NL194898C - Optische lezer. - Google Patents

Description

1 194898

Optische lezer

Oe uitvinding heeft betrekking op een optische kopinrichting omvattende een lichtbron, condensororganen om een lichtbundel, die afkomstig is uit de lichtbron, op een af te tasten registratiemedium te condenseren, 5 een in de optische baan van de lichtbundel opgestelde bundelsplitsingsinrichting met een buigingsrooster dat is ingericht voor het doorlaten van invallend licht vanuit de lichtbron en voor het afbuigen van licht dat is gereflecteerd van het registratiemedium voor het scheiden van het gereflecteerde licht van het invallend licht vanuit de lichtbron en een fotodetector voor het ontvangen van het door het buigingsrooster afgebogen licht, waarbij het fotodetectie-oppervlak van de fotodetector door deellijnen is verdeeld in detectiedeelgebieden.

10 Een dergelijke optische kopinrichting is bekend uit de Europese octrooiaanvrage EP-A-0.123.048.

Bij de bekende optische kopinrichting wordt voor het condenseren van de door de lichtbron uitgezonden lichtbundel op het registratiemedium gebruikgemaakt van een als hologram uitgevoerd eerste buigingsrooster dat een loodrecht invallende lichtbundel afbuigt in de richting van de afbuigingsbundel van de orde -1 en van een als hologram uitgevoerd tweede buigingsrooster dat een loodrecht invallende lichtbundel 15 af buigt in de richting van de afbuigingsbundel van de orde +1, waarbij het eerste en het tweede buigingsrooster zodanig ten opzichte van elkaar, de lichtbron en het registratiemedium zijn opgesteld dat de door de lichtbron uitgezonden lichtbundel wordt ontvangen en afgebogen door het eerste buigingsrooster en de afgebogen lichtbundel door het tweede buigingsrooster wordt ontvangen en gecondenseerd op het registratiemedium. Door toepassing van het eerste en het tweede buigingsrooster wordt de door de 20 veranderende golflengte van de door de lichtbron uitgezonden lichtbundel optredende chromatische aberratie van de afzonderlijke buigingsroosters gecompenseerd.

De in de optische baan van de lichtbundel opgestelde bundelsplitsingsinrichting bestaat uit een als hologram uitgevoerd derde buigingsrooster dat een door de lichtbron uitgezonden lichtbundel van een eerste polarisatierichting doorlaat en uit een kwart-golflengteplaatje in de optische baan tussen het derde 25 buigingsrooster en het registratiemedium, zodat de polarisatierichting van de doorgelaten lichtbundel, die door het registratiemedium is gereflecteerd bij het bereiken van het derde buigingsrooster loodrecht staat op de polarisatierichting van de door de lichtbron uitgezonden lichtbundel en dientengevolge de gereflecteerde lichtbundel door het derde buigingsrooster wordt afgebogen in een richting onder een hoek die afwijkt van de invalshoek van de door de lichtbron uitgezonden lichtbundel. De door het derde buigingsrooster 30 afgebogen lichtbundel wordt met gebruikmaking van een als hologram uitgevoerd vierde buigingsrooster gecondenseerd op een detector of een stelsel detectiedeelgebieden.

De uitvinding beoogt te voorzien in een op eenvoudige wijze samen te stellen kopinrichting waarvan de gevoeligheid niet nadelig wordt beïnvloed door een veranderende golflengte van de door de lichtbron op te wekken lichtbundel, zodat de kopinrichting geschikt is om te worden toegepast voor het uitlezen van in een 35 opto-magnetisch registratiemedium vastgelegde informatie.

De uitvinding heeft tot doel te voorzien in een optische kopinrichting, waarbij een dergelijk nadeel niet optreedt, en waarbij op eenvoudige wijze een oplossing wordt geboden om de kopinrichting in verminderde mate gevoelig te laten zijn voor licht van een veranderende golflengte.

Daartoe heeft een optische kopinrichting van de in de aanhef beschreven soort volgens de uitvinding het 40 kenmerk dat het buigingsrooster bestaat uit een brekingsrooster met een van de polarisatierichting van de invallende lichtbundel afhankelijk brekingsrendement en ten minste een deeliijn van het fotodetectie-oppervlak zich in hoofdzaak uitstrekt in de richting waarin de door het brekingsrooster afgebogen lichtbundel wordt verschoven ten gevolge van de verandering van de golflengte van de door de lichtbron opgewekte lichtbundel en het fotodetectie-oppervlak zodanig in detectiedeelgebieden is verdeeld, dat de verhouding 45 van ontvangen licht op de detectiedeelgebieden ongewijzigd blijft bij verandering van de golflengte.

De uitvinding wordt toegelicht onder verwijzing naar de tekening. Daarbij toont: figuur 1 een schematisch aanzicht van de opbouw van een eerste uitvoeringsvorm van een optische kopinrichting voor het uitlezen van in een opto-magnetisch registratiemedium vastgelegde informatie; 50 figuur 2 een schematisch aanzicht van de opbouw van een tweede uitvoeringsvorm van een optische kopinrichting voor het uitlezen van in een opto-magnetisch registratiemedium vastgelegde informatie; figuur 3 een schematisch bovenaanzicht van de bundelsplitsingsinrichting de optische kopinrichting volgens figuur 2; figuren 4 en 5 de positierelatie tussen het lichtontvangende oppervlak van een fotodetector en een vlek 55 van gedetecteerd licht; figuur 6 de optische baan in de bundelsplitsingsinrichting; figuren 7 en 8 schematische aanzichten van een andere uitvoeringsvorm van de bundelsplitsings- 194898 2 inrichting; figuur 9 een schematisch aanzicht van de opbouw van een derde uitvoeringsvorm van een optische kopinrichting voor het uitlezen van in een opto-magnetisch registratiemedium vastgelegde informatie; figuur 10 het lichtontvangende oppervlak van de fotodetector bij de in figuur 8 afgebeelde uitvoerings-5 vorm; figuur 11 een schematisch aanzicht van de opbouw van een vierde uitvoeringsvorm van een optische kopinrichting voor het uitlezen van in een opto-magnetisch registratiemedium vastgelegde informatie; figuur 12 de optische baan in de in figuur 10 afgebeelde bundelsplitsingsinrichting; figuur 13 een schematisch aanzicht van een voorbeeld van de opbouw van een bundelsplitsingsinrichting 10 voor een in detectiedeelgebieden verdeelde detector voor het verschaffen van foutsignalen; figuren 14A en 14B schematische voorstellingen van een signaalamplitude component van de door de in · figuur 12 afgebeelde fotodetector ontvangen lichthoeveelheid; figuren 15A, 15B en 15C de golfvormen van de signalen, die bij een optische kopinrichting met het in figuur 12 afgebeelde brekingsrooster worden gedetecteerd; 15 figuur 16 een schematisch bovenaanzicht is van de bundelsplitsingsinrichting van figuur 13.

Figuur 1 toont schematisch de opbouw van een eerste uitvoeringsvorm, van een optische kopinrichting die wordt gebruikt voor het uitlezen van informatie van een opto-magnetisch registratiemedium. Licht, dat uit een halfgeleiderlaser 71 wordt geëmitteerd, wordt door een collimatorlens 72 tot een parallelle lichtbundel 20 gevormd en treedt een bundelsplitsingsinrichting 93 binnen.

De bundelsplitsingsinrichting 93 omvat twee evenwijdige vlakke platen 94 en 96 en een daartussen gevormd brekingsrooster 95. Voorts wordt het licht uit de halfgeleiderlaser 71 zodanig ingesteld, dat dit p-gepolariseerd licht ten opzichte van de bundelsplitsingsinrichting 93 is.

Het lineair gepolariseerde licht (P-gepolariseerd licht), dat via de bundelsplitsingsinrichting 93 wordt 25 overgedragen, doorloopt een objectieflens 78 en wordt een convergente lichtbundel en vormt een vlek van ongeveer 1 pm op een substraat 99 gevormd registratieoppervlak 100, waarop informatie magnetisch is geregistreerd. Het door het registratieoppervlak 100 teruggekaatste licht is licht waarvan het polarisatievlak in tegengestelde richting is geroteerd in overeenstemming met de op het registratieoppervlak geregistreerde informatie (nl. door een variatie in de magnetisatierichting).

30 Dit gereflecteerde licht passeert weer de objectieflens 78 en treedt de bundelsplitsingsinrichting 93 binnen en wordt door het brekingsrooster 75 gebroken.

Het brekingsrooster 75 van het volumetype is zodanig ingesteld, dat dit een vooraf bepaald brekings-rendement heeft, dat voor de Kerr-rotatie component (S-gepolariseerd licht) groter is dan voor de invallende lichtcomponent (P-gepolariseerd licht), zoals later zal worden beschreven, en derhalve neemt de schijnbare 35 Kerr-rotatiehoek van het gebroken licht toe.

Dit gebroken licht doorloopt een analysator 81 en de rotatie van het polarisatievlak van het licht wordt omgezet in een variatie in de hoeveelheid licht en gedetecteerd door een fotodetector 83 via een sensorlens 82.

Figuur 2 toont schematisch de opbouw van een tweede uitvoeringsvorm van een kopinrichting die wordt 40 gebruikt voor het uitlezen van een opto-magnetisch registratiemedium. Hierbij wordt P-gepolariseerd licht, dat afkomstig is uit een halfgeleiderlaser 71, door een collimatorlens 72 tot een parallelle lichtbundel gevormd. Deze bundel treedt een bundelsplitsingsinrichting 123 binnen, welke bestaat uit evenwijdige vlakke platen 124 en 126 en een brekingsrooster 125. Het lineair gepolariseerde licht (P-gepolariseerd licht), dat via de bundelsplitsingsinrichting 123 wordt overgedragen, wordt door een objectieflens 78 tot een vlek met 45 een diameter van ongeveer 1 pm op het registratieoppervlak 100 van een substraat 99 gecondenseerd.

Het gereflecteerde licht 87 waarvan het polarisatievlak overeenkomstig de informatie op het registratieoppervlak 100, waarop de informatie magnetisch is geregistreerd, is geroteerd (Kerr-rotatie) treedt de bundelsplitsingsinrichting 123 opnieuw binnen en wordt onder een vooraf bepaalde brekingshoek door het brekingsrooster 125 gebroken.

50 Van dit gebroken licht 88 neemt de schijnbare Kerr-rotatie hoek toe. Dit licht wordt geleid terwijl een totale reflectie wordt herhaald aan het oppervlak van de evenwijdige vlakke plaat 124 of 126, en treedt een in vier delen verdeelde fotodetector 86 binnen, welke aan het eindvlak van de bundelsplitsingsinrichting 123 aanwezig is. Juist voor de fotodetector 86 is een analysator 89 aanwezig, om het opto-magnetische signaal om te zetten in een lichthoeveelheidsvariatie.

55 Waar in de optische kopinrichting de halfgeleiderlaser, zoals eerder is beschreven, als lichtbron wordt gebruikt, wordt de golflengte van de lichtbron gevarieerd door de variatie in de omgevingstemperatuur en de fluctuatie van de aandrijfstroom tijdens het bedrijf. De invloed van een dergelijke variatie op de golflengte zal 3 194898 hierna worden beschreven.

Figuur 3 is een aanzicht van de bundelsplitsingsinrichting 123 bij de tweede uitvoeringsvorm van de optische kopinrichting, weergegeven in figuur 2 beschouwd vanaf de zijde van de halfgeleideriaser 71. Aangenomen wordt, dat een fluctuatie is opgetreden in de golflengte van de uit de halfgeleideriaser 5 bestaande lichtbron 71. De bewegingsinrichting van het gebroken licht 300 fluctueert iets. Van de licht-hoeveelheidsverdelingen, aangegeven in de figuren 4 en 5, geven de referenties 300A', 300B' en 300C* de lichthoeveelheidsverdelingen aan, welke optreden wanneer de golflengte van de lichtbron fluctueert. De variatie in richting, veroorzaakt door deze golflengtefluctuatie, is de richting waarin het licht door het brekingsrooster wordt gebroken en derhalve variëren in figuur 4, de lichthoeveelheidsverdelingen 300A', 10 300B' en 300C' in verticale richting ten opzichte van de lichthoeveelheidsverdelingen 300A, 300B en 300C, in het gevai, waarbij geen fluctuatie aanwezig is. Door de detectiedeelgebieden 86A, 86B, 86C en 86D van de fotodetector 123 betrekkelijk grote afmetingen te geven in de richting, waarin de lichtbundel zich voor deze golflengtefluctuatie beweegt, als aangegeven in figuur 4, en door de deellijn van elk evenwijdig aan de genoemde richting te maken, wordt het uitgangssignaal van elk detectiegedeelte nauwelijks beïnvloed zelfs 15 indien een golflengtefluctuatie van de lichtbron optreedt en derhalve verkrijgt men een juiste automatische focussering en automatische naloop.

Indien, als weergegeven in figuur 5A, de afmetingen niet relatief groot zijn in de richting waarin de lichtbundel zich beweegt of indien, als aangegeven in figuur 5B, de deellijnen voor de detectiedeelgebieden 86A, 86B, 86C en 86D niet evenwijdig zijn aan de richting, waarin de lichtbundel zich voortbeweegt, zal het 20 bezwaar optreden, dat de lichthoeveelheid, ontvangen door de gehele fotodetector 86, afneemt, en de uitgangssignalen van de detectiedeelgebieden 86A, 86B, 86C en 86D door de golflengtefluctuatie van de lichtbron variëren.

In werkelijkheid evenwel voert bij de uitvoeringsvorm volgens figuur 2 de bundelsplitsingsinrichting 123 een functie uit, als weergegeven in figuur 6, waarbij het bovengenoemde bezwaar wordt geëlimineerd.

25 De lichtbundel 300 en de lichtbundel 301, stellen gebroken licht van naast elkaar gelegen ordes voor bijvoorbeeld gebroken licht van de zeventiende orde en gebroken licht van de achttiende orde. Dit gebroken licht beweegt zich waarbij de totale reflectie aan de oppervlakken van de evenwijdige vlakke platen 124 en 126 wordt herhaald en treedt de fotodetector 86 binnen. Door derhalve de gebroken lichtbundels uit het brekingsrooster van de bundelsplitsingsinrichting 123 op de fotodetector 186 te richten en te veroorzaken, 30 dat ze in de bundelsplitsingsinrichting totaal worden gereflecteerd, kunnen de werkelijk effectieve afmetingen van de fotodetector 86 in de fluctuatierichting van de lichtbundel enige malen worden vergroot.

Een andere methode voor het oplossen van het bovenstaande probleem zal hierna onder verwijzing naar de figuren 7 en 8 worden beschreven.

De figuren 7 en 8 zijn respectievelijk een bovenaanzicht en een zijaanzicht, waarin de constructie van de 35 bundelsplitsingsinrichting is aangegeven.

Bij de hier beschouwde uitvoeringsvorm is het brekingsrooster van de bundelsplitsingsinrichting 303 verdeeld in deelroosters 302A, 302B en 301 en breken of reflecteren de respectieve deelroosters de lichtbundel terwijl zij de lichtbundel tevens convergeren, teneinde brandpuntslijnen in verschillende richtingen te vormen. De lichtbundel uit het deelrooster 301 wordt de via de bundelsplitsingsinrichting geleid, in een 40 richting loodrecht op het vlak van tekening door een optisch stelsel 307 (zoals een cilindrische lens) met verschillende reductiepercentages in twee richtingen, gecondenseerd en door een uit twee delen bestaande fotodetector 304 gedetecteerd. Verder valt de deellijn tussen de deelroosters 302A en 302B samen met de richting AA' van het beeld van het spoor. Het gebroken licht van de deelroosters 301, 302A en 302B wordt, als aangegeven in figuur 8, via de bundelsplitsingsinrichting 303 geleid, terwijl een totale reflectie wordt 45 herhaald, waarna de gebroken lichtbundels in de fluctuatierichting meer dan in de andere richting worden gereduceerd door het optische stelsel 307 met verschillende reductiepercentages in twee richtingen, en worden op de detectie-oppervlakken van de fotodetectoren 304, 305 en 306 gecondenseerd. Hierbij worden de afmetingen van de detectie-oppervlakken ten opzichte van de fluctuatierichting van de gebroken lichtbundels aanmerkelijk vergroot.

50 Voorts wordt het door op deze wijze de detectie-oppervlakken van de fotodetectoren klein te maken mogelijk de elektrische capaciteit te reduceren en dit leidt eveneens tot het voordeel, dat een optische kop met een grote S/N-verhouding tot een hoge signaalfrequentieband kan worden geconstrueerd.

Verder kan in het geval van de uitvoeringsvorm volgens figuur 1, waarin het gebroken licht niet door de bundelsplitsingsinrichting wordt geleid, een constructie, als weergegeven in figuur 9, worden aangepast aan 55 de fluctuatie van het gebroken licht. Figuur 9 toont een derde uitvoeringsvorm van een optische kopinrichting voor het uitlezen van in een opto-magnetische registratiemedium vastgelegde informatie. In figuur 9 zijn onderdelen, welke overeenkomen met die van figuur 1, van dezelfde verwijzingen voorzien en _________ 194898 4 deze zullen hier niet meer gedetailleerd worden beschreven. Het gereflecteerde licht 320 uit een registratie-oppervlak 100 treedt een bundelsplitsingsinrichting 323 binnen, welke is voorzien van evenwijdige vlakke platen 324 en 326 en een brekingsrooster 325, wordt gebroken, als aangegeven door het gebroken licht 321, en wordt door een fotodetector 333 via een analysator 322 gedetecteerd. Wanneer nu de oscillatie-5 golflengte van een halfgeleiderlaser 71 verandert wordt de hoek waaronder het gebroken licht 321 ontstaat, groot ten opzichte van deze variatie in golflengte en dientengevolge veroorzaakt het gebroken licht 321' een lichtvlek op een plaats bij de bundelsplitsingsinrichting 324.

Figuur 10 toont de relatie tussen een wijze om een fotodetector 333 en de lichtvlek te splitsen. Zelfs indien de lichtvlek 321 overgaat naar de lichtvlek 321', zal geen drift van het werkpunt AF optreden omdat 10 de deellijn van de fotodetector 333 is ingesteld in een richting, waarin het gebroken licht door de golflengte-fluctuatie van de lichtbron wordt verplaatst.

Waar de optische kopinrichting wordt gebruikt voor het uitlezen van de informatie op een opto-magnetisch registratiemedium en bovendien een gebroken lichtbundel op een fotodetector wordt gericht, waarbij de bundel totaal wordt gereflecteerd in een bundelsplitsingsinrichting, als weergegeven in figuur 1, 15 treedt tussen de P-gepolariseerde lichtcomponent en de S-gepolariseerde lichtcomponent van het gebroken licht een faseverschuiving op. Indien dit faseverschil te groot is, kan het gebroken licht elliptisch gepolariseerd licht worden en in sommige gevallen kan de S/N-verhouding worden gereduceerd.

Figuur 11 toont de constructie van een vierde uitvoeringsvorm van een optische kopinrichting voor het uitlezen van in een opto-magnetisch registratiemedium vastgelegde informatie, waarbij een dergelijke 20 verandering in de polarisatietoestand wordt onderdrukt. In figuur 11 zijn onderdelen, welke overeenkomen met die volgens figuur 2, van dezelfde verwijzingen voorzien en deze onderdelen zullen hier niet gedetailleerd meer worden beschreven.

In figuur 11 zijn reflecterende lagen of films 350 en 351 op de gedeelten van het bovenvlak van een evenwijdige vlakke plaat 344 en het ondervlak van een evenwijdige vlakke plaat 346 gevormd, welke niet 25 voorzien in de optische baan van het licht vanuit de halfgeleiderlaser 71.

Voorts kunnen op de reflecterende films 350 en 351, indien nodig, beschermende film 352 en 353 zijn aangebracht teneinde daardoor te voorkomen, dat de reflecterende films 350 en 351 worden verslechterd of verontreinigd. De reflecterende films 350 en 351 kunnen bestaan uit dunne films van een metaal, zoals zilver, aluminium of chroom, of bestaan uit films met een aantal lagen, voorzien van een laag met een grote 30 brekingsindex (bijvoorbeeld ZnS of Ce02) en een laag met een kleine brekingsindex (bijvoorbeeld MgF2), welke zodanig zijn ontworpen, dat de polarisatietoestand niet wordt gevarieerd. De metallische dunne films kunnen zeer eenvoudig door een conventionele wijze worden gevormd en kunnen bovendien op een voldoende wijze de variatie in de polarisatietoestand van het gereflecteerde licht onderdrukken. Anderzijds kunnen de uit een aantal lagen bestaande films op een betrouwbare wijze een eventuele variatie in de 35 polarisatietoestand van het gereflecteerde licht elimineren.

Eerst wordt de P-gepolariseerde lichtbundel, welke afkomstig is uit de halfgeleiderlaser 71, via een collimatorlens 72, een bundelsplitsingsinrichting 343 en een objectieflens 78 overgedragen en op een informatieregistratieoppervlak 100 gecondenseerd, dat op een substraat 99 is gevormd, waarbij daarop een vlek wordt gevormd. Tijdens de registratie wordt aan het informatieregistratieoppervlak 100 doordat de 40 halfgeleiderlaser 71 wordt gemoduleerd, een holte gevormd.

Wanneer de vlek op het registratieoppervlak 100 wordt gevormd in het punt waarin de informatie magnetisch is geregistreerd wordt het polarisatievlak van het gereflecteerde licht 341 daarvan overeenkomstig de geregistreerde informatie geroteerd door het magnetische Kerr-effect (Kerr-rotatie). Vervolgens wordt het gereflecteerde licht 341, dat de geregistreerde informatie als een variatie in de polarisatietoestand 45 omvat, door het brekingsrooster 345 van de bundelsplitsingsinrichting 343 gebroken. Het gebroken licht 342 wordt gericht terwijl het een aantal malen door de reflecterende film 350 of 351 wordt gereflecteerd en treedt via een analysator 89 een fotodetector 86 binnen. Zoals reeds is beschreven, wordt de geregistreerde informatie door de analysator 89 in een lichthoeveelheidsvariatie omgezet en deze variatie in hoeveelheid licht wordt door de fotodetector 86 omgezet in een elektrisch signaal.

50 Op deze wijze wordt het gebroken licht 42, dat de geregistreerde informatie als een variatie in de polarisatietoestand omvat, door de reflecterende film 350 of 351 gereflecteerd en derhalve varieert de polarisatietoestand van het gebroken licht 342 nauwelijks en wordt het gebroken licht 342 naar de analysator 89 gericht, terwijl het licht een polarisatietoestand behoudt, welke nauwkeurig overeenkomt met de op het registratieoppervlak 100 geregistreerde informatie. Derhalve is het licht, dat de fotodetector 86 via 55 de analysator 89 binnentreedt, intermitterend licht, dat nauwkeurig overeenkomt met de geregistreerde informatie.

Figuur 12 toont de optische baan bij de hier beschouwde uitvoeringsvorm.

5 194898

In figuur 12 is het reflecterende hellende oppervlak van het brekingsrooster 345, dat dient voor het vormen van het gebroken licht 342, F en is het andere hellende oppervlak G. Voorts is de hoek, gevormd tussen het hellende oppervlak F, ten opzichte van een vlak, waarin het brekingsrooster 345 is gelegen, α en is de hoek, gevormd door het hellende oppervlak G ten opzichte van hetzelfde vlak 0.

5 Het gereflecteerde licht 341 uit het informatieregistratieoppervlak 100 treedt de bundelsplitsingsinrichting 343 als een parallelle lichtbundel binnen, indien het registratieoppervlak 100 zich in de in-focuspositie bevindt. Wanneer het registratieoppervlak 100 evenwel ten opzichte van ten opzichte van de normale in-focuspositie afwijkt, verandert de vorm van het gereflecteerde licht 341 van een parallelle lichtbundel tot een convergente of divergente lichtbundel. Derhalve varieert de invalrichting van het invallende licht 341 in 10 conformiteit met de mate van deviatie van het focus. Dat wil zeggen, dat in figuur 12 de invalshoek X van het gereflecteerde licht 341 met het brekingsrooster 345 een bepaald gebied (X, ύ X ê X2) heeft en dat derhalve de bewegingsinrichting van het gebroken licht 342 ook varieert, en de invalshoek daarvan aan het bovenvlak 354 van de evenwijdige vlakke plaat 344 op het oppervlak 355 van de evenwijdige vlakke plaat 346 anders wordt. Hier evenwel is een richting, loodrecht op het vlak, waarin het brekingsrooster 345 is 15 gelegen, de referentie en X, is een negatieve waarde.

De reflecterende films 350 en 351 kunnen evenwel worden uitgevoerd als uit een aantal lagen bestaande films, welke geen faseverschil voor lichtbundels met verschillende invalshoeken X veroorzaken en derhalve kan in elk geval het gebroken licht 342 op de analysator 89 worden gericht zonder dat de polarisatie-toestand van het licht varieert.

20 Het brekingsrooster 345 kan van het volumetype of van het soldeertype zich doch in het geval van een brekingsrooster van het soldeertype kan door de reflecterende films 350 en 351 zodanig te kiezen, dat geen faseverschil optreedt zelfs voor gebroken licht zelfs met vele andere orden dan de vooraf bepaalde orden, een fotodetectie op een doeltreffende wijze tot stand worden gebracht zonder dat de lichthoeveelheid wordt gereduceerd.

25 In figuur 13 omvat het brekingsroostergedeelte 361 van de bundelsplitsingsinrichting 360 drie gesplitste gebieden Η, I en J, zoals beschreven zal worden onder verwijzing naar figuur 16. De lichtbundel uit het gebied H wordt in hoofdzaak op een uit twee delen bestaande fotodetector of foto-aftastinrichting 364 gecondenseerd en tast de licht ontvangende oppervlakken 362 en 363 daarvan af in overeenstemming met de afstand tussen een objectieflens en een registratiemedium. Voorts worden de uit de gebieden I en J 30 afkomstige lichtbundels via polarisatieplaten (polarisatie-elementen) 365 resp. 366 overgedragen en in hoofdzaak op de foto-aftastinrichtingen 367 resp. 368 gecondenseerd. De polarisatietransmissie-assen vein polarisatieplaten 365 en 366 zijn in hoofdzaak symmetrisch (bijvoorbeeld onder ± 45°, als aangegeven in figuren 14A en 14B) ten opzichte van het polarisatievlak van de invallende lichtbundel opgesteld. De signaal-ruisverhouding S/N kan soms worden vergroot wanneer de hoek van de transmissie-assen van de 35 polarisatieplaten wordt ingesteld op een hoek van 45° of meer in afhankelijkheid van het type ruis van het opto-magnetische medium. In dergelijke gevallen is het gewenst, dat deze hoek niet wordt beperkt tot de omgeving van 45° doch wordt ingesteld op een optimale hoek, waarbij S/N het grootst is.

De figuren 14A en 14B tonen schematisch signaalamplitudecomponenten, welke de respectieve fotodetectoren 367 en 368 bereiken. In deze figuren is indien de ordinaat de polarisatierichting van de 40 invallende lichtbundel voorstelt, het polarisatievlak van de lichtbundel, welke door het registratiemedium wordt gereflecteerd, geroteerd over 6K of -θκ afhankelijk van de richting (de opwaartse richting of de neerwaartse richting) van de gemagnetiseerde sectie van het opto-magnetische patroon. Hier zijn de verschillen S1 en Sv tussen de componenten, geprojecteerd op de transmissie-assen X en X1 (de assen, aangegeven door gebroken lijnen, welke onder ± 45° hellen) van de polarisatievlakken 365 en 366 de 45 signaalamplitudecomponenten.

De rotatiehoeken θκ en -θκ worden naar de tijd gevarieerd door het opto-magnetische patroon en derhalve vertonen de variatie in de intensiteit van signalen, die door de foto-aftastinrichtingen 367 en 368 worden ontvangen, een faseverschuiving van 180° tussen de gesplitste lichtbundels, als aangegeven in figuur 15A en 15B.

50 De opto-magnetische signalen worden in fase omgekeerd, zoals boven is beschreven, doch gewoonlijk zijn ruiscomponenten (de ruis uit het registratiemedium, de zwaairuis van het licht LDI, enz.) op deze signalen gesuperponeerd en deze ruiscomponenten hebben dezelfde fase.

Wanneer derhalve het verschil tussen de signalen, verkregen uit de aftastinrichtingen 367 en 368, wordt bepaald, versterken de signaalcomponenten elkaar en nemen de ruiscomponenten af en derhalve zijn, 55 indien het optische stelsel nauwkeurig is opgesteld S,2 en SV aan elkaar gelijk en zijn ook de ruis- amplituden aan elkaar gelijk, waardoor de signalen tweemaal zo groot geworden en de ruis gelijk wordt aan nul (figuur 15C).

Claims (9)

194898 6 Aangenomen wordt, dat elektrische signalen, verkregen uit de foto-aftastinrichtingen 362, 363, 365 en 366 resp. I1f l2, l3 en l4 zijn. Aangezien de AF- en AT-signalen gewoonlijk laag-frequente componenten zijn vergeleken met het informatiesignaal (de AF- en AT-signalen hebben een frequentie van 20 kHz of minder en het informatiesignaal heeft een frequentie van enige honderden kHz tot enige MHz), kan rekening 5 worden gehouden met het gemiddelde niveau van de opto-magnetische signalen weergegeven in de figuren 15A en 15B. Dat wil zeggen, dat de verschillende gewenste signalen worden verkregen door: AF-signaal = laag-frequente component van (I, - y AT-signaal = laag-frequente component van (l3 - l4) 10 Informatiesignaal S = signaalbandcomponent van (l3 -14). In figuur 13 geeft 369 een verschilversterker aan voor het verwerken van het AF-signaal, 370 een verschilversterker voor het verwerken van het AT-signaal en het informatiesignaal, 371 een laag doorlaat-filter voor het onttrekken van het AT-signaal, en 372 een hoog doorlaatfilter voor het onttrekken van het informatiesignaal S. 15 Het brekingsrooster van de bundelsplitsingsinrichting 183 volgens figuur 16 is verdeeld in deelrooster 185A, 185B en 184, en de respectieve deelroosters breken een lichtbundel, terwijl deze wordt geconvergeerd zodanig, dat in verschillende richtingen brandpuntslijnen worden gevormd. De lichtbundel uit het deelrooster 184 wordt via de bundelsplitsingsinrichting geleid en gedetecteerd door een in twee delen gesplitste fotodetector 186. Verder valt de deellijn tussen de deelroosters 185a en 185b samen met de 20 richting AA' van het beeld van het spoor en worden de respectieve gebroken lichtbundels gedetecteerd door de fotodetectoren 187 en 188. Wanneer de uitgangssignalen van de lichtontvangende oppervlakken van de in twee delen gesplitste fotodetector 186 lA en lB zijn en het uitgangssignaal van de fotodetector 187 gelijk is aan lc en het uitgangssignaal van de fotodetector 188 gelijk is aan lD, wordt het informatieweergeefsignaal lRF verkregen uit de som: 25 lRF = U + ·β + ^c + *d· van deze uitgangssignalen. Verder wordt het focusseringsfoutsignaal lF verkregen door de detectie van de uitloop en expansie aan het lichtontvangende oppervlak van de fotodetector 186 van de lichtbundel, welke in hoofdzaak bij de pupil vlekpositie van de objectieflens door het deelrooster 183 is verdeeld. 30 Meer in het bijzonder wordt het focusseringsfoutsignaal lF verkregen als: If = U * Ib door het verschil te nemen tussen de twee uitgangssignalen van de in twee delen gesplitste fotodetector. Het naloopfoutsignaal lT wordt verkregen door een detectie van de lichthoeveelheden uit de deelroosters 185a en 185b, verdeeld met de richting AA' van het beeld van het spoor als begrenzing, door middel van 35 overeenkomstige fotodetectoren 188 en 187, en door het verschil tussen de uitgangssignalen daarvan te nemen, It = lc " Id Bij de hier beschouwde uitvoeringsvorm kunnen de fotodetectoren 187 en 188 worden vervangen door een in twee delen gesplitste fotodetector en men kan ook de fotodetectoren 186, 187 en 188 vervangen 40 door een in vier delen gesplitste fotodetector.

1. Optische kopinrichting omvattende een lichtbron, condensororganen om een lichtbundel, die afkomstig is uit de lichtbron, op een af te tasten registratiemedium te condenseren, een in de optische baan van de lichtbundel opgestelde bundelsplitsingsinrichting met een buigingsrooster dat is ingericht voor het doorlaten van invallend licht vanuit de lichtbron en voor het afbuigen van licht dat is gereflecteerd van het registratiemedium voor het scheiden van het gereflecteerde licht van het invallend licht vanuit de lichtbron en een 50 fotodetector voor het ontvangen van het door het buigingsrooster afgebogen licht, waarbij het fotodetectie-oppervlak van de fotodetector door deellijnen is verdeeld in detectiedeelgebieden, met het kenmerk, dat het buigingsrooster bestaat uit een brekingsrooster met een van de polarisatierichting vein de invallende lichtbundel afhankelijk brekingsrendement en ten minste een deellijn van het fotodetectieoppervlak zich in hoofdzaak uitstrekt in de richting waarin de door het brekingsrooster afgebogen lichtbundel wordt verscho-55 ven ten gevolge van de verandering van de golflengte van de door de lichtbron opgewekte lichtbundel en het fotodetectieoppervlak zodanig in detectiedeelgebieden is verdeeld dat de verhouding van ontvangen licht op de detectiedeelgebieden ongewijzigd blijft bij verandering van de golflengte. 7 194898

2. Optische kopinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het brekingsrooster van de bundelsplitsingsinrichting een rooster van het reliëftype is, voorzien van eerste en tweede transparante onderdelen met in hoofdzaak dezelfde brekingsindex, waarbij ten minste één van deze transparante onderdelen is voorzien van een aantal hellende oppervlakken, en een reflecterende film met een polarisatieafhankelijkheid, 5 die op het begrenzingsvfak tussen de transparante onderdelen is aangebracht.

3. Optische kopinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het rooster van de bundelsplitsingsinrichting een brekingsrooster van het volumetype is teneinde het uit het registratiemedium gereflecteerde licht af te buigen onder een hoek in één van de gebieden van 20°-80° en 100°-158°.

4. Optische kopinrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het brekingsrooster van het volumetype 10 het teruggekaatste licht afbuigt onder een hoek van in één van de gebieden van 33°-72° en 108°-147°.

5. Optische kopinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het brekingsrooster twee gebieden omvat, die door een segment zijn verdeeld in een richting, welke samenvalt met de richting waarin zich een spoor uitstrekt, dat op het registratiemedium is gevormd en de fotodetector is voorzien van twee, licht opnemende gedeelten voor het detecteren van de lichtbundels, die door de gebieden van het brekings- 15 rooster worden gebroken, waarbij organen aanwezig zijn om een verschilsignaal van de uitgangssignalen van de lichtontvangende detectiedeelgebieden te verschaffen ter verkrijging van een naloopfoutsignaal, waarbij de fotodetector is voorzien van twee lichtopnemende detectiedeelgebieden voor het detecteren van het licht, dat door één van de gebieden van het brekingsrooster is gebroken en organen aanwezig zijn om een verschilsignaal van de uitgangssignalen van de lichtopnemende detectiedeelgebieden te verschaffen ter 20 verkrijging van een focusseringsfoutsignaal.

6. Optische kopinrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de fotodetector is voorzien van twee lichtopnemende detectiedeelgebieden voor het detecteren van de lichtbundels, die door de twee gebieden van het brekingsrooster worden gebroken, waarbij twee polarisatieplaten met verschillende transmissie-azimuth in de optische banen van de door de lichtopnemende gedetecteerde lichtbundels zijn opgesteld en 25 organen aanwezig zijn om een verschilsignaal van de uitgangssignalen van de lichtontvangende detectie-deelgebieden te verschaffen, waarbij de twee gebieden van het brekingsrooster door een segment zijn verdeeld in een richting, welke samenvalt met de richting waarin zich een spoor uitstrekt, dat op het registratiemedium is gevormd, waarbij de fotodetector verder is voorzien van organen om de verschil-signalen naar frequentie te scheiden ter verkrijging van een informatiesignaal en een naloopfoutsignaal.

7. Optische kopinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de bundelsplitsingsinrichting een plenaire vorm heeft en het licht, dat door het brekingsrooster wordt gebroken, via de bundelsplitsingsinrichting wordt geleid, waarbij een totale reflectie wordt herhaald.

8. Optische kopinrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de fotodetector op een eindvlak van de bundelsplitsingsinrichting is gevormd.

9. Optische kopinrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het optische registratiemedium een opto-magnetisch registratiemedium is, waarbij een reflecterende laag om te beletten, dat de polarisatie-toestand van het gebroken licht wordt gevarieerd, op dat oppervlak van de bundelsplitsingsinrichting is gevormd, waaraan het gebroken licht totaal wordt gereflecteerd. Hierbij 9 bladen tekening