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DE3151157C2 - - Google Patents

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Publication number
DE3151157C2
DE3151157C2 DE3151157A DE3151157A DE3151157C2 DE 3151157 C2 DE3151157 C2 DE 3151157C2 DE 3151157 A DE3151157 A DE 3151157A DE 3151157 A DE3151157 A DE 3151157A DE 3151157 C2 DE3151157 C2 DE 3151157C2
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DE
Germany
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light
signal
track
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sensor arrangement
Prior art date
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Expired
Application number
DE3151157A
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English (en)
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DE3151157A1 (de
Inventor
Kimiaki Yamamoto
Kenichi Tokio/Tokyo Jp Ito
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Publication of DE3151157A1 publication Critical patent/DE3151157A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3151157C2 publication Critical patent/DE3151157C2/de
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
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    • GPHYSICS
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    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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    • G11B7/13Optical detectors therefor

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Informationslesegerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Insbesondere betrifft die Erfindung ein optisches Informationslese- oder -abtastgerät, bei dem ein von einer Lichtquelle abgestrahltes Lichtbündel gesammelt und auf einen Aufzeichnungsträger projiziert wird, der eine Spur mit aufgezeichneter Information aufweist. Ein mit der aufgezeichneten Information moduliertes Lichtbündel wird mittels vierer Detektoren oder Signalaufnehmer empfangen, die in der Richtung der Spur und in einer diese Richtung unter einem rechten Winkel schneidenden Richtung mit der optischen Achse als Zentrum im Fernfeld der oben erwähnten Spur angeordnet sind.
Es sind optische Informationslesegerät oder Informationsabtastgeräte bekannt, bei denen zum Lesen der Information ein Abtast- oder Leselichtfleck durch ein Objektiv auf eine Informationsspur fokussiert wird, die spiralförmig oder in konzentrischen Kreisen auf einen Aufzeichnungsträger aufgezeichnet ist. Bei dem Aufzeichnungsträger kann es sich beispielsweise um eine Bildplatte, eine Schallplatte oder eine Datenplatte handeln. Bei einer solchen Platte können codierte Videosignale, Tonsignale oder Datensignale in der Informationsspur als optische Information aufgezeichnet sein, die durch eine optische Transmissionscharakteristik, Reflexionscharakteristik oder Phasencharakteristik dargestellt sein kann. Die auf einer solchen Platte aufgezeichnete Information wird im allgemeinen dadurch gelesen oder abgespielt, daß ein Laserlichtbündel von einer Laserlichtquelle durch ein Objektiv auf die Informationsspur fokussiert wird, während die Platte mit hoher Drehzahl rotiert, und das durch die Informationsspur modulierte durchgelassene oder reflektierte Licht erfaßt wird. Ein Merkmal solcher Aufzeichnungsträger besteht darin, daß die Informationsaufzeichnungsdichte sehr hoch ist. Die Breite der einzelnen Informationsspur ist daher sehr klein und der Abstand zwischen benachbarten Informationsspuren oder Informationsspur-Windungen ist ebenfalls sehr eng. Um die ursprüngliche Information von der sowohl in der Breite als auch in der Steigung schmalen Informationsspur genau lesen zu können, ist es daher erforderlich, den durch das Objektiv erzeugten Strahlfleck immer genau auf der Spur der Platte fokussiert zu halten. Wenn jedoch die Relativlage zwischen Platte und Objektiv schwankt, kann der Abtastfleck nicht mehr auf der Spur gehalten werden. Optische Lese- oder Signalaufnehmeranordnungen werden daher durch einen Servomechanismus gesteuert, wobei der Positionsfehler oder die Abweichung des Abtastfleckes von der Informationsspur ermittelt und der Abtastfleck im rechten Winkel zur Informationsspur und zur optischen Achse des Objektivs aufgrund dieses Positionsfehlersignals verstellt wird.
Bei einem derartigen, aus der DE-OS 27 01 539 bekannten optischen Informationslesegerät wird das von der Informationsspur modulierte Licht von mehreren längs und quer zur Spurrichtung getrennten in der Fernfeldzone der Spur angeordneten Lichtaufnehmern aufgenommen. Die in der Fernfeldzone räumlich getrennten Beugungsbilder verschiedener Ordnung werden zur Interferenz gebracht und erzeugen in ihrer Intensität in Abhängigkeit von der Spurlage variierender Ausgangssignale der Lichtaufnehmer. Aus den Ausgangssignalen der Lichtaufnehmer läßt sich ein Lagefehlersignal als Maß für die Abweichung des fokussierten Lichtbündels von der Informationsspur ableiten. Voraussetzung für eine korrekte Spurhaltung ist, daß die optische Achse des Objektivs stets mit der Mitte der Lichtaufnehmeranordnung zusammenfällt. Wenn jedoch, wie bei praktischen Ausführungsformen üblich, die Spurnachführung dadurch erfolgt, daß die optische Achse des Objektivs abhängig vom Wert des Lagefehlersignals relativ zur Mitte der Lichtquelle, insbesondere mittels eines Schwenkspiegels verkippt oder verschoben und damit auch relativ zur Mitte der Lichtaufnehmeranordnung verschoben wird, dann hat dies ein Ausgangssignal zur Folge, bei dem Beiträge, die durch den Lagefehler bewirkt sind, nicht von Beiträgen, die durch die Abweichung der optischen Achse von der Mitte der Lichtaufnehmeranordnung bewirkt sind, unterschieden werden können. Mit anderen Worten, es wird also trotz korrekter Spurlage immer dann ein Lagefehlersignal erzeugt, wenn die optische Achse aus der Mitte der Lichtaufnehmeranordnung verschoben ist, was gerade bedingt durch die Art der Spurnachführung regelmäßig der Fall ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein optisches Informationslesegerät anzugeben, bei dem Störungen des Spurlagefehlersignals durch Abweichungen der optischen Achse des Objektivs von der Mitte der Lichtaufnehmeranordnung, welche durch die Art der Feinspurnachführung bedingt sind, verhindert oder zumindest wesentlich herabgesetzt werden.
Diese Aufgabe wird bei einem optischen Informationsgerät der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Das vorliegende Informationslesegerät ermöglicht ein sehr exaktes Spurhalten und damit eine getreue Wiedergabe der aufgezeichneten Information.
Im folgenden werden das der Erfindung zugrundeliegende Problem sowie Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein optisches System, das bei einer Signalaufnehmeranordnung gemäß der Erfindung Verwendung finden kann;
Fig. 2 eine Darstellung der Detektoren oder Lichtaufnehmer einer Lichtaufnehmeranordnung;
Fig. 3A, 3B, 3C, 3D und 4 Darstellungen einer Komponente H, welche bei einem ersten Verfahren zum Gewinnen eines Spurhaltesignals zu Vorspannungs- oder Gleichstromwert-Fluktuation führt;
Fig. 5 eine Pupille, die zum Teil abgedeckt ist, um die erwähnten Fluktuationen zu beseitigen;
Fig. 6 ein weiteres Beispiel, bei dem ein Teil einer Pupille abgedeckt ist, um die Fluktuationen zu beseitigen;
Fig. 7 eine graphische Darstellung des Wertes von H TC bei abgedeckter Detektor- oder Aufnehmeroberfläche;
Fig. 8 eine Darstellung einer Komponente H TP , die zu den Vorspannungs- oder Gleichstrom-Fluktuationen beiträgt,
Fig. 9 ein Ausführungsbeispiel einer elektrischen Detektor- oder Aufnehmeranordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und
Fig. 10 zwei zum Spurhaltesignal beitragende Komponente A und B sin 2πν V t .
Fig. 1 zeigt ein optisches System einer Signalaufnehmeranordnung für Informationsspeicherplatte 1, wie es oben erwähnt wurde. Die Platte 1 wird durch eine Welle 2 mit hoher Drehzahl, beispielsweise 1800 U/min gedreht. Auf der Platte 1 ist eine konzentrische oder spiralförmige Spur 3 aufgezeichnet. Das Licht von einer Lichtquelle 4, z. B. einem Laser, wird mittels einer Linse 5, eines halbdurchlässigen Spiegels 6, eines reflektierenden Spiegels 7 und eines Objektivs 8 in Form eines Fleckes auf die Spur 3 der Platte 1 projiziert. Das von der Platte 1 reflektierte Licht wird durch das Objektiv gesammelt, vom reflektierenden Spiegel 7 reflektiert und vom halbdurchlässigen Spiegel 6 durch eine Linse 9 auf eine Lichtaufnehmeranordnung 10 geworfen. Wie Fig. 2 zeigt, weist die Lichtaufnehmeranordnung vier Detektoren oder Aufnehmer 11 bis 14 auf, welche in der Spurrichtung (x-Achsen-Richtung) und in der diese unter einem rechten Winkel schneidenden Richtung (y-Achsen-Richtung) geteilt oder getrennt sind. Diese Aufnehmer 11 bis 14 sind in der Fernfeldzone der Informationsspur 3 angeordnet. Das heißt also, daß sich die Aufnehmer 11 bis 14 an einer Stelle befinden, die einen erheblichen Abstand von dem durch das Objektiv 8 entworfenen Bild der Grübchenstruktur der Spur hat, so daß die gebeugten Bündel der verschiedenen Ordnungen, die durch die Grübchenstruktur der Informationsspur erzeugt werden, als getrennt erfaßt werden können.
Im folgenden sollen zwei Verfahren betrachtet werden, mit denen in einer solchen Einrichtung Spurlauffehler erfaßt werden können:
Das erste ist ein Verfahren, bei dem man ein Spurlauf-Fehlersignal i TC dadurch erzeugt, daß man mit den Detektoren oder Signalaufnehmern 11, 12, 13 und 14 Signale i₁, i₂, i₃ bzw. i₄ des Hochfrequenzbandes erfaßt und das HF-Signal (i₁ + i₂ + i₃ + i₄), das um eine viertel Periode der Phase nacheilt, dem Signal (i₁ + i₃) - (i₂ + i₄) überlagert. Dieses Verfahren soll noch näher erläutert werden. Bei einer Bildplatte ist die Information im allgemeinen als Frequenzmodulation eines Trägers vorgegebener Frequenz aufgezeichnet. Es ist bekannt, daß das auf die Lichtaufnehmeranordnung 10 fallende Lichtbündel bei einem optischen System, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, im Falle des Abtastens eines auf einer Videoplatte aufgezeichneten Informationssignales symmetrisch bezüglich einer der Spur entsprechenden Achse, d. h. der x-Achse ist, wenn die optische Achse des Objektivs 8 bezüglich der Spur zentriert ist. Wenn jedoch die optische Achse und die Spur voneinander abweichen, d. h. bei einem Spurlauffehler, ist das auf die Lichtaufnehmeranordnung 10 fallende Lichtbündel asymmetrisch verformt bezüglich der x-Achse. Wenn also kein Spurlauffehler vorliegt, hat (i₁ + i₃)- (i₂ + i₄) den Wert null; im Falle eines Spurlauffehlers erhält man dagegen ein Signal (i₁ + i₃)-(i₂ + i₄) im gleichen Hochfrequenzband wie das Videosignal, dem das Spurlauffehlersignal als Hüllkurve überlagert ist. Um das Spurlauffehlersignal i TC zu erhalten, braucht mal also nur die Hüllkurve aus diesem Signal zu extrahieren. Das Signal (i₁ + i₂)-(i₂ + i₄) kann in der folgenden Form geschrieben werden:
(A + B sin2πν V t ) sin ω t
wobei ν die Raumfrequenz des Spurabstands, V t den Spurlauffehler zur Zeit t, d. h. die Abweichung zwischen Spur und fokussiertem Lichtstrahl senkrecht zur Spurrichtung und ω die Frequenz des Videosignals (im Hochfrequenzband) bedeuten. Außerdem ist ν « ω. Das Videosignal hat andererseits die Form cos ω t. Wenn also das Videosignal (i₁ + i₂ + i₃ + i₄), das in der Phase um eine viertel Periode (π/2) nacheilt, dem Signal i TC überlagert wird, erhält man, abgesehen vom Koeffizienten, ein Signal der Form (A + B sin 2πν V t ) sin²ω t. Leitet man das durch diese Superposition erhaltene Signal durch ein Tiefpaßfilter, so wird die Hochfrequenzkomponente sin²ω t unterdrückt und man erhält nur die Hüllkurve in der Form A + B sin 2πν V t , die als Signal i TC zur Erfassung von Spurlauffehlern verwendet werden kann.
Bei dem zweiten Verfahren wird (i₁ + i₂)-(i₃ + i₄) auf der Basis der Signale i₁, i₂, i₃ und i₄ im Spurlauffehlersignalband von den jeweiligen Aufnehmern 11, 12, 13 und 14 der Lichtaufnehmeranordnung 10 bestimmt und als Spurlauffehlersignal i TP verwendet. Dies entspricht einer Zweiteilung des Aufnehmersignals (in der Richtung senkrecht zur Spur) und der Rechnung der Differenz zwischen den beiden Signalen. Bei diesem Verfahren wird das Signal i TP anders als beim ersten Verfahren direkt als Signal im Spurlauffehlerband, also als niederfrequentes Signal erhalten. Auch in diesem Falle hat das erhaltene Signal jedoch die Form A + B sin 2πνV t , wobei A und B von der Raumfrequenz der Grübchen und dem Spurabstand sowie der Abweichung zwischen der optischen Achse des Objektivs und der Mitte der Lichtaufnehmeranordnung abhängen, und A wird gleich null, wenn die optische Achse des Objektivs und die Mitte der Lichtaufnehmeranordnung zusammenfallen, es ist jedoch nicht gleich null, wenn sie nicht miteinander zusammenfallen und der Wert von A nimmt proportional zum Betrag Δ der Abweichung zu. Wenn also bei einem solchen optischen System die Spur durch ein Objektiv oder eine Linse abgetastet wird, die sich unabhängig von der Lichtaufnehmeranordnung bewegt und das Objektiv einer Exzentrizität der Platte entsprechend bewegt wird, fluktuiert das Vorspannungs- oder Gleichstromsignal A mit der Umdrehungsfrequenz der Platte als Grundfrequenz und diese Fluktuation stellt dann einen großen Fehlerfaktor bei der Erfassung des Spurlauffehlersignales dar.
Durch die vorliegende Erfindung wird nun ein optisches Informationsgerät angegeben, mit dem sich ein Spurhalte- oder Lageregelsignal erzeugen läßt, das sehr wenig Fehler enthält, da die bei dem oben beschriebenen bekannten optischen Informationslesegerät auftretende Fluktuation verhindert oder zumindest wesentlich herabgesetzt wird. Bei dem vorliegenden optischen Informationslesegerät wird dies dadurch erreicht, daß ein Teil des Lichtbündels in irgend einer Stelle, die als in einer Fernfeldzone befindlich angesehen werden kann, abgeschirmt oder abgedeckt wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird mindestens ein Teil eines Lichtbündels, das durch eine sich in Spurrichtung erstreckende, bandförmige Zone geht, die sich in der Nähe der optischen Achse befindet, in einer Fernfeldzone im Lichtweg von einer Lichtquelle zu einem Aufzeichnungsmedium abgedeckt.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mindestens ein Teil des Lichtbündels, das auf eine Trennlinie der Signalauffänger fällt, in einer Fernfeldzone im Lichtweg von einem Aufzeichnungsträger zu den Signalaufnehmern abgedeckt.
Durch diese Maßnahmen wird eine Vorspannungs- oder Gleichkomponente, die zu Fehlern führen kann, exakt beseitigt oder zumindest verringert, so daß man ein Lageregelsignal erhält, das nur sehr wenige Fehler enthält.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen:
Wenn Licht, das von einer Lichtquelle ausgeht, von einer Scheibe gebeugt und reflektiert wird, die einen Reflexionsfaktor mit periodischem Verlauf hat, und das reflektierte Lichtbündel auf eine Lichtaufnehmeranordnung fällt, liefert der Lichtaufnehmer 11 in der Lichtaufnehmeranordnung ein Aufnehmersignal i(t), das durch die folgende Formel dargestellt werden kann:
wobei
Dabei bedeuten μ und ν die Raumfrequenzen des Reflexionsfaktors in Richtung der Spur und senkrecht dazu, d. h. die Raumfrequenz der Informationsstruktur in Spurlängsrichtung bzw. des Spurabstandes,
R (m, n) einen Fourier-Koeffizienten der Ordnung (m, n),
f (x, y) die Reflexionsverteilung von Licht, das durch eine Pupille fällt, in dieser dargestellt,
* eine komplexe Konjugation, und
Δ₁ bedeutet, daß die Integration über die lichtaufnehmende Oberfläche des Detektors 11 erfolgt.
Gemäß der Formel (1) hängt die Größe von i₁ von H(m, n; m′, n′) ab. Gemäß der Formel (1) kann man ferner das Aufnehmersignal der Bildplatten-Signalaufnehmeranordnung als durch die Schwebung eines Spektrums erzeugt ansehen. Von diesen Signalen trägt ein Spektrum mit einer Komponente in einer Richtung senkrecht zur Spur, wie die Interferenz zwischen dem Spektrum (0,0) und dem Spektrum (0, ±1) zur Erzeugung des Spurfehlersignals bei. Die Interferenzkomponente zwischen dem Spektrum (0,0) und dem Spektrum (±1,0) trägt zur Erzeugung des Spurfehlersignals jedoch nicht bei, und andererseits, falls die optische Achse des Objektivs und die Mitte der Lichtaufnehmeranordnung 10 voneinander abweichen, was regelmäßig aufgrund der Art der Spurnachführung der Fall sein wird, wird die auf die Lichtaufnehmeranordnung 10 einfallende Interferenzkomponente so überlagert werden, daß eine Signalkomponente erzeugt wird, welche von der, die das reine Spurfehlersignal enthält, unabhängig ist. Anders als das Spurfehlersignal hängt diese Signalkomponente von der Abweichung der optischen Achse des Objektivs von der Mitte der Lichtaufnehmeranordnung 10 ab und wird als Beitrag A in der oben beschriebenen Formel detektiert. Da die Fluktuationsperiode des Beitrags A der Überlagerungskomponente verschieden ist von der des Spurfehlersignals, hat das in der Form A + B sin 2 πν V t erhaltene Signal die gleiche Wirkung, als ob die Zeitachse von B sin 2 πν V t vertikal durch den Einfluß des Beitrags A fluktuiert, wie durch die gestrichelte Line in Fig. 10 dargestellt. Als Folge davon wird ein falscher Spurfehler detektiert, und zwar in einer Weise, daß das Vorzeichen des Spurfehlers umgedreht wird, wie unmittelbar rechts vom Schnittpunkt P₁ des Spurfehlersignals, wenn der Term A nicht existieren würde, dargestellt, wohingegen jedoch bei einem Beitrag des Terms A ein Spurfehler detektiert wird, wie wenn das Vorzeichen des Spurfehlers invertiert wäre, wie es beim Schnittpunkt P₂ der Fall ist, mit der Folge, daß dadurch erst ein Spurfehler erzeugt wird.
Im folgenden wird die Erzeugung des Beitrags A genauer diskutiert. Wenn man die x-Richtung als Spurrichtung betrachtet, läßt sich H (m, n; m′, n′) der von den Signalaufnehmern 11, 12, 13 und 14 erzeugten Signale i₁, i₂, i₃ und i₄ entsprechend durch die folgenden Gleichungen (3) bis (6) darstellen:
Die Integration erfolgt jedoch in den Zonen jeweiligen Signalaufnehmer 11, 12, 13 und 14. Gemäß den obigen Gleichungen läßt sich daher die Funktion H (m, n; m′ n′) der im Signal i TC enthaltenen Komponente A durch den folgenden Ausdruck für H TC darstellen:
H TC = {H¹ (0,0; 1,0) + H² (0,0; -1,0)}
- {H¹ (0,0; -1,0) + H² (0,0; 1,0)}
- {H⁴ (0,0; 1,0) + H³ (0,0; -1,0)}
+ {H⁴ (0,0; -1,0) + H³ (0,0; 1,0)} (7)
Hierbei bedeuten:
f (x, y) die Amplitudenverteilung des Lichts der Eintrittspupille des Objektivs,
μ die Raumfrequenz der eine periodische Struktur aufweisenden Grübchen in der Spurrichtung und
* die komplexkonjugierte Funktion.
Der Ausdruck ist ferner dahingehend normiert, daß das Koordinatensystem ein Beugungseinheitssystem auf der Platte ist und daß der maximale Radius der Objektivpupille gleich 1 ist.
Die Komponente H gemäß der obigen Formel (7), die zu der Gleichspannungswert-Fluktuation beiträgt, ist in Fig. 3 dargestellt. Wenn also das Objektiv frei von Bildfehlern ist, entsprechen
{H¹ (0,0; 1,0) + H² (0,0; 1,0)},
{H¹ (0,0; -1,0) + H² (0,0; 1,0)}
{H⁴ (0,0; 1,0) + H³ (0,0; -1,0)} und
{H⁴ (0,0; -1,0) + H³ (0,0; 1,0)}
den Flächen der schraffierten Teile in den Fig. 3A, 3B, 3C und 3D, so daß H TC der Fläche der schraffierten Bereiche in Fig. 4 äquivalent ist. Wenn also ein bandförmiger Bereich der sich zusammen mit dem Objektiv 8 bewegenden Pupille abgedeckt wird, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, läßt sich H TC verringern (wenn die halbe Breite δ des abgedeckten Bereiches kleiner als die halbe Breite Δ der Zone in Fig. 4 ist) oder zu null machen (wenn δΔ ist) und die Vorspannungs- oder Gleichstromwert-Fluktuation A kann im wesentlichen beseitigt werden. Es dürfte ferner einleuchten, daß bei nur teilweiser Abdeckung, z. B. in Form eines Rechteckes anstelle eines durchgehenden Bandes, eine Verringerung der Störeinflüsse erreicht werden kann.
Im folgenden soll nun erläutert werden, wie die Fluktuation A des Gleichstromwertes durch eine Abdeckplatte oder Blende vor den Signalaufnehmern einer Lichtaufnehmeranordnung beseitigt werden kann.
Mit ähnlichen Betrachtungen, wie sie oben angestellt wurden, läßt sich zeigen, daß ein Teil der auf die in Fig. 4 dargestellten schraffierten Flächen einfallende Lichtstrahlen entfernt und der Beitrag A reduziert werden kann, indem die in den Fig. 6A und 6B bezeichneten Teile X₁ und X₂ auf der x-Achse abgedeckt werden. Wenn weiter die mit Y₁ und Y₂ bezeichneten auf der y-Achse liegenden Teile abgedeckt werden, wird in dem Fall, daß die optische Achse des Objektivs bezüglich der Detektormitte, wie in Fig. 3 dargestellt, nach oben verschoben ist, wird der durch das einfallende Licht erzeugte Term {H¹ (0,0; 1,0) + H² (0,0; -1,0)}, wie er in Fig. 3A dargestellt ist, teilweise durch Y₁ unterbrochen, wohingegen das dem Term {H⁴ (0,0; 1,0) + H³ (0,0; -1,0)}, im wesentlichen nicht unterbrochen wird, wie in Fig. 3C dargestellt. Im letzteren Fall kann daher H TC verringert werden, und die überlagernden Fluktuationen A werden auf diese Weise reduziert. Es ist überflüssig zu sagen, daß, wenn die x- und die y-Achsen zur gleichen Zeit abgedeckt werden, die überlagernden Vorspannungsfluktuationen noch stärker reduziert werden. Da jedoch auch die die Information tragenden Signalkomponente selbst verringert wird, wenn die Intensität des durch die Abdeckung ausgeschlossenen Lichts erhöht wird, ist es notwendig, genau festzulegen, wieviel Licht von der Lichtaufnehmeranordnung abgehalten wird.
Fig. 7 zeigt H TC für den Fall, daß die Intensitätsverteilung des einfallenden Bündels gleichförmig gemacht wird und die Abweichung zwischen der Mitte der Objektivpupille und der Mitte der Lichtaufnehmeranordnung gleich 0,125 beträgt. In diesem Diagramm gilt die Kurve I für den Fall ohne Abdeckung, die Kurve II für den Fall, daß die in Fig. 6 eingezeichneten Abmessungen a, b, c und d die folgenden Werte haben:
a = 0,188; b = 0,625; c = 0; d = 0,
d. h. daß Y₁ und Y₂ nicht abgedeckt sind; und die Kurve III gilt für den Fall
a = 0,188, b = 0,625; c = 0,625, d = 0,188.
Man sieht aus diesem Diagramm, daß selbst im Falle der sich unmittelbar vor der Lichtaufnehmeranordnung befindenden Abdeckung eine Reduzierung der Gleichstromfluktuation A ergibt. Es hat sich ferner gezeigt, daß eine Abdeckung sowohl in Spurrichtung als auch in der diese unter rechtem Winkel schneidenden Richtung noch wirksamer ist. Jedoch auch mit nur X₁ und X₂ auf der x-Achse erhält man einen ausreichenden Effekt.
Im Vorstehenden wurden die Verhältnisse für das Signal i TC erläutert. Nun soll der Fall des Lageregelsignals i TP behandelt werden, d. h. (i₁ + i₂)-(i₃ + i₄). Die im Signal i TP enthaltene Komponente A wird durch eine Selbstschwebung erzeugt. Insbesondere der Spektralanteil (0,0) liefert einen großen Beitrag und die Gleichspannungsfluktuation A hängt von H TC gemäß der folgenden Formel (8) ab:
H TP = {H¹ (0,0; 0,0) + H² (0,0; 0,0)} - {H³ (0,0; 0,0) + H⁴ (0,0; 0,0)} (8)
H TP stellt die Fläche des in Fig. 8 schraffierten Bereiches dar und man kann daher die Fluktuation des Gleichstromanteils A dadurch erheblich reduzieren, daß man, wie bei Fig. 5, den bandförmigen Bereich oder einen Teil dieses bandförmigen Bereiches markiert oder abdeckt. Hinsichtlich des Verfahrens der Abdeckung der Lichtaufnehmeranordnung ist aus einer Betrachtung der Gleichung (8) ersichtlich, daß man die Fluktuationen des Anteils A durch eine Abdeckung verringern oder beseitigen kann, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist. Wirksam ist insbesondere die Abdeckung der Bereiche Y₁ und Y₂.
Es wurde oben gezeigt, daß die Fluktuation des Gleichstromanteils dadurch verringert oder beseitigt werden kann, daß man einen Teil der Pupille des Objektivs 8 oder der Signalaufnehmer 11, 12, 13 und 14 abdeckt. In der Praxis ist es jedoch nicht erforderlich, die Abdeckplatte direkt vor der Pupille oder den Signalaufnehmern anzuordnen. Wenn irgend etwas, das eine Abdeckungswirkung hat, irgendwo in einer Fernfeldzone bezüglich der Bildplatte angeordnet wird, erhält man den gleichen Effekt.
Man erhält außerdem den gleichen Effekt wie bei der Abdeckung der Signalaufnehmer, wenn man die elektrische Aufnehmerschaltung so auslegt, daß das Aufnehmersignal i n von dem abzudeckenden Teil außer acht gelassen wird, anstatt die Signalaufnehmer zu teilen und eine Abdeckplatte vorzusehen. Fig. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer solchen elektrischen Schaltungsanordnung. Die Lichtaufnehmeranordnung 10 enthält hier acht Lichtaufnehmer 15 bis 22, wobei die Lichtaufnehmer 16, 17, 20 und 21 dem abzudeckenden Teil entsprechen. Mit 23 bis 26 sind Addierschaltungen bezeichnet, der Block 27 stellt eine Signalverarbeitungs- oder Signaldetektorschaltung dar, der Block 28 eine Wiedergabeeinrichtung, der Block 29 einen Lageregler (Spurdetektorschaltung) und der Block 30 eine Servovorrichtung zur Verstellung des Objektivs 8. Wenn es sich bei dem Aufzeichnungsträger um eine Bildplatte handelt, ist die Wiedergabeeinrichtung 28 ein Fernseh-Monitor oder -Gerät. Bei der Schaltung gemäß Fig. 9 werden dem Lageregler 29 nur die Signale von den Signalaufnehmern 15, 18, 19, 22 zugeführt, während die Signalverarbeitungsschaltung 27 die Signale von allen Signalaufnehmern 15 bis 22 erhält. Bei der Erfassung eines Spurlauf- oder Lagefehlers werden also die Ausgangssignale der Signalaufnehmer 16, 17, 20 und 21 außer acht gelassen, während für die Signalwiedergabe (Demodulation usw.) alle Signalaufnehmer verwendet werden. In diesem Falle kann die Komponente i m zur Erfassung des Hochfrequenzsignals und dgl. beitragen. Dieses Verfahren bzw. die Einrichtung gemäß Fig. 9 wird also in der Praxis vorzuziehen sein.

Claims (3)

1. Optisches Informationslesegerät, bei dem ein Lichtbündel von einer Lichtquelle (4) durch ein optisches System, das ein Objektiv (8) enthält, auf eine optisch lesbare Informationsspur eines Aufzeichnungsträgers fokussiert wird und Licht, das von der Informationsspur moduliert ist, längs einer optischen Achse auf eine Lichtaufnehmeranordnung geworfen wird, welche mehrere Lichtaufnehmer (11) bis (14) enthält, die in Richtung der Spur sowie senkrecht zur Richtung der Spur getrennt und in der Fernfeldzone der Spur angeordnet sind und Ausgangssignale zum Erzeugen eines Lagefehlersignals liefern, das eine Abweichung senkrecht zur Informationsspur zwischen dem fokussierten Lichtbündel und der Informationsspur anzeigt, wobei die Ausgangssignale erster Lichtaufnehmer (12, 14; 13, 14) von den Ausgangssignalen zweiter Lichtaufnehmer (11, 13; 11, 12), welche von den ersten Lichtaufnehmern senkrecht zur Spurrichtung (x) getrennt sind, subtrahiert werden, und der Fokussierungspunkt des Lichtbündels in der Informationsspur gehalten wird, indem die optische Achse des Objektivs (8) abhängig vom Wert des Lagefehlersignals relativ zur Mitte der Lichtquelle (4) und damit auch relativ zur Mitte der Lichtaufnehmeranordnung verschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des Lichtbündels, der in der Fernfeldzone des Aufzeichnungsträgers (1) durch eine sich im Bereich der optischen Achse befindende und in Längsrichtung der Informationsspur (3) verlaufende bandförmige Zone geht, deren Breite im wesentlichen der doppelten Verschiebung der optischen Achse gegenüber der Mitte der Lichtaufnehmeranordnung entspricht, von der Erzeugung des Lagefehlersignals ausgeschlossen ist.
2. Informationslesegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des Lichtbündels, der auf Trennlinien zwischen den Signalaufnehmern (11 bis 14) fällt, in der Fernfeldzone im Strahlengang, der vom Aufzeichnungsträger (1) zu den Signalaufnehmern (10) führt, abgedeckt ist.
3. Informationslesegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal von mindestens einem Teil (16, 17, 20, 21) der Signalaufnehmer (15 bis 22), auf den Licht im Bereich der Trennlinien zwischen den Signalaufnehmern fällt, bei der Erzeugung des Lagefehlersignales außer Betracht bleibt (Fig. 9).
DE19813151157 1980-12-27 1981-12-23 Signalaufnehmeranordnung fuer ein optisches informationslesegeraet Granted DE3151157A1 (de)

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