Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do ód* czytywania plaskiego, odbijajacego nosnika zapisu, na którym informacja, przykladowo wizyjna i/lub dzwiekowa, jest zapisana w przynajmniej jednej sciezce posiadajacej strukture optyczna, przy czym urzadzenie to zawiera zródlo promieniowania i czu¬ ly na promieniowanie uklad detekcyjny do prze¬ twarzania w sygnal elektryczny wiazki promienio¬ wania emitowanej przez zródlo i zmodulowanej przez informacje.Okreslenie plaski nosnik zapisu, nalezy rozumiec w sensie dowolnego nosnika zapisu, którego stru¬ ktura optyczna lezy w plaszczyznie w miejscu gdzie struktura ta jest odczytywana. Pod nazwa odbijajacy nosnik zapisu, nalezy rozumiec nosnik zapisu, w którym informacja jest zarejestrowana w strukturze odbijajacej. Struktura taka moze miec postac lezacych w tej samej palszczyznie, odbijajacych promieniowanie bloków i obszarów 'posrednich pomiedzy tymi blokami, przy czym ob¬ szary te maja wspólczynik odbicia rózny od wspól¬ czynnika odbicia bloków, lub tez odbijajace pro¬ mieniowanie bloki i obszary sa usytuowane na róznych glebokosciach.Urzadzenie do odczytywania plaskich nosników zapisu opisane sa miedzy innymi w brytyjskiej literaturze patentowej. W celu dokonania odczytu kolowego nosnika zapisu nosnik ten jest obracany tak, ze uklad detekcji sygnalu kolejno odbiera pro¬ mieniowanie od róznych czesci sciezki nosnika za- pistL Wszystkie sciezki sa kolejno odpytywanie1 przy wzglednym ruchu promieniowania ukladu detekcji sygnalu w stosunku do nosnika zapisu; W znanym urzadzeniu odleglosci od zródla pro¬ mieniowania do nosnika zapisu i od nosnika za-* pisu do ukladu detekcji sygnalu sa takie, ze tylko mala czesc sciezki, o wielkosci w przyblizeniu równej wielkosci najmniejszego szczególu optycz¬ nej struktury informacji,, jest odtwarzana jako ob¬ raz na ukladzie detekcji. Droga promieniowania od zródla promieniowania do plaszczyzny odczy¬ tywanej czesci sciezki i droga promieniowania od tej plaszczyzny do ukladu detekcji moze ulegac róznym malym zmianom. Zmiany te moga miec rózne przyczyny. Po pierwsze powierzchnia nosni¬ ka moze nie byc doskonale plaska. Po drugie, gdy nosnik zapisu jest folia, jego obrót moze spowodo¬ wac pofalowanie ifiolii. Ponadto elementy optyczne ukladu odczytujacego moga ulegac drganiom.Gdy itaikie zmiany wyistepuja, uklad detekcji otrzymuje nie tylko promieniowanie z czesci sciez¬ ki, która ma byc odczytana, lecz równiez promie- niowainie z otoczenia tej czesci. Na skutek tego, glebokosc modulacji sygnalu wytwarzanego przez uklad detekcji maleje, a ponadto, poniewaz na uklad detekcji pada nie tylko promieniowanie z czesci sciezki, która ma byc odczytana, lecz rów¬ niez z jej otoczenia, to znaczy z sasiednich scie¬ zek, wystepuje szkodliwy przesluch. Zmniejszona 8621486214 glebokosc modulacji i przesluch uniemozliwiaja zadawalajaca detekcje sygnalu.Celem wynalazku jest usuniecie tych wad, a za¬ daniem wynalazku jest stworzenie urzadzenia od¬ czytujacego, zwlaszcza do odczytywania odbijaja¬ cego nosnika zapisu, w którym wykrywane sa róznice pomiedzy zadanym polozeniem plaszczyz¬ ny odczytywanej czesci sciezki, to jest polozeniem, w którym zadana czesc nosnika zapisu jest od¬ twarzana jako obraz na ukladzie detekcji, a rze¬ czywistym polozeniem tej plaszczyzny, umozliwia¬ jac odpowiednia regulacje elementu optycznego umieszczonego na drodze promieniowania ze zród¬ la promieniowania do ukladu detekcji promienio¬ wania.Oel ten osiagnieto la zadanie spelniono przez to, ze wedlug wynalazku jeden i ten sam element tworzacy obraz jest umieszczony na drodze pro- m'^^o^ania od1 zródla promieniowania ido miej- saa na noam^ku;zapisu i od tego miejsca na nos- niku-^apisu do ukladu detekcyjnego, a ponadto zastosowane sa przynajmniej dwa detektory pro¬ mieniowania, w których, oprócz informacji zma¬ gazynowanej w uzywanym nosniku zapisu wytwa¬ rzane sa sygnaly pomocnicze przez przynajmniej jedna pomocnicza wiazke promieniowania odbita od nosnika zapisu, przy czym te pomocnicze syg¬ naly wykazuja róznice, która jest miara odchyle¬ nia rzeczywistego polazenia plaszczyzny odczyty¬ wanej czesci sciezki od zadanego 'polozenia tej plaszczyzny.Nalezy zauwazyc, ze moznaby zaproponowac, za¬ stosowanie dwóch detektorów do okreslenia polo¬ zenia plaszczyzny odczytywanej czesci sciezki. Jed¬ nakze w tych proponowanych urzadzeniach wyko¬ rzystuje sie albo informacje duzej liczby sciezek w sasiedztwie sciezki odczytywanej, albo infor¬ macje z odczytywanej sciezki tak, ze w odróznie¬ niu od niniejszego wynalazku nie wykorzystuje sie odbijajacych wlasciwosci nosnika zapisu.Pierwsze wykonanie urzadzenia wedlug wyna¬ lazku charakteryzuje sie tym, ze na drodze pomo¬ cniczej wiazki promieniowania odbitej od nosnika zapisu, przed dwoma detektorami umieszczony jest pochlaniajacy promieniowanie ekran w miejscu, które jest optycznie zalezne od zadanego poloze¬ nia plaszczyzny odczytywanej czesci sciezki, przy czym ekran ten moze oddzialywac na promienio¬ wanie skierowane na te dwa detektory. Jezeli plaszczyzna odczytywanej sciezki zajmuje zadane polozenie, detektory usytuowane za ekranem otrzy¬ muja jednakowe ilosci promieniowania. W przy¬ padku odchylenia od polozenia zadanego jeden z detektorów otrzymuje wiecej promieniowania niz drugi.W drugim wykonaniu urzadzenia wedlug wyna¬ lazku pewna liczba detektorów promieniowania jest usytuowana na jednej linii prostej w plasz¬ czyznie tak, ze sa one oddzielone od siebie szcze¬ linami, przy czym plaszczyzna ta jest nachylona pod katem ostrym do plaszczyzny, odczytywanej czesci scizki. Tworzony jest obraz usytuowanych w jednej linii detektorów, a linia przeciecia tego obrazu z nosnikiem zapisu okresla, które miejsce ; 40 50 55 65 nosnika zapisu jest ostro rzutowane iia jeden z detektorów. W tym wykonaniu w szczelinach po¬ miedzy detektorami mozna umiescic ¦¦*wiele zró¬ del promieniowania.W dalszym wykonaniu urzadzenia wedlug wy¬ nalazku zastosowane jest przynajmniej jedno po¬ mocnicze zródlo promieniowania, które emituje wiazke promieniowania; której glówna promien nachylony jest pod katem ostrym do plaszczyzny odczytywanej czesci sciezki. Dzieki padaniu pro¬ mienia glównego pod katem na plaszczyzne od¬ czytywanej czesci sciezki, mala zmiana polozenia tej plaszczyzny powoduje duza zmiane miejsca, w którym ten glówny promien paaa na tfe plasz¬ czyzne.Wedlug jeszcze innego wykonania urfcajdie&ia we¬ dlug wynalazku zastosowano pomocnicze zródlo promieniowania, które wytwarza pomocnicza wiaz¬ ke promieniowania, której srednica w porównaniu z apertura - elementu tworzacego obraz jest mala, przy czym wiazka pomocnicza wchodzi w apertu- re wymienionego elementu poza jego czescia srod¬ kowa.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia poprzednio proponowane urzadzenie do odczytywania odbijajacego" nosnika zapisu, fig. 2 czesc struktury optycznej odczytywanego nosni¬ ka zapisu, fig. 3, 4, 5 i 6 — przedstawiaja cztery 'przyklady.wykonania urzadzenia wedlug wynalaz¬ ku, fig. 3a, 8, 9 i 12 elementy stosowane w urza¬ dzeniach z fig. 3 i 6, a fig. 7, 10 i lii przedstawia¬ ja zasade dzialania urzadzenia z fig. 6.W urzadzeniu przedstawionym na fig. 1 kolowy nosnik zapisu 1 jest obracany za pomoca walka 4, który jest napedzany przez nie pokazany silnik, walek 4 przechodzi przez srodkowy otwór 2 w w nosniku informacji. Wiazka promieniowania 10 emitowana przez zródlo promieniowania 5 odbi¬ jana jest na nosnik zapisu przez pólprzezroczyste zwierciadlo 6. Soczewka 7 skupia wiazke odbita na jednej ze sciezek 3 utworzonych na dolnej po¬ wierzchni nosnika zapisu. Po zmodulowaniu przez te sciezke wiazka ta jest odbijana i przechodzi przez soczewke 7 po raz drugi tak, ze obraz ma¬ lej czesci odczytywanej sciezki jest tworzony po¬ przez pólprzezroczyste zwierciadlo 7 na detekto¬ rze promieniowania 8. Wyjscie tego detektora po¬ laczone jest z urzadzeniem 9 wyposazonym w zna¬ ne uklady elektroniczne do przetwarzania sygnalu wyjsciowego detektora w obraz i dzwiek. Soczew¬ ka 7 musi spelniac ostre wymagania, poniewaz po¬ winna tworzyc obraz tylko czesci sciezki, o wiel¬ kosci równej w przyblizeniu najmniejszeniu szcze¬ gólowi struktury optycznej informacji.Na fig. 2 pokazana jest czesc struktury optycz¬ nej nosnika zapisu. Strzalka 15 pokazuje kierunek, w którym nosnik zapisu jest poruszany wzgledem ukladu odczytujacego. Struktura ta jest zbudowa¬ na ze sciezek 3, z których kazda zawiera bloki Jb i obszary g. Sciezki 3 sa przedzielone neutralnymi paskami posrednimi 13.. Sciezki 3 moga byc roz¬ mieszczone na nosniku zapisu równolegle wzgle¬ dem, siebie, a wiec wspólosiowo, ewentualnie na5 86214 6 nosniku zapisu moze byc umieszczona jednia spi¬ ralna sciezka zapisu. Dlugosc bloków b i obszarów g reprezentuja zapisana informacje.Wiazka promieniowania, która zostala zmodulo¬ wana przez sciezke,, zawiera impulsowe zmiany czasowe odpowiadajace kolejnosci bloków i obsza¬ rów. Bloki b i obszary g sciezki moga byc usytuo¬ wane w tej samej palszczyznie, przy czym w tym przypadku wspólczynnik odbicia bloku moze byc rózny od wspólczynnika odbicia obszaru. Bloki b i obszary g moga miec równiez taki sam wspól¬ czynnik odbicia, jednak musza wtedy lezec na róznych glebokosciach.W przykladzie wykonania struktury optycznej, sredni okres w kierunku dlugosci sciezki wynosi 4 /an a minimalna dlugosc w sciezce jest 2 p tak, ze obraz tworzony na detektorze musi byc mniejszy niz 2 ^am. Wymaga to, by plaszczyzna struktury optycznej byla usytuowana w glebi os¬ trosci so-czewki 7 na przyklad 1 ^m. Totez kazde przesuniecie tej plaszczyzny w kierunku pod ka¬ tem prostym do niej musi byc detekowane aby umozliwic korekcje.Na fig. 3 przedstawiony jest przyklad wykona¬ nia urzadzenia, które zawiera srodki do detekcji czy plaszczyzna sciezki jest w swym wlasciwym polozeniu.Szczelina 30 oswietlana jest przez zródlo pro¬ mieniowania 36. Promienie 31, które przechodza przez te szczeline, padaja na pólprzezroczyste zwierciadlo 32 i sa odbijane przez nie na soczewke obiektywowa 33. Soczewka 33 tworzy obraz szcze¬ liny Nna nosniku zapisu 1. Po odbiciu od nosnika zapisu promienie przechodza po raz drugi przez soczewke i przechodza przez pólprzezroczyste zwierciadlo 32, tworzac na skutek tego drugi obraz szczeliny. Na drodze promieni odbitych przez nos¬ nik zapisu ustawiony jest pochlaniajacy promie¬ niowanie ekran 34, przy czym za tym ekranem ustawione sa detektoiry promieniowania 35' i 35".Gdy plaszczyzna odczytywanej czesci sciezki jest we wlasciwym polozeniu .to jest polozeniu d, os¬ try obraz D szczeliny 30 tworzony jest na brzegu ekranu jak pokazano to linia ciagla. W tym przy¬ padku detektory 35' i 35" otrzymuja jednakowe ilosci promieniowania. Gdy plaszczyzna odczytywa¬ nej czesci sciezki przesuwa sie do polozenia f, promienie biegna po drodze pokazanej linia krop- ka-kreska, przy czym z przodu ekranu powstaje obraz F szczeliny 30. Ekran obcina zatem promie¬ nie, które ida do detektora 35" tak, ze detektor ten otrzymuje mniejsza ilosc promieniowania niz detektor 35'. Odwrotny przypadek ma miejsce, gdy obraz E powstaje poza eknanem, jest to pirzy- padek pokazany linia przerywana, gdy plaszczyz¬ na odczytywanej czesci sciezki zajmuje polozenie e.Porównanie sygnalów wyjsciowych S' i S" z de¬ tektorów 35' i 35" umozliwia okreslenie o jaki od¬ cinek i w jakim kierunku .polozenie plaszczyzny odczytywanej sciezki zostalo odsuniete od zada¬ nego. Sygnaly S' i S" moga byc przetwarzane elektronicznie w znany sposób w celu wytworze¬ nia sygnalu sterujacego, który moze przykladowo sluzyc do regulacji ogniskowania soczewki 33.Detektory moga ewentualnie byc stosowalne do odczytywania informacji nosnika zapisu, jezeli za¬ pewni sie, ze jezeli plaszczyzna odczytywanej cze- sci sciezki jest w polozeniu d, na detektorach wy- ^warzany jest obraz czesci sciezki o wielkosci równej vnajmniejszemu szczególowi struktury op¬ tycznej.Dla uzyskania wyrazniejszego rysunku, Jia fig. 3 odleglosc d — eid — fsa przedstawione ,W znacznym powiekszeniu w stosunku do srednicy soczewki 33.W urzadzeniu pokazanym na fig. 3 niedokladnos¬ ci w ukladzie odczytu, przykladowo przesuniecie szczeliny 30 lub któregos z pozostalych elementów, moze spowodowac, ze sygnaly wyjsciowe z detek¬ torów 35' i 35" beda rózne ze wzgledu na fakt, ze obraz szczeliny 30 tworzony jest ma brzegu ekranu 34, czyli inaczej mówiac plaszczyna od- czytywanej czesci sciezki jest w zadanym poloze¬ niu. Aby uniknac takich niedokladnosci mozna wedlug wynalazku zastosowac dwa dodatkowe de¬ tektory promieniowania a pólprzezroczyste zwier¬ ciadlo 32 moze byc wahliwe. W takim przypadku jak to pokazuje fig. 3a ha której przedstawiono urzadzenie z fig. 3 w przekroju wzdluz linii x — x detektory 35' i 35" oraz pochlaniajacy promienio¬ wanie ekran sa usytuowane w przestrzeni po jed-' nej stronie plaszczyzny rysunku, podczas gdy do- datkowe detektory 37' i 3?" sa usytuowane w prze¬ strzeni po drugiej stronie plaszczyzny.Przesuniecie wiazki promieniowania poza do¬ datkowe detektory ST i 37" ma skutek niestabil¬ nosci w ukladzie optycznym powoduje wytwarza- nie róznych sygnalów niskiej czestotliwosci na wyjsciach tych detektorów. Sygnaly te moga byd pirzetwarzane elektronicznie w celu wytworzenia sygnalu sterujacego, za pomoca którego pólprze¬ zroczyste zwierciadlo 32 jest odchylane w kie- 40 runku pokazanym strzalka 38 tak, alby detektory 37' i 37" dawaly jednakowe sygnaly wyjsciowe.Zatem miejsce, w którym wiazka promieniowania pada na detektory 35' i 35" mozna uwazac za nie¬ zalezne od niestabilnosci ukladu optycznego. 45 Na fig. 4 pokazany jest drugi przyklad wykona¬ nia urzadzenia wedlug wynalazku. Detektory pro¬ mieniowania Dj do D7 usytuowane sa na jednej linii pjx)stej. Detektory te sa oddzielone od siebie 50 szczelinami Sj do S6, które oswietlane sa przez zródlo promieniowania 41. Soczewka 43 tworzy obraz Sj' do Sfl' rzedu szczelin, który jest nachy¬ lony pod katem ostrym do plaszczyzny sciezki, przy czym obraz ten' jest irówniez nachylony pod. ' M katem w stosunku do sciezki.Przez odbijajacy nosnik zapisu, drugi obraz S^ do S4" obrazu Sj' do S6' tworzony jest na rzedzie szczelin Sj do S6. Poniewaz rzad szczelin jest na¬ chylony wzgledem plaszczyzny sciezki, jedynie n$e- 60 wielka czesc tego rzedu to jest czesc otaczajaca punkt obrazu lezacy na plaszczyznie sciezki, be¬ dzie odtwarzana ostro. Kiedy plaszczyzna sciezki znajduje sie w polozeniu d, szczelina S4 jest ostro odtwarzana w plaszczyznie szczelin S4 = §4". Ostry 65 obraz szczeliny tworzony na szczelinie oznacza, ze86214 detektory .usytuowane po drugiej stronie szczeliny nie otrzymuja promieniowania emitowanego przez te szczeline.W polozeniu d plaszczyzny sciezki, detektory D4 i D5 nie otrzymuja zatem promieniowania emito¬ wanego przez szczeline S4. W polozeniu f plasz¬ czyzny sciezki, obraz szczelin Sj jest ostro od¬ twarzany na .tej szczelinie, Sj = S{ i detektory Dj i D2 nie otrzymuja promieniowania emitowa¬ nego przez szczeline Sj. Przez okreslenie wielkosci sygnalów wyjsciowych z detektorów mozna okres¬ lic wielkosc i kierunek odchylenia rzeczywistego polozenia plaszczyzny sciezki od jej polozenia za¬ danego.Zródlo promieniowania 41 usytuowane poza rze¬ dem szczelin mozna zastapic rzedem zródel pro¬ mieniowania, przykladowo pólprzewodnikowymi zródlami promieniowania takimi jak diody foto- emisyjne, które sa wówczas umieszczone w szcze¬ linach pomiedzy detektorami.W trzecim przykladzie wykonania urzadzenia wedlug wynalazku przedstawionym na fig. 5 wy¬ korzystywany jest 'fakt, ze miejsce ma które wiaz¬ ka promieniowania, której promien glówny pada pod katem ostrym na plaszczyzne odczytywanej sciezki, pada na te plaszczyzne, zalezne jest od polozenia tej plaszczyzny.Wiazka promieniowania. 51 emitowana przez zró¬ dlo 50, pada na siatke 54. Siatka ta moze byc siat¬ ka fazowa, która jest tak nacinana, ze natezenia wiazek rzedów wyzszych niz pierwszy sa wytlu¬ miane. Siatka 54 powoduje wytworzenie trzech ob¬ razów dyfrakcyjnych zródla 50 przez promienie 51a, 51b i 51c, dla jasnosci na rysunku pokazano tylko jeden z tych promieni gdy plaszczyzna sciez¬ ki jest w polozeniu d, promienie 51a, 51b i 51c, pokazane liniami ciaglymi, padaja W innych miej¬ scach na plaszczyzne sciezki, a wiec równiez na detektory 55, 56 i 57, niz gdy plaszczyzna sciezki 1 zajmuje polozenie f, poniewaz dla polozen d i f promienie po odbiciu przechodza przez soczewke na róznych wysokosciach, a zatem sa odbijane ipod róznymi katami.Informacja^ z nosnika zapisu moze byc odczyty¬ wana za pomoca detektora 55. Detektor pomocni¬ czy 56 zawiera dwa skladowe detektory 56' i 56", sygnaly wyjsciowe których sa równe tylko wtedy, gdy nosnik zapisu zajmuje zadane polozenie d.Porównanie sygnalów wyjsciowych detektorów 56' i 56" umozliwia okreslenie, czy rzeczywiste poloze¬ nie plaszczyzny odczytywanej sciezki rózni sie od polozenia zadanego tej plaszczyzny, i w którym kierunku wystepuje ewentualne odchylenie.Aby uzyskac maksymalna czulosc okreslania po¬ lozenia plaszczyzny odczytywanej sciezki zapew¬ nione jest, ze promienie pierwszego rzedu prze¬ chodza przez brzeg soczewki 53. W tym celu siat¬ ka jest oddalona od soczewki o odleglosc równa kilku ogniskowym soczewki.Przesuniecie plaszczyzny odczytywanej sciezki o odcinek S ^m powoduje zmiane Zip polozenia p, w którym wiazka ze skosnym promieniem glów¬ nym pada na plaszczyzne.Ap< 8 S-(N.A.) gdzie N.A. oznacza jasnosc obiektywu. Poniewaz nosnik zapisu jest stosowany jako zwierciadlo i poniewaz soczewka tworzy obraz, który jest po¬ wiekszony o wspólczynik v, przesuniecie o Ap oz¬ nacza przesuniecie obrazu poza detektory 56' i 56".Zlp' = 2-v2-S Przykladowo przy stosowaniu soczewki o jasno¬ sci N.A. = 0,4 i o wspólczynniku powiekszania v = = 20, przesuniecie plaszczyzny sciezki o 0,5 ^m powoduje przemieszczenie obrazu poza detektory o w przyblizeniu 160 ^m. Zaklada sie, ze zródlo 13 promieniowania, przykladowo laser, jest stabilne pod wzgledem polozenia i kierunku. W praktyce oznacza to, ze przykladowo dwa konce zródla promieniowania laserowego musza byc zamocowa¬ ne tak, aby byly stabilne w zakresie 0,15 mm wzgledem elementów optycznych. W przeciwnym przypadku male przemieszczenie zródla promienio¬ wania moze spowodowac blad sygnalu uzyskiwa¬ nego z sygnalów wyjsciowych detektorów 56' i 56" pomimo faktu, ze plaszczyzna sciezki zajmuje za- dane polozenie.Aby umozliwic uzyskanie wystarczajacego stop¬ nia dokladnosci bez koniecznosci narzucania szcze¬ gólnie (Ostrych wymagan odnosnie stabilnosci zród¬ la promieniowania, mozna jeszcze zastosowac do- datkowe srodki w postaci pólprzezroczystego zwier¬ ciadla 52 i dodatkowego detektora 57, który jest podzielony na dwa detektory skladowe 57' i 57".Przemieszczenia wiazek promieniowania poza de¬ tektory skladowe 57' i 57" na skutek niestabilnos- ci zródla prornieniowatnia powoduja wytworzenie sygnalu malej czestotliwosci na wyjsciach tych de¬ tektorów. Sygnaly te moga byc przetwarzane ele¬ ktronicznie w celu wytworzenia sygnalu sterujace¬ go, za pomoca którego pólprzezroczyste zwiercia- 40 dlo 52 moze byc odchylane w kierunku pokaza¬ nym strzalka 58. W ten sposób miejsca, w których wiazki promieniowania 51a i 51b padaja na detek¬ tory 55 i 56, mozna uwazac za niezalezne 'Od nie¬ stabilnosci zródla swiatla. 45 Na fig. 6 pokazano czwarty przyklad wykonania urzadzenia wedlug wynalazku. Zródlo laserowe 60 emituje wiazke promieniowania 61 o malej sred¬ nicy. Ta wiazka promieniowania wchodzi w roz¬ dzielacz 62 poprzez jego powierzchnie 63. Druga 50 powierzchnia 64 rozdzielacza jest pólprzezroczysta tak, ze czesc wiazki promieniowania fil przecho¬ dzi jako wiazka promieniowania 65 a pozostala czesc jest odbijana od powierzchni 63. Ta czesc calkowicie odbijana od powierzchni 63 opuszcza 55 rozdzielacz jako druga wiazka promieniowania 66.Wiazka promieniowania 66 dziala jako dodatko¬ wa wiazka promieniowania i przechodzi przez szczeline 67. Szczelina 67 jest ograniczona przez dwa detektory promieniowania 68 i 69. Obiektyw 60 70, którego os optyczna jest oznaczona jako 00', umieszczony jest za szczelina 67. Pomocnicza wiaz¬ ka prornieniowiania 66 wchodzi w qbiektyw 70 w miejscu oddalonym o stosunkowo duzy odcinek od osi optycznej 00'. Po zalamaniu przez obiektyw 65 70 pomocnicza wiazka promieniowania 66 pada9 na nosnik zapisu 1. Nosnik zapisu dziala jako zwierciadlo dla tej pomocniczej wiazki promienio¬ wania.Jezeli nosnik zapisu 1 jest we wlasciwym po¬ lozeniu, polozeniu d, obraz szczeliny 67 jest two¬ rzony w plaszczyznie tej szczeliny tak, ze jest sy¬ metryczny wzgledem tej szczeliny. W przypadku tym detektory promieniowania 68 i 69, usytuowa¬ ne po jednym z kazdej strony szczeliny, otrzymuja w przyblizeniu jednakowe ilosci promieniowania tak, ze róznica pomiedzy sygnalami elektryczny¬ mi wytwarzanymi przez te detektory jest pomi- Jailna.Kiedy nosnik zapisu 1 przesuwa sie do poloze¬ nia f odbita pomocnicza wiazka promieniowania biegnie po drodze oznaczonej linia przerywana.Odbita, pomocnicza wiazka promieniowania prze¬ chodzi przez obiektyw 70 na innym poziomie niz w przypadku d tak, ze jest zalamywana pod zmniejszonym katem. Na skutek tego obraz szcze¬ liny 67 przesuniety zostaje w kierunku detektora 69 tak, ze wieksza czesc odbitej, pomocniczej wiaz¬ ki promieniowania pada na ten detektor. Sygnal elektryczny wytwarzany przez detektor 69 prze¬ wyzsza zatem znacznie sygnal wyjsciowy z detek¬ tora 68. Kiedy nocnik zapisu 1 jest przesuniety w kierunku prawej strony rysunku, obraz 'szcze¬ liny przesuwa sie w kierunku do detektora pro¬ mieniowania 68. W tym przypadku sygnal wyj¬ sciowy z detektora 68 znacznie przewyzsza sygnal wyjsciowy detektora 69.Porównanie sygnalów wyjsciowych z detektorów 68 i 69 pozwala na upewnienie sie, czy plaszczyz¬ na sciezki odczytywanej jest w zadanym polozeniu i umozliwia okreslenie kierunku odchylenia. Syg¬ naly wyjsciowe detektorów moga byc przetwarza¬ ne elektronicznie w znany sposób w celu wytwo¬ rzenia sygnalu sterujacego, który przykladowo umozliwia regulacje ogniskowej obiektywu, takie¬ go Jak obiektyw 70, za pomoca którego obraz ma¬ lej czesci sciezki tworzony jest na ukladzie detek¬ cji sygnalu.Szczelina 67, która daje pomocnicza wiazke pro¬ mieniowania o malej srednicy, moze byc oddzie¬ lona od elementów 68 i 69, które przecinaja odbi¬ ta wiazke pomocnicza promieniowania, jednakze uklad pokazany na fig. 6 Jest korzystny, poniewaz polozenie szczeliny 67 jest okreslone przez poloze¬ nia elementów 68 i 69 tak, ze pomiedzy tymi ele¬ mentami a zródlem promieniowania nie moze wy¬ stapic zadne odchylenie polozenia, Jak w przy¬ padku rozwiazan pokazanych na fig. 3 i 6. Dzieki temu nie .potrzeba zadnych dodatkowych srodków dla kompensacji odchylen, przykladowo w posta¬ ci dodatkowych detektorów promieniowania i wa- hliwego zwierciadla.W przykladzie wykonania z fig. 6 obraz zródla promieniowania, które dostarcza pomocniczej wiaz¬ ki promieniowania, tworzony jest w sasiedztwie nosnika zapisu przez obiektyw 70. Zaleznie od po¬ lozenia tego nosnika zapisu wielkosc tego obrazu bedzie isie zmieniala, na skutek czego zmieniac sie bedzie równiez plamka, która po odbiciu od nos¬ nika zapisu jest tworzona na detektorach promie- 86214 40 45 50 55 niowania 68 i 69. Zródlo promieniowania, które dostarcza pomocniczej wiazki promieniowania, nie lezy w plaszczyznie szczeliny i detektorów pro¬ mieniowania. Jak pokazano na fig. 7, mogloby to spowodowac 'niesymetryczne zmiany wielkosci plamki 73 w funkcji polozenia. Linie 74 i 75 po¬ kazuja granice tej plamki na detektorach 68 i 69.Zmiany wielkosci plamki 73 moga zatem spowo- doiwiac bledne wskazanie.Wedlug wyinalazku na drodze pomocniiazej wiaz¬ ki promieniowania 66, pomiedzy rozldzielaczeim a szczelina 67, umieszczona jest soczewka pomocni¬ cza 71. Soczewka ta tworzy obraz zródla promie¬ niowania w plaszczyznie ogniskowej obiektywu 70 tak, ze pomocnicza wiazka promieniowania wy¬ chodzi z obiektywu jako wiazka równolegla. Dzie¬ ki temu obraz o stalej wielkosci jest tworzony na nosniku zapisu tak, ze plamka na detektorach 68 i 69 równiez ma stala wielkosc, jak pokazano to na fig. 7 liniami przerywanymi 76 i 77 na sku¬ tek czego wyeliminowany jest zasadniczo wplyw zródla promieniowania na pomiar.Zamiast dwóch detektorów promieniowania 68 i 69 moga byc umieszczone dwa elementy odbi¬ jajace jeden po kazdej istronie szczeliny 67. Ele¬ menty te odbijaja promieniowanie wzdluz dwóch róznych dróg. Jednakze przyklad wykonania po¬ kazany ma fig. 6, gdzie szczelina jest ograniczona przez dwa detektory promieniowania, jest korzy¬ stny, poniewaz nie trzeba zadnych dodatkowych elementów optycznych dla skupienia promieniowa¬ nia z elementów odbijajacych na detektorach i nie ma dodatkowych problemów z ustawieniem na jednej linii.W urzadzeniu pokazanym na fig. 6 wiazka pro¬ mieniowania 65 .rozdzielona z wiazki 61 przez roz¬ dzielacz 63 przechodzi przez soczewke 72 i dziala jako wiazka odczytujaca. Na rysunku pokazano jedynie dwa promienie tej wiazki, narysowanie linia kropka-kreska. Wiazka odczytujaca 65 jest skupiana na sciezce nosnika zapisu 1 przez obie¬ ktyw 70, wiazka, która jest odbijana od nosnika zapisu i jest zmodulowana informacja zawarta w sciezce, przechodzi ponownie przez obiektyw 70 i nastepnie moze byc przykladowo odbijana na uklad detekcji sygnalu za pomoca pólprzezroczy¬ stego zwierciadla, na rysunku nie pokazanych.Urzadzenie pokazane na fig. 6 moze byc pola¬ czone ze srodkami do okreslania polozenia wiazki odczytujacej wzgledem odczytywanej sciezki. Przy¬ kladowo, wiazka odczytujaca moze byc rozdziela¬ na na trzy wiazki wtórne za pomoca siatki dyfra¬ kcyjnej, która jest umieszczona przed plaszczyzna szczeliny 67 i której linie leza w plaszczyznie prostopadlej do osi optycznej 00'. Powoduje to wy¬ tworzenie trzech plamek promieniowania na od¬ czytywanej sciezce, z których jedna Jest usytuowa¬ na na srodku sciezki a dwie pozostale sa usytu¬ owane po Jednej na kazdym brzegu sciezki. Plam¬ ka isrodkowa jest stosowana do odczytywania in¬ formacji a dwie plamki zewnetrzne sa stosowane do ustalania polozenia wiazki odczytujacej wzgle¬ dem sciezki.Na fig. 8 pokazano przekrój urzadzenia wzdluz86214 11 linii A—A' z fig. 6. Nieprzezroczysta plytka 78 ma otwór 79, przez który wymienione trzy wiazki dru¬ giego rzedu moga przechodzic. Na plytce 78 umie¬ szczone sa dwa detektoiry promieniowania 68 i 69 tak, aby tworzyly, waska, przezroczysta szczeline 67.Szerokosc tej szczeliny jest okreslona miedzy imymi przez stosunek sygnalu do szumu ukladu detekcyjnego. W praktyce zródlo promieniowania 60 bedzie czesto zródlem promieniowania lasero¬ wego o rozkladzie natezenia wedlug krzywej Gau¬ ssa.Przy stosowaniu stosunkowo waskiej szczeliny 67 promieniowanie wychodzace ze szczeliny bedzie mialo stosunkowo stale natezenie. W tym przy¬ padku jednak calkowite nastezenie jeslt male i dlatego sygnaly elektryczne z detektorów sa rów¬ niez male. Gdy stasuje sie szeroka szczeline 67 calkowite natezenie wiazki promieniowania wy¬ chodzacej ze szczeliny jest wieksze. W tym przy¬ padku jednak wiazka promieniowania jak równiez promieniowanie odbite do detektora 68 i 69 beda mialy przestrzennie nierównomierny rozklad na¬ tezenia.Detektory promieniowania moga byc fotodiodami.Jak pokazano na fig. 9 fotodioda taka zawiera wewnetrzna czesc (80 i 81), która jest wykonana z fotoczulego materialu pólprzewodnikowego i jest otoczona przez slepe marginesy (82 i 83), które sa nieczule na promieniowanie. W przypadku kon¬ wencjonalnych diod szerokosc slepego marginesu wynosi rzedu 100 /*m i Jest w przyblizeniu rów¬ na szerokosci szczeliny 67. Gdy stosuje sie foto¬ diody z takim szerokim marginesem, krzywa, któ¬ ra na fig. 10 przedstawia elektryczny sygnal róz¬ nicowy S w funkcji przemieszczenia V odczyty¬ wanej czesci sciezki, bedzie miala zasadniczo po¬ zioma czesc w stosunkowo duzym obszarze 2a wlo^ kól punktu zerowego ukladu wspólrzednych. W obszarze tym ogniskowanie obiektywu 70 nie mo¬ ze byc wystarczajaco regulowane.Fig. 11 przedstawia ulepszona krzywa elektrycz¬ nego sygnalu róznicowego w funkcji przemiesz¬ czenia. W sasiedztwie zera krzywa ma nachylenie, które jest zasadniczo równe nachyleniu w miej¬ scach bardziej odleglych od srodka ukladu wspól¬ rzednych.Wedlug wynalazku w celu uzyskania takiego ulepszenia krzywej, przy (wytwarzaniu fotodiod nalezy sie starac, by te marginesy fotodiod, które sasiaduja ze szczelina, byly mozliwie jak naj¬ mniejsze. Fotodiody wykonuje sie równoczesnie w duzych ilosciach na plytce z materialu pólprze¬ wodnikowego' i nastepnie wycina sie je z tej ply¬ tki.Proces ciecia moze spowodowac naprezenia me¬ chaniczne w materiale, które z kolei moga spowo¬ dowac duze prady uplywu, gdy fotodiody sa sto¬ sowane w urzadzeniu pokazanym na fig. 6. Jezeli jednak marginesy 84 i 85 i(fig. 9), które tworza szczeline 67, sa cienkie a pozostale marginesy sa znacznie szersze, prawdopodobienstwo pradów uplywu moze byc zmniejszone, podczas gdy foto- 12 diody takie nadaja sie do zastosowania w opisa¬ nym urzadzeniu.Czulosc urzadzenia wedlug wynalazku, to jest najmniejsze wykrywane odchylenie rzeczywistego polozenia plaszczyzny odczytywanej czesci sciezki od jej polozenia zadanego, okreslona jest równa¬ niem.G = ki • r <1) gdzie ki jest stala, a r jest odlegloscia osi opty¬ cznej od punktu, w którym wiazka pomocnicza pada na obiektyw 70. Zakres wychwytu, to jest maksymalne, wykrywalne jeszcze odchylenie, okre¬ slony jest wzorem I = k2' r- (2) gdzie r jest tym samym parametrem co w rów¬ naniu (1), k2 jest stala, a 1 jest dlugoscia diod {patrz równiez fig. 10). Wedlug równan ,(1) i (2) r musi spelniac warunki przeciwstawne. Wartosc r stanowi zatem w praktyce kompromis.Oprócz dodatkowej wiazki promieniowania od¬ bijanej od nosnika zapisu na fotodiody moze rów¬ niez padac promieniowanie rozproszone, przykla¬ dowo odbite od obiektywu 70. Wedlug wynalazku wplyw dzialania promieniowania rozproszonego moze byc znacznie zmniejszony przez to, ze jak pokazano na fig. 12 kazdy detektor jest podzielony na dwa oddzielne detektory skladowe 80', 80", i 81', 81".Dlugosc detektorów skladowych 80" i 81" sa zna- cznie mniejsze niz dlugosci detektorów skladowych 80' i 81'. Dzieki temu zapewniono, ze przy tych samych nastezeniach padajacego promieniowania sygnaly wyjsciowe z detektorów skladowych 80" i 81" znacznie przewyzszaja sygnaly z detektorów 40 skladowych 80' i 81'. Uzyskuje sie to albo przez wykonanie detektorów skladowych 80" i 81" bar¬ dziej czulych niz detektory skladowe 80' i 81', albo przez wzmocnienie sygnalów ze skladowych dete¬ ktorów 80" i 81" bardziej (przykladowo dziesie- 45 ciokrotnie silnej) niz sygnalów z detektorów skla¬ dowych 80'i 81'.Gdy odchylenie rzeczywistego polozenia plasz¬ czyzny odczytywanej czesci sciezki od polozenia zadanego jest male, wplyw promieniowania roz- 50 proszonego, padajacego na prawie cala powierz¬ chnie detektorów 80', 81' jest pomijalny. W tym przypadku zasadniczo jedynie detektory 80" i 81" maja wplyw na wyjsciowy sygnal sterujacy.Wplyw promieniowania rozproszonego mozna 55 dodatkowo zmniejszyc przez wykonanie szerokosci detektorów skladowych 80" i 81" mniejszymi niz szerokosci detektorów skladowych 80' i 81' (patrz fig. 12).Uklad detektorów pokazany na fig. 12 nie tyl- 60 ko powoduje zmniejszenie wplywu promieniowa¬ nia rozproszonego, lecz równiez poprawia nachy¬ lenie krzywej regulacji. W poblizu poczatku ukla¬ du nachylenia sygnalu róznicowego w funkcji po¬ lozenia plaszczyzny odczytywanej czesci sciezki jest w bardziej strome na fig. 11.88214 13 W praktycznym rozwiazaniu urzadzenia poka¬ zanego na fig. 6 szerokosc marginesów 84 i 85 wy¬ nosi 10 /nn, a szerokosc pozostalych marginesów fotodiod wynosi 200 [xm. Szerokosc szczeliny wy¬ nosi 250 /im.Zródlo promieniowania 60 emituje wiazke pro¬ mieniowania laserowego o rozkladzie natezenia wedlug krzywej Gaussa, której szerokosc dla spa¬ du natezenia o polowe wynosi 700 /im. Najmniej¬ sze wykrywalne odchylenie rzeczywistego poloze¬ nia plaszczyzny odczytywanej czesci sciezki od polozenia zadanego wynosi 1 /*m z zakresem wy¬ chwytu 1 mm.Powyzej opisane zostalo urzadzenie wedlug wy¬ nalazku do odczytywania krazkowego nosnika za¬ pisu, wynalazek moze byc równiez oczywiscie sto¬ sowany do odczytywania innych nosników zapi¬ su, przykladowo nosników tasmowych, w których struktura reprezentujaca informacje lezy na pla¬ skiej powierzchni w miejscu, w którym jest ona odczytywana, a najmniejsza czesc struktury ma byc odwzorowywana jako obraz na detektorze promieniowania. PL