FR2459991A1 - Procede et dispositif de detection d'un signal d'erreur de focalisation - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LES DISPOSITIFS DE LECTURE OPTIQUE D'UNE INFORMATION ENREGISTREE. LA FOCALISATION D'UN FAISCEAU LUMINEUX QUI EST PROJETE SUR UNE SURFACE D'ENREGISTREMENT 6 PAR UN OBJECTIF 5 S'EFFECTUE A L'AIDE D'UN DISPOSITIF QUI COMPREND NOTAMMENT UN PRISME POLARISANT 3, UN PRISME DE DETECTION 10 MUNI D'UNE SURFACE DE REFLEXION 11 ET UN DETECTEUR DE LUMIERE 12 QUI COMPREND DEUX REGIONS 12A, 12B DONT LES SIGNAUX DE SORTIE RESPECTIFS ATTAQUENT UN AMPLIFICATEUR DIFFERENTIEL 13 QUI FOURNIT UN SIGNAL D'ERREUR DE FOCALISATION. APPLICATION AUX LECTEURS DE DISQUES VIDEO.

Description

i La présente invention concerne un procédé de détection d'une condition

de focalisation d'un objectif par rapport à un objet sur lequel cet objectif doit focaliser un faisceau lumineux, ainsi que sur un dispositif destiné à mettre en oeuvre un tel procédé de détection de focalisation.

Ce procédé et ce dispositif de détection de focali-

sation sont avantageusement appliqués à un dispositif dans lequel un faisceau lumineux d'exploration est projeté par un objectif sur une ou plusieurs pistes d'information qui sont enregistrées en spirale ou de façon concentrique sur un support d'enregistrement en forme de disque, pour lire une

information qui est enregistrée le long de la piste.

Dans un dispositif de reproduction ou de lecture d'une information à partir du support d'enregistrement mentionné ci-dessus, le support d'enregistrement constitue ce qu'on appelle habituellement un disque vidéo, dans lequel des signaux vidéo et de son codés sont enregistrés sous la

forme d'une information optique correspondant à des proprié-

tés optiques telles que les caractéristiques de transmission, de réflexion et de phase. Pendant qu'on fait tourner le disque vidéo à une vitesse élevée, comme trente tours par seconde, c'est-à-dire 1 800 t/mn, on focalise sur les pistes du disque, sous la forme d'un point lumineux, un faisceau laser qui est émis par une source de lumière laser telle

qu'un laser à gaz hélium-néon, et on lit l'information opti-

que. L'une des propriétés importantes d'un tel support d'enregistrement consiste en ce qu'il permet d'obtenir une densité d'enregistrement d'information très élevée, d'o il résulte que la largeur de la piste d'information est très faible et que l'espace entre les pistes successives est également très faible. Dans un disque vidéo caractéristique, décrit par exemple dans le document Philips Technical Review, Vol. 33, 1973, NO 7, le pas des pistes n'est que de 2 im. Le diamètre du point lumineux doit donc avoir une valeur faible correspondante, telle que 1 à 2 pm. Pour lire correctement l'information enregistrée à partir de telles pistes ayant une largeur et un pas très faIbles, l'erreur de distance entre l'objectif et les pi tes, c'est-à- dire l'erreur de focalisation, doit être réduite au minimum possible, pour que le diamètre du point lumineux soit aussi faible que possible. Dans-ce but, le dispositif utilisé comporte un système de commande de focalisation qui détecte la valeur et le sens d'un défaut de focalisation de l'objectif par rapport à-la surface du disque, pour produire un signal d'erreur de focalisation, l'objectif étant déplacé dans la direction de son axe optique conformément au signal

d'erreur de focalisation détecté.

La figure 1 est une représentation schématique d'un système de détection de focalisation connu pour un dispositif de lecture optique. Une source lumineuse 1 est constituée par un laser et elle émet de la-lumière qui est polarisée de façon linéaire dans le plan du dessin de la

figure 1. La lumière est collimatée par une lentille colli-

matrice 2, pour donner un faisceau de lumière parallèle qui est ensuite transmis par un prisme polarisant 3 et une lame quart d'onde 4. Le faisceau lumineux est ensuite focalisé par un objectif 5 pour former un point lumineux sur un disque 6 qui comporte une ou plusieurs pistes d'information

présentant une structure en créneaux. La lumière est ensui-

te réfléchie par la piste d'information et elle est projetée sur le prisme polarisant 3 par l'objectif 5 et la lame quart d'onde 4. La lumière qui atteint le prisme 3 est polarisée dans une direction perpendiculaire au plan du dessin, du fait qu'elle a traversé deux fois la lame quart d'onde 4,

et elle est donc réfléchie maintenant par le prisme polari-

sant 3. Un condenseur 7 et une lentille cylindrique 8 font converger le flux lumineux qui est réfléchi par le prisme polarisant 3. Du fait que la lentille cylindrique 8 n'a un pouvoir de focalisation que dans une seule direction, la forme du faisceau focalisé que forment le condenseur 7 et

la lentille cylindrique 8 varie de la manière qui est repré-

sentée sur la figure 1, dans des directions mutuellement orthogonales, par rapport à la condition de focalisation optimale, lorsque le disque 6 monte et descend. Dans le dispositif connu, on détec!e cette variation de forme à l'aide d'un détecteur de lumière (non représenté) qui est divisé en quatre parties et qui est placé dans un plan focal du système de lentilles 7, 8, pour produire un signal d'erreur de focalisation. Le signal d'erreur de focalisation qui est ainsi détecté est appliqué à un mécanisme de focali- sation, comme un mécanisme à bobine mobile, de façon à

déplacer l'objectif 5 dans sa direction axiale.

Le système de détection de focalisation connu présente un inconvénient qui consiste en ce que le système optique est susceptible d'avoir une taille élevée, du fait qu'un chemin optique relativement long est nécessaire pour focaliser le faisceau lumineux après qu'il a été réfléchi

par le prisme polarisant 3. En outre, du fait que le détec-

teur lumineux comportant les quatre parties doit Etre posi-

tionné de façon précise dans des directions correspondant

à trois axes, c'est-à-dire dans la direction de l'axe opti-

que et dans deux directions orthogonales par rapport à l'axe optique, le réglage de positionnement du détecteur lumineux est très critique et demande un travail qui prend beaucoup de temps. De plus, du fait que la dynamique dans laquelle on peut obtenir un signal d'erreur de focalisation précis sous l'effet de la déformation du faisceau focalisé est relativement faible, on ne peut obtenir aucun signal d'erreur de focalisation si le disque ne s'écarte d'une

position donnée que d'une distance relativement faible.

Dans le dispositif de lecture de l'information qui est enregistrée dans la piste d'information, il est également nécessaire d'effectuer une commande de poursuite de façon que le point lumineux puisse toujours explorer ou suivre la piste de façon précise. Deux procédés de commande

de poursuite ont été proposés, à savoir un procédé d'oscil-

lation et un procédé.à trois faisceaux. Dans le procédé d'oscillation, on fait vibrer légèrement le point lumineux dans une direction transversale par rapport à la piste, en faisant vibrer l'objectif ou un miroir qui est intercalé entre-la source lumineuse et l'objectif. Dans le procédé à trois faisceaux, on projette simultanément trois faisceaux sur le disque, avec une 1If ière séparation dans la direction de la piste et dans une direction perpendiculaire à la direction de la piste. Le procédé à trois faixceaux est supérieur.au procédé d'oscillation, du fait qu'il n'est pas

nécessaire de faire vibrer mécaniquement les faisceaux lumi-

neux. Il est donc préférable que dans le dispositif de détection du signal d'erreur de Localisation, le signal d'erreur de poursuite puisse être obtenu par le procédé à

trois faisceaux.

L'invention a pour but d'offrir un procédé de

détection d'un signal d'erreur de focalisation d'un objec-

tif par rapport à un objet sur lequel un faisceau lumineux doit être focalisé, ce procédé présentant une sensibilité

extrêmement élevée de détection de la focalisation.

L'invention a également pour but d'offrir un pro-

cédé de détection de focalisation qui puisse être mis en oeuvre facilement à l'aide d'un système optique de faible encombrement. Selon l'invention, un procédé de détection d'un signal d'erreur de focalisation d'un objectif par rapport à un objet sur lequel cet objectif doit former un point lumineux comprend les opérations suivantes: on focalise

sur l'objet la lumière qui est émise par une source lumi-

neuse; on introduit une partie au moins du flux lumineux réfléchi par l'objet dans un élément optique qui comporte

une surface de réflexion qui est réglée de façon à corres-

--pondre pratiquement à un angle critique par rapport à un rayon lumineux appartenant au flux lumineux réfléchi, dans une condition de focalisation optimale; et on détecte une variation de la distribution de lumière du flux lumineux

qui est réfléchi par la surface de réflexion, ou une varia-

tion des valeurs du flux lumineux réfléchi et d'un flux lumineux qui est transmis par la surface de réflexion, pour

produire le signal d'erreur de focalisation.

L'invention a également pour but de réaliser un dispositif de détection d'un signal d'erreur de focalisation d'un objectif par rapport à un objet sur lequel l'objectif doit focaliser un faisceau lumineux, ce dispositif étant capable de détecter le stirral d'erreur de focalisation avec une sensibilité très élevée et pouvant être construit de

façon à être léger et de petite taille.

L'invention a également pour but de réaliser un dispositif de détection d'un signal d'erreur de focalisation, dans lequel on puisse facilement positionner un détecteur de lumière, sans avoir à effectuer un réglage et un alignement gênants. Conformément à l'invention, un dispositif destiné à détecter un signal d'erreur de focalisation d'un objectif par rapport à un objet sur lequel un faisceau lumineux qui est émis par une source lumineuse doit être focalisé par l'objectif sous la forme d'uni point lumineux, comprend: un élément de division de faisceaux qui est placé entre la source lumineuse et l'objectif de façon à diriger vers l'objectif le faisceau lumineux qui est émis par la source et à diriger un flux lumineux réfléchi par l'objet dans une direction différente de celle de la source lumineuse; un prisme de détection qui est placé de façon à recevoir une partie au moins du flux lumineux réfléchi par l'objet, ce prisme comportant une surface de réflexion qui est orientée pratiquement sous un angle critique par rapport à un rayon

lumineux appartenant au flux lumineux qui atteint la sur-

face de réflexion; des moyens de détection de lumière qui comportent au moins deux régions de réception de la lumière qui sont placées de façon à recevoir un flux lumineux qui

est réfléchi par la surface de réflexion ou des flux lumi-

neux qui sont respectivement réfléchis et transmis par la

surface de réflexion, pour produire des signaux qui repré-

sentent les valeurs des flux lumineux qui atteignent les régions de réception de la lumière; et un circuit qui reçoit les signaux de sortie des moyens de détection de lumière pour former un signal de différence qui constitue

le signal d'erreur de focalisation.

L'invention concerne également un dispositif qui est conçu de façon à détecter aussi bien un signal d'erreur

de poursuite qu'un signal d'erreur de focalisation. L'inven-

tion a également pour but de réaliser un dispositif de détection d'un signal d'erreur de Localisation et d'un signal d'erreur de poursuite, par le procédé à trois faisceaux

comme par le procédé d'oscillation.

Conformément à l'invention, un dispositif qui est destiné à détecter un signal d'erreur de focalisation d'un objectif par rapport à un support d'enregistrement en forme de disque qui comporté au moins une piste d'information en spirale ou concentrique, sur lequel un faisceau lumineux qui est émis par une source lumineuse doit %tre focalisé sous la forme d'un point lumineux, et à détecter un signal d'erreur de poursuite de l'objectif par rapport à la piste d'information, comprend: un élément de division de faisceau qui est placé entre la source lumineuse et l'objectif de façon à diriger vers l'objectif le faisceau lumineux qui est émis par la source lumineuse et à diriger dans une direction différente de celle de la source lumineuse un flux lumineux qui est réfléchi par le support d'enregistrement; un prisme de détection qui est placé de façon à recevoir une partie au moins du flux lumineux qui est réfléchi par le support d'enregistrement et qui comprend une surface de

réflexion qui est orientée pratiquement sous un angle cri-

tique par rapport à un rayon lumineux central du flux lumi-

neux qui atteint la surface de réflexion; une lentille qui fait converger le flux lumineux qui atteint la surface de réflexion; des moyens de détection de lumière qui comportent au

moins deux régions de réception de la lumière qui sont pla-

cées pratiquement à un foyer d'un flux lumineux qui est

réfléchi par la surface de réflexion, les régions de récep-

tion de la lumière étant divisées le long d'un plan qui contient un rayon lumineux central du flux lumineux qui est

réfléchi par la surface de réflexion et qui est perpendi-

culaire à un plan d'incidence; et un circuit qui est destiné à recevoir les signaux de

sortie qui proviennent des régions de réception de la lumiè-

re, pour former un signal de différence en tant que signal d'erreur de focalisation et pour former le signal d'erreur

de poursuite.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-

tion seront mieux compris à la lecture de la description qui

va suivre de modes de réalisation, et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une représentation schématique

d'un système optique d'un dispositif de lecture optique com-

portant un système de détection de focalisation connu; La figure 2 est une représentation schématique d'un mode de réalisation d'un dispositif de détection de focalisation correspondant à l'invention;

La figure 3 est un graphique qui montre l'inten-

sité de la lumière réfléchie pour un angle d'incidence voisin d'un angle critique; Les figures 4A, 4B et 4C sont des graphiques qui représentent les signaux de sortie des régions du détecteur de lumière et un signal d'erreur de focalisation; La figure 5 est une représentation schématique d'un autre mode de réalisation du dispositif de détection de focalisation correspondant à l'invention; Les figures 6, 7, 8 et 9 sont des représentations schématiques de modes de réalisation modifiés du dispositif de détection de focalisation correspondant à l'invention La figure 10 est une représentation schématique d'un mode de réalisation d'un dispositif correspondant à l'invention;

Les figures liA, 11B et l1C sont des représenta-

tions schématiques qui sont destinées à l'explication du fonctionnement du dispositif de la figure 10; La figure 12 est une représentation schématique d'un mode de réalisation modifié du dispositif qui est représenté sur la figure 10; La figure 13 est une représentation schématique d'un autre mode de réalisation du dispositif de l'invention, destiné à détecter un signal d'erreur de focalisation et un signal d'erreur de poursuite, à l'aide d'un procédé à trois faisceaux;

Les figures 14A, 14B et 14C sont des représenta-

tions schématiques destinées à l'explication du fonctionne-

24 9991

ment du dispositif qui est représenté sur la figure 13; et

Les figures 15 et 16 sont des représentation sché-

matiques d'autres modes de réalisation du dispositif de

détection de focalisation qui correspond à l'invention.

La figure 2 est une représentation schématique d'un dispositif de lecture optique qui utilise un mode de réalisation du dispositif de détection de focalisation de l'invention. Dans ce mode de réalisation, le système optique destiné à projeter un point lumineux d'exploration sur un support d'enregistrement est identique à celui qui est représenté sur la figure 1. Un faisceau lumineux polarisé de façon linéaire qui est émis par une source lumineuse laser 1

est collimaté en un faisceau lumineux parallèle par une len-

tille collimatrice 2 et il traverse un prisme polarisant 3 et une lame quart d'onde 4. Le faisceau lumineux parallèle est ensuite projeté sur un objectif 5 et il est focalisé

sous la forme d'un point lumineux sur une piste d'informa-

tion d'un disque 6. Le faisceau lumineux réfléchi par le disque 6 présente une modulation optique qui correspond à l'information enregistrée dans la piste et il est réfléchi

par le prisme polarisant 3. La structure et le fonctionne-

ment du système optique décrit jusqu'ici sont entièrement

identiques à ceux du système optique connu qui est représen-

té sur la figure 1. Le flux lumineux qui est réfléchi par le prisme polarisant 3 atteint un prisme de détection 10 qui comporte une surface de réflexion 11 et un détecteur de lumière 12 reçoit le flux lumineux qui est réfléchi par cette surface 11. Conformément à l'invention, la surface de réflexion 11 est orientée par rapport à la lumière incidente de façon que dans une condition de focalisation optimale elle fasse par rapport à la lumière incidente (flux lumineux parallèle) un angle donné égal ou légèrement inférieur à un angle critique. On supposera pour l'instant que la surface de réflexion 11 est orientée sous l'angle critique. Dans la

condition de focalisation optimale, l'ensemble du flux lumi-

neux réfléchi par le prisme polarisant 3 est soumis à une réflexion totale par la surface de réflexion 11. En pratique,

une faible quantité de lumhère est transmise dans une direc-

9.

tion n représentée sur la figure 2, du fait de l'imperfec-

tion de l'état de surface de la surface réfléchissante 11.

On peut cependant négliger une aussi faible quantité de lumière transmise. Si le disque 6 s'écarte de la condition de focalisation optimale dans une direction a indiquée sur la figure 2, et si la distance entre l'objectif 5 et le disque 6 est raccourcie, la lumière qui est réfléchie par le prisme polarisant 3 n'est plus le faisceau parallèle, mais devient un faisceau lumineux divergent qui comporte des rayons lumineux extrêmes ail et a12. Au contraire, si le disque 6 s'écarte dans une direction opposée b, le faisceau lumineux parallèle devient un faisceau lumineux convergent qui comprend des rayons lumineux extrêmes bi et bi2. Comme le montre la figure 2, les rayons lumineux qui sont compris entre un axe optique d'indicence OP1 et le rayon lumineux extrême ail ont des angles d'incidence inférieurs à l'angle critique, et ils sont donc transmis,

au moins en partie, à travers la surface de réflexion 11.

Au contraire, les rayons lumineux qui sont compris entre l'axe optique OP et le rayon lumineux extrême ai2 ont des angles d'incidence supérieurs à l'angle critique et ils sont donc totalement réfléchis par la surface 11. Dans le cas d'un écart du disque 6 dans la direction b, la relation cidessus s'inverse et les rayons lumineux qui se trouvent au-dessous d'un plan qui contient l'axe optique d'incidence OPi et qui est perpendiculaire au plan du dessin sur la

figure 2, c'est-à-dire un plan d'incidence, sont totale-

ment réfléchis par la surface de réflexion 11, tandis que les rayons lumineux qui se trouvent au-dessus de ce plan sont transmis au moins partiellement à travers la surface de réflexion l1. Comme on l'7a expliqué ci-dessus, si le disque 6 s'écarte de la position de focalisation optimale, les angles d'incidence des rayons lumineux qui atteignent la surface de réflexion 11 varient d'une manière continue de part et d'autre de l'angle critique, sauf pour le rayon

lumineux central qui chemine le long de l'axe optique OP,.

Ainsi, lorsque le disque 6 s'écarte de la position de foca-

lisation optimale, soit dans la direction a soit dans la direction b, l'intensité de la lumière qui est réfléchie par

la surface de réflexion 11 varie de façon abrupte au voisi-

nage de l'angle critique, conformément à la variation men-

tionnée précédemment des angles d'incidence. Dans ce cas, les sens des variations des intensités lumineuses des deux c8tés du plan précité, perpendiculaire au plan d'incidence et contenant l'axe optique d'incidence OP., Sont des sens mutuellement opposés. Au contraire, dans la condition de focalisation optimale, le flux lumineux qui atteint le prisme de détection 10 est soumis à une réflexion totale par la surface réfléchissante 11 et le détecteur de lumière 12 reçoit donc un flux lumineux uniforme. Le détecteur de lumière 12 est construit de façon que des régions séparées

12A et 12B reçoivent respectivement les flux lumineux infé-

rieur et supérieur par rapport au plan précité. Autrement dit, le détecteur de lumière 12 est divisé le long d'un plan qui est perpendiculaire au plan d'incidence et qui comprend

un axe optique OPr de la lumière réfléchie.

La figure 3 représente un graphique qui montre la variation de l'intensité de la lumière réfléchie en fonction

Ide l'angle d'incidence, au voisinage de l'angle critique.

Les courbes Rp et Rs indiquent respectivement les intensités lumineuses pour les rayons lumineux en polarisation P et S. On obtient ces courbes lorsque le prisme 10 est constitué

par une matière dont l'indice de réfraction est égal à 1,50.

Il convient de noter que l'intensité d'un rayon lumineux non polarisé est égale à une valeur intermédiaire de

(Rp + RS)/2.

Sur la figure 2, si le disque 6 s'écarte dans la direction a, les rayons lumineux de la moitié inférieure du flux lumineux incident ont des angles d'incidence inférieurs à l'angle critique. De ce fait, une partie au moins de la moitié inférieure du flux lumineux est transmise à travers la surface de réflexion 11 et la quantité de lumière qui

atteint la région de réflexion de la lumière 12A est réduite.

D'autre part, les angles d'incidence de la moitié supérieure du flux lumineux incident sont supérieurs à l'angle critique, et le flux correspondant e't donc soumis à une réflexion i1 totale par la surface 11. Ainsi, la quantité de lumière qui atteint la région de réception de la lumière 12B ne change

pas. Au contraire, si le disque 6 s'écarte dans la direc-

tion b, la quantité de lumière qui atteint la région 12B diminue, mais la quantité de lumière qui atteint la région 12A ne change pas. De cette manière, on peut obtenir à partir des régions 12A et 12B les signaux de sortie qui

sont représentés respectivement sur les figures 4A et 4B.

On peut obtenir un-signal d'erreur de focalisation sur une sortie 14 d'un amplificateur différentiel 13, sous la forme d'un signal de différence entre les signaux qui proviennent des régions 12A et 12B, et ce signal de différence est

représenté sur la figure 4C.

Conformément à l'invention, on peut orienter la surface de réflexion 11 sous un angle légèrement inférieur à l'angle critique. Dans ce cas, lorsque le disque 6 s'écarte dans la direction a, la quantité de lumière qui atteint la région 12B augmente tout d'abord, puis devient constante, et la quantité de lumière qui atteint la région 12A diminue brutalement. Au contraire, si le disque 6 s'écarte dans la direction b, la quantité de lumière qui atteint la région 12A augmente tout d'abord puis devient constante, tandis que la quantité de lumière qui atteint la

région 12B diminue.

De cette manière, en détectant une différence entre les signaux de sortie qui proviennent des régions de réception de la lumière 12A et 12B, on peut obtenir un signal

d'erreur de focalisation dont la valeur absolue est propor-

tionnelle à l'écart par rapport à la condition de focalisa-

tion optimale et dont le signe représente le sens de l'écart par rapport à la condition de focalisation optimale. On utilise le signal d'erreur de focalisation ainsi obtenu pour effectuer une commande de focalisation de façon à entraîner l'objectif 5 dans la direction de son axe optique. Il est

en outre possible d'élaborer un signal d'information corres-

pondant à l'information sous forme de créneaux qui est enre-

gistrée dans la piste d'information. Ce signal est obtenu sur la sortie 16 d'un addii.onneur 15 qui-produit un signal vi

- 12

de somme à partir des signaux de sortie qui proviennent des signaux 12A et 12B. En outre, du fait que dans la condition de focalisation optimale la lumière est très peu transmise à travers la surface de réflexion 11, la perte de lumière est très faible, et dans la condition de défaut de focalisa-

tion, la moitié du flux lumineux, par rapport au rayon lumi-

neux central, est totalement réfléchie, mais la fraction de l'autre moitié du flux lumineux qui est réfléchie par la surface 11 est fortement diminuée, si bien que la différence entre les quantités de lumière qui atteignent les régions 12A et 12B prend une valeur élevée. On peut donc effectuer une détection de focalisation très précise, avec une très

grande sensibilité.

Par exemple, lorsqu'on utilise pour l'objectif 5 une lentille d'ouverture numérique NA = 0,5 et de distance focale f = 3 mm, et lorsque le prisme de détection 10 a un indice de réfraction n = 1,50, tandis que le disque 6 s'écarte d'environ 1 pm, la variation d'angle d'incidence pour le rayon lumineux extrême qui est soumis à la plus grande variation d'angle d'incidence est d'environ 0,015 , ce qui produit une variation suffisamment grande de la quantité de lumière qui atteint les régions de détecteur 12A et 12B. Lorsque le disque 6 s'écarte dans la direction a d'une distance d'environ 0,2 mm, une image virtuelle se forme à 19,5 mm de l'objectif 5, du c8té du disque 6 par rapport à l'objectif 5, et le diamètre du faisceau lumineux qui atteint le détecteur 12 augmente. D'autre-part, lorsque le disque 6 s'écarte dans la direction b de la même distance de 0,2 mm, une image réelle se forme à 25,5 mm de l'objectif 5, du côté opposé au disque 6. Il est donc préférable de placer le détecteur 12 aussi près que possible de l'objectif 5. Cependant, si on place ledétecteur 12 à la distance de ,5 mm de l'objectif 5, la configuration de zones claires

et sombres de la lumière qui atteint le détecteur 12 s'inver-

se lorsque le disque 6 s'écarte dans la direction b d'une distance supérieure à 0,2 mm, et les quantités de lumière qui atteignent les régions 12A et 12B diminuent et augmentent

respectivement. Ainsi, le:ignal de focalisation qui est éla-

boré dans une telle condition est un signal qui déplace

l'objectif 5 vers le prisme 3, ce qui écarte encore davanta-

ge l'objectif 5 par rapport au disque 6. On peut ainsi effectivement éviter tout choc, à proscrire, de l'objectif 5 contre le disque 6, sans employer aucun mécanisme de sécuri-

té particulier.

Dans le mode de réalisation qui est représenté sur la figure 2, l'indice de réfraction du prisme de détection est égal à Ve, et la lumière qui est réfléchie par la surface Il du prisme de détection 10 fait donc un angle de 900 par rapport à la lumière incidente. Si le prisme 10 est constitué par une matière d'indice de réfraction supérieur à VT, la lumière réfléchie peut faire un angle inférieur à

900 par rapport à la lumière incidente.

La figure 5 représente un autre mode de réalisa-

tion du dispositif de lecture optique destiné à mettre en

oeuvre le procédé de détection de focalisation qui corres-

pond à l'invention. Dans ce mode de réalisation, une partie d'un flux lumineux qui est réfléchi par un prisme polarisant

3 atteint un prisme de détection 10 qui comporte une surfa-

ce de réflexion 11 qui est orientée de façon que dans la

condition de focalisation optimale, le flux lumineux réflé- chi et le flux lumineux transmis présentent un rapport donné. Un premier

détecteur de lumière 17 reçoit la lumière réfléchie et un second détecteur de lumière 18 reçoit la lumière transmise ou réfractée. La structure de la partie

restante de ce dispositif est identique à celle du disposi-

tif qui est représenté sur la figure 2. Dans ce but, la surface de réflexion 11 est orientée de façon à faire un angle égal à un angle critique, par rapport à un certain rayon lumineux du flux lumineux réfléchi. Lorsque le disque 6 s'écarte dans la direction a ou dans la direction b, les signaux de sortie qui proviennent des détecteurs 17 et 18 deviennent déséquilibrés, ce qui produit un signal d'erreur

de focalisation dont la valeur absolue et le signe représen-

tent respectivement la valeur et le sens de l'écart. Il faut noter que dans ce mode de réalisation, du fait qu'il suffit que les valeurs des flux lirnineux atteignant les détecteurs 17 et 18 présentent le rapport donné, il n'est pas toujours

nécessaire que le flux lumineux qui est réfléchi par le dis-

que 6 soit un flux lumineux parallèle, et ce flux peut être

divergent ou convergent. Le signal d'information qui corres-

pond à la structure en créneaux de la piste d'information peut être élaboré sous la forme d'un signal de somme des

signaux de sortie des détecteurs 17 et 18. Selon une varian-

te, ce signal d'information peut être élaboré à partir d'un.

détecteur de lumière distinct 19 qui est placé de façon à recevoir la partie du flux lumineux réfléchi par le prisme

polarisant 3 qui n'entre pas dans le prisme de détection 10.

Dans le dispositif de détection de focalisation connu qui comporte une lentille cylindrique, il faut former un point lumineux fin et il faut aligner avec-ce point fin le centre d'un détecteur de lumière qui est divisé en quatre parties. Au contraire, un tel réglage malcommode n'est pas nécessaire dans le cas de l'invention. De plus, du fait qu'il n'est pas nécessaire de réduire la section du faisceau lumineux, ce faisceau pouvant atteindre le détecteur sous la forme d'un flux lumineux de grand diamètre, l'alignement ou le réglage optique peut être effectué facilement. En outre, du fait qu'il n'est pas nécessaire de régler le système optique par rapport à deux axes orthogonaux, on peut indexer mécaniquement le prisme de détection et le détecteur de lumière sous la forme d'un ensemble solidaire, et on peut positionner l'ensemble en rotation dans le plan des dessins

des figures 2 et 5. Du fait que dans le dispositif de l'in-

vention on ne forme pas un point lumineux fin sur le détec-

teur, on peut raccourcir le chemin optique, et on peut donc faire en sorte que l'ensemble complet soit léger et de

petite taille. Dans ces conditions, on peut installer l'en-

semble optique complet dans un système d'entraInement dans deux dimensions qui est destiné à entraÂner l'objectif dans une direction parallèle à l'axe de l'objectif, ainsi que dans une direction perpendiculaire à l'axe optique de même qu'à la piste d'information. Dans un tel système, il est

souhaitable d'utiliser un objectif aussi petit que possible.

Dans ce but, on réduit le i:c)mbre de lentilles qui composent l'objectif (pour simplifier, l'objectif n'est représenté que par une seule lentille sur les.dessins, mais en pratique il

est constitué par plusieurs lentilles), et on ne doit pren-

dre en considération que l'aberration sphérique. Dans ces conditions, il est préférable de ne pas utiliser de rayons lumineux inclinés par rapport à l'axe, et on doit employer un flux lumineux-parallèle. Conformément à l'invention, on peut avantageusement satisfaire ces conditions en détectant la condition de focalisation optimale avec le flux lumineux parallèle. Cette caractéristique contribue dans une large

mesure à la miniaturisation du système optique. On peut éga-

lement appliquer ceci à un objectif constitué par une len-

tille asphérique. En outre, dans les modes de réalisation expliqués cidessus, le système optique est conçu de façon que les créneaux de la piste d'information en spirale ou concentrique du support d'enregistrement se déplacent dans le plan des dessins, tandis que la surface de réflexion du prisme de détection est orientée perpendiculairement à ce plan. Ainsi, même si le point lumineux traverse la piste pour produire une variation de la distribution de lumière, le signal d'erreur de focalisation n'est absolument pas affecté, du fait que la variation de distribution de lumière se manifeste dans une direction qui est perpendiculaire au plan des dessins et qu'une telle variation est annulée dans

le signal de différence.

Il faut noter que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qu'on vient d'expliquer, et que ces modes de réalisation peuvent être modifiés de diverses manières. Par exemple, dans le mode de réalisation qui est représenté sur la figure 2, la lumière en polarisation S atteint la surface de réflexion il du prisme de détection , mais on peut faire en sorte que ce soit la lumière en polarisation P qui atteigne la surface de réflexion 11, en intercalant un élément de polarisation 20, produisant une rotation de 900, comme le montre la figure 6. Dans un tel cas, l'intensité de la lumière réfléchie change de façon extrêmement abrupte au voisinage de l'angle critique, et la sensibilité de la détectiorn d'erreur de focalisation peut être encore améliorée. Il est également possible d'obtenir la lumière en polarisation P sans utiliser le polariseur à rotation 20. Par exemple, on peut faire tourner le prisme de détection 10 de 900 autour de l'axe d'incidence OPi sur la figure 2, par rapport au prisme polarisant 3, ou bien on peut faire entrer dans le prisme de détection 10 la lumière qui a traversé le prisme polarisant 3, comme le montre la figure 7. Dans ce dernier cas, la lumière incidente qui provient d'une source lumineuse laser 1 est réfléchie par le prisme polarisant 3. Pour augmenter encore davantage la sensibilité de la détection, on peut introduire le flux

lumineux dans un prisme de détection allongé 10', représen-

té sur la figure 8, et on peut faire en sorte qu'il y ait plusieurs réflexions de ce flux dans le prisme de détection 10'. Dans un tel mode de réalisation, la quantité de lumière qui est soumise à une réflexion totale par les surfaces 11' du prisme n'est absolument pas changée, mais la quantité

de lumière qui traverse les surfaces de réflexion 11' augmen-

te selon une puissance du nombre de réflexions. On peut donc augmenter la sensibilité conformément à cette puissance du nombre de réflexions. En outre, comme le montre un mode de réalisation qui est représenté sur la figure 9, on peut permuter la position du prisme polarisant 3 et du prisme de détection 10. Dans ce mode de réalisation, un faisceau

lumineux qui est émis par une source lumineuse 1 est réflé-

chi par le prisme polarisant 3 et il atteint le prisme de détection 10 sous la forme d'un faisceau en polarisation S.

Du fait qu'une surface de réflexion il du prisme de détec-

tion 10 est orientée sous un angle critique par rapport au

faisceau lumineux incident, le faisceau lumineux est trans-

mis vers une lame quart d'onde 4 et un objectif 5 sans perte de lumière. Le faisceau lumineux qui est réfléchi par un objet 6 traverse l'objectif 5 et la lame quart d'onde 4 et il atteint le prisme de détection 10 sous la forme d'un

faisceau lumineux en polarisation P. De ce fait, la sensi-

bilité de détection de l'erreur de focalisation est consi-

dérablement accrue. De plus, les procédés de détection de la focalisation qui sont représentés sur les figures 6 à 9 peuvent etre effectivement appliqués au mode de réalisation de la figure 5. Dans les modes de réalisation qui sont

représentés sur les dessins, l'indice de réfraction du pris-

me de détection est égal à V: pour simplifier, mais l'indice peut avoir n'importe quelle valeur désirée pour autant que la surface de réflexion soit orientée selon l'angle critique ou un angle voisin. En outre, dans les modes de réalisation

précédents, on utilise de la lumière polarisée mais, confor-

mément à l'invention, on peut également utiliser de la lumière non polarisée. Dans le mode de réalisation qui est représenté sur la figure 5, il suffit que la surface de réflexion 11 du prisme de détection soit orientée sous un angle égal à l'angle critique, ou légèrement inférieur à l'angle critique, par rapport à un seul rayon lumineux parmi le flux lumineux qui atteint la surface 11. Ainsi, on peut utiliser un faisceau lumineux divergent ou convergent, au lieu du faisceau lumineux parallèle. De plus, on peut

remplacer le prisme polarisant 3 par un miroir semi-réflé-

chissant. Il faut en outre noter que l'application de

l'invention n'est pas limitée au dispositif de lecture opti-

que pour disque vidéo, mentionné précédemment, et qu'on peut l'appliquer à la détection de focalisation dans divers

instruments d'optique.

Dans un dispositif de lecture optique qui est destiné à reproduire une information à partir d'un support d'enregistrement tel qu'un disque vidéo, il faut effectuer non seulement une commande de focalisation pour focaliser

un faisceau lumineux sur le disque, mais également une com-

mande de poursuite pour explorer ou suivre de façon précise une piste d'information. Dans les modes de réalisation expliqués ci-dessus, du fait que le détecteur de lumière reçoit un faisceau lumineux parallèle ou pratiquement parallèle, on ne pourrait pas former séparément les trois faisceaux du procédé à trois faisceaux destiné à élaborer le signal d'erreur de poursuite, mais on pourrait détecter

l'erreur de poursuite par d'autres procédés, comme un pro-

cédé d'oscillation dans lequel on fait vibrer un seul point lumineux dans une directioi transversale par rapport à la

piste d'information. La liberté de conception est donc limi-

tée dans une certaine mesure.

Selon un autre aspect de l'invention, on peut effectivement résoudre un tel problème, tout en conservant inchangés les divers avantages des modes de réalisation qui

ont été expliqués ci-dessus.

Dans ce but, conformément à l'invention, le flux lumineux qui est réfléchi par l'objet, c'est-à-dire le

disque, est projeté sous la forme d'un flux lumineux conver-

gent sur la surface de réflexion qui est orienté pratique-

ment sous l'angle critique par rapport à un rayon lumineux central du flux lumineux incident. Le détecteur de lumière

est pratiquement placé à un foyer du flux lumineux conver-

gent qui est réfléchi par la surface de réflexion, et il comporte au moins deux régions de réflexion de la lumière qui sont séparées par un plan frontière qui contient l'axe optique et qui est perpendiculaire à un plan d'incidence de

la surface de réflexion.

La figure 10 est une représentation schématique d'un dispositif de lecture optique qui utilise un mode de réalisation du dispositif de détection d'erreur de poursuite et de focalisation correspondant à l'invention. Une source lumineuse laser 21 émet un faisceau lumineux polarisé de façon linéaire, dans un plan perpendiculaire au plan du dessin. Une lentille 22 communique une certaine divergence au faisceau lumineux qui est émis par la source lumineuse

- 21, et ce faisceau atteint un prisme polarisant 23 qui com-

porte une surface de polarisation 23A. Le faisceau lumineux divergent est réfléchi par la surface de polarisation 23A -et il est dirigé vers un objectif 25 en traversant une lame quart d'onde 24. La lentille 25 fait converger le faisceau

lumineux et projette un point lumineux sur un support d'enre-

gistrement 26 tel qu'un disque vidéo. L'objectif 25 fait à nouveau converger la lumière qui est réfléchie par le disque 26 et il la projette sur le prisme de polarisation 23 par l'intermédiaire de la lame quart d'onde 24. Du fait que la

lumière traverse deux fois la lame quart d'onde 24, la direc-

tion de polarisation de la lumière a tourné de 900 et la lumière qui atteint la surface polarisante 23A est polarisée dans un plan parallèle au plan du dessin, et elle est donc transmise par la surface polarisante 23A. Comme le montre la

figure 10, un prisme de détection 27 qui comporte une surfa-

ce de réflexion 27A est placé sur le prisme polarisant 23. La surface de réflexion 27A est orientée pratiquement sous un angle critique par rapport à un rayon lumineux central du flux lumineux incident. Dans ce mode de-réalisation, la totalité du flux lumineux qui est transmis par le prisme polarisant 23 atteint le prisme 27, si bien que le rayon lumineux central est situé sur un axe optique d'incidence OPil Ainsi, la surface de réflexion 27A est pratiquement orientée sous l'angle critique par rapport à l'axe optique OP. Dans une telle structure, tous les rayons lumineux qui appartiennent à un flux lumineux situé du côté gauche d'un

plan frontière contenant l'axe optique OP et perpendicu-

* laire à un plan d'incidence atteignent la surface de réfle-

xion 27A avec des angles d'incidence supérieurs à l'angle critique, et ils sont donc soumis à une réflexion totale

par cette surface 27A. D'autre part, tous les rayons lumi-

neux qui appartiennent à un flux lumineux situé du côté droit du plan frontière atteignent la surface de réflexion 27A sous des angles inférieurs à l'angle critique, et ils sont donc presque entièrement transmis à travers la surface de réflexion 27A. Dans le mode de réalisation considéré, il est préférable de réduire à une valeur aussi faible que possible la quantité de lumière réfléchie qui se trouve du c8té droit du plan frontière, et il est donc possible d'améliorer encore l'avantage obtenu en augmentant le nombre de réflexions dans le prisme de détection 10, de la manière

qui a été expliquée ci-dessus en relation avec la figure 8.

Un détecteur de lumière 28 qui comporte deux régions de réception de la lumière 28A et 28B est placé de façon à recevoir le flux lumineux qui est réfléchi par la surface de réflexion 27A. Les régions de réception de la lumière 28A et 28B sont séparées par un plan qui est perpendiculaire au plan d'incidence et qui contient un axe optique de sortie OPr.

On va maintenant décrire le fonctionnement du dis-

positif de la figure 10, en se référant aux figures lA à 11C. La figure l1A représente une condition de focalisation

optimale qui correspond à un chemin optique qui est repré-

senté en traits continus sur la figure 10. Lorsque le point

lumineux est correctement focalisé sur le support d'enregis-

trement 26, une image du point lumineux se forme sur les

régions 28A et 28B du détecteur. Comme il a été indiqué pré-

cédemment, du fait que la frontière entre ces régions 28A et 28B se situe sur l'axe optique OPr' les régions 28A et 28B reçoivent pratiquement des flux lumineux identiques, et

elles produisent des signaux de sortie pratiquement identi-

ques. Ainsi, lorsqu'un amplificateur différentiel 29 forme une différence entre ces signaux de sortie, un signal de sortie pratiquement égal à zéro apparalt sur une borne de sortie 30. Dans ce cas, le dispositif peut déterminer que

la condition de focalisation optimale a été atteinte.

Si maintenant le disque 26 s'écarte dans une direc-

tion b vers une position d, l'image du point lumineux se forme en avant du détecteur de lumière 28, comme il est représenté par les traits en tirets sur la figure 10. De ce fait, une grande quantité de lumière atteint la région de détecteur 28A mais une très faible quantité de lumière située du côté droit de l'axe optique d'incidence OPi et réfléchie par la surface de réflexion 27A atteint la région de détecteur 28B. Le signal d'erreur de focalisation que fournit l'amplificateur différentiel 29 présente donc une

valeur absolue élevée avec une polarité positive.

Si au contraire le disque 26 s'écarte dans une direction a vers une position e sur la figure 10, l'image du point lumineux se forme en arrière du détecteur 28, comme

l'indiquent les traits mixtes. Dans ce cas, une grande quan-

tité de lumière atteint la région 28B, mais la région 28A ne reçoit qu'une quantité de lumière négligeable. Ainsi, il apparalt sur la borne de sortie 30 un signal d'erreur de focalisation qui présente une valeur absolue élevée avec une

polarité négative.

De cette manière, on peut engendrer avec une sensi-

bilité très élevée le signal d'erreur de focalisation de l'objectif 25 par rapport au support d'enregistrement 26. On

peut appliquer ce signal d'erreur de focalisation au servo-

mécanisme de focalisation pour déplacer l'objectif 25 dans la direction de son axe optique afin que le point lumineux

soit toujours focalisé sur le support d'enregistrement 26.

Dans ce mode de réalisation, les signaux de sortie des régions de détecteur 28A et 28B sont appliqués à un additionneur 31 qui produit un signal d'information sur une

borne de sortie 32.

Dans ce mode de réalisation, il est également possible d'obtenir le signal d'erreur de poursuite à partir du signal d'information, en faisant vibrer légèrement le point lumineux dans une direction transversale par rapport à la piste d'information, en faisant vibrer dans ce but

l'objectif 25 ou un miroir réfléchissant placé dans le che-

min optique. Dans ce cas, du fait que l'image du point

lumineux vibre dans une direction parallèle au plan fron-

tière du détecteur 28, cette vibration ne peut avoir abso-

lument aucune influence sur le signal d'erreur de focalisa-

tion. Il convient de noter que le procédé de vibration pour obtenir le signal d'erreur de poursuite peut également être appliqué aux modes de réalisation qui sont représentés sur

les figures 2, 5 à 9.

La figure 12 représente une modification du mode de réalisation qui est représenté sur la figure 10, et les éléments similaires sont désignés par les mêmes numéros de référence que sur la figure 10. Dans ce mode de réalisation modifié, un prisme 33 est placé sur une surface de réflexion 27A d'un prisme de détection 27, par l'intermédiaire d'une mince couche d'air ou de colle. Les prismes 27 et 33 sont

constitués par une matière optique de même indice de réfrac-

tion. En outre, un détecteur de lumière 34 est placé de façon à recevoir un flux lumineux qui est transmis à travers la surface de réflexion 27A et le prisme 33. Dans ce mode de réalisation, on peut obtenir le signal d'erreur de poursuite soit par le procédé de vibration soit par le procédé à trois faisceaux. Dans le cas du pirocédé de vibration, le détecteur 34 peut comporter une seule région de réception de la lumière, mais dans le cas du procédé à trois faisceaux, le détecteur

34 doit comporter deux régions de réception qui peuvent rece-

voir deux images de faisceaux lumineux qui sont séparés dans la direction de la largeur de la piste d'information. Dans ce dernier cas, le signal d'erreur de poursuite peut être obtenu sous la forme d'une différence entre les signaux de sortie de

ces deux régions de réception de la lumière du détecteur 34.

La figure 13 représente encore un autre mode de réalisation du dispositif de lecture optique qui utilise le procédé à trois faisceaux pour obtenir le signal d'erreur de poursuite. Sur la figure 13, les éléments similaires à ceux qui sont représentés sur la figure 10 sont désignés par les mêmes numéros de référence. Pour engendrer trois faisceaux, on fait passer la lumière émise par une source lumineuse 21 dans un réseau de diffraction 37 qui est placé dans un flux lumineux parallèle entre des lentilles 35 et 36. Les faisceaux d'ordre O et d'ordre 1 qui sont émis par le réseau 37 sont utilisés pour former trois faisceaux et ils sont projetés sur un disque vidéo 26 sous la forme de trois pointe lumineux par l'intermédiaire d'un prisme polarisant 23, d'une lame quart d'onde 24 et d'un objectif-25. L'objectif 25 fait converger les faisceaux lumineux qui sont réfléchis par le disque 26 et ces faisceaux atteignent un détecteur de lumière 38 par l'intermédiaire de la lame quart d'onde 24, du prisme polarisant 23 et d'un prisme de détection 27 qui comporte une surface de réflexion 27A. Dans ce mode de réalisation également, la surface de réflexion 27A est orientée de façon

que le détecteur 38 ne reçoive que les moitiés des flux lumi-

neux qui se trouvent d'un côté d'un plan frontière qui con-

tient un axe optique d'incidence OPA.

On va maintenant expliquer le fonctionnement: de ce dispositif en se référant aux figures 14A à 14C. Comme le montre la figure 14A, ledétecteur de lumière 38 comporte quatre régions de réception de la lumière 38A à 38D. Le faisceau central tombe sur les régions 38A et 38B qui sont séparées dans la direction de la piste d'information, et les faisceaux droit et gauche tombent respectivement sur les régions 38C et 38D qui sont séparées dans la direction de la

largeur de la piste d'information.

La figure 14A indique une condition correcte dans laquelle il n'existe ni erreur de focalisation ni erreur de poursuite. Dans une telle condition, aucun signal d'erreur de focalisation n'apparatt en sortie d'un amplificateur différentiel 39 qui fournit la différence entre les signaux de sortie qui proviennent des régions de détecteur 38A et

38B. Le signal d'information peut être produit par un addi-

tionneur 40 qui forme la somme des signaux de sortie de ces régions 38A et 38B. En outre, un amplificateur différentiel 41 qui fournit la différence entre les signaux de sortie des régions de détecteur 38C et 38D ne produit pas de signal

d'erreur de poursuite.

Lorsque le disque vidéo 26 s'écarte dans la direc-

tion b de la figure 13 et lorsque lespointslumineux s'écartent dans la direction de la largeur de la piste d'information, l'amplificateur différentiel 39 produit un signal d'erreur de focalisation positif et l'amplificateur différentiel 41 produit un signal d'erreur de poursuite négatif, comme le

montre la figure 14B.

Lorsque le disque 26 s'écarte dans la direction opposée a et lorsque les points lumineux s'écartent dans la direction opposée à celle de la figure 14B, l'amplificateur différentiel 39 produit un signal d'erreur de focalisation négatif et l'amplificateur différentiel 41 produit un signal d'erreur de poursuite positif, comme le montre la figure 14C. De cette manière, le signal d'erreur de focalisation, le signal d'erreur de poursuite et le signal d'information peuvent effectivement être obtenus avec une sensibilité très élevée. La figure 15 représente encore un autre mode de

réalisation du dispositif de détection de focalisation corres-

pondant à l'invention. Dans ce mode de réalisation, une len-

tille collimatrice 51 est placée entre un prisme polarisant 3 et un objectif 5, de façon que l'objectif 5 reçoive un flux lumineux parallèle. Dans ces conditions, un faisceau lumineux réfléchi par un disque 6 t'uverse le prisme polarisant 3 sous

la forme d'un faisceau lumineux convergent. Le faisceau lumi-

neux convergent qui sort du prisme polarisant 3 est ensuite converti en un faisceau parallèle par une lentille concave 52 et le faisceau parallèle est projeté sur un prisme de détection 10 et un détecteur de lumière 12. De façon généra- le, il est préférable de faire en sorte que la distance sur laquelle travaille l'objectif 5 soit élevée. Dans ce but, l'ouverture numérique de l'objectif 5 doit 8tre élevée et ceci entratne que le faisceau lumineux parallèle qui sort de

l'objectif 5 est susceptible d'avoir un diamètre élevé.

Ainsi, si on supprime la combinaison de la lentille collima-

trice 51 et de la lentille concave 52, un faisceau lumineux parallèle de diamètre élevé serait projeté sur le prisme de détection 10 et sur le détecteur 12. Ces éléments 10 et 12 devraient alors avoir des dimensions élevées. Au contraire, dans le mode de réalisation qui est représenté sur la figure , du fait que la combinaison de la lentille collimatrice

51 et de la lentille concave 52 produit un faisceau parallè-

le de plus petit diamètre, on peut donner une faible taille

au prisme de détection 10 et au détecteur 12.

La figure 16 représente encore un autre mode de réalisation du dispositif de détection de focalisation qui correspond à l'invention. Dans ce mode de réalisation, une lentille convexe 53 est placée entre une source lumineuse 1 et un prisme polarisant 3, et une lentille concave 54 est intercalée entre le prisme polarisant 3 et un prisme de détection 10. Dans cette structure, un faisceau lumineux divergent est projeté sur l'objectif 5 à partir du prisme polarisant 3 et un faisceau lumineux convergent atteint la lentille concave 54 et est converti en un faisceau lumineux parallèle. De cette manière, on peut également bénéficier pratiquement de l'avantage qu'offre le mode de réalisation

de la figure 15.

Bien entendu diverses modifications peuvent gtre apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent décrits à titre d'exemples non limitatifs, sans

sortir du cadre de l'invention.

R E V E N D I CA T I O N S

1. Procédé de détection d'un signal d'erreur de Localisation d'un objectif par rapport à un objet sur lequel cet objectif doit former un point lumineux, caractérisé en ce qu'on focalise sur l'objet (6) la lumière qui est émise par une source lumineuse (1); on introduit une partie au moins d'un flux réfléchi par l'objet dans un élément optique (10) comportant une surface optique (11) qui réfléchit et/ou réfracte ladite partie de flux lumineux, l'élément optique étant fait d'un matériau qui possède un indice de réfraction supérieur à celui du matériau dans lequel le flux lumineux pénètre après avoir été réfracté et transmis par la surface optique; et on détecte une variation de la distribution d'intensité lumineuse d'au moins une partie du flux lumineux réfléchie et/ou réfractée par la

surface optique pour produire le signal d'erreur de focalisation.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface optique est réglée de façon qu'un rayon lumineux donné appartenant à ladite partie de flux lumineux tombe sur la surface optique suivant un angle qui est sensiblement égal à un angle

critique lorsque l'objectif se trouve dans la condition de focali-

sation optimale.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface optique est réglée de façon qu'un rayon lumineux donné appartenant à ladite partie de flux lumineux tombe sur la surface optique suivant un angle qui est plus petit qu'un angle critique lorsque l'objectif se trouve dans une condition de focalisation optimale.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 et 3,

caractérisé en ce que ledit rayon lumineux donné est un rayon lumi-

neux central du flux lumineux.

5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on détecte séparément un flux lumineux qui est réfléchi par la surface optique et qui est situé d'un côté d'un plan frontière qui comprend ledit rayon lumineux et qui est perpendiculaire à un plan d'incidence, et un flux lumineux quiest réfléchi par la surface

optique et qui est situé de l'autre côté du plan frontière.

6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on détecte séparément un flux lumineux qui est réfléchi par la surface optique et un flux lumineux qui est réfracté et transmis par

la surface optique.

7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le flux lumineux qui est réfléchi par l'objet tombe sur la surface optique sous la forme d'un flux lumineux parallèle dans la condition

de focalisation optimale.

8. Procédé selon la revendication 1. caractérisé en ce que le flux lumineux qui est réfléchi par l'objet tombe sur la surface sous la forme d'un flux lumineux divergent dans la condition de

focalisation optimale.

9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le flux lumineux qui est réfléchi par l'objet tombe sur la surface optique sous la forme d'un flux lumineux convergent dans la condition

de focalisation optimale.

10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le flux lumineux qui tombe sur la surface optique est un flux lumineux en polarisation P. 11. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le flux lumineux qui est réfléchi par l'objet est réfléchi plusieurs

fois par la surface optique.

12. Dispositif de détection d'un signal d'erreur de focali-

sation d'un objectif par rapport à un objet sur lequel un faisceau lumineux émis par une source lumineuse doit être focalisé sous la forme d'un point lumineux à l'aide de l'objectif, caractérisé en ce qu'il comprend: un élément de division de faisceau (3) qui est placé entre la source lumineuse (1) et l'objectif (5) de façon à diriger vers l'objectif le faisceau lumineux qui est émis par la source lumineuse, et à diriger un flux lumineux réfléchi par l'objet (6) dans une direction différente de celle de la source lumineuse; un élément optique (10) qui est placé de façon à recevoir au moins une partie du flux lumineux qui est réfléchi par l'objet, et qui comprend une surface optique (11) qui réfléchit et/ou réfracte ladite partie

245999-1

de flux lumineux, l'élément optique étant fait d'un matériau qui possède un indice de réfraction supérieur à celui du matériau dans lequel le flux lumineux pénètre après avoir été réfracté et transmis par la surface optique; des moyens de détection de lumière (12) qui comportent au moins deux régions de réception de la lumière (12A, 12B) qui sont placées de façon à recevoir au moins des parties d'un flux lumineux qui est réfléchi et/ou réfracté par la surface optique pour produire des signaux de sortie qui représentent les valeurs des flux lumineux qui atteignent les régions de réception de la lumière; et un circuit (13) qui reçoit les signaux de sortie des

moyens de détection de lumière de façon à former un signal de dif-

férence qui constitue le signal d'erreur de focalisation.

13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce

que l'élément optique (10) est constitué par un prisme de détection.

14. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé-en ce que les régions de réception de la lumière (12A, 12B) sont conçues de façon à recevoir séparément et respectivement un flux lumineux qui est réfléchi par la surface optique et qui est situé d'un côté d'un plan frontière qui contient un axe optique de l'élément optique et qui est perpendiculaire à un plan d'incidence, et un flux lumineux qui est réfléchi par la surface optique et qui est situé de l'autre

côté du plan frontière.

15. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que les régions de réception de la lumière sont conçues de façon à recevoir séparément et respectivement un flux lumineux qui est réfléchi par la surface optique et un flux lumineux qui est réfracté

et transmis par la surface optique.

16. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'élément de division de faisceau est constitué par un prisme

polarisant et la surface optique reçoit un flux lumineux polarisé.

17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une lame quart d'onde (4) qui est placée

entre le prisme polarisant et l'objectif.

18. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en

ce que le flux lumineux polarisé est un flux lumineux en polarisa-

tion P. 19. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une lentille collimatrice (2) qui est placée entre la source lumineuse et l'objectif pour faire en sorte

que la surface optique reçoive un flux lumineux parallèle.

20. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'élément optique est placé de façon que la surface optique fasse, par rapport à un rayon lumineux donné appartenant au flux

lumineux incident, un angle sensiblement égal à un angle critique.

21. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'élément optique est placé de façon que la surface optique fasse, par rapport à un rayon lumineux donné appartenant au flux

lumineux incident, un angle qui est plus petit qu'un angle critique.

22. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le flux lumineux tombant sur la surface optique est un flux lumineux parallèle dans une condition de focalisation optimale de l'objectif. 23. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le flux lumineux tombant sur la surface optique est un flux lumineux convergent dans une condition de focalisation optimale de

l'objectif.

24. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le ilux lumineux tombant sur la surface optique est un flux lumineux divergent dans une condition de focalisation optimale de l'objectif. 25. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'élément optique est placé entre le prisme polarisant et les moyens de détection de lumière de façon à recevoir au moins

une partie du flux lumineux qui est réfléchi par le prisme polari-

sant, et la lumière qui est émise par la source lumineuse est

transmise par le prisme polarisant.

26., Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'élément optique est placé entre le prisme polarisant et les moyens de détection de lumière de façon à recevoir au moins

une partie du flux lumineux qui est transmis par le prisme polari-

sant, et la lumière qui est émise par la source lumineuse est

réfléchie par le prisme polarisant.

27. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'élément optique est placé entre le prisme polarisant et l'objectif, la lumière qui est émise par la source lumineuse est réfléchie par le prisme polarisant puis est soumise à une réflexion totale par la surface optique, et le flux lumineux qui est réfléchi par l'objet est réfléchi par la surface optique puis est transmis

par le prisme polarisant.

28. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'élément optique est placé entre le prisme polarisant et l'objectif, la lumière qui est émise par la source lumineuse est transmise par le prisme polarisant puis est soumise à réflexion totale par la surface optique, et le flux lumineux qui est réfléchi par l'objet est réfléchi par la surface optique puis est réfléchi

par le prisme polarisant.

29. Dispositif selon la revendication 25, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un élément (20) de rotation de 900 qui est placé entre le prisme polarisant et l'élément optique de façon que la surface optique reçoive le flux lumineux en polarisation P. 30. Dispositif selon la revendication 24, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une lentille convergente (2) qui est placée entre la source lumineuse et l'objectif de façon qu'un flux

lumineux divergent tombe sur la surface optique.

31. Dispositif selon la revendication 23, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une lentille divergente qui est placée entre la source lumineuse et l'objectif de façon qu'un flux lumineux

convergent tombe sur la surface optique.

32. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que le prisme de détection (10') a la forme d'un rectangle d'une longueur telle que le flux lumineux est réfléchi plusieurs fois par

la surface optique (111).

33. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 25

et 26, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une lentille colli-

matrice (51) qui est placée entre le prisme polarisant et l'objectif pour introduire un faisceau lumineux parallèle dans l'objectif,

et une lentille concave (52) qui est placée entre le prisme polari-

sant et l'élément optique de façon à convertir le faisceau lumineux

convergent incident en un faisceau lumineux parallèle.

34. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 25

et 26, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une lentille convexe (53) qui est placée entre la source lumineuse et le prisme polarisant pour introduire un faisceau lumineux convergent dans l'objectif, et une lentille concave (54) qui est placée entre le prisme polarisant et l'élément optique de façon à convertir le faisceau lumineux convergent incident en un faisceau lumineux parallèle. , Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une lentille qui est destinée à faire converger le flux lumineux qui tombe sur la surface optique; et les deux régions de réception de la lumière des moyens de détection de lumière sont placées sensiblement à un foyer de ce flux lumineux convergent et sont séparées par un plan frontière qui contient un rayon central du flux lumineux et qui est perpendiculaire à un plan d'incidence de la surface optique, ces régions de réception de la lumière recevant le flux lumineux qui est réfléchi par la surface optique et/ou le flux lumineux qui est transmis par la surface optique. 36. Dispositif selon la revendication 35, caractérisé en ce que la lentille qui fait converger le flux lumineux qui tombe sur la surface optique est formée par une lentille divergente qui est placée dans un chemin optique entre la source lumineuse et l'objectif. 37. Dispositif selon la revendication 35, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un prisme auxiliaire (33) dont une surface est placée face à la surface optique, avec interposition d'une couche mince d'air ou de colle, ce prisme auxiliaire étant constitué par une matière ayant le même indice de réfraction que l'élément optique; et les moyens de détection de lumière comprennent en outre un détecteur de lumière auxiliaire (34) qui est placé de façon à recevoir un flux lumineux qui est transmis à travers la

surface optique et le prisme auxiliaire.

38. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 12

à 34, caractérisé en ce que, dans le but de détecter un signal d'erreur de poursuite de l'objectif par rapport à un support d'enregistrement (6) qui comporte au moins une piste d'information sur laquelle le faisceau lumineux émis par la source lumineuse doit être focalisé sous la forme d'un point lumineux, il comporte en outre des moyens qui font vibrer le point lumineux dans une direction transversale par rapport à la piste d'information, et ledit circuit comprend un additionneur (15) qui produit un signal de somme des signaux de sortie des régions de réception de la lumière, sous la forme d'un signal d'information, et un circuit qui produit un signal

d'erreur de poursuite à partir du signal d'information.

39. Dispositif selon la revendication 35, caractérisé en ce que, dans le but de détecter un signal d'erreur de poursuite

de l'objectif par rapport à un support d'enregistrement (26) compor-

tant au moins une piste d'information sur laquelle le faisceau lumineux émis par la source lumineuse doit être focalisé sous la forme d'un point lumineux, il comprend en outre des moyens qui produisent trois points lumineux sur la piste d'information; le détecteur de lumière auxiliaire (38) destiné à recevoir le flux lumineux qui est transmis par la surface optique et par le prisme auxiliaire comprend deux régions auxiliaires de réception de la lumière (38C, 38D) qui sont séparées dans une direction correspondant à la direction longitudinale de la piste d'information; et ledit circuit comprend un amplificateur différentiel (41) qui produit un signal de différence entre les signaux de sortie des deux régions auxiliaires de réception de la lumière du détecteur de lumière auxiliaire, ce signal de différence constituant le signal d'erreur

de poursuite.

40. Dispositif selon la revendication 35, caractérisé en ce que, dans le but de détecter un signal d'erreur de poursuite de

l'objectif par rapport à un support d'enregistrement (26) qui com-

porte au moins une piste d'information sur laquelle le faisceau lumineux émis par la source lumineuse doit être concentré sous la

forme d'un point lumineux, il comprend en outre des moyens qui pro-

duisent trois points lumineux sur la piste d'information, ces trois points lumineux étant séparés les uns des autres dans la direction de la piste d'information ainsi que dans la direction de la largeur de la piste d'information; les moyens de détection de lumière comprennent en outre deux régions auxiliaires de réception de la lumière (38C, 38D) qui sont placées de part et d'autre des régions de réception de la lumière mentionnées en premier, lorsqu'on les regarde dans la direction du plan le long duquel les régions de réception de la lumière mentionnées en premier sont séparées; et ledit circuit comprend un amplificateur différentiel (41) qui engendre un signal de différence entre les signaux de sortie des deux régions auxiliaires de réception de la lumière, pour former

le signal d'erreur de poursuite.