Устройство для позиционирования пучка излучения при оптическом воспроизведении информации

 

Изобретение относится к оптическому воспроизведению информации с носителей, используемых в лазерных аудиои видеопроигрывателях, в оптических запоминающих устройствах, и позволяет повысить надежность и точ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Gg 4 G 11 В 7/09

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 4179706/24 — 10 (22) 12.01. 87 (46) 23. 12.88. Бюл. Р 47 (72) О. Г. Влох и М. И. Шрибак (53) 681. 84(088. 8) (56} Авторское свидетельство СССР

У 1203583, кл. 0 11. В 7/09, 1986.

Патент США Р 3876842, кл. G 11 В 21/10, 1975.

„„SU„„144665) А 1 (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ

ПУЧКА ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИ ОПТИЧЕСКОМ ВОСПРОИЗВЕДЕНИИ ИНФОРМАЦИИ (57) Изобретение относится1 к оптичес кому воспроизведению информации с носителей, используемых в лазерных аудио- и видеопроигрывателях, в оптических запоминающих устройствах, и позволяет повысить надежность и точ144 6651 ность позиционирования.Луч лазера коллимируется коллиматором 2, проходит дифракционную решетку 3, которая расщепляет его на три луча, Плоскость расщепления лучей, прошедших

Ф .через светоделитель 4, поворачивается на некоторый угол вращателем лучей 5.

Отраженные носителем информации лучи проходят объектив 7, отражаются от зеркала 6, проходят через вращатель лучей 5, который поворачивает плоскость расщепления лучей к исходной.

Далее лучи, отраженные светоделителем

4 и сфокусированные линзой 9, попадают на фотоприемный блок 10. Колебания дифракционной решетки приводит к колебаниям пятен слежения на поверхности носителя информации 8 с частотой )(частота колебания привода 15) . На выходе суммирующего усилителя формируется сигнал рассогласования линии среднего положения пятен с осью информационной дорожки.

Изобретение относится к оптическому воспроизведению информации с носителей, используемых в лазерных аудио- и видеопроигрывателях, в оптических запоминающих устройствах.

Цель изобретения — повышение надежности и точности позиционирования.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - положение пучков излучения на носителе информации; на фиг. 3-7 — примеры выполнения вращателя лучей.

Устройство содержит (фиг.1) последовательно установленные на оптической оси лазер 1, коллиматор 2, ди- . фракционную решетку 3, светоделитель

4, вращатель 5 лучей, зеркало 6, объектив 7, носитель 8 информации, а также оптические последовательно связанные со светоделителем 4 фокусирующую линзу 9 и фотоприемный блок 10.

Два выхода "слежение" .фотоприемного блока 10 подключены к двум входам суммирующего усилителя 11 и с двумя входами дифференциального усилителя 12. Выход суммирующего усилиСигнал с выхода суммирующего усилителя 11 перемножается с сигналом от привода колебаний дифракционной решетки 15 умножителем 13. Сигнал с выхода заградительного фильтра 16 подается на привод поворота вращателя лучей 5, При обратном прохождении лучей через вращатель 5 плоскость расщепления лучей поворачивается на тот же угол, но противоположный по знаку. Таким образом, поворот пятен слежения на носителе информации не поиводит к слежению отраженных пучков на фотоприемном блоке 10 и соответственно к разъюстировке устройства позиционирования. Размещение вращателя лучей между светоделителем

4 и объективом 7 предпочтительней, чем его размещение между дифракционной решеткой 3 и светоделителем, или случаю, при котором производится непосредственный поворот дифракционной решетки. 7 ил.

2 теля 11 подсоединен к первому входу второго умножителя 13. Выход диффе-. ренциального усилителя 12 подключен к первому входу первого умножите ля 14. Привод 15 колебаний дифракционной решетки механически связан с дифракционной решеткой 3, а электрически - с вторыми входами умножителей 13 и 14. Выход первого умножи10 теля 14 подключен к первому загради тельному фильтру 16 и далее к приводу перемещения зеркала 17, который механически связан с зеркалом 6, Выход второго умножителя 13 подключен

15 к второму заградительному фильтру 18 и далее к приводу 19 поворота вращателя лучей, который механически свя зан с вращателем 5 лучей.

Выполнение привода 19 поворота о вращателя лучей аналогично выполнению привода 17 перемещения зеркала.

В качестве первого варианта вращателя лучей (фиг. 3) может быть использована призма Дове 20 .

Вторым вариантом вращателя лучей (фиг. 4) является призма Чуриловско(г), з 144665 го. Она состоит из оптически последовательно связанных преломляющей призмы 21, зеркала 22 и преломляющей призмы 23. Третий вариант врацателя лучей (фиг. 5) представляет собой призму 24 с оптически последовательно связанными отражающими поверхностями 25-27. Эта призма может быть заменена тремя зеркалами, установлен- 1О ными на MpcTQ упомянутых отражающих поверхностей. Четвертый вариант (фиг.б) представляет собой установленные на одной оптической оси цилиндрические линзы 28 и 29. Причем 15 задняя фокальная точка линзы 28 совпадает с передней фокальной точкой линзы 29. Фокусные расстояния этих линз равны, а образующие преломляющих поверхностей линз параллельных 20 между собой. Пятый вариант (фиг.7) представляет собой линзу 30 с цилиндрическими поверхностями равной кривизны 31 и 32. Задняя фокальная точка поверхности 31 совпадает с 25 передней фокальной точкой поверхности 32, а образующие поверхностей параллельны между собой. При работе вращатель лучей поворачивается как единое целое вокруг оптической оси 30

0-0 .

Устройство работает следующим образом (фиг.1).

Луч лазера 1 коллимируется коллиматором 2, проходит дифракционную решетку 3, которая расщепляет его на три луча. Далее эти лучи проходят светоделитель 4, вращатель 5 лучей, который поворачивает плоскость расщепления лучей на некоторый угол, 40 отражаются от зеркала 6 и фокусируются объективом 7 на поверхности носителя 8 информации в три пятна: считывающее пятно Ь и два пятна слежения а и с (фиг.2) ° Отраженные носи- 45 телем информации лучи снова проходят объектив 7 отражаются от зеркала 6, проходят через вращатель 5 лучей, который поворачивает плоскость расщепления лучей к исходной. Далее rp лучи отражаются от светоделителя 4 и фокусируются линзой 9 на фотоприемный блок 10. Сигнал с центральной площадки фотоприемного блока I g является информационным, а сигналы с боковых площадок I «, и I используются для слежения. Дифракционная решетка 3 приводится в колебание с частотой (| приводом 15.

4

Колебания дифракционной решетки приводят к колебаниям пятен слежения а и с на поверхности носителя

8 информации с частотой td и амплитудой д (фиг.2).

Колебания пятен а и с необходимы для получения сигнала о рассогласовании d центра пятна считывания b с осью информационной дорожки и для получейия сигнала о рассогласовании линии среднего положения пятен с осью информационной дорожки. Эти сигналы рассогласования получают следующим образом. Величина сигналов с выходом "слежение" фотоприемного блока 10 определяется формулами

2 ((1 =I (1-ш cos — (1+дсоз(. +1А8Ч) )

Т (1)

I,=I(1-m cos — (д -(| соз(й-Ltgq) ), где I,,I — сигналы с пятен а и с;

I — величина сигнала при нао хождении пятна между информационными дорожками;

Т вЂ” расстояние между дорожками;

m — - индекс модуляции; д — смещение считывающего пятна; д — амплитуда колебаний пятен слежения; (d — частота колебаний пятен слежения;

Ь вЂ” расстояние между пятном считывания и пятнами слежения; угол между линией среднего положения пятен слежения и осью информационной дорожки;

t — время.

Для получения сигнала о рассогласовании линии среднего положения пятен с осью информационной дорожки производят суммирование сигналов

2Т(. 2||

Т +Т =2?0-2Т,ш соз(— (1 ), . асов(— « "

27((, 21(° соз(| ). cos(— L tgq)-sin(— сР»

Т Т

2|| х сов(А ) - s in(†. Ь tg 4) j .

Т

Учитывая малость «Р формулу (2) можно записать:

2П 2((Х„+Х =21 -2I m сов(— и ) сов(—, L

2 2|(« tgq- — (((сов((С sin(— L-tgg) j. (3) T Т

144665!

Далее суммарный сигнал Iä+I, перемножают с сигналом от привода колебаний дифракционной решетки cosset;

2Io m 4 2 (I +I )cos t= cos(— и )

2и 2Г

x sin(—,, L tying) 2? (1-m cos

2Г 2ТотУд" х соя(—,— ь 1 )» cosset+ — (4)

Т T 10

2и . 2я

x cos(— Ll ) sin(—. Ь.1цц) cosw t.

Т Т

Потом составляющие сигнала с частотой ы и 2с ) обрезают и получают сигнал 15

2Iî m << 2 .

cos(—,1), Т Т

2à sin(— L +gp) .

Т (5)

Такая обработка сигнала осуществ- 20 ляется следующим образом.

Суммирование сигналов слежения производится суммирующим усилителем

11, два входа которого связаны с выходами "Слежение" фотоприемного 25 блока 10. Сигнал с выхода суммирующего усилителя 11 перемножается с сигналом от привода 15 колебаний дифракционной решетки умножителем

13. Составляющие сигнала с частотой 30

ыи 2 ы обрезаются заградительным фильтром 18.

Сигнал подается на привод 19 поворота вращателя лучей, который поворачивает вращат ь 5 лучей- Поворот 35 .вращателя 5 лучей приводит к повороту пятен слежения на носителе 8 информации (фиг. 2). При обратном прохождении лучей через вращатель 5 плоскость расщепления лучей повора- g0 чивается на тот же угол, но противоположный по знаку.

Таким образом, поворот пятен слежения на носителе информации не приводит к слежению отраженных пучков на фотоприемном блоке и соответственно к разъюстировке устройства позиционирования. Поэтому размещение вращателя лучей между светоделителем

- ° 50

4 и объективом 7 предпочтительней, чем его размещение между дифракционной решеткой 3 и светоделителем или случаю, при котором производится непосредственный поворот дифракционной решетки, Поворот вращателя 5 лучей производится До тех пор, пока сигнал q не станет равным нулю, т.е. до Ю --0..Сигнал о ошибке позиционирования считывающего пятна определяется следующим образом.

Сначала производится вычитание сигналом "Слежение" фотоприемного блока 10 дифференциальным усилителем 12.

Далее этот сигнал перемножается с сигналом cosset, от привода 15 колебаний дифракционной решетки перемножителем 14. Постоянная составляющая сигнала выделяется заградительным фильтром 16. Так как ц=0, то сигнал о ошибке к позиционирования S будет равен

4Io ш 1)д (6)

Сигнал $ подается на привод 17 перемещения зеркала, который, изменяя наклон зеркала б, делает этот сигнал равным нулю. Тем самым становится равной нулю ошибка позиционирования считывающего пятна Л .

Поворот плоскости расщепления лучей осуществляется следующим образом.

Как вйдно из фиг. 3-7 лучи, проходя через каждый из вращателей, симметрично отображаются относительно плоскости, перпендикулярной плоскости рисунка и проходящей через ось вращения О;0 . Отображения лучей относительно плоскости, совпадающей с плоскостью рисунка, не происходит.

Поэтому при повороте вращателя на некоторый угол вокруг оси 0-0 происходит в поворот плоскости расщепления в том же направлении, но на угол в два раза больше.

Таким образом, предлагаемое устройство способно компенсировать рассогласование между линией среднего положения пятен слежения и осью информационной дорожки. Это позволяет поддерживать крутизну сигнала ошибки слежения максимальной при любом изменении направления оси информационной дорожки и при изменении направления линии среднего положения пятен слежения, Формула изобретения

Устройство для позиционирования пучка излучения при оптическом воспроизведении информации, содержащее последовательно установленные на оптической оси лазер, коллиматор, дифракционную решетку с приводом коле1446651 бания, светоделитель, зеркало с приводом перемещения и объектив, а также оптически связанный четив, а также оптически связанный че рез фокусирующую линзу со светоделителем фотоприемный блок, два выхода которого связаны через последовательно соединенные дифференциальный усилитель, первый умножитель, заградительный фильтр с приводом перемещения зеркала, кроме того, второй вход первого умножителя подключен к второму выходу привода колебания дифракционной решетки, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повыпения надежности и точности позиционирования пучка между светоделителем и объективом установлен вращатель лучей с приводом поворота, а также дополнительно введены суммирующий усилитель

5 второй умножитель и второй заградительный фильтр, причем два входа суммирующего усилителя подключены к двум выходам фотоприемного блока,а. выход суммирующего усилителя подключен к первому входу второго умножителя, выход которого последовательно связан с вторым заградительным фкпьтром и далее с приводом поворота вращате" ля лучей, кроме того второй вход

15 второго умножителя подключен к Второму выходу привода колебаний дифракционной решетки.

1446651

Составитель С.Подорский

Редактор С. Патрушева Техред М.Ходанич

Корректор Л. Патей

Заказ 6752/55

Тираж 590

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при Г1,1{Т СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственн< -почнграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Про .,тндя, 4