Устройство для записи и воспроизведения информации с дискового оптического носителя

 

Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению , в частности, к устройствам записи и воспроизведения информации с дискового оптического носителя, и может быть использовано в лазерных звуковых и видео проигрывателях, а также в системах ЭВМ с оптической памятью. Целью изобретения является повышение качества воспроизведения информации путем устранения интерференционных шумов при упрощении и удешевлении устройства. Излучение источника излучения 1 коллимируется объективом 2, расщепляется формирователем 3 световых пучков по направлению на основной и два следящих пучка, которые фиксируются фокусирующим объективом 7 на дисковый оптический носитель 8. При воспроизведении информации световое излучение отводится светоотделителем 6 на фотоприемный блок 9. Для устранения интерференционных шумов формирователь 3 световых пучков по направлению выполнен или в виде плоско-параллельной анизотропной пластины 4, на одной половине апертуры которой расположен двоякопреломляющий оптический элемент 5, или в виде такой же пластины, на всей апертуре которой с равным шагом параллельно друг другу размещены двоякопреломляющие оптические элементы 14 одинаковой ширины. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ.

СОЩИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5Н 4 С 11 В 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А STOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сл

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4268339/24-10 (22) 25.06.87 (46) 15.08.89. Бюл. ¹ 30 (72) В.H. Маслаков, В.В. Насонов, Б.Д. Троняк и В.П. Чалов (53) 681.84.083(088,8) (56) Исследование принципов построения системы цифрового комплект— диска. Шифр Трамплин" Отчет по НИР, Г-46202, с. 124-126, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПИСИ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ С ДИСКОВОГО

ОПТИЧЕСКОГО НОСИТЕЛЯ (57) Изобретение относится к оптикоэлектронному приборостроению, в частности к устройствам записи и воспроизведения информации с дискового оптического носителя, и может быть использовано в лазерных видео- звуковых проигрывателях, а также в системах 3ВМ с оптической памятью.

„„Я0„„15О1149 я1

Целью изобретения является повышение качества воспроизведения информации путем устранения интерференционных шумов при упрощении и удешевлении устройства. Излучение источника излучения 1 коллимируется объективом 2, расщепляется формирователем 3 световых пучков по направлению на основной и два следящих пучка, которые фокусируются фокусирующим объективом 7 на дисковый оптический носитель 8. При воспроизведении информации световое излучение отводится светоделителем 6 на фотоприемный блок 9. Дпя устранения интерференционных шумов формирователь 3 световых пучков по направлению выполнен или в виде плоскопараллельной анизотропной пластины 4, на одной половине апертуры которой расположен двоякопреломляющий оптический эле3 1501149 4 мент 5, или в виде такой же пластины, щены двоякопрелбмляющие оптические на всей апертуре которой с равным элементы 14 одинаковой ширины. шагом параллельно друг другу разме- 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к оптикоэлектронному приборостроению, в част- 10 ности к устройствам записи и воспроизведения информации оптическими средствами, и может быть использовано в лазерных видео- и звуковых проигрывателях, а также в системах ЭБМ с оптической памятью и оптико-электронной обработкой информации.

Цель изобретения — повышение качеетва воспроизведения информации путем устранения интерференционных

20 шумов при упрощении и удешевлении устройства.

На фиг. 1 представлена оптическая схема устройства с однопериодным фор- 25 мирователем световых пучков по направлению; на фиг. 2 и 3 — фрагменты прохождения прямого и отраженного световых пучков через участки формирователя световых пучков по направ- 30 лению; на фиг ° 4 и 5 - варианты конструктивного исполнения формирователя световых пучков по направлению;

Устройство (фиг. 1-3) содержит источник 1 излучения, коллимирующий объектив 2, формирователь 3 световых пучков по направлению, состоящий из последовательно установленных анизотропной плоскопараллельной пластины 4 и двоякопреломляющего оптичес- 40 кого элемента 5, светоделительный элемент б, фокусирующий объектив 7, носитель 8 информации, фотоприемный блок 9 (фиг. 1), состоящий из объектива 10 и фотоприемника 11, содеРжащего центральную 12 и две боковые фоточувствительные площадки 13. Формирователь световых пучков по направ" лению (фиг. 5) может быть выполнен состоящим и пластины 4 и нескольких 50 двоякопреломляющих элементов 44.

Формирователь 3 световых пучков по направлению предназначен для формирования трех пятен светового излучения на носителе информации 8 при прохождении пучка в прямом направлении, а также для устранения попадания зеркальной составляющей отраженного от носителя информации 8 светового излучения в источник 1 излучения и уменьшения величины интерференционного шума.

Формирователь 3 световых пучков по направлению состоит из жестко соединенных между собой анизотропной плоскопараллельной пластины 4, оптическая ось которой составляет угол

45 с ее входной и выходной плоскостями, и двоякопреломляющего элемента 5, представляющего собой рефракционную поляризационную призму, напрычер призму Воллостона, с небольш м (порядка 18 угл.мин) углом разведения световых пучков, выполненную из двулучепреломляющего материала, например кварца.

Устройство работает следующим образом.

Линейно поляризованный световой пучок источника -1 (фиг, 1-3) излучения коллимируется объективом 2 и, проходя через формирователь 3 световых пучков, светоделительный элемент б, фокусирующий объектив 7, попадает на носитель 8 информации, информационный слой которого совмещен с плоскостью изображения фокусирующего объектива 7.

Формирователь 3 световых пучков по направлению формирует на выходе три световых пучка — один параллельный и два симметрично отклоняющихся относительно оптической оси устройства и обеспечивающих слежение за информационной дорожкой носителя информации 8 ло методу трех пятен, Световые пучки, выходящие из формирователя 3 параллельными относительно оптической оси устройства, а также симметрично расходящиеся в разные стороны по отношению к оптической оси устройства, проходя через светоделительный элемент 6 и фокусирующий.объектив 7 образуют на информационном слое носителя 8 информации три пятна — одно центральное, находящееся на оптической оси устройства, и два, симметрично расположен1501149

1О

30

40

50

55 ных относительно оптической оси уст ройства, боковых пятна.

Центральное пятно излучения воспроизводит информацию с носителя 8 информации, а два боковых обеспечивают поддержание центрального пятна на информационной дорожке, т.е. осуществляется слежение за дорожкой.

Этот метод слежения реализуется следующим образом.

Формирователь 3 световых пучков по направлению поворачивают вокруг оптической оси так, чтобы боковые пятна были смещены вправо и влево относительно дорожки на угол р

d агс1:е —,. где д — диаметр пятна излучения, 1 — величина линейного смещения бокового пятна относительно центрального. Этот угол приблизительно равен 3

Промодулированные информацией носителя световые пучки отражаются от носителя 8 информации, собираются фокусирующим объективом 7 и через светоделительный элемент 6 направляют в фотоприемный блок 9, состоящий из объектива 10 и фотоприемника 11 с фоточувствительными площадками 12 и 13 для воспроизведения информации.

Таким образом, устройство с помощью формирователя 3 световых пучков по направлению обеспечивает функционирование устройства по методу трех пятен.

В части устранения попадания зеркальной составляющей отраженных световых пучков в источник 1 излучения и уменьшения интерференционного шума, формирователь световых пучков по направлению работает следующим образом.

Возможные варианты формирователя

3 световых пучков по направлению представлен на фиг, 4 и 5.

Формирователь 3 световых пучков (фиг. 4) состоит из плоскопараллельной пластины 4, изготовленной из кристаллического кварца, обладающего анизотропией. Пластина 4 вырезана так, что оптическая ось кристалла составляет угол 45 с выходной и входной плоскостями пластины, На анизотропную плоскопараллельную пластину 4 крепится (любым из известных способов) двоякопреломляющий оптический элемент 5, представляющий собой двоякопреломляющую призму типа Волластона.

На фиг. 5 представлен вариант исполнения формирователя световых пучков в виде периодической структуры, состоящей из анизотропной плоскопараллельной пластины 4 и нескольких периодически установленных двоякопреломляющих оптических элементов

14, причем на апертуре формирователя должно укладываться целое число периодов периодической структуры (одщ период — это часть формирователя, включающая два. равных по ширине участка, содержащих призму и беэ призмы) °

Использование анизотропногс материала (кристаллического кварца) для изготовления плоскопараллельной пластины 4 необходимо для уменьшения величины интерференционног0 шума. Это достигается тем, что плоскопараллельная пластина 4 деполяризует световое излучение, поступающее из источника 1 излучения, разлагая его на две ортогочально поляризованные компоненты, причем одна относительно другой проходят разные оптические пути, Толщину плоскопараллельной пластины 4 выбирают такой, чтобы разность хода обеих составляющих была больше длины когерентности источника 1 излучения q / g 7;, где ". — средняя длина волны излучения,;, ),, — ширина спектра излучения. Деполяриэация излучения приводит к тому, что при интерференционном взаимодействии двух ортогонально поляризованных компонент, получается новый вид поляризации (в общем случае эплиптический), а не модуляция излучения по интенсивности.

Кроме того, нарушение временной когерентности еще значительнее подавляет ин "ерференцпо нное взаимодействие световых пучков. для пояснения принципа действия формирователя 3 световых пучков по направлению по устранению попадания зеркальной составляющей отраженных световых пучков в источник 1 излучения на фиг. 2 показаны фрагменты формирования центрального пятна ва информационном слое носителя и«формации 8, на фиг. 3 — формирование симметрично расположенных боковых пятен относительно оптической оси устройства, 1501149

45

Прямое излучение проходят только через участок формирователя 3 не содержащий двоякопреломляющего оптического элемента (призмы) 5 (фиг. 2).

3То излучение собирается фокусирующим объективом 7 в центральное пятно на носитель 8 информации, отражается от носителя информации и при возвращении в обратном направлении проходит через участок формирователя 3 световых пучков, содержащий двоякопреломляющую призму 5, которая раздваивает входящий в нее пучок и отклоняет выходящие пучки на равные 15 углы симметрично относительно оптической оси устройства. В результате этого зеркальная составляющая отраженного излучения не попадает в источник 1 излучения, а выводится из 20 устройства.

Аналоrично поясняется принцип действия формирователя 3 световых пучков для другой половины пучка, выходящего из коллимирующего объек- 25 тива 2 °

Прямой пучок проходит только через участок формирователя, содержащий двоякопреломляющую призму 5.

Призма раздваивает входящий в нее пучок и отклоняет пучки на равные углы симметрично относительно оптической оси. Это излучение собирается фокусирующим объективом 7 в боковые пятна на носителе информации 8. Далее излучение отражается и возвращается через участок, не содержащий двоякопреломляющей призмы 5, формирователя 3 световых пучков.

Так как боковые пятна смещены <10 относительно оптической оси устройства, то в плоскости нахождения источника t излучения, будут формироваться оптически сопряженные наклонные пучки зеркальной составляющей отраженного излучения, которые также не попадут в источник 1 излучения, а будут выведены из устройства.

Устройство в режиме записи работает аналогично описанному режиму 50 воспроизведения в части формирования световых пучков, слежения за фокусировкой и слежения за дорожкой, на которую записывают информационный сигнал, находящейся на носителе информации 8.

Отличие режимов записи и воспроиз-. ведения информации заключается в том, что в режиме записи необходимо производить, например, амплитудную модуляцию непрерывного излучения выходящего из источника 1 излучения. Поэтому амплитудную модуляцию непрерывного излучения, выходящего из источника 1 излучения, можно осуществлять в пред- лагаемом устройстве любым из известных способов и устройств, позволяющих осуществить амплитудную модуляцию, например с помощью акустооптического модулятора или путем модуляции электропитания записывающего источника 1 излучения.

Формула из обре те ния

1. Устройство для записи и воспроизведения информации с дискового оптического носителя, содержащее последовательно установленные источник излучения, коллимирующий обектив, формирователь световых пучков по направлению, светоделитель и фокусирующий объектив, а также оптическч связанный со светоделителем фотоприемньпr блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества воспроизведения информации путем устранения интерференционных шумов при упрощении и удешевлении устройства, формирователь световых пучков по направлению выполнен в виде пространственного деполяризатора светового излучения.

2 ° Устройство по п, 1, o T JI H ч а ю щ е е с я тем, что пространственный деполяризатор светового излучения выполнен в виде плоскопараллельной анизотропной пластинь", главная ось которой составляет угол 45 с ее плоскостями, при этом на одной половине апертуры пластины расположен двоякопреломляющий оптический элемент.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что пространственный деполяризатор светового излучения выполнен в виде плоскопараллельной анизотропной пластины, главная ось которой составляет угол о

45 с ее плоскостями, при этом на апертуре пластины с равным:шагом параллельно друг другу размещены двоякопреломляющие оптические элементы одинаковой ширины.

> 50l l49 I501149

4-Я

A-A

Составитель С, Ильчук

Техред Д.Олийнык

Редактор M. Недолуженко

КоРРектоР Н. Король

Заказ 4878/50 THpGE 558 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101