Устройство для позиционирования пучка излучения при оптическом воспроизведении информации Советский патент 1988 года по МПК G11B7/09 

23

(Л

f

1

Од О

СД

IS

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

Фив.1

ность позиционирования.Луч лазера коллимируется коллиматором 2, проходит дифракционную решетку 3, которая расщепляет его на три луча. Плоскость расщепл ения лучей, прошедших через светоделитель 4, поворачиваетс на некоторый угол вращателем лучей 5 Отраженные носителем информации лучи проходят объектив 7, отражаются от зеркала 6, проходят через, вращатель лучей 5 5 который поворачивает плос кость расщепления лучей к исходной, Далее лучи,отраженные светоделителем 4 и сфокусированные линзой 9, попадают на фотоприемный блок 10. Коле- 6aifflH д iфpaкциoннoй решетки приводит к колебаниям пятен слежения на поверхности носителя информации 8 с частотой 4J (частота колебания привода 15Х. На выходе суммирующего усилителя формируется сигнал рассогласования линии среднего .положения пятен с осью информационной дорожки.

1

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 иа носителе информации; на фиг. 3-7 - примеры выполнения вращателя лучей.

Устройство содержит (фиг.1) последовательно установленные на оптической оси лазер , коллиматор 2, ди- фракциоршую 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 1 1 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 приводит 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.

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

iS к второму заградительному фильтру 18 и далее к приводу 19 по1зорота вращателя лучей, который механически связан с вращателем 5 лучей.

Вьтолнение привода 19 поворота

26 вращателя лучей аналогично выполнению привода 17 перемещения зеркала. В качестве первого варианта вращателя лучей (фиг. З) может быть использована призма Дове 20.

Вторым вариантом вращателя лучей (фиг. 4) является призма Чуриловско25

314

го. Она состоит из оптически последовательно связанных преломляющей призмы 21, зеркала 22 и преломляющей призмы 23. Третий вариант вращателя лучей (фиг. 5) представляет собой призму 24 с оптически последовательно связанными отражающими поверхностями 25-27. Эта призма может быть заменена тремя зеркалами, установлен ными на место упомянутых отражающих поверхностей. Четвертый вариант (фиг.6) представляет собой установленные на одной оптической оси цилиндрические линзы 28 и 29. Причем задняя фокальная- точка линзы 28 совпадает с передней фокальной точкой линзы 29. Фокусные расстояния этих линз равны, а образующие преломляющих поверхностей линз параллельных между собой. Пятьй вариант (фиг.7) представляет собой линзу 30 с цилиндрическими поверхностями равной кривизны 31 и 32. Задняя фокальная точка поверхности 31 совпадает с передней фокальной точкой поверхности 32, а образующие поверхностей параллельны между собой. При работе вращатель лучей поворачивается как единое целое вокруг оптической оси 0-0.

Устройство работает следующим образом (фиг.1).

Луч лазера 1 коллимируется коЛ- лиматором 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 некоторьй угол, отражаются от зеркала 6 и фокусируются объе;ктивом 7 на поверхности носителя 8 информации в три пятна: считывающее пятно b и два пятна слежения а и с (фиг.2). Отраженные носи- телем информации лучи снова проходят объектив 7, отража(ются от зеркала 6 проходят через вращатель 5 лучей, который поворачивает плоскость расщепления лучей к исходной. Далее лучи отражаются от светоделителя 4 и фокусируются линзой 9 на фотоприемный блок 10. Сигнал с центральной площадки фотоприемного блока I является информационным, а сигналы с боковых площадок I и I используются для слежения. Дифракционная ре- щетка 3 приводится в колебание с частотой 1л) приводом 15.

I.,, Ia(l-m COS -- (л+(/costot+Ltgi/));

1

Колебания дифракционной рещетки приводят к колебаниям пятен слежения а и с на поверхности носителя 8 информации с частотой Ы и амплитудой сС (фиг.2) .

Колебания пятен а и с необходимы для получения сигнала о рассогласовании Л центра пятна считывания Ъ с осью информационной дорожки и для получения 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 2V

(

(1-п1 COS - (d-cfcoscJt-Ltgi/)) ,

где 1,1 - сигналы с пятен а и с;

1 - величина сигнала при на- хождении пятна между информационными дорожками;

Т - расстояние между дорожками;

m - индекс модуляции;

и - смещение считывающего пятна;

сГ - амплитуда колебаний пяте слежения;

(х) - частота колебаний пятен слежения;

L - расстояние между пятном считывания и пятнами слежения ;

V - 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

I +Ic 2lo-2I m.cos()(

9 I 9ff

V соз1Л).соз(- L-tgi/)-sin( -сРк

Т

fr

у coscJt)-sin(-L-tgi/)5 .

Учитывая малость «/ формулу (2) можно записать:

(2),

211

rZTT

1„+1с 21о-21в-т.соз(Д )cos( L.«

2tr

2 ir

B(t- t coscjt -sinl L-tgi). (3)

Далее суммарный сигнал I -i-Ic перемножают с сигналом от привода колебаний дифракционной решетки costut:

2lo.

Т

cos(

2

Т

sin(- L-tg -) cos ;pi) x

,21 , ,„ , , 21от /ГсГ / X cos(-- L tgi/)). coswt+ - x(4;

L -.tgLf) coscv t.

Потом составляющие сигнала с частотой о) и 2и; обрезают и получают сигнал

21,.

. (f .)

. ,2ff . sin(-- L-tgc/).

(5)

Такая обработка сигнала осуществляется следу1ои1 1м образом.

Суммирование сигналов слежения производится суммирующим усилителем 11, два входа которого связаны с

выходами Слежение фотоприемного блока 10. Сигнал с выхода суммирующего усилителя 11 перемножается с сигналом от привода 15 колебаний дифракционной решетки умножителем 13. Составляюшде сигнала с частотой 2 ы обрезаются заградительным фильтром 18.

подается на привод 19 поворота вращателя лучей, который поворачивает вращатель 5 лучей. Поворот .вращателя 3 лучей приводит к повороту пятен слежения на носителе 8 информации (фиг. 2). При обратном пр.охоз1одении 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 приводит к слежению отраженных пучков на фотоприемном блоке и соответственно к разъюстировке устройства позиционирования. Поэтому 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. Поворот враш:ателя 5 лу- чей производится До тех пор, пока сигнал q не станет равным нулю, т.е. до .

.Сигнал о ошибке позиционирования считывающего пятна определяется следующим образом.

Сначала производится вьмитание сигналом Слежение фотоприемного блока 10 дифференциальным усилителем 12.

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

Я

41о- mF

. / л.

(6)

0

5

0

5

0

5

0

Сигнал S подается на привод 17 перемещения зеркала, который, изменяя наклон зеркала 6. делает этот сигнал равным нулю. Тем самым становится равной нулю ошибка позиционирования считывающего пятна .

Поворот плоскости расщепления лучей, осуществляется следующим образом. Как видно из фиг. 3-7 лучи, проходя через каждый из вращателей, .симметрично отображаются относительно плоскости, перпендикулярной плоскости рисунка и проходящей через ось вращения О.-О . 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 Б 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 информацион- ной дорожки и при изменении нацрав- ления линии среднего положения пятен слежения,

Форму ла изобретения

Устройство для позиционирования пучка излучения при оптическом воспроизведении информации,содержащее последовательно установленные на оптической оси лазер, коллиматор, дифракционную рещетку с приводом коле- .

бания, светоделитель, зеркало с приводом перемещения и объектив, а также оптически связанный че- тив, 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, отличающее- с я тем, что, с цепью повышения надежности и точности позиционирования пучка между светоделителем и объек/S

7/7//j /yZ

7////7M 7/7/7///// W

Фи9.3

тивом установлен вращатель лучей с приводом поворота, а также дополнительно введены суммирующий усилитель- второй умножитель и второй заградительный , 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 фильтром и далее с приводом поворота вращате ля лучей, кроме того второй вход второго умножителя подключен к второму выходу привода колебаний дифракционной решетки.

25

A/

Фи9.5

Фиг. 7

Составитель С.Подорский Редактор С. Патрушева Техред М.Ходанич

Заказ 6752/55

Тираж-590

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при Г КИТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг.8

Корректор Л. Натай

Подписное