Przedmiotem wynalazku jest sposób oraz czytnik do odczytywania optycznego nosnika informacji.Informacja optyczna jest zapisana na nosniku wzdluz sciezki, w postaci ciagu elementów dyfrak¬ cyjnych o stalej szerokosci, których dlugosc i nie¬ jednakowy odstep tworza wzdluz sciezki odtwo¬ rzenie fali prostokatnej zawierajacej odczytywa¬ na informacje.W znanym sposobie, nosnik ma postac tarczy na której powierzchni jest wytloczona spiralna sciez¬ ka. Elementy dyfrakcyjne polozone wzdluz tej sciezki sa znamienne wglebieniami lub wystepami o zasadniczo stalej szerokosci rzedu pól mikrona.Znane jest odczytywanie takiej sciezki przez jej oswietlanie plamka swietlna przy pomocy obiek¬ tywu mikroskopu kolowego.Przy zastosowaniu obiektywów klasycznych o rozwartosci optycznej rzedu 0,45 nie mozna gra¬ werowac sciezek o skoku mniejszym od 1,6 ^m z uwagi na silny przesluch w czasie odczytywania, poniewaz fale promieniowania zostaja ugiete przez odcinki sciezek sasiadujacych z odcinkiem sciezki odczytywanej, które sa oswietlone w tym samym (fzasie" co i sciezka odczytywana przez centralna plamke lub przez pierwszy pierscien swiecacy plamki dyfrakcyjnej, nakladaja sie na promienio¬ wanie ulegajace ugieciu przez odcinek centralny Sposób odczytywania wedlug wynalazku polega na wyswietleniu na odczytywanej sciezce plamki 10 15 20 25 odczytujacej ograniczonej z boków przez dwa Ciemne prazki oddalone od odczytywanej sciezki o dwa skoki, w taki sposób, ze jedynie bardzo mala czesc promieniowania ulegajacego ugieciu pocho¬ dzi od odcinków sasiadujacych z odcinkiem odczy¬ tywanym.Czytnik optyczny wedlug wynalazku zawiera u- rzadzenie rzutujace na nosnik informacji promie¬ niowanie odczytujace, tworzace na tym nosniku plamke dyfrakcyjna zawierajaca swiecaca plamke centralna oswietlajaca odczytywany odcinek sciez¬ ki oraz ciemne prazki równolegle do kierunku przesuwu sciezki, których minima oswietlenia od¬ powiadaja srodkom odcinków sciezki sasiaduja¬ cymi z odczytywanym odcinkiem sciezki.Przedmiot wynalazku zostal uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku, na któryrn fig. 1 przedstawia dwa wykresy przedstawiajace roz¬ klad swiatla po jego dyfrakcji przez otwór kolo¬ wy, fig. 2 dwa wykresy przedstawiajace rozklad swiatla po jego dyfrakcji przez otwór szczelino¬ wy, fig. 3 czytnik nosnika informacji wedlug wy¬ nalazku, w widoku, fig. 4 — przyklad wykonania czytnika wedlug wynalazku, w widoku.Na figurze la, pokazano plamke dyfrakcyjna zrenicy kolowej uzyskana w poblizu ogniska.Plamka ta sklada sie z plamki centralnej i kon¬ centrycznych pierscieni naprzemiennie ciemnych i swiecacych, Rozklad intensywnosci w funkcji 115 951115 d51 3 4 odleglosci cd srodka (okreslonej wielokrotnoscia t-x gdzie a jest promieniem zrenicy, f jej ogni- a skowa, a X dlugoscia fali odczytujacej), odniesionej do intensywnosci maksymalnej w srodku plamki pokazano na figurze Ib. Oswietlenie maksymalne pierwszego pierscienia swiecacego jest wyraznie mniejsze od oswietlenia w srodku (rzedu 0,75°/o ^ oswietlenia w srodku).Aby uzyskac odczyt nosnika informacji przy pomocy plamki odczytujacej nalezy przystosowac obiektyw odczytujacy do odczytywanej sciezki w taki sposób by elementy dyfrakcyjne odcinków po obu stronach odczytywanego elementu, przez u- ginanie promieniowania nie zaklócaly w silnym stopniu promieniowania ulegajacego ugieciu przez element odczytywany, lub tez by przy danym o- biektywie odczytywac tylko te nosniki na których sa wygrawerowane sciezki o wystarczajaco du¬ zym skoku.Jezeli sie przyjmie, jak to zwykle ma miejsce, ze przesluch jest dosc slaby jezeli oswietlenie o- trzymywane przez ^sasiednie odcinki jest mniej¬ sze od 1% od oswietlenia otrzymywanego przez odcinek odczytywany, to wówczas skok sciezek jest okreslony przez rozwartosc optyczna obiekty¬ wów odczytujacych. I tak, obiektyw odczytujacy o rozwartosci optycznej równiez 0,45, przy dlugo¬ sci fali promieniowania odczytujacego wynoszacej 0,63 pm pozwala na odczytywanie zadowalajace pod warunkiem, ze skok sciezek nie bedzie mniej¬ szy od 1,6 ^m.Innymi slowy, odcinek sciezek sasiadujacych z -odcinkiem sciezki odczytywanej musza sie znaj¬ dowac na zewnatrz pierwszego pierscienia swieca¬ cego plamki dyfrakcyjnej. • Na figurze la poka¬ zano odcinki sciezek sasiednich przy czym skok sciezek byl równy 1,6 fjm. Przy takim rozwiaza¬ niu, odcinki sasiednie nie otrzymuja wiecej niz l*/§ oswietlenia uzyskiwanego przez odcinek od¬ czytywany co jest rozwiazaniem zadowalajacym.Figura 2 pokazuje wykresy^analogiczne do wy¬ kresów z figury 1, ale dla zrenicy szczelinowej, przy czym odleglosci x punktów siatki dyfrakcyj^ nej od srodka, sa podawane jako wielokrotnosci X f • gdzie f jest ogniskowa zrenicy, a polowa a szerokosci szczeliny, a X dlugoscia fali odczytu¬ jacej. Intensywnosc maksymalna w srodku pierw¬ szego prazka swiecacego jest znacznie wieksza od intensywnosci w srodku pierwszego pierscienia swiecacego w przypadku zrenicy kolowej. Tym niemniej, ze wzgledu na to ze prazki sa prostoli¬ niowe, to calosc odcinka sciezki sasiadujacej z od¬ cinkiem odczytywanym moze byc umieszczona w minimum oswietlenia, a oswietlenie pierwszego prazka swiecacego nie jest w stanie zaklócic po¬ waznie przez dyfrakcje, promieniowania ugietego przez element oswietlony prazkiem centralnym.Szerokosc szczeliny musi byc wiec dostosowana do skoku sciezek odczytywanych.Wskutek równomiernego rozstawienia prazków, odcinki sciezek ^nastepnych scisle odpowiadaja prazkom ciemnym.Jezeli szczelina jest uzyskana na drodze czescio¬ wego zasloniecia obiektywu mikroskopu o roz¬ wartosci 0,45, podobnego do uzytego w poprzednim przykladzie, to przy polowie szerokosci szczeliny równej a/2, szerokosc prazka swiecacego jest wy¬ raznie mniejsza od 2 ^um, w konsekwencji czego skok sciezek musi wynosic 1 ^m, tak ze srodek odcinka sasiadujacego z odcinkiem odczytywanym pokrywa sie z pierwszym minimum oswietlenia.Przy takim rozwiazaniu, jezeli szerokosc sciezki wynosi 0,4 //m, to nawet szybki wzrost oswietle¬ nia po obu stronach wymienionego minimum nie prowadzi do oswietlenia sasiadujacych odcinków oswietleniem o intensywnosci wiekszej od 1% o- swietlenia otrzymywanego przez odcinek srodko¬ wy.Nawet jezeli mimosrodowosc tarczy w stosunku do plamki dyfrakcyjnej osiaga amplitude 0,1 ^m, to przesluch pozostaje niewielkim.W praktyce, plamka dyfrakcyjna obiektywu ko¬ lowego zaslonietego z boków jest bliska plamce dyfrakcyjnej uzyskiwanej przy pomocy zrenicy prostokatnej. Tego rodzaju plamka dyfrakcyjna sklada sie z dwóch nalozonych na siebie siatek prazków prostokatnych tworzacych rodzaj kratki.Na figurze 2b przedstawiono rozklad intensywnosci oswietlenia wzdluz obu prostokatnych osi zreni¬ cy. Kazdy z prostokatów plamki posiada boki rów- f-X 1-X ne , „ oraz —-— za wyjatkiem tych, które a b znajduja sie na osiach i prostokatu centralnego w których jeden bok lub drugi, lub oba boki sa dwukrotnie wieksze i gdzie a" oraz b" sa bokami zrenicy.Sposób odczytywania wedlug wynalazku polega na wyswietleniu na nosnik, który ma byc odczyty¬ wany przy pomocy promieniowania skupionego na drodze transmisji lub odbicia plamki dyfrakcyjnej zawierajacej plamke odczytujaca, która w plasz¬ czyznie odczytu jest ograniczona prostokatnie do odczytywanej sciezki przez dwa równolegle prazki ciemne, przy czym skok sciezki odczytywanej jest tak dobrany, ze odcinki sciezki sasiadujacej z o,d- cinkiem sciezki odczytywanej, pokrywaja sie z minimami oswietlenia.Sposób odczytywania moze byc zrealizowany przy pomocy optycznego nosnika informacji zawie¬ rajacego obiektyw projekcyjny przeznaczony do koncentrowania otrzymanego promieniowania na odczytywanym nosniku, któcy to obiektyw jest czesciowo przesloniety dla utworzenia zrenicy za¬ sadniczo prostokatnej o bokach równoleglych do kierunku rozwijania sciezki i o szerokosci bedacej funkcja skoku odczytywanej sciezki.Figura 3 przedstawia czytnik nosnika informa¬ cji do stosowania sposobu odczytywania przy po¬ mocy obiektywu ze zrenica ograniczona poprzecz¬ nie przez dwa T)oki równolegle do sciezki, tak jak to wyzej opisano.Czytnik optyczny zawiera zródlo promieniowa¬ nia monochromatycznego S umieszczone na osi 10 15 20 23 SO 35 40 45 50 55 60I 115 951 $ 6 optycznej OZ ukladu projekcyjnego, który sklada sie z obiektywu .2 tworzacego w punkcie 0 obraz zródla S oraz z maski 1 przykrywajacej zrenice obiektywu.W nieprzejrzystej masce jest wybite prostokat¬ ne okno 3 ograniczajace strumien energii promie¬ nistej kierowanej do nosnika 10. Na figurze po¬ kazano jedynie czesc nosnika. Zalozono, ze sciezka zawierajaca informacje jest wpisana spiralnie na powierzchni nosnika 10 majacego postac tarczy.Srodek tarczy znajduje sie na kierunku promie¬ niowym OY a os OX reprezentuje kierunek prze¬ suwu. Sciezka jest przedstawiona na figurze w postaci równomiernie rozlozonych odcinków spiral 6, 7, 8 (których skok wynosi przykladowo 1 fxm a szerokosc 0,4 /^m). Wybrania 9 stanowia ele¬ menty dyfrakcyjne (elementy w postaci wystepów oddzialywalyby analogicznie na strumien odczy¬ tujacy).Mozna zalozyc, ze nosnik informacji odczytywa¬ nej ma postac tasmy ze sciezkami równoleglymi do kierunku przesuwu OX.W zalozeniu, ze nosnik jest odczytywany przez oswietlanie, promieniowanie ugiete przez sciezke jest odbierane przez komórki fotodetekcyjne 11 i 12 umieszczone w plaszczyznie detekcji równole¬ glej do plaszczyzny nosnika, po obu stronach plasz¬ czyzny okreslonej przez osie OY, OZ.Sygnaly wyjsciowe obydwu komórek sa przy¬ kladane na wejscie wzmacniacza róznicowego 13 którego sygnal wyjsciowy V(t) odwzorowuje za¬ rejestrowana informacje. Jak to pokazano na fi¬ gurze 3, promieniowanie po przejsciu przez zrenice 3 jest rzucane na nosnik pod postacia plamki dy¬ frakcyjnej utworzonej z plamki centralnej zasad¬ niczo prostokatnej otoczonej dwiema zasadniczo prostokatnymi siatkami prazków ciemnych. Szero¬ kosc e zrenicy 3 jest tak dobrana by pierwsze prazki ciemne byly w koincydencji z odcinkami sciezki sasiadujacymi ze sciezka srodkowa. Rozklad oswietlenia wzdluz osi OY zostal pokazany sche¬ matycznie wzdluz 0'Y'. Prostokatna plamka wo¬ kól punktu 0 odpowiada rzutowi scietego stozka wewnatrz którego natezenie promieniowania jest wieksze od ustalonej czesci natezenia w srodku plamki dyfrakcyjnej. Dlugosc plamki odczytujacej jest okreslona przez dlugosc 1 zrenicy. Dlugosc ta jest przystosowana do przestrzennego zapisu czestotliwosci na nosniku tzn. jest co najmniej równa minimalnej dlugosci elementów dyfrakcyj¬ nych 9.Na figurze 3 przedstawiono jedynie zasadnicza czesc czytnika. Z czescia ta wspólpracuja znane u- rzadzenia sterowania promieniowego, urzadzenia odczytujacego sciezki, urzadzenia korekcyjne ble¬ du promieniowego (korekcja mimosrodowosci), i 'urzadzenia do korekcji bledu pionowego, które.ra¬ zem tworza pelny uklad odczytywania zarejestro¬ wanych informacji.Na figurze 4 przedstawiono inne rozwiazanie u- rzadzenia odczytujacego nosnik informacji zgod¬ nie z wynalazkiem, które jest przeznaczone do od¬ czytywania nosników na drodze transmisji. Na tej figurze elementy analogiczne do elementów z fi¬ gury 3, zostaly tak samo oznaczone. Niepokazane zródlo promieniowania dostarcza strumienia rów¬ noleglego. Obiektyw projekcyjny 22 posiada zre¬ nice o przekroju prostokatnym. Dla przystosowania strumienia wejsciowego do zrenicy, urzadzenie wyswietlajace zawiera nasadke anamorfatyczna skladajaca sie z soczewki cylindrycznej rozprasza¬ jacej 20 • i soczewki cylindrycznej skupiajacej 21.Obiektyw projekcyjny 22 jest soczewka sferycz¬ na, która przy zrenicy prostokatnej, wyswietla na nosnilTu plamke dyfrakcyjna podobna do opisa¬ nej poprzednio.Wymiary e i 1 zrenicy sa takie, ze wyswietlana plamka dyfrakcyjna posiada ciemne prazki, które pokrywaja sie ze srodkami odcinków sasiadujacych z odcinkiem odczytywanym, a plamka srodkowa posiada dlugosc przystosowana do przestrzennego zapisu czestotliwosci. Tego rodzaju urzadzenia sa przystosowane do odczytywania tarcz, na których informacje sa zapisane wzdluz spiralnej scjezki o malym skoku (rzedu mikrometra). W ten "sposób zostaje znacznie zwiekszona ilosc informacji która mozna zmagazynowac. I tak np. tarcza nosnika, na której wytloczono sciezke o skoku 1 wm u- mozliwia zmagazynowanie programu 48 minuto¬ wego, podczas gdy podobna tarcza ze sciezka o skoku 1,6 jum umozliwia zmagazynowanie progra¬ mu tylko 30 minutowego.Mozna równiez rejestrowac taka sama ilosc in¬ formacji jak na tarczach o skoku 1,6 ^um, zajmu¬ jac tyle samo miejsca. Korzysciavjest w tym przy¬ padku mozliwosc zmniejszenia szybkosci obroto¬ wej tarczy co pozwala na uzycie wolniejszych i tym samym mniej kosztownych urzadzen do regu¬ lacji polozenia.Inna jeszcze korzysc kryje sie w mozliwosci zmniejszenia pola zapisu przy rejestracji takiej sa¬ mej ilosci, informacji jak na nosnikach klasycznych przy wykorzystywaniu jedynie zewnetrznej czesci obrzeza tarczy. Mozna wówczas zarejestrowac wie¬ ksze czestotliwosci przestrzenne (w przypadku te¬ ledysków na jeden obrót sciezki przypadalyby nie jeden ale wiecej niz jeden-obraz, co uniemozliwia¬ loby zatrzymywanie na poszczególnym obrazie; w wiekszosci przypadków zatrzymywanie takie nie jest niezbedne).Wynalazek nie jest ograniczony do tego co zo¬ stalo dokladnie opisane i przedstawione. W szcze¬ gólnosci urzadzenia do odczytu analogowego mo¬ ga byc uzyte do odczytów^ nosników, które sa od¬ czytywane poprzez promieniowanie odbite.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób odczytywania optycznego nosnika in¬ formacji zawierajacego ciag elementów dyfrak¬ cyjnych o stalej szerokosci i o dlugosci i odste¬ pie zmiennym, rozmieszczonych wzdluz sciezki o stalym skoku, znamienna tym, ze wyswietla sie na nosniku plamke dyfrakcyjna zawierajaca plamke centralna zesrodkowana , na odczy- 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60\4 115 951 8 tywanym odcinku sciezki i ograniczona w kierun¬ ku prostopadlym do kierunku przesuwania sciezki przez dwa prazki ciemne, których minima oswiet¬ lenia odpowiadaja srodkom odcinków sciezki sa¬ siadujacymi z odczytywanym odcinkiem sciezki. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze plamka dyfrakcyjna jest obrazem punktowego zró¬ dla promieniowania przekazywanym przez obiek¬ tyw kolowy przesloniety zrenica zesrodkowana na osi optycznej i majacej dwie krawedzie równolegle do kierunku przesuwania sciezki, przy czym odle¬ glosc pomiedzy krawedziami jest okreslana w za¬ leznosci od skoku sciezki, od dlugosci fali promie¬ niowania i od rozwartosci optycznej obiektywu. 3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze zrenica ma ksztalt prostokatny a plamka dyfrak¬ cyjna zawiera dwie prostokatne siatki prazków, otaczajace swiecaca plamke centralna. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze plamka dyfrakcyjna jest obrazem zródla punkto¬ wego przekazywanym przez obiektyw o zrenicy prostokatnej, a plamka dyfrakcyjna zawiera dwie 10 15 20 prostokatne siatki prazków otaczajace plamke cen¬ tralna. 5. Sposób wedlug zastrzezenia 4, znamfenny tym, ze wymiar prostokatnej zrenicy w kierunku prze¬ suwów sciezki, który okresla skok prazków w kie¬ runku prpstopadlym do kierunku przesuwu, jest dostosowany do najwiekszej czestotliwosci prze¬ strzennej elementów dyfrakcyjnych zarejestrowa¬ nych na nosniku. 6. Czytnik optyczny przeznaczony do odczyty¬ wania nosnika informacji zawierajacego ciag ele¬ mentów dyfrakcyjnych o stalej szerokosci i o zmiennej dlugosci i zmiennym odstepie, rozmiesz¬ czonych wzdluz sciezki o stalym skoku, znamienny tym, ze zawiera urzadzenie rzutujace na nosnik in^ formacji promieniowanie odczytujace, tworzace na tym nosniku plamke dyfrakcyjna zawierajaca swiecaca plamke centralna oswietlajaca odczyty¬ wany odcinek sciezki oraz ciemne prazki, których minima oswietlenia odpowiadaja srodkom "odcin¬ ków sciezki sasiadujacym z odczytywanym odcin¬ kiem sciezki, Ofte l/55 ¦ 2,25 3.2 (pri)115 951 \ O O, iEE 2 iii! \a-' 1234 (jam) " . fes*. V(t) WT* l13lis 95i faN-3, z. 107/82 Cena 100 zl PL