Устройство оптического воспроизведения Советский патент 1988 года по МПК G11B7/05 

4 Ю Ю

to

4

СО

Изобретение относится к области накопления информации, в частности к устройствам воспроизведения информации с дисковых оптических носителей, и может быть использовано в лазерных видео- и звуковых проигрывателях.

Целью изобретения является повышение точности воспроизведения информации путем умепьп1ения световых потерь.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы, поясняю- П1ие принцип работы устройства.

Устройство (фиг. 1) содержит лазер 1, электрооптический модулятор 2, зеркало 3, corjiacyroiiiyio линзу 4, поляризационный светоделитель 5, четвертьволновую пластинку б, блок позиционирования, состоящий из зеркала 7 и привода 8, объектив 9 с приводом 10 перемещения, носитель 11 информации, фотоприемный блок 12, блок 13 определения ,оп1ибки фокусировки, блок 14 определения ошибки слежения за информационной дорожкой, режекторный фильтр 15 и генератор 16 линейно изменяющегося напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Из.1учение лазера 1 (фиг. 1) проходит через электрооптический модулятор 2, отражается от скани1)ую1цего зеркала 3, далее проходит согласующую линзу 4, поляризационный светоделитель 5, четвертьволновую пластинку 6, отражается от зеркала 7 блока позиционирования, проходит объектив 9 и фокусируется на носитель 11 информации. Отраженное от носителя 11 информации излучение вторично проходит об ьектив 9, отражается от зеркала 7, проходит четвертьволновую пластинку 6 и отражается поляризационным светоделителем 5 к фо- топрисмному блоку 12. Некоторая часть излучения, которая проходит через поляризационный светоделитель 6 к лазеру 1, отражается от последнего и интерферирует с начальным излучением лазера, что вызывает интерференционный шум. Оптическая длина электрооптического кристалла модулятора 2 изменяется пилообразно от ноля до полу- во.шовой с помощью генератора 16 линейно изменяющегося напряжения. Сигнал с фотонриемного блока 12 проходит через режекторный (заграждающий) фильтр 15, который очищает его от интерференционного шума, и далее поступает на блок 14 определения ошибки слежения за информационной дорожкой и блок 13 определения ошибки фокусировки. С блока 4 определения опшбки слежения сигнал поступает на привод 8 зеркала 7 слежения, устраняя ошибку слежения. С блока 13 определения ошибки фокусировки сигнал поступает на привод 10 объектива 9 для устранения ошибки фокусировки.

Подавление интерференционного шума осуществляется следующим образом. К электрооптическому кристаллу модулятора 2 с генератора 16 подводится линейно изменяющееся напряжение. Диапазон изменения этого напряжения - от нуля до полувол- нового. Соответственно изменению подведенного напряжения изменяется оптическая длина хо.да излучения в электрооптическом кристалле. Главные плоскости электрооптического кристалла совпадают с главными плоскостями поляризационного светоде-.

О лителя, что необходимо для того, чтобы величина компоненты поляризации излучения лазера, которая параллельна плоскости пропускания поляризационного светоделителя, не изменялась при приложении напряжения.

2 Поскольку напряжение к кристаллу подводится от нуля до полуволнового, то фаза излучения при двойном его проходе изменяется от О до 2л. Частота линейно изменяющихся колебаний v выбирается таким образом, чтобы частота v-f, где f - мак0 симальная частота интерференционного шума, была выше частоты работы блока определения ошибки слежения и блока определения ошибки фокусировки, т.е. более 30 кГц. Частота v, должна быть ниже ми нимальной частоты воспроизводимой информации. Для видеодисков нижняя частота воспроизводимой информации порядка 1,5 МГц. Поскольку .максимальная частота интерференционного шума f порядка 40 кГц, то частота v выбирается от 70 кГц

0 до 1,45 МГц.

Изменения фазы луча ф(1) с частотой V и амплитудой 2д, получаемые вследствие модуляции оптической длины электрооптического кристалла .модулятора, описываются соотношением

5ф(1) 2лл-1-2лп,

где t - время;

(пЧ-1) Т, п О, 1,2...;

Т - период пилообразных колебаний. Фаза излучения Ф(1) из-за колебания 0 положения носителя 1 информации будет меняться следующим образом:

ф(1) 4 Дсоз (2л-хо1),

(2)

45

где Д - амплитуда колебаний носителя информации (порядка 0,5 мм); л - длина волны излучения (X

0,63 мкм);

со - частота колебания (для видеодиска 50W - 25 Гц).

Таким образом, интерференционный шум i запишется:

,4л

i ioeos(-5: L-b Ф(1) +.cp(t)).

(3)

где io - амплитуда интерференционного шума;L - длина оптического тракта.

Подставляя (I) и (2) в (3), получаем i ioCOs(L+j4cos(2.T;tco)+2nvt-2лп)

ioCos( (2л;ш) +2nvi).

Следовательно, интерференционный шум имеет частоту, меняющуюся от v-f до v-j-f,

од где f -j. Например, для v 150 кГц и

f 40 кГц имеем полосу частот интерференционного шума ПО-190 кГц. Подавляя эту полосу частот с помощью режек- торного фильтра, получаем сигнал без интерференционного щума.

Перенос частоты интерференционного щума иллюстрируется графически (фиг. 2). На фиг. 2а показано изменение фазы излучения 0 при неподвижном носителе информации в зависимости от времени t. Здесь д - ломаная линия, показывающая это изменение:

в 2.4vt--2лп,

где V - частота колебаний линейно изменяющегося напряжения; пТ t (п + 1)Т

Т - период колебаний;

п - О, 1, 2,...

Поскольку фаза излучения определяется с точностью до 2л, то ломаной линии д эквивалентна прямая , уравнение которой

0 2nvt.

Изменению фазы, соответствует интерференционный шум i (фиг. 26, кривая ж), уравнение которой

i iocos (---),

где io - амплитуда интерференционного щума;

На фиг. 2в - эквивалентное изменение фазы излучения, вносимое электрооптическим кристаллом. Частоту изменения фазы излучения, вносимую колебаниями носителя информации, f считаем постоянной. Изменению фазы излучения за счет носителя информации отвечает прямая 3:

И - 9-т- f t

/ vl/1L.

Суммарное изменение фазы излучения (прямая и) в этом случае запишется уравнением

6 2.4(v-ff )t.

На фиг. 2г показан интерференционный шум, соответствующий как изменению фазы излучения в отсутствие колебаний носителя

информации (кривая ж), так и соответствующий изменению фазы излучения, когда носитель информации колеблется (кривая к, Т - период кривой Ж, Т - период кри5 вой к, причем Т Д- ; Т --j-т-,- Таким образом, интерференционный шум в устройстве имеет частоту v + Поскольку частота f меняется от О до f и при этом может

Q как су.ммироваться, так и вычитаться от частоты V, то интерференционный щум в устройстве лежит в полосе частот от v-f до v-ff и устраняется режекторным фильтром 15 без искажений воспроизводимой информации.

Формула изобретения

Устройство оптического воспроизведения, содержащее последовательно установленные

2) лазер, электрооптический модулятор с блоком управления, зеркало, согласующую линзу, поляризационный светоделитель, четвертьволновую пластинку, блок позиционирования с приводом и объектив с приводом перемещения, а также фотоприемный блок,

25 вход которого оптически связан с поляризационным светоделителе.м, блок определения ошибки фокусировки, выход которого соединен с входом привода объектива, и блок определения ощибки слежения за информационной дорожкой, выход которого свя зан с входом привода блока позиционирования, отличающееся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения информации путем уменьшения световых потерь, в него введен режекторный фильтр, электрооптический модулятор выполнен в виде

модулятора фазы и его главные плоскости совпадают с главными плоскостями поляризационного светоделителя, а блок управления модулятором выполнен в виде генератора линейно изменяющегося напряжения

40 с частотой следования импульсов F, определяемой из соотношения

fc.i -4- f F fBoc - f,

где f - максимальная частота интерферен- 45ционного щума;

feoc - частота воспроизводимой информации;

fcji-рабочая частота блока определения ошибки слежения за информационной дорожкой.

50 при этом выход фотоприемного блока связан с входами блока определения ошибки фокусировки и блока определения ошибки слежения за информационной дорожкой через режекторный фильтр.

Изобретение м.б. использовано в лазерных видео- и звуковых проигрывателях и позволяет повысить точность воспроизведения информации nyTeivi уменьшенуя световых потерь. Излучение лазера 1 проходит через электрооптический модулятор 2, выполненный в виде модулятора фазы, главные плоскости которого совпадают с главными плоскостями поляризационного светоделителя 5. Изменение оптической длины хода излучения в электрооптическом кристалле модулятора 2 обусловлено линейно изменяющимся напряжением, подводимым с генератора 16. Интерференционный п|ум в устр-ве устраняется режекторным фильтром 15 без искажения воспроизводи.мой инфор- .мацип. В описании приведено соотноп1ение, из которого определяется частота следования импульсов. 2 ил.

9иг.2