CZ280821B6 - Zařízení k optickému snímání informační roviny - Google Patents

Zařízení k optickému snímání informační roviny Download PDF

Info

Publication number
CZ280821B6
CZ280821B6 CS885252A CS525288A CZ280821B6 CZ 280821 B6 CZ280821 B6 CZ 280821B6 CS 885252 A CS885252 A CS 885252A CS 525288 A CS525288 A CS 525288A CZ 280821 B6 CZ280821 B6 CZ 280821B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
sub
grid
grids
strips
grating
Prior art date
Application number
CS885252A
Other languages
English (en)
Inventor
Andreas Johannes Maria Bressers
Peter Coops
Adrianus Johannes Duijvestijn
Original Assignee
Philips Electronics N.V
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Electronics N.V filed Critical Philips Electronics N.V
Publication of CZ280821B6 publication Critical patent/CZ280821B6/cs

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1381—Non-lens elements for altering the properties of the beam, e.g. knife edges, slits, filters or stops
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10—Beam splitting or combining systems
    • G02B27/16—Beam splitting or combining systems used as aids for focusing
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0908—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for focusing only
    • G11B7/0916—Foucault or knife-edge methods
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/094—Methods and circuits for servo offset compensation
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1353—Diffractive elements, e.g. holograms or gratings

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Optical Head (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

Přístroj je určen ke snímání optického nosiče (1) záznamu, kde svazek (b) záření vysílaný zdrojem (4) je zaostřován soustavou čoček a kde záření odražené nosičem (1) se zaostřuje do dvou zářivých bodů (V.sub.1.n., V.sub.2.n.), v nichž každý spolupracuje s jednou dvojicí detektorů (18, 19, 20, 21). Kombinovaný element ke štěpení a oddělování svazků je tvořen ohybovou mřížkou (9), která sestává ze dvou dílčích mřížek (12, 13) s odlišnými mřížkovými parametry. Dílčí mřížky mají proměnlivé mřížkové periody (p.sub.1.n., p.sub.2.n.) a zakřivené mřížkové proužky (14, 15), takže na vzájemnou polohu zdroje (4) a detektorů (18 až 21) jsou kladeny méně přísné požadavky.ŕ

Description

Vynález se týká zařízení k optickému snímání informační roviny, které obsahuje diodový laser, vysílající snímací svazek, objektiv pro zaostření snímacího svazku k vytvoření snímacího bodu v informační rovině, složenou pohybovou mřížku, která je umístěn mezi diodovým laserem a objektivem a sestává ze dvou dílčích mřížek pro odchylování svazku záření, odraženého od informační roviny, do snímací soustavy, citlivé na záření a obsahující dvě dvojice detektorů, a pro štěpení odraženého svazku záření na dva sekundární svazky, z nichž každý spolupracuje s vlastní dvojicí detektorů.
Přístroj tohoto typu, který je principiálně vhodný pro čtení dříve pořízeného záznamu z nosiče a pro optický záznam takového záznamu, je známý z amerického pat. spisu č. 4 665 310. V tomto přístroji vykonává složená ohybová mřížka dvě funkce, pro které by bylo jinak třeba dvou oddělených elementů. Za prvé mřížka zajišťuje, aby záření, které bylo odraženo od informační roviny a prochází objektivem, bylo odchylováno od dráhy záření, vysílaného diodovým laserem, takže detekční soustava může být uspořádána v dráze odraženého záření. Za druhé štěpí mřížka odražený paprsek na dva dílčí svazky, nezbytné pro generování signálu chyby zaostření, to znamená signálu, jenž obsahuje informaci o velikosti a směru odchylky mezi ohniskovou rovinou objektivu a informační rovinou. Každý dílčí svazek je přiřazen jedné dvojici detektorů, přičemž signál, udávající rozdíl mezi výstupními signály z detektorů jedné dvojice, je mírou zaostření snímacího svazku na informační rovině.
Na nosiči záznamu je informace uspořádaná v informačních stopách. Když je dělicí čára mezi oběma dílčími mřížkami rovnoběžná se směrem stopy, lze tím, že se určí součet výstupních signálů z obou dvojic detektorů a tyto součtové signály se od sebe odečtou, vytvořit signál, jenž obsahuje informaci o velikosti a smyslu odchylky mezi středem snímacího bodu a osou informační stopy, která je právě snímána.
Aby došlo k požadovanému štěpení svazku, sestává ohybová mřížka ve známém přístroji ze dvou dílčích mřížek se stejnou mřížkovou periodou, přičemž pásy mřížky v první dílčí mřížce probíhají pod prvním úhlem a mřížkové pásy druhé dílčí mřížky pod druhým úhlem, který je stejně velký, avšak opačného znaménka než první úhel, vzhledem k dělicí čáře mezi oběma dílčími mřížkami. Protože ohybová mřížka odchyluje dopadající svazek do roviny, ležící napříč ke směru mřížkových čar, ta část svazku, která dopadá na jednu dílčí mřížku, bude mít odlišný směr než ta část svazku, která dopadá na druhou dílčí mřížku.
V praxi se projevuje neustále větší potřeba zmenšit rozměry optického snímacího přístroje pro optické nosiče záznamu, jako jsou známé přehrávače CD, aby tyto přístroje se daly například snadněji vyrábět a vestavět. Obzvláštní důležitost přitom hraje zmenšení délky optické dráhy mezi diodovým laserem a nosičem záznamu. Tuto délku lze zmenšit, dá-li se zmenšit vzdálenost mezi diodovým laserem a ohybovou mřížkou. Při zmenšení této vzdálenosti lze rovněž zmenšit vzdálenost mezí ohybovou mřížkou a zobrazovacím čočkovým systémem, přičemž lze vyhovět požadavku, aby díly svazku, vysílaného diodovým laserem, které jsou prvního a vyšších řádů, spadaly po difrakci mimo pupilu čočkové soustavy.
-1CZ 280821 B6
Při montáži přístroje pak musí být možné přesně nastavit vzdálenost mezi diodovým laserem a detektory, měřeno ve směru rovnoběžném s optickou osou přístroje, protože jinak by docházelo k odchylce signálu chyby zaostření a snímací paprsek by přestal být zaostřen na informační rovinu.
Ve snaze o výrobu levnějších, lehčích a menších snímacích přístrojů je vhodné použít elementu, který dodávají například výrobci polovodičových komponentů a který obsahuje diodový laser a detektory ve formě fotodiod, přičemž diodový laser a fotodiody mají vzájemně pevnou polohu. S přihlédnutím k výrobním tolerancím je třeba vzít v úvahu, že tato vzdálenost se liší od požadované vzdálenosti a má za následek odchylku chybového signálu zaostření. Vliv této odchylky je tím větší, čím menší je vzdálenost mezi ohybovou mřížkou a diodovým laserem.
Vynález umožňuje kompenzovat odchylku ohniska ve snímacím přístroji, které vzniká jako důsledek nesprávné vzdálenosti mezi diodovým laserem a fotodiodami ve směru optické osy.
Jak je uvedeno v citovaném americkém pat. spise č. je konstrukce mřížky, popsané v tomto spise, založena navržené složené ohybové mřížce. Tato mřížka sestává ze čích mřížek, kde mřížkové proužky směr jako proužky druhé dílčí mřížky, obou dílčích mřížek jsou vzájemně obsahuje takovou složenou mřížku, zářivých bodů, ležících na křivce torů. Když jsou dvojice detektorů umístěny v jedné rovině hou být oba zářivé body zaostřeny stejně přesně vzhledem ke svým dvojicím detektorů. Odchylka chybového signálu zaostření vzniká tedy v tomto přístroji ještě dřív než v zařízení se složenou ohybovou mřížkou, kde mřížkové pruhy jedné dílčí mřížky svírají jistý úhel s pruhy druhé dílčí mřížky.
665 310, na dříve dvou díljedné dílčí mřížky mají stejný kde však mřížkové periody odlišné. V přístroji, který jsou dílčí svazky zaostřeny do v rovině kolmé k rovině detek, nemoV důsledku toho a z dalších důvodů, které budou ještě vysvětleny, je vynález obzvláště vhodný pro použití v přístroji, opatřeném ohybovou mřížkou, která sestává ze dvou dílčích mřížek, jejichž mřížkové čáry jsou rovnoběžné.
Podstatou vynálezu je to, že diodový laser a detekční soustava, umístěná v přístroji, jsou vzájemné nehybné, že vzdálenost, měřená v optické ose přístroje mezi diodovým laserem a složenou mřížkou, je menší než přibližně 9 mm a že dílčí mřížky mají proměnlivé mřížkové periody a mřížkové proužky obou dílčích mřížek jsou zakřivené.
V důsledku odlišných mřížkových period a zakřivených mřížkových proužků funguje složená mřížka jako čočka a přemístěním této mřížky ve směru dělicí čáry mezi oběma dílčími mřížkami lze zobrazovací vzdálenost soustavy, sestávající z objektivu a mřížky, přizpůsobit vzdálenosti mezi diodovým laserem a fotodiodou ve směru optické osy. Na základě koncepce podle vynálezu lze korigovat chyby zobrazení jako je koma a astigmatismus, k nimž by jinak mohlo dojít při použití ohybové mřížky s rovnými mřížkovými čárami. K tomuto účelu lze křivost mřížkových čar přizpůsobit již během výroby mřížky.
-2CZ 280821 B6
První provedení zařízení podle vynálezu se dále vyznačuje tím, že mřížkové proužky obou dílčích mřížek v oblasti dělicí čáry mezi oběma dílčími mřížkami jsou k ní kolmé a že odpovídající části dílčích mřížek mají odlišné mřížkové periody a odlišnou křivost mřížkových proužků. Dílčí mřížky mají tedy ohniskovou mohutnost.
Výhodné provedení vynálezu se však dále vyznačuje tím, že odpovídající části dílčích mřížek mají stejné mřížkové periody a že odpovídající proužky dílčích mřížek probíhají pod stejným, avšak vzájemně opačným úhlem vzhledem k dělicí čáře mezi oběma dílčími mřížkami. Ve srovnání s prvním provedením má tato druhá alternativa výhody, uvedené ve zmíněném americkém pat. spise 4 665 310.
ohybovými proužky se v literaPoužití hologramu v optickém publikované přednášce japonské zakřivenými hologram.
popsáno v optical head using a multifunctioning ho (optická hlava s vícefunkčním hologramem přednesené v Japonsku 18.12.1986 na kongresu
Symposium. Tento hologram vykonává tři
Ohybová mřížka se túře často uvádí jako čtecím přístroji bylo firmy NEC s názvem An logram for CD players pro přehrávače CD), s názvem Optical Memory funkce:
- jednak odděluje svazek od nosiče záznamu,
- štěpí odražený svazek chyby ohniska a
- dává možnost generování signálu úhlové odchylky.
z diodového laseru od svazku, odraženého na dva dílčí svazky za účelem detekce
Tento hologram sestává ze dvou subhologramů, které odchylují dopadající části svazku do různých směrů. Uvedená publikace se netýká problémů, jejichž řešení přináší vynález, což je pochopitelné, protože osová vzdálenost mezi diodovým laserem a hologramem je 18 mm. Uvádí se pouze možnost případného vlivu změn vlnové délky laserového paprsku, vyvolaných kolísáním teploty, na jakost zářivých bodů, vznikajících v rovině detektoru. Uvádí se, že složený hologram má ohniskovou mohutnost v podstatě nulovou. Kromě toho se v publikaci praví, že během montáže se poloha fotodiod přizpůsobuje změně vlnové délky laserového svazku. Ve schematickém znázornění na obr. 1 této publikace jsou šikmé čáry v hologramech stíny, definující oba subhologramy.
Podle dalšího význaku vynálezu je složená ohybová mřížka fázová mřížka s reliéfní strukturou. Taková mřížka má podstatně vyšší účinnost v požadovaném směru odchylky než amplitudová mřížka a má další výhodu, spočívající v tom, že z matrice takové mřížky se dá známým způsobem levně vyrobit velký počet kopií, což je obzvláště důležité, má-li se mřížek používat ve spotřebitelských přístrojích.
Vynález bude popsán podrobněji na příkladech provedení v souvislosti s výkresy, kde znázorňuje obr. 1 schematicky provedeni čtecího přístroje s ohybovou mřížkou, obr. 2 axonometrický pohled na první provedení ohybové mřížky podle vynálezu a na přiřazený detekční systém, citlivý na záření, obr. 3a, 3b změny zářivých bodů za detektorech při chybách zaostření, obr. 4 realizovanou mřížku typu, zobrazeného na obr. 2, obr. 5a, 5b známé ohy
-3CZ 280821 B6 bové mřížky v řezu a obr. 6 druhé provedení ohybové mřížky podle vynálezu a příslušné detekční soustavy, citlivé na záření.
Obr. 1 je řez v tečném směru, vedený malým úsekem optického nosiče záznamu 1, který má informační rovinu 2, odrážející záření. Obr. 1 ukazuje jednu ze stop 3., které leží v informační rovině
2. Stopa £ obsahuje informační oblasti 3a, které se střídají s mezilehlými oblastmi 3b, přičemž například informační oblasti 3a jsou umístěny v odlišné výšce než mezilehlé oblasti 3b. Informační plocha 2 je snímána svazkem b, vysílaným zdrojem 4 záření, například diodovým laserem. Svazek b je zaostřován objektivem 6, znázorněným schematicky jako jediná čočka, a tvoří v informační rovině 2 nepatrný zářivý bod V. Před objektivem 6 může být zařazen oddělený kolimátor. Zobrazovací soustava může být alternativně tvořena kombinací kolimátoru a objektivu, jak ukazuje obr. 1. Když se nosič 1 záznamu otáčí kolem osy 8, stopa 3. je snímána a čtecí paprsek je modulován informací, obsaženou v této stopě 3.. Když se nosič 1 záznamu a čtecí jednotka, která sestává ze zdroje 4, objektivu 6 a detekční soustavy 10, vzájemně pohybují v radiálním směru, snímá svazek celou informační plochu 2.
Svazek, který byl odražen a modulován informační plochou, je třeba detekovat, to znamená, že tento svazek je třeba oddělit od vysílaného svazku b. V důsledku toho musí zařízení obsahovat oddě1ovac í e1ement.
Ke čtení informační struktury s velmi malými informačními detaily, například řádu 1 μπι, je třeba objektiv s velkou číselnou apreturou. Hloubka ostrosti takového objektivu je malá. Protože mezi informační plochou 2 a objektivem 6 může docházet ke změnám vzdálenosti, které jsou větší než hloubka ostrosti, je třeba učinit opatření k detekci těchto změn a v závislosti na těchto změnách korigovat zaostření. K tomuto účelu může být zařízení opatřeno rozdělovačem svazku, který štěpí odražený svazek na dva dílčí svazky, a dále například dvěma dvojicemi detektorů, z nichž první dvojice spolupracuje s prvním dílčím svazkem a druhá dvojice s druhým dílčím svazkem. Výstupní signály z detektorů se zpracovávají mezi jiným na servosignál pro zaostření.
Jak je popsáno v článku Optische Fokusfehlerdetektion (optická detekce ohniskové chyby) v časopise Neues aus der Technik, č. 6, str. 3, 15.12.1980, lze oddělení a štěpení svazku realizovat pomocí jediného elementu, a to transparentní mřížky. Tato mřížka štěpí svazek, odražený od informační plochy 2 a prošlý objektivem 6, na dílčí svazek bez difrakce nulového řádu a na velký počet dílčích svazků prvního řádu a vyšších řádů. Parametry mřížky, zejména poměr mezi šířkou mřížkových proužků a mezilehlých proužků, a hloubky a tvaru mřížkových drážek lez zvolit tak, aby maximální množství záření dopadlo do detekční soustavy.
Obr. 2 znázorňuje axonometrický pohled na první provedení mřížky 9. a detekční soustavy 10, citlivé na záření. Vysílaný svazek b je znázorněn svým průřezem na ploše mřížky 9. Mřížka 9. sestává ze dvou dílčích mřížek 12, 13., které jsou od sebe odděleny dělicí čárou 11. Dílčí mřížky 12., 13 mají mřížkové proužky 14, 15. které jsou od sebe odděleny mezilehlými proužky 16, 17. Podle tohoto provedení mají mřížkové proužky 14, 15 v oblasti dělicí čáry 11 stejný směr a jsou například kolmé k dělicí čáře 11. Prů
-4CZ 280821 B6 měrná mřížková perioda Pj^ dílčí mřížky 12 je naproti tomu odlišná od průměrné mřížkové periody p2 dílčí mřížky 13,. Následkem toho se úhel ohybu dílčího svazku b3 liší od úhlu, v němž se ohýbá dílčí svazek b2. To znamená, že v rovině detektorů jsou zářivé body V3, V2 vzájemně přesazeny ve směru osy X.
Každému dílčímu svazku b^, b2 jsou přiřazeny po dvojicích detektory, citlivé na záření, ve tvaru fotodiod 18, 19 a 20, 21, které jsou od sebe odděleny úzkými proužky 22., 23.. Detektory jsou umístěny tak, že v případě správného zaostření vysílaného svazku b na informační plochu 2. leží zářivé body V-^ a V2, vytvářené dílčími svazky blr b2, souměrně vzhledem k detektorům, tvořeným fotodiodami 18., 19 a 20, 21. Když dojde k chybě zaostření, zářivé body V3 a V2 se zvětší a mimoto se přemístí vůči svým přiřazeným dvojicím detektorů, jak ukazuje obr. 3a a 3b. Obr. 3a znázorňuje situaci, kdy vysílaný svazek b je zaostřen do roviny, ležící před informační plochou 2, zatímco obr. 3b ukazuje poměry, kdy vysílaný svazek b je zaostřen do roviny, ležící za informační plochou 2.
Označí-li se výstupní signály z detektorů jako S18, Slg, S20 a S21, je chybový signál zaostření dán rovnicí
Sf = (s18+s21)-(s19+s20).
Signál, úměrný čtené informaci, neboli informační signál S^, je dán rovnicí Si = S18+S19+S20+S21‘
Když je dělicí čára 11 mezi oběma dílčími mřížkami 12., 13 rovnoběžná se směrem právě snímané stopy 3., lze rovněž ze signálů s detektorů vytvořit signál úhlové chyby. Tento signál Sr je dán rovnicí sr ~ (S18+S19^”^S2O+S21^’
Podle vynálezu mají dílčí mřížky 12, 13 odlišnou mřížkovou periodu, přičemž změna periody je například řádu několika procent průměrné mřížkové periody. Jak ukazuje obr. 2, jsou mimoto mřížkové proužky obou dílčích mřížek zakřivené. Dílčí mřížky mají tedy odlišnou účinnost jako čočky. V důsledku proměnlivé mřížkové periody lze polohu zářivých bodů a V2 měnit ve směru rovnoběžném s optickou osou 00', tedy ve směru souřadnice Z, přemisťováním mřížky 9 podél dělicí čáry 11. Odchylky ve směru kolmém k dělicí čáře 11 lze snížit na minimum křivostí mřížkových proužků. Možnost přemísťování zářivých bodů V-^ a V2 ve směru osy Z je důležitá obzvláště tehdy, použije-li se v zařízení integrované jednotky laser-fotodiody, to znamená součástky, kde diodový laser a fotodiody jsou umístěny na jedné podložce, jsou tedy vzájemné polohově fixovány a mají následkem toho ve směru osy Z pevnou vzájemnou vzdálenost. Tato vzdálenost je dána výrobními toleran
-5CZ 280821 B6 cemi a nedá se tedy zkorigovat při montáži přístroje přemístěním fotodiod vzhledem k laserové diodě ve směru osy Z.
Vzdálenost mezi diodovým laserem a středy dvojic detektorů ve směru souřadné osy X je rovněž dána výrobními tolerancemi. Kompenzaci lze provést přemísťováním mřížky 9 ve směru dělicí čáry 11.
V provedení podle obr. 2 lze zajistit, aby i přes odlišné úhly, pod kterými jsou dílčí svazky b1# b2 odchylovány v rovině XZ v důsledku odlišných průměrných mřížkových period dílčích mřížek 12, 13., ležela ohniska obou dílčích svazků v jedné rovině XY, a to tím, že se mřížkové periody a křivost mřížkových proužků v odpovídajících částech dílčích mřížek 12, 13 vytvoří s odlišnou změnou.
Důležitá výhoda ohybové mřížky se zakřivenými mřížkovými proužky ve srovnáni s mřížkou s rovnými proužky spočívá v tom, že se lze vyhnout optickým chybám, jako je koma a astigmatismus, které mohou vzniknout ve spojení s mřížkou s rovnými proužky, a to tím, že se tyto optické odchylky vezmou v úvahu již při výrobě mřížky a že se podle nich přizpůsobí zakřivení mřížkových proužků.
Obr. 4 ukazuje část realizované složené ohybové mřížky, která je použitelná v zařízení podle obr. 1. V jedné z dílčích mřížek se mřížková perioda mění mezi 1,6 μη a 1,8 μιη, zatímco ve druhé dílčí mřížce se tato perioda mění mezi hodnotou například 2,4 μπι a 2,7 μπι. Průměr pro takovou mřížku s kruhovým obvodem je například 800 μιη.
Ohybová mřížka je tvořena s výhodou fázovou mřížkou s reliéfní strukturou, kde mřížkové drážky jsou umístěny v odlišné výšce než mezilehlé proužky. Princip takové mřížky je znázorněn na obr. 5a. Takovou mřížku lze optimalizovat vhodnou volbou poměru mezi šířkou mřížkových drážek 14 a šířkou W2 mezilehlých proužků 16 a hloubkou drážek. Kromě toho lze měnit i tvar drážek. Místo obdélníkového souměrného tvaru podle obr. 5a lze použít nesymetrického tvaru, například pilovitého tvaru podle obr. 5b, protože pak maximální množství záření lze koncentrovat do jednoho řádu, například do řádu +1.
Místo fázové mřížky lze alternativně použít amplitudové mřížky nebo černobílé mřížky, kterou lze optimalizovat tím, že se přizpůsobuje změna začernění.
Jak amplitudovou tak fázovou mřížku lze kopírovat ve velkém počtu z t. zv. matricových mřížek, přičemž fázová mřížka má tu výhodu, že se dá kopírovat velice levně ve velkém počtu, a že přitom lze použít známých lisovacích nebo kopírovacích technik, které jsou velice vhodné pro hromadnou výrobu.
Matrici pro mřížku lze vyrobit holograficky. Při tom se používá zařízení, kdy zdroje záření, vysílající divergující svazky, se umístí do polohy zdroje 4 a do žádané polohy zářivého bodu Va V2 podle obr. 2. Fotografická deska se pak umístí do polohy
-6CZ 280821 B6 mřížky 9 z obr. 2. Nejprve se exponuje jedna polovina fotografické desky svazky, které jsou emitovány zdroji záření v polohách zdroje 4 a zářivého bodu νχ, zatímco druhá polovina fotografické desky je zakryta. Potom se zakryje exponovaná polovina fotografické desky a druhá polovina se exponuje svazky, vysílanými zdroji záření v polohách, odpovídajících zdroji 4 a zářivému bodu V2· Interferenční obrazce, které tak vzniknou na obou polovinách fotografické desky, se.mohou známou technikou vyvíjení a leptání převést na reliéfní strukturu.
Když jsou dány polohy zdroje 4 záření, ohybové mřížky 9 a fotodiod, je alternativně možné vypočítat obrazce dílčích mřížek a potom vepsat tyto obrazce na materiál, citlivý na dopad elektronů, například pomocí psacího přístroje s elektronovým svazkem.
Obr. 6 ukazuje druhé provedení přístroje podle vynálezu, který obsahuje ohybovou mřížku, jejíž dílčí mřížky mají stejné mřížkové periody. Hlavní směry zakřivených mřížkových proužků 14 dílčí mřížky 12 procházejí vzhledem k dělicí čáře 11 pod prvním úhlem, zatímco hlavní směry zakřivených mřížkových proužků 15 druhé dílčí mřížky 13 probíhají vzhledem k dělicí čáře 11 pod druhým úhlem, který je s výhodou stejně velký, avšak v opačném směru. Dílčí svazky jsou odchylovány převážně ve směru napříč k hlavním směrům, takže fotodiody musejí být uspořádány odlišným způsobem než na obr. 2. Úzké proužky 22, 23 dvojice detektorů v rovině XY jsou v tomto případě umístěny za sebou ve směru souřadné osy Y. Chybový signál zaostřeni, informační signál a signál úhlové chyby lze přitom vypočítat stejným způsobem, jaký byl popsán v souvislosti s obr. 2.
Protože účinnost ohybové mřížky, to znamená poměr množství záření po difrakci do požadovaného směru a celkového množství záření, dopadajícího na mřížku, závisí mj. na mřížkové periodě, je složená ohybová mřížka podle obr. 6 výhodnější než mřížka podle obr. 2. V důsledku nestejných mřížkových period v dílčích mřížkách ohybové mřížky podle obr. 2 mají případně dílčí svazky nestejnou intenzitu, takž může dojít k odchylce signálu úhlové chyby. V přístroji s ohybovou mřížkou podle obr. 6 k tomu nemůže dojít.
Vynález byl popsán v souvislosti s použitím v čtecím přístroji, lze ho však alternativně využít i v zapisovacích přístrojích nebo v kombinovaných zapisovacích a čtecích přístrojích, ve kterých se během záznamu monitoruje zaostření a pohyb záznamového paprsku. Systém pro detekci chyby zaostření, který byl popsán, nevyužívá speciálních vlastností informační plochy 2. Je pouze nezbytné a stačí, aby tato plocha byla odrazná. Vynálezu lze tedy použít v různých přístrojích, kde se vyžaduje velmi přesné zaostření, například v mikroskopech, přičemž v tomto případě lze vynechat detekci úhlové chyby.

Claims (4)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Zařízení k optickému snímání informační roviny, které obsahuje diodový laser, vysílající snímací svazek, objektiv pro zaostření snímacího svazku k vytvoření snímacího bodu na informační ploše, složenou ohybovou mřížku, která je umístěna mezi diodovým laserem a objektivem a sestává ze dvou dílčích mřížek pro odchýlení vysílaného svazku, odraženého od informační plochy, do detekční soustavy, citlivé na zářeni a obsahující dvě dvojice detektorů, a pro rozštěpení svazku záření, odraženého od informační plochy, na dva dílčí svazky pro každou dvojici detektorů, vyznačené tím, že diodový laser a detekční soustava (10), uspořádaná v zařízení, jsou vzájemně uspořádány nehybné, vzájemná vzdálenost, měřená v optické ose přístroje mezi diodovým laserem a složenou ohybovou mřížkou (9) je menší než 9,5 mm, dílčí mřížky (12, 13) mají proměnlivé mřížkové periody a mřížkové proužky (14, 15) obou dílčích mřížek (12, 13) jsou zakřivené.
  2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačené tím, že mřížkové proužky (14, 15) obou dílčích mřížek (12, 13) jsou v oblasti dělicí čáry (11) mezi oběma dílčími mřížkami (12, 13) kolmé k této dělicí čáře (11), a odpovídající části dílčích mřížek (12, 13) mají odlišné mřížkové periody a odlišné zakřivení mřížkových proužků (14, 15).
  3. 3. Zařízení podle nároku 1, vyznačené tím, že odpovídající části dílčích mřížek (12, 13) mají vzájemně stejné mřížkové periody a odpovídající mřížkové proužky (14, 15) dílčích mřížek (12, 13) probíhají pod stejným, avšak opačným úhlem vzhledem k dělicí čáře (11) mezi oběma dílčími mřížkami (12, 13).
  4. 4. Zařízení podle jednoho z nároku laž 3, vyznačené tím, že složená ohybová mřížka (9) je tvořena fázovou mřížkou s reliéfní strukturou.
CS885252A 1987-07-24 1988-07-22 Zařízení k optickému snímání informační roviny CZ280821B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8701749A NL8701749A (nl) 1987-07-24 1987-07-24 Inrichting voor het met optische straling aftasten van een informatievlak.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ280821B6 true CZ280821B6 (cs) 1996-04-17

Family

ID=19850368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS885252A CZ280821B6 (cs) 1987-07-24 1988-07-22 Zařízení k optickému snímání informační roviny

Country Status (14)

Country Link
US (1) US4829506A (cs)
EP (1) EP0300570B1 (cs)
JP (1) JP2683918B2 (cs)
KR (1) KR970005985B1 (cs)
CN (1) CN1015842B (cs)
AT (1) ATE81560T1 (cs)
AU (1) AU602646B2 (cs)
CZ (1) CZ280821B6 (cs)
DE (1) DE3875294T2 (cs)
ES (1) ES2036255T3 (cs)
HK (1) HK147095A (cs)
NL (1) NL8701749A (cs)
SG (1) SG28345G (cs)
SK (1) SK278407B6 (cs)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0305169B1 (en) * 1987-08-24 1994-05-11 Sharp Kabushiki Kaisha Optical pickup apparatus and optical grating assembly therefor
US4907847A (en) * 1987-09-28 1990-03-13 Nec Home Electronics Ltd. Optical pickup and hologram therefor
US5066138A (en) * 1988-06-16 1991-11-19 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Optical head apparatus
US4993789A (en) * 1988-09-15 1991-02-19 Jonathan R. Biles Dual wavelength polarization selective holographic optical element
US5511050A (en) * 1988-09-21 1996-04-23 Hitachi, Ltd. Focus error detecting method and optical head using the same
US5049732A (en) * 1988-10-21 1991-09-17 Sharp Kabushiki Kaisha Optical pickup device with diffraction device
NL8802689A (nl) * 1988-11-03 1990-06-01 Koninkl Philips Electronics Nv Inrichting voor het met optische straling aftasten van een stralingsreflekterend oppervlak.
NL8803055A (nl) * 1988-12-13 1990-07-02 Philips Nv Optische aftastinrichting, spiegelobjektief geschikt voor toepassing daarin en optisch inschrijf- en/of uitleesapparaat voorzien van deze aftastinrichting.
NL8803048A (nl) * 1988-12-13 1990-07-02 Philips Nv Optische aftastinrichting, spiegelobjektief geschikt voor toepassing daarin en optische inschrijf- en/of uitleesapparaat voorzien van de aftastinrichting.
JPH06103543B2 (ja) * 1988-12-31 1994-12-14 三星電子株式会社 レーザピックアップ
FR2646245B1 (fr) * 1989-04-25 1991-06-14 Thomson Csf Dispositif de lecture optique pour support d'enregistrement optique
JPH0721869B2 (ja) * 1990-04-20 1995-03-08 シャープ株式会社 光ピックアップ装置
US5490133A (en) * 1990-10-05 1996-02-06 Hitachi, Ltd. Optical information processing apparatus and method of controlling position of optical spot and reproducing signals
JP2865223B2 (ja) * 1990-12-28 1999-03-08 松下電子工業株式会社 光ピックアップ用偏光板および光ピックアップ装置
JPH0659717B2 (ja) * 1991-02-27 1994-08-10 株式会社淀川製鋼所 被覆表面処理金属板
DE69319673T2 (de) * 1992-08-12 1999-02-25 Philips Electronics N.V., Eindhoven Einrichtung zur optischen Abtastung einer Oberfläche
EP0583036B1 (en) * 1992-08-12 1998-07-15 Koninklijke Philips Electronics N.V. Device for optically scanning a surface
DE59409779D1 (de) * 1993-04-16 2001-07-19 Infineon Technologies Ag Diffraktive optische Einrichtung zur optischen Abbildung eines Raumpunktes auf andere Raumpunkte
JPH1064104A (ja) * 1996-08-21 1998-03-06 Pioneer Electron Corp 非点収差フォーカスエラー信号生成方法及び光ピックアップ装置
JPH10172170A (ja) * 1996-10-09 1998-06-26 Sanyo Electric Co Ltd 光ピックアップ装置およびその製造方法
JPH10333025A (ja) * 1997-05-28 1998-12-18 Pioneer Electron Corp 光ピックアップ装置
WO2000017867A1 (en) 1998-09-21 2000-03-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. Device for scanning an optical record carrier having at least two information layers
US6512608B2 (en) 1999-12-16 2003-01-28 Victor Company Of Japan, Limited Optical device
EP1275752A1 (en) 2000-04-21 2003-01-15 Nkk Corporation Surface treated steel plate and method for production thereof
JP2004511059A (ja) * 2000-10-03 2004-04-08 コーニンクレッカ　フィリップス　エレクトロニクス　エヌ　ヴィ 光走査デバイス
WO2003017486A1 (en) 2001-08-16 2003-02-27 Koninklijke Philips Electronics N.V. Differential ring oscillator stage
CN103868889B (zh) * 2012-12-18 2017-02-15 中国科学技术大学 基于微镜扫描的微悬臂梁阵列生化传感装置及方法
CN110033792B (zh) * 2019-03-29 2020-12-04 华韵文化科技有限公司 一种非接触测距式老唱片录制装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3272917A (en) * 1964-02-11 1966-09-13 Gen Electric First and second order diffraction color projection system
US3861784A (en) * 1973-06-29 1975-01-21 Sperry Rand Corp Programmable diffraction grating
JPS58220248A (ja) * 1982-06-15 1983-12-21 Nippon Kogaku Kk <Nikon> 光学式ピツクアツプ
US4733065A (en) * 1984-06-27 1988-03-22 Canon Kabushiki Kaisha Optical head device with diffraction grating for separating a light beam incident on an optical recording medium from a light beam reflected therefrom
JPS61273749A (ja) * 1985-05-29 1986-12-04 Pioneer Electronic Corp 光学式ピツクアツプ装置
NL8502835A (nl) * 1985-10-17 1987-05-18 Philips Nv Inrichting voor het met optische straling aftasten van een informatievlak.
DE3679648D1 (de) * 1985-12-10 1991-07-11 Nec Corp Optischer kopf mit einem beugungsgitter zum richten von zwei oder mehreren gebeugten lichtstrahlen auf optische detektoren.
US4731772A (en) * 1986-05-06 1988-03-15 Lee Wai Hon Optical head using hologram lens for both beam splitting and focus error detection functions

Also Published As

Publication number Publication date
CN1030987A (zh) 1989-02-08
EP0300570A1 (en) 1989-01-25
JPS6453353A (en) 1989-03-01
NL8701749A (nl) 1989-02-16
ES2036255T3 (es) 1993-05-16
US4829506A (en) 1989-05-09
DE3875294T2 (de) 1993-04-29
AU602646B2 (en) 1990-10-18
KR970005985B1 (ko) 1997-04-22
HK147095A (en) 1995-09-22
EP0300570B1 (en) 1992-10-14
SG28345G (en) 1995-09-18
KR890002848A (ko) 1989-04-11
AU1974688A (en) 1989-01-27
JP2683918B2 (ja) 1997-12-03
ATE81560T1 (de) 1992-10-15
CN1015842B (zh) 1992-03-11
SK278407B6 (en) 1997-04-09
DE3875294D1 (de) 1992-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ280821B6 (cs) Zařízení k optickému snímání informační roviny
US5648951A (en) Movable optical head integrally incorporated with objective lens and hologram element
US5391865A (en) Optical pickup apparatus and optical grating assembly therefor
JP3549301B2 (ja) 光ヘッドのトラッキング誤差検出装置
JPH0743834B2 (ja) 光学走査装置
KR900007141B1 (ko) 광학식 재생장치
KR100191876B1 (ko) 광학 주사 장치
KR100704731B1 (ko) 광학 주사장치
US7139235B2 (en) Optical element with diffraction grating, semiconductor device, and optical information recording device employing the same
KR100238737B1 (ko) 방사-반사정보면을 광학적으로 주사하는 장치
JPH0795372B2 (ja) 光ヘツド装置
JPH06195727A (ja) 光学式走査装置
KR20060088848A (ko) 회절격자, 수광소자 및 그들을 이용한 광 헤드 및 광기록재생 장치
JPWO2007116631A1 (ja) 光ディスク装置
JP3762440B2 (ja) 光学式走査装置
KR960011790B1 (ko) 광헤드장치
JP4285955B2 (ja) ホログラム光学素子、位置ずれ検出装置および光学記録媒体駆動装置
KR20040066834A (ko) 광픽업장치와 광디스크장치 및 광학장치와 복합광학소자
JP3303250B2 (ja) 変位測定装置および光ピックアップ
JP3115761B2 (ja) 光学ヘッド
JPS63191328A (ja) 光ヘツド装置
JPS63201925A (ja) 光学式情報読取り装置
KR20070016969A (ko) 광 픽업
JPH0763909A (ja) 光回折素子
JPH09297926A (ja) 光学式記録再生装置

Legal Events

Date Code Title Description
IF00 In force as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20050722