Przedmiotem wynalazku jest opto-elektroniczny uklad detekcji bledu ogniskowania. Uklad stosowany jest do wykrywania odchylenia pomiedzy odbijajaca promienio¬ wanie powierzchnia, a powierzchnia ogniskowania ukladu obiektywowego, w systemie optycznego obrazowania, zwlaszcza w urzadzeniu do odczytu nosnika zapisu z op¬ tyczna odbijajaca promieniowanie struktura informacyjna oraz w urzadzeniu do optycznego zapisu informacji na nos¬ niku zapisu.Znany dotychczas uklad detekcji bledu ogniskowania zawiera element rozszczepiajacy wiazke promieniowania umieszczony na drodze przejscia tej wiazki, która zostaje odbita przez wspomniana powierzchnie, umieszczona za rozszczepiajacym wiazke elementem.Uklad ponadto zawiera detekcyjny zespól czuly na pro¬ mieniowanie, zawierajacy dwa detektory, z których kazdy skojarzony jest z jedna pod-wiazka formowana przez rozszczepiajacy wiazke element, a wyjscia tych detektorów sa polaczone z wejsciami elektronicznego obwodu, w któ¬ rym z sygnalów detekcyjnych jest wyprowadzany sygnal bledu ogniskowania.Tego rodzaju uklad detekcji bledu ogniskowania, który jest odpowiedni do stosowania w testowaniu obiektywów, przedstawionyjest w wylozeniowym opisie RFN nr 1 299134.W rozwiazaniu tym detektory zespolu detekcyjnego czu¬ lego na promieniowanie sa podzielone na dwa pod-detek- tory. W przypadku wystepowania bledu ogniskowania, plamki promieniowania powstajace na detektorach prze¬ suwaja sie w przeciwnych kierunkach, tak ze dwa zew¬ netrzne pod-detektory odbieraja inne wartosci natezenia 10 15 20 25 30 promieniowania niz dwa wewnetrzne pod-detektory. Syg¬ nal bledu ogniskowania jest otrzymywany przez porów¬ nanie wyjsciowego sygnalu sumy zewnetrznych pod-detek- torów, z wyjsciowym sygnlaem sumy wewnetrznych pod- -detektorów.Dla systemów optycznych, za pomoca których moga byc obrazowane bardzo drobne informacyjne detale, a które pracuja z duza liczba otworu, glebia ostrosci jest ma¬ la. Dla tego typu systemów obrazowania, które na przyklad sa stosowane w mikroskopach lub przyrzadach do odczy¬ tywania optycznej struktury informacyjnej z bardzo drob¬ nymi detalami lub w przyrzadach do zapisywania informa¬ cji na nosniku zapisu, waznym jest, aby odchylenie pomie¬ dzy rzeczywista a pozadana plaszczyzna ogniskowania moglo byc wykrywane, tak aby umozliwic odpowiednie skorygowanie ogniskowania.Znane jest stosowanie nosnika zapisu odczytywanego promieniowaniem optycznym jako srodka do przekazy¬ wania informacji w rodzaju programu telewizyjnego lub programu slyszalnego. Struktura informacyjna zawiera wówczas ulozone w sciezkach obszary na przemian z ob¬ szarami posrednimi, przy czym na wiazke odczytowa ob¬ szary maja inny wplyw niz obszary posrednie. Informacja jest na przyklad zawarta w przestrzennej czestotliwosci obszarów, a moze byc równiez zawarta w dlugosciach obszarów.Dla dostatecznie dlugiego czasu nagrania dla takiego nosnika zapisu, obszary i obszary posrednie powinny miec bardzo male wymiary, na przyklad szerokosc 0,5 um, sred¬ nia dlugosc 0,5 jam. Przy poprzecznym okresie wystepowa- 133 015133015 3 nia sciezek 1,7 urn na nosniku zapisu w ksztalcie kolowego dysku mozna zarejestrowac program telewizyjny o czasie nagrania okolo 30 minut, w obrebie pierscieniowego ob¬ szaru ó .wewnetrznym promieniu okolo 6,5 cm i zewnet- /rznym promieniu okolo 14 cm. Aby umozliwic odczyty- /wanie czasowych szczególów informacyjnych, struktura * informacyjna powinna byc analizowana mala plamka pro- ijjnieniowania, na przyklad o srednicy rzedu 1 um. Jesli wiazka czytajaca jesi wiazka laserowa o rozkladzie nateze¬ nia zgodnym z krzywa Gaussa, srednice nalezy rozumiec jako odleglosc pomiedzy punktami, w których natezenie jest e"2 razy wieksze od natezenia w srodku plamki promie¬ niowania.Aby mozliwe bylo formowanie tak malej plamki czyta¬ jacej, dlugosc fali A, wiazki czytajacej i liczba otworu N.A. obiektywu powinny byc odpowiednio dobrane. Stad wy¬ nika, ze srednica plamki czytajacej jest proporcjonalna do wspólczynnika A/N.A. Zwykle w praktyce wybiera sie nawet nastepujace wartosci X=0,6388 um i N.A.=0,45."Uklad obiektywowy z taka4iezb% otworu ma mala glebie ostrosci, na przyklad rzedu 0,1 um. Aby zabezpieczyc pra¬ widlowy odczyt struktury informacyjnej, uklad obiekty¬ wowy powinien byc zawsze ostro zogniskowany na po¬ wierzchni struktury informacyjnej. Poniewaz w urzadze¬ niu odczytowym odleglosc pomiedzy ukladem obiektywo¬ wym i powierzchnia struktury informacyjnej moze zmie¬ niac sie z róznych powodów, na przyklad poniewaz nos¬ nik zapisu nie jest doskonale plaski, lub z powodu wibra¬ cji elementów systemu odczytowego, nalezy przedsiewziac pewne kroki, aby wspomniane wibracje byly wykrywane, a ogniskowanie odpowiednio do tego korygowane.Jesli czasowe szczególy informacji sa zapisane na nos¬ niku zapisu, zapisujaca wiazka równiez powinna byc zog¬ niskowana do postaci malej plamki promieniowania na warstwie, na której dokonuje sie rejestracji, przy czym wspomniane kroki zabezpieczajace równiez powinny byc podjete.Do detekcji bledów ogniskowania stosuje sie wlasnie uklad detekcji bledu ogniskowania. W ukladzie tym po¬ lozenie zespolu detekcyjnego czulego na promieniowanie wzgledem osi wiazki promieniowania jest bardzo wazne.Male przemieszczenie zespolu detekcyjnego w kierunku poprzecznym do wiazki promieniowania zapoczatkowuje zmiane w rozkladzie promieniowania padajacego na de¬ tektory zespolu detekcyjnego, która to zmiana interpre¬ towana jest jako blad ogniskowania.Celem wynalazku jest opracowanie ukladu detekcji bledu ogniskowania, który jestprzenaczony do stosowania w urzadzeniu do odczytywania nosnika zapisu, jak równiez w urzadzeniu do zapisywania informacji, w którym to ukladzie wplyw bledu polozenia zespolu detekcyjnego na sygnal bledu ogniskowania jest znacznie zredukowany.Optoelektroniczny uklad detekcji bledu ogniskowania, który zawiera element rozszczepiajacy wiazke promienio¬ wania, umieszczony na drodze przejscia tej wiazki, która zostaje odbita przez powierzchnie ze struktura informacyj¬ na, umieszczona za rozszczepiajacym wiazke elementem, który ponadto zawiera detekcyjny zespól czuly na promie¬ niowanie, skladajacy sie z dwóch detektorów, z których kazdy skojarzony jest z jedna pod-wiazka formowana przez ( rozszczepiajacy element, przy czym wyjscia tych detekto¬ rów sa polaczone z wejsciami elektronicznego obwodu, w którym wytwarzany jest sygnal bledu ogniskowania, z sygnalów detekcyjnych, wedlug wynalazku charaktery¬ zuje sie tym, ze detektory umieszczone sa, w plaszczyznie ( 4 na której odbita wiazka jest zogniskowana, jesli wspomniane- odchylenie jest zerowe. Kazdy detektor ma postac kratjr i zawiera przynajmniej trzy pasy czule na promieniowanie.Wspomniany elektroniczny obwód wytwarza z detekcyj- 5 nych sygnalów sygnal bledu polozenia.Ponadto kazdy detektor jest dolaczony do oddzielnego^ urzadzenia selekcji, które skutecznie rozdziela detektor na dwie sekcje detektorowe, przy czym polozenie linii granicznej sekcji detektorowych jest regulowane zaleznie- 10 od sygnalu bledu polozenia doprowadzanego do wejscia. sterujacego obwodu selekcji.Korzystnym jest, jesli urzadzenie selekcji stanowia elek¬ troniczne obwody selekcji, a kazdy z obwodów selekcji sklada sie z dwóch rzedów tranzystorów polowych o wspól- 15 nej izolowanej bramce z porowego materialu. W kazdym rzedzie obszar zródla kazdego trfuizystora jest ^laczony z paskiem detektora, a obszary drenu wszystkieh 'tranzys¬ torów sa polaczone miedzy soba. Gradienty na$ec na dwóch. bramkach obwodu selekcji maja przeciwny5zwrot, a bram- 20 ki sa dolaczone do tego wyjscia wspomnianego elektronice nego obwodu, na którym wystepuje sygnal bledu poloze¬ nia.W rozwiazaniu wedlug wynalazku wykorzystuje sie fakt,- ze w przypadku przemieszczenia zespolu obiektywowego- 25 wzgledem osi wiazki promieniowania, plamki promienio¬ wania przesuwaja sie przez detektory w tym samym kie¬ runku.Przez okreslenie róznicy sygnalów wyjsciowych sekcji detekcyjnych dla obydwu detektorów i sumowania sygna- 30 lów róznicowych, otrzymuje sie sygnal bledu polozenia, ta- znaczy sygnal, który wskazuje blad polozenia zespolu de¬ tekcyjnego wzgledem osi wiazki promieniowania, który to sygnal bledu polozenia nie zalezy od bledu ogniskowa¬ nia. Za pomoca sygnalu bledu polozenia graniczna linia 35 kazdego z detektorów moze byc regulowana elektronicz¬ nie, tak ze te linie graniczne rzeczywiscie postepuja za plam¬ kami promieniowania. Zmiana w rozkladzie promieniowania. w wyniku bledu ogniskowania nie wystepuje wówczas^ poniewaz blad ogniskowania powoduje, ze dwie plamkL 40 czytajace poruszaja sie w przeciwnych kierunkach.Rozwiazanie wedlug wynalazku zostanie blizej objas¬ nione w przykladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie urzadzenie do odczytu informacji z zastosowaniem ukladu detekcji bledu ognis- 45 kowania, fig. 2a i 2b objasniaja zasade dzialania ukladu: detekcji bledu ogniskowania, fig. 3 — przedstawia elektro¬ niczny obwód wytwarzajacy z sygnalów detekcyjnych syg¬ nal bledu ogniskowania oraz sygnal bledu polozenia, fig. 4 — elektroniczny obwód selekcji dla kratowych detekto- 50 rów, fig. 5 — nachylenie sygnalów sterujacych dla wspom¬ nianego obwodu selekcji, fig. 6 — szczegól obwodu se¬ lekcji, fig. 7 — drugi przyklad ukladu detekcji czulego na promieniowanie i wspólpracujacego z nim urzadzenia selekcji, fig. 8 — uklad detekcji czuly na promieniowanie 55 z kratowymi detektorami dla detekcji bledu ogniskowania i dalszymi detektorami dla detekcji bledu polozenia plam¬ ki czytajacej wzgledem srodka czytanej sciezki, a fig. £ przedstawia urzadzenie do zapisu informacji z zastoso¬ waniem ukladu detekcji bledu ogniskowania. 50 Fig. 1 przedstawia nosnik zapisu 1 w ksztalcie kolowega dysku, w przekroju poprzecznym wzdluz promienia. Sciez¬ ki 2 odbijajacej informacyjnej powierzchni 2', które zawie¬ raja nie przedstawione obszary, sa prostopadle do plasz¬ czyzny rysunku. W przykladzie przyjeto, ze informacyjna 5 powierzchnia 2' stanowi górna powierzchnie nosnika za-133 015 5 pisu, a odczyt nastepuje poprzez dolna warstwe 4 nosnika zapisu, wykonana na przyklad z tworzywa sztucznego.Informacyjna powierzchnia 2' jest pokryta ochronna warst- twa 3. Nosnik zapisu jest osadzony na trzpieniu obroto¬ wym 5 napedzanym przez silnik 6.Zródlo promieniowania 7 na przyklad helowo-neonowy laser, lub pólprzewodnikowa dioda laserowa, wytwarza odczytowa wiazke b. Ta wiazka jest odbijana przez zwier¬ ciadlo 9 do obiektywowego ukladu 10, który schematycz¬ nie jest przedstawiony jako pojedyncza soczewka. Droga przejscia wiazki b prowadzi przez dodatkowa soczewke 8, która zapewnia to, ze zrenica ukladu obiektywowego jest wypelniona w optymalny sposób. Wówczas, na strukturze informacyjnej formowana jest czytajaca plamka V.Odczytowa wiazka zostaje odbita przez informacyjna strukture i podczas obrotu nosnika zapisu zostaje zmodu¬ lowana zgodnie z sekwencja obszarów na odczytywanej iciezce. Przez promieniowe przemieszczania plamki czy¬ tajacej wzgledem nosnika zapisu, cala informacyjna po¬ wierzchnia zostaje przeanalizowana.Zmodulowana wiazka odczytowa przechodzi ponownie przez obiektywowy uklad 10 i zostaje odbita przez zwier¬ ciadlo 9. Na drodze przejscia promieniowania znajduja sie elementy dla oddzielenia modulowanej wiazki odczyto¬ wej od niemodulowanej. Elementy te moga na przyklad zawierac czuly na promieniowanie pryzmat rozszczepia¬ jacy i cwierc-falowa plytke, odpowiednia do dlugosci fali wiazki odczytowej. Dla uproszczenia, wspomniane elemen¬ ty sa reprezentowane na fig. 1 przez pólprzezroczyste zwier¬ ciadlo 11. Zwierciadlo to odbija modulowana wiazke od¬ czytowa do czulego na promieniowanie detektora 12 infor- _macji. Wyjsciowy sygnal Si tego detektora 12 jest zmodu¬ lowany zgodnie z odczytana informacja i zostaje doprowa- .dzony do demodulatora 13, w którym sygnal zostaje prze¬ tworzony i przystosowany do odtwarzania obrazów za po¬ moca na przyklad telewizyjnego odbiornika 14.Aby umozliwic detekcje bledów ogniskowania, droga przejscia odbitej wiazki prowadzi przez rozszczepiajacy wiazke element 17, na przyklad optyczny klin. Za tym kli¬ fem optycznym znajduje sie czuly na promieniowanie de¬ tekcyjny uklad 18 zawierajacy dwa detektory A i B. Optycz¬ ny klin znajduje sie w takim miejscu, gdzie odbita wiazka jest jeszcze odpowiednio szeroka, to znaczy w pewnej odleglosci od plaszczyzny obrazowej obiektywowego ukla¬ du 10, w której to plaszczyznie obrazowej sa umieszczone dwa detektory A i B. Szerokosc wiazki w miejscu gdzie znajduje sie klin, powinny byc duza w porównaniu z to¬ lerancja polozenia klina poprzecznie do osi wiazki oraz w porównaniu z niedokladnosciami krawedzi klina. W ideal¬ nym przypadku krawedz bedzie prosta, ale w praktyce krawedz czesto posiada wyszczerbienia. Klin jest umiesz¬ czony w plaszczyznie, na której formowany jest przez po¬ mocnicza soczewke obraz wyjsciowej zrenicy obiektywo¬ wego ukladu. Droga przejscia odbitej wiazki prowadzi ponadto przez pólprzezroczyste zwierciadlo 19. W ten sposób wieksza czesc modulowanej wiazki czytajacej jest przekazywana do detektora informacji 12, a tylko ma¬ la czesc wiazki zostaje odbita do detektorów A i B.Optyczny klin rozszczepia wiazke na dwie pod-wiazki bi i b2, z których wiazka bL wspólpracuje z detektorem A, a pod-wiazka b2 z detektorem B. Detektory A i B sa podzie¬ lone na dwie detektorowe sekcje Ai, A2 i Bi, B2 jak przed¬ stawiono na fig. 2a i 2b. Te figury rysunku ilustruja zasade pracy urzadzenia detekcji bledu ogniskowania, przy czym 6 uwzgledniono tylko te elementy, które sa istotne dla de¬ tekcji.Na fig. 2a przedstawiono sytuacje, w której wiazka od¬ czytowa jest dokladnie zogniskowana na informacyjnej 5 strukturze 2\ W przypadku braku klina 17 odbita wiazka bylaby zogniskowana w punkcie d, jak wskazuja linie prze¬ rywane. Klin powoduje utworzenie pod-wiazek bx i b2, które sa zogniskowane w punktach e i f plamki promienio¬ wania Vi i V2. Klin 17 jest umieszczony w takiej odleglosci 10 od detektorów A i B, ze w przypadku prawidlowego ognis¬ kowania, punkty e i f znajduja sie dokladnie na granicznej linii detektorowych sekcji Ai, A2 i Bt, B2. Detektorowe sek¬ cje Ai i A2 odbieraja wówczas te sama porcje promienio¬ wania, przy czym to samo dotyczy sekcji Bx i B2. 15 Jesli ognisko F czytajacej wiazki znajduje sie z prawej strony informacyjnej struktury 2', jak przedstawiono na fig. 2b, wówczas ogniska pod-wiazek bx i b2 znajduja sie odpowieiaio w punktach e' i f. Odpowiednia sekcja Ai lub B2 detektora odbiera wiecej promieniowania niz sekcja 20 A2 lub Bi. Jesli ognisko czytajacej wiazki znajduje sie z le¬ wej strony informacyjnej struktury 2\ sytuacja zmienia sie na przeciwna i odpowiednia sekcja A2 lub Bi detektora odbiera wiecej promieniowania niz sekcja Ax lub B2.Jesli sygnaly Si, S2, S3 i S* odpowiadaja sygnalom wyjs- 25 ciowym detektorowych sekcji Ai, A2, Bi i B2, to sygnal bledu ogniskowania jest okreslony zaleznoscia: SF = (Si+S4)-(S2+S3) Sygnaly wyjsciowe detektorowych sekcji, jak to zaznaczo¬ no na fig. 1 sa doprowadzane do elektronicznego obwodu 30 20 formujacego sygnal bledu ogniskowania Sf. Sygnal ten jest doprowadzany do sterujacego obwodu 21 organu wy¬ konawczego 22, za pomoca którego obiektywowy uklad moze byc poruszany w taki sposób, ze sygnal bledu ognis¬ kowania Sf, dochodzi do wartosci zerowej. Organ wyko- 35 nawczy 22 jest korzystnie elementem elektromechanicz¬ nym, na przyklad ruchoma cewka jak to przedstawiono schematycznie na fig. 1.Fig. 3 przedstawia przyklad obwodu 20 formujacego sygnal bledu ogniskowania Sp. Sygnaly Si i S2 sa doprowa- 40 dzane do róznicowego wzmacniacza 23, a sygnaly S3 i S* do róznicowego wzmacniacza 24. Wyjscia wzmacniaczy 23 i 24 sa polaczone z wejsciami róznicowego wzmac¬ niacza 25. Na wyjsciu ostatniego wzmaniacza róznicowe¬ go 25 wystepuje sygnal (Si—S2)—(S3—S4), to znaczy sy- 45 gnal bledu ogniskowania Sf.Za pomoca detektorowych sekcji Ai, A2, Bi i B2 mozna równiez uzyskac sygnal bledu polozenia Sp, który dostar¬ cza wskazanie o odchyleniu srodka detekcyjnego ukladu dwóch detektorów A, B wzgledem osi wiazki, która to os 5o na fig. 2a jest oznaczona O—O'. Takie odchylenie moze miec miejsce w wyniku na przyklad pochylej pozycji zród¬ la laserowego, lub zwierciadla w optycznym ukladzie i tym podobnym.Jesli nie sa przewidziane zadne elementy dla detekcji, 55 a wiec korygowania bledów polozenia, bardzo surowe wymagania bylyby nalozone na polozenie detektorów A i B, wzgledem osi wiazki odczytowej podczas wspólpracy z urzadzeniem odczytowym. Jesli te surowe wymagania nie zostalyby spelnione, wspomniane polozenie mogloby 50 ciagle sie zmieniac z czasem, w wyniku zjawisk wtórnych, takich jak skurcz, lub rozszerzanie sie materialów elemen¬ tów konstrukcyjnych.W przypadku wzglednego ruchu wiazki i zespolu detek¬ torowego plamki promieniowania Vi i V2 poruszaja sie 55 w tym samym kierunku wzgledem detektorów A i B. Jesli133 015 7 na fig. 2a i Ib wiazka przesuwalaby sie w góre, plamki promieniowania Vi i V2 przesuwalyby sie w dól. Wówczas, nie zauwazajac bledu ogniskowania, odpowiednia sekcja detektorowa Ai lub Bi bedzie otrzymywala wiecej promie¬ niowania niz sekcja A2 lub B2. Dla ruchu wiazki w dól 5 sytuacja zmienia sie na przeciwna. Sygnal bledu poloze¬ nia Spjest okreslony zaleznoscia: Sp = (Si—S2) + (Sa-S4) Jak przedstawiono na fig. 3, sygnal ten otrzymuje sie przez sumowanie sygnalów wyjsciowych róznicowych wzmac- 10 niaczy 23 i 24 w sumujacym obwodzie 26. Sygnal bledu polozenia Sp daje moznosc korekcji polozenia granicznej linii detektorowych sekcji At i A2 oraz sekcji Bi i B2 wzgle¬ dem osi optycznej.Nalezy zabezpieczyc mozliwosc mechanicznego poru- 15 szania detekcyjnego zespolu 18, przy wykorzystaniu syg¬ nalu bledu polozenia Sp. Jednakie, to wymaga zastosowa¬ nia'dodatkowych srodków. Bardziej korzystnym jest roz- wiazanie wedlug wynalazku, a wiec ^regulacja elektronicz¬ ni polozenia granicznej linii pomiedzy sekcjami detekto- 20 rowymi. - Detektorowe sekcje Ai; A2 i Bt i B2 reprezentowane na fig. 2a i 2b przez oddzielne detektory, sa w rzeczywistosci czesciami jednego detektora w ksztalcie kraty. Fig. 4 przed¬ stawia detektory A i B w ksztalcie kraty. Poszczególne 25 detektory, na przyklad fotodiody rzedów A i B sa przedsta¬ wione za pomoca kwadratów z krzyzami. Przyjeto, ze dla rzedu A wlasciwa plamka promieniowania Vi jest sy¬ metryczna wzgledem linii p. Rzad A jest elektronicznie podzielany w taki sposób, ze czesc rzedu po lewej stronie 30 linii p tworzy sekcje detektorowa Ai, czesc po prawej stro¬ nie linii p tworzy sekcje detektorowa A2.Elektroniczny podzial korzystnie uzyskuje sie za pomoca obwodu elektronicznej selekcji. Taki obwód selekcji jest przedstawiony w publikacji „Philips Research Reports" 35 30, rok 1975, strony 436—4S2 i dlatego zostanie on opi¬ sany na tyle, ile jest to konieczne dla prawidlowego przed¬ stawienia rozwiazania wedlug wynalazku. Obwód selekcji jest utworzony przez dwa rzedy Ri i R2 tranzystorów po¬ lowych z izolowana sterujaca elektroda. Tranzystory w 40 rzedzie maja wspólna bramke. Bramka jest wykonana z oporowego materialu. Taki rzad tranzystorów jest znany pod -nazwa tranzystor polowy o oporowej izolowanej bramce Pomiedzy koncami sterujacych elektrod wlaczone jest 41 okreslono napiecie, tak ze miedzy tymi elektrodami powsta¬ ja charakterystyczne rolnice napiec* Ampliduta napiecia okresla, które tranzystory z rzedu przewodza* a które sa odciete. Tak wiec jest równiez okreslone, 2 których detefr lór#w z rzedu wyjsciowe sygnaly sa przekazywane lub nie 90 sa przekazywane przez tranzystory oraz, które detektory naleza dó sekcji At, a które do sekcji A2. Na fig. 4 tranzys¬ tory nieprzewodzace sa reprezentowane przez puste kwa* draty, a tranzystory przewodzace prze* kwadraty z kól¬ kiem. 35 Na %. 6 obwód selekcji rzedu detektora jest przedsta¬ wiony bardziej szczególowo. Tranzystory jednego rzedu? sa oznaczone Tx do T15, drugiego T16 do T30, a foto-diody Di do Di5. Ei i E2 sa wspólnymi elektrodami sterujacymi dla rzedów Ri i R2. Zródlo napiecia U3 dostarcza napiecie eo zasilajace tranzystdry. Rezystory Zx i Z2 sa rezystorami obciazenia. Prady dostarczane przez foto-diody, a przeka¬ zywane prfcez tranzystory sa do siebie dodawane i powsta¬ ja detektorowe sygnaly St 4 S2. Drugi selekcyjny rzad B dostarcza sektorowe sygnaly S3 i S* w podobny sposób. & 8 Jesli detektory rzedu zawieraja foto-diody, obwody se¬ lekcji moga byc polaczone z detektorami w taki sposób, ze obszary drenu tranzystorów sa polaczone z paskami de¬ tektorowego rzedu.Jesli prady wejsciowe rzedu tranzystorów sa dodawane, to obszary drenu tranzystorów jednego rzedu sa polaczone.Napiecie Uj i U2 na wspólnych sterujacych elektrodach tranzystorowych rzedów Rx i R2 powinny byc tak wybra¬ ne, aby nieprzewodzaca czesc rzedu Ri byla równa przewo¬ dzacej czesci rzedu R2. Na napiecia Ui i Xi2 sklada sie pod¬ stawowe napiecie U0, z przeciwnym znakiem dla Ui i U2 oraz nalozonego na nie zmiennego napiecia Us okreslo¬ nego przez sygnal bledu polozenia Sp, który pochodzi z obwodu przedstawionego na fig. 3. Napiecie Us ma prze¬ ciwne znaki dla napiec Ui i U2.Na fig. 5 przedstawiono zmiane napiec Ui i U2 na skoja¬ rzonej wspólnej bramce rzedów Ri i R2l Ui(p) oraz U2(p odnosi sie do gradientu napiec w przypadku gdy granicz¬ na linia rzedu foto-diod ma polozenie p. Poziom d jest progowym napieciem, przy. którym tranzystory zostaja I wlaczone.Jesli w wyniku bledu polozenia detekcyjnego zespolu: I obydwie plamki promieniowania Vi i V2 sa przesuniete w lewo wzgledem ich detektorowego rzedu A i B, to sygnal bledu polozenia Sp wzrasta. Oznacza to, ze napiecie U* wzrasta, a Ui maleje, jak to przedstawiono na fig. 5 linia przerywana. Na skutek wyzszej wartosci napiecia U2 wie¬ cej tranzystorów Tzedu R2 zostaje wlaczonych, podczas gdy w wyniku mniejszej wartosci napiecia Ui wiecej tran¬ zystorów rzedu RA zostaje wylaczonych. Graniczna linia znajduje sie wówczas blizej linii q z fig. 4. W podobny spo- sób jest równiez przesuwana graniczna linia sekcji detek^ torowej rzedu B. Tak wiec, graniczne linie podazaja za ru¬ chami plamek promieniowania, jesli te przemieszczaja sie; W wyniku bledów polozenia detekcyjnego zespolu wzgle¬ dem osi wiazki odczytowej. Rozdzial promieniowania na detektorowe sekcje w wyniku bledu ogniskowania nie wplywa na przemieszczenia granicznych linii, poniewaz sygnal bledu polozenia Sp nie zalezy od bledu ogniskowa¬ nia.Dla uproszczenia, na fig. 4, przyjeto, ze detektory w rze¬ dzie maja te sama dlugosc i szerokosc. W rzeczywistosci detektory sa czulymi na promieniowanie paskami, których dlugosc, to znaczy wymiar poprzeczny do kierunku rzedu z fig. 4 oraz wymiar w kierunku prostopadlym do plasz¬ czyzny rysunku (fig. 2a), jest znacznie wiekszyniz szerokosc^ Czulosc zespolu detekcji bledu ogniskowania na bledy polozenia w kierunku wzdluznym pasków jest wiec znacz¬ nie mniejsza niz w kierunku rzedu detektorów. Uklady detekcji bledu ogniskowania sa znane i tak np. w opisie patentowym OSA nr 4 023 033 przedstawiony jest uklad jednakowo czuty;na bledy polozenia w obydwu prostopad- lych do siebie kierunkach.Sygnaly wyjsciowe Si, S2, S3 i S* detektorowych sekcji Ai, A2vi Bi, Bi zostaja przetworzone na sygnal: Sw*=(SH-S2) — (S3+S4) Sygnaly te, które wskazuja polozenie krawedzi klina po¬ przecznie do osi wiazki maja byc wykorzystane do prawi¬ dlowego ustawienia klina podczas wspólpracy z urzadze¬ niem.W przykladzie wykonania rozwiazania wedlug wynalaz* ku, w którym obiektywowy uklad ma liczbe otworu 0,45, kazdy z detektorów A i B zawiera pietnascie Czulych na pro¬ mieniowanie pasków, o szerokosci 20 urn i dlugosci okolo 350 urn. W tym ukladzie odchylenia srodka zespolu detekt-133 015 Cyjnego Wzgledem osi wiazki „odczytowej rzedu 250 um sa jeszcze dopuszczalne, natomiast w znanych dotychczas ukladach detekcji bledu ogniskowania dopuszczalne sa odchylenia rzedu tylko 25 um.Zespolem detekcyjnym z fig. 4 zawierajacym 15 czulych na promieniowanie pasków na detektor, graniczna linia sekcji detekcyjnych jest ustalana bardzo dokladnie. W przy¬ padku, gdy taka dokladnosc ustawienia nie jest konieczna, wystarczy zastosowac mniejsza liczbe czulych na promie¬ niowanie pasków na dektetor. Detektory maja wówczas grubsza strukture kraty. Zamiast obwodów selekcji, we¬ dlug fig. 4, mozna zastosowac prostsze obwody selekcji, w rodzaju przelaczników.Fig.7 przedstawia zespól detekcji z mala iloscia, mia¬ nowicie trzema Czulymi na promieniowanie paskami de¬ tektora Di, Da, Da oraz D'i, D'2, DV Wyjscie srodkowego paska detektora D2 lub Dz polaczone jest odpowiednio z glównym zaciskiem przelacznika S^i i Sw2. W przcdstat wionym polozeniu przelacznika sygnal wyjsciowy paska detektora D2 lub D'2 jest dodawany do sygnalu wyjscio¬ wego paska detektora odpowiednio Dt lub DVPaski.; de* tektora Di i Da oraz paski detektora Di i D'2razemtworza detektorowa sekcje Ax i sekcje Bi, podczas gdy paski de¬ tektora D* i D'3 tworza odpowiednio detektorowa sekcje A2 i sekcje B2. Graniczne linie Pi i P2 sekcji detektorowych wówczas znajduja sie odpowiednio pomiedzy paskami detektora D2 i D3 oraz pomiedzy paskami detektora D * iD',. Sygnaly wyjsciowa detektorowych rsekcjL; A*, Aj i B2 sa doprowadzane dó, elektronicznego'otywodu 20, w którym powstaje sygnal bledu ogniskowania Sp i sygnal ble^u po^ lozenia Sp. Pozycja przelaczników Swi, Sw2 jest sterowana sygnalem bledu polozenia $$* Jesli plamki promieniowa¬ nia. Vi i \i nalezy przesunac w lewo wzgledem detekto* rów, przelaczniki Swi i Sw2 przelaczaja sie, tak ze wyjscio¬ wy sygnal detektora D2 lub D'2 jest dodawany do wyjscio¬ wego Sygnalu detektora D3 lub DV , W ukladzie.wedlug fig. 1 zastosowano oddzielny detek¬ tor 12 do odczytywania informacji. Detektory A i B ukladu detekcji bledu ogniskowania moga równiez byc zastosowane do odczytywania informacji. Detektor 12 i zwierciadlo 19 nie wystepuja wówczas w urzadzeniu. Klin 17 znajduje sie wówczas w polozeniu zwierciadla 19. Informacyjny sygnal równy sumie sygnalów Si+S2+S3+S4 jest doprowadza¬ ny do demodulatora 13.Wiazka promieniowania odbita przez informacyjna strukture moze byc rozszczepiona na dwie pod-wiazki bi i b2 równiez za pomoca elementu innego niz klin optyczny.W innym przykladzie, calkowicie odbijajace zwierciadlo moze byc umieszczone tylko dla polowy wiazki odbitej, tak ze jedna polowa wiazki b1 podaza nadal w kierunku, w którym podazalaby calkowita wiazka, podczas gdy druga polowa wiazki b2 zostaje odbita w innym kierunku.Detektor w ksztalcie kraty A lub B znajduje sie znowu na drodze przejscia pod-wiazki bi lub b2 w polozeniu, które odpowiada idealnemu ogniskowaniu calkowitej wiazki.W czasie odczytu nosnika zapisu z optyczna struktura informacyjna, nalezy zabezpieczyc, aby zawsze czytajaca plamka V znajdowala sie w srodku czytanej sciezki. Aby mozliwa byla detekcja odchylen polozenia plamki czyta¬ jacej wzgledem sciezki w kierunku promieniowym, nalezy zgodnie z opisem opublikowanego zgloszenia patentowego w Holandii PHN 6296, rzutowac na informacyjna struktu¬ re oprócz plamki czytajacej, dwie dodatkowe plamki pro¬ mieniowania. Plamki promieniowania rozmieszczone sa w ten sposób, ze jesli plamka czytajaca pokrywa sie ze 10 srodkiem sciezki, to srodki "pomocniczych plamek znajdu¬ ja sie na brzegach sciezki, JCazda pomocnicza plamka wspólpracuje z oddzielnym detektorem. Przez porównanie wyjsciowych sygnalów pomocniczych detektorów pod 5 wzgledem amplitudy i kierunku odchylenia promieniowego, polozenia plamki czytajacej, okreslone zostaje promienio¬ we polozenie planiki czytajacej wzgledem sciezki. Pomoc¬ nicze plamki moga byc uformowane przez krate wystepu¬ jaca na drodze przejscia wiazki czytajacej* Ta krata roz- 10 szczepia wiazke na czytajaca wiazke zerowego rzedu i dwif pomocnicze wiazki pierwszego rzedu. Uklad detekcji za¬ wierajacy oprócz detektora bledu ogniskowania równie^ detektory promieniowego polozenia plamki czytajacej, przedstawiono na fig.8, , 15 Na fig. 8 kierunek informacyjnych sciezek jest zaznaczo¬ ny strzalka 29. A i B to detektory bledu^ogniskowania,i w ksztalci kraty, na które, rzutowane sa plamU promienio¬ wania Vi i V2. Kazdej z tych plamek odpowiadaja 4wie pomocniczoplamki V')t, V"i; oraz V'a, V"2. Pomocnicze plax% 20 ki V'i, V"i padaja na niedzielony detektor Clt a pomocnicze plamki V't i V"! na niedzielony detektor C2. Z wyjsciowych sygnalów detektorówAi B wytwarza sie, jak tpjuzwspomnij niano, sygnal bledu ogniskowania, sygnal bledu poloze¬ nia oraz sygnal informacyjny. Przez odejmowanie sygna- 25 lów wyjsciowych detektorów Ci i G2 wzajemnie od siebie, otrzymuje sie sygnal bledu promieniowego.Mozna równiez zastosowac dwa detektory Hi i H^.W przypadku malych bledów ogniskowania detektory te nie sa naswietlane. Dla wiekszych bledów ogniskowania, 30 które nte moga juz byc wykrywane przez detektory A i B< plamki promieniowania Vx i V2 sa rozrzucone mocno i de¬ tektory Hi i H2 odbieraja promieniowanie. Przez porów¬ nywanie wyjsciowych sygnalów tych detektorów uzyskuje sie wstepny sygnal bledu ogniskowania. 35 Uklad detekcji z fig. 8 jest zwlaszcza przydatny dla kon¬ strukcji zintegrowanego detektora posiadajacego oddziel? ne detektorowe sekcje. , Rozwiazanie wedlug wynalazku moze^byc równiez sto* sowane dla odczytywania nosnika zapisu w - ksztalcie tas- 40 my, zamiast nosnika zapisu w ksztalcie dysku.Uklad detekcji bledu ogniskowania wedlug wynalazku moze byc równiez stosowany przy zapisywaniu informacji na nosniku informacji.Fig. 9 przedstawia przyklad takiego ukladu, który po- 45 mijajac elementy okreslajace bledy ogniskowania, zostal przedstawiony w opublikowanym holenderskim zglosze¬ niu patentowym PHN 6519.Uklad ten zawiera zródlo promieniowania 31, na przy¬ klad zródlo laserowe, wytwarzajace wiazke 43 promienio- 50 wania o odpowiedniej energii. Przez pryzmaty 32 i 38 ta wiazka jest skierowana na nosnik zapisu 30 i skupiona w mala plamke promieniowania za pomoca obiektywu 39.Nosnik zapisu posiada warstwe 50, na przyklad warstwe foto-oporowa czula na promieniowanie. Na drodze przejs- 55 cia wiazki promieniowania ze zródla 31 do nosnika zapisu znajduje sie ponadto elektro-optyczny modulator 34. Ten modulator jest polaczony z elektronicznym urzadzeniem sterujacym 35. Informacja, na przyklad program telewi¬ zyjny doprowadzany do zacisków 36 i 37 w postaci elektrycz- 60 nego sygnalu, jest przeksztalcany w impuls promieniowania zródla laserowego. W specyficznych momentach, okres¬ lonych informacja na zaciskach 36 i 37, plamki promie¬ niowania rzutowane sa na nosnik zapisu 30.Nosnik zapisu 30 ma na swej powierzchni okregi i jest 65 obracany za pomoca silnika 41, który jest przesuwany pro-133 015 11 mieniowo za pomoca wózka 42, tak ze mozna na przyklad na nosniku zapisu zapisac spiralna sciezke.Obiektyw 39 jest ruchomy osiowo w kierunku pionowym wzgladem nosnika zapisu i moze byc przesuwany przez urzadzenie nastawiajace magnetycznej cewki 22. Wielkosc elektrycznych pradów plynacych przez magnetyczna cew¬ ke jest okreslona przez sterujacy obwód 21. Wejscie tego obwodu jest polaczone z wyjsciem obwodu 20, w którym sygnaly wyjsciowe czulych na promieniowanie detektorów A i B sa elektronicznie przetwarzane. Detektory ponownie tworza czesc urzadzenia detekcji bledu ogniskowania dla okreslania polozenia powierzchni nosnika zapisu, tak jak to wczesniej juz opisano.Nosnik zapisu 30 ma korzystnie ponizej warstwy foto- oporowej warstwe odbijajaca promieniowanie. Oddzielna pomocnicza wiazka promieniowania jest rzutowana na nosnik zapisu. Po odbiciu od nosnika zapisu, ta pomoc¬ nicza wiazka przechodzi przez pólprzezroczyste zwiercia¬ dlo 40 i nastepnie przez klin 17. Klin 17 tworzy dwie wiazki, które padaja na jeden z detektorów A i B.Zamiast oddzielnego pomocniczego zródla promienio¬ wania, mozliwe jest równiez, jak to wskazano na fig. 9, zastosowanie promieniowania wiazki zapisujacej, która zostala odbita przez nosnik zapisu dla okreslenia poloze¬ nia czulej na promieniowanie powierzchni nosnika zapisu wzgledem plaszczyzny ogniskowania ukladu obiektywo¬ wego.Rozwiazanie wedlug wynalazku moze byc równiez zas¬ tosowane w innych ukladach obrazowania, w których ognis¬ kowanie musi byc dokladnie zachowane, na przyklad w mikroskopach.Zastrzezenia patentowe 1. Opto-elektroniczny uklad detekcji bledu ogniskowa¬ nia/dla wykrywania odchylenia pomiedzy odbijajaca pro¬ mieniowanie powierzchnia a powierzchnia ogniskowania ukladu obiektywowego w systemie optycznego obrazowa¬ nia, a zwlaszcza w urzadzeniu do odczytu nosnika zapisu z optyczna, odbijajaca promieniowanie informacyjna struk- 12 tura oraz w urzadzeniu do optycznego zapisu informacji na nosniku zapisu, który to uklad detekcji bledu ognisko¬ wania zawiera element rozszczepiajacy wiazke promienio¬ wania, umieszczony na drodze przejscia tej wiazki, która 5 zostaje odbita przez wspomniana powierzchnie, umieszczo¬ na za rozszczepiajacym wiazke elementem, a ponadto za¬ wiera detekcyjny zespól czuly na promieniowanie, skla¬ dajacy sie z dwóch detektorów, z których kazdy skojarzo¬ ny jest z jedna pod-wiazka formowana przez rozszczepia¬ lo jacy wiazke element, przy czym wyjscia tych detektorów sa polaczone z wejsciami elektronicznego obwodu, w któ¬ rym z sygnalów detekcyjnych wytwarzany jest sygnal bledu ogniskowania, znamienny tym, ze detektory (A, B) sa w plaszczyznie, na której odbita wiazka (b) jest zognis- 15 kowana, jesli wspomniane odchylenie jest zerowe, przy czym kazdy detektor (A, B) posiada forme kraty i zawiera przynajmniej trzy pasy czule na promieniowanie, (Di, D2, D3;D'i, D'2, D'3) a ponadto wspomniany elektroniczny ob¬ wód (20) wytwarza z detekcyjnych sygnalów (Si, S2, S3, S4 20 sygnal bledu polozenia (Sp) przy czym kazdy detektor (A,) B) jest polaczony z oddzielnym urzadzeniem selekcji ($LU R2; Swi, Sw2), które skutecznie rozdziela detektor (A, B) na dwie sekcje detektorowe (Ax, A2; Bi, B2), a polozenie granicznej linii (P, Plf P2) detektorowych sekcji (Ai, A2; 25 Bi, B2) jest regulowane zaleznie od sygnalu bledu poloze¬ nia (Sp), doprowadzanego do sterujacego wejscia obwodu selekcji. 2. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze kazde urza¬ dzenie selekcji (Ri, R2) stanowiace elektroniczny obwód 30 selekcji zawiera dwa rzedy tranzystorów polowych (J1 -=-Ti5; Ti6-HT30) o wspólnej izolowanej bramce (Ei, E2) z oporo¬ wego materialu, przy czym w kazdym rzedzie obszar zród¬ la kazdego tranzystora jest polaczony z paskiem detektora (Di, D2, D3; D'i, D2, D'3), a obszary drenu wszystkich tran- 35 zystorów sa polaczone miedzy soba, a ponadto gradienty napiec (Ui, U2) na dwóch wspólnych bramkach (Elf E2) obwodu selekcji (Rlt R2) maja przeciwny zwrot, przy czym bramki sa polaczone do tego wyjscia elektronicznego ob¬ wodu (20), na którym wystepuje sygnal bledu polozenia (Sp)-133 015133 015 Fig.2b ^ 23 sl^ 24 20 / 25 ^F 26 Fig.3- Sp133 015 U2 Sn l^r, Uo ii li 11 li ij li li Ir? I l IM I I ioioioioioioToI i2 sj pip? aimilHAs j ; i ~T ppoxixi^^ B^mxixixixixixixm^133 015 Hi Fig.8 m —r 30 r^' 42 Fig.9 LDD Z-d 2, z. 731/1400/85/15, n. 90 + 20 egz.Cena 100 zl PL PL PL