DE2728624A1

DE2728624A1 - Informations-abspielgeraet

Info

Publication number: DE2728624A1
Application number: DE19772728624
Authority: DE
Inventors: Morishi Izumita; Takeshi Maeda; @@ Sawano Susumu; @@ Tsunoda Yoshito
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1976-06-25
Filing date: 1977-06-24
Publication date: 1977-12-29
Also published as: GB1532345A; FR2356333B1; NL187716C; NL7707071A; FR2356333A1; NL187716B; DE2728624C2; US4293944A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Informations-Abspiel- bzw. Wiedergabegerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Gerät zum Abspielen der auf einer optischen Bild- bzw. Videoplatte aufgezeichneten Information.

Üblicherweise erfordert ein Informations-Wiedergabegerät, beispielsweise ein Bildplatten-Abspielgerät zum optischen und genauen Abspielen der auf einer Bildplatte aufgezeichneten Information Selbstfokussierungs-Einrichtungen, die einen Laserstrahl derart fokussieren, dass der Brennpunkt des Laserstrahls immer auf der Bildplatte liegt, sowie Nachführungs- bzw. Spur- oder Rillenführungseinrichtungen, die die Lage des Brennpunktes des Laserstrahls so steuern bzw. regeln, dass der Laserstrahl immer einer vorgegebenen Informationsspur oder -rille auf der Platte folgt.

Nachfolgend sollen die bei bekannten Geräten auftretenden Schwierigkeiten beschrieben werden. Zunächst werden die im Zusammenhang mit der Selbstfokussierung vorliegenden Schwierigkeiten , danach die bei der Spur- oder Billenführung auftretenden Schwierigkeiten erläutert .

Unter den bis jetzt verwendeten Selbstfokussierungs-Verfahren ist ein Verfahren, bei dem zusätzlich zu einem Lichtstrahl für die Informationsabfühlung ein Lieh tstrahl verwendet wird, der die Lage des Brennpunktes feststellt. Dabei wird die Schwankung einer Platte auf der optischen Achse festgestellt und der Konvergenz- bzw. Brennpunkt des Lichtstrahles zum Abspielen der Information wird automatisch durch das festgestellte Signal auf die Platte gebracht. Da dieses bekannte Selbstfokussierungsverfahren zwei optische Systeme erfordert, muss ein recht komplizierter Aufbau in Kauf genommen werden.

709852/1201

Venn bei dem zuvor beschriebenen Verfahren, bei dem zwei Lichtquellen erforderlich sind, für die beiden Lichtstrahlen eine einzige Lichtquelle verwendet wird, ist eine Laserquelle mit hoher Ausgangsleistung erforderlich. Wenn zwei Lichtquellen verwendet werden, wird das Gerät teuer.

Um die genannten Nachteile zu vermeiden, wurde das in Fig. 1 dargestellte Gerät vorgeschlagen. Dieses Gerät verwendet zur Selbstfokussierung ein astigmatisches optisches System. Das heisst, es wird ein optisches Element mit einer Linsenwirkung nur in einer Richtung (beispielsweise eine Zylinderlinse) verwendet, der eine Defokussierung in Form einer Änderung der optischen Dichteverteilung eines reflektierten Laserstrahls feststellt.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, geht ein von einer Laserquelle 1 (beispielsweise einem He-Ne-Laser oder einem Halbleiterlaser) kommender Laserstrahl 2 durch einen Strahlenteiler 3 und eine Konvergenzlinse 4 und wird auf eine Aufzeichnungsspur oder -rille 6 einer Bildplatte 5 fokussiert. Der reflektierte Laserstrahl mit der auf der Aufzeichnungsspur 6 aufgenommenen Information läuft durch die Konvergenzlinse 4, wird vom Strahlenteiler 3 reflektiert und nur in einer Richtung von einer Zylinderlinse 7 fokussiert. Das heisst, dieser reflektierende Laserstrahl wird zu einem nicht-punktförmigen konvergenzen Strahl fokussiert.

An der Stelle 8 (an dem Punkt, auf den der reflektierte Laserstrahl von der Konvergenzlinse 4 und der Zylinderlinse 7 konvergiert wird) ist der reflektierte Laserstrahl in seiner Querschnittsform in der x-Richtung langgestreckt und an der Stelle 9 (den Fokus des Konvergenzlinse 4) ist der reflektierte Laserstrahl hinsichtlich seines Querschnittes in der y-Richtung langgestreckt. An einem dazwischenliegenden Punkt 10 (einem Punkt, der im wesentlichen in der Mitte zwischen den Stellen und 9 liegt), ist der Querschnitt des reflektierten Laserstrahls kreisförmig mit im wesentlichen gleichen Radien in der

709852/1201

χ- und y-Richtung. Wenn sich die Bildplatte 5 in einer Richtung verschiebt, in der sie dann näher an der Konvergenzlinse 4 liegt, wird die Querschnittsform des reflektierten Laserstrahls an der Stelle 10 in der x-Richtung langgestreckt. Wenn sich die Bildplatte 5 dagegen von der Konvergenzlinse 4 wegverschiebt, wird die Querschnittsform des reflektierten Laserstrahls an der Stelle 10 in der y-Richtung langgestreckt.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild für den Fall, bei dem ein Photodetektor 11 mit vier Photozellen 11a - 11d an der Stelle des in Fig. 1 angegebenen Punktes 10 angeordnet ist. Signale von zwei Photozellen 11a und 11c der vier Photozellen des Photodetektors 11 werden in einer Addierstufe 12 addiert und die Signale der anderen beiden Photozellen 11b und 11d werden in einer Addierctufe 13 addiert. Die Ausgangssignale dieser "beiden Addierstufen 12 und 13 gelangen an einen Differenzverstärker 14. Darüberhinaus ist der Ausgang des Differenzverstärkers 14 mit einer Steuerstufe 15 für die Konvergenzlinse verbunden. Die Steuerstufe 15 dient dazu, die Konvergenzlinse in Abhängigkeit des Ausgangssignals des Differenzverstärkers 14 in der Richtung zu verschieben, in der die Konvergenzlinse an die Bildplatte 5 heran- oder von ihr weggeschoben wird. Wenn der Auftreffstrahl genau auf der Bildplatte 5 fokussiert ist, ist die Querschnittsform des reflektierten Laserstrahls auf dem Photodetektor 11 ein Kreis, dessen Radien in der x- und y-Richtung gleich sind, wie dies durch die ausgezogene Kurve (a) dargestellt ist. Die Lichtintensität ist in diesem Falle gleichmässig verteilt, so dass das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 14 Null ist. Daher wird die Konvergenzlinse 4 nicht verschoben. Wenn sich die Bildplatte 5 zur Konvergenzlinse 4 hin verschiebt, wird die Querschnittsform des reflektierten Laserstrahls in der x-Richtung länger, wie dies durch die gestrichelte Kurve (b) in Fig. 2 dargestellt ist. Infolgedessen wird das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 14 negativ, und die Konyerganzlinse 4 wird von der Bildplatte 5 wegbewegt. Wenn sich die Bildplatte 5 dagegen von der Konvergenzlinse 4 wegbewegt, wird die Querschnittsform des reflektierten Laser-

709852/1201

Strahls in der y-Richtung langgestreckt, wie dies durch die gestrichelte Kurve (c) dargestellt ist. Das Ausgangssignal der Differenzverstärkers 14 wird daher positiv und die Konvergenzlinse 4 wird zur Bildplatte 5 hin verschoben.

Bei dem Selbstfokussierungsvorgang gemäss dem vorgeschlagenen System tritt jedoch der Nachteil auf, dass eine ungleichmässige Lichtintensitätsverteilung des reflektierten Laserstrahls auf Grund von Rissen, Löchern oder Vertiefungen in der Aufzeichnungsspur vorliegt und dass die ungleichmässige Lichtintensitätsverteilung die Genauigkeit der Selbstfokussierung beeinträchtigt. Auch wenn der Radius des kreisförmigen Querschnitts des reflektierten Laserstrahls in der x- und y-Richtung jeweils gleich ist, wie dies durch die ausgezogene Kurve (a) dargestellt ist, so wird auf Grund der ungleichmassigen Lichtintensitätsverteilung das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 14 dennoch nicht Null. Obwohl also der auftreffende Laserstrahl fokussiert ist, wird die Konvergenzlinse 4 daher zur Platte 5 hin verschoben. Die ungleichmässige Lichtintensitätsverteilung soll nachfolgend erläutert werden.

In der Bildplatte 5 wird Information in Form einer Rille aufgezeichnet, die 1 um breit, 2 bis J> vm lang und 0,1$ ,um tief ist. Das Optimum für die Rillentiefe beträgt 1/4 der Wellenlänge des Abspiel- bzw. Wiedergabe-Laserlichts. Ideal ist es, die Rille genau eine Viertelwellenlänge tief zu machen und die Rille so auszubilden, dass deren Kante bezüglich der Plattenoberfläche genau 90° beträgt (um die Kante der Rille scharf zu machen). Bei der Herstellung der Platte ist es jedoch schwierig, die Rillen mit einer solch grossen Präzision und Genauigkeit auszubilden. Wenn ein Fleck des Laserstrahls in dem Zustand auf die Rille auffällt, bei dem die Tiefe um 1/4 der Wellenlänge des Abspiel-Laserlichts abweicht, und bei dem der Fleck bezüglich der Rille exzentrisch ist, ist die Lichtintentisätsverteilung in den Photozellen 11a - 11d in der x- Richtung nicht gleichmässig, wie dies beispielsweise der Fleck 18 in Fig. 3 zeigt.

709852/1201

Auch dann, wenn die Rillentiefe eine 1/4 Wellenlänge beträgt, tritt Streulicht auf, wenn der Laserstrahl nicht in der Rillenmitte auftrifft. Diese Streulicht rührt von den schrägen bzw. stumpfen Kanten (im abgestuften Teil) der Rille her und führt in der gleichen Weise wie im Falle des in Fig. 3 beispielsweise dargestellten Flecks 18 zu einer ungleichmässigen Lichtintensität sverteilung in de,r x-Richtung.

Ein Lichtfleck 17 des reflektierten Lichtstrahls auf dem Photodetektor 11 mit den Photozellen 11a - 11d umfasst auch den Streulichtfleck 18, der in der x-Richtung eine ungleichmässige Form aufweist und der Rille zuzuschreiben ist. Daher ist die Lichtverteilung is Photodetektor 11 in der x-Richtung intensiver als in der y-Richtung.

Ein derartiges Phänomen kann in sowohl der x- als auch der y-Richtung auftreten. Die ungleichmässige Lichtintensitätsverteilung inder y-Richtung stellt jedoch kein schwerwiegendes Problem dar. Bei der Bildplatte wird Information nacheinander in Richtung der Spur oder Rille (im Falle einer kreisförmigen Spur oder Rille in tangentialer Richtung dieser Spur oder Rille) ausgelesen. Unter der Annahme, dass die Abtastrichtung in der y-Richtung liegt, tritt auch dann, wenn der Streulichtstrahl zu einem bestimmten Zeitpunkt in der y-Richtung ungleichmassig wird, die ungleichmässige Lichtintensitätsverteilung während der Bewegung des Strahlenflecks zur Rillenmitte, und die ungleichmässige Lichtintensitätsverteilung bei Abweichung des Strahlenflecks aus der Rillenmitte in jeweils entgegengesetzem Sinne bzw. in jeweils entgegengesetzter Richtung auf. Die ungleichmässigen Intensitätsverteilungen in der y-Richtung haben sich daher auf und beeinflussen die automatische Einstellung oder Verstellung der Fokussierung kaum. Im Gegensatz dazu treten die ungleichmässigen Lichtintensitätsverteilungen in der x-Richtung sowohl dann, wenn der Strahlenfleck nahe der Rillenmitte liegt, als auch dann, wenn der Strahlenfleck von der Rillenmitte abweicht, in derselben Richtung auf, so dass sie

709852/1201

die automatische Verstellung für die Fokussierung falsch beeinflussen.

Obgleich sich die Linse an der Stelle befindet, an der der Fokus an der richtigen Stelle liegt, erzeugen die ungleichmassigen Intensitätsverteilungen in der x-Richtung also ein Ausgangssignal am Differenzverstärker 14 und verschieben die Linse in einer festgelegten Eichtung.

Für die Spur- bzw. Rillenführung wurden bisjetzt verschiedene Verfahren verwendet. Beispielsv/eise wurde eine Vorrichtung verwendet, bei der zwei Laserstrahlen ausschliesslich für die Spur- bzw. Rillenführung gemeinsam verwendet wurden, oder es wurde eine Vorrichtung verwendet, bei der ein Laserstrahl auf der Spur oder Rille gering bzw. mit kleinen Amplituden vibriert oder schwingt. Beide Vorrichtungen weisen jedoch den Nachteil auf, dass ein zusätzlicher Laserstrahl oder eine Einrichtung oder ein Element für diese kleinen Vibrationen oder Schwingungen erforderlich ist, so dass die Vorrichtung selbst kompliziert wird und grosse Abmessungen aufweist, so dass dadurch die Vorrichtung teuer wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Informations-Wiedergabegerät bzw. ein Informations-Abspielgerät zu schaffen, mit dem die Selbstfokussierung zuverlässig ausgeführt und die Spur- bzw. Rillenführung genau und präzise vorgenommen werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Gemäss der Erfindung ist also eine Zylinderlinse und ein Photodetektor so angeordnet, dass sie bezüglich der Richtung einer Aufzeichnungsspur etwa mit 4-5° schräg angeordnet sind. Auf

709852/1201

diese Weise wird der schädliche Einfluss auf die Selbstfokussierung durch die Verteilung des von der Rille bzw. der Spur gestreuten Lichtes ausgeschaltet, das in einem reflektierten Laserstrahl enthalten ist, und die Spurführung wird durch Feststellen einer Information über die Spur- bzw. Rillenabweichung, die im reflektierten Laserstrahl enthalten ist, genau vorgenommen.

Das erfindungsgemässe Informations-Abspielgerät umfasst eine Laserquelle, ein Aufzeichnungsmedium, einen Photodetektor, ein erstes optisches System, welches einen Laserstrahl als Lesefleck von einer Laserquelle zu einer Informationsspur bzw. -rille auf dem Aufzeichnungsmedium bringt, sowie ein zweites optisches System, welches einen reflektierten Laserstrahl über ein optisches Element mit der Linsenwirkung nur in einer Richtung von der Informationsspur bzw. -rille zum Photodetektor bringt. Das optische Element und der Photodektor sind derart angeordnet, dass bezüglich der Richtung der Aufzeichnungsspur bzw. -rille ein Winkel von etwa 4-5° festgelegt wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Anordnung eines selbstfokussierenden optischen Systems des herkömmlichen Informations-Wiedergabegerätes,

Fig. 2 eine Darstellung, die die bereits vorgeschlagene Selbstfokussierung wiedergibt,

Fig. 3 ein Diagramm, das die Verteilung eines Laserstrahls in einem Photodetektor wiedergibt, wenn sich die Tiefe einer Rille geändert hat,

Fig. 4 eine Ausführungsform eines optischen Systems bei dem erfindungsgemässen Informationswiedergabegerät,

Fig. 5 den Aufbau gemäss eines Ausführungsbeispiels der Selbstfokussierung gemäss der vorliegenden Erfindung,

Fig.6A ein Diagramm mit der Laserstrahlverteilung auf einem Photodetektor, wenn sich die Rillentiefe geändert hat,

709852/1201

Fig. 6B bis 6G Diagramme, die die LaserstrahlVerteilungen in Abhängigkeit der Relativlagen zwischen einem Strahlenfleck und einer Spur wiedergeben,

Fig. 7 ein erfindungsgemässes Ausführungsbeispiel für die Spurführung ,

Fig. 8 eine beispielsweise Aufzeichnung eines eine Spurabweichung feststellenden Signals gemäss der vorliegenden Erfindung,

Fig. 9 ein Blockdiagramm mit einer erfindungsgemässen Ausführungsform, bei der die Selbstfokussierung und die Spurführung kombiniert ist,

Fig.10 ein Blockdiagramm eines weiteren erfindungsgemässen Ausführungsbeispiels und

Fig.11 ein Diagramm der Laserstrahlverteilung auf einem Photodetektor, wenn sich ein Strahlfleck verschoben hat.

Fig. 4- zeigt den Aufbau einer Ausführungsform für ein optisches System, welches bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird. In Fig. 4 sind dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 für dieselben oder entsprechende Einzelheiten verwendet worden. Mit dem Bezugszeichen 16 ist ein optischer Abtaster versehen (wobei der Antrieb für den optischen Abtaster in Fig. 4 weggelassen wurde). Natürlich ist der optische Abtaster 16 für die Spurführung erforderlich und steht nicht direkt mit der Selbstfokussierung in Bezug.

Der von der Laserquelle 1 kommende Laserstrahl geht durch den Strahlenteiler 3, den optischen Abtaster 16 und die Konvergenzlinse 4 hindurch und wird auf der Aufzeichnungsspur 6 der Bildplatte 5 fokussiert. Der von der Aufzeichnungsspur 6 kommende, reflektierte Laserstrahl geht durch die Konvergenzlinse 4- und den optischen Abtaster 16 hindurch und wird vom Strahlteiler 3 zur Zylinderlinse 7 hin abgelenkt. Die Zylinderlinse 7 ist so angeordnet, dass ih re optische Achse bezüglich der Spurrichtung, d. h. bezüglich der y-Richtung in Fig. 4 eine Neigung von etwa 4-5° aufweist. Gleichzeitig ist der Photodetektor 11 in der in Fig. 5 dargestellten Weise derart angeordnet, dass eine der Grenzlinien L^. und L₂ der Photozellen parallel zur

7098Sf/1201

y-Richtung liegt. Das heisst, der Photodetektor ist bezüglich des Photodetektors in Fig. 2 um 4-5° verdreht. Die Bezugszeichen der übrigen Teile in Fig. 5 entsprechen denen von Fig. 2. Wenn bei einer derartigen Anordnung der Zylinderlinse 7 und des Photodetektors 11 die Rillentiefe von einem Viertel der Wellenlänge des Abspiel-Laserstrahls abweicht, weist die Lichtintensitätsverteilung des reflektierten Laserstrahls die in Fig. 6A dargestellte Form auf. Kit dem Bezugszeichen 17 ist die Form des reflektierten Laserstrahls von der Platte 5 und mit dem Bezugszeichen 18 die Form des von der Aufzeichnungsspur 6 gestreuten Strahls versehen, der der Form des reflektierten Strahls überlagert ist. Wie aus der Figur deutlich wird, sind die Formen des gestreuten Strahls auf den Photozellen 11a und 11b einerseits und auf den Photozellen 11d und 11c andererseits gleich. Daher werden das Signal, das durch Addition der Ausgangssignale der Lichtauftreffbereiche 11a und 11c des Photodetektors 11 mit der in Fig. 5 dargestellten Addierstufe 12 erhalten wird, und ein Signal, welches durch Addition der Ausgangssignale der Lichtauftreffbereiche 11b und 11d mit der Addierstufe 15 erhalten wird, einander im wesentlichen gleich. Infolgedessen wird die Ungleichmässigkeit der Intensitäten der vom gestreuten Strahl erzeugten Muster in der x-Richtung nicht als Signal festgestellt. Die Beziehungen zwischen den Formen des reflektierten Laserstrahls und der Lage des Photodetektors weisen die in Fig. 5 gestrichelt dargestellten Kurvenverläufe auf, da die Zylinderlinse 7 bezüglich der y-Richtung um etwa 4-5° geneigt ist. Es muss daher nicht extra noch betont werden, dass die Selbstfokussierung in der gleichen Weise wie bei dem in Fig. 2 dargestellten Falle durchgeführt werden kann.

Fig. 7 zeigt ein Blockdiagramm eines erfindungsgemässen Ausführungsbeispiels zur Durchführung der Spurführung mit dem in Fig. dargestellten, optischen System. Bei dieser Ausführungsform werden die Änderungen der Form 18 des gestreuten Strahls des reflektierten Laserstrahls 17 ₅ die auf Lageänderungen der Ri]Ie 6 zurückgehen, und der Fleck des auf die Bildplatte fokussiert en Laserstrahls 2 ausgewertet. Entsprechend den lage-

70 98 52/1201

massigen Beziehungen zwischen dem Strahlfleck und der Rille (vgl. die Fig. 6B, 6C und 6D) ändert sich die Querschnittsform des gestreuten Strahls 18, der in der Querschnittsfläche des reflektierten Laserstrahls 17 auftritt in der in den Fig. 6E, 6F bzw. 6G dargestellten Weise. Fig. 6B zeigt den Fall, bei dem der Laserstrahl 2 als Lichtfleck auf die linke Seite der Rille 6 auftrifft,, und der reflektierte Laserstrahl erhält die durch die schrägen Geraden in der Figur dargestellte Form. Infolgedessen erhält man für die Querschnittsform des gestreuten Strahls 18, der in der Querschnittsfläche des reflektierten Laserstrahls 17 liegt, die in Fig. 6E mit dem Bezugszeichen 18B bezeichnete Form. Fig. 6C zeigt den Fall, wenn der Laserstrahl 2 richtig auf die Rille G auftrifft. In diesem Falle erhält man eine Querschnittsform des gestreuten Strahls 18, wie dies in Fig. 6F dargestellt und mit dem Bczugszeichen 18C bezeichnet ist. Fig. 6D zeigt den Fall, wenn der Laserstrahl 2 auf die rechte Seite der Rille 6 auffällt. In diesem Falle ergibt sich für die Querr.chnittsform des gestreuten Strahls 18 die in Fig. 6G mit dem Bezugszeichen 18D bezeichnete Form. Auf diese Weise ändert sich die Querschnittsform des gestreuten Strahls des reflektierten Laserstrahls in Abhängigkeit der unterschiedlichen Auftrefflage, mit der der Laserstrahl 2 auf die Spur 6 auffällt, d. h. in Abhängigkeit von der Abweichung der Spurführung in der Weise, wie dies in Fig. 6E bzw. 6G dargestellt und mit dem Bezugszeichen 18B bzw. 18D bezeichnet ist. Daher kann die Änderung vom Photodetektor festgestellt und die Querschnittsform des gestreuten Strahls in die in Fig. 6F dargestellte und mit dem Bezugszeichen 18C versehene Querschnittsform gebracht werden. Das heisst, der Laserstrahl 2 wird so gesteuert bzw. geregelt, dass er und die Spur 6 die in Fig. 6C dargestellte lagemässige Beziehung zueinander aufweisen.

Ein die Abweichung bei der Spurführung wiedergebendes Signal kann dadurch erhalten werden, dass die erste Summe zwischen den Ausgangssignalen der Photozellen 11a und 11d des Photodetektors 11 und der zv/eiten Summe zwischen den Ausgangssignalen der Photozellen 11b und 11c und danach die Differenz zwischen diesen

709852/1201

beiden Sumnensignalen berechnet wird, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist. In der Addierstufe 21 wird die erste Summe, in der Addierstufe 22 wird die zweite Summe und im Differenzverstärker 19 wird die Differenz zwischen der ersten und zweiten Summe berechnet. Das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 19 gelangt zur Antriebseinrichtung bzw. zur Steuerstufe 16 des optischen Abtasters, wobei das Ausgangssignal der Steuerstufe zum Betreiben des optischen Abtasters 16 dient.

In Fig. 7 gelangen die Ausgangssignale der Lichtauftreffbereiehe 11a und 11b des Photodetektors an eine Addierstufe 24, die Ausgangssignale der Lichtauftreffebereiche 11c und 11d des Photodetektors an eine Addierstufe 25 ^und die Ausgangssignale der Addierstufen 24 und 25 an einen Differenzverstärker 26, der die Differenz der Ausgangssignale der Addierstufen 24 und 25 berechnet. Das Differenz-Ausgangssignal des Differenzverstärkers 26 wird in einem FM-Demodulator 27 in ein Videosignal demoduliert.

Fig. 8 gibt das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 19 wieder, welches von der Änderung der Querschnittsform 18 des an der Spur 16 gestreuten Strahls abhängt. Daraus wird deutlich, dass die Beeinflussung durch eine Ungleichmässigkeit der Querschnittsform des gestreuten Strahls zu Null gemacht wird. Oder genauer ausgedrückt, bezeichnet P^ in Fig. 8 das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 19 zu dem Zeitpunkt, wenn der Laserstrahl auf die linke Seite der Rille 6 auffällt, und Pp ist das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 19 zum Zeitpunkt, wenn der Laserstrahl auf die rechte Seite der Rille 6 auffällt. Wenn der Laserstrahl in der Rillenmitte auftrifft, entsteht am Differenzverstärker 19 das Ausgangssignal P_Q. Ersichtlich tritt daher keine Beeinflussung durch eine auftretende Ungleichmässigkeit auf.

Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, mit der die Selbstfokucsierungund die Spurführung gleichzeitig vorgenommen werden kann. Bei diesem Ausführungs-

709852/1201

beispiel sind die in Fig· 5 dargestellte Ausführungsform und die in Fig. 7 dargestellte Ausführungcform zusammengefasst. Gemäss diesem Ausführungsbeispiel wird die Selbstfokussierung und die Spurführung dadurch ermöglicht, dass die Ausgangssignale des Photodetektors verarbeitet bzw. ausgewertet werden. Darüberhinaus kann das Videosignal beispielsweise durch Berechnung der Summe der Ausgangssignale der Photodetektorbereiche 11a, 11b, 11c und 11d erhalten werden. Ein besseres Videosignal erhält man durch Differenzbildung zwischen dem Summensignal der Ausgangssignale der Photozellen 11a und 11b und dem Summensignal der Ausgangssignale der Photozellen 11c und 11d,wie dies auch beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 7 vorgenommen wurde.

Bei der Spurführung beeinflusst die Exzentrizität der Platte etwas die Durchführung einer genauen Spurführung. Wenn der Exzentrizitätsgrad der Platte 5 sehr gross, beispielsweise 200 um Spitze-zu-Spitze ist, verschiebt sich der Strahlfleok durch die Spurführung auf der Fhotodetektoroberflache , und diese Verschiebung beeinflusst das Spurführungssignal nachteilig. Auch in solchem Falle kann eine bessere Spurführung mit der vorliegenden Erfindung erreicht werden.

Fig. 10 zeigt eine Schaltungsanordnung gemäss einem weiteren erfindungsgemässen Ausführungsbeispiel, um die zuvor erwähnte Exzentrizität der Platte bei der Spurführung zu eliminieren. In Fig. 10 sind die Zylinderlinse und der Photodetektor in derselben Weise wie in den Fig. 5» 7 und 9 angeordnet und ausgebildet, und daher soll dieser Teil des Geräts nicht nochmals erläutert werden- In Fig. 10 gelangt das Spurführungssignal vom Differenzverstärker 19 über einen Differenzverstärker 28, eine Phasenkompensationsstufe 29 und die Steuerstufe 20 zum optischen Abtaster 16. Wenn, wie dies hier angenommen ist, der Exzentrizitätsgrad der Platte gross ist, treten Spurführungsfehler deshalb auf, weil"'- wie beispielsweise in Fig. 11 dargestellt ist, sich der Strahlfleck 17 aus der Lage eines gestrichelten Kreises zur Lage eines ausgezogenen Kreises auf den Photozellen 11a bis 11d verschiebt. Beim vorliegenden

70 98 52/1201

Ausführungsbeispiel kann der sich durch die Strahlfleckverschiebung ergebende Fehler in der nachfolgend beschriebenen Weise festgestellt werden. Das Signal der Steuerstufe 20 des optischen Abtasters wird durch eine Kompensationsstufe 50 geführt, die dieselbe Frequenzkennlinie wie die Kompensationsstufe 29 des optischen Abtasters aufweist, und die einen Koeffizienten aufweist, der durch die Intensität des Strahlfleckes und den Verstärkungsgrad der Addierstufen 21, 22 und des Differenzverstärkers 19 festzulegen ist. Auf diese Weise kann der durch die Strahlenfleckverschiebung hervorgerufene Fehler berechnet werden. Wenn das Signal der Kompensationsstufe 50 daher am Minus-Eingang des Differenzverstärkers 28 anliegt, so umfasst das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 28 nur das Signal, das auf Grund der Querschnittsfläche 18 des von der Rille 6 gestreuten Strahles herrührt.

Die Phasenkompensationsstufe 29 liegt als an sich bekannter Phasenschieber oder Phasenkompensator vor, um das Spurführungs-Eegelsystem zu stabilisieren. Die Kompensationsstufe 50 ist eine an sich bekannte Rückkoppel-Kompensationsstufe, um die Lichtkomponente nullter Ordnung zu eliminieren und nur die Streulichtkomponente zu erhalten, wie dies zuvor erläutert wurde. Die Verfahren zur Phasenkompensation und Rückkoppelkompensation sind an sich bekannt und sollen hier nicht nochmals im einzelnen erläutert werden. \

Mit den zuvor beschriebenen Einrichtungen kann also nur die Querschnittsform des gestreuten Strahls des Strahlfleckes ermittelt werden, und eine gute Spurführung ist auch dann möglich, wenn der Exzentrizitätsgrad der Platte gross ist.

Da das durch die Strahlfleckverschiebung hhervorgerufene Fehlersignal stark von den Eigenschaften bzw. den Kennwerten des optischen Abtasters abhängt, wird eine Korapensationsstufe 50 verwendet, die derartige Eigenschaften bzw. Kennwerte aufweist, dass die Verstärkungsgrade für die verschiedenen Frequenzen proportional den Verstärkungsgraden des optischen Abtasters

709852/1201

sind, und darüberhinaus wird der Verstärkungsgrad der Korapensationsstufe JO eingestellt, so dass der Fehler kompensiert werden kann.

Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen wurden vier Photozellen verwendet. Selbstverständlich können auch fünf oder mehr Photozellen verwendet werden, wenn eine entsprechende Unterteilung des Photodetektors und eine entsprechende Erzeugung der Ausgangssignale benutzt wird.

Das erfindungsgeinässe Inforraations-Abspielgerät ist sehr einfach aufgebaut. Mit diesem erfindungsgeinässen Gerät lässt sich eine sehr genaue und eine sehr stabile Spurführung erreichen. Dadurch lassen sich mit der vorliegenden Erfindung die Kosten eines Informations-Abspielgerätes, insbesondere eines optischen Bildplatten-Abspielgerätes, erheblich senken.

709852/1201

Leerseite

Claims

PATENTANWÄLTE

SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK

MARIAHILFPLATZ 2*3, MÖNCHEN SO POSTADRESSE: POSTFACH 95 OI 6O, D-8OOO MÖNCHEN 95

HITACHI, LTD. 24. Juni 1977

DA-5479

Informationp-Abspielgerät

Patentansprüche

Informations-Abspielgerät mit einer Laserquelle, einem Aufzeichnungsmedium, auf dem Information in Rillenfora aufgezeichnet wird, einer ersten optischen Einrichtung, die einen von der Laserquelle kommenden Laserstrahl auf die Aufzeichnungsrille auf dem Aufzeichnungsmedium projiziert, einem Detektor, der einen von der Aufzeichnungsrille kommenden, reflektierten Laserstrahl feststellt und ein dementsprechendes elektrisches Signal erzeugt, einer zweiten optischen Einrichtung, die den reflektierten Laserstrahl über ein optischen Element mit einer Linsenwirkung in einer Richtung zum Detektor führt, sowie Steuereinrichtungen, die die Ausgangssignale des Detektor verarbeiten und die Arbeitsweise der ersten optischen Einrichtungen steuern, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Achse des optischen Elementes (7) mit einer Richtung der Aufzeichnungsrille (6) einen Winkel

709852/1201 OWGtNAL

von etwa 45 einschliesst, und der Detektor (11) wenigstens vier, symmetrisch aufgeteilte Lichtauftreffbereiche (11a, 11b, 11c, 11d) aufweist, wobei eine (L^) der Aufteilungsachsen (L,., Lv,) der Richtung der Aufzeichnungsrille (6) parallel liegt.
2. Informations-Abspielgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtungen erste Stufen (12, 13)» die ein erstes Summensignal aus den Ausgangssignalen einer Gruppe (11a, 11c) der einander gegenüberliegenden, unterteilten Lichtauftreffbereiche sowie ein zweites Summensignal aus den Ausgangssignalen der anderen Gruppe (11b, 11d) der übrigen, einander gegenüberliegenden Lichtauftreff ebereichen berechnen, sowie eine zweite Stufe (14) aufweisen, die die Differenz zwischen den ersten und zweiten,von den ersten Stufen (12, 13) bereitgestellten Summensignalen berechnet, und die ersten optischen Einrichtungen (3, 16, 4) eine dritte Einrichtung (4) aufweist, die den Brennpunkt des Laserstrahls auf das Aufzeichnungsmedium (5) einstellt, wobei die Arbeitsweise der dritten Einrichtung (4) vom Ausgangssignal der zweiten Stufe (14) gesteuert wird (Fig, 5, 9, 10).
3. Informations-Abspielgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtungen sechste Stufen (21, 22), die eine vierte Summe aus den Ausgangssignalen einer Gruppe (11a, 11c) der Lichtauftreffbereiche, welche auf beiden Seiten derjenigen Achse (L,- ) der die Lichtauftreffbereiche (11a, 11b, 11c, 11d) unterteilenden Achsen (L^, L^), die der Richtung der Aufzeichnungsrille (6) parallel liegt, und eine fünfte Summe aus den Ausgangssignalen der anderen Gruppe (11b,11d) der übrigen Lichtauftreff bereiche berechnen, sowie eine siebente Stufe (19) aufweisende die Differenz zwischen den Signalen der vierten und fünften Summe berechnet, und die erste optische Einrichtung (3, 16, 4) eine achte Einrichtung (16) aufweist, die den Laserstrahl der Aufzeichnungsrille (6)

709852/1201

nachführt, wobei die achte Einrichtung (16) vom Ausgangssignal der siebenten Stufe (19) gesteuert wird (Fig. 7, 9)·

4·. Informations-Abspielgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal der siebenten Stufe (19) über eine neunte Stufe (29) zur achten Einrichtung (16) gelangt, um die Exzentrizität des Aufzeichnungsmediums (5) zu kompensieren (Fig. 10).

709852/1201