DE2718532A1 - Optische steuervorrichtung fuer einen aufzeichnungslesestrahl - Google Patents

Description

Pater itan.välte

Dipl.-Ing Dipl.-Chem. Dipl-Ing.

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser 2718632

Ernsbergerstrasse 19

8 München 60

THOMSON - BRANDT 26. April 1977

173f Bd. Haussmann
75008 Paris / Frankreich

Unser Zeichen; T 2190

Optische Steuervorrichtung für einen Aufzeichnungslesestrahl

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf einen optischen Leser, bei welchem ein Strahl optischer Energie zum Lesen einer Videoplatte benutzt wird. Insbesondere betrifft die Erfindung eine verbesserte Strahlsteuervorrichtung, mittels welcher dieser Strahl in Deckung und in Synchronismus mit der eine Information tragenden Spur einer Aufzeichnungsplatte gehalten werden kann.

Auf dem Gebiet des Speichems und Lesens von Videoinformationen ist bereits vorgeschlagen worden, der Videoplatte einen

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herkömmlichen Farbfernsehempfänger zuzuordnen, um einen solchen Empfänger in Verbindung mit einem Leser für voraufgezeichnete Video- und Audioprogramme benutzen zu können. Das Programm ist auf einem Träger aufgezeichnet, etwa einer Vinylplatte, die in gewisser Hinsicht einer herkömmlichen Tonträgerplatte ähnlich ist. Eine Aufzeichnungsplatte der betreffenden Art trägt die gespeicherte Videoinformation oder eine andere Information in ihrer spiralförmigen Spur, die sich körperlich in Form einer Reihe von Vertiefungen und Erhöhungen darstellen kann und zum Lesen durch einen Lichtstrahl, vorzugsweise einen Laserstrahl, bestimmt ist. Die Spur wird unter der Steuerung einer durch die zu speichernde Information winkelmodulierten Trägerwelle gebildet. Eine Platte dieser Art ist in der US-PS 3 931 459 beschrieben.

Das aufgezeichnete Programm kann Leuchtdichte-, Farbart-, Audio- und Synchronsignale sowie ein oder mehrere Pilotsignale enthalten, die alle zweckmäßig in Abschnitten des Frequenzspektrums positioniert sind, welche die bequemste Aufzeichnung auf einer Platte gestatten, aber durch Frequenzumsetzung an die Signalkenndaten anpaßbar sind, für deren Verarbeitung der Fernsehempfänger bestimmt ist. So enthält die in der Spur der Platte aufgezeichnete Information voreugsweise verschachtelte doppelte Halbbilder für jedes Bild, wobei jede Windung der Spirale zwei Halbbilder dieser Art in Verbindung mit einer erforderlichen Synchronisierinformation enthält.

Die aufgezeichnete Information wird gelesen, indem die Spur vorzugsweise mit einem Leselaserstrahl abgetastet wird und

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ir d τ» ein Photoempfänger benutzt wird. Die verwendbare Anordnung umfaßt eine Photoempfängermatrix, die auf die durch die Platte hindurch übertragene Lichtenergie anspricht und Signale erzeugt, welche eine gespeicherte Information darstellen, sowie Fehlersignale, die einen Spurverfolgungsfehler und einen Synchronismusfehler angeben. In dem betreffenden System läßt die Videoplatte den Lesestrahl durch, so daß der Photoempfänger entlang des von dem Strahl verfolgten Weges und in einer Position im hinteren Schärfenraum des gebeugten Strahls auf derjenigen Seite der Platte angeordnet ist, die von der durch den Strahl abgetasteten abgewandt ist. Wenn der Photoempfäng in dieser Weise angeordnet ist, fängt er einen Teil des Lichtes auf, das durch die Platte durchgelassen worden ist.

Andererseits· sei angemerkt, daß die Platte im Auflicht gelesen werden kann. Wenn das Lesen im Auflicht erfolgt, ist der Photoempfänger auf derselben Seite der Spur wie der Lesestrahl ebenfalls in der Position im hinteren Schärfenraum angeordnet, damit er auf das gebeugte Licht ansprechen kann, welches durch die Spur reflektiert wird. Beim Lesen im Durchlicht oder im Auflicht dienen die Vertiefungen und die Erhöhungen zum Beugen oder zum Zerstreuen des Lichtes des Lesestrahls, so daß der Photoempfänger auf Lichtintensität sänderungen hin ein elektrisches Signal erzeugt, welches eine Modulation enthält, die der gespeicherten Information entspricht, welche durch die Vertiefungen und Erhöhungen verkörpert wird.

In einem optischen Videosystem gibt es kein mechanisches

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Führungsteil zwischen der Platte und dem Lesestrahl und infolgedessen treten in einem System der betreffenden Art häufig Radialverfolgungsfehler aufgrund einer Exzentrizität der Platte und/oder der Spur auf und daraus ergibt sich ein Deckungsfehler zwischen dem Lesestrahl und der Spur. Darüberhinaus kommt es auch zu Synchronismusfehlern, wenn die Platte oder die Spur mit einer Exzentrizität behaftet sind sowie wenn Schwankungen in der Drehgeschwindigkeit der Platte auftreten. Diese Spurverfolgungs- und Synchronismusfehler werden mit Hilfe eines Strahlkorrekturgerätes kompensiert, welches die Form der elektrooptischen Spurverfolgungsvorrichtung haben kann, die aus der US-PS 3 946 166 bekannt ist. Diese Vorrichtung enthält einen Verfolgungsspiegel, der in den Strahlengang des Lesestrahls eingefügt ist und durch einen Drehzapfen so abgestützt ist, daß er in einstellbarer Weise um zwei orthogonale Achsen ausrichtbar ist, die mit einem Radius bzw. mit einer Tangente an der Spur in dem Punkt zusammenfallen, in welchem die Spur gerade gelesen wird. Korrektursignale, welche die Richtung bzw. die Größe der Radialverfolgungs- und Synchronismusfehler darstellen, können erzeugt und an Verschiebungsvorrichtungen angelegt werden, welche dazu dienen, den Spiegel um seine orthogonalen Achsen zu neigen, damit eine korrekte Deckung und ein korrekter Synchronismus wieder hergestellt werden.

Eine elektrooptisch^ Spurverfolgungsvorrichtung weist jedoch eine sehr geringe mechanische Dämpfung auf und hat infolgedessen eine stark ausgeprägte mechanische Resonanz. Das äußert sich in Form einer unerwünschten periodischen Vibra-

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tion des Spurverfolgungsspiegels, die nach einer mechanischen oder magnetischen Störung auftritt. Obgleich diese Störung im wesentlichen neutralisiert werden kann, wenn die Struktur in eine Folgeregelschleife mit hoher Verstärkung eingeschaltet ist, kann es Situationen geben, in welchen es erwünscht ist, eine zusätzliche Dämpfung auszuüben. Zu diesem Zweck 1st bereits vorgeschlagen worden, diese Dämpfung durch Einführen eines viskosen Fluids in das Lager des Drehzapfens zu erzeugen, der zum Abstützen des ausrichtbaren Spiegels dient. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß dieses Verfahren große Nachteile aufweist.

Es ist demgemäß Ziel der Erfindung, eine verbesserte elektrooptische . Vorrichtung zum Steuern des Lesestrahls eines optischen Bildwiedergabesystems zu schaffen.

Die Erfindung schafft eine verbesserte Strahlsteuervorrichtung, welche Einrichtungen zum automatischen Dämpfen der mechanischen Resonanz der bewegten Teile aufweist.

Außerdem schafft die Erfindung eine billige und sichere Dämpfungseinrichtung für eine elektrooptisch^ Strahlsteuervorrichtung.

Die verbesserte Strahlsteuervorrichtung, die im folgenden beschrieben wird, ist insbesondere bei einem optischen Bildwiedergabesystem anwendbar, in welchem eine Programminformation in Form einer spiralförmigen Spur auf einer Platte gespeichert ist und bei dem die Information durch Abtastung der

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Spur mit Hilfe eines Strahls optischer Energie gelesen wird. Die Abtastung der Spur dient außerdem zum Erzeugen von zwei Korrektursignalen, die sich auf die Radialverfolgung und die Synchronisierung des Strahls gegenüber der Spur beziehen. Die Strahlsteuervorrichtung enthält einen ersten ringförmigen Magneten, der axial magnetisiert ist, sowie einen zweiten Magneten mit axialer magnetischer Orientierung, dem ein Lager zum Schwenken zugeordnet ist und der in derselben Richtung wie der erste Magnet magnetisiert ist. Ein Halter, der eine Spindel aufweist, wirkt mit dem Lager zusammen, um durch Schwenken den zweiten Magneten koaxial zu dem ersten Magneten und in einer Entfernung zu positionieren, die gestattet den zweiten Magneten magnetisch an der Spindel zu halten und dabei eine Neigung des zweiten Magneten in bezug auf zwei orthogonale Achsen zu gestatten. Ein optisches Element, das so positioniert ist, da3 der Lesestrahl zu ihm gelangen kann, ist mit dem zweiten Magneten mechanisch gekuppelt, so daß es mit diesem gemeinsam verschiebbar ist, um den durch den Strahl verfolgten Weg zu modifizieren. Eine elektromagnetische Einrichtung ist längs einer der Achsen in unmittelbarer Nähe des zweiten Magneten angeordnet und spricht auf eines der Korrektursignale an, um ein Magnetfeld zu erzeugen, dessen Stärke und dessen Richtung durch die Amplitude und die Polarität des angelegten KorrektursignaIs festgelegt werden, um in Zusammenwirkung mit dem Feld des zweiten Magneten eine gewünschte Verschiebung des optischen Elements um die andere Achse zu erzeugen. Eine Dämpfungseinrichtung, die in einer dem zweiten Magneten benachbarten Zone angeordnet ist, spricht auf den Magnetfluß des Feldes

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dc ~iten Magneten an und erzeugt eine elektromagnetische
Gegenkraft, die in Zusatnmenwirkung mit dem Feld des zweiten Magneten eine zufällige oder unkontrollierte Bewegung
des zweiten Magneten um die Spindel des Halters stoppt, ohne die gewünschte Verschiebung des optischen Elements zu
behindern.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch a optisches Bildwieder-

gabesystern, bei welchem die Strahlsteuervorrichtung nach der Erfindung insbesondere anwendbar ist,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Strahlsteu

ervorrichtung, die in dem System von Fig. 1 verwendbar ist,

Fig. 3 einen Schnitt durch die StrahlSteuer

vorrichtung auf der Linie 3-3 von
Fig. 2,

Fig. 4 schematisch die Strahlsteuervorrich

tung von Fig. 2 und 3 in Verbindung
mit einem Erregerkreis,

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung der

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in der Vorrichtung von Fig. 2 und benutzten Dämpfungseinrichtung,

Fig. 6 eine schematische Darstellung der

Magnetfeldverteilung, die die Verbindung der Magnetvorrichtung und der in Fig. 3 dargestellten Dämpfungseinrichtung bewirkt,

Fig. 7 eine weitere Ausführungsform der

Strahlsteuervorrichtung von Fig. und

Fig. 8 schematisch die Strah]steuervorrich

tung von Fig. 7 in Verbindung mit einer elektronischen Dämpfungseinrichtung und einem Erregerkreis.

Gemäß der Darstellung in Fig. 1 liest das Bildwiedergabesystem eine Information, die in einer Videoplatte 10 enthalten ist, durch Abtastung der spiralförmigen Spur 12 der Platte mit Hilfe eines Strahls optischer Energie, der sich in Form eines Strahls 14 von kohärentem, monochromatischem Licht darstellt, welcher durch einen Laser 16 erzeugt wird. Die Platte 10 ist ein aus einem geeigneten Material, zum Beispiel aus Polyvinylchlorid, gebildeter Träger, der die Kapazität hat, eine Programminformation zu speichern. Der Einfachheit halber ist angenommen worden, daß die Platte das Licht durchläßt und daß das Programm in der Spur 12 in Form einer Spirale

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mit mehreren Windungen gespeichert ist, die durch Pressen oder durch spanabhebende Bearbeitung in der Oberfläche der Platte gebildet worden ist.

Wie oben erwähnt, kann die aufgezeichnete Information sich in Form einer Aufeinanderfolge von Mulden oder Vertiefungen darstellen, welche mit Erhöhungen abwechseln, die entlang der Spur verteilt sind, um gemeinsam räumliche Darstellungen der winkelmodulierten Trägerwelle zu bilden. Zu diesem Zweck kann die Spur eine gleichmäßige Breite haben, aber die Länge der Vertiefungen und der Erhöhungen ändert sich, um die vorgenannten räumlichen Darstellungen zu schaffen. Jede Windung der Spur enthält zwei Halbbilder, was ein Merkmal der Bildübertragung mittels verschachtelter Halbbilder ist, die gewöhnlich bei Fernsehsendungen benutzt wird. Außerdem ist angenommen worden, daß die Tiefe der Vertiefungen so gewählt ist, daß eine Phasenänderung von π/2 rad zwischen den Teilen des Strahls, die in eine Vertiefung gelangen, und den Teilen des Strahls, die auf eine benachbarte Erhöhung gelangen,erzeugt wird. Diese Konfiguration von Vertiefungen und Erhöhungen ist für die Verfolgung der Spur vorteilhaft.

Die Platte 10 ist ausreichend dünn ausgebildet, so daß sie flexibel ist, und wird durch die Spindel 18 eines Antriebsmotors 20 abgestützt. Die Platte wird auf der Spindel durch eine Verriegelungseinrichtung (nicht dargestellt) gehalten, die den in der US-PS 3 838 460 beschriebenen Aufbau haben kann. Die Platte und die Spindel werden mit der Drehzahl angetrieben, die durch das besondere Aufzeichnungs- und Lese-

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system verlangt wird, also beispielsweise mit einer Drehzahl von 1800 U/min, wenn die Bildabtastung mit 60 Hz erfolgt.

Der Lesestrahl 14 wird in einem Strahlengang projiziert, in welchem sich ein optisches Element 22 in Form eines ausrichtbaren Spurverfolgungsspiegeis, der zum Verändern des Strahlengangs dient, und eine Objektivlinse 24 befinden. Diese Linse dient zum Fokussieren des Strahls auf die Spur 12 der Platte. In einer Weise, die im folgenden ausführlich beschrieben wird, ist der Spiegel 22 um zwei orthogonale Achsen, die mit X-X und Y-Y bezeichnet worden sind, unter der Einwirkung einer Strahlsteuervorrichtung 26 verstellbar, welche mit dem Spiegel gekuppelt ist, wobei die Kupplungsverbindung schematisch durch die gestrichelte Linie 28 dargestellt ist. Es ist zu erkennen, daß der Spiegel 22 bei seiner Verstellung den Strahlengang des Lesestrahls 14 ändert, um Radialverfolgungs- und Synchronismusfehler zu kompensieren.

Wie oben erwähnt, wird angenommen, daß die Videoplatte das Licht durchläßt, so daß ein Photodetektor 30, der unterhalb der Platte in dem Strahlengang des Strahls 14 angeordnet ist, die gebeugten Strahlen des Lichtbündels auffängt, wenn sie aus der Platte 10 austreten. Bei der Verwendung einer Photodetektormatrix, die mehrere photoelektrische Zellen enthält, empfängt die Vorrichtung 30 Signale, welche die in der Platte gespeicherte Information enthalten, und überträgt diese Information über einen Verstärker 34 zu einer

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Ausgangsklemme 32. Diese Signale können nach geeigneter ümkodierung an die Antennenklemmen eines Farbfernsehempfängers angelegt werden, um sie in diesem anzuwenden.

Außerdem kann die Photodetektormatrix der Vorrichtung 30 Schaltungen enthalten, welche gestatten, eine Differenzverknüpfung der Ausgangssignale vorzunehmen, die aus ausgewählten photoelektrischen Zellen stammen, um Radialfehlerkorrsktursignale zu erzeugen, die zum Kompensieren von Unregelmäßigkeiten der Radialspurverfolgung dienen. Darüber hinaus kann diese Matrix auch in Zusammenwirkung mit einem in den Informationssignalen enthaltenen Pilotsignal benutzt werden, um ein Synchronismusfehlerkorrektursignal zu erzeugen, das eine Amplitude und eine Polarität hat, die den Synchroni sinusfehler darstellen.

Stattdessen kann auch ein Synchronismuskorrektursignal in einem Phasenvergleicher erzeugt werden, der die Phase der Horizontalsynchronkomponenten, welche in den Informationssignalen enthalten sind, mit einem Phasenbezugswert vergleicht, der durch einen 3,58 MHz-Generator erzeugt wird, welcher quarzgesteuert ist und normalerweise einem Videoplattenleser zugeordnet ist. Dieser Phasenvergleich liefert ein Signal, das eine Amplitude hat, die in Beziehung zu dem Synchronismusfehlergrad steht, und eine Polarität, die die Fehlerrichtung angibt (Voreilung oder Nacheilung).

Die vorgenannten Spurverfolgungs- und Synchronismusfehlerkorrektursignale werden in geeigneter Weise über einen Verstärker 36 zu der Strahlsteuervorrichtung 26 übertragen

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um den Spiegel 22 selektiv in bezug auf die orthogonalen Achsen X-X und Y-Y zu positionieren.

Nimmt man für den Augenblick an, daß eine Deckung zwischen Lesestrahl und Spur eingehalten wird, so ist es erforderlich zum Lesen aller Segmente der Spur 12 den Lesestrahl in kontinuierliches Weise in einer radialen Richtung auf der Platte mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit zu verschieben, wenn die Spur ohne Unterbrechung vom Anfang bis zum Ende abgetastet oder gelesen werden soll. Es muß dann ein Wagen vorgesehen sein, der den Spiegel 22, die Linse 24, den Photodetektor 30 und die Strahlsteuervorrichtung 26 quer zur Platte transportiert.

Es wird jetzt ausführlich die verbesserte Strahlsteuervorrichtung 26 beschrieben, die auf die vorgenannten Radialverfolgungs- und Synchronismuskorrektursignale anspricht. Die Steuervorrichtung ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt und gleicht in mancher Hinsicht der Spurverfolgungsvorrichtung, die in der US-PS 3 946 166 beschrieben ist. Sie unterscheidet sich aber wesentlich von diesem System aufgrund der Tatsache, daß bei der Strahlsteuervorrichtung eine Dämpfungseinrichtung zum Stoppen oder Neutralisieren einer Eigenresonanz der Vorrichtung benutzt wird. Insbesondere weist die Steuervorrichtung 26 von Fig. 2 und 3 ein Gehäuse 40 auf, das in der Mitte ausgehöhlt ist und einen ersten ringförmigen Magneten 42 aufnimmt, der in der durch die N-S-PoIe definierten Richtung axial gepolt ist. Der Magnet 42 wird durch den Sokkel 44 einer zentralen Spindel 46 abgestützt. Der Sockel wird

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im Innern eines äußeren Hohlraums des Gehäuses 40 durch einen Stopfen 48 gehalten, der den Sockel 44 und den Magneten 42 gegen eine End wand des Hohlraums des Gehäuses drückt. Die Spindel 46 trägt an ihrem oberen Ende einen Tragzapfen 50, der vorzugsweise aus Wolfram besteht und in einer Abrundung endigt, die deutlich ausgebildet ist und derart axial über die Spindel 46 vorsteht, daß sie mit einem Lager zusammenwirkt, das im folgenden beschrieben wird.

Ein zweiter ringförmiger Magnet·.52,der axial gepolt ist und einen kleineren Durchmesser als der Magnet 42 hat,dessen Poleaber in derselben Richtung wie dieser Magnet orientiert sind,ist mit einer zentralen öffnung zur Aufnahme einer konischen Führung 54versehen, die in einem Drehzapfenlager 56 endet, welches vorzugsweise einen harten Teil aus Rubin aufweist, der mit einem Hohlraum zur Aufnahme der abgerundeten Spitze des Tragzapfens 50 versehen ist. Die Führung 54 und das Lager 56 sind, wie dargestellt, koaxial angeordnet,um die korrekte Anpassung der Abrundung des Tragzapfens 50 in dem Hohlraum des Lagers 56 zu erleichtern. So weist der Magnet 52 einen Universaldrehzapfen auf, der eine seitliche Bewegung des Magneten in seiner eigenen Ebene verhindert. Mit einer Anordnung dieser Art, d.h. mit einem Tragzapfen 50, der in bezug auf den Magneten 42 koaxial angeordnet ist, wird eine Art von magnetischem Schweben zwischen den beiden Magneten erzeugt und infolgedessen wird der Magnet 52 in bezug auf den Magneten 42 unverlierbar auf dem Tragzapfen 50 gehalten. Der Magnet 52 kann jedoch noch frei eine Neigungsbewegung gegenüber den orthogonalen Achsen X-X und Y-Y ausführen. Die genaue Art, in der dieses magnetische Schweben (d.h. die magnetische

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Levitation) erreicht wird, ist ausführlich in der vorgenannten US-PS 3 946 166 beschrieben und es ist infolgedessen nicht erforderlich, sie erneut zu beschreiben.

Obgleich keine Einrichtung vorgesehen ist, die das Einstellen der axialen Relativpositionen der Magnete 42 und 52 gestattet, sei angemerkt, daß, wenn diese Einstellung wichtig erscheint, auf der Spindel 46 ein Gewinde vorgesehen werden kann, auf das zwei Kontermuttern geschraubt werden, wie in der vorgenannten US-Patentschrift beschrieben, um einen besonderen Grad an magnetischer Levitation zwischen den Magneten 42 und 52 zu erhalten.

Der oben erwähnte Spurverfolgungsspiegel 22, der in dem Eintrittsstrahlengang des Strahls 14 angeordnet ist, ist mit dem Magneten 52 mit Hilfe eines Klebstoffes oder eines anderen Bindemittels mechanisch gekuppelt, damit er sich mit diesem gemeinsam bewegt. Wenn er in der in Fig. 1 dargestellten Weise angeordnet ist, d.h. in dem Strahlengang des Lesestrahls, dient der Spiegel 22 zum Umleiten des Strahlengangs des Lesestrahls, um ihn in Deckung und in Synchronismus mit der Spur 12 zu halten, und zwar in Abhängigkeit von dem, was durch die Fehlerkorrektursignale verlangt wird, und in der im folgenden beschriebenen Weise.

Zu diesem Zweck enthält die Strahlsteuervorrichtung 26 elektromagnetische Einrichtungen, die auf den orthogonalen Achsen X-X, Y-Y und in unmittelbarer Nähe des Magneten 52 und des Spurverfolgungsspiegels 22 angeordnet sind. Insbesondere

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umfassen diese Einrichtungen ein erstes Paar Ablenkspulen 58, 59, die axial in der Achse X-X ausgerichtet sind, und ein zweites Paar Spulen 60, 61, die axial in der Achse Y-Y ausgerichtet sind.

Aus Darstellungsgründen wird angenommen, daß die Achse X-X mit einem Radius der Platte in dem Punkt zusammenfällt,.in welchem die Spur 12 gerade gelesen wird, und daß die Achse Y-Y die Spur in dem Lesepunkt berührt. Infolgedessen dient eine Drehung des Spiegels 22 um die Achse X-X zum Verschieben des Lesestrahls parallel zu der Achse Y-Y und so zum Korrigieren eines Geschwindigkeits- oder Synchronismusfehlers. Andererseits wird durch eine Drehung des Spiegels um die Achse Y-Y der Strahl parallel zu der Achse X-X abgelenkt und so eine Radialverfolgungskorrektur vorgenommen.

Die Ablenkspulen sind, wie in Fig. 2 angegeben, Luft spulen, die jeweils paarweise in Öffnungen angeordnet sind, welche in dem Gehäuse 40 axial in einer Linie liegen. Zur Verbesserung der Empfindlichkeit sind die Spulen in Positionen angeordnet, die sich so nahe wie möglich bei einem Dämpfer 62 befinden, welcher den Magneten 52 umgibt. Dieser Dämpfer wird im folgenden ausführlich beschrieben. In geeigneter Weise sind, wie in Fig. 4 angegeben, die Spulen 58, 59, welche der Achse X-X entsprechen, elektrisch in Reihe geschaltet und ihre gegenseitige Verbindung ist so ausgelegt, daß bei einer Erregung durch ein Radialkorrektursignal aus dem Verstärker 36 die in den Spulen erzeugten elektromagnetischen Felder eine Richtung und eine Stärke annehmen, die

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von der Polarität und der Amplitude des angelegten Radialkorrektursignals abhängig sind. Dieses induzierte Feld wirkt so mit dem Feld des Magneten 52 zusammen, daß der Magnet und sein Spiegel 22 um die Achse Y-Y geschwenkt werden, um eine korrekte radiale Deckung des Lesestrahls mit der Spur 12 herzustellen. In Fig. 4 ist die Achse Y-Y zu der Zeichenebene senkrecht.

Ebenso, wenn die Spulen 60,61, die der Achse Y-Y entsprechen, durch ein Synchronismuskorrektursignal erregt werden, erzeugen die in den Spulen erzeugten Felder in Zusammenwirkung mit dem Feld des Magneten 52 eine Schwenkung des Magneten und des Spiegels 22 um die Achse X-X, so daß das Lesebündel in einer Richtung verschoben wird, die eine Korrektur des Synchronismusfehlers ergibt. Da der Aufbau der Schaltung und die Betriebsweise der Spulen der Achse Y-Y grundsätzlich mit dem übereinstimmen, was bezüglich der Spulen der Achse X-X beschrieben worden ist, ist es nicht erforderlich, anhand der Schaltung von Fig. 4 zu beschreiben, was sich bezüglich der Achse Y-Y abspielt.

Wie oben erwähnt, ist eine photoelektrische Spurverfolgungseinrichtung der beschriebenen Art mit einer stark ausgeprägten mechanischen Resonanz behaftet, weil ihre mechanische Dämpfung von Natur aus gering ist. Zum Ausbalanzieren dieser Resonanz, die sich durch eine zufällige und unkonntrollierte Bewegung des Magneten 52 und des Spiegels 22 um den Tragzapfen 50 herum ausdrückt, ist eine Dämpfungseinrichtung 62 vorgesehen, die dazu dient, dieser Bewegung entgegen-

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zuwirken. Gemäß Fig. 5 weist dieser Dämpfer einen kreisförmigen Ring oder eine Schale 62 auf, die aus einem leitenden Material besteht und in einer dem Magneten 52 benachbarten Zone angeordnet ist. Gemäß Fig. 3 ist der Ring 62 auf einer unteren Platte 64 des Gehäuses in unmittelbarer Nähe des Magneten 52 abgestützt, so daß er diesen vollständig umgibt. Die Annäherung des Ringes 52 in bezug auf die Anordnung aus dem Magneten 52 und dem Spiegel 22 legt den Grad an auszuübender Dämpfung fest. Der Ring 62 soll jedoch einen ausreichenden Abstand von dem Magneten haben, um zu verhindern, daß der Magnet und sein Spiegel bei ihrer Drehung um den Tragzapfen 50 behindert werden. Es wird die Konfiguration des Ringes 62 gewählt, um eine wirksame symmetrische Dämpfung um die Achsen X-X und Y-Y zu gewährleisten. Es sei angemerkt, daß auch eine im wesentlichen symmetrische Dämpfung erzeugt werden kann, wenn eine Reihe von leitenden Elementen vorgesehen wird, die die Achsen X-X und Y-Y schneiden und in zweckmäßigen Positionen neben den Ablenkspulen 58,59 und 60,61 angeordnet sind.

Die Fig. 2 und 3 zeigen, daß die elektromagnetischen Ablenkspulen 58,59 und 60, 61 im Innern des Gehäuses 40 angeordnet sind, wobei sie in nichtleitendem Kontakt mit dem Rand des Dämpfungsringes 62 sind. In einer Ausführungsform der Erfindung besteht der Ring 62 zwar aus Kupfer, es ist jedoch klar, daß dieser Dämpfungsring aus jedem anderen nichtferromagnetischen Leitermaterial bestehen kann.

Der Dämpfungsring 62, der in der in den Fig. 2 und 3 ange-

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gebenen Weise angebracht ist, befindet sich in dem durch den Magneten 52 erzeugten Magnetfeld (Fig. 6), so daß eine Bewegung des Magneten 52 zu einer Verschiebung des erzeugten Magnetfeldes quer durch den Ring 62 führt. Dieses bewegliche Feld, das in den Ring 62 in derselben Weise eindringt, in der es die umgebende Luft durchquert, erzeugt in dem Ring Wirbelströme. Diese Wirbelströme erzeugen ihrerseits eine elektromagnetische Kraft, die mit dem Feld des Magneten 52 reagiert, indem sie diesem Feld entgegenwirkt. Diese Reaktion der induzierten elektromagnetischen Kraft mit dem Feld des Magneten dient zum Bremsen der unerwünschten Bewegungen des Magneten, die auf seine mechanische Resonanz zurückzuführen sind.

Eine Bewegung der aus dem Magneten und dem Spiegel bestehenden Anordnung erzeugt eine elektromagnetische Kraft in dem Dämpfer. Diese Kraft ist jedoch proportional zu der Geschwindigkeit der Anordnung. Da die Geschwindigkeit der Verschiebung der Anordnung aus dem Magneten und dem Spiegel im Zustand mechanischer Resonanz sehr groß ist, ist die entsprechende elektromagnetische Kraft groß. Andererseits, wenn die Anordnung aus dem Magneten und dem Spiegel absichtlich verschoben wird, beispielsweise bei dem Anlegen von Korrektursignalen an die Spulen 58, 59 und/oder an die Spulen 60, 61, ist die Geschwindigkeit dieser Verschiebung relativ gering, so daß die entsprechende elektromagnetische Kraft klein ist. Daraus folgt, daß eine Dämpfung der unerwünschten Bewegungen der Anordnung aus dem Magneten und dem Spiegel im Resonanzzustand erfolgt, ohne daß eine erwünschte Ver-

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Schiebung der Anordnung mit niedriger Geschwindigkeit gehemmt wird.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird der Dämpfungsring 62 nicht benutzt, sondern durch eine elektronische Dämpfungseinrichtung ersetzt, die dieselbe Funktion erfüllt. Insbesondere ist, wie in den Fig. 7 und 8 dargestellt, eine Strahlsteuervorrichtung 26' vorgesehen, die zum überwiegenden Teil der Strahlsteuervorrichtung 26 der Hauptausführungsform entspricht, wobei aber kein Dämpfungsring vorgesehen ist. In dieser Ausführungsform werden erneut ein Magnet, ein Spiegel und eine SchwenkabStützung benutzt, die mit denen der vorhergehenden Ausführungsform identisch sind. Die Ausführungsform von Fig. 7 und 8 unterscheidet sich von der Hauptausführungsform dahingehend, daß einer der Ablenkelektromagnete jedes Paares als üämpfungseinrichtung benutzt wird. Insbesondere sind, wie in Fig. 7 angegeben, Paare von Elektromagneten 58',59' und 60', 61' in der Nähe des Magneten 52 angeordnet, so daß eine enge magnetische Kopplung mit diesem besteht, aber sie sind jedoch noch in ausreichendem Abstand angeordnet, um eine gewünschte Verschiebung des Magneten 52 um den Tragzapfen zu gestatten. Auch in diesem Fall wird zur Vereinfachung der Darlegungen nur ein einzelnes Paar von Elektromagneten betrachtet, nämlich in diesem Fall die Spulen 58' und 59', die der Achse X-X entsprechen.

Fig. 8 zeigt die Art, in der die Spule 59' angeordnet ist, um längs der Achse X-X einen elektronischen Dämpfer für den

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Magneten 52 und den Spiegel 22 zu bilden. Es sei zunächst angemerkt, daß jetzt allein die Spule 58' als Ablenkvorrichtung benutzt wird, die auf eine Erregung durch Korrektursignale aus dem Verstärker 36' reagiert und ein Feld erzeugt, das mit dem des Magneten 52 reagiert. Die Spule 59' erfüllt andererseits die Aufgabe einer Abfühlspule, weil eine unerwünschte Bewegung des Magneten 52 in dieser Spule eine Spannung erzeugt, die zu der Geschwindigkeit der unerwünschten Bewegung proportional ist. Diese Spannung wird in dem Verstärker 66 verstärkt und über den Verstärker 36' an die Ablenkspule 58' gegenphasig zu einer Spannung angelegt, die, wenn sie an die Spule 58' angelegt würde, die vorgenannte unerwünschte Bewegung hervorrufen würde. Der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 66 wird durch die einstellbare Impedanz 68 oder durch eine ähnliche Verstärkungsfaktorsteuereinrichtung gesteuert, um an den Verstärker 36' die gewünschte Korrekturspannung abzugeben. Ein Vorteil der Variante von Fig. 7 und 8 besteht offenbar in der Beseitigung des Dämpfungsringes 62. Es sei jedoch angemerkt, daß in der Strahlsteuervorrichtung 26' von Fig. 8 eine Verringerung der Ablenkempfindlichkeit im Verhältnis 2:1 im Vergleich zu der Steuervorrichtung 26 von Fig. 5 erzeugt wird. Die Ausführungsform von Fig. 5 arbeitet nämlich mit zwei Ablenkspulen auf jeder der orthogonalen Achsen, um eine Radialverfolgungs- und eine Zeitbasiskorrektur vorzunehmen, während die Variante eine einzige Ablenkspule auf jeder der orthogonalen Achsen benutzt.

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   j Strahl steuervorrichtung, die in einem optischen Bildwiedergabesystem verwendbar ist, in welchem eine in einer spiralförmigen Spur gespeicherte Programminformation durch Abtastung der Spur mit Hilfe eines Strahls optischer Energie gelesen wird und in welchem zwei Signale zur Radialverfolgungskorrektur und zur Synchronismuskorrektur des Strahls gegenüber der Spur erzeugt werden, gekennzeichnet durch: einen ringförmigen und axial gepolten ersten Magneten; durch einen zweiten Mageten mit axialer Polung, der ein zugeordnetes Lager aufweist und in derselben Richtung wie der erste Magnet gepolt ist;

   durch einen Halter, der einen Tragzapfen aufweist, welcher mit dem lager zusammenwirkt, damit der zweite Magnet koaxial in bezug auf den ersten Magnet geschwenkt werden kann, und der diesem so genähert ist, daß der zweite Magnet magnetisch auf dem Drehzapfen gehalten wird, aber frei eine Neigungsbewegung in bezug auf zwei orthogonale Achsen ausführen kann; durch ein optisches Element, das so positioniert ist, daß

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   ORIGINAL INSPECTED

   der "'.rahl zu ihm gelangt, und das an dem zweiten Magnet befestigt ist, so daß es sich mit diesem verschiebt, um .den durch den Strahl verfolgten Weg zu modifizieren; durch eine elektromagnetische Einrichtung, die längs einer der Achsen in unmittelbarer Nähe des zweiten Magneten angeordnet ist und auf eines der Korrektursignale anspricht, um ein Magnetfeld zu erzeugen, dessen Größe und Richtung durch die Amplitude und die Polung des angelegten Korrektursignals festgelegt sind, um in Zusammenwirkung mit dem Feld des zweiten Magneten eine gewünschte Verschiebung des optischen Elements um die andere Achse zu erzeugen; und durch eine Dämpfungseinrichtung, die ^u einer dem zweiten Magneten benachbarten Zone angeordnet ist und auf den Magnetfluß des Feldes des zweiten Magneten reagiert, um eine entgegenwirkende elektromagnetische Kraft zu erzeugen, die in Zusammenwirkung mit dem Feld des zweiten Magneten eine Störbewegung des zweiten Magneten um den Drehzapfen bremst, ohne die gewünschte Verschiebung des optischen Elements zu hemmen.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung ein leitendes Element aufweist, welches in bezug auf den zweiten Magneten so orientiert ist, daß durch den Fluß des Magneten erzeugte Wirbelströme in diesem Element fließen, wenn er diese Störbewegung ausführt, um die entgegenwirkende elektromagnetische Kraft zu erzeugen.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Element den zweiten Magneten im wesentlichen

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   vollständig umschließt.

   A. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Element einen Kupferring aufweist.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung ein induktives Element aufweist.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das induktive Element ein Dämpfungssteuersignal proportional zu der zufälligen Bewegung erzeugt und daß die Strahlsteuervorrichtung außerdem Einrichtungen enthält zum Anlegen des Steuersignals an die elektromagnetische Einrichtung, um die Störbewegung des zweiten Magneten zu bremsen.

   7 L -i 8 Ii 5 / 0 9 7 8