Устройство для настройки оптического тракта лазерного проигрывателя Советский патент 1987 года по МПК G11B7/00 

Изобретение относится к воспроизведению информации оптическими средствами и может быть использовано при производстве лазерных видео- и звуковых проигрывателей для настройки зеркал слежения, поляризационной светоделительной системы и посадочной плоскости отражательного носителя информации.

Цель изобретения - повышение точности и производительности настройки оптического тракта.

На фиг. 1 представлена оптическая схема лазерного проигрывателя; на фиг. 2 и 3 - выполнение объектива в виде положительного мениска и плосковыпуклой линзы соответственно; на фиг. 4 - тест-объект в виде светорассеиваюш,его покрытия; на фиг. 5 - варианты нанесения частично отражающих покрытий на положительный мениск и плосковыпуклую линзу; на фиг. 6 - размещение регулировочных элементов при настройке проигрывателя; на фиг. 7 - принцип настройки зеркала слежения; на фиг. 8 - то же, посадочной плоскости носителя информации; на фиг. 9 - следы отраженных пучков лучей на тест-объекте.

Лазерный проигрыватель (фиг. 1) содержит лазер 1, согласующую линзу 2, поляризационный светоделитель 3, четвертьволновую пластинку 4, зеркало 5 слежения, вспомогательный объектив 6 в посадочном месте 7, носитель 8 информации и фотоприемник 9.

Вспомогательный объектив в виде положительного мениска (фиг. 2) содержит корпус И), в котором установлены четвертьволновая пластинка 1 и положительный мениск 12, вогнутая поверхность которого выполнена с частично отражающим покрытием (фиг. 5а, б).

Вспомогательный объектив в виде плосковыпуклой линзы (фиг. 3) содержит корпус 10 с четвертьволновой пластинкой 11 и плосковыпуклую линзу 13 с частично отражающим покрытием на плоской поверхности.

Тест-объект 14 (фиг. 1 и 4) содержит плоскопараллельную пластину со светорас- сеивающим покрытием R.

При размещении регулировочных элементов в оптическом тракте проигрывателя (фиг. 6) к электрическим выходам фотоприемника подключается индикатор 15.

Оптический канал лазерного проигрывателя (фиг. 1) обеспечивает хорошую воспроизводимость записанной на носителе информации в том случае, когда точка S, в которую собирает пучки излучения лазера 1 согласующая линза 2, лежит на оптической оси объектива 6, перпендикуляр к носителю 8 информации совпадает с оптической осью объектива 6, а четвертьволновая пластинка 4 установлена таким образом, что ее главные плоскости составляют угол 45° с главными плоскостями поляризационного светоделителя 3.

При настройке оптического тракта проигрывателя (фиг. 6) вместо объектива 6 в его посадочное место 7 устанавливается корпус 10 с возможностью вращения и расположенными в нем четвертьволновой пластинкой 11 и положительным мениском 12 или плосковыпуклой линзой 13, образующими вспомогательный объектив. В месте расположения точки S перпендикулярно пучку лучей устанавливается тест-объект 14.

Устройство работает следующим образом. Луч лазера 1 попадает на согласующую линзу 2, которая фокусирует его на свето- рассеивающем покрытии тест-объекта 14, в результате чего на светорассеивающем покрытии появляется визуально наблюдаемая светящаяся точка S (фиг. 9). Пройдя тест-объект 14, пучок лучей проходит поляризационный светоделитель 3, четвертьволновую пластинку 4, отражается от зеркала 5, проходит четвертьволновую пластинку 11

Q и попадает на плосковыпуклую линзу 13 или положительный мениск 12 (фиг. 2 и 3) вспомогательного объектива 6.

Часть излучения отражается частично отражающим покрытием линзы или мениска (фиг. 5а, б). При этом происходит обраще5 ние волнового фронта симметрично оптической оси (фиг. 7). Часть излучения проходит линзу 13 или мениск 12, которые формируют параллельный пучок лучей, отражающийся от носителя 8 информации. При этом происходит обращение волнового фронта симмет0 рично нормали поверхности носителя информации (фиг. 8).

Отраженный от поверхности носителя 8 пучок лучей проходит линзу 13 или мениск 12. Далее этот пучок и пучок, отраженный от частично отражающей поверхности линзы

5 (мениска), вторично проходят четвертьволновую пластинку 11, отражаются от зеркала 5 слежения, проходят четвертьволновую пластинку 4 и попадают на поляризационный светоделитель 3, который часть этих

д лучей отражает к фотоприемнику 9, связанному с индикатором 15. (Вместо фотоприемника 9 может устанавливаться, например, светлый экран, что ведет к незначительному уменьщению точности настройки четвертьволновой пластинки 4.

5 Оставшаяся часть пучков лучей проходит через поляризационный светоделитель 3 и собирается на рассеивающей поверхности тест-объекта 14, формируя визуально наблюдаемые светяп1.иеся точки S и S (фиг. 9). При использовании в качестве объектива

0 плосковыпуклой линзы (фиг. 3) с коэффициентом отражения плоской поверхности в пределах 0,3-0,4 (фиг. 5а) между этой поверхностью и поверхностью носителя имеет место многократное отражение, вследствие чего на тест-объекте 14 могут появляться допол нительные светящиеся точки. Оптимальная величина коэффициента отражения полупрозрачного покрытия 0,36, а коэффициента

светорассеивания рассеивающего покрытия тест-объекта - 0,01-0,1.

Настройку оптического тракта проигрывателя производят следующим образом.

Настройка четвертьволновой пластинки. Предположим, что ось х совпадает с плоскостью поляризации света, пропускаемого поляризационным светоделителем 3, ось у совпадает с плоскостью поляризации света, отражаемого им. ф - угол между осью х и быстрой осью четвертьволновой пластин- ки 4; ij) - угол между осью х и медленной осью четвертьволновой пластинки 11.

Тогда интенсивность пучка лучей, отражаемых поляризационным светоделителем 3 к фотоприемнику 9, будет минимальной при Ф ±45° или ij) О, 90°. Таким образом, поворачивая четвертьволновую пластинку 4 до минимума сигнала на фотоприемнике 9, имеют либо ф ±45° (тогда четвертьволновая пластинка будет настроенной), либо г(з О, 90°. Чтобы исключить второй случай, поворачивают корпус 10 в посадочном месте 7 объектива на 45° вокруг оптической оси. В результате этого угол г|; поменяется на 45°. Если при этом сигнал на фотоприемнике изменяется, поворачивают четвертьволновую пластинку 4 до минимума сигнала. Для предотвращения возникновения случая, при котором -ф О, 90°, можно предварительно устанавливать корпус 10 в посадочном месте объектива таким образом, чтобы г|з 45°. При этом точность настройки четвертьволновой пластинки 4 будет макси- мальной. Вмес то фотоприемника 9 с индикатором 15 можно устанавливать светлый экран и настраивать четвертьволновую пластинку 4 по максимуму затемнения. В этом случае точность ее настройки несколько снижается. При настроенной четвертьволновой пластинке пучки лучей, отраженные от частично отражающей поверхности плосковыпуклой линзы или носителя информации, полностью пропускаются поляризационным светоделителем 3.

Настройка зеркала 5 слежения. Светящаяся точка S на тест-объекте 14 изображается зеркалом 5 слежения точкой Р (фиг. 7). Частично отражающее покрытие плосковыпуклой линзы 13 автоколлимацион- но изображает точку Я симметрично опти- ческой оси ОО точкой Р . Зеркало 5 изображает ось линзы осью ОО , а точку Р - точкой S . При этом расстояние между светящимися точками S и S - Д равно

А 2/.tga,

где / - расстояние от тест-объекта 14 до линзы 13 (равно фокусному расстоянию линзы 13);

а-угол между оптической осью и линией ОР, соединяющей верщину линзы 13 с изображением светящей- ся точки Р.

Точка Q находится посредине между точками S и S . Устанавливая зеркало 5 таким

образом, чтобы изображения S и S совпали, получают также, что точка 5 совпадет с точкой Q, т. е. точка S находится на оптической оси линзы 13.

Настройка посадочной плоскости носителя информации осуществляется после настройки четвертьволновой пластинки 4 и зеркала 5 слежения (фиг. 8) и аналогична настройке зеркала слежения. Точка Р симметрично нормали к посадочной плоскости изображается точкой Р. Зеркало 5 изображает точку Р на тест-объекте 14 светящейся точкой S. Чтобы отличить точки 5 и S, необходимо затемнить промежуток .между мениском 12 или линзой 13 и носителем 8 информации. Точка S исчезает. Расстояние б между точками 5 и 5 равно

5 2/-tgp,

где Р - угол .между оптической осью линзы 13 (мениска 12) и нормалью к посадочной плоскости.

Нормаль N N после отображения зеркалом 5 пересекает тест-объект 14 в точке Л . Точка Л лежит посредине между точками S и S . Совмещая наклоном посадочной плоскости точки S и 5, получают, что точка Л также совпадает с точкой S, а значит и нормаль к посадочной плоскости совпадает с оптической осью мениска 12 или линзы 13. При использовании плосковыпуклой линзы 13 (фиг. 3) с частично отражающим покрытием (фиг. 5а) между плоской поверхностью линзы и посадочной плоскостью носителя имеет место многократное отражение, вследствие чего на тест-объекте 14 появляются дополнительные светящиеся точки, расстояние между которыми равно 6 и которые находятся на линии SS. При совпадении точки S с точкой S эти точки также совпадают с точкой 5. Появление дополнительных светящихся точек повы1иает качество настройки посадочной поверхности носителя информации.

Процесс настройки посадочной новер.х- ности ведут при установленном на ней отра- л ательном носителе информации и.лп его имитаторе.

После окончания настройки из оптического тракта удаляют тест-обьект 14, корпус JO с четвертьволновой пластинкой I 1 и линзой 13 (мениском 12). На место корпуса 10 в посадочное место 7 устанавливают щтатный объектив лазерного проигрывателя., также удаляют и индикатор 15.

Приспособления для регулировки позволяют повысить точность и производительность настройки оптического тракта при использовании достаточно простого автоколлимационного .метода.

Формула изобретения

1. Устройство для настройки оптического тракта лазерного проигрывателя, содержащее оптически связанные источник света, тест-объект на плоскопараллельной пластине и объектив, в передней фокальной плоскости которого установлен тест-объект, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и производительности настройки, в него введена четвертьволновая пластинка, жестко связанная с объективом и расположенная между ним и тест-объектом, который выполнен в виде светорассеивающего покрытия, объектив выполнен в виде плосковыпуклой линзы с частично отражающим покрытием на плоской поверхности и имеет возможность вращения вокруг оптической оси, при этом выпуклая поверхность линзы расположена со стороны четвертьволновой пластинки, а в качестве источника света использован лазер проигрывателя.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что объектив выполнен в виде положительного мениска, вогнутая поверхность кото

рого расположена со стороны четвертьволновой пластинки, на нее нанесено частично отражающее покрытие и она имеет радиус кривизны, равный расстоянию от этой поверхности до тест-объекта.

3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что частично отражающее покрытие на плосковыпуклой линзе и на положительном мениске представляет собой полностью отражающий слой, нанесенный на половину поверхности.

4.Устройство по пп. 1-3, отличающееся тем, что частично отражающее покрытие на плосковыпуклой линзе и на положительном мениске представляет собой слой с коэффициентом отражения 0,3-0,4, нанесенный на всю поверхность.

5.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что коэффициент светорассеяния покрытия тест-объекта составляет 0,01-0,1.

Изобретение относится к воспроизведению информации оптическими средствами и позволяет повысить точность и производительность настройки тракта. Луч лазера I фокусируется согласующей линзой 2 на све- торассеивающем покрытии тест-объекта 14, образуя на нем визуально наблюдаемую светящуюся точку S. Отраженный от зеркала 5 пучок проходит четвертьволновую пластинку II и плосковыпуклую линзу 13 вспомогательного объектива. Часть излучения, сформированная линзой 13 в параллельный пучок, отражается от повер.хности носителя 8 и вместе с отраженной от отражающей поверхности линзы 13 частью излучения попадает на поляризационный светоделитель 3. Собирающиеся на рассеиваю- П1ей поверхности тест-объекта 14 пучки формируют светящиеся точки S H S. 4 з. п. ф-лы, 9 ил. 74 4 ери г. 6 8 У//Л7 Л со о 4 О Ci 00

ю

/7

/

фие. 2

. J

/

L/

фиг.

(}иг. 5

s

/f

сриг.9

Составитель С. Ильчук

Редактор И. КасардаТехред И. ВересКорректор А. Зимокосов

Заказ 1314/51Тираж 590Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4