DE2630381A1

DE2630381A1 - Optischer leser

Info

Publication number: DE2630381A1
Application number: DE19762630381
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Kanamaru
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1975-07-07
Filing date: 1976-07-06
Publication date: 1977-01-27
Also published as: US4198657A; DE2630381C2

Description

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

DlPL-ING.

H. KINKELDEY

CR.-ING

W. STOCKViAlR 2630381 K. SCHUMANN

Da RER ΝΑΓ DIPi₁-Pi-^-S.

P. H. JAKOS

PiPL-INa

G, BEZOLD

DR PER Ρ1ΑΓ.· CIPL CHEM.

S MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

6. Juli 1976 P 10 638

FIOHSER EIiECTHOHIG CORPORATION

ITo. 4-1_} Meguro 1-cho:ne, Meguro-ku, Tokyo, Japai

Optischer Leser

Die Erfindung betrifft einen optischen Leser mit einer Lichtbündelquelle, einem Reflexionsspiegel, einer Linse zum Fokussieren des Lichtbündels nach der Reflexion durch den Reflexionsspiegel auf einer Spur einer rotierenden Platte, einer elektrooptischen Empfangseinrichtung zum Empfangen des von der Spur reflektierten, durch die Linse zurücklaufenden und durch den Spiegel zurückreflektierten Lichtbündels und mit einer Selbstregelungseinrichtung, die zum Ändern der Stellung der reflektierenden Oberfläche des Spiegels auf das Ausgangs-

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TELEFOM (089) 222362 TELEX OS-2938O TELEGSi'JWH ΜΟ.ΝΑΡΔΤ TELEKOPIERS3

signal der elektrooptischen Empfangseinrichtung anspricht, um den Auftreffpunkt des Lichtbündels auf der Platte zu verschieben, damit das Bündel einer Informationsspur auf der Platts folgt.

Die Erfindung besieht sich somit auf eine Abnehmer einrichtung oder einen Leser zum optischen Lesen einer auf einer Spur einer Drehplatte aufgezeichneten Information.

Es ist bekannt, Informationen,beispielsweise Bild- oder Video— informationen, über konzentrisch oder spiralförmig angeordnete sehr kleine, reflektierende Punkte aufzuzeichnen, die einem Signal, beispielsweise einem Fernsehbildsignal ,entsprechend iⁿ ihrer Form und ihrem Abstand verändert werden. TJm die in dieser v/eise gespeicherte Information zu lesen >;ird die "Videoplatte mit einer konstanten Geschwindigkeit gedreht, wird ein Lichtbündel auf die Spur auf der Videoplatte gerichtet und werden die mit der Änderung der Punkte modulierten Reflexionen, aufgenommen und in ein elektrisches Signal umgesetzt.

Eine herkömmliche, in Figur Λ dargestellte Vorrichtung umfaßt eine Platte, einen Motor S und einen Abnehmerarm 10. Ein von einer Lichtquelle 1, beispielsweise einem Heliumneonlaser, im Abnehmerarm ausgesandtes Lichtbündel wird auf einen geeigneten Durchmesser mittels eines Kollimators 2 vergrößert und auf der reflektierenden Oberfläche der Drehplatte 7 mittels eines Lichtbündelteilers 3» eines X -Viertelplättchens 4- zum Indern der Polarisationsrichtung, eines beweglichen Spiegels 5 und einer Fokussierlinse 6 fokussiert. Das X -Viertelplättchen 4- ->rird dazu verwandt, die Trennung des einfallenden Lichtbündels vom reflektierten Lichtbündel zu verbessern, seine Anordnung ist ,jedoch nicht durchaus notwendig. Die reflektierende Oberfläche der Drehplatte 7 befindet sich sehr nahe am objektseitigen Brennpunkt der Fokussierlinse 6. Wenn das Lichtbündel auf die Platte auftrifft, ist es daher zu einem sehr kleinen Lichtfleck mit

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einem Durchmesser in der Größenordnung von 1/Um fokussiert. Da die Inforinationspunkte auf der reflektierenden Oberfläche der Drehplatte 7 in einem regelmäßigen Abstand in der Größenordnung von 2/Um und mit einem Durchmesser in der Größenordnung von 1/um vorgesehen sind, ist der Lichtfleck klein genug, um die aufgezeichnete Information scharf zu unterscheiden..

Das reflektierte und modulierte Lichtbündel wird durch die Fokussierlinse 6 aufgenommen und über den beweglichen Spiegel 5 und das A -Viertelplättchen 4- zum Lichtbündelteiler 3 gesandt, wo es zu einem Lichtempfänger 9 reflektiert wird- Der Lichtempfänger 9 wandelt das reflektierte Lichtbündel in ein elektrisches Signal um, das der aufgezeichneten Information entspricht. Die Drehplatte 7 wird beispielsweise mit einer Drehzahl von 1800 Upm durch den Elektromotor 8 gedreht, wobei zum fortlaufenden Lesen des spiralförmig oder konzentrisch angeordneten Signals der Abnehmerarm 10 radial verschoben wird, während sich die Drehplatte 7 dreht.

Im allgemeinen besteht das einfallende Lichtbündel oder das re~ flektierte Lichtbündel aus parallelen Lichtstrahlen, deren Intensitätsverteilung derart ist, daß die Intensität mit wachsendem Abstand von der optischen Achse abnimmt, wie es in Figur 2 dargestellt ist. Daher kann der Weg, längs dem ein Lichtbündel fortschreitet, durch die Mittellinie maximaler Intensität wiedergegeben werden.

Wenn bei dem oben beschriebenen Leser die Drehplatte 7 oder die. Informationsspuren auf der Drehplatte keine von einer mangelhaften Verbindung zur Welle des Motors 8 oder ähnlichem herrührende Exzentrizität aufweisen, wenn sich die Drehplatte 7 dreht, folgt der fokussierte Lichtfleck genau der spiralförmigen Spur und erreicht das reflektierte Lichtbündel genau den Lichtempfänger 9. Gewöhnlich liegen derartige ideale Bedingungen jedoch nicht, vor, so daß eine Selbstregelungseinrichtung verwandt wird, die den

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beweglichen Spiegel 5 schwenkt, um den fokassierten Lichtfleck seitlich zu -verschieben. Das ist in Figur 3 dargestellt, in der infolge der leichten Drehung des Spiegels 5 121 Uhrzeigersinn durch die an sich bekannte Selbstregelungseinrichtung der fo— kussierte Lichtfleck die Platte 7 links von dem ursprünglich fokussierten, mit χ bezeichneten Lichtfleck trifft. Es besteht jedoch weiterhin der Nachteil, daß das reflektierte Lichtbündel nicht genau zum Lichtempfänger 9 geleitet wird, damit der fokussierte Lichtfleck der spiralförmigen Spur folgen kann.

die Drehplatte 7 siit der 'velle des Elektromotors 8 exzentrisch verbunden ist, wird die spiralförmige Spur auf der Platte relativ zum Punkt χ bei jeder Umdrehung der Platte nach rechts und nach links bewegt. Ba die Drehplatte 7 mit einer hohen Drehzahl von 1300 ^TJpm gedreht wird, ist es unmöglich, den gesamten Abnehmersrm 10 mit einer derart großen Geschwindigkeit nach rechts und links zu bewegen, damit er der Spur folgen kann. Es besteht somit keine andere Möglichkeit, als den kleinen und leichten beweglichen Spiegel 5 auf die Selbstregelungen hin zu schwenken, um den Lichtfleck der Spur folgen zu lassen. Die Pfeile in Figur 3 bezeichnen das einfallende Lichtbündel und das reflektierte Lichtbündel in dem Fall, in dem der Spiegel 5 bezüglich der Seitenabweichung der Spur gedreht wird. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, daß das einfallende Lichtbündel in die Fokussierlinse 6 unter einem Winkel zur optischen Achse der Fokussierlinse. 6 eintritt. Daher wird es genau an einer von der in Figur 1 dargestellten, radial verschobenen Stelle auf die Spur fokussiert. Die unerwünschte Nebenwirkung besteht dabei jedoch darin, daß das einfallende Lichtbündel nicht senkrecht zur reflektierenden Oberfläche der Drehplatte 7 steht und daß folglich das reflektierte Lichtbündel längs eines anderen optischen Weges als das einfallende Lichtbündel läuft. Das hat zur Folge, daß die oben beschriebenen bekannten Einrichtungen die folgenden Nachteile haben.

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(1) Die Amplitude eines synchron nit der Exzentrizität der Drehplatte gelesenen elektrischen Signals ändert sich stark, was ein niedriges Signalrauschverhältnis zur Folge hat, und das gelesene Signal schwankt.

(2) Die Selbstregelungseinrichtung erfordert einen Lichtempfänger sit einem großen lichtempfangenden Flächenbereich, so daß das Signalrauschverhältnis und der !Frequenzgang schlecht werden»

(3) Die Stärke der für die Verbindung der Drehplatte erlaubten Exzentrizität ist außerordentlich gering, so daß die Drehplatte selbst und die rotierenden Halteeinrichtungen sehr präzise sein müssen.

(4) Es ist bekannt, daß Zeitechsenänderungen oder Fehler des gelesenen Signals infolge einer unregelmäßigen Drehung des Elektromotors dadurch korrigiert werden können, daß der einfallende Lichtbündelfleck auf der kreisförmigen oder spiralförmigen Spur bezüglich der Drehrichtung der Drehplatte vor- oder zurückbewegt wird. Bei einer derartigen Korrektur der Zeitachsenänderung wird jedoch die Lage des reflektierten Lichtbündels zum Lichtempfänger durch die Drehung des beweglichen Spiegels verändert, was bedeutet, daß es mit.der in Figur 3 dargestellten Vorrichtung unmöglich ist, die Zeitachsenänderung zu korrigieren.

Ziel der Erfindung ist somit ein optischer Leser zum Lesen der in Spuren auf einer Platte gespeicherten Information, der frei von den obengenannten Nachteilen ist.

Dazu ist der optische Leser der eingangs -genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel so angeordnet ist, daß er sich derart dreht, daß die räumliche Mittellinie des Lichtbündels immer durch den bildseitigen Brennpunkt der Linse geht.

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Durch, die Erfindung wird somit ein optischer Leser mit einer·· Spiegeleinrichtung geliefert, die verändert werden kann, um zu bewirken, daS ein einfallendes Lichtbündel einer Inforiaationsspur auf einer Aufzeichnungsplatte genau folgt, ohne daß der Einfallswinkel des einfallenden Lichtbündels auf die Platte geändert wird. Der Spiegel ist relativ zum Sest der Optik des Lesers und zur Platte derart angeordnet, daß die Mittellinie des einfallenden Lichtbündels immer durch den bildseitigen Brennpunkt der Pokussierlinse geht. Das hat zur Folge, daS alle Lichtstrahlen auf der Objektseite der Linse parallel zur optischen Achse der Linse werden und senkrecht auf die Platte fallen.

3ei eines, ersten Ausführungsbeispiel sind die reflektierende Oberfläche und die Drehachse des beweglichen Spiegels am bildseitiren Brennpunkt der Pokussierlinse oder des Objektivs angeordnet, so dsß die körperlich räumliche Mittellinie des einfallenden Lichtbündels durch den bildseitigen Brennpunkt geht.

Obwohl bei einem zweiten Ausführungsbeispiel sich der Spiegel nicht in biidseitigen Brennpunkt der Linse befindet, wird nichtsdestoweniger dafür gesorgt, daß das Lichtbündel durch den bildseitigenBrennpunkt geht. Das wird dadurch erreicht, daß die Stellung des Spiegels sowie oder_?genauerjdasu koordiniert der Winkel der Spiegeloberfläche verändert werden.

3s wird somit ein optischer Leser zum Lesen einer auf einer Platte aufgezeichneten Information geliefert. Der Leser enthält einen Spiegel und eine Pokussierlinse. Die Spiegeloberfläche ist durch eine Selbstregelungseinrichtung veränderbar, um den Auftreff-P'inkt eines durch die Linse gehenden Lichtbündels auf der Platte ZM verschieben. Die Stellung der Oberfläche ist jederzeit so gewählt, dsLl das Lichtbündel durch den bildseitigen Brennpunkt der Linse gehen kann.

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Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der zugehörigen Zeichnung näher erläutert;

Figur 1 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung des Aufbaus eines herkömmlichen Lesers.

Figur 2 zeigt in einer graphischen Darstellung die Intensitätsverteilung eines parallelen Lichtbündels.

Figur 3 zeigt in einem Diagramm den in-Figur 1 dargestellten herkömmlichen Leser, bei dem sein beweglicher Spiegel verdreht ist.

Figur 4- zeigt in einem Diagramm den Aufbau eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Lesers.

Figur 5 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise des ersten Ausführungsbeispiels.

Figur 6 zeigt eine Anordnung zum simultanen Drehen eines Spiegels um zwei Koordinatenachsen.

Figur 7 zeigt in einem Diagramm ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lesers.

Figur 8a, 8b und 9 dienen zur Erläuterung des Grundarbeitsprin-• zips des zweiten Ausführungsbeispiels.

Figur 10 zeigt in einem Diagramm den Aufbau eines konkreten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Lesers.

Figur 11 zeigt in einer Draufsicht die relative Lage zwischen einem reflektierten Lichtbündel und einem Lichtespfanger.

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-s-

Pigur 12 zeigt in einer graphischen Darstellung die Wellenform des Ausgangssignals des Lichteapfängers.

Figur 13 zeigt in einer graphischen Darstellung ein Videosignal, ein Synchronsignal und ein Zeitintervallfehlersighal.

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Das in Figur 4- dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung unterscheidet sich, von des in Figur 1 dargestellten "bekannten Leser dadurch, da3 sich der bewegliche Spiegel in bildseitigen Brennpunkt der Fokussierlinsa δ befindet. Diese relative Lage wird mehr in einzelnen anhand von Figur 5 beschrieben. Wie es in Figur 5 dargestellt ist, ist der bewegliche Spiegel 5 derart angeordnet, daß seine Drehachse sich im Brennpunkt 11 auf der Bildseite, d.h. im bildseitigen Brennpunkt, befindet, wobei die Drehachse in der reflektierenden Oberfläche des bewegliehen Spiegels 5 liegt.

Das durch den beweglichen Spiegel reflektierte parallele Lichtstrahlbündel tritt somit derart in die Fokussierlinse δ ein, daß das Zentrum des parallelen Lichtstrahlbündels immer ohne Rücksicht auf den Winkel des beweglichen Spiegels 5 durch den bildseitigen Brennpunkt 11 geht. Das über den Brennpunkt 11 in die Fokussierlinse δ eintretende Lichtbündel wird somit gebrochen, so dall es sich parallel zur optischen Achse der Fokussierlinse 6 weiter fortpflanzt. Zusätzlich ist die Oberfläche der Drehplatte 7 senkrecht zur optischen Achse der Fokussierlinse angeordnet.

Der Abstand zwischen dem auf die Platte auftreffenden Lichtfleck und der optischen Achse der Linse 6 ist proportional dem Drehoder Schwenkwinkel des beweglichen Spiegels 5· Die Mittellinie des parallelen Lichtbündels verläuft immer senkrecht aur Oberfläche der Drehplatte 7. Das durch die Oberfläche der Drehplatte 7 reflektierte Lichtbündel kehrt über die Fokussierlinse 6 und den beweglichen Spiegel 5 über vollständig denselben Weg wie das einfallende Lichtbündel zum Lichtempfänger zurück. Das heißt mit anderen Worten, daß selbst dann, wenn der bewegliche Spieg3l 5 derart geschwenkt oder gedreht wird, daß das einfallende Lichtbündel immer der Spur auf der Drehplatte 7 folgt, das durch die Information auf der Drehplatte 7 modulierte reflektierte Licht-

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- ίο -

"bündel die Mitte des Lichtempfangers 9 erreicht.

Wenn der bewegliche Spiegel 5 ^on einer kardanischen Einrichtung gehalten ist, die, wie es in Figur 6 dargestellt ist, sich entweder um die Drehachse 12 oder eine zur Drehachse 12 senkrechte Drehachse 13 drehen kann, kann die Lage des fokussierten Liehtf leckes auf der Drehplatte 7 J^s nach Wunsch unabhängig in eine radiale Richtung oder in eine Umfangsrichtung bewegt werden. Auch in diesem Fall erreicht das reflektierte Lichtbündel genau den Lichtempfänger 9 und können die Exzentrizität der Aufzeichnungsspur und die Änderung der Zeitachse korrigiert werden.

Wie es sich aus der obigen Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung ergibt, laufen das einfallende Lichtbündel und das reflektierte Lichtbündel ohne Rücksicht auf den Drehwinkel des beweglichen Spiegels längs desselben Lichtweges und kann daher der für die Deformation oder Exzentrizität der Drehplatte zulässige Bereich vergrößert werden, da die reflektierende Oberfläche und die Drehachse des beweglichen Spiegels sich im bildseitigen Brennpunkt der Fokussierlinse befinden. Weiterhin kann der lichteapfangende Flächenbereich des Lichtempfängers klein ausgebildet werden und kann die Empfangscharakteristik des Lichtempfängers verbessert werden. Zusätzlich können sowohl die Exzentrizität als auch die Zeitachsenänderung durch nur einen beweglichen Spiegel korrigiert werden.

Während der oben beschriebene Leser unter bestimmten Umständen geeignet ist, weist er einige Fachteile auf, die seine "Verwendbarkeit auf diejenigen Fälle beschränken, in denen die Exzentrizität klein ist. Als erstes mu3 die verwandte Fokussierlinse eine Leistung haben, die in wesentlichen gleich der Leistung eines liikroskopobjektives mit einer Vergrößerung, die im Bereich des 4-Q-faehen liegt, ist. Daher beträgt der Abstand zwischen der Linsenoberfläche und dem bildseitigen Brennpunkt weniger als

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einige Millimeter. Dementsprechend kann (1) eine gewöhnliche Fokussierlinse, die zu einem niedrigen Preis erhältlich ist, nicht verwandt werden, kann (2) kein beweglicher Spiegel verwandt werden,' der groß genug ist, um die effektive Öffnung der Fokussierlinse auszunutzen, ist (3) eine speziell aufgebaute Fokussierlinse erforderlich und kann (4-) der Abstand zwischen der Fokussierlinse und dem beweglichen Spiegel nicht in der erforderlichen Veise verändert werden.

Bei einem zweiten, in Figur 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der bewegliche Spiegel 5 an einem Haltearm 12 befestigt, der sich um einen Drehpunkt 13 drehen kann. Weiterhin nimmt die Oberfläche des Spiegels einen Winkel <£. mit dem Dreharm 12 ein, wobei diese Winkelbeziehung in Figur 7 nicht dargestellt ist. Der Drehpunkt oder die Drehachse der Spiegeloberfläche relativ zum Dreharm wird im folgenden als Spiegeloberflächendrehpunkt bezeichnet und liegt in der Berührungsachse des Spiegels 5 vcaä. des Dreharais 12.. Durch ein Schwenken des Haltearmes 12 um den Drehpunkt 13 können der Reflexionswinkel Θ und die Lage des beweglichen Spiegels 5 gleichzeitig geändert werden. Wenn daher die Lags des Drehpunktes 13 in geeigneter Weise gewählt ist, kann das räumliche Zentrum des einfallenden Lichtbündels dazu gebracht werden, daß es durch den bildseitigen Brennpunkt 11 der Fokussierlinse geht, ohne daß die reflektierende Oberfläche des beweglichen Spiegels wie bei dem im vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispiel am bildseitigen Brennpunkt angeordnet werden muß.

Anhand- der Figuren 8a und 8b wird im folgenden gezeigt, daß eine StelleCm, n)für den Drehpunkt 13 des Armes 12 gewählt werden kann, in der die Drehung des Annes 12 den Winkel Θ ändert, unter dem sich das einfallende Lichtbündel der Linse 6 nähert, jedoch gleichzeitig das Bündel durch den bildseitigen Brennpunkt der Linse 6 lenkt.

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Anh.and von !Figur 8a und einer x-y-Soordinatenachse, deren Punkt (0,0) deia "bildseitigen Brennpunkt der Linse 6 entspricht, wird im folgenden der allgemeine Fall näher beschrieben. Es werden die folgenden Definitionen benutzt:

(X, Y): Auftreffpunkt des tatsächlichen Zentrums des einfallenden Lichtbündeis auf der Spiegeloberflache 5»

m: Abstand in der Linsenebene, d.h. der horizontalen Ebene zwischen der optischen Achse der Linse und dem Drehpunkt 13 des Armes 12,

n: zur optischen Achse paralleler Abstand zwischen dem bildseitigen Brennpunkt und dem Drehpunkt 13 des Armes 12,

(m, n) : x-y-Koordinaten der Lage des Drehpunktes 13 des Armes 12,

R: Länge oder Radius des Armes 12 vom Punkt 13 bis zum Punkt der Drehachse für die Spiegeloberfläche,

H: Abstand längs der y-Achse zwischen dem bildseitigen Brennpunkt zum Auftreffpunkt auf dem Spiegel, d.h. zum Punkt (X, T), wenn 0 = 0,

Θ: Winkel zwischen dem einfallenden Lichtbündel nach der Reflexion durch den Spiegel und der optischen Achse der Linse 6,

ß: angenommener Auftreffwinkel des einfallenden Lichtbündels vor der Reflexion durch den Spiegel bezüglich der Horizontalen, wobei in einem gegebenen Fall ß konstant bleibt und gleich ITuIl sein kann,

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ct.: Winkel zwischen dem Arm 12 und der Horizontalen, «f: Winkel zwischen dem Arm 12 und der Spiegelfläche 5· Aus Figur 8a lassen sich die folgenden Beziehungen aufstellen

y = χ cot θ

y = -(x - m) tan ,X+ η

y = - x-(m - R cosc<) tan(.^+X) + (n +

Durch eine Auflösung der obigen Gleichungen für χ = X und y = Y werden die folgenden Beziehungen für den Reflexionspunkt des Spiegels 5 erhalten:

γ = (m - Rcosi*)tan(°<+ Ϊ) + (n +

1 + tan θ·tan(

1 + tan θ -tan (<* + t)

Wenn ^₃ als der Winkel o4 bei Θ = O definiert ist, ergibt sich gleichfalls:

-I TT

OCo = tan

OC = £ + DCo 2

R =/m² + (H - n)² Jf = Tc/4 + 0/2 - Οίο ,

Aus der letsten Beziehung ist ersichtlich, daß der Winkel f vom l/inte 1 ß und von H, η und m abhängt und daß dieser Winkel auf der

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Grundlage der Wahl von H, η und m festbleiben kann, da sich der Winkel ß während der Arbeit des Lesers nicht ändert, -änderungen des Winkels Cs werden auch nur den Winkel θ beeinflussen, was deswegen wünschenswert ist, da Änderungen im Winkel θ die Stelle verschieben, an der der Lichtfleck die Platte beleuchtet, jedoch nicht die Tatsache beeinflussen, daß das Lichtbündel durch ü.en bildseitigen Brennpunkt (0,0) geht.

Damit das reflektierte Licht durch den Punkt (H,0) geht, der nicht zum Winkel θ in Besiehung steht, laßt sich aus Figur 8a die Lage des Punktes (Σ _V.T ) in Form der folgenden Gleichungen ausdrücken:

u ■ ' i

Yo =

1 + fcanQtan/S

(2)

_v HtanQ Xo =

1 + tanQtan/3

Aus den Gleichungen (1) und (2) wird die Lage des Punktes (m, n) zvlv Miniiaalisierung von Δ X und A X dadurch angenähert, daß die folgende Gleichung gelöst wird.

H __ (m-RcosiptanCv + f) + (n-fKsincQ '

1 + tanO-tanß 1 + tanO«.tan(ci+f) \

ι ■ η = m - Htan(^ - j) -tan(^ - |·) '

Wenn θ sehr klein und vernachlässigbar ist, kann die obige Gleichung gelöst xierden. ^

Wenn η = H, ist m = — · ff-

Die Lage des Punktes (n, n) zur Miniiaalisierung der Länge des Hebels lautet:

η = O

TT j_ fTX β ^

m = H* tan (^ ~ ~2/

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Im folgenden wird ein konkretes Beispiel beschrieben, bei dem die oben beschriebene Gleichung erfüllt ist. Wenn ß = O, ist n=m - H und befindet sich die Achse 13 an einem beliebigen Punkt auf der in Figur 9 dargestellten unterbrochenen Linie. Wenn H vergrössert wird, können der Punkt 13 und der bewegliche Spiegel 5 in einem ausreichenden Abstand von der Fokussiert, in se 6 angeordnet werden, wie es sich aus Figur 9 ergibt.

Ein konkretes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lesers, bei dem sowohl die Exzentrizität der Aufzeichnungsspur als auch die Zeitachsenänderung korrigiert werden, ist in Figur 10 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind ein beweglicher Spiegel 5 zum Korrigieren der Exzentrizität und ein beweglicher Spiegel 5' zum Korrigieren der Zeitachsenänderung vorgesehen. Diese beweglichen Spiegel 5 und 5' werden von Haltearsen 12 und 12' und Achsen 13 und 13' gehalten. Die relative Lage zwischen den Achsen 13 und 13' und den beweglichen Spiegeln 5 und 5' ist nach dem anhand von Figur 8 dargestellten Verfahren festgelegt. Die beweglichen Spiegel 5 und 5' werden gedreht, wenn die Tauchspulen 15 und 15' der Spiegelbewegungseinrichtungen 14 und 14' erregt werden, die mit den Haltearmen 12 und 12' jeweils verbunden sind. Der Ab nehmerarm 10 ist so ausgebildet, daß er sich mit Hilfe eines Vorschubmotors 16 und eines Getriebes 17 radial bezüglich der Drehplatte 7 drehen kann. Der Lichtempfänger 9 wird von zx^ei Lichtempfangselementen 9,, und 9o gebildet. Vorverstärker 18. und 18p verstärken die beiden Signale vom Lichtempfänger 9· Detektoren 19/j und 19₂ erfassen jeweils die Ausgangssignale der Vorverstärker 18^ und 18₂· Ein Differentialverstärker 20 liefert ein Differenzsignal aus den beiden Signalen der Detektoren I9yj und 19p· Eine Kompensationsschaltung 21 dient dazu, eine bestimmte Signalkomponente aus dem Ausgangssignal des Differentialverstärkers 20 abzutrennen und die in dieser Weise abgetrennte Signalkomponente einer bestimmten Wellenformkorrektur zu unterwerfen. Ein Leistungsverstärker 22 verstärkt eines der Ausgangssignale der Kompensationsschaltung 21, um damit die

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Tauchspule der Spiegelbewegungseinrichtung 14 mit Strom zu versorgen, während ein Leistungsverstärker 23 das andere Ausgangssignal der Kompensationsschaltung 21 verstärkt, um dadurch den Vorschubmotor 16 mit Strom zu versorgen.

Das in Figur 10 dargestellte Ausführungsbeispiel weist weiterhin eine Additionsschaltung oder einen Addierer zum Summieren
der Ausgangssignale der Vorverstärker 18. und 18₂, einen Demodulator 25 zum Demodulieren des Ausgangssignals des Addierers 24, eine das Synchronsignal abtrennende Schaltung 26, um aus dem
Video ausgangs signal des Demodulators 25 nur das Video Synchronsignal zu erfassen, eine Zeitintervalldetektorschaltung 27 > um den Fehler im Zeitintervall des Synchronsignals der das Synchronsignal abtrennenden Schaltung 26 zu ermitteln, eine Kompensationsschaltung 28, die das Ausgangssignal der Zeitintervalldetektorschaltung 27 einer Wellenformkorrektur unterwirft und einen Leistungsverstärker 29 auf, der das Ausgangssignal der Kompensationsschaltung 28 verstärkt, um die Tauchspule 15' der Spiegelbewegungseinrichtung 14' mit Strom zu versorgen.

Bei einem in dieser Weise aufgebauten Leser wird das von der
Drehplatte 7 reflektierte Lichtbündel zum Lichtempfänger 9 geleitet und hat das Lichtbündel die in Figur 11 dargestellte relative Lage bezüglich der lichtempfangenden Flächen 9^ und 9₂· Wenn das durch die Fokussierlinse 6 fokussierte Lichtbündel auf der Aufzeichnungsspur genau richtig in Stellung gebracht ist,
liegt an jedem licht empfangenden Element 9^ und 9o ^^e Hälfte
des Fleckes des reflektierten Signals, so daß an den Ausgängen der Vorverstärker 18. und 18p jeweils gleiche elektrische Signale erhalten werden. Die Differenz dieser Signale ist gleich
ITuIl, so daß keine Nachstellung des Spiegels 5 erfolgt. Wenn im Gegensatz dazu die Aufzeichnungsspur infolge der Exzentrizität versetzt ist, ist der reflektierte Lichtfleck nach rechts oder nach links verschoben, d.h. beleuchtet der reflektierte Lichtfleck die lichtempfangenden Elemente 9/i und 9p jeweils mit einer

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verschiedenen Intensität. Das hat zur Folge, daß eine Differenz zwischen den Ausgangssignalen der Vorverstärker 1S^ und 13p auftritt. Die Wellenform des Ausgangssignals des Lichteiaplängers ist in Figur 12 dargestellt und besteht aus einer hochfrequenten Komponente, die dem aufgezeichneten Signal entspricht, und einer niederfrequenten Komponente, die von einer Verschmutzung oder einer ähnlichen Beeinflussung der Oberfläche der Drehplatte 7 hervorgerufen wird. Mir den Leser ist es lediglich erforderlich, daß nur die hochfrequente Komponente an den Ausgängen der Vorverstärker 18,, und 13p geliefert wird. Der Unterschied in der Amplitude zwischen den Ausgangssignalen der Vorverstärker 18,. und 18p wird in den Detektoren 1SL und 19p su einem elektrischen Signal in Form einer Hüllkurve. Das Ausgangssignal des Differentialverstärkers 20 wird zu einem Fehlersignal, das wiedergibt, wie der einfallende Lichtstrahl der Spur folgt. Relativ hochfrequente Komponenten dieses Fehlersignals mit einer Freouenz von im wesentlichen 30 Hz, die der Drehzahl der Drehplatte entspricht, werden über den Leistungsverstärker 22 an die Tauchspule 15 der Spiegelbewegungseinrichtüng 14- gelegt, so daß im Falle einer abrupten Änderung infolge der Exzentrizität der bewegliche Spiegel 5 dazu gebracht xvird, der abrupten Änderung zu folgen, wodurch es möglich ist, daß das einfallende Lichtbündel genau auf die Spur zielt. Relativ niederfrequente Komponenten des Fehlersignals werden andererseits über den Leistungsverstärker 23 an den Vorschubmotor 16 gelegt, um den Abnehmerarm 10 in die radiale Richtung der Drehplatte 7 derart zu bewegen, daß das einfallende Lichtbündel gleichmäßig auf die Spur fällt.

Das Videosignal vom Demodulator 25 wird einem Videοsignalempfänger zugeführt, der es wiedergibt. Ss treten jedoch Fehler im Zeitintervall eines Synchronsignals des Videosignals auf, da das durch den Lichtempfänger 9 ausgelesene Signal infolge der Exzentrizität der Drehplatte 7 eine Änderung der Zeitachse enthält, deren Periode einer Umdrehung der Drehplatte 7 entspricht.

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Wie es in Figur 13 dargestellt ist, wird daher durch, die Trennschaltung 26 für das Synchronsignal nur das Synchronsignal ermittelt. Der Fehler im Zeitintervall des von der Trennschaltung

26 ausgegebenen Synchronsignals wird durch die Detektorschaltung

27 für das Zeitintervall ermittelt. Das Ausgangssignal der Detektorschaltung 27 für das Zeitintervall liegt über die Kompensationsschaltung 23 und den Leistungsverstärker 29 an der Tauchspule 15' der Spiegelbewegungseinrichtung 1A-'. Das hat zur Folge, daß dar bewegliche Spiegel 5' bewegt wird und der reflektierte Lichtfleck auf- und abbewegt wird, d.h., daß eine Zeitachsenkorrektur durchgeführt werden kann, bei dem der Zeitpunkt, zu dem der reflektierte Lichtfleck die lichtempfangenden Elemente 9- und 9p beleuchtet, zeitlich vorgeschoben oder verzögert wird.

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Claims

Patentansprüche

Optischer Leser mit einer Lichtbündelquelle, einem Reflexionsspiegel, einer Linse zum Fokussieren des Lichtbündels nach der Reflexion durch den Reflexionsspiegel auf einer Spur einer rotierenden Platte, einer elektrooptischen Empfangseinrichtung zum Empfangen des von der Spur reflektierten, durch die Linse zurücklaufenden und durch den Spiegel zurückreflektierten Lichtbündels und mit einer Selbstregelungseinrichtung, die zum Ändern der Stellung der reflektierenden Oberfläche des Spiegels- auf das Ausgangssignal der elektrooptischen Empfangseinrichtung anspricht, um den Auftreffpunkt des Lichtbündels auf der Platte zu verschieben, damit das Bündel einer Informationsspur auf der Platte folgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel (5) so angeordnet ist, daß er sich derart dreht, daß die räumliche Mittellinie des Lichtbündels immer durch den bildseitigen Brennpunkt (11) der Linse (6) geht.
2. Optischer Leser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel (5) so angeordnet ist, daß er sich um eine Achse dreht, die durch seine reflektierende Oberfläche verläuft und an einem Punkt auf der reflektierenden Oberfläche den Brennpunkt (11) der Linse (6) schneidet.
3. Optischer Leser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der-Spiegel (5) so aufgebaut ist, daß er sich um eine erste und eine zweite Koordinatenachse dreht, die beide in der Ebene der reflektierenden Oberfläche des Spiegels (5) liegen, wobei sich die Achsen an einem Punkt auf der reflektierenden Oberfläche schneiden, und daß der Spiegel (5) relativ zur Linse (6) derart angeordnet ist, daß dieser Schnittpunkt mit dem bildseitigen Brennpunkt (11) der Linse (6) zusammenfällt.

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4. Optischer Leser nach. Anspruch. 1, dadurch, gekennzeichnet, daS der Spiegel (5) mit einem Dreharm (12) mit einem Drehpunkt (n, m) (13)? "um den der Arm (12) drehbar ist, verbunden ist, und die Selbstregelungseinrichtung die Drehung des Dreharms (12) um seinen Drehpunkt (13) regelt. ·
5- Optischer Leser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Drehpunkt (13) in einem Abstand η von der optischen Achse der Linse (6), wobei dieser Abstand η in einer Ebene senkrecht zur optischen Achse gemessen ist, und in einem Abstand m vom Brennpunkt (11) befindet, wobei dieser Abstand m längs der optischen Achse gemessen ist, und daß der Verbindungspunkt des Spiegels (5) und des Arms (12) die optische Achse in einem Abstand H vom Brennpunkt (11), gemessen längs der optischen Achse,schneidet, wobei die Abstände H, m und η die folgende Beziehung erfüllen:

Γ TT ^ r K ® -λ ι. /⁷^ & \

η ^s |m - H tan( "Ij* - "2" )j'tan( ~jj~ "" ~F' ^;

wobei ß der Winkel des Lichtbündels bezüglich einer Ebene senkrecht zur Linsenachse vor dem Auftreffen auf den Spiegel (5) ist.
6. Optischer Leser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Selbstregelungseinrichtung eine Einrichtung (9, 18^, 18^, 19 , 19₂, 20,21), die auf das reflektierte Lich.tbund.el anspricht und ein elektrisches Signal erzeugt, dessen Höhe von der Auftreffgenauigkeit des Lichtbündels auf die Informations-. spur abhängt, und eine elektromagnetische Einrichtung (14) aufweist, die auf das elektrische Signal anspricht, um den Arm (12) zur Maximierung der Auftreffgenauigkeit des Lichtbündels auf die Informations spur zu drehen.

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