DE2701539A1 - Vorrichtung zum auslesen eines aufzeichnungstraegers mit einer optisch auslesbaren informationsstruktur - Google Patents

Vorrichtung zum auslesen eines aufzeichnungstraegers mit einer optisch auslesbaren informationsstruktur

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DE2701539A1 DE19772701539 DE2701539A DE2701539A1 DE 2701539 A1 DE2701539 A1 DE 2701539A1 DE 19772701539 DE19772701539 DE 19772701539 DE 2701539 A DE2701539 A DE 2701539A DE 2701539 A1 DE2701539 A1 DE 2701539A1
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Description

PHN. 829O. 25.II.I976.
N.V. FMiips1 Gbei!c:v.r^r.rcbf5ekea
Va/EVH.
Vorrichtung zum Auslesen eines Aufzeichnungsträgers mit einer cptisch auslesbaren Informationsstruktur
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auslesen eines Aufzeichnungsträgers, auf dem Information, z,B. Bild- und/oder Toninformation, in einer optisch auslesbaren spurförmigen Informationsstruktur angebracht ist, wobei diese Vorrichtung enthält': eine Strahlungsquelle, ein Objektivsystem, mit dessen Hilfe über den Aufzeichnungsträger von der Strahlungsquelle herrührende Strahlung einem strahlungsempfindlichen Informationsdetelctionsaystem
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(o
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zugeführt wird, das ein von der Strahlungsquelle geliefertes und von der Infonnationsstruktur moduliertes Auslesebündel in ein elektrisches Signal umwandelt, und ein Zentrierungsdetektionsoystem, das mit einer elektronischen Schaltung verbunden ist, mit deren Hilfe ein Steuersignal zur Nachregelung der Zentrierung des Auslosebündels in bezug auf einen auszulesenden Spurteil abgeleitet wird.
Unter einem Zentrierungsdetektionssystem ist ein strahlungsempfindliches Detektionssystem zu verstehen, das ein elektrisches Signal liefert, das eine Anzeige über "Abweichungen zwischen der Mitte eines auf den Aufzeichnungsträger projizierten Auslesestrahlungsflecks und der Mitte eines auszulesenden Spurteiles gibt.
In "Philips Technische Rundschau" 33, Nr. 7,
S. 198-206 (1972) ist eine Vorrichtung zum Auslesen eines scheibenförmigen runden Aufzeichnungsträgers beschrieben. In diesem Aufzeichnungsträger ist ein Farbfernsehprogramm gespeichert. Die Informationsstruktur besteht aus einer spiralförmigen Spur, die aus einer Vielzahl in den Aufzeichnungsträger gepresster Grübchen aufgebaut ist, wobei die Helligkeitsinformation in der Frequenz der
Grübchen festgelegt ist, während die Färb- und Toninformation »
in einer Aenderung der Längen der Grübchen enthalten ist.
Ein Auslesebündel wird zu einem Strahlungsfleck mit Abmessungen in der Grössenordnung von denen der Grübchen
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auf der Informationsstruktur fokussiert. Dadurch, dass der Aufzeichnungsträger in bezug auf das Auslesebündel bewegt wird, wird dieses Bündel entsprechend der gespeicherten • Information moduliert. Mittels eines strahlungsempfindlichen .5 Informationsdetektionssystems wird die Modulation des . Auslesebündels in ein elektrisches Signal umgewandelt.
Dieses Signal wird in einer elektronischen Schaltung verarbeitet, derart, dass es sich dazu eignet, einer Farbfernsehempfangsvorrichtung zugeführt zu werden.
Beim Auslesen des Aufzeichnungsträgers muss dafür gesorgt werden, dass die Mitte des Auslesestrahlungsflecks stets in der Mitte der auszulesenden Spur projiziert wird, weil sonst die Modulationstiefe des von dem Informationsdetcktionssystem gelieferten Signals zu klein wird und rUebersprechen zvisehen benachbarten Spuren auftreten kann. Die Lage des Strahlungsflecks muss daher stets detektiert und nachgeregelt werden,
Die in dem genannten Aufsatz beschriebene Vorrichtung enthält dazu ein Hilfssystem, mit dem zwei Hilfsbündel erzeugt werden, die auf den Rand eines auszulesenden Spurteils fokussiert werden. Jedem der Hilfsbfindel ist ein gesonderter Hilfsdetektor zugeordnet. Der Unterschied zwischen den Ausgangssignalen dieser Hilfsdetcktoren gibt eine Anzeige über das Ausmass der Zentrierung des Auslesebündels in bezug auf einen auzu-
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lesenden Spurteil. In der bekannten Vorrichtung sind ausser den für die eigentliche Auslesung benötigten optischen Elementen eine Anzahl optischer Hilfselemente zum Detektieren eines Zentrierungsfehlers erforderlich.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, eine Auslese—~
vorrichtung zu schaffen, in der Zentrierungsfehler mit einer möglichst geringen Anzahl zusätzlicher optischer Elemente detektiert werden können. Die Vorrichtung nach der Erfindung ist dazu dadurch gekennzeichnet, dass das . 10 Zentrierungsdetektionssystem und das Informationsdetektionseystem durch eine gerade Anzahl von mindestens zwei und höchstens vier strahlungseDipfindlichen Detektoren gebildet werden, die im fernen Feld der Informationsstruktur in den gesonderten Quadranten eines imaginären X-Y-Koordinaten-1.5 systems liegen, dessen Ursprung auf der optischen Achse des Objektivsystems liegt und dessen X-Achse effektiv in der Spurrichtung und dessen Y-Achse effektiv quer zu der Spurrichtung verlaufen; dass die Ausgänge von zwei auf der gleichen Seite der Y-Achse liegenden Detektoren .20 einerseits mit einer Subtrahierschaltung und andererseits -mit einer Addierschaltung verbunden sind; dass eine Vervielfacherschaltung vorhanden ist, an deren Eingänge , von den Subtrahierschaltungcn und von den Addierschaltungcn abgeleitete Signale angelegt sind, und dass der Ausgang "der Vervielfacherschaltung mit einer Filterschaltung
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verbunden ist, die nur Frequenzen niedriger als die dem Zweifachen der mittleren Raumfrequenz der Informationsstrufctur in der Spurrichtung entsprechende Frequenz durch,-lässt, wobei an dem Ausgang dieser Filterschaltung ein Steuersignal zur Nachregelung der Zentrierung des Auslesebündels erhalten, vird.
Unter dem Ausdruck "die Detektoren liegen im fernen Feld der Informationsstruktur" ist zu verstehen,, dass diese Detektoren sich in einer Ebene befinden, in der die durch die Informationsstruktur herbeigeführten verschiedenen BeugungsOrdnungen des Auslesebündels in genügendem Masse voneinander getrennt sind; die Detektoren liegen also in einer Ebene, die genügend weit von der Abbildung der Informationsstruktur entfernt ist.~
■1,5 Unter dem Ausdruck " dass die X-Achse effektiv
in der Spurrichtung und die Y-Achse effektiv quer zu der Spurrichtung verlaufen" ist zu verstehen, dass die imaginären Projektionen dieser Achsen auf die Informationsstruktur •in der Spurrichtung bzw. quer zu der Spurrichtung verlaufen.
Die Erfindung gründet sich auf die Erkenntnis, dass beim Auslesen der Informationsstruktur, die sich wie ein snreidimensionales Beugungsraster verhält, Zentrierungsfehler zusätzliche Phasenverschiebungen zwischen einem Teilbfindel nullter Ordnung und Teilbündeln höherer Ordnungen zur Folge haben. Diese Phasenverschiebungen können
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im fernen Feld der Informationsstruktur mit Hilfe geeignet angeordneter Detektoren detektiert werden. Dabei wird nach der Erfindung mit Hilfe derselben Detektoren ein Referenzsignal abgeleitet, das beim Ableiten des Steuersignals zur Nachregelung der Zentrierung des Ausleseflecks in bezug auf einen auszulesenden Spurteil verwendet wird. Dies hat den Vorteil, dass das Referenzsignal und das Signal, das eine Anzeige über Zenliierungsfehler gibt, auf gleiche Weise von etwaigen Störungen im Auslesesystem, wie optischem Hauschen oder gegenseitigen Schwingungen der Elemente in der Auslesevorrichtung, beeinflusst werden. Durch die Weise in der die genannten Signale verarbeitet werden, und zwar ober eine sogenannte Synchrondetektion, ist das erhaltene Steuersignal zur Nachregelung der Zentrierung von den genannten Störungen unabhängig.
Ein weiterer Vorteil ist der, dass die Anwendbarkeit der Erfindung nicht auf eine bestimmte Phasentiefe der Informationsstruktur beschränkt ist. Unter Phasentiefe ist der durch die Details der Informationsstruktur herbeigeführte Phasenunterschied zwischen dem Teilbündel nullter Ordnung und den Teilbündeln erster Ordnung zu verstehen. Wenn die Infonnationsstruktur reflektierend ist und aus in die Aufzeichnungsträgeroberflache gepressten Grübchen besteht, die eine Tiefe von λ/lt äufweisen, wobei X- die Wellenlänge des Auslesebündels ist
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ist die Phasentiefe T . Die Erfindung ist auch bei Amplitudenstrukturen anwendbar, deren Phasentiefe auf Tt gesetzt werden kann.
Die gewählte Phasentiefe der Informationsstruktur ' legt wohl fest, wie die Information selber am besten ausgelesen werden kann, d.h. ob die Summe der Ausgangssignale der Detektoren auf einer Seite der Y-Achse zu der Summe der Ausgangssignale .der Detektoren auf der anderen Seite der Y-Achse addiert oder von dieser Summe subtrahiert werden muss.
Der Erfindungsgedanke lässt sich grundsätzlich mit nur zwei Detektoren verwirklichen. Indem vier Detektoren verwendet werden, kann ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis für das Informationssignal und für das Zentrierungsfehlersignal erhalten werden.
Es sei bemerkt, dass bereits vorgeschlagen wurde (siehe die Dt-OS 26 06 006 der Anmelderin), Zentrierungs-
f fehler mit Hilfe eines zusätzlichen im fernen Feld der Informationsstruktur angeordneten Detektors zu detektieren.
Auch können zwei zusätzliche Detektoren verwendet' werden.
Die letzteren Detektoren liegen aber in denselben Quadranten des oben angegebenen imaginären Koordinatensystems, und die Ausgangssignale dieser Detektoren werden zur Bestimmung eines Zentrierungsfehlcrs nicht voneinander subtrahiert. POr eine dynamische Detektion der Zentrierungs-
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fehler müssen in der früher vorgeschlagenen Auslesevorrichtung beim Auslesen der auszulesende Spurteil und der Auslesefleck in bezug aufeinander quer zu der Spurrichtung periodisch bewegt werden. Dies erfordert eine Anpassung entweder des Aufzeichnungsträgers oder der Auslesevorrichtung.
Die Erfindung wird nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 2, 6, 6a, 7 und 8 Beispiele in dieser Vorrichtung verwendeter strahlungsempfindlicher Detektionssystemc, sowie die Weise, in der die von diesen Systemen gelieferten Signale verarbeitet werden, und •15 Fig. J, k und 5 das Prinzip der Erfindung.
In Fig. 1 ist ein runder scheibenförmiger Aufzeichnungsträger 1 in radialem Schnitt dargestellt. Die Informationsstrulttur ist" annahmeweise reflektierend. Die Informationsspuren sind mit 3 bezeichnet. Eine Strahlungsquelle 6, z.B. ein Helium-Neon-Laser, sendet ein Auslesebündel b aus. Dieses Bündel wird von dem Spiegel ° zu einem schematisch mit einer einzigen Linse angedeuteten ' , ' Objektivsy'steni 11 reflektiert. In dem Wege des Auslesebündcls b ist eine Hilfslinse 7 angeordnet, die dafür sorgt,-dass das Auslescbündel die Pupille des Objektivsystems
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völlig ausfüllt. Dann wird ein Strahlungsfleck mit Hindestabmcssungcn auf der Fläche 2 der Informationsstruktur erzeugt.
Das Auslesebündcl wird von der Informationsstruktur reflektiert und bei Rotation des Aufzeichnungsträgers um eine Welle 5» die durch eine mittlere Oeffnung k geführt ist, entsprechend der in der auszulesenden Spur gespeicherten Information zeitlich moduliert. Das modulierte Auslesebündel passiert wieder das Objektivsystem und wird
■10 vom Spigel 9 in Richtung auf das von der Quelle ausgesandte Bündel reflektiert. In dem Strahlungsweg des Auslesebündels sind Elemente zur Trennung der Wege des modulierten und des unmodulierten Auslesebündels angeordnet. Diese Elemente können z.B. aus einem Gebilde eines polarisationsempfindlichen Teilprismas und einer 7^/'(-Platte bestehen. In Fig. 1 ist der Einfachheit halber angenommen, dass die genannten Mittel durch einen halbdurchlässigen Spiegel 8 gebildet werden. Dieser Spiegel reflektiert einen Teil des modulierten Auslcsebüiidels zu einem strahlungsempfindliehen Detektionssystem 12.
Die optischen Details der Informationsstruktur . sind sehr klein. Z.B. ist die Breite einer Spur 0,5Λ»"Ί der Spurabstand 1,2 ,um und die mittlere Periode der Informationsgebiete, die hier annahmeweise Grübchen sind, 3/Um für einen scheibenförmigen Aufzeichnungsträger, auf dem ein 30 Minuten dauerndes Fernsehprogramm gespeichert ist,
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innerhalb eines Ringes mit einem Innendurchmesser von 12 cm und einem Aussendurchmesser von 27 cm. Der. Auslesefleck muss daher sehr genau auf der auszulesenden Spur zentriert bleiben.
.5 Um Abweichungen in der Zentrierung detektieren
zu können, ist nach der Erfindung das Detektionssystem 12 aus z.B. vier strahlungsempfindlichen Detektoren zusammengesetzt, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Die vier Detektoren 13t 1^i 15 und 16 sind in vier verschiedenen Quadranten eines X-Y-Koordinatcnsystems untergebracht. Bei Projektion eines auszulesenden Spurteiles auf das Detektionssystem ist die Längsrichtung bzw. die Breitenrichtung des Spurteiles zu der X- bzw. der Y-Achse parallel.
Die vier Detektoren sind z.B. in der Ebene U angeordnet, in der eine Abbildung der Austrittspupille des Objektivsystems mittels einer Hilfslinse 28 erzeugt wird. In Fig. 1 ist der UebersicHtlichkeit halber nur die Abbildung (a1) eines Punktes a der Austrittspupille mit gestrichelten Linien angegeben. Die Detektoren 13, 1^i 15 und 16 können auch in einer anderen Ebene angeordnet werden, vorausgesetzt, dass die von der Inforraationsstruktur in verschiedenen Ordnungen gebeugten Teilbündel in genügendem Masse voneinander getrennt sind.
Wie weiter in Fig. 2 dargestellt ist, werden mittels der Subtrahierschaltung 17 die Ausgangssignale
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der Detektoren 13 und 16 und mittels der Subtrahierschaltung die Ausgangssignale der Detektoren 1Ί und 15 voneinander subtrahiert. Die Ausgangssignale der Subtrahierschaltungen 17 und 18 werden in der Subtrahierschaltung 19 voneinander ■ subtrahiert. Der Ausgang dieser Schaltung ist mit einem der Eingänge einer Vervielfacherschaltung 22 verbunden. Das Ausgangssignal der Schaltung 22 wird einem Tiefpass 23 «ugeführt. Am Ausgang dieses Filters wird, wie nachstehend auseinandergesetzt wird, das gewünschte Signal S erhalten.
Zum Auslesen der auf dem Aufzeichnungsträger vorhandenen Information, z.B. eines Fernsehprogramms, können die Ausgarigssignale-der Detektoren 13 und 16 mittels der Addierschaltung 21 und die Ausgangssignale der Detektoren 1k und 15 mittels einer Addierschaltung 20 zueinander addiert werden. Die Ausgangssignale der Addicrschaltungen und 21 können in der Schaltung Zh voneinejider subtrahiert werden. Das Informationssignal S„. , das am Ausgang der Subtrahierschaltung Zh erscheint, wird einerseits in einer an sich bekannten elektronischen Schaltung 26 dekodiert, und das dekodierte Signal wird bei Speicherung eines Fernsehprogramms mit Hilfe einer üblichen Fernsehempfangsvorrichtung 27 .sichtbar und hörbar gemacht. Andererseits wird das Signal S^. einem zweiten Eingang der Vervielfacherschaltung 22 zugeführt.
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Nun wird auf* die physikalischen Hintergründe der Erfindung eingegangen. Die Infoxinationsstruktur des Aufzeichnungsträgers, die aus Spuren besteht, die ihrerseits aus einer Vielzahl von Gebieten und Zwischengebieten aufgebaut sind, .wobei die Gebiete die Form von Grübchen auf weisen können, kann als ein zweidimensiomales Beugungsraster betrachtet werden. Das Auslesebündel b wird von diesem Raster in ein TeilbUndel nullter Ordnung, eine Anzahl von Teilbündeln erster Ordnung und eine Anzahl von Teilbündeln höherer Ordnung gespaltet. Ein Teil der Strahlung der Teilbiindcl geht durch die Pupille des Objektivsystems und könnte in der Bildebene der Informationsstruktur konzentriert werden. In dieser Bildebene sind' die gesonderten Beugungsordnungen nicht voneinander getrennt. In der Ebene der Austrittspupille des Objektivsystems oder in einer
Ebene, in der eine Abbildung dieser Austrittspupille erzeugt
wird, sind dagegen die Beugungsordnungen mehr oder weniger
.. voneinander getrennt. In Fig. 3 und k ist die Situation in der Ebene der Austrittspupille, dargestellt.
" Der Kreis 30 mit Mittelpunkt 35 in Fig'. 3 stellt den Schnitt durch das Teilbündcl nullter Ordnung b(0,0) in der Ebene der Austrittspupille des Objektivsystems dar. Die Kreise 3I, 32, 33 und 3'« stellen die Schnitte durch die in den diagonalen Richtungen gebeugten Teilbündel b(+1,+i), b(-1,+i), b(-1,-i) bzw. b(+1,-i) dar.
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Ausser in den diagonalen Richtungen wird das Auslesebündel von der Informationsstruktur auch in der Spurrichtung und in der Richtung quer zu der Spurrichtung gebeugt. Es werden also auch TeilbUndel der Ordnung (+1,0) und (-1,O) infolge nur der Grübchen in einem auszulesenden Spurteil und auch Teilbündel dex Ordnung (0,+i) und (θ,-i) infolge nur der Rasterstruktur quer zu der Spurrichtung erhalten. In Fig. k sind mit den Kreisen ^I, k2, kj und kh die Schnitte durch die Teilbündel b(+1,o), b(o,+1),b(-1,0) bzw. b(O,-i) an der Stelle der Austrittspupille des Objektivsystems angedeutet.
Die X-Achse und die Y-Achse der Fig. 3 und 4 entsprechen der X-Achse und der Y-Achse der Fig. 2. Der Abstand der Mittelpunkte 36, 37, 38, 39, *»6 unf *t8 der Kreise 31» 32, 33, 3't, kZ bzw. kk von dor X-Achse vird durch 7\/q bestimmt, wobei q die räumliche Periode der Informationsstruktur in der Richtung quer zu der Spurrichtung und
J\ die Wellenlänge des Auslesebündels b darstellen. Die Periode q darf als konstant vorausgesetzt werden. Der Abstand f der Mittelpunkte 36, 37, 38, 39, *»5 und Uj von der Y-Achse wird durch ^/p bestimmt, wobei ρ die örtliche räumliche Periode der Grübchen in einem auszulesenden Spurteil darstellt.
Zum Ableiten .eines Zentrierungsfehlers werden die Phasenänderungen in den diagonalen Teilbündeln erster
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Ordnung in bezug auf das Teilbündel nullter Ordnung benutzt.
In den in Fig. 3 schraffiert dargestellten -
Gebieten überlappen die verschiedenen diagonalen Teilbündel erster Ordnung b(+1,+i), b(-1,+i), b(-1,-i) und b(+1,-i) das Teilbündel nullter Ordnung b(O,O) und treten Interferenzen auf. Die Phasen der diagonalen Teilbündel erster Ordnung variieren mit hohen Frequenzen infolge der Bewegung des Ausleseflecks über die Informationsstruktur in der Spurrichtung und mit niedrigen Frequenzen infolge einer etwaigen tBewegung des Ausleseflecks in der Richtung quer zu der Spurrichtung. Dadurch werden Intensitätsänderungen in der Austrittspupille oder der effektiven Austrittspupillc des Objektivsystenis erhalten, die z.B. mittel-ider Detektorenanordnung nach Fig. 2 detektiert werden können.
Wenn die Mitte des Ausleseflecks mit der Mitte eines Grübchens zusammenfällt, besteht ein bestimmter Phasenunterschied ^zwischen einem Teilbündel erster Ordnung und einem Teilbündel nullter Ordnung. Der Wert von ty hängt von der Form der Informationsstruktur und im Falle einer Grübchenstruktur im wesentlichen von der Phasentiefe der Grübchen ab. Beim Uebergang des Auslese— flecks von einem ersten Grübchen zu einem zweiten Grübchen nimmt die Phase z.B. des Teilbündels erster Ordnung b(+1,+i) in bezug auf das Teilbündel nullter Ordnung kontinuierlich um 2 Jf zu. Daher kann angenommen werden,
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dass beim Bewegen des Ausleseflecks in der Spurrichtung die Phase des Teilbündels erster Ordnung b(+1,+i) in bezug auf die des Teilbündels nullter Ordnung sich um <w?t ändert. Dabei ist CJ eine Zeitfrequenz, die durch die Raumfrequenz der Grübchen in einem auszulesenden Spurteil und durch die Geschwindigkeit bestimmt wird, mit der. sich der Auslesefleck über diesen Spurteil bewegt. Auch bei einer Verschiebung des Ausleseflecks quer zu, der Spurrichtung wird sich die Phase des Teilbündels erster Ordnung b(+1,+i) in bezug auf die. des Teilbündels nullter Ordnung ändern. Diese
Phasenänderung kann durch ZA dargestellte werden, wobei
Ar der Abstand zwischen der Mitte des Ausleseflecks und der Mitte des auszulesenden Spurtciles ist.
.Die Phasen 0 Ci1JiO der verschiedenen diagonalen Tcilbündcl erster Ordnung in bezug auf das Teilbündel • nullter Ordnung können also durch:
01+ 1+ ) - T* t+2 q
Ar
Ar
ZO und 0( + 1,-i) = ψ +*»> t-2
dargestellt werden. Die durch die Interferenzen der diagonalen Teilbündel erster Ordnung mit dem Teilbündel nullter Ordnung herbeigeführten Intensitätsänderungen in der Austrittspupille des Objektivsystems werden von den Detektoren
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PHN. 8290.
25-11.76.
13f I'*· 15 und 16 in «elektrische Signale umgewandelt. Die zeitabhängigen Ausgangssignale S.-.S^,S._ und S. der- Detektoren 13, Ik, 15 bzw. 16 können durch S13 = A (y i^)
= A = A = A
t2)
dargestellt werden, wobei A eine Konstante ist.
Vie in Fig. 2 angegeben ist, werden die Signale ^n ur)d S-fSt gleich wie die Signale S.r und S--, voneinander subtrahiert. Die Signale an den Ausgängen der Subtrahierschaltungcn 17 und 18 werden durch: S17 = S13-S16 = -B
S18 = Sii«-S15 = (y)(^) gegeben, wobei D wieder eine positive Konstante ist. Die , Signale S1- und S1Q werden in der Subtrahierschaltung 19
voneinander subtrahiert. Das Ausgangssignal S.„kann durch: Sig = -C cos <f(Y^£ )
dargestellt werden, wobei C wieder eine positive Kpnstante ist. Die Komponente sin2J ■ ist eine ungerade Funktion von Δ r, so dass das Signal S1- Information über die Grosse und die Richtung eines ZentrierungsfeJilers des Ausleseflocks in bezug auf einen auszulesenden Spurteil enthält. Die Komponente sin OJX. ändert sich zeitlich in Abhängigkeit von der in dem
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Spurteil gespeicherter Information, aber ist von einem Zentricrungsfehler Ar unabhängig.
Wie in Fig. 2 dargestellt ist, werden die Ausgangseignale der Detektoren 13 und i6 in der Schaltung 21 zueinander addiert. Die Terroe CUt in den Signalen S._ und S., * weisen das gleiche Vorzeichen auf, während das Vorzeichen
des Tcrncs 2Ϊ ' in dem Signal S._ dem dieses Termes
±n dem Signal S-g entgegengesetzt ist. Dadurch wird die Aendcrung in der Summe der Signale S1- und S1-- infolge von Zentrierungsfehlern erheblich kleiner als diese Aenderung in dem Signal S.^ sein. Das SummensiGnal S-io+S.g wird im wesentlichen durch die in der Spurrichtung gebeugten ersten Ordnungen bestimmt. Dieses Summensignal kann geschrieben werden als:
S?1 = S13+S16 = D cos(t + Wt) (1+m cos2if ^ξ±·, darin ist m eine Konstante kleiner als 1, so dass sich das Vorzeichen von S?1 nicht durch einen Zentrierungsfehler ändern kann. Auf analoge Weise kann für das Summensignal S-ij+S-- geschrieben werden:
S20 = E cos(V'-CJt) (1+m coszlf^— ).
Die Signale Sp0 und S„. werden der Subtrahiersch-altung 2k zugeführt, an deren Ausgang dann
S2l| = -F sin^n+m cos[2lf^— H sinl«ft erhalten wird. Nach Multiplikation in der Schaltung 22 wird: S22 = S19 χ S24 = Gcos
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-IX
' erhalten. Die Komponente sin3 wt kann als i — -j-cos 2 U) t geschrieben werden, während die Komponente sinJ*'cos/'als -J- ein 2γ geschrieben werden kann, so dass:
S__ = sin 2Y'K(-lr)sin(2)f— ) Γ 1-cos2A/ tj , wobei K=^G Γΐ+»οο8(23ί —^-) J und stets positiv ist. In den obenstehenden Ausdrücken sind D, £, F und G positive Konstanten. Das Signal S__ wird schliesslich durch den Tiefpass 23 hindurchgeleitet, der nur Frequenzen niedriger als die Frequenz 2 Uj durchlässt, so dass ein Signal
K( ir)sin(2T^
S =
erhalten wird. Da ψ durch die für einen bestimmten Aufzeichnungsträger konstante Phasentiefe bestimmt wird, ist auch sin2γ eine Konstante.
Das Signal S ist also eine ungerade Funktion des Zentrierungsfehlers 4r, so dass mit der beschriebenen Detektorenanordnung und mit der beschriebenen Signalverarbeitung £ die Grosse und die Richtung des Zentrierungsfehlers detektiert werden. Das..Signal S kann dazu verwendet werden, auf an sich bekannte Weise, z.B. durch Kippen des Spiegels in Richtung des Pfeiles 10 (vgl. Fig. i), die Lage des Ausleseflecks in bezug auf den auszulesenden Spur.teil nachzuregeln.
Die Komponenten K(Ar)sin(2*i ) können geschrieben
werden als:
r ι sxn
J?
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25.11.76. -Vf-
In Fig. 5 sind die Funktionen sin(27 — ) und S sin(4) nit den gestrichelten Kurven I- und 1„ und ist die Summenfunktion mit der vollen Kurve 1- angedeutet. Daraus ergibt sich, dass in dem für die Servoregelung wichtigen Gebiet um Ar = 0 das Signal - sin(4Tl — ) das Signal sin(27—) verstärkt; die Neigung der Kurve 1~ um flr = 0 ist steiler als die der Kurve 1..
Es sei bemerkt, dass in den in Fig. k schraffiert dargestellten Gebieten die in der X-Richtung gebeugten Teilbüiidel die Teilbündel, die in der Y-Richtung gebeugt werden, überlappen. Die Ausgangssignale der Detektoren 13» 1* 15 und l6 werden daher nicht nur durch die Interferenzen zwischen den Teilbündeln nullter Ordnung und den in diagonaler Richtung gebeugten Teilbündeln erster Ordnung, sondern auch durch die Interferenzen zwischen den in der Spurrichtung und den in der1Richtung quer zu der Spurrichtung gebeugten Teilbündeln erster Ordnung bestimmt, sofern diese Bündel innerhalb der Pupille des Objektivsystems fallen.
Der Phasenunterschied zwischen z.B. dem Teilbüiidel b( + 1,o) und dem Teilbüiidel b(0,+i) kann durch:
*v»t+2'X dargestellt werden. In diesem Phasenunterschied
kommt der Phasenwinkel ψ" nicht mehr vor, weil sowohl das Teilbündel b( + 1,0) als auch das Teilbündel b(0,+i) eint η Phasenwinkel ψ in bezug auf das Teilbündel nullter Ordnung b(0,0) aufweisen. Durch die Interferenzen der Teilbündel
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3701539
b(+1,O), b(O,+i), b(-1,0) und b(o,-i) werden an den Aus-
der Detektoren 13, i4, 15 und i6 die Signale erhalten: S-3 = cos( Lot-zTTlf- )
= cos(+
q '
Diese Signale wenden auf gleiche Weise wie die Signale S1-, S1J1, S.- und S16 verarbeitet, d.h., dass bestimmt werden:
Sj7 = Sj3-Sj6 = +B'sin U/ t Sj8 = Sj11-Sj = -B'sin w t.sin^*'^- )
UndS· - S· -S« - C'sin2lf.A r sin^t 19 " 17 18 ~ s:LI>dU q sxn-vt,
wobei B* und C' positive Konstanten sind. Die Signale S..Q und Sj9 wirken einander nicht entgegen, sondern verstärken einander, wodurch die beschriebene Zentrierungsfehler— detektion möglich ist, wenn —C cos ψ positiv also wenn cos y* negativ ist.
Bisher war nur von in den ersten Ordnungen gebeugten Teilbundeln die Rede. Selbstverständlich wild von der Xnforaiationsstruktur auch -Strahlung in höheren Ordnungen gebeugt werden. Die. Strahlungsenergie in den höheren BeugungsOrdnungen ist aber ziemlich gering, und die Beugungswinkel sind derart, dass nur ein kleiner Teil der TeilbOndel höherer Ordnungen innerhalb der Pupille des Objektivsysteas fällt. Der Einfluss der TeilbOndel höherer Ordnungen ist daher vernachlässigbar.
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PHN. 829O. 25-11.7«.
XIm einen Aufzeichnungsträger ail einem bestimmten optischen System auslesen zu kSnnen, aQssen die Bniim frequenzen in der Informationsstruktur innerhalb bestimmter Grenzen liefen. In Fig. 3 und h ist die Situation dargestellt, in der diese Ranmfrequenaien in der Spurrichtung und in der Richtung quer iu der Spurrichtung der salben Grenzfrequeni des optischen Auslesesystems entsprechen. Sann ist die Modulationstiefe des Informationssignals S_i aaxlaal und die des Zentrierungsfehlersignals S ebenfalls nabzu Venn die Kauafreqnenz der Crttbchen in einen'auszulesenden Spturteil tiininat, «erden die Teilbfindel erster Ordnung über einen grSsseren Vinkel gebeugt werden, d.h., dass der Abstand f grSsser uirtl* Bei einer bestimmten lauofrequcas, die der Grenatfrequenz des optischen Aaslesesystees ent— spricht, vird kein ITeberlapptmgsgebiet der Teilböndel erster Ordnung und des TeilbÜBiiels millter Ordnung und fur die Teilbfindel erster Ordnung untereinander nehr bestehen. In dem von den Detektoren bestrichenen Gebiet treten dann keine Interferenzen mehr auf, und dann kann kein Informations— signal Behr abgeleitet νerden. Da die Ab&tSnde der Mitten 3^» 37, 38 und 39 von der Kitte 35 zu fe*Tf* proportional sind* wird die höchste Eatanfrequenz der GrQbchen einer Spur, bei der ein Zen-triemngsfehlersxgital abgeleitet werden kann, etwas niedriger, z.B. t5jt niedriger, als die höchste RasoesfrequeiKB sein, bei der ein Informations si gnal
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PIrX. 829O. 25.11.76.
S-L abgeleitet werden kann. Venn sich andererseits die RauKtrequcoz der Grübchen dem Vert Null nähert, wird »dich auch der Anstand f den Vert Null nahern. Die unterschiedlichen Teilbündel erster Ordnung sind dann nicht mehr voneinander getrennt, so dass auch dann kein Informations— signal mehr abgeleitet werden kann. Der niedrigste Vert <er Baoafrcqneiiz der Grübchen, bei dent noch ein Zentrieramg·— fehlersignal abgeleitet werden kann, ist etwas niedriger als derjenige.:Wert, bei dem noch ein Informationssigmml abgeleitet werden kann. Die untere Grenze für die In» frequenz auf den Aufzeiclumngsträger, bei der noch ei» Zentrierungsfehlersignal abgeleitet werden kann, ist je«· Ranmfreqnenz, bei der noch ein Informationssignal abge— leitet werden kann.
Die gleichen Bemerkungen können natürlich im
bezog auf die Batufrequenz der Informationsstniktur·» in der Sich tang quer zu der Spurrielitung gemacht werde«.
Ks besteht also ein optimaler Vert itbr die
BaxapTreqtieJxz der Informations st rule tür in der Spur richtung xmd in der Sichtung quer zu der Spurri.ch.twng, fOr des ein optimales Zentrierungsfehlersienal erhalten wird. Ks gibt jedoch ein grosses Gebiet von Ilaumfrequenxen um den optimale» Vert, innerhalb dessen es »3glich ist, ein Xnfontationssignal und ein Zentrierungsfehlersignal . mit eines· entern Signal-Rausch—Verhältnis abzuleiten.
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IMN. 3290. 25.11.76·
In der Vorrichtung nach Pig. 2 werden zum Ableiten des Informationssignals (S~t) die Signale des linken und des rechten Teiles der Austrittspupille voneinander subtrahiert. Diese Vorrichtung eignet sich insbesondere zvw Auslesen eines Aufzeichnungsträgers mit einer kleinen .Phasentiefe oder einer kleinen Grübchentiefe. Denn in dem Ausdruck für & erreicht sin2 J einen Extremwert für ^y = · Λ während cos J dann negativ ist.
Zum Auslesen eines Aufzeichnungsträgers mit einer grösseren Phasentiefe ist es zu bevorzugen, die Signale des linken und des rechten Teiles der Austrittspupille zueinander 2U addieren. Dazu könnte in der Anordnung nach Fig. 2 die Subtrahierschaltung 2h durch eine Addierschaltung 24* ersetzt werden (in Fig. 2 mit gestrichelten Linien angegeben). Zwischen dieser. Addierschalt.ung und der Verviel-Tacherschaltung muss dann noch eine Phasenverschiebungsschaltung, z.B. ein differenzierendes Netzwerk 25 (in Fig. ■it gestrichelten Linien angegeben) angebracht werden. Es ist dann aber auch möglich, die Ausgangssignale der Detektoren 13 und 15 und die der Detektoren Ik und i6 zueinander- zu addieren. Dann kann die Signalverarbeitungsschaltung vereinfacht werden, wie in Fig. 6 dargestellt ist.
Xn der Schaltung nach Fig. 6 werden bestimmt:
S6O = S13+S15 " B1CO. f
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n-
PHN. 8290. 25.i11.76.
S61
S6O~S61
S63 = S6O+S61 = D1?^ <//iI+ni.cos(2T^- )J cosWt. Die Komponenten in den Gleichungen für Sg2 und Sg , die sich um LJ t Rudern, sind um ^ gegeneinander in der Phase verschoben, so dass wieder eines der Signale S,-_ und S.-„ von einer Phasenverschiebungsschaltung gesteuert verden muss. ■■ Diese Schaltung könnte ein differenzierendes Netzwerk sein.
(Vgl. das Element 25 in Fig. 2). Es ist jedoch zu bevorzugen, V die Phasenverschiebungsschaltung 6^t in Form einer sogenannten phasensynchronisi.erten Schleife fphase-locked-loop*) · auszubilden.
In Fig. 6a ist das Prinzipschaltbild einer derartigen Schaltung dargestellt. 66 bezeichnet einen Oszillator, der an seinen Ausgang 67 eine Kosinusfunktion und an seinen Ausgang 68 eine Sinusfunktion abgibt. Der Ausgang 67 ist mit einem ersten Eingang einer Frequenzvergleichsschaltung verbunden, in der die Frequenz des Oszillators 66 mit der Frequenz des Signals cos U/t verglichen wird, dessen Phase über 90° verschoben werden muss. Das Ausgangssignal zu der. Vergleicheschaltung 65 wird auf den Oszillator rückgekoppelt, wodurch die Frequenz dieses Oszillators gleich der des Signals cos 0-J t wird. Am Ausgang 68 des Oszillators wird dann eine Sinusfunktion mit der gewünschten Frequenz Verhalten.
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VHN. 62<Ό. 25.II.76.
Von der Schaltung 6k wird das Signal S^_ somit in ein Signal:
6k ~ -Ei-Cos VjJ+ni.cos(2 Jl .-ξ~)J sin U/ t
umgewandelt. Nach Vervielfachung der Signale S^2 un{* S^. und nach Filterung des Produktsignals entsteht
S = K,(.Az).cos2 ^. β!η(2Ϊ —'■—) , τι η
wobei K1 wieder eine Funktion von Δ ζ und stets positiv ist. B1, C1, D1 und E1 sind positive Konstanten. S ist wieder eine ungerade Funktion des Zentrierungsfehlers 4z; cos2f ist maximal - für eine Phasentiefe γ = Tf ,so dass die Vorrichtung nach Fig. 6 sich zum Auslesen eines Aufzeichnungsträgers mit einer grossen Phasentiefe sowie eines Aufzeichnungsträgers mit einer Amplitudenstruktur eignet, deren Phasentiefe auf T Rad. gesetzt werden kann.
. Statt die ganze Austrittspupille zu benutzen, könnte auch nur die halbe Austrittspupille benutzt werden. In Fig. 7 ist eine so ausgebildete Vorrichtung dargestellt. Aus Obenstehendem geht hervor, dass für die Vorrichtung nach Kiβ. 7 gilt:
S1- = S1-S16 = -Bsin( ψ
S21 = S13+S16 = V05^ +
Nach einer Phasenverschiebung über Λ* /2 von S21 und Multiplizierung des phasenverschobenen'-Signals mit.S. entsteht:
S22=G2
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PHN. 829Ο. 25.11.76.
Durch Filterung dieses Signals entsteht das Signal S , das als :
Sr = K2^ ^r).sin2 q
geschrieben werden kann. B_, D„ und G_ sind positive Konstanten. K- ist eine positive Funktion von ^r1 so dass S eine ungerade Funktion von Δr ist. In diesem Ausdruck für S kommt keine Funktion von j vor, so dass sich die Vorrichtung nach Fig. 7 zum Auslesen sowohl von Aufzeichnungsträgern mit einer kleinen Phasentiefe als auch von Aufzeichnungsträgern mit einer grossen Phasentiefe eignet.
Es sei bemerkt, dass bei Anwendung der Signale
aus der ganzen Austrittspupille das Signal-Rausch-Verhältnis für das Informationssignal und das Zentrierungsfchlersignal besser als bei Anwendung nur der Signale aus der halben Austrittspupille ist.
Beispielsweise ist die Erfindung an Hand eines runden scheibenförmigen Aufzeichnungsträgers mit einer etrahlungsreflekticrenden Inforinationsstruktur erläutert.
Es leuchtet ein, dass auch strahlungsdurchlässige Aufzelchnungsträger mittels einer Vorrichtung nach der Erfindung ausgelesen werden können. Der Aufzeichnungsträger braucht nicht rund und scheibenförmig zu sein, sondern kann auch ein bandförmiger Aufzeichnungsträger mit einer Vielzahl von Informationsspuren sein.
Vas die Inforinationsstruktur anbelangt, sei bemerkt,
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dass die einzige Bedingung darin bestellt, dass diese Struktur mit optischen Mitteln ausgelesen werden können muss. Diese Struktur kann eine Grübchenstruktur, eine Schwarz-Weiss-Struktur oder z.B. eine magnetooptische Struktur sein. Ausser einem Fernsehprogramm kann in dem Aufzeichnungsträger z.B. auch digitale Information für eine Rechenanlage gespeichert sein.
Beim Bestimmen von Zentrierungsfehlern wird das Interferenzlinicrirauster in der Pupille des Objektivsystems benutzt, wobei dieses Muster durch Interferenzen zwischen dem TeilbUndel nullter Ordnung und den Teilbündeln erster Ordnung erhalten wird. Die Phase des Linienmusters in bezug auf die Detektoren wird durch das Mass bestimmt, in dem 'der Auslesefleck in bezug auf eine auszulesende Spur zentriert ist. Die Raumfrequenz des Linienmusters wird aber durch das Mass bestimmt, in dem das Auslesebündel auf die Fläche der Informationsstruktur, fokussiert ist. Bei grossen Fokussierungsfehlern ist diese Periode klein und bei kleinen Fokussierungsfehlern ist diese Periode gross.
Die Weise, in der d,ie Fokussierung nachgeregelt wird, ist für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich, und wird daher nicht beschrieben. Wohl lässt sich sagen, dass die auftretenden Fokussierungsfehler die VaIiI der Form der Detektoren in Fig. 7 beeinflussen können.
Im Obenstehenden ist angenommen, dass die
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PlIK. 8 920. 25.11.76.
•η-
. Detektoren 13 und 16 rechteckige Detektoren sind. Die Ansprechkurve eines rechteckigen Detektors für ein linienförmiges Intenaitatsmuster verl&uft gemäss , wobei
— gleich der räumlichen Periode des Linienmusters ist. Diese Ansprechkurve weist einen Wert Null auf, «cnn diese räumliche Periode gleich der Breite der Detektoren ist. Dann wird ja dieser Detektor stets eine Periode des Linien— musters "sehen", unabhängig von der Phase des Linienmusters und somit unabhängig von der Zentrierung. Wird bei grösseren Fokussierungsfehlern die räumliche Periode des Intensitätsmueters kleiner als die Breite des Detektors, so weist die Ansprechkurve einen negativen Teil auf. Dies bedeutet, dass das Servosystem für die Zentrierung in der falschen Richtung zu regeln anfangen kann und dass ein etwa vorhandener Zontrierungsfeliler vergrössert werden kann. Bei Anwendung rechteckiger Detektoren besteht durch das Auftreten von Fokussierungsfehlern die Gefahr, dass das Servosystem für die Zentrierung bewirkt, dass die Mitte des Ausleseflecks nicht auf die Mittellinie eines auszu-lesenden Spurteiles sondern in einem festen Abstand von dieser Mittellinie projiziert bleibt.
Diese Schwierigkeit kann dadurch vermieden werden, dass statt rechteckiger Detektoren dreieckige Detektoren verwendet werden. In Fig. 8 ist ein Satz dieser Detektoren 13* 25
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pkij. ε920.
25.Π.76-
und ΐ6·, die die Detektoren 13 bzw. 16 der Fig. 7 ersetzen kBnnen, dargestellt. Die Ansprechkurve der dreieckigen
Detektoren verläuft gemäss (— —)2 und weist also keinen
negativen Teil auf.
Es versteht sich, dass sich die genannte Schwierigkeit nicht ergibt, wenn die Auslesevorrichtung mit einer Servoregelung versehen ist, die dafür sorgt, dass das Auslesebündel stets auf die Informationsstruktur fokussiert bleibt.
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Vt
Leerseite

Claims (2)

  1. PiIN. 8920. 25- U. 76.
    PATENTANSPRÜCHE
    My Vorrichtung zum Auslesen eines Aufzeichnungsträgers , auf dem Information, z.B. Bild- und/oder Toninformation, in einer optisch auslesbaren spurfSrmigen Informationsstruktur angebracht ist, wobei diese Vorrichtung enthält: eine Strahlungsquelle, ein Objektivsystem, mit dessen Hilfe über den Aufzeichnungsträger von der Strahlungsquelle herrührende Strahlung einem strahlungsempfindlichen Informationsdetektionssystem zugeführt wird, das ein von der Strahlungsquelle geliefertes und von der Informationsstruktur moduliertes Auslesebündel in ein elektrisches Signal umwandelt, sowie ein Zentrierungsdetektxonssystem, das mit einer elektronischen Schaltung verbunden ist, mit deren Hilfe ein Steuersignal zur Nachregelung der Zentrierung des Auslesebündels in bezug auf einen auszulesenden Spurteil abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentrierungsdetektionssystem und das Informationsdetektionssystem durch eine gerade Anzahl von mindestens zwei und höchstens vier strahlungsempfindlichen Detektoren gebildet werden, die im fernen Feld der Informationsstruktur in den gesonderten Quadranten eines imaginären X-Y-Koordinatensystems liegen, dessen Ursprung auf der optischen Achse des Objektivsystems liegt und dessen X-Achse effektiv in der
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    ORIGINAL INSPECTED
    PIiN. 8920.
    2 5.11.76. ~ Ίή -
    Spurriclitung und dessen Y-Achse effektiv quer zu der Spur— richtung verlaufen; dass die Ausgänge von zwei auf der gleichen Seite der Y-Achse liegenden Detektoren mit einerseits einer Subtrahierschaltung und andererseits einer Addierschaltung verbunden sind; dass eine Vervielfacherschaltung vorgesehen ist, an deren Eingänge von den Subtrahierschaltungen und von den Addierschaltungen abgeleitete Signale angelegt sind, und dass der Ausgang der Vervielfacherschaltung mit einer Filterschaltung verbunden ist, die nur Frequenzen niedriger als die dem Zweifachen der mittleren Raumfrequenz der Informationsstruktur in der Spurrichtung entsprechende Frequenz durchlässt, wobei an dem Ausgang dieser Filterschaltung ein Steuersignal zur Nachregelung der Zentrierung des Auslesebündels erhalten wird.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, in der vier Detektoren vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang einer ersten Subtrahierschaltung, deren Eingänge mit den auf einer Seite der Y-Achse liegenden Detektoren verbunden sind, und der Ausgang einer zweiten Subtrahier— schaltung, deren Eingänge mit den auf der anderen Seite der Y-Achse liegenden Detektoren verbunden sind, mit den Eingängen einer dritten Subtrahierschaltung verbunden sind, deren Ausgang an einem ersten Eingang der Vervielfacherschaltung liegt, und dass der Ausgang einer ersten Addierschaltung, deren Eingänge mit den auf einer Seite der
    709831/0646
    ORIGINAL INSPECTED
    PHN. 892O.
    25.11.76.
    - je -
    Y-Achso liegenden Detektoren verbunden sind, und der Ausgang einer zweiten Addierschaltuiig, deren Eingänge mit den auf der anderen Seite der Y-Achse liegenden Detektoren verbunden sind, mit einer vierten Subtrahierschaltung verbunden sind, deren Ausgang an einem zweiten Eingang der Vervielfacherschaltung liegt.
    3· Vorrichtung nach Anspruch 1, in der vier Detektoren vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgänge der in dem ersten und in den dritten Quadranten liegenden Detektoren über eine'· zweite Addierschaltung und die Ausgänge der in dein zweiten und in dem vierten Quadranten liegenden Detektoren über eine dritte Addierschaltung mit der genannten Addierschaltung und der genannten Subtrahier— schaltung verbunden sind, und dass in einer der Verbindungs— leitungen zwischen der letzteren Addierschaltung und einem der Eingänge der Vervielfacherschaltung und zwischen den Subtrahierschaltungen und dem anderen Eingang der Vervielfacherschaltung ein Phasenverschiebungsnetzwerk angebracht ist. k. Vorrichtung nach Anspruch 1, in der zwei Detektoren vorhanden sind, die auf einer Seite der Y-Achse des Koordinatensystems liegen, dadurch gekennzeichnet, dass in einer der Verbindungsleitungen zwischen der Addierschaltung und der Vervielfacherschaltung und zwischen der Subtrahierschaltung und der Vervielfacherschaltung ein Phascnverschiebungsnetzwei'k angebracht ist.
    709831/0645
    P4N. -8920. 25.11.76.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoren je die Form eines gleichschenkligen Dreiecks aufweisen, wobei die Basen dieser Dreiecke zu der X-Achse parallel sind.
    709831/0645
DE2701539A 1976-01-28 1977-01-15 Vorrichtung zum Auslesen eines Aufzeichnungsträgers mit einer optisch auslesbaren Informationsstruktur Expired DE2701539C2 (de)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3151157A1 (de) * 1980-12-27 1982-07-08 Olympus Optical Co., Ltd., Tokyo Signalaufnehmeranordnung fuer ein optisches informationslesegeraet
DE3243686A1 (de) * 1981-11-25 1983-06-01 Hitachi, Ltd., Tokyo Vorrichtung zum optischen spurfolgen von informationen in einem informationswiedergabegeraet
DE3243685A1 (de) * 1981-11-25 1983-06-16 Hitachi, Ltd., Tokyo Informationsaufnahme- und wiedergabegeraet fuer eine optische platte

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6038771B2 (ja) * 1978-06-19 1985-09-03 パイオニア株式会社 光学式情報読取装置のサ−ボ装置
JPS573236A (en) * 1980-06-10 1982-01-08 Olympus Optical Co Ltd Optical information reader
NL8105346A (de) * 1981-11-26 1983-06-16
NL8105347A (nl) * 1981-11-26 1983-06-16 Philips Nv Inrichting voor het optisch aftasten van een schijfvormige registratiedrager.
JPS58125242A (ja) * 1982-01-22 1983-07-26 Victor Co Of Japan Ltd 光学的情報信号再生装置のトラツキング誤差検出方式
JPS58150145A (ja) * 1982-03-03 1983-09-06 Toshiba Corp 光学式デジタルデイスクプレ−ヤのトラツキング制御回路
JPS58208944A (ja) * 1982-05-31 1983-12-05 Sony Corp 光学ヘツド制御信号発生装置
JPS5922242A (ja) * 1982-07-26 1984-02-04 Foster Denki Kk 情報再生装置における光学系制御信号検出回路
JPS59110045A (ja) * 1982-12-13 1984-06-25 Sanyo Electric Co Ltd 光学式ピツクアツプ装置
JPS59191144A (ja) * 1983-04-14 1984-10-30 Sony Corp 光ピツクアツプのトラツキングサ−ボ回路
JPS59198540A (ja) * 1983-04-26 1984-11-10 Asahi Optical Co Ltd 光学式デイスクプレ−ヤのトラツキングサ−ボ回路
US4740940A (en) * 1985-03-11 1988-04-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical information read apparatus
JPS61248237A (ja) * 1985-04-25 1986-11-05 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd トラツキング誤差信号検出方法
JP2796592B2 (ja) * 1985-10-17 1998-09-10 セイコーインスツルメンツ株式会社 トラツキングエラー信号発生回路
JP2824573B2 (ja) * 1985-11-08 1998-11-11 セイコーインスツルメンツ株式会社 トラツキングエラー信号発生回路
JP2906144B2 (ja) * 1986-04-09 1999-06-14 セイコーインスツルメンツ株式会社 光学ヘツド制御装置
US4958245A (en) * 1988-04-07 1990-09-18 Insite Peripherals, Inc. Apparatus and method for optical servo control with media having information storage and servo control regions of different reflectivities
DE69507080T2 (de) * 1994-06-07 1999-05-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma, Osaka Optisches Informationsaufzeichnungsmedium, optisches Informationsaufzeichnungsverfahren, und optisches Informationswiedergabegerät hierfür
TW364992B (en) * 1996-04-25 1999-07-21 Toshiba Corp Optic data regeneration apparatus and control method thereof
DE19723542A1 (de) * 1997-06-05 1998-12-10 Thomson Brandt Gmbh Gerät zum Lesen und/oder Beschreiben optischer Aufzeichnungsträger
JP3544847B2 (ja) 1998-01-16 2004-07-21 三菱電機株式会社 光学的情報再生方法および装置
CN101536096B (zh) 2006-11-16 2011-11-16 松下电器产业株式会社 用于光学信息再现装置的跟踪装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3381086A (en) * 1962-08-16 1968-04-30 Minnesota Mining & Mfg Reproduction of television signals from photographic disc recordings

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2235354A1 (en) * 1973-06-29 1975-01-24 Thomson Csf Photoelectric optical test sensor - measures displacement of a diffraction screen with constant spacing in the test sensor plane

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3381086A (en) * 1962-08-16 1968-04-30 Minnesota Mining & Mfg Reproduction of television signals from photographic disc recordings

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3151157A1 (de) * 1980-12-27 1982-07-08 Olympus Optical Co., Ltd., Tokyo Signalaufnehmeranordnung fuer ein optisches informationslesegeraet
DE3243686A1 (de) * 1981-11-25 1983-06-01 Hitachi, Ltd., Tokyo Vorrichtung zum optischen spurfolgen von informationen in einem informationswiedergabegeraet
DE3243685A1 (de) * 1981-11-25 1983-06-16 Hitachi, Ltd., Tokyo Informationsaufnahme- und wiedergabegeraet fuer eine optische platte

Also Published As

Publication number Publication date
GB1534381A (en) 1978-12-06
DE2701539C2 (de) 1981-11-12
BR7700452A (pt) 1977-10-04
NL182258B (nl) 1987-09-01
DK146106C (da) 1983-11-21
IT1074335B (it) 1985-04-20
PL107679B1 (pl) 1980-02-29
DK146106B (da) 1983-06-27
NO149188C (no) 1984-02-29
FR2339928B1 (de) 1980-03-21
MX143161A (es) 1981-03-26
CH613797A5 (en) 1979-10-15
AU505466B2 (en) 1979-11-22
NL7600842A (nl) 1977-08-01
DK30777A (da) 1977-07-29
NL182258C (nl) 1988-02-01
NO149188B (no) 1983-11-21
JPS5630610B2 (de) 1981-07-16
FR2339928A1 (fr) 1977-08-26
BE850781A (fr) 1977-07-26
JPS5293222A (en) 1977-08-05
SE7700725L (sv) 1977-07-29
CA1094684A (en) 1981-01-27
AT349231B (de) 1979-03-26
ATA46077A (de) 1978-08-15
ZA7711B (en) 1978-08-30
AR211720A1 (es) 1978-02-28
NO770240L (no) 1977-07-29
SE408238B (sv) 1979-05-21
ES455360A1 (es) 1978-01-01
AU2161677A (en) 1978-08-03
NZ183152A (en) 1980-04-28

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