DE69216318T2

DE69216318T2 - Kompatible optische Abtastvorrichtung

Info

Publication number: DE69216318T2
Application number: DE69216318T
Authority: DE
Inventors: Adrianus Petrus Joh Jongenelis; Rosmalen Gerard Eduard Van
Original assignee: Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1991-08-01
Filing date: 1992-07-24
Publication date: 1997-06-19
Anticipated expiration: 2012-07-25
Also published as: SK237592A3; SK280110B6; CN1069593A; CN1044419C; DE69216318D1; SG43986A1; JPH05205296A; US5235583A; ATE147185T1; JP3101639B2; RU2096836C1; CZ237592A3; TW213519B; FI923428A0; FI923428A; CZ284509B6; KR100227443B1; KR930004956A

Description

Die Erfindung betrifft eine optische Abtasteinrichtung, die zum Abtasten eines ersten und eines zweiten Typs eines optischen Aufzeichnungsträgers in einem ersten bzw. einem zweiten Modus geeignet ist, wobei jeder Aufzeichnungsträgertyp eine Informationsebene mit einer in Spuren angeordneten und Information enthaltenden Struktur aufweist, wobei die genannte Struktur im Fall des zweiten Typs eine Phasenstruktur ist, während der erste Typ entworfen ist, um von Strahlung einer ersten Wellenlänge abgetastet zu werden und der zweite Typ, um von Strahlung einer zweiten Wellenlänge abgetastet zu werden, wobei die erste Wellenlänge kürzer ist als die zweite Wellenlänge, wobei die Einrichtung eine Strahlungsquelle zum Liefern eines Strahlenbündels der ersten Wellenlänge umfaßt, ein Linsensystem zum Fokussieren des Strahlenbündels in einen Abtastfleck auf der Informationsebene, ein erstes Detektionssystem, um die von der Informationsebene kommende Abtastfleck-Strahlung in ein Informationssignal umzuwandeln und ein von einem Spurfolgefehlersignal gesteuertes Spurfolgeservosystem, um den Abtastfleck im ersten Modus auf der Mittellinie einer abzutastenden Spur zu halten.
Die Notwendigkeit einer solchen Einrichtung hat sich infolge der Entwicklung neuartiger Strahlungsquellen ergeben, die Strahlung bei kürzerer Wellenlänge erzeugen, als bisher in der Praxis üblich war, wie Kurzwellenlängen-Laserdioden und von der Kombination aus einem herkömmlichen Diodenlaser und einem Frequenzdoppler gebildete Strahlungsquellen. Wenn eine solche neuartige Strahlungsquelle in einer Lese-Einrichtung verwendet wird, kann diese Einrichtung einen kleineren Lesefleck bilden. Infolgedessen wird es möglich sein, neuartige Aufzeichnungsträger mit kleineren Informationsdetails und größerer Informationsdichte als üblich zu lesen. Infolge der großen Anzahlen herkömmlicher Aufzeichnungsträger, die bereits in Gebrauch sind, ist es äußerst wünschenswert, daß die neuartige Lese-Einrichtung auch zum Auslesen dieser Aufzeichnungsträger geeignet ist.
Eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art ist aus der Zusammenfassung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2-83830 bekannt. Diese Einrichtung kann Aufzeichnungsträger mit unterschiedlichen Informationsdichten lesen, indem sie die Abmessung des Leseflecks auf der Informationsebene an die Informationsdichte anpaßt, d.h. der Lesefleck wird zum Auslesen eines Aufzeichnungsträgers mit größeren Informationsdetails vergrößert. Eine Phasenstruktur in einer Informationsebene, die zum Auslesen mit einer langen Wellenlänge entworfen worden ist, erweist sich als nicht immer mit einem Strahlenbündel mit einer kurzen Wellenlänge zufriedenstellend auslesbar. In der bekannten Einrichtung wird der Fleck durch Einbringen einer planparallelen Platte in das konvergierende Strahlenbündel vergrößert. Dadurch verschiebt sich der Fokus der Strahlenbündel entlang der optischen Achse und wird der Querschnitt des Strahlenbündels am Ort der Informationsebene größer. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist, daß im allgemeinen wenig Raum zwischen dem Linsensystem und dem Aufzeichnungsträger zur Verfügung steht, so daß das Dazwischenbringen einer zusätzlichen Platte ein größeres Risiko mit sich bringt, daß der Aufzeichnungsträger die Platte berührt und durch Stöße gegen die Einrichtung beschädigt wird. Ein anderer Nachteil ist, daß bei einer Änderung des Aufzeichnungsträgertyps ein Bauteil, in diesem Fall die Platte, versetzt werden muß, was an einer Stelle, wo wenig Platz ist, ziemlich umständlich ist.
Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu verschaffen, die die oben genannten Nachteile nicht hat.
Die erfindungsgemäße Einrichtung ist daher dadurch gekennzeichnet, daß das Spurfolgeservosystem so eingerichtet ist, daß es im zweiten Modus den Lesefleck auf dem Rand der zu lesenden Spur hält. Ein Aufzeichnungsträger des zweiten Typs erweist sich als gut lesbar, wenn, statt den Lesefleck zu vergrößern, dafür gesorgt wird, daß der Lesefleck dem Rand der Spur folgt. Die hierzu notwendige laterale Versetzung des Flecks kann ohne Hinzufügung von beweglichen Komponenten in dem Strahlenbündel realisiert werden.
Häufig muß eine Einrichtung Aufzeichnungsträger des zweiten Typs lesen, die die gleiche Spurperiode, aber nicht die gleiche Spurbreite haben. Dies verläuft offenbar zufriedenstellend, wenn die erfindungsgemäße Einrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß im zweiten Modus das Spurfolgesystem die Mitte des Leseflecks auf einem Abstand von der Mittellinie der zu lesenden Spur hält, wobei der Abstand gleich einem Fünftel der Spurperiode des zweiten Aufzeichnungsträgertyps ist.
Bei einer ersten Ausführungsform ist die Einrichtung dadurch gekennzeichnet, daß das Spurfolgefehlersignal einem ersten Eingang einer elektrischen Schaltung in dem Spurfolgeservosystem zugeführt wird, deren zweiter Eingang mit einem Schalter verbunden ist, um in dem zweiten Modus dem Spuffolgefehlersignal ein Gleichstromsignal hinzuzufügen. Die elektrische Schaltung gibt dem Spurfolgeservosystem einen elektrischen Offset, so daß der Lesefleck nicht der Mittellinie, sondern dem Rand der Spur folgt.
Eine Einzelheit der ersten Ausführungsform der Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung eine Schaltung zum Bestimmen der Qualität des Informationssignals und zum Liefern des Gleichstromsignals umfaßt, das von dieser Qualität abhängt. Die Größe des Offset wird jetzt von der Qualität des Informationssignals bestimmt, so daß die Position des Leseflecks im zweiten Modus optimiert werden kann.
Eine zweite Ausführungsform der Einrichtung ist durch Mittel zum Erzeugen eines Spurfolgebündels gekennzeichnet, das über das Linsensystem einen bezüglich des Abtastflecks transversal gelegenen Spurfolgefleck bildet, und ein Spurfolgedetektionssystem zum Empfangen von aus der Informationsebene kommender Strahlung des Spurfolgebündels, wobei die Einrichtung weiterhin mit einem Schalter mit zwei Eingängen und einem Ausgang versehen ist, der mit einem Steuereingang des Spurfolgeservosystems verbunden ist, wobei der erste Schaltereingang, der in dem ersten Modus mit dem Schalterausgang verbunden ist, mit dem Ausgang einer Schaltung zum Generieren eines Spurfolgefehlersignals aus Ausgangssignalen des ersten Detektionssystems verbunden ist, während der zweite Schaltereingang, der in dem zweiten Modus mit dem Schalterausgang verbunden ist, mit dem Ausgang einer weiteren Schaltung zum Generieren eines Spurfolgefehlersignals aus Ausgangssignalen des ersten Detektionssystems und des Spurfolgedetektionssystems verbunden ist. Im zweiten Modus wird das zusätzliche Strahlenbündel verwendet, um das Spurfolgefehlersignal zu generieren. Da die Einrichtung im ersten Modus keinen Gebrauch von diesem zusätzlichen Strahlenbündel macht, kann das Strahlenbündel vollständig an die Geometrie eines zweiten Aufzeichnungsträgertyps angepaßt werden.
Eine dritte Weise der Versetzung kann in einer Einrichtung verwendet werden, die durch Mittel zum Erzeugen zweier Spurfolgebündel gekennzeichnet ist, die über das Linsensystem zwei transversal versetzte und zu beiden Seiten des Abtastflecks liegende Spurfolgeflecke bilden, und zwei Spurfolgedetektionssysteme zum Empfangen von von der Informationsebene kommender Strahlung der beiden Spurfolgebündel, wobei die Einrichtung weiterhin mit einem Schalter mit zwei Eingängen und einem Ausgang versehen ist, der mit einem Steuereingang des Spurfolgeservosystems verbunden ist, wobei der erste Schaltereingang, der in dem ersten Modus mit dem Schalterausgang verbunden ist, mit dem Ausgang einer Schaltung zum Generieren eines Spurfolgefehlersignals aus Ausgangssignalen von zumindest den beiden Spurfolgedetektionssystemen verbunden ist, während der zweite Schaltereingang, der in dem zweiten Modus mit dem Schalterausgang verbunden ist, mit dem Ausgang einer weiteren Schaltung zum Generieren eines Spurfolgefehlersignals aus Ausgangssignalen des ersten Detektionssystems und einem der Spurfolgedetektionssysteme verbunden ist. Eine einfache elektrische Umschaltung des Spurfolgeservosystems genügt, um eine Versetzung des Flecks zu bewirken. Die Größe der Versetzung hängt vom transversalen Abstand zwischen den Spurfolgeflecken und der Spurperiode des ersten und des zweiten Aufzeichnungsträgertyps ab.
Eine spezielle Ausführungsform der Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß in dem zweiten Modus einer der Spurfolgeflecke einem Rand einer Spur folgt. Da sowohl der Lesefleck als auch einer der Spurfolgeflecke im zweiten Modus einem Rand der Spur folgen, kann das Spurfolgefehlersignal in einfacher Weise als Differenzsignal des ersten Detektionssystems und des zum Spurfolgefleck gehörenden Spurfolgedetektionssystems generiert werden.
Eine weitere Ausführungsform der Einrichtung, die die dritte Weise der Versetzung nutzt, in der die zweite Wellenlänge zweimal so groß ist wie die erste Wellenlänge, ist dadurch gekennzeichnet, daß der transversale Abstand zwischen den Mitten der beiden Spurfolgeflecke nahezu 1,5-mal die Spurperiode eines ersten Aufzeichnungsträgertyps ist. Diese Ausführungsform ist unter anderem in Spielern geeignet, in denen die Strahlung der ersten Wellenlänge durch Frequenzverdopplung der Strahlung der zweiten Wellenlänge erhalten wird.
Wenn eine erfindungsgemäße Einrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß zumindest eines der Detektionssysteme zwei Detektoren umfaßt, deren Ausgangssignale den Eingängen eines Differenzverstärkers zugeführt werden, ist eine größere Zahl von Kombinationen aus Spurperioden und Spurbreiten möglich.
Eine spezielle Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung ist gekennzeichnet durch einen Typ-Diskriminator, von dem ein Ausgang mit dem Spurfolgeservosystem verbunden ist, das so angesteuert wird, daß die Einrichtung in den zu dem Typ des zu lesenden Aufzeichnungsträgers gehörenden Modus gebracht wird. Die Einrichtung wird jetzt automatisch in den richtigen Modus gesetzt, um einen Aufzeichnungsträger auszulesen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen optischen Kopf einer Lese-Einrichtung,
Fig. 2a eine Unteransicht einer Phasenstruktur eines ersten Aufzeichnungsträgertyps mit einem an die Phasenstruktur angepaßten Lesefleck,
Fig. 2b einen transversalen Schnitt der Phasenstruktur und des Leseflecks entlang der Linie A-A in Fig. 2a,
Fig. 2c einen tangentialen Schnitt der Phasenstruktur und des Leseflecks von Fig. 2a,
Fig. 2d das zugehörige Informationssignal,
Fig. 3a eine Unteransicht einer Phasenstruktur eines zweiten Aufzeichnungsträgertyps mit einem Lesefleck, der zu klein ist und nicht an die Phasenstruktur angepaßt ist,
Fig. 3b einen transversalen Schnitt der Phasenstruktur und des Leseflecks von Fig. 3a,
Fig. 3c einen tangentialen Schnitt der Phasenstruktur und des Leseflecks von Fig. 3a,
Fig. 3d das zugehörige Informationssignal,
Fig. 4 eine Unteransicht einer Phasenstruktur eines zweiten Aufzeichnungsträgertyps mit einem Lesefleck, der erfindungsgemäß quer versetzt ist,
Fig. 4b einen transversalen Schnitt der Phasenstruktur und des Leseflecks von Fig. 4a,
Fig. 4c einen tangentialen Schnitt der Phasenstruktur und des Leseflecks von Fig. 4a,
Fig. 4d das zugehörige Informationssignal,
Fig. 5 einen optischen Kopf mit einem Spurfolgeservosystem zur Spurfolge gemäß einer ersten Weise,
Fig. 6 einen optischen Kopf zur Spurfolge gemäß einer zweiten Weise,
Fig. 7a und 7b die Positionen der Flecke gemäß der zweiten Weise einer Spurfolge auf einer Phasenstruktur eines Aufzeichnungsträgers des ersten und des zweiten Typs,
Fig. 8 einen optischen Kopf zur Spurfolge gemäß einer dritten Weise,
Fig. 9a und 9b die Positionen der Flecke gemäß der dritten Weise einer Spurfolge auf einer Phasenstruktur eines Aufzeichnungsträgers des ersten und des zweiten Typs,
Fig. 10 einen optischen Kopf zur Spurfolge gemäß einer vierten Weise,
Fig. 11a und 11b die Positionen der Spuren gemäß der vierten Weise einer Spurfolge auf einer Phasenstruktur eines Aufzeichnungsträgers des ersten und des zweiten Typs.
Gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren beziehen sich auf die gleichen Teile.
Fig. 1 zeigt in einer Schnittansicht einen Teil eines optische Aufzeichnungsträgers 1, der von einem von einem optischen Kopf einer Lese-Einrichtung gelieferten Lesefleck 7 abgetastet wird. Der Aufzeichnungsträger hat eine Informationsebene 2, in der Information in Form einer Phasenstruktur gespeichert ist. Diese Phasenstruktur kann die Form von Vertiefungen (Pits) oder Erhebungen auf der Informationsebene haben. Die Phasenstruktur ist in Spuren 3 angeordnet, die senkrecht zur Zeichenebene stehen. Der optische Kopf umfaßt eine Strahlungsquelle 4, beispielsweise einen Diodenlaser. Das von der Quelle emittierte Strahlenbündel 5 wird von einem Linsensystem 6 auf den Lesefleck 7 auf der Informationsebene 2 fokussiert. Servosysteme, die in der Figur nicht wiedergegeben sind, halten den Lesefleck in der Informationsebene und auf einer abzutastenden Spur 8. Das an der Informationsebene reflektierte Strahlenbündel 9 wird mit der Information der Phasenstruktur moduliert. Ein Strahlteiler 10, beispielsweise ein teildurchlässiger Spiegel, leitet die reflektierte Strahlung an ein strahlungsempfindliches Detektionssystem 11 weiter, das die Strahlenbündelmodulation in ein elektrisches Informationssignal 12 umwandelt.
Die Abmessungen des Leseflecks 7 und die Geometrie der Phasenstruktur müssen aneinander angepaßt werden, um eine gute Modulation des reflektierten Strahlenbündels 9 zu erzeugen. Dies wird aus den Fig. 2a, 2b und 2c deutlich, die eine Phasenstruktur zeigen, die an den Lesefleck 7 angepaßt ist und in Reflexion gelesen wird. Die Fig. 2a und 2b zeigen die Informationsebene 2 in einer Unteransicht und einem transversalen Schnitt, mit drei nebeneinander liegenden Spuren 3 mit durch gestrichelte Linien 13 angedeuteten Mittellinien. Die zentrale Spur 8 ist die zu lesende Spur. Der Abstand zwischen den Mittellinien benachbarter Spuren, die Spurperiode, wird mit p1 bezeichnet. In dem Aufzeichnungsträger 1 dieses Beispiels ist die Phasenstruktur eine Reihe aus auf der Mittellinie zentrierten Vertiefungen, in denen die Information in der Länge der Vertiefungen und der dazwischen liegenden Zwischenräume codiert ist. Die Breite der Vertiefungen, oder die Spurbreite, wird mit w1 angedeutet. Fig. 2b zeigt den Aufzeichnungsträger in einem entlang der Linie A-A genommenen Schnitt. Das Strahlenbündel 5 wird am Ort einer Vertiefung 14 in der Informationsebene 2 fokussiert. In der Informationsebene 2 bildet das Strahlenbündel einen Lesefleck 7, dessen Größe proportional zur Wellenlänge der Strahlung ist. Die Intensität in dem Lesefleck ist im allgemeinen in der Mitte des Flecks am höchsten und nimmt zum Rand hin ab. Die Informationsebene 2 reflektiert die Strahlung des Leseflecks 7, deren Durchmesser größer als die Breite der Vertiefung ist. Der am Boden der Vertiefung reflektierte Strahlenbündelanteil wird infolge der Tiefe der Vertiefung einen längeren Weg zurückgelegt haben als der Strahlenbündelanteil außerhalb der Vertiefung. Folglich wird eine Phasendifferenz zwischen den beiden reflektierten Strahlenbündelanteilen erzeugt, so daß das Strahlenbündel phasenmoduliert ist. Die Tiefe der Vertiefung definiert die Phasendifferenz zwischen den Strahlenbündelanteilen; das Verhältnis des Oberflächengebiets des Leseflecks 7 innerhalb und außerhalb der Vertiefung 14 definiert die gegenseitige Intensität der beiden Strahlenbündelanteile. Je nach der Phasendifferenz interferieren die Strahlenbündelanteile auf dem Detektionssystem 11 konstruktiv oder destruktiv. Wenn die Tiefe der Vertiefung eine Phasendifferenz von 180º liefert und wenn innerhalb und außerhalb der Vertiefung gleiche Anteile der Strahlung reflektiert werden, dann ist es im Prinzip möglich, eine Modulation von 100% des Informationssignals zu erreichen. In Fig. 2c wird die Vertiefung 14 in einem tangentialen Schnitt gezeigt, und Fig. 2d zeigt das mit Si angedeutete zugehörige Informationssignal 12 als Funktion der Position des Leseflecks 7 in bezug auf die Vertiefung. Die größte Modulation des Informationssignals wird erhalten, wenn der Lesefleck sich vollständig über der Vertiefung befindet.
Die oben beschriebene Einrichtung mit einer Strahlungsquelle 4, die Strahlung einer ersten Wellenlänge beispielsweise im blauen Teil des Spektrums emittiert, ist für das Auslesen aus einem ersten Typ Aufzeichnungsträger 1 bestimmt, dessen Phasenstrukturgeometrie an diese erste Wellenlänge angepaßt ist. Die Spurperiode p1 und die Pitbreite w1 sind relativ klein, beispielsweise 0,8 µm bzw. 0,3 µm. Lesen dieses neuartigen Aufzeichnungsträgertyps ist unter anderem dadurch möglich geworden, daß ein herkömmlicher Diodenlaser mit einer Wellenlänge von 0,8 µm in Kombination mit einem Frequenzdoppler verwendet worden ist, der die Diodenlaserstrahlung in Strahlung der halben Wellenlänge umsetzt. Wünschenswert ist, daß Aufzeichnungsträger eines zweiten Typs, die zum Auslesen bei einer längeren Wellenlänge als die erste Wellenlänge entworfen sind, auch mit dieser Einrichtung gelesen werden können.
Fig. 3a zeigt in einer Unteransicht einen Teil eines solchen Aufzeichnungsträgers 15 des zweiten Typs, beispielsweise die heutige Audioplatte, die als "Compact Disc" oder "CD" bekannt ist. Dieser Aufzeichnungsträger wird zum Auslesen mit Hilfe eines zweiten Strahlenbündels optimiert, dessen Wellenlänge gleich der der Strahlung aus dem genannten herkömmliche Diodenlaser ist, welche Strahlung nicht frequenzverdoppelt ist. Wenn das gleiche Linsensystem 6 verwendet wird, bildet das zweite Strahlenbündel einen zweiten Lesefleck, der zweimal so groß ist wie der erste Lesefleck 7 von Fig. 2b. Damit beim Lesen mit dem zweiten Lesefleck der an einer Vertiefung 16 des zweiten Aufzeichnungsträgertyps reflektierte Strahlenbündelanteil ebenso groß ist wie der an der Umgebung dieser Vertiefung reflektierte Strahlenbündelanteil, sollte die Breite w2 der Vertiefung 16 zweimal so groß wie die Breite w1 einer Vertiefung 14 des Aufzeichnungsträgers 1 sein. Um die Spuren des Aufzeichnungsträgers 15 mit Hilfe des zweiten Leseflecks mit minimalem Nebensprechen lesen zu können, sollte die Spurperiode p2 dieses Aufzeichnungsträgers ungefähr zweimal so groß sein wie die des Aufzeichnungsträgers 1. Außerdem sollte die Tiefe der Vertiefung 16 zweimal so groß wie die der Vertiefung 14 sein, um bei Verwendung des zweiten Leseflecks der zweiten Wellenlänge eine Phasendifferenz von 180º zwischen den Strahlenbündelanteilen zu erhalten. Falls der zweite Aufzeichnungsträger mit einem Strahlenbündel 5 der ersten Wellenlänge gelesen würde, ergäbe sich das Problem, daß der von diesem Strahlenbündel gebildete Lesefleck 7 nicht an die Geometrie einer Vertiefung 16 angepaßt ist. Wenn die Mitte des Leseflecks 7 auf der Mittellinie 18 der Spur liegt, wie in Fig. 3a und in dem transversalen Schnitt von Fig. 3b gezeigt, ist der von der Vertiefung reflektierte Strahlenbündelanteil jetzt viel stärker als der von dem Gebiet außerhalb der Vertiefung reflektierte Strahlenbündelanteil. Zudem ist die Phasendifferenz zwischen den Strahlenbündelanteilen etwa 360º wegen der größeren Tiefe der Vertiefung 16. Es wird deutlich sein, daß erheblich weniger destruktive Interferenz zwischen den Strahlenbündelanteilen auftritt und daß das Informationssignal 12 eine kleinere Modulationstiefe hat.
Wenn die Vertiefung 16 abgetastet wird, wird sich der Lesefleck 7 für eine kurze Zeit über dem vorderen Rand der Vertiefung befinden, wie in dem tangentialen Schnitt in Fig. 3c gezeigt wird. Die Situation unterscheidet sich dann von dem zuvor beschriebenen Fall, bei dem das Strahlenbündel sich genau über der Vertiefung befindet. Die auf der Hälfte des Anstieges des vorderen Randes reflektierte Strahlung wird bezüglich der an drei Seiten außerhalb der Vertiefung und am Boden der Vertiefung reflektierten Strahlenbündelanteile um ungefähr 180º phasenverschoben. Wenn die Mitte 19 des Leseflecks, wo sich die höchste Intensität befindet, auf der Hälfte des Anstieges liegt, wird die Intensität des auf der Hälfte des Anstieges reflektierten Strahlenbündelanteils mit der der am Boden und außerhalb der Vertiefung reflektierten Strahlenbündelanteile vergleichbar sein. Dies bewirkt eine destruktive Interferenz, die zu einer ziemlich starken Modulation des Informationssignals 12 am Ort des Anfangs der Vertiefung führt. Fig. 3d zeigt die Veränderung des mit Si bezeichneten Informationssignals als Funktion der Position der Mitte des Leseflecks 7 in bezug auf die Vertiefung 16. Dort, wo der Lesefleck eintritt und die Vertiefung verläßt, gibt es eine ziemlich starke Modulation, während die Modulation in der Vertiefung infolge der zuvor beschriebenen kleinen destruktiven Interferenz schwach ist. Diese Störung des Informationssignals in bezug auf das Signal in Fig. 2d kann zu Problemen führen, wenn das Informationssignal verarbeitet wird. Die Einrichtung detektiert das Vorhandensein einer Vertiefung durch Detektion, ob das Informationssignal unter einen vorgegebenen Pegel abfällt. Ein solcher Pegel wird in Fig. 3d mit einer gestrichelten Linie dargestellt. Infolge der Störung des Signals werden jetzt zwei Vertiefungen statt einer detektiert. Infolgedessen kann der zweite Aufzeichnungsträgertyp nicht zufriedenstellend oder überhaupt nicht auf diese Weise ausgelesen werden.
Die vorliegende Erfindung löst dieses Problem und auch das Spurfolgeproblem beim Auslesen des zweiten Aufzeichnungsträgertyps der ersten Wellenlänge und verschafft eine neuartige Einrichtung, die bei einer Wellenlänge arbeitet, der kleinsten der genannten Wellenlängen, mit der die Spuren der beiden Aufzeichnungsträgertypen zufriedenstellend gelesen können und ihnen gefolgt werden kann. Diese Einrichtung arbeitet mit zwei Lesemodi. Der erste Modus, der zum Lesen des ersten Aufzeichnungsträgertyps verwendet wird, ist der anhand der Fig. 2a, 2b, 2c und 2d beschriebene Modus. Wenn der zweite Aufzeichnungsträgertyp gelesen wird, wird der zweite Modus verwendet, bei dem die Mitte des Leseflecks 7 in der transversalen Richtung verschoben ist, d.h. senkrecht zu den Spuren 3 zum Rand der Spur hin. Fig. 4a und 4b zeigen einen Lesefleck 7, der um einen Abstand s von der Mittellinie 18 der Spur verschoben ist. Da die Mitte 19 des Leseflecks 7, der Teil mit der höchsten Intensität, jetzt über einem Anstieg 20 der Vertiefung liegt, ist der Einfluß dieses Anstieges auf das reflektierte Strahlenbündel in Hinsicht auf die in Fig. 3a gezeigte Situation größer geworden. Die Phase der reflektierten Strahlung variiert von 0º für den in dem Gebiet 21 außerhalb der Vertiefung reflektierten Strahlenbündelanteil über 180º für auf der Hälfte des Anstieges 20 reflektierte Strahlung bis ungefahr 360º für am Boden 22 der Vertiefung reflektierte Strahlung. Der vom Gebiet 21 und dem Boden 22 reflektierte Strahlenbündelanteil wird daher mit dem auf der Hälfte des Anstieges 20 reflektierten Strahlenbündelanteil destruktiv interferieren. Die Intensität des Strahlenbündelanteils, der auf der Hälfte des Anstieges reflektiert wird, hängt von der Steilheit des Anstieges ab. Experimentell hat sich gezeigt, daß ein Neigungswinkel zwischen 30º und 70º gute Ergebnisse liefert. Dies ist auch der Bereich, in dem Aufzeichnungsträger mit Hilfe eines Spritzgußprozesses in zufriedenstellender Weise hergestellt werden können. Wegen der hohen Intensität des Strahlenbündels 5 in der Mitte 19 sind die beiden Strahlenbündelanteile bei einem Neigungswinkel innerhalb dieser Grenzen hinsichtlich der Intensität vergleichbar und ergeben eine befriedigende Modulation des reflektierten Strahlenbündels 9. Dies ergibt seinerseits eine befriedigende Modulation des Ausgangssignals des Detektionssystems 11 und somit ein befriedigendes Auslesen der auf dem Aufzeichnungsträger 15 gespeicherten Information. In der Situation von Fig. 3a, mit einem nicht verschobenen Lesefleck 7, wird zwischen dem auf der Mitte der Anstiege 20 reflektierten Strahlenbündelanteil und dem vom Gebiet nahe der Vertiefung und vom Boden 22 reflektierten Strahlenbündelanteil auch destruktive Interferenz auftreten. Da jedoch die größte Intensität des Strahlenbündels 5 in diesem Fall am Ort des Bodens 22 vorliegt, werden die Intensitäten der Strahlenbündelanteile stark unterschiedlich sein. Daher gibt es dort weniger destruktive Interferenz, so daß der Aufzeichnungsträger 15 in der Situation von Fig. 3a schlechter lesbar ist als in der Situation von Fig. 4a.
Wenn der Lesefleck 7 beim Abtasten der Vertiefung über dem vorderen Rand der Vertiefung 16 liegt, wie in Fig. 4c gezeigt, wird die gleiche starke Modulation des Informationssignals auftreten wie im Fall von Fig. 3c. Da jedoch die Modulation in der Mitte der Vertiefung jetzt viel stärker ist als in Fig. 3c, wird das Informationssignal nicht mehr unter den Pegel fallen, der mit dem Lesefleck auf der Hälfte des Randes der Vertiefung erreicht wird. Das in Fig. 4d gezeigte Informationssignal Si hat den gleichen regelmäßigen Verlauf beim erfindungsgemäßen Auslesen wie das Informationssignal von Fig. 2d in der herkömmlichen Einrichtung und kann somit in zufriedenstellender Weise verarbeitet werden. Die Modulationstiefe des Informationssignals hängt von dem Anstieg 20, dem Durchmesser des Leseflecks 7 und der Verschiebung s ab und ist im allgemeinen etwas kleiner als beim Lesen mit dem Lesefleck, für den der Aufzeichnungsträger entworfen worden ist. Dies kann jedoch mit einer zusätzlichen Verstärkung korrigiert werden.
Der Wert der Verschiebung s, um ein befriedigendes Informationssignal zu erhalten, ist nicht kritisch. Es hat sich gezeigt, daß ein befriedigendes Informationssignal bei Verschiebungen s zwischen 0,2 w2 und 0,9 w2 erhalten wird. Dies kann gut verwendet werden, wenn Aufzeichnungsträger mit einer großen Variation bestimmter Abmessungen gelesen werden müssen. Beispielsweise tritt in Compact Discs wenig Streuung hinsichtlich der Spurperiode p2, aber viel Streuung in der Spurbreite w2 auf. Es hat sich gezeigt, daß für eine Verschiebung s von zwischen 0,1- und 0,3-mal, vor zugsweise 0,2-mal die Spurperiode p2, die meisten Aufzeichnungsträger vom zweiten Typ zufriedenstellend gelesen werden können, ungeachtet der Spurbreite und des Durchmessers des Leseflecks. Folglich braucht eine Einrichtung die Verschiebung nicht an den zu lesenden Aufzeichnungsträger des zweiten Typs anzupassen, sondern kann in dem zweiten Modus eine feste Verschiebung verwenden. Obwohl die Erfindung anhand einer pit-förmigen Phasenstruktur beschrieben worden ist, sollte deutlich sein, daß das Prinzip für alle Phasenstrukturen wirkt, unter anderem hügelförmige Phasenstrukturen. Das Verhältnis zwischen der ersten und der zweiten Wellenlänge braucht nicht einen Faktor zwei zu betragen; das beschriebene Prinzip ist auch für Faktoren anderthalb oder drei wirksam, und die Toleranzen für die Verschiebung bleiben gültig.
Es gibt verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Einrichtung, bei denen in dem zweiten Modus der Lesefleck 7 in transversaler Richtung verschoben wird. Eine erste Ausführungsform wird in Fig. 5 gezeigt. Aus dem Detektionssystem 11 wird ein Spurfolgefehlersignal 23 erhalten, das die Abweichung zwischen der Mitte des Leseflecks 7 und der Mittellinie 13 der abzutastenden Spur 8 darstellt. Dieses Signal wird einem Spurfolgeservosystem 24 zugeführt, das ein Eingangssignal für einen Treiber 25 beispielsweise zur transversalen Versetzung der Objektivlinse 6 liefert. Eine transversale Versetzung der Linse 6 führt auch zu einer transversalen Versetzung des Leseflecks 7. Das Spurfolgefehlersignal 23 kann auf verschiedene Weise generiert werden. Wie in dem US-Patent Nr. 4.491.940 beschrieben wird, kann das Detektionssystem zwei Teile umfassen und der Unterschied zwischen den Ausgangssignalen der beiden Teile ist ein Maß für den Spurfolgefehler. In einem aus dem US-Patent Nr. 3.376.842 bekannten Verfahren zur Spurfolgefehlersignalgenerierung werden zwei Spurfolgeflecke zu beiden Seiten des Leseflecks gebildet. Die beiden von den Spurfolgeflecken kommenden Strahlenbündel werden von gesonderten Detektoren detektiert und der Unterschied zwischen den Ausgangssignalen der Detektoren ist ein Maß für den Spurfolgefehler.
Die für den zweiten Modus notwendige Verschiebung s des Leseflecks kann durch Zuführen eines aus einer Gleichspannungsquelle 30 stammenden Steuersignals 26 an das Spurfolgeservosystem 24 realisiert werden. Diese Spannungsquelle ist über einen Schalter 27 mit einem Eingang einer elektrischen Schaltung 28, beispielsweise einem Summierverstärker des Spurfolgeservosystems 24 verbunden. Wenn die Einrichtung einen Aufzeichnungsträger 1 des ersten Typs in dem ersten Modus lesen soll, führt der Schalter 27 der Schaltung 28 eine Nullspannung zu. Wenn die Einrichtung einen Aufzeichnungsträger 15 des zweiten Typs in dem zweiten Modus lesen soll, führt der Schalter 27 dem Summierverstärker 28 das Steuersignal 26 zu. In dem Summierverstärker 28 werden das Spurfolgefehlersignal 23 und das Steuersignal 26 so kombiniert, daß das Ausgangssignal ein gleichspannungsverschobenes Spurfolgefehlersignal ist. Dieses Signal steuert den Treiber 25 über eine weitere Servoschaltung 29, beispielsweise einen Verstärker. Infolge der Gleichspannungsverschiebung folgt der Lesefleck nicht mehr der Mittellinie 13 der abzutastenden Spur 8, sondern in einem transversalen Abstand davon, der durch das Signal 26 bestimmt wird. Es wird deutlich sein, daß in dem ersten Modus der Lesefleck 7 der Mittellinie 13 der Spur 8 folgen wird. Die Stellung des Schalters 27 bestimmt, ob die Einrichtung sich in dem ersten oder in dem zweiten Modus befindet. Die das Steuersignal 26 liefernde Schaltung 30 braucht nicht nur eine Gleichspannungsquelle zu sein, sondern kann auch eine Schaltung sein, in der die Qualität des Informationssignals 12 durch Überprüfen beispielsweise der Spannungspegel des Informationssignals bestimmt wird oder nach A/D-Umsetzung durch Messen der Frequenz von Fehlern und durch Korrektur des Wertes des Steuersignals 26 mit diesen Daten in solcher Weise, daß die Qualität des Informationssignals in dem zweiten Modus so hoch wie möglich ist. Da die Schaltung 30 den maximalen Wert der Qualität bestimmen sollte, kann es notwendig sein, dem Lesefleck eine kleine transversale Schlingerung zu geben. Der maximale Wert kann dann in einfacher Weise aus der resultierenden Veränderung der Qualität des Informationssignals bestimmt werden.
Eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemaßen Einrichtung zum Verschieben des Leseflecks 7 in transversaler Richtung wird in Fig. 6 gezeigt. In dieser Figur wird ein Spurfolgebündel 32 aus dem Strahlenbündel 5 mit Hilfe eines Gitters 31 abgespalten. Um die Strahlung weitmöglichst in dem durchtretenden Strahlenbündel oder Lesestrahlenbündel 5 und dem gebeugten Spurfolgebündel 32 zu konzentrieren, kann das Gitter 31 geglüht werden. Das Spurfolgebündel bildet in der Informationsebene 2 einen Spurfolgefleck 33 nahe dem Lesefleck 7. Ein die aus dem Spurfolgefleck 33 kommende Strahlung detektierendes Spurfolgedetektionssystem 34 grenzt an das Detektionssystem 11. Die Position der Flecke 7 und 33 auf einem ersten Aufzeichnungsträgertyp wird in Fig. 7a gezeigt. Die Mitte des Leseflecks 7 folgt der Mittellinie 13 der abzutastenden Spur 8. Die Mitte des Spurfolgeflecks 33 ist um einen Abstand d in bezug auf die gleiche Mittellinie 13 verschoben. In dieser Ausführungsform wird der Spurfolgefleck beim Lesen eines Aufzeichnungsträgers des ersten Typs nicht verwendet. Sowohl das Informationssignal als auch das Spurfolgefehlersignal werden in diesem ersten Modus aus dem Lesefleck 7 abgeleitet. Hierzu wird das Detektionssystem 11 in Fig. 6 in zwei Hälften 11a und 11b unterteilt. Ein Summierverstärker 35 bildet die Summe der Ausgangssignale der beiden Hälften; das Ausgangssignal des Summierverstärkers ist das Informationssignal 12. Ein Differenzverstärker 36 liefert das Push-Pull-Signal des Detektionssystems 11, d.h. das Differenzsignal der beiden Hälften. Dieses Signal ist das Spurfolgefehlersignal 23 und wird der Servoschaltung 29 für die Spurfolge über einen in eine erste Stellung gebrachten Schalter 37 zugeführt.
Die von den Flecken 7 und 33 während des zweiten Modus auf einem zweiten Aufzeichnungsträgertyp eingenommene Position wird in Fig. 7b gezeigt. Die Mitte des Leseflecks 7 wird um einen Abstand s von der Mittellinie 18 einer zu lesenden Spur 38 verschoben und folgt jetzt dem Rand der Spur 38. Der transversale Abstand d zwischen den Mitten des Leseflecks und des Spurfolgeflecks ist so gewählt, daß der Spurfolgefleck 33 in dem zweiten Modus dem anderen Rand der Spur 38 folgt. Das Summensignal des Detektionssystems 11 ist wieder das Informationssignal 12. Die Differenz zwischen dem Informationssignal 12 und dem Detektorsignal 39 des Detektionssystems 34 wird jetzt als Spurfolgefehlersignal verwendet. Da die Intensität des Strahlenbündels 5 im allgemeinen größer ist als die des Spurfolgebündels 32, müssen die Signale der Detektionssysteme 11 und 34 angepaßt werden, bevor sie voneinander subtrahiert werden. Dies ist in Fig. 6 mit Hilfe eines Abschwächers 40 geschehen, der das Informationssignal 12 um einen Faktor abschwächt, der gleich dem Intensitätsverhältnis der Strahlenbündel 5 und 32 ist. Ein Differenzverstärker 41 bildet das Differenzsignal des Ausgangs des Abschwächers 40 und des Signals 39. Das Differenzsignal wird anschließend über den in eine zweite Stellung gebrachten Schalter 37 als Steuersignal der Servoschaltung 29 für die Spurfolge zugeführt.
Die notwendige Verschiebung s wird durch die Breite w2 der Spuren 3 in dem zweiten Aufzeichnungsträgertyp und die Größe des Leseflecks bestimmt. Der Abstand d zwischen den Flecken ist gleich 2s und unabhängig von der Spurperiode p2. Folglich kann die zweite Ausführungsform der Einrichtung Aufzeichnungsträger des zweiten Typs mit unterschiedlichen oder variierenden Spurperioden lesen. Es wird selbstverständlich sein, daß der Spurfolgefleck 33 in Fig. 7b um eine ganze Zahl von Spuren verschoben werden kann. In dem zweiten Modus kann der Spurfolgefleck 33 auch genau zwischen zwei Spuren liegen. Das Spurfolgefehlersignal ist dann das Push- Pull-Signal eines in zwei Hälften unterteiltes Detektionssystems 34, welches Signal in gleicher Weise generiert werden kann wie das Push-Pull-Signal des Detektionssystems 11. Um ein befriedigendes Push-Pull-Signal zu erhalten, muß die Abmessung des Spurfolgeflecks hinsichtlich der Spurperiode p2 genügend groß sein.
Bei einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung wird das Verfahren des Generierens eines Spuffolgefehlersignals mit Hilfe zweier Spurfolgeflecke, das aus dem US-Patent Nr. 3.876.842 an sich bekannt ist, in dem ersten Modus verwendet. Diese Ausführungsform wird in Fig. 8 gezeigt. Das aus der Quelle 4 kommende Strahlenbündel wird mit Hilfe eines Gitters 42 in ein Lesestrahlenbündel 5 und zwei Spurfolgebündel 43 aufgespalten. Der Deutlichkeit halber ist nur ein Spurfolgebündel mit gestrichelten Linien vollständig dargestellt worden. Die Spurfolgebündel bilden zu beiden Seiten des Leseflecks 7 zwei Spurfolgeflecke 44 und 45. Das Detektionssystem 11 detektiert die von dem Lesefleck 7 kommende Strahlung, und zwei Spurfolgedetektionssysteme 46 und 47 detektieren die aus den Spurfolgeflecken 44 bzw. 45 kommende Strahlung. Die während des ersten Modus auf der Informationsebene 2 eines ersten Aufzeichnungsträgertyps 1 eingenommene Position des Leseflecks und der Spurfolgeflecke wird in Fig. 9a gezeigt. Die Mitte des Leseflecks 7 folgt der Mittellinie 13 der zu lesenden Spur 8. Die Mitten der beiden Spurfolgeflecke liegen in einem Abstand d1 von dieser Mittellinie zu beiden Seiten des Leseflecks. In diesem ersten Modus ist das Ausgangssignal des Detektionssystems 11 das Informationssignal 12 und wird das Spurfolgefehlersignal aus den Signalen der Detektionssysteme 46 und 47 abgeleitet. Hierzu wird das Ausgangssignal des Detektionssystems 47 über einen Schalter 48 in einer ersten Position einem Differenzverstärker 49 zugeführt. Das Ausgangssignal des Detektionssystems 46 wird dem anderen Eingang des Differenzverstärkers zugeführt. Das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 49 ist das gwünschte Spurfolgefehlersignal 23'. In dem zweiten Modus ist die Mitte des Leseflecks 7 um einen Abstand s von der Mittellinie 18 verschoben, so daß der Lesefleck dem Rand der zu lesenden Spur auf einem zweiten Aufzeichnungsträgertyp folgt, wie in Fig. 9b gezeigt. Der Spurfolgefleck 44 folgt dem anderen Rand der Spur. Das Informationssignal 12 ist wieder das Ausgangssignal des Detektionssystems 11. Erfindungsgemäß wird das Spurfolgefehlersignal jetzt aus den Ausgangssignalen der Detektionssysteme 11 und 46 abgeleitet. Ebenso wie in der in Fig. 6 gezeigten Einrichtung muß das Ausgangssignal des Detektionssystems 11 von einem Abschwächer 50 abgeschwächt werden, bevor es dem Differenzverstärker 49 über den sich in einer zweiten Stellung befindenden Schalter 48 zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 49 ist das Spurfolgefehlersignal 23'.
Wenn der Abstand d1 gleich dreiviertel der Spurperiode p1 ist, wird in dem ersten Modus ein optimales Spurfolgefehlersignal 23' erhalten. Der gegenseitige Abstand zwischen den Spurfolgeflecken 44 und 45 ist dann 1,5-mal die Spurperiode p1. Um in dem zweiten Modus ein befriedigendes Informationssignal 12 zu erhalten, sollte die Verschiebung s, die von dem Spurfolgesystem gleich 1/2 d1 gehalten wird, zwischen 0,2 w2 und 0,9 w2 liegen, wobei w2 die Breite der Spuren 3 eines zweiten Aufzeichnungsträgertyps 15 ist. Ein zweiter Aufzeichnungsträgertyp, bei dem p2 = 3 w2 und p2 = 2 p1 gilt, entsprechend dem internationalen Standard für die Compact Disc, erweist sich in dem zweiten Modus als außerordentlich gut lesbar. Wenn p2 nicht gleich 2 p1 ist, sondern beispielsweise gleich 1,5 p1, wird die Mitte des Spurfolgeflecks 45 auf einem zweiten Aufzeichnungsträgertyp einer neben der zu lesenden Spur gelegenen Spur folgen. Statt der Differenz zwischen den Detektorsignalen der Flecke 7 und 44 kann auch die Differenz zwischen den Detektorsignalen der Flecke 7 und 45 zum Generieren eines Spurfolgefehlersignals verwendet werden.
Eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung ist eine Abwandlung der oben beschriebenen dritten Ausführungsform. In der in Fig. 10 gezeigten, vierten Ausführungsform werden der Lesefleck 7 und die beiden Spurfolgeflecke 44 und 45 in gleicher Weise generiert wie in der Einrichtung von Fig. 8. Die Positionen des Leseflecks und der Spurfolgeflecke auf der Informationsebene 2 eines ersten Aufzeichnungsträgertyps 1 in dem ersten Modus werden in Fig. 11a gezeigt. Die Mitte des Leseflecks 7 folgt der Mittellinie 13 der zu lesenden Spur 8. Die beiden Spurfolgeflecke liegen in einem Abstand d2 von dieser Mittellinie zu beiden Seiten des Leseflecks. In diesem ersten Modus wird das Spurfolgefehlersignal mit Hilfe der Signale der Detektionssysteme 46 und 47 abgeleitet. Die drei Detektionssysteme 11, 46 und 47 umfassen je zwei Hälften. Die Ausgangssignale der beiden Hälften des Detektionssystems 11 werden in einer Schaltung 51 zu einem Summensignal und einem Differenzsignal verarbeitet, die in der Figur mit S1 bzw. D1 angedeutet werden. Die Schaltung 51 kann die Summier- und Differenzverstärker 35 und 36 von Fig. 6 umfassen. Das Summensignal S1 von Schaltung 51 ist das Informationssignal 12. Eine Schaltung 52, die mit der Schaltung 51 vergleichbar ist, bildet ein Summensignal und ein Differenzsignal S2 und D2 aus den Hälften des Detektionssystems 46. Ein Differenzverstärker 53 bildet ein Differenzsignal D3 aus den Hälften des Detektionssystems 47. Das Spurfolgefehlersignal kann von dem Signal D2 oder D3 allein oder von der Summe aus D2 und D3 gebildet werden. Wenn das Signal D1 verfügbar ist, kann ein stabiles Spurfolgefehlersignal mit Hilfe einer Kombination der Signale D1, D2 und D3 generiert werden, wie aus der europäischen Patentanmeldung Nr. 0.201.603 bekannt ist. In diesem Fall wird das Signal D1 mit einer Konstanten in einer Schaltung 54 multipliziert und anschließend von der Summe aus den Signalen D2 und D3 in einem Verstärker 55 subtrahiert. Das Ausgangssignal des Verstärkers 55 ist das Spurfolgefehlersignal, das über einen sich in einer ersten Stellung befindenden Schalter 56 einer Servoschaltung für die Spurfolge zugeführt wird. In dem zweiten Modus wird die Mitte des Leseflecks um einen Abstand s gleich d2 in bezug auf die Mittellinie 18 verschoben, so daß die Mitte des Leseflecks dem Rand der zu lesenden Spur auf einem zweiten Aufzeichnungsträgertyp folgt, wie in Fig. 11b gezeigt wird. Die Mitte des Spurfolgeflecks 44 folgt dann der Mittellinie 18 der zu lesenden Spur. Das Differenzsignal D2 des zugehörigen Detektionssystems 46 kann als Spurfolgefehlersignal verwendet werden. Wenn der Spurfolgefleck 45 in Fig. 11b sich ungefähr in der Mitte zwischen zwei Spuren bewegt und genügend große Abmessungen bezüglich der Spurperiode p2 hat, kann ein stabiles Spurfolgefehlersignal erhalten werden, um mit Hilfe eines Differenzverstärkers 57 das Differenzsignal aus den Signalen D2 und D3 zu bilden. Das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 57 kann der Servoschaltung über den sich in einer zweiten Stellung befindenden Schalter 56 zugeführt werden.
Ein befriedigendes Spurfolgefehlersignal im ersten Modus kann mit der vierten Ausführungsform erhalten werden, wenn d2 gleich der Hälfte der Spurperiode p1 eines ersten Aufzeichnungsträgertyps ist. Wenn die Spurperiode p2 eines zweiten Aufzeichnungsträgertyps zweimal so groß wie p1 ist, liegt die Mitte des Spurfolgeflecks 45 auf einem zweiten Aufzeichnungsträgertyp exakt zwischen zwei Spuren und liefert folglich auch ein befriedigendes Spurfolgefehlersignal im zweiten Modus. Das Vorhandensein einer Rille zwischen den Spuren führt zu einer weiteren Verbesserung des Spurfolgefehlersignals. Wenn p2 anderthalb mal p1 ist, kann der Lesefleck 7 im zweiten Modus um ein Viertel von p1 verschoben werden, so daß die Mitten des Leseflecks und des Spurfolgeflecks 44 entlang der beiden Ränder der zu lesenden Spur verlaufen. In diesem Fall ist das Spurfolgefehlersignal dann die Differenz zwischen den Summensignalen S2 und S1.
Die vier Ausführungsformen werden deutlich gemacht haben, daß für jede beliebige Kombination aus Spurperioden p1, p2 und Spurbreiten w1, w2 eines ersten und eines zweiten Aufzeichnungsträgertyps ein optischer Kopf, mit dem die beiden Aufzeichnungsträger lesbar sind, entworfen werden kann. Das Spurfolgefehlersignal kann allgemein entsprechend einem der genannten Verfahren oder einer Kombination davon generiert werden. Die genannte große Toleranz der Beziehung zwischen der Verschiebung s des Leseflecks und der Spurbreite w2 ist hierbei sehr vorteilhaft: die Mitte des Leseflecks braucht in dem zweiten Modus nicht genau dem Rand der Spur zu folgen, um ein befriedigendes Informationssignal zu erhalten. Dies bietet mehr Freiheit bei der Plazierung der Flecke auf und zwischen den Spuren. Obwohl die Funktionsweise der beiden Modi der Einrichtung anhand zweier Aufzeichnungsträgertypen, die beide eine Phasenstruktur aufweisen, erläutert worden ist, ist das Vorhandensein einer Information enthaltenden Phasenstruktur nur bei dem zweiten Aufzeichnungsträgertyp notwendig. Bei dem ersten Aufzeichnungsträgertyp kann die Information alternativ beispielsweise auch in Amplitudenstrukturen gespeichert sein, wie in Gebieten mit abweichender Reflexion oder magnetischen Domänen. Die beiden Aufzeichnungsträgertypen können zum Führen des Leseflecks auch Rillen enthalten.
Wenn die Einrichtung gut funktionieren soll, ist es notwendig, daß der zu dem Typ des zu lesenden Aufzeichnungsträgers gehörende Modus mit Hilfe des Schalters 27, 37, 48 oder 56 selektiert wird. Hierzu kann die Einrichtung mit einem Typ- Diskriminator 58 versehen sein, der den Typ eines zu lesenden Aufzeichnungsträgers bestimmen kann , wobei anhand davon die Stellung des Schalters eingestellt wird. Ein solcher Diskriminator ist in allen beschriebenen Einrichtungen anwendbar und ist in Fig. 10 als Beispiel dargestellt. Eine erste Möglichkeit zum Bestimmen des Aufzeichnungsträgertyps ist für den Diskriminator, eine Typ-Markierung auf dem Aufzeichnungsträger zu lesen und den Typ des Aufzeichnungsträgers aus dieser Markierung abzuleiten. Der Typ-Diskriminator kann dann den Schalter in die Stellung für den ersten Modus bringen, beispielsweise wenn die Markierung vorhanden ist, und in den zweiten Modus, wenn die Markierung nicht vorhanden ist. Die Markierung kann mit einem gesonderten Sensor oder mit Hilfe des optischen Kopfes detektiert werden. Im letztgenannten Fall sollte es auch möglich sein, die Markierung zufriedenstellend zu lesen, wenn die Einrichtung im zweiten Modus ist, d.h. mit dem Lesefleck am Rand der Spur. Dies kann mit einer Markierung realisiert werden, die eine Phasenstruktur des zweiten Typs oder eine Art Strichcode umfaßt, in dem die Striche senkrecht zur Spurrichtung liegen, so daß der Code gelesen werden kann, ohne daß Spuren auf dem Aufzeichnungsträger gefolgt werden muß. Eine zweite Möglichkeit zur Bestimmung des Typs, bei der die Aufzeichnungsträger nicht mit einer Markierung versehen zu werden brauchen, ist, einen Diskriminator die Qualität des Informationssignals gemäß einem Verfahren messen zu lassen, das dem der Schaltung 30 analog ist. Wenn der Modus, mit dem die Einrichtung den Aufzeichnungsträger zu lesen beginnt, zu viele Fehler im Informationssignal ergibt, kann der Diskriminator beschließen, den anderen Modus zum Lesen zu verwenden. Es ist auch möglich, die beiden Modi zu Beginn des Lesens eines Aufzeichnungsträgers auszuprobieren und dann den Modus zu selektieren, der das Informationssignal mit der höchsten Qualität ergibt.
Obwohl nur die Lesefunktion der erfindungsgemäßen Einrichtungen beschrieben worden ist, kann mit diesen Einrichtungen auch auf die Aufzeichnungsträger geschrieben werden, wobei in dem Fall der Abtastfleck ein Schreibfleck ist, der der zu schreibenden Spur folgt und eine größere Intensität als ein Lesefleck hat.

Claims

1. Optische Abtasteinrichtung, die zum Abtasten eines ersten und eines zweiten Typs eines optischen Aufzeichnungsträgers (1) in einem ersten bzw. einem zweiten Modus geeignet ist, wobei jeder Aufzeichnungsträgertyp eine Informationsebene (2) mit einer in Spuren (3) angeordneten und Information enthaltenden Struktur aufweist, wobei die genannte Struktur im Fall des zweiten Typs eine Phasenstruktur ist, während der erste Typ entworfen ist, um von Strahlung einer ersten Wellenlänge abgetastet zu werden und der zweite Typ, um von Strahlung einer zweiten Wellenlänge abgetastet zu werden, wobei die erste Wellenlänge kürzer ist als die zweite Wellenlänge, wobei die Einrichtung eine Strahlungsquelle (4) zum Liefern eines Strahlenbündels der ersten Wellenlänge umfaßt, ein Linsensystem (6) zum Fokussieren des Strahlenbündels (5) in einen Abtastfleck (7) auf der Informationsebene, ein erstes Detektionssystem (11), um die von der Informationsebene kommende Abtastfleck-Strahlung in ein Informationssignal umzuwandeln und ein von einem Spurfolgefehlersignal gesteuertes Spurfolgeservosystem, um den Abtastfleck (7) im ersten Modus auf der Mittellinie einer abzutastenden Spur zu halten, dadurch gekennzeichnet, daß das Spurfolgeservosystem so eingerichtet ist, daß es im zweiten Modus den Lesefleck (7) auf dem Rand der zu lesenden Spur hält.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im zweiten Modus das Spurfolgesystem die Mitte des Leseflecks (7) auf einem Abstand (5) von der Mittellinie der zu lesenden Spur hält, wobei der Abstand (5) gleich einem Fünftel der Spurperiode (P2) des zweiten Aufzeichnungsträgertyps ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spurfolgefehlersignal (23) einem ersten Eingang einer elektrischen Schaltung (28) in dem Spurfolgeservosystem (24) zugeführt wird, deren zweiter Eingang mit einem Schalter (27) verbunden ist, um in dem zweiten Modus dem Spurfolgefehlersignal ein Gleichstromsignal (30) hinzuzufügen.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Schaltung (30) zum Bestimmen der Qualität des Informationssignals (12) und zum Liefern des Gleichstromsignals umfaßt, das von dieser Qualität abhängt.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Mittel (31) zum Erzeugen eines Spurfolgebündels (32), das über das Linsensystem (6) einen bezüglich des Abtastflecks (7) transversal gelegenen Spurfolgefleck (33) bildet, und ein Spurfolgedetektionssystem (34) zum Empfangen von aus der Informationsebene (2) kommender Strahlung des Spurfolgebündels, wobei die Einrichtung weiterhin mit einem Schalter (37) mit zwei Eingängen und einem Ausgang versehen ist, der mit einem Steuereingang des Spurfolgeservosystems (29) verbunden ist, wobei der erste Schaltereingang, der in dem ersten Modus mit dem Schalterausgang verbunden ist, mit dem Ausgang einer Schaltung (36) zum Generieren eines Spurfolgefehlersignals aus Ausgangssignalen des ersten Detektionssystems (11) verbunden ist, während der zweite Schaltereingang, der in dem zweiten Modus mit dem Schalterausgang verbunden ist, mit dem Ausgang einer weiteren Schaltung (41) zum Generieren eines Spurfolgefehlersignals aus Ausgangssignalen des ersten Detektionssystems (11) und des Spurfolgedetektionssystems (34) verbunden ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Mittel (42) zum Erzeugen zweier Spurfolgebündel (43), die über das Linsensystem (6) zwei transversal versetzte und zu beiden Seiten des Abtastflecks liegende Spurfolgeflecke (44, 45) bilden, und zwei Spurfolgedetektionssysteme (46, 47) zum Empfangen von von der Informationsebene kommender Strahlung der beiden Spurfolgebündel, wobei die Einrichtung weiterhin mit einem Schalter (48) mit zwei Eingängen und einem Ausgang versehen ist, der mit einem Steuereingang des Spurfolgeservosystems verbunden ist, wobei der erste Schaltereingang, der in dem ersten Modus mit dem Schalterausgang verbunden ist, mit dem Ausgang einer Schaltung (57) zum Generieren eines Spurfolgefehlersignals aus Ausgangssignalen von zumindest den beiden Spurfolgedetektionssystemen verbunden ist, während der zweite Schaltereingang, der in dem zweiten Modus mit dem Schalterausgang verbunden ist, mit dem Ausgang einer weiteren Schaltung (55) zum Generieren eines Spurfolgefehlersignals aus Ausgangssignalen des ersten Detektionssystems (11) und einem der Spurfolgedetektionssysteme (46, 47) verbunden ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zweiten Modus einer der Spurfolgeflecke (44, 45) einem Rand einer Spur folgt.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, in der die zweite Wellenlänge zweimal so groß ist wie die erste Wellenlänge, dadurch gekennzeichnet, daß der transversale Abstand zwischen den Mitten der beiden Spurfolgeflecks (44, 45) nahezu 1,5-mal die Spurperiode (P1) eines ersten Aufzeichnungsträgertyps ist.

9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der Detektionssysteme (11, 34, 46, 47) zwei Detektoren umfaßt, deren Ausgangssignale den Eingängen eines Differenzverstärkers zugeführt werden.

10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Typ-Diskriminator, von dem, zum Setzen der Einrichtung in den zu dem Typ des zu lesenden Aufzeichnungsträgers gehörenden Modus, ein Ausgang mit dem Spurfolgeservosystem verbunden ist.