Устройство воспроизведения информации Советский патент 1989 года по МПК G11B7/08 

фуг.1

Изобретение относится к приборостроению, в частности к дисковым оптическим запоминающим устройствам с побитовым представлением информации.

Цель изобретения - повышение качества и надежности воспроизведения информации.

На фиг.1 схематически изображено устройство воспроизведения информации; на фиг.2 - эквивалентная оптическая схема устройства и ход лучей в нем, когда толщина подложки носителя информации увеличена по сравнению с номинальной; на фиг.З - то же, когда увеличение толщины подложки носителя информации скомпенсировано уменьшением толщины штоскопарал

пластинки переменной толщи-

лельной ны.

Устройство содержит полупроводни- ковьй лазер 1, коллимирующую оптическую систему 2, светоделитель 3, поляризационный светоделитель 4, фокусирующую ЛИНЗУ 5,плавающий элемент 6 носитель 7 информации с фоточувствительным слоем q,датчик 8 фокусировки, четвертьволновую пластинку 9, дополнительную фокусирующую линзу 10, оптический клин 11, оптический клин 12 с нанесенным на внешнюю поверхность покрытием ( и привод 13 прозрачного клина 12.

Устройство работает следующим образом.

Линейно поляризованное излучение полупроводникового лазера 1 (фиг.1) преобразуется оптической коллимирзпо- щей системой 2, состоящей, например, из микрообъектива и цилиндрического расширителя пучка в параллельный пучок с круглым поперечным сечением, которьй проходит через светоделитель 3, являющийся амплитудным делителем пучка, попадает на поляризагщонньй светоделитель 4, а затем на четвертьволновую пластинку 9, преобразующую падаюп5ее на нее линейно поляризованное излучение в циркулярно поляризованное, и фокусируется дополнительной фокусирующей линзой 10 через плоскопараллельную пластинку, образованную оптическими клиньями 11 и 12 на отражающем покрытии , нанесенном на внешнюю поверхность прозрачного клина 12. Отраженный от отражающего покрытия пучок преобразуется дополнительной фокусирующей

0

5

0

5

0

5

0

5

линзой 10 в параллельный пучок, поляризация которого после прохождения через четвертьволновую пластинку 9 становится линейной и ортогональной поляризации пучка, падающего на четвертьволновую пластинку со стороны полупроводникового лазера 1. Далее пучок отражается поляризационным светоделителем 4 и попадает на фокусирующую линзу 5, которая фокусирует излучение через прозрачную подложку носителя 7 информации на фоточувствительном слое «.

Расстояние между верхней поверхностью носителя информации и фокусирующей линзой 5, которая соединена с плавающим элементом 6, поддерживается постоянным за счет водуш- ной подушки, возникающей или при принудительной подаче воздуха в плавающий элемент от источника избыточного давления (не показан), или при движении носителя информации вследствие аэродинамического эффекта. Отраженный от фоточувствительного слоя а пучок преобразуется фокусирующей линзой 5, отражается поляризационным светоделителем 4, проходит через четвертьволновую пластинку 9, фокусируется дополнительной фокусирующей линзой 10 через оптические клинья 11 и 12 на поверхности отражающего покрытия сГ . После отражения пучок преобразуется дополнительной фокусирующей линзой 10 и проходит через чет- вертьволновзпо пластинку 9, на выходе которой поляризация пучка становится линейной и ортогональной поляризации пучка, отраженного от носителя 7, следовательно, пучок проходит через поляризационный светоделитель 4 и часть его отражается светоделителем 3 на датчик 8 фокусировки, которьй может быть выполнен, например, в виде последовательно размещенных призмы критического угла и разрезного фотоприемника (не показаны).

Если толщина участка подложки носителя 7 информации, которьй находится в данный момент времени напротив фокусирующей линзы 5, соответствует номинальной, то оптическая система находится в сбалансированном состоянии, т.е. сферическая аберрация равна нулю, на датчик 8 фокусировки падает параллельный пучок лучей и выходной сигнал этого датчика равен нулю. При этом привод 13 обесточен и оптический клин 12 занимает исходное положение, при котором достигается наилучшая фокусировка излучения полупроводниковог лазера 1 на фоточувствительном елое а носителя 7 информации.

Если толщина участка подложки носителя информации,который в данный момент времени находится напротив фокусирующей линзы 5, отличается от номинальной, например увеличена на Л,(фиг.2), то пучок с, падающий на дополнительную фокусирующую линзу 10, отражается от отражающего покрытия сГ, находящегося в фокусе о фокусирующей линзы 10, и преобразуется в параллельный пучок лучей d, лучи которого совпадают с лучами пучка -с, но направлены в противоположную сторону. Пучок d фо- кусируетсй фокусирующей линзой 5 в точке о , которая отстоит от фоточувствительного слоя а (показан пунктирной линией) на расстоянии Л,. Отраженный пучок е исходит из мнимого источника о , который расположен на расстоянии фоточувствительного слоя, а от точки о - на расстоянии 2 Л, . Фокусирующая линза 5 преобразует пучок е в сходящийся пучок лучей, который фокусируется дополнительной фокусирующей линзой в точке , отстоящей на растоянии с/, от отражающего покрытия f .В соответствии с правилом редукции расстояние равно

.., , п, г ,

пучок, часть которого отводится светоделителем 3 на датчик 8 фокусировки. Сигнал датчика фокусировки становится отличным от нуля и привод 13 перемещает оптический клин 12 до тех пор, пока сигнал дефокусировки не станет равным нулю, т.е. пока пучок не станет параллельным. При этом мниQ мый источник излучения о пучка d отстоит от нового положения отражающего покрытия сГ (фиг .3, пунктирная линия) на расстоянии Л,, фокусирующая линза 10 преобразует отраженный пучок

5 d в расходящийся пучок лучей, фокусируемый фокусирующей линзой 5 в точке о на фоточувствительном слое « , который занимает новое положение, отстоящее от исходного на Л,. Отра0 женный от фоточувствительного, слоя сх пучок е преобразуется фокусирующей линзой 5 в сходящийся пучок лучей, причем лучи пучков d и е совпадают, но направлены в противопо5 ложные стороны. Пучок е фокусируется дополнительной фокусирующей линзой 10 в точке о , совпадающей с точкой о. Отраженный от отражающего покрытия ff пучок f исходит из мнир. мого источ ника излучения о , который расположен на расстоянии д от нового положения отражающего покрытия и лежит в плоскости исходного положения отражающего покрытия. Величина компенсирующего смещения от5 ражающего покрытия Л связана с отступлением от толщины подложки носителя 7 информации л, выражением

40

А

2 n,F;

Изобретение относится к приборостроению , в частности, к дисковым оптическим запоминающим устройствам. Для повышения качества и надежности воспроизведения информации устройство позволяет компенсировать разнотолщинность подложки носителя информации 7. Это достигается за счет использования компенсатора из двух оптических клиньев 11 и 12, фокусирующей линзы 10 и четвертьволновой пластинки 9. Компенсация разнотолщинности подложки носителя информации 7 позволяет значительно уменьшить сферическую аберрацию и повысить качество воспроизведения информации. 1 п. ф-лы, 3 ил.

где п - показатель преломпения

подложки носителя информации;п - показатель преломления

плоскопараплельной пластинки, образованной оптическими клиньями 11 и 12; FJ - фокусное расстояние фокусирующей линзы 5; F - фокусное расстояние дополни тельной фокусирующей линзы 10.

Отраженный от отражающего покрытия с пучок f исходит из мнимого источ- , ника , который расположен на расстоянии сГ, от отражакнцего покрытия. Дополнительная фокусирующая линза 10 преобразует пучок f в сходящийся

45

Компенсация сферической аберрации происходит следующим образом. Бели- чина продольной сферической аберрации 3-го порядка - S ,, возникающей при увеличении толщины подложки носителя 7 информации на Д, , определяется выражением

1

nt - 1

50

5сф, ,. 1

Величина продольной сферической аберррации 3-го порядка cTS , кото- . рая вносится плоскопараллельной пластинкой, .состоящей из оптических кли- 55 ньев 11 и 12 при уменьщении ее толщины на Л 2с учетом двойного прохождения пучка через эту пластинку, равна

cfS

. П2- 1 Fj сФг -pa

sin u.

продольная сферическая c4 относительно паизображения источника равна

л

,

/n, - 1 пТ

1

Fl)

рг

Таким образом, при полной компенсации сферической аберрации фокусные расстояния фокусирующих линз и показатели преломления подложки носителя 7 {Нформации и оптических клиньев 11 и 12 должны быть связаны соотношением

Ь - sLlEl.

1

п

( 1)

Аналогично происходит компенсация дефокусировки и сферической аберрации при уменьшении толщины подложки носителя информации и соответствующем увеличении толщины плоскопараллельной пластинки,образованной оптическими клиньями.

.2

0

5

0

5

0

Формула изобретения

Устройство воспроизведения информации, содержащее последовательно установленные полупроводниковый лазер, коллимирующую оптическую систему, светоделитель и поляризационный светоделитель, с одним выходом которого оптически связана фокусирующая линза, установленная в плавающем злементе, а также датчик фокусировки, оптически связанный со светоделителем, отличающееся тем, что, с целью повьшения качества и надежности воспроизведения информации, в него введены оптически связанные с другим выходом поляризационного светоделителя- и последовательно расположенные четвертьволновая пластинка, дополнительная фокусирующая линза и два оптических клина, установленных в виде плоскопараллель- ной пластины с отражающим покрытием на дальней по отношению к дополнительной фокусирующей линзе поверхности, а также привод линейного перемещения, связанный с оптическим клином, содержащим отражающее покрытие, при зтом вход привода перемещения оптического клина соединен с выходом датчика фокусировки.

7/

/2

/2

Фие.