DE2504209A1

DE2504209A1 - Vorrichtung zum auslesen eines aufzeichnungstraegers, auf dem information in einer optisch auslesbaren struktur angebracht ist

Info

Publication number: DE2504209A1
Application number: DE19752504209
Authority: DE
Inventors: Gijsbertus Bouwhuis; Carel Arthur Jan Simons
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1974-02-15
Filing date: 1975-02-01
Publication date: 1975-08-21
Also published as: DK136996C; CA1033459A; NL176314B; CH582936A5; SE395784B; NO750456L; JPS594771B2; FR2261589B1; US3969573A; DK51075A; JPS50119661A; ATA104275A; SE7501525L; IT1031694B; ZA75374B; NL176314C; GB1499562A; NL7402170A; DK136996B; BE825504A

Description

PHN. 7385. , "^l!!lz Va/EVH.

4.Y. Philips'G!oei!anipor.fabrieke0 ^ ₁₂ _Λαηΐ±

A«« No., PHN- 7385
vom; 31. Jan. 1975

Vorrichtung zum Auslesen eines Aufzeichnungsträgers, auf dem Information in einer optisch auslesbaren Struktur angebracht ist

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung Auslesen eines Aufzeichnungsträgers, auf dem Information in einer optisch auslesbaren reflektierenden Struktur angebracht ist, welche Vorrichtung eine ein Auslesebündel liefernde Strahlungsquelle, ein Objektivsystem zum Fokussieren des Auslesebündels zu einem Auslesefleck auf die Informationsstruktur des Aufzeichnungsträgers und einen strahlungsempfindlichen Detektor zur Umwandlung des von der Informationsstruktur reflektierten, und modulierten Auslesebündels in ein elektrisches Signal enthält, wobei in dem Strahlungsweg zwischen der Strahlungsquelle und dem

509834/0596

Objektivsystem und zwischen diesem Objektivsystem und dem Detektor ein polarisationsempfindlicher Bündelteiler und eine )v/4-Platte _Zur gegenseitigen Trennung des modulierten und des unmodulierten Auslesebündels angeo rdne t s ind,

Eine derartige Vorrichtung ist u.a. aus "Philips Technische Rundschau" 33, Nr. 7, S. 19-8-201 bekannt« In der bekannten Auslesevorrichtung liefert eine Strahlungsquelle ein linear polarisiertes „Auslesebündel. Auf dem Wege zu dem Objektivsystem durchläuft dieses Bündel einen Polarisationsteilspiegel und eine in diagonaler Lage angeordnete J*j/4-Platte. Der Spiegel lässt nur Strahlung mit einer bestimmten ersten Polarisationsrichtung durch und reflektiert Strahlung mit einer zweiten zu der ersten Polarisationsrichtung senkrechten Polarisationsrichtung. Die ?*/4-Platte wird zweimal durchlaufen, und zwar einmal von dem unmodulierten Auslesebündel und einmal von dem modulierten Auslesebündel, Dadurch wird die Polarisationsebene insgesamt über 90° gedreht, so dass das modulierte Auslesebündel von dem Polarisationsteilspiegel aus dem Strahlungsweg des unmodulierten Auslesebündels zu einem De'tektor reflektiert wird. Auf diese Weise wird eine effektive Trennung erhalten, so dass einerseits die Strahlungsenergie auf zweckmässige Weise benutzt und andererseits eine

509834/0596

unerwünschte Rückkopplung auf die Strahlungsquelle verhindert wird. Die Verhinderung einer Rückkopplung auf die Strahlungsquelle ist von Bedeutung, wenn diese Quelle ein Gaslaser ist.

Bisher wurde als 7\ /4-Platte in der Auslesevorrichtung eine Platte verwendet, deren Endflächen (oder Ein- und Austrittsflächen) parallel zu der optischen Achse geschliffen sind. Ein Strahlungsbündel, das senkrecht auf die Eintrittsfläche einfällt, erfährt einen maximalen doppelbrechenden Effekt. Es sind keine preis~ werten und leicht zu bearbeitenden Materialien mit einer kleinen Breclxungszahl bekannt, so dass zur Erzielung der gewünschten Drehung der Polarisationsebene die bekannte Λ/4-Platte sehr dünn (z.B. 16/um dick) sein muss. Eine derartige dünne Platte läs.st sich aber schwer handhaben. Eine Platte, die (2n+i) 7\/k dick ist, ist für Kippen sehr empfindlich. Weiter wird die Wirkung der bekannten ?\/4-Platte stark von kleinen Abweichungen in der Dicke der Platte beeinflusst, so dass sehr strenge Anforderungen an die Genauigkeit der Dicke der Platte gestellt werden müssen. Aus diesen Gründen ist die bekannte TV/4-Platte zur'Anwendung in einer in Massen hergestellten Auslesevorrichtung ' weniger gut geeignet.

Die vorliegende Erfindung schafft eine

509834/0596

• . 250A209

■ft/4-Platte für eine Auslesevorrichtung, die sich leicht in Massen herstellen lässt. Eine Auslesevorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die " . 7\ /4-Platte in einem Halter angebracht ist, derart, dass die Normale zu den Ein- und Austrittsflächen für das Auslesebündel einen kleinen ¥inkel mit diesem Bündel einschliesst und dass die optische Achse der /\/4-Platte zu den Ein- und Austrittsflächen senkrecht ist, so dass die Wirkung der >\/4-Platte von ihrer Lage in dem Halter unabhängig ist.

Unter einem kleinen Winkel-ist ein Winkel von weniger als etwa 25° zu verstehen. Die Tatsache, dass eine Λ/4-Platte nach der Erfindung um eine zu den Ein- und Austrittsflächen senkrechte Achse gedreht werden kann, ohne dass die Wirkung beeinträchtigt wird, ist beim Zusammenbauen einer Auslesevorrichtung besonders vorteilhaft.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der

Zeichnung näher erläutert, in der eine Auslesevorrxchtung mit einer erfindungsgemässen '^/4-Platte dargestellt ist.

In der Figur bezeichnet 1 einen Aufzeichnungsträger, z.B. einen band- oder scheibenförmigen Aufzeichnungsträger, Beispielsweise sei angenommen, dass der Trägerkörper durchsichtig ist und dass die Information auf der Oberseite des Aufzeichnungsträger angebracht

509834/0S96

ist. Auf die Informationsstruktur wird ein Strahlungsfleck V projiziert. Dieser Strahlungsfleck wird aus einem von der Strahlungsquelle 2, z.B. einer Laserquelle, emittierten engen Auslesebündel 20 gebildet, von dem nur der Hauptstrahl dargestellt ist. Dabei werden eine Linse 3_f ein flacher Spiegel k und eine Objektivlinse benutzt. Die Linse 3 wird dazu verwendet, die ganze Pupille der Objektivlinse auszufüllen. Die Informationsstruktur ist eine reflektierende Struktur, so dass das Auslesebündel, nachdem es von dieser Struktur entsprechend der gespeicherten Information moduliert worden ist, nahezu in sich selbst zurückkehrt. Um das modulierte Auslesebühdel 21 von dem unmodulierten Auslesebündel zu trennen, sind in dem Strahlungsweg ein Prisemsystem und eine ?\/4-Platte 7 angeordnet.

Das Prisemsystem setzt .sich aus drei Teilprismen 11, 12 und 13 zusammen und ist dadurch nicht astigmatisch. Die optischen Achsen 15 und 16 der äusseren Teilprismen sind zueinander parallel und zu der optischen Achse Ik des mittleren Prismas 11 senkrecht. Der Hauptstrahl des AuslesebUiiäels '20 geht ununterbrochen durch das Teilprisma 12. Liegt, wie dargestellt, die Polarisationsrichtung des Auslesebündels 20 in der Zeichnungsebene, so durchläuft der Hauptstrahl das Teilprisma 11 als ausserordentlicher Strahl und das Teilprisma 13

509834/0596

als ordentlicher Strxhl und wird von jedem der Prismen um einen bestimmten Winkel gebrochen. Der Hauptstrahl des Auslesebündels wird von dem Prismensystem insgesamt um einen bestimmten Winkel ( f\>- ) , in Abhängigkeit von den Brechungszahlen des Prismenmaterials, gebrochen. Danach wird die 7\/4-Platte 7» die in diagonaler Lage angeordnet ist, zweimal durchlaufen, wodurch die Polarisationsrichtung über 90° gedreht wird. Der Hauptstrahl des modulierten Auslesebündels 21 passiert das Teilprisma 13 als ausserordentlicher Strahl, das Teilprisma 11 als ordentlicher Strahl und das Teilprisma 12 als ausserordentlicher Strahl. In jedem der Teilprismen wird der Hauptstrahl um einen bestimmten Winkel gebrochen, so dass der Haupt strahl des Auslesebündels 21 unter einem Winkel P₂ zu dem Hauptstrahl des Bündels 20 auf den strahlungsempfindlichen Detektor 6 gerichtet wird.

Die A/4-Platte muss eine Drehung von 90° einer Polarisationsebene bewirken. Die Platte kann aus Quarz bestehen. Nach der Erfindung sind die Endflächen und 18 zu der optischen Achse 8 senkrecht geschliffen und ist die Platte derart angeordnet, dass die Normale zu der Endfläche 17 einen kleinen Winkel ^ mit dem Hauptstrahl des Auslesebündels 20 einschliesst,

In der Richtung der optischen Achse tritt keine Doppelbrechung auf« Ein Strahl, der einen kleinen

509834/0696

Winkel mit der optischen Achse einschliesst, erfährt nur eine geringe Doppelbrechung. Um eine genügende Doppelbrechung zu erfahren, muss dieser Strahl eine dicke Platte durchlaufen. Unter'"dick" ist hier zu verstehen: dick im Vergleich zu der bekannten λ/4-Platte, bei der die optische Achse zu den Endflächen parallel war. Bei einer Ausführungsform einer 7\/4-Platte nach der Erfindung war die Dicke 1,39 mm, während der Winkelt etwa 10° betrug» Der Winkelt kann nicht kleiner als einige Grad sein, wenn Quarz verwendet wird. Quarz weist nämlich die Eigenschaft auf, dass es eine Drehung der Polarisationsebene für einen Strahl herbeiführt, dessen Richtung in der Nähe der Richtung der optischen Achse liegt.

Eine Unebenheit in der Oberfläche hat bei einer dicken λ/4-Platte nach der Erfindung einen viel geringeren Effekt auf die Wirkung der Platte als bei der bekannten dünnen Λ/4-Platte. Eine gleiche Unebenheit wird ja bei einer dicken ?\/4-Platte ein kleiner Teil der gewünschten zu durchlaufenden Weglänge und bei einer dünnen Λ./4-Platte ein erheblicher Teil dieser Weglänge sein und sogar annähernd gleich dieser Weglänge sein können.

Auch vom Gesichtspunkt des Zusammenbaus bietet die AA-Platte nach der Erfindung Vorteile. Die

509834/0596

wird in einem schematisch dargestellten Halter 9 angeordnet. Dieser Halter 9 legt nur die Richtung der Ein- und Austrittsflächen 17 und 18 fest. Bei Drehung der ?\/4-Platte innerhalb dieses Halters um einen bestimmten Winkel wird, für den Fall, dass diese optische Achse zu den Endflächen 17 und 18 parallel ist, diese optische Achse sich um den gleichen Winkel drehen, wodurch sich die Orientierung der optischen Achse in bezug auf die Polarisationsrichtung der einfallenden Strahlung^ändert. :: Die bekannte dünne 7\/4-Platte muss daher auf bestimmte Weise in dem Halter orientiert sein. Bei der vorgeschlagenen

?\/4-Platte wird bei Drehung der Platte in ihrem Halter die optische Achse nach wie vor eine feste räumliche Lage einnehmen. Die Orientierung der optischen Achse in bezug auf die Polarisationsrichtung der einfallenden Strahlung wird sich nicht ändern. Die vorgeschlagene

7\ /4-Platte kann daher auf beliebige Weise in den Halter geschoben werden, ohne dass dadurch die gegenseitige Trennung der Auslesebündel 20 und 21 beeinflusst wird.

Wie bereits bemerkt wurde, muss die Tk/4-Platte "in diagonaler Lage" angeordnet werden, d.h., dass die Projektion der optischen Achse in der durch die Polarisationsrichtungen der Bündel 20 und 21 bestimmten Ebene einen Winkel von 45° mit diesen Polarisationsrichtungen

509834/0596

des modulierten und des unmodulierten Auslesebündels einschliesst·

Wegen der Drehung der Polarisationsebene, die durch Quarz herbeigeführt wird, wird in der Praxis der Winkel etwas kleiner sein. Im obenegenannten Ausführungsbeispiel mit einer Quarzplatte mit einer Dicke von 1,39 mm und mit einem Winkel von 10° war dieser Winkel (der Azimutwinkel) etwa 28°.

509834/0596

Claims

PATENTANSPRUCH;

Vorrichtung zum Auslesen eines Aufzeichnungsträgers, auf dem Information in einer optisch auslesbaren reflektierenden Struktur angebracht ist, welche Vorrichtung eine ein Auslesebündel liefernde Strahlungsquelle, ein Objektivsystem zum Fokussieren des Auslesebündels zu einem Auslesefleck auf die Informationsstruktur des Aufzeichnungsträgers und einen strahlungsampfindlichen Detektor zur Umwandlung des von der Informationsstruktur reflektierten und modulierten Auslesebündels in ein elektrisches Signal enthält, wobei in dem Strahlungsweg zwischen der Strahlungsquelle und dem Objektivsystem und zwischen diesem Objektivsystem und dem Detektor ein polarisationsempfindlicher Bündelteiler und eine

¹^ /4-Platte zur gegenseitigen Trennung des modulierten und des unmodulierten Auslesebündels angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die 7\/^--Pla-tte in einem Halter angebracht ist, derart, dass die Normale zu den Ein- und Austrittsflächen für das Auslesebündel einen kleinen Winkel mit diesem Bündel einschliesst und dass die optische Achse der ^/4-Platte zu den Ein- und Austrittsflächen senkrecht ist, so dass die Wirkung der 7\ /4-Platte von ihrer Lage in dem Halter unabhängig ist«

509334/0596