SE453543B - Uppteckningsberare med en optiskt lesbar informationsstruktur och apparat for avlesning av uppteckningsberaren - Google Patents

Description

455.543 ningsreduceringen uppnås genom att tillämpa en extra elektronisk fasförskjut-' 'ning på en detektorsignal eller på båda detektorsignalernaa Det är möjligt att bara anpassa det större iasdjupet och t.ex. göra det lika med 72ï76 radianer och bibehålla det mindre fasdjupet på värdet Zzïyš ra-' dianer, såsom är beskrivet i den nämnda patentansökningen. Informationsspârde- larna med det större fasdjupet skall därvid avläsas i enlighet med integralme- 4 toden och informationsspårdelarna med det mindre fasdjupet i enlighet med dif- ferentialmetoden. Då de båda avläsningsmetoderna har olika optiska överförings- funktioner (“modulationsöverföringsfunktion", "MTF") kan den omväxlande använd- ningen av de båda läsmetoderna bli märkbar i den signal som slutligen matas_ till läsapparaten. Vidare kan informationsytorna med lägre geometriska frekven- ser ej längre avläsas på ett optimalt sätt om differentialmetoden användes.

Företrädesvis är informationsytorna därför så dimensionerade att de alla kan avläsas medelst integralmetoden. Den föredragna utföringsformen av uppteck- ningsbäraren kännetecknas därav att.det första fasdjupet är ungefär SÉTY4 radi- aner och det andra fasdjupet ungefär 3Ã7Y4 radianer.

De båda fasdjupen kan realiseras på olika sätt, t.ex. genom ytor med olika 'brytingsindex. Lämpligen kan informationsytorna innefatta gropar eller upphöj- ningar¿ Fördelen med detta är att uppteckningsbärarna kan framställas i stora mängder med användning av pressteknik. I detta fall med informationsytorna for- made såsom upphöjningar eller gropar blir fasdjupet relaterat till ett geome- triskt djup eller en geometrisk höjd. I fallet med gropar eller upphöjningar med branta väggar bestämmes fasdjupet huvudsakligen av det geometriska djupet eller den geometriska höjden. Om groparnas eller upphöjningarnas väggar är mindre branta blir fasdjupet också bestämt av nämnda väggars lutningsvinklar.

I enlighet med ett annat kännetecken för uppteckningsbäraren skiljer sig konsekutiva spårdelar inom ett infonnationsspår från varandra.därigenom att de har informationsytor med det första fasdjupet respektive informationsytor med _det andra fasdjupet. Detta möjliggör att Övergångarna mellan de båda typerna av_ informationsytor blir mindre märkbara i den signal som slutligen matas till läsapparaten för att återges." ' För korrekt tidsstyrning av den önskade elektroniska fasförskjutningen under avläsningen av uppteckningsbäraren kan uppteckningsbäraren enligt ett annat kännetecken förutom en informationssignal, innehålla en pilotsignal vil- ken pilotsignal identifierar övergângarna mellan informationsytorna med det första fasdjupet och informationsytorna med det andra fasdjupetgoch omvänt, I enlighet med en andra aspekt av uppfinningen kan en apparat för avläs- ning av en uppteckningsbärare, som innehåller informationsytor med två olika "f "r~~f««vv-wwwm-:~f-wf-f1ww=¿v;“ 453 543 fasdjup, vilken apparat har en strålningskälla som alstrar ett avläsningsstrål- knippe, ett objektivsystem för ett fokusera strålknippet till en läsfläck på informationsstrukturen samt två strålningskänsliga detektorer som är belägna i informationsstrukturens fjärrfält en på vardera sida om en linje som skär spår- riktningen, varvid de båda detektorernas utgångar är anslutna till en summe- ringskrets, vara kännetecknad därav att åtminstone en av detektorerna är an- sluten till summeringskretsen via ett fasförskjutningselement, vilket element utsätter detektorsignalen för en fasförskjutning av konstant storlek." X Om de båda fasdjupen hos informationsytorna har valts så att hela informa- tionsstrukturen kan avläsas medelst integralmetoden skall fasförskjutningsele- mentet införa en fasfïrskjutning som är lika med skillnaden mellan de båda fas- djupen, närmare bestämt en°fasförskjutningiav_ungefär¶7Y2 radianer.

Alternativt kan de båda fasdjupen vara så valda att en typ av informati- onsytor är anpassad till att'avläsas med integralmetoden, medan den andra typen av infonmationsytor är anpassad till att avläsas med differentialmetoden. En- avläsningsapparat som är anpassad att läsa en sådan_uppteckningsbärare känne- tecknas därav, att de båda detektorernas utgångar också är anslutna till en subtraktionskrets, att summeringskretsens och subtraktionskrewtsens utgångar är anslutna till en signalbehandlingskrets via ett strömställarelement och att en “ styringång på strömställarelementet är ansluten till en elektronisk krets, i 1 _ vilken en omkopplingssignal avledes från den signal som är avläst från uppteck-' ningsbäraren; Denna apparat är'inte bara lämplig för avläsning av en informa- tionsstruktur, i vilken fasdjup på 77775fradianer och 22773 radianer uppträder, L utan kan också användas för avläsning av den uppteckningsbärare som är beskri- ' ven i den nämnda patentansökningen; d.v.s; en uppteckningsbärare med fasdjup på _ 1í'radianer och 2'Z7Y3 radianer. I detta fall är ett fasförskjutningselement _ infört bara i en av förbindningarna mellan detektorerna och summeringskretsen, Qvb nedan detektorerna är anslutna direkt till subtraktionskretsen. I en apparat 3 , ' för avläsning av en uppteckningsbärare med fasdjup på 7Z7Y6 radianer och 2Z7)3 i . radianer är åtminstone en detektor ansluten både till summeringskretsen och 'subtraktionskretsen via ett fasförskjutningselement. I de båda sistnämnda appa- iraterna.inför fasförskjutningselementet en fasförskiutning på ungefär ZFVB ra- '*dianer. e -' f “' VW ~ --Å¥_$YflWBtriskäl är det att föredra både i en apparat, som bara utnyttjar E ,-~integrall§smetoden ochli en apparat som använder både integralmetoden och dif- i y¿f ningseleuentftill summeringskretsen enbart eller till både summeringskretsen i i ock* gsupgicgfaxçignskrecsen; nämna leieaengtg sken »nal-bien lifiiara fagsfarsuqlnmngar "i”*Éson är lika nen har olika tecken. I en apparat som bara utnyttjar jntegralläs- A _ n metodenlëêäçg Åššâöâskjutningseiementen vidare vara så utförda att de båda fas- förskjutningarnas tecken kan ändras. « H För att säkerstäïia att överhörningsreduceringen i enlighet med uppfin~ ningen fortfarande är verksam vid mindre geometriska frekvenser hos informa- tionsytorna är detektorerna företrädesvis var och en anbringade mot en kant av den effektiva öppningen i objektivsystemet. Med den effektiva öppningen avses biiden av öppningen i de båda detektorernas pian.

Uppfinningen beskrivs mera detaljerat med hänvisning ti11 ritningarna, där jjg_1 visar en pianvy av en dei av en första utföringsform av en upptecknings- bärare, fjg_§ visar ett tangentieiit snitt genom uppteckningsbäraren, fig_§ visar ett radieïït snitt genom uppteckningsbäraren, jïg_§ visar en planvy av en del av en andra utföringsfonn av-uppteckningsbäraren,'fig_§ visar ett tangen- tieïït snitt genom nämnda uppteckningsbärare,_fig_§ visar ettyradieiït snitt genom uppteckningsbäraren, fig_Z visar en utföringsfonn av en aviäsningsappa- rat,_fig_§ visar arrangemanget av detektorer reiativt olika brytningsordningar, jLg_2 visar en första version av den eiektroniska kretsen för behandiing av detektorsignaierna, fig 10 visar en andra”version av nämnda eiektroniska krets, jig_l} visar en tredje version av den eiektroniska kretsen och fig 12 visar kurvformen hos en radieii feisignaï i en utföringsfonm av ett servosystem för' att regïera ïäsfiäckens radie11a iäge. r i I figurerna har motsvarande eiement försetts med samma hänvisningsbeteck- ningar. i ' Fig 1,2 och 3 visar en första utföringsform av en uppteckningsbärare en- iigt uppfinningen. Fig 1 visar en pianvy, medan fig 2 visar ett tangentieiit snitt taget ïängs iinjen II-II' i fig 1 och fig 3 visar ett radie11t snitt ta- get ïängs ïinjen III~III' i fig 1 genom uppteckningsbäraren. Informationen ïig- ger i ett fïertaï infonnationsytor 4, t.ex. gropar, i substratet 6. Dessa ytor är anordnade i spår 2. Meïian informationsytorna 4 är meïianytor 5 beiägna.

Spåren 2 är skilda genom smaia meiianrum 3. Den geometriska frekvensen och eventueïit ïängderna hos dessa ytor är bestämda av informationen.

Ytorna i de angränsande infonnationsspåren har oiika fasdjup. Såsom_fram- går av fig 3 är groparna i ett första spår, ett tredje spår o.s.v. därför dju- ., pare än groparna 4' i det andra spåret, det fjärde spåret o.s.v. Groparnas 4 och 4' geometriska djup är betecknade med dl och d2.¶Ti11 föijd av de oiika djupen kan detuförsta spåret, det tredje_ spåret o.s.v. särskiijas optiskt från det andra spåret, det fjärde spåret o.s.v. Detta gör det möjiigt att packa spä- ren tätare. _ I en praktisk utföringsform av en uppteckningsbärare eniigt uppfinningen var informationsspârens-radieïïa period 0,85/um, medan spårens bredd var 4.- na-.ym~__...._._....._,._._. 453 543 0,5/um och mellanrummens 3 bredd var 0,35/um.

Den informationsbärande ytan på uppteckningsbäraren kan vara reflekteran- de, t.ex. genom vakuumbeläggning av ett metallskikt 7, såsom aluminium, pâ nämnda yta. _ , ' _ Det observeras att storleken av ytorna för tydlighets skull har överdri- ' vits i fig. 1.2 och 3.

Fig 4 visar en planvy av en del av en andra utföringsfonn av en uppteck- 4 'ningsbärare enligt uppfinningen. Denna figur visar en större del av uppteck- ningsbäraren än fig 1, varvid de individuella infonnationsytorna ej längre är utskiljbara. Informationsspåren är här uppdelade i delar a och b, varvid delar- nala har informationsytor med större fasdjup (djupare gropar) medan delarna b har informationsytor med mindre fasdjup. _ A I fig 5 som är ett färstorat tangentiellt snitt genom ett spår taget längs linjen V-V' i fig 4 är groparna med djupet då återigen betecknade med 4"och groparna med djupet dl är betecknade med 4. V Fig 6 visar ett radiellt snitt genom den andra utföringsfonmen av uppteck- ningsbäraren taget längs linjen VI-VI' i_fig 4.

I fig 1 till 6 har informationsytorna vinkelräta väggar och fasdjupet är bestämt av informationsytornas geometriska djup. I praktiken kommer informa tionsytorna att ha sneda väggar. Fasdjupet blir då också bestämt av väggarnas lutningsvinklar. , ' ' _ V Fig 7 visar en utföringsfonm av en apparat för avläsning av en uppteck- I ningsbärare. Den runda skivformade uppteckningsbäraren är visad i ett radiellt snitt. Informationsspâren gär således vinkelrätt mot ritningens plan. Det anta- ges att informationsstrukturen är belägen på översidan av uppteckningsbäraren och är reflekterande, så att avläsning sker genom substratet 6. Informations- strukturen kan vidare vara belagd med ett skyddande skikt 6. Uppteckningsbära- ren kan roteras medelst en axel 16 som drivs av en motor 15.

En strâlningskälla 10, t.ex. en helium-neonlaser eller en halvledardiod- laser, alstrar ett avläsningsstrâlknippe 11. En spegel 12 reflekterar detta strälknippe mot ett objektivsystem 13 som är schematiskt representerat av en "enda lins. Läsštrâlknippets bana innehåller en hjälplins 14 som säkerställer att objektivsystemets öppning är fylld på optimalt sätt. En läsfläck V med mi- nimala dimensioner bildás på informationsstrukturen.WV _ Avläsningsstrålknippet reflekteras av informationsstrukturen och module- ras, då uppteckningsbäraren roterar, i enlighet med den sekvens av informati- onsytor i informationsspäret som läses. Genom att förflytta läsfläcken och upp- teckningsbäraren¿i radiell riktning relativt varandra kan hela informationsytan avsökas. - .

.Det modulerade avläsningsstrâlknippet genomkorsar återigen objektivsy- ß 453 543 stemet och reflekteras åter av spegeln 12. Strålningsbanan innehåller medel för att separera det modulerade och det omodulerade avläsningsstrålknippet. Dessa medel kan t.ex. innefatta ett polarisationskänsligt delningsprisma och en i .Å/4-platta (där;5 är lässtrålknippets vågläng). För enkelhets skull har i fig 7 antagits att nämnda medel utgöres av en halvgenomskinlig spegel 17. Denna spegel reflekterar det modulerade strålknippet till ett strålningskänsligt de- tekteringssystem 20.

Detts detekteringssystem innefattar två strålningskänsliga detektorer 22 ' och 23 som är anordnade i informationsstrukturens s.k. "fjärrfält", d.v,s. i ett plan där centra för delstrålknippena, som bildas av informationsstrukturen, i synnerhet delstrålknippet av ordningen noll och de första ordningens del- I strålknippena, är separerade. Detekteringssystemet kan vara beläget i planet 21, där en bild av objektivsystemets-13 utgångsöppning bildas av hjälplinsen 18. I fig 7 är bilden C' av punkten C i utgängsöppningen representerad genom streckade linjer. 4 Informationsstrukturen som omfattar angränsande informationsspår vilka spår har informationsytor och mellanytor, uppför sig såsom ett tvådimensionellt brytningsgitter. Detta gitter delar upp avläsningsstrâlknippet i ett delstrâl- knippe av ordningen noll, ett flertal första ordningens delstrålknippen och ett* flertal delstrålknippen av högre ordning. Efter att ha reflekterats av infonma~ tionsstrukturen återinträder en del av strålningen i objektivsystemet. I planet ' för objektivsystemets utgångsöppning eller i det plan i vilket en bild av denna utgångsöppning bildas, är delstrålknippenas "centoids" separerade från varand-Å ra. Fig 8 visar situationen i planet 21 i fig 7.

Cirkeln 40 med centrat 45 representerar tvärsnittet för delstrålknippena av ordningen noll i detta plan. Cirklarna 41 och 42 med centra 46 och 47 re- presenterar tvärsnitten för de tangentiellt avböjda delstrålknippena av ord- ningarna (+1, 0) och (-1, 0). X-axeln och Y-axeln i fig 8 motsvarar den tangen- tiella riktningen eller spärriktningen respektive den radiella riktningen eller riktningen tvärs mot spårriktningen på uppteckningsbäraren. Ãvståndet f från nämnda centra 46 och 47 till Y-axeln är bestämd genomlÄ /p, där p är den lokala geometriska perioden hos informationsytorna i den informationsspârdel, som av- läses, och )\är avläsningsstrålknippets våglängd.

För avläsning av informationen användes fasförskjutningarna hos delstrâl- knippena av ordningarna (+1, 0) och (-1, 0) relativt delstrålknippet av ord- ningen noll. I de streckade ytorna i fig 8 öyerlappar de nämnda första ordning-. _ens delstrålknippena och delstrålknippet av ordningen noll varandra så att in- terferens uppträder. Faserna hos de första ordningens delstrålknippena varierar med högre frekvenser till följd av läsfläckens tangentiella rörelse relativt » 453 543 informationsspåret. Detta resuiterar i intensitetsvariationer i utgångsöpp- ~ ningen eiïer i dess biid, viïka variationer kan detekteras av detektorerna 22 och 23.

Om ïäsfïäckens centrum sammanfaïier med centrat för en informationsyta uppträder en specieïï fasskiïinad \1) me11an deistråiknippet av första ordning- en och de1strä1knippet av ordningen 0. Denna fasski11nad kaïïas informationsy- tans fasdjup. Vid övergång av iäsfïäcken från en första informationsyta ti11 en andra informationsyta ökar deïstrâïknippets av ordningen (+1, 0) fas med 2 ÉTÄ Då 1äsf1äcken rör sig i tangentieïi riktning kommer därför fasen hos nämnda_ deïstråïknippe reiativt deistrâïknippet av ordningen 0 att variera med ul t.

Härvid är ul en tidsfrekvens som är bestämd av informationsytornas geometriska frekvens och av den hastighet, med viiken Iäsfiäcken rör sig iängs spåret.

Faserna 6 (+1, O) och 9 (-1, O) hos deïstråiknippena av första ordningen reïativt deïstrålknippet av ordningen 0 kan anges genom: 9 (+1,'0) =H”+ u/t o(-1,0)=“f.-I^/1: V Intensitetsvariationerna ti11 föïjd av interferens meiian deistråïknippet-av första ordningen och deïstråïknippet av ordningen 0 omvandias tili eiektriska signaïer av detektorerna 22 och 23. De tidsberoende utgångssignaïerna S23 och S22 från detektorerna 23 och 22 kan anges genom: V S23 = B (fik ) cos (V” + M/ t) S22 =ß (V) co; (jflu/ t) Härvid är B (7”) en faktor som är proportione11 mot groparnas geometriska djup.' För 7” = ¶7Y2 kan man anta att B (7” ) är no11.

I en första utföringsform av en uppteckningsbärare enïigt uppfinningen är informationsytornas 4 fasdjup fikll 7 2776 radianer och infonnationsytornas 4' fasdjup ÜVZ är 2'¶//3 radianer. I apparaten för avïäsning av denna upp- teckningsbärare, vilken är visad i fig 9, är detektorernas 22 ocfi“23 utgångar ansïutna tiiï fasförskjutningseiement 24 och 25. Eiementet 24 förskjuter detekf torsignaïens S22 fas + ø radianer, medan eïementet 25 förskjuter detektor- signaïens S23 fas - 9 radianer. Signaierna S22 och S23 övergår där- - vid tí11: II ^Sd23 B (71) . cos{h”+ (Lat - øfiš = B i5P') . cos (Y”+a)t - Q) S' B(.\}f.)_.cos{\;/- (li/tf YÛ}=B (V) .cos (YJ-Ut-ø) 22 n Om infonnationsytorna i en informationsspårdeï som ïäses har det större 455 545 fasdjupet“r'1 = 7 É7/6 radianer skall signalerna S'22 och S'23 adderas, medan om informationsytorna i informationsspårdelen som läses har det mindre fasdjupet \P'2 = 2 Z7Y3,radianer signalerna Sfzz och S'23 skall subtrahe- ras från varandra. För detta ändamål kan såsom är visat i fig 9 signalerna S'22 och S'23 matas både till en summeringskrets 26 och en subtraktions- krets 27. Kretsarnas 26 och 27 utgångar är anslutna till två ingångsklämmor el och e2 på en strömställaren 28 med en huvudklämma e. Beroende på den styrsignal SC som matas till dess styringâng överför denna strömställare an-, tingen summasignalen från detektorerna 22 och 23 eller skillnadssignalen från nämnda detektorer till en demodulationskrets 29. I denna krets demoduleras den ' avlästa signalen och görs lämplig för återgivning, till exempel med hjälp av en telvisionsapparat 30. ' 4 .

För att styra strömställaren 28 skall en styrsignal genereras. Förutom den aktuella informationssignalen kan uppteckningsbäraren innehålla en pilotsignal som anger de lägen på uppteckningsbäraren, där en övergång sker från infonna- tionsytorna med ett första fasdjup till informationsytorna med ett andra fas- djup. Om en televisionssignal har upptecknats med en televisionssignal per in- formationsspårvarv kan bildsynkroniseringspulserna eller bildfältsynkronise- ringspulserna i den aktuella televisionssignalen användas för att generera styrsignalen SC och ingen separat pilotsignal behövs. Pilotsignalen kan be- hövas om en ljudsignal har upptecknats. _ Om spårdelarna a och b enligt fig 4 innehåller informationen i linjerna i en televisionsbild kan linjesynkroniseringspulserna 32, såsom är visat i fig 9, tas ut från-signalen från demodulationskretsen 29 i en linjesynkroniserings-I pulsseparator 31. I kretsen 33 som t.ex. är en bistabil multivibrator omvandlas Ü pulserna 32 till en styrsignal SC för strömställaren 28, så att denna ström- ställare alltid ställes om efter avläsning.av en televisionslinje. ' Om varje infonnationsspår i informationsstrukturen bara innehåller en typ av ytor är elementet 31 en bildsynkroniseringspulsseparator och strömställaren 28 ställes om efter utlösning av varje informationsspår eller televisionsdel- ma. ' _ .

Om punkten eg i strömställaren är förbunden med punkten e användes den s.k. integralläsmetoden. Signalen som matas till demodulatiorn 29 kan därvid skrivas: u _ - . _ SI = S'23 + S'22 = 2.B ( 7J).cos (Éf'- 9).cos (H) t)- Om punkten e är ansluten till punkten el skér avläsning i enlighet med den s.k. differentialmetoden. Den signal som matas till demodulatorn kan därvid q skrivas: . , SD 2 Sl23 " š'22 = -2.B I Y/) . sin (7°ï 9).. sin (A)t). lntegralmetoden användes vid avläsning av informationsytor med ett fasdjup 3/1 = 77726 radianer. Signalen SI är därvid maximum om cos (ïí - ø)=1, dvs. om 9 =Û7Y6 radianer. För informationsytorna med fasdjupetVJ2= 22773 radianer är cos (V/- Uf = 0. Vid avläsning enligt integralmetoden syns såle- des informationsytorna med det mindre fasdjupet inte. Omvänt om differentialme- toden användes kommer infonmationsytorna 4' med ett fasdjup'f/2 = 22773 radi- aner att avläsas på optimalt sätt emedan sin ( 2Z7Y3'~ Q) därvid är 1, medan infonnationsytorna 4 med fasdjupet Üpä = 7Z7Y6 radianer därvid inte syns e- medan sin Uí/s ~ ø) då är o.

I stället för de båda fasförskjutningselementen 24 och 25 är det alterna- tivt möjligt att använda bara fasförskjutningselementet 25. Om detta elements fasförskjutning 0 är lika med 2773 radianer erhålles samma resultat.

Medelst en apparat i vilken den ena detektorsignalen eller båda detektor- signalerna utsättes för en extra fasförskjutning är det också möjligt att'er- hålla en väsentlig förbättring av utläsningen av den uppteckningsbärare, som är ' beskriven i holländska patentansökningen 7803517, d.v.s. av en uppteckningsbä- rare som har fasdjupen TJI = 77radianer ochïrâ = 22773 radianer. Apparaten som är utförd för avläsning av denna uppteckningsbärare är visad i fig 1Q.

Signalerna från detektorerna 22 och 23 matas direkt till subtraktionskret- sen 27. I förbindningarna mellan dessa detektorer och summeringskretsens 26 ingångar är fasförskjutningselement 24 och 25 inkopplade, vilka inför en kon- stant fasförskjutning av + ø radianer respektive - ø radianer. Under dif- ferentialutläsning av informationsytorna med fasdjupet 7“2 = 2 Z7Y3 radianer kommer informationsytorna med fasdjupet"f/1 = ¶7radianer inte att alstra nå- gon överhörning. Överhörningen från informationsytorna med fasdjupet V/2 = 2 If/3 radianer under utläsning med integralmetoden av informations- ytorna med fasdjupet Y/i = Zïradianer kan i'huvudsak elimineras om 3 =Z7Y6 radianer. Till_följd av denna fasförskjutning minskar signalens SI amplitud något men är fortfarande tillräckligt hög. Alternativt är det möjligt att an- vända bara fasförskjutningselementet 25.som då skall införa en fasförskjut- ning av'Z7Y3 radianer. _ _ För de värden på fasdjupen §”', fivë och fasförskjutningen ø som är ,angivna i det.föregående måste integralläsmetoden eller differentialläsmetoden användas alternativt. Dessa båda metoder har emellertid olika optiska modula- tionsöverföringsfunktioner. Om en videosignal är lagrad på uppteckningsbäraren kommer den ena överföringsfunktionen t.ex. att förorsaka olika grâtoner eller en annorlunda färgmättning i den slutliga televisionsbilden än den andra över- föringsfunktionen. I fallet med en ljudsignal i fonn av en frekvensmodulerad signal kan omkoppling mellan överföringsfunktionerna bli hörbar såsom en ej 10 4ss 543 önskad frekvens.

Vid avläsning av lägre geometriska frekvenser hos informationsytorna blir vidare överföringsfunktionen för differentialmetoden sämre än den för integral- metoden. 1 _ , ' Lämpligen är fasdjupen_V”1 och V12 därför så valda att de är symme- triska i förhållande till V radianer. Fasdjupet*f”1 blir då 52774 radianer och fasdjupet\f)2 blir 3 É7y4 radianer. Storleken på fadsförskjutningen ø är då ZTY4 radianer.

Fig 11 visar en signalbehandlingskrets i en apparat för avläsning av denna upöteckningsbärare. Detektorerna 22 och 23 är var och en anslutna till ett fas- förskjutningselement_24 respektive 25. Elementet 25 inför en fasförskjutning - ø och elementet 24 en fasförskjutning + ø,varvid storleken av ø är2774 radianer. Tecknet på G skall nu ändras vid övergångarna från informationsytor med det större fasdjupet till informationsytorna med det mindre fasdjupet och omvänt. Vid avläsning av informationsytorna med det större fasdjupet är ß = +'Zf/4 radianer och vid avläsning av informationsytor med det mindre fasdjupet är ø ='Z7Y4 radianer. För att ändra fasförskjutningens 9 tecken är det återigençyöjligt att använda signalen SC. ' I Infonmationssignalen SI är alltid given genom uttrycket: SI.= S'23 + S'22 = 2.B ('f/) . cos (7UïG) . cos (alt) Om informationsytorna 4 medäfasdjupet V/1 = 57774 radianer avläses så är G = + Û774 radianer. Då är cos (lbíl -2774) lika med 1. För infonnations- ytorna 4"med fasdjupet'?J2 = 32774 radianer är cos ($ê -2774) lika med 0,J så att dessa informationsytor ej kommer att alstra någon överhörning. Om infor- mationsytorna 4' avläses är 0 = 17 /4 radianer och cos (772 + Û7Y4) är 1, medan cos (jbä + ¶Ü4) är 0, så att informationsytorna 4 med det större fas- djupet_ej "syns" och således ej alstrar någon överhörning; De värden på fasdjupen som är angivna i det föregående är inga exakta vär- den. Avvikelser av storleksordningen några grader kan tillåtas. I Det är möjligt att skillnaden mellan fasdjupen*fí och'yí avviker från ÉTYZ radianer. Genom att anpassa den elektroniska fasförskjutningen ø är det emellertid fortfarande möjligt att säkerställa att överhörningen mellan angrän- sande informationsspårdelar minimeras. - Hittills har endast de tangentiellt avböida delstrålknippena av första ordningen diskuterats. Informationsstrukturen avböjer också avläsningsstrål- ningen i högre tangentiella ordningar och i olika radiella och diagonala ord- 11 45,5 543 ningar. Informationsytorna som för de tangentiella första ordningarna uppvisar en skillnad mellan fasdjupen\f”1 och Üfë på í7Y2 radianer kommer emellertid också att uppvisa en sådan fasdjupsskillnad för de högre tangentiella ordning- arna och för de radiella och diagonala ordningarna. Delstrålknippena som är avböjda på annat sätt än i de tangentiella första ordningarna kommer inte att väsentligt inverka på effekten av överhörningsreduceringen och behöver ej be- handlas vidare. _ I det föregående har antagits att signalerna som avges av detektorerna har en fast fasskillnad som är bestämd av informationsytornas fasdjup. Genom att påverka denna fasskillnad med hjälp av en elektronisk fasförskjutningsanordning kan den signal som alstras av nämnda informationsytor maximeras under avläsning av informationsytorna med ett första.fasdjup, medan signalen från informations- -ytor med ett andra fasdjup kan minimeras. Det antages därvid att detektorn 22 bara tar emot strålknippet 42 och detektorn 23 bara tar emot strâlknippet 41.

Vid lägre geometriska frekvenser hos informationsytorna, d.v.s. vid större pe- rioder p hos nämnda ytor, blir avståndet f i fig 8 mindre och de första ord- ningéns delstrålknippena 41 och 42 kommer att överlappa varandra. Detektorn 22 eller 23 kommer därvid ej längre att ta emot strålning bara från respektive strâlknippen 42 eller 41 utan också strålning i strålknippet 41 respektive 42.

Faserna hos strålknippena av första ordningen kan därvid ej längre påverkas individuellt, varför ingen överhörningsreducering i enlighet med uppfinningen kan erhållas. För att möjliggöra en tillfredsställande överhörningsreducering vid lägre geometriska frekvenser anordnas detektorernas strålningskänsliga ytor istället för att ligga så tätt som möjligt intill varandra och i centrum av öppningen, såsom är visat i fig 8 genom heldragna linjer, så långt som möjligt från varandra och vid kanten av öppningen. I fig 8 är de sistnämnda lägena av detektorerna representerade genom de streckade linjerna 22' och 23”. Gränsen I för de geometriska frekvenserna vid vilka detektorn 22 bara tar emot strålknip- pet 42 och-detektorn 23 bara tar emot strålknippet 41, blir därvid väsentligt reducerad.

Under avläsning skall läsfläcken hålla sig exakt belägen vid centrum av 'spåret som läses. För detta ändamål har avläsningsapparaten en finreglering för läsfläckens radiella läge. Såsom är visat i fig 7 kan spegeln 12 vara vridbart monterad. Spegelns vridningsaxel 38 går vinkelrätt mot ritningens plan så att läsfläcken genom vridning av spegeln 12 förskjutes i radiell riktning. vridning av spegeln åstadkommas medelst drivelementet 39. Detta element kan ha olika former; det är t.ex. ett elektromagnetiskt element, såsom är visat i fig 7, eller ett piezo-elektriskt element. Drivelementet styres av en styrkrets 50 till vars ingång en radiell felsignal Sn matas, ¿_v_5_ en Sígnai som anger ( 12 453 543 en avvikelse av läsfläckens läge relativt spårets centrum.

Signalen Sr kan genereras medelst två detektorer som är belägna i planet 21, en på vardera sida om en linje som effektivt går parallellt med spårrikt- ningen, såsom exempelvis är beskrivet i tyska patentskriften 2.342.906. Genom att subtrahera dessa detektorers utgångssignaler från varandra erhålles en ra- diell felsignal Sr. En asymmetri i strålníngsfördelningen i radiell riktning i öppningen blir således bestämd. Detta är den s.k. differentialspårföljnings- metoden. I Servossystemet kan vara så utfört att informationsspårdelarna med det större fasdjupet, t.ex.“T'1 = 5 ff/4 radianer, följes. I fig 12 representerar den heldragna linjen signalen Sr som funktion av läsfläckens radiella läge r i det fall att bara dessa informationsspårdelar funnes. Un läsfläcken är belä- gen exakt på en djup infonnationsspårdel, d.v.s. vid ställena r, 2r o.s.v. blir signalen Sr noll. Servosystemet för spårföljningen är så utfört att vid ett negativt värde på Sr spegeln 12 i fig 7 svänges moturs så att läsfläckens centrum kommer exakt på centrum av den djupa informationsspârdelen 2. Vid ett positivt värde på Sr svänges spegeln 12 medurs. Punkterna D i fig 12 är de stabila punkterna i servosystemet.

I en uppteckningsbärare enligt uppfinningen är grunda informationsspårde- lar 2' belägna mellan de djupa informationsspårdelarna 2. Punkten E på kurvan för Sr, vilken punkt motsvarar centrum av informationsspårdelen 2', är env ostabil punkt. On läsfläcken är belägen något till höger om informationsspårde: lens 2' centrum, d.v.s. om Sr var positiv, skulle spegeln 12 svängas medurs och läsfläcken skulle förskjutas ytterligare åt höger. På sama sätt vid en avvikelse åt vänster av läsfläcken så skulle nämnda fläck förskjutas ytterliga- re åt vänster. Utan ytterligare åtgärder skulle läsfläcken inte stanna på en grund infonmationsspårdel 2' utan läsfläcken skulle ständigt styras mot en djup informationsspårdel. _ För avläsning av ett grunt informationsspår eller en grund spårdel inverf teras i enlighet med uppfinningen signalen Sr innan den matas till styrkret- sen 50. Den inverterade signalen Sr representeras av den streckade kurvan _ i fig 12. Punkten E på kurvan för Sr vilken punkt motsvarar centrum av r informationsspårdelen 2' är en stabil punkt och punkterna D på denna kurva är ostabila punkter. ' å I apparaten enligt fig 7 finns en kombination av inverterare 51 och en strömställare 52. Detta gör det möjligt att mata signalen Sr till styrkretsen 50 i inverterad eller icke inverterad form. Strömställaren 52 styres av signa~ len SC 1 synkronism med strömställaren 28 i fig 9. Då en djup informations- spärdel avläsas inverteras signalen Sr inte men då en grund 1nf°rmat1°n$_ ” 453 545 spårdel läses inverteras den. Under avläsning av ett informationsspår 2 använ- des den kraftiqa delen av kurvan för Sr och vid avläsning av ett infonma- tionsspår 2' användes den kraftiga delen av den streckade kurvan för Sr.

Det observeras att den radiella felsignalen Sr innehåller bidrag som b alstras av informationsspårdelarna 2 och av informationsspårdelarna 2'. Till följd av de olika fasdjupen ïr'1 = 5 Zfyâ radianer och VJE = 37774 radianer skulle dessa bidrag vara i motfas. Men då informationsspårdelarna 2' är för- skjutna relativt infonnationsspårdelarna 2 en sträcka som är lika med halva radiella perioden hos informationsspärdelarna 2 kommer nämnda bidrag i signalen Sr att understödja varandra.

Detektorerna för avläsning av informationen (22 och 23 i fig 10) och de som alstrar den radiella felsignalen kan vara kombinerade i fonn av fyra detek- torer som ligger i de fyra olika kvadranterna av ett XY-koordinatsystem. För avläsning av.informationen summeras signalerna från detektorerna i den första och den fjärde kvadranten med varandra liksom signalerna som erhålles från de- tektorerna i den andra och tredje kvadranten. De så erhållna summasignalerna adderas antingen med varandra eller subtraheras från varandra, såsom beskrivits i det föregående. För att generera den radiella felsignalen summeras signalerna från detektorerna i den första och den andra kvadranten med varandra liksom signalerna från detektorerna i den tredje och fjärde kvadranten. De så erhållna summasignalerna subtraheras från varandra vilket ger signalen Sr.

Utom för att användas vid avläsning av en uppteckningsbärare med fasdjup *P 1 = 5/7/4 radianer och YZ = 3/7/4 radianer kan aifferentiaispårfaij- ningsmetoden också användas för avläsning av en uppteckningsbärare med V”1= =777Y6 radianer och 7”2 = 21773 radianer. För de sistnämnda uppteckningsbä- rarna kan spårföljning också åstadkommas på det sätt som exempelvis är beskri- vet i patentansökningen 7902831-2. Förutom läsfläcken kan två servofläckar pro- jiceras på informationsstrukturen. Dessa fläckar är så belägna relativt varand- ra att då läsfläckens centrum exakt sammanfaller med centrum av den informa- tionsspårdel som läses de båda servofläckarnas centra ligger vid de båda kan- terna av denna informationsspårdel. För varje servofläck finns en separat de- tektor. Skillnaden mellan signalerna från dessa detektorer är bestämd av stor- leken och riktningen av läsfläckens radiella lägesfel. D _ å Vid avläsning av en uppteckningsbärare med fasdjupen YVI = 72776 radia- ner och WVZ = 21Ü'[3 radianer kan en radiell felsignal också alstras genom att radiellt förskjuta läsfläcken och informationsspåret periodiskt relativt varandra med en liten amplitud, t.ex. 0,1 gånger spårbredden, och med en rela- tivt låg frekvens, t.ex. 30.kHz. Den av informationsdetektorerna avgivna sig- nalen innehåller därvid en extra komponent vars frekvens och fas beror på >- iïm"¿ï¿.§itu-of”àïauàuinilflfiáåšäåfiiåáísaíbflfl 4 5 3 5 4 3 14 läsfläckens radiella läge. Läsfläckens och informationsspårets relativa rörelse kan åstadkommas genom att periodiskt förskjuta lässtrålknippet i radiell rikt~ ¿ ning. Alternativt kan informationsspåren vara bågformiga, såsom är beskrivet i patentansökningen 7412860-4. En sålunda alstrad lägesfelsignal skall också in- verteras då ett grunt spår avläses. .

Uppfinningen har beskrivits för en reflekterande uppteckningsbärare. Det är emellertid också möjligt att utnyttja uppfinningen i samband med en uppteck- ningsbärare som har en fasstruktur som avläses genom transmission. Om fasstruk- turen har gropar eller upphöjningar skall dessa vara djupare respektive högre än de respektive groparna eller upphöjningarna i en reflekterande upptecknings- bärare.

Vidare kan uppfinningen också användas vid avläsning av en upptecknings- bärare i fonn av ett band. I detta fall skall uttrycket "radiell riktning" som har använts i det föregående'vara: den mot spårriktningen vinkelräta riktning- 80.'

Claims (11)

453 545 15 Patentkrav

1. Uppteckningsbärare med en informationsstruktur som innefattar optiskt läsbara informationsytor anordnade i informationsspár, varvid sidledes närliggande informationsspàr är separerade genom mellanrum och sidledes närliggande informationsspárdelar skiljer sig från varandra där- igenom att de har första informationsytor med ett första fasdjup respek- tive andra informationsytor med ett andra fasdjup, k ä n W e t e c k - n a d av att de första informationsytorna (4) är utförda att alstra en första interferens mellan ett delstràlknippe av ordningen noll och ett första ordningens delstràlknippe från de informationsytor som ger upphov till första signaler i tvá detektorer (22, 23) som är åtskilda i spar- riktningen, att de andra informationsytorna (4') är utförda att alstra en andra interferens mellan ett delstralknippe av ordningen noll och ett första ordningens delstràlknippe från de informationsytor som ger upphov till andra signaler i de tva detektorerna och att de första och andra informationsytornas fasdjup (m1, m2) skiljer sig med n/2 radianer, vilken skillnad, tillsammans med en fasförskjutning (Q) som är tillförd de första och andra signalerna, ger isolation av informationen i de första informationsytorna (4) från informationen i de andra informationsytorna (4').

2. Uppteckningshärare enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - ' _n a d av att det första fasdjupet w, är ungefär 5w/4 radianer och det andra fasdjupet (mg) ungefär 3 u/4 radianer.

3. Uppteckningsbärare enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a d av att de konsekutiva spàrdelarna (a, b) inom ett informa- tionsspàr skiljer sig från varandra därigenom att de har informationsytor (4) med det första fasdjupet (m1) respektive informationsytor (4') med det andra fasdjupet (mg).

4. Uppteckningsbärare enligt patentkravet 1, 2 eller 3 k ä n n e - t e c k n a d av att förutom en informationssignal (SI) en pilotsignal är upptecknad, vilken pilotsignfi anger övergàngarna mellan informations- 455 543 16 ytor (4) med det första fasdjupet (m1) och informationsytor (4') med det andra fasdjupet (oz) och omvänt.

5.~ Apparat för avläsning av en uppteckningsbärare innehållande infor- mationsytor med tvá olika fasdjup, vilken apparat innefattar en strål- ningskälla som alstrar ett lässtrálknippe, ett objektivsystem för att fokusera lässtrálknippet till en läsfläck pá informationsstrukturen samt tvâ strálningskänsliga detektorer som är anordnade i informationsstruk~ turens fjärrfält, en pá vardera sidan om en linje som effektivt går tvärs mot spàrriktningen, vilka båda detektorers utgångar är anslutna till en summeringskrets, k ä n n e t e c k n a d av att åtminstone en av detektorerna (22, 23) är ansluten till summeringskretsen (26) via ett fasförskjutningselement (24, 25), som utsätter detektorsignalen för en fasförskjutning med konstant storlek.

6. Apparat enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k n a d av att de två detektorerna (22, 23) också är anslutna till en subtraktionskrets (27), att summeringskretsens (26) och subtraktionskretsens (27) utgångar är anslutna till ingången pà en signalbehandlingskrets (29) via ett strömställarelement (28) och att en styringáng på strömställarelementet (28) är ansluten till en utgång pà en elektronisk krets (31, 33), i vilken en omkopplingssignal (Sc) avledes av den från uppteckningsbäraren avlästa signalen.

7. Apparat enligt patentkravet 6, k ä n n e t e c.k n a d av att var och en av detektorerna (22, 23) är ansluten till summeringskretsen (26) via ett fasförskjutningselement (24, 25), varvid de bada fasförskjut- ningselementen inför fasförskjutningar av lika storlek men med motsatt tecken.

8. Apparat enligt patentkravet 6, k ä n n e t e c k n a d av att var och en av detektorerna (22, 23) är ansluten till summeringskretsen (26) och till subtraktionskretsen (27) via ett fasförskjutningselement (24, 25) varvid de tvá fasförskjutningselementen inför fasförskjutningar som är lika men har motsatt tecken.

9. Apparat enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k n a d av att var och en av detektorerna (22, 23) är ansluten till summeringskretsen (26) 453 543 17 via ett fasförskjutningselement (24, 25), varvid de två fasförskjutnings- elementen inför en fasförskjutning med konstant st .lek men variabelt tecken och de båda elementens (24, 25) fasförskjutningar alltid är lika men har motsatt tecken, samt att fasförskjutningselementens styringångar är anslutna till en elektronisk krets (31, 33) i vilken en styrsignal (Sc) avleds från uppteckningsbäraren (1).

10. Apparat enligt nagot av patentkraven 5-9, k ä n n e t e c k ~ n a d av att de stràlningskänsliga ytorna i de båda detektorerna (22', 23') var och en är anordnade mot en kant av den effektiva öppningen (40) i objektivsystemet,(13).

11. Apparat enligt något av patentkraven 5-10 vilken är försedd med ett servosystem för att halla läsfläcken belägen på centrum av ett informa- tionsspár, vilket servosystem innefattar ett strålningskänsligt detek~ teringssystem för att generera en lägesfelsignal, en styrkrets för att omvandla denna signal till en styrsignal för ett manvöverdon, medelst vilket läsfläckens radiella läge kan varieras, k ä n n e t e c k - n a d av att en omställbar invertarare (51, 52) är inkopplad mellan detekteringssystemet (20) och styrkretsen (50), varvid en styringàng pá nämnda inverterare (52) är ansluten till utgången på en elektronisk krets, i vilken en omkopplingssignal (So) avledes från den av uppteck~ ningsbäraren (1) avlästa signalen.