NL8600378A

NL8600378A - Werkwijze en inrichting voor de optische detectie van informatie.

Info

Publication number: NL8600378A
Application number: NL8600378A
Authority: NL
Original assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-03-22
Filing date: 1986-02-14
Publication date: 1986-10-16
Also published as: JP2641421B2; US4743774A; DE3604723A1; NL194521C; JPS61216127A; DE3604723C2; NL194521B

Description

% - £ 86.3019/K1/MW -1-

Werkwijze en inrichting voor de optische detectie van informatie.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het optisch detecteren van informatie 5 vanaf een opnamemedium waarin door warmte-energie van een lichtvlek plaatselijk kuilen zijn gevormd om de informatie vast te leggen, en meer in het bijzonder op een werkwijze en inrichting voor optische detectie voor het stabiel detecteren van informatie vanaf een opnamemedium dat de informa-10 tie bevat op plaatsen waar kuilen zijn vastgelegd.

Een voorbeeld van een inrichting voor het optisch vastleggen en weergeven van informatie met informatie op centrale posities van gatvormige kuilen wordt beschreven in een artikel getiteld "Ten Billion Bits on a Disc", IEEE, SPEC-15 TRUM, Augustus, 1979. Bij dit type apparaat bestaan geen afspraken omtrent de voorwaarden die gesteld zijn voor de kuilafmetingen en de lichtvlekafmetingen voor de reproductie voor stabiele detectie van informatie en tot nu toe is er nog geen methode bekend voor het stabiel detecteren van de 20 informatie.

De uitvinding is gericht op het optisch reproduceren van een opnamemedium waarin plaatselijk kuilen zijn gevormd door warmte-energie van een lichtvlek en informatie vastgelegd is op posities van de kuilen, en de uitvinding 25 heeft ten doel een werkwijze en inrichting te verschaffen voor het optisch detecteren van informatie waarmee die informatie stabiel en nauwkeurig kan worden gedetecteerd onder geringe invloed van variaties in de afmetingen van de kuilen.

Om tot bij het opnamemedium waarop de informatie 3Q 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 35 de opnamelaser en veranderingen in de vorm van de 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 * « * >.* ···* ".·· ' .ï * ' ί ? -2- kuilafmetingen.

Om het bovenstaande doel te bereiken worden volgens de uitvinding posities van de kuilen gedetecteerd met gebruikmaking van een differentieel signaal van een detec-5 tiesignaal dat opgewekt wordt door de bestraling met een repro-ductie-lichtvlek.

Verder wordt volgens de uitvinding het verband voorgeschreven tussen kuilafmeting en reproductievlekafmeting dat nodig is voor stabiele en nauwkeurige detectie van kuil-10 posities. Meer in het bijzonder wordt het verband tussen kuilafmeting W en reproductievlekafmeting W zo ingesteld

O

dat voldaan is aan 0,45 4- W/W ^0,75. Binnen dit gebied is s de gradiënt van het differentiesignaal in hoofdzaak konstant en kan de kuilpositie nauwkeurig worden gedetecteerd alleen 15 met gebruikmaking van het differentiële signaal. Zoals later zal worden beschreven moet, om de kuilpositie nauwkeurig te detecteren door een afname in de amplitude van het detectie-signaal te gebruiken, de kuilafmeting in hoofdzaak gelijk zijn aan de reproductievlekafmeting, resulterend in het na-20 deel dat onaanvaardbaar is vanuit het standpunt van een pakking van informatie met hoge dichtheid. Anderzijds zal, als de kuilafmeting kleiner gemaakt wordt dan de reproductievlekafmeting, een verlaging in de lichthoeveelheid in het midden van de kuil sterk variëren met een geringe variatie 25 in de kuilafmetingen, leiden tot ongunstige beïnvloeding van de detectiestabiliteit. Daarentegen wordt volgens de uitvinding de kuilafmeting beperkt binnen het gebied van 0,45 tot 0,75 maal de reproductievlekafmeting, zodat veranderingen in de gradiënt van het differentiële signaal kunnen worden 30 onderdrukt tot ongeveer 10?ó 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. Dit leidt tot een groot voordeel voor het met hoge dichtheid pakken van informatie en garandeert 35 de detectie van kuilposities met stabiliteit en nauwkeurigheid ook bij veranderingen in de kuilafmeting.

De uitvinding zal hierna worden toegelicht aan de hand van de bijgaande tekening.

Fig.l tot 6d dienen ter toelichting van het prin-40 cipe van de detectie waarop de uitvinding is gebaseerd, ' . ·' 1 ’ ‘ i -3- 5 * waarbij fig.1 een schematische voorstelling is ter beschrijving van een detectiesignaal dat opgewekt wordt door bestraling met een reproductielichtvlek, 5 fig.2a en 2b het verband laten zien tussen de reproductievlek en een kuil, fig.3 een grafiek is om een afname in de licht-hoeveelheid in het middelpunt van de kuil toe te lichten, fig.4 dient ter toelichting van het verband tus-10 sen een differentieersignaal en de kuilafmeting, fig.5 een grafiek is die veranderingen laat zien 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 reproductievlekaf-15 meting en de kuilafmeting, en fig.6a tot 6d grafieken zijn bij de uiteenzetting van een tweedimensionale analyse; fig.7 is een blokschema dat een voorbeeld toont van een detectieketen voor het uitvoeren van de uitvindings-20 gedachte; fig.8 toont de tijdgrafieken ter beschrijving van de werking van de keten volgens fig.7; fig.9 is een blokschema dat een ander voorbeeld toont van een detectieketen voor het uitvoeren van de uitvin-25 ding; fig.10 toont de tijdgrafiek ter toelichting van de werking van de keten van fig.7; fig.11 is een blokschema dat een voorbeeld toont van een detectieketen voor het detecteren van de voor- en 30 achterranden van langwerpige kuilen volgens de uitvinding; fig.12 toont de tijdgrafieken die van nut zijn voor de beschrijving van de detectieketen van fig.11; fig.13 toont schematisch een inrichting met een optisch schijf-geheugen, en 35 fig.14 is een grafiek die het verband laat zien tussen het niveau van het laservermogen en de kuilafmeting.

Eerst zal het principe worden beschreven van de detectiemethode volgens de uitvinding. Veronderstellend dat een reproductielichtvlek 2, die een bepaalde vlekafmeting 40 of diameter W heeft, over een stel ronde kuilen 1 van het s 7 p r -4- type met variabele dichtheid loopt, welke kuilen verschillende diameter 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 5 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 be-10 rekening nodig van tweedimensionale diffractie, maar omdat de kuil 1 en de lichtvlek 2 beide symmetrisch zijn ten opzichte van de looprichting van de lichtvlek (spoorrichting) zal een lineaire benadering voldoende zijn die alleen maar rekening houdt met de invloed van de verplaatsing in de be-15 wegingsrichting. 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 een funktie f(x) zoals weergegeven 20 in fig.2a waar de variabele x representatief is voor een loopafstand.

Nu veronderstellend dat de funktie f(X) aangegeven wordt door een Gauss-funktie als volgt: x2 25 f(x)= A exp ( - —=· ) 2<r waarin A een konstante is en o een standaarddeviatie. Dan kan de funktie f van x worden benaderd door de in fig.2b gestippeld getekende driehoek. Om de benadering uiteen te 30 zetten zal, bij berekening van differentialen van de eerste en de tweede orde van de funktie f(x) die resp. worden aangeduid door 2 f' (x) = - A.-| exp (- ) cT 2o^ 35 en 22 f”(x) = A exp (- — — ) ^ ( 1- ~ ),

, 2 o cT

een buigpunt in de funktie f(x) resulteren dat x= + zichtbaar is en een differentiaalcoëfficiënt in het buigpunt 40 die gelijk is aan -5- ·. £ -A y-a . Als gevolg daarvan heeft de benaderingsdriehoek coördinaten van de hoekpunten zoals weergegeven in fig.2b.

In dit geval van benadering wordt de afmeting W van de reproductielichtvlek 4 O' . Als gevolg van het feit 5 dat een afname in de lichthoeveelheid in het midden van een put gelijk is aan een in fig.2 gearceerd getekend gebied S deze afname gemakkelijk worden verkregen uit de volgende vergelijking: S(a) = ^ e -% (40' - a) x a 10 Bovenstaande funktie S(a) wordt als volgt gedifferentieerd: ixisl - 1 f(u) duJ = f(x + a) · fCx - a)

Deze vergelijking geeft aan dat een uitgang die 15 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 funkties f(x+a) en f(x - a) worden benaderd zoals weergegeven in fig.4. Men ziet uit fig,4 dat 20 als 2a > 2d de piek in het differentiële uitgangssignaal konstant is voor veranderingen in de kuilafmeting (W=2a) en als 2 a > 4d het nulpunt van het differentiële uitgangssignaal niet kan worden gedetecteerd. Het differentiële uitgangssignaal heeft de met een stippellijn in fig.4 weergege-25 ven groefvorm en de topwaarde ervan is dus: A -r e -% voor 2a ^2d

O

2Ae -% voor 2a > 2o' waarin 2a de hierboven vermelde afmeting of diameter van de 50 kuil voorstelt. De kuilafmeting hangt, zoals grafisch weergegeven in fig.5, samen met de verandering (afmeting) S in de lichthoeveelheid (detectiesignaal) in het kuilmiddel-punt en de topwaarde van het differentiële uitgangssignaal.

In fig.5 stelt de horizontale as de kuilafmeting 2a voor die 35 genormaliseerd wordt door de vlekafmeting WQ. Zoals men ziet uit fig.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, 40 de kuilafmeting bij benadering 4 σ zijn. Met andere woorden, F ? -6- het ia noodzakelijk dat de kuilafmeting 2a bij benadering gelijk is aan de vlekafmeting W . Deze ijs is nadelig van-uit het standpunt van het bereiken van een hoge pakdicht-heid van de informatie. Anderzijds zal, als de kuilafmeting 5 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 detec-10 teren door die afname te gebruiken. De in fig.1 weergegeven golfvorm van het detectiesignaal 3 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 diffe-15 rentiële uitgangssignaal stabiel kan worden gebruikt voor hetzelfde doel voor de kuilafmetingen gelden 2d< 28^40% wat gelijk is aan W /2 ^ 2a in termen van de afmeting W van de reproductie lichtvlek, s r

Uitkomsten van de lineaire of ééndimensionale 20 analyses zijn beschreven. Wanneer een tweedimensionale berekening wordt uitgevoerd voor een lichtvlekafmeting (vlek-afmeting bij 1/e ) W = 1,4 urn, worden uitkomsten verkregen zoals weergegeven in fig.6a tot 6d. Wanneer de reproductie-lichtvlek over een kuil gaat, wordt licht vanaf het opname-25 medium gereflecteerd en onderworpen aan fotoelektrische omzetting om een detectiesignaal 10 te produceren dat met A verandert in het midden van de kuil, zoals weergegeven in fig.6a.

Het detectiesignaal 10 wordt gedifferentieerd 30 ten opzichte van de vlekverplaatsing om een differentieel signaal 11 te leveren zoals in fig.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 fig.6b, 35 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 zoals weergegeven in fig.6d worden waargenomen.

Fig.6c illustreert het gedrag van de signaalverandering A 40 ten aanzien van veranderingen in de kuilafmeting. Het gedrag ; « -7- van de verandering A in het detectiesignaal 10 lijkt op dat van de amplitude D van het differentiële signaal 11 ten aanzien van veranderingen in de kuilafmeting, zoals gezien vanaf de as die de kuilafmeting W voorstelt, genormaliseerd 5 door de vlekafmeting Ws·

Het verband tussen de kuilafmeting W en de afmeting W van de reproductievlek die noodzakelijk is voor het nauwkeurig waarnemen van de plaats van het middelpunt van de kuil door gebruikmaking van het differentiële signaal 11, 10 kan uit fig.öd 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 fig.óa wordt ook nul buiten de kuil, zoals blijkt uit fig.öb. Daar-15 om 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 waarin de verandering A in het detectiesignaal 10 in het kuilmiddelpunt wordt gebruikt. Deze meting 20 is echter praktisch onaanvaardbaar omdat de verandering A in het detectiesignaal 10, zoals men ziet uit fig.óc, sterk varieert met veranderingen in de kuilafmeting. Met het oog op het bovenstaande wordt volgens de uitvinding de aanwezigheid of afwezigheid van de kuil vastgesteld vanuit het ge-25 differentieerde signaal 11 om de genoemde moeilijkheden te ondervangen. Meer in het bijzonder maakt de uitvinding gebruik van het feit dat de polariteit van de gradiënt B konstant is in het kuilmiddelpunt en de aanwezigheid of afwezigheid van de kuil wordt vastgesteld door die polari-30 teit 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" 35 zoals weergegeven in fig.ób). Deze is het gevolg van een verandering in gradiënt B, en bij beschouwing van fig.6d moet, om ongeveer 10¾ verandering in de gradiënt B vanuit een praktisch oogpunt voldaan zijn aan W/W ^ 0,75.

δ

Bovendien is het, om fouten bij de detectie van 40 het nulpunt van het differentiële signaal 11 als gevolg van -8- 5f ? op het detectiesignaal gesuperponeerde ruis minimaal te maken, de waarde van de gradiënt B groot is.

Kort gezeg moet, voor de beoogde stabiele detectie, de gradiënt B dicht bij zijn maximale waarde liggen 5 en moeten de veranderingen ervan minimaal zijn in verhouding tot veranderingen in de kuilafmeting, leidend tot een praktische eis van W/W 0,45.

s

Uit het bovenstaande kan worden geconcludeerd dat, voor zover voldaan is aan 0,45 ^ W/W < 0,75, de s 10 positie van het kuilmiddelpunt stabiel kan worden gedetecteerd met gebruikmaking van het gedifferentieerde signaal 11, zelfs wanneer de kuilafmeting varieert.

Vanwege volledige verenigbaarheid van het ééndimensionale model met de tweedimensionale berekening dient 15 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. Fig.13 toont een 20 essentieel onderdeel van een optisch systeem dat opgenomen is in een optisch sch,ijfinrichting die wordt gebruikt voor het uitvoeren van de uitvindingsgedachte. Een door een laser-bron 504 uitgezonden lichtflux gaat door een koppelingslens 503, een polariserende bundelsplitser 502 en een 1/4 golf-25 lengteplaat 501 en wordt gefocusseerd door een objectief-lens 500 om een lichtvlek te vormen op een opnamefilm of schijf 509 die draait om een draaias 508. De schijf 509 bestaat uit een transparantsubstraat en een opnamefilm, en de laserbundel bestraalt de opnamefilm door het substraat.

30 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 35 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 een bestraald oppervlak van de opnamefilm blootgelegd en wordt een gesmolten deel van de film langs de omtrek ge-40 rekt onder invloed van de oppervlaktespanning zodat een gat ΐ ζ -9- 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 Te bevat als voornaamste bestanddeel verdient de meeste 5 voorkeur om te worden gebruikt als opnamefilm voor de vorming van de kuil van het type met variabele dichtheid.

Een voorbeeld van het materiaal wordt beschreven door Terao c.s. in Proceedings of SPIE (Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers), Vol. 382, (1983), blz. 276-281.

10 Bij onderzoekingen heeft het objectief 500 een numerieke opening van 0,5, is de laserbron 504 een laser-diode of halfgeleider laser met een golflengte van 830 nm en wordt een lichtvlek gevormd met een vlekafmeting van o 1,6 yum (bij 1/e van de maximale sterkte) op het oppervlak 15 van een schijf van 300 mm middellijn die wordt gebruikt als opnamefilm, bestaande uit het materiaal van het Te systeem. Wanneer de 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 fig.

20 14 weergegeven verband gemeten tussen het niveau van het vermogen van de opnamevlek en de middellijn W van een opgenomen gat (kuilafmeting).

In fig.14 stelt de vertikale as de gekwadrateerde kuilafmetingen voor in eenheden van ^um , samen met kuilaf-25 metingen die uit de gekwadrateerde waarde zijn omgerekend.

Omdat in dit voorbeeld de vlekafmeting Ws 1,6 jum is, loopt het gebied van de kuilafmeting W dat volgens de uitvinding het meeste voorkeur heeft van W^=l,44 /urn tot W2=0,72 ^um.

Dit gebied van kuilafmetingen komt overeen met een gebied 30 van laservermogens van 6,5 mW tot 11,7 mW, en volgens de uitvinding kan de plaats van de kuil nauwkeurig worden waargenomen zelfs wanneer het laservermogen binnen dit gebied varieert.

Terugkerend naar fig.13 wordt licht dat door de 35 schijf 509 weerkaatst wordt gecondenseerd door het objectief 500, door de kwartgolflengtebaan 501 gevoerd en weerkaatst bij de polariserende bundelsplitser 502 zodat het van de bestralingsbundel wordt afgescheiden. Het gereflecteerde licht dat door de polariserende bundelsplitser 502 40 wordt afgeleverd wordt gefocusseerd door een lens 505 en £ Φ -10- opgevangen door de fotodetector 506 om fotoelektrisch te worden omgezet. Wanneer een in tweeën verdeelde lichtdetector of een in drieën verdeelde lichtdetector wordt gebruikt als fotodetector 506, kan een spoorvolgsignaal worden waar-5 genomen. Voor het detecteren van het spoorvolgsignaal zijn verschillende methoden bekend waarvan er bijvoorbeeld een wordt beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4.525.826. Het spoorvolgsignaal drijft bijvoorbeeld een (niet weergegeven) galvanische spiegel aan tussen de bundel-10 splitser en het objectief om de lichtvlek te regelen zodanig dat deze een spoor op de schijf volgt. Verder is een detectiesysteem voor het scherpstellingssignaal aanwezig dat noodzakelijk is omdat een scherpstellingssignaal ook kan worden waargenomen met gebruikmaking van het gereflec-15 teerde licht van de schijf. Er zijn detectiesystemen van verschillende typen voor het focusseringssignaal bekend, bijvoorbeeld beschreven in de Amerikaanse octrooischriften Nos. 4.450.547 en 4.295.944. Het focusseringssignaal drijft een (niet weergegeven) spreekspoel aan die bijvoorbeeld 20 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. Het detectiesysteem voor het spoorvolgsignaal en het detectiesysteem voor het scherp-25 stellingssignaal hebben geen direkt verband met het onderwerp van de onderhavige uitvinding en zijn in fig.13 niet weergegeven. Alle onderdelen 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 50 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 35 504 uitgezonden laserbundel zover verlaagd dat de bestra ling met de laserbundel de opnamefilm niet zou vervormen.

Een signaaldetectiemethode volgens de uitvinding wordt nu beschreven met verwijzing naar fig.7 en 8. Een stel kuilen 21, 22, 23, 24 en 25 dat vastgelegd is op de 40 schijf, zoals hierboven beschreven, is weergegeven bij (a) * δ -11- in fig.8, en een signaal 20 (het uitgangssignaal uit de fo-todetector 506 van fig.13) dat waargenomen wordt wanneer de reproductielaservlek over deze kuilen loopt, heeft een golf-vorm zoals aangegeven bij (b) in fig.8, in samenhang met de 5 respektieve kuilen. Meer in het bijzonder neemt het signaal niveau af bij aanleiding van de 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 frekwentie boven 10 een signaalband wordt verwijderd. Een uitgangssignaal van het laagdoorlaatfilter 27 wordt aangelegd aan een differen-tiatieketen 28 die op zijn beurt een uitgangssignaal 29 produceert zoals weergegeven bij (c) in fig.8.

Dit gedifferentieerde signaal wordt aangelegd aan 15 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 20 keten 70 bestaat uit comparators 30 en 31, een D-T flipflop 34. Beide comparators 30 en 31 wordt het differentiële signaal 29 onderworpen aan een niveausplitsing met betrekking tot bepaalde niveauTs Lj en L^, en zo kunnen signalen 32 en 33 worden verkregen zoals weergegeven bij (d) en (e).

25 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 30 l_2» Deze signalen 32 en 33 worden ingevoerd in de D-T

flipflop 34, zoals weergegeven in fig.7, zodat deze flipflop 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 35 D-T flipflop 34 een uitgangssignaal 35 produceert zoals weergegeven bij (g) in fig.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 differen-40 tiële signaal 29. De nuldoorgangdetectieketen 60 bestaat uit -12- een comparator 36, een vertragingslijn 37 en een OF-exclu-sief 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 5 de vertragingslijn 37 gevoerd naar een ingang van 0F- exclusiefketen 38 en reachtstreeks naar de andere ingang, ervoor zorgend dat de OF-exclusiefketen 38 een uitgangssignaal 39 produceert. Zoals aangeduid bij (f) in fig.8 stijgt het uitgangssignaal 39 in tijdsverband met de nulpunten en 10 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 15 de signalen 39 en 35 opgeteld in een poortketen 40.

Zo kan volgens de uitvinding de positie van het middelpunt van de kuil nauwkeurig worden waargenomen op basis van alleen het differentiële signaal 29 van het de-tectiesignaal 20, zelfs wanneer de kuilafmeting varieert 20 met variaties in het energieniveau van de opnamebundel.

Een andere uitvoering voor de detectie van de positie van het kuilmiddelpunt zal worden beschreven aan de hand van fig.9 en 10. Evenals in de vorige uitvoeringsvorm wordt een detectiesignaal 20 zoals weergegeven bij 25 (a) in fig.10 gevoerd door een versterker 26, een laagdoor- laatfilter 27 en een differentiatieketen 28 zodat het wordt omgezet in een differentieel signaal 29 zoals weergegeven bij (b) in fig.8. Het gedifferentieerde signaal 29 wordt ingevoerd in een nuldoorgangsdetectieketen 60 van hetzelfde 30 type als beschreven bij de vorige uitvoering en er wordt een signaal 39 verkregen zoals weergegeven bij (c) in fig.

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 35 28' en een comparator 50. Het in de keten 70' ingevoerde differentiële signaal 29 wordt door het laagdoorlaatfilter 27' en de differentiatieketen 28' gevoerd om te worden omgezet in een signaal 51 zoals weergegeven bij (d) in fig.10.

Bij de comparator 50 wordt dit signaal 51, dat een maatstaf 40 is voor de gradiënt van het differentiële signaal 29, onder- -13- worpen aan niveausplitsing met betrekking tot een bepaald niveau Lj 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 5 indicatief is voor de aanwezigheid van kuilen. Door de signalen 35*-en 39 te voeren door een poortketen 40, kan nauwkeurig een signaal worden waargenomen dat een indicatie vorm voor de positie van het kuilmiddelpunt.

Gebaseerd op de voorwaarde dat het verband tus-10 sen de kuilafmeting W en de vlekafmeting Wg voldoet aan 0,45 W/W 0,75 en binnen dit gebied de gradiënt van het differentiële signaal in hoofdzaak konstant is, kunnen de bovenstaande uitvoeringsvormen ervoor zorgen dat de aanwezigheid van de kuilen stabiel kan worden gedetecteerd en dus 15 het middelpunt van de kuil nauwkeurig kan worden gedetecteerd.

Hoewel de voorgaande uitvoeringen zijn beschreven bij wijze van voorbeeld van het detecteren van de middel-puntpositie van ronde kuilen, kunnen ook voorkanten en ach-20 terkanten nauwkeurig worden gedetecteerd van langwerpige kuilen waar informatie is vastgelegd op plaatsen aan de randen door gebruikmaking van detectieketen met een soortgelijke constructie als die volgens fig.7 of 9. Typisch is het modulatieschema dat toepasbaar is voor kuilrandopnamen 25 ontworpen om een gelijkspanningscomponent in een frekwentie-spectrum uit te sluiten. Dit is omdat bij signaaloverdracht noodzakelijk wisselspanningskoppeling wordt gebruikt en het dus noodzakelijk is te voorkomen dat het gemiddelde waarde van een signaal na de wisselspanningskoppeling varieert.

30 Wanneer de gemiddelde waarde varieert, zullen punten ide 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 hoge dichtheid worden gecodeerd 35 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 fig.11 en 12 de vol-40 gende beschrijving worden gegeven van een detectiemethode -14- die stabiel informatie kan detecteren van kuilrandopnamen volgens het modulatieschema dat de gelijkspanningscomponent bevat.

Informatie wordt gecodeerd onder het modulatie-5 schema 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 fig.

12. Een uit het stel kuilen afkomstig detectiesignaal 80 heeft een golfvorm zoals weergegeven bij (b) in fig.12* 10 Dit signaal 80 wordt via een gelijkspanningsversterker 26 en een laagdoorlaatfilter 27 aangelegd aan het differentia-tieketen 28, die het detectiesignaal 80 differentieert en een differentieel signaal 61 van eerste orde produceert zoals is weergegeven bij (c) in fig.12. In wezen bevat dit signaal 15 61 geen gelijkspanningscomponent en kan het voor de trans missie wisselspanningsgekoppeld worden. Uit het signaal 61 wordt ruis van hoge frekwentie verwijderd door middel van een laagdoorlaatfilter 27' zodat een signaal 61' ontstaat dat op zijn beurt wordt toegevoerd aan een differentiatie-20 keten 28’, een niveaucomparator 67 en een niveaucomparator 68. Een uitgangssignaal 62 zoals weergegeven bij (d) in fig.12 uit de differentiatieketen 28' heeft een golfvorm van een differentiaal van de tweede orde van het detectiesignaal 80 en de nuldoorgangspunten ervan komen overeen met 25 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 fig.12 datieen indicatië vormt.· voor de nuldoorgangspunten kan worden verkregen met gebruikmaking van een 30 keten 60 met dezelfde constructie als de korresponderende keten in de vorige uitvoeringsvormen. De eerste orde diffe-rentiaalgolfvorm 61' wordt onderworpen aan een niveau-splitsing met betrekking tot vastgestelde niveau's en l_2 zodat een signaal 63 wordt geproduceerd zoals weergege-35 ven bij (e) en een signaal 64 zoals weergegeven bij (f) in fig.12, die resp. worden gebruikt om te beoordelen of de rand een dalende of eèn stijgende rand is. Zo komt het signaal 63 overeen met dalende randen en het signaal 64 met stijgende randen. Het signaal 63 wordt toegevoerd aan 40 een ingang van een poortketen 40 en het signaal 64 aan een -15- ingang van een poortketen 41. Het signaal 39 dat een indicatie vormt voor de nuldoorgangspunten wordt toegevoerd aan de andere ingang van elk van de poortketen 40 en 41. De signalen 39 en 63 worden opgeteld in de poort-5 keten 40 zodat een pulssignaal 65 voor de voorste rand ontstaat, zoals weergegeven bij (h) in fig.12. Op soortgelijke wijze worden de signalen 39 en 64 opgeteld in de poortketen 41 zodat een pulssignaal 66 voor de achterkant wordt geleverd zoals weergegeven bij (i) in fig.12.

10 Bij de aanduiding van de kuilranden is experimen teel bevestigd dat diffusie als gevolg van thermische karakteristieken van het materiaal 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 15 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 achterkant overeenkomstig de detectietijd voor de positie van de voorkant, 20 Deze behandeling vereist discriminatie tussen de voorkant en de achterkant en in dit op licht is de detectiemethode volgens de onderhavige uitvinding effectief.

-conclusies-

Claims

1. Werkwijze voor het optisch detecteren van informatie, met het kenmerk, dat deze de volgende 5 stappen omvat: het bestralen van een reproductievlek op een op-namemedium waarin een stel kuilen is gevormd door warmte-energie van een lichtvlek in een bepaalde richting voor het vastleggen van informatie, 10 het uitvoeren van fotoelektrische omzetting van licht van dat opnamemedium voor het produceren van een uitgangssignaal van die fotoelektrische omzetting, het opwekken van een differentieel signaal van het uitgangssignaal van de fotoelektrische omzetting, en 15 het detecteren van plaatsen van de kuilen door gebruikmaking van het differentiële signaal.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de kuil een lengte in de vastgestelde richting heeft die ligt binnen een gebied van 0,45 tot 20 0,75 maal een lengte van de reproductievlek in dezelfde richting.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, m e t het kenmerk, dat een eerste signaal dat een maatstaf is voor nulpunten van het differentiële signaal, uit dat dif- 25 ferentiële signaal wordt verkregen, een tweede signaal dat een maatstaf is voor de aanwezigheid van de kuil uit het differentiële signaal wordt verkregen, en de plaats van het middelpunt van de kuil wordt waargenomen met gebruikmaking van het eerste en het tweede signaal.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, m e t het kenmerk, dat het differentiële signaal wordt vergeleken met een eerste vastgesteld niveau om een derde signaal van binaire vorm te produceren, en met een tweede vastgesteld niveau om een vierde signaal van binaire vorm te pro- 35 duceren, en dat het tweede signaal wordt verkregen door de stijging van het derde of het vierde signaal en de daling van het andere te gebruiken.

5. Werkwijze volgens conclusie 3, m e t het kenmerk, dat het differentiële signaal verder wordt 40 gedifferentieerd om een signaal te produceren, en dat dit • ψ -17- signaal wordt vergeleken met een bepaald niveau om het tweede signaal te leveren.

6. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het differentiële signaal verder wordt 5 gedifferentieerd om een signaal te produceren zodat daardoor een eerste signaal wordt verkregen dat een maatstaf is voor de nulpunten van dat signaal, welk differentiële signaal wordt vergeleken met een eerste vastgesteld niveau om een derde signaal van binaire vorm te produceren en met 10 een tweede vastgesteld niveau om een vierde signaal van binaire vorm te produceren, en dat de positie van de voorkant van de kuil wordt gedetecteerd met gebruikmaking van het eerste en het derde signaal en de positie van de achterkant van de kuil wordt gedetecteerd met gebruikmaking van 15 het eerste en het vierde signaal.

7. Inrichting voor het optisch detecteren van informatie, met het kenmerk, dat deze omvat: een opnamemedium waarin een stel kuilen gevormd is door warmte-energie van een lichtvlek in een bepaalde 20 richting voor het vastleggen van informatie; lichtbestralingsmiddelen om een reproductievlek op dat opnamemedium te laten stralen; middelen voor het uitvoeren van een fotoelektri-sche omzetting van licht van dat opnamemedium; 25 differentiatiemiddelen voor het opwekken van een differentieel signaal van een uitgangssignaal van die fotoelektrische omzettingsmiddelen; eerste middelen, die met de differentiatiemidde-len verbonden zijn, om uit dat differentiële signaal een 30 signaal te produceren dat een maatstaf is voor nulpunten van het differentiële signaal; tweede middelen, die met de differentiatiemidde-len verbonden zijn, om aan het differentiële signaal een signaal de produceren dat een maatstaf is voor de aanwezig-35 heid van de kuilen, en derde middelen die reageren op de uitgangssignalen van de eerste en de tweede middelen voor het detecteren van posities van de kuilen.

8. Inrichting volgens conclusie 7, m e t het 40 kenmerk, dat de kuil een lengte in de vastgestelde 1 . -18- richting heeft die ligt binnen een gebied van 0,45 tot 0,75 maal een lengte van de reproductievlek in dezelfde richting»

9. Inrichting volgens conclusie 8, m e t het 5 kenmerk, dat de eerste middelen worden gevormd door een eerste en een tweede comparator om het differentiële signaal te vergelijken met een eerste resp. een tweede vastgesteld niveau, en middelen die verbonden zijn met de eerste en de tweede comparators voor het produceren van een binair 10 signaal uit de stijging van een uitgangssignaal van de eerste of de tweede comparator en de daling van een uitgangssignaal van de andere.

10. Inrichting volgens conclusie 8, m e t het kenmerk, dat de tweede middelen worden gevormd door 15 differentiatiemiddelen voor het differentiëren van het differentiële signaal, en comparatormiddelen voor het vergelijken van een uitgangssignaal van die differentiatiemiddelen met een vastgesteld niveau.

11. Inrichting volgens conclusie 8, m e t het 20 kenmerk, dat de eerste middelen gevormd worden door een derde comparator om het differentiële signaal te vergelijken met het nulniveau, vertragingsmiddelen voor het vertragen van een uitgangssignaal van de derde comparator met een bepaalde vertragingswaarde, en middelen die verbonden 25 zijn met die vertragingsmiddelen om pulsen te produceren die een stijgingsmoment en een dalingsmoment voorstellen van het uitgangssignaal van de derde comparator en met een breedte overeenkomend met de hoeveelheid vertraging van de vertragingsmiddelen.

12. Inrichting voor het optisch detecteren van in formatie, met het kenmerk, dat deze omvat: een opnamemedium waarin een stel kuilen gevormd is door warmte-energie van een lichtvlek in een bepaalde richting voor het vastleggen van informatie; 35 lichtbestralingsmiddelen om een reproductievlek op dat opnamemedium te laten stralen; eerste middelen voor het uitvoeren van een foto-elektrische omzetting van licht van dat opnamemedium; eerste differentiatiemiddelen voor het opwekken van 40 eèrjjberste differentieel signaal van een uitgangssignaal van ' ü -19- die fotoelektrische omzettingsmiddelen; tweede differentiatiemiddelen, die met de eerste differentiatiemiddelen zijn verbonden, voor het produceren van een tweede differentieel signaal van het eerste diffe-5 rentiële signaal; tweede middelen, die verbonden zijn met de tweede differentiatiemiddelen, voor het produceren van een signaal dat een maatstaf is voor nulpunten van het tweede differentiële signaal; IQ eerste comparatormiddelen die met de eerste dif- ferentiatiemiddelen zijn verbonden om het eerste differentiële signaal te vergelijken met een eerste vastgesteld niveau; tweede comparatormiddelen, ook verbonden met de eerste differentiatiemiddelen, om het eerste differentiële 15 signaal te vergelijken met een tweede vastgesteld niveau, en derde middelen die reageren op het uitgangssignaal van de tweede middelen en uitgangssignalen van de eerste en de tweede comparatormiddelen om posities van de kui-20 len te detecteren.