DE2504209B2 - Vorrichtung zum auslesen eines aufzeichnungstraegers, auf dem information in einer optisch auslesbaren struktur angebracht ist - Google Patents

Description

Die optischen Achsen 15 und 16 der äußeren Teilprismen sind zueinander parallel und zu der optischen Achse 14 des mittleren Prismas 11 senkrecht. Der Hauptstrahl des Auslesebündels 20 geht ununterbrochen durch das Teilprisma 12. Liegt, wie dargestellt, die Polarisationsrichiung des Auslesebündels 20 in der Zeichnungsebene, so durchläuft der Hauptstrahl das Teilprisma 11 als außerordentlicher Strahl und das Teilprisma 13 als ordentlicher Strahl und wird von jedem der Prismen um einen bestimmten Winkel gebrochen. Der Hauptstrahl des Auslesebündels wird von dem Prismensystem insgesamt um einen bestimmten Winkel (ß\) in Abhängigkeit von den Brechungszahlen des Prismenmaterials, gebrochen. Danach wird die λ/4-Platte 7, die in diagonaler Lage angeordnet ist, zweimal durchlaufen, wodurch die Polarisationsrichtung über 90° gedreht wird. Der Hauptstrahl des modulierten Auslesebündels 21 passiert das Teilprisma 13 als außerordentlicher Strahl, das Teilprisma U als ordentlicher Strahl und das Teilprisma 12 als außerordentlicher Strahl. In jedem der Teilprismen wird der Hauptstrahl um einen bestimmten Winke) gebrochen, so daß der Hauptstrahl des Auslesebündels 21 unter einem Winkel ß₂ zu dem Hauptstrahl des Bündels 20 auf den strahlungsempfindlichen Detektor 6 gerichtet wird.

Die λ/4-Platte muß eine Drehung von 90° einer Polarisationsebene bewirken. Die Platte kann aus Quarz bestehen. Es sind die Endflächen 17 und 18 zu der optischen Achse 8 senkrecht geschliffen und ist die Platte derart angeordnet, daß die Normale zu der Endfläche 17 einen kleinen Winkel α mit dem Hauptstrahl des Auslesebündels 20 einschließt.

In der Richtung der optischen Achse tritt keine Doppelbrechung auf. Ein Strahl, der einen kleinen Winkel mit der optischen Achse einschließt, erfährt nur eine geringe Doppelbrechung. Um eine genügende Doppelbrechung zu erfahren, muß dieser Strahl eine dicke Platte durchlaufen. Unter »dick« ist hier zu verstehen: dick im Vergleich zu der bekannten λ/4-Platte, bei der die optische Achse zu den Endflächen parallel war. Bei einer Ausführungsform einer λ/4-Platte war die Dicke 1,39 mm, während der Winkel λ etwa 10° betrug. Der Winkel« kann nicht kleiner als einige Grad sein, wenn Quarz verwendet wird. Quarz weist nämlich die Eigenschaft auf, daß es eine Drehung der Polarisationsebene für einen Strahl herbeiführt, dessen Richtung in der Nähe der Richtung der optischen Achse liegt.

Eine Unebenheit in der Oberfläche hat bei einer dicken λ/4-Plaite einen viel geringeren Effekt auf die Wirkung der Platte als bei der bekannten dünnen λ/4-Platte. Eine gleiche Unebenheit wird ja bei einer dicken A-/4-Platte ein kleiner Teil der gewünschten zu durchlaufenden Weglänge und bei einer dünnen λ/4-Platte ein erheblicher Teil dieser Weglänge sein und

ίο sogar annähernd gleich dieser Weglänge sein können.

Auch vom Gesichtspunkt des Zusammenbaus bietet die dicke λ/4-Platte Vorteile. Die λ/4-Platte wird in einem schematisch dargestellten Halter 9 angeordnet. Dieser Halter 9 legt nur die Richtung der Ein- und Austrittsflächen 17 und 18 fest. Bei Drehung der λ/4-Platte innerhalb dieses Halters um einen bestimmten Winkel wird, für den Fall, daß diese optische Achse zu den Endflächen 17 und 18 parallel ist, diese optische Achse sich um den gleichen Winkel drehen, wodurch sich die Orientierung der optischen Achse in bezug auf die Polarisationsrichtung der einfallenden Strahlung ändert. Die bekannte dünne λ/4-Piatte muß daher auf bestimmte Weise in dem Halter orientiert sein. Bei der vorgeschlagenen λ/4-Platte wird bei Drehung der Platte in ihrem Halter die optische Achse nach wie vor eine feste räumliche Lage einnehmen. Die Orientierung der optischen Achse in bezug auf die Polarisationsrichtung der einfallenden Strahlung wird sich nicht ändern. Die vorgeschlagene λ/4-Platte kann daher auf beliebige Weise in den Halter geschoben werden, ohne daß dadurch die gegenseitige Trennung der Auslesebündel 20 und 21 beeinflußt wird.

Wie bereits bemerkt wurde, muß die λ/4-Platte »in diagonaler Lage« angeordnet werden, d. h., daß die Projektion der optischen Achse in der durch die Polarisationsrichtungen der Bündel 20 und 21 bestimmten Ebene einen Winkel von 45° mit diesen Polarisationsrichtungen des modulierten und des unmodulierten Auslesebündels einschließt.

Wegen der Drehung der Polarisationsebene, die durch Quarz herbeigeführt wird, wird in der Praxis der Winkel etwas kleiner sein. Im obengenannten Ausführungsbeispiel mit einer Quarzplatte mit einer Dicke von 1,39 mm und mit einem Winkel von 10° war dieser Winkel (der Azimutwinkel) etwa 28°.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Ί.

   Patentanspruch:

   Vorrichtung zum Auslesen eines Aufzeichnungsträgers, am dem Information in einer optisch auslesbaren reflektierenden Struktur angebracht ist, welche Vorrichtung eine ein Auslesebündel liefernde Strahlungsquelle, ein Objektivsystem zum Fokussieren des Auslesebündels zu einem Auslesefleck auf die Informationsstruktur des Aufzeichnungsträgers und einen strahlungsempfindlichen Detektor zur Umwandlung des von der Informationsstruktur reflektierten und modulierten Auslesebündels in ein elektrisches Signal enthält, wobei in dem Strahlungsweg zwischen der Strahlungsquelle und dem Objektivsystem und zwischen diesem Objektivsystem und dem Detektor ein polarisationsempfindlicher Bündelteiler und eine λ/4-Platte zur gegenseitigen Trennung des modulierten und des unmodulie.·- ten Auslesebündels angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die λ/4-Platte in einem Halter angebracht ist, derart, daß die Normale zu den Ein- und Austrittsflächen für das Auslesebündel einen kleinen Winkel mit diesem Bündel einschließt und daß die optische Achse der Λ/4-Platte zu den Ein- und Austrittsflächen senkrecht ist, so daß die Wirkung der λ/4-PIatte von ihrer Lage in dem Halter unabhängig ist.

   Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auslesen eines Aufzeichnungsträgers, auf dem Information in einer optisch auslesbaren reflektierenden Struktur angebracht ist, welche Vorrichtung eine ein Auslesebündel liefernde Strahlungsquelle, ein Objektivsystem zum Fokussieren des Auslesebündels zu einem Auslesefleck auf die Informationsstruktur des Aufzeichnungsträgers und einen strahlungsempfinJlichen Detektor zur Umwandlung des von der Informationsstruktur reflektierten und modulierten Auslesebündels in ein elektrisches Signal enthält, wobei in dem Strahlungsweg zwischen der Strahlungsquelle und dem Objektivsystem und zwischen diesem Objektivsystem und dem Detektor ein polarisationsempfindlicher Bündelteiler und eine λ/4-Platte zur gegenseitigen Trennung des modulierten und des unmodulierten Auslesebündels angeordnet sind.

   Eine derartige Vorrichtung ist u. a. aus »Philips Technische Rundschau« 33, Nr. 7, S. 198 bis 201 bekannt. In der bekannten Auslesevorrichtung liefert eine Strahlungsquelle ein linear polarisiertes Auslesebündel. Auf dem Wege zu dem Objektivsystem durchläuft dieses Bündel einen Polarisationsteilspiegel und eine in diagonaler Lage angeordnete λ/4-Platte. Der Spiegel läßt nur Strahlung mit einer bestimmten ersten Polarisationsrichtung durch und reflektiert Strahlung mit einer zweiten zu der ersten Polarisationsrichtung senkrechten Polarisationsrichtung. Die λ/4-Platte wird zweimal durchlaufen, und zwar einmal von dem unmodulierten Auslesebündel und einmal von dem modulierten Auslesebündel. Dadurch wird die Polarisationsebene insgesamt über 90° gedreht, so daß das modulierte Auslesebündel von dem Polarisationsteilspiegel aus dem Strahlungsweg des unmodulierten Auslesebündels zu einem Detektor reflektiert wird. Auf diese Weise wird eine effektive Trennung erhalten, so daß einerseits die Strahlungsenergie auf zweckmäßige Weise benutzt und andererseits eine unerwünschte Rückkopplung auf die Strahlungsquelle verhindert wird. Die Verhinderung einer Rückkopplung auf die Strahlungsquelle ist von Bedeutung, wenn diese Quelle ein Gaslaser ist.

   Bisher wurde als λ/4-Platte in der Auslesevorrichtung eine Platte verwendet, deren Endflachen (oder Ein- und Austrittsflächen) parallel zu der optischen Achse geschliffen sind. Ein Strahlungsbündel, das senkrecht auf die Eintrittsfläche einfällt, erfährt einen maximalen doppelbrechenden Effekt. Es sind keine preiswerten und leicht zu bearbeitenden Materialien mit einer kleinen Brechungszahl bekannt, so daß zur Erzielung der gewünschten Drehung der Polarisationsebene die bekannte λ/4-Platte sehr dünn (z.B. 16 μπι sein muß. Eine derartige dünne Platte läßt sich aber schwer handhaben. Eine Platte, die (2/7+1) λ/4 ist für Kippen sehr empfindlich. Weiter wird die Wirkung der bekannten λ/4-Platte stark von kleinen Abweichungen in der Dicke der Platte beeinflußt, so daß sehr strenge Anforderungen an die Genauigkeit der Dicke der Platte gestellt werden müssen. Aus diesen Gründen ist die bekannte λ/4-Platte zur Anwendung in einer in Massen hergestellten Auslesevorrichtung weniger gut geeignet.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Ausgestaltung und Anordnung der λ/4-Platte für eine Auslesevorrichtung zu schaffen, die sich leicht in Massen herstellen läßt. Eine Auslesevorrichtung der eingangs genannten Gattung ist zur Lösung der gestellten Aufgabe dadurch gekennzeichnet, daß die λ/4-Platte in einem Halter angebracht ist, derart, daß die Normale zu den Ein- und Austrittsflächen für das Auslesebündel einen kleinen Winkel mit diesem Bündel einschließt und daß die optische Achse der λ/4-Platte zu den Ein- und Austrittsflächen senkrecht ist, so daß die Wirkung der λ/4-Platte von ihrer Lage in dem Halter unabhängig ist.

   Unter einem kleinen Winkel ist dabei ein Winkel von weniger als etwa 25° zu verstehen. Die Tatsache, daß die Anordnung mit einer λ/4-Plattc nach der Erfindung um eine zu den Ein- und Austrittsflächen senkrechte Achse gedreht werden kann, ohne daß die Wirkung beeinträchtigt wird, ist beim Zusammenbauen einer Auslesevorrichtung besonders vorteilhaft.

   Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, in der eine Auslesevorrichtung mit einer erfindungsgemäßen λ/4-Platte dargestellt ist.

   In der Figur bezeichnet 1 einen Aufzeichnungsträger, z. B. einen band- oder scheibenförmigen Aufzeichnungsträger. Beispielsweise sei angenommen, daß der Trägerkörper durchsichtig ist und daß die Information auf der Oberseite des Aufzeichnungsträgers angebracht ist. Auf die Informationsstruktur wird ein Strahlungsfleck V projiziert. Dieser Strahlungsfleck wird aus einem von der Strahlungsquelle 2, z. B. einer Laserquelle, emittierten engen Auslesebündel 20 gebildet, von dem nur der Hauptstrahl dargestellt ist. Dabei werden eine Linse 3, ein flacher Spiegel 4 und eine Objektivlinse 5 benutzt. Die Linse 3 wird dazu verwendet, die ganze Pupille der Objektivlinse auszufüllen. Die Informationsstruktur ist eine reflektierende Struktur, so daß das Auslesebündel, nachdem es von dieser Struktur entsprechend der gespeicherten Information moduliert worden ist, nahezu in sich selbst zurückkehrt. Um das modulierte Auslesebündel 21 von dem unmodulierten AusiesebUndel 20 zu trennen, sind in dem Strahlungsweg ein Prismensystem 10 und eine λ/4-Platte 7 angeordnet.

   Das Prismensystem setzt sich aus drei Teilprismen ί i, 12 und 13 zusammen und ist dadurch nicht asthmatisch.