Brevet FR2128576A1 — publié le 19721020

Lfinvention concerne un support d'informations à structure en forme de spirale dans laquelle on a emmagasinée de l'information sonore et/ou de l'information vidéo sous la forme de signaux modulés en fréquence ou en phase» Par l'expression "structure en 5 forme de spirale, il y a lieu d'entendre ici une structure qui est formée par un grand nombre de sillons concentriques ou quasi concentriques. L'invention concerne également un dispositif à l'aide duquel l'information emmagasinée dans le support ou porteur est 10 détectée à l'aide d'un faisceau de rayonnement qui, après aroir été en interaction avec la structure, est fourni à un système de détection sensible au rayonnement. Le porteur et le dispositif appartenant au genre précité sont connus. Le porteur connu a un sillon en forme de spirale 15 dont le fond est ondulé» Bien que lors de la reproduction du porteur connu, l'on mette en oeuvre la technique normale utilisée pour la fabrication de disques, la fabrication du premier porteur constitue une opération difficile de longue durée. En effet, 1'information est emmagasinée sous la forme de sillons pouvant 20 être formés uniquement à l'aide de machines-outils» Lors de la détection de l'information emmagasinée dans le porteur connu, l'angle qui est formé entre la surface des sillons en forme d'onde et la face du support joue un rôle essentiel» En outre, les "barrages" formés entre les sillons successifs jouent 25 un rôle principal pour suivre les sillons. Ceci conduit à la nécessité de devoir élaborer sur le porteur un profil tridimensionnel compliqué. Les inconvénients qui sont inhérents au porteur connu sont évités pour le porteur conforme à l'invention, ce dernier compor-30 tant un profil quasi bidimensionnelo Le porteur conforme à l'invention peut être fabriqué à l'aide de procédés photolithographiques et de procédés de décapage, ce qui peut avoir lieu assez simplement et de manière rapide. A cet effet, l'invention est remarquable en ce que la struc-35 ture est constituée par des petits blocs de longueur variable, situés dans la même face plane et séparés par des domaines de longueur variable, situés également dans une même face plane. Grâce à cette structure, le faisceau de rayonnement qui entre en 72 07419 2 2128576 interaction avec ces petits blocs est modulé en phase ou en amplitude. Le faisceau de rayonnement modulé est fourni à un système de détection sensible au rayonnement„ On détecte la répétition des valeurs caractéristiques du signal engendré dans le 5 système de détection, par exemple la répétition des instants auxquels la composante de tension alternative du signal acquiert la valeur zéro. Les variations éventuelles de l'intensité de la lumière de la source lumineuse et de la déconcentration n'influencent pas les intervalles de temps séparant les instants précités, 10 ce que ne font pas non plus les variations des propriétés du matériau photographique utilisé. Il est intéressant si les petits blocs ont un coefficient de réflexion ou de transmission qui diffère de celui des domaines. Une structure qui est particulièrement intéressante pour 15 emmagasiner de l'information sous, la forme de signaux modulés en fréquence est une structure dans laquelle les faces planes sont équidistant.eso Ceci a l'avantage qu'une telle structure se laisse fabriquer facilement à l'aide de procédés de décapage. En outre, la détection du signal emmagasiné est relativement simple ■> En 20 effet, optiquement, une telle structure en forme de créneaux (petits blocs) peut être considérée comme une structure de phase pouvant être explorée à l'aide de moyens auxiliaires optiques connus» Il est évident qu'entre les créneaux et domaines successifs, la jonction peut être abrupte ou régulière, tant suivant la 25 direction du sillon que celle de l'axe du porteur. Pour protéger le porteur muni de l'information, on peut le revêtir d'une couche protectrice. Par conséquent, suivant une caractéristique de l'invention, un dispositif à l'aide duquel l'information emmagasinée dans le 30 porteur est détectée à l'aide d'un faisceau de rayonnement qui, après avoir été en interaction avec la structure, est fourni à un système de détection sensible au rayonnement, comporte un élément formant l'image. De préférence, le faisceau de rayonnement qui est entré en interaction avec l'information dans le 35 porteur, est divisé en deux faisceaux partiels qui, sur une faible distance, sont décalés l'un par rapport à l'autre» Suivant une autre caractéristique de l'invention, un dispositif à l'aide duquel l'information emmagasinée dans le porteur 72 07419 3 2128576 est détectée à l'aide d'un faisceau de rayonnement qui, après aroir été en interaction avec la structure, est fourni à tua système de détection sensible au rayonnement, comporte un élément qui établit un déphasage entre les faisceaux partiels formés par 5 diffraction à la structure,, La description suivante, en regard des dessins annexés, le tout donné à titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée» La figure 1a est une vue en élévation d'une partie "d'un 10 porteur conforme à l'invention» La figure 1b est une vue en élévation d'un tel porteur, uniquement une partie de deux sillons consécutifs étant représentée. La figure 2 représente schématiquement un dispositif per-15 mettant la détection (exploration) de l'information de porteur» Les figures 3, 5 et 6 représentent quatre autres dispositifs de détection. Sur les figures 1a et 1b, le porteur 1 qui a une structure en forme de spirale comporte un grand nombre de sillons quasi 20 concentriques, seule une partie de deux sillons consécutifs 12 et 13 ayant été représentée. Les sillons sont éventuellement concentriques, comme le montre la figure 1» La structure de chaque sillon est en forme de créneaux, et ses dimensions ont été représentées exagérément grandes sur la figure 1b. Les distances 25 entre les faces supérieures 3 et 5, 5 et 7, etc. des créneaux diffèrent, ce qui est également le cas de leurs longueurs» Tant les distances que les longueurs sont déterminées par l'information que l'on a emmagasinée dans les sillons» Les créneaux ont des hauteurs 4-, 6, 8, etc. qui sont identiques et qui dans le cas 30 de transmission sont de préférence égales environ à une longueur d'onde du rayonnement à l'aide duquel a lieu la reproduction du porteur» Dans le cas de réflexion, la hauteur est égale au quart d'une longueur d'onde dudit rayonnement» Le porteur est par exemple en acétate polyvinylique. L'écart 35 entre les sillons est par exemple égal à 4yU, tandis que la plus petite période dans chaque sillon est égale à par exemple 2,5/U.. Le porteur tourne à une vitesse de par exemple 1500 tours par minute autour de son axe qui sur la figure 1 est indiqué par 0» 72 07419 4 2128576 Sur la figure 1b, la flèche indique le sens du mouvement du sillon» Dans le dispositif de reproduction représenté sur la figure 2, un faisceau lumineux collimaté provenant d'une source 20 5 frappe, par l'intermédiaire du polariseur 21, le porteur 1, dont les sillons ont ladite structure en forme de créneaux» La lentille 25 reproduit sur le détecteur 23 l'image de la partie du porteur 1, frappée par le faisceau» Sur le trajet suivi par le faisceau entre le porteur 1 et le détecteur 23* on a, conformé-10 ment à l'invention, placé un élément de Wollaston 24-» Cet élément est formé par deux prismes congruents 27 et 28 qui sont des cristaux biréfringents à un seul axe optique et qui forment ensemble une plaque 24, à faces correspondantes parallèles planes» L'axe optique c^ du prisme 28 est parallèle au plan du dessin, tandis 15 que l'axe optique Cg du prisme 27 est perpendiculaire à ce plan. Le faisceau lumineux frappant une des faces principales de l'élément 24 est dans ce dernier divisé en deux faisceaux partiels dont les directions de polarisation sont perpendiculaires et qui forment entre eux un petit angle. 20 De ce fait, dans le plan du détecteur 23, on forme deux images de la partie exposée du porteur 1, décalées l'une par rapport à l'autre» Entre l'élément de Wollaston 24 et le détecteur 23, on a placé un polariseur 26 dont la direction de polarisation forme un angle de 45° avec l'axe optique du prisme 28 ainsi 25 qu'avec l'axe optique Cg du prisme 27» Les différences qui dans le détecteur 23 sont mesurées entre les intensités des deux images, sont alors aussi grandes que possible» Ces différences trouvent leur cause dans les différences de longueur de trajet du faisceau lumineux dans la structure en forme de créneaux, ces différences étant égales à par le choix judicieux d'environ une longueur d'onde de la hauteur des créneaux» La différence qui dans l'élément de Wollaston 24 a été établie entre les longueurs des trajets des faisceaux qui forment les 35 deux images, est compensée par une différence de trajet dans un élément de Wollaston 22, identique à l'élément 24 et placé entre le porteur 1 et le polariseur 21 » 72 07419 5 2128576 L'élément de Wollaston 24- peut être remplacé par une plaque de Savarfc» Celle-ci est formée par deux plaquettes de quartz, de même épaisseur et à faces correspondantes parallèles planes, dont les axes optiques sont croisés et forment un angle de 4-5° avec ^ lesdites faces. Danr la première plaquette de quartz, le faisceau lumineux frappant perpendiculairement une des faces principales de la plaque de Savart est divisé en un faisceau ordinaire et en un faisceau extraordinaire qui, à la face de séparation entre les deux plaquettes de quartz, sont convertis le premier en un fais-10 ceau extraordinaire et l'autre en un faisceau ordinaire» En effet, les axes optiques des deux cristaux sont perpendiculaires» De la plaque de Savart sortent ainsi deux faisceaux partiels dont les directions de polarisation sont perpendiculaires et qui sont décalés l'un par rapport à l'autre. Comme dans l'autre cas, la 15 direction de polarisation du polariseur forme des angles de 45° avec les axes optiques de la plaque de Savart. Dans ce cas également, pour compenser.les différences de trajet entre les deux faisceaux dans la plaque de Savart, une plaque de Savart identique est placée entre le porteur 1 efc la source de lumière 20. 20 Dans le dispositif représenté sur la figure 3, l'image du porteur 1 est reproduite sur le détecteur 23 par l'intermédiaire . de la lentille 31 <> Du porteur 1 sort de nouveau un front d'onde qui possède une structure de phase qui est causée par les différences de trajet dans la structure en forme de créneaux du sillon 25 élaboré sur le porteur 1. Entre la lentille 31 et le détecteur 23 se trouve un inter-féromètre 32 qui est formé par deux prismes collés ensemble et formés par un verre de nature approprié. La face semi-transparente 33 séparant ces deux prismes laisse passer une partie du faisceau, 30 et en réfléchit une autre. La partie de faisceau qui a pu passer la face de séparation 33 est réfléchie par la face latérale 34 de l'interféromètre, tandis que la partie de faisceau réfléchie est encore réfléchie par la face latérale 35 de l'interféromètre. Ces faces 34- et 35 35 sont quasi perpendiculaires» Le faisceau partiel, réfléchi par la face latérale 34-, et qui ensuite a été réfléchi par la face de séparation 33 d'une part, et le faisceau partiel, réfléchi par la 72 07419 6 2128576 face latérale 35» et qui ensuite a pu traverser cette face 33 d'autre part, forment des images parallèles très rapprochées dans lesquelles la différence entre les intensités est de nouveau définie par la structure en forme de créneaux. 5 Dans le dispositif représenté sur la figure 4, un faisceau lumineux divergent qui sort de la source ponctuelle 65, est converti en un faisceau lumineux collimaté par la lentille 66, ce faisceau frappant ensuite le porteur 1. Par la lentille 67, le faisceau de l'ordre zéro, que le porteur 1 a laissé passer sans le 10 dévier, est converti en un faisceau convergent qui est concentré dans un point M de la plaquette de phase 68. Par la lentille 67, les faisceaux que le porteur 1 a laissé passer tout en les déviant, ces faisceaux étant par exemple de l'ordre +1 et de l'ordre -1 (de par sa nature, le porteur peut 15 être considéré comme une espèce de grille de déviation), sont convergés en un point qui, vu dans la direction de propagation des faisceaux, se situe en aval de la plaquette 68. Ces faisceaux ne passent pas par le point M de la plaquette 68. A l'endroit où l'on a placé le détecteur 69, le faisceau non dévié (faisceau 20 d'ordre zéro) et les faisceaux déviés (faisceaux d'ordre +1 et d'ordre -1) se réunissent„ Les dimensions de la plaquette 68 sont telles à donner lieu à un déphasage de 90° entre les faisceaux d'ordre +1 et d'ordre -1 d'une part, et les faisceaux d'ordre zéro d'autre part. Dans 25 cette situation, te différences entre les intensités des faisceaux frappant le détecteur 69 sont aussi grandes que possible. La source de lumière qui équipe un dispositif appelé à détecter les signaux emmagasinés dans le porteur peut être une source à forte luminosité et à haut degré de cohérence, par exem-30 pie un laser. Il se peut également qu'il s'agisse d'une source de lumière incohérente de forte luminosité, par exemple une diode émettrice de lumière. Comme source de lumière, il est possible aussi d'utiliser un tube à décharge dans le gaz» Comme détecteur, on peut utiliser un photomultiplicateur, 35 ou u:Q détecteur en substance solide, par exemple un détecteur en silicium. La figure 5 représente un dispositif intéressant permettant le détection de l'information emmagasinée dans le porteur. Ce dernier, indiqué par la référence 70, a une structure en forme de 72 07419 7 2128576 spirale, formée par un grand nombre de sillons quasi concentriques. Eventuellement, les sillons sont purement concentriques. Chaque sillon a une structure en forme de créneaux. Le porteur tourne autour d'un axe, indiqué en traits mixtes. 5 Un faisceau lumineux de faible ouverture, formé par la source 71 et une fente étroite du miroir 72» est concentré sur le porteur 70 par la lentille 74. L'angle d'incidence suivant lequel le faisceau frappe les parties planes de la structure, c'est-à-dire les parties qui sont perpendiculaires à l'axe de 10 rotation, est pratiquement égal à 0°. La direction du faisceau réfléchi est alors pratiquement opposée à celle du faisceau incident, et l'angle d'ouverture du faisceau réfléchi correspond à celui du faisceau incidente Par contre, si le faisceau lumineux frappe sur le porteur 15 70 des domaines qui sont situés entre les parties planes, c'est-à-dire s'il frappe les faces montantes des créneaux, la diffraction qui en résulte aura comme conséquence que le faisceau réfléchi a un angle d'ouverture qui est plus grand que celui du faisceau incident. A l'aide de l'objectif annulaire 75» ce fais-20 ceau dispersé provenant des faces montantes précitées, est, après réflexion par le miroir 72, concentré sur le détecteur 73° L'image des faces montantes présente un très bon contraste. La figure 6 enfin représente encore un autre dispositif appelé à détecter l'information emmagasinée dans le porteur. Par 25 une lentille 82, l'image de la source 81 est reproduite dans -une fente de l'écran 83» De cette fente sort un faisceau lumineux qui est concentré sur le porteur 80 par l'intermédiaire du miroir 84 et de la lentille 85» Les dimensions de l'image de la fente sur le porteur 80 sont soit inférieures soit égales à celles des 30 créneaux constituant la structure en spirale sur le porteur 80. La lumière qui a pu traverser le porteur transparent 80 est reproduite sur le détecteur 87 par l'intermédiaire de l'objectif 86. Il peut s'agir d'un détecteur qui a des dimensions relativement grandeso II va de soi que le porteur 80 peut être réflé-35 chissant. Dans ce cas, on utilise un miroir 84 qui est semi-transparent. Il est encore possible de remplacer le détecteur 87 par la 72 07419 8 2128576 combinaison d'une fente et d'un détecteur qui, dans le sens de propagation de la lumière, est placé derrière la fente. Ladite fente est appelée à éliminer la partie de faisceau qui au lieu d'avoir été en interaction avec la piste à explorer, a fait cela avec des pistes voisines» 72 07419 9 2128576 REVENDICATIONS : I » Supporteur à structure en forme de spirale dans laquelle on a emmagasiné de l'information sonore et/ou de l'information vidéo sous la forme de signaux modulés en fréquence ou en phase, 5 caractérisé en ce que la structure est constituée par des petits blocs de longueur variable, situés dans la même face plane et séparés par des domaines de longueur variable, situés également dans une même face plane. 2o Supporteur selon la revendication 1, caractérisé en ce 10 que le coefficient de réflexion ou de transmission des petits blocs diffère de celui des domaines. 3o Supporteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les faces planes sont équidistantes0 4. Supporteur selon la revendication 1 ou 3» caractérisé en 15 ce que les petits blocs et les domaines ont le même coefficient de réflexion ou de transmission,, 5» Supporteur selon l'une des revendications 1 à 4, carac térisé en ce qu'il est muni d'une couche transparente protectrice» 6. Dispositif à l'aide duquel l'information emmagasinée 20 dans le support selon l'une des revendications 1 à 5 est détectée à l'aide d'un faisceau de rayonnement qui, après aroir été en interaction avec la structure, est fourni à un système de détection sensible au rayonnement, caractérisé en ce que le dispositif comporte un élément formant l'image. 25 7- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le faisceau de rayonnement est fourni par une source à forte luminosité et à haut degré de cohérence, par exemple un laser. 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le faisceau de rayonnement est fourni par une source de 30 lumière incohérente de forte luminosité, par exemple une diode émettrice de lumière. 9« Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le faisceau de rayonnement est fourni par un tube à décharge dans le gaz. 35 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9» caractérisé en ce que le système de détection comporte un photomultiplicateur. II » Dispositif selon l'une des revendications 7 4 9» caractérisé en ce que le système de détection comporte un détecteur 72 07419 10 2128576 en substance solide, par exemple un détecteur en silicium» 12» Dispositif selon l'une des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que le faisceau frappant le support a une faible ouverture, et que le faisceau réfléchi ou dispersé est fourni au 5 détecteur» 13. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 11, caractérisé en ce qu'à l'endroit du support, on forme une image ponctuelle. 14. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 11, carac-10 térisé en ce que l'image du support est reproduite sur une ouverture de diaphragme derrière laquelle,-vu suivant la direction de propagation du faisceau, on a placé le détecteur. 15. Dispositif selon la revendication 1J, caractérisé en ce que l'image du faisceau provenant du support est reproduite sur 15 l'ouverture de diaphragme, située devant le détecteur. 16» Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte un élément par lequel le faisceau, qui est entré en interaction avec 1'information dans le support, est divisé en deux faisceaux partiels qui sur une faible distance sont dé-20 calés l'un par rapport à l'autre. 17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'élément diviseur est un élément de Wollaston. 18. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'élément diviseur est'une plaque de Savart» 25 19» Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'élément diviseur est un interféromètre de Michelson dont les deux réflecteurs, vu depuis le système de détection, forment un petit angle» 20» Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par un 30 élément qui établit un déphasage entre les faisceaux partiels formés par diffraction à la structure. 21» Appareil permettant la reproduction d'information sonore et/ou d'information vidéo, équipé d'un dispositif selon l'une des revendications 6 à 20»