NL7904724A - Optische aftastinrichting met fokusseerstelsel. - Google Patents

Description

>* N.V.Philips 'Gloeilampenfabrieken, Eindhoven PHN 9486 1

Optische aftastinrichting met fokusseerstelsel.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het optisch aftasten van een registratiedrager waarop informatie is opgetekend, welke inrichting is voorzien van een stralingsbron voor het uitzenden van een aftast— 5 stralenbundel, een uitleesdetektor voor het detekteren van de na samenwerking met de registratiedrager in de aftast-stralenbundel aanwezige informatie en een fokusseerstelsel voor het fokusseren van de aftaststralenbundel op de registratiedrager, welk fokusseerstelsel een fokusdetektor 10 bevat voor het leveren van een meetsignaal dat representatief is voor dé mate van het uit fokus zijn van de aftast-stralenbundel op de registratiedrager en een fokusregel-inrichting voor het in afhankelijkheid van het meetsignaal regelen van de fokussering van deze aftaststralenbundel.

10 Registratiedragers welke zijn bedoeld om op optisclB

wijze afgetast te worden bestaan veelal uit een schijf die is voorzien van zeer smalle, nagenoeg koncentrische, informatie sporen. Voor het uitlezen van de in deze informatie sporen opgeslagen informatie wordt gebruik gemaakt 20 van een door een objektiefstelsel gekonvergeerde aftast-stralenbundel. Een essentiële voorwaarde voor het korrekt aftasten van de informatiedrager is dat deze aftaststralenbundel nauwkeurig op het vlak van de registratiedrager gefokusseerd is en ongeacht eventuele onvlakheden van deze 7904724 •· 3é PHN 9486 2 registratiedrager ook gefokusseerd blijft.

Een inrichting van voornoemde soort is bijvoorbeeld bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 4006293 (PHN 7919)· Daarin is tevens een mogelijke uitvoering van het fokusseer-5 stelsel voor het fokusseren van de aftaststralenbundel op de registratiedrager beschreven. Dit fokusseerstelsel maakt gebruik van een fokusdetektor bestaande uit tenminste twee stralingsgevoelige detektoren die op een geschikt gekozen positie binnen de na samenwerking met de registratiedrager IQ resulterende stralenbundel zijn geplaatst. Deze positie is zodanig gekozen dat het verschil tussen de uitgangssignalen van de twee stralingsgevoelige detektoren een maat is voor. het in fokus zijn van de aftaststralenbundel. Dit verschil-signaal wordt toegevoerd aan de fokus re gelinri cht ing, die ^5 bestaat uit een aandrijfinrichtihg waarmede het objektief in een richting dwars op het vlak van de registratiedrager verplaatst kan worden.

Een probleem voor het verkrijgen van een nauwkeurige fokussering is dat zowel ten aanzien van de posi-20 tionering van de bij de fokusdetektor gebruikte elementen als de nauwkeurigheden van de elektronische circuits voor het toevoeren van het verkregen meetsignaal aan de fokus-regelinrichting zeer hoge eisen gesteld worden. Is bijvoorbeeld de positionering van de twee stralingsgevoelige 25 detektoren in het fokusseerstelsel volgens genoemd Amerikaans octrooischrift niet helemaal korrekt dan zal het fokusseerstelsel een regelpunt aanhouden dat niet overeenkomt met een optimaal korrekte fokussering. Hetzelfde geldt voor eventuele foutieve instellingen (in het bijzonder 30 offsets) in de elektronische circuits. Het aan de fokus-regelinrichting toegevoerde signaal zal dan op een bepaald moment nul zijn, hetgeen normaliter indikatief is voor het korrekt in fokus zijn van de aftaststralenbundel, terwijl dit in werkelijkheid niet het geval is.

35 De uitvinding beoogt op een eenvoudige wijze een oplossing voor dit probleem te verschaffen en heeft daartoe als kenmerk, dat de inrichting verder is voorzien van een met de uitleesdetektor gekoppelde amplitudedetektor, voor 7904724 ΡΗΚΓ 9486 3 het leveren van een uitgangssignaal, dat de amplitude van het uitgelezen informatiesignaal representeert, een fase- detektor met een eerste ingang voor het ontvangen van een fokusfoutsignaal, een tweede ingang voor het ontvangen van _ het uitgangssignaal van de amplitudedetektor, en een uit— 0 gang voor het leveren van een korrektiesignaal, dat een polariteit bezit afhankelijk van de faserelatie tussen de aan beide ingangen toegevoerde signalen, en een verschiltrap voor het van elkaar aftrekken van het meetsignaal van de jg fokusdetektor en het korrektiesignaal van de fasedetektor en het toevoeren van het verschilsignaal aan de fokusregel-inrichting.

Door de inrichting volgens de uitvinding wordt; op elektronische wijze een eventueel foutieve instelling "van jg het fokusseerstelsel gedetekteerd en gekorrigeerd. De uitvinding maakt hierbij gebruik van de specifieke korrelatie die bestaat tussen het fokusfoutsignaal en de amplitude van het uitgelezen informatiesignaal als funktie van de fokus-sering zoals in de figuurbeschrijving nader zal worden uit-2q eengezet.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding wordt de fasedetektor gevormd door een vermehigvuldigschakeling, die als korrektiesignaal het produkt van de aan zijn beide ingangen toegevoerde sig-25 nalen levert. Bij voorkeur wordt hierbij in de verbinding tussen de fasedetektor (vermeniguldigschakeling) en verschil-versterker een laagdoorlaatfilter met een grote tijdkonstante opgenomen, waardoor het uiteindelijk aan de verschilverster-ker toegevoerde korrektiesignaal overeenkomt met de gemiddel-30 de waarde van het produktsignaal. Een verdere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is gekenmerkt doordat de fasedetektor is voorzien van twee omvormers voor het omvormen van het fokusfoutsignaal en het uitgangssignaal van de amplitudedetektor in twee blokvormige signalen, en 35 een exklusieve OE-schakeling met twee ingangen voor het ontvangen van de beide blokvormige signalen en een uitgang voor het leveiai van het korrektiesignaal. Deze uitvoeringsvorm is gebaseerd op het inzicht dat de uitgevoerde korrek- 7904724 * ft PHN 9486 4 tie ten aanzien van de fokusseringsregeling geen proportioneel karakter hoeft te bezitten, waardoor de bovenaange- . . geven eenvoudige uitvoering mogelijk wordt.

Een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de 5 inrichting volgens de uitvinding is gekenmerkt doordat in de verbinding tussen de uitgang van de fasedetektor en de verschiltrap een verbreekschakelaar is opgenomen, die wordt gestuurd door een stuurcircuit dat genoemde verbinding verbroken houdt zolang het fokusseerstelsel nog geen ^ fokussering bewerkstelligd heeft. Door de aanwezigheid van de verbreekschakelaar wordt ervoor gezorgd dat de korrektie ten aanzien van het fokusseerstelsel pas aktief wordt zodra dit fokusseerstelsel in zijn eigen instelpunt is ingevangen.

Zou men dit niet doen dan zou het invangen van het fokusseer-15 stelsel bij het in bedrijfstellen van de aftastinrichting minder soepel verlopen.

Tenslotte kan om een zeer betrouwbaar korrektie-signaal te verkrijgen de inrichting volgens de uitvinding gekenmerkt zijn doordat het fokusseerstelsel is voorzien van 20 een signaalbron voor het opwekken van een periodiek akti-veringssignaal en het toevoeren van ditsignaal aan de fokus-regelinrichting voor het periodiek variëren van de fokussering. Hierdoor wordt een periodieke relatief kleine variatie in de fokussering teweeggebracht waardoor zowel het meet-25 signaal vantfe detektor als het uitgangssignaal van de amplitudedetektor een voor het opwekken van het korrekiie- signaal te benutten variatie met voorafbepaalde frequentie vertoonte Bij gebruik van een s.chi jfvormige registratie- drager bezit het aktiveringssignaal bij voorkeur een fre-30 quentie die gelijk is aan een oneven veelvoud van de halve omwentelingsfrequentie van deze registratiedrager, aangezien een dergelijke frequentie goed onderscheiden kan worden van de normaliter in het fokusseerstelsel optredende signaalfrequenties. Bovendien is het vanwege de eenduidige 35 relatie tussen het aktiveringssignaal en het fokusmeet-signaal mogelijk dit aktiveringssignaal als fokusfoutsignaal aan de fasedetektor toe te voeren. .

7904724 PHN 9^86 5

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de figuren, waarbij

Fig. 1 schematisch een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding toont.

5 Fig. 2 en 3 tonen karakteristieken ter verklaring van de werking van deze inrichting en

Fig. b toont een eenvoudige uitvoeringsvorm van de bij de inrichting volgens de uitvinding benodigde fasede-tektor.

10 Fig. 1 toont een schijfvormige registratiedrager 1, die via een door een centrale opening b stekende spil 5 in. roterende zin kan worden aangedreven. Aangenomen wordt dat in een vlak 2 van de registratiedrager 1 informatie sporen 3 zijn aangebracht volgens een spiraalvormig of koncentrisch 15 patroon. Verder wordt aangenomen dat de informatiestruktuur reflekterend is.

De aftastinrichting bevat een stralingsbron 6, bijvoorbeeld een helium-neon laser, die via een lens 7 een aftaststralenbundel b uitzendt. Deze aftaststralenbundel b 20 wordt door een spiegel 9 gereflekteerd naar een, schematisch met een enkele lens aangeduid, objektiefstelsel 11. Via dit objektiefstelsel 11 wordt dan een stralingsvlekje van minimale afmetingen op het vlak 2 van de informatie struktuur geprojekteerd.

25 De aftaststralenbundel wordt door de informatiestruk tuur gereflekteerd en tevens gemoduleerd door de in de informatiesporen opgeslagen informatie. De gereflekteerde stralenbundel passeert weer het objektiefstelsel en wordt door de spiegel 9 gereflekteerd in de richting van de ^ stralingsbron 6. Om een scheiding tussen de door de stralingsbron opgewekte ongemoduleerde en de van de registratiedrager 1 terugkomende gemoduleerde stralings-bundel te bewerkstelligen zijn in de stralingsweg daartoe geeigende middelen opgenomen, welke in de figuur eenvoudig-35 heidshalve zijn voorgesteld door een halfdoorlatende spiegel 8. Deze spiegel 8 reflekteert een deel van de gemoduleerde aftaststralenbundel naar een stralingsgevoeli- 7904724 0 «V.

PHN 9486 6 ge detektor 12, die de in de aftaststralenbundel aanwezige modulatie omzet in een elektrisch signaal waaruit met geeigende elektronische circuits (niet weergegeven) de op de registratiedrager opgeslagen informatie van kan worden afgeleid.

5

De optische details van de op de registratiedrager 1 aangebrachte informatiestruktuur zijn in het algemeen zeer klein. Zo bestaan er bijvoorbeeld registratiedragers met een spiraalvormig informatiespoor met een breedte van jg 0,6^um en een spoorafetand van 1,6yum. In dit informatiespoor is de informatie opgeslagen in de vorm van een opeenvolging van kuiltjes afgewisseld door tussengebiedjes, waarbij de gemiddelde lengte van de kuiltjes ongeveer 2yum bedraagt. Wil een dérgelijke informatiestruktuur kunnen worden U uitgelezen dan moet enerzijds het aftastvlekje nauwkeurig op het informatiespoor 3 gecentreerd blijven terwijl anderzijds de aftaststralenbundel scherp op het vlak 2 van de informatiestruktuur gefokusseerd moet blijven.

Om afwijkingen in de centrering en de fokussering 2Q te kunnen detekteren zijn behalve de uitleesdetektor 12 twee extra stralingsgevoelige detektoren 13 en 14 aanwezig. Deze drie detektoren zijn bijvoorbeeld aangebracht in een vlak u waarin een afbeelding van de werkelijke uittreepupil van het objektiefstelsel 11 gevormd wordt met behulp van een 25 hulplens 15· In Piguur 1 is eenvoudigheidshalve slechts de afbeelding a' van een punt van de uittreepupil aangegeven. Deze uitvoeringsvorm van het fokusmeetstelsel komt overeen met dat volgens het Amerikaanse octrooischrift 4006293 (PHN 7919)· 3Q De uitgangssignalen van de beide stralingsgevoelige detektoren 13 en 14 worden met behulp van een verschilver-sterker 16 van elkaar afgetrokken, hetgeen resulteert in -een meetsignaal dat de afwijking in de fokussering representeert. Aangezien de uitvoering van het fokusseer-35 meetstelsel als zodanig voor de uitvinding van ondergeschikt belang is wordt voor de verklaring van de werking ervan en de juiste positionering van de detektoren 13 en 14 verwezen naar het genoemde Amerikaanse octrooischrift, dat als 7904724 *: * PHN 9486 7 referentie wordt opgenomen. De uitvinding is echter geenszins beperkt tot toepassing van het hierin getoonde fokus-seerstelsel, maar is daarentegen toepasbaar bij elk bekend fokusseerstelsel. Als voorbeelden van mogelijke alternatieve 5 fokusseerstelsels zij slechts verwezen naar de Amerikaanse octrooischriften US-PS 3833769 (PHN 5503), US-PS 3876841 (PHN 6295), US-PS 3876842 (PHN 6296), US-PS 3873763 (PHN 6492), US-PS 399257^ (PHN 7122), US-PS 3992575 (phn 7400), us-ps 3969576 (ρηκγ 7810), US-PS 4oii4oo t0 (PHN 8076), US-PS 4051427 (PHN 8291), US-PS 4135207 (PHN 8736).

Het met behulp van het fokusseermeetstelsel verkregen fokusmeetsignaal S^ aan de uitgang van de verschil-versterker 16 wordt toegevoerd aan een fokusregelinrichting ^5 17» die de fokussering van de aftaststralenbundel regelt.

Bij de in dè figuur schematisch weergegeven uitvoeringsvorm is aangegeven dat deze fokusregelinrichting 17 bestaat uit een aandrijfinrichting, die de afstand van het objektief 11 tot de registratiedrager 1 regelt, dus de 20 positie van het objektief in de richting 18. Elke andere fokusregelinrichting is echter eveneens toepasbaar.

Volledigheidshalve is in de figuur ook nog schematisch het regelsysteem aangegeven dat zorg draagt voor een korrekte centrering van de aftastvlek op het informatiespoor.

25 Het voor dit regelsysteem benodige radiale meetsignaal S^ kan bij de weergegeven uitvoeringsvorm worden verkregen door met behulp van een opteltrap 19 de uitgangssignalen van de beide stralingsgevoelige detektoren 13 en 14 bij elkaar op te tellen. Aangezien de wijze voor het verkrijgen 30 van een radiaal-meetsignaal voor de onderhavige uitvinding van ondergeschikt belang is zij voor de verklaring van de werking ervan weer verwezen naar het in de aanhef genoemde Amerikaanse octrooischrift. Alternatieve radiale meetsystemen, zoals bijvoorbeeld beschreven in de Amerikaanse octrooi-35 schriften US-PS 3833769 (PHN 5503), US-PS 3876842 (PHN 6296), US-PS 4057833 (PHN 8290), zijn evenzeer bruikbaar. Het door het radiale meetsysteem opgewekte meetsignaal S wordt in de weergegeven uitvoering toegevoerd aan een 7904724 9 .

PHN 9486 8 aandrijfinrichting 20, die de hoekstand 10 van de spiegel 9 bepaalt.

Ter illustratie is in figuur 2 met I de gewenste karakteristiek van het fokusmeetsignaal als funktie van 5 de fokusfout f aangegeven. Uiteraard wordt ernaar gestreefd rond het gewenste instelpunt 0, overeenkomend met het in fokus zijn van de aftaststralenbundel op het vlak van de informatiestruktuur, over een zo groot mogelijk bereik een lineaire karakteristiek te verkrijgen. Uit de figuur is 10 eenvoudig te zien, dat zodra een afwijking in de fokussering optreedt een met de grootte en richting van de afwijking proportioneel fokusmeetsignaal ontstaan. Ter illustratie is in de figuur een sinusvormig verloop F van de fokussering aangegeven en het daardoor ontstane meetsignaal S^. Dit is 15 een situatie die redelijk illustratief is voor de in de praktijk optredende afwijkingen in de fokussering. Bij gebruik van een schijfvormige registratiedrager zullen de afwijkingen in de fokussering in hoofdzaak veroorzaakt worden door onvlakheden van de registratiedrager, hetgeen 20 tot gevolg heeft dat in de hierdoor veroorzaakte fokus-seringsafwijkingen sterke componenten met een frequentie gelijk aan de omwentelingsfrequentie van de registratiedrager en harmonischen daarvan vertegenwoordigd zijn. Voor de verklaring van de werking van de inrichting volgens de 25 uitvinding wordt , daarom eenvoudigheidshalve uitgegaan van een periodieke verstoring F in de fokussering.

In figuur 2 is met de karakteristiek II het verloop van de amplitude Δ van het uitgelezen informatiesignaal als funktie van de fokusfout f aangegeven. Uiteraard is deze 30 amplitude maximaal indien de aftaststralenbundel in fokus is op het vlak van de informatiestruktuur en neemt daar buiten met toenemende fokusfout af. Het door de uitlees-detektor 12 geleverde signaal bestaat in het algemeen uit een gelijkstroomkomponent, overeenkomend met het gemiddelde 35 energieniveau van de stralenbundel, en een daarop gesuper-poneerde wisselstroomkomponent veroorzaakt door de in de registratiedrager opgeslagen informatie. Voor het verkrijgen van het informatiesignaal wordt uiteraard deze wisselstroom- 7904724 * PHN 9486 9 komponent afgezonderd, bijvoorbeeld door middel van een wisselstroomkoppeling met de uitleesdetektor. Het zal duidelijk zijn dat met de amplitude A van bet informatie-signaal de amplitude van deze wisselstroomkomponent bedoeld wordt. Ter illustratie is in figuur 1 voor de verstoring F in de fokussering het verloop van deze amplitude A aangegeven.

Uiteraard is het gewenst dat het fokusstelsel de aftaststralenbundel zo goed mogelijk in fokus houdt op 5 het vlak van de informatiestruktuur omdat dan de amplitude van het uitgelezen informatiesignaal maximaal is. NPu zijn er diverse oorzaken aan te geven waardoor het bijzonder moeilijk is dit met de bekende fokusseerstelsels te bereiken. Alhoewel dit voor alle bekende fokusseerstelsels in meerdere of mindere mate geldt zal dit worden uiteengezet aan de hand van het in figuur 1 aangegeven fokusseer-stelsel.

Zoals in het genoemde Amerikaanse octroorschrift 4006293 uitgebreid is uiteengezet maakt dit fokusseermeet-15 stelsel gebruik van de twee door de informatiestruktuur in de aftaststralenbundel veroorzaakt eerste orde deelbundels.

Door middel van de detektoren 13 en 14 wordt de in deze deelbundels aanwezige informatie ten aanzien van de fokus-seerfout dedetekteerd. Voor een juiste detektie moeten deze 2Q detektoren op een exact voorgeschreven positie ten opzichte van de aftaststralenbundel zijn geplaatst. Xs deze positie bijvoorbeeld vanwege fabrikagetoleranties niet volkomen korrekt dan is het door deze detektoren opgewekte fokus-meetsignaal niet geheel korrekt. Hetzelfde treedt op wan-20 neer de beide detektoren niet geheel gelijk zijn, dat wil zeggen verschillende overdrachtkarakterisieken bezitten.

Een volgende fout kan veroorzaakt worden door een onbalans (offset) van de verschilversterker 18.

DEinvloed van dit soort fouten op het fokusseerstel-30 sel kan gerepresenteerd worden door een verschuiving van de karakteristiek I langs de f-as, bijvoorbeeld resulterend in de karakteristiek I' of I" in figuur 2. Wordt aangenomen dat karakterisitièk I' geldt dan zal het fokusseerstel- 7904724 if . - *+ PHN 9486 10 s sel als regelinstelpunt het punt 0' aanhouden, terwijl dit voor de karakteristiek I'1 h:et punt O'1 is. Dit betekent dat bij het werkzaam zijn van de karakteristiek I' respectievelijk I,! dit fokusseerstelsel niet naar een optimale 5 fokusseering regelt maar naar een fokussering waarbij een fokusfout Λ f .j respectiveli jk Af 2 optreedt. Uit de figuur is dan eenvoudig te zien dat de amplitude A van het uitgelezen informatiesignaal in beide gevallen kleiner is dan de maximaal mogelijke amplitude, zodat de signaal-ruisver-10 houding van het uitgelezen informatiesignaal is toegenomen.

De uitvinding verschaft de mogelijkheid op eenvoudige wijze een dergelijke foutieve instelling van het fokusseerstelsel te kompenseren. De inrichting volgens figuur 1 bevat daartoe allereerst een amplitudedetektor 21, 15 die met de uitleesdetektor 12 is gekoppeld voor het detekte-ren van de amplitude A van het informatiesignaal. De uitgang van deze amplitudedetektor 21 is via een banddoorlaat-filter 22, dat ongewenste frequentiekomponenten onderdrukt, verbonden met een eerste ingang 23a van een als vermenig-20 vuldigschakeling uitgevoerde fasedetektor 23· Een tweede banddoorlaatfilter 24 ontvangt het fokusmeetsignaal en is met zijn uitgang verbonden met een tweede ingang 23^ van de vermenigvuldigschakeling 23· Deze vermenigvuldigschake-ling 23 vermenigvuldigt de aan zijn beide ingangen aange-25 boden signalen met elkaar en levert het produktsignaal aan een laagdoorlaatfilter 25· Dit laagdóorlaatfilter 25 heeft een zodanig geringe bandbreedte dat zijn uitgangssignaal de gemiddelde waarde van het produktsignaal representeert.

De uitgang van dit laagdoorlaatfilter is gekoppeld met een 30 verschiltrap 26, die het uitgangssignaal van het laagdoorlaatfilter 25 aftrekt van het meetsignaal S^.. Het door deze verschiltrap 26 geleverde verschilsignaal wordt tenslotte als stuursignaal aan de aandrijfinrichting 17 toegevoerd.

Om de werking van de inrichting volgens de uit-35 vinding te verklaren zij verwezen naar figuur 3. In deze figuur is weer met de karakteristiek I het gewenste verloop van het meetsignaal als functie van de fokusfout f aangegeven, en met de karakteristiek II weer het verloop van 7904724 PEW 9486 11 de amplitude A van het uitgelezen informatiesignaal als functie van deze fokusfout f.

Aangenomen wordt dat als gevolg van een positieaf-wijking van de detektoren 13 en 14 en/of foutieve, instel-5 lingen van de elektronische circuits in plaats van de karakteristiek I de S^-f karakteristiek I’ werkzaam is. Daardoor zal in plaats van het gewenste instelpunt 0 door het fokusseerstelsel het instelpunt 0' nagestreeft worden. Zonder verdere maatregelen zal dus gemiddeld een fokusfoutZif^ 10 optreden.

Als gevolg van onvlakheden van de registratiedra-ger zal rond het instelpunt 0* steeds een variatie in de fo-kussering optreden, dus een fokusfoutsignaal, dat de fokus-regeling bestuurt om deze variatie in de fokussering te 15 reduceren. Zoals reeds is aangegeven kan men deze afwijkingen in de fokussering eenvoud!gheidshalve representeren door een periodiek verlopende afwijking F. Eendergelijke periodieke afwijking E rond het instelpunt 0' resulteert via de karakteristiek I' in een fokusfoutsignaal zoals rechts 20 in de figuur is aangegeven.

De amplitude A van het informatiesignaal varieert door toedoen van deze fokusvariatie F rond het instelpunt 0’ via de karakteristiek II op een wijze zoals eveneens rechts in de figuur is aangegeven. Dit signaal komt overeen 25 met het uitgangssignaal van de amplitudedetektor 21. Zoals uit de figuur te zien is,zijn de beide signalen en A in deze situatie in tegenfase. Dit betekent dat het door de vermenigvuldigschakeling 23 geleverde produktsignaal A.Sf een verloop heeft zoals eveneens rechts in figuur 3 is 30 aangegeven. Dit produkt signaal A.S^ is in dit geval steeds negatief zodat ook het door het laagdoorlaatfilter 25 van dit produktsignaal afgeleide korrektiesignaal, dat bij benadering overeenkomt met het gemiddelde van dit produktsig-naal, negatief is. Dit korrektiesignaal wordt in de verschil-35 trap 26 afgetrokken van het meetsignaal S^, hetgeen tot gevolg heeft dat hetinstelpunt van de fokusregeling een verschuiving van de positie 0* naar de gewenste positie 0 ondergaat .

7904724 . Λ*.

ΡΗΝ 9^86 12

Op dezelfde wijze als hiervoor de situatie is aangegeven ingeval de S^-rf karakteristiek I' werkzaam is, is in figuur 3 eveneens de situatie geschetst indien de karakteristiek I'* werkzaam is, waarbij de normale fokus-g regeling het foutieve instelpunt 0,r nastreeft. Uit het in de linkerhelft van de figuur geschetste verloop van het fokusmeetsignaal en amplitude A is te zien dat in deze situatie deze beide signalen in fase zijn. Dit betekent dat het door de vermenigvuldigschakeling 23 geleverde produkt-10 signaal A.S^, steeds positief is, dus ook het aan de ver-schiltrap 26 geleverde korrektiesignaal. Dit heeft tot gevolg dat het instelpunt van de focusregeling een verschuiving van de positieve O'1 naar de gewenste positie 0 ondergaat.

15 Ter kompletering is in figuur 2 nog het produktsignaal A.S^ aangegeven zoals dat ontstaat indien de fokusregeling in het juiste instelpunt 0 staat ingesteld. Dit produktsignaal is dan periodiek rond de waarde nul, zodat het van dit produktsignaal afgeleide korrektiesignaal 20 eveneens nul is.

Met de in figuur 1 schematisch aangegeven elektronische korrektiemiddelen wordt dientengevolge op eenvoudige wijze een korrektie ten aanzien van een eventuele foutieve instelling van de fokusregeling bewerkstelligd.

25 Voor het verkrijgen van het hiervoor benodigde korrektie-signaal wordt gebruik gemaakt van het gegeven dat bij de onderhavige fokusregeling de regelgrootheid f variaties (restfouten van het regelsysteem) vertoont, die aanleiding geven tot gekorreleerde variaties van het meetsignaal 30 en de amplitude A van het uitgelezen informatiesignaal.

Om de betrouwbaarheid van het korrektiesignaal te vergroten worden met behulp van de banddoorlaatfilters 22 en 2b de meest relevante frequenties, bijvoorbeeld de omwen-telingsfrequentie van de schijfvormige registragiedrager, 35 uit deze beide signalen uitgefilterd. .

Om de betrouwbaarheid van de uitgevoerde korrektie nog verder te vergroten is het mogelijk op aktieve wijze een periodieke variatie van de fokussering 7904724 PHN 9486 13 te bewerkstelligen. Daartoe kan de inrichting volgens figuur ' 1 voorzien worden van een signaalbron 27» die een periodiek signaal met vaste frequentie levert. Dit signaal wordt toegevoerd aan de fokusregelinrichting 17, bijvoorbeeld via g de verschiltrap 26, waardoor er een periodieke afwijking in de fokussering zal ontstaan, overeenkomend met het in figuur 2 en 3 geschetste verloop F. Uiteraard zal men de amplitude van dit signaal zo klein kiezen dat de door dit signaal veroorzaakte maximale fokusafwijkingen klein genoeg IQ blijven om een effektieve uitlezing van het informatiesig-naal te waarborgen. De banddoorlaatfilters 22 en 24 zullen bij deze uitvoering afgestemd zijn op de frequentie van het door de signaalbron 27 geleverde signaal. Bij gebruik van een schijfvormige registratiedrager bedraagt deze frequentie 15 bij voorkeur een oneven aantal malen de halve omwentelings-frequentie van de registratiedrager. Deze frequentie kan namelijk effektief onderscheiden worden van de in het fokusseerstelsel normaliter optredende regelsignaal, dat immers, zoals reeds gezegd, sterke komponenten met een fre-20 quentie gelijk aan deze omwentelingsfrequentie en gehele veelvouden daarvan bevat.

Bij gebruik van de signaalbron 27 voor het periodiek variëren van de fokussering is het ook mogelijk het uitgangssignaal van deze signaalbron aan de ingang 23b 25 van de vermenigvuldigschakeling 23 toe te voeren in plaats van het fokusmeetsignaal S^., zoals in figuur 1 met een stippellijn is aangegeven. Tussen dit uitgangssignaal van de signaalbron 27 en het fokusmeetsignaal bestaat immers een eenduidig verband, namelijk de S^-f karakteristiek I.

30 Bij de in figuur T weergegeven uitvoerings vorm is het opgewekte korrektiesignaal A.S.^, proportioneel met de grootte van de afwijking van het instelpunt (θ’, 0,f) ten opzichte van het gewenste instelpunt O van de fokusrege-ling, aangezien de vermenigvuldigschakeling 23 proportio-36 neel werkt. Voor een effektieve korrektie is deze proportionele werking echter niet vereist. Het is reeds voldoende indien het in fase of in tegenfase zijn van de beide ingangssignalen gedetekfceerd wordt, zodat het mogelijk is zeer 7904724 PHN 9486 1Λ eenvoudige fasedetektoren te gebruiken.Een elektronisch zeer eenvoudige uitvoeringsvorm, is schematisch in figuur h aangegeven, waarbij alleen de van belang zijnde elementen zijn aangegeven. Het door de detektor 21 ge-5 leverde amplitudesignaal A wordt via het banddoorlaat-filter 22 toegevoerd aan een begrenzerschakeling 30, die dit amplitudesignaal A omzet in een blokvormig signaal.

Op overeenkomstige wijze wordt het meetsignaal door een begrenzerschakeling 31 omgezet in een blokvormig ^ signaal. De beide blokvormige signalen aan de uitgangen van de begrenzerschakelingen 30 en 31 bevatten geen informatie meer ten aanzien van de grootte van de oorspronkelijke signalen maar alleen ten aanzien van hun polariteit, en dus hun onderlinge faseverhouding. Deze laatste kan nu ^ op eenvoudige wijze gedetekteerd worden door middel van een exclusieve -OF-poort 32. Zijn immers de beide signalen A en onderling in fase dan bezit het uitgangssignaal van de poort 32 kontinu een waarde overeenkomende, met een logische "O", terwijl ingeval deze beide signalen 20 onderling in tegenfase- zijn dit uitgangssignaal kontinu een waarde bezit overeenkomende met een logisch ”1”. Dit uitgangssignaal van de poort 32 is dientengevolge geschikt voor het bewerkstelligen van de gewenste verplaatsing van het instelpunt van de fokusregeling. Dit signaal kan dan 25 ook, eventueel via een. aanpas sings s chakeling 33 voor het op een gewenst niveau brengen van de beide mogelijke signaalwaarden, aan het laagdoorlaatfliter 25 worden toegevoerd.

Figuur 1 toont tenslotte nog een uitbreiding 30 van de inrichting volgens de uitvinding in de vorm van een detektieschakeling 28 en een door deze schakeling 28 bestuurde verbreekschakelaar 29, die is opgenomen in de verbinding tussen de fasedetektor 23 en het laagdoorlaat- filter 25. Doel van deze toevoeging is het korrektiesysteem 35 pas in werking te stellen nadat de konventionele fol-cus-regeling zijn instelpunt bereikt heeft. Bij het in werking stellen van de uitieesinrichting zal er immers in eerste 7904724 -f. sr PHN 9486 15 instantie een grote fokus af wijking bestaan. Het is dan ongewenst dat h.et korrektiesysteem al werkzaam is, omdat daardoor het invangen van de fokusregeling bemoeilijkt kan worden. De detektieschakeling 28 houdt daarom met 5 behulp van de schakelaar 29 de verbinding tussen de fasedetektor en het laagdoorlaatfilter 25 verbroken totdat het fokusmeetsignaal (eventueel het gemiddelde fokusmeet-signaal) tot beneden een zekere waarde gedaald is , hetgeen indikatief is voor het bereiken van het instelpunt. Een 10 andere mogelijkheid zou natuurlijk zijn het met een vast ingestelde vertraging na het in werking stellen van de uitleesinrichting pas aktiveren van het korrëktiesysteem via de schakelaar 29·

Het zal duidelijk zijn dat de uitvinding 15 geenszins beperkt is tot de in de figuur weergegeven uitvoeringsvormen,maar dat uitgaande van de uitvindings-gedachte zeer vele alternatieve uitvoeringsvormen mogelijk zijn. De uitvinding is ook geenszins beperkt tot een inrichting voor het uitlezen van een schijfvormige 20 registratiedrager maar daarentegen toepasbaar bij elk uitleessysteem -waarbij een aft as tstralenb tondel op een informatiespoor gefokusseerd dient te worden.

25 30 35 7904724

Claims (9)

1. Inrichting voor het optisch aftasien van een regis-stra.tiedrager waarop informatie is opgetekend, welke inrichting is voorzien van een stralingsbron voor het uit-5 zenden van een af tast stralenbundel, een uitleesdetektor voor het detekteren van de na samenwerking met de registra-tiedrager in de aftaststralenbundel aanwezige informatie en een fokusseerstelsel voor het fokusseren van de aftast-stralenbundel op de registratiedrager, welk fokusseerstel-sel een fokusdetektor bevat voor het leveren van een fokus-meetsignaal dat representatief is voor de mate van'het uit fokus zijn van de aftaststralenbundel op de registratiedrager en een fokusregelinrichting voor het in afhankelijkheid van het meetsignaal regelen van de fokus sering van ^ deze aftaststralenbunde 1 met het kenmerk, dat de inrichting verder is voorzien van een met de uitleesdetektor gekoppelde amplitudedetektor, voor het leveren van een uitgangssignaal, dat de amplitude van het uitgelezen informatie-signaal representeert, een fasedetektor met een eerste 20 ingang voor het ontvangen van een fokusfoutsignaal, een tweede ingang voot het ontvangen van het uitgangssignaal van de amplitudedetektor, en een uitgang voor het leveren van een korrektiesignaal, dat een polariteit bezit afhankelijk van de faserelatie tussen de aan beide ingangen oe toegevoerde signalen, en een verschiltrap voor het van elkaar aftrekken van het meetsignaal van de fokusdetektor en het korrektiesignaal van de fasedetektor en het toevoeren van het verschilsignaal aan de fokusregelinrichting.

2. Inrichting volgen konklusie 1 met het kenmerk, dat 30 de fasedetektor wordt gevormd door een vermemgvuldigscha-keling, die als korrektiesignaal het produkt van de aan zijn beide ingangen toegevoerde signalen levert,

3. Inrichting volgen konklusie 1 met het kenmerk, dat de fasedetektor is voorzien van twee omvormers voor het 35 omvormen van het f okusf outsignaal en het uitgangssignaal van de amplitudedetektor in twee blokvormige signalen, en een exclusieve OF-schakeling met twee ingangen voor het 7904724 PH3ST 9hS6 17 ontvangen van de beide blokvormige signalen en een uitgang voor bet leveren van bet korrekt ie signaal.

4. Inrichting volgens konklusie 1, 2 of 3 met bet kenmerk dat in de verbinding tussen de uitgang van de fase- 5 detektor en de verschiltrap een laagdoorlaatfilter is op-genomen.

5. Inrichting volgens een der voorgaande konklusies met bet kenmerk, dat in de verbinding tussen de uitgang van de fasedetektor en de verschiltrap een verbreekschake- 10 laar is op genomen, die -wordt gestuurd door een stuur circuit dat genoemde verbinding verbroken houdt zolang bet fokusseerstelsel nog geen foknssering bewerkstelligd beeft.

6. Inrichting volgens een der voorgaande konklusies met bet kenmerk, dat bet fokusseerstelsel is voorzien 15 van een signaalbron voor bet opwekken van een periodiek aktieveringssignaal en bet toevoeren van dit signaal aan de fokusregelinrichting voor bet periodiek variëren van de foknssering.

7· Inrichting volgens een der voorgaande konklusies 20 met bet kenmerk, dat de eerste ingang van de fasedetektor voor het ontvangen van bet fokusfoutsignaal is gekoppeld met de fokusdetektor.

8. Inrichting volgens konklusie 6, met bet kenmerk, dat de eerste ingang van de fasedetektor voor bet ont- 25 vangen van bet f okus fouts ignaal is gekoppeld met de signaalbron.

9. Inrichting volgens konklusie 6 voor bet aftasten van een scbijfvormige registratiedrager met bet kenmerk, dat bet aktiveringssignaal een frequentie bezit gelijk aan een 33 oneven veelvoud van de halve omwentelingsfrequentie van de registratiedrager. 35 \ 7904724