FR2597643A1 - Systeme de lecture de signal magneto-optique - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE LES TECHNIQUES D'ENREGISTREMENT ET DE LECTURE DE SIGNAUX OPTIQUES. UN SYSTEME DE LECTURE POUR UN SUPPORT D'ENREGISTREMENT MAGNETO-OPTIQUE QUI PRODUIT UNE ROTATION DU PLAN DE POLARISATION DE LA LUMIERE INCIDENTE EN POLARISATION LINEAIRE, COMPREND NOTAMMENT UN PHOTODETECTEUR 5 DIVISE EN PLUSIEURS PARTIES; DES ANALYSEURS 3, 4 PLACES DEVANT DES PARTIES RESPECTIVES DU PHOTODETECTEUR, AVEC DES ANGLES DIFFERENTS ENTRE L'AXE D'ANALYSE DE CHAQUE ANALYSEUR ET LE PLAN DE POLARISATION DE LA LUMIERE INCIDENTE; ET UN AMPLIFICATEUR DIFFERENTIEL 8 QUI DETERMINE LA DIFFERENCE ENTRE LES SIGNAUX DE SORTIE DES PARTIES RESPECTIVES DU PHOTODETECTEUR. APPLICATION AUX LECTEURS DE DISQUES OPTIQUES.
Description
La présente invention concerne un système de lecture de signal magnéto-
optique pour un dispositif d'enregistrement/ reproduction magnéto-optique. L'invention procure un système de lecture de-signal magnéto-optique pour un dispositif d'en5 registrement/reproduction magnéto-optique au moyen duquel on
peut écrire, reproduire ou effacer des informations magnétooptiques sur un support d'enregistrement.
On trouve de façon générale dans l'art antérieur deux types de dispositifs d'enregistrement/reproduction ma10 gnéto-optiques: le type à réflexion dans lequel on lit l'information en utilisant l'angle de rotation dû à l'effet Kerr, et le type à transmission utilisant l'angle de rotation dû à
l'effet Farraday.
Un exemple de dispositif d'enregistrement/reproduc15 tion magnéto-optique du type à réflexion est décrit dans le document Institute of Electrical Engineers of Japan, MAGNETICS,
MAG-84-70.
La figure 14 montre la structure d'une tête optique du dispositif de ce type. On expliquera ici de façon spécifi20 que le système de lecture de type différentiel qui est entouré
par une ligne en pointillés.
La lumière qui est réfléchie par le disque magnétooptique 106 et dont le plan de polarisation a subi une rotation traverse tout d'abord la lame demi-onde 100, et le plan 25 de polarisation subit une rotation de 90 . Le diviseur de faisceau polarisant 101 divise ensuite la lumière en une lumière transmise et en une lumière réfléchie. On considère que la lumière traverse ensuite des analyseurs dont l'axe d'analyse est orienté à + 45 par rapport au plan de polarisation 30 de la lumière incidente. La lumière réfléchie est condensée
par la lentille 102 et est focalisée sur la photodiode 103.
De façon similaire, la lumière transmise est condensée par la lentille 104 et est focalisée sur la photodiode 105, ce qui
fait que le signal d'information optique est détecté.
Un amplificateur différentiel élabore la différence entre les signaux de sortie des deux photodiodes 103 et 105 pour détecter le signal. Dans une telle méthode de détection différentielle, le bruit en phase tel que le bruit du laser est éliminé et, par conséquent, le rapport signal à bruit du signal reproduit est amélioré. On utilise donc généralement le procédé de lecture ou de détection différentielle dans une
tête optique pour l'enregistrement magnéto-optique.
Un exemple du dispositif d'enregistrement/reproduction magnéto-optique du type à transmission est décrit en dé10 tail dans le document PROCEEDINGS OF SPIE, Vol.382, pages 240-244 (1983). La figure 15 montre la structure d'une tête
optique de ce type.
La lumière traverse tout d'abord le disque magnétooptique 107 et elle traverse ensuite l'analyseur 108 pour 15 atteindre la photodiode divisée en 4, portant la référence 109. La photodiode divisée en quatre, 109, est constituée par 4 photodiodes identiques disposées en parallèle. La photodiode divisée en 4 accomplit les fonctions de focalisation et de poursuite, et on obtient alors le signal RF (signal magnéto20 optique). Dans cet exemple, on n'utilise pas la méthode de détection ou de lecture différentielle, mentionnée précédemment, qui est destinée à éliminer le bruit en phase. Pour remplir les fonctions de focalisation et de poursuite, le côté de la tête qui correspond à la source lumineuse et le côté 25 qui correspond au photodétecteur sont entraînés conjointement
en un seul ensemble dans cet exemple.
La figure 16 montre un autre exemple d'une tête optique du type à transmission qui a été inventée récemment
par les présents inventeurs.
Le principe du système de la figure 16 consiste en ce que les fonctions de poursuite et de focalisation sont accomplies en utilisant la lumière réfléchie, tandis que le
signal RF est détecté en utilisant la lumière transmise.
Sur la figure 16, la poursuite et la focalisation 35 sont commandées par l'actionneur bidimensionnel 116 de l'ob-
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jectif, le diviseur de faisceau 111, l'arête 112 et la photodiode divisée en 4, 113. Le signal RF est détecté par
l'analyseur 114 et la photodiode 115.
En comparaison avec l'exemple de la figure 15, le système de la figure 16 présente l'avantage qui consiste en
ce que l'accès à la piste est effectué en deux stades correspondant à un accès grossier et à un accès fin, ce qui améliore la précision de la poursuite et réduit le temps d'accès.
Dans la tête optique du type à réflexion, on détec10 te de façon générale le signal optique en employant la méthode de détection différentielle représentée sur la figure 14 et, de ce fait, une lame demi-onde, un diviseur de faisceau
polarisant, deux lentilles et deux photodiodes sont nécessaires. Il en résulte que la tête optique est inévitablement 15 grande, lourde et coûteuse, ce qui est très désavantageux.
Dans la tête optique du type à transmission, il n'existe jusqu'à présente aucun exemple d'utilisation de la méthode de détection différentielle pour la détection du signal optique. Dans la tête optique de ce type, des éléments 20 doivent être disposes à la fois au-dessus et au-dessous du disque magnéto-optique, ce qui fait que la tête elle-même a toutes chances d'être grande et lourde. Ainsi, si des moyens de détection différentiels tels que ceux encadrés par une ligne en pointillés sur la figure 14 sont disposés du côté de 25 transmission de la lumière, la tête devient beaucoup plus
grande et lourde et plus coûteuse.
Le fait que la tête optique soit grande limite la
miniaturisation du dispositif d'enregistrement/reproduction magnétooptique, et le fait que la tête soit lourde empêche 30 d'effectuer un accès rapide.
Un but de l'invention est donc de procurer une tête magnéto-optique perfectionnée, ayant les excellentes performances de la méthode de détection différentielle, et qui soit
petite, légère et économique.
Dans une forme de l'invention, les moyens de lectu-
re comprennent des photodétecteurs divisés en deux parties dans un plan, pour détecter la rotation du plan de polarisation, des analyseurs disposés séparément exactement devant chacun des photodétecteurs divisés, de façon que les axes d'analyse des analyseurs soient orientés dans des directions mutuellement différentes, et un amplificateur différentiel destiné à déterminer la différence entre les signaux de sortie des photodétecteurs, pour éliminer le bruit en phase, tel que le bruit du laser. L'invention procure ainsi, avec 10 un coût faible, une tête optique petite et légère ayant
d'excellentes performances.
Un premier aspect de l'invention procure un dispositif d'enregistrement/reproduction magnéto-optique dans lequel le plan de polarisation de la lumière incidente en po15 larisation linéaire tourne lorsque la lumière incidente est réfléchie par le support d'enregistrement magnéto-optique, ou lorsqu'elle traverse ce support, et dans lequel l'angle de rotation du plan de polarisation de la lumière incidente est détecté en tant que signal d'information, et ce disposi20 tif présente les perfectionnements suivants: a) le photodétecteur destiné à détecter l'angle de rotation du plan de polarisation de la lumière incidente est divisé en deux photodétecteurs A et B dans un plan-; b) un analyseur A est placé exactement face au pho25 todétecteur A, de façon que l'angle entre le plan de polarisation de la lumière incidente en polarisation linéaire et l'axe d'analyse de l'analyseur A soit égal à (A; c) l'autre analyseur B est placé exactement face au photodétecteur B, de façon que l'angle entre le plan de polarisation de la lumière incidente en polarisation linéaire et l'axe d'analyse de l'analyseur B soit égal à (PB; d) l'angle W A et l'angle WB sont différents; et e) un amplificateur différentiel est incorporé pour déterminer la différence entre le signal de sortie du photo35 détecteur A et le signal de sortie du photodétecteur B. Un second aspect de l'invention procure un dispositif d'enregistrement/reproduction magnéto-optique dans lequel le plan de polarisation de la lumière incidente en polarisation linéaire subit une rotation lorsque la lumière incidente 5 est réfléchie par le support d'enregistrement magnéto-optique ou lorsqu'elle traverse ce support, et dans lequel l'angle de rotation du plan de polarisation de la lumière incidente est détecté en tant que signal d'information, qui présente les perfectionnements suivants: a) un photodétecteur destiné à détecter l'angle de rotation du plan de polarisation de la lumière incidente est divisé en 2n parties de photodétecteur par n lignes de division rectilignes dans un plan (n=l, 2, 3, 4,..., et les photodétecteurs divisés en 2n portent les désignations al, a2, 15 a3,... a2n, à partir d'un photodétecteur arbitraire et en sens inverse d'horloge); b) l'une des 2n lignes de division rectilignes coincide avec la direction perpendiculaire à la piste sur le support d'enregistrement; c) des analyseurs sont disposés séparément exactement face aux photodétecteurs al, a3, a5,...; a2n-1, de façon que l'angle entre les axes d'analyse des analyseurs et le plan de polarisation de la lumière incidente en polarisation linéaire soit égal à YA; d) d'autres analyseurs sont disposés séparément exactement face aux photodétecteurs a2, a4, a6,..., a2n, de façon que l'angle entre les axes d'analyse des analyseurs et le plan de polarisation de la lumière incidente en polarisation linéaire soit égal à TB; e) l'angle (fA et l'angle CfB sont différents; et f) un amplificateur différentiel détermine la différence entre PA et PB, en désignant par PA la somme des signaux de sortie des photodétecteurs al. a3, a5,..., a2n-1,
et par PB la somme des signaux de sortie des photodétecteurs 35 a2, a4, a6,... a2n.
L'invention sera mieux comprise 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 de principe d'un 5 système de lecture de signal magnéto-optique conforme à l'invention.
La figure 2 montre la structure de la tête optique
du type à réflexion conforme à l'invention.
La figure 3 montre la relation entre la tangente à 10 la piste et la ligne de division du photodétecteur.
Les figures 4(a) et 8(a) montrent la distribution d'intensité lumineuse sur le photodétecteur lorsque la trace du faisceau laser se trouve du côté gauche du centre sur le
sillon de guidage du disque d'enregistrement.
Les figures 4(b) et 8(b) montrent la distribution d'intensité lumineuse sur le photodétecteur lorsque la trace du faisceau laser se trouve au centre du sillon de guidage
du disque d'enregistrement.
Les figures 4(c) et 8(c) montrent la distribution 20 d'intensité de la lumière sur le photodétecteur lorsque la trace du faisceau laser se trouve du côté droit du centre du
sillon de guidage du disque d'enregistrement.
La figure 5 montre la structure d'une tête optique
du type a transmission conforme à l'invention.
La figure 6 montre le principe d'un système de lecture magnéto-optique conforme à l'invention lorsque n=l.
La figure 7 est une représentation explicative de la direction perpendiculaire à la piste et de la direction
tangente à la piste.
La figure 9 montre la structure d'une tête optique
du type à réflexion à laquelle le système de lecture de signal magnétooptique conforme à l'invention est appliqué.
La figure 10 montre la structure d'une tête optique
du type à transmission à laquelle le système de lecture ma35 gnétooptique conforme à l'invention est appliqué.
La figure 11 montre la structure d'un mode de réalisation du système de lecture de signal magnéto-optique
conforme à l'invention dans le cas o n=2.
La figure 12(a) montre la distribution d'intensité lumineuse sur le photodétecteur en présence d'un défaut du support d'enregistrement dans la partie inférieure de la trace du faisceau laser. La figure 12(b) montre la distribution d'intensité lumineuse sur le photodétecteur en présence d'un défaut du 10 support d'enregistrement au centre de la trace du faisceau laser. La figure 12(c) montre la distribution d'intensité lumineuse sur le photodétecteur en présence d'un défaut du
support d'enregistrement dans la partie supérieure de la tra15 ce du faisceau laser.
La figure 13 montre la structure d'un autre mode de réalisation du système de lecture de signal magnéto-optique
conforme à l'invention, dans le cas o n=4.
La figure 14 montre la structure d'une tête optique 20 du type à réflexion de l'art antérieur.
La figure 15 montre la structure d'une tête optique
du type à transmission de l'art antérieur.
La figure 16 montre la structure d'un autre exemple de tête optique du type à transmission de l'art antérieur. 25 Sur la figure 1, le photodétecteur divisé en 2, portant la référence 5, est divisé en photodétecteurs A et B, et deux analyseurs A et B sont respectivement placés face aux photodétecteurs A et B, de façon que les angles A et LB définis par le plan de polarisation de la lumière incidente 30 et par les axes d'analyse respectifs des analyseurs A et B (indiqués par des flèches sur la figure 1) soient mutuellement différents. Dans l'exemple de la figure 1, l'angle Y A a le signe positif et l'angle f B a le signe négatif. Dans une telle structure, on élimine le bruit en phase tel que le 35 bruit du laser, en déterminant la différence entre le signal de sortie du photodétecteur A et celui du photodétecteur B, au moyen de l'amplificateur différentiel 8. La structure de la figure 1 permet ainsi d'améliorer les performances de la détection de données pour les amener au même niveau qu'avec la méthode de détection différentielle de l'art antérieur. Ainsi, le rapport signal/bruit du signal lu est très élevé. En outre, dans l'exemple de la figure 1, le nombre d'éléments supplémentaires tels qu'une lame demi-onde, un diviseur de faisceau, deux lentilles et deux photodétecteurs 10 séparés qu'on trouve sur la figure 14, ainsi que la taille et le poids du dispositif, sont considérablement réduits, et
un tel dispositif est obtenu de façon économique.
Premier mode de réalisation La figure 2 montre un mode de réalisation d'une 15 tête optique du type à réflexion utilisant le système de
lecture de signal magnéto-optique conforme à l'invention.
Sur la figure 2, la lumière de sortie d'une diode laser 12 est transformée en un faisceau parallèle par la lentille collimatrice 13, et le faisceau parallèle est mis 20 en forme par le prisme de mise en forme de faisceau 14, de façon à lui donner une section transversale parfaitement circulaire. Le faisceau lumineux ayant une section transversale parfaitement circulaire traverse ensuite le diviseur de faisceau 15 et est réfléchi par un miroir 16 dans la direction perpendiculaire à la surface de la feuille de papier. La lumière réfléchie est focalisée par l'objectif 17 sur le disque magnéto-optique 18. La lumière qui est réfléchie par le disque magnéto-optique 18 parcourt un chemin inverse et elle est réfléchie par le diviseur de faisceau 15 puis elle traverse 30 le diviseur de faisceau 19. La lumière traverse ensuite la lentille 20 et la lentille cylindrique 21 pour entrer dans la photodiode PIN divisée en 4, portant la référence 22. Dans ce
mode de réalisation, les opérations de poursuite et de focalisation sont respectivement accomplies par la méthode symé35 trique et par la méthode de l'astigmatisme.
Sur la figure 2, la moitié inférieure de la lumière réfléchie par le diviseur de faisceau 19 est transmise par la pellicule Polaroid A (9), et sa moitié supérieure est transmise par la pellicule Polaroid B (10), et la lumière transmi5 se est détectée par la photodiode PIN divisée en 2, portant la référence 11. On utilise ici les pellicules polarisées en tant qu'analyseurs. La pellicule Polaroid (marque déposée) est une pellicule polarisée bien connue. Dans ce mode de réalisation, les pellicules Polaroid A et B sont disposées de 10 façon que les angles de leurs axes d'analyse, par rapport à la direction du plan de polarisation de la lumière incidente,
soient respectivement de + 45 et - 45 .
Sur la figure 2, des flèches indiquent la direction du plan de polarisation de la lumière incidente en polarisa15 tion linéaire. On néglige l'angle de rotation très faible du plan de polarisation de la lumière incidente qui résulte de
l'action du support d'enregistrement magnéto-optique. On peut voir sur la figure 2 que le plan de polarisation de la lumière incidente qui arrive sur le disque magnéto-optique 18 est 20 orienté tangentiellement à la piste du disque.
Le disque magnéto-optique 18 comporte un sillon de guidage ayant un pas de piste de 1,6 micron, une largeur de sillon de 0,8 micron et une profondeur de sillon de 70 nm. La poursuite ou le suivi de la piste emploie la méthode dite sy25 métrique qui utilise la lumière réfléchie diffractée par le
sillon de guidage.
Il existe d'autres méthodes de poursuite, comme la
méthode des 3 faisceaux. Cependant, quelle que soit la méthode utilisée, le problème de la "fluctuation de poursuite", 30 c'est-à-dire de la "précision de poursuite" se manifeste.
Dans le premier mode de réalisation, pour éviter que la précision de poursuite n'ait un effet sur la détection du signal RF, la ligne de division de la photodiode PIN divisée en 2,
est établie parallèlement à la direction diamétrale du disque 35 (c'est-àdire dans la direction perpendiculaire à la direc-
O10 tion tangente à la piste). Par conséquent, dans ce mde de réalisation, la ligne de division de la photodiode PIS divisée
en 2 est disposée comme le montre la figure 3.
On décrira en relation avec les figures 4"a), 4(b) 5 et 4(c) la raison pour laquelle on divise le photodétecteur dans la direction indiquée cidessus. Sur les figures 4(a) 4(c), la référence 29 désigne le sillon de guidage sur le disque, les références 30a, 30b et 30c désignent des traces du faisceau laser focalisé sur le disque, la référence 31 désigne 10 un photodétecteur et les références 32a, 32b et 32e désignent la distribution d'intensité lumineuse. Lorsque la trace da faisceau laser se trouve au centre du sillon de guidage, le pic de l'intensité lumineuse se trouve sur le photodëtecteur à
la position qui correspond au centre du sillon de guidage.
Lorsque la trace du faisceau laser se déplace vers la drxite ou la gauche par rapport au centre du sillon de guidage, le pic de l'intensité lumineuse se déplace également de façon correspondante vers la droite ou la gauche. Ainsi, si le phtodétecteur est divisé par la ligne de division orienée selcm 20 la direction tangente à la piste, la quantité de lumiére qui
entre dans chacun des photodétecteurs divisés devient différente et, par conséquent, l'effet de la "fluctuation de poursuite' apparaît dans le signal de différence.
En outre, dans la tête optique ayant la structure dans laquelle le photodétecteur et l'objectif ne scat pas entraînés conjointement, le décalage de l'objectif prcduit- e erreur de poursuite. Cependant, en divisant le pçotcdétecteur de la manière représentée sur la figure 3, on supprime l'effet
de cette erreur de poursuite.
Il en résulte qu'avec la structure de oe mode de réalisation, la lecture du signal est effectuée de façon aussi précise qu'avec la méthode de détection différentielle de l'art antérieur, dans laquelle la lumière est divisée en deux
chemins optiques par un diviseur de faisceau, et le rapport 35 signal/bruit du signal lu est augmenté.
t En comparaison avec la méthode de détection différentielle de l'art antérieur, il n'est pas nécessaire d'employer une lame demi-onde, un diviseur de faisceau, deux lentilles et deux photodétecteurs séparés, ce qui fait que la taille et le poids du dispositif sont réduits, et son coût est également réduit. Second mode de réalisation On considérera maintenant la figure 5 qui représente un autre mode de réalisation dans lequel le système de lecture de signal magnéto-optique conforme à l'invention est appliqué à la tête optique du type à transmission qui a été
inventée récemment par les présents inventeurs.
Dans le second mode de réalisation, la photodiode PIN divisée en 2 est placée du côté de transmission de la lu15 mière du système de l'art antérieur de la figure 16, et la ligne de division du photodétecteur est orientée dans la direction du diamètre du disque d'enregistrement, comme dans le premier mode de réalisation. Les opérations de poursuite et
de focalisation sont respectivement accomplies par la méthode 20 symétrique et par la méthode de l'arête.
Dans ce mode de réalisation, si on utilise le système de lecture de signal magnéto-optique conforme à l'invention, la taille, le poids et le coût du dispositif ne changent pas, mais le rapport signal/bruit du signal détecté est 25 amélioré.
Dans l'exemple de la figure 5, l'arête, la lentille
et la photodiode divisées en 4 sont en fait disposées perpendiculairement au plan de la feuille de papier, ce qui fait que l'épaisseur du dispositif réel est inférieure à celle 30 représentée sur le dessin.
On considèrera maintenant la figure 6 qui montre le principe d'un système de lecture de signal magnéto-optique
conforme à l'invention, dans le cas o n=l.
Sur la figure 6, la référence 1 désigne le faisceau 35 laser qui est réfléchi ou transmis par le support d'enregis-
trement magnéto-optique, et la référence 2 désigne le plan de polarisation du faisceau laser 1. Du fait que l'angle de rotation du plan de polarisation qui résulte de l'action du support d'enregistrement magnéto-optique est très faible 5 (moins de 1 ', le plan de polarisation 2 coincide presque avec le plan de polarisation de la lumière incidente en polarisation linéaire qui arrive sur le support. Les flèches en pointillés 3 et 4 désignent respectivement la direction tangente à la piste et la direction perpendiculaire à la piste. 10 On se référera à la figure 7 pour expliquer la direction tangente à la piste et la direction perpendiculaire à la piste, dans le cas par exemple d'un disque optique. Sur la figure 7, la référence 12 désigne un disque optique et la référence 13 désigne un sillon de guidage ou une série de cavi15 tés enregistrées. La référence 14 désigne la direction tangente à la piste et la référence 15 désigne la direction perpendiculaire à la piste. Si le support d'enregistrement est une carte optique ou un élément analogue, la piste est formée
par des lignes droites, mais on applique le même principe.
En retournant à la figure 6, on note que les analyseurs 9 et 10 sont placés exactement devant les photodétecteurs al (6) et a2 (7), qui sont formés en divisant dans un plan le photodétecteur divisé en 2, portant la référence 5, de façon que les angles < A et y B des axes d'analyse (repré25 sentés par des hachures) des analyseurs, par rapport au plan
de polarisation de la lumière incidente, soient différents.
Dans cet exemple, Y A et < B sont respectivement de signe
positif et de signe négatif.
Dans une telle structure, en déterminant la diffé30 rence entre le signal de sortie du photodétecteur al et celui du photodétecteur a2, au moyen de l'amplificateur différentiel 1, on élimine le bruit en phase, tel que le bruit du laser, ce qui fait que le signal détecté est d'aussi bonne qualité qu'avec la méthode de détection différentielle de l'art 35 antérieur. Autrement dit, le rapport signal/bruit du signal
détecté est amélioré.
En outre, il n'est pas nécessaire de prévoir une lame demi-onde, un diviseur de faisceau, deux lentilles et
deux photodétecteurs séparés, ce qui est extrêmement avanta5 geux pour réduire la taille, le poids et le coût de la tête magnéto-optique.
On expliquera la raison pour laquelle la ligne de
division rectiligne 8 est orientée dans la direction perpendiculaire à la piste, en considérant un exemple dans lequel 10 on utilise un disque optique.
Le disque magnéto-optique qui devient le support d'enregistrement le plus couramment utilisé à l'heure actuelle comporte un sillon de guidage ayant un pas de piste de 1,6 micron, une largeur de sillon de 0,8 micron et une pro15 fondeur de sillon de 70 nm. De façon générale, on effectue l'opération de poursuite ou de suivi de piste par la méthode dite symétrique dans laquelle on utilise la lumière réfléchie qui est diffractée par le sillon de guidage. Il existe d'autres méthodes de poursuite, comme la méthode des 3 faisceaux. 20 Cependant, quelle que soit la méthode utilisée, le problème
de la "fluctuation de poursuite", c'est-à-dire de la "précision de poursuite", se manifeste.
Dans l'invention, pour éviter que le problème de la précision de poursuite n'influe sur la détection du signal 25 RF, la ligne de division rectiligne 8 du photodétecteur est
formée dans la direction 4 qui est perpendiculaire à la piste.
On se référera aux figures 8(a), 8(b) et 8(c) pour rendre l'explication plus compréhensible. Sur les figures 8(a)-8(c), la référence 16 désigne le sillon de guidage sur 30 le disque, les références 17a, 17b et 17c désignent les traces de faisceau laser qui sont focalisées sur le disque, la référence 18 désigne le photodétecteur et les références 19a, 19b et 19c désignent les distributions d'intensité lumineuse
sur le photodétecteur.
Lorsque la trace du faisceau laser se trouve au 4. centre du sillon de guidage, le pic de l'intensité lumineuse est obtenu à la position du photodétecteur qui correspond au centre du sillon de guidage. Lorsque la trace du faisceau laser se déplace vers la droite ou la gauche par rapport au 5 centre du sillon de guidage, le pic de l'intensité lumineuse sur le photodétecteur se déplace de façon correspondante vers la droite ou la gauche. Par conséquent, si on divise le photodétecteur par une ligne de division orientée dans la direction tangente à la piste, la quantité de lumière qui entre dans chacun des photodétecteurs (la quantité de lumière avant transmission par l'analyseur) varie, ce qui fait que la "fluctuation de poursuite" agit sur le signal de différence détecté. Au contraire, si le photodétecteur est divisé par une ligne orientée dans la direction perpendiculaire à la piste, on évite un tel effet de la fluctuation de poursuite, ce qui fait que le signal détecté est d'aussi bonne qualité que le signal qui est détecté par la méthode de détection différentielle de l'art antérieur, dans laquelle la lumière est divisée en deux par un diviseur de faisceau, après quoi 20 on détermine la différence entre les signaux de sortie correspondant aux faisceaux lumineux divisés, c'est-à-dire que
le rapport signal/bruit du signal détecté est amélioré.
Troisième mode de réalisation La figure 9 montre un mode de réalisation de la 25 tête optique du type à réflexion à laquelle le système de
lecture de signal magnéto-optique conforme à la présente invention (n=l) est appliqué.
On expliquera tout d'abord le système optique de
ce mode de réalisation.
La lumière de sortie provenant de la diode laser 23 est convertie en un faisceau de lumière parallèle par la lentille collimatrice 24, et elle est ensuite mise en forme par le prisme de mise en forme de faisceau 26, defaçon que la section transversale du faisceau de lumière parallèle soit parfaitement circulaire. La lumière traverse ensuite le diviseur de faisceau 25 et elle est réfléchie par le miroir 27 dans la direction perpendiculaire à la surface de la
feuille de papier, après quoi elle est focalisée par l'objectif 28 sur le disque magnéto-optique 29.
La lumière réfléchie par le disque magnéto-optique 29 suit le chemin inverse et elle est réfléchie par le diviseur de faisceau 26 pour entrer dans le diviseur de faisceau 30. La lumière qui est transmise par le diviseur de faisceau traverse le lentille 31 et la lentille cylindrique 32 et 10 elle entre dans la photodiode divisée en 4,33. La poursuite
et la focalisation sont respectivement accomplies par la méthode symétrique et par la méthode de l'astigmatisme.
La moitié inférieure (sur le dessin) de la lumière réfléchie par le diviseur de faisceau 30 traverse la pelli15 cule Polaroid 20 et la moitié supérieure de cette lumière traverse la pellicule Polarold 21 et elle est détectée par la photodiode PIN divisée en 2, portant la référence 22. Dans ce mode de réalisation, on utilise des pellicules polarisées en tant qu'analyseurs. La "pellicule Polaroid" (marque dépo20 sée), est une pellicule polarisée bien connue. Les pellicules Polarold 20 et 21 sont disposées de façon que l'angle des axes d'analyse des pellicules, par rapport au plan de polarisation de la lumière incidente, soit respectivement de + 45 et -45 . De façon générale, l'angle est défini dans la plage 25 04LfAIet |WBI645 . Si on prend pour les angles des valeurs de +45 et -45 , on obtient la caractéristique avantageuse
qui consiste en une grande tolérance pour le réglage de l'angle.
Sur la figure 9, la flèche indique la direction du 30 plan de polarisation de la lumière incidente en polarisation linéaire. On néglige ici le très faible angle de rotation du plan de polarisation qui résulte de l'action du support d'enregistrement magnéto-optique. On peut voir sur le dessin que le plan de polarisation de la lumière qui entre dans le dis35 que magnéto-optique 29 est orienté dans la direction tangente à la piste du disque. Par conséquent, la ligne de division
rectiligne de la photodiode PIN divisée en 2 est perpendiculaire à la surface de la feuille de papier.
Dans le mode de réalisation présent, le rapport signal/bruit du signal détecté est aussi élevé que celui qu'on obtient avec la méthode de détection différentielle de
l'art antérieur.
En outre, dans ce mode de réalisation, il n'est pas nécessaire d'utiliser une lame demi-onde, un diviseur de faisceau polarisant, une lentille et deux photodétecteurs séparés et, par conséquent, la taille, le poids et le coût de
la tête magnéto-optique sont fortement réduits.
Quatrième mode de réalisation La figure 10 montre un autre mode de réalisation de la tête optique du type à transmission, qui a été inventée récemment par les présents inventeurs, et à laquelle est appliqué le système de lecture de signal magnéto-optique (n=l)
conforme à l'invention.
Dans ce mode de réalisation, la photodiode PIN di20 visée en 2 est disposée du côté de transmission de la tête dans l'art antérieur, comme le montre la figure 16. D'une manière similaire à celle du troisième mode de réalisation, la ligne de division rectiligne du photodétecteur est orientée dans la direction perpendiculaire à la piste. La poursuite et 25 la focalisation sont respectivement accomplies par la méthode
symétrique et par la méthode de l'arête.
Dans le quatrième mode de réalisation, un décalage de la trace du faisceau laser par rapport à la piste apparait, à cause du décalage de la lentille, même lorsque la 30 trace du faisceau laser, vue par la photodiode PIN divisée en 2, du côté de transmission de la tête, est parfaitement au centre du sillon de guidage. Cependant, en établissant la ligne de division rectiligne 36 du photodétecteur dans la
direction perpendiculaire à la piste, on supprime un tel pro35 blème dû au décalage de la lentille.
Dans ce mode de réalisation, l'application du système de lecture de signal magnéto-optique conforme à l'invention ne change pas beaucoup le poids et le coût de la tête optique, mais le rapport signal/bruit du signal obtenu augmente considérablement. L'arête, les lentilles et la photodiode divisée en 2 sont en fait placées perpendiculairement à la surface de la feuille de papier, et la tête optique réelle est donc plus mince que celle représentée sur la figure 5. 10 Cinquième mode de réalisation Dans les troisième et quatrième modes de réalisation décrits ci-dessus, n=l, c'est-à-dire que le photodétecteur est divisé en deux parties. Dans un tel cas o n=l, des défauts tels que des poussières et des rayures sur le sup15 port d'enregistrement magnéto-optique peuvent aisément affecter la détection du signal, et une erreur de lecture est
susceptible de se produire.
On expliquera ci-après en relation avec la figure
6 la raison pour laquelle le problème précité se manifeste 20 lorsque n=l.
On supposera que la piste, telle que la voit le photodétecteur divisé en 2, portant la référence 5, s'étend de la droite vers la gauche sur le dessin, et qu'un défaut est présent sur la piste. Dans ce cas, la lumière réfléchie 25 qui est diffractée par le défaut présent sur la piste entre dans l'analyseur 9 et le photodétecteur al (6) placé à la suite. La lumière entre ensuite dans l'analyseur 10 et dans le photodétecteur a2 (7) placé à la suite. Le défaut de la piste affecte ainsi le signal obtenu qui est détecté sous 30 la forme de la différence entre les signaux de sortie des deux photodétecteurs. Cependant, la détection du signal n'est pas affectée par un tel défaut de la piste uniquement
dans le cas o la ligne de division rectiligne 8 du photodétecteur passe exactement par le centre du défaut. Par con35 séquent, pour éviter autant que possible une erreur de lec-
ture, on prend n égal à 2, c'est-à-dire que le photodétecteur
est divisé en 4 parties dans ce mode de réalisation.
Le troisième mode de réalisation est représenté sur la figure 11. Sur la figure 11, la référence 43 désigne le photodétecteur divisé en 4, et ce dernier est divisé par deux lignes de division rectilignes 48 et 49. La ligne de division rectiligne 49 est orientée dans la direction perpendiculaire à la piste et la ligne de division rectiligne 48 est orientée dans la direction tangente à la piste. Les références 44, 45, 10 46 et 47 désignent respectivement les photodétecteurs al, a2, a3 et a4. Des analyseurs 50 et 51 sont placés exactement devant les photodétecteurs respectifs ai et a3, de façon que l'angle des axes d'analyse de ces analyseurs par rapport au plan de polarisation de la lumière incidente soit égal à YA, et des analyseurs 53 et 52 sont placés exactement devant les photodétecteurs respectifs a2 et a4, de façon que l'angle de leurs axes d'analyse par rapport au plan de polarisation
de la lumière incidente soit égal à (B.
L'amplificateur différentiel 54 détermine la dif20 férence entre la somme des signaux de sortie des photodétecteurs al et a3, et la somme des signaux de sortie des photodétecteurs a2 et a4, ce qui reproduit le signal. Si on désigne respectivement par Al, A2, A3 et A4 les signaux de sortie des photodétecteurs al, a2, a3 et a4, le signal de sortie I 25 de l'amplificateur différentiel 54 s'exprime par les relations suivantes I = (Ai + A3) - (A2 + A4)... (1) = (Ai - A2) + (A3 - A4)... (2) = (A- A4) + (A3 - A2)... (3) Du fait que les premier et second termes du membre de droite de la relation (2) sont la différence entre les signaux de sortie des photodétecteurs divisés par la ligne de division rectiligne 49, le signal n'est pas affecté par le problème
de la précision de poursuite (fluctuation de poursuite).
On expliquera ci-après en relation avec les figures 12(a), 12(b) et 12(c) le fait qui consiste en ce qu'un défaut de la piste affecte aisément la détection du signal dans le cas o le photodétecteur est divisé par une ligne de division rectiligne qui est orientée dans la direction tangente à la piste. Sur les figures 12(a) - 12(c), la référence 55 désigne le sillon de guidage, les références 56a, 56b et 56c 10 désignent les traces du faisceau laser qui sont focaiisées sur le support d'enregistrement, et la référence 57 désigne le défaut sur le sillon de guidage. Sur la figure 12(a), les références al-a, a2-a, a3-a et a4-a désignent respectivement la distribution d'intensité lumineuse sur les photodétecteurs 15 al, a2, a3 et a4, et la distribution d'intensité lumineuse est indiquée de façon similaire sur les figures 12(b) et 12(c). Dans chacune des distributions d'intensité lumineuse des figures 12(a), 12(b) et 12(c), si on calcule la diffé20 rence entre les signaux de sortie des photodétecteurs al et a4 et la différence entre les signaux de sortie des photodétecteurs a2 et a3, on constate que la différence est très faible, ce qui fait que l'effet du défaut de la piste sur le signal de sortie I de l'amplificateur différentiel est très 25 faible. Dans le mode de réalisation présent, on effectue un tel calcul, comme l'indique la formule (3) ci-dessus, et
l'effet du défaut de la piste est donc très faible.
En appliquant le système de détection de signal magnéto-optique de ce mode de réalisation à la tête optique 30 du type à réflexion et à la tête optique du type à transmission, correspondant aux troisième et quatrième modes de réalisation décrits précédemment, on réduit considérablement la taille, le poids et le coût de la tête optique, et on reproduit un signal ayant un rapport signal/bruit élevé, de même 35 niveau qu'avec la méthode de détection différentielle de t5f7 45
l'art antérieur.
En outre, ce mode de réalisation est très avantageux dans la mesure o l'effet sur la détection du signal de la
présence d'un défaut sur le support d'enregistrement est mi5 nimisé, et par conséquent l'erreur de lecture est réduite.
Du fait que le système de lecture de signal magnétooptique conforme au mode de réalisation présent réduit l'erreur de lecture, les exigences que doivent satisfaire le support d'enregistrement et le substrat en ce qui concerne les défauts ne sont pas sévères, et on peut diminuer le coût du
support d'enregistrement.
Sixième mode de réalisation Dans les troisième, quatrième et cinquième modes de réalisation, n=l ou n=2. Cependant, dans ces modes de réali15 sation, la très légère rugosité de la surface du substrat du support d'enregistrement fait que le rapport signal/bruit du signal détecté est quelquefois légèrement inférieur à celui du signal obtenu par la méthode de détection différentielle de l'art antérieur. Dans le substrat de verre sur lequel le sillon de guidage est directement formé par un traitement
d'attaque par voie sèche, la rugosité de la surface (qu'on appellera ciaprès le "bruit du substrat") est très faible.
Cependant, dans le substrat économique en matière plastique J pré-gravé, formé par la technique de moulage par injection,
le bruit du substrat est légèrement plus élevé.
Pour éliminer l'effet du bruit du substrat, on prend n=4, c'est-à-dire qu'on divise le photodétecteur en 8
parties dans le mode de réalisation présent.
Ce mode de réalisation est représenté sur la figure 30 13. Sur la figure 13, la référence 62 désigne le photodétecteur divisé en 8, et les lignes de division rectilignes 63' et 64' sont respectivement orientées dans la direction 60 tangente.à la piste et dans la direction 61 perpendiculaire à la piste. Les références 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69 et 70 dési35 gnent respectivement les photodétecteurs al, a2, a3, a4, a5, a6, a7 et a8. Les analyseurs 71, 73, 75 et 77 sont respectivement placés exactement devant les photodétecteurs al, a3, a5 et a7, de façon que l'angle de leurs axes d'analyse, par rapport au plan de polarisation de la lumière incidente soit égal à 4A, et les analyseurs 72, 74, 76 et 78 sont respectivement placés exactement devant les photodétecteurs a2, a4, a6 et a8, de façon que l'angle de leurs axes d'analyse par rapport au plan de polarisation de la lumière incidente soit égal à (fB. Les hachures dans les analyseurs indiquent la di10 rection de l'axe d'analyse. L'amplificateur différentiel 79 détermine la différence entre la somme PA des signaux de sortie des photodétecteurs al, a3, a5 et a7, et la somme PB des signaux de sortie des photodétecteurs a2, a4, a6 et a8, pour
générer ainsi le signal RF.
En comparaison avec les troisième, quatrième et cinquième modes de réalisation, on note que le photodétecteur est divisé en un plus grand nombre de parties, ce qui supprime l'effet de la rugosité du substrat sur la détection du signal pour les composantes ayant les fréquences spatiales les plus 20 élevées. Le rapport signal/bruit du signal reproduit est donc
aussi élevé que celui qu'on obtient avec la méthode de détection différentielle dans l'art antérieur.
En appliquant le système de lecture de signal magnéto-optique de l'invention à la tête optique du type à ré25 flexion et à la tête optique du type à transmission des troisième et quatrième modes de réalisation, on réduit la taille, le poids et le coût de la tête optique et on obtient pour le signal détecté un rapport signal/bruit aussi élevé que celui qu'on obtient avec la méthode de détection différentielle de 30 l'art antérieur.
En outre, du fait que le photodétecteur est divisé en un plus grand nombre de parties que dans les troisième, quatrième et cinquième modes de réalisation, l'effet sur la
détection du signal des défauts présents sur le support d'en35 registrement est extrêmement faible.
Dans les troisième, quatrième, cinquième et sixième modes de réalisation expliqués ci-dessus, la direction du - plan de polarisation de la lumière incidente coincide avec la
direction tangente à la piste. Ceci n'est cependant pas obli.... i5 gatoire.
Dans le système de lecture de signal magnéto-optique conforme à l'invention, plus le nombre de lignes de division du photodétecteur est grand, plus les performances du système À 0 sont proches de celles de la méthode de détection différen10 tielle de l'art antérieur. En pratique, des valeurs appropriées pour le nombre n peuvent être de 1, 2, 3 ou 4. En particulier, du fait des excellentes performances du système, la plage souhaitable pour n correspond à des valeurs de 2 ou
plus, c'est-à-dire na 2.
Comme on vient de l'expliquer, le système de lecture de signal magnétooptique conforme à l'invention présente les : 0 caractéristiques avantageuses suivantes: Premièrement, du fait que le bruit en phase tel que le bruit du laser est éliminé, comme avec la méthode de détec20 tion différentielle de l'art antérieur, le rapport signal/
bruit du signal détecté est très élevé.
Secondement, On obtient une réduction considérable de la taille, du poids et du coût de la tête magnéto-optique.
En réduisant la taille et le poids de la tête optique, on raccourcitle temps d'accès et on réduit également la taille -; Xet le poids du dispositif d'enregistrement/reproduction luimême. Du fait que la fraction du coût du dispositif d'enre"00 0gistrement/reproduction qui correspond à la tête optique est élevée, la réduction du coût de la tête optique conduit à
une réduction du coût du dispositif d'enregistrement/reproduction.
-0000 iTroisièmement, l'effet sur la détection du signal des défauts du support d'enregistrement et de la faible rugosité de la surface du substrat, est très faible. Par consé35 quent, la qualité exigée du support d'enregistrement n'est pas considérable, ce qui permet de réduire le coût du support
d'enregistrement magnéto-optique.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation ci-dessus et peut également faire l'objet de certaines modifications. Par exemple, le support d'enregistrement peut être non seulement un support en forme de disque, mais également un support en forme de carte. En outre, le détecteur peut être divisé selon un autre angle que dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, en fonction des propriétés du 10 support d'enregistrement. On peut également appliquer l'invention à une tête magnéto-optique du type à déflexion: dans laquelle le faisceau est dévié pour accomplir un mouvement
de balayage sur le support d'enregistrement qui est immobile.
Il va de soi que de nombreuses autres modifications 15 peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté,
sans sortir du cadre de l'invention.
Claims (7)
1. Système de lecture de signal magnéto-optique pour un dispositif d'enregistrement/reproduction magnéto-optique, dans lequel le plan de polarisation de la lumière inci5 dente en polarisation linéaire subit une rotation lorsque la lumière incidente est réfléchie par le support d'enregistrement magnéto-optique ou traverse ce support, et l'angle de rotation du plan de polarisation est utilisé en tant que signal d'information, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) un pho10 todétecteur destiné à détecter l'angle de rotation du plan de polarisation, ce photodétecteur étant divisé dans un plan en un premier photodétecteur A et en un second photodétecteur B; (b) un premier analyseur A disposé exactement face au premier photodétecteur A, de façon que l'angle qui est formé par le 15 plan de polarisation de la lumière incidente en polarisation linéaire et l'axe d'analyse du premier analyseur A soit égal à (fA; (c) un second analyseur B disposé exactement face au second photodétecteur B, de façon que l'angle qui est formé par le plan de polarisation de la lumière incidente en polarisa20 tion linéaire et l'axe d'analyse du seconde analyseur B soit égal à (PB; (d) l'angle (A et l'angle (fB étant différents; et (e) un amplificateur différentiel destiné à déterminer la différence entre le signal de sortie du premier photodétecteur A et le signal de sortie du second photodétecteur B.
2. Système de lecture selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ligne de division entre les premier et second photodétecteurs A et B est parallèle à un diamètre d'un
disque magnéto-optique.
3. Système de lecture selon la revendication 1, ca30 ractérisé en ce que les angles YA et (fB sont respectivement
de +45 et -45 , ou de -450 et +45O.
4. Système de lecture de signal magnéto-optique
pour un dispositif d'enregistrement/reproduction magnéto-optique dans lequel le plan de polarisation de la lumière inciden35 te en polarisation linéaire subit une rotation lorsque la lu-
mitre incidente est réfléchie par le support d'enregistrement magnétooptique, ou traverse ce support, et l'angle de rotation du plan de polarisation est utilisé en tant que signal d'information, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) un pho5 todétecteur destiné à détecter l'angle de rotation du plan de polarisation de la lumière incidente, ce photodétecteur étant divisé en 2n parties de photodétecteur par n lignes de division rectilignes dans un plan (n=l, 2, 3, 4,..., et les 2n photodétecteurs divisés sont appelés photodétecteurs al, a2, 10 a3,..., a2n, à partir d'un photodétecteur arbitraire et en sens inverse d'horloge) ; (b) l'une des 2n lignes de division rectilignes étant orientée dans la direction perpendiculaire à la piste sur le support d'enregistrement; (c) des analyseurs placés séparément exactement devant les photodétecteurs 15 al, a3, a5,... a2n-1, de façon que l'angle entre les axes d'analyse de ces analyseurs et le plan de polarisation de la lumière incidente en polarisation linéaire soit égal à A; (d) d'autres analyseurs placés séparément exactement devant les photodétecteurs a2, a4, a6,... a2n, de façon que l'angle 20 entre les axes d'analyse de ces analyseurs et le plan de polarisation de la lumière incidente en polarisation linéaire soit égal à <fB; (e) l'angle A et l'angle fB étant différents; et (f) un amplificateur différentiel destiné à déterminer la différence entre PA et PB, en désignant par PA la 25 somme des signaux de sortie des photodétecteurs al, a3, a5,
a2n-1, et par PB la somme des signaux de sortie des photodétecteurs a2, a4, a6,..., a2n.
5. Système de lecture de signal magnéto-optique selon la revendication 4, caractérisé en ce que la relation 30 entre l'angle A et l'angle qB satisfait les inéquations: 0 4 i A B l 45
6. Système de lecture de signal magnéto-optique selon la revendication 4, caractérisé en ce que: (a) n est égal à 2; et (b) l'une des 2 lignes de division rectilignes 35 est orientée dans la direction perpendiculaire à la piste
- sur le support d'enregistrement, et l'autre est orientée dans: la direction tangente à la piste.
7. Système de lecture de signal magnéto-optique selon la revendication 4, caractérisé en ce que: (a) n est égal à 4; et (b) une ligne parmi la ligne de division rectiligne entre le photodétecteur al et le photodétecteur a8, et la ligne de division rectiligne entre le photodétecteur a2 et le photodétecteur a3, est orientée dans la direction perpendiculaire a la piste se trouvant sur le support d'enregistre10 ment, et l'autre ligne est orientée dans la direction tangente
à la piste.
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| DE3637948C2 (fr) | 1988-12-15 |
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