Brevet FR2385171A1 — publié le 19781020

L'invention concerne un dispositif pour la lecture des porteurs d'enregistrement réfléchissant du rayonnement, dans lequel de l'information est appliquée dans une structure d'information rangée suivant des pistes lisibles par voie optique, dispositif qui est muni d'une source de rayonnement délivrant un faisceau de lecture, d'un système d'objectif assurant l'amenée, par l'intermédiaire du porteur d'enregistrement, du faisceau de lecture à un système de détection sensible au rayonnement susceptible de convertir le faisceau de lecture modulé par des structures d'information en un signal électrique et d'un système de détection de défauts de focalisation opto-électroniques servant à déterminer un écart se produisant entre la position requise et la position réelle du plan de focalisation du système d'objectif, ce système de détection de défauts de focalisation comprenant un élément astigmatique et un détecteur sensible au rayonnement, qui est composé de quatre détecteurs partiels qui sont disposés dans quatre quadrants différents d'un système de coordonnées X-Y imaginaire, l'axe X et l'axe Y formant un angle de 450 avec les lignes focales astigmatiques de 11 élément astigmatique. Un tel dispositif est décrit dans la demande de brevet allemand mise à la disposition publique n-. 2.501.124. Ce dispositif est utilisé entre autre pour la lecture d'un porteur d'enregistrement dans quel est emmagasiné un programme de télé- vision (en couleur). La structure d'information est constituée par un grand nombre de domaines rangés suivant une piste spiralée et alternant avec des domaines intermédiaires, les domaines et les domaines intermédiaires exerçant une influence différente sur un faisceau de lecture. L'information est enregistrée par exemple par les longueurs des domaines et par celles des domaines intermédiaires.Pour assurer une durée de reproduction suffisamment longue et dans le cas de dimensions limitées du porteur d'enregistrement, il faut que les détails de la structure dlinformation soient très petits. C'est ainsi que dans le cas d'emmagasinage d'un programme de télévision de 30 minutes sur la face d'un porteur d'enregistrement en forme de disque circulaire dans une région annu laire présentant un rayon extérieur d'environ 15 cm et un rayon intérieur d'environ 6 cm, la largeur des pistes est environ 0,5 /um et la longueur moyenne des domaines et des domaines intermédiaires se situe dans la proximité de 1 fum. Afin de pouvoir lire tous ces petits détails, il faut un système d'objectif présentant une assez grande ouverture numérique. Toutefois, la profondeur de netteté d'un tel système d'objectif est petite. Du fait qu'il peut se produire dans le dispositif de lecture dans la distance comprise entre la face de la structure d'information et le système d'objectif des variations supérieures à la profondeur de netteté, des dispositions doivent êbw prisés afin de pouvoir détecter ces variations et afin de pouvoir corriger la focalisation. A cet effet, dans ladite demande de brevet allemand, un faisceau de rayonnement réfléchi par le porteur d'enregistrement est rendu astigmatique du fait qu'une lentille cylindrique est inséréedans la voie du faisceau derrière le système d'objectif. Entre les lignes focales du système astigmatique cons titué par le système d'objectif et les lentilles cylindriques est appliqué un détecteur sensible à rayonnement composé de quatre détecteurs partiels.Dans le cas d'une variation de la position de la face de la structure d'information par rapport au système atog, jectif, la forme de la tache drisage formée sur les détecteurs partiels subit des variations.Cette variation de la f#ie peut; astre détectée parcombinaison des .igna# -# so#rtio des détec teurs partiels. L'utilisation du dispositif connu pour la lecture, risque d'entrainer des difficultés. La répartition du rayon nement sur le détecteur composé est déterminée entre autres par la diffraction du faisceau de rayonnement par les détails de la structure d'information. Il se produit en premier lieu la diffraé- tion dans la direction longitudinale d'une piste à lire provoquée par la succession des domaines et des domaines intermédiaires. Les variations dans la répartition du rayonnement sur le détecteur composé par suite d'une telle diffraction sont à haute fréquence par rapport aux défauts de focalisation ce qui permet d'éliminer par voie électronique, l'influence de cette diffraction sur le signal de réglage de focalisation. De plus, il se produit une diffraction dans une direction perpendiculaire à celle de la piste. Cette seconde diffraction est tributaire de la position de la tache de rayonnement formée sur le porteur d'enregistrement par rapport au cen tre d'une piste à lire. Lors de l'assemblage du dispositif de lecture, le système de détection de défauts de focalisation doit être réglé de telle façon que si le centre de la tache de rayonnement coïncide avec celui d'une piste à lire et que la focalisation soit correcte, le signal de défauts de focalisation soit nul. Toutefois, si lors de la lecture du porteur d'enregistrement, la tache de lecture se déplace à partir du centre d'une piste à lire vers le bord de celle-ci, la répartition de rayonnement sur le détecteur composé subit des variations suivant la focalisation. De ce fait, il se forme un signal de défauts de focalisation erroné, entratnant un réglage erroné de la focalisation du système d'objectif. Le dispositif de lecture comporte également un systeme de détection de défauts de position afin de déterminer un écart se produisant entre le centre d'une tache de rayonnement formée sur le porteur d'enregistrement et le centre d'une piste à lire, ainsi qu'un servosystême servant à corriger la position du centre de la tache lecture. Le signal de défauts de position est entre autre tributaire de la focalisation du système dwobjec- tif. Si la focalisation est établie de façon erronée, il en résulte également un réglage erroné de la position de la tache de rayonnement. De ce fait, le défaut se produisant dans le réglage de la focalisation est agrandi.Il arrive parfois que tant le servosystème pour la focalisation que le servosystème pour la correction de la position de la tache de rayonnement se dérègle par rapport à une piste à lire. Lorsque l'unité de lecture optique est déplacée à vitesse élevée dans la direction radiale sur le porteur d'enregistrement afin de procéder rapidement à un passage déterminé dans le programme emmagasiné, les bords de chaque piste ainsi passée donnent lieu à une variation dans le signal de défauts de focalisation, Le servosystème pour la focalisation procède alors à un réglage inutile et à fréquence élevée. Lorsqu'il s'agit de corriger la focalisation du système d'objectif par déplacement dudit système, les signaux de réglage à haute fréquence amenés au système d'entratnement du système d'objectif donnent lieu à un crécellement acoustique gênant. De plus, le système d'entratnement consomme beaucoup d'énergie supplémentaire. Du fait que la largeur d'une piste est inférieure à la distance comprise entre les pistes, la durée moyenne pendant laquelle la tache de rayonnement se trouve sur les pistes pendant le déplacement rapide de l'unité de lecture perpendiculaire à la direction de ladite piste sera plus courte que la durée moyenne pendant laquelle ladite tache se trouve entre les pistes. De ce fait, le signal de défauts de focalisation ne sera pas en moyenne nul dans le cas d'une focalisation correcte. Il en résulte en moyenne un règlage erroné de la focalisation. L'influence de la diffraction du faisceau de rayonnement perpendiculaire à la direction de la piste se produit surtout lorsque la direction d'une partie de piste à lire projetée sur la face des détecteurs partiels et appelée ci-après "direction effective de la piste" forme un angle de 450 avec les axes X et Y du détecteur composé. La présente invention vise à fournir une forme de réalisation du dispositif de lecture connu dans laquelle la diffraction dans une direction perpendiculaire à 3a direction de la piste ntinflue pas sur le signal de défauts de focalisation. A cet effet, le dispositif conforme à l'invention est caractérisé en ce que l t un des axes du système de coordonnées dans les quadrants duquel sont disposés les détecteurs partiels est parallèle à la direction effective de piste et que les lignes focales astigmatiques forme un angle de 450 avec la direction effective de piste. La description ci-après, en se référant au dessin annexé, le tout donné à titre d'exemple non-limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut entre réalisée. La figure 1 montre le dispositif de lecture conforme à l'invention. Les figures 2a, 24 2c illustrent la façon, dont la forme de la tache d'image sur le détecteur varie en fonction de la focalisation. Dans le dispositif selon la figure l est représenté un porteur dlenregistrement en forme de disque circulaire 1. La structure d'information est par exemple une structure de phases et elle comporte un grand nombre de pistes concentriques ou quasiconcentriques 7, qui sont composées de domaines g alternant avec des domaines intermédiaires t. Les domaines peuvent se situer par exemple à une autre profondeur dans le porteur d'enregistrement que les domaines intermédiaires. L'information peut être un programme de télévision (en couleur), mais également tout autre in formation comme un grand nombre d'images différentes ou de l1in- formation numérique. Le porteur d'enregistrement est exposé à un faisceau de lecture 3, qui provient d'une source de rayonnement 4, telle qu'un laser. Un système dtobjectif qui, pour la clarté du dessin, n'est indique que par une seule lentille 5, assure la focalisation du faisceau de lecture en une tache de lecture V sur la face des pistes. La distance focale de lentille auxiliaire 6 est choisie de façon que l'ouverture du système d'objectif soit remplie de façon adéquate. Le faisceau de lecture réfléchi par le porteur d'enregistrement est modulé conformément à l'information emmagasinée dans une partie de piste à lire. Pour la séparation du faisceau de lecture aller (non-modulé) et du faisceau réfléchi (modulé) un diviseur de faisceau 8, par exemple un miroir partiellement transparent, est inséré dans la voie des rayons.Le diviseur de faisceau dirige le faisceau de lecture modulé vers un détecteur sensible au rayonnement 9. Ce détecteur est relié à un circuit électronique 10 dans lequel est dérivé un signal dtinformation à haute fréquence Si et, comme il sera expliqué ci-après un signal de focalisation à fréquence plus basse S. Afin de pouvoir détecter des défauts de focalisation, un élément astigmatique ll est inséré dans la voie des rayons derrière le diviseur de faisceau 8. Comme l'indique la figure 1, cet élément peut etre constitué par une lentille cylindrique. Il est également possible dvengendrer l'astigmatisme d'une autre facon, par exemple à l'aide d'une plaque transparente plane qui est disposée, de façon inclinée dans le#faisceau ou à l'aide d'une lentille, qui est basculée par rapport au faisceau. Un système astigmatique ne présente pas un foyer, mais deux lignes focales astigmatiquesqui, vu dans la direction axiale, occupent plusieurs positions et qui sont perpendiculaires entre elles.Le système d'objectif et la lentille cylindrique ajoutent donc deux lignes focales 12 et 13 à la tache de lecture V. Le détecteur sensible au rayonnement 9 est placé dans un plan qui, vu suivant l'axe optique, se situe entre les lignes 12 et 13. de préférence là où les dimensions, dans deux directions perpendiculaires entre elles de la tache d'image ajoutée à la tache de lecture V sont autant que possible égales pour une focalisationcorrecte. Afin de pouvoir déterminer la forme de la tache d'image V' et, de ce fait, le degré de focalisation, le détecteur 9 est composé de quatre détecteurs partiels, qui sont disposés dans les quatre quadrants d'un système de coordonnées. Les figures 2a, 2b et 2c représentent une vue suivant la ligne 2, 2' de la figure l des quatre détecteurs partiels A, B, C et D illustrant la projection des différentes formes de la tache d'image V' pour les différentes valeurs de la distance comprise entre le système d'objectif et la face des pistes. Les axes X et Y forment un angle de 450 avec l'axe 15 de la lentille cylindrique, donc avec les lignes focales astigmatiques 12 et 13, alors que l'axe X est parallèle à la direction de piste effective. La figure 2a illustre le cas où la distance comprise entre le système d'objectif et la face des pistes est correcte. Si cette distance est trop grande, les lignes focales 12 et 13 se situent plus près de la lentille cylindrique 11. Dans ce cas, la distance comprise entre le détecteur 9 et la ligne focale 13 est inférieure à celle comprise entre ledit détecteur 9 et la ligne focale 12. La tache d'image V' présente la forme représentée sur la figure Zb. Si la distance comprise entre le système d'objectif et la face des pistes est trop petite, les lignes focales 12 et 13 sont plus éloignées de la lentille cylindrique et la ligne focale 12 se situe plus près du détecteur 9 que la ligne focale 13. La tache d'image V' présente alors une forme corne re- présentée sur la figure 2c. Lorsque les signaux délivrés par le détecteur partiel A, B, C, D, sont représentés par respectivement SA, SB, SC et SD le signal de défaut de focalisation Sf est donné par Sf = (SA + Sc) - (SB + SD) Il est évident que dans la situation de la figure 2a SA + SC = B + SD et par conséquent Sf = O. Pour la situation de la figure 2 b respectivement de lafigure 2c, sf estnégatif respectivement positif. Une addition des signaux SA et S tout comme les sz-x SB et SC et une soustraction des signaux c de somme ainsi obtenus permet d'obtenir un signal de défaut de focalisation univoque. Ce signal peut être traité par voie électronique connue en soi de façon à obtenir un signal de réglage de focalisation permettant la correction de la focalisation du système d'objectif, par exemple par un déplacement dudit système d'objectif à l'aide d'une bobine de haut-parleur par rapport à la face des pistes. Dans le cas de déplacement de la tache de rayonnement V dans une direction perpendiculaire à la direction de la piste, la quantité de rayonnement atteignant les détecteurs A et B augmente indépendamment de la focalisation par rapport à celle frappant les détecteurs C et D. Toutefois, du fait que, lors de la détection du signal de défaut de focalisation Sfs les signaux SA et SB sont soustraits l'un de autre, l'influence dudit déplacement sur le signal Sf est négligable. Il y a lieu de noter que le faisceau b peut également être utilisé pour la lecture de l t information sur le porteur d'enregistrement. Le signal d'information S. peut s'obtenir par addition des signaux des quatre détecteurs partiels par exemple. Les variations, qui se produisent dans la répartition du rayonnement sur les détecteurs partiels par suite d'un déplacement de la tache de rayonnement Ydans une direction perpendiculaire à la direction de la piste présentent des fréquences notablement inférieures à celles des variations se produisant dans la répartition de rayonnement par suite de la succession des domaines et des domaines intermédiaires dans une piste. L'émission d'un signal de somme SA + SB + SC + 3 à travers un filtre passe-haut permet d'éliminer l'influence de déplacement perpendiculaire à la direction de la piste sur le signal Si. REVENDICATION 1. Dispositif pour la lecture des porteurs dtenregis- trement réfléchissant du rayonnement, dans lequel de l'information est appliquée dans une structure d'information rangée suivant des pistes lisibles par voie optique, dispositif qui est muni d'une source de rayonnement délivrant un faisceau de lecture, d'un système d'objectif assurant l'amenée, par l'intermédiaire du porteur d'enregistrement, du faisceau de lecture à un système de détection sensible au rayonnement susceptible de convertir le faisceau de lecture modulé par des structures d'information en un signal électrique et d'un système de détection de défauts de focalisation opto-électroniques servant à déterminer un écart se produisant entre la position requise et la position réelle du plan de focalisation du système d'objectif, ce système de détection de défauts de focalisation comprenant un dément astigmatique et un détecteur sensible au rayonnement, qui est composé de quatre détecteurs partiels qui sont disposés dans quatre quadrants différents d'un système de coordonnées X-Y imaginaire, l'axe X et l'axe Y formant un angle de 450 avec les lignes focales astigmatiques de l'élément astigmatique, caractérisé en ce que l'un des axes du systè- me de coordonn#s dans les quadrants duquel sont disposés les détecteurs partiels est parallèle à la direction effective de piste et que les lignes focales astigmatiques innf un angle de 450 avec la direction effective de piste.