DE2538383C3 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Lokalisierung des Zentrums von konzentrischen, im wesentlichen kreisförmigen Informationsspuren auf der Oberfläche einer Videoplatte.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind insbesondere zur Anwendung bei der Herstellung von Videoplatten bestimmt.

Videosignale, wie sie zur Übertragung von Fernsehrundfunk übertragen werden, können auf einer Videoplatte zum späteren Abspielen gespeichert werden.

Eine bereits vorgeschlagene Videoplatte kann einen Durchmesser von 30,5 cm und einen mittleren informationsfreien Bereich von etwa 15,2 cm Durchmesser aufweisen. Zwischen dem mittleren freien Bereich und dem äußeren Rand ist die Videoinformation in Form einer kreisförmigen Spiralspur gespeichert, die aus etwa 000 Umdrehungen besteht. Die Breite der Spur beträgt, so wie sie zur Zeit geplant ist, ein Mikron, und aneinandergrenzende Spuren sind von Mitte zu Mitte durch einen Abstand von 2 Mikron getrennt.

Die Verfahren zur Aufnahme der Information auf der Videoplatte, zu ihrer Wiedergabe und zum Reproduzieren der Platten sind bekannt und sind nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

Bei den verschiedenen möglichen Verfahren zur Vervielfachung der Platten werden die Informationskanäle auf ein Blatt aus hellem Plastikmaterial aufgedruckt, das geometrische Zentrum der Platte wird

iedoch nicht angezeichnet. Wegen der geringen Abmessungen der Informationsspuren ist es wesentlich, iaß der Mittelpunkt der Videoplatte mit hoher Geschwindigkeit ermittelt und ausgestanzt wird.

Videoplatten bzw. Bildplatten werden in großer Zahl hergestellt, ausgehend von einer »Musterplatte«. Die abgezogenen Platten werden aus lichtdurchlässigem Material hergestellt und weisen bei einer bevorzugten Ausführungsform einen Außendurchmesser von etwa 30,5 cm (12 Zoll) und einen inneren freien Bereich in der Mitte von etwa Ϊ5.2 cm (6 Zoll) Durchmesser auf. Zwischen diesem freien mittleren Bereich und dem Umfang der Platte liegen die Informationsspuren bzw. -kanäle, welche die Videoinformation enthalten. Diese Spuren sind sehr klein, in der Größenordnung von 1 Mikron Breite, und die Spuren sind voneinander durch einen Abstand von 2 Mikron zwischen ihren Mittelpunkten getrennt.

Insgesamt können auf einer Platte 40 000 Spuren bzw. Umdrehungen aufgenommen sein. Längs jeder Spur ist die Information in Form von Oberflächenungleichmäßigkeiten wie beispielsweise »Löcher« oder »Erhebungen« gespeichert Der Abstand und die Größe dieser Ungleichmäßigkeiten stellen die auf der Platte gespeicherte Information dar.

Es ist leicht ersichtlich, daß, wenn das mittlere Loch, in das eine Welle zur Drehung während des Abspielvorganges eingesetzt wird, nicht ziemlich genau ausgerichtet ist, jegliche Exzentrizität bewirkt, daß die Informationsspuren unter dem Wiedergabewandler von einer Seite zur anderen schwingen, während sich die Platte dreht Geringe Exzentrizitätsbeträge, die 12 Mikron nicht übersteigen, können zugelassen werden und von der Abspielvorrichtung ausgeglichen werden. Größere Exzentrizitäten können das Korrekturvermögen des Systems übersteigen und demzufolge die Wiedergabequalität beeinträchtigen.

Die zum Abziehen von Videoplatten verwendete Vorrichtung ist nicht dazu geeignet, das Zentrum der abgezogenen Platte zu markieren. Bei einem Verfahren zur Herstellung von Videoplatten wird ein Stanz-, Preßoder Prägeve* fahren angwendet, wobei einzelne Plastikplatten verwendet werden. Bei anderen Verfahren werden die im wesentlichen kreisförmigen Informationsmuster auf einer endlosen Bahn aufgebracht. Die Videoplatten können transparent oder lichtundurchlässig sein.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur genauen Lokalisierung des Mittelpunktes von Informationsspuren auf einer Videoplatte anzugeben.

Wenn die Videoplatte transparent ist, dann wird diese Aufgabe mit einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art ertindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Lichtempfänger auf der optischen Achse einer punktförmigen Lichtquelle angeordnet wird, daß die Videoplatte transparent ist und zwischen der Lichtquelle und dem Lichtempfänger senkrecht zu der optischen Achse und in der Plattenebene bewegbar angeordnet wird, wobei der Lichtempfänger die durch die Informationsspuren gebeugten Lichtstrahlen empfängt und deren Maximum anzeigt, wenn sich das Zentrum der Informationsspuren auf der optischen Achse befindet.

Wenn die Videoplatte lichtundurchlässig ist, dann besteht die Lösung der Aufgabe erfindungsgemäß darin, daß ein Lichtempfänger auf der optischen Achse einer punktförmigen Lichiouelle angeordnet wird, daß der Lichtempfänger zwischen der Lichtquelle und der Videoplatte angeordnet wird, welche lichtundurchlässig ist und senkrecht zu der optischen Achse und in der Plattenebene bewegbar angeordnet wird, wobei der Lichtempfänger die durch die Informaiionsspuren gebeugten Lichtstrahlen empfängt und deren Maximum anzeigt, wenn sich das Zentrum der Informationsspuren auf der optischen Achse befindet

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bei transparenter Videoplatte ist gemäß der Erfindung gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Lagerung der transparenten Videoplatte in einer Ebene, eine punktförmige Lichtquelle auf einer Seite der Plattenebene, einen auf der senkrecht zur Plattenebene verlaufenden optischen Achse der Lichtquelle auf der anderen Seite der Plattenebene angeordneten Lichtempfänger zur Erfassung von durch die ilnformationsspuren gebeugtem Licht aus der Lichtquelle und eine Einrichtung zur Bewegung der Videoplatte in Form einer Translationsbewegung in der Plauenebene relativ zur optischen Achse.

Weiter ist die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bei lichtundurchlässiger Videoplatte gemäß der Erfindung gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Lagerung der lichtundurchlässigen Videoplatte in einer Ebene, eine punktförmige Lichtquelle auf einer Seite der Plattenebene, einen auf der senkrecht zur Plattenebcne verlaufenden optischen Achse der Lichtquelle auf der gleichen Seite der Plattenebene angeordneten Lichtempfänger zur Erfassung von durch die Informationsspuren gebeugtem Licht aus der Lichtquelle und eine Einrichtung zur Bewegung der Platte in Form einer Translationsbewcgung in der Plattenebene relativ zur optischen Achse.

Weiterbildungen bzw. zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei der vorliegenden Erfindung werden die kleinen Abmessungen der Informationsspur und die Regelmäßigkeit des Abstandes der Informationsspuren ausgenutzt, um ein optisches Verfahren zur Lokalis'erunp des Zentrums anzuwenden. Es hat sich herausgestellt daß die Videoplatte als Beugungsgitter wirkt Auf die Vide· platte auftreffendes Licht aus einer punktförmigen Lichtquelle wird in einem vorhersehbaren Muster entsprechend den Gesetzen der Optik gebeugt

Die Einzelheiten der Beugungsmustcr sind zwar kompliziert zu beschreiben, die wesentlichen Eigenschaften, die bei der Erfindung wirksam werden, sind jedoch relativ einfach zu erkennen.

Die Stelle des mittleren Intensitätsmaximums eines Beugungsmusters hängt ab von der Symmetrie der Videoplatte und der Stelle der beleuchtenden Lichtquelle in bezug auf den Mittelpunkt der Informationsspuren.

Das mittlere Maximum liegt auf einer geraden Linie, die die Lichtquelle und die Mitte der Videoplatte verbindet. Ein mittleres Maximum kann unter jeglichem Abstand von der Victeoplatte ermittelt werden. Sobald das mittlere Maximum genau lokalisier*, worden ist, schneidet eine die Lichtquelle und das mittlere Maximum verbindende Linie die Videoplatte im Mittelpunkt der Infci'mationsspuren.

Wenn der Mittelpunkt einer transparenten Videoplatte ermittelt werden soll, so wird der Lichtempfänger auf der der Lichtquelle gegenüberliegenden Seite der Videoplatte angeordnet, und das durch die Videoplatte hindurchtretende Licht wird ermittelt. Es ist vorteilhaft, eine Abschirmung voivusehtn, um zu verhindern, daß nichtgebeugtes Licht, welches durch den freien Bereich

in der Mitte der Videoplatte hindurchgetreten ist, in den Lichtempfänger eintritt.

Wenn die Platte metallisiert worden ist, wie dies in einem späteren Stadium des Herstellungsverfahrens der Fall ist, so ist sie lichtundurchlässig und stark reflektierend. Dadurch ist zwar die Verwendung von durchscheinendem Licht nicht möglich, es kann jedoch das Verfahren, bei dem reflektiertes Licht verwendet wird, zur Lokalisierung des Zentrums angewendet werden. Die Lichtquelle und der Lichtempfänger müssen auf der die Spuren enthaltenden Seite der Videoplatte angeordnet sein. Licht aus der Lichtquelle wird gebeugt, während es von den Spuren auf der Videoplatte reflektiert wird. Wie bei der lichtdurchlässigen Videoplatte ist eine Abschirmung vorteilhaft, um zu verhindern, daß nichtgebeugtes, vom mittleren Bereich der Videoplatte reflektiertes Licht den Lichtempfänger erreicht.

In der Praxis sind eine Stanze und eine Form in geeigneter Weise angeordnet, um ein Loch zu stanzen, dessen Mittelpunkt auf der die Lichtquelle und eine Lochöffnung des Lichtempfängers verbindenden Linie (optische Achse) liegt. In der Praxis verläuft die Linie senkrecht zur Plattenebene.

Während des Aufsuchens des mittleren Maximums kann die Videoplatte relativ zu der ortsfesten Lichtquelle, dem Lichtempfänger, der Stanze und der Form bewegt werden. Statt dessen kann die Videoplatte ortsfest gehalten werden, und die Lichtquelle, der Lichtempfänger, die Stanze und die Form können in Form einer Einheit bewegt werden.

Ersteres Verfahren ist vorzuziehen, wenn die Videoplatten einzeln manipuliert werden können, d. h. wenn sie einzeln durch ein Stanz-, Preß- oder Prägeverfahren hergestellt worden sind. Wenn die Platten dagegen mittels eines Verfahrens unter Verwendung einer kontinuierlichen Bahn hergestellt werden, ist es nicht möglich, sie einzeln zu bewegen, und es ist daher vorgesehen, die Videoplatte festzuhalten und die Vorrichtung relativ zur Videoplatte zu bewegen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine schematische Ansicht eines Gerätes, bei dem die optische Zentriertechnik in Verbindung mit einer lichtdurchlässigen Videoplatte verwendet wird und

F i g. 2 eine schematische Ansicht eines Gerätes nach einer anderen Ausführungsform zur Verwendung mit einer Videoplatte, die metallisiert worden ist.

F i g. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die zur Verwendung mit einer lichtdurchlässigen Videoplatte bestimmt ist Die Platte 12 wird auf eine lichtdurchlässige ebene Oberfläche 13 gelegt Eine Bogenlampe mit kurzem Bogen dient als Punktquelle 14. Auf der der Punktquelle gegenüberliegenden Seite der Platte ist eine Lichtmessungseinrichtung 15 in vorbestimmtem Abstand von der Platte angeordnet

Die Lichtmessungseinrichtung 15 umfaßt eine Lochöffnung 16, durch die Licht gelangen muß, um eine Photozelle 17 zu erreichen. Die empfindliche Richtung der Lichtmessungseinrichtung ist durch den Pfeil 25 angezeigt Typische Lichtwege sind durch Strahlen 14, 23, 16 und 14, 24, 16 angezeigt Das elektrische Ausgangssigna] der Photozelle kann mittels eines Voltmeters (nicht dargestellt) nach geeigneter Verstärkung abgelesen werden. Wenn sich Schwierigkeiten durch Licht aus der Umgebung ergeben, so ist es möglich, das Licht in der Nähe der Quelle zu zerhacken und anschließend ein elektronisches Signalverarbeitungsverfahren zu verwenden, das nur auf die Wechselstromkomponente des Ausgangssignals anspricht.

Eine Abschirmeinrichtung in Form einer Abschirmwand 18 ist vorgesehen, um zu verhindern, daQ nichtgebeugtes Licht, welches durch den hellen Mittelpunktsbereich der Platte gelangt ist, in den

ίο Detektor eintritt. Die Platte kann durch Haltestifte 19 und 20 während des Stanzverfahrens in Stellung gehalten werden, bei dem eine Stanze 21 in eine Form 22 gedrückt wird.

Durch Experimente wurde festgestellt, daß, wenn die

Punktquelle aus einer Bogenlampe mit kurzem Boger gebildet ist, der bevorzugte Abstand der Lichtquelle von der Platte ungefähr 63,5 cm (25 Zoll) beträgt. Je weitet die Lampe von der Platte entfernt ist, desto ungenauer kann die Toleranz ihrer Stellung in der Ebene paralle zur Platte sein. Je weiter die Lichtquelle entfernt ist desto geringer ist jedoch die Intensität, die auf die Platte auftrifft, und folglich besitzt das ermittelte Signal eine geringere Amplitude.

Ein bevorzugter Abstand zwischen der Lochöffnung

und der Platte wurde gleichfalls durch Experimeni ermittelt. Mit einer Bogenlampe mit kurzem Bogen als Lichtquelle beträgt der optimale Abstand der öffnung zur Platte 11,4 cm (4,5 Zoll). Je näher die öffnung an der Platte ist, desto genauer kann ihre Stellung in einet Ebene parallel zur Platte bestimmt werden; wenn die öffnung näher an die Platte herangebracht wird, se verringert sich jedoch die Intensität des durch sie gesammtelten Lichtes, und der optimale Abstand stell· einen Kompromiß zwischen diesen gegensätzlicher

Erfordernissen dar.

F i g. 2 zeigt die bevorzugte Ausführungsform für der Fall, wo die Platte metallisiert worden ist d. h. die Oberfläche der Platte, welche die Informationsspurer trägt, wurde mit einer dünnen, mittels Vakuurr aufgetragenen Schicht eines reflektierenden Stoffes wie beispielsweise Aluminium überzogen. In diesem Falle wird die Platte 31 auf irgendeiner lichtundurchlässiger flachen Oberfläche getragen, wie beispielsweise die Oberseite eines Tisches, und die Punktquelle des Lichte; 32 und die Lichtmessungseinrichtung 33 sind beide au derselben Seite der Platte angeordnet welche die Informationskanäle trägt, wie in Fig.2 dargestellt Typische Lichtwege sind erneut durch Strahlen 32, 34 33 und 32, 35, 33 bezeichnet, und die empfindliche

so Richtung der Lichtmessungseinrichtung ist durch der Pfeil 36 angezeigt.

Eine Anzahl von Verfeinerungen kann vorgenommer werden. Beispielsweise kann statt einer einzelner bewegbaren Punktlichtquelle eine Mehrzahl von fester Lichtquellen verwendet werden, wobei jeweils nur eir Licht in einem bestimmten Zeitpunkt angeschaltet wird In gleicher Weise kann statt eines einzelnen Photode tektors ein Mosaik von lichtempfindlichen Elemente! verwendet werden, um die automatische Lokalisierunj des mittleren Intensitätsmaximums zu erleichtern.

Da das System ferner zur Verwendung bein Herstellungsverfahren von Abdruckplatten bestimm ist besteht ein starkes Bedürfnis danach, das Verfahre! zur Lokalisierung des Intensitätsmaximums automatiscl durchzuführen.

Dies kann durch Verwendung eines Servosystem: zum Aufsuchen und zum Konvergieren auf da Maximum erreicht werden, durch Versetzen der Platti

oder des Gerätes in Abhängigkeit von der gemessenen Lichtintensität.

Unabhängig davon, ob die Platte metallisiert ist und unabhängig von den Verfeinerungen des Gerätes ist das Verfahren zur Lokalisierung des Zentrums im wesentlichen dasselbe. Die Platte wird mit Licht aus einer Punktquelle beleuchtet, die ungefähr auf der Achse der Platte angeordnet ist. Durch die Platte gebeugtes Licht wird '.dreh einen Detektor ermittelt, der eine sehr kleine Lochöffnung aufweist, die ebenfalls ungefähr auf der Achse der Platte angeordnet ist.

Daraufhin wird entweder die Quelle und der Detekto in Form einer Einheit oder die Platte in Form eine Suchmusters bewegt, bis das ermittelte Licht maxima wird. Wenn das Maximum aufgefunden worden ist, s< liegt das gemeinsame Zentrum der Informationsspurer welches definitiüiisgemäß das Zentrum der Informa tionsspuren. welches definitionsgemäß das Zentrum de Platte ist, auf einer geraden Linie, welche dii Punktquelle mit der Lochöffnung verbindet. Danacl kann das Zentrum angezeichnet werden, oder es kam ein zentriertes Loch in die Platte gestanzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche;

1. Verfahren zur Lokalisierang des Zentrums von konzentrischen, im wesentlichen kreisförmigen Informationsspuren auf der Oberfläche einer Videoplatte, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lichtempfänger auf der optischen Achse einer punktförmigen Lichtquelle angeordnet wird, daß die Videoplatte transparent ist und zwischen der Lichtquelle und dem Lichtempfänger senkrecht zu der optischen Achse und in der Plattenebene bewegbar angeordnet wird, wobei der Lichtempfänger die durch die Informationsspuren gebeugten Lichtstrahlen empfängt und deren Maximum anzeigt, wenn sich das Zentrum der Informationsspuren auf der optischen Achse befindet

2. Verfahren zur Lokalisierung des Zentrums von konzentrischen, im wesentlichen kreisförmigen Informationsspuren auf der Oberfläche einer Videoplatte, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lichtempfänger auf der optischen Achse einer punktförmigen Lichtquelle angeordnet wird, daß der Lichtempfänger zwischen der Lichiqueiie und der Videoplatte angeordnet wird, welche lichtundurchlässig ist und senkrecht zu der optischen Achse und in der Plattenebene bewegbar angeordnet wird, wobei der Lichtempfänger die durch die Informationsspuren gebeugten Lichtstrahlen empfängt und deren Maximum anzeigt, wenn sich das Zentrum der Informationsspuren auf der optischen Achse befindet

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von den Informationsspuren nichtgebeugte-: Licht von dem Lichtempfänger abgeschirmt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die punktförmige Lichtquelle und der Lichtempfänger in Form einer Einheit relativ zur Platte in einer Richtung parallel zur Ebene der Videoplatte bewegt werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Videoplatte an dem Punkt markiert wird, wo die optische Achse die Videoplatte schneidet

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Videoplatte ein Loch konzentrisch zu dem Punkt, wo die optische Achse die Videoplatte schneidet, eingestanzt wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Lagerung der transparenten Videoplatte (12) in einer Ebene, eine punktförmige Lichtquelle (14) auf einer Seite der Plattenebene, einen auf der senkrecht zur Plattenebene verlaufenden optischen Achse der Lichtquelle (14) auf der anderen Seite der Plattenebene angeordneten Lichtempfänger (17) zur Erfassung von durch die Informationsspuren gebeugtem Licht aus der Lichtquelle (14) und eine Einrichtung zur Bewegung der Videoplatte (12) in Form einer Translationsbewegung in der Plattenebene relativ zur optischen Achse.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Lagerung der lichtundurchlässigen Videoplatte (31) in einer Ebene, eine punktförmige Lichtquelle (32) auf einer Seite der Plattenebene, einen auf der senkrecht zur Plattenebene verlaufen-

den optischen Achse der Lichtquelle (32) auf der gleichen Seite der Plattenebene angeordneten Lichtempfänger (33) zur Erfassung von durch die Informationsspuren gebeugtem Licht aus der Lichtquelle (32) und eine Einrichtung zur Bewegung der Platte (31) in Form einer Translationsbewegung in der Plattenebene relativ zur optischen Achse,

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schirm (18) zur Abschirmung des Lichtempfängers (17, 33) für nicht durch die Informationsspuren gebeugtes Licht vorgesehen ist

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Bewegen der Lichtquelle (14,32) und des Lichtempfängers (15, 33) in Form einer Einheit in bezug auf die optische Achse parallel zur Plattenebene.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis

10, gekennzeichnet durch eine von dem Lichtempfänger (15, 33) gesteuerte Markierungseinrichtung zum Markieren des Punktes, wo die optische Achse die Plattenebene schneidet.

12 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis

11, gekennzeichnet durch eine Stanzeinrichtung zum Stanzen eines Loches in der Videoplatte (12, 31) konzentrisch zu dem Punkt, wo die optische Achse die Plattenebene schneidet

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis

12, dadurch gekennzeichnet, daß die punktförmige Lichtquelle (14, 32) eine Bogenlampe mit kurzem Bogen ist, der Abstand der Lichtquelle (14, 32) von der Plattenebene- ungefähr 63,5 cm beträgt, der Abstand des Lichtempfängers (15, 33) von der Plattenebene ungefähr 11,4 cm beträgt und der Lichtempfänger (15, 33) eine Eintrittslochöffnung mit 0,254 mm Durchmesser aufweist