PL86219B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do odczytywania nosnika zapisu, na którym infor¬ macja ma przyklad informacja wizyjna i/lub dzwie¬ kowa zarejestrowana jest na przynajmniej jedrnej sciezce, przy czyim urzadzenie to zawiera zródlo promieniowania oraz uklad detekcji protmieniowa- nia, przeznaczony do przetwarzania wiazki adezy- tujaoej, emitowanej przez zródlo promieniowania i zmodulowanej przez nosnik zapisu, w sygnal elektryczny.

Proponowano juz konstrukcje sciezki zlozona z bloków o zmiennej dlugosci, rozdzielonych przez pola, przy czym informacja moze byc rejestrowa¬ nia w postaci struktury fazowej lub w postaci struktury amplitudowej, co oznacza, ze struktura informacyjna moduluje odjpowiednio faze lub am¬ plitude wiazki odczytujacej.

Proponowano równiez, na przyklad w jednym ze zgloszen patentowych, dla odczytywania takiej struktury, tworzenie w ukladzie detekcyjnym ob¬ razu struktury, majacego wymiary mniejsze niz najmniejszy szczegól struktury, oo mozna uzyskac przez rzutowanie bardzo malej plamki promienio- wlania na strukture i przez tworzenie obrazu na¬ swietlonej czesci struktury optycznej w ukladzie detekcyjnym. Ewentualnie mozna rzutowac - na strukture wieksza plamke promieniowania, przy czym jedynie (bardzo mala czesc naswietlonej cze¬ sci struktury jiestt odtwarzania w postaci obrazu w ukladzie detekcyjnym. Poniewaz pozadane jest, by ilosc informacji zarejestrowana na nosniku zapisu byla duza, wymiary bloków i pól musza byc bar¬ dzo male.

Przykladowo, jezeli na kolowym nosniku zapi¬ su o srednicy zewnetrznej 30 cm ma byc zareje¬ strowany program wizyjny o czasie trwania 45 minut, to bloki d pola maja wymiary rzedu 1 //m.

Oznacza to, ze dla tych dwóch wymienionych spo- sobów 'Odczytywania nalezy zastosowac obiektyw o duzej liczbowej wartosci apertury, poniewaz najmniejszy szczegól, który obiektyw moze od¬ tworzyc w postaci obrazu, jest proporcjonalny do dlugosci fali promieniowania podzielonej przez liczbowa wartosc apertury oibiektywu. Liczbowa wartosc apertury N.A. obiektywu o> kolowej zre¬ nicy wejsciowej jest dana wzorem N.A. — sin u gdzie u oznacza poliowe kata pod którym widzia¬ ny jest obiekt.

Obiektyw o duzej liczbowej wartosci apertury optycznej jest drogi. Ponadto, poniewaz glebia ostrosci obiektywu jest proporcjonalna do dlugo- sci faild promieniowania podzielonej przez kwadrat liczbowej wartosci apertury, obiektyw taki ma niala glebie ostrosci.

Celem wynalazku jest unikniecie koniecznosci stosowania w urzadzeniu odczytujacym obiektywu a duzej liczbowej wartosci apertury i zwiazanych 8621986&19 z tym trudnosci. Zadaniem jest opracowanie urza¬ dzenia które powinno nadawac sie zwlaszcza do odczytywania nosnika zapisu, w którym informa¬ cja jest zarejestrowana w postaci struktury fazo¬ wej, ponadto urzadzenie to powinno byc proste i tanie, a odczytywanie nie powinno wymagac drogich i skomplikowanych ukladów kontrasto¬ wania fazy lub ukladów interferometrycznych sto¬ sowanych w znanych urzadzeniach.

Cel ten osiagnieto a zadanie (rozwiazano przez to, ze wymiar pola przekroju poprzecznego wiazki odczytujacej w kierunku szerokosci sciezki mie- rzony^na nosniku ^aa^isu jest wiekszy niz szero¬ kosc* sciezka &Y^y3inosnik zawiera wiele sciezek wyhiiar ten jest mniejszy niz suma szerokosci sciezki i podwojonej szerokosci pozbawionych in¬ formacji *pa^o^v|o|rekinich, przy czym na drodze protóeniowiania odr nocnika zapisu do ukladu de¬ tekcyjnego umieszczony jest otwór ograniczajacy sprawiajacy, ze znaczna czesc promieniowania od¬ chylona przez informacje zarejestrowana na nos¬ niku zapisu pada na zewnatrz ukladu detekcyj¬ nego. Okreslenie, wymiar pola przekroju poprzecz¬ nego wiazki odczytujacej, oznacza odleglosc po¬ miedzy dwoma punktami w takim polu przekroju poprzecznego, w którym natezenie promieniowania zmalalo do (e-2) czesci natezenia w srodku wiazki.

W przypadku wiazki odczytujacej o przekroju kolowym wymiar pola przekroju poprzecznego wiazki doczytujacej w kierunku szerokosci sciezki jest równy srednicy wiazki odczytujacej.

W urzadzeniu wedlug wynalazku uklad tworze¬ nia obrazu jest odmienny od zwykle dotychczas iuzywanego. Podczas gdy w znanych urzadzeniach odczytujacych stosuje sie obiektyw o najwyzszej mozliwej zdolnosci rozdzielczej, w urzadzeniu we¬ dlug wynalazku celowo zostala wybrana stosun¬ kowo mala zdolnosc rozdzielcza obiektywu.

Uirzadzenie wedlug wynalazku moze byc ko¬ rzystnie stosowane do odczytywania odbijajacego nosnika zapisu, urzadzenie takie charakteryzuje sie tym, ze otwór ograniczajacy Jest umieszczony równiez na drodze promieniowania od zródla pro¬ mieniowania do nosnika zapisu. Okreslenie odbi¬ jajacy nosnik zapisu oznacza nosnik zapisu, w którym informacja jest zarejestrowana w struk¬ turze odbijajacej.

Przedmiot wynalazku jest dokladniej przedsta¬ wiony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia senematycznie zasade urzadzenia, fig. 2 — czesc struktury optycznej od¬ czytywanego nosnika zapisu, a fig. 3 urzadzenie do odczytywania odbijajacego nosnika zapisu.

Jak pokazano na fig. 1, obiektyw Lj skupia (równolegla wiazke promieniowania B w mala plamke \1 w plaszczyznie ogniskowej obiektywu.

Minimalna srednica tej - plamki promiiejniowania, ograniczona przez dyfrakcje, jest okreslona przez dlugosc fali promieniowania i przez sam obiek¬ tyw. Gdy wiazka B wypelnia cala zrenice obiekty¬ wu, minimalna srednica plamki promieniowania jest okreslona przez wzór X 45 55 05 gdzie X oznacza dlugosc fali uzytego promieniowa¬ nia a N.A. oznacza liczbowa wartosc apertury obiektywu, podczas gdy C oznacza stala rzedu 1, która jest okreslona przez -rozklad natezenia w wiazce odczytujacej.

Odwrotnie, obiektyw L2o liczbowej wartosci apertury równej liczbowej wartosci optycznej apertury obiektywu Li odtwarza obraz szczególu, którego wymiary sa równe wymiarom plamki \t.

Szczegól V2 -usytuowany w miejscu polozenia plamki \± i posiadajacy wymiary mniejsze od wy¬ miarów plamki \lt nie jest jednak odtwarzany w postaci obrazu przez obiektyw L2 wynika to z fa¬ lowego charakteru promieniowania. Naswietlenie malego szczególu V2 powoduje powstanie promie¬ niowania dyfrakcyjnego.

Obiektyw L2 moze tworzyc wierny obraz tego szczególu tylko wtedy, jesli promieniowanie dy¬ frakcyjne jest przepuszczane przez zrenice wej¬ sciowa obiektywu. Jezeli, jak pokazano na fig. 1, szczegól V2 jest tak maly, ze promieniowanie dy¬ frakcyjne pada glównie na zewnatrz zrenicy wej¬ sciowej obiektywu iflpatrz promienie B na fig. 1), obiektyw nie moze juz tworzyc wiernego obrazu szczególu V2. Detektor D odbiera wtedy tylko bar¬ dzo mala czesc promieniowania ze szczególu V2.

Uklad wedlug wynalazku, pokazany na fig. 1 moze byc stosowany do odczytywania nosnika za¬ pisu promieniowaniem przechodzacym. W tym ce¬ lu nosnik zapisu jest tak w urzadzeniu umieszczo¬ ny, ze odczytywana sciezka (jest usytuowana w plaszczyznie szczególu V2. Nosnik zapisu Jest po¬ ruszany tak, ze kolejne czesci sciezki pojawiaja sie kolejno w miejscu usytuowania szczególu V2.

Na ffig. 2 przedstawiono strukture optyczna od¬ czytywanego nosnika zapisu, w przypadku kolo¬ wego nosnika zapisu. Na nosniku zapisu 1 wzdluz sciezki 2 usytuowane sa bloM b. Bloki oddzialy- wuja na wiazke promieniowania padajaca na nos¬ nik zapisu inaczej niz reszta nosnika zapisu, która stanowi pola g usytuowane pomiedzy blokami oraz pozbawione informacji paski posrednie 3. Sciezki moga byc usytuowane równolegle do siebie, to jest usytuowane koncentrycznie wokól srodka no¬ snika zapisu. Ewentualnie nosnik zapisu moze byc wyposazony w jedna spiralna sciezke ciagla. Dlu¬ gosci bloków i odstepy pomiedzy blokami sa okre¬ slone przez informacje zarejestrowana na sciezce.

Wiazka promieniowania, na przyklad wiazka B z fig. 1, tworzy plamke promieniowania Vj na strukturze optycznej. Riuch nosnika zapisu w kie¬ runku pokazanym strzalka 4 powoduje zmodulo¬ wanie wiazki promieniowania w czasie, zgodnie z kolejnoscia bloków i pól w sciezce. Srednica d plamki swietlnej Vi jest wieksza niz szeriokosc sciezki 2 lecz mniejsza niz suma szerokosci sciezki i podwójnej szerokosci pozbawionych informacji pasków posrednich.

Liczbowa wartosc apertury to jest rozwartosc optyczna obiektywu, który tworzy obraz nosnika zapisu w ukladzie detekcyjnym jest wybrana tak, ze obiektyw ten nie moze juz tworzyc obrazu wa¬ skich bloków b. Detektor D (fig. 1) odbiera za¬ tem promieniowanie tak dlugo, }ak dlugo plamka5 86219 6 promieniowania jest rzutowana (poza blokiem b.

Gdy plaimka promieniowania jest rzutowana na blok b stosunkowo duza ilosc promieniowania jest odchylana poza zrenice wejsciowa obiektywu L2.

W takim przypadku Jedynie niewiele promienie- 5 wania pada na detektor i sygnal wyjsciowy de¬ tektora jest zasadniczo równy zeru.

Informacja moze byc zarejestrowana w nosniku zapisu w postaci struktury amplitudowej, przy czyni bloki sa wspólplaszczyznowe z powierzchnia nosnika zapisu. W rozwiazaniu takim bloki po¬ chlaniaja promieniowanie, ipodczas gdy nosnik za¬ pisu moze byc .albo 'przezroczysty dla promienio¬ wania albo mozna odbijac promieniowanie. Ewen¬ tualnie plaszczyzna bloków moze byc nieco od¬ dalona od powierzchni nosnika zapisu. Przykla¬ dem takiej struktury fazowej jest odbijajacy pro¬ mieniowanie nosnik zapisu, w którym w miej¬ scach bloków wytloczone sa wglebienia, usytuo¬ wane o 1/4 X ponizej powierzchni nosnika zapisu.

Wglebienia te nie musza miec scianek prostych.

Nosnik zapisu, w którym powierzchnia obniza sie stopniowo do dna kazdego wglebienia, moze byc dlug wynalazku.

Na fig. 3 pokazano uazajdzenie wedlug wyna¬ lazku do odczytywania odbijajacej struktury z wglebieniami. Wiazka promieniowania B, pada¬ jaca na obiektyw L Jest skupiana w plamke pro¬ mieniowania Vi na nosniku zapisu 1. Kolowy no¬ snik zapisu obraca sie wokól osi 7. Nosnik zapisu odbija promieniowanie do obiektywu L. Dopóki plamka promieniowania Vi nie pada na wglebie¬ nie, odbite .ptromieniowanie przechodzi przez obie¬ ktyw L i jest odbijane przez rozszczepiajacy wiaz¬ ke promieruowania pryzmat 8 do detektora pro¬ mieniowania D. Powoduje to pojawienie sie syg¬ nalu na wyjsciu detektora. Gdy plamka promie¬ niowania pada na wglebienie, po odbiciu promie¬ niowanie Jest uginane tak, ze pada poza zrenice obiektywu L. W takim przypadku detektor odbie¬ ra bardzo malo promieniowania i Jedynie bardzo slaby sygnal pojawia sie na wyjsciu tego detek¬ tora, w urzadzeniu tym, zadanie obiektywów Li i L2 przedstawionych w schemacie urzadzenia na fig. 1, pelni pojedynczy obiektyw L.

Urzadzenie wedlug wynalazku przedstawione na fig. 3 inadaje sie zwlaszcza do odczytywania struk¬ tury fazowej wyzej opisanej, w któreij usytuowanie dna wglebien o 1/4 X ponizej powierzchni nosnika zapisu w polaczeniu z odpowiednim d-braniem srednicy wiazki odczytujacej w stosunku do sze¬ rokosci bloków, umozliwia kompletne wyelimino¬ wanie promieniowania, które nie Jest uginane gdy plamka .promieniowania pada na bloky dzieki cze¬ mu na detektor w ogóle nie pada promieniowanie.

Wiazka odczytujaca B jest dostarczana przez la¬ serowe zródlo promieniowania 5. Aby uniemozli¬ wic podanie promieniowania odbitego od nosnika zapisu na zródlo promieniowania 5, pryzmat roz¬ szczepiajacy 8 jest pryzmatem polaryzujacym, przy¬ kladowo przepuszcza tylko promieniowanie maja¬ ce plaszczyzne polaryzacji równolegla do plasz¬ czyzny rysunku, a odbija promieniowanie majace plaszczyzne polaryzacji pod katem prostym do pla¬ szczyzny rysunku. Plytka cwiercfalowa 6 jest umieszczona pomiedzy obiektywem La nosni~ kiem zapisu 1, co zapewnia, ze plaszczyzna polary¬ zacji promieniowania odbitego w kierunku do pry¬ zmatu jest obrócona o 90°, tak ze promieniowanie to odbija sie od pryzmatu.

Dotychczas rozwazano zastosowanie obiektywu majacego ograniczona aperture to jest liczbowa rozwartosc optyczna. Oczywiscie obiektyw moze gdyby to bylo potrzebne miec wieksza liczbowa rozwartosc optyczna i byc poprzedzony przez od¬ dzielna przeslone.

W praktycznym rozwiazaniu urzadzenia wedlug wynalazku obiektyw o ogniskowej 8 mm i o licz¬ bowej rozwartosci optycznej aperturze równej 0,4 jest oswietlany wiazka laserowa emitowana przez laser heUowonneonowy, X = 6328 A o srednicy 2,1 ^m o rozkladzie Gaussa. Okres sciezki struktury optycznej nosnika zapisu w kierunku promienio¬ wym Jest 11,8 /urn, a najmniejszy wymiar sciezki wynosi 0,9 um.

Wynalazek nie ogranicza sie tylko do odczyty¬ wania nosników zapisu w ksztalcie krazka. Za po¬ moca urzadzenia wedlug wynalazku moga byc równiez odczytywane inne nosniki, na przyklad tasmowe.

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe

1. Urzadzenie do odczytywania nosnika zapisu, na którym informacja, na przyklad wizyjna i/lufo dzwiekowa, Jest zarejestrowana na przynajmniej jednej sciezce, zawierajace zródlo proniieniowania i uklad detekcji promieniowania, przeznaczony do przetwarzania wiazki odczytujacej emitowanej przez zródlo promieniowania i zmodulowanej przez nosnik zapisu w sygnal elektryczny, znamienne tym, ze wymiar pola przekroju poprzecznego wiaz¬ ki odczytujacej w kierunku szerokosci sciezki, mie¬ rzony na nosniku zapisu jest wiekszy niz szerokosc sciezki, a gdy nosnik zawiera wiele sciezek, wy¬ miar ten jest mniejszy niz suma szerokosci sciezki i podwojonej szerokosci pozbawionych informacji pasków posrednich, a ponadto na drodze promie¬ niowania od nosnika zapisu do ukladu detekcyjne¬ go umieszczony jest otwór ograniczajacy taki, ze znaczna czesc promieniowania ugieta przez infor¬ macje zarejestrowana na nosniku zapisu pada na zewnatrz ukladu detekcyjnego,

2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze otwór ograniczajacy Jest umieszczony równiez na drodze promieniowania od zródla promienio¬ wania do nosnika zapisu. 15 20 25 30 35 40 45 50 5586219 ^a Fig. 1 1 rti c- ¦ >> ¦? Vi- Fig.3 u> DN-3, zam. 3067/76 Cena 10 zl