Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie optycz¬ nego odczytu do analizowania nosnika zapisu po¬ siadajacego sciezkowa strukture informacyjna od¬ bijajaca promieniowanie, podczas przemieszczania nosnika zapisu i wspomnianego urzadzenia odczy¬ tujacego wzgledem siebie, które to urzadzenie odczytujace zawiera uklad obiektywowy do ogni¬ skowania wiazki czytajacej w plamke czytajaca na strukturze informacyjnej oraz zespól zródla promieniowania i detektora, który to zespól za¬ wiera pólprzewodnikowy laser diodowy bedacy zarówno zródlem promieniowania wytwarzajacym wiazke czytajaca, jak i detektorem wiazki czyta¬ jacej, która zostala odbita przez strukture infor¬ macyjna.Urzadzenie optycznego odczytu stanowi polacze¬ nie elementów, które zapewniaja, ze jest wytwa¬ rzana wiazka czytajaca, ze wiazka ta jest zogni¬ skowana na strukturze informacyjnej do postaci plamki czytajacej o pozadanych rozmiarach oraz ze odbita wiazka jest przetwarzana w sygnal ele¬ ktryczny.„Sciezkowa" struktura informacyjna polega na tym, ze szczególy informacyjne sa rozmieszczone wzdluz koncentrycznych lub quasi-koncentrycz¬ nych sciezek, które to sciezki razem tworza cia¬ gla spiralna sciezke.Informacja w ro^aju programu telewizji kolo¬ rowej, rejestrowana jest na nosniku zapisu w in¬ formacyjnej strukturze sciezkowej, parzy czym 10 25 sciezki zawieraja wiele obszarów wystepujacych na przemian z obszarami posrednimi. Informacja jest zakodowana w przestrzennej czestotliwosci obszarów i dlugosci tych obszarów. Obszary opty¬ cznie róznia sie od obszarów posrednich tym, ze na przyklad maja rózne wspólczynniki absorpcji, albo rózna glebokosc fazowa.Pod tym wzgledem, korzystne jest jesli struk¬ tura informacyjna jest struktura odbijajaca, to jest jesli obszary pochlaniaja promieniowanie, a obszary posrednie odbijaja promieniowanie, albo jesli obszary i obszary posrednie odbijaja pro¬ mieniowanie, ale umieszczone sa na róznych gle¬ bokosciach w nosniku zapisu. W tym przypadku niemodulowana wiazka czytajaca emitowana przez zródlo promieniowania i modulowana wiazka czy¬ tajaca odbijana przez strukture informacyjna przechodzi ta sama droga optyczna, tak ze drga¬ nia elementów optycznych, wystepujacych na wspólnej drodze optycznej promieniowania, wzgle¬ dem siebie nie wywieraja zadnego istotnego wply¬ wu na sygnal odczytu.Jesli nosnik zapisu odbijajacy promieniowanie jest odczytywany za pomoca lasera gazowego na przyklad lasera helowoneonowego, modulowana wiazka czytajaca jest skierowana do czulego na promieniowanie detektora, który jest umieszczony poza wspólna droga optyczna. Do tego celu sluzy na przyklad umieszczone na wspólnej drodze pro¬ mieniowania pólprzezroczyste zwierciadlo. Jednak- 116 4573 116 457 4 ze, w takim przypadku tylko 25% promieniowania emitowanego przez zródlo zostaje wykorzystane "„ do odczytu, oprdcz strat promieniowania pochlo¬ nietego i odbitego na optycznej drodze. Ponadto, \ jesli uzyty jest Jaser gazowy, nalezy wziac pod ¦¦¦ uwage, ze wiazka modulowana nie moze docho¬ dzic z ppwroteoft eo lasera, poniewaz wówczas od- * IJÓwiednld dtf "Spójnosci wiazki laserowej, moga powstawac niepozadane fluktuacje wiazki czytaja¬ cej. Z tego powodu nalezy przedsiewziac dodatko¬ we kroki. Na przyklad, pólprzezroczyste zwiercia¬ dlo moze byc zastapione przez bardziej kosztowny, rozdzielajacy pryzmat, czuly na polaryzacje, a miedzy tym pryzmatem i nosnikiem zapisu mu¬ si sie znajdowac cwiercfalowa plytka.W opublikowanym zgloszeniu patentowym RFN nr 2 244 119 przedstawiono sposób odczytywania nosnika zapisu za pomoca pólprzewodnikowego lasera diodowego. Za&tosowainie prowadza do faktu, ze kiedy wiazka promieniowania emitowana przez laser diodowy zostanie odbita do lasera diodowego przez nosnik zapisu, natezenie wiajzki emitowanej przez laser i rezystancja elektryczna lasera dio¬ dowego wzrasta, Kiedy sciezka nosnika zapisu jesit analizowana przez wdazke laserowa, wspom¬ niane natezenie i rezystancja elektryczna zmienia¬ ja sie zgodnie z sekwencja obszarów i obszarów po¬ srednich w odpowiedniej sciezce. Nosnik zapisu moze byc odczytany wówczas bez stosowania od¬ dzielnego detektora, Rozdzielacz wiazki jest wów¬ czas niepotrzebny, a urzadzenie odczytowe ma mniej zlozona konstrukcje.Aby mozna bylo odczytywac bardzo drobne szczególy informacji, na przyklad rzedu 1 fjum, wiaz¬ ka czytajaca powinna zaiwsze pozostawac ostro zog¬ niskowana na strukturze informacyjnej. Ponadto nalezy zadbac, aby srodek plamki czytajacej za¬ wsze pokrywal sie ze srodkiem sciezki odczyty¬ wanej. W urzadzeniu wedlug zgloszenia patento¬ wego RFN ritf 2 244 119 laser diodowy jest w tym celu montowany na slizgaczu, który jest przecia¬ gany przez rowki, które sa wytloczone w nosniku zapisu. Takie prowadzenie mechaniczne posiada te wade, ze nosnik zapisu zuzywa sie podczas odczytywania. Ponadto uklad wedlug zgloszenia patentowego RFN nie pozwala wytwarzac dosta¬ tecznie malej srednicy plamki czytajacej, tak ze rozwiazanie to nie nadaje sie do odczytu szcze¬ gólów informacyjnych rzedu mikronów.Celem obecnego wynalazku jest opracowanie urzadzenia optycznego odczytu, które nie posiada wspomnianych wad, które umozliwia szczególnie dokladny odczyt i które posiada prosta konstru¬ kcje.Urzadzenie optycznego odczytu do analizowania nosnika zapisu posiadajacego sciezkowa strukture informacyjna odbijajaca promieniowanie, podczas przemieszczania nosnika zapisu i urzadzenia od¬ czytujacego wzgledem siebie, które to urzadzenie odczytujace zawiera uklad obiektywowy do ogni¬ skowania wiazki czytajacej w plamke czytajaca na strukturze informacyjnej oraz zespól zródla promieniowania i detektora, który to zespól za¬ wiera pólprzewodnikowy laser diodowy bedacy zarówno zródlem promieniowania wytwarzajacym wiazke czytajaca jak i detektorem wiazki czyta¬ jacej odbitej przez strukture informacyjna, we¬ dlug wynalazku charakteryzuje sie tym, ze zespól zródla promieniowania i detektora zawiera opty- 5 czne i/lub elektroniczne elementy, takie jak po¬ mocnicze lasery diodowe, cewki elektryczne, filtry i obwody elektroniczne wytwarzajace sygnaly elektryczne pod wplywem promieniowania odbi¬ tego przez nosnik zapisu w zaleznosci od bledów usytuowania plamki czytajacej wzgledem sciezek i/lub w zaleznosci od odchylen pomiedzy plaszczy¬ zna struktury informacyjnej a plaszczyzna ogni¬ skowania ukladu obiektywowego, a ponadto wyj¬ scia wymienionych obwodów elektronicznych sa dolaczone dó elementów elektromechanicznych sluzacych do korygowania polozenia plamki czy¬ tajacej wzgledem sciezki i/lub do korygowania odchylenia pomiedzy plaszczyzna struktury infor¬ macyjnej a plaszczyzna ogniskowania ukladu obie¬ ktywowego.Zespól zródla promieniowania i detektora za¬ wiera elektroniczny obwód sterowania dolaczony do zródla okresowego sygnalu elektrycznego i po¬ wodujacy okresowy ruch wiazki czytajacej po¬ przecznie wzgledem kierunku sciezki, przy czym w elektronicznym obwodzie detektora zawarty jest filtr dolnoprzepustowy. Ponadto wyjscie obwodu detektora jest dolaczone do elementu elektrome¬ chanicznego, który zawiera cewke napedzajaca, oprawke i magnes trwaly dla korekcji polozenia plamki czytajacej wzgledem sciezki.Elektroniczny obwód sterowania zawiera korzy¬ stnie pewna liczbe podelektrod na pólprzewodni¬ kowej warstwie lasera diodowego, przy czym te podelektrody sa dolaczone do zródla okresowego sygnalu elektrycznego.W odmiennym rozwiazaniu elektroniczny obwód sterowania utworzony jest przez element elektro¬ mechaniczny zawierajacy cewke napedzajaca, opra¬ wke i magnes trwaly.Zespól zródla promieniowania i detektora wy¬ posazony jest korzystnie w element elektromecha¬ niczny zawierajacy cewke napedzajaca, oprawke i magnes trwaly, które sa dolaczone do zródla okresowego sygnalu elektrycznego dla zapewnie¬ nia, ze zespól zródla promieniowania i detektora jest ruchomy okresowo w kierunku osi optycznej ukladu obiektywowego, przy czym w elektronicz¬ nym obwodzie detektora zawarty jest filtr dolno¬ przepustowy. Ponadto wyjscie obwodu detektora jest dolaczone do cewki napedzajacej dla korygo¬ wania polozenia zespolu zródla promieniowania i detektora wzdluz osi optycznej.Okresowe ruchy wiazki czytajacej poprzecznie wzgledem kierunku sciezki oraz zespolu zródla promieniowania i detektora wzdluz osi optycznej okreslone sa odpowiednio przez funkcje p (f • t) oraz p (nf • t 4- ji/2), gdzie p oznacza funkcje okre¬ sowa, f oznacza czestotliwosc z która odbywa sie jeden z ruchów, a n = 1, 2 itd.W korzystnej postaci wykonania urzadzenia ze¬ spól zródla promieniowania i detektora oprócz glównej diody laserowej wywarzajacej wiazke czytajaca zawiera dwie pomocnicze diody lasero¬ we wytwarzajace pomocnicze wiazki o jednako- 20 25 30 35 40 45 W 555 116 457 6 wym natezeniu przy czym kazdy pomocniczy laser diodowy stanowi detektor dla swojej wlasnej wiazki.Diody laserowe sa umieszczone wzdluz linii przebiegajacej pod katem ostrym wzgledem kie¬ runku wzdluznego odczytywanej sciezki, a po¬ mocnicze plamki promieniowania utworzone przez pomocnicze lasery diodowe sa przesuniete w bok wzgledem sciezki w przeciwnych kierunkach w stosunku do srodka czytajacej plamki. Ponadto wyjscia pomocniczych laserów diodowych sa do¬ laczone do obwodu odejmujacego, którego wyj¬ scie jest dolaczone do elementu elektromechanicz¬ nego dla korygowania polozenia czytajacej plamki wzgledem sciezki.W odmiennym korzystnym rozwiazaniu diody laserowe sa umieszczone w plaszczyznie przebie¬ gajacej pod katem ostrym wzgledem osi optycznej ukladu obiektywowego, przy czym pomocnicze plamki promieniowania utworzone przez pomocni¬ cze lasery diodowe zajmuja takie samo polozenie, jezeli patrzy sie w kierunku bocznym wzgledem sciezki. Ponadto wyjscia pomocniczych laserów diodowych sa dolaozoine do obwodu odejmujacego, którego wyjscie jest dolaczone do elementu ele¬ ktromechanicznego dla korygowania odchylenia pomiedzy plaszczyzna struktury informacyjnej a plaszczyzna ogniskowania ukladu obiektywowe¬ go.W odmiennym korzystnym rozwiazaniu urza¬ dzenia wyjscie obwodu elektrycznego jest polaczo¬ ne z wejsciem zespolu elektromechanicznego, w którego wnetrzu znajduje sie wydrazony kor¬ pus cylindryczny, w którym umieszczony jest ze¬ spól zródla promieniowania i detektora oraz uklad obiektywowy, dla korygowania polozenia korpusu w kierunku wzdluznym i/lub w przy¬ najmniej jednym z dwóch wzajemnie prostopa¬ dlych kierunków, które sa prostopadle do kierun¬ ku wzdluznego.Uklad obiektywowy jest korzystnie pólsyme- tryczny i sklada sie z dwóch soczewek, pierwszej i drugiej, które to soczewki maja powierzchnie asferyczne.Pierwsza i druga soczewka sa identyczne, przy czym pierwsza soczewka jest soczewka dajaca wiazke promieni równoleglych. Korzystnie pomie¬ dzy pierwsza soczewka a druga soczewka umie¬ szczona jest soczewka korekcyjna kompensujaca astygmatyzm.Korzystnie soczewka korekcyjna jest soczewka zerowa, której os optyczna tworzy pewien kat z osia optyczna ukladu utworzonego przez pierwsza i druga soczewke.Przedmiot wynalazku jest blizej objasniony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie odczytowe zawiera¬ jace laser diodowy jako zródlo promieniowania, fig. 2 — nosnik zapisu, fig. 3 — laser diodowy, fig. 4 — uklad pomiarowy zmian zachodzacych w laserze diodowym, fig. 5 — czesc pierwszego przykladu wykonania urzadzenia wedlug wynala¬ zku, fig. 6 — elektrode lasera diodowego zastoso¬ wanego w urzadzeniu z fig. 5, fig. 7 ilustruje zasade wykorzystywana w urzadzeniu z fig. 5, fig. 8 przedstawia przyklad wykonania przewi¬ dziany do korekcji polozenia lasera diodowego w kierunku poprzecznym do kierunku sciezki, fig. 9 ilustruje zasade zastosowana w drugim przykladzie wykonania urzadzenia wedlug wyna- 5 lazku, fig. 10 przedstawia przyklad wykonania przewidziany do przemieszczania lasera diodowe¬ go w kierunku osiowym, fig. 11 — zlozony laser diodowy i obwód przetwarzania zlozonego sygna¬ lu, fig. 12 — urzadzenie odczytowe, w którym 10 uzyto zlozony laser diodowy z fig. 11, fig 13 przed¬ stawia czwarty przyklad wykonania urzadzenia wedlug wynalazku, fig. 14 i 15 przedstawiaja urzadzenie do poruszania zespolu optycznego od¬ czytu w kierunku osiowym i kierunku poprzecz- 15 nym, a fig. 16 przedstawia zespól optycznego od¬ czytu w przekroju poprzecznym.Za pomoca ukladu wspólrzednych XYZ wskaza¬ no, które rzuty urzadzenia do odczytu, albo po¬ szczególnych elementów sa przedstawione na fi- 20 gurach rysunku.Figura 1 przedstawia promieniowy przekrój po¬ przeczny przykladowego nosnika zapisu, który posiada ksztalt okraglego dysku. Fig. 2 przedsta¬ wia ten nosnik zapisu w widoku od dolu. Infor- 25 macja jest zawarta w spiralnej sciezce, która zawiera wiele guasa-koncentirycznycih pod-sciezek 3, z których kazda przypada na jeden obrót nosnika zapisu. Kazda pod-sciezka 3 posiada wiele obsza¬ rów g wystepujacych ma jprzamlain z obszarami po- 30 srednimi t, podczas gdy informacja jest zawarta w dlugosciach obszarów i obszarów posrednich.Obszary wywieraja odmienny wplyw na wiazke czytajaca niz obszary posrednie. Sposób w jaki informacja jest zarejestrowana w sciezkach nie 35 jest istotny dla przedmiotu wynalazku i dlatego nie zostal omówiony. Powierzchnia sciezek korzystnie znajduje sie na przedniej stronie nosnika zapisu.Jednakze mozliwe jest równiez, ze struktura in¬ formacyjna znajduje sie na tylnej stronie nosnika 40 zapisu, jak przedstawiono na fig. 1, tak ze nosnik zapisu sam stanowi warstwe ochronna. Rodzaj zarejestrowanej informacji nie jest istotny dla przedmiotu wynalazku, a moze byc programem telewizji kolorowej, albo inna informacja. 45 Nosnik zapisu jest odczytywany przez wiazke czytajaca promieniowania b wychodzaca z zespolu zródla promieniowania i detektora 6, który stano¬ wi pólprzewodnikowy laser diodowy. Za pomoca ukladu obiektywowego, który dla uproszczenia 50 jest przedstawiony jako pojedyncza soczewka 7, wiazka czytajaca b jest ogniskowana w plamke czytajaca V na strukturze informacyjnej. Wiazka promieniowania odbita przez strukture informa¬ cyjna przechodzi po raz drugi przez uklad obie- 55 ktywowy i wraca do lasera diodowego. Uklad obiektywowy jest tak dobrany, ze plamka czyta¬ jaca jest wieksza niz szerokosc sciezki. Pomija¬ jac straty optyczne w urzadzeniu odczytowym, jesli wiazka czytajaca pada na obszar, ta wiazka 60 zostanie czesciowo odchylona poza aperture ukladu obiektywowego, tak ze natezenie promie¬ niowania wiazki, która wraca do lasera diodowego znacznie zmniejsza sie. Jesli plamka czytajaca pa¬ da poza obszar na strukture informacyjna, wiazka 65 czytajaca w wiekszej czesci wraca do lasera dio-V 116 457 7 8 dowego. Podczas obrotu nosnika zapisu 1 wokól trzepienia 5, który przechodzi przez srodek otworu 4, natezenie odbitej wiazki promieniowania zosta¬ je zmodulowane zgodnie z sekwencja obszarów g i obszarów posrednich t w czytanej sciezce 3. Od¬ bita wiazka czytajaca wplywa na pewne wlasci¬ wosci lasera diodowego.Figura 3 przedstawia laser diodowy, który skla¬ da sie z dwóch warstw 10 i 11 krysztalu miesza¬ nego AlGaAs, przy czym warstwa 10 jest war¬ stwa o przewodnosci typu p, a warstwa 11 — warstwa o przewodnosci typu n. Posrednia war¬ stwa 12 stanowi na przyklad czysty GaAs. Na . warstwach 10 i 11 umieszczone sa elektrody 14 i 15. Prad I dostarczany przez zródlo pradowe 18 przeplywa przez warstwy 10, 12 i 11. Na powierz¬ chni granicznej warstw 10 i 12 elektrony' sa wstrzykiwane do posredniej warstwy 12. W tej posredniej warstwie zachodzi rekombinacja ele¬ ktronów i dziur pod wplywem emisji promienio¬ wania o dlugosci fali okolo 900 mm. Koncowe powierzchnie czolowe 16 i 17 maja odpowiedni wspólczynnik odbicia. Promieniowanie jest w spo¬ sób powtarzajacy odbijane przez te powierzchnie.Zwiekszone promieniowanie, albo promieniowanie lasera pojawia sie na powierzchniach 10 i 17, jak wskazano przez strzalki 19 i 20.Jak wczesniej ustalono, promieniowanie które zostalo odbite przez nosnik zapisu, wraca do la¬ sera diodowego. W ustalonych warunkach pro¬ mieniowanie dostarczane ponownie stymuluje dal¬ sza emisje promieniowania, tak ze promieniowa¬ nie emitowane chwilowo w kierunkach 19 i 20 jest determinowane przez informacje zawarta na nosniku zapisu. W zrealizowanym przykladzie wy¬ konania urzadzenia wedlug wynalazku zalo¬ zono, ze jesli prad I plynacy przez laser diodowy jest na przyklad nieznacznie wie¬ kszy, niz wartosc graniczna, natezenie emitowa¬ nej wiazki laserowej, jesli wiazka laserowa pada poza obszar nosnika zapisoi, jest dwa razy wieksze niz w przypadku, gdy wiazka laserowa pada na ten obszar. Zasadniczym wymaganiem dla sprze¬ zenia zwrotnego odczytu jest to, ze odleglosc mie¬ dzy struktura informacyjna i laserem diodowym jest wieksza niz minimalna wartosc charaktery¬ styczna. Tylko w takim przypadku optyczne sprze¬ zenie zwrotne wplywa na zmiane promieniowania emitowanego przez laser diodowy.Do przetwarzania zmian natezenia wiazki lase¬ rowej, jak przedstawiono na fig. 1, czuly na pro¬ mieniowanie detektor 8, korzystnie foto-dioda, jest umieszczony na tej stronie lasera diodowego, któ¬ ra jest odlegla od nosnika zapisu. Sygnal S jest przetwarzany w dekodowany sygnal informacji Si w znanym ukladzie elektronicznym, jak na przy¬ klad opisany w publikacji Philips Technical Re- view 33, nr 7, strony 181—185. Ten sygnal SI, jesli jest programem telewizyjnym zarejestrowa¬ nym na nosniku zapisu, jest odtwarzany przy po¬ mocy konwencjonalnego odbiornika telewizyjne¬ go 21.Na figurze 1 fotodioda jest reprezentowana przez oddzielny element. Jednakze, fotodioda mo¬ ze stanowic laser diodowy w postaci jednolitego zespolu. Ponadto nie jest konieczne, zeby promie¬ niowanie wystepowalo z boku lasera diodowego, to jest w kierunku 20 z fig. 3. Laser diodowy mo¬ ze byc tak dostosowany, ze promieniowanie wy¬ stepuje takze w kierunku poprzecznym, albo sko¬ snym wzgledem kierunku 19. W takim przypadku fotodioda 9 jest umieszczona poza laserem dio¬ dowym, zamiast z tytulu tego lasera.Figura 4, w sposób przykladowy przedstawia jak nosnik zapisu jest odczytywany bez uzycia elementu czulego na promieniowanie. Zmiana na¬ piecia na laserze diodowym jest wówczas mie¬ rzona przy stalym pradzie I. W zrealizowanym przykladzie wykonania wedlug wynalazku rózni¬ ca miedzy napieciem diody w tym przypadku, gdy wiazka laserowa pada poza obszar g na struk¬ turze informacyjnej i w przypadku, gdy wiazka laserowa pada na ten obszar g, wynoisi okolo 0.1 V. To napiecie jest doprowadzone do elektro¬ nicznego ukladu 9 przez kondensator sprzegaja¬ cy 22. Cewka 23 polaczona szeregowo ze zródlem pradowym przedstawia wysoka impedancje dla sygnalu odczytowego.Kiedy nosnik zapisu jest odczytywany, nalezy zabezpieczyc, aby plamka czytajaca byla zawsze prawidlowo ustawiona w jednej linii wzgledem odczytywanej sciezki. Zgodnie z wynalazkiem blad polozenia plamki czytajacej wzgledem czytanej sciezki jest dynamicznie wykrywany, jesli plamka czytajaca jest okresowo poruszana w kierunku poprzecznym do sciezki. Amplituda tego okreso¬ wego poruszania jest mniejsza, niz szerokosc sciezki, tak ze wiazka odczytowa zawsze „widzi" wystarczajaco duza czesc sciezki.Aby uzyskac ruch plamki czytajacej mozna sto¬ sowac zasade opisana we wczesniejszym holen¬ derskim zgloszeniu patentowym nr 66.01666, oraz w opisie patentowym USA nr 3 436 679. Zgodnie z ta zasada jedna z elektrod jest podzielona na dwie lub wiecej pod-elektrod, a do tyoh eleMrod doprowadza sie odpowiednie prady. Jesli chodzi o laser diodowy, proces laserowy mozna uzyskac tylko jesli suma rezultatów dla kazdej pod-ele- ktrody: prad plynacy przez pod-elektrode i dlu¬ gosc pod-elektrody, osiaga charakterystyczna gra¬ niczna wartosc, polozenie w którym wiazka lase¬ rowa wychodzi z lasera diodowego jest zmieniane przez zmiane pradów plynacych przez elektrody.W takim przypadku urzadzenie odczytowe nie jest zaopatrzone w zadne dodatkowe optyczne ele¬ menty mechaniczne poruszane, jak na przyklad wahliwe zwierciadlo.W urzadzeniu wedlug wynalazku plamka czyta¬ jaca jest okresowo poruszana wokól posredniej pozycji, a amplituda ruchu wynosi tylko 0,1 yan.W tym celu jest na przyklad mozliwe zastosowanie lasera diodowego przedstawionego w prawej cze¬ sci fig. 5. Fig. 6 przedstawia laser diodowy w wi¬ doku od dolu. Do pod-elektrod 15' i 15" doprowa¬ dzany jest prad I ze zródla stalego pradu 18.Miedzy tym zródlem a elektroda 15" znajduje sie drugie zródlo 24, które na przyklad dostarcza prad 2ji I' (sin -t). Dla ksztaltu elektrody przedsta- T 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60116 457 9 10 wionej na fig. 6 proces laserowy odbywa sie wzdluz linii Ii w chwili t = 0, wzdluz linii I2 w chwili t = V4T, a Wzdluz linii l3 w chwili t = 'AT. Amplituda Az okresowego przesuniecia jest okreslona przez stosunek 171. Ten stosunek B wynosi na przyklad 0,2.Dzieki okresowemu poruszaniu plamki czyta¬ jacej w kierunku poprzecznym do sciezki, jesli nosnik zapisu obraca sie, wiazka czytajaca jest poddawana nisko-czestotliwosciowej modulacji, 1§ oprócz modulacji wysoko-czestotliwosciowej spo¬ wodowanej sekwencja obszarów g i obszarów po¬ srednich t w sciezce 3. Fig. 7 przedstawia wspom¬ niana dodatkowa modulacje, która uwaza sie jako zmiane^-sinusoidalna. W przypadku odczytu nisko- 15 -czestotliwosciowego, to jest jesli poszczególne ob¬ szary nie sa odczytywane oddzielnie, sciezka która sklada sie z wglebien w powierzchni zachowuje sie jak bruzda w nosniku zapisu, która odbija promieniowanie czesciowo poza uklad obiektywo- 2o wy. Jesli plamka czytajaca nie oscyluje w kie¬ runku poprzecznym, zmiana sygnalu w funkcji polozenia plamki czytajacej jest przedstawiona prze krzywa 40. Pozycja rG odpowiada srodkowi okreslonej sciezki, pozycje rt i rt sa srodkami sa- 25 siednich sciezek, a pozycje r3 i r4 odpowiadaja polowie odleglosci miedzy dwiema sciezkami. Na fig. 7 okresowe poruszanie plamki czytajacej jest przedstawione krzywa 41. Osie t sa osiami czasu.Jesli plamka czytajaca oscyluje wokól pozycji ^ rf, to jest jesli srednia pozycja plamki czytajacej wykazuje odchylenie w prawo wzgledem srodka czytanej sciezki, sygnal wyjscio»*y lasera diodo¬ wego jest modulowany sygnaltói Ifc niskiej cze¬ stotliwosci. Jesli plamka czytajaca oscyluje wo- 35 kól pozycji r§, sygnal wyjsciowy jest modulowa¬ ny nisko-czestotliwosciowym sygnalem '43. Czesto¬ tliwosc sygnalów 42 i 43 równa sie czestotliwosci, z która oscyluje plamka czytajaca. Jesli przecie¬ tna pozycja plamki czytajacej pokrywa sie ze 40 srodkiem czytanej sciezki, co odpowiada pozy¬ cji r0 na fig. 7, sygnal wyjsciowy lasera diodo¬ wego jest modulowany sygnalem 44 o malej am¬ plitudzie i czestotliwosci, która jest podwójna cze¬ stotliwoscia sygnalów 42 i43. — 4g Jesli sygnal wyjsciowy lasera diodowego zawie¬ ra skladowa o czestotliwosci równej czestotliwo¬ sci oscylacji plamki czytajacej, to znaczy, ze plamka czytajaca nie jest prawidlowo polozona wzgledem czytanej sciezki. Przez porównywanie 50 fazy nisko-czestotliwosciowej skladowej z faza sygnalu sterujacego oscylacjami plamki czytaja¬ cej, zostaje okreslony kierunek odchylenia.Prawa strona fig. 5 schematycznie przedstawia Jak dokonywane jest przetwarzanie sygnalu. Sy- 55 gnal wyjsciowy S lasera diodowego jest dopro¬ wadzany do górnoprzepustowego filtru 25 oraz do dolnoprzepustowego filtru 26. Górnoprzepustcwy filtr jest dolaczony do obwodu elektronicznego 9, który przetwarza sygnal w sygnal informacji Si. w Dolnoprzepustowy filtr jest dolaczony do czulego na faze obwodu elektronicznego 27, w którym li- skoczestotliwosciowa skladowa sygnalu S jest po¬ równywana z sygnalem ze zródla 24, i w którym otrzymywany jest sterujacy sygnal Sr do korek- u cji polozenia plamki czytajacej wzgledem srodka czytanej sciezki.Do tej korekcji laser diodowy jest na przyklad prowadzony za pomoca cewki z polem magnetycz¬ nym, jak przedstawiono na fig. 8. Na tej figurze rysunku laserowa wiazka czytajaca b jest kiero¬ wana do czytnika (korektora). Laser diodowy jest osadzony w oprawce 45, która prowadzi napedza¬ jaca cewka 46. Oznaczenie cyfrowe 47 odnosi sie do stalego magnesu, a 48 i 49 to sprezyny. Sygnal Sr z fig. 5 sluzy do zasilania cewki 46. W rezulta¬ cie oprawka 45, a takze laser diodowy 6 zostaja przesuniete w kierunku Z o okreslona odleglosc, podczas gdy sprezyny 48 i 49 skutecznie zapobie¬ gaja przemieszczaniu w kierunku X albo Y.Laser diodowy jest malym i lekkim elementem, tak ze elementy napedzajace fig. 8 sa równiez male i lekkie. Uklad z fig. 5 jest równiez bardzo maly i jest polaczony z laserem diodowym.Okresowe przemieszczanie plamki czytajacej w kierunku poprzecznym do sciezki uzyskuje sie równiez przez wywolanie oscylacji samego lasera diodowego w kierunku Z. Te oscylacje uzyskuje sie przez zastosowanie okresowego sygnalu do po¬ budzania cewki 46 w urzadzeniu z fig. 8 tak, ze oprawka 45 porusza sie z jej czestotliwoscia rezo¬ nansowa. Do okreslenia bledu polozenia plamki czytajacej wzgledem srodka czytanej sciezki, faza nisko-czestotliwosciowej skladowej wyjsciowego sy¬ gnalu S jest porównywana z faza okresowego prze¬ mieszczania plamki czytajacej.Zamiast przez przemieszczanie lasera diodowego, polozenie plamki czytajacej moze byc równiez ko¬ rygowane za pomoca umieszczenia dodatkowego zwierciadla na drodze promieniowania, miedzy la¬ serem diodowym, a ukladem obiektywowym, w przypadku stacjonarnego lasera diodowego, które to zwierciadlo jest podparte obrotowo wokól osi, która jest rzeczywiscie równolegla do kierunku czytanej czesci sciezki. Takie podparte obrotowe zwierciadlo jest opisane w publikacji „Philips Te- chnical Review" 33, nr 7, strony 186—189, Jednakze z konstrukcyjnego punktu widzenia przyklad wy¬ konania z ruchomym laserem diodowym jest ko¬ rzystniejszy.Zamiast elementów elektromagnetycznych powo¬ dujacych oscylacje plamki czytajacej poprzecznie do kierunku sciezki, albo do korekcji polozenia plamki czytajacej wzgledem czytanej sciezki, rów¬ niez mozliwe jest zastosowanie elementów elektro- strykcyjnych. . Dalszym wymaganiem prawidlowego odczytu no¬ snika zapisu jest, aby wiazka czytajaca b zawsze byla ostro zogniskowana na powierzchni struktury informacyjnej. Nie powinno. sie zdarzyc, aby mo¬ gla zmniejszac sie glebokosc modulacji wysokocze- stotliwosciowego sygnalu odczytu i mogly wystepo¬ wac przesluchy miedzy sasiednimi sciezkami. Zgod¬ nie z wynalazkiem zespól promieniujaco-detekcyjny zawiera elementy optoelektroniczne do wytwarza¬ nia sygnalu, który zapewnia wskazanie o stopniu zogniskowania, tak ze ogniskowanie jest korygo¬ wane za pomoca tego sygnalu.Analogicznie do opisanego sposobu wykrywania bledów polozenia plamki czytajacej wzgledem11 116 457 12 srodka czytanej sciezki, plaszczyzna ogniskowania jest okresowo poruszana w celu wykrycia bledów ogniskowania. Czestotliwosc poruszania, na przy¬ klad 50 kHz jest znacznie nizsza od czestotliwo¬ sci odpawiaidajacej sredni-cy przestrzennej czesto- 5 tliwosci informacji na nosniku zapisu, na przy¬ klad KHm-1, podczas gdy amplituda przesuwu, na przyklad 0,1 jim jest mniejsza, niz glebia ostrosci ukladu obiektywowego.Wskutek okresowego poruszania plaszczyzny 10 ogniskowania, glebokosc modulacji sygnalu S do¬ starczanego przez laser diodowy, zmienia sie okre¬ sowo z niska czestotliwoscia. Wobec braku okre¬ sowej zmiany sygnal S w funkcji ogniskowania jest przedstawiony za pomoca krzywej 50 z fig. 9. 15 Punkt Fo odpowiada sytuacji, w której przecietnie wiazka czytajaca jest ostro zogniskowana na sciez¬ ce. Punkt F± odpowiada sytuacji zogniskowania za powierzchnia struktury informacyjnej, a punkt F2 sytuacji zogniskowania przed powierzchnia 2o struktury informacyjnej. Okresowa zmiennosc og¬ niskowania jest przedstawiona przez krzywa 51. / Osie t oznaczaja osie czasu. Okresowa zmiennosc ogniskowania wywoluje nisko-czestotliwosciowa skladowa wyjsciowego sygnalu S lasera diodowe- 25 go, która to skladowa jest przedstawiona przez krzywe 52, 53 i 54. Tt jest okresem zmiennosci ogniskowania. Skladowa sygnalu odpowiadajaca' krzywej 54, która wystepuje jesli wiazka czyta¬ jaca jest prawidlowo zogniskowana srednio w cza- 30 sie, posiada czestotliwosc równa podwojonej cze¬ stotliwosci z jaka wystepuje zmiennosc ognisko¬ wania. Skladowe sygnalu odpowiadajace krzywym 52 i 53 posiadaja te sama czestotliwosc jak zmien¬ nosc ogniskowania, ale fazy tych skladowych sa 35 wzgledem siebie przesuniete o 180°.- Za pomoca detekcji fazy, w podobny sposób jak opisano to dla detekcji bledów polozenia plamki czytajacej wzgledem srodka czytanej sciezki, usta¬ la sie czy przecietnie wiazka czytajaca jest pra- 40 widlowo zogniskowana, a w jakim kierunku wy¬ stepuje blad. Do tego stosuje sie uklad podobny do przedstawionego na fig. 5. W obwodzie 27 faza nisko-czestotliwosciowej skladowej sygnalu S jest porównywana z faza okresowej zmiennosci ogni- 45 skowania. Na wyjsciu obwodu 27 uzyskuje sie sy¬ gnal S/, którym koryguje sie ogniskowanie.Okresowa zmiennosc ogniskowania jest uzyska¬ na przez 0 spowodowanie oscylacji lasera diodowe¬ go wzdluz osi optycznej. W tym celu stosuje sie 50 na przyklad uklad magnetyczny, którego przekrój poprzeczny przedstawiono na fig. 6.Na figurze 10 kierunek 19 jest kierunkiem wia¬ zki laserowej. Elementy 55, 56, 57, 58 i 59 odpo¬ wiadaja elementom 45, 46, 57, 48 i 49 z fig. 8. 55 Napedzajaca cewka jest pobudzana przemiennym pradem o czestotliwosci np. 50 kHz i malej am¬ plitudzie tak, ze plaszczyzna, w której wiazka czy¬ tajaca jest zogniskowana, jest przesunieta o dzie¬ siate czesci \im w kierunkuX. 60 Dla korygowania sredniego polozenia plaszczy¬ zny ogniskowania przy zastosowaniu sygnalu S/, regulowana jest odleglosc ogniskowa ukladu obie¬ ktywowego albo przesuwa sie uklad obiektywowy za pomoca ukladu magnetycznego. Jednakze cze- ^ sciej reguluje sie srednie polozenie plaszczyzny ogniskowania przez korekcje polozenia lasera dio¬ dowego wzdluz osi optycznej przez zastosowanie pradu proporcjonalnego do sygnalu S/, który to prad pobudza cewke 56 w ukladzie wedlug fig. 10.Do okresowej zmiany ogniskowania wiazki czy¬ tajacej, albo do korekcji przecietnej pozycji plasz¬ czyzny ogniskowania' mozna równiez zastosowac w miejsce elementów elektromagnetycznych elemen¬ ty elektrostrykcyjne.Jesli polaczy sie opisane metody detekcji polo¬ zenia plamki czytajacej polozenia plaszczyzny ogniskowania w jednym urzadzeniu do odczytu, to w sygnale wyjsciowym lasera diodowego wy¬ stepuja dwie nisko-czestotliwpsciowe skladowe.Aby te skladowe w sposób nalezyty dawaly sie odrózniac od siebie, czestotliwosci, z którym plam¬ ka czytajaca oscyluje na powierzchni sciezek i prostopadle do tej powierzchni sciezek, wybrane sa odpowiednio, odrózniajac sie znacznie w taki sposób, ze sygnaly nie zawieraja zadnych swoich wyzszych harmonicznych wzajemnie. Czestotliwosc sygnalu sterujacego powinna byc wysoka. Ponad¬ to potrzebne sa dwa generatory sygnalów. We¬ dlug wynalazku jednakze, obydwie oscylacje moga miec te sama czestotliwosc.Obydwie nisko-czestotliwosciowe skladowe wyj¬ sciowego sygnalu S lasera diodowego, do okresle¬ nia bledu ogniskowania i do okreslenia bledu w polozeniu plamki czytajacej wzgledem srodka czy¬ tanej sciezki, sa porównywane z sygnalem odnie¬ sienia. Sygnal odniesienia jest okreslony przez przesuw lasera diodowego wzdluz osi optycznej, albo przez ruch plamki czytajacej poprzecznie do kierunku sciezki. Skladowe nisko-czestotliwosciowe sa obydwie w fazie, albo w fazie przeciwnej wzgle¬ dem skojarzonego z nimi sygnalu odniesienia. Je¬ sli sygnaly odniesienia sa wzgledem siebie przesunie¬ te w fazie o 90°, skladowe nisko-czestotliwosciowe róznia sie znacznie i sygnaly odniesienia maja te sama czestotliwosc. Sygnaly odniesienia sa wów¬ czas dostarczane przez jeden generator, a faza jed¬ nego z sygnalów odniesienia jest przesunieta o 90° wzgledem fazy drugiego sygnalu odniesienia.Dla okreslenia bledu polozenia plamki czytaja¬ cej wzgledem srodka czytanej sciezki, stosuje sie zasade opisana w holenderskim zgloszeniu paten¬ towym PHN 6296. Zgodnie z ta zasada oprócz wiazki czytajacej dwie pomocnicze wiazki sa rzu¬ towane na strukture informacyjna, które to po¬ mocnicze wiazki sa emitowane przez oddzielne lasery gazowe, albo sa wydzielane z wiazki czy¬ tajacej. Pomocnicze wiazki po zetknieciu sie ze struktura informacyjna sa skierowane do oddziel¬ nych pomocniczych detektorów. Znane urzadzenia posiadaja te wady, ze znaczna ilosc promieniowa¬ nia jest tracona, tak ze droga promieniowania jest dosc skomplikowana, a stabilnosc urzadzenia powinna spelniac surowe wymagania. Ponadto nie¬ pozadane zmiany w wiazce lasera gazowego wply¬ waja na wytwarzane sygnaly sterujace.W rozwiazaniu wedlug wynalazku wykorzystano fakt, ze trzy lasery diodowe moga byc latwo po¬ laczone. W takim przypadku nie trzeba ustawiac wzajemnie wzgledem siebie ani wiazek ani zródel116 457 ¦ V 13 14 promieniowania. Jesli wiazki laserowe odbite przez nosnik zapisu sa ponownie przechwytywane przez lasery diodowe, nie potrzeba stosowac dodatko¬ wych detektorów. Odczytowe urzadzenie jest bar- clzo prostej konstrukcji, jak przedstawiono na 5 fig. 12.Figura 11 przedstawia przyklad zlozonego la¬ sera diodowego 60, który zawiera trzy lasery dio¬ dowe. Ten laser diodowy posiada wspólna war¬ stwe 62 o przewodnosci typu n, na której umie¬ szczona jest wspólna* elektroda 61. Warstwa o prze¬ wodnosci typu p jest rozdzielona na trzy sekcje 66, 67 i 68, które przez oddzielne elektrody 69, 70 i 71 sa dolaczone do pradowego zródla 18. Obsza¬ ry aktywne, w których wystepuje akcja laserowa sa oznaczone 63, 64 i 65. Na fig. 11 wiazki lasero¬ we sa skierowane w strone czytnika.Wiazki laserowe na fig. 12 sa oznaczone bt, b2 i bj. Wiazka bL jest wiazka czytajaca zogniskowa¬ na przez uklad obiektywowy 7 do postaci plamki czytajacej Vt na powierzchni struktury informa¬ cyjnej. Wiazki bt i bt sa pomocniczymi wiazkami o jednakowym natezeniu. To natezenie jest mniej¬ sze niz dla wiazki b^ Wiazki bj i bj sa zognisko¬ wane do postaci pomocniczych plamek \t i Vs.Srodki pomocniczych plamek sa przesuniete wzgle¬ dem srodka plamki czytajacej w przeciwnych kierunkach o odleglosc równa na przyklad V4 szerokosci sciezki w kierunku poprzecznym do sciezki. Przez nieznaczne przechylenie zlozonego lasera diodowego wokól osi optycznej ukladu obie¬ ktywowego uzyskuje sie, ze dodatkowe plamki sa nieznacznie odsuniete w przeciwnych kierunkach od plamki czytajacej w kierunku wzdluznym scie¬ zek.Figura 11 ilustruje równiez* jak przetwarzane sa sygnaly wyjsciowe poszczególnych laserów dio¬ dowych. Sygnal diody odczytowej jest doprowadza¬ ny do obwodu elektronicznego 9 przez górnopa- smowy filtr 72, a wysoko-czestotliwosciowy sygnal informacji Si wystepuje na wyjsciu wspomnianego obwodu. Sygnaly wyjsciowe pomocniczych laserów diodowych sa doprowadzane przez dolnopasmowe filtry 73 i 74 do obwodu elektronicznego 75, w któ¬ rym sygnaly te sa porównywane wzajemnie r/e soba i w którym wytwarzany jest sygnal steruja¬ cy Sr. Przy pomocy, tego sygnalu sterujacego sa korygowane polozenia pomocniczych plamek pro¬ mieniowania, na przyklad za pomoca ukladu przed¬ stawionego na fig,. 8 w ten sposób, ze sygnal Sr osiaga zero. Polozenie plamki czytajacej jest wów¬ czas równiez korygowane.Zlozony laser diodowy z trzema oddzielnymi laserami moze byc równiez zastosowany do de¬ tekcji bledu ogniskowania. W tym celu plaszczy¬ zna, z której wiazki laserowe wychodza z diody laserowej, powinna byc umieszczona ukosnie wzgledem osi optycznej uklaclu obiektywowego.Fig. 13 przedstawia taka sytuacje. Zródla laserowe sa rozmieszczone w róznych odleglosciach od ukla¬ du obiektywowego, tak ze plamki promieniowa¬ nia Vi, V2 i V» stanowiace obrazy zródel lasero¬ wych formowane przez uklad obiektywowy znaj¬ duja sie w róznych plaszczyznach. Nalezy zauwa¬ zyc, ze dodatkowe wiazki promieniowania b, i bs maja te same natezenia, ze plamka Vt lezy przed* plamka \t w takiej samej odleglosci jak, plamka V2 za plamka Vt, przy czym plamki Vi, V2 i V8 maja takie same promieniowe polo¬ zenia.Jesli, jak przedstawiono na fig. 13, wiazka czy¬ taj ?Lca jest dokladnie zogniskowana na powierzchni sciezki, natezenie promieniowania odbierane przez, diode odczytowa jest maksymalne, nie liczac mo¬ dulacji powodowanej przez szczególy informacyjne.Pomocnicze wiazki promieniowania b2 i b3 sa nato¬ miast rozogniskowane i pomocnicze diody odbie¬ raja mniejsze natezenie promieniowania, które jednakze jest takie samo dla obydwu pomocni¬ czych diod. Jesli powierzchnia sciezek jest przesu¬ nieta w prawo natezenie powracajacej pomocniczej wiazki b2 jest wieksze niz powracajacej pomocniczej wiazki b3. Jesli powierzchnia sciezek jest przesunieta w lewo, natezenie powracajacej wiazki bj jest wieksze, niz dla powracajacej wiazki -b* Przez po¬ równywanie niskcozestotliwosciowych skladowych sygnalów wyjsciowych pomocniczych diod wykry¬ wa sie wielkosc i kieruneik bledu ogniskowania. To osiaga sie w ukladzie podobnym do przedstawio¬ nego na fig. 11. Obwód 75 dostarcza wówczas sy¬ gnal sterujacy S/ do korekcji ogniskowania.Jak wczesniej stwierdzono, zaleta odczytu ze sprzezeniem zwrotnym jest to, ze optyczny zespól odczytu jest bardzo prostej konstrukcji, taki ze¬ spól istotnie zawiera tylko zespól promieniujaco- -detekcyjny oraz uklad obiektywowy. Przy zasto¬ sowaniu sposobów uzyskiwania sygnalu sterujace¬ go opisanych powyzej nie trzeba dodawac do ze¬ spolu odczytu zadnych dodatkowych elementów optycznych. Kompletny zespól optycznego odczytu- moze wówczas skladac sie jedynie z malej lampy o dlugosci na przyklad 60 mm i srednicy na przy¬ klad 20 mm. Ta lampa zdolna jest dostarczyc oby¬ dwa wysokoczestotliwosciowe sygnaly informacji i sygnaly sterujace.Do odczytu jednej sciezki okraglego nosnika zapisu w ksztalcie dysku, nosnik jest obracany wokól swe¬ go srodka. Do kolejnego odczytu wszystkich scie¬ zek zespól odczytowy jest przesuwany wzdluz pro¬ mienia nosnika zapisu. W tym celu oprawka, w której umieszczony jest ruchomo ten zespól, jest polaczona z napedem wózkowym jak opisano w publikacji „Philips Technical Review", 33 nr 7, strony 178—180. Dobra regulacje polozenia plamki czytajacej wzgledem sciezki czytanej i regulacje- ogniskowania wiazki czytajacej uzyskuje sie przeL przesuwanie zespolu odczytowego w jego oprawce w kierunku, który jest poprzeczny do kierunku wzdluznego i w kierunku wzdluznym. Ogniskowa¬ nie jest wówczas mozliwe z dokladnoscia ponizej 0,5 [im, a ustalenie polozenia jest mozliwe z do¬ kladnoscia ponizej 0,1 jum. Do tego celu zespól od¬ czytowy zewnetrznie wyposazony jest w elektro¬ mechaniczne elementy napedu, a fig. 16 przedsta¬ wia ten zespól w przekroju poprzecznym., Do przesuwania zespolu w kierunku wzdluznym zespól jest wyposazony w uklad magnetyczny po¬ dobny do przedstawionego na fig. 10. Zespól zró¬ dla promieniowania i detektora 101 umieszczony jest wewnatrz wydrazonego cylindrycznego korpu- 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60, 11* 4S7 1S 16 -su 160. Do cewki 56 z fig. 10 doprowadzony jest sygnal S/. Ruch zespolu odczytowego w kierunku poprzecznym jest uzyskany za pomoca ukladu magnetycznego podobnego do przedstawionego na fig. 8, a korpus 100 jest wówczas umieszczony w miejscu polozenia lasera diodowego 6 i sygnal Sr Jest doprowadzony do cewki 46.W holenderskim zgloszeniu patentowym PHN 8390 polozenie plamki czytajacej wzgledem czyta¬ nej sciezki jest korygowane przez obrotowe pod¬ parcie zespolu odczytowego wokól osi. Fig. 14 i 15 przedstawiaja elementy napedowe do realizacji ruchu obrotowego i ruchu osiowego zespolu.Na figurze 14 cylindryczny korpus 160 obejmu¬ jacy zespól odczytu optycznego Jest umieszczony wewnatrz zespolu elektromechanicznego. Obwód magnesu stalego zawiera osiowo namagnesowany staly magnes 80 ze srodkowym otworem 81 i dwo¬ ma nabiegunnikami 82 i 83 na obydwu osiowych koncach. Wydrazony z miekkiego zelaza rdzen 84 Jest umieszczony w^ srodkowym otworze 81. Kon¬ strukcja cylindrycznej cewki 85 umieszczona wspól¬ osiowo wokól rdzenia 84 z miekkiego zelaza jest przymocowana do cylindrycznego korpusu 100, która to konstrukcja Jest osiowo przesuwana w pierscieniowej powietrznej szczelinie 86 miedzy nabiegunnikiem 82 i rdzeniem 84. Elementem no¬ snym do ogniskowania jest powierzchnia nosna do równoleglego prowadzenia korpusu 100 i zawie¬ ra pierwsza tuleje nosna 88 polaczona z rama i druga tuleja 89 polaczona z obiektywem, który jest osio¬ wo ruchomy wzgledem tulei nosnej 88. Nosna tu¬ leja 88 jest sztywno polaczona z rdzeniem 84 za pomoca dwóch nosnych sworzni 90. Te nosne sworznie sa sztywno umocowane do rdzenia 84. podczas gdy dwie nosnie tuleje 91 na sztywno umocowane do nosnej tulei 88 sa na sworzniach podparte obrotowo. W przedstawionym przykladzie wykonania nosna tuleja 89 jest na sztywno pola¬ czona z korpusem 100 i jest ruchoma w nosnej tulei 88. Oczywiscie mozliwe jest równiez zastoso¬ wanie samej zewnetrznej sciany korpusu 100 jako -czesci urzadzenia w charakterze nosnej powie¬ rzchni.Znaczna korzyscia wynikajaca z konstrukcji we¬ dlug fig. 14 jest to, ze korpus 100 jest ruchomy w kierunku swojej osi optycznej 92, a dla korekcji polozenia plamki czytajacej wzgledem srodka czy¬ tanej sciezki. wokól osi obrotu 93, za pomoca tylko pojedynczego ukladu elektromagnetycznego, a sta¬ ly magnes 80 spelnia podwójna funkcje. Konstruk¬ cja cewki 85 jest zaopatrzona w dwie cewki 94 umieszczone symetrycznie po obydwu stronach osi obrotu 93, co przedstawiono takze na fig. 15. Oby¬ dwie cewki sluza do ogniskowania i ustawiania plamki czytajacej. Za pomoca plyty montazowej 95, jak przedstawiono na fig. 14, na której jest osadzony cylindryczny rdzen 84 wykonany z miek¬ kiego zelaza, zrealizowana jest konstrukcja, w któ¬ rej miedzy kazdym nabiegunnikiem 82 i 83 a rdze¬ niem 84 jest utworzona pierscieniowa szczelina po¬ wietrzna, mianowicie powietrzne szczeliny 86 i 87.W ten sposób uzyskuje sie elementy elektromagne¬ tyczne wysokiej sprawnosci do nadawania korpu- rsowi 100 ruchu osiowego i obrotowego. Czesc zwo¬ jów 96 kazdej cewki, jak przedstawiono na fig. 15, znajduje sie w powietrznej szczelinie 86, a druga czesc 97 w powietrznej szczelinie 87. Te czesci 86 i 97 sa rozmieszczone tak, ze zabezpieczaja taki 5 sam wplyw sterujacy na wytwarzany elektronicz¬ nie moment obrotowy wokól osi obrotu 93.Sily elektromagnetyczne, które sa wywierane na czesci 96 i 97 cewek 94 sa skierowane osiowo.Ruchy ogniskowania uzyskuje sie jesli kierunki pradu plynacego przez odpowiednie czesci 96 i 97 dwu cewek sa tak dobrane, ze sily osiowe maja ten sam kierunek i sa równej wielkosci. W przy¬ padku odchylenia od tego uzyskuje sie ruch obro¬ towy korpusu 100, który jest wykorzystany do ustawienia plamki czytajacej wzgledem czytanej sciezki.Kiedy odczytywany jest nosnik zapisu z zareje¬ strowanym programem telewizyjnym, równiez ko¬ nieczna jest korekcja polozenia plamki czytajacej w kierunku stycznym, to jest w kierunku wzdluz czytanej sciezki. Jak to przedstawiono w holender¬ skim zgloszeniu patentowym PHN 6623 odchylenie polozenia stycznego plamki czytajacej jest wykry¬ wane za pomoca tych samych pomocniczych pla¬ mek V, i V, jak na fig. 12, które sa uzyte do detekcji bledu polozenia promieniowego plamki czytajacej. Faza sygnalów sterujacych dostarcza¬ nych przez lasery diodowe jest wówczas przesunie¬ ta o wartosc równa V4 okresu obrotu okraglego nosnika zapisu. Do korekcji polozenia stycznego plamki czytajacej mozliwe jest równiez zastosowa¬ nie elementów elektromagnetycznych. Kompletne urzadzenie wedlug fig. 14 jest wówczas na przy¬ klad wlaczone w dalszy uklad magnetyczny, który przesuwa to urzadzenie w kierunku wzdluznym czytanej sciezki.W miejsce elementów elektromagnetycznych mo¬ zna równiez stosowac elementy elektrostrykcyjne do realizowania osiowego, promieniowania i stycz¬ nego przemieszczania zespolu odczytowego wzgle¬ dem nosnika zapisu.Na figurze 16 korpus cylindryczny, w który jest zaopatrzony zespól optycznego odczytu jest ozna¬ czony 100. Laser diodowy i skojarzone obwody stanowia zespól zródla promieniowania i detekto¬ ra 101. Laser diodowy jest zasilany przez linie 102.Wysokoczestotliwosciowy sygnal informacji Si i sy¬ gnaly sterujace S/, Sr i St (stycznosci) wystepuja na liniach 103, 104, 105 i 109. Do detekcji bledu ogniskowania laser diodowy moze zawierac trzy oddzielne zródla laserowe, jak to opisano odnosnie fig. 13. Do detekcji polozenia plamki czytajacej wzgledem czytanej sciezki, zródlo laserowe dostar¬ czajace wiazke czytajaca ma ksztalt na przyklad wedlug fig. 5 i 6. Inne kombinacje metod opisa¬ nych do detekcji bledu ogniskowania i polozenia plamki czytajacej s#a oczywiscie mozliwe.Obszar promieniowania lasera diodowego na przyklad 2,5 \im powinien byc zobrazowany na strukturze informacyjnej. Podczas gdy w urzadze¬ niu do odczytu z laserem gazowym zródlo pro¬ mieniowania jest umieszczone w stosunkowo wie¬ kszej odleglosci od ukladu obiektywowego, odle¬ glosc miedzy laserem diodowym i ukladem obie¬ ktywowym w zespole odczytu optycznego wedlug u 20 25 35 40 45 50 55 60 «5116 457 17 13 -wynalazku jest mala. Ponadto uklad obiektywowy powinien spelniac wiecej scislych wymagan pod wzgledem wielkosci pola obiektywu. Dlugosc fali promieniowania wytwarzanego przez laser diodo- -wy np. 890 mm jest znacznie wieksza niz dla pro¬ mieniowania dostarczanego przez laser helowo-ne- onowy np. 633 mm, tak ze liczba otworu wedlug wynalazku powinna byc znacznie wieksza np. 0,63, niz dla ukladu obiektywowego stosowanego w urzadzeniu do odczytu z laserem helowo-neono- wym, w którym liczba otworu wynosi np. 0,45.Obraz lasera diodowego formowany przez uklad obiektywowy musi byc plaszczyzna wysokiego -stopnia.Aby spelnic te wymagania nalezy wybrac uklad obiektywowy ze stosunkowo duza liczba elemen¬ tów obiektywu. W przedstawianym przykladzie liczba elementów w ukladzie obiektywowym jest ograniczona do dwóch, a uklad ten jest wytworzo¬ ny w stosunkowo prosty sposób. Jak wynika z fig. 16, uklad obiektywowy zawiera dwie pojedyn¬ cze soczewki 106 i 108. Uklad jest pólsymetryczny, co oznacza, ze parametry soczewek 106 i 108 sa wzajemnie od siebie zalezne, jesli dany jest poza¬ dany stopien powiekszenia ukladu. Kazda z socze¬ wek 106 i 108 ma dwie asferyczne powierzchnie.Takie soczewki, zwane równiez soczewkami bisfe- rycznymi sa opisane w holenderskim zgloszeniu patentowym PHN 7634.Jesli wymiary promieniujacej powierzchni lasera diodowego nie sa wieksze niz pozadane wymiary plamki czytajacej, soczewki 106 i 108 maja tylko formowac obraz jak 1 do 1. Wówczas moga byc zastosowane identyczne soczewki, a uklad socze¬ wek jest symetryczny, tak ze nie beda wystepo¬ wac bledy asymetrycznosci, jak aberracja koma- tyczna i astygmatyzm. Fakt, ze wiazka laserowa miedzy soczewkami 106 i 108 jest wiazka promieni równoleglych jak na fig. 16, jest zaleta z punktu widzenia tolerancji produkcji.Problemem, który powstaje przy stosowaniu la¬ sera diodowego jest to, ze promieniowanie lase¬ rowe jest astygmatyczne. Ten astygmatyzm jest wynikiem wad powstalych podczas wytwarzania laserów diodowych, albo charakteru falowodowe¬ go lasera diodowego. W miejsce promieniowania ze sferycznym czolem fali jest wówczas emitowa¬ ne promieniowanie z toroidalnym czolem fali.Astygmatyzm jest redukowany za pomoca soczewki korekcyjnej 107 tak dalece, ze nie jest zauwazal¬ ny. Soczewka 107 jest korzystnie soczewka cylind¬ ryczna, a kierunek osi cylindra jest okreslony przez astygmatyzm lasera diodowego. Soczewka 107 moze byc alternatywnie tak zwana „soczewka zerowa". Taka soczewka, która jest znana z lite¬ ratury optycznej, ma zerowa paraksjalna zdolnosc zalamywania. Promien krzywizny powierzchni czo¬ lowej soczewki wybiera sie tak, ze soczewka iako calosc nie posiada wlasnosci zalamywania promie¬ niowania. Przez wychylenie tej soczewki o wla¬ sciwy kat, tak ze os optyczna soczewki tworzy wlasciwy kat z osia optyczna ukladu utworzonego przez soczewki 106 i 108, soczewka wykazuje okre¬ slony astygmatyzm. Soczewka zerowa bedzie za¬ stosowana zwlaszcza wtedy kiedy przewiduje sie, ze astygmatyzm laserów diodowych bedzie wyka¬ zywal pewien rozrzut. Punkt glówny rozrzutu okresla sie eksperymentalnie i wylicza odpowied¬ ni kat wychylenia soczewki zerowej tak, ze w 5 przypadku seryjnej produkcji zespolu odczytu optycznego stosuje sie sredni kat wychylenia ze¬ rowej soczewki, albo konieczna jest tylko nie¬ znaczna korekcja. xo Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie optycznego odczytu do analizowa¬ nia nosnika zapisu posiadajacego sciezkowa struk¬ ture informacyjna odbijajaca promieniowanie, pod- 15 czas przemieszczania nosnika zapisu i urzadzenia odczytujacego wzgledem siebie, które to urzadzenie odczytujace zawiera uklad obiektywowy do ogni¬ skowania wiazki czytajacej w plamke czytajaca na strukturze informacyjnej oraz zespól zródla 20 promieniowania i detektora, który to zespól za¬ wiera pólprzewodnikowy laser diodowy bedacy zarówno zródlem promieniowania wytwarzajacym wiazke czytajaca jak i detektorem wiazki czyta¬ jacej odbitej przez strukture informacyjna, zna- 25 imienne tym, ze zespól zródla promieniowania i de¬ tektora (6) zawiera optyczne i/lub elektroniczne elementy, takie jak pomocnicze lasery diodowe (62, 63, 66; 62, 65, 68), cewki (46, 56; 85, 94), ele¬ ktryczne filtry (25, 26; 72, 73, 74) i obwody ele- 3(j ktroniczne (9, 27; 75) wytwarzajace sygnaly ele¬ ktryczne pod wplywem promieniowania odbitego przez nosnik zapisu (1) w zaleznosci ód bledów usy¬ tuowania plamki czytajacej (V, Vt) wzgledem scie¬ zek (3) i/lub w zaleznosci od odchylen pomiedzy 35 plaszczyzna struktury informacyjnej a plaszczyzna ogniskowania ukladu obiektywowego (7; 106, 107, 108), a ponadto wyjscia wspomnianych obwodów elektronicznych (9, 27; 75) sa dolaczone do elemen¬ tów elektromechanicznych (45, 46, 47; 55, 56, 57) 40 sluzacych do korygowania polozenia plamki czyta¬ jacej wzgledem sciezki i/lub do korygowania od¬ chylenia pomiedzy plaszczyzna struktury iiiioima- cyjnej a plaszczyzna ogniskowania ukladu obiekty¬ wowego. 45 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze zespól zródla promieniowania i detektora (6) zawiera elektroniczny obwód sterowania (15', 15"; 45, 46, 47) dolaczony do zródla okresowego sygnalu elektrycznego (24) i powodujacy okresowy ruch 50 wiazki czytajacej (b) poprzecznie wzgledem kie¬ runku sciezki, przy czym w elektronicznym obwo¬ dzie detektora (9, 25, 27) zawarty jest filtr dolno- przepustowy (26), a ponadto wyjscie obwodu de¬ tektora (9, 25, 27) jest dolaczone do ?elementu 55 elektromechanicznego, który zawiera cewke nape¬ dzajaca (46), oprawke (45) i magnes trwaly (47), dla korekcji polozenia plamki czytajacej (V) wzgle¬ dem sciezki (3). 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 2, znamienne tym, 60 ze elektroniczny obwód sterowania (15', 15") stano¬ wi pewna liczba podelektrod na pólprzewodniko¬ wej warstwie lasera diodowego, przy czym te podelektrody sa dolaczone do zródla okresowego sygnalu elektrycznego (24). 65 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 2, znamienne tym,116 457 19 20 ze elektroniczny obwód sterowania (15', 15") utwo¬ rzony jest przez element elektromechaniczy za¬ wierajacy cewke napedzajaca (46), oprawke (45) i magnes trwaly (47). 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 2, znamienne tym, ze zespól zródla promieniowania i detektora (6) wyposazony jest w element elektromechaniczny za¬ wierajacy cewke napedzajaca (56), oprawke (55) i magnes trwaly (57), które sa dolaczone do zródla okresowego sygnalu elektrycznego dla zapewnienia, ze zespól zródla promieniowania i detektora (6) jest ruchomy okresowp w kierunku osi optycznej ukladu obiektywowego (7), przy czym w elektro¬ nicznym obwodzie detektora zawarty jest filtr dolnoprzepustowy, a ponadto wyjscie obwodu de¬ tektora jest dolaczone do cewki napedzajacej (56) dla korygowania polozenia zespolu zródla promie¬ niowania i detektora (6) wzdluz osi optycznej. 6. Urzadzenie wedlug zastrz. 2 lub 5, znamien¬ ne tym, ze okresowe ruchy wiazki czytajacej (b) poprzecznie wzgledem kierunku sciezki oraz ze¬ spolu zródla promieniowania i detektora (6) wzdluz osi optycznej okreslone sa odpowiednio przez funkcje p(f-t) oraz p(nf-t + «/2), gdzie p oznacza funkcje okresowa, f oznacza czestotliwosc z która odbywa sie jeden z ruchów, a n = 1, 2 itd. 7. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze zespól zródla promieniowania i detektora (6) oprócz glównej diody laserowej (62, 64, 67) wy¬ twarzajacej wiazke czytajaca (bx) zawiera dwie pomocnicze diody laserowe (62, 63, 66; 62, 65, 68), wytwarzajace pomocnicze wiazki (ba, bt) o jedna¬ kowym natezeniu, przy czym kazdy pomocniczy laser diodowy stanowi detektor dla swojej wla¬ snej wiazki. i 8. Urzadzenie wedlug zastrz. 7, znamienne tym, ze diody laserowe (62, 64, 67; 62, 63, 66; 62, 65, 68) sa umieszczone wzdluz linii, przebiegajacej pod katem ostrym wzgledem kierunku wzdluznego od¬ czytywanej sciezki (3), a pomocnicze plamki pro¬ mieniowania (Vt,V|) utworzone przez pomocnicze lasery diodowe sa przesuniete w bok wzgledem sciezki w przeciwnych kierunkach w stosunku do srodka czytajacej plamki promieniowania (Vt). a ponadto wyjscia pomocniczych laserów diodowych sa dolaczone do obwodu odejmujacego, którego wyjscie jest dolaczone do elementu elektromecha¬ nicznego (45, 46^ 47) dla korygowania polozenia odczytujacej plamki promieniowania (VJ wzgle¬ dem sciezki (3). 9. Urzadzenie wedlug zastrz. 7, znamienne tym,. 5 ze diody laserowe (62, 64, 67; 62, 63, 66; 62, 65, 68) sa umieszczone w plaszczyznie przebiegajacej pod katem ostrym wzgledem osi optycznej ukladu obiektywowego (7), przy czym pomocnicze plamki promieniowania (V2, V3) utworzone przez pornoc- 10 nicze lasery diodowe zajmuja takie samo poloze¬ nie, jezeli patrzy sie w kierunku bocznym wzgle¬ dem sciezki (3), a ponadto wyjscia pomocniczych. laserów diodowych sa dolaczone do obwodu odej¬ mujacego, którego wyjscie jest dolaczone do ele- 15 mentu elektromechanicznego (55, 56, 57) dla kory¬ gowania odchylenia pomiedzy plaszczyzna struktu¬ ry informacyjnej a plaszczyzna ogniskowania ukla¬ du obiektywowego (7). 10. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, 20 ze wyjscie obwodu elektronicznego (9,27; 75) jest po¬ laczone zwejsciem zespolu elektromechanicznego (80,. 85, 88, 89, 90), w którego wnetrzu znajduje sie wydrazony korpus cylindryczny (100), w którym umieszczony jest zespól zródla promieniowania 2B i detektora (101) oraz uklad obiektywowy, dla korygowania polozenia korpusu (100) w kierunku wzdluznym i/lub w przynajmniej jednym z dwóch wzajemnie prostopadlych kierunków, które sa pro- stopadle do kierunku wzdluznego. 11. Urzadzenie wedlug zastrz. 10, znamienne tym, ze uklad obiektywowy jest pólsymetryczny i sklada sie z pierwszej soczew,ki (106) i drugiej soczewki (108) o powierzchniach asferycznych. 12. Urzadzenie wedlug zastrz. 11, znamienne tym, ze pierwsza soczewka (106) i druga soczewka (108) sa identyczne, przy czym pierwsza soczewka (106) jest soczewka dajaca wiazke promieni równo¬ leglych. 13. Urzadzenie wedlug zastrz. 11 lub 12, zna¬ mienne tym, ze pomiedzy pierwsza soczewka (106) a druga soczewka (108) umieszczona jest soczewka korekcyjna (107), kompensujaca astygmatyzm. 14. Urzadzenie wedlug zastrz. 13, znamienne tym, ze soczewka korekcyjna (107) jest soczewka zerowa, której os optyczna tworzy pewien kat z osia optyczna ukladu utworzonego przez pierw¬ sza soczewke (106) i druga soczewke (108). 35 40 45116 457 «4 i 3 22 a-a- I3L_ Fig. 4 y 18 20 "^ij10 Al J 15 Ml Fig. 3 id -i 25 ]-d] ' * 26 H hOZH 27 I • Fig. 5 i2—u i,— U 11 ,15* t= fti AZ AZ 15' Fig. 6116 457 i.Fig. 9 Fig. 10116 457 Fig. 16 PL