DE2322725C3 - Vorrichtung zum Auslesen eines flachen reflektierenden Aufzeichnungsträgers - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auslesen eines flachen reflektierenden Aufzeichnungsträgers, auf dem Daten, z. B. Bild- und/oder Tondaten in einer optisch auslesbaren spurförmigen Struktur angebracht sind, welche Vorrichtung enthalt eine Ein-, Auslesebündel liefernde Hauptstrahlungsquelle, ein Objektivsystem zum Fokussieren des Auslesebündels auf die optische Struktur, ein strahlungsempfindliches Signaldetektionssystem zur Umwandlung des von den aufgezeichneten Informationen modulierten Auslesebündels in elektrische Signale und ein Fokus-Detektionssystem zum Bestimmen einer Abweichung zwischen der Ist-Lage der Ebene eines auszulesenden Spurteiles und der Soll-Lage dieser Ebene.

Unter einem flachen Aufzeichnungsträger ist jeder Aufzeichnungsträger zu verstehen, dessen optische Struktur an der Stelle, an der sie ausgelesen wird, in einer flachen Oberfläche liegt. Unter einem reflektierenden Aufzeichnungsträger ist ein Aufzeichnungsträger zu verstehen, in dem die Daten in einer reflektierenden Struktur festgelegt sind. Fine derartige Struktur kann durch in derselben Ebene liegende strahlungsreflektierende Blöcke und Zwischengebiete mit einem von dem der Blöcke verschiedenen Reflexionskoefl'izienten oder durch auf verschiedenen Tiefen liegende strahlungsreflektierende Blöcke und Gebiete gebildet v/erden.

Vorrichtungen zum Auslesen flacher Aufzeichnungsträger sind u. a. aus der britischen Patentschrift 11 46 843 bekannt. Zum Auslesen eines kreisförmigen Aufzeichnungsträgers wird der Aufzeichnungsträger rotiert, so daß das Signaldetektionssystem nacheinander von verschiedenen Teilen einer Spur herrührenden Strahlung des Aufzeichnungsträgers auffängt. Dadurch, daß der Aufzeichnungsträger und das Sigr.aldetektionssystem radial in Bezug aufeinander bev/egt werden, können alle Spuren nacheinander ausgelesen werden.

In der bekannten Auslesevorrichtung werden die Abstände zwischen der Strahlungsquelle und dem Aufzeichnungsträger und zwischen dem Aufzeichnungsträger und dem Signaldetektionssystem derart gewählt, daß nur ein kleiner Teil einer Spur, entsprechend der Größe etwa des kleinsten Details in der optischen Struktur der Daten, auf dem Signaldetektionssystem abgebildet wird. Die Strahlungswege zwischen der Strahlungsquelle und der Ebene eines auszulesenden Spurteiles und zwischen dieser Ebene und dem· Signaldetektionssystem können kleinen Änderungen ausgesetzt werden. Diese Änderungen können infolge verschiedener Ursachen auftreten. Erstens kann die Oberfläche eines Trägers nicht ganz flach sein. Zweitens können, wenn der Aufzeichnungsträger eine Folie ist, beim Rotieren des Trägers Wenigkeiten im Träger auftreten. Weiter können die optischen Elemente des Auslesesystems Schwingungen ausgesetzt sein.

Beim Auftreten dieser Änderungen empfängt das Signaldetektionssystem nicht nur von dem auszulesenden Teil einer Spur herrührende Strahlung, sondern auch von der Umgebung dieses Teiles herrührende

Strahlung. Dadurch nimmt die Modulationstiefe des von dem Signaldetektionssystem gelieferten Signals ab, während außerdem, weil nicht mehr leuiglich von einer einzigen Spur herrührende Strahlung, sondern auch von benachbarten Spuren herrührende Strahlung auf das Signaldetektionssystem gelangt. Übersprechen auftritt Infolge der herabgesetzten Modulationstiefe iTid des Obersprechens ist dann eine befriedigende Signaldetektion nichunehr möglich.

Aus der DT-AS 11 03 050 ist es bekannt, nur ein Fokussierbündel zu verwenden. In einem optischen Abbildungssystem muß dabei mit dem Fokussierbündel erst der Fokus des Abbildungssystems eingestellt werden, und erst danach kann das System zum Abbilden verwendet werden. Die bekannte Vorrichtung ist nur für ein Mikroskop geeignet, aber nicht für eine Vorrichtung zum Auslesen eines Informationsträger^.

Aus der US-PS 37 2! 827 ist es bekannt, ein schmales Strahlungsbündel, das ein Objektiv exzentrisch durchläuft, als Fokussierdeiekiionsbündel zu verwenden. Die Vorrichtung nach der US-PS ist jedoch auch nicht geeignet für das Auslesen eines Informationsträgers

In dieser bekannten Vorrichtung liegt das Feld des Fokussierbündels in dem Feld des AbbildungsbundeK. Diese Bündel müssen daher unterschiedliche Wellenlängen haben. In der Vorrichtung nach der Erfindung ist die Hilfsstrahlungsquclle außerhalb der optischen Achse des Auslesebündels angeordnet, so daß die v>n dem Fokussierbündel und dem Auslesebünde! auf dem Informationsträger geformten Strahlungsflecken nicht zusammenfallen.

Der Aufzeichnungsträger kann in der Auslesev orrichtung über relativ größere Abstände versetzt sein. Wenn das Fokussierbündel ein konvergierendes Bündel ist. wie in der Vorriclitung nach der US-PS 37 21 827. kann sich durch eine Variation der Abmessung des Fokussierflekkesein falsches Fokus.sierdetektionssignal ergeben.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Auslesevorrichiung für einen z. B. reflektierenden Aufzeichnungsträger zu schaffen, in der Abweichungen zwischen der Soll-Lage der Ebene, in der nur der gewünschte Teil des Aufzeichnungsträgers auf dem Signaldetektionssystem abgebildet wird, und der 1st-Lage detektiert werden, so daß ein optisches Element in dem Strahlungsweg von der Strahlungsquelle zu dem Strahlungsdetektionssystern entsprechend angepaßt werden kann, und die auch bei relativ größeren Abstandsversetzungen des Aufzeichnungsträgers einwandfreie Ergebnisse liefert.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß das Fokus-Detektionssystem enthält: eine Hilfsstrahlungsquelle in Form einer von der Hauptstrahlungsquelle beleuchteten spaltförmigen öffnung, welche Hilfsstrahlungsquelle ein Hilfssirahlungsbündel liefert, das im Vergleich zu der Apertur des Objektivsystems einen kleinen Durchmesser aufweist und außerhalb des mittleren Teiles in die Apertur des Objektivsystems eintritt, daß auf einer die spaltförmige öffnung aufweisenden Platte zwei das von dem Aufzeichnungsträger reflektierte Hilfsstrahlungsbündel auffangende Strahlungsauffangelemente angebracht sind, daß die Positionen dieser Strahlungsauffangelemente symmetrisch sind in bezug auf die Position des Bildes der Hilfsstrahlungsquelle, das entsteht, wenn die erwähnte Abweichung null ist, und daß der Unterschied zwischen den von den beiden Strahlungsauffangelementen aufgefangenen Strahlungsintensitäten opto-elektronisch verarbeitet wird zu einem Regelsignal zum Nachregeln der Fokussierung des Objektivsystems.

Es sei bemerkt, daß in den Patentanmeldungen P 22 11 049.2 und P 23 13 74! θ vorgeschlagen wurde, zwei Detektoren zum Detektieren der Lage der Ebene eines auszulesenden Spurteiles zu verwenden. In den früher vorgeschlagenen Vorrichtungen werden jedoch entweder die Daten einer Vielzahl Spuren in der Umgebung der auszulesenden Spur (Patentanmeldun gen P 22 11 0492 und P 23 13 741.9) oder die Daten der auszulesenden Spur (Patentanmeldung P 23 13 741.9) benutzt, so daß nicht, wie in der erfindungsgemäßen Vorrichtung, lediglich die reflektierenden Eigenschaften des Aufzeichnungsträgers benutzt werden.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel dar. Es zeigt

Fig. I eine früher vorgeschlagene Vorrichtung zum Auslesen eines reflektierenden Aufzeichnungsträgers.

Fig.2 einen Teil der optischen Struktur des auszulesenden Aufzeichnungsträgers.

F 1 g. 3 eine Ausführung;>form der Auslesevorrichtung.

Fig. 5. 6 und 9 Elemente zur Anwendung in der Vorrichtung nach F ι g. 3. und

Fig.4. 7 und 8 Kurven zur Verdeutlicht:· g der Wirkungsweise der Vorrichtung nach F i g. 3.

In der Vorrichtung nach Fig. I wird der in einem radialen Schnitt dargestellte, kreisförmige Auf/eich nungsträger 1 mit Hilfe einer \on einem nicht dargestellten Motor angetriebenen Welle 4. die durch eine mittlere Öffnung 2 im Datenträger geführt ist. gedreht. Da·- von der Strahlungsquelle 5 geiielerte Strahlungsbundei 10 wird von dem halbdurchlassigen Spiegel 6 zu dem Aufzeichnungsträger reflektiert. Das Bündel wird von der Linse 7 auf eine der sich auf der Unterseite des Aufzeichnungsträgers befindenden Spuren 3 fokussiert. Das von einer Spur modulierte Bündel wird reflektiert und durchläuft zum zweiten Mal die Linse 7, so daß ein kleiner Teil der auszulesenden Spur über den halbdurchlassigen Spiegel 6 auf dem strahlungsempfindlichen Detektor 8 abgebildet wird. Der Ausgang des Detektors ist mit einer Vorrichtung 9 \erbunden. die mn bekannten elektronischen Mitteln zur umwandlung des vom Detektor gelieferten Signals in Bild- und Tonsignale versehen ist. An die Linse 7 werden strenge Anforderungen gestellt, weil von dieser Linse nur ein Teil der Spur mit einer Größe, die etwa dem kleinsten Detail in der optischen Struktur der Daten entspricht, auf dem Detektor abgebildet werden darf.

In Fig. 2 ist ein Teil der optischen Struktur des Aufzeichnungsträgers in Unteransicht gezeigt. Der Pfeil 15 gibt an. in welcher Riehtun; Jer Aufzeichnungsträger in bezug auf das Auslesest stern bewegt wird. Die Struktur ist aus einer Anzahl Spuren 3 von abwechselnden Blöcken b und Gebieten g aufgebaut. Zwischen den Spuren 3 befinden sich datenlose Zwischenstreifen 13. Die Spuren 3 können parallel zueinander, also konzentrisch, auf dem Aufzeichnungsträger angebracht sein. Auch kann eine einzige spiralförmige Spur auf dem Aufzeichnungsträger angebracht sein. Die Längen der Blöcke und Gebiete stellen die gespeicherten Daten dar. Ein Strahlungsbündel, das von der Spur moduliert ist. weist impulsförmige zeitliche Änderungen entsprechend der Reihenfolge von Blöcken und Gebieten auf. Die Blöcke und Gebiete einer Spur können in derselben Ebene liegen, wobei z. B. die Blöcke und die Gebiete verschiedene Reflexionskoeffizien'en aufweisen Auch können die Blöcke und Gebiete gleiche Reflexionskoeffizienten aufweisen, aber auf verschiedenen Tiefen liegen.

In einem Ausführungsbeisipiel einer optischen Struktur ist die mittlere Periode in der Längsrichtung einer Spur 4μηι und die Mindestlängc in einer Spur 2μιτ\, so daß die Abbildung auf dem Detektor kleiner als 2μηι sein muß. Dazu ist es erforderlich, daß die Ebene der optischen Struktur innerhalb der Tiefenschärfe von z. B. Ιμηι der Linse 7 liegt. |ede Verschiebung dieser Ebene senkrecht zu sieh selbst muß daher delektiert werden, so daß nachgeregelt werden kann.

Die F i g. 3 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung.

Eine Lascrquelle 60 emittiert ein sehr enges Strahlungsbündel 61. Dieses Strahlungsbündel tritt über die Fläche 63 in den Strahlenteiler 62 ein. Die Fläche 64 des Strahlenteilers ist teilweise durchlässig, so daß ein Teil des Sirahlungsbündels 61 als Strahlungsbündel 65 durchgelassen wird, während ein anderer Teil zu der Fläche 63 reflektiert wird. Dieser Teil verläßt nach vollständiger Reflexion an der Fläche 63 den Strahlenteiler als ein zweites Strahlungsbündel 66. Das Strahlungsbündel 66 wirkt als Hilfsstrahlungsbündcl und passiert eine spaltförmigc Öffnung 67. Die Öffnung 67 wird von zwei strahlungsempfindlichcn Detektoren 68 und 69 begrenzt. Eine Objektivlinsc 70. deren optische Achse mit 00' bezeichnet ist. ist hinter der spaltförmigcn Öffnung angebracht. Das Hilfsstrahlungsbündcl 66 tritt in verhältnismäßig großer Entfernung von der optischen Achse 00' in die Linse 70 ein. Nach Brechung durch die Linse 70 trifft das Hilfsstrahlungsbündel 66 auf den Aufzeichnungsträger 1 auf. Für das Hilfsstrahlungsbündel wirkt der Aufzeichnungsträger als ein Spiegel.

Befindet sich der Aufzeichnungsträger 1 in der richtigen Lage (Lage d), so wird eine Abbildung der Öffnung 67 auf der Ebene dieser Öffnung erzeugt, wobei die Abbildung zu der Öffnung symmetrisch ist. In diesem Falle empfangen die beidseitig der Öffnung liegenden strahlungscmpfindlichen Detektoren 68 und 69 nahezu die gleichen Strahlungsintensitäten, so daß der Unterschied zwischen den von diesen Detektoren gelieferten elektrischen Signalen vernachlässigbar ist.

Wenn sich der Aufzeichnungsträger 1 zu der Lage f verschiebt, folgt das reflektierte Hilfsstrahlungsbündel dem mit gestrichelten Linien angedeuteten Weg. Das Hilfsstrahlungsbündel passiert die Linse 70 auf einer anderen Höhe als im Falle d so. daß das Bündel über einen kleineren Winkel gebrochen wird. Dadurch wird sich die Abbildung der Öffnung 67 nach dem Detektor 69 verschieben, so daß das reflektierte Hilfsstrahlungsbündel größtenteils auf diesen Detektor auftr'iHt. Das vom Detektor 69 gelieferte elektrische Signal ist dann erheblich größer als das Ausgangssignal des Detektors 68. Bei einer Verschiebung des Aufzeichnungsträgers 1 nach rechts wird sich die Abbildung der Öffnung 67 nach dem strahlungsempfindlichen Detektor 68 verschieben. Das Ausgangssignal des Detektors 68 ist dann erheblich größer als das des Detektors 69.

Durch Vergleich der Ausgangssignale der Detektoren 68 und 69 kann festgestellt werden, ob sich die Ebene des auszulesenden Spurteiles in der gewünschten Lage befindet und welche Richtung eine etwaige Abweichung aufweist Die Ausgangssignale der Detektoren können elektronisch auf bekannte Weise zu einem Regelsignal verarbeitet werden, mit dessen Hilfe z. B. die Fokussierung einer Linse, wie der linse 70. mit deren Hilfe die Abbildung eines kleinen Teiles einer Spur auf dem (nicht dargestellten) Signaldetektionssystem erzeugt wird, eingestellt werden kann.

Es ist möglich, die spaltförmige Öffnung 67, die das enge Hilfsstrahlungsbündel liefert, von den Elementen 68 und 69, die das reflektierte Hilfsstrahlungsbündel auffangen, zu trennen. Die Vorrichtung nach F i g. 3 ist jedoch zu bevorzugen, weil die Lage der spaltförmigen Öffnung 67 durch die Lage der Elemente 68 und 69 bestimmt wird, so daß keine Lageänderungen zwischen diesen Elementen und der Strahlungsquelle auftreten können. Zusätzliche Mittel. /.. B. in Form zusätzlicher strahlungscmpfindlicher Detektoren und eines diehbaren Spiegels, zum Kompensieren der genannten Verschiebungen brauchen dann nicht angebracht zu werden.

Bei der bisher beschriebenen Ausführungsform nach Fig. 3 würde die das Hilfsstrahlungsbündel liefernde Strahlungsquelle von der Objektivlinsc 70 in der Nähe des Aufzeichnungsträgers abgebildet werden. |e nach der Lage dieses Aufzeichnungsträgers wird sich dann die Größe dieser Abbildung und damit auch die Größe des Streuungsflecks ändern, der nach Reflexion am

zo Aufzeichnungsträger auf den strahlungsempfindlichen Detektoren 68 und 69 gebildet wird. Die das Hilfsstrahlungsbündel liefernde Strahlungsquelle liegt nicht in der Ebene der spaltförmigen Öffnung und der strahlungsempfindlichen Detektoren. Dadurch würde, wie in F i g. 4 dargestellt ist, die Änderung in der Größe des Streuungsflecks 73 als Funktion der Lage einen asymmetrischen Verlauf aufweisen. Die Linien 74 und 75 geben die Grenzen des Streuungsflecks auf den Detektoren 68 und 69 an. Es ist einleuchtend, daß die Änderung in der Größe des Streuungsflecks 73 eine fehlerhafte Anzeige veranlassen kann.

Nach der Erfindung ist in dem Wege des Hilfsstrahlungsbündels 66 vor der spaltförmigen Öffnung 67 eine Hilfsünse 71 angebracht. Diese Hilfslinse bildet die Strahlungsquelle in der Brennebene der Objektivlinse 70 ab, so daß das Hilfsstrahlungsbündel die Objektivlinse als ein paralleles Bündel verläßt. Auf diese Weise wird eine Abbildung konstanter Größe auf dem Aufzeichnungsträger erzeugt, so daß auch der Strciiungsfleck auf den Detektoren 68 und 69 eine konstante Größe aufweist, wie mit den gestrichelten Linsen 76 und 77 in F i g. 4 angegeben ist. Dadurch wird der Einfluß der Strahlungsquelle auf die Messung nahezu beseitigt.

Statt zweier strahlungsempfindlicher Detektoren 68 und 69 können auch zwei reflektierende Elemente zu beiden Seiten der spaltförmigen Öffnung 67 angebracht werden. Diese Elemente müssen die Strahlung über zwei verschiedene Wege reflektieren. In jedem dieser Wege muß dann ein strahlungsempfindlicher Detektor angeordnet sein. Die Ausführungsform nach F i g. 3. in der die Öffnung von zwei strahlungsempfindlicher Detektoren begrenzt wird, ist jedoch zu bevorzugen weil in diesem Falle keine zusätzlichen optischer Elemente zum Konzentrieren der von den reflektieren den Elementen herrührenden Strahlung auf di< Detektoren erforderlich sind und sich auch kein« schwierigen Ausrichtprobleme ergeben.

In der Vorrichtung nach F i g. 3 passiert das von den Strahlenteiler 63 aus dem Bündel 61 abgespaltet!

Strahlungsbündel 65 eine Linse 72 und wirkt al AuslesestrahlungsbündeL Von diesem Auslesestrah lungsbündelsind nur zwei Strahlen mit strichpunktier ten Linien angegeben. Das Auslesestrahlungsbündel 6 wird von der Linse 70 auf eine Spur des Aufzeichnung: trägers 1 fokussiert Das von dem Aufzeichnungsträge reflektierte und, entsprechend den Daten in einer Spu modulierte Strahlungsbündel passiert die Linse 70 zui zweiten Mal und kann dann z. B. von einem (nid

dargestellten) halbdurchlässigen Spiegel zu dein (ebenfalls nicht dargestellten) Sigrialdetcktionssystcm reflektiert werden.

Die Vorrichtung nach F i g. 3 kann mil Mitteln zur Bestimmung der Lage des Auslesestrahls in bezug auf s die auszulesende Spur kombiniert werden. So kann der Auslescstrahl von einem vor der Ebene der Öffnung 67 angeordneten Raster in drei Tcilstrahlen unterteilt werden, wobei die Linien dieses Rasters in einer Ebene liegen, die zu der optischen Achse 00' senkrecht ist. Auf der auszulesenden Spur werden dann drei Strahlungsfleckc gebildet, und zwar einer in der Mitte der Spur und zwei auf deren Seiten. Der mittlere Strahlungsflcck wird zum Auslesen der Daten verwendet, während die beiden äußeren Strahlungsflecke zur Positionierung des AusleseMrahls in bezug auf die Spur verwendet werden.

Γ i g. 5 zeigt einen Schnitt längs der Linie /l/V der Fig. 3. In einer undurchsichtigen Platte 78 ist eine Öffnung 79 angebracht; durch die die drei genannten Teilstrahlen hindurchtreten können. Auf der Platte 78 sind weiter zwei strahlungsempfindlichc Detektoren 68 und 69 angebracht. Diese Detektoren begrenzen eine enge durchsichtige spaltförmigc Öffnung 67.

Die Breite der spaltförmigen Öffnung wird u. a. durch das Signal/Rauschverhältnis des Deieklionssyslenis bestimmt. Inder Praxis ist die Strahlungsquelle60häufig eine Laserstrahlungsquelle mit einer Gausschcn Intensitiitsvericilung. Bei Anwendung einer verhältnismäßig engen Öffnung 67 wird das durch die Öffnung hindurehtretende Strahlungsbündcl eine vcrhälinismäßig konstante Intensität aufweisen. Dann ist jedoch die (iesamtintcnsiiät gering und damit sind auch die elektrischen Signale der Detektoren klein. Bei Anwendung einer breiteren Öffnung 67 ist die Gesamtintensität des durch die spaltförmigc Öffnung hindurchtreicndcn Strahlungsbündels größer. In diesem Falle weist jedoch dieses .Strahlungsbündel und damit auch die zu den Detektoren 68 und 69 reflektierte Strahlung eine räumliche inhomogene Intcnsilätsvertcilung auf.

Für die sirahlungsempfindlichen Detektoren können Photoduiden verwendet werden. Wie in Fig.b dargestellt ist. besteht eine derartige Photodiode aus einem Innenteil 80, 81 aus photoempfindlichem Halbleitermaterial, der von einem sogenannten toten Rand (82, 83) umgeben ist. der für die Strahlung unempfindlich ist. Bei üblichen Dioden liegt die Breite des toten Randes in der Größenordnung von ΙΟΟμηι und somit in der Nähe der Breite der Öffnung 67. Bei Anwendung derariigcr Photodioden mit breiten Rändern würde, wie in F i g. 7 dargestellt ist. die Kurve, die das elektrische Differenzsignal (S) als Funktion der Verschiebung (v) des auszulesenden Spurteiles darstellt, über ein verhältnismäßig großes Gebiet (2a^um den Nulldurchgang herum einen nahezu waagerechten Verlauf aufweisen. In diesem Gebiet könnte die Fokussierung des Objektivs 70 nicht genügend nachgeregelt werden.

F i g. 8 zeigt den nach der Erfindung verbesserten Verlauf des elektrischen Differenzsignals als Funktion der Verschiebung. Die Kurve weist in der Nähe des Nulldurchgangs eine Neigung auf, die nahezu gleich der f>o der wetter von dem Nulldurchgang entfernten Punkte ist.

Diese verbesserte Situation wird nach der Erfindung dadurch erzielt, daß bei der Herstellung der Photodioden dafür gesorgt wird, daß die auf der Seite der *>s spallförmigcn öffnung liegenden Ränder der Photodioden möglichst schmal sind. Die Photodioden werden in ffroßen Anzahlen zugleich auf einer Halbleiterscheibe hergestellt und anschließend aus dieser Scheibe ausgeschnitten. Durch den Schneidvorgang können mechanische Spannungen im Material auftreten, wodurch bei Anwendung der Photodioden in der Vorrichtung nach F i g. 3 große Leckströme auftreten können. Wenn nun, wie in F i g. b dargestellt ist. nur die Ränder (84, 85), die die spaltförmigc Öffnung 67 begrenzen, schmal und die übrigen Ränder (82, 83) viel breiter ausgeführt werden, kann die Möglichkeil des Auftretens von Leckströmen gering gehalten werden, während die Photodiodcn dennoch für Anwendung in der beschriebenen Vorrichtung besonders geeignet sind. Die Empfindlichkeit der Vorrichtung nach der Erfindung — die kleinste deieklicrbare Abweichung zwischen der Ist-Lage der Ebene des auszulesenden Spurieils und der Soll-Lage der Ebene — w ird durch:

G=Ai χ /·

gegeben, wobei Ai eine Konstante und r den Abstand zwischen der optischen Achse und dem Punkt darstellt. an dem das Hilfsstrahlungsbündel auf die Linse 70 einfällt. Der Einfangsbereich, d. h. die maximale Abweichung, die noch delektiert werden kann, wird durch:

I= k₂ χ (U r)

gegeben, wobei r derselbe Parameter wie in der Gleichung (1) ist. während Ai eine Konstante und /die Längen der Dioden (siehe auch I ig. 7) darstellt. Nach den Gleichungen (1) und (2) werden an /entgegengesetzte Anforderungen gestellt. Der Wert von r w ird in der Praxis das Ergebnis eines Kompromisses sein.

Außer dem von dem Aufzeichnungsträger reflektierten Hilfsstrahlungsbündel kann auch störende Strahlung, z. B. vom Objektiv 70 reflektierte Strahlung, auf die Photodiodcn auftreffen. Der Einfluß der störenden Strahlung kann nach der Erfindung erheblich herabgesetzt werden, indem, wie in F i g. 9 dargestellt ist. die Detektoren in zwei getrennte Teildctektoren 80'. 80" und 8Γ. 81" unterteilt werden. Die Längen der Teildelektoren 80" und 81" sind viel geringer als die der Teildctektoren 80' und 8Γ. Es wird gesichert, daß bei einer gleichen auffallenden Strahlungsintensität die von den Teildctektoren 80" und 81" herrührenden elektrischen Signale viel größer als die von den Teildetektoren 80' und 81' herrührenden elckriischen Signale sind. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Teildetektoren 80" und 8t" empfindlicher als die Tcildetektoren 80' und 81' gemacht werden, oder daß die Verstärkung der von den Teildetektoren 80" und 81" abgegebenen Signale größer (z. B. zehnmal größer) als die der von den Teildetektoren 80' und 81' abgegebenen Signale gewählt wird.

Wenn die Abweichung zwischen der Ist-Lage der Ebene des auszulesenden Spurteiles und der Soll-Lage dieser Ebene gering ist, wird der Einfluß der störender Strahlung, die von nahezu der ganzen Oberfläche dei Detektoren 80' und 81' aufgefangen wird, vernachlässig bar sein. In diesem Falle tragen nahezu nur di( Teildetektoren 80" und 81" zu dem Regelsignal bei.

Der Einfluß der störenden Strahlung kann nocl weiter herabgesetzt werden, indem auch die Breiten de Teildetektoren 80" und 81" kleiner als die de Teildetektoren 80' und 8Γ gemacht werden (sieh F ig. 9).

Außer der Herabsetzung des Einflusses der Störstral· lung weist die Detektorenanordnung nach F i g. 9 de Vorteil auf, daß die Regelung günstiger ist. Die Neigun

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des Differenzsignals in bezug auf die Lage der Ebene des auszulesenden Spurtciles ist in der Nähe des Nullpunktes viel steiler als in Fi g. 8 dargestellt ist.

In einem Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach V i g. 3 hatten die Ränder 84 und 85 eine Breite von ΙΟμίη, während die übrigen Ränder der Photodioden eine Breite von 200 μσι aufwiesen. Die Breite der

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spaltförmigen Öffnung betrug 250 μιη. Die Strahlungs quelle 60 lieferte ein Laserbündel mit einer Gausscher Intensitätsverteilung mit einer Halbwertsbreite vor 700 μιη. Die kleinste Abweichung zwischen der Ist-Lage und der Soll-Lage der Ebene des auszulesender Spurteiles, die noch delektiert weiden kann, betrug 1 μιη bei einem Einfangsbercich von 1 min.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   ^Γ 1. Vorrichtung zum Auslesen eines flachen reflektierenden Aufzeichnungsträgers, auf dem Daten, ζ. B. Bild- und/oder Tondaten in einer optisch auslesbaren spurförmigen Struktur angebracht sind, welche Vorrichtung enthält eine Ein-, Auslesebündel liefernde Hauptstrahlungsquelle, ein Objektivsystem zum Fokussieren des Auslesebündels auf die : optische Struktur, ein strahlungsempfindliches Signaldetektionssystem zur Umwandlung des von den "aufgezeichneten informationen modulierten Auslesebündels in elektrische Signale und ein Fokus-Detektionssystem zum Bestimmen einer Abweichung zwischen der Ist-Lage der Ebene eines auszulesenden SpurteUes und der Soll-Lage dieser Ebene, dadurch gekennzeichnet, daß das Fokus-Detektionssystem enthält eine Hilfsstrahlungsquelle in Form einer von der Hauptstrahlungsquelle (60) beleuchteten spaltförmigen Öffnung (67), welche Hilfsstrahlungsquelle ein Hilfsstrahlungsbündel (66) liefert, das im Vergleich zu der Apertur des Objektivsystems (70) einen kleinen Durchmesser aufweist und außerhalb des mittleren Teiles in die Apertur des Objektivsystems eintritt, daß auf einer die spaltförmige Öffnung (67) aufweisenden Platte zwei das von dem Aufzeichnungsträger (1) reflektierte Hilfsstrahlungsbündel auffangende Strahlungsauffangelemente (G8, 69) angebracht sind, daß die Positionen dieser Strahlungsauffangelemente symmetrisch sind in bezug auf die Position des Bildes der Hilfsstrahlungsquelle, das entsteht, wenn die erwähnte Abweichung null ist, und daß der Unterschied zwischen den von den beiden Strahlungsauffangelementen aufgefangenen Strahlungsintensitäten opto-elektronisch verarbeitet wird zu einem Regelsignal zum Nachregeln der Fokussierung des Objektivsystems.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Strahlungsweg von der Strahlungsquelle zu der spaltförmigen Öffnung ein Hilfslinsensystem angeordnet ist, das die Strahlungsquelle in der Brennebene des abbildenden Elements abbildet.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die spaltförmige Öffnung durch die beiden Strahlungsauffangelemente begrenzt ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Strahlungsau^ffangelemente aus Photodioden bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Seite der spaltförmigen Öffnung liegenden strahlungsunempfindlichen Ränder dieser Photodioden erheblich schmaler als die anderen strahlungsunempfindlichen Ränder der Photodioden sind.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß von der strahlungsempfindlichen Oberfläche jeder Photodiode ein kleiner Teil, der auf der Seite der spaltförmigen Öffnung liegt, von dem übrigen Teil der strahlungsempfindlichen Oberfläehe getrennt ist, wobei, bei einer gleichen auf die getrennten Teile auffallenden Strahlungsintensität, das von dem kleinen Teil herrührende elektrische Signal erheblich größer als das von dem größeren Teil herrührende elektrische Signal ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der kleine Teil nur über einen Teil der Breite der strahlungsempfindlichen Oberfläche und symmetrisch zu der Mitte der Oberfläche erstreckt
7. 7 Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfindlichkeit für Strahlung bei dem kleinen Teil erheblich größer als bei dem größeren Teil ist.