DE2211049C3

DE2211049C3 -

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Publication number: DE2211049C3
Application number: DE19722211049
Authority: DE
Inventors: Klaas; Bouwhuis Gijsbertus; Eindhoven Compaan (Niederlande)
Priority date: 1971-03-11
Filing date: 1972-03-08
Publication date: 1977-05-18

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auslesen eines plattenförmigen Informationsträgers durch ein Strahlungsbündel, in welchem Informationsträger Bild- und/oder Tonsignale in einer optischen spiralförmigen Struktur kodiert sind, mit einer Strahlungsquelle und einem optischen Abbildungssystem zum Abbilden der Strahlungsquelle über den Informationsträger auf eine Signaldetektorzelle, welche Hochfrequenzstrahlungsänderungen im Strahlungsbündel detektiert, weiter mit einem opto-elektronischen System

22 Π

zum Bestimmen einer Verschiebung eines auszulesenuen oder zum Bestimmen von einer Verschiebung der Ebene eines auszulesenden Spurteiles in Richtung der optischen Achse des Abbildungssystems.

Unter spiralförmiger Struktur ist auch die Form von scheinbar konzentrischen oder konzenmischen Streifen zu verstehen.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der US-PS 33 81 086 bekannt In der bekannten Vorrichtung wird ein Strahlungsbündel durch den Informationsträger geschickt, und das aus dem Informationsträger austretende Bündel wird von einem optischen Abbildungssystem auf ein reflektierendes Element, das zwei einen scharfen Winkel miteinander einschließende reflektierende Oberflächen enthält, fokussiert. Das auf das reflektierende Element auffallende Strahlungsbündel wird in zwei Teilbündel gespaltet, die je einer strahlungsempfindlichen Detektorzelle zugeführt werden. Die von den Detektorzellen abgegebenen elektrischen Signale werden miteinander verglichen, und das Differenzsignal wird zur Positionierung der Auslesemittel in bezug auf die Information tragende Spur (nachstehend kurz als Informationsspur bezeichnet) verwendet. Dabei werden mit Hilfe desselben Differenzsignals sowohl eine sogenannte Grobregelung als auch eine sogenannte Feinregelung erzielt. Unter Grobregelung ist die radiale Führung des in einem Gehäuse untergebrachten Auslesesystems über die Informationsspur zu verstehen. Unter Feinregelung ist die Ausrichtung des reflektierenden Elements in bezug auf die Informationsspur zu verstehen.

Die Genauigkeit und Störungsunempfindliehkeit der radialen Führung der bekannten Vorrichtung läßt zu wünschen übrig. Ferner enthält die bekannte Vorrichtung keine Mittel, mit deren Hilfe man vertikalen Bewegungen des Informationsträgers in bezug auf das optische Abbildungssystem folgen kann. Außerdem werden etwaige räumliche Intensitätsverteilungen in der von der Quelle emittierten Strahlung nicht berücksichtigt.

Aus der DT-OS 18 07 086 ist es bereits bekannt, daß das optische System zum Bestimmen von einer Verschiebung eines auszulesenden Spurteils in einer Richtung quer zur Spurrichtung mindestens ein Raster aus Streifen und ein hinter diesem Raster angeordnetes strahlungsempfindliches Detektionssystem enthält, während für das Auslesen der Information eine besondere Signaldetektorzelle vorgesehen ist. Die Abmessung des Ausleseflecks stimmt dabei mit der Spurbreite überein. Das Auslesebünde! ist nicht monochromatisch, sondern aus zwei Strahlungskomponenten mit verschiedenen Wellenlängen zusammengesetzt. Der Informationsträger enthält außer den Informationsspuren gesonderte Ausrichtspuren, die in einer zusätzlichen Schicht unter den In^formationsspuren angebracht sind, die ihrerseits nicht auf einen zweiten Raster abgebildet werden. Nur die Lage des Ausleseflecks in bezug auf die auszulesende Spur wird bestimmt, aber nicht die Fokussierung des Auslesebündels. Die Informationsspuren selbst werden nicht als Lagedetektionsmiltel verwendet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Auslesevorrichtung zu schaffen, die auch zum Detektieren von Zentrier- und Fokussierfehlern verwendbar ist und die für räumliche Intensitätsänderungen der verwendeten Strahlung un-¹ empfindlich ist.

** Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß das onto-elektronische System mindestens einen in dem Strahlungsweg von dem Informationsträger zu der Signaldetektorzelle angeordneten Raster strahlungsdurchlässiger und strahlungsabsorbierender Streifen und ein hinter diesem Raster angeordnetes strahlungsempfindliches Detektionssystem enthält, wobei ein eine große Anzahl von Spuren umfassender Teil der Informationsstruktur um das Detail, das auf die Signaldetektorzelle abgebildet wird, auf den Raster abgebildet wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Informationsspuren selbst als Mittel zum Bestimmen einer Abweichung des Ausleseflecks in bezug auf die auszulesende Spur verwendet werden können. Die Informationsspuren bestehen aus Gebieten und Zwischengebieten. Wenn die Informationsstruktur eine Phasenstruktur ist und z. B. aus in der Trägeroberfläche gepreßten Grübchen besteht, verhält beim Auslesen eine Informationsspur (über eine große Länge gemittelt) sich als Rille, die einen anderen Einfluß auf die Auslesestrahlung hat als die Streifen zwischen den Spuren. Die Zwischenstreifen haben dieselbe optische Eigenschaft wie z. B. die Zwischengebiete in den Spuren. Auch wenn die Informationsstruktur eine Schwar/-Weiß-Struktur ist. ist eine Informaiionsspur von den. z. B. weißen. Zwischenstreifen verschieden, da die Informationsspur (über eine große Länge gemit'.elt) grau ist.

Diese Vorrichtung hat den Vorteil, daß durch die Anwendung einer großen Oberfläche des Informations trägers eine größere Strahlungsmenge zur Verfügung steht, wodurch ein Signal geringerer Störanfälligkeit erhalten wird.

Vorzugsweise sind in einer Vorrichtung nach der Erfindung ein Raster strahlungsdurchlässiger und strahlungsabsorbierender Streifen und das strahlungsempfindliche Detektionssystem zu einem rasterförmigen Strahlungsdetektor kombiniert.

Eine Vorrichtung nach der Erfindung zum Detektieren von Änderungen in der Lage der Ebene, in der der auszulesende Teil der Informationsspur abgebildet wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß sich in dem Strahlengang hinter der Stelle des Informationsträgers zwei Teilraster slrahlungsdurchlässiger und strahlungsabsorbierender Streifen befinden und daß die optischen Weglängen zwischen jedem dieser Raster und der Stelle des Informationsträgers verschieden sind. Die durch die Raster hindurchtretenden Bündel werden in elektrische Signale umgewandelt, und die Signale werden miteinander verglichen. Wenn die Abbildungsebene als halbwegs zwischen den beiden Teilrastern liegend beobachtet wird, sind die Signale einander gleich. Wird die Abbildungsebene als zu einem der Raster verschoben beobachtet, so sind die Signale einander nicht gleich.

Vorzugsweise werden die Teilraster durch ein einziges Raster gebildet, vor dem strahlungsdurchlässige Platten verschiedener Dicken angebracht sind.

Indem vor jedem der Teilraster ein Bündeheiler angebracht wird und in jedem der Strahlengänge der von diesen Bündelteilern erzeugten Teilbündel strahluhgsempfindliche Detektorzelleh angeordnet werden kann nach der Erfindung die Vorrichtung für räumlich« Änderungen in der Intensität der verwendeten Strah lung unempfindlich gemacht werden.

Dies läßt sich auch dadurch erreichen, daß in den Wege des von dem Informationsträger herrührendei Strahlungsbündels ein Bündelteiler und in dem Wegi jedes der von dem Bündelteiler erzeugten Teilbündel ii verschiedenen Abständen von diesem Bündelteiler ei

Teilraster angeordnet wird. Die Vorrichtung kann für etwaige Inhomogenitäten in den Rastern dadurch unempfindlich gemacht werden, daß die Teilraster derart in bezug aufeinander angeordnet werden, daß die Streifen der beiden TeÜraster, wenn sie in der Ebene des Informationsträgers projiziert werden, auf der gleichen Längsachse liegen, so daß beim Auslesen des Informationsträgers das Bild des Informationsrasters reihenmäßig über die Teilraster geführt wird.

Eine Vorrichtung nach der Erfindung zum Detektieren der radialen Lage des Auslesebündels in bezug auf die Informationsspur ist dadurch gekennzeichnet, daß in der Ebene der Signaldetektorzelle ein Raster strahlungsdurchlässiger und strahlungsabsorbierender Streifen angebracht ist

Indem dieses Raster aus zwei Teilrastern zusammengesetzt wird, deren Rasterperioden gegeneinander in der Phase verschoben sind, kann auch die Richtung einer etwaigen Abweichung gemessen werden.

Auch diese Vorrichtung kann für räumliche Änderungen in der Intensität der verwendeten Strahlung unempfindlich gemacht werden, dadurch, daß vor dem Raster ein doppelbrechendes Element und hinter dem Raster ein polarisationszerlegendes Element angebracht und daß in jedem der Strahlengänge der zueinander senkrecht polarisierten Teilbündel ein strahlungsempfindliches Detektionssystem angeordnet wird Statt nach der Polarisationsrichtung können die Teilbündel auch nach der Farbe unterschieden werden, indem die Teilraster farbselektiv gemacht werden und hinter dem Raster ein farbselektives Element angebracht wird.

Nach der Erfindung kann das Raster auch aus einer Matrix von Teilrastern zusammengesetzt werden, wobei die Rasterperioden zweier nebeneinander liegender Teilraster in der Phase gegeneinander verschoben sind

Kinige Ausfuhrungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

F ι g. 1 und 11 bzw. F i g. 6 eine Auslesevorrichtung mit Mitteln zum Detektieren von Verschiebungen des optischen Abbildungssystems in bezug auf die Informationsspur in axialer bzw. radialer Richtung nach der Erfindung.

Fig. 3 und 4 bzw. Fig. 7. 9. 10 und 12 Raster zur Anwendung in der Vorrichtung nach F i g. 1 bzw. F i g. 6, F ι g. 5 bzw. 8 die Weise, in der die Vorrichtung nach F i g. 1 bzw. 6 von räumlichen Änderungen in der Intensität des Strahlungsbündels unabhängig gemacht werden kann,und

F ι g. 2 einen Teil einer Informationsspur.
In diesen Figuren sind entsprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

In F i g. 1 ist der mit einer Informationsspur versehene Informationsträger mit 1 bezeichnet. Fig. 2 ist eine Draufsicht auf einen kleinen Teil einer Informationsspur. Der Pfeil 15 deutet die Bewegungsrichtung des Informationsträgers an. Die Informationsspur ist aus einer Anzahl scheinbar konzentrischer Streifen r von Gebieten g aufgebaut, in denen die Information gespeichert ist. Zwischen den Streifen r liegen neutrale Streifen O. Die mittlere Periode a in transversaler Richtung beträgt z. B. 4 μΐπ. Auch die Breite b der Gebiete kann z. B. 4 μίτι sein. In radialer Richtung ist die Periode cz. B. 6 μΐη.

Die informationsspur kann auch aus konzentrischen Streifen aufgebaut sein. Die Spur kann eine PhasenStruktur oder eine Amplitudenstruktur aufweisen, d. h^ die Phase oder die Amplitude der hindurchtretenden Strahlung kann beeinflußt werden. Weiter kann in' Durchsicht oder in Reflexion gearbeitet werden. Der Einfachheit halber wird die Erfindung nur veranschaulicht an Hand eines· Informationsträgers mit abwechselnd strahlungsdurchlässigen und strahlungsabsorbierenden Gebieten. Die beschriebenen Vorrichtungen können auch für Reflexionsstrukturen und Phasenstruktüren verwendet werden.

In der Vorrichtung nach Fig. 1 wird der Informationsträger mit Hilfe einer von einem nicht dargestellten Motor angetriebenen Welle 3, die durch eine mittlere Öffnung 2 in dem Informationsträger geführt ist, in Drehung versetzt. Die von der Quelle 4 herrührende Strahlung wird von dem Spiegel 5 gebündelt. Das Bündel 20 wird vom flachen Spiegel 6 zu dem Informationsträger 1 reflektiert. Zwischen dem Spiegel 6 und dem Informationsträger ist eine Linse 7 angeordnet, die die Strahlung auf den auszulesenden Teil der Informationsspur fokussiert. Das durch den Informationsträger hindurchtretende Strahlungsbündel 21 wird von einem flachen Spiegel 9 zu der Signaldetektorzelle 10 reflektiert. Das Gesamtauslesesystem kann in einem Gehäuse 13 untergebracht sein, das in den mit dem Pfeil 14 angedeuteten Richtungen bewegt werden kann, so daß der Informationsträger in radialer Richtung abgetastet werden kann.

Zum Beispiel infolge von Fehlern in der Lagerung des Informationsträgers oder des Gehäuses 13 oder infolge des gekrümmten Zustandes des Informationsträgers ist es möglich, daß die Informationsspur außer einer waagerechten Bewegung auch eine senkrechte Bewegung vollführt. Um die letztere Bewegung detektieren 'zu können, ist die Vorrichtung mit zwei Rastern 11 und 12 abwechselnd strahlungsdurchlässiger und strahlungsabsorbierender Streifen versehen. Das von der Linse 7 herrührende Strahlungsbündel beleuchtet ein Gebiet auf dem Informationsträger, dessen Abmessungen viel größer als die Breite eines Streifens der Informationsspur sind. So ist z. B. das bestrahlte Gebiet kreisförmig und weist einen Durchmesser von 300 .um auf. Außer dem auszulesenden Streifen von Gebieten, z. B. dem Streifen r' in F i g. 2, werden dann auch 25 Streifen links und rechts von r'beleuchtet

Die nebeneinander liegenden Streifen r und ο der Informationsspur bilden zusammen ein Raster, das über das bestrahlte Gebiet als nahezu linear zu betrachten ist. Die Objektivlinse 8 bildet dieses Raster vergrößert ab. Dies ist in Fig. 3 veranschaulicht, in der die Raster perspektk isch dargestellt sind

Das Raster A stellt einen Teil der Informationsspur dar und bildet den Gegenstand, auf den fokussiert werden muß. Die Periode der Raster 11 und 12 entspricht der des von der Linse 8 in N-facher Vergrößerung abgebildeten Spurenrasters. Wenn die Abbildung des Gegenstandes A mit dem Raster 11 zusammenfällt ist die aus dem Raster 11 austretende Strahlungsmenge extrem, so daß eine hinter dem Raster 11 angeordnete (nicht dargestellte) Detektorzelle ein extremes elektrisches Signal abgibt. Eine hinter dem Raster 12 angeordnete Detektorzelle liefert ein von dem extremen Signal abweichendes Signal. Wenn die von der Linse 8 erzeugte Abbildung des Rasters A sich zu dem Raster 12 verschiebt wird sich der Signalstrom der hinter dem Raster 12 angeordneten Detektorzelle dem Extremwert nähern und wird sich der Signalstrom der hinter dem Raster 11 angeordneten Delektorzelle

Hi if»

22 11 Ö49

von dem Extremwert entfernen. Wenn sich die Abbildung des Rasters A halbwegs zwischen den .Rastern 11 und 12 befindet, sind die Signalströme einander gleich. Der Unterschied zwischen den Signalstromen der hinter den Rastern 11 und 12 angeordneten Detektorzellen kann auf diese Weise zum Messen Vb Abweichungen in der Fokussierung in bezug auf die Ebene 15, die halbwegs zwischen den Rastern 11 und 12 liegt, verwendet werden.

Das erzeugte Differenzsignal kann einem Mechanismus zugeführt werden, der auf bekannte Weise die Objektivlinse 8 derart einstellt, daß die Abbildungsebene stets zu der Ebene 15 halbwegs zwischen den Rastern 11 und 12 zurückgebracht wird. In der Ebene 15 befindet sich die Signaldetektorzelle 10, die die Hochfrequenz-Lichtänderungen in dem Strahlungsbündel, die durch die Wechselwirkung zwischen diesem Bündel und einem der Streifen von Gebieten der Informationsspur herbeigeführt werden, detektieren kann.

In den F i g. 1 und 3 sind zwei Raster strahlungsdurchlässiger und strahlungsabsorbierender Streifen dargestellt. Hinter diesen Rastern ist eine (nicht dargestellte) strahlungsempfindliche Detektorzelle angebracht. Der Detektor kann auch rasterförmig, d. h. als eine Konfiguration von abwechsend strahlungsempfindlichen Streifen und für die Strahlung unempfindlichen Streifen, ausgebildet werden. Dadurch kann eine Raumersparung erhalten und kann ein optisches System zur Abbildung des Rasters auf der Detektorzelle entbehrt werden. Dies trifft auch für die nachstehend noch zu beschreibenden Raster zu.

F i g. 3 zeigt die Situation, bei der die beiden Raster 11 und 12 materiell in einiger Entfernung voneinander liegen. Es ist aber auch möglich, die beiden Raster als ein einziges Raster auszubilden und dabei vor einem der Rasterteile eine Glasplatte anzubringen, wie in F i g. 4 dargestellt ist. In dieser Figur bezeichnet 16 das eigentliche Raster. Vor dem oberen Teil des Rasters ist eine Glasplatte 17 angebracht. Ein Beobachter W betrachtet infolgedessen diesen Rastertei! als ein Raster 11, das in bezug auf das Raster 16 nach vorne geschoben ist. Der untere Teil des Rasters 16 wird als ein Raster 12, das an der gleichen Stelle wie das Raster 16 liegt beobachtet. Mit der gestrichelten Linie 18 ist die Stelle der Ebene angedeutet, in der die Signaldetektorzelle angeordnet ist. Naturgemäß können auch vor den beiden Teilen des Rasters 16 Glasplatten verschiedener Dicken angebracht werden. Statt Glas kann auch ein anderes für Strahlung durchlässiges Material für die Platten verwendet werden.

In den beschriebenen Rasteranordnungen werden die verschiedenen Rasterteile von verschiedenen Teilen des Strahlungsbündels getroffen. Würde sich die Intensität des Bündels über den Bündelquerschnitt ändern, so wurden die durch die Raster 11 und 12 hindurchtretenden Bündelteile ungleiche Intensitäten aufweisen, sogar wenn die Abbildungsebene halbwegs zwischen den Rastern 11 und 12 liegt Eine fehlerhafte Detektion infolge räumlicher Intensitätsänderungen des Strahlungsbündels kann mit einer Anordnung nach F i g. 5a vermieden werden.

In dem Wege des Strahlungsbündels 21 zu den Rastern 11 und 12 sind zwei halbdurchlässige Spiegel 30 und 31 angeordnet Dadurch wird ein Teil der Strahlung als ein Bündel 22 bzw. 23 zu den Referenzdetektorzellen 32 bzw. 33 geführt Der übrige Teil der Strahlung erreicht als ein Bündel 24 bzw. 25 die Detektorzellen 34 bzw. 35. Nun wird zunächst auf elektronischem Wege der Quotient der elektrischen Ausgangssignale der Zellen 32 und 34 bzw. 33 und 35 bestimmt piejignale:

^A ~

"³B — "ö~

die nur von der Lage der Raster 11 und 12 in bezug auf die Abbildungsebene abhängig sind, können anschließend wieder miteinander verglichen werden.

Fig.5b zeigt eine zweite Anordnung, die für räumliche Änderungen in der Intensität des Strahlungsbündels unempfindlich ist. Das von dem Informationsträger herrührende Strahlungsbündel 21 wird von einem halbdurchlässigen Spiegel 50 in zwei Teilbündel gespaltet In dem Wege eines der Teilbündel ist ein Raster 11 und in dem Wege des anderen Teilbündels ist ein Raster 12 angeordnet. Die Raster 11 und 12 liegen in verschiedenen Abständen von dem Bündelteiler. Das Informationsraster wird auf diese Weise von zwei Bündeln mit der gleichen räumlichen Intensitätsverteilung auf den beiden Teilrastern abgebildet.

Die Anordnung kann auch für etw-ige Inhomogenitäten in den Rastern unempfindlich gemacht werden. Zu diesem Zweck können die beiden Teilraster 11 und 12 fluchtrecht zueinander angeordnet werden, so daß die Längsrichtungen der Streifen zusammenfallen (siehe F i g. 5c). Das Bild des Informationsrasters wird beim Auslesen des Informationsträgers längs des Pfeiles 53 über die Teilraster bewegt so daß diese Teilraster nacheinander von Strahlungsbündeln mit der gleichen räumlichen Intensitätsverteilung getroffen werden.

F i g. 6 zeigt schematisch eine Auslesevorrichtung mit Mitteln zum Detektieren der radialen Lage des Auslesebündels in bezug auf den Informationsträger. Diese Vorrichtung entspricht im wesentlichen der Vorrichtung nach Fig. 1. Statt zweier Raster strahlungsdurchlässiger und strahlungsabsorbierender Streifen zu beiden Seiten der Ebene der Signaldetektorzelle ist jedoch ein einziges Raster in dieser Ebene angeordnet Auf diesem Raster werden wieder eine Anzahl Streifen von Informationsgebieten in der Nähe des auszulesenden Streifens des Informationsträgers von der Linse 8 abgebildet Wenn die strahlungsabsorbierenden Streifen des Rasters 36 mit den dunklen Streifen des von der Linse 8 erzeugten Bildes des Informationsrasters zusammenfallen, ist die Strahlungsmenge auf einer hinter dem Raster 36 angeordneten Detektorzelle maximal. Wenn die dunklen Streifen des Bildrasters die strahlungsdurchlässigen Streifen des Rasters 36 abdecken, ist die Strahlungsmenge auf dei Detektorzelle minimal. Durch elektronische Messung des von der Detektorzelle gelieferten Ausgangssignal! kann festgestellt werden, ob das Auslesebündel die richtige Lage in bezug auf die Informationsspui einnimmt. Dieses Ausgangssignal kann zum Richten de; Auslesebündels über die Informationsspur verwende werden.

Um auch das Vorzeichen einer etwaigen Abweichung in der Lage des Auslesebündels in bezug auf dei Informationsträger ermitteln zu können, kann da: Raster in zwei Teilen, deren Perioden gegenseitig in de Phase verschoben sind, ausgebildet werden. Fig.7; zeigt eine Vorderansicht eines Teiles eines derartige] Rasters. Das Teilraster 36a weist die gleiche Bauart wi

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das Teilraster 366 auf, wobei jedoch die Lagen der strahlungsdurchlässigen und der strahlungsabsorbierenden Streifen der beiden Teilraster untereinander verwechselt sind. Wenn das Bildraster 37 des Informationsrasters die in Fig.7b dargestellte Lage in bezug auf das Raster 36 einnimmt, werden die durch die Teilraster 36a und 366 hindurchtretenden Strahlungsbündel eine gleiche Intensität aufweisen. Wenn das Bildraster 37 nach oben verschoben wird, wird die Menge durch das Raster 36a hindurchtretender |₀ Strahlung kleiner und die Menge durch das Raster 366 hindurchtretender Strahlung größer werden. Bei einer Verschiebung nach unten des Bildrasters 37 ergibt sich die umgekehrte Situation. Indem die elektrischen Ausgangssignale der hinter dem Raster 36 angeordneten Detektorzellen miteinander verglichen werden, kann das Vorzeichen einer etwaigen Abweichung ermittelt werden.

Die Vorrichtung nach F i g. 6 kann auf die an Hand der Fig.5a und 5b beschriebenen Weise von räumlichen Änderungen in der Intensität des Strahlungsbündels unabhängig gemacht werden. Dies läßt sich aber auch dadurch erreichen, daß vor dem Raster 36 ein doppelbrechendes Element, wie eine Quarzplatte 38 mit einer einen Winkel von 45° mit der größten Oberfläche einschließenden optischen Achse 38a, angebracht wird, wie in F i g. 8a dargestellt ist Das auf die Quarzplatte 38 auffallende Strahlungsbündel 21 wird in dieser Platte in zwei Teilbündel gespaltet, die zueinander senkrecht polarisiert und die gegeneinander über einen kleinen Abstand, in einer Richtung quer zu der Richtung des einfallenden Bündels, verschoben sind In der Ebene des Rasters 36 werden demzufolge ?uei Bilder des Informationsrasters erzeugt, die gegneinander über eine halbe Rasterperiode verschoben sind. Hinter dem Raster 36 ist ein Element 39 angebracht, das die Strahlung, je nach der Polarisationsrichtung, zu einer Detektorzeüe 40 re.iektiert oder zu einer Detcktorzelle 41 durchläßt Statt einer Quarzplatte kann auch ein Wollaston- Prisma oder eine Savart-Platte für das Element 38 verwendet werden.

Statt nach der Polarisationsrichtung können die Teilbündel auch nach der Farbe unterschieden werden, indem die Teilraster verschieden gefärbt ausgebildet werden, wie in Fig.8b dargestellt ist. Das mit vollen Linien angedeutete Teilraster 366 läßt z. B. nur rotes Licht durch, während das mit gestrichelten Linien angedeutete Teilraster 36a nur blaues Licht durchläßt Dabei könnt η die Teilraster ineinander geschoben werden, d. h., daß die strahlungsdurchlässigen Streifen des Rasters 366 die Lagen der ursprünglichen Strahlungsabsorbierenden Streifen des Rasters 36a einnehmen, und umgekehrt Hinter dem Raster 36 ist ein farbenzerlegendes Element wie ein farbselektiver Spiegel 39, angebracht, das Bündel verschiedener Farben zu der Detektorzelle 40 reflektiert oder zu der Detektorzelle 41 durchläßt

Wenn rasterförmige Strahlungsdetektoren verwendet werden, können diese Detektoren kammartig ausgeführt werden. Die Detektoren können dann ineinander eingebaut werden, wie in F i g. 9 dargestellt ist Die strahlungsempfindlichen Streifen des Teilrasters 36a liegen zwischen den strahlungsempfindlichen Streifen des Teilrasters 366, und umgekehrt Die beiden Teilraster werden somit von denselben Strahlungsbündein beleuchtet Die Ausführungsform nach den F i g. 8b und 9 weist außerdem den großen Vorteil auf, daß die effektive strahlungsempfindliche Oberfläche etwa zwei-

mal größer als bei nebeneinander angeordneten Teilrastern ist Bei einer gleichen Menge Licht kann dann ein etwa zweimal größeres Signal an dem Ausgang der Detektoren erhalten werden. Nach der Erfindung kann das Raster 36 auch in eine Vielzahl von Teilrastern 36a und 366 unterteilt werden, wobei dann die Rasterperioden in waagerechter und in senkrechter Richtung nebeneinander liegender Raster in der Phase gegeneinander verschoben sind. Fig. 10 ist eine Vorderansicht einer derartigen Rasterstruktur. Die Teilraster 36a und 366 sind über den ganzen Querschnitt des Strahlungsbündels verteilt, wodurch räumliche Änderungen in der Strahlungsintensität ausgemittelt werden.

Es ist auch möglich, ein in der Ebene der Signaldetektorzelle angeordnetes Raster zum Detektieren von Verschiebungen der Ebene, in der der auszulesende Teil des Informationsträgers abgebildet wird, zu verwenden. Dabei wird die Vergrößerung der Linse 8 benutzt Dies kann an Hand der Fig. 11 veranschaulicht werden.

Das Informationsraster A wird von der Linse 8 vergrößert abgebildet Wenn sich das Raster A in der richtigen Lage befindet wird die Abbildung B dieses Rasters in der Ebene eines Rasters C das in der Ebene der Signaldetektorzelle liegt erzeugt Hinter dem Raster C liegen mindestens drei Detektorzellen, von denen eine die von dem mittleren Teil des Rasters C herrührende Strahlung auffängt während die beiden übrigen Detektorzellen die von den Rändern des Rasters C herrührende Strahlung auffangen. Die Rasterpenoden von B und C sind einander gleich, und die Strahlungsabsorbierenden und strahlungsdurchlässigen Streifen der beiden Raster sind auf eine vorgegebene Weise orientiert wodurch die hinter dem Raster C angeordneten Detektorzellen em bestimmtes Signal abgeben. Wenn das Informationsraster nach links verschoben wird (AJ ist die Rasterperiode der Abbildung B' kleiner als die von C, während außerdem S'in einiger Entfernung von Cliegt Bei Verschiebung des Informationsrasters nach rechts ergibt sich die umgekehrte Situation. Die Menge Strahlung auf den hinter dem Raster C angeordneten Detektorzellen ist somit von dem Abstand zwischen der Linse 8 und dem Informationsraster abhängig.

Ein derartiges Raster zum Detektieren von Verschie bungen der Abbildungsebene kann mit einem Raster zum Detektieren radialer Verschiebungen des Auslesebundels in bezug auf den Informationsträger kombiniert werden.

Auch die Teilraster zum Detektieren von Änderungen m der Lage der Abbildungsebene, wobei die optischen Weglängen zwischen jedem dieser Teilraster und dem Informationsträger verschieden sind, können mit einem Raster zum Detektieren radialer Verschiebungen des Informationsträgers in bezug auf das optische Abbildungssystem kombiniert werden, wie in Fig. 12a dargestellt ist Das Gebilde besteht aus einem Raster 42, von dem zwei Teile mit Glasplatten 43 und 44 verschiedener Dicken bedeckt sind und von dem ein dritter Teil unbedeckt ist Ein Beobachter Vfbetrachtet dann den Rasterteil hinter der Platte 43 als ein Raster 11 und den Rasterteil hinter der Platte 44 als ein Raster 36. Der unbedeckte Teil des Rasters 42 wird als ein Raster 12 beobachtet Das Raster 36, das zum Detektieren von Abweichungen in radialer Richtung dient, liegt halbwegs zwischen den Rastern 11 und 12, die zum Detektieren von Abweichungen in senkrechter Rieh-

tung dienen. Das Raster 36 kann in Form zweier Teilraster 36a und 366 mit gegeneinander in der Phase verschobenen Rasterperioden ausgebildet werden. Dieses Raster 36 kann die Hälfte der Oberfläche des Rasters 42 beanspruchen. Zu diesem Zweck wird diese Hälfte mit einer dünnen Glasplatte bedeckt (s. Fig. 12b). Die Hälfte des verbleibenden Rasterteils ist

mit einer dicken Glasplatte 43 bedeckt, während andere Hälfte dieses Teiles unbedeckt ist. Mit gestrichelten Linien 54 ist angegeben, wie Informationsraster auf dem Raster 42 abgebildet ν Der Pfeil 55 gibt an, wie beim Auslesen Informationsträgers sich das Bildraster 54 über Raster 42 bewegt

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Auslesen eines plattenförmigen Informationsträgers durch ein Strahlungsbün-

^ del, in welchem Informationsträger Bild- und/oder ■ Tonsignale in einer optischen spiralförmigen Struktur kodiert sind, mit einer Strahlungsquelle und einem optischen Abbildungssystem zum Abbilden der Strahlungsquelle über den Informationsträger auf eine Signaldetektorzelle, weiche Hochfrequenzstrahlungsänderungen im Strahlungsbündel detektiert, weiter mit einem opto-elektronischen System zum Bestimmen einer Verschiebung eines auszulesenden oder zum Bestimmen von einer Verschiebung der Ebene eines auszulesenden Spurteiles in Richtung der optischen Achse des Abbildungssystems, dadurch gekennzeichnet, daß das opto-elektronische System mindestens einen in dem Strahlungsweg von dem Informationsträger (t) zu der Signaldetektorzelle (10) angeordneten Raster (11, 12, 36, 36a. 36b) strahlungsdurchlässiger und strahlungsabsorbierender Streifen und ein hinter diesem Raster angeordnetes strahlungsempfindliches Detektionssystem (32, 33, 34, 40, 41) enthält, wobei ein eine große Anzahl von Spuren umfassender Teil der Informationsstruktur um das Detail, das auf die Signaldetektorzelle abgebildet wird, auf den Raster abgebildet wird

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß ein Raster (I II, 12,36,36a. 36b) und das strahlungsempfindliche Detektionssystem (32, 33, 34, 35; 40, 41) zu einem rasterförmigen strahlungsempfindlichen Detektor kombiniert sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. bei der das opto-elektronische System zum Bestimmen einer Verschiebung der Ebene eines auszulesenden Spurteiles in Richtung der optischen Achse des Abbildungssystems dient, dadurch gekennzeichnet, daß sich in dem Strahlengang hinter dem Informationsträger (1) zwei Raster (11,12) strahlungsdurchlässiger und strahlungsabsorbierender Streifen befinden und daß die optischen Weglängen zwischen jedem dieser Raster und dem Informationsträger verschieden sind (F i g. 1.3).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Teilraster durch ein einziges Raster (16) gebildet werden, vor dem strahlungsdurchlässige Platten (17) verschiedener Dicken angebracht sind (F ig. 4).

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4. dadurch gekennzeichnet, daß vor jedem der Teilraster ein Bündelte'cr (30,31) angebracht ist und daß in jedem der Strahlengänge der von diesen Bündelteilern erzeugten Teilbündel ein strahlungsempfindliches Detektionssystem (32, 33, 34, 35) angeordnet ist (Fig. 3a).

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Strahlengang des von derh Informationsträger (1) herrührenden Bündels (21) ein Bündelteiler (50) angebracht ist und daß in dem Gang jedes der von dem Bündelteiler erzeugten Teilbündel und in verschiedenen Abständen von dem Bündelteiler ein Teilraster (11, 12) angeordnet ist (F ig. 5b).

7. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen der in der Ebene 'des Informationsträgers projizierten Teilraster (11,

12) flüchtend zueinander angeordnet sind (F i g. 5c).

8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bestimmen einer Verschiebung eines auszulesenden Spurteiies in einer Richtung quer zur Spurrichtung, in der Ebene der Signaldetektorzelle (10) ein Raster (36) strahlungsdurchlässiger und strahlungsabsorbierender Streifen angeordnet ist (F i g. 6).

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Raster aus zwei Teilrastern (36a, 36£>; besteht, deren Rasterperioden gegeneinander in der Phase verschoben sind (F i g. 7a, 7b).

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Strahlengang vor dem Raster (36) ein dnppelbrechendes Element (38) und hinter dem Raster ein polarisationszerlegendes Element (36) angebracht ist. und daß in dem Weg jedes der von dem polarisationszerlegenden Element erzeugten Teilbündel ein strahlungsempfindliches Detektionssystem (40, 41) angeordnet ist (F ig. 8a).

11. Vorrichtung nach Anspruch 9. dadurch gekennzeichnet, daß in dem Strahlengang des von dem Informationsträger (1) herrührenden Strahlungsbündels (21) ein Bündelteiler (50) angebracht ist und daß in dem Wege jeaes der von dem Bündelteiler erzeugten Teilbündel ein Teilraster (36a, 36b)angeordnet ist (F i g. 5b, 10).

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die strahlungsdurchlässigen Streifen eines der in der Ebene des Informationsträgers projizierten Teilrasters (1ha) die Fortsetzung sind der strahlungsabsorbierenden Streifen des anderen Teilrasters (366/

13. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilraster (36a, 36b) farbselektiv sind, wobei die strahlungsdurchlässigen Streifen eines der Raster zwischen den strahlungsdurchlässigen Streifen des anderen Rasters liegen (F ig. 8b).

14. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Teilraster und das strahlungsempfindliche Detektionssystem zu rasterförmigen strahlungsempfindlichen Detektoren kombiniert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die strahlungsempfindlichen Streifen eines Teilrasters (36a) zwischen den strahlungsempfindlichen Streifen des anderen Teilrasters (366,) liegen (F ig. 9).

15. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Raster aus einer Matrix von Teilrastern (36a, 36b) zusammengesetzt ist und die Rasterperioden zweier nebeneinander liegender Teilraster in der Phase gegeneinander verschoben sind(Fig. Ί0).