilen 21, 22, 23, 24 en 25 dat vastgelegd is op de schijf, zoals hierboven beschreven, is weergegeven bij (a) in figuur 6, en een signaal 20 (het uitgangssignaal uit de fotodetector 506 van figuur 13) dat waargenomen wordt wanneer de reproductielaservlek over de2e kuilen loopt, heeft een golfvorm zoals aangegeven bij (b) in figuur 8, in samenhang met de respectieve kuilen. Meer in het bijzonder neemt het signaalniveau af bij de 30 aanwezigheid van de kuil en stijgt het in responsie op de afwezigheid van een kuil. dit signaal 20 wordt via een bufferversterker 26 aangelegd aan een laagdoorlaatfilter 27 waar ruis van hoge frequentie boven een signaalband wordt verwijderd. Een uitgangssignaal van het laagdoorlaatfilter 27 wordt aangelegd aan een differentiatieketen 28 die op zijn beurt een uitgangssignaal 29 produceert zoals weergegeven bij (c) in figuur 8.

35 Dit gedifferentieerde signaal wordt aangelegd aan een keten 70 die bestemd is voor het detecteren van aan- of afwezigheid van kuilen. Deze uitvoeringsvorm maakt gebruik van het feit dat de gradiënt van het differentiële signaal negatief is (helling benedenwaarts naar rechts) in een zwart punt dat een indicatie vormt voor het kuilmiddelpunt. De keten 70 bestaat uit comparators 30 en 31, een D-T flipflop 34. Bij de comparators 30 en 31 wordt het differentiële signaal 29 onderworpen aan een niveausplitsing met betrekking tot 40 bepaalde niveaus L-, en L2, en zo kunnen signalen 32 en 33 worden verkregen zoals weergegeven bij (d) en (e). Het signaal 32 is een binair signaal dat hoog wordt tijdens een positieve slag van het differentiële signaal 29 beneden het vastgestelde niveau L,, en het signaal 33 is een binair signaal dat hoog wordt tijdens een negatieve uitwijking van het differentiële signaal voorbij het vastgestelde niveau L2. Deze signalen 32 en 33 worden ingevoerd in de D-T flipflop 34, zoals weergegeven in figuur 7, zodat deze flipflop 45 gesteld wordt in een tijdsverband met de stijging van het signaal 32 en teruggesteld in tijdsverband met de daling van het signaal 32, om er daardoor voor te zorgen dat de D-T flipflop 34 een uitgangssignaal 35 produceert zoals weergegeven bij (g) in figuur 8 dat een maatstaf vormt voor alleen de aanwezigheid van de kuil.

Anderzijds wordt een nuldoorgangsdetectieketen 60 gebruikt voor de detectie van nulpunten in het 50 differentiële signaal 29. De nuldoorgangdetectieketen 60 bestaat uit een comparator 36, een vertragingslijn 37 en een OF-exclusief keten 38. Bij de comparator 36 wordt de differentiële signaal 29 onderworpen aan een niveausplitsing met betrekking tot nulniveau, en een resulterend signaal wordt via de vertragingslijn 37 gevoerd naar een ingang van OF-exclusiefketen 38 en rechtstreeks naar de andere ingang, ervoor zorgend dat de OF-exclusief keten 38 een uitgangssignaal 39 produceert. Zoals aangeduid bij (f) in figuur 8 stijgt het 55 uitgangssignaal 39 in tijdsverband met de nulpunten en heeft het een pulsbreedte die overeenkomt met een hoeveelheid vertraging die geleverd wordt door de vertragingslijn 37.

Om een signaal te verkrijgen dat een maatstaf is voor de positie van het middelpunt van de kuil, worden 194521 6 de signalen 35 en 35 toegevoerd aan een poortketen 40.

Zo Kan de positie van het middelpunt van de kuil nauwkeurig worden waargenomen op basis van alleen het differentiële signaal 29 van het oelectiesignaal 20, zells wanneer de kuilafmeting varieert met variaties in het energieniveau van de opnamebundel.

5 Een andere uitvoering voor de detectie van de positie van het kuilmiddelpunt zal worden beschreven aan de hand van liguur 9 en 10. Evenals in de vorige uitvoeringsvorm wordt een detectiesignaal 20 zoals weergegeven bij (e) in figuur 10 gevoerd door een versterker 26, een laagdoorlaatfilter 27 en een diflerentietieketen 28 20dat het wordt omgezet in een differentieel signaal 29 zoals weergegeven bij (b) in figuur 8. Het gedifferentieerde signaal 29 wordt ingevoerd in een nuldoorgangsdetectieketen 60 van 10 hetzelfde type als beschreven bij de vorige uitvoering en er wordt een signaal 39 verkregen zoals weergegeven bij (c) in figuur 10. Een keten 70' die bestemd is voor het detecteren van een aanwezigheid van kuilen bestaat volgens deze uitvoeringsvorm uit een laagdoorlaatfilter 27', een differentiatieketen 28' en een comparator 50'. Het in de keten 70' ingevoeide differentiële signaal 29 wordt door het laagdoorlaatfilter 27' en de differentietiekelen 28' gevoerd om te worden omgezet in een signaal 51 zoals weergegeven bij (d) in 15 figuur 10. Bij de comparator 50 wordt dit signaal 51, dat een maatstaf is voor de gradiënt van het differentiële signaal 29, onderwerpen aan niveausplitsing met betrekking tot een bepaald niveau L3 en als gevolg daarvan wordt een omschreven signaal met een omschreven polariteit uit het signaal 51 geselecteerd om daardoor een signaal 35' waar te nemen dat indicatief is voor de aanwezigheid van kuilen. Door de signalen 35' en 35 te voeren door een poortketen 40, kan nauwkeurig een signaal worden waargenomen dat een 20 indicatievorm voor de positie van het kuilmiddelpunt.

Gebaseerd op de voorwaarde dat het verband tussen de kuilafmeting W en de vlekafmeting Ws voldoet aan 1,3 < Ws/W < 2,2 en binnen dit gebied de gradiënt van het differentiële signaal in hoofdzaak constant is, kunnen de bovenstaande uitvoeringsvormen ervoor zorgen dat de aanwezigheid van de kuilen stabiel kan worden gedetecteerd en dus het middelpunt van de kuil nauwkeurig kan worden gedetecteerd.

25 Hoewel de voorgaande uitvoeringen zijn beschreven bij wijze van voorbeeld van het detecteren van de middelpuntpositie van ronde kuilen, kunnen ook voorkanten en achterkanten nauwkeurig worden gedetecteerd van langwerpige kuilen waar informatie is vastgelegd en plaatsen aan de randen door gebruikmaking van detectieketen met een soortgelijke opbouw als die volgens figuur 7 of 9. Het modulatieschema dat toepasbaar is voor kuilrandopnamen is ontworpen om een gelijkspanningscomponent in een frequentie-30 spectrum uit te sluiten. Dit is omdat bij signaaloverdracht nood2akelijk wisselspanningskoppeling wordt gebruikt en het dus noodzakelijk is te voorkomen dat het gemiddelde waarde van een signaal na de wisselspanningskoppeling varieert. Wanneer de gemiddelde waarde varieert, zullen punten die een splitsingsniveau kruisen, dat wordt gebruikt voor de detectie van de randgedeelten, variëren en zullen normale en lopende gegevens niet worden gedetecteerd. Maar in het algemeen kan informatie niet met 35 hoge dichtheid worden gecodeerd in het modulatieschema waaruit de gelijkspanningscomponent is verwijderd. Een modulatieschema dat gericht is op een hoge efficiëntie bij de codering, heeft noodzakelijk de neiging een gelijkspanningscomponent te bevatten.

Aldus zal aan de hand van figuur 11 en 12 de volgende beschrijving worden gegeven van een detectie-methode die stabiel informatie kan detecteren van kuilrandopnamen volgens het modulatieschema dat de 40 gelijkspanningscomponent bevat.

Informatie wordt gecodeerd onder het modulatieschema van een hoog nuttig effect bij het coderen en vastgelegd op het schijfoppervlak in de vorm van een stel kuilen 75, 71, 72, 73 en 75 zoals weergegeven bij (a) in figuur 12. Een uit het stel kuilen afkomstig detectiesignaal 80 heeft een golfvorm zoals weergegeven bij (b) in figuur 12. Dit signaal 80 wordt via een gelijkspanningsversterker 26 en een laagdoorlaatfilter 27 45 aangelegd aan het differentiatieketen 28, die het detectiesignaal 80 differentieert en een differentieel signaal 61 een eerste orde produceert zoals is weergegeven bij (c) in figuur 12. In wezen bevat dit signaal 61 geen gelijkspanningscomponent en kan het voor de transmissie wisselspanningsgekoppeld worden. Uit het signaal 61 wordt ruis van hoge frequentie verwijderd door middel van een laagdoorlaatfilter 27' 20dat een signaal 61' ontstaat dat wordt toegevoerd aan een differentiatieketen 28', een niveaucomparator 67 en een 50 niveaucomparator 68. Een uitgangssignaal 62 zoals weergegeven bij (d) in figuur 12 uit de differentiatie-keten 28' heeft een golfvorm van een differentiaal van de tweede orde van het detectiesignaal 80 en de nuldoorgangspunten ervan komen overeen met randdelen van het detectiesignaal 80. Stijgende randen worden aangeduid door ronde cirkels en dalende randen worden aangeduid door stippen. Een signaal 39 zoals weergegeven bij (g) in figuur 12 dat een indicatie vormt voor de nuldoorgangspunten kan worden 55 verkregen met gebruikmaking van een keten 60 met dezelfde constructie als de corresponderende keten in de vorige uitvoeringsvormen. De eerste orde differentiaalgolfvorm 61' wordt onderworpen aan een niveausplitsing met betrekking tot vastgestelde niveaus L., en L2 zodat een signaal 63 wordt geproduceerd

Claims (5)

7 194521 ιοείε weergegeven bij (e) en een signaal 64 zoals weergegeven bij (f) in figuur 12, die resp. worden Gebruikt om ie beoordelen cl de rand een delende of een stijgende rand is. Zo komt het signaal 63 overeen riet dalende randen en het signaal 64 met stijgende randen. Het signaal 63 wordt toegevoerd aan een ingang van een poortketen 40 en het signaal 64 aan een ingang van een poortketen 41. Het signaal 39 dat 5 een indicatie vormt voor de nuldoorgangspunten, wordt toegevoerd aan de andere ingang van elk van de poortketen 40 en 41. De signalen 3S en 63 verschaften in de poortketen 40 een pulssignaal 65 voor de voorste rand van de kuilen, zoals weergegeven bij (h) in figuur 12. Op soortgelijke wijze verschaffen de signalen 39 en 64 in de poortketen 41 een pulssignaal 66 voor de achterkant van de kuilen zoals weergegeven bij (i) in figuur 12. 10 Bij de aanduiding van de kuilranden is experimenteel bevestigd dat diffusie als gevolg van thermische karakteristieken van het materiesl van de opnamefilm duidelijker van invloed is op de vorm van de achterkant dan op de vorm van de voorkant en dat de signaalgolfvorm die een indicatie vormt voor de achterkant stomp wordt. In dat geval kan de vorm van de oorspronkelijk langwerpige kuil nauwkeurig worden gereproduceerd door het corrigeren van de tijdbepaling voor het detecteren van de positie van de 15 echlerkant overeenkomstig de detectietijd voor de positie van de voorkant. Deze behandeling vereist discriminatie tussen de voorkant en de achterkant van de kuilen en in dit opzicht is de detectiemethode effectief. 20 Conclusies

1. Inrichting voor het optisch detecteren van informatie die vastgelegd is op een opnamemedium waarin kuilen zijn gevormd door warmte-energie van een lichtvlek in een bepaalde richting voor het vastleggen van informatie, omvattende middelen om een reproductielichtvlek op het opnamemedium te vormen, middelen 25 voor het opwekken van een signaal dat de sterkte voorstelt van licht dat wordt gemoduleerd door de kuilen en tietectiemiddelen voor het detecteren van informatie op basis van het gemoduleerde signaal, differentiatiemiddelen voor het differentiëren van het door de detector verschafte informatiesignaal en verwerkingsmiddelen voor het verwerken van het gedifferentieerde informatiesignaal tot een signaal dat representatief is voor de informatie op het opnamemedium, gekenmerkt doordat de verwerkingsmiddelen 30 zijn voorzien van eerste middelen die gekoppeld zijn met de differentiatiemiddelen voor het detecteren van nuldoorgangen van het gedifferentieerde informatiesignaal, van tweede middelen die gekoppeld zijn met de differentiatiemiddelen voor het detecteren van de aanwezigheid van kuilen op het opnamemedium, en van derde middelen die reageren op de uitgangssignalen van de eerste en tweede middelen voor het verschaffen van het signaal dat representatief is voor de middenposities van de kuilen op het opnamemedium.

2. Inrichting voor het optisch detecteren van informatie volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de lengte van de reproductielichtvlek in de vastgestelde richting ligt binnen een gebied van ongeveer 1,3 tot 2,2 maal de lengte van de kuil in dezelfde richting.

3. Inrichting voor het optisch detecteren van informatie volgens conclusie 1, voorzien van een niveau-detector waaraan het gedifferentieerde informatiesignaal wordt toegevoerd, met het kenmerk, dat de tweede 40 middelen worden gevormd door een eerste en een tweede comparator, waarin het gedifferentieerde informatiesignaal wordt vergeleken met een eerste, respectievelijk een tweede vastgesteld niveau, en waardoor binaire signalen worden afgegeven en middelen die verbonden zijn met de eerste en de tweede comparator voor het produceren van een binair signaal uit de stijging van het uitgangssignaal van één van de comparatoren en de daling van het uitgangssignaal van de andere comparator.

4. Inrichting voor het optisch delecteren van informatie volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de tweede middelen worden gevormd door tweede differentiatiemiddelen voor het differentiëren van het gedifferentieerde informatiesignaal en door een comparator voor het vergelijken van het uitgangssignaal van de tweede differentiatiemiddelen met een vastgesteld niveau.

5. Inrichting voor het optisch detecteren van informatie die vastgelegd is op een opnamemedium waarin 50 kuilen zijn gevormd door warmte-energie van een lichtvlek in een bepaalde richting voor het vastleggen van informatie, omvattende middelen om een reproductielichtvlek op het opnamemedium te vormen, middelen voor het opwekken van een signaal dat de sterkte voorstelt van licht dat wordt gemoduleerd door de kuilen en tietectiemiddelen voor het detecteren van informatie op basis van het gemoduleerde signaal, differentiatiemiddelen voor het differentiëren van het door de detecfor verschafte informatiesignaal, en 55 verwerkingsmiddelen voor het verwerken van het gedifferentieerde informatiesignaal tol een signaal dat representatief is voor de informatie op het opnamemedium, gekenmerkt doordat de verwerkingsmiddelen zijn voorzien van tweede differentiatiemiddelen die gekoppeld zijn met de uitgang van de differentiatie- 194521 8 middelen voor hel difieienliëren van hel informatiesignaal en ingericht zijn voor hel differentiëren van het gedifferentieerde informatiesignaal van eerste middelen die gekoppeld zijn met de tweede differentiatie-middelen voor het detecteren van de nuldoc rgangen van het uitgangssignaal van de tweede differentiatie-middelen, van tweede middelen die worden gevormd door een eerste en een tweede comparator waarin het 5 gedifferentieerde informatiesignaal wordt vergeleken met een eerste respectievelijk een tweede vastgesteld niveau voor het verschaffen van een eerste en een tweede binair signaal en van derde middelen die reageren op de uitgangssignalen van de eerste en de tweede middelen voor het verschaffen van signalen die representatief zijn voor de voorrand resp. achterrand van de kuilen op het opnamemedium. Hierbij 9 bladen tekening