DE69216444T2

DE69216444T2 - Informationsauslesesystem sowie Aufzeichnungsträger und Ausleseanordnung für Anwendung in einem derartigen System

Info

Publication number: DE69216444T2
Application number: DE69216444T
Authority: DE
Inventors: Yvonne Astrid Boersma; James Howard Coombs; Uijen Cornelis Marinus Joh Van
Original assignee: Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1991-03-07
Filing date: 1992-03-03
Publication date: 1997-07-10
Anticipated expiration: 2012-03-04
Also published as: JP3081347B2; EP0502582B1; NL9100408A; US5255263A; JPH0589470A; EP0502582A1; DE69216444D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Informationsauslesesystem mit einem Informationsträger und einer Ausleseeinrichtung, in welchem System der Informationsträger zumindest zwei parallele Spuren hat, die in Spurrichtung gesehen in elementare Gebiete unterteilt sind, wobei die die Grenzen zwischen den elementaren Gebieten festlegenden Grenzpositionen in einer Richtung quer zur Spurrichtung ausgerichtet sind, wobei in den parallelen Spuren mit Hilfe von Informationsmustern, die Marken und Zwischengebiete umfassen, Informationen aufgezeichnet worden sind, wobei die Übergänge zwischen den Marken und den Zwischengebiete im wesentlichen mit den Grenzpositionen zusammenfallen, wobei der Einfluß einer Marke auf Strahlung sich von dem Einfluß der Zwischengebiete auf diese Strahlung unterscheidet, wobei die Einrichtung ein optisches System umfaßt zum Richten eines Strahlenbündels mittels des Informationsmusters auf ein Detektionssystem, wobei das Strahlenbündel dem Informationsmuster entsprechend moduliert wird, wobei das optische System Mittel umfaßt zum Fokussieren des Strahlenbündels auf das Informationsmuster, wobei von dem Strahlenbündel ein Abtastfleck auf dem Informationsmuster gebildet wird und das genannte Detektionssystem eingerichtet ist, zumindest ein Detektionssignal in Abhängigkeit von der Modulation des Strahlenbündels zu erzeugen, wobei die Einrichtung Mittel umfaßt zum Abtasten des Aufzeichnungsträgers mit Hilfe des Abtastflecks entlang einer Linie, die im wesentlichen in der Mitte zwischen den genannten beiden parallelen Spuren liegt, wobei der gegenseitige Abstand zwischen den beiden parallelen Spuren so klein ist, daß die beiden parallelen Spuren zumindest teilweise von dem Strahlenbündel abgetastet werden, wobei die Einrichtung Signalerzeugungsmittel umfaßt zum Wiederherstellen der aufgezeichneten Information auf Basis der Detektionssignale.
Die Erfindung betrifft auch einen Aufzeichnungsträger und eine Ausleseeinrichtung zur Verwendung in dem System.
Ein System der eingangs erwähnten Art ist aus EP-A-0 376 626 bekannt. Bei dem in diesem Schriftstück beschriebenen System wird ein Aufzeichnungsträger verwendet, bei dem die vier möglichen verschiedenen Muster, die von zwei radial benachbarten elementaren Gebieten gebildet werden können, die vier möglichen Werte einer vierwertigen Informationseinheit bestimmen. Ein Amplitudensignal, das eine Anzeige für die Gesamtintensität des modulierten Strahlenbündels ist, und ein radiales Push-Pull-Signal, das eine Anzeige für den Intensitätsunterschied in zwei Hälften des Querschnitts des modulierten Strahlenbündels ist, werden als Detektionssignale abgeleitet. Das modulierte Bündel wird entlang einer der Spurrichtung entsprechenden Linie in zwei Teile unterteilt. Um die aufgezeichnete Information zurückzuerhalten, werden die Signalwerte der zwei Detektionssignale zu den Zeitpunkten, zu dem die Mitte des Abtastflecks die Mitten der elementaren Gebiete abtastet, verwendet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Informationsauslesesystem der eingangs erwahnten Art zu verschaffen, mit dem eine größere Informationsdichte auf dem Aufzeichnungsträger erhalten werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verteilung von Marken und Zwischengebieten über Gruppen aus zumindest zwei mal zwei elementaren Gebieten eine Anzeige für die aufgezeichnete Information ist, wobei die Signalrückgewinnungsmittel eingerichtet sind, die aufgezeichnete Information aus den Signalwerten der Detektionssignale zu den Zeitpunkten, zu denen die Mitte des Abtastflecks die Grenzpositionen durchläuft, wiederherzustellen.
In dem erfindungsgemäßen System ist es möglich, eine sehr geringe Lange der elementaren Gebiete zu verwenden. Dies führt zu einer sehr hohen Informationsdichte.
Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Informationssystems ist dadurch gekennzeichnet, daß die Spuren in Spurpaaren aus zwei aneinandergrenzenden Spuren gruppiert sind, wobei jede Spur nur Teil eines einzigen Spurpaares ist und jede Gruppe aus zwei mal zwei elementaren Gebieten aus einem Spurpaar eine Bitkombination aus zwei Logikbits repräsentiert, wobei die Abtastmittel eingerichtet sind, die Spuren gemäß im wesentlichen in der Mitte der Spurpaare gelegener Abtastbahnen abzutasten.
Eine weitere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die sechzehn verschiedenen Informationsmuster, die innerhalb der Gruppen aus zwei mal zwei elementaren Gebieten möglich sind, in vier Konfigurationsgruppen aus vier verschiedenen Mustern unterteilt sind, wobei jede Konfigurationsgruppe eine der vier möglichen Bitkombinationen repräsentiert, die mit zwei Bits möglich sind, und wobei in jeder Konfigurationsgruppe zwei zuvor bestimmte, in zwei verschiedenen Spuren liegende, benachbarte elementare Gebiete vier verschiedene Teilmuster bilden.
Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß das von dem Spurpaar gebildete Informationsmuster in der Spurrichtung für jede beliebige Reihe aufzuzeichnender Informationsbits erweitert werden kann.
In den beiden letztgenannten Ausführungsformen werden zu jedem Abtastzeitpunkt zwei Bits der ausgelesenen Information zur Verfügung gestellt. Das bedeutet, daß die Bitrate der ausgelesenen Information zweimal so groß ist wie die Abtastfrequenz. Außerdem sollten beim Aufzeichnen der Information jedesmal zwei Spuren mit Informationsmustern versehen werden.
Eine Ausführungsform, bei der die Bitrate niedriger ist als bei den letztgenannten beiden Ausführungsformen, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Information zumindest drei parallele Spuren umfaßt, wobei jede Gruppe aus zwei mal zwei elementaren Gebieten ein einziges Logikbit repräsentiert, wobei die Abtastmittel zum Abtasten der Spuren entlang Abtastbahnen eingerichtet sind, die den Mitten zwischen jedem willkürlichen Paar aus zwei benachbarten parallelen Spuren entsprechen.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems ist dadurch gekennzeichnet, daß die sechzehn verschiedenen Informationsmuster, die innerhalb der Gruppen aus zwei mal zwei elementaren Gebieten möglich sind, in zwei Konfigurationsgruppen aus je acht verschiedenen Mustern unterteilt sind, wobei jede Konfigurationsgruppe einen der zwei möglichen Logikwerte eines Bits repräsentiert und in jeder Konfigurationsgruppe drei zuvor bestimmte elementare Gebiete acht verschiedene Teilmuster bilden.
In dieser Ausführungsform ist das Informationsmuster sowohl in der Spurrichtung als auch in der Richtung quer zu den Spuren erweiterbar. Dies hat den Vorteil, daß beim Aufzeichnen von Information nur eine Spur beschrieben zu werden braucht.
Eine weitere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl Marken in der einen der Konfigurationsgruppen gerade ist und die Anzahl Marken in den Informationsmustern der anderen Konfigurationsgruppe ungerade ist.
Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß es für die Rückgewinnung genügt, nur das von dem Amplitudendetektor gelieferte Signal zu verwenden.
Eine weitere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungsträger von einer Art ist, bei der der Einfluß der Marken auf die Phase des Strahlenbündels sich von dem Einfluß der Zwischengebiete auf diese Phase unterscheidet, wobei das Detektionssystem einen Amplitudendetektor zum Abgeben eines Amplitudensignals umfaßt, dessen Signalwert eine Anzeige für das Ausmaß ist, in dem das Strahlenbündel von dem Muster aus Marken und Zwischengebieten am Ort des Abtastflecks beeinflußt wird, und einen Push-Pull-Detektor zum Ableiten eines Push-Pull- Signals aus der Intensitätsverteilung in dem Querschnitt des von dem Informationsmuster beeinflußten Strahlenbündels, wobei die Signalerzeugungsmittel eingerichtet sind, die Information auf Basis der Signalwerte des Amplitudensignals und des Push-Pull- Signals zu den Zeitpunkten, zu denen die Mitte des Abtastflecks die Grenzpositionen durchläuft, abzuleiten.
Diese Ausführungsform beruht unter anderem auf der Erkenntnis, daß außer dem Amplitudensignal auch die verschiedenen Push-Pull-Signale Information über das aufgezeichnete Informationsmuster umfassen. Durch Verwendung beider Arten von Signalen sind Informationsmuster mit sehr hoher Dichte in der Spurrichtung sowie sehr hoher Spurdichte zuverlässig auslesbar. Statt die Leseinformation aus dem Amplitudensignal und einem oder mehreren Push-Pull-Signalen abzuleiten, ist es auch möglich, die Information allein auf Basis von Push-Pull-Signalen zurückzugewinnen.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems ist dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungsträger von einer magnetooptischen Art ist, wobei das Detektionssystem einen polarisierenden Strahlteiler umfaßt zum Aufspalten des modulierten Strahlenbündels in ein erstes Teilbündel von Strahlung mit einer ersten Polarisationsrichtung und ein zweites Teilbündel von Strahlung mit einer zweiten Polarisationsrichtung, die nahezu senkrecht zur ersten Polarisationsrichtung steht, wobei jeder Push-Pull-Detektor einen ersten Differenzdetektor zum Detektieren von Intensitätsunterschieden im ersten Teilbündel und einen zweiten Differenzdetektor zum Detektieren von Intensitätsunterschieden im zweiten Teilbündel umfaßt.
Durch Verwendung von Differenzdetektion wird der Einfluß von Rauschen auf die Push-Pull-Signale erheblich verringert.
Eine Ausführungsform des Systems ist dadurch gekennzeichnet, daß die Informationsmuster in den beiden parallelen Spuren periodische Unterbrechungen haben, in denen optisch detektierbare Steuermuster aufgenommen worden sind, die die Position einer in der Mitte zwischen den beiden parallelen Spuren liegenden, imaginären Linie festlegen, wobei die Einrichtung Mittel zum Ableiten von Steuersignalen zum Steuern des Abtastens der parallelen Spuren auf Basis der von Teildetektoren beim Abtasten der Steuermuster erzeugten Detektionssignale umfaßt.
In dieser Ausführungsform wird die Ableitung der Steuersignale beim Abtasten nicht von den Informationsmustern beeinflußt. Dies hat den Vorteil, daß es nicht notwendig ist, zusätzliche Anforderungen an die Codierung der aufgezeichneten Information zu stellen.
Weitere Ausführungsformen und ihre Vorteile sind in der Zeichnung dargestellt und werden anhand der Figuren 1 bis 20 im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1a eine Draufsicht des Aufzeichnungsträgers,
Fig. 1b einen Teil dieser Draufsicht in stark vergrößertem Maßstab und
Fig. 1c einen Querschnitt dieses vergrößerten Teils,
Fig. 2 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Informationsauslesesystems,
Fig. 3a, 3b, 3c und 3d die Beziehung zwischen der Position einer Marke in dem Abtastfleck und der Leistungsverteilung innerhalb des von dem modulierten Strahlenbündel auf dem Detektionssystem erzeugten Strahlungsflecks,
Fig. 4 eine Ausführungsform eines Detektionssystems,
Fig. 5 eine Ausführungsform eines geeigneten Informationsmusters zur Verwendung auf dem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträger,
Fig. 6a, ..., 6g Beispiele für Informationsmuster, die beim Abtasten von dem Abtastfleck überdeckt werden können,
Fig. 7 eine Beziehung zwischen von dem Abtastfleck überdeckten Informationsmustern und einer Vielzahl von dadurch definierten Signalen,
Fig. 8 eine Ausführungsform einer Signalrückgewinnungsschaltung,
Fig. 9 eine Wahrheitstafel zur Erläuterung der Funktion der Logikschaltung in der Signalrückgewinnungsschaltung,
Fig. 10 eine Ausführungsform eines Steuermusters aufgrund dessen ein Spurfolgefehler abgeleitet werden kann und
Fig. 11 eine Ausführungsform zum Ableiten eines auf den Steuermustern beruhenden Spurfolgefehlersignals,
Fig. 12, 13, 14 und 15 Informationsmuster zur Veranschaulichung verschiedener Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems,
Fig. 16 eine Schaltung zum Ableiten der aufgezeichneten Information,
Fig. 17 ein Funktiondiagramm zur Veranschaulichung der von der Schaltung von Fig. 16 ausgeführten Funktion,
Fig. 18 den Einfluß einer magnetooptischen Schicht auf die Polarisation einfallender Strahlung,
Fig. 19 den Einfluß einer magnetooptischen Schicht auf die Phase der detektierten Strahlung und
Fig. 20 ein Detektionssystem zum Detektieren von Push-Pull-Signalen beim Abtasten magnetooptischer Aufzeichnungsschichten.
Fig. 1a ist eine Draufsicht eines Aufzeichnungsträgers 1 zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Informationsauslesesystem. Der Aufzeichnungsträger 1 umfaßt parallele Spuren, die in dieser Ausführungsform nahezu konzentrisch zueinander sind. Fig. 1b zeigt in stark vergrößertem Maßstab einen Teil der Draufsicht des Aufzeichnungsträgers mit darin zwei nebeneinander liegenden Spuren 2a und 2b. Beide Spuren umfassen elementare Gebiete konstanter Länge (0,5 L) und einer der Breite (B) einer Spur entsprechenden Breite. Die Grenzen zwischen den elementaren Gebiete werden mit den Bezugszeichen 80 angedeutet. Diese Grenzen sollen im weiteren als Grenzpositionen bezeichnet werden. Die Grenzpositionen der parallelen Spuren sind in einer Richtung quer zu den Spuren 2a und 2b ausgerichtet. Eine Anzahl der elementaren Gebiete ist von Marken belegt, die mit den Bezugszeichen 3 angedeutet werden. Das Bezugszeichen 3a gibt die Gebiete zwischen den Marken 3 an. Diese Gebiete sollen im weiteren als Zwischengebiete bezeichnet werden. Die Marken sind so angebracht, daß die Übergänge zwischen Zwischengebieten 3a und Marken 3, in Spurrichtung gesehen, nahezu mit den Grenzpositionen 80 zusammenfallen. Die aufgezeichnete Information wird durch das Muster aus Marken 3 und Zwischengebieten 3a definiert. Die Marken 3 sind von einer Art, deren Einfluß beispielsweise auf die Phase reflektierter oder durchgelassener Strahlung sich vom Einfluß der Zwischengebiete 3a auf die Phase reflektierter oder durchgelassener Strahlung unterscheidet. Solche Marken können Vertiefungen (Pits) in einer reflektierenden Oberfläche sein. Fig. 1c zeigt als Beispiel einen Querschnitt des Aufzeichnungsträgers für den Fall, daß die Marken 3 Pits sind. Die pitförmigen Marken in Fig. 1c werden in einem transparenten Substrat 5 angebracht, auf dem eine reflektierende Schicht 6 aufgebracht wird. Die reflektierende Schicht 6 kann mit einer Schutzschicht 7 überzogen werden.
Fig. 2 zeigt eine Ausleseeinrichtung zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Informationsauslesesystem. Die Einrichtung umfaßt eine Strahlungsquelle 8, beispielsweise einen Halbleiterlaser zur Generierung eines Strahlenbündels 10, das mit einem Linsensystem 9a, 9b auf die reflektierende Schicht 6 projiziert wird. Das Strahlenbündel wird mit Hilfe eines Objektivs 9b des Linsensystems zu einem kleinen Abtastfleck auf der Schicht 6 fokussiert. In Fig. 1b wird der Abtastfleck schematisch dargestellt, durch das Bezugszeichen 14 angedeutet. Es sei bemerkt, daß tatsächlich der Abtastfleck keine scharfe Begrenzung hat, so wie in Fig. 1b gezeigt. Beispielsweise hat die mit einer homogenen Pupillenausfüllung des Fokussierungsobjektivs erhaltene Intensität eines Abtastflecks einen Intensitätsverlauf, der als Airy-Profil bekannt ist. Der Durchmesser eines solchen Abtastflecks entsprechend dem FWHM-Kriterium (FWHM = Full-Width-Half-Maximum; Halbwertsbreite) ist ungefähr gleich 0,5 λ/NA, wobei λ die Wellenlänge der Strahlung und NA die numerische Apertur des Fokussierungsobjektivs 9b ist. Die in der Praxis verwendeten Fokussierungsobjektive haben eine numerische Apertur von ungefähr 0,5, so daß der Durchmesser des Abtastflecks dann ungefähr gleich der Wellenlänge der Strahlung ist. Der Abstand zwischen den Spuren 2a und 2b wird so klein gewählt, daß die beiden Spuren zumindest teilweise abgetastet werden, wenn der Abtastfleck für einen Abtastbetrieb verwendet wird, bei dem die Mitte einer Linie 18 folgt, die in der Mitte zwischen den Spuren liegt. Der Aufzeichnungsträger 1 wird mittels eines Antriebsystems 16 um seine Achse gedreht, wobei die Mitte 17 des Abtastflecks 14 im wesentlichen auf die Linie 18 gerichtet ist. Somit werden die Informationsmuster in den zwei Spuren 2a und 2b gleichzeitig in einer durch einen Pfeil 15 angegebenen Richtung abgetastet. Die an den Informationsmustern reflektierte Strahlung wird mittels eines Objektivs 9b und eines Strahlteilers 11, beispielsweise einem teildurchlässigen Spiegel, und einer Linse 19 auf ein strahlungsempfindliches Detektionssystem 12 projiziert. Die Intensität des reflektierten Strahlenbündels wird infolge der Informationsmuster am Ort des Abtastflecks 14 moduliert. Da die Marken 3 im Vergleich zu den Zwischengebieten 3a einen anderen Einfluß auf die Phase der Strahlung haben, hängt die Intensitätsverteilung in dem Querschnitt des Strahlenbündels von dem Muster belegter und nicht belegter elementarer Gebiete ab, das von dem Abtastfleck überdeckt wird.
Für eine ausführliche Beschreibung der Abhängigkeit der Intensitätsverteilung in dem Querschnitt des Strahlenbündels sei auf das Buch "Principles of Optical Disc Systems" S. 17 bis 23 verwiesen.
Die Auswirkung der Position einer Marke auf die Intensitätsverteilung in dem reflektierten Strahlenbündel wird in Fig. 3a und 3b veranschaulicht.
Fig. 3a zeigt eine Marke 3, die bezüglich einer Linie 30 durch die Mitte des Abtastflecks 14 asymmetrisch liegt. Das Bezugszeichen 31 deutet einen Strahlungsfleck an, der von dem modulierten Strahlenbündel auf einer Detektionsfläche des Detektionssystems 12 erzeugt wird. Der Umfang des Strahlungsflecks 31 wird unter anderem durch die Abmessungen der Pupille des Fokussierungsobjektivs 9b definiert. Die Linie 30 in dem Abtastfleck 14 auf dem Aufzeichnungsträger 1 entspricht einer Linie 32 durch die Mitte 35 in dem Strahlungsfleck 31 auf der Detektionsfläche des Detektionssystems. Die Richtung der Linie 32 entspricht der Abtastrichtung, die durch den Pfeil 15 angegeben wird. Eine Linie 33 durch die Mitte 17 des Abtastflecks 14 und senkrecht zur Linie 30 entspricht einer Linie 34 durch die Mitte des Strahl ungsflecks 31 senkrecht zu der Linie 32. Die Richtung der Linie 34 entspricht einer Richtung quer zur Abtastrichtung. Die Richtung der Linie 33 wird als radiale Richtung bezeichnet. Die asymmetrisch zur Linie 30 in dem Abtastfleck 14 liegende Marke 3 führt zu einer Differenz in der in den Teilen 31a und 31b des Strahlungsflecks 31 empfangenen Strahlungsleistung, welche Teile durch die Linie 32 festgelegt werden. Diese Differenz nimmt ab, wenn die Position der Marke 3 sich weiter zur Mitte des Abtastflecks 14 hin bewegt, bis die Differenz bei einer symmetrischen Lage der Marke 3 bezüglich der Linie 30 gleich null wird. Bei einer weiteren Bewegung der Marke 3 wird eine Differenz in der in den Teilen 31a und 31b empfangenen Leistung erzeugt, wobei die Differenz ein Vorzeichen hat, das dem der Differenz bei einer Lage der Marke 3 oberhalb der Linie entgegengesetzt ist.
Fig. 3b zeigt eine Marke, die bezüglich der Linie 33 asymmetrisch liegt. Eine solche asymmetrische Lage führt zu einer Differenz in der in den Teilen 31c und 31d des Strahlungsflecks 31 empfangenen Strahlungsleistung, welche Teile durch die Grenzlinie 34 festgelegt werden. Wenn die Marke 3 symmetrisch liegt, ist diese Differenz gleich null, wobei die Differenz ein umgekehrtes Vorzeichen hat, wenn die Marke 3 links von der Linie 33 liegt.
Fig. 4 zeigt die strahlungsempfindliche Detektionsfläche des Detektionssystems 12. Die Detektionsfläche ist entlang der Linien 32 und 34 in vier Teilgebiete 13a, 13b, 13c und 13d unterteilt, die jeweils das strahlungsempfindliche Gebiet eines Teildetektors bedecken. Das Detektionssystem 12 liefert vier Signale Va, Vb, Vc und Vd. Die Signale Va, Vb, Vc und Vd sind ein Maß für die von den Teilgebieten 13a, 13b, 13c, 13d empfangenen Strahlungsleistungen.
Eine Schaltung 40 leitet ein Signal Vppr aus den Signalen Va, ..., Vd ab, das eine Anzeige für den Wert von (Va+Vb)-(Vc+Vd) ist. Das Signal Vppr soll im weiteren als radiales Push-Pull-Signal bezeichnet werden. Eine Schaltung 41 leitet ein Signal Vppt aus den Signalen Va, ..., Vd ab, das eine Anzeige für den Wert von (Va+Vc)-(Vb+Vd) ist. Das Signal Vppt soll im weiteren als tangentiales Push-Pull-Signal bezeichnet werden. Eine Schaltung 42 leitet ein Signal Vppd aus den Signalen Va, ..., Vd ab, das eine Anzeige für den Wert von (Va+Vd)-(Vb+Vc) ist. Das Signal Vppd soll im weiteren als diagonales Push-Pull-Signal bezeichnet werden. Eine Schaltung 43 leitet ein Signal Vt aus den Signalen Va, ..., Vd ab, das eine Anzeige für Va+Vb+Vc+Vd ist. Dieses Signal Vt soll im weiteren als Amplitudensignal bezeichnet werden. Die Teildetektoren 13a, 13b, 13c und 13d bilden zusammen mit einer Schaltung 43 einen Amplitudendetektor, der das Amplitudensignal Vt als Ausgangssignal liefert, das eine Anzeige für das Ausmaß ist, in dem das Strahlenbündel von dem von dem Abtastfleck 14 abgetasteten Teil der Informationsmuster beeinflußt wird. Die Teildetektoren 13a, 13b, 13c und 13d bilden zusammen mit einer Schaltung 40 einen radialen Push-Pull-Detektor, mit dem eine Differenz in der Intensitätsverteilung innerhalb des Querschnittes des Strahlenbündels in einer der radialen Richtung auf dem Aufzeichnungsträger am Ort des Abtastflecks 14 entsprechenden Richtung detektiert wird. Die Teildetektoren 13a, 13b, 13c und 13d bilden zusammen mit einer Schaltung 41 einen tangentialen Push-Pull-Detektor, mit dem eine Differenz in der Intensitätsverteilung in einem Strahlenbündel in einer der Spurrichtung entsprechenden Richtung, auch als tangentiale Richtung bezeichnet, detektiert wird. Die Teildetektoren 13a, 13b, 13c und 13d bilden zusammen mit einer Schaltung 42 einen diagonalen Push-Pull-Detektor, mit dem die Differenz zwischen den Intensitätsverteilungen in zwei diagonalen Richtungen bestimmt wird.
Anhand von Fig. 5 soll im weiteren erläutert werden, auf welche Weise die aufgezeichnete Information durch das Muster aus Marken 3 und Zwischengebieten 3a in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträgers repräsentiert wird. In Fig. 5 repräsentiert das Muster in Spur 2a eine Folge von Bits I1, in der ein Logikwert "1" für I1 durch einen mit einer Grenzposition zusammenfallenden Übergang zwischen einer Marke 3 und einem Zwischengebiet 3a angegeben wird. Ein Logikwert "0" wird durch eine Grenzposition 80 ohne einen Übergang zwischen einer Marke 3 und einem Zwischengebiet 3a angegeben. In gleicher Weise repräsentiert das Informationsmuster in Spur 2b den Logikwert einer Folge von Bits 12.
Die Bits I1 und I2 können gleichzeitig ausgelesen werden, indem die Werte des Signals Vt und zumindest eines der Push-Pull-Signale Vppr, Vppt oder Vppd zu den Zeitpunkten, zu denen die Mitte 17 des Abtastfleck mit den Grenzpositionen 80 zusammenfällt, bestimmt werden, während der Abtastfleck die Spuren 2a und 2b entlang der Linie 18 abtastet. Das Amplitudensignal Vt wird in Fig. 8 auch als Funktion der Abtastposition dargestellt. Wie in Fig. 8 gezeigt wird, kann das Amplitudensignal Vt beim Durchlaufen der Grenzpositionen 80 fünf verschiedene Werte annehmen, abhängig von der von den Marken 3 innerhalb des Abtastflecks 14 belegten Fläche.
Fig. 6 zeigt eine Anzahl verschiedener möglicher Muster, die infolge der Marken 3 innerhalb des Abtastflecks auftreten können. In diesen Figuren liegt die Mitte 17 des Abtastflecks 14 immer auf der Linie in der Mitte zwischen den Spuren a und b am Ort einer Grenzposition 80 zwischen den elementaren Gebieten, so daß der Abtastfleck 14 jedesmal vier elementare Gebiete überdeckt.
Fig. 6a zeigt ein Muster, in dem alle vier von dem Abtastfleck überdeckten elementaren Gebiete von einer Marke 3 belegt sind. Das bedeutet, daß das Amplitudensignal Vt einen minimalen Wert A annimmt (siehe Fig. 8). Alle Push-Pull-Signale Vppr, Vppt und Vppd sind null.
Fig. 6b zeigt ein Muster ohne eine Marke 3. Das bedeutet, daß das Amplitudensignal Vt einen maximalen Wert A annimmt. Alle Push-Pull-Signale Vppr, Vppt und Vppd sind null.
Fig. 6c, d und e bilden ein Muster, in dem zwei der vier von dem Abtastfleck 14 überdeckten elementaren Gebiete von einer Marke 3 belegt sind. Das bedeutet daß das Amplitudensignal Vt einen Wert A3 nahezu in der Mitte zwischen den Werten A1 und A5 annimmt.
In Fig. 6c liegen die zwei belegten elementaren Gebiete auf der gleichen Seite der Linie 18, die die Mitte zwischen den Spuren angibt. Das bedeutet, daß das radiale Push-Pull-Signal einen von null abweichenden Wert annimmt, während die Signale Vppt und Vppd gleich null sind.
In Fig. 6d liegen die belegten elementaren Gebiete zueinander diagonal. Das bedeutet, daß das diagonale Push-Pull-Signal Vppd ungleich null ist, während das tangentiale (Vppt) und das radiale Push-Pull-Signal Vppr beide gleich null sind.
In Fig. 6e liegen die beiden belegten elementaren Gebiete auf der gleichen Seite der Grenzposition 80. Das bedeutet, daß das tangentiale Push-Pull-Signal Vppt ungleich null ist, während das diagonale (Vppd) und das radiale Push-Pull-Signal Vppr gleich null sind.
Fig. 6f zeigt ein Muster, in dem nur ein elementares Gebiet der vier elementaren Gebiete von einer Marke 3 belegt ist. Das bedeutet, daß das Amplitudensignal einen Wert A2 nahezu in der Mitte zwischen den Werten A1 und A3 annimmt. Das radiale (Vppr), das tangentiale (Vppt) und das diagonale Push-Pull-Signal Vppd sind alle ungleich null.
Fig. 6g zeigt ein Muster, in dem drei der vier elementaren Gebiete von Marken 3 belegt sind. Das bedeutet, daß das Amplitudensignal Vt einen Wert A4 nahezu in der Mitte zwischen den Werten A3 und A5 annimmt. Das radiale (Vppr), das tangentiale (Vppt) und das diagonale Push-Pull-Signal Vppd sind alle ungleich null.
Fig. 7 zeigt eine Übersicht über die sechzehn verschiedenen Muster, die von vier elementaren Gebieten gebildet werden können. Diese Muster sollen im weiteren als Codesymbole bezeichnet werden. Die Muster sind in Konfigurationsgruppen CG1, CG2, CG3 und CG4 gruppiert. Alle Muster in ein und derselben Konfigurationsgruppe repräsentieren eine Bitkombination I1, I2 mit identischen Logikwerten. Zusätzlich zu den Codesymbolen zeigt Fig. 7 auch die zugehörigen Werte des Amplitudensignals Vt und das Vorzeichen der drei Push-Pull-Signale. Auf Basis des Amplitudensignals Vt in Kombination mit einem oder mehreren der Push-Pull-Signale kann eindeutig abgeleitet werden, welche der vier möglichen Bitkombinationen I1, I2 von dem abgetasteten Codesymbol repräsentiert werden. Beispielsweise definieren das Amplitudensignal Vt und das radiale Push-Pull-Signal eindeutig die vier möglichen Bitkombinationen. Das Amplitudensignal Vt und die Push-Pull-Signale Vppt und Vppd definieren ebenfalls I1, I2 wird das Amplitudensignal nicht benötigt. Alle möglichen Bitkombinationen I1, I2 werden nämlich auch von den drei Push-Pull-Signalen Vppr, Vppt und Vppd definiert.
Wie aus der Tabelle ersichtlich ist, gibt es für jede Kombination von I1, I2 eine einmalige Kombination von Signalwerten der Signale Vppr, Vppt und Vppd. In den in Fig. 6 und 7 dargestellten Codesymbolen wird eine logische "1" durch einen Übergang zwischen Marken 3 und Zwischengebieten in Spurrichtung repräsentiert. Es ist jedoch auch möglich, ein Bit mit dem Logikwert 1 durch einen Übergang zwischen einer Marke 3 und Zwischengebieten in einer Richtung quer zu den Spuren zu repräsentieren. In diesem Fall können andere Kombinationen der Signale Vt, Vppr, Vppt und Vppd zum Ableiten der Information verwendet werden. Beispielsweise können das Amplitudensignal Vt und das tangentiale Push-Pull-Signal Vppt fur diese Ableitung verwendet werden.
Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform einer Rückgewinnungsschaltung 315 zur Ableitung des Logikwertes der Informationsbits I1, I2 aus den Signalen Vppr und Vt, die verfügbar werden, wenn das in Fig. 5 gezeigte Informationsmuster abgetastet wird. Die Rückgewinnungsschaltung umfaßt eine Takterzeugungsschaltung 110 zum Generieren eines Taktsignals cl', das eine Anzeige für die Zeitpunkte ist, zu denen die Mitte 17 des Abtastflecks 14 die Grenzpositionen 80 überquert. Dieses Taktsignal cl' steuert eine erste Abtastschaltung 111 und eine zweite Abtastschaltung 112 zum Abnehmen von Abtastwerten der Signale Vppr bzw. Vt zu den Zeitpunkten, zu denen die Mitte 17 des Abtastflecks 14 die Grenzpositionen 80 überquert. Die Abtastwerte des Signals Vppr werden einer Schwellenschaltung 113 zugeführt, die die Signalwerte der Abtastwerte mit zuvor bestimmten Schwellenwerten vergleicht. Die Schwellenschaltung 113 liefert drei Logiksignale L+, L- und Lo, die angeben, ob der Signalwert des Abtastwerts Vppr deutlich positiv, deutlich negativ oder nahezu gleich null ist. Die Abtastwerte des Amplitudensignals Vt werden einer Schwellenschaltung 114 zugeführt, die die Signalwerte der Abtastwerte mit vier Schwellenwerten N1, N2, N3 und N4 vergleicht, wie in Fig. 8 gezeigt. Die Schwellenschaltung 114 gibt mit Hilfe von Logiksignalen an, welches der fünf von den vier Schwellenwerten N1, ..., N4 definierten Signale den Signalwert des Abtastwerts des Amplitudensignals Vt enthält. Im Prinzip kann ein Drei-Bit-Logiksignal ausreichen, um dies anzugeben. In der dargestellten Ausführungsform generiert die Schwellenschaltung fünf Signale LA1, LA2, LA3, LA4 und LA5, die angeben, ob der Signalwert der Abtastwerte von Vt oberhalb der Schwelle N1, zwischen den Schwellen N1 und N2, zwischen den Schwellen N2 und N3, zwischen den Schwellen N3 und N4 oder unterhalb der Schwelle N4 liegt. Eine Logikschaltung 115 leitet die Logikwerte der Informationsbits I1 und I2 aus den Logikwerten L+, Lo, L- und LA1, ..., LA5 entsprechend den in der Wahrheitstafel von Fig. 9 gezeigten Beziehungen ab. Die Symbole X in Fig. 9 geben sogenannte "Don't cares" an.
Zur Steuerung des Abtastens ist es üblich, Steuersignale aus den von den Teildetektoren detektierten Intensitäten abzuleiten. Solche Steuersignale sind unter anderem ein Spurfolgesteuersignal, um den Abtastfleck auf die Linie 18 gerichtet zu halten, ein Fokussteuersignal, um das Abtaststrahlenbündel auf die reflektierende Schicht 6 fokussiert zu halten, und ein Taktsignal, das die Zeitpunkte angibt, zu denen die Grenzpositionen 80 zwischen den elementaren Gebiete überquert werden. Die vorstehend erwähnten Steuersignale können aus den Intensitäten abgeleitet werden, die von den Teildetektoren beim Abtasten der Informationsmuster detektiert werden.
Um beispielsweise den Abtastfleck 14 auf die Linie 18 gerichtet zu halten, kann die niederfrequente Komponente des radialen Push-Pull-Signals Vppr verwendet werden. Es ist dann jedoch erwünscht, daß beide Muster in den Spuren 2a und 2b ein gleichstromfreies Signal repräsentieren. Dies ist wünschenswert, um einen unerwünschten Einfluß auf die Ableitung des Spurfolgesteuersignals durch das Informationsmuster zu verhindern. Das bedeutet, daß beim Aufzeichnen die aufzuzeichnende Information einer zusätzlichen Codierung unterworfen werden muß.
Die Steuersignale werden vorzugsweise auf Basis von Steuermustern abgeleitet, die mit den Informationsmustern abwechseln, weil dann der Codierung im Hinblick auf die Spurfolge keine zusätzlichen Beschränkungen auferlegt zu werden brauchen.
Fig. 10 zeigt eine Ausführungsform geeigneter Steuermuster. In diesen Figuren werden Gebiete, in denen Steuermuster angebracht sind, mit dem Bezugszeichen 130 angedeutet und Gebiete, die zwei parallele Spuren mit Informationsmustern haben, mit dem Bezugszeichen 131 angedeutet. Zur Ableitung des Spurfolgefehlersignals hat das Steuermuster zwei optisch detektierbare Marken 132 und 133, die bezüglich der Linie 18 zu beiden Seiten dieser Linie 18 geringfügig versetzt sind.
Fig. 11 zeigt eine Ausführungsform einer Schaltung zum Ableiten des Spurfolgesteuersignals Vre auf Basis des von den Marken 132 und 133 auf das Amplitudensignal Vt ausgeübten Einflusses. Die Schaltung umfaßt einen Taktsignalgenerator 140 zum Generieren von Taktsignalen c11 und c12, die die Zeitpunkte angeben, zu denen der Abtastfleck die Marken 132 bzw. 133 überquert. Diese Taktsignale können mit Hilfe herkömmlicher PLL-Techniken aus dem Einfluß von Synchronisationsmarken in den Steuermustern auf das Amplitudensignal Vt abgeleitet werden.
Die Schaltung von Fig. 11 umfaßt weiterhin zwei von den Taktsignalen c11 und c12 gesteuerte Abtast-Halte-Schaltungen 141 und 142 zum Abtasten und Halten des Signalwertes des Amplitudensignals Vt zu den Zeitpunkten, zu denen die Marke 132 bzw. Marke 133 vom Abtastfleck 14 überquert werden. Die Differenz zwischen den mittels der Schaltungen 141 und 142 erhaltenen Abtastwerten wird mit Hilfe einer Differenzschaltung 143 bestimmt.
Ein diese Differenz anzeigendes Signal kann am Ausgang der Schaltung 143 erhalten werden. Dieses Signal dient als Spurfolgesteuersignal Vre. Die Ableitung des Spurfolgesteuersignals auf Basis von Steuermustern ist bisher nur grob beschrieben worden. Für eine ausführlichere Beschreibung der Ableitung der Steuersignale auf Basis von hierzu vorgesehenen Steuermustern sei unter anderem verwiesen auf die Patentschriften EP-A-0.257.703; US 4.669.077; US 4.561.082; US 4.707.816; US 4.443.870.
In dem vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen System ist der Abstand zwischen den parallelen Spuren immer derart, daß ein Abtastfleck gleichzeitig zwei Spuren abtasten kann. Um in radialer Richtung eine optimale Informationsdichte zu erhalten, ist es wünschenswert, daß die Breite zwischen den Spuren möglichst klein ist. Bei dem erfindungsgemäßen System wird nicht nur eine hohe Informationsdichte in radialer Richtung, sofern auch eine hohe Informationsdichte in der Spurrichtung erhalten, weil sehr kleine Längen der elementaren Gebiete noch immer eine beträchtlich zuverlässige Auslesung liefern. Dies alles ergibt somit eine sehr hohe Informationsdichte auf dem Aufzeichnungsträger.
In der vorstehenden Beschreibung ist die Erfindung anhand eines in Reflexion ausgelesenen Aufzeichnungsträgers mit konzentrischen Spuren erläutert worden. Es wird für den Fachkundigen deutlich sein, daß die Erfindung gleichermaßen auf Aufzeichnungsträger anwendbar ist, die in Transmission gelesen werden müssen, oder für Aufzeichnungsträger mit geradlinigen Spuren statt konzentrischer oder spiralförmiger Spuren. Schließlich sei bemerkt, daß die Anwendung der Erfindung sich nicht auf Ausführungsformen mit einem wie vorstehend beschriebenen Detektionssystem beschränkt. Es wird dem Fachmann deutlich sein, daß die Push-Pull-Signale Vppr, Vppd und Vppt auch mit andersartigen Detektionssystemen abgeleitet werden können. Zum Ableiten des radialen Push-Pull-Signals ist beispielsweise jedes Detektionssystem einer bereits zum Erzeugen der Push-Pull-Signale für die Spurfolge verwendeten Art geeignet.
Bei dem vorstehend beschriebenen Aufzeichnungsvorgang werden zwei Bits I1, I2 durch Aufteilen von Marken 3 und Zwischengebieten 3a innerhalb eines Codesymbols repräsentiert. Wie in Fig. 7 gezeigt, sind sechzehn verschiedene Codesymbole möglich. Die sechzehn verschiedenen Codesymbole können durch ein zweidimensionales Codewort Sc angedeutet werden, wie in Fig. 7 gezeigt. Die separaten Bits des 2-mal-2-Bit-Codewortes Sc werden mit C1, C2, C3 bzw. C4 bezeichnet. Die Informationsmuster in Fig. 7 werden in vier Konfigurationsgruppen CG1, CG2, CG3 und CG4 unterteilt. Die Konfigurationsgruppe CG1 umfaßt alle Codesymbole, die eine Bitkombination I1, I2 = 0, 0 repräsentieren. Jede Konfigurationsgruppe CG2, CG3 und CG4 umfaßt vier Codesymbole, so daß die vier möglichen Bitkombinationen I1, I2 = 0, 0; I1, I2 = 1, 0; I1 I2 = 0, 1 und I1, I2 = 1, 1 repräsentiert werden. Jedes Muster auf zwei radial nebeneinander liegenden elementaren Gebieten in den Spuren 2a und 2b bildet ein Teilmuster für zwei aufeinanderfolgende Codesymbole. Das Teilmuster innerhalb eines Codesymbols, das auch Teil eines früheren Codesymbols ist, soll als Symbolüberlappung bezeichnet werden. Für die vorstehend beschriebenen Codesymbole entspricht die Symbolüberlappung den Codebits C1 und C3. In jeder Konfigurationsgruppe treten die vier verschiedenen Bitkombinationen 00, 10, 02 und 11 als Werte für die Codebits C1, C3 auf. Das bedeutet, daß es für jede beliebige Folge von Bitkombinationen I1, I2 ein zugehöriges Informationsmuster gibt. In Fig. 12 wird die Bitkombination I1, I2 = 0, 0 durch die verschiedenen Codesymbole repräsentiert, die innerhalb der Kreise 122, 129, 131 und 134 liegen.
Bei den vorstehend beschriebenen Codesymbolen, die jeweils die Werte der zwei Bits der Bitkombination I1, I2 repräsentieren, ist das von den beiden parallelen Spuren gebildete Informationsmuster in einer einzigen Richtung erweiterbar. Das heißt, daß ein aus überlappenden Codesymbolen, die jeweils zwei Bits repräsentieren, bestehendes Informationsmuster in nur einer Richtung (der Spurrichtung) erzeugt werden kann. Beim Aufzeichnen von Information wird das Informationsmuster in einem aus zwei zueinander gehörenden parallelen Spuren bestehenden Spurpaar erweitert. Da das Informationsmuster nur in der Spurrichtung erweiterbar ist und somit nicht in Richtung quer zu den Spuren, kann jede Spur nur Teil eines einzigen Spurpaares sein. Um dies zu veranschaulichen, zeigt Fig. 13 zwei Spurpaare. Diese Spurpaare werden mit den Bezugszeichen 136 und 137 bezeichnet. Das Spurpaar 136 umfaßt die Spuren 2a und 2b, während das Spurpaar 137 die Spuren 2c und 2d umfaßt. Wenn die in den Spurpaaren aufgezeichnete Information gelesen wird, werden die Spurpaare entlang der Linien 138 und 139 abgetastet. Beim Überqueren jeder Grenzposition 80 werden zwei Bits der Bitkombination I1, I2 verfügbar. Das bedeutet, daß die Bitrate der ausgelesenen Information gleich zweimal der Abtastfrequenz zum Abtasten der Signalwerte des Detektionssignals beim Überqueren der Grenzpositionen 80 ist.
Statt Informationsmuster, die in einer einzigen Richtung erweiterbar sind, gibt es auch jeweils nur ein Bit repräsentierende Codesymbole, mit denen Informationsmuster erzeugt werden können, die in der Spurrichtung sowie in einer Richtung quer zur Spurrichtung erweiterbar sind. Das bedeutet, daß das Informationsmuster Codesymbole umfaßt, die einander sowohl in der Spurrichtung als auch in der Richtung quer zu den Spuren überlappen. Die sechzehn Codesymbole von Fig. 7 können dann in zwei Konfigurationsgruppen CG5 und CG6 aufgeteilt werden, wie beispielsweise in Fig. 14 gezeigt wird. Fig. 14 zeigt auch die zugehörigen zweidimensionalen Codewörter. Die Konfigurationsgruppe CG5 umfaßt 8 Codesymbole, von denen jedes ein Bit mit dem Logikwert I = 0 repräsentiert. Die Konfigurationsgruppe CG6 umfaßt die Codesymbole, die alle ein Bit mit dem Logikwert I = 1 repräsentieren. Die Codesymbole sind über die Konfigurationsgruppen so verteilt, daß alle möglichen acht verschiedenen Informationsmuster innerhalb jeder Konfigurationsgruppe bei drei vorgegebenen elementaren Gebieten vorkommen. In Fig. 14 ist dies das Muster, das den Bits C1, C2 und C3 der zweidimensionalen Codewörter CW entspricht. Hierdurch können Informationsmuster aus Codesymbolen gebildet werden, die einander in zwei Richtungen überlappen und jeweils ein Bit der aufgezeichneten Information repräsentieren. Fig. 15 zeigt ein solches Informationsmuster. Das Informationsmuster wird von drei Spuren 2a, 2b und 2c gebildet. In den Kreisen 150, ..., 189 werden Codesymbole gezeigt, die das Informationsmuster bilden. Jedes Codesymbol repräsentiert ein Bit der aufgezeichneten Information. Die Information kann durch Abtasten des Informationsmusters entlang der Linien 190 und 191 ausgelesen werden, welche die Mitten zwischen dem von den Spuren 2a und 2b gebildeten Spurpaar bzw. dem von den Spuren 2b und 2c gebildeten Spurpaar andeuten.
Bei der verwendeten Aufteilung in Konfigurationsgruppen, wie in Fig. 14 gezeigt, können die Bits des aufgezeichneten Signals nur auf Basis des Amplitudensignals Vt abgeleitet werden. Bei dieser Aufteilung ist die Anzahl elementarer Gebiete des Informationsmusters, die von einer Marke 3 belegt sind, für Konfigurationsgruppen CG5 immer geradzahlig und immer ungeradzahlig für die Konfigurationsgruppe CG6. Das bedeutet, daß der Logikwert des aufgezeichneten Signals auf Basis der Amplitude des Amplitudensignals Vt zurückgewonnen werden kann. Tatsächlich nimmt für die Codesymbole aus der Konfigurationsgruppe CG5 die Amplitude des Amplitudensignals Vt immer einen der Werte A1, A3 oder A5 an. Für die Codesymbole aus der Konfigurationsgruppe CG6 nimmt die Amplitude des Signals Vt immer einen der Werte A2 oder A4 an. Die aufgezeichnete Information kann somit mittels Amplitudendetektion ausgelesen werden.
Fig. 16 zeigt eine angepaßte Ausführungsform der Schaltung von Fig. 8, mit der die aufgezeichnete Information aus dem Amplitudensignal Vt abgeleitet werden kann. In Fig. 16 haben die Komponenten, die mit den Komponenten von Fig. 8 identisch sind, gleiche Bezugszeichen. Die Ausführungsform von Fig. 16 umfaßt eine angepaßte Logikschaltung 115', die aus den Signalen LA1, ..., LA5 den Logikwert der ausgelesenen Bits I entsprechend der Funktionstabelle von Fig. 17 ableitet.
Der Vorteil des Ableitens der aufgezeichneten Information allein auf Basis des Signals Vt ist, daß auch Informationsmuster verwendet werden können, die aus Marken zusammengestellt sind, die keinen oder nahezu keinen Einfluß auf die Phase der Strahlung haben und für die somit keine Push-Pull-Signale abgeleitet werden können. Die Rückgewinnung der Information allein auf Basis des Amplitudensignals ist vorstehend beschrieben worden. Es sei bemerkt, daß die Detektion auch auf Basis eines der Push-Pull-Signale Vppr, Vppd oder Vppt ausgeführt werden kann, wenn die Codesymbole von Fig. 14 verwendet werden. Wie in dem Amplitudensignal können nämlich fünf verschiedene Signalpegel in dem Push-Pull-Signal unterschieden werden. Die Codesymbole aus der Konfigurationsgruppe CG5 entsprechen immer dem höchsten, niedrigsten oder mittleren Signalpegel.
Die Codesymbole aus der Konfigurationsgruppe CG6 entsprechen einem der zwei anderen Signalpegel, nämlich den Signalpegeln zwischen dem mittleren Signalpegel und einem der äußersten (höchsten oder niedrigsten) Signalpegel.
Anhand der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist ein Informationsmuster in Form eines Pitmusters beschrieben worden. Ein solches Muster aus Pits beeinflußt die Phase der zurückkehrenden Strahlung, so daß die Ableitung von Push- Pull-Signalen möglich wird. Es sei bemerkt, daß die Richtung der Magnetisierung der magnetischen Domänen in magnetooptischen Materialien auch die Phase der Strahlung beeinflußt. Für eine Erklärung dieser Erscheinung sei auf den Artikel in Applied Optics, Bd. 30, Nr.2, 20. Januar 1991, S. 232-252 und den Konferenzbeitrag "Edge detection for magneto-optical data storage" von Robert T. Lynch und Marc D. Levenson der IBM Research Division verwiesen. Der Einfluß der Richtung der Magnetisierung soll im weiteren zur Veranschaulichung anhand von Fig. 18. kurz erläutert werden. In dieser Figur gibt der E-Vektor 210 die Polarisationsrichtung linear polarisierter elektromagnetischer Strahlung an. Wenn diese Strahlung auf eine magnetooptische Schicht gerichtet wird, hat das von der magnetooptischen Schicht zurückkehrende Licht eine gedrehte Polarisationsrichtung und eine Elliptizität der Polarisation, die beide von der Magnetisierungsrichtung abhängig sind. Die elliptischen Bahnen der Enden der E-Vektoren 211 und 212 der zurückkehrenden Strahlung für die zwei verschiedenen Magnetisierungsrichtungen werden mit den Ellipsen 213 und 214 angegeben. Die Drehrichtung der Polarisationsvektoren 211 und 212 ist entgegengesetzt, was mit Hilfe der Pfeile 215 und 216 veranschaulicht wird. Beim Detektieren des Einflusses von Magnetisierung der Informationsschicht auf die zurückkehrende Strahlung wird ein zurückkehrendes Strahlenbündel üblicherweise mit einem polarisierenden Strahlteiler in zwei linear polarisierte Teilbündel mit zwei zueinander senkrechten Polarisationsrichtungen aufgespalten. In Fig. 18 werden diese Polarisationsrichtungen mit den Achsen 217 und 218 angedeutet.
Die Komponente der zurückkehrenden Strahlung in der durch die Achse 217 angedeuteten X-Richtung wird mit Ex bezeichnet. Die Komponente der zurückkehrenden Strahlung in der durch die Achse 218 angedeuteten Y-Richtung wird mit Ey bezeichnet. Die Magnetisierung der Informationsschicht hat einen durch die Magnetisierungsrichtung bestimmten Einfluß auf die Amplitude der Komponenten Ex und Ey. Fig. 18 zeigt die maximalen Werte der Ex-Komponenten mittels der Referenzen Exmr und Exml für die den Ellipsen 213 und 214 entsprechende Strahlung.
Außer der Amplitude wird auch die Phase der Strahlungskomponenten Ex und Ey beeinflußt. Um dies zu veranschaulichen, zeigt Fig. 19 die Strahlung der Komponenten in der X-Richtung als Funktion der Zeit t, wobei Exl die Amplitude des E- Vektors der der Ellipse 214 entsprechenden Strahlung und Exr die Amplitude des E- Vektors der der Ellipse 213 entsprechenden Strahlung bezeichnet. Wegen der Elliptizität der Polarisation erreichen die Komponenten Exr und Exl ihren maximalen Wert zu verschiedenen Zeitpunkten. Um dies zu veranschaulichen, wird der Punkt in der Ellipse 214, der dem Zeitpunkt entspricht, zu dem Exl sein Maximum erreicht, mit dem Bezugszeichen 219 bezeichnet. Der Punkt, zu dem Exr sein Maximum erreicht, wird in der Ellipse 213 mit dem Bezugszeichen 220 bezeichnet. Dieses Zeitintervall impliziert eine Phasendifferenz Δφ wie in Fig. 19 gezeigt. Wenn das zurückkehrende Strahlenbündel mit Hilfe eines polarisierenden Strahlteilers in zwei Teilbündel mit Polarisationsrichtungen, die der X- und der Y-Richtung entsprechen, aufgespalten wird, führt diese Phasendifferenz zu einer destruktiven Interferenz in diesen Teilbündeln. Dies führt bei einer inhomogenen Verteilung der Magnetisierung innerhalb des Abtastflecks des Abtaststrahlenbündels zu einer inhomogene Verteilung der Strahlungsenergie über den Querschnitt der Teilbündel. Mit Hilfe herkömmlicher Push-Pull-Detektoren können daraus Push-Pull-Signale abgeleitet werden. Wenn die Komponente nur in der X-Richtung oder nur in der Y-Richtung detektiert wird, ist der Signal-Rauschabstand sehr schlecht, was eine zuverlässige Detektion nahezu unmöglich macht. Daher wird vorgezogen, eine Strahlungskomponente sowohl in X-Richtung als auch in Y-Richtung zu detektieren und die erforderlichen Detektionssignale aus der Differenz abzuleiten.
Fig. 20 zeigt eine geeignete Ausführungsform einer für eine solche Detektion geeigneten Einrichtung. Das Bezugszeichen 230 deutet ein Bündel linear polarisierten Lichtes an. Das Strahlenbündel 230 wird auf einen Aufzeichnungsträger 232 einer magnetooptischen Art gerichtet. Das Bündel wird von einem Objektiv 233 zu einem kleinen Abtastfleck auf der Informationsschicht des Aufzeichnungsträgers fokussiert. Das reflektierende Strahlenbündel wird am Ort des Abtastflecks entsprechend dem Muster aus magnetischen Domänen moduliert. Das reflektierte Strahlenbündel wird über einen nicht-polarisierenden Strahlteiler 231 zu einem polarisierenden Strahl teiler 234 durchgelassen. Das reflektierte Strahlenbündel wird von dem polarisierenden Strahlteiler 234 in zwei Teilbündel 230a und 230b getrennt, die jeweils eine Komponente aus linear polarisiertem Licht mit zueinander senkrechten Polarisationsrichtungen repräsentieren.
Die Teilbündel 230a und 230b werden auf zwei Push-Pull-Detektoren 235 und 236 gerichtet. Diese Push-Pull-Detektoren 235 und 236 können beispielsweise geteilte Detektoren sein, deren strahlungsempfindliche Oberfläche in zwei oder vier Teile einer einzigen Linie oder zwei Linien aufgeteilt ist
Zum Erzeugen des radialen Push-Pull-Signals werden die strahlungsempfindlichen Oberflächen der Detektoren 235 und 236 entlang der Linien 237 und 238, die eine der Spurrichtung entsprechende Richtung haben, aufgeteilt. Zum Generieren des tangentialen Push-Pull-Signals werden die Detektoren 235 und 236 entlang den Linien 239 und 240 mit einer der Richtung senkrecht zu den Spuren entsprechenden Richtung aufgeteilt. Die Detektoren 235 und 236 werden von den Linien 237, ..., 240 in vier Segmente aufgeteilt, die für den Detektor 236 mit x1, x2, x3 und x4 und für den Detektor 235 mit y1, y2, y3 und y4 bezeichnet werden.
Die von der einfallenden Strahlung in den Segmenten x1, ...,x4 und y1, ..., y4 generierten Photoströme sollen im weiteren mit Ix1, ..., Ix4 und Iy1, ..., Iy4 bezeichnet werden.
Die Push-Pull-Signale Vppt, Vppr und Vppd und das Amplitudensignal Vt zur Rückgewinnung der aufgezeichneten Information können entsprechend den folgenden Beziehungen abgeleitet werden:
Vt = (Ix1 + Ix2 + Ix3 + Ix4) - (Iy1 + Iy2 + Iy3 + Iy4)
Vppr = (Ix1 + Ix2 - Ix3 - Ix4) - (Iy1 + Iy2 - Iy3 - Iy4)
Vppt = (Ix1 - Ix2 + Ix3 - Ix4) - (Iy1 - Iy2 + Iy3 - Iy4)
Vppd = (Ix1 - Ix2 - Ix3 + Ix4) - (Iy1 - Iy2 - Iy3 + Iy4)
Es sei bemerkt, daß die Ableitung der Signale Vt, Vppr, Vppt und Vppd im Prinzip auf Basis der Photoströme nur eines der Detektoren 235 und 236 bestimmt werden kann. Der Signal-Rauschabstand der Signale ist dann so schlecht, daß eine zuverlässige Detektion in der Praxis schwer zu realisieren ist. Vorstehend ist beschrieben worden, daß die von der magnetooptischen Schicht bewirkte Elliptizität der Polarisation des zurückkehrenden Strahlenbündels einer Beeinflussung der Phase des zurückkehrenden Strahlenbündels entspricht, so daß es möglich wird, Push-Pull-Signale zu generieren. Die vorhandenen magnetooptischen Schichten sind im allgemeinen für das Erhalten einer großen Polarisationsdrehung und nicht für das Erhalten einer elliptischen Polarisation optimiert. Es sei jedoch bemerkt, daß es für das Ableiten der Push-Pull-Signale nicht notwendig ist, die elliptische Polarisation am Ort der magnetooptischen Schicht zu erhalten. Es ist auch möglich, ein optisches Element im optischen Lichtweg des zurückkehrenden Strahlenbündels anzuordnen, welches Element eine elliptische Polarisation erzeugt, die von der Polarisationsrichtung des Lichtes in dem zurückkehrenden Strahlenbündel abhängig ist. Solch ein optisches Element kann beispielsweise eine planparallele Platte sein.
Schließlich sei bemerkt, daß ein Phasenkontrast auch durch Anordnen eines ½λ-Plättchens über den halben Querschnitt des zurückkehrenden Strahlenbündels erhalten werden kann, wie in Fig. 1b des vorstehend erwähnten Konferenzbeitrages von Lynch und Levenson gezeigt wird. Ein doppeltes geteiltes Detektorsystem zur Detektion des Push-Pull-Signals ist dann nicht erforderlich.

Claims

1. Informationsauslesesystem mit einem Informationsträger (1) und einer Ausleseeinrichtung, in welchem System der Informationsträger zumindest zwei parallele Spuren (2a, 2b) hat, die in Spurrichtung (15) gesehen in elementare Gebiete unterteilt sind, wobei die die Grenzen (80) zwischen den elementaren Gebieten festlegenden Grenzpositionen (80) in einer Richtung quer zur Spurrichtung ausgerichtet sind, wobei in den parallelen Spuren mit Hilfe von Informationsmustern, die Marken (3) und Zwischengebiete (3a) umfassen, Informationen aufgezeichnet worden sind, wobei die Übergänge zwischen den Marken und den Zwischengebiete im wesentlichen mit den Grenzpositionen zusammenfallen, wobei der Einfluß einer Marke auf Strahlung sich von dem Einfluß der Zwischengebiete auf diese Strahlung unterscheidet, wobei die Einrichtung ein optisches System (Fig. 2) umfaßt zum Richten eines Strahlenbündels mittels des Informationsmusters auf ein Detektionssystem, wobei das Strahlenbündel dem Informationsmuster entsprechend moduliert wird, wobei das optische System Mittel umfaßt zum Fokussieren des Strahlenbündels auf das Informationsmuster, wobei von dem Strahlenbündel ein Abtastfleck auf dem Informationsmuster gebildet wird und das genannte Detektionssystem eingerichtet ist, zumindest ein Detektionssignal in Abhängigkeit von der Modulation des Strahlenbündels zu erzeugen, wobei die Einrichtung Mittel umfaßt zum Abtasten des Aufzeichnungsträgers mit Hilfe des Abtastflecks entlang einer Linie, die im wesentlichen in der Mitte zwischen den genannten beiden parallelen Spuren liegt, wobei der gegenseitige Abstand zwischen den beiden parallelen Spuren so klein ist, daß die beiden parallelen Spuren zumindest teilweise von dem Strahlenbündel abgetastet werden, wobei die Einrichtung Signalerzeugungsmittel umfaßt zum Wiederherstellen der aufgezeichneten Information auf Basis der Detektionssignale, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilung von Marken (3) und Zwischengebieten (3a) über Gruppen aus zumindest zwei mal zwei elementaren Gebieten eine Anzeige für die aufgezeichnete Information ist, wobei die Signalrückgewinnungsmittel (315) eingerichtet sind, die aufgezeichnete Information aus den Signalwerten der Detektionssignale zu den Zeitpunkten, zu denen die Mitte des Abtastflecks die Grenzpositionen (80) durchläuft, wiederherzustellen.

2. Informationsauslesesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spuren in Spurpaaren aus zwei aneinandergrenzenden Spuren gruppiert sind, wobei jede Spur nur Teil eines einzigen Spurpaares ist und jede Gruppe aus zwei mal zwei elementaren Gebieten aus einem Spurpaar eine Bitkombination aus zwei Logikbits repräsentiert, wobei die Abtastmittel eingerichtet sind, die Spuren gemäß im wesentlichen in der Mitte der Spurpaare gelegener Abtastbahnen abzutasten.

3. Informationsauslesesystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sechzehn verschiedenen Informationsmuster, die innerhalb der Gruppen aus zwei mal zwei elementaren Gebieten möglich sind, in vier Konfigurationsgruppen aus vier verschiedenen Mustern unterteilt sind, wobei jede Konfigurationsgruppe eine der vier möglichen Bitkombinationen repräsentiert, die mit zwei Bits möglich sind, und wobei in jeder Konfigurationsgruppe zwei zuvor bestimmte, in zwei verschiedenen Spuren liegende, benachbarte elementare Gebiete vier verschiedene Teilmuster bilden.

4. Informationsauslesesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Information zumindest drei parallele Spuren (Fig. 15) umfaßt, wobei jede Gruppe aus zwei mal zwei elementaren Gebieten ein einziges Logikbit repräsentiert, wobei die Abtastmittel zum Abtasten der Spuren entlang Abtastbahnen eingerichtet sind, die den Mitten zwischen jedem willkürlichen Paar aus zwei benachbarten parallelen Spuren entsprechen.

5. Informationsauslesesystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die sechzehn verschiedenen Informationsmuster, die innerhalb der Gruppen aus zwei mal zwei elementaren Gebieten möglich sind, in zwei Konfigurationsgruppen aus je acht verschiedenen Mustern unterteilt sind, wobei jede Konfigurationsgruppe einen der zwei möglichen Logikwerte eines Bits repräsentiert und in jeder Konfigurationsgruppe drei zuvor bestimmte elementare Gebiete acht verschiedene Teilmuster bilden.

6. Informationsauslesesystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl Marken in der einen der Konfigurationsgruppen gerade ist und die Anzahl Marken in den Informationsmustern der anderen Konfigurationsgruppe ungerade ist.

7. Informationsauslesesystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung mit einem Amplitudendetektor zum Abgeben eines Amplitudensignals versehen ist, dessen Signalwert eine Anzeige für das Ausmaß ist, in dem das Strahlenbündel von dem Muster aus Marken und Zwischengebieten am Ort des Abtastflecks beeinflußt wird, wobei die Signalrückgewinnungsmittel mit Pegeldetektionsmitteln zum Detektieren des Signalpegels des Amplitudensignals versehen sind und mit Mitteln zum Wiederherstellen der aufgezeichneten Information nur auf Basis der von den Pegeldetektionsmitteln detektierten Pegel.

8. Informationsaufzeichnungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungsträger von einer Art ist, bei der der Einfluß der Marken auf die Phase sich von dem Einfluß der Zwischengebiete auf die Phase unterscheidet, und daß die Einrichtung einen Push-Pull-Detektor zum Abgeben eines Push-Pull-Signals umfaßt, wobei die Signalrückgewinnungsmittel Pegeldetektionsmittel zum Detektieren des Signalpegels des Push-Pull-Signals umfassen, wobei die Signalrückgewinnungsmittel mit Mitteln zum Wiederherstellen der aufgezeichneten Information auf Basis der von den Pegeldetektionsmitteln detektierten Signalpegel versehen sind.

9. Informationsauslesesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Detektionssystem einen Amplitudendetektor umfaßt zum Abgeben eines Amplitudensignals, dessen Signalwert eine Anzeige für das Ausmaß ist, in dem das Strahlenbündel von dem Muster aus Marken und Zwischengebieten am Ort des Abtastflecks beeinflußt wird, wobei die Signalerzeugungsmittel eingerichtet sind, die Information auf Basis der Signalwerte des Amplitudensignals zu den Zeitpunkten, zu denen die Mitte des Abtastflecks die Grenzpositionen durchläuft, abzuleiten.

10. Informationsauslesesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungsträger von einer Art ist, bei der der Einfluß der Marken auf die Phase des Strahlenbündels sich von dem Einfluß der Zwischengebiete auf diese Phase unterscheidet, wobei das Detektionssystem einen Amplitudendetektor zum Abgeben eines Amplitudensignals umfaßt, dessen Signalwert eine Anzeige für das Ausmaß ist, in dem das Strahlenbündel von dem Muster aus Marken und Zwischengebieten am Ort des Abtastflecks beeinflußt wird, und einen Push-Pull-Detektor zum Ableiten eines Push-Pull-Signals aus der Intensitätsverteilung in dem Querschnitt des von dem Informationsmuster beeinflußten Strahlenbündels, wobei die Signalerzeugungsmittel eingerichtet sind, die Information auf Basis der Signalwerte des Amplitudensignals und des Push-Pull-Signals zu den Zeitpunkten, zu denen die Mitte des Abtastflecks die Grenzpositionen durchläuft, abzuleiten.

11. Informationsauslesesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungsträger von einer Art ist, bei der der Einfluß der Marken auf die Phase des Strahlenbündels sich von dem Einfluß der Zwischengebiete auf diese Phase unterscheidet, wobei das Detektionssystem einen Push-Pull-Detektor umfaßt zum Ableiten eines ersten und eines zweiten Push-Pull-Signals aus der Intensitätsverteilung in zwei verschiedenen Richtungen in dem Querschnitt des von dem Informationsmuster beeinflußten Strahlenbündels, wobei die Signalerzeugungsmittel eingerichtet sind, die Information aus dem ersten und dem zweiten Push-Pull-Signal abzuleiten.

12. Informationsauslesesystem nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungsträger von einer magnetooptischen Art ist, wobei das Detektionssystem einen polarisierenden Strahlteiler umfaßt zum Aufspalten des modulierten Strahlenbündels in ein erstes Teilbündel von Strahlung mit einer ersten Polarisationsrichtung und ein zweites Teilbündel von Strahlung mit einer zweiten Polarisationsrichtung, die nahezu senkrecht zur ersten Polarisationsrichtung steht, wobei jeder Push- Pull-Detektor einen ersten Differenzdetektor zum Detektieren von Intensitätsunterschieden im ersten Teilbündel und einen zweiten Differenzdetektor zum Detektieren von Intensitätsunterschieden im zweiten Teilbündel umfaßt.

13. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationsmuster in den beiden parallelen Spuren periodische Unterbrechungen haben, in denen optisch detektierbare Steuermuster aufgenommen worden sind, die die Position einer in der Mitte zwischen den beiden parallelen Spuren liegenden, imaginären Linie festlegen, wobei die Einrichtung Mittel zum Ableiten von Steuersignalen zum Steuern des Abtastens der parallelen Spuren auf Basis der von Teildetektoren beim Abtasten der Steuermuster erzeugten Detektionssignale umfaßt.

14. Ausleseeinrichtung mit allen Merkmalen einer Ausleseeinrichtung, wie sie in einem der Ansprüche 1 bis 13 definiert sind.

15. Aufzeichnungsträger mit allen Merkmalen eines Aufzeichnungsträgers, wie sie in einem der Ansprüche 1 bis 13 definiert sind.