NO753763L - - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et apparat for avlesning av en opptegningsbærer som er forsynt med informasjon, f.eks. video-og/eller lydinformasjon, i en optisk avlesbar struktur, om-

fattende en strålingskilde, ét objektivsystem for fokusering avBtrtlingen fra strålingskilden på informasjonsstrukturens plan,

en optisk innretning for av strålingen fra strålingskilden' å

ta ut en avlesningsstråle og en fokuseringsstråle, et strålings-følsomt detektorsystem for omforming av avlesningsstrålen som er modulert av informasjonsstrukturen til et elektrisk signal,

og et strålingsfølsomt fokuseringsdetektorsystem for omforming av fokuseringsstrålen til et elektrisk signal.

Med fokuseringsstråle skal her forstås en hjelpestråle som anvendes for å detektere opptreden av avvikelse mellom en virkelig pg en ønsket stilling av fokuseringsplanet.

Et apparat av denne art er beskrevet i norsk patent-

søknad nr. 1897/73. I det der beskrevne apparat passerer en del av strålingen som stammer fra en laser en smal spalte via speil, slik at det oppnås en smal fokuseringsstråle. Denne stråle passerer eksentrisk et objektivsystem og reflekteres deretter fra informasjonsstrukturens plan på opptegningsbæreren.

Den reflektere fokuseringsstråle passerer objektivsystemet for annen gang og blir så rettet på et fokuseringsdetektorsystem som består av to atskilte strålingsfølsomme detektorer.

Posisjonen av informasjonsstrukturens plan bestemmer høyden

med hvilken den reflekterte fokuseringsstråle passerer objektivsystemet og dermed posisjonen av strålingspunktet som dannes på fokuseringsdetektorsystemet som følge av strålen. Ved å sammen-ligne utgangssignalet fra de enkelte detektorer i systemet, opp-

nås en indikering om posisjonen av informasjonsstrukturens plan i forhold til objektivsystemet.

•r'v ': '• '•'•'.•'t t"»-: . '"■ 'r *:,:: ■r'" r'" r.jV :.'*-.£. Vir ■■:'C■. ' 'I' \:

; ••■<• - f ■i.J " • :■ ""t":' * •"'■■ >■ : •■'.<r>c<:>'-:'. ": -; " .i ■ > ::z- z ."■": •/":

I.-•/'-'}!--■•' --' c ': J!;-" f ' ri-V<--'Z;J.:iV"'-? r,• -V..', •.."•:■ •.• • r ••; : r. •■ <■' >. o;j;. ^•: v-~.■-: \r ..^ ;j -r '.•;.? - -'. J .-^i;: • -f-' ;'....7 ;•■ .. ■■.' c- i ; ..-L.. i. '••

"v :r'f l'*-;!-. •.: r • -Jv * l/V ". :''O V,f- ' ^ . V';- ., •" «<-■ :■ • .• •; • -.--.r ..-r</>

/•;r"::-'"'' . r •••' r^^: •.-. r. r--;,; r'.f^>f|r :f - :tv- A ■ ■■■ \ r\.' "v-iv:v ,■

;: 'r.. d -: i i »-'.'■*. r- i:. Cf U '<;.>'<:>-<q>r ■ . • .f-^... r.-. ^.r>-; ^ •••ivr: ,;; , / •',. ^ ■;.-■ -- ^'-V ; • ■-■jr ■.•••<*>■.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe et apparat av den innledningsvis nevnte art som anvender et forskjellig prinsipp for fokuseringsdetékteringen og som er enkel i konst ruksj onen *.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved åt den optiske innretning består av et enkelt optisk element som er anordnet mellom strålingskilden og oirj ekt i vsys ternet og som danner to komponentstråler med forskjellig forplantningsretning, og at det mellom den imaginære str&lingskilde for fokuseringsstrålen som er dannet av elementet, og elementet er anordnet et strålingsabsorberende element som sperrer for en del av fokuseringsstrålen. Dette optiske element kan være et Wollaston-prisme, men også f.eks. et bøyningsgitter.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av kravene 2 og 3.

Oppfinnelsen skal nedenfor beskrives nærmere under henviswing til tegningene. Fig. 1 viser skjematisk en utførelse av et apparat ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser strålingsbanene for apparatet på fig. 1. Fig. 3 viser skjematisk opptreden av avlesningf-flekken og fokuseringsflekken i signaldetektorsystemets plan resp. fokuseringsdetektorsystemets plan. Fig. h viser en kurve for variasjon av styresignal,et som oppnås som en funksjon, av de fokus er ingen i Fig. 5 viser strålingsbanen gjennom et spesielt Wollaston-prisme anvendt i apparatet ifølge oppfinnelsen. Fig. 1 viser et tverrsnitt gjennom en opptegningsbærer 1 som f.eks. er skiveformet og rund. Informasjonen kan bestå av et spiralformet spor som inneholder et antakk kvasi-konsentriske spor 3 som hver strekker seg langs en omdreining av opptegningsbæreren. Hvert spor kan inneholde eta:>^ntall områder som veksler med mellomliggende områder og lengden av disse områder og mellomliggende områder inneholder informasjonen. Områdene har en avvikende virkning på avlesningsstrålen i forhold til.de mellomliggende områder. Den måte på hvilken informasjonen kan opptegnes i sporet er ikke av betydning for foreliggende oppfinnelse og skal ikke beskrives nærmere her'. Planet 2 for sporene kan ligge på overflaten av opptegnings-

I

i ; ■ 1 ■•■■;:.

■:f" • ', ■ ■■; f ; • .. | : ' ' . W- C : P 5r'■" ~. .' S.. >:'".'• :hj\ "'J^.. ' i ■-' ■"'■' >'.' *'•'v'"1

■ [ :_ ;*'" : r, <\ - y.'.■*.;•;' r.v-^j: •■' <:-.:>■ r- v</■<•:„•:<*->rf-t.i•* i-<y>.t>'r;:-"''<1>i;vrr- ^i-;';-"" i'.- r*'i;1"" r . rr _ -'r: \; ■•■■^ ■- ■:''S-J1-'"'■"'•'' ■" .• '•' ; '.'

bæreren. Det er imidlertid også mulig som vist på fig. 1 å ha et beskyttende belegg anbrakt oppå informasjonsstrukturen. Arten av informasjon som er lagret er heller ikke av viktighet for oppfinnelsen, det kan feeks. være et fargefjernsynsprogram, et lydprogram eller annen informasjon.

Opptegningsbæreren avleses ved hjelp av stråling'som leveres av en strålingskilde 7 som f.eks. består av en helium-neonlaser eller en strålingsemitteredde diode. Strålingskilden 7 leverer én stråle av upolarisert stråling 20 som for enkel-hets skyld er vist som en enkelt stråle. Strålingsbanen om-fatter et Wollaston-prisme 8 som deler den upolariserte stråle i to lineært polariserte stråler 21 og 22 hvis polariseririgs-retninger står vinkelrett på hverandre. Strålene 21.og 22 av hvilke bare hovedstrålene er vist, trer ut fra Wollaston-prisme med en vinkel 8^resp. $2i forhold til retningen av den opprinnelige strålen 20. Strålene 21 og 22 synes å stamme fra -to imaginære strålingskilder 24 og /5 som vist på fig. 2. Strålingskilden 7' emitterer-stråler som er vist med opptrukne linjer.Wollaston-prismet er skjematisk antydet med et plan 8' på hvilket strålen deles og avbøyes. I planet 8' frembringes to stråler hvis ytre grenser er antydet med strekede og strekprikkede linjer. Disse stråler har samme åpningsvinkel som den opprinnelige stråle og fyller inngangsåpningen pp' for objektivsystemet fullstendig..

Den ene 21 av disse stråler på fig. 1 kan anvendes som avlesningsstråle. Polariseringsretningen av denne stråle antas å stå vinkelrett på tegningens plan. Avlesningsstrålen fokuseres til en liten strålingsflekk S^på planet 2 sua informasjonsstrukturen ved hjelp av et objektivsystem 13 som skjematikk er antydet som en enkel linse. Avlesningsstrålen reflekteres fra informasjonsstrukturen og passerer objektiv-systernet for annen gang. Når opptegningsbæreren roterer ved hjelp av en aksel 5 som strekker seg gjennom en sentral åpning

k i opptegningsbæreren, vil avlesningsstrålen bli tidsmodulert i samsvar med rekkefølgen av områder og mellomliggende områder i sporet"som avleses...

Den modulerte stråle trer igjen inn i Wollaston-prismet for annen gang. I strålingsbanen mellom prismet og

Ii

,.;- ■:.<*>. •••:•-■■ :i<«>.-".<<:.>■.';• 'JhX .' • • • ^ •- •• -; •-.

-;T,^ ...... • -./ ' ''^"T :• •••• •• •; •/; r - ■•;■'7"; o r.r-:;: - .v -r-:-:-";-'"c ''.7 , r:.<->7r'/f;!';.. -.X-v':' • "v • ." ''-f <r .A.' '77 i v --7^t'-v:.:.-• :~; ,_..,;<!...>■.<<>-..'■• : ■ r :v- :*-'•. Sv „•V'"rvr: r 7;'•; '■•* -iy-|-. •: • ' f-, :- v -4<*>- .vorj';;;:'!.!'^;';rJ-r • • .1 '. , "3.'*-'v.-: ■;': X > *v,.- r. v ^' 'i'■*'r.."'" •, -.7 ,c •" " "',<>>''■■ :- y. ' r <■-. "■•<?..; • • ..'•;;-,"r •, -'-'.r; v • ■ • i r r-+ "-:. '"•:''">'.;."•_f" ', f '""f "t'<;>'" 7""'. r"r."""' " 7 " v" ' y > . r '.. ■' ^ ■'.''}' '' : ■ f "'7 '■ rr,-. 'j 7.- , '• V ->'r;<r>><:>! y : H" ri t" ^<;>ff r-, f<*.->:- ,.f -.- •> •. 'f,'"; '" "<!><:->'<-.>y ■ J<_>•..if :.c £ '"Tir)'.'*■V l'-Yv. ^. • •' ,*> •*» • VP 1 0' '.v5 7' ' - 7* 7 "77 .'.r ^''Å^l'"«.'O; 'i .n." 4 *, <i 7 • .,, . - • .-•L. »..>., - ... » . U j.j1,

objektivsystemet er anordnet en X/4-plate 12 i diagonal posisjon..Med diagonal posisjon skal forstås at projeksjonen av den optiske akse for platen i det^lan som bestemmes av polariseringsrétningen for strålene 21 og 22, danner en

vinkel på 45° med de nevnte polarisasjonsretninger. Platen 12 passeres en gang av den umodulerte stråle og en gang.av den reflekterte modulerte stråle. Som følge herav blir polarisasjonsretningen for avlesningsstrålen dreid 90°, slik at polarisasjonsretningen er parallell med tegningens plan på fig. 1. Wollaston-prisme avbøyer det modulerte avbøyningsstråle i en retning med en vinkel B2i forhold til retningen av strålen som emitteres av strålingskilden 7.

Den modulerte avlesningsstråle treffer.sluttelig et signaldetektorsystem som har form av en strålingsfølsom detektor lh. I detektorens utgang opptrer et elektrisk signal

I som er tidsmodulert i samsvar med rekkefølgen av områder og mellomliggende områder i sporet som avleses. Dette signal kan bearbeides på kjent måte i en elektronisk innretning 15 til et signal som kan tilføres et vanlig apparat for gjengivelse av informasjon som er lagret på opptegningsbæreren.

Strålen 22 hvis polariseringsretning er parallell

med tegningens plan på fig. 1 anvendes som fokuseringsstråle, dvs. som hjelpestråle for å bestemme en avvikelse mellom den ønskede og virkelige stilling av planet for informasjonsstrukturen i forhold til objektivsystemet. Fokuseringsstrålen passerer først A/4-platen 12 og fokuseres så til en andre strålings flekk Sf på planet for informasjonsstrukturen ved hjelp av objektivsystemet 13. Den reflekterte fokuseringsstråle passerer objektivsystemet og XM-platen for andre gang, slik at polariseringsrétningen står vinkelrett på tegningens plan. Wollaston-prismet avbøyer så fokuseringsstrålen til fokuseringsdetektorsystemet 16 i en vinkel a2> Dette detektorsystem består av to atskilte strålingsfølsomme detektorer 17 og 18. ;

Den høyre del av fig. 3 viser detektorsystemet sett forfra. Strålingsflekken som projiseres på detektorene 17

og 18 er betegnet S'^ Den venstre del av fig. 3 viser projeksjonen S'^for avlesningsstrålen på signaldetektoren 14.

. I ••••••v-.;!: ^ ^ , =t'- '■!•• Vy^..: ■:•:>; ■:■ -s^:-;r-•• -•!*-" ••-fr - ;\ '...;> ; :"! - r- : v

■■" l. Sy- r,}.r; t-f —i-. ".••:• ri ' 7 ,f " —; 7 r, ^r-r / : , - ,.- -,-v, ... -v > r-> ^, r , ■ "'■'I'i''f -" .. ^7^7 .'" "? J'r ""'v ,'■ 7'' r '- > .Cv.™ 7ri7 r;:-- -t -v i i ,.

. ' ; ,: ..' t V ■;.i''.*r !:>7'/ I7~7.f; '7i' i< '■ 77 ■'■~>5

' .. ■ ■ ■ • f "-ti

'<:>'.rT,"<:>ij.f --..7 '<->'<7>" *7-'1 <.."7,- '.-<->^<.>.<>r;;f.o?;.>

.C '"^'—■r. v -'.'r*}'/"'' i" "'''f '"-7 *'-;■■.,' • V'r'"■■ ■•"',tV'^ ''t-t -j'„,,ir ■•-7 ; C7 ::. fe v '' 'Tc-<*>"~7'.<;>-7% 7—,: r.f r c7>vvf'' r >:f • .:,-.-. f--';r- -? .'••"£•■•••. -'-'"'v. -;. 5'v V. ^-vr-.-.F, r. r:i fro.- t>' r r '■■

■ ■ \;■ ■ ■■ v 4 • . '

:. i .• 'i ... • ■■>■■:< r■:- ri -.. rn--.. r.r .

.'<">''" r-ij- rP. I V'r 7f.''*r"•••'T^ ■ " •'• ' F n .''7 T "7 " ■ v. ■ ' - ••-..•.7- r<Vr : r::. -y.- -■• ; r • . ;:J;,-;..-;-7 . vr r-'•■••'*' »rr^ h"'- T ~~ f " ;• ^firyr^ 7- r»'7f.:-.' ''• \ r -'■•-,-,'-7- ••-- --<-.-

" :; .'ic^ '■"■'' fT 7 -''o 1/: ^...' ' r r- *-- 1--'vtV< 1 ." -' '..'•'■ ,^r■^•■

T C WtlfWrA- r:* ; .": •-..?. * " •;: : •"•: t..<rV>'l: ^.iiJ f-' V 7 i , ; -' - • - '~-<y>'7<;>;" 7y7 •>.• i ;,r --S-:- ;-\- .v" . ia r^:<t>hp'-.7,' ' ; 7 r ...

7 ' '-* v' •<*>:■■'<*>|".7V...J V7-to/7'X7r -'-•'-..-'"""7: "i ■">'.'.I.''-' v :?:'*--<!->; •;..-.'

Hvis planet for informasjonsstrukturen er i ønsket posisjon i forhold til objektivsystemet, vil strålingsflekkene Si og Sf være skarpt atrtegnet på detektorene. Strålingsflekkene S£ og S'.- har da minimale dimensjoner og strålingsflekken S'f faller symmetrisk på det strålingsfølsomme området mellom detektorene 17 og 18. Denne situasjon er vist på fig. 3a. Når planet for informasjonsstrukturen beveges til venstre eller høyre, vil strålingsflekkene S'f og S'^utvide seg.

Ifølge oppfinnelsen vil planet for informasjonsstrukturen bli defokusert, dvs. når det opptrer avvikelse mellom den ønskede og den virkelige posisjon av dette plan, vil fokuseringsdetektorsystemet bli belyst asymmetrisk av fokuseringsstrålen. Dette kan skje ved å legge inn et knivegget strålingsabsorberende element 23 mellom strålingskilden 7 og Wollaston-prismet 8, slik at en del av strålingen som emitteres fra strålingskilden, sperres på sin vei til Wollaston-prismet. Som det fremgår av fig. 2 sperrer elementet 23 bare en del av strålingen som emitteres fra den imaginære strålingskilde 2k. Ved å anordne elementet 23 på denne måte, blir avlesningsstrålen ikke vesentlig påvirket og utgangssignalet fra signaldetektoren lk blir ikke vesentlig dempet. På den annen side sperrer elementet 23 for i det minste halvparten av fokuseringsstrålen. Strålene 21 og 22 som dannes av Wollaston-prismet og som kastes mot inngangsåpningen av objektivsystemet syrnes for objektivsystemet å stamme fra to lyskilder under forskjellig vinkel. Som et resultat herav kan den ene stråle undertrykkes i vesentlig grad, mens den andre forblir hovedsakelig upåvirket.

Når planet for informasjonsstrukturen er i fokus, v|rl tilstedeværelsen av elementet 23 bare resultere i en reduksjon av styrken i flekken Sf. De to detektorer 17 og 18 leverer da ikke forskjellige signaler. Når fokuseringsstrålen ikke lenger fyller hele inngangsåpningen for objektivsystemet, blir 3 trålings flekken S^.som vist på fig. 3a noe større enn strålingsflekken s'^'Strålingsflekken S'f faller symmetrisk på detektorene 17 og 18. Når defokusering opptrer hvii be-grensningen av avlesningsstrålen som bevirkes atr elementet 23 bli synlig på strålingsflekken S . Når defokuseringen øker,

f

- ' f" *'Y ' 7-r. Mr: V:}- fe : -'' Vf ■^-,\<->■'.."<*>„: ^

•■•'7 i -v f."v.''■' > •'■>",<'"r-;' t"'-!":7'--r., -;.>'• '..-'-n tr '_:j(5"-> :••:■'.■ -r."''. •'.';.v:"-i. ;"r-;i ,.-■-7""- ''7.-..-i-p>rrW 7r-;- ,-:.-.■7'-.,'

■ • -,-"i ■ N „.„.--";'■"-r • /• f.. , .. - r. ,'f'V"i . .4 \. r ••• r

i.. ■<>><,>

'T-wlT' "'■ 7„- ; !'.': -1 ■>" ,*" rjr; 7v- v ■■ 77:;':'{ ~rir■'■r,c~r^ . " ■

',' y V-'.i?;- *>f:f.;<:>f>?~:' <- iY 17' . ' *-f>v ;•',<*>; .•V' '• '■ .'r-

.7; r ' f '• -t-i i-; ...-F- <-■- • v-r-j

■ !v ' " a i- r" ;' ' • <*.-*,•■ ''ri';.' *•' r*. • • ■.; i \ j ' • •' • - r •• •, -~

o- c -c '■■■■■.■■*■:• .■'•.-■:: ..'Hi-- CX'."! 1 ">i ■-;'■ r~ : I f:,: -yr^. r V:r '.■■£•'■/•*.•

■ct;* '■'•'•*•'?, I?1_. vtf,' ■'<*>''; '-. r/- : ■ - r \ '" ' :'7:r- ••'i •:■••■

."'.'".■ \ ■;'f: -. 11~'' K i 7 i: >'■' :,r..7.' '. v X- :, ." ' ''. '.'-i'.. r

Tr'"rr: , ->r - -.-;•;•<■■,'.,o'7 . - :i - : - '.;_■ .. • •.• ' -rt^ij^ v 7 r ^' rt </J.

-.'-r' f •: 7--; .--i -'!'■:>•--- ■; 7' " '' f"f?; 7-i7.. r-,:, j r - ' ••■1 ^ - •-; ; V •• -f.-

! ' 7'- ~ -'"Tf ...:7 /" 7 ••* -i '-■*{;, •/ • , •• -> -■>• _-7;. ,

i•■<->■.• C7f7i-"v,' -r . 7.7.'-r<!>;;7.7.7:a: ■7!.7.'7f ' r'ri '■V- It:/-f

vil en del av strålingsflekken Sf bli utvidet og den andre del vil skrumpe inn, slik at den ene detektor vil motta en økende større grad av stråling enn den andre detektor. Hvilken av de to detektorer som motter mest stråling er avhengig av retningen av defokuseringen. Fig. 3b viser den situasjon hvor informasjonsstrukturens plan er for nær objektivsystemet, og fig. 3c viser den situasjon hvor informasjonsstrukturens plan er for langt fra objektivsystemet.

Ved å subtrahere utgangssignalene fra detektorene 17 og 18 fra hverandre, f.eks. i en elektronisk krets 19, kan

det oppnås et fokuseringskorreksjonssignal C. Måten dette styresignal dannes på og måten på hvilken fokuseringen korrigeres er ingen deltr~av foreliggende oppfinnelsen og skal ikke beskrives nærmere her.

For å oppnå den ønskede sperring av fokuseringsstrålen, må ikke Wollaston-prismet anbringes for langt fra lyskilden. Plasseringen av, Wollaston-pr&sme befetemmer hvor langt avlesningsstrålen og fokuseringsstrålen kan bli skilt fra hverandre. Når Wollaston-prismet består av kvarts, er vinkelen tilnærmet lik vinkelen 61, mens vinkelen a2er hovedsakelig lik vinkelen B2. Videre er vinkelen a2tilnærmet lik to ganger vinkelen ot^ og vinkelen f?2 er tilnærmet lik to ganger vinkelen 3^. I et utførelseseksempel på et apparat ifølge oppfinnelsen hvor objektivsystemet besto av en linse med en åpning på 0,4og en forstørrelse på 20 ganger og hvor vinkelen a., er tilnærmet lik SalO -2radianer, måtte kvotienten for avstanden . mellom strålingskilden og Wollaston-prismet og avstanden mellom strålingskilden og inngangsåpningen for objektivsystemet ^ på fig. 2, være mindre enn 0,5.

Ved hjelp av det beskrevne apparat kan det oppnås et fokuseringsstyresignal med stor steilhet. Fig. M viser varia-sjorien av amplituden av signalet Sv som er differensen for signalene som lwveres av detektorene 17 og 18 som funksjon av defokuseringen Af. Hvis detektorene 17 ,pg 18 er fotodipder, kan Sv angis i nanoamper. Som følge av den store steilhet av signalet S rundt nullpunktet Åf=0, er det mulig og nøyaktig detektere om informasjonsstrukturens plan er i fokus. Steil-heten er større jo større del av fokuseringsstrålen som sperres av elementet 23. I praksis er elementet 23 anordnet slik/'• r:-" 1 ' ::■ ;* >■ •• :.<!>7<;>'V •: • ••7 •.i r-'- -,<-i'-. ,■'.■'■ '7' 7i7> -'i. i-;. ' X j >• .1* •.?''•/■-:-i-.<1>• •:".vi :j7.--v- .-^ .:: -■]>■, v ■ • —7 7 • ■ v.-. •"v" ;r 7 ■v.y,:; y:\-:Vrei :7v'o v77rr.--j77 v ;' «^iv.i :■>,,:_ o.-y-.;,-. • I ■ . v -4■ .r>r■ V::::7 '-7~ . \" v-rv r '"Tjifcr■ < ?;v-J". •7--:\ri"■'•■ \i7C7"><\>y' ~v~'<7>r; ... r :"f ;'v;.: ib-: :>-<7>r-, a^; •• „ .- ■?■-'■ V • 7/ / v 7~'; *: • - , rBr:.tI'p;: '. "4 ' v:--: ■<:>■'■ ••«'•• r r ''■•■.""">. -f.,;- .■!-'•! ■'"■ ei; - .-" -~ : :.' :':7- • ' "J7 -.•..•' ■' ./-t.C■ .oU "^*' •••"i |.-:;7- /V. •"- % 7r". 7"<i.v:4 1' >, 7'ilct7r-7" r • - •; vc ■.•.'■■.■"sn; -777/. ■' r"-;<<%>■•<•*'. 1: ■'•'=.■: >V,';~"'<*>Ti- r r,;. _f: •• ' ; , •.>..■'tirr' !'*.•. >■ -\- ' ■. '■ "'C " " ."~\' '■:<■'' ■* - r 1 r, • •,<~ - •• '• •. - - ^:-~( ■ r0 -.-r .rr v,. . ;p *•.v:- 'j r'" r.<:>'Tr-.Jf'.'".-.-- ;: -r.:r 'r'": •-.

at i det minste halvparten av fokuseringsstrålen sperres. Når elementet flyttes litt høyere, er det likevel mulig å oppnå et egnet styresignal slik at lokaliseringen av elementet 23 ikke ér svært kritisk.

Det området innenfor hvilken fokuseringsfeil kan detekteres, er bestemt av størrelsen av fokuseringsdiodene 17 og 18 og den mengde stråling som emitteres av strålingskilden 7. I et utførelseseksempel av apparatet ifølge oppfinnelsen

ble det anvendt lysdioder som strålingskilde og fokuseringsfeil som kunne detekteres lå mellom .sr20p^um og +290^um?

Posisjonen av Wollaston-prismet i forhold til detektorene 17 og 18 ér heller kritisk. En avvikelse fra . denne posisjon vil føre til uriktig fokuseringsdetektering.

I et utførelseseksempel av apparatet ifølge oppfinnelsen kunne "en avvikelse på 20 ^urn i posisjonen av detektorene 17 og 18 i forhold til Wollaston-prismet resultere i en fokuseringsfeil på 3/um, mens informasjonsstrukturens plan i virkeligheten var i fokus. Når•detektorene i fokuseringsdetektorsystemet er fast forbundet med signaldetektorsystemet, er det mulig ifølge oppfinnelsen å eliminere virkningen av avvikelse i posisjonen av fokuseringsdetektorene i forhold til Wollaston-prismet. For dette formål er signaldetektoren 14 delt i to haltdeler 14'

og 14" som antydet med strekede linjer på den venstre del av fig. 3 og differansen av signalene som leveres av detektorene 14' og 14" bestemmes. I tilfelle av forskyvning av Wollaston-prismet i forhold til fokuseringsdetektorene, vil differans-signalet fra detektorene 17 og 18 og fra detektorene 14' og 14" variere uavhengig av fokuseringen på informasjonsstrukturens plan. Når signalene som leveres av detektorene 14', l4M, 17 og 18 betegne<s><S.>^,,S^„ , ^i 7 og S^g kan informasjonen som er lagret på opptegningsbæreren utledes av:

fokuseringsfeilen kan utledes.av: mens signalet -f-f.-.-/.- ;-. '.',-■■•'' "r<*>■<->}' i -r. *; i - r ■ ->£-•;-^y;-- ......... „ •

V'' V -<■-•-.;•'.'.!;•.- • ' • •. T- • —•.-.v r- - ' ,-?--'<,.• vT Tf ..' ~ ••• .•: ' ' r"

:^r.'.; 7 " " .-'•■!•;•.; •• f ;* r ^ • '.*•'f-O ^ '. r:' t-"-.--•.;■■-<• - , -r : ■

l;r'f- ^ ' !■ ,7,, :. • .-.-f,. - ; - ■■J-■ v ■ r . K. ' ". Æ .;-.7 !( ;■* ' •;. ' ~

v. • . ■ ■£«-i-r^r'r"-'<*>i"'* r'. u fr.' : ' x x. l- \:' • ■■"';;i':" f-? --ti'/'^'- • si,;;'.".'

■: ff" .'V f fO' : !"'7 . • r, VV,'V; " . ;■ l :" : ' .' . ' , •." ■■ <](■ ?<;'■ ' 'r • !! .v :'•*•<J>'"'V

.;' .'•„•; (; :'j . ~". ,~.r~'~i"r .■ ^; ; ■ ..li - i .:>'.; v; ^*:r''^.*;. ^"!:'''/vr"v ;l f

•vr> - •' ti ■•f:-'.'r:r-, f'v.:'5" :" -T.'" • r ." , ....7 ,.. r .. •/ • - :•? i. ;o

. ; •:\r. ■ ■ ■ ■ . • .

.-■'. 'i ■ •■ V-,.. ■■■ r^ .\\<*>\ -' r-

■.■..:.ir- ; ■'- r "

• i

kan anvendes for å korrigere posisjonen av detektorene og Wollaston-prismet i forhold til hverandre..

Por apparatet for optisk avlesning i en opptegningsbærer er dét tidligere; foreslått å skille modulasjonsstrålen fra den umodulerte avlesningsstråle ved hjelp av et Wollaston-prisme og en XA-plate. Når strålingskilden emitterer lineært polarisert lys, slik at bare én stråle trer ut fra prismet, avbøyes strålen i en bestemt vinkel. Ved enkle hjelpemidler kan et slikt apparat anvendes for fokuseringsdetektering ifølge oppfinnelsen. Det eneste ekstra element som må anvendes, er da et strålingsabsorberende element mellom Wollaston-prismet og strålingskilden som emitterer upolarisert'stråling, og to fokuseringsdetektorer. I dette tilfellet kan Wollaston-

prismet utnyttes meget effektivt *

Det er alternativt mulig å anvende Wollaston-prismet bare for å danne de to stråler med forskjellig vinkel.- Modulert og umodulert stråling kan da skilles ved delvis gjennomtrengelig speil mellom Wollaston-prismet og objektivsystemet. Det er da ikke nødvendig å anordne en X/4-plate i strålingsbanen.

Hvis et delvis gjennomtrengelig speil anvendes for

å skille den modulerte og den umodulerte stråle, kan et bøyningsgitter anvendes i stedet for et Wollaston-prisme for å danne to stråler méd forskjellig vinkel. Generelt kan et bøyningsgitter dele en innfallende stråle i en nullstråle,to stråler av første orden og et antall stråler av høyere orden. Det er mulig å innrette avbøyningsgitteret slik at praktisk all innfallende stråling sendes ut i en +1 kompoaentstråle og en -1 komponentstråle. Da er situasjonen analog med den som er vist på fig. 2.. Vinkelen mellom komponentstrålene og dermed posisjonen av de imaginære sfcrålingskilder 2k og 25 er bestemt av gitteravstanden i avbøyningsgitteret.

Wollaston-priamet i apparatet på fig. 1 er av en særskilt art.. Prismet består, av tre delprismér 9,10 og 11 av dobbeltbrytende materiale (se fig. 5). De optiske akser 9<*>

og 11' for delprismené 9 og 11 er innbyrdes parallelle mens den optiske akse 10'for prismedelen 10 står vinkelrett på de

!... :•''' < '."''.r'. i"'.' . '7.'''. ■ -• 1

o ,f -T/f;-f T7 r ~ X< ■ .■-.<•{, -'-r. ' , • --k ::-.;i'~v ■ - ;\-r.r

c:<7>• .I r"> r v'«.f<r>''•■•■.,•• y- yt- y} i> -;' r. ■•-'■•- .?v,

: '• " :. ' "' i ■• " \' ' ■ '■ r- t ' .V . :: ,'' "•'>■"•■.'• • ■:<:'•. ^ v.

■.• ■'•.r*'- '"!>-.'." r - ." .',■■ vj" ■' ■' f- '. ••' v'-r;";;•">i rr" c.

:7 '"''. v.' •'!■* <-' >' ■' ■ to * 7 • ,> • • v- v; - • y; ;■_:-,„ .. • ■ > -

■; r* r i".'.'i V.'"" ■ ri' i" ~ . ■ ^r^' ''i -'Tf ■■ •>-•' m •*■■,;'

v" i--.-; ^ i.: , ! " ."T ■*'...', •<*>'-"<->,■■}•' ■'<*><*,'l-' t' - "''-'7/ - :■; 7. c" - :f - ;irr"- -7;'," ■ . • .. :v,.- .*. '■■>{.. if

■- .'•, '.■ ^ -!

optiske akser 9' og 11'. Som følge av den symmetriske konstruksjon av prismet 8 er dette uastigmatisk.

Fig. 5 viser strålingsbanene gjennom et slikt prisme. Hovedstrålen 20 passerer delprismet 9 uten å bli. avbøyet.

For en stråle hvis polariseringsretning er parallell med tegningens plan, fokuseringsstrålen på fig. 1, vil hovedstrålen passere delprismet i0 som en ordinær stråle og delprismet som en ekstraordinær stråle og avbøyés i en bestemt vinkel i hvert delprisme, slik at hovedstrålen avbøyes totalt en vinkel i. forhold .til retningen av den innfallende stråle avhengig av. brytningsindeksen for materiale i prismet.

Etter to passeringer av en XM-plate som er anordnet i diagonal posisjon, vil vedkommende stråle ha en polariseringsretning som står vinkelrett på tegningens plan. Hovedstrålen som derved polariseres passerer delprismet 11 som en ordinær stråle, delprismet 10 som en ekstraordinær stråle •og delprismet 9 som en ordinær stråle. Hovedstrålen i strålen .22 trer ut fra det sammensatte prismet i en vinkel a2i forhold til hovedstrålen for den innfallende stråle.

Hovedstrålen for strålen hvis polariseringsretning står vinkelrett på tegningens plan (avlesningsstrålen på fig. 1)

passerer delprismet 10 som en ekstraordinær stråle og delprismet 11 som en ordinær stråle og avbøyes en total vinkel på 8^. Etter å ha passert X/4-platen to ganger, vil hovedatrålen passere delprismet 11 som en ekstraordinær stråle, delprismet 10 som en ordinær stråle og delprismet 9 som en ekstraordinær stråle, slik at hovedstrålen for strålen 21 har avbøyet en vinkel B2. N^r prismematerialet er kvarts, er a2og 8p

tilnærmet og to ganger a. resp i 8-^. I stedet for et symmetrisk

■Wollaston-prisme 'er det også mulig å anvende et vanlig Wollastonpri-• sme som vist på fig. Avbøyningsvinkelen for et slikt prisme

er imidlertid bare halvparten av avbøyningsvinkelen for prismet på fig. 5. Videre er et vanlig prisme astigmatisk. Oppfinnelsen er ovenfor beskrevet i forbindelse med et apparat for avlesning av en refaffekterende opptegningsbærer. Det er naturligvis også mulig å avlese en strålingstransparent opptegningsbærer ved hjelp av apparatet ifølge oppfinnelsen. I det tilfellet er strålingskilden anordnet på en side og de

i ■ :" '

,

''■r"..'i .. ' .:,■•;■■'.:■•■.'<:>-■■•-

...r 1 I'.'"'j.?.'

i

,'":,,:;':'' i '"",'J::'",,-'" ;.,.' "<.>"",

..,',' ,-:.;.■: -■ .,: ■' r , y".■"«■<!><*>..--..-/'.■ ■■ !'-■•■•'- ■ • ^ ^ ]'-= "■.;- ;.'.

strålingsfølsomme detektorer for signaldetektorsystemet og fokuseringsdetektorsystemet på den andre side av opptegningsbæreren. I strålingsbanen mellom opptegnhgsbæreren og de strålingsfølsomme detektorer kan det anordnes et andre objektivsystem for å konsentrere avlesningsstrålen og fokuseringsstrålen på avlesningsdetektoren resp. fokuseringsdetektorene.

Claims (3)

1. Apparat for avlesning av en opptegningsbærer som er forsynt med informasjon, f.eks. video- og/eller lydinformasjon, i en optisk avlesbar struktur, omfattende en strålingskilde, et objektivsystem for fokusering av strålingen fra strålingskilden på informasjonsstrukturens plan, en optisk innretning for av strålingen fra strålingskilden å ta ut en avlesningsstråle og en fokuseringsstråle, et strålingsfølsomt signaldetektorsystem for omforming av avlesningsstrålen som er modulert av informasjonsstrukturen til et elektrisk signal, og et strålingsfølsomt fokuseringsdetektorsystem for omforming av fokuseringsstrålen til et elektrisk signal,karakterisert vedat den optiske innretning består av et enkelt optisk element som er anordnet mellom strålingskilden og objektivsystemet og som danner to komponentstråler med forskjellig forplantningsretning, og at det mellom den imaginære strålingskilde for fokuseringsstrålen som er dannet av elementet, og elementet er anordnet et strålingsabsorberende element som sperrer for en del av fokuseringsstrålen.

2. Apparat ifølge krav 1, for avlesning av en reflekterende opptegningsbærer, hvor det enkelte optiske element er et Wollaston-prisme, ,,karakterisert vedaten. -plate i diagonal posisjon er anordnet i strålingsbanen mellom Wollaston-prismet og objektivsystemet, og at signaldetektorsystemet og fokuseringsdetektorsystemet er anordnet på samme side av Wollaston-prismet som strålingskilden.

3. Apparat ifølge krav ljhvar&fokuseringsdetektorsysternets detektorer er fast forbundet med signaldetektorsystemet,karakterisert vedat signaldetektorsystemet består av to strålingsfølsomme detektorer hvis utgangssignal-differens gir en indikasjon for avvikelsen mellom virkelig og ønsket stilling av det optiske element i forhold til detektorene. <!>.;-•■:■•*-,• •■'-;i-v- ' |- :i" • 7, \ '■ -j T ". ■" •''('■ :, _' ••.. ( ; , ' ; '■•<-,>■ .-w' ■ ■■■ ■•■ ■<,> L■'1i - :, :*-. -n.)• ■:)'•." ■'<'} !,<'■ ---v; •'..- -.. ■: , s.-: JJ-;7;■_. ' <,,>■<,><,><....>-........ , ...1 ,1 1 ' .-?'•'!•(.• .. ; • r ...' ■'■j• n-:.;- : • ' ir<-.>' -v-, : r . y •■ . •■rj"-:'.'i' "i>-:r::. V-' . •• .' .'•