DE3132818A1

DE3132818A1 - "verfahren zum erfassen eines fokussierzustandes eines objektivs zur videoplattenabtastung und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens"

Info

Publication number: DE3132818A1
Application number: DE19813132818
Authority: DE
Inventors: Kenichi Ito; Kiichi Hachioji Tokyo Kato; Tohru Musha
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1980-08-19
Filing date: 1981-08-19
Publication date: 1982-04-29
Also published as: JPS6339979B2; JPS5752006A; US4422168A; DE3132818C2; KR830006706A

Description

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lA-55 118 D-8000 MÜNCHEN

Olympus Optical Co., Ltd., Schweigerstrasse2

Tokyo . · . telefon: (089)«20 ji

TELEGRAMM! PROTECTPATENT

telex: j24070

Beschreibun

Verfahren zum Erfassen eines Fökussierzustandes

eines Objektivs zur Videoplattenabtastung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen eines Fökussierzustandes eines Objektivs in bezug auf einen Gegenstand, an dem mittels des Objektivs ein Lichtpunkt fokussiert werden soll, und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung werden mit Vorteil auf ein Wiedergabegerät angewandt,.bei dem ein Abtastlichtpunkt mittels eines- Objektivs auf eine oder mehrere Informationsspuren projiziert wird, die an einem plattenförmigen, optisch lesbaren, rotierenden Aufzeichnungsträger spiralig oder konzentrisch aufgezeichnet sind, um eine entlang der Spur aufgezeichnete Information auszulesen.

Bei einer Ausführungsform der Lese- oder Wiedergabevorrichtung für derartige Aufzeichnungsträger wird letzterer gewöhnlich als optische Bildspeicherplatte, kurz Videoplatte, bezeichnet, in der optische und akustische Signale in kodier-

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ter Form als optische Information aufgezeichnet sind, deren optisches Verhalten durch Durchlässigkeit, Reflexion und Phasenverschiebung gekennzeichnet ist. Beim Drehen der Videoplatte mit hoher Geschwindigkeit von beispielsweise 30 Umdrehungen je Sekunde, entsprechend 1800· Umdrehungen je Minute, wird ein Laserstrahl, der von einer Laserlichtquelle, z.B. einem Helium-Neon-Gaslaser, ausgestrahlt wird, auf die Spuren der Videoplatte punktförmig gebündelt und mit ihm die optische Information ausgelesen. Eines der wichtigen Merkmale einer solchen Videoplatte ist die sehr große Dichte der Informationsaufzeichnung; somit ist die Breite der Informationsspur ebenso wie der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Informati'onsspuren sehr klein. Bei einer üblichen Videoplatte beträgt die Spurteilung nur 2 μΐη. Der Durchmesser des Lichtpunktes muß daher entsprechend klein sein und beispielsweise zwischen 1 μπι und 2 μΐη betragen. Um ein einwandfreies Lesen der aufgezeichneten Information aus derartigen Spuren von sehr kleiner Breite und Teilung zu gewährleisten, muß der Abstandsfehler zwischen dem Objektiv und den Spuren, also der Fokussierfehler, so klein wie möglich gehalten werden, um einen kleinstmöglichen Lichtpunktdurchmesser zu erhalten.

Zu diesem Zweck ist die Wiedergabevorrichtung mit einer Fokussiersteuerung versehen, bei der die Größe und die Richtung eines Scharfeinstellungs- oder Fokussierfehlers des Objektivs in bezug auf die Videoplattenoberfläche festgestellt oder erfaßt werden, um ein Fokussierfehlersignal zu erzeugen, und das Objektiv entsprechend dem erfaßten Fokussierfehlersignal in der Richtung seiner optischen Achse verstellt wird.

Fig. 1 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines bekannten Systems zur Feststellung der Scharfeinstellung bei einer optischen Lese- bzw. Wiedergabevorrichtung. Eine von einem Laser gebildete Lichtquelle 1 sendet Licht aus, das in der Zeichnungsebene der Fig. 1 linear polarisiert ist und von einer Kollimationslinse 2 zu einem parallelen Lichtbündel geformt

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.- . wird, das dann durch ein Polarisationsprisma 3 und eine Viertelwellenlängeplatte 4 hindurchtritt. Das Lichtbündel wird dann von einem Objektiv 5 eingeschnürt und als Lichtpunkt an einer" Videoplatte 6 fokussiert, die eine oder mehrere Informationsspuren aufweist, welche sich aus Zinnen und Vertiefungen zusammensetzen. Sodann wird das Licht von der Informationsspur zurückgestrahlt und fällt durch das Objektiv 5 und die Viertelwellenlängeplatte 4 hindurch auf das Polarisationsprisma 3. Das ah diesem auffallende Licht ist rechtwinklig zur Zeichnungsebene polarisiert, weil es durch die Viertelwellenlängeplatte 4 zweimal hindurchgetreten ist, und wird somit vom Polarisationsprisma nunmehr reflektiert. Der vom Polarisationsprisma 3 zurückgestrahlte Lichtstrom wird von einer Kondensorlinse 7 und einer Zylinderlinse 8 in einem Punkt vereinigt. Da die Zylinderlinse 8 nur in einer Richtung zu fokussieren vermag, ändert sich die Gestalt des von ihr und der Kondensorlinse 7 fokussierteh Lichtbündels bei Auf- und Abwärtsbewegung der Videoplatte 6 in der in Fig. 1 dargestellten Weise in gegenseitig orthogonalen Richtungen in bezug auf einen scharfeingestellten Zustand. Bei der bekannten Wiedergabevorrichtung wird diese Gestaltänderung von einem nicht dargestellten, in vier Sektoren unterteilten und an einer Brennebene des aus der Kondensorlinse und der Zylinderlinse 8 bestehenden Systems angeordneten Lichtdetektor erfaßt, um ein Fokussierfehlersignal zu erzeugen. Das so erfaßte Fokussierfehlersignal wird einer Fokussiereinrichtung, z.B. einem Schwingspulen-Mechanismus, zugeleitet, der das Objektiv 5 in seiner Achsenrichtung verstellt. ' '

Da bei dem bekannten System zum Feststellen der Scharfeinstellung ein verhältnismäßig langer Lichtweg erforderlich ist, um das Lichtbündel nach der Reflexion am Polarisationsprisma 3 zu fokussieren, besteht der Nachteil, daß ein optisches System mit großen Abmessungen ausgeführt werden muß. Weil ferner der Lichtdetektor mit den vier Sektoren in drei

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axialen Richtungen/ausgerichtet werden muß, nämlich in der Richtung der optischen Achse und in zwei zu ihr rechtwinkligen orthogonalen Richtungen, ist die Lageeinstellung des Lichtdetektors recht kritisch und zeitraubend. Weil außerdem ein dynamischer Bereich, in dem das genaue Fokussierfehlersignal aufgrund der Verformung des fokussierten Lichtbündels erhalten werden kann, verhältnismäßig klein ist, kann ein Fokussierfehlersignal nicht erzeugt werden, wenn die Videoplatte 6 von einer gegebenen Stellung nur um einen relativ kleinen Betrag abweicht.

Von der Anmelderin ist ein Verfahren vorgeschlagen worden, das die vorstehend beschriebenen Nachteile zu überwinden vermag und mit dem sich ein Signal erfassen läßt, das einen Fokussierfehler eines Objektivs in bezug auf einen Gegenstand darstellt, an dem ein Lichtpunkt fokussiert werden soll. Dieses Verfahren zeichnet sich durch eine äußerst große Empfindlichkeit bei der Erfassung der Scharfeinstellung aus.

Um ein Signal zu erfassen, das einen Fokussierfehler eines Objektivs in bezug auf einen Gegenstand darstellt, an dem mittels des Objektivs ein Lichtpunkt erzeugt werden soll, werden gemäß diesem Verfahren die folgenden Arbeitsschritte ausgeführt:

Fokussieren von aus einer Lichtquelle ausgesandtem Licht am Gegenstand,

Einleiten wenigstens eines Teils eines vom Gegenstand zurückgestrahlten Lichtstromes in ein optisches Bauteil mit einer optischen Fläche, welche diesen Lichtstromteil reflektiert und/oder bricht, wobei das optische Bauteil aus einem Werkstoff ist, dessen Brechzahl größer ist als die des Materials, in welches der Lichtstrom eintritt, nachdem er an der optischen Fläche gebrochen wurde und durch sie hindurchgetreten ist,

und Erfassen einer Änderung der Licht(mengen)verteilung bei wenigstens einem Teil des an der optischen Fläche reflektierten

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und/oder gebrochenen Lichstroms, um das Fokussierfehlersignal zu erzeugen»

Eine vereinfachte Darstellung einer optischen Lese- bzw. Wiedergabevorrichtung für die Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens zeigt Fig. 2. Ein bei diesem Verfahren verwendetes optisches System zum Projizieren eines Abtastlichtpunktes auf einen Aufzeichnungsträger ist gleich mit dem in Fig. 1 dargestellten. Ein von einer Laserlichtquelle 1 ausgesandtes linear polarisiertes Lichtbündel wird von einer Kollimationslihse 2 zu einem parallelen Lichtbündel geformt und tritt durch ein Polarisationsprisma 3 und eine Viertelwellenlängeplatte 4 hindurch. Danach trifft das paral*- lele Lichtbündel an einem Objektiv 5 auf und wird an einer Informationsspur einer als Aufzeichnungsträger, vorgesehenen optischen Bildspeicher- bzw. Videoplatte 6 fokussiert. Das von der Videoplatte 6 zurückgestrahlte Lichtbündel ist entsprechend der in der Informationsspur aufgezeichneten Information optisch moduliert und wird vom Polarisationsprisma 3 reflektiert. Aufbau und Arbeitsweise des vorstehend beschriebenen optischen Systems sind völlig gleich mit denen" des bekannten optischen Systems gemäß Fig. 1.

Der vom Polarisationsprisma. 3 zurückgestrahlte Lichtstrom trifft an einem Erfassungsprisma 10 auf, das eine Reflexionsfläche 11 aufweist, und der von der Reflexionsfläche 11 abgestrahlte Lichtstrom wird von einem Lichtdetektor 12 aufgefangen. Die Reflexionsfläche 11 ist in bezug auf das einfallende Licht so angeordnet, daß sie in einem scharfeingestellten Zustand mit dem einfallenden Licht (paralleler Lichtstrom) einen bestimmten Winkel bildet, der gleich, etwas kleiner oder etwas größer als ein kritischer Winkel ist.

Es sei nun angenommen, daß die Reflexionsfläche 11 unter dem kritischen Winkel angeordnet ist. Bei Scharfeinstellung wird der gesamte vom Polarisationsprisma 3 zurückgestrahlte Lieht-

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strom an der Reflexionsfläche 11 total reflektiert. Aufgrund von Oberflächenfehlern an der Reflexionsfläche 11 wird in der Praxis eine kleine Lichtmenge in einer Richtung η durchgelassen (s. Fig. 2). Eine solche kleine Menge durchfallenden Lichtes kann jedoch.unberücksichtigt bleiben.

Wenn die Videoplatte 6 von der Scharfeinstellung oder der Fokussierstellung entsprechend Fig. 2 in einer Richtung a abweicht und der Abstand zwischen dem Objektiv 5 und der Videoplatte 6 sich verkürzt, wird das Licht vom Polarisationsprisma 3 nicht mehr als paralleles, sondern als divergierendes Lichtbündel reflektiert, das äußere Lichtstrahlen ai₁ und ai₂ enthält. Wenn die Videoplatte 6 dagegen in der entgegengesetzten Richtung b abweicht, wird das parallele Lichtbündel zu einem konvergierenden Lichtbündel mit äußeren Lichtstrahlen bi., und bi_? umgeformt. Gemäß Fig. 2 haben Lichtstrahlen zwischen einer optischen Achse OPi des einfallenden Lichtes und dem äußeren Lichtstrahl ai.. Einfallswinkel, die kleiner sind als der kritische Winkel, und werden somit zumindest zum Teil von der Reflexionsfläche 11 durchgelassen. Lichtstrahlen zwischen der optischen Achse OPi und dem äußeren Lichtstrahl ai_? dagegen haben Einfallswinkel, die größer sind als der kritische Winkel, und werden somit an der Reflexionsfläche 11 total reflektiert.

Bei einer Abweichung der Videoplatte 6 in der Richtung b ist die vorstehend beschriebene Beziehung umgekehrt, und Lichtstrahlen, ·die unter einer Ebene liegen, welche durch die optische Achse OPi geht und zur Zeichnungsebene der Fig. 2 rechtwinklig ist, also Lichtstrahlen, die unter einer Einfallsebene verlaufen, werden an der Reflexionsfläche 11 total reflektiert, wogegen über der genannten Ebene verlaufende Lichtstrahlen wenigstens zum Teil durch die Reflexionsfläche 11 hindurchtreten.

Wenn, wie vorstehend erläutert, die Videoplatte 6 von der

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Fokussierstellung abweicht, ändern sich die Einfallswinkel der an der Reflexionsfläche 11 auftreffenden Lichstrahlen kontinuierlich in bezug auf den kritischen Winkel, mit Ausnahme des zentralen Lichtstrahls an der optischen Achse OPi. Wenn die Videoplatte 6 von der Fokussierstellung in der Richtung a oder b abweicht, ändert sich daher die Intensität des an der Reflexionsfläche 11 reflektierten Lichtes abrupt in der Nähe des kritischen Winkels entsprechend der"obenerwähnten Änderung der Einfallswinkel. In diesem Falle ändern sich die Sinne der Lichtintensitätsänderungen beiderseits der genannten, zur Einfallsebene rechtwinkligen Ebene, welche die optische Achse OPi des einfallenden Lichtes enthält, gegenseitig entgegengesetzt. In der Fokussierstellung dagegen wird der am Erfassungsprisma 10 auffallende Lichtstrom an der Reflexionsfläche 11 total reflektiert und somit trifft auf den Lichtdetektor 12 ein gleichmäßiger Lichtstrom. Der Lichtdetektor 12 ist so aufgebaut, daß die in bezug auf die genannte Ebene unteren und oberen Lichtströme von getrennten Lichtempfangssektoren 12A und 12B getrennt aufgefangen werden. Mit anderen Worten, der Lichtdetektor 12 ist in einer Ebene geteilt, die zur Einfallsebene rechtwinklig ist und durch eine optische Achse OPr des reflektierten Lichtes geht.

Fig. 3 zeigt eine grafische Darstellung einer Intensitätsänderung von reflektiertem Licht entsprechend einem Einfallswinkel nahe dem kritischen Winkel. Die Lichtintensitäten für P- und S-polarisierte Lichtstrahlen sind mit einer Kurve R_p bzw. Rg dargestellt. Die Kurven R_p und R_g ergeben sich, wenn das Erfassungsprisma 10 aus einem Werkstoff mit der Brechzahl 1,50 hergestellt ist. Es sei darauf hingewiesen, daß die Intensität eines unpolarisierten Lichtstrahls gleich ist dem Durchschnittswert (Rp+ Η)

-yn-

Wenn bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 die Videoplatte in der Richtung a abweicht, haben die Lichtstrahlen der unteren Hälfte des einfallenden Lichtstroms Einfallswinkel, die kleiner sind als der kritische Winkel. Daher tritt zumindest ein Teil der unteren Lichtstromhälfte durch die Reflexionsfläche 11 hindurch und es'nimmt die Lichtmenge ab, die auf den Lichtempfangssektor 12A trifft, wogegen die obere Hälfte des einfallenden Lichtstroms Einfallswinkel größer als der kritische Winkel aufweist und daher an der Reflexionsfläche 11 total reflektiert wird. Folglich ändert sich die am Lichtempfangssektor 12B auftreffende Lichtmenge nicht. Wenn die Videoplatte 6 dagegen in der Richtung b abweicht, nimmt die auf den Lichtempfangssektor 12B fallende Lichtmenge ab, die am Lichtempfangssektor 12A auftreffende Lichtmenge ändert sich jedoch nicht. Auf diese Weise erfahren die Ausgangssignale der Lichtempfangssektoren 12A und 12B Änderungen in entgegengesetztem Sinne. Aus diesen Signalen der Lichtempfangssektoren 12A und 12B läßt sich an einem Ausgang 14 eines Differentialverstärkers 13 als Differenzsignal ein Fokussierfehlersignal bilden.

Die Reflexionsfläche 11 kann unter einem etwas kleineren als dem kritischen Winkel angeordnet werden. Wenn in einem solchen Fall die Videoplatte 6 in der Richtung a abweicht, nimmt die am Lichtempfangssektor 12B auftreffende Lichtmenge zuerst zu und wird dann konstant, wogegen die am Lichtempfangssektor 12A auffallende Lichtmenge abrupt abnimmt. Weicht die Videoplatte 6 dagegen in der Richtung b ab, nimmt die am Lichtempfangssektor 12A auffallende Lichtmenge zuerst zu und wird dann konstant, wogegen die auf den Lichtempfangssektor 12B auftreffende Lichtmenge abrupt abnimmt.

Durch Erfassen eines Unterschiedes zwischen den Ausgangssignalen aus den Lichtempfangssektoren 12A und 12B ist es auf diese Weise möglich, ein Fokussierfehlersignal zu erhalten, dessen Amplitude der Größe der Abweichung von der

Fokusuierstellung proportional ist und dessen Polarität, die Richtung der Abweichung von der Fokussierstellung darstellt. Das so erhaltene Fokussierfehlersignal wird benutzt, um zur Durchführung einer Fokussiersteuerung das Objektiv 5 in der Richtung seiner optischen Achse zu verstellen. Ferner ist es möglich, ein Informationssignal·, das der in der Vertiefung der Informationsspur aufgezeichneten Information entspricht, an einem Ausgang 16 einer Additionsschaltung 15 abzuleiten, die ein Summensignal der Ausgangssignale aus den Lichtempfangssektoren 12A und 12B erzeugt. Da ferner in der Fokussierstellung kaum Licht durch die Reflexionsfläche 11 hindurchtritt, ist der Lichtverlust sehr klein, und da bei Scharfeinstellung die Hälfte des Liehtstromes in bezug auf den zentralen Lichtstrahl total reflektiert wird, die Menge der an der Reflexionsfläche 11 reflektierten anderen Lichtstromhälfte jedoch in starkem Maße abnimmt, wird der Unterschied zwischen den an den Lichtempfangssektoren 12A und Ϊ2Β auftreffenden Lichtmengen groß. Die Scharfeinstellung oder Fokussierstellung läßt sich daher mit sehr großer Genauigkeit und sehr hoher Empfindlichkeit feststellen. .

Wenn beispielsweise ein Objektiv 5 mit einer numerischen Apertur NA = 0,5 und einer Brennweite f = 3 mm und ein Erfassungsprisma 10 mit der Brechzahl η = 1,50 verwendet werden, beträgt bei einer Abweichung der Videoplatte 6 von etwa 1 μΐη die Änderung des Einfallswinkels beim rechten äußeren Lichtstrahl, dessen Einfa^swinkel· der stärksten Änderung unterliegt, etwa 0,015°. Diese Änderung kann eine■ausreichend große Änderung der an den Lichtempfangssektoren 12A und 12B auftreffenden Lichtmenge hervorrufen.

-γΤ-

Bei der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung fangen die beiden Lichtempfangssektoren 12A und 12B des Lichtdetektors 12 den von der Reflexionsfläche 11 zurückgestrahlten Lichtstrom auf. Es ist auch eine Anordnung der beiden Lichtempfangssektoren in der Weise möglich, daß sie den durch die Reflexionsfläche 11 hindurchfallenden Lichtstrom oder je einen der Lichtströme empfangen, die von der Reflexionsfläche 11 zurückgestrahlt und durchgelassen werden.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung zum Erfassen eines Fokussierfehlersignals beruht darauf, daß der Einfallswinkel des an der Reflexionsfläche 11 auftreffenden Lichtstrahls sich ändert, sobald die Videoplatte 6 von der Fokussierstellung abweicht. Jedoch ändert sich der Einfallswinkel in einem zentralen, die optische Achse enthaltenden Bereich nur wenig, in einem peripheren Bereich dagegen stark. Daher wird die Intensitätsänderung des am Lichtdetektor 12 auffallenden Lichtes im zentralen Bereich kleiner im Vergleich zur Intensitätsänderung im peripheren Bereich.

Im optischen Wiedergabegerät wird wegen der relativen Verlagerung zwischen dem Licht(bündel)punkt und der Informationsspur auch ein sogenannter Spurführungsfehler erzeugt. Beim Auftreten des Spurführungsfehlers ändert sich die von der Videoplatte 6 zurückgestrahlte Lichtmenge ebenfalls, und diese Veränderung wird von den Lichtempfangssektoren 12A und 12B erfaßt. Es kann daher sein, daß in das Fokussierfehlersignal Störsignale eingehen und somit der Rauschabstand des Fokussierfehlersignals verringert wird. Insbesondere im zentralen Bereich des reflektierten Lichtstromes ist die Information über den Fokusslerfehler auf natürliche Weise klein, der Einfluß des Spurführungsfehlers auf die Erfassung der Scharfeinstellung wird somit relativ vergrößert. Die Genauigkeit der Erfassung des Fokussierfehlers wird daher in einem hohen Maße herabgesetzt. Da ferner die an der Videoplatte 6 aufgezeichnete Information, ebenfalls vom Lichtdetektor 12

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reproduziert wird, kann es vorkommen, daß das reproduzierte Informationssignal aufgrund des Fokussierfehlers durch Störsignale beeinträchtigt wird und der Rauschabstand wegen des Fokussierfehlers verkleinert wird. .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Erfassen eines Fokussierfehlersignals zu schaffen, mit dem sich die Vorteile des auf der Totelreflexion, bedingt durch den kritischen Winkel, beruhenden Verfahrens erreichen, der vorstehend beschriebene Nachteil vermeiden und das Fokussierfehlersignal rauschfrei bei sehr großer Empfindlichkeit erhalten lassen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zurr. Erfassen eines Signals, das einen Fokussierfehler eines Objektivs in bezug auf einen Gegenstand darstellt, an dem mittels des Objektivs ein Lichtpunkt fokussiert werden soll. Die Vorrichtung soll das Fokussierfehlersignal mit sehr großer Empfindlichkeit ohne Beeinträchtigung durch Störsignale erfassen können, von kleinen Abmessungen und geringem Gewicht sein und ein bequemes Positionieren des Lichtdetektors ohne lästiges Einstellen und Ausrichten ermöglichen.

Ein diese Aufgabe lösendes Verfahren ist im Patentanspruch 1 und eine entsprechende Vorrichtung im Patentanspruch 14 gekennzeichnet. Vorteilhafte Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den zugehörigen Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung eines optischen Systems für ein optisches Wiedergabegerät mit einem bekannten Erfassungssystem für die Scharfeinstellung,

Fig. 2 eine vereinfachte Darstellung einer Ausführungsform einer Vorrichtung zum Erfassen der Scharfeinstellung gemäß einem älteren Vorschlag der Anmelderin,

Fig. 3 eine grafische Darstellung der Intensität von unter einem Winkel nahe einem kritischen Winkel einfallendem Licht nach der Reflexion,

Fig. 4 eine vereinfachte Darstellung einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Erfassen eines Fokussierfehlersignals gemäß der Erfindung,

Fig. 5A und 5B vereinfachte Darstellungen zur Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung,

Fig. 6 eine abgewandelte Ausführungsform der Vorrichtung zum Erfassen eines Fokussierfehlersignals gemäß der Erfindung,

Fig. 7 einen elektrischen Schaltplan einer Signalverarbeitungsschaltung der in Fig. 6 dargestellten Vorrichtung,

Fig. 8, 9 und 10 vereinfachte Darstellungen anderer Ausführungsformen der Vorrichtung zum Erfassen eines Fokussierfehlersignals gemäß der Erfindung,

Fig. HA und HB grafische Darstellungen zur Erläuterung der Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 10,

Fig. 12 bis 17 je eine andere abgewandelte Ausführungsform der Vorrichtung zum Erfassen eines Fokussierfehlersignals gemäß der Erfindung.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung zum Erfassen eines Fokussierfehlersignals gemäß der Erfindung wird ein von einer Laserlichtquelle 21 ausgesandtes P-polarisiertes Lichtbündel von einer Kollimationslinse 22 in ein paralleles Lichtbündel umgewandelt, das mittels eines Polarisationsprismas 23, einer Viertelwellenlängenplatte 24 und eines Objektivs 25 als kleiner Lichtpunkt auf eine Videoplatte 26 projiziert wird. Das von der Videoplatte 26 zurückgestrahlte Licht wird vom Objektiv 25 aufgefangen und mittels der Viertelwellenlängenplatte 24 in S-polarisiertes Licht umgewandelt. Das S-polarisierte Licht wird am Polarisationsprisma 23 reflektiert und gegen ein Detektor- bzw. Erfassungs-

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prisma 27, das ein optisches Bauteil bildet, gerichtet. Das Erfassungsprisma 27 weist als optische Fläche eine Reflexionsfläche 27a auf, die für einen parallelen Lichtstrom in scharfeingestelltem Zustand zumindest annähernd unter einem kritischen Winkel angeordnet ist. Ein Lichtdetektor 28 hat zwei getrennte Lichtempfangssektoren 28A und 28B, die mit Zwischenabstand so angeordnet sind, daß sie Lichtströme in einem peripheren Bereich aufzufangen vermögen. Wie weiter oben im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben, wird ein Fokussierfehlersignal mittels eines Differentialverstärkers 29 als die Differenz zwischen den Ausgängen der beiden Lichtempfangssektoren 28A und 28B erhalten.

Es sei nun angenommen, daß die Reflexionsfläche 27a gerade unter dem für den parallelen Lichtström bei Scharfeinstellung kritischen Winkel angeordnet ist. In Fig. 5A ist ein Licht-(bündel)punkt P dargestellt, wie er bei Scharfeinstellung an der Reflexionsfläche 27a auftrifft. Fig. 5B zeigt eine Veränderung der Menge des reflektierten Lichtstromes an Stellen A, B, B¹, C und C, wenn die Videoplatte 26 aus der Fokussierstellung abweicht, wobei mit einer mit durchgezogener Linie gezeichneten Kurve die Veränderung der an den Lichtempfangssektoren 28A und 28B auftreffenden Lichtströme bei Abweichung der Videoplatte 26 in der Richtung a und mit einer mit gestrichelter Linie gezeichneten Kurve die Veränderung des einfallenden Lichtes bei Abweichung der Videoplatte 26 in der Richtung b angegeben ist. Fig. 5B macht deutlich, daß an der an der optischen Achse gelegenen Stelle A das.einfallende Licht sich auch dann nicht ändert, wenn die Videoplatte 26 entweder in der Richtung a oder in der Richtung b abweicht, sondern konstant bleibt. An den im Abstand von der optischen Achse gelegenen. Stellen B und B¹ dagegen ist die Lichtmenge bis zu einem bestimmten Grade entsprechend der Abweichung der Videoplatte 26 herabgesetzt, und an den noch weiter von der optischen Achse entfernten Stellen C und C ist die Lichtmenge in hohem Maße verringert. Hierauf beruht nun die

-ψ-

Erfindung; der Fokussierfehler kann mit sehr großer Empfindlichkeit und Genauigkeit erfaßt werden, wenn der Lichtstrom im peripheren Bereich mittels der getrennten Lichtempfangssektoren 28A und 28B selektiv aufgefangen wird.

Bei der in Fig. 6 dargestellten anderen Ausführungsform läßt sich das Fokussierfehlersignal in völlig gleicher Weise wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 erhalten. Mit anderen Worten, die an der Reflexionsfläche 27a reflektierten peripheren Lichtströme werden von den beiden Lichtempfangssektoren 28A und 28B, die sich in bezug auf die optische Achse gegenüberliegen, getrennt aufgefangen. Beim gezeigten Beispiel ist an der optischen Achse eine Kondensorlinse 31 angeordnet, um den die optische Achse einschließenden zentralen Lichtstrom aufzufangen, und in einer Brennebene der Kondensorlinse 31 ist ein zweiter Lichtdetektor 30 mit zwei Lichtempfangssektoren 3OA und 3OB angeordnet. Die beiden Lichtempfangssektoren 3OA und 3OB sind an einer Ebene geteilt, welche durch die optische Achse geht und zur Informationsspur an der Videoplatte 26 tangential verläuft. Bei einer derartigen Auslegung kann ein Spurführungsfehlersignal von Ausgängen der Lichtempfangssektoren 3OA und 3OB abgeleitet werden.

Fig. 7 zeigt den Schaltplan einer Ausführungsform einer Schaltung zum Verarbeiten der Ausgänge aus den Lichtdetektoren 28 und 30". Hierbei läßt sich das Fokussierfehlersignal mittels des ersten Differentialverstärkers 29 als die Differenz zwischen den Ausgängen der beiden Lichtempfangssektoren 28A und 28B des ersten Lichtdetektors 28 erhalten. Das Spurführungsfehlersignal läßt sich mittels eines zweiten Differentialverstärkers 32 ableiten, der die Differenz zwischen den Ausgängen der beiden Lichtempfangssektoren 3OA und 3OB des zweiten Lichtdetektors 30 bildet. Mittels einer Additionsschaltung 33 zum Summieren der Ausgänge der Lichtempfangssektoren 3OA und 3OB läßt sich ein Informationssignal er-

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halten. Gemäß FIg. 6 wird das periphere Licht gegen den ersten Lichtdetektor 28 gerichtet, an dem somit das Fokussierfehlersignal erhalten werden kann, das kaum einem Einfluß durch den Spurführungsfehler unterliegt. Weil außerdem der zweite Lichtdetektor 30 ausschließlich das zentrale Licht empfängt, ist es möglich, das Spurführungsfehlersignal und das Informationssignal ohne wesentlichen Einfluß seitens des Fokussierfehlers zu erhalten.

In Fig. 8 ist eine Abwandlung der Ausführungsform gemäß Fig. 6 dargestellt. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 sind die beiden Lichtdetektoren 28 und 30 in derselben Ebene angeordnet, wogegen bei der Ausführüngsform gemäß Fig. 8 die Kondensorlinse 31 und der zweite Lichtdetektor 30 hinter dem ersten Lichtdetektor 28 angeordnet sind.

Bei der in Fig. 9 dargestellten noch anderen Ausführungsform der Vorrichtung zum Erfassen eines Fokussierfehlersignals wird ein Polarisationsprisma 34 benutzt, das in einer, peripheren Zone getrennte Polarisationsfilme 34A und 34B aufweist. Daher werden nur die peripheren Lichtströme mittels der PoIarisationsfilme 34A und 34B zur Reflexionsfläche 27a hin zurückgestrahlt. Die an der Reflexionsfläche 27a reflektierten Lichtströme werden von den beiden getrennten Lichtempfangssektoren 28A und 28B aufgefangen. Der zentrale Lichtstrom tritt durch das Polarisationsprisma 34 hindurch und wird mittels der Kondensorlinse 22 an der Laserlichtquelle 21 auffallen gelassen. Beim gezeigten Beispiel 1st die Laserlichtquelle 21 von einem Halbleiterlaser gebildet. Die an ihm auffallende Lichtmenge ändert sich in Übereinstimmung mit der an der Videoplatte 26 aufgezeichneten Information, und, bedingt durch eine Selbstkoppelungswirkung des Halbleiterlasers, wird somit auch eine Spannung am Halbleiterlaser entsprechend verändert. Daher läßt sich durch Erfassen der Spannungsveränderung mittels einer Signalverarbeitungsschaltung 35 das Informationssignal erhalten.

Bei der in Fig. 10 dargestellten Ausführungsform ist ein erster Lichtdetektor 36 so angeordnet, daß seine beiden getrennten Lichtempfangssektoren 36A und 36B periphere Lichtströme empfangen, die von einer Reflexionsfläche 27a zurückgestrahlt werden. Durch Erfassen einer Differenz zwischen den Ausgängen der Lichtempfangssektoren 36A und 36B ist es daher möglich, das Fokussierfehlersignal zu erhalten. Zur gleichen Zeit wird der zentrale Lichtstrom mittels eines zentralen Abschnitts der Reflexionsfläche 27a reflektiert, der reflektierte Lichtstrom wird von der Kondensorlinse 31 aufgefangen und dann an zwei Lichtempfangssektoren 3OA und 3OB eines zweiten Lichtdetektors 30 auffallen gelassen. Das Spurführungsfehlersignal und das Informationssignal lassen sich dann an den Ausgängen der Lichtempfangssektoren 3OA und 30B erhalten.

Die in Fig. 11A und HB dargestellten Diagramme sind den in Fig. 5A und 5B dargestellten ähnlich und dienen zur Erläuterung der Änderung einer an den Lichtempfangssektoren 36A und 36B auftreffenden Lichtmenge bei einer Abweichung der Videoplatte 26 von der Fokussierstellung. Gemäß Fig. HB tritt eine große Veränderung an den Stellen B und C auf, die von einem an der optischen Achse gelegenen Punkt A entfernt sind. Weil der erste Lichtdetektor 36 zum Empfangen des mit der großen Veränderung behafteten peripheren Lichtstromes ausgelegt ist, läßt sich der Fokussierfehler mit sehr großer Empfindlichkeit erfassen. Zu diesem Zweck weist der Lichtdetektor 36 an seinem zentralen Abschnitt einen Lichtschirm 36C auf.

Bei der in Fig. 12 dargestellten Ausführungsform wird ein langgestrecktes Erfassungsprisma 37 benutzt, das sich gegenüberliegende Reflexionsflächen 37a und 37b aufweist, die zumindest annähernd unter dem kritischen Winkel angeordnet sind. Ein von einer Halbleiterlaser-Lichtquelle 21 ausgesandtes Laserlichtbündel wird mittels einer Kollimationslinse 22

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in ein paralleles Lichtbündel umgeformt, das im Erfassungsprisma 37 mehrmals reflektiert und dann mittels eines Objektivs 25 auf eine Videoplatte 26 projiziert wird. Das von dieser zurückgestrahlte Licht wird vom Objektiv 25 aufgefangen und am Erfassungsprisma 37 einfallen gelassen. Das Licht wird an den Reflexionsflächen 37a und 37b mehrmals reflektiert und dann mittels der Ko llirhat ions linse 22 an der Halbleiterlaser-Lichtquelle 21 einfallen gelassen. Ein von der Videoplatte 26 zurückgestrahlter peripherer Lichtstrom wird durch die Reflexionsflächen 37a und 37b gebrochen und von mehreren getrennten Lichtempfangssektoren 38A bis 38H empfangen. Bei der Mehrfachtotalreflexion im Erfassungsprisma 37 wird die Menge des reflektierten Lichtes nicht geändert, jedoch die Menge des gebrochenen Lichtes exponentiell vergrößert. Wenn daher eine erste Summe von Ausgängen der Lichtempfahgssektoren 38A bis 38D mittels einer ersten Additionssschaltung 39A und eine zweite Summe von Ausgängen der Lichtempfangssektoren 38E bis 38H mittels einer zweiten Additionsschaltung 39B gebildet wird, wird eine Differenz zwischen diesen beiden Summen mittels eines Differentialverstärkers 40 erzeugt; Das Foküssierfehlersignal läßt sich dann am Differentialverstärker 40 mit einer äußerst großen Empfindlichkeit erhalten.

Bei der in Fig. 13 dargestellten Ausführungsform weist ein Erfassungsprisma 27 an peripheren Abschnitten zwei getrennte, total reflektierende Reflexionsflächen 27a und 27a¹ auf, die zumindest annähernd unter dem kritischen Winkel angeordnet sind, und in einem zentralen Abschnitt einen Reflexionsspiegel 27b. Zwei getrennte Lichtempfangssektoren 28A und 28B eines ersten Lichtdetektors sind so ausgelegt bzw. angeordnet, daß sie die peripheren Lichtströme empfangen, die von der zugehörigen Reflexionsfläche 27ä bzw. 27a¹ zurückgestrahlt werden. Der mittels des zentralen Reflexionsspiegels 27b reflektierte zentrale Lichtstrom wird von einem zweiten Lichtdetektor 41 empfangen, von dem das vom Fokussierfehler völlig freie Informationssignal erhalten wird.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen fällt im fokussierten Zustand der parallele Lichtstrom an der total reflektierenden Reflexionsfläche 27a ein. Gemäß der Erfindung kann auch im fokussierten Zustand ein divergierender oder konvergierender Lichtstrom auf die Reflexionsfläche 27a auftreffen gelassen werden. Wenn bei Scharfeinstellung der divergierende Lichtstrom gegen die Reflexionsfläche 27a gerichtet wird, kann gemäß Fig. 14A zwischen den Lichtbündelteiler bzw. das Polarisationsprisma 23 und das Erfassungsprisma 27 eine konvexe Linse 42 eingesetzt werden. Wenn dagegen der konvergierende Lichtstrom auf die Reflexionsfläche 27a fällt, kann gemäß Fig. 14B vor dem Erfassungsprisma 27 eine konkave Linse 43 angeordnet werden. Diese konkave Linse 43 läßt sich durch-eine komplexe bzw. zusammengesetzte Linse aus konvexen und konkaven Teillinsen ersetzen. Bei jeder Ausführungsform wird der divergierende oder konvergierende Lichtstrom in einen parallelen Lichtstrom umgeformt, der dann an der Reflexionsfläche 27a auffallen gelassen wird. Daher läßt sich das Fokussierfehlersignal mittels der getrennten Lichtempfangssektoren 28A und 28B erhalten, welche die peripheren Lichtströme empfangen.

Aus Gründen der Vereinfachung hat das Erfassungsprisma bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen die Brechzahl /2; es kann jedoch mit jeder beliebigen Brechzahl ausgeführt werden, solange die Reflexionsfläche unter dem kritischen Winkel oder unter einem diesem nahekommenden Winkel angeordnet wird. Es kann beispielsweise ein Werkstoff mit einer Brechzahl größer als {~2 verwendet werden. Um in diesem Falle sicherzustellen, daß der Lichtstrom, welcher von der zumindest annähernd unter dem kritischen Winkel angeordneten Reflexionsfläche zurückgestrahlt wird, aus dem Erfassungsprisma durch dieselbe Prismenfläche hindurch austreten kann, ist gemäß Fig, 15 bei einem Prisma 44 der Scheitelabschnitt entfernt worden, um eine Fläche 44b mit einer zweckdienlichen Abmessung 1 auszubilden. Gemäß Fig. 15 bilden eine Austritts-

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fläche 44c und eine Eintrittsfläche 44d miteinander einen Winkel oC , der gleich ist (135° - 2 6c), wobei Qc ein kritischer Winkel ist. Der von einer Reflexionsfläche 44a zurückgestrahlte Lichtstrom tritt dann aus der Austrittsfläche 44c rechtwinklig zu dieser aus. Eine derartige Ausbildung vereinfacht die Lageeinstellung des Lichtdetektors.

Fig. 16 zeigt eine Abwandlung der in Fig. 12 dargestellten Ausführungsform, bei der das langgestreckte Erfassungsprisma 37 benutzt wird und in diesem das Licht mehrmals total reflektiert wird. Bei der dargestellten abgewandelten Ausführungsform wird der durch die Viertelwellenlängenplatte 24 hindurchgetretene Lichtstrom vom Polarisationsprisma 23 reflektiert und fällt dann am Erfassungsprisma 37 ein, das parallele Reflexionsflachen 37a und 37b aufweist, die zumindest annähernd unter dem kritischen Winkel angeordnet sind. Die zwischen den Reflexionsflächeen 37a und 37b mehrmals total reflektierten peripheren Lichtströme werden von den getrennten Lichtempfangssektoren 28A und 28B empfangen. Durch Erfassen der reflektierten Lichtströme läßt sich die Erfassungsempfindlichkeit weiter erhöhen.

In Fig. 17 ist eine andere Ausführungsform eines Erfassungsprismas dargestellt, in dem der Lichtstrom mehrmals total reflektiert wird. Das Erfassungsprisma 45 dieses Beispiels ist aus einem Werkstoff mit einer Brechzahl größer als fz hergestellt und weist total reflektierende Reflexionsflächen 45a und 45b auf, die zumindest annähernd unter dem kritischen Winkel angeordnet sind. Auch bei dieser Ausführungsform werden die von den Reflexionsflächen 45a und 45b zurückgestrahlten peripheren Lichtströme von den zwei getrennten Lichtempfangssektoren 28A und 28B empfangen.'

Ferner wird bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen polarisiertes Licht benutzt, an dessen Stelle gemäß der Erfindung jedoch auch unpolarisiertes Licht gleichermaßen

benutzt werden kann. Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform genügt es, wenn die Reflexionsfläche 27a des Erfassungsprismas 27 in bezug auf einen einzelnen Lichtstrahl in dem an ihr auffallenden Lichtstrom unter einem Winkel angeordnet ist, der gleich oder etwas kleiner als der kritische Winkel ist. Folglich läßt sich anstelle des parallelen Liehtbündels ein divergierendes oder ein konvergierendes Lichtbündel benutzen. Außerdem kann das Polarisationsprisma 23 durch einen halbdurchlässigen Spiegel ersetzt werden. Ferner trifft bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 an der Reflexionsfläche 27a des Erfassungsprismas 27 S-polarisiertes Licht auf; durch den Einbau eines 90°-Drehpolarisators 20, wie in Fig. 6 dargestellt, läßt sich dafür sorgen, daß an der Reflexionsfläche 27a P-polarisiertes Licht auffällt. In diesem Falle, und wie in Fig. 3 dargestellt, ändert sich die Intensität von reflektiertem Licht nahe dem kritischen Winkel äußerst abrupt, und somit kann die Empfindlichkeit bei der Fokussierfehlererfassung weiter erhöht werden. Es sei ferner darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die Anwendung auf die vorstehend beschriebene optische Lesebzw. Wiedergabevorrichtung für Videoplatten beschränkt ist, sondern auch auf die Feststellung der Scharfeinstellung bei verschiedenen optischen Geräten anwendbar ist. Außerdem ist bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen das optische Bauteil vom Erfassungsprisma mit einer zweckdienlichen Brechzahl gebildet, das aber durch ein beliebiges anderes Bauteil, beispielsweise eine ebene Glasplatte, ersetzt werden kann.

Claims

PATENTANWÄLTE «.-«..«^«^1 ; : *Vr. ATll. FKEtA MuVsTHOFf WUESTHOFF-v.PECHMANN-BEHRENS-GOETZ I)IrI.,INC,.0,RllARI, PUts EUROPEAN PATENTATTORNEYS iiiim..-cih:m. du. r, iuuiiikrr von feimman.n IJR.-ING. DIETER BEHRENS DIl'L.-ING.; DIPL.-'WIRTSCH.-ING. RUPERT GOETZ lA-55 118 D-8000 MÜNCHEN 90 Olympus Optical Co., Ltd. Schweigerstrasse2 TELEGRAMM: PROTECTPATENT TELEX: J 24 070 Patentansprüche

1. Verfahren zum Erfassen eines Signals, das einen Fokussierzustand, insbesondere einen Fokussierfehler eines Objektivs in bezug auf einen Gegenstand darstellt, auf den mittels des Objektivs ein Lichtpunkt projiziert werden soll, insbesondere bei einem Wiedergabegerät für plattenförmigen optisch lesbare, rotierende Aufzeichnungsträger, dadurch gekenn ζ eich n· et , daß

von einer Lichtquelle (21) ausgesandtes Licht am Gegenstand (Videoplatte 26) fokussiert wird,

wenigstens ein Teil eines vom Gegenstand (26) zurückgestrahlten Lichtstromes in ein optisches Bauteil (Erfassungsprisma 27; 37; 45) eingeleitet wird, das eine optische Fläche (Reflexionsfläche 27a; 37a, 37b; 27a, 27a'; 45a, 45b) aufweist, welche zumindest einen Teil dieses Teillichtstromes reflektiert und/oder bricht, wobei das optische Bauteil (27; 37; 45) aus einem Werkstoff ist, der eine größere Brechzahl hat als der Werkstoff, in den der Lichtstrom eintritt, nachdem er an der optischen Fläche (27a; 37a,37b; 27a,27a'; 45a,45b) gebrochen wurde und durch sie hindurchgetreten ist, und

mittels eines Lichtdetektors (28; 38A bis 38H) eine Änderung der Lichtmengenverteilung bei wenigstens einem Teil eines an der optischen Fläche (27a; 37a,37b; 27a,27a'; 45a,45b) reflektierten und/oder gebrochenen peripheren Lichtstroms erfaßt wird, um das Fokussierfehlersignal zu erzeugen.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die optische Fläche (27a; 37a,37b; 27a,27a¹; 45a,45b) so ausgerichtet wird, daß ein bestimmter Lichtstrahl im genannten Teil des peripheren Lichtstromes an ihr unter einem Winkel einfallen gelassen wird, der bei scharfeingestelltem Objektiv (25) zumindest annähernd gleich ist einem kritischen Winkel.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n zeichnet , daß die optische Fläche (27; 37a,37b; 27a,27a¹; 45a,45b) so ausgerichtet wird, daß ein bestimmter Lichtstrahl im genannten Teil des peripheren Liehtstromes an ihr unter einem Winkel einfallen gelassen wird, der bei scharfeingestelltem Objektiv (25) kleiner ist als ein kritischer Winkel.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n zeichnet , daß die optische Fläche (27a; 37a,37b; 27a,27a'; 45a,45b) so ausgerichtet wird, daß ein bestimmter Lichtstrahl im genannten Teil des peripheren Lichtstromes an ihr unter einem Winkel einfallen gelassen wird, der bei scharfeingestelltem Objektiv (25) größer ist als ein kritischer Winkel.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n zeichnet , daß ein peripherer Lichtstrom, der von der optischen Fläche (27a; 37a,37b; 27a,27a¹; 45a,45b) zurückgestrahlt wurde und an einer Seite einer optischen Achse verläuft, und ein peripherer Lichtstrom, der von der optischen Fläche zurückgestrahlt wurde und an der anderen Seite derselben optischen Achse verläuft, getrennt voneinander erfaßt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n zeichnet , daß ein peripherer Lichtstrom, der von der optischen Fläche zurückgestrahlt wurde und an einer Seite

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einer optischen Achse verläuft, und ein peripherer Lichtstrom, der an der optischen Fläche gebrochen wurde und durch ■ sie hindurchgetreten ist und an der anderen Seite der optischen Achse verläuft, getrennt voneinander erfaßt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein peripherer Lichtstrom, der an der optischen Fläche gebrochen wurde und durch sie hindurchgetreten ist und an einer Seite einer optischen Achse verläuft, und ein peripherer Lichtstrom, der an der optischen Fläche gebrochen wurde und durch sie hindurchgetreten ist und an der anderen Seite derselben optischen Achse verläuft, getrennt voneinander erfaßt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der vom Gegenstand (26) zurückgestrahlte periphere Lichtstrom im fokussierten Zustand an der optischen Fläche (27a; 37a,37b; 27a,27a¹; 45a,45b) als paralleler Lichtstrom auftrifft.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß der vom Gegenstand (26) zurückgestrahlte Lichtstrom im fokussierten Zustand an der optischen. Fläche als divergierender Lichtstrom auftrifft.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der vom Gegenstand (26) zurückgestrahlte Lichtstrom im fokussierten Zustand an der optischen Fläche als konvergierender Lichtstrom auftrifft.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß als der an der optischen Fläche (27a) auftreffende Lichtstrom ein P-polarisierter Lichtstrom benutzt wird. .

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß der vom Gegenstand (26) zurückgestrahlte

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Lichtstrom an der optischen Fläche (37a,37b; 45a,45b) mehrmals reflektiert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß nur der vom Gegenstand (26) zurückgestrahlte periphere Lichtstrom in die optische Fläche (27a) eingeleitet wird.

14. Vorrichtung zum Erfassen eines Signals, das einen Fokussierzustand, insbesondere einen Fokussierfehler eines Objektivs in bezug auf einen Gegenstand darstellt, an dem mittels des Objektivs ein von einer Lichtquelle ausgesandtes Lichtbündel als Lichtpunkt fokussiert werden soll, insbesondere bei einem Wiedergabegerät für plattenförmige, optisch lesbare, rotierende Aufzeichnungsträger, g e k e η η zeichnet durch die Kombination der folgenden Merk^ male:

ein Lichtbündelteiler (23), der zwischen der Lichtquelle (-21) und dem Objektiv (25) angeordnet ist, um das von der Lichtquelle (21) ausgesandte Lichtbündel zum Objektiv (25) zu richten und einen vom Gegenstand (Videoplatte 26) zurückgestrahlten Lichtstrom in eine andere Richtung als zur Lichtquelle (21) hin zu lenken,

ein optisches Bauteil (27; 37; 45), das zum Auffangen wenigstens eines Teiles des vom Gegenstand (26) zurückgestrahlten Lichtstromes ausgelegt ist und eine optische Fläche (27a; 37a,37b; 27a,27a'; 45a,45b) aufweist, die diesen Teillichtstrom reflektiert und/oder bricht, wobei das optische Bauteil (27; 37; 45) aus einem Werkstoff ist, der eine größere Brechzahl hat als der Werkstoff, in den der Lichtstrom eintritt, nachdem er an der optischen Fläche gebrochen wurde und durch sie hindurchgetreten ist,

ein Lichtdetektor (28; 38A bis 38H) mit wenigstens zwei Lichtempfangssektoren (28A,28B; 38A bis 38H), die wenigstens Teile von peripheren Lichtströmen, die an der optischen Fläche

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reflektiert und/oder gebrochen wurden, aufzufangen vermögen, um Ausgangssignale zu erzeugen, die an den Lichtempfangssektoren (28A,28B; 38A bis 38H) auftreffende Lichtmengen darstellen, und

eine Schaltung (Differentialverstärker 29; Additionsschaltungen 39A,39B, Differentialverstärker 40), welche die Ausgangssignale aus dem Lichtdetektor (28; 38A bis 38H) zu empfangen vermag, um als Fokussierfehlersignal ein Differenzsignal zu bilden.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch g e k e η η zeichnet , daß das optische Bauteil (27; 37; 45) von einem Erfassungsprisma gebildet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch g e k e η η zeichnet ,■ daß die Lichtempfangssektoren (28A.28B) so angeordnet sind, daß sie einen Lichtstrom, der von der optischen Fläche (27a; 27a,27a¹) zurückgestrahlt wurde und an einer Seite einer optischen Achse verläuft, und einen Lichtstrom, der von der optischen Fläche (27a; 27a,27a¹) zurückgestrahlt wurde und an der anderen Seite derselben optischen Achse verläuft,.getrennt voneinander auffangen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Lichtempfangssektoren so angeordnet sind, daß sie einen peripheren Lichtstrom, der an der

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optischen Fläche gebrochen wurde und durch sie hindurchgetreten ist und an einer Seite einer optischen Achse verläuft, und einen peripheren Lichtstrom, der an der optischen Fläche gebrochen wurde und durch sie hindurchgetreten ist und an der anderen Seite derselben optischen Achse verläuft, getrennt voneinander auffangen.

18. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet , daß der Lichtbündelteiler (23) von einem Polarisationsprisma gebildet ist und an der optischen Fläche ein polarisierter Lichtstrom auffällt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch g e k e η η zeichnet , daß zwischen dem Polarisationsprisma (23) und dem Objektiv (25) eine Viertelwellenlähgehplatte (24) angeordnet ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch g e k e η η — zeichnet , daß der polarisierte Lichtstrom ein P-polarisierter Lichtstrom ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch g e k e η η zeichnet , daß zwischen der Lichtquelle (21) und dem Objektiv (25) eine Kollimationslinse (22) angeordnet ist und der an der optischen Fläche (27a; 37a,37b; 27a,27a'; 45a, 45b) auftreffende Lichtstrom bei scharfeingestelltem Objektiv (25) ein paralleler Lichtstrom ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch g e k e η η zeichnet , daß das optische Bauteil (27; 37; 45) so angeordnet ist, daß die optische Fläche mit einem bestimmten Lichtstrahl im einfallenden Lichtstrom einen Winkel bildet, der zumindest annähernd gleich ist mit einem kritischen Winkel.

23. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch g e k e η η zeichnet , daß das optische Bauteil (27; 37; 45) so angeordnet ist, daß die optische Fläche mit einem bestimmten Lichtstrahl im einfallenden Lichtstrom einen Winkel bildet, der kleiner ist als ein kritischer Winkel.

24. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch g e k e η η zeichnet , daß das optische Bauteil (27; 37; 45) so angeordnet ist, daß die optische Fläche mit einem bestimmten Lichtstrahl im einfallenden Lichtström einen Winkel bildet, der größer ist als ein kritischer Winkel.

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25. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch g e k e η η zeichnet , daß das optische Bauteil (27; 45) zwischen dem Polarisationsprisma (23) und dem Lichtdetektor (28) angeordnet ist, um wenigstens einen Teil des vom Polarisationsprisma (23) zurückgestrahlten Lichtstromes aufzufangen, und daß das von der Lichtquelle (21) ausgesandte Licht durch das Polarisationsprisma (23) hindurchfällt.

26. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch g e k e η η zeichnet , daß das Erfassungsprisma (37; 45) von rechteckiger Gestalt und solcher Länge ist, daß der Lichtstrom von sich gegenüberliegenden optischen Flächen (37a,37b; 45a,45b) mehrmals zurückgestrahlt wird.

27. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch g e k e η η zeichnet , daß zwischen dem Polarisationsprisma (23) und dem Objektiv (25) eine Kollimationslinse (22) angeordnet ist, um ein paralleles Lichtbündel in das Objektiv (25) eintreten zu lassen, und daß zwischen dem Polarisationsprisma (23) und dem optischen Bauteil (27) eine konkave Linse (43) angeordnet ist, um das einfallende konvergierende Lichtbündel in ein paralleles Lichtbündel umzuformen.

28. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch g e k e η η zeichnet , daß zwischen der Lichtquelle und dem Polarisationsprisma eine konvexe Linse angeordnet ist, um ein konvergierendes Lichtbündel in das Objektiv eintreten zu lassen, und daß zwischen dem Polarisationsprisma und dem Erfassungsprisma eine konkave Linse angeordnet ist, um das einfallende konvergierende Lichtbündel in ein paralleles Lichtbündel umzuformen.

29. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch g e k e η η zeichnet , daß das Polarisationsprisma (34) zwei getrennte Polarisationsfilme (34A,34B) aufweist, die an

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Uiufangsabr.chnitten in bezug auf eine optische Achse einander gegenüber so angeordnet sind, daß sie nur die peripheren Lichtströme zum optischen Bauteil (27) hin zurückstrahlen.

30. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch g e k e η η zeichnet , daß das optische Bauteil (27) ein Dreiecksprisma ist, das an außengelegenen Abschnitten zwei in bezug auf eine optische Achse einander gegenüber angeordnete total reflektierende Reflexionsflächeen (27a, 27a¹) und in einem zentralen Abschnitt einen Reflexionsspiegel (27b) aufweist.

31. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch g e k e η η zeichnet , daß der Gegenstand (26) ein plattenförmiger, optisch lesbarer, rotierender Aufzeichnungsträger (Videoplatte) ist, an dem Informationsspuren konzentrisch oder spiralig aufgezeichnet sind, eine Koridensorlinse (31) vorgesehen ist, um einen von der optischen Fläche (27) zurückgestrahlten zentralen Lichtstrom aufzufangen, und in einer Brennebene der Kondensorlinse (31) ein zweiter Lichtdetektor (30) angeordnet ist, der zwei Lichtempfangssektoren (30A,3OB) aufweist, die entlang einer Grenzebehe geteilt sind, welche durch eine optische Achse geht und in einer zur Informationsspur des Aufzeichnungsträgers (26) tangentialen Richtung verläuft, wodurch sich von Ausgängen der beiden Lichtempfangssektoren (3OA,30B) des Lichtdetektors (30) ein Spurführungsfehlersignal ableiten läßt. ",

32. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß der Gegenstand (26) ein plattenförmiger, optisch lesbarer,, rotierender Aufzeichnungsträger (Videoplatte) ist, an dem Informationsspuren konzentrisch oder spiralig aufgezeichnet sind, und die Lichtquelle (21) von einem Halbleiterlasergerät gebildet ist, wodurch ein zentraler Lichtstrom, der vom Aufzeichnungsträger (26) zurückgestrahlt wird und nicht am Lichtdetektor auftrifft,

am Halbleiterlasergerät auffallen gelassen wird und am Halbleiterlasergerät ausgehend von einer Selbstkoppelungswirkung desselben ein Informationssignal abgeleitet wird.