NL8501857A

NL8501857A - Optische lezer.

Info

Publication number: NL8501857A
Application number: NL8501857A
Authority: NL
Original assignee: Canon Kk
Priority date: 1984-06-27
Filing date: 1985-06-27
Publication date: 1986-01-16
Also published as: DE3522849C2; NL194898C; FR2566953B1; US4733065A; FR2566953A1; DE3522849A1; NL194898B

Description

4 * f VO 7279

Titel : Optische lezer.

De uitvinding heeft betrekking op een optische kopinrichting voor het toevoeren van licht aan het informatie registratie oppervlak van een informatiedrager en het tot stand brengen van de detectie of registratie of informatie en meer in het bijzonder op een optische kop-5 inrichting, welke compact is, weinig weegt en geschikt is voor massa-produktie.

Bij de bekende inrichtingen is een optische kopinrichting opgebouwd zoals bijvoorbeeld is weergegeven in figuur 1 van de tekening. Een divergente lichtbundel, welke afkomstig is uit een laserlichtbron 1 10 treedt een collimator lens 2 binnen en wordt een parallelle lichtbundel en treedt een polarisatiebundel splitsingsinrichting 3 binnen. De polarisatiebundel splitsingsinrichting 3 heeft als eigenschap, dat daardoor ongeveer 100% van lineair gepolariseerd licht met een trillingsvlak in een bepaalde richting wordt overgedragen en ongeveer 100% van lineair 15 gepolariseerd licht met een trillingsvlak in een richting loodrecht op de genoemde inrichting wordt gereflecteerd. Het lineair gepolariseerde licht, dat door deze polarisatie bundelsplïtsinginrichting 3 wordt overgedragen, doorloopt een kwart-golflengteplaat en wordt cirkelvormig gepolariseerd licht, en wordt op een informatie registratie oppervlak 20 7, dat op de substraat 6 van eeninformatiedrager aanwezig is, gecondenseerd door een objectieflens 5 en vormt op de drager een vlek met een vlekdiameter van 1 jum. De lichtbundel, die door dit informatieregistra-tie oppervlak 7 wordt teruggekaatst,passeert de objectieflens 5 en wordt een evenwijdige lichtbundel en doorloopt de kwart-golflengteplaat 25 4 en wordt lineair gepolariseerd licht met een trillingsvlak, dat loodrecht staat op het vlak, waarmede het licht invalt, en treedt opnieuw de polarisatiebundelsplitsingsinrichting 3 binnen. De polarisatiebundel-splitsingsinrichting 3 werkt als een bundelsplitsingsinrichting ten gevolge van de boven beschreven eigenschappen daarvan en reflecteert 30 het uit het informatie registratie oppervlak 7 gereflecteerde licht en scheidt dit van het invallende licht, en richt het licht als een convergente lichtbundel op een fotodetector 10 via een sensorlens 8 en een cyliidrische lens 9.

Om informatie onder gebruik van een dergelijke optische kopinrichting 35 te registreren, wordt de leeslichtbron 1 overeenkomstig een informatie- - -r -» t t > i t -2- signaal aangedreven en wordt het op het informatie-registratie oppervlak 7 invallende licht gemoduleerd, waardoor de registratie tot stand wordt gebracht. Verder wordt voor het detecteren van de informatie niet-gemo-duleerd licht toegevoerd aan het informatie-registratie oppervlak 7 5 waarop de informatie is geregistreerd door een concaaf-convexe indeuking of een variatie in reflectantie, en wordt het gereflecteèrde licht, dat door deze geregistreerde informatie aan een modulatie is onderworpen, gedetecteerd door de foto-detector 10, waardoor de informatie wordt weergegeven.

10 Waar de informatie, die magnetisch op het informatie registratie oppervlak is geregistreerd, moet worden uitgelezen onder gebruik van het magneto-optische effect, wordt een polarisatiebundel splitsingsinrich-ting 11, als aangegevenin figuur 2 van de tekening, in plaats van de boven beschreven polarisatiebundel splitsingsinrichting 3 en de kwart-15 golflengteplaat 4 gebruikt. De polarisatiebundel splitsingsinrichting 11 omvat rechthoekige prisma's 12 en 13 en een reflecterende film 14, welke zodanig is gevormd, dat deze p-gepolariseerd licht en s-gepolariseerd licht met een geschikt percentage reflecteert of overdraagt-. Ten aanzien van het p-gepolariseerde licht 15, dat de polarisatiebundel splitsings-20 inrichting 11 binnentreedt wordt bijvoorbeeld 30% van de energie daarvan door de reflecterende film 14 gereflecteerd en wordt deze tot een lichtbundel 17, en wordt een lichtbundel 16 van de resterende 70% doorgelaten en op het registratie-oppervlak van een opto-magnetisch registratiemedium gecondenseerd via een (niet afgeheelde) objectieflens.

25 Gereflecteerd licht 18 waarvan het polarisatievlak is geroteerd (Kerr-: rotatie) in overeenstemming met de informatie op het registratie-oppervlak treedt de polarisatiebundel splitsingsrichting 11 opnieuw binnen.

De door de Kerr-rotatie gemoduleerde component bestaat uit s-gepolariseerd licht en wordt door de reflecterende film 14 met ongeveer 100% gere-30 flecteerd. Anderzijds wordt 70% van de p-gepolariseerde component van het gereflecteerde licht 18 via de reflecterende film 14 doorgelaten en wordt slechts de resterende 30% daardoor gereflecteerd en naar de foto-detector met de s-gepolariseerde component gericht. Door derhalve de gemoduleerde component (s-gepolariseerd licht) ten opzichte van de 35 component (p-gepolariseerd licht) van het invallende licht vergroten, F* · .

* - / ' 3 -3- neemt de Kerr-rotatiehoek kennelijk toe en wordt de signaal uitlezing met grote S/N verhouding mogelijk.

Voorts vindt in de optische kopinrichting een auto-focusering om het licht uit de lichtbron steeds op het informatie registratie opper-5 vlak te focuseren plaats teneinde informatie met grote dichtheid op het informatie registratie oppervlak te registreren en de geregistreerde informatie met grote dichtheid te detecteren. De in figuur 1 afgebeelde inrichting is een voorbeeld, waarbij gebruik wordt gemaakt van de conventionele astigmatisms methode. De cylindrische lens 9 veroorzaakt 10 dat het gereflecteerde licht astigmatisme verschaft. Voorts is van de fotodetector 10 het licht ontvangende oppervlak gesplitst in vier delen en wel zodanig, dat bij de foto-detector 10 een circulaire lichthoe-veelheid verdeling ontstaat wanneer het informatie registratie oppervlak 7 zich in de in-focuspositie van de objectief lens 5 bevindt dat 15 wil zeggen, wanneer de lichtvlek wordt gereduceerd tot een vooraf bepaalde afmeting van de orde van 1 /urn op het informatie registratie oppervlak 7. Dientengevolge verkrijgt wanneer het informatie registratie oppervlak 7 uit de focuseerpositie van de objectieflens 5 heen en weer wordt bewogen, de lichthoeveelheid verdeling op de foto-detector een elliptische 20 vorm waarvan de grote assen loodrecht op elkaar staan. Door derhalve de uitgangssignalen van de licht ontvangende oppervlakken van de foto-detector 10 met elkaar te vergelijken en de verandering in de licht-hoeveelheids verdeling te detecteren, verkrijgt men een focuserings-foutsignaal, en de objectieflens 5 wordt overeenkomstig het focuserings-25 foutsignaal door een niet-afgebeelde bedieningsinrichting in de richting van de optische as bewogen, waardoor een automatische focusering wordt verkregen.

De boven beschreven conventionele optische kopinrichting vereist evenwel een sensorlens of dergelijke en dit heeft de compactheid en 30 de geringe kosten vande inrichting belemmerd. Voorts is het voor het verkrijgen van een goed signaal met de fotodetector noodzakelijk een optisch element zoals een sensorlens of dergelijke in nauwkeurige positie en onder een nauwkeurige hoek ten opzichte van de optische as van het gedetecteerde licht op te stellen, waardoor de montage en instelling 35 gecompliceerd is. Verder worden de beide boven beschreven polarisatie- ** - -** * >* f r -4- bundel splitsingsinrichtingen 3 en 11 verkregen door de tegenover elkaar gelegen oppervlakken van twee prisma1' s met elkaar te verenigen en derhalve zijn gecompliceerde bewerkingen en centreerinstellingen nodig, hetgeen heeft geleid tot het bezwaar, dat het lastig is de kosten 5 van de inrichting te reduceren. Verder hebben deze polarisatiebundel-splitsingsinrichtingen een in wezen kubische vorm, en dit is een factor, welke het dunner maken van de inrichting belemmert wanneer dergelijke polarisatiebundel splitsingsinrichtingen in een optische kopinrichting of dergelijke worden toegepast.

10 Een optische kopinrichting, welke de bovengenoemde sensorlens of dergelijke niet vereist, is voorgesteld in de gepubliceerde Japanse octrooi-aanvrage nr. 8145/1984. Bij deze inrichting is het verbindings-oppervlak van een bundelsplitsingsinrichting van het prismatype, als boven beschreven, gebogen en bezit dit oppervlak een condenswerking 15 als een concave spiegel. Bij deze inrichting moeten evenwel bij de vervaardiging van de bundel splitsingsinrichting priana-'s elk met een convex oppervlak of een concaaf oppervlak individueel worden gepolijst en daarna tezamen worden gemonteerd, hetgeen voor massaproduktie niet geschikt is. Verder wordt een reflecterende film met een gepolariseerd-20 lichtafhankelijkheid op het verbindingsvlak van de bundelsplitsingsinrichting aangebracht doch wanneer het verbindingsoppervlak een sferisch oppervlak of een cylindrisch oppervlak is, verschilt de invalshoek van licht op deze reflecterende film van punt tot punt en varieert de polarisatiekarakteristiek. Derhalve kan bij een dergelijke constructie 25 niet worden gerekend op een nauwkeurige gepolariseerd-lichtafhankelijk-heid.

Anderzijds zijn voorbeelden, waarbij gebruik wordt gemaakt van een brekingsrooster van het volumetype in plaats van de bovengenoemde bundelsplitsingsinrichting van het prismatype, beschreven in de gepubliceerde 30 Japanse octrooi-aanvrage nr. 155508/1982 en het Amerikaanse octrooischrift nr. 3622220. De opbouw van een optische kopinrichting, waarbij gebruik wordt gemaakt van een dergelijk brekingsrooster van het volumetype, is weergegeven in figuur 3 van de tekening. In figuur 3 treedt een parallelle lichtbundel 22, welke afkomstig is uit een lichtbroneenheid 21, voorzien 35 van een laserlichtbron en een collimatorlens, een brekingsrooster 23 van -· ~ ‘

Vi ‘ :* \ * * t ƒ

V v - w M/ J

-5- s % ' het volumetype binnen, dat onder een hoek van 45° ten opzichte van deze lichtbundel is opgesteld. De lichtbundel 22 bestaat uit s-gepolariseerd licht met een trillingsvlak in een richting loodrecht op het vlak van tekening. Het brekingsrooster 23 van het volumetype bezit een spoed, 5 welke in hoofdzaak gelijk is aan \ /1, 414, waarbij & de golflengte van het invallende licht is en buigt de lichtbundel 22 onder een brekings-hoek van 90° af. Op dit moment bedraagt het brekingsrendement voor s-gepolariseerd licht bij benadering 100% en het brekingsrendement van p-gepolariseerd licht bij benadering 0%. Derhalve wordt de lichtbundel 10 22 bijna gebroken, en via een kwart-golflengteplaat 24 overgedragen, waarbij de lichtbundel tot circulair gepolariseerd licht wordt en op het informatie registratie oppervlak 27 van een optische schijf 26 met behulp van een objectieflens 25 een vlek vormt.

Informatie wordt op het informatie registratie oppervlak 27 gere-15 gistreerd door een variatie in reflectantie of dergelijke en het daaruit gereflecteerde licht wordt overeenkomstig deze informatie aan lichthoe-• veelheids modulatie onderworpen. Dit gereflecteerde licht wordt via de lens 25 en de kwart-golflengte 24 overgedragen en wordt p-gepolariseerd licht, welk licht een foto-detector 28 binnentreedt zonder te worden 20 gebroken door het brekingsrooster 23, waarna de informatie wordt uitgelezen.

Aangezien bij de in figuur 3 afgebeelde constructie de brekings-hoek van het brekingsraster van het volume-type op bij benadering 90° is ingesteld, kan deze constructie evenwel niet worden gebruikt voor het 25 uitlezen van de informatie uit een opto-magnetisch registratiemedium.

De reden hiervoor zal later worden toegelicht. In figuur 3, waarbij informatie magnetisch op het informatie registratie oppervlak 27 is geregistreerd, wordt de kwart-golflengteplaat 24 uit de optische baan bewogen. De s-gepolariseerde lichtbundel, welke vanuit het brekings-30 rooster binnen treedt,wordt gereflecteerd als een lichtbundel waarvan het polarisatievlak is geroteerd (Kerr rotatie) en wel in dezelfde mate doch in tegengestelde richting, afhankelijk van het feit of de magnetisatie richting van het informatie registratie oppervlak 27 naar boven of naar beneden is gericht. Deze Kerr-rotatiehoek is een hoek, 35 welke klein is, bijvoorbeeld van de orde van 1° en derhalve bestaat het ö ίϊ Λ - Q A 7 Ö ·,.!· w i o ij /

i F

-6- grootste gedeelte van het gereflecteerde licht uit een s-component en omvat dit p-componenten, welke in de richting verschillen en in afmeting gelijk zijn. Aangezien het brekingsrooster 23 een brekingshoek van 90^ heeft, wordt de s-component van het gereflecteerde licht bijna naar 5 de lichtbroneenheid 21 gebroken. Anderzijds wordt slechts de p-component, die door de Kerr-rotatie wordt verkregen, volledig overgedragen en deze treedt de fotodetector 28 binnen. Zoals reeds is beschreven hebben de p-componenten, overeenkomende met de magnetisatie richting, een juist tegengestelde richting en gelijke grootte en derhalve is, zelfs indien 10 een analysator onder een willekeurige azimuth hoek vddr de foto-detector 28 wordt aangebracht, de hoeveelheid licht, welke daardoor wordt overgedragen, dezelfde onafhankelijk van de magnetisatie richting, en derhalve kan de informatie niet worden uitgelezen. Derhalve is een bundel-splitsingsinrichting met een geschikte polarisatie karakteristiek on-15 misbaar voor het uitlezen van de informatie op een optomagnetisch registratie medium, doch bij de bekende constructie, kan een dergelijke bundelsplitsingsinrichting niet worden gerealiseerd.

Voorts vormen bij de conventionele optische kopinrichting het invallende licht en het gebroken licht een hoek van 90° met elkaar in een 20 brekingsrooster van het volumetype. Derhalve wordt bij de gebruikelijke constructie het invallende licht totaal gereflecteerd aan het oppervlak van het brekingsrooster en, ofschoon in figuur 3 dit niet is aangegeven, doch in werkelijkheid wel het geval is, zoals weergegeven in het bovengenoemde Amerikaanse octrooischrift, moet gebruik worden gemaakt van 25 een constructie, waarbij het brekingsrooster van het volume type is opgesteld tussen rechthoekige prisma's, waarbij het onmogelijk is een zo goed mogelijk gebruik te maken van de eigenschappen, zoals een compactheid en gering gewicht welke inherent zijn aan een brekingsrooster.

Fig. 4 van de tekening toont een schematisch aanzicht van een 30 ander voorbeeld van een conventionele optische kopinrichting, welke is voorgesteld in de gepubliceerde Japanse octrooi-aanvrage nr. 64335/1982.

In figuur 4 wordt licht, dat afkomstig uit een halfgeleider laser 31, door een collimatorlens 32 gecollimeerd en door een objectieflens 35 op een informatie registratie oppervlak 37 op een substraat 36 gecon-35 denseerd. Voor het inlezen van het signaal op het informatie registratie- sjn ' τ > -/7- oppervlak 37 wordt gebruik gemaakt van het zogenaamde SCOOP-stelsel, waarin de variatie in het uitgangssignaal van de halfgeleider laser 31, veroorzaakt door een variatie in de hoeveelheid van het terugkerende licht, dat door het informatie registratie oppervlak 37 wordt geregistreerd 5 en via de zelfde optische baan als tijdens de inval naar de halfgeleider laser 31 wordt teruggevoerd, door een controle aftastinrichting 45 wordt gedetecteerd. Voorts neemt een sensorlens 41 met een brandpuntslengte f een deel van het pupilvlak van de objectieflens 35 in en wordt een deel 46 van het uit het informatie registratie oppervlak teruggekaatste 10 licht door de sensorlens 41 tot een convergente lichtbundel 47 gevormd, welke bundel een door twee delen de foto-detector 42 binnentreedt. De convergente lichtbundel 47 beweegt zich over de foto-detector 42 naar links en naar rechts wanneer het informatie registratie oppervlak 37 ver van of dicht bij de focuseringspositie van de objectief lens 35 15 wordt gebracht. Derhalve wordt een focuseringsfoutsignaal verkregen door de uitgangssignalen van de verdeelde lichtopvang oppervlakken van elkaar af te trekken door middel van een aftrekinrichting 44. Een focuserings bedieningsinrichting 44 wordt door dit focuseringsfoutsignaal aangedreven en men verkrijgt een automatische focusering, waardoor 20 er voor gezorgd wordt, dat het invallende licht op het informatie registratie oppervlak 37 wordt gefocuseerd.

Bij de in figuur 4 afgebeelde inrichting wordt de buiten de as gelegen lichtbundel vande objectieflens afgenomen en derhalve de invloed de gedetecteerde lichtbundel in sterke mate de focuseringsdeviatie en der-25 halve kan een focuserings foutdetectie met grote gevoeligheid worden uitgevoerd. Anderzijds evenwel wordt de lichtbundel, die de objectieflens 35 uit de halfgeleider laser 31 binnentreedt, door de sensorlens 41 verduisterd en gedeformeerd en dit heeft geleid tot het bezwaar, dat de vlek op het informatie registratie oppervlak 37 groot wordt.

30 Fig. 5 van de tekening is een schematisch aanzicht van weer een ander voorbeeld van een conventionele optische kopinrichting, welke wordt gebruikt voor het uitlezen van informatie van een opto-magnetisch registratiemedium. In figuur 5 wordt een lichtbundel, welke afkomstig is uit een halfgeleider laser 51 (hierna eenvoudig betiteld als LD) 35 door een collimatorlens 52 omgezet in een parallel lichtbundel. De paral- * Λ

J S

- J J

ϊ F

-8- lelle lichtbundel doorloopt dan een bundelsplitsingsinrichting 53 en wordt door een objectief lens 54 tot een vlek met een diamter van ongeveer 1 jum op een registratiemedium 55 gecondenseerd. Van de lichtbundel, die door het registratiemedium 55 wordt gereflecteerd, wordt het pola-5 risatievlak onderworpen aan een modulatie door het Kerr-effect en het Faraday-effect en de bundel doorloopt opnieuw de objectieflens 54, en wordt door de bundelsplitsingsinrichting 53 van de invallende lichtbundel gescheiden. De afgescheiden lichtbundel wordt door een tweede bundel splitsingsinrichting 56 gedeeltelijk gereflecteerd en beweegt zich 10 via een lensstelsel 57 naar een optische aftastinrichting 58. Het lensstelsel 57 omvat conventionele stelsels, bijvoorbeeld een astigmatisch stelsel, een mesrand stelsel en een prisma stelsel, en de informatie van de afstand tussen het registratiemedium 55 en de objectieflens 54 dat wil zeggen het AF-foutsignaal, wordt daaruit verkregen. Voorts wordt 15 de deviatie ten aanzien van het informatiespoor dat wil zeggen het AT-foutsignaal, door de conventionele balansmethode of dergelijke verkregen. Deze foutsignalenworden aan het aandrijfstelsel (in het algemeen de bedieningsinrichting genoemd), welk stelsel niet is weergegeven, van de objectieflens teruggevoerd en het nalopen vindt op een nauwkeurige 20 wijze plaats bij een nauwkeurige focuseringspositie, waardoor de detectie of registratie van de signalen plaatsvindt.

De resterende lichtbundel, welke zich door de tweede bundelsplitsingsinrichting 56 beweegt, doorloopt een halve-golflengteplaat 59 en wordt door een polarisatiebundel splitsingsinrichting 60 in twee richtingen 25 verdeeld. Indien de halve-golflengteplaat 59 met de optische kristalas daarvan onder een hoek van 22,5° helt ten opzichte van de polarisatie-as van de invallende lichtbundel, zijn de hoeveelheden licht, welke door een polarisatiebundel splitsingsinrichting 60 in twee delen worden gesplitst, aan elkaar gelijk en wordt een dergelijke halve-golflengte- 30 plaat equivalent aan een polarisatieplaat, welke zodanig is opgesteld, o o dat aan de respectieve lichtbundels transmissie-assen van 45 en -45 worden medegedeeld. De in twee delen verdeelde lichtbundels worden door sensorconvergerende lenzen 61 resp. 62 op signaal detectie aftastinrich-tingen 63 en 64 geconvergeerd en de electrische signalen uit de signaal-35 detecties aftastinrichtingen 63 en 64 worden gedifferentieerd (differen-

-J

T y -9- tiaal detectie), waardoor een detectie van het informatiesignaal op het registratiemedium 55 kan plaatsvinden.

De in figuur 5 afgebeelde optische kopinrichting kan evenwel signalen met goede s/n-verhouding door differentiaal detectie detecteren 5 terwijl de inrichting daarentegen een aantal onderdelen vereist en derhalve bezwaren vertoont wanneer men de inrichting compact en goedkoop wenst uit te voeren.

De uitvinding beoogt te voorzien in een optische kopinrichting, welke een gering gewicht heeft en ©mpact (dun) is.

10 Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een optische kopinrichting, welke op een eenvoudige wijze optisch kan worden ingesteld en goedkoop is en welke bijzonder goed in massa kan worden vervaadigd.

Weer een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een optische kopinrichting, waarbij het licht, dat door een informatie-regi-15 stratie oppervlak wordt gereflecteerd, gedeeltelijk kan worden afgevoerd naar een foto-detector, zonder dat het op het informatie registratie oppervlak invallende licht wordt beïnvloedt.

Een verder oogmerk van de uitvinding is het verschaffen van een optische kopinrichting, die in staat is om op een doeltreffende wijze 20 magnetisch geregistreerde informatie uitlezen onder gebruik van een brekingsrooster van het volume-type.

Een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een optische kopinrichting, die eeneenvoudige constructie heeft, en waarin signalen met S/N-verhouding door differentiaal detectie kunnen worden verkregen.

25 De bovenstaande oogmerken van de uitvinding worden verkregen door de optische kopinrichting volgens de uitvinding op te bouwen uit een lichtbron, condensororganen om een lichtbundel afkomstig uit de lichtbron op een optische registratie medium te condenseren, een foto-detector om het uit het registratiemedium gereflecteerde licht te detecteren 30 en een bundelsplitsingsinrichting met een brekingsrooster, dat in de optische baan van de lichtbundel, welke het registratiemedium vanuit de lichtbron binnentreedt, is opgesteld langs een vlak, dat in hoofdzaak loodrecht staat op de optische as van de invallende lichtbundel teneinde te veroorzaken, dat het door het registratiemedium gereflecteerde licht 35 door het brekingsrooster wordt gebroken en naar de foto-detector wordt - ···. y% t t' -10- gericht.De uitvinding zal onderstaand nader worden toegelicht onder verwijzing naar de tekening. Daarbij toont:

Figuur 1 een schematisch aanzicht van de constructie van een optische kopinrichting van bekend type; 5 Figuur 2 een schematisch aanzicht van de opbouw van de in figuur 21 afgebeelde polarisatie bundelsplitsingsinrichting;

Figuur 3 tot 5 schematische aanzichten van verdere voorbeelden van ♦ de opbouw van een optische kopinrichting van bekend type;

Figuur 6 een schematisch aanzicht, dat een rooster toont, dat de 10 opbouw van een eerste uitvoeringsvorm volgens de uitvinding toont;

Figuur 7 een schematisch aanzicht van de opbouw van een tweede uitvoeringsvorm volgens de uitvinding;

Figuur 8 een schematisch aanzicht van de constructie van een derde uitvoeringsvorm volgens de uitvinding; 15 Figuur 9 een schematisch aanzicht van de opbouw van een vierde uitvoeringsvorm volgens de uitvinding;

Figuur 10 een schematisch bovenaanzicht van de in figuur 9 afgebeelde bundelsplitsingsinrichting;

Figuur 11 (A9 (B) en (C) de variaties in de lichthoeveelheids ver- 20 deling op een foto-detector door een focuseringsfout;

Figuur 12 A en 12 B een electrisch stelsel voor het detecteren van focuseringsfouten respectievelijk een focuseringsfoutsignaal;

Figuur 13 A,13B en 13C de positie fluctuaties van een lichtvlek op een registratie-oppervlak; 25 Figuur 14A, 14B en 14C de variaties in de hoeveelheid licht op de foto-detector;

Figuur 15A en 15B een electrisch .stelsel voor het detecteren van een naloop-fout resp. naloop-foutsignaal;

Figuur 16 een schematisch aanzicht van de opbouw van een vijfde 30 uitvoeringsvorm volgens de uitvinding; .Figuur 17 een schematisch aanzicht van de opbouw van een zesde uitvoeringsvorm volgens de uitvinding;

Figuur 18 een schematisch bovenaanzicht van de in figuur 17 weergegeven bundelsplitsingsinrichting; 35 Figuur 19A, 19B en 19C de variaties in de lichthoeveelheids verdeling --- *.

S , ! 3 5 -11- door de focuseringsfout op de foto-detector bij de zesde uitvoeringsvorm;

Figuur 20 tot 24 schematische bovenaanzichten van varianten van de bundelsplitsings inrichting bij de zesde uitvoeringsvorm;

Figuur 25 een gedeeltelijk vergrote dwarsdoorsnede vein een bundel-5 splitsingsinrichting, waarbij gébruik wordt gemaakt van een brekingsrooster van het volumetype;

Figuur 26 een grafische voorstelling, welke de relatie toont tussen het p-gepolariseerde-licht brekingsrendement van het brekingsraster en de C/N-verhouding; 10 Figuur 27 een schematisch aanzicht van een voorbeeld van de werkwijze voor het vervaardigen van het in figuur 25 afgeheelde brekingsrooster;

Figuur 28A en 28B schematische dwarsdoorsneden van een bundelsplit-singsinrichting, waarbij gebruik wordt gemaakt van een brekingsroosster van het relieftype; 15 Figuur 29 een grafische voorstelling, welke de golflengte-trans- missiekarakteristiek van een reflecterende film, die op de bundelsplitsingsinrichting , weergegeven in figuur 28 is gevormd, toont;

Figuur 30 een perspectievisch aanzicht van een brekingsrooster met een lenswerking; 20 Figuur 31 een schematisch aanzicht van een voorbeeld van een werk wijze voor het vervaardigen van het in figuur 30 afgebeelde brekingsrooster;

Figuur 32 een schematisch aanzicht van een voorbeeld van een werkwijze voor het vervaardigen van een brekingsrooster, dat gebruikt wordt 25 bij de in figuur 8 afgebeelde uitvoeringsvorm;

Figuur 33 tot 38 schematische aanzichten ter illustratie van een werkwijze voor het vervaardigen de matrix van het brekingsrooster;

Figuur 39 en 40 de optische baan in een bundelsplitsingsinrichting;

Figuur 41 een schematisch bovenaanzicht van de bundelsplitsings-30 inrichting;

Figuur 42 en 43 de positie relatie tussen het licht-ontvangende oppervlak van een foto-detector en een vlek van gedetecteerd licht;

Figuur 4 de optische baan in de bundelsplitsingsinrichting;

Figuur 45 en 46 schematische aanzichten van een variant van de bundel-35 splitsingsinrichting; ·*, · · .*1 < -12- i r

Figuur 47 eenschematisch aanzicht van, de opbouw van een zevende ' uitvoeringsvorm volgens de uitvinding;

Figuur 48 het lichtontvangende oppervlak van de foto-detector bij de in figuur 47 afgebeelde uitvoeringsvorm; 5 Figuur 49 eenschematisch aanzicht van de opbouw van een achtste uitvoeringsvorm volgens de uitvinding;

Figuur 50 de optische baan in de in figuur 49 afgebeelde bundel-splitsingsinrichting;

Figuur 51 een schematisch aanzicht van een voorbeeld van de opbouw 10 van een bundelsplitsingsinrichting waarop de differentiaal detectiemethode wordt toegepast;

Figuur 52A en 52S‘ modelaanzichten van een signaalamplitude component welke bij de in figuur 51 afgebeelde f'otodetector aankomt;

Figuur 53 a, 53B en 53c de golfvormen van de signalen, die uit de 15 in figuur 51 afgebeelde foto-aftastinrichtingen worden gedetecteerd;

Figuur 54 tot 62 schematische aanzichten van de opbouw van andere uitvoeringsvormen volgens de uitvinding.

Sommige uitvoeringsvormen volgens de uitvinding zullen hierna gedetailleerd onder verwijzing naar de tekening worden beschreven.

20 Figuur 6 toont schematisch de opbouw van een eerste uitvoerings vorm van een optische kopinrichting volgens de inrichting;

In figuur 6 wordt licht, dat door een halfgeleiderlaser 71 wordt geëmitteerd, door een collimatorlens 72 tot een parallelle lichtbundel gevormd en deze bundel treedt een bundelsplitsingsinrichting 73 binnen.

25 De bundelsplitsingsinrichting 73 omvat twee evenwijdig vlakke platen 74 en 76 en een daartussen gevormd brekingsroostr 75. Het licht uit de halfgeleiderlaser 71 wordt voorts zodanig ingesteld, dat het licht p-gepolariseerd licht ten opzichte van de bundelsplitsingsinrichting 73 wordt. Het lineair gepolariseerde licht (P-gepolariseerd licht), dat 30 via de bundelsplitsingsinrichting 73 wordt overgedragen, wordt door een kwart-golflengteplaat 77 gevoerd en wordt circulair gepolariseerd licht, welk licht door een objectieflens 78 via een substraat 79 op een informatie-registratie-oppervlak 80 wordt gecondenseerd en daar een kleine lichtvlek vormt. Het registratie-oppervlak 80 kan bestaan uit een oppervlak 35 waarop vooraf informatie in de vorm van concaaf-convexe holten of door ’ ; o ;j t rt s λ -13- het verschil in reflectief actor is geregistreerd of een medium, dat een verdere registratie mogelijk maakt, waarin opening® vorden geopend of een fase overgang optreedt wanneer een lichtbundel met een vooraf bepaalde lichthoeveelheid deze openingen treft.

5 Het licht, dat door het registratie oppervlak 80 wordt terugge kaatst, wordt via de objectief-lens 78 overgedragen en wordt een parallelle lichtbundel, en deze wordt via de kwart-golflengte plaat 77 overgedragen en wordt lineair gepolariseerd licht (S-gepolariseerde licht), dat loodrecht staat op de invallende lichtbundel en de bundelsplitsingsin-10 richting 73 binnentreedt. De lichtbundel, welke de bundelsplitsingsinrich-ting 73 heeft binnengetreden, wordt door het brekingsrooster 75 gebroken en het gebroken iicht wordt via een sensorlens 82 overgedragen en treedt een aftastinrichting 83 binnen, waardoor een uitlezen van de informatie, welke op het registratie-oppervlak 80 is geregistreerd, of een detectie 15 van een focuseringsfout, een naloop-fout of dergelijke tot stand wordt gebracht.

De bundelsplitsingsinrichting 73 is zodanig opgesteld, dat deze in hoofdzaak loodrecht op de optische assen van het invallende licht uit de fotogeleiderlaser 71 en het gereflecteerde licht uit het registra-20 tie oppervlak 80 staat, waardoor de gehele optische kopinrichting dun kan worden uitgevoerd.

Figuur 7 toont schematisch de opbouw van een tweede uitvoeringsvorm, waarbij de optische kopinrichting volgens de uitvinding wordt gebruikt voor het uitlezen van informatie van een opto-magnetisch registratie-25 medium. In figuur 7 bezitten onderdelen, welke overeenkomen met die in figuur 6, dezelfde verwijzingen. Licht, dat uit een halfgeleiderlaser 71 wordt geëmitteerd, wordt door een collimatorlens 72 tot een parallelle lichtbundel gevormd en treedt een bundelsplitsingsinrichting 93 binnen.

De bundelsplitsingsinrichting 93 omvat twee evenwijdige vlakke platen 30 94 en 96 en een daartussen gevormd brekingsrooster 95. Voorts wordt het licht uit de halfgeleiderlaser 71 zodanig ingesteld, dat dit p-gepolariseeMlicht ten opzichte van de bundelsplitsingsinrichting 93 is.

Het lineair gepolariseerde licht (P-gepolariseerd licht), dat via de bundelsplitsingsinrichting 93 wordt overgedragen, doorloopt een objectief-35 lens 78 en wordt een convergente lichtbundel en vormt een vlak van ongeveer j' ' ' - ί ? -14- 1 jim op een registratie-oppervlak 100, waarop informatie magnetisch is geregistreerd via een substraat 99. Het door het registratie-oppervlak 100 teruggekaatste licht wordt gemotiveerd als licht waarvan het polari-satievlak in tegengestelde richting is geroteerd in overeenstemming met 5 de op het registratie-oppervlak geregistreerde informatie (nl. door een variatie in de magnetisatierichting).

Dit gereflecteerde licht passeert weer de objectieflens 78 en treedt de bundelsplitsingsinrichting 93 binnen en wordt door het brekingsrooster 75 gebroken. Het brekingsrooster 75 van het volume-type is zodanig inge-10 steld, dat dit een vooraf bepaald brekingsrendement heeft, dat voor de Kerr-rotatie component (S-gepolariseerd licht) groter is dan voor de invallende lichtcomponent (P-gepolariseerd licht), zoals later zal worden beschreven, en derhalve neemt de schijnbare Kerr-rotatiehoek van het gebroken licht toe. Dit gebroken licht doorloopt een analysator 81 15 en de rotatie van het polarisatievlak van het licht wordt omgezet in een variatie in de hoeveelheid licht en gedetecteerd door een foto-detector 83 via een sensorlens 82.

De eerste en tweede uitvoeringsvormen kunnen eenaanloopregeling en een focuseringsregeling omvatten door hun combinatie met een conven-20 tionele regelmethode. Indien de sensorlens 82 bijvoorbeeld bestaat uit een anamorph optisch stelsel en gebruik wordt gemaakt van een foto-detector, welke in vieren is gesplitst, als de fotodetector 83, varieert de lichthoeveelheids verdeling van het licht, dat de fotodetector binnentreedt conform met de in-focustoestand van de vlek op het registratie-25 oppervlak 100 en wordt deze variatie gedetecteerd door de verdeelde licht-ontvangende oppervlakken, waardoor een focuseringsfoutsignaal kan worden verkregen. Deze werkwijze staat in het algemeen bekend als de astigma-tisme methode.

Figuur 8 toont schematisch de opbouw van een derde uitvoerings-30 vorm volgens de uitvinding. In figuur 8 zijn onderdelen, welke overeenkomen met die in figuur 6, van dezelfde verwijzingen voorzien.

Een P-gepolariseerde lichtbundel uit een halfgeleider laser 71 wordt in zijn geheel via een bundelsplitsingsinrichting 103 overgedragen en door een collimatorlens 101 tot een parallelle lichtbundel gevormd.

35 De bundelsplitsingsinrichting 103 omvat evenwijdige vlakke platen 104 en ,· · » -» -- J* v.

* * -15- 106 en een zich daartussen bevindend brekingsrooster 105. Dit brekings-rooster 105 vertoont een brekingsrendement van ongeveer 100% voor S-gepolariseerd licht en een brekingsrendement van ongeveer 0% voor P-gepolariseerd licht, zoals ook het geval is bij de eerste uitvoerings-5 vorm·. De lichtbundel uit de collimatorlens 101 wordt door een kwart-golflengteplaat 102 tot circulair gepolariseerd licht gevormd en door een objectieflens 107 via de substraat 79 van een informatiedrager op een informatie registratie oppervlak 80 gecondenseerd. De lichtbundel, welke wordt terugge_kaatst door het informatie registratie oppervlak 80 10 beweegt zich terug langs de optische invalsbaan en doorloopt de kwart-golflengteplaat en wordt S-gepolariseerd licht, en wordt vervolgens door brekingsroosster 105 van de bundelsplitsingsinrichting 103 gebroken en naar een foto-detector 83 gericht. Ook bij de hier beschouwde uitvoeringsvorm vindt de registratie en weergave* .van informatie om dezelfde 15 wijze plaats als bij de eerste uitvoeringsvorm.

Het brekingsrooster 105 vertoont de werking van een scherp concave lens voor de gereflecteerde lichtbundel en richt het gebroken licht naar de foto-detector 83 door de brandpuntsafstand van de collimatorlens 101 te verlengen. Bij de hier beschouwde uitvoeringsvorm wordt door deze 20 constructie de vlek op het informatie registratie oppervlak in een ver -grote vorm op de foto-detector 83 geprojecteerd, zodat de lichthoeveel-heidsverdeling op de foto-detector 83 sterk varieert ten opzichte van de focuseringsdeviatie of de naloopdeviatie van de registratiedrager.

Dat wil zeggen, dat een sensorlensstelsel van het zogenaamde teletype 25 dat een combinatie van convex-concave lenzen omvat, wordt gevormd door de collimatorlens 101 en de lenswerking van het brekingsrooster 105 en de volle lengte daarvan compact is, waarna een focuseringsfoutdetectie of naloopfoutdetectie met grote gevoeligheid mogelijk wordt gemaakt.

Bij de hier beschouwde uitvoeringsvorm kan elke geschikte methode voor 30 de focuseringsfoutdetectie worden toegepast doch wanneer bijvoorbeeld gebruik wordt gemaakt van de astigmatismemethode, welke boven als stand der techniek is beschreven, wordt een in vieren gedeelte foto-detector als de foto -éfetector 83 gebruikt en vervult het brekingsrooster 105 de functie van een cylindrische lens naast de functie van de eerder be-35 schreven concave lens, waardoor de constructie kan worden vereenvoudigd.

r f -16-

Figuur 9 toont schematisch de opbouw van een vierde uitvoeringsvorm van een optische kopinrichting volgens de uitvinding. Licht, dat uit een halfgeleider laser 71 wordt geëmitteerd, wordt door een collina torlens 72 tot een parallelle lichtbundel gevormd en treedt een bundel-5 splitsingsinrichting 113 binnen. De bundelsplitsingsinrichting 113 omvat twee evenwijdige vlakke platen 114 en 116 en een zich daartussen bevindend brekingsrooster 115. Dit brekingsrooster is zodanig gevormd, dat het brekingsrendement daarvan voor S-gepolariseerd licht bij benadering 100% en voor P-gepolariseerd licht bij benadering 0% is. Voorts wordt 10 het licht uit de halfgeleiderlaser 71 zodanig ingesteld, dat dit P-gepolariseerd licht voor de bundelsplitsingsinrichting is. Derhalve wordt dit invallende licht nauwkelijks gebroken doch overgedragen en beweegt dit licht zich naar een kwart-golflengteplaat 77. Het licht, dat door de kwart-golflengteplaat 77 wordt doorgelaten, wordt circulair gepolari-15 seerd licht en wordt als een vlek met een diameter van ongeveer 1 «m op een informatie registratie oppervlak 80 gecondenseerd door een objectief-lens 78 via de substraat 79 van een informatiedrager. De lichtbundel, welke door het informatie registratie oppervlak 80 wordt teruggekaatst, doorloopt de objectief 78 en wordt een parallelle lichtbundel en wordt 20 opnieuw via de kwart-golflengteplaat 77 overgedragen en wordt S-gepolariseerd licht, dat trilt in een richting, loodrecht op de richting, welke het licht tijdens het invallen bezit, en treedt de bundelsplitsingsinrichting 113 binnen. Dit gereflecteerde licht 84 wordt door het brekingsrooster 115 in de bundelsplitsingsinrichting 113 tot gebroken licht 25 85 gebroken en wordt door de evenwijdige vlakke platen geleid, waarbij de totale reflectie wordt herhaald en treedt een foto-detector 86 binnen. Wanneer informatie moet worden geregistreerd, wordt de laser lichtbron 71 overeenkomstig een informatiesignaal aangedreven en wordt het op het informatie registratie-oppervlak 80 invallende licht gemoduleerd, 30 waardoor de registratie van informatie plaatsvindt. Wanneer informatie moet worden gedetecteerd, wordt niet-gemoduleerd licht aan het informatie registratie-oppervlak 80 toegevoerd en wordt gereflecteerd licht, dat aan een modulatie overeenkomstig de daarop geregistreerde informatie is onderworpen, door een foto-detector 86 gedetecteerd, waardoor de informatie 35 wordt weergegeven.

/

' ' l * J

y > -17-

Een aanzicht van de foto-detector 113 volgens figuur 9, als beschouwd vanf de halfgeleider laserzijde, is weergegeven in figuur 10.

Het brekingsrooster bij de hier beschouwde uitvoeringsvorm heeft een lenswerking met een sterkte in het vlak van tekening volgens figuur 10 5 en het gebroken licht 85 wordt gecondenseerd en op de foto-detector 86 gericht.

Volgens de uitvinding heeft de lenswerking betrekking op het feit, dat licht, dat het brekingsrooster binnentreedt, wordt gebroken door de golfvlakvorm daarvan te variëren en het gebroken licht wordt ge-10 dwongen te divergeren of te convergeren, en deze lenswerking verschaft aan het brekingsrooster de functie van een sensorlens, een cylindrische of dergelijke .Van de fotodetector 86 is het licht ontvangende oppervlak in vier delen gesplitst, zoals is aangegeven. De lichthoeveelheids-verdeling over dit lichtontvangende oppervlak varieert conform met de 15 in-focustoestand van de vlek op het boven beschreven informatie registratie -oppervlak. Wanneer de focuspositie van de objectieflens 78 bijvoorbeeld samenvalt met het registratie-oppervlak 80, wordt het gereflecteerde licht 84 een evenwijdige lichtbundel en wordt het gebroken licht 85 als aangegeven door de getrokken lijnen in figuur 10 en treedt 20 dit licht de foto-detector 86 binnen met een vorm, als aangegeven bij 85B. Wanneer de objectieflens 78 zich te dicht bij het registratie oppervlak of te ver van het registratie-oppervlak bevindt, wordt het gereflecteerde licht 84 divergent licht of convergent licht, en wordt het gebroken licht 85 als aangegeven door de streep-stippellijnen of gebroken lijnen 25 in figuur 10 en neemt een vorm aan, als aangegeven bij 85C of 85A in de foto-detector 86. Het principe van het detecteren van een focuserings-foutsignaal door gebruik te maken van een dergelijke verandering in de vorm van de lichtbundel, zal hierna meer gedetailleerd worden beschreven.

De figuren 11(A)(B) en(C) zijn aanzichten van de in vier delen 30 verdeelde foto-detector 86, beschouwd vanaf de lichtinvalzijde. Figuur 11(B) toont de in-focustoestand en de figuren 11(A) en (C) tonen de uit-focustoestand. In deze figuren geven 86A,86B, 86C en 86D de gesplitste lichtontvangende oppervlakken aan, en de vorm van de invallende lichtbundel verandert als aangegeven bij 85A, 85B en 85c.

35 Wanneer de uitgangssignalen van de lichtontvangen oppervlakken 86A, 86B

M - ' . ..

ï f -18- 86C en 86D resp. Ia, Ib, Ic en ld zijn doordat een werking (Ib + Ic) - (Ia + ld) in een electrisch stelsel, als aangegeven in figuur 12A wordt uitgevoerd, verkrijgt men aan de uitgangsklem 118 van een differentiaalversterker 5 117 een focuseringsfoutsignaal, als aangegevenin figuur 12B. In figuur 12B stelt de abscis de afstand tussen de objectief lens en het registratie-oppervlak (de focuseringsfout) vóór wanneer de in-focuspositie gelijk is aan nul, terwijl de ordinaat het uitgangssignaal voorstelt. Overeenkomstig het verkregen focuseringsfoutsignaal wordt de objectief-10 lens 78 of de gehele optische kop ten opzichte van de schijf langs de optische as van het invallende licht bewogen door middel van een bedieningsinrichting, welke niet is weergegeven, waardoor een automatische focusering mogelijk wordt.

Het principe van het automatisch nalopen bij de in figuur 9 weer-15 gegeven uitvoeringsvorm zal thans worden beschreven. Wanneer wordt aangenomen, dat een groef 79A in de substraat 79 van een informatiedrager is gevormd, als aangegeven in de figuren 13A, 13B en 13C, wordt de invallende lichtbundel bij deze groef 79A door de objectieflens 78 gecondenseerd. Figuur 13b toont de toestand waarin een vlek op de groef 20 wordt gevormd, en de figuren 13A en 13C tonen de toestand waarin een vlek rechts of links ten opzichte van de groef wordt gevormd. De door het registratie oppervlak 80 van de substraat 79 gereflecteerde lichtbundel bevat de naloopinformatie door de breking of de verstrooiing bij de groef 79A. Wanneer het bovengenoemde gereflecteerde licht door 25 de fotodectefctor 86, weergegeven in figuur 9, wordt ontvangen, variëren de hoeveelheden licht, welke worden ontvangen^ door de lichtontvangende oppervlakken 86A, 86B, 86C en 86D, als aangegeven in figuren 14A, 14B en 14C conform met de toestanden volgens de figuren 13A, 13B en 13C.

Door derhalve een werking 30 (Ia + Ib) - (Ic + Idï in een electrisch stelsel, als aangegeven in figuur 15A, uit te voeren, verkrijgt men een naloop foutsignaal, als aangegeven in figuur 15B op de uitgangsklem 20 van een differentiaal versterker 119. In figuur 15B stelt de abscis de naloopfout en de ordinaat het uitgangssignaal 35 voor.

ι : , . ƒ '‘V ~ J w * * Jr -19-

Een automatische naloop wordt mogelijk door een methode waarbij een naloopbedieningsinrichting, welke niet is weergegeven, overeenkomstig het verkregen naloopfoutsignaal wordt aangedreven en de objectieflens loodrecht op de optische as wordt bewogen. Er is een beschrijving 5 gegeven van het geval, waarin de groef als een geleidingsspoor vooraf in de substraat 79 is gevormd, doch wanneer de op het registratie oppervlak 80 geregistreerde informatie moet worden gedetecteerd, treedt zelfs indien een dergelijke groef niet aanwezig, een evenwichtsverstoring op in de lichthoeveelheids verdeling bij de foto-detector 86 conform 10 met de positierelatie tussen de geregistreerde signaalrij ( registratie spoor) en de vlek. Derhalve wordt zelfs in een dergelijk geval ook een naloopsignaal verkregendoor het uitgangssignaal van elk lichtontvangende oppervlak vande foto-detector 86 te beïnvloeden , als aangegeven in figuur 15A.

' 15 Zoals uit de boven beschreven uitvoeringsvorm blijkt, heeft volgens de uitvinding de bundelssplitsingsinrichting zelf een lenswerking en derhalve is geen sensorlens of dergelijke nodig en kan de optische kopinrichting op een compacte wijze worden ondergebracht. Voorts is het mogelijk een optische instelling slechts tussen de bundelsplitsingsinrichting 20 en de fotodetector uit te voeren, waardoor deze instelling zeer eenvoudig wordt.

Figuur 16 toont schematisch de opbouw van een vijfde uitvoeringsvorm, waarbij de constructie van de vierde uitvoeringsvorm wordt toegepast op het uitlezen vaneen opto-magnetisch registratie medium. In figuur 16 25 wordt P-gepolariseerd licht, dat afkomstig is uit een halfgeleider laser 71, door een collimatorlens 72 tot een parallelle lichtbundel gevormd en deze bundel treedt een bundelsplitsingsinrichting 123 binnen, welke bestaat uit evenwijdige vlakke platen 124 en 126 en een brekingsrooster 125. Het lineair gepolariseerde licht (P-gepolariseerd licht), dat 30 via de bundelsplitsingsinrichting 123 wordt overgedragen, wordt door een objectieflens 78 tot een vlek met een diamter van ongeveer 1 Aim op het registratie oppervlak 100 van een substraat 99 gecondenseerd.

Het gereflecteerde licht 87 waarvan het polarisatievlak overeenkomstig de informatie op het registratie-oppervlak 100, waarop de informatie 35 magnetisch is geregistreerd, is geroteerd (Kerr-rotatie) treedt de ; ·' j -20- ί r # bundelsplitsingsinrichting 123 opnieuw binnen en wordt onder een vooraf bepaalde brekingshoek door het brekingsrooster 125 gebroken.

Van dit gebroken licht 88 neemt de schijnbare Kerr-rotatiehoek toe zoals ook het geval is bij de tweede uitvoeringsvorm en dit licht wordt 5 geleid terwijl een totale reflectie wordt herhaald aan het oppervlak van de evenwijdige vlakke plaat 124 of 126, en treedt een in vier delen verdeelde foto-detector 86 binnen, welke aan het eindvlak van de bundelsplitsingsinrichting 123 aanwezig is. Juist voor de foto-detector 86 is een analysator 89 aanwezig, om het opto-magnetische signaal om 10 te zetten in een lichthoeveelheidsvariatie.

Figuur 17 toont schematisch de opbouw van een zesde uitvoeringsvorm van een optische kopinrichting volgens de uitvinding. In figuur 17 zijn onderdelen welke gelijk zijn aan die van de vooraf gaande uitvoeringsvorm, van dezelfde verwijzingen voorzien. De lichtbundel uit een half-15 geleiderlaser 71 wordt door een collimatorlens 72 tot een parallelle vlakke lichtbundel gevormd en treedt een bundelsplitsingsinrichting 133 binnen, welk is voorzien van substraten 134 en 136, bestaande uit evenwijdige vlakke platen en een daarin gevormd brekingsrooster 135. Deze bundelsplitsingsinrichting 133 vervult geen functie voor de invallende 20 lichtbundel en derhalve wordt de lichtbundel in zijn geheel door deze inrichting overgedragen en treedt de bundel een kwart-golflengte plaat 77 binnen en wordt ciculair gepolariseerd licht, waarna het licht door een objectieflens 78 via een substraat 79 op een informatie registratie-oppervlak 80 wordt gecondenseerd. De door het informatie registratie-25 oppervlak 80 gereflecteerde lichtbundel doorloopt de objectieflens 78 en wordt een evenwijdige lichtbundel, en wordt opnieuw via de kwart-golflengteplaat 77 overgedragen en wordt gepolariseerd licht, dat trilt in een richting, loodrecht op de richting, welke het licht tijdens het invallen heeft, en treedt de bundelsplitsingsinrichting 133 binrien.

30 Dit gereflecteerde licht wordt door het brekingsrooster 135 in de bundelsplitsingsinrichting 133 gebroken en wordt via de substraat 136 geleid waarbij de totale reflectie wordt herhaald, en treedt de foto-detectoren 136 en 137 binnen.

Wanneer informatie moet worden geregistreerd, wordt de halfgeleiderlaser 35 71 overeenkomstig een informatiesignaal aangedreven en wordt het op het

* J

V i > -21- informatie registratie oppervlak invallende licht gemoduleerd, waardoor de informatie registratie plaatsvindt. Wanneer informatie moet worden gedetecteerd, wordt aan het informatie registratie oppervlak 80 niet-gemoduleerd licht toegevoerd en wordt het gereflecteerde licht, dat 5 overeenkomstig de daarop geregistreerde informatie is gemoduleerd, door de foto-detectoren 136 en 137 gedetecteerd, waardoor de informatie wordt weergegeven.

Figuur 18 is een aanzicht van de bundel splitsingsinrichting 133 volgens figuur 17, beschouwd vanuit de richting van de halfgeleiderlaser 10 71. Het brekingsrooster 135, dat het verdeeloppervlak van de bundel splitsingsinrichting 133 vormt, is gesplitst in twee gebieden met een segment AA' als de begrenzing, en twee deelroosters 135a en 135b, welke verschillende roosterpatronen bezitten, breken het gereflecteerde licht uit het informatie registratie oppervlak 80 in verschillende richtingen 15 en richten het gebroken licht naar verschillende foto-detectoren 137 en 136. Door de uitgangssignalen van deze foto-detectoren 136 en 137 op een geschikte wijze te verwerken, verkrijgt men een focuseringsfout-signaal, een naloopfoutsignaal en een informatie weergeefsignaal, welke voor de optische kopinrichting nodig zijn.

20 Het principe van het detecteren van het focuseringsfoutsignaal zal eerst worden beschreven. Van de bovengenoemde foto-detector 136 is het licht ontvangende oppervlak in drie gedeelten gesplitst, als aangegeven in figuur 19. Aangenomen wordt, dat de foto-detectoren zodanig zijn opgesteld, dat een licht hoeveelheidsverdeling, als aangegeven door 25 een arcering in figuur 19B, wordt verkregen wanneer op het informatie registratie oppervlak 80 een minimale lichtvlek wordt gevormd,(dat wil zeggen de in-fócusfcoestand). Indien op dit moment de afstand tussen het informatie registratie oppervlak 80 en de objectieflens 78 te groot ist( dat wil zeggen dat de uit-focus toestand optreedt) wordt de 30 expansie van de lichtbundel in de richting van het stelsel van licht ontvangende oppervlakken gereduceerd, als aangegeven in figuur 19A en indien omgekeerd de afstand tussen het informatie registratie oppervlak 80 en de objectieflens 78 te klein wordt en de uit-focustoestand optreedt, wordt de lichthoeveelheidsverdeling verbreed, als aangegeven 35 in figuur 19C.

, t ‘ * - *-> - -22- ï i

Door derhalve de uitgangssignalen I , L en I van de licht ontvangende

d ü C

oppervlakken 136A, 136B resp. 136C van de fotodetector 136 door middel van een bedieningsinrichting 138 zodanig te beïnvloeden, als hierna is aangegeven, verkrijgt men het focuseringsfoutsignaal I :

F

5 I = (I + IJ - I

F A B C

Thans zal de detectie van het naloop foutsignaal worden beschreven. Het verdeeloppervlak van de bundelsplitsingsinrichting is in twee gebieden verdeeld door het segment AA', zoals boven is vermeld en de richting van dit segment AA' valt samen met de richting waarin zich een 10 spoor uitstrekt, welke de signaalrijen omvat, die op het informatie registratie oppervlak 80 zijn geregistreerd of een geleidingsspoor, dat vooraf op de substraat 79 of dergelijke is aangebracht. Derhalve omvat het licht, ontvangen door de fotodetectoren 136 en 137 de informatie vanaf de rechterzijde resp. de linkerzijde van het spoor en door de 15 uitgangssignalen van deze fotodetectoren 136 en 137 door middel van een bedieningsinrichting 139 te differentiëren, kan een naloopfoutsignaal IT van het zogenaamde ballonstype worden gedetecteerd, Het naloop foutsignaal 1^ wordt uitgedrukt door de hierna volgende vergelijking met het uitgangssignaal van de foto-detector 137 als Ipi

20 Im = (I, + I + IJ - L

T A B C D

Indien de som I = (I + I„ + IJ +

RF A B C D

van de uitgangssignalen van de fotodetectoren 136 en 137 door een bedieningsinrichting 140 wordt berekend, wordt dit het informatie weergeef-25 signaal I . De hier gebruikte foto-detector 137 kan bestaan uit een element van het zelfde type als de foto-detector 136 of een element waarvan het lichtontvangende oppervlak niet is verdeeld. Wanneer een element waarvan het licht ontvangende oppervlak in drie delen is gesplitst, als foto-detector 137 wordt gebruikt, is het indien de uit-30 gangssignalen van de respectieve licht ontvangende oppervlakken 1^, IQ2 en I ^ zijn, door het uitvoeren van een bewerking

^ «Dl + V - KD3 + V

ook mogelijk het naloopfoutsignaal I' door de mengmethode te verkrijgenr Bij de hier beschouwde uitvoeringsvorm is de bundel splitsings-35 inrichting van het type met evenwijdige vlakke platen en derhalve kan » * % -* ? • . * S t ‘ ' y '.V w »- - V .

♦ f -23- de gehele optische kopinrichting dim worden uitgevoerd. Door voorts een aantal van dergelijke bundelsplitsingsinrichtingen op een grote substraat onder te brengen en deze uit te snijden, kan de bundelsplitsings-inrichting zelf op een eenvoudige wijze worden vervaardigd, en verkrijgt 5 men een bijzonder goede massafabricage. Bovendien wordt bij de hier beschouwde uitvoeringsvorm het uit het informatie registratie oppervlak gereflecteerde licht door het deelvlak van de bundelsplitsings- inrichting verdeeld en wordt het respectieve licht door discrete foto-detectoren gedetecteerd en derhalve wordt de montage nauwkeurigheid van de foto-10 detector voor het detecteren van het naloopfoutsingaal verlicht en is de montage en instelling gemakkelijk. Voorts is waar de foto-detectoren integraal op de eindvlakken van de substraat van de bundelsplitsings-inrichting zijn gevormd, een dergelijke montage en instelling onnodig. Verder is het voor het verkrijgen van een goed naloop foutsignaal in het 15 algemeen bekend, dat het gewenst is de intensiteitsverdeling in het pupilvlak van de objectieflens te detecteren en bij de hier beschouwde uitvoeringsvorm wordt de intensiteitsverdeling aan het deelvlak Van de bundelsplitsingsinrichting, opgesteld bij de objectieflens gedetecteerd, hetgeen betekent, dat in werkelijkheid een detectie door de deling van 20 het pupilvlak plaatsvindt en dat derhalve een zeer betrouwbare naloop-regeling kan wordenverkregen.

Hierna zal een ander voorbeeld van de constructie van de bundelsplitsingsinrichting worden beschreven, waarvan het deelvlak is voorzien van een aantal gebieden om het gereflecteerde licht uit het registratie 25 medium naar verschillende foto-detectoren te richten, zoals bij de zesde uitvoeringsvorm.

De bundelsplitsings-inrichting 143 van figuur 20A is zodanig ontworpen, dat de twee gebroken licht hoeveelheden, die na de discrete eindvlakken van de bundelsplitsingsinrichtingen bij de zesde uitvoerings-30 vorm worden gericht, bij hetzelfde eindvlak worden ged<£ecteerd. in figuur 20A zijn onderdelen, welke gelijk zijn aan die van figuur 8, van dezelfde verwijzingenvoorzien en deze onderdelen behoeven niet meer gedetailleerd te worden beschreven.

Een brekingsrooster 145, dat het deelvlak van de bundelsplitsingsinrichting 35 143 vormt, is in twee gebieden met verschillende roosterpatronen geplitst f f -24- waarbij het segment AA', dat overeenkomt met de richting waarin zich het spoor op het informatie registratie oppervlak uitstrekt, als begrenzing dient. Respectieve deelroosters 145A en 145B breken het gereflecteerde licht uit het informatie registratie oppervlak bij verschillende posities 5 aan één eindvlak van de bundelsplitsingsinrichting 143, terwijl dit gereflecteerde licht wordt geconvergeerd, en het gebroken licht naar respectieve foto-detectoren 137 en 136 wordt gericht. Door de uitgangssignalen van deze foto-detectoren op dezelfde wijze te verwerken, als boven onder verwijzing naar de figuren 18 en 19 is beschreven, verkrijgt 10 men het focuserings fouts ignaal I , het naloopfoutsignaal I en het

F T

informatie weergeefsignaal I Deze constructie maakt het mogelijk, dat RF · de foto-detectoren geconcentreerd aan één zijde van de bundelsplitsingsinrichting zijn opgesteld en heeft derhalve als voordeel ten opzichte van de zesde uitvoeringsvorm, dat de optische kopinrichting meer compact 15 kan worden uitgevoerd.

Figuur 20B toont weer een ander voorbeeld van de constructie van de bundelsplitsingsinrichting. Een brekingsrooster, gevormd in de bundelsplitsingsinrichting 153, wordt op dezelfde wijze vervaardigd als bij de eerder beschreven uitvoeringsvorm, en is in deelroosters 154 en 155 20 gesplitst. Elk vande deelroosters 154 en 155 heeft een lenswerking en wel zodanig, dat het gebroken licht een brandpuntslijn in een vooraf bepaalde richting vormt, waarbij elke hoeveelheid gebroken licht naar een in vier delen gesplitst foto-detector 156 wordt gericht, welke aan één eindvlak van de bundelsplitsingsinrichting is gevormd. De richting 25 van de brandpuntslijn bij het deelraster 154 valt samen met de richting AA' van het beeld van het spoor op het informatie registratie oppervlak. De uitgangssignalen 1^, IB,ÏC en IQ uit de verdeelde licht ontvangende oppervlakken van de in vier delen gesplitste foto-detector 156 kunnen op een geschikte wijze door een niet weergegeven bedieningsinrichting 30 worden verwerkt, waardoor verschillende signalen worden verkregen, die voor de optische kopinrichting nodig zijn. Zo wordt bijvoorbeeld het informatie weergeefsignaal 1^ verkregen uit de som

1=1+1+1+1 RF A B C D

van deze uitgangssignalen. Voorts wordt het focuserings foutsignaal

35 I verkregen door de detectie van de uitloop en expansie in het vlak van F

; 7 7 f % -25- de tekening volgens figuur 20 van de lichtbundel, welke in hoofdzaak bij de pupilvlakpositie van de objectieflens wordt gesplitst door het deel- rooster 154. De positie van het deelrooster. 154 en de brekingsrichting van het daardoor gebroken licht kunnen willekeurig worden gekozen, zoals 5 boven is beschreven en de foto-detector 156 kan overal worden opgesteld, doch het focuseringsfoutsignaal I kan met grote gevoeligheid worden

F

gedetecteerd door de foto-detector 156 zodanig op te stellen, dat, als aangegeven in figuur 20, de variatie in het gebroken licht groot is in de verdeelrichting vande licht ontvangen oppervlakken van de foto-detector 10 156. Meer in het bijzonder wordt het focuseringsfoutsignaal I verkregen

F

als

I = I I F A — B

waarbij het verschil tussen de uitgangssignalen 1^ en Ιβ van de licht ontvangende oppervlakken wordt bepaald. Het naloop foutsignaal 1^, wordt 15 verkregen uit de lichthoeveelheidsverdeling in de gereflecteerde lichtbundel vanuit het informatie registratie oppervlak en wordt derhalve verkregen uit het verschil in hoeveelheid licht tussen de lichtbundels, welke worden gesplitst door de brandpuntslijn van het deelrooster 155, welke samenvalt met de richting AA' van het beeld van het spoor. In 20 wezen wordt door de uitgangssignalen van de respectieve lichtontvangende oppervlakken van de in vier delen gesplitste foto-detector 156 te verwerken 1^ verkregen als I = I, + 1+ I_ - I .

T A B C D

Door de lichtbundel regelsignalen (het focuseringsfoutsignaal en « 25 het naloopfoutsignaal )> welke op de boven beschreven wijze worden verkregen, wordt de optische kopinrichting zodanig geregeld, dat een gewenste lichtbundel het informatie registratievlak bereikt, waardoor de detectie of registratie van de informatie op een betrouwbare wijze kan plaatsvinden. Bij de in figuur 20 afgebeelde bundelsplitsingsinrich-30 tingen kan de constructie van het brekingsrooster willekeurig worden gekozen, zoals boven is beschreven en derhalve kan, ofschoon dit niet in het bijzonder is aangegeven, de in vier delen verdeelde foto-detector worden vervangen door een combinatie van in twee delen gesplitste foto-detectoren of een combinatie van een in twee delen verdeelde foto-detector 35 en een foto-detector waarvan het licht ontvangende oppervlak niet is ï r -26- gesplitst. Voorts kan de positie van het deelrooster 154 natuurlijk in elke positie aan het oppervlak van het rooster worden gekozen.

Figuur 21 toont weer een ander voorbeeld van de constructie van de bundelsplitsingsinrichting. In deze bundelsplitsingsinrichting 91 5 is evenals in figuur 20. een deelrooster 164 voor het detecteren van het focuserings foutsignaal in het brekingsrooster aanwezig en bovendien is het hc-; andere gedeelte verder gesplitst door een deellijn, welke samenvalt met de richting AA’ van het beeld van het spoor, waardoor respectieve deelroosters165a en 165B worden gevormd. Het licht, dat 10 door het deelrooster 164 wordt gebroken, wordt gericht naar een in twee delen gesplitst foto-detector 166. Voorts worden de twee lichtbundels, welke door de deelroosters 165a en 165B worden gebroken, via de bundelsplitsingsinrichting in de richtingen van de brandpuntslijnen door de respectieve roosters geleid en naar overeenkomstige respectieve foto-de-15 tectoren 167 en 168 gericht. Door de uitgangssignalen I en I van de respectieve licht ontvangende oppervlakken van de in twee delen gesplitste foto-detector 166, het uitgangssignaal I van de foto-detector 167 en het uitgangssignaal IQ van de foto-detector 168 door middel van een bedieningsinrichting , welke niet is weergegeven, te verwerken, op 20 precies dezelfde wijze als boven is beschreven voor de bundel splitsings-inrichtingen volgens figuur 20, verkrijgt men een focuserings foutsignaal, een naloop foutsignaal en een informatie weergeefsignaal. Bij deze bundelsplitsingsinrichting wordt het licht uit het informatie registratie oppervlak door de deelroosters 165A en 165B over de deellijn, welke 25 samenvalt met de richting van het beeld van het spoor verdeeld en het verdeelde licht wordt naar de verschillende foto-detectoren gericht en derhalve wordt de lichthoeveelheids verdeling van de lichtbundel, welke de positie informatie van het spoor bevat, in hoofdzaak in de pupil vlakpositie van de objectieflens verdeeld en gedetecteerd, en is een 30 meer betrouwbare detectie van het naloop foutsignaal mogelijk.

Het brekingsrooster van de bundel splitsingsinrichting 173 volgens figuur 22 is verdeeld in deelroosters 175, 174 en 176, en heeft juist een vorm, waarbij het deelrooster 176 aan de constructie volgens figuur 20 is toegevoegd. De lichtbundels, welke door de deelroosters· 175 en 174 35 worden gebroken of gereflecteerd, worden door een in vier delen gesplitste -1 ·' ' A 7

- ·' jr ï vj J

-27- ¢- v foto-detector 178 gedetecteerd en de lichtbundel/ welke door het deel-rooster 176 wordt gebroken of gereflecteerd, wordt gedetecteerd door een foto-detector 177. De hier beschouwde uitvoeringsvorm kan derhalve de symmetrie van de lichtbundel in het brekingsrooster met de richting 5 AA' van het beeld van het spoor als symmetrie-as compenseren, waardoor het bewerkingsproces vande signalen uit de foto-detectoren wordt vereenvoudigd. Meer in het bijzonder wordt wanneer de uitgangssignalen van de verdeelde lichtontvangende oppervlakken van de in vier delen verdeelde foto-detector 178 resp. I , I , I en I zijn en het uitgangssignaal

ABC D

10 van de foto-detecor 177 gelijk is aan I , wordt het informatie weergeef- £ signaal I__ verkregen als

KF

I =1+1+1+1+1.

RF A B C D E

Voorts wordt het focuseringsfoutsignaal I verkregen als het verschil

F

tussen I en I dat wil zeggen -

Het naloop foutsignaal 1^ wordt eenvoudig verkregen als het verschil tussen de uitgangssignalen lc en IQ van de foto-detector 178 in verband met de toevoeging van het deelrooster 17$,

1=1- 3L T C D

20 Het is ook mogelijk de foto-detector 177 te elimineren en het informatie

weergeefsignaal I te verkrijgen als RF

=1+1+1+1^

RF A B C D

In dit geval kan de lichtbundel, welke door het deelrooster 176 wordt gebroken, soms bij het eindvlak van de foto-detector 173· worden 25 gereflecteerd of verstrooid voor het verkrijgen van strooilicht en derhalve kan een lichtabsorptie onderdeel worden opgesteld in het punt van waaruit de foto-detector 177 is geëlimineerd .Ook bij deze bundel-splitsingsinrichting is een modificatie, zoals de vervanging van de foto-detectoren, als beschreven onder verwijzing naar figuur 20, mogelijk.

30 Het brekingsrooster van de bundelsplitsingsinrichting 183 volgens figuur 23 is verdeeld in deelrooster 185A, 185B en 184, en de respectieve deelroosters breken een lichtbundel, terwijl deze wordt geconvergeerd zodanig, dat in verschillende richtingen brandpuntslijnen worden gevormd.

De lichtbundel uit het deelrooster 184 wordt via de bundelsplitsingsin-35 richting geleid en gedetecteerd door een in twee delen gesplitste foto- <; ,· - j

4 T

-28- detector 186. Verder valt de deellijn tussen de deelroosters 185A en 185B samen met de richting AA' van het beeld van het spoor en worden de respectieve gebroken lichtbundels gedetecteerd door de foto-detectoren 187 en 188. Wanneer de uitgangssignalen van de licht ontvangende opper- 5 vlakken van de in twee delen gesplitste foto-detector 186 I en Ιβ zijn en het uitgangssignaal van de foto-detector 187 gelijk is aan I en het uitgangssgignaal van de foto-detector 188 gelijk is aan 1^, wordt het informatie weergeefsignaal 1^ verkregen uit de som I =1+1+1+ I .

RF A B C D

10 van deze uitgangssignalen.

Verder wordt het focuseringsfoutsignaal I verkregen door de detectie

F

van de uitloop en expansie aan het lichtontvangende oppervlak van de foto-detector 186 van de lichtbundel, welke in hoofdzaak bij de pupil vlakpositie van de objectiéflens door het deelrooster 183 is verdeeld.

15 De posities van de deelrasters en de brekingsrichting kunnen willekeurig worden gekozen, zoals onder verwijzing naar figuur 20 is beschreven en men verkrijgt een optimale constructie, die een detectie met grote gevoeligheid mogelijk maakt. Meer in het bijzonder wordt het focuseringsfoutsignaal I verkregen als

20 1=1- I

F A B

door het verschil te nemen tussen de twee uitgangssignalen van de in twee delen gesplitste foto-detector. Het naloop foutsignaal I wordt verkregen door eendetectie van de lichthoeveelheden uit de deelroosters 185A en 185B, verdeeld met de richting AA' van het beeld van het spoor 25 als begrenzing, door middel van overeenkomstige foto-detectoren 188 en 187, en door het verschil tussen de uitgangssignalen daarvan te nemen, 1=1- I_

T C D

Bij de hier beschouwde uitvoeringsvorm kunnen de foto-detectoren 187 en 188 worden vervangen door een in twee delen gesplitste foto-detector 30 en men kan ook de foto-detectoren 186, 187 en 188 vervangen door een in vier delen gesplitste foto-detector.

Bij de bundelsplitsingsinrichting volgens figuur 24 is het geval aangegeven, waarbij de richting AA' van het beeld van het spoor een willekeurige hoek met de bundelsplitsingsinrichting 193 vormt.

35 Het brekingsrooster van de bundelsplitsingsinrichting 193 is verdeeld in ; 7 f « -29- deelroosters 195a, 195B, 194 en 196, die elk een lichtbundel breken of reflecteren en deze zodanig convergeren, dat in verschillende richtingen brandpuntslijnen worden gevormd. De lijn, welke de deelroosters 195A en 195B splitst, valt samen met de richting AA' van het beeld van het 5 spoor, en de deelroosters 194 en 196 liggen op symmetrische posities ten opzichte van deze deellijn als symmetrie-as. De lichtbundels, die door de deelroosters 195A en 195B worden gebroken worden naar de respectieve iichtopvangende oppervlakken van een in twee delen gesplitste foto-detector 198 gericht. De lichtbundel uit het deelrooster 194 wordt gedetecteerd 10 door een uit twee delen bestaande foto-detector 197. Voorts wordt de lichtbundel uit het deelrooster 196 geabsorbeerd door een lichtabsorptie onderdeel 199. Wanneer de uitgangssignalen van de lichtopenende oppervlakken van de in twee delen gesplitste foto-detector 197 en I zijn en de uitgangssignalen van de lichtontvangende oppervlakken van de in 15 twee delen gesplitste foto-detector 198 1^ en IQ zijn worden het informatie weergeefsignaal I , het focuseringsfoutsignaal I en het naloop-foutsignaal verkregen door deze uitgangssignalen door middel van een niet weergegeven bedieningsinrichting op dezelfde wijze als in het geval van figuur 20 te beïnvloeden en te verwerken.

20 Bij de hier beschouwde uitvoeringsvorm dient het deelrooster 196 voor het compenseren vande symmetrie van de twee lichtbundels, welke door de deelroosters 195A enl95B tijdens de detectie van het naloop foutsignaal worden gesplitst en vervul>t het rooster dezelfde functie als het deelrooster 196 van figuur 22. Derhalve kan het lichtabsorptie-onderdeel 25 199 worden vervangen door een foto-detector, zodat het informatie weer-geefsignaal en het lichtbundel regelsignaal kunnen worden verkregen op een wijze, welke overeenkomt met die van het in figuur 22 weergegeven voorbeeld.

Voorts is volgens de hier beschouwde uitvoeringsvorm een constructie 30 mogelijk, waarbij het deelrooster 196 wordt geëlimineerd en de compensatie tot stand wordt gebracht door de werking van de foto-detector, zoals bij het in figuur 21 afgeheelde voorbeeld.

Ofschoon boven verschillende voorbeelden van de opbouw van de bun-delsplitsingsinrichting zijn aangegeven maakt de uitvinding ook een rao-35 dificatie mogelijk, zoals een constructie, waarbij gebruik wordt gemaakt

AT

-30- van weer een andere bundelsplitsingsinrichting of een constructie, waarbij de constructie van de andere onderdelen dan de bundelsplitsingsinrichting anders is. Wanneer bijvoorbeeld een opto-magnetische registratie moet worden uitgelezen, kan bij de in figuur 17 afgeheelde constructie 5 de kwart-golflengteplaat 77 worden geëlimineerd en vóór de foto-detectoren 136 en 137 een polarisatieplaat worden opgesteld, of kan de kwart-golflengteplaat 77 worden vervangen door een Faraday-element, waardoor een detectie mogelijk wordt.

Thans zal de opbouw van het brekingsrooster worden beschreven, 10 dat de boven beschreven bundelsplitsingsinrichting vormt en een werkwijze voor het vervaardigen van het brekingsrooster.

Figuur 25 is een gedeeltelijk vergrote dwarsdoorsnede van een bundelsplitsingsinrichting, waarbij gebruik wordt gemaakt van een brekingsrooster van het volumetype. De bundelsplitsingsinrichting 203 omvat 15 evenwijdige vlakke platen 204 en 206 en een brekingsrooster 205 van het volume-type, dat daartussen is opgesteld. Het brekingsrooster 205 van het volume-type omvat een laag 207 met grote brekingsindex en een laag 208 met kleine brekingsindex. Het invallende licht 200 van het registratie-oppervlak wordt door het brekingsrooster 205 gebroken en wordt gebroken 20 licht 201.

Waar het brekingsrooster 20S in hoofdzaak voldoet aan de Bragg-voorwaarde ten aanzien van het invallende licht 200, wordt het grootste gedeelte van de energie van het gebroken licht 201 in een vooraf bepaalde richting, als aangegeven door de brekingsfout Q , geconcentreerd. Voorts wordt 25 het brekingsrendement van P-gepolariseerd licht en S-gepolariseerd licht gevarieerd door de instelling van deze brekingshoekj $ Derhalve wordt wanneer, zoals bij de tweede uitvoeringsvorm, een dergelijke bundelsplitsingsinrichting wordt gebruikt voor het uitlezen van de informatie van een magnetisch registratie medium, een verbetering van de S/N-weer-30 gave verkregen door gebruikte maken van deze polarisatie eigenschappen.

Aangenomen wordt, dat licht het ontvangende oppervlak van het opto-magnetisch registratiemedium binnentreedt terwijl dit P-gepolariseerd licht is en wordt gereflecteerd doordat het licht, dat aan een Kerr-rotatie wordt onderworpen, door het brekingsrooster van het volume-type wordt gebroken 35 en gedetecteerd. De Kerr-rotatie component, welke dan door het magnetische

• *. J

i.' Λ s-/ v-* */ ? > -31-

Kerr-effect van het registratie oppervlak wordt verschaft, is de S-com-ponent en derhalve wordt de S/N-verhouding van het gedetecteerde signaal verbeterd wanneer het brekingsrendement van het brekingsrooster van het volume type voor S-gepolariseerd licht groter is. Voorts wordt de schijn-5 bare Kerr-rotatiehoék gevarieerd door de verhouding tussen het gebroken P-gepolariseerde licht en het S-gepolariseerde licht. Derhalve wordt wanneer het brekingsrendement van het brekingsrooster van het volumetype voor S-gepolariseerd licht 100% is en het brekings-rendement M voor P-gepolariseerd licht op een verschillende wijze wordt 10 gevarieerd,de C/N-verhouding (de S/N-verhouding bij de frequentie van het draaggolfsignaal) van het gedetecteerde opto-magnetische signaal gevonden. Het resultaat is weergegeven in figuur 26. In figuur 26 stelt de abscis het brekingsrendement voor P-gepolariseerd licht en de ordinaat stelt de C/N-verhouding van het detectie signaal in dB (decibel) bij 15 een relatieve waarde tot de piekwaarde voor. Teneinde een detectie- signaal te verkrijgen , dat geschikt is voor het uitlezen van informatie, moet de reductie in de C/N-verhouding binnen -6 dB vanaf de maximale i »2 waarde worden verlaagd, en het toelaatbare gebied van / strekt zich uit van 0,03 tot 0,86.

20 Anderzijds wordt de verhouding van het brekingsrendement tussen het P-gepolariseerde licht en het S-gepolariseerde licht in het brekingsrooster van het volume-type, bij benadering voorgesteld door cos20 onder gebruik van de brekingshoek r· Wanneer ö = 80° of $ =100°, is cos2 ^ = 0,03 en wanneer ~=22° of 7= 158° is cos2'" = 0,86. Derhalve moet 25 uit het resultaat, aangegeven in figuur 26, de brekingshoek van het brekingsrooster van het volume-type, welk rooster als een bundelsplitsings-inrichting wordt gebruikt bij het uitlezen van magnetische informatie, zijn gelegen in het gebied van 22° tot 100° of 100° tot 158°.

Voorts blijkt uit het voorgaande, dat de brekingshoek wordt ver-30 kregen uit de tolerantie van de opto-magnetische uitlezing doch opdat het informatie signaal goed kan worden gedetecteerd, is het in figuur 26 gewenst, dat de reductie van de C/N-verhouding is gelegen binnen -3dB. Het brekingsrendement voor P-gepolariseerd licht is dan 0,30 - 0,70 en, zoals eerder is beschreven, vindt men ?=72°, 108° uit cos2 Θ *0,30 35 en9^33°, 147° uit cos2 0=0,7. Derhalve is het verder gewenst, dat een Λ - Λ · '«r . - * i r -32- brekingsrooster van het volume-type met een brekingshoek van 33° tot 72° of 108° tot 147° wordt gebruikt voor het uitlezen van magnetische informatie.

Figuur 27 toont eenvoorbeeld van de wijze voor het vervaardigen 5 van een brekingsrooster van het volume-type, welke volgens de uitvinding wordt toegepast. Een lichtbundel, welke vanuit een laserlichtbron 217 wordt geëmitteerd, wordt door een spiegel 218 gereflecteerd en daarna door een bundelsplitsingsinrichting 210 gesplitst. Van de twee op een dergelijke wijze gesplitste lichtbundels worden de bundeldiameters ver-10 groot door een bundel expansiestelsels, voorzien van microscoop objectief lenzen 212, 222 en collimatorlenzen, 213, 223 via spiegels 211, 221 en deze worden parallelle lichtbundels 214 en 224. Deze parallelle lichtbundels 214 en 224 treden een hologram aftastmateriaal 215 van het volume-type binnen, dat zich op een substraat 216 bevindt, en wel onder 15 verschillende hoeken, en interfereren met elkaar teneinde drie dimensionale interferentie randen te verschaffen. De interferentie randen, welke op deze wijze aan het hologram aftastmateriaal 215 van het volume-type worden blootgesteld, worden geregistreerd in de vorm van een variatie in de brekingsindex door een ontwikkelproces en vormen een brekingsrooster 20 van het volume-type. Het hologram aftastmateriaal, dat gebruikt wordt, kan bestaan uit elk willekeurig materiaal, zoalsbichromaat gelatine.

De figuren 28A en 28B tonen een bundel splitsingsinrichting, waarbij gebruik wordt gemaakt van een brekingsrooster van het relief type, waarbij figuur 28A schematisch de constructie daarvan toont en figuur 28B 25 een gedeelte E van het brekingsrooster volgens figuur 28A op grotere schaal toont. Tenminste één van transparante onderdelen 231 en 232 met dezelfde brekingsindex bezit een aantal hellende vlakken, en een reflecterende film 233 met een gepolariseerde-lichtafhankelijkheid wordt aan het be-grenzingsoppervlak tussen deze hellende vlakken opgesteld en vormt een 30 brekingsrooster van het relieftype. Voorts worden de transparante onderdelen 231 en 232 ondersteund tussen evenwijdige vlakke platen 234 en 235, welke niet steeds nodig zijn. De reflecterende film 233 is zodanig, dat deze een transmittantie van bij benadering 100% voor P-gepolariseerd licht en een reflectantie van bij benadering 100% voor S-gepolariseerd 35 licht vertoont. Derhalve werkt deze polarisatie bundelsplitsingsinrichting *\ · ·,,··. J ’

ί· I

-33- als een zuivere parallelle vlakke plaat, welke via de plaat bijna alle invallend P-gepolariseerd licht 236 overdraagt en bijna alle invallend S-gepolariseerd licht 237 breekt waarbij gebroken licht 237' wordt verschaft.

5 In figuur 28B heeft het brekingsrooster van het relief type een driehoeksvorm met een spoed d=20 jum, een diepte Δ = 10 um en een hel- ψ t o lingshoek ff =40 . In het geval van dit voorbeeld wordt de energie van het gebroken licht bijna in de richting van de normale reflectie door de reflecterende film 233 geconcentreerd. Voorts wordt de hoeveelheid 10 gebroken licht en niet-gebroken licht in hoofdzaak bepaald door de karakteristiek van de reflecterende film 233. Door derhalve de reflecterende film 233 als de bekende reflecterende film 14, weergegeven in figuur 2, uit te voeren, kan bij de constructie volgens de uitvinding weer een bundel splitsingsinrichting met een optimale polarisatie karakteristiek 15 voor het uitlezen van opto-magnetische registraties worden verkregen.

Het brekingsrooster, als boven beschreven , kan op een eenvoudige wijze worden vervaardigd door een werkwijze, waarbij aan een foto-gevoelig materiaal van het relief type, zoals fotolak, een interferentie rand wordt blootgesteld, welke wordt verkregen door een superpositie van 20 lichtbundels, welke uit dezelfde laserlichtbron worden afgesplitst, de ene op de andere, en door deze te ontwikkelen of direct mechanisch een substraat, welke een transparant onderdeel omvat, te snijden. Voorts kan een dergelijk brekingsrooster worden vervaardigd met een goede produktiviteit en op een goedkope wijze door het bewerken van een matrix 25 doordat een roosterpatroon in een transparant onderdeel, bijvoorbeeld van kunststof, wordt gesneden of daarnaar wordt overgedragen door een werkwijze,zoals injectie, compressie of dunne-laag copiëring.

In dit geval wordt het genoemde aantal hellende vlakken op één transparant onderdeel gevormd en wordt een reflecterende film daarop aangebracht, 30 waarna het onderdeel wordt aangevuld door het andere transparante onderdeel. Voorts kan een aantal hellende oppervlakken met een concaviteit en convex!teit, overeenkomende met elkaar, op de beide transparante onderdelen worden gevormd en kan daarop een reflecterende film worden aangebracht, waarna deze onderdelen met elkaar kunnen worden verenigd 35 voor het verschaffen van een polarisatie bundelsplitsingsinrichting.

ii , Λ / t * -34- β

Voorts kan de reflecterende film met gepolariseerd licht-afhankelijk-heid, als eerder beschreven, worden verkregen door een dielectrische uit een aantal lagen bestaande film op een hellend oppervlak van een brekings-rooster constructie op te dampen. Een dergelijke uit een aantal lagen 5 bestaande dielectrische film is bekend uit de literatuur (Hiroshi Kubota: Wave opties, pagina 236, uitgegeven door Iwanami Shoten, 2 februari 1971, en een dergelijke film vertoont een grote reflectantie voor S-gepolariseerd licht en een geringe reflectantie voor P-gepolari-seerd licht, doordat bijvoorbeeld afwisselend lagen, bestaande uit een 10 materiaal met kleine brekingsindex en lagen bestaande uit een materiaal met grote brekingsindex worden opgedampt. In dit geval wordt de dikte van elke laag bepaald uit nd cos Q =j{_/4, waarbij n de brekingsindex van het materiaal is waaruit de laag bestaat, d de lichtinvals hoek is en de gebruikte golflengte is, 15 Figuur 29 toont de golflengte transmissie karakteristiek van de bij de boven beschreven uitvoeringsvorm gevormde reflecterende film. Hier zijn vier lagen van met een kleine brekingsindex (brekingsindex n = 1,38) en 5 lagen van ZnS met grote brekingsindex (brekingsindex

Li n = 2,30) afwisselend als lagen aangebracht op een hellend oppervlak 20 van een brekingsroosterinrichting, waardoor een reflecterende film, die in zijn totaal negen lagen omvat, werd gevormd. In figuur 29 stelt de gebroken lijn 238 de transmittantie |t^j 2 voor P-gepolariseerd licht en de getrokken lijn 239 de transmittantie | 12 voor S-g.epolariseerd licht voor. Derhalve verkrijgt men in een gebied met grote golflengte, 25 waarin de gebruikte golflengte is gelegen, een transmittantie, welke bij benadering 100% bedraagt voor P-gepolariseerd licht. Ofschoon dit niet is aangegeven, wordt ten aanzien van de reflectantiejy j2 voor S-gepolariseerd licht een waarde in de buurt van 100% in het gebruikte golflengte gebied verkregen. Anderzijds is het wanneer de polarisatie-30 bundelsplitsingsinrichting volgens de uitvinding wordt gebruikt voor het uitlezen van opto-magnetische registraties nodig, dat de reflectantie l'(s|2 voor S-gepolariseerd licht 100% is en de reflectantie||p ƒ2 voor P-gepolariseerd licht een geschikte waarde van de orde van 30% heeft, en een dergelijke polarisatie bundelsplitsingsinrichting kan eveneens op 35 een soortgelijke wijze worden verkregen door de opbouw van de reflecterende r \ v -35- film te wijzigen.

Het bij de boven beschreven derde tot zesde uitvoeringsvormen gebruikte brekingsrooster breekt licht en veroorzaakt, dat het licht divergeert of convergeert, en een brekingsrooster met een dergelijke lens-5 werking kan op een eenvoudige wijze worden verkregen als in het algemeen bekend is op het terrein van de hologramlens of dergelijke. Door bijvoorbeeld elk hellend oppervlak van het brekingsrooster een kegelvorm om een vooraf bepaalde as te geven, kan men een brekingsrooster met een sterkte in een vlak, dat de opstellingsrichting van het rooster bevat, 10 verkrijgen. Voorts kan men indien het rooster zodanig is gevormd, dat de spoed daarvan geleidelijk varieert, een brekingsrooster verkrijgen, waarbij de brekifigshoek van plaats tot plaats verschilt en welk rooster een sterkte heeft in een vlak, dat het invallende licht en het gebroken licht bevat.

15 Het is duidelijk, dat deze constructies met elkaar kunnen worden gecombineerd en daaraan een twee dimensionale lenswerking kan worden gegeven.

Figuur 31 toont een wijze voor het vervaardigen van een brekingsrooster, als weergegeven in figuur 30, onder gebruik van optische middelen. In figuur 31 treden evenwijdige lichtbundels 241 en 242, welke 20 afkomstig zijn uit de zelfde laser lichtbron, en welke door een optisch stelsel worden geplitst, welk stelsel niet is weergegeven, kegelvormige spiegels 243 en 244, die een rotatie-as 245 delen, evenwijdig aan de rotatie-as 245 binnen. De twee door de respectieve kegelvormige spiegels gereflecteerde lichtbundels worden een kegelvormig golfvlak met een 25 brandpuntslijn op de rotatie-as 245 en treden een halogeen aftastmateriaal 247 op een substraat 246 binnen. De dan in een gebied 248 aan het oppervlak van het aftastmateriaal veroorzaakte interferentie rand neemt een drie dimensionale kegelvorm aan met de rotatie-as 245 als het rotatie-midden daarvan. Door derhalve de op deze wijze blootgestelde interferen-30 tierand te ontwikkelen, verkrijgt men een brekingsrooster met de convergerende werking, als weergegeven in figuur 30.

De volgens de uitvinding gebruikte bundel splitsingsinrichting kan op een eenvoudige wijze worden vervaardigd door een aantal van dergelijke bundel splitsingsinrichtingen als één geheel op een grote substraat 35 gereed te maken en deze daarna af te snijden.

I > -36-

Waar de bundel splitsingsinrichting wordt verkregen door de overdracht vanuit een matrix, zoals eerder is beschreven,is dit ook bijzonder geschikt voor massaproduktie, waarbij de produktiekosten kunnen worden gereduceerd. Voort kan het brekingsrooster volgens de uitvinding de 5 convergerende of divergerende werking van op verschillende wijzen ingesteld gebroken licht realiseren zonder dat aanleiding wordt gegeven tot moeilijkheden bij de vervaardiging en derhalve kan men op een goedkope wijze een werking verkrijgen, welke overeenkomt met die van een niet-sferische lens. Voorts treedt bij de bundel splitsingsinrichting volgens 10 de uitvinding het invallende licht de hellende vlakken van het brekingsrooster binnen onder een vooraf bepaalde hoek, onafhankelijk van de plaatsen van de hellende oppervlakken, en derhalve verschilt de pola-risatiekarakteristiek niet in afhankelijkheid van de invalspositie van de lichtbundel zoals het.geval is bij het bekende voorbeeld, waarin 15 aan de met elkaar verenigde oppervlakken van de prisma's een kromming wordt gegeven.

Voorts kan het brekingsrooster met de concave lenswerking , zoals toegepast bij de derde uitvoeringsvorm, worden vervaardigd onder gebruik van een optisch stelsel als weergegeven in figuur 32. Een lichtbundel, 20 welke wordt geëmitteerd uit een laser lichtbron 250, zoals een argon-laser, wordt gereflecteerd door een spiegel 251, waarna de bundel door een bundel splitsingsinrichting 252 in twee lichtbundels wordt gesplitst.

De lichtbundel, welke door'de bundel splitsingsinrichting 252 wordt gereflecteerd, wordt gereflecteerd door een spiegel 263, waarna de bun-25 delbreedte wordt vergroot door een microscoop objectieflens 264, en een bundel wordt geconvergeerd door een beeldlens 265, waarna de bundel tot een lichtbundel 267 met de vereiste sferische aberatie en coma wordt gevormd door een hellend opgestelde evenwijdige vlakke plaat 266, waarna de bundel een hologram aftastmateriaal 258 op een substraat 259 30 binnentreedt. Anderzijds wordt de via de bundel splitsingsinrichting 252 doorgelaten lichtbundel gereflecteerd door een spiegel 253, waarna de bundel tot een convergente lichtbundel wordt gevormd door een microscoop objectieflens 254 en een beeldlens 255, en aan de bundel astigma-tisme wordt medegedeeld door een cylindrische lens 256. Deze lichtbundel 35 257 treedt het hologram aftastmateriaal 258 binnen en interfereert met de r % -37- lichtbundel 267, waarbij de interferentierand aan dit aftestmateriaal wordt blootgesteld. Door dit aftastmateriaal te ontwikkelen, verkrijgt men het bij de derde uitvoeringsvorm weergegeven brekingsrooster. De lichtbundels 257 en 267 verkrijgen een optimale aberatie, zoals boven 5 is beschreven en derhalve voldoet het resulterende brekingsrooster aan de Bragg-toestand en wel over het gehele oppervlak daarvan wanneer het rooster in gebruik is en vertoont het rooster een gewenste karakteristiek.

Het boven beschreven brekingsrooster kan ook worden vervaardigd door het bewerken van een matrix door snijden, en door injectie of com-10 pressie. Een dergelijke methode zal hierna worden beschreven.

Bij het vervaardigen van een matrix wordt een vormmateriaal 270 geroteerd, als aangegeven in figuur 33 en wordt een gevormd lichaam gevormd, terwijl een snij-inrichting 271, zoals een diamant in een richting loodrecht op het vlak van tekening wordt bewogen. De vertikale hoek 15 van de snijrand van de snij-inrichting 271 wordt bepaald de hoek (\ en ^31 en de snijrand heeft bij het boven beschreven voorbeeld een hoek van 65°. Het vormmateriaal 270 kan bestaan uit een metaal, zoals fosfor brons, koper of NI of een materiaal met groot moleculair gewicht, zoals een soldeerpaneel of kunststofmateriaal. In het geval van een uit een metaal 20 bestaand vormmateriaal kan dit evenwel direct als een ponsinrichting worden gebruikt en dit leidt tot het voordeel, dat de stap van het vervaardigen van een ponsinrichting, bijvoorbeeld door electrisch vormen, niet nodig is. Indien het snijden geschiedt door de werkwijze, weergegeven in figuur 33, zal men een concentrisch circulair relief stelsel 25 verkrijgen, als weergegeven in figuur 34 (B). Figuur 34 (A) is een vergroot aanzicht van*een gedeelte van figuur 34 (B) en in deze figuur is & =35°, β ;aö80 en bedraagt de spoed''-20 ^im.

Derhalve vindt, als aangegeven in figuur 35, een corapressie-over-dracht naar een kunststofmateriaal 272, zoals acryl, plaats. Door een 30 geschikte temperatuur en druk bij een gevormd lichaam 270 en het acryl-materiaal 272 op dit moment te onderhouden, is het mogelijk om de relief structuur van het metalenlichaam 270 op een getrouwe wijze naar het acrylmateriaal 272 over te dragen.

Zoals aangegeven in figuur 36, is op het relief structuur gedeelte 35 van het acrylmateriaal een reflecterende laag 273 aangebracht, bijvoorbeeld . i i > -38- door opdampen. De reflecterende laag 273 kan bestaan uit een meerlaags-stelsel of een stelsel bestaande uit een enkele laag. Voorts kan de laag bestaan uit een dielectrische film, bijvoorbeeld van MgF2, ^^2' ^r°2 of SiC^, of een metaalfilm bijvoorbeeld van Au, Ag, Al of Cu.

5 Vervolgens wordt, als aangegeven in figuur 37, het reliefgedeelte opgevuld met een materiaal 274 waarvan de brekingsindex bij benadering gelijk is aan die van het acrylmateriaal 272. Door op dit moment een dekmateriaal 275 aan te brengen, kan het oppervlak optisch vlak worden gemaakt. Voor dit doel verdient het de voorkeur, dat het materiaal 10 274 een hechtwerking heeft en voor het materiaal 274 wordt de voorkeur gegeven aan een acryl hechtmiddel, dat onder invloed van ultra-violet licht hard wordt. Het dekmateriaal 275 kan hetzelfde zijn als het’acrylmateriaal 272 of bestaan uit een ander materiaal (zoals glas).

% De bundel splitsingsinrichting volgens de uitvinding door het boven 15 beschreven proces vervaardigd.

In het bovenstaande is een voorbeeld, waarbij een metalen gevormd lichaam door compressie naar een acrylmateriaal wordt overgedragen, beschreven als het brekingsrooster stelsel, doch als werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijk roosterstelsel, is niet slechts 20 de injectie methode doch zijn tevens epoxy materialen of hechtmiddelen, die onder invloed van ultra-violet licht hard worden bruikbaar. Indien bij het gebruik van deze hechtmiddelen, een dunne hechtlaag op een uit acryl of glas bestaande substraat wordt gevormd en een relief copiëring plaatsvindt, zal dit geschikt zijn voor de planaire configuratie of 25 de gladheid van het oppervlak van de bundel splitsings inrichting.

Waar de relief copieermethode onder gebruik van deze hechtmiddelen wordt toegepast, is het ook een voordeel, dat hetzelfde hechtmiddel als het hechtmiddel, dat tijdens stempelcopiëren wordt gebruikt, als dekhecht-middel 274 na het vormen van de reflecterende film kan worden toegepast. 30 Figuur 38 toont een voorbeeld van een werkwijze voor het bewerken van een moeder deelrooster voor het vervaardigen van de in figuur 23 afgeheelde bundel splitsingsinrichting. Een mal 280 voor het monteren van een onbewerkt deelrooster wordt op het klauwgedeelte van een precisie draaibank gemonteerd om een werkstuk ten opzichte van een spil 290 35 te roteren, als aangegeven in figuur 38A en deze mal 280 dient om de ' i - * . j r i -39- elementen 282A, 282b en 283 van het deelrooster bij vooraf bepaalde plaatsen daarvan te monteren. Wanneer de draaibank wordt geroteerd en de bewerking van het rooster plaatsvindt door middel van een snijwerktuig 289, kan een deelrooster worden verkregen, dat een lichtbundel op de 5 vooraf bepaalde positie condenseert, als aangegeven in figuur 23.

Figuur 38B is een vergroot aanzicht van een gedeelte van het deelrooster 283.

Een moeder rooster kan worden verkregen door de op deze wijze bewerkte deelroosters 282A, 282B en 283 te combineren op een (niet afgebeelde) 10 vasthoudsubstraat.

Een geval, waarbij, zoals in de bundel splitsingsinrichting, welke wordt toegepast bij de vierde en vijfde uitvoeringsvormen, licht,dat door het brekingsrooster wordt gebroken, op de foto-detector wordt gericht, terwijl een totale reflectie in de bundel splitsingsinrichting wordt her-15 haald, zal thans worden beschouwd.

Figuur 39 toont de optische baan in een splitsingsinrichting. In figuur 39 worden de door de bundel splitsingsinrichting 293 verdeelde bundels via de bundel splitsingsinrichting 293 voortgeplant en op een foto-detector 294 gericht. De bundel splitsingsinrichting 293, zoals 20 boven is beschreven, bezit een reflecterende film 291, zoals een dielectri-sche film, welke zich op het relief oppervlak daarvan bevindt.

Bij de reliefstructuur is bij het reflecterende hellende oppervlak, dat dient voor het verdeelde licht 292, F en het andere hellende oppervlak is G. Voorts is de hoek, gevormd door het hellende oppervlak F 25 ten opzichte van een vlak, waarin het brekingsrooster aanwezig is, en de hoek, gevormd door het hellende oppervlak G ten opzichte van hetzelfde vlak is β

Wanneer een lichtbundel 301 de bundel splitsingsinrichting 293 van de onderzijde daarvan binnentreedt, wordt de bundel gedeeltelijk door 30 het hellende vlak F gereflecteerd en beweegt de bundel zich naar het ondervlak 298 van de bundelsplitsingsinrichting 293 (of naar het bovenvlak 297, afhankelijk van de helling van het hellende vlak F) en wordt door het ondervlak 298 (of het bovenvlak 297) gereflecteerd en via de bundelsplitsingsinrichting 293 voortgeplant, terwijl de bundel totaal 35 wordt gereflecteerd door het bovenvlak 297 (het ondervlak 298) en het i v -40- ondervlak 298 (het bovenvlak 297) van de bundel splitsingsinrichting 293, en de foto-detector 294 bereikt en daardoor wordt gedetecteerd.

Indien, zoals boven is beschreven, de toestand zodanig is ingesteld, dat het licht door het ondervlak of het bovenvlak van de bundel split-5 singsinrichting 293 totaal wordt gereflecteerd, verkrijgt men de volgende voordelen. Doordat het licht totaal wordt gereflecteerd, wordt de overgedragen component gelijk aan nul en is het verlies aan licht tijdens reflectie gelijk aan nul en derhalve kan het rendement van de voortplanting naar de foto-detector worden verhoogd. Voorts kan een condenswerking 10 van het licht in de dikterichting van de bundel splitsingsinrichting door de bundel splitsingsinrichting volgens de uitvinding, waarbij de totale reflectie-wordt gebruikt, worden verkregen.

Het effect van het totaal reflecteren van het licht is groot, als boven is beschreven terwijl de optische kopinrichting de schijfinformatie 15 naloopt en focuseert en derhalve treedt het gereflecteerde licht niet steeds onder een vooraf bepaalde toestand in en is het nodig te voldoen aan een toestand, waarbij het licht totaal wordt gereflecteerd zelfs wanneer de invalshoek van het licht afwijkt. Een dergelijke toestand zal thans worden beschreven.

20 In figuur 39 is indien van de lichtbundels, welke de bundel splitsings inrichting 293 binnentreden, het gebied van de invalshoek x van de lichtbundel, welke naar de foto-detector 294 moet worden gericht door totale reflectie gelijk is aan xl4 x x2 (χ!<0" Χ2/7θ)' 25 de hoek f waaronder het licht1 dat door het reflecterende hellende oppervlak F wordt gereflecteerd, het ondervlak 298 van de bundel splitsingsinrichting binnentreedt 2^+ Xl £-2¾ + X2

Derhalve is de voorwaarde waaronder deze lichtbundel totaal wordt 30 gereflecteerd, 2$ + ($ - kritische hoek) c c waarbij A = boogsin (1/m). v c

Dat wil zeggen, dat indienÓL> i (- X^), de gehele lichtbundel totaal zal worden gereflecteerd door het ondervlak 298.

35 Wanneer een soortgelijke overweging plaatsvindt voor een geval,

Cv . ' . ƒ < t ^ -41- waarbij de invallende lichtbundel 301 zich naar het bovenvlak 297 beweegt na door het hellende oppervlak F te zijn gereflecteerd, verkrijgt een toestand, waarbij &<: i (180°-^,_x2) 5 en door de twee toestanden met elkaar te combineren verkrijgt men het volgende: i(3c - x^cL^aso0 - c- X 2)

Dit is de voorwaarde voor de totale reflectie binnen het aangegeven gebied van X.

10 Voorts zal indien de lichtbundel, welke door het brekingsrooster-stelsel wordt gebroken het brekingsroosterstelsel opnieuw binnentreedt, een deel van de lichtbundel, die oorspronkelijk op de foto-detector was gericht, in een andere richting worden gebogen en zal schadelijk licht ontstaan.

15 Figuur 40 toont de wijze waarop een dergelijk schadelijk licht ont staat. De gereflecteerde lichtbundel 301 vanuit de optische schijf wordt door het reflecterende hellende oppervlak F gereflecteerd en door het ondervlak 298 van de bundelsplitsingsinrichting totaal gereflecteerd, waarna de bundel opnieuw door het reflecterende hellende oppervlak F 20 aan het relief oppervlak in een ander punt wordt gereflecteerd en een schadelijke lichtbundel 299 veroorzaakt. Wanneer een dergelijke schadelijke lichtbundel 299 optreedt, wordt de lichtbundel, welke oorspronkelijk op de foto-detector 294 moest worden gericht, verkleind en wordt niet slechts de S/N-verhouding van het signaal gereduceerd doch treedt ook 25 een drift op ten aanzien van het focuserings foutsignaal en het naloop-foutsignaal, hetgeen opzijn beurt leidt tot het ernstige bezwaar dat geen juiste automatische focuseringswerking en automatische naloopwerking plaatsvindt.

Als eenvoudige methoden om te beletten, dat deze schadelijke licht-30 bundel 299 ontstaat, is er een werkwijze waarbij de hellingshoek^van het reflecterende hellende oppervlak F tot 45° wordt benaderd, en een werkwijze, waarbij de dikte van de bundelsplitsings inrichting 293 op een geschikte wijze wordt gekozen. De eerstgenoemde methode spreekt voor zichzelf en derhalve zal de laatstgenoemde methode hierna worden 35 toegelicht. 1

- ' T "J

J - t j -42-

Wanneer in figuur 40 de hellingshoek van het reflecterende hellende oppervlak F gelijk is aan \ en de dikte van de onderzijde van het rooster gelijk is aan D, en de horizontale lengte van de gebroken lichtbundel 292 totdat deze door het ondervlak 298 wordt gereflecteerd en een ander 5 rooster treft gelijk is aan Lj,geldt de onderstaande relatie tussen Dj en L, :

Lj- 2 Dj tangens ( 2$.+ Xj)

Bij de optische kopinrichting wordt nu een poging gedaan om een ont-werpvoorwaarde te zoeken, waarbij de schadelijke lichtbundel 299 10 niet ontstaat in een geval, waarbij wordt aangenomen, dat de brandpunts-lengte f van de objectieflens gelijk is F = 4,5 mm en NjAj = 0,47 en de vertikale trilling van het schijfoppervlak gelijk is aan _+ 20 Aim.

Voor de beweging van _+ 20 Aim van het schij foppervlak leidt de buitenste lichtbundel, welke de grootste variatie in hoek vertoont, tot 15 een hoekvariatie van _+ 0,24°. Wanneer een geval wordt verondersteld, waarbij de brekingsindex van de bundelsplitsingsinrichting 293 gelijk is aan N=l,5 en licht de bundelsplitsingsinrichting 293 in hoofdzaak loodrecht daarop binnentreedt, is de effectieve diameter van de lichtbundel waarvoor Xj = -0,16° gelijkaan 4,5 x 0,47 x 2 = 4, 23 ηηιφ en 20 derhalve wordt wanneer Lj = 5 mm, Dj op de volgende wijze berekend:

Dj= Lj ( 2 tan (2 + Χχ)) = 5/2.tan (2.35° - 0,16°) = 0,92 (mm)

Derhalve kan de dikte van de onderzijde van de bundelsplitsings-25 inrichting 0,92 mm of meer bedragen.

Waar in de optische kopinrichting volgens de uitvinding de halfgeleider laser, zoals eerder is beschreven, als lichtbron wordt gebruikt, wordt de golflengte van de lichtbron gevarieerd door de variatie in de omgevingstemperatuur en de fluctuatie van de aandrijfstroom tijdens het 30 bedrijf. De invloed van een dergelijke variatie op de golflengte zal hierna worden beschreven.

Figuur 41 is een aanzicht van de bundelsplitsingsinrichting 123 bij de vijfde uitvoeringsvorm, weergegeven in figuur 16, beschouwd vanaf de zijde van de halfgeleider laser 71. Aangenomen wordt, dat een 35 fluctuatie is opgetreden in de golflengte van de uit de halfgeleiderlaser

SJ: .-=):- J

t ï -43- bestaande lichtbron 71. De bewegingsrichting van het gebroken licht 300 fluctueert iets. Van de lichthoeveelheidsverdelingen, aangegeven in de figuren 41 en 41, geven de referenties 300a', 300b’ en 300C’ de lichthoeveelheidsverdelingen aan, welke optreden wanneer de golf-5 lengte van de lichtbron fluctueert. De variatie in richting, veroorzaakt door deze golflengte fluctuatie, is de richting waarin het licht door het brekingsrooster wordt gebroken en derhalve variëren in figuur 42, de licht hoeveelheidsverdelingen 300A', 300B' en 300C in vertikale richting ten opzichte van de lichthoeveelheids verdelingen 300A, 300B 10 en 300C, in het geval, waarbij geen fluctuatie aanwezig is. Door de foto-detectie oppervlakken 86A, 86B, 86C en 86D van de foto-detector 123 betrekkelijk grote afmetingen te geven in de richting, waarin de lichtbundel zich voor deze golflengte fluctuatie beweegt, als aangegeven in figuur 42, en door de deellijn van elk foto-detectie-oppervlak even-15 wijdig aan de genoemde richting te melken, wordt het uitgangssignaal van elk foto-detectiegedeelte nauwelijks beïnvloedt zelfs indien een golflengte fluctuatie van de lichtbron optreedt en derhalve verkrijgt men een juiste automatische focusering en automatische naloop.

Indien, als weergegeven in figuur 4?A, de afmetingen niet relatief 20 groot zijn in de richting waariiüe lichtbundel zich beweegt of indien , als aangegeven in figuur 43B, de deellijnen van de foto-detectie oppervlakken 86a, 86b, 86c en 86D niet evenwijdig zijn aan de richting, waarin de lichtbundel zich voortbeweegt, zal het bezwaar optreden, dat de lichthoeveelheid, ontvangen door de gehele foto-detector 86, afneemt, 25 en de uitgangssignalen van de foto-detectie oppervlakken 86A, 86b, 86C en 86D door de golflengte fluctuatie van de lichtbron variëren.

In werkelijkheid evenwel voert bij de uitvoeringsvorm volgens figuur 16 de bundelsplitsingsinrichting 123 een functie uit, als weergegeven in figuur 44, waarbij het bovengenoemde bezwaar wordt geëlimineerd.

30 De lichtbundel 300 en de lichtbundel 301, stellen gebroken licht van naast elkaar gelegen ordes voor bijvoorbeeld gebroken licht van de zeventiende orde en gebroken licht van de achttiende orde. Dit gebroken licht beweegt zich waarbij de totale reflectie aan de oppervlakken van de evenwijdige vlakke platen 124 en 126 wordt herhaald en treedt de 35 foto-detector 86 binnen. Door derhalve de gebroken lichtbundels uit het % 5 -44- brekingsrooster vande bundelsplitsingsinrichting 123 op de foto-detector 186 te richten en te veroorzaken ,dat ® inde bundelsplitsingsinrichting totaal worden gereflecteerd, kunnen de werkelijk effectieve afmetingen van de foto-detectie oppervlakken van de foto-detector 86 in de fluctu-5 atierichting van de lichtbundel enige malen worden vergroot.

Een andere methode voor het oplossen van het bovenstaande probleem zal hierna onder verwijzing naar de figuren 45 en 46 worden beschreven.

De figuren 45 en 46 zijn respectievelijk een bovenaanzicht en een zij-aanzicht, waarin de constructie van de bundelsplitsingsinrichting, 10 welke volgens de uitvinding worden gebruikt, is aangegeven.

Bij de hier beschouwde uitvoeringsvorm is het brekingsrooster van de bundelsplitsingsinrichting 303 verdeeld in deelroosters 302A, 302B en 301 en breken of reflecteren de respectieve deelroosters de lichtbundel terwijl zij de lichtbundel tevens convergeren, teneinde brandpunts-15 lijnen in verschillende richtingen te vormen. De lichtbundel uit het deelrooster 301 wordt de via de bundelsplitsingsinrichting geleid, in een richting loodrecht op het vlak van tekening door een optisch stelsel 307 (zoals een cylindrische lens) met verschillende reductiepercentages · in twee richtingen,gecondenseerd en door een uit twee delen bestaande 20 foto-detector 304 gedetecteerd. Verder valt de deellijn tussen de deelroosters 302A en 302B samen met de richting AA' van het beeld van het spoor. Het gebroken licht van de deelroosters 301, 302A en 302B wordt, als aangegeven in figuur 46, via de bundelsplitsingsinrichting 303 geleid, terwijl een totale reflectie wordt herhaald, waarna de gebroken 25 lichtbundels in de fluctuatierichting meer dan in de andere richting worden gereduceerd door het optische stelsel 307 met verschillende reductiepercentages in twee richtingen, en worden op de foto-detectie oppervlakken van de foto-detectoren 304, 305 en 306 gecondenseerd.

Bij deze werkwijze worden de afmetingen van de foto-detectie oppervlakken 30 ten opzichte van de fluctuatie richting van de gebroken lichtbundels aanmerkelijk vergroot.

Voorts wordt het door op deze wijze de foto-detectie oppervlakken van de foto-detectoren klein te maken mogelijk de electrische capaciteit te reduceren en dit leidt eveneens tot het voordeel, dat een optische 35 kop met een grote C/N-verhouding tot een hoge signaalfrequentieband kan *! > ~ - a Ί J /

r *. T

-45- worden geconstrueerd.

Verder kan in het geval van de tweede uitvoeringsvorm volgens figuur 7, waarin het gebroken licht niet door de bundelsplitsingsinrichting wordt geleid, een constructie, als weergegeven in figuur 47, worden 5 aangepast aan de fluctuatie van het gebroken licht. Figuur 47 toont een zevende uitvoeringsvorm van een optische kop volgens de uitvinding.

In figuur 47 zijn onderdelen, welke overeenkomen met die van figuur 7, van dezelfde verwijzingen voorzien en deze zullen hier niet meer gedetailleerd worden beschreven. Het gereflecteerde licht 320 uit een regi-10 gistratie oppervlak 100 treedt een bundelsplitsingsinrichting 323 binnen, welke is voorzien van evenwijdige vlakke platen 324 en 326 en een brekings-rooster 325, wordt gebroken, als aangegeven door het gebroken licht 321, en wordt door een foto-detector 333 via een analysator 322 gedetecteerd. Wanneer nu de oscillatie golflengte van een halfgeleider laser 71 wordt 15 de hoek waaronder het gebroken licht 321 ontstaat, groot ten opzichte van deze variatie in golflengte en dientengevolge veroorzaakt het gebroken licht 3211 een lichtvlek op een plaats bij de bundelsplitsingsinrichting 324.

Figuur 48 toont de relatie tussen een wijze om een foto-detector 20 333 en de lichtvlek te splitsen. Zelfs indien de lichtvlek 321 overgaat naar de lichtvlek 321', zal geen drift van het werkpunt AF optreden omdat de deellijn vande foto-detector 333 is ingesteld in een richting, waarin het gebroken licht door de golflengte fluctuatie van de lichtbron wordt verplaatst.

25 Waar de optische kopinrichitng volgens de uitvinding wordt gebruikt voor het uitlezen van de informatie op een opto-magnetisch registratie medium en bovendien een gebroken lichtbundel op een foto-detector wordt gericht, waarbijde bundel totaal wordt gereflecteerd in een bundelsplitsingsinrichting, als weergegeven in figuur 7, treedt tussen de P-gepola-30 riseerde 1ichtcomponent en de S-gepolariseerde lichtcomponent van het gebroken licht een fase-verschuiving op. Indien dit fase-verschil te groot is, kan het gebroken licht elliptisch gepolariseerd licht worden en in sommige gevallen kan de S/N-verhouding worden gereduceerd.

Figuur 49 toont de constructie van een achtste uitvoeringsvorm volgens 35 de uitvinding, waarbij een dergelijke verandering in de polarisatie toe- ï i -46- stand wordt onderdrukt. In figuur 49 zijn onderdelen, welke overeenkomen met die volgens figuur 16, vandezelfde verwijzingen voorzien en deze onderdelen zullen hier niet gedetailleerd meer worden beschreven.

In figuur 49 zijn reflecterende films 350 en 351 op de gedeelten 5 van het bovenvlak van een evenwijdige vlakke plaat 344 en het ondervlak van een evenwijdige vlakke plaat 346 gevormd, welke niet voorzien in de optische baan van het licht vanuit een halfgeleider laser 71.

Voorts kunnen op de reflecterende films 350 en 351, indien nodig, beschermende film 352 en 353 zijn aangebracht teneinde daardoor te voorkomen, 10 dat de reflecterende films 350 en 351 worden verslechterd of verontreinigd. De reflecterende films 350 en 351 kunnen bestaan uit dunne films van een metaal, zoals zilver, aluminium of chroom, of bestaan uit films met een aantal lagen, voorzien van een laag met een grote brekingsindex (bijvoorbeeld ZnS of Ce02) en een laag met een kleine brekingsindex 15 (bijvoorbeeld MgF2), welke zodanig zijn ontworpen, dat de polarisatie-toestand niet wordt gevarieerd. De metallische dunne films kunnen zeer eenvoudig door een conventionele wijze worden gevormd en kunnen bovendien op een voldoende wijze de variatie in de polarisatie toestand van het gereflecteerde licht onderdrukken. Anderzijds kunnen de genoemde uit 20 een aantal lagen bestaande films op een betrouwbare wijze een eventuele variatie in de polarisatie toestand van het gereflecteerde licht elimineren.

Eerst wordt de P-gepolariseerde lichtbundel, welke afkomstig is uit de halfgeleiderlaser 71, via een collimatorlens 72, een bundelsplit-25 singsinrichting 343 en een objectieflens 78 overgedragen en op een informatie registratie oppervlak 100 gecondenseerd, dat op een substraat 99 is gevormd, waarbij daarop een vlek wordt gevormd. Tijdens de registratie wordt aan het informatie registratie oppervlak 100 doordat de halfge-leiderlaser 71 wordt gemoduleerd, een holte gevormd.

30 Wanneer de vlek op het registratie oppervlak 100 wordt gevormd in het punt waarin de informatie magnetisch is geregistreerd wordt het polarisatievlak van het gereflecteerde licht 341 daarvan overeenkomstig de geregistreerde informatie geroteerd door het magnetische Kerr-effect (Kerr-rotatie). Vervolgens wordt het gereflecteerde licht 341, dat de 35 geregistreerde informatie als een variatie in de polarisatie toestand omvat, ·;* ' ' ' : v * v * * ,

r τ T

-47- door het brekingsrooster 345 van de bundelsplitsingsinrichting 343 gebroken en wordt het gebroken licht 342. Het gebroken licht 342 wordt gericht terwijl het een aantal malen door de reflecterende film 350 of 351 wordt gereflecteerd en treedt via een analysator 89 een foto-detector 86 5 binnen. Zoals reeds is beschreven, wordside geregistreerde informatie door de analysator 89 in een lichthoeveelheidsvariatie omgezet en deze variatie in hoeveelheid licht wordt door de foto-detector 86 omgezet in een electrisch signaal.

Op deze wijze wordt het gebroken licht 342, dat de geregistreerde 10 informatie als een variatie in de polarisatie toestand omvat, door de reflecterende film 350 of 351 gereflecteerd en derhalve varieert de polarisatie toestand van het gebroken 342 nauwelijks en wordt het gebroken licht 342 naar de analysator 89 gericht, terwijl het licht een polarisatie toestand behoudt, welke nauwkeurig overeenkomt met de op het registratie 15 oppervlak 100 geregistreerde informatie. Derhalve is het licht, dat de foto-detector 86 via de analysator 89 binnentreedt, intermitterend licht, dat nauwkeurig overeenkomt met de. geregistreerde informatie.

Figuur 50 toont de optische baan bij de hier beschouwde uitvoeringsvorm.

20 In figuur 50 is het reflecterende hellende oppervlak van het brekings rooster 345, dat dient voor het vormen van het gebroken licht 342, F en is het andere hellende oppervlak G. Voorts is de hoek, gevormd tussen het hellende oppervlak F, ten opzichte van een vlak, waarin het brekingsrooster 345 is gelegen, en is de hoek, gevormd door het hellende op-2 -pervlak G ten opzichte van het zelfde vlak β -

Het gereflecteerde licht 341 uit het informatie registratie oppervlak 100 treedt de bundelsplitsingsinrichting 343 als een parallelle lichtbundel binnen, indien het registratie oppervlak 100 zich in de in-fccuspositie bevindt. Wanneer het registratie oppervlak 100 even-30 wel ten opzichte van de normale in-focuspositie afwijkt, verandert de vorm van het gereflecteerde licht 341 van een parallelle lichtbundel tot een convergente of divergente lichtbundel. Derhalve varieert de invalrichting van het invallende licht 341 in conformiteit met de mate van deviatie van het focus. Dat wil zeggen, dat in figuur 50 de invals-35 hoek X van het gereflecteerde licht 341 met het brekingsrooster 345 een ï > -48- bepaald gebied (XJ5 x = X2^ en dat derhalve de bewegingsrichting van het gebroken licht 342 ook varieert, en de invalshoek daarvan aan het bovenvlak 354 van de evenwijdige vlakke plaat 344 op het oppervlak 355 van de evenwijdige vlakke plaat 346 anders wordt. Hier evenwel 5 is een richting, loodrecht op het vlak, waarin het brekingsrooster 345 is gelegen, de referentie en X^ is een negatieve waarde.

Volgens de uitvinding kunnen de reflecterende films 350 en 351 evenwel worden uitgevoerd als uit een aantal lagen bestaande films, welke geen faseverschil voor lichtbundels met verschillende invalshoeken 10 X veroorzaken en derhalve kan in elk geval het gebroken licht 342 op de analysator 89 worden gericht zonder dat de polarisatie toestand van het licht varieert.

Het brekingsrooster 345 kan van het volume type of van het soldeer-type zijn doch in het geval van een brekingsrooster van het soldeer-15 type kan door de reflecterende films 350 en 351 zodanig te kiezen, dat geen faseverschil optreedt zelfs voor gebroken licht zelfs met vele andere orden dan de vooraf bepaalde orden, een foto-detectie op een doeltreffende wijze tot stand worden gebracht zonder dat de lichthoeveelheid wordt gereduceerd.

20 De optische kopinrichting volgens de uitvinding is ook van toepas sing op de differentiaal detectie van signalen. Een dergelijk voorbeeld zal hierna worden beschreven.

Figuur 51 is een schematisch bovenaanzicht van een bundelsplitsings-inrichting waarop de differentiaal detectie methode van toepassing is.

25 In figuur 51 omvat het brekingsrooster gedeelte 361 van de bundelsplitsings-inrichting 360 drie gesplitste gebieden Η, I en J, zoals beschreven onder verwijzing naar figuur 23. De lichtbundel uit het gebied H wordt in hoofdzaak op een uit twee delen bestaande foto-aftastinrichting 364 gecondenseerd, en tast de licht ontvangende opprvlakken 362 en 363 daar-30 van af in overeenstemming met de afstand tussen een objectieflens en een registratie medium. Voorts worden de uit de gebieden I en J afkomstige lichtbundels via polarisatieplaten (polarisatie elementen) 365 resp. 366 overgedragen en in hoofdzaak op de fotoaftastinrichtingen 367 resp. 368 gecondenseerd, waarbij deze bundels deze inrichtingen binnentreden.

35 De polarisatie transmissie assen van polarisatie platen 365 en 366 ..... . / 0 / f > s —49—

O

2ijn in hoofdzaak symmetrisch (bijvoorbeeld onder _+ ongeveer 45 , als aangegeven in figuur 52) ten opzichte van het polarisatievlak van de invallende lichtbundel opgesteld. S/N kan soms worden vergroot wanneer de hoek van de transmissie-assen van de polarisatieplaten wordt ingesteld 5 op een hoek van 45° of meer in afhankelijkheid van het type ruis van het opto-magnetische medium. In dergelijke gevallen is het gewenst, dat deze hoek niet wordt beperkt tot de omgeving van 45° doch wordt ingesteld op een optimale hoek, waarbij S/N het grootst is.

De voordelen van deze differentiaal detectie methode zullen hierna 10 worden beschreven.

De figuren 52a en 52B tonen schematisch signaal amplitude componenten, welke de respectieve foto-detectoren 367 en 368 bereiken. In deze figuren is indien de ordinaat de polarisatie richting van de invallende lichtbundel voorstelt, het polarisatievlak van de lichtbundel, welke door 15 het registratie medium wordt gereflecteerd, geroteerd over ft of -0 afhankelijk van de richting (de opwaartse richting of de neerwaartse richting) van de gemagnetiseerde sectie van het opto-magnetische patroon.

Hier zijn de verschillen en S^, tussen de componenten, geprojecteerd op de transmissie-assen X en X' (de assen, aangegeven door gebroken 20 lijnen, welke onder _+ 45° hellen) van de polarisatievlakken 365 en 366 de signaal amplitude componenten.

De rotatiehoeken h en Δ worden naar de tijd gevarieerd door het ^ K J K

opto-magnetische patroon en derhalve vertonen de variatie in de intensiteit van signalen, die door de f oto-aftastinrichtingen 367 en 368 worden 25 ontvangen, een faseverschuiving van 180° tussen de gesplitste lichtbundels, als aangegeven in figuur 53A en 53B .

De opto-magnetische signalen worden in fase omgekeerd, zoals boven is beschreven, doch gewoonlijk zijn ruiscomponenten ( de ruis uit het registratiemedium, de zwaai-ruis van het licht LDI, enz), op deze signalen 30 gesuperponeerd en deze ruiscomponenten hebben dezelfde fase.

Wanneer derhalve het verschil tussen de signalen, verkregen uit de aftastinrichtingen 367 en 368 , wordt bepaald, versterken de signaal-componenten elkaar en nemen de ruiscomponenten af en derhalve zijn, indien het optische stelsel nauwkeurig is opgesteld S^en S^,5,aan elkaar 5 gelijk en zijn ook de ruisamplituden aan elkaar gelijk, waardoor de signalen * 5 -50- tweemaal zo groot worden en de ruis gelijk wordt aan nul (figuur 53C).

Aangenomen wordt, dat electrische signalen, verkregen uit de foto-aftastinrichtingen 362, 363, 365 en 366 resp. 1^, Ien I4 zijn. Aangezien de AF- en AT-signalen gewoonlijk laag frequente componenten 5 zijn vergeleken met het informatie signaal ( de AF- en AT-signalen hébben een frequentie van 20 kHz of minder en het informatie signaal heeft een frequentie van enige honderden kHz tot enige MHz), kan rekening worden gehouden met het gemiddelde niveau van de opto-magnetische signalen weergegeven in de figuren 53A en 53B.

10 Dat wil zeggen, dat de verschillende gewenste signalen worden verkregen door; AF-signaal = laag frequente component van (1^ - Ij) AT-signaal = laag frequente component van (I^ - 1^)

Informatiesignaal S = signaalband component van (I^ - I^) .

15 In figuur 51 geeft 369 een differentiaal versterker aan voor het verwerken van het AF-signaal, 370 een differentiaal versterker voor het verwerken van het AT-signaal en het informatie signaal, 371 een laag doorlaatfilter voor het onttrekken van het AT-signaal, en 372 een hoog doorlaatfilter voor het onttrekken van het informatie signaal S.

20 De volgens de uitvinding gebruikte bundelsplitsingsinrichting kan worden gecombineerd met andere optische elementen (zoals een lens en een prisma) teneinde de constructie van de optische kopinrichting verder te vereenvoudigen. Een dergelijke uitvoeringsvorm zal hierna worden beschreven. Bij de hierna volgende uitvoeringsvorm zijn onderdelen, welke 25 overeenkomen met die van de eerder beschreven uitvoeringsvormen, van dezelfde verwijzingen voorzien en zullen deze niet gedetailleerd worden beschreven.

Figuur 54 toont een negende uitvoeringsvorm volgens de uitvinding.

De lichtbundel, welke afkomstig is uit een halfgeleiderlaser 71 wordt 30 door een collimatorlens tot een evenwijdige lichtbundel gemaakt, treedt een buigprisma 380 binnen, wordt door het reflecterende oppervlak 381 daarvan gebogen en treedt een bundelsplitsingsinrichting 383 binnen.

Het prisma 380 is door middel van een hechtmiddel aan een eerste evenwijdige vlakke plaat 384 bevestigd, welke de bundelsplitsingsinrichting 35 383 vormt. De lichtbundel wordt via de evenwijdige vlakke plaat 384 , . ^ 7 f \ 7 -51- een brekingsrooster 385 en een evenwijdige vlakke plaat 386 overgedragen en door een objectief lens 78 op een informatie registratiemedium 100 op een schijf 99 gecondenseerd.

Waar het informatie registratiemedium 100 een opto-magnetisch 5 medium is, veroorzaakt het gereflecteerde licht een Kerr-rotatie in conformiteit met de magnetisatierichting. Deze gereflecteerde lichtbundel wordt door het brekingsrooster 385 gereflecteerd en wordt een lichtbundel 382, welke via een analysator 89 wordt overgedragen en aan een foto-detector 86 wordt toegevoerd.

10 In de foto-detector 86 vindt een automatische focusering en een automatisch nalopen door middel van de boven genoemde verschillende stelsels plaats.

Bij de hier beschouwde uitvoeringsvorm is het prisma 380 integraal door middel van een hechtmiddel aan de bundelsplitsingsinrichting 383 15 bevestigd en wordt het derhalve mogelijk een .optische kop te realiseren, welke geen extra onderdeel vereist om de ring vast te houden, en welke constructie compact is, een gering gewicht heeft en zeer betrouwbaar is.

Een verder voordeel is, dat de mate van reflectie van licht bij het 20 verbindingsoppervlak gering is en de anti-reflectiebekleding bijna onnodig wordt of een voldoend effect door een eenvoudige filmconstructie kan worden verkregen.

De zojuist boven beschreven uitvoeringsvorm is zodanig, dat een relief copie van het rooster op de parallelle vlakke plaat 386 wordt verkregen, 25 welke een substraat is, door gébruik te maken van een thermohardend of onder invloed van ultra violet licht hard worden type hechtmiddel, waarbij een reflecterende film op het rooster wordt gevormd, waarna de evenwijdige vlakke plaat 384 door middel van een hechtmiddel daaraan wordt bevestigd onder gebruik van een hechtmiddel met dezelfde brekings-30 index. Het onderdeel, dat als de deklaag wordt gebruikt, behoeft niet steeds een parallelle vlakke plaat te zijn.

Figuur 55 toont een tiende uitvoeringsvorm volgens de uitvinding, welke op een dergelijk concept is gebaseerd. Een de optische baan buigend prisma 380 met een reflecterend oppervlak 381 wordt als een dekonderdeel 35 gebruikt wanneer een hechtmiddellaag met dezelfde brekingsindex op een t, * -52- brekingsrooster 395 wordt gevormd. Ten gevolge van het gebruik van een dergelijke constructie wordt het aantal optische onderdelen met één verminderd vergeleken met de voorafgaande uitvoeringsvorm en wordt ook het aantal verbindingsvlakken met één verlaagd, waardoor een verdere 5 compactheid en een geringer gewicht evenals een grotere betrouwbaarheid wordt verkregen. Voorts wordt als een secundair effect volgens de uitvinding tevens als voordeel verkregen, dat de lichtbundel 382, die op de foto-detector 86 is gericht, zich door een enkel optisch onderdeel 396 beweegt en dat derhalve de polarisatie van de lichtbundel weinig wordt 10 verstoord.

Figuur 56 toont een elfde uitvoeringsvorm volgens de uitvinding.

De lichtbundel uit een halfgeleiderlaser 71 wordt door een collimator lens 72 tot een parallelle lichtbundel met een brede ruimtelijke inten-siteitsverdeling in één richting gemaakt. Deze parallelle lichtbundel 15 wordt door een prisma 400 gebroken en wordt een lichtbundel met een in hoofdzaak rotatie symmetrische intensiteitsverdeling, waarbij de bundel op een objectieflens 78 naar een hoog transmissie rendement wordt gericht. Bij de hier beschouwde uitvoeringsvorm wordt aan de onderzijde van het prisma 400 een brekingsrooster van het relieftype gevormd bijvoorbeeld 20 door de injectiemethode of de compressiemethode, en door middel van een hechtmiddel 405 aan een parallelle vlakke plaat 406 gecementeerd teneinde daardoor een bundelsplitsingsinrichting 403 te vormen

Bij een twaalfde uitvoeringsvorm volgens de uitvinding, weergegeven in figuur 57, is een collimatorlens 407, welke een lens van het index-25 verdeeltype omvat, door een hechtmiddel integraal bevestigd aan een, de optische baan buigend prisma 380 en een halfgeleiderlaser 71. Een reflecterende laag 408 kan, indien nodig, op een parallelle vlakke plaat 396 worden gevormd.

Bij een in figuur 58 afgebeelde uitvoeringsvorm omvat de collimator-30 lens een lens 409 met een sferisch symmetrische index-verdeling, welke lens is voorzien van een reflecterend oppervlak 410 en een vlak, dat zich door het midden daarvan uitstrekt. Een bekledingsraateriaal of hechtmiddel 411 met een geringe brekingsindex wordt gebruikt om aan de totale reflectie voorwaarde bij een parallelle vlakke plaat 396 te voldoen.

35 In figuur 59 wordt als collimatorlens een parabolische spiegel 413 ' ’ ·· -1 r -· .·, ' j 0 ö / r .» · -53- gebruikt en zijn een brekingsrooster 395 en een halfgeleiderlaser 71 door middel van een hechtmiddel aan een glazen blok 412 bevestigd.

In figuur 60 is het brekingsrooster door de injectiemethode of de compressiemethode vervaardigd uit een kunststofplaat of een glas-5 plaat. Eén oppervlak van een optisch onderdeel 426 heeft de vorm van een convexe lens en voorziet in een collimatorlens en aan het andere oppervlak van het optische onderdeel 426 is een brekingsrooster gevormd.

Het brekingsrooster wordt verkregen door een reflecterende film op een daartoe vereist gebied op te dampen en deze daarna aan een even-1.0 wijdige vlakke plaat 424 te bevestigen door middel van een hechtmiddel 425, dat in hoofdzaak dezelfde brekingsindex heeft. Door gebruik te maken van een dergelijke constructie kan het aantal onderdelen verder worden gereduceerd. Voorts verkrijgt men indien de brandpuntsafstand van de collimatorlens op een grote waarde wordt ingesteld, als voordeel, 15 dat het rooster een recht rooster is doch dezelfde functie kan vervullen-Bij de in figuur 61 afgeheelde uitvoeringsvorm wordt de lichtbundel uit een halfgeleiderlaser 71 door het reflecterende oppervlak 431 van een buigspiegel 430 gereflecteerd, waarna de bundel een collimatorlens 434 binnentreedt en een evenwijdige lichtbundel wordt.

20 Aan de onderzijde van de collimatorlens 434 is een brekingsrooster gevormd onder gebruik van de injectie-of compressie bewerking en dit leidt tot het voordeel, dat de centrering van de optische as van de lens en de deelpositie van het roosteroppervlak op een nauwkeurige wijze kan plaatsvinden.

25 Voorts kan, als aangegeven in figuur 62, een collimatorlens 447 door middel van een hechtmiddel aan een brekingsrooster 445 worden gecementeerd, dat op een evenwijdige vlakke plaat 446 is gevormd, teneinde een bundel splitsingsinrichting 443 te vormen. Het licht uit een halfgeleiderlaser 71 wordt door een reflecterende plaat 440 gereflecteerd 30 en naar de bundelsplitsingsinrichting 443 gericht.

Het tot stand brengen van een brekingsrooster van het relieftype aan één oppervlak van een optisch onderdeel en het tot stand brengen van een lens aan het andere oppervlak van het optische onderdeel door de compressiemethode of de injectiemethode leidt evenwel tot nog een voor-35 keurs eigenschap. In het algemeen is waar een kunststofmateriaal,?oals

» I

-54- acryl wordt gevormd onder gebruik van een uit een metaal bestaande vorm, de kracht, welke op het onderdeel wordt uitgeoefend wanneer dit onderdeel van de metalenvorm wordt losgemaakt, een belangrijke oorzaak tot een gereduceerde dimensionele nauwkeurigheid van de onderdelen. Meer 5 in het bijzonder bestaat de kans, dat in een geval, waarbij een brekings-rooster in het centrale gedeelte van één oppervlak van een parallelle vlakke plaat wordt gevormd, wanneer de compressie bewerking wordt beëindigd en het onderdeel van de vorm wordt losgemaakt, dat een buig-belasting optreedt omdat het onderdeel wordt vastgehouden door het bre-10 kingsrooster gedeelte en het randgedeelte van het onderdeel. Dientengevolge kan zelfs een gering verschil in de wrijvingskracht van de vorm of zelfs een klein verschil in de temperatuur tijdens de bewerking er toe leiden, dat de mate van buiging op een onregelmatige wijze wordt gevarieerd.

15 Teneinde het optreden van een dergelijk probleem te beletten, kan aan de boven- en ondervlakken van hetzelfde optische onderdeel een geschikte structuur worden gegeven, teneinde daardoor te beletten, dat een eventuele buigbelasting aan het onderdeel wordt medegedeeld. Bij de hier beschouwde uitvoeringsvorm wordt een brekingsrooster van het 20 relieftype aan één oppervlak van een enkel optisch onderdeel gevormd en wordt een niet-sferische convexe lens, welke als een collimatorlens dient, aan het andere oppervlak van het optische onderdeel gevormd, en derhalve treedt tijdens het losmaken een trekbelasting ten aanzien van het centrale gedeelte van het onderdeel op. Derhalve wordt het onderdeel 25 niet aan een schadelijke buigbelasting onderworpen en verkrijgt men een bewerking van de.optische onderdelen met een goede oppervlakte nauwkeurigheid.

De optische kopinrichting volgens de uitvinding is niet beperkt tot de boven beschreven uitvoeringsvormen doch er zijn nog verschillende 30 andere uitvoeringen mogelijk.

' - ’i £· /

Claims

1. Optische kopinrichting gekenmerkt door een lichtbron, condensor organen om een lichtbundel, welke afkomstig is uit de lichtbron, op een optisch registratie medium te condenseren, een foto-detector voor het detecteren van het gereflecteerde licht van de lichtbundel uit het 5 registratiemedium, en een bundelsplitsingsinrichting met een brekings-rooster, opgesteld in de optische baan van de lichtbundel, welke het registratiemedium vanuit de lichtbron binnentreedt langs een vlak, dat in hoofdzaak loodrecht op de optische as van de invallende lichtbundel staat teneinde te veroorzaken, dat het door het registratiemedium ge-10 reflecteerde licht door het brekingsrooster wordt gebroken en naar de foto-detector wordt gericht.

2. Optische kopinrichting volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat het brekingsrooster van de bundelsplitsingsinrichting een brekingsrooster van het relieftype is, voorzien van eerste en tweede transpa-15 rante onderdelen met in hoofdzaak dezelfde brekingsindex, waarbij tenminste één van deze transparante onderdelen is voorzien van een aantal hellende oppervlakken, en een reflecterende film met een polarisatie afhankelijkheid, die op het begrenzingsvlak tussen de transparante onderdelen is aangebracht.

3. Optische kopinrichting volgens conclusie 2 met het kenmerk, dat de lichtbron lineair gepolariseerd licht emitteert en een faseplaat verder tussen de bundelsplitsingsinrichting en het registratiemedium aanwezig is.

4. Optische kopinrichting volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat 25 het optische registratiemedium een opto-magnetisch registratiemedium is en het brekingsrooster van de bundelsplitsingsinrichting een brekingsrooster van het volumetype is teneinde het uit het registratiemedium gereflecteerde licht te breken onder een hoek in één van de gebieden van 20°-80° en 100°-158°.

5. Optische kopinrichting volgens conclusie 4 met het kenmerk, dat het brekingsrooster van het volumetype het teruggekaatste licht breekt o o o o onder een hoek in één van de gebieden van 33 -72 en 108 -147 .

6. Optische kopinrichting volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat het brekingsrooster een lenswerking heeft om de golfoppervlakte vorm 35 te variëren wanneer het gereflecteerde licht wordt gebroken en te ver- « * -56- oorzaken, dat het gereflecteerde licht divergeert of convergeert.

7. Optische kopinrichting volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat het brekingsrooster van de bundelsplitsingsinrichting in een aantal gebieden is gesplitst, waarop verschillende roosterpatronen zijn gevormd.

8. Optische kopinrichting volgens conclusie 7 met het kenmerk, dat het brekingsrooster twee gebieden omvat, die door een segment zijn verdeeld in een richting, welke samenvalt met de richting waarin zich een spoor uitstrekt, dat op het registratiemedium is gevormd en de foto-detector is voorzien van twee licht opnemende gedeelten voor het detecteren 10 van de lichtbundels, die door de genoemde gebieden worden gebroken, waarbij organen aanwezig zijn om de uitgangssignalen van de licht ontvangende gedeelten te differentiëren en een naloopfoutsignaal te verkrijgen.

9. Optische kopinrichting volgens conclusie 7 met het kenmerk, dat 15 de foto-detector is voorzien van twee licht opnemende gedeelten voor het detecteren van het licht, dat door één van de verdeelde gebieden is gebroken en organen aanwëzig zijn om de uitgangssignalen van de licht-opnemende gedeelten te differentiëren en een focuseringsfoutsignaal te verkrijgen.

10. Optische kopinrichting volgens conclusie 7 met het kenmerk, dat het optische registratiemedium een opto-magnetisch registratiemedium is en de foto-detector is voorzien van twee lichtopnemmde gedeelten voor het detecteren van de lichtbundels, die door twee van deze gebieden worden gebroken, waarbij twee polarisatiepjaten met verschillende trans-25 missie azimuth in de optische banen van de door de llchtopnemende gedeelten gedetecteerde lichtbundels zijn opgesteld en organen aanwezig zijn om de uitgangssignalen van de lichtontvangende gedeelten te differentiëren.

11. Optische kopinrichitng volgens conclusie 10 met het kenmerk, 30 dat de genoemde twee gebieden door een segment zijn verdeeld in een richting, welke samenvalt met de richting waarin zich een spoor uitstrekt, dat op het registratiemedium is gevormd, waarbij de foto-detector verder is voorzien van organen om de gedifferentieerde signalen naar frequentie te scheiden en een informatiesignaal en een naloopfoutsignaal te ver-35 krijgen. \ * ' . - .·· «o.’ .· ·*· * ' < -Site. Optische kopinrichting volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat de bundelsplitsingsinrichting een planaire vorm heeft en het licht, dat door het brekingsrooster wordt gebroken, via de bundelsplitsingsinrichting wordt geleid, waarbij een totale reflectie wordt herhaald.

13. Optische kopinrichting volgens conclusie 12 met het kenmerk, dat de foto-detector op een eindvlak van de bundelsplitsingsinrichting is gevormd.

14. Optische kopinrichting volgens conclusie 12 met het kenmerk, dat het optische registratiemedium een opto-magnetisch registratiemedium 10 is, waarbij een reflecterende film om te beletten, dat de polarisatie toestand van het gebroken licht wordt gevarieerd, op dat oppervlak van de bundelsplitsingsinrichting is gevormd, waaraan het gebroken licht totaal wordt gereflecteerd.

15. Optische kopinrichting volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat 15 het lichtopnemende oppervlak van de foto-detector een zodanige vorm heeft, dat de lengte in een richting, waarin het door het brekingsrooster gebroken licht zich voortbeweegt door de golflengte fluctuatie van de lichtbron, groter is dan de lengte in een richting, loodrecht daarop. 16. /Optische kopinrichting volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat 20 een optisch stelsel voor het reduceren en condenseren van het door het brekingsrooster gebroken licht in een richting, waarin het gebroken licht zich voortbeweegt door de golflengtefluctuatie van de lichtbron, ten opzichte van een richting loodrecht daarop aanwezig is tussen het . brekingsrooster en de foto-detector.

17. Optische kopinrichting volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat een prisma voor het afbuigen van het door de lichtbron geëmitteerde licht integraal met de bundelsplitsingsinrichting is gevormd.

18. Optische kopinrichting volgens conclusie 17 met het kenmerk, dat de bundelsplitsingsinrichting een brekingsrooster van het relieftype 30 bezit, dat door injectie vorming of compressievorming op één oppervlak vein het prisma is gevormd.

19. Optische kopinrichting volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat een collimatorlens voor het collimeren van het uit de lichtbron geëmitteerde licht integraal met de bundelsplitsingsinrichting is gevormd.

20. Optische kopinrichting volgens conclusie 19 met het kenmerk, 1 · -58- da,t de bundelsplitsingsinrichting is voorzien van een brekingsrooster van het relieftype, dat door injectie vorming of compressievorming op één oppervlak vande collimator lens is gevormd. 8 h ΰ 1 3 ^ 7 V 'J V * %* ·& *