Brevet FR2690542A1 — publié le 19931029

DISPOSITIF DE LECTURE D'INSCRIPTIONS SUR UN SUPPORT, APPLICATION A LA LECTURE DE DISQUES COMPACTS ET DE CODES-BARRES DESCRIPTION La présente invention concerne un dispositif de lecture d'inscriptions qui sont formées sur un support - Elle s'appLique notamment à la lecture de disques compacts ainsi qu'a la lecture de codes-barres. On sait qu'un disque compact porte des informations qui sont inscrites sur ce disque sous la forme de petites taches gravées dans la couche réfléchissante du disque. Dans un lecteur connu de disques compacts, un faisceau Lumineux, émis par un laser à semi-conducteur, se réfléchit sur le disque qui est animé d'un mouvement de rotation autour de son axe et la lumière ainsi réfléchie est analysée par une photo-diode qui restitue les informations contenues dans le disque sous la forme de signaux électriques. Des moyens optiques de focalisation sont prévus entre ce disque et le Laser et entre la photodiode et Le Laser. Dans le document suivant (1) ArticLe de Y. Mitsuhashi et al., publié dans Journal of quantum electronics, vol.QE-17, n07, juillet 1981, p.1216 à 1225, i L est proposé d'assurer à la fois une émission de lumière et une détection de lumière par un même laser à semi-conducteur. Un laser à semi-conducteur est un composant dont les miroirs sont obtenus par clivage du matériau semi-conducteur et, de ce fait, la réflectivité de ces miroirs est liée aux constantes optiques du matériau (elle est généralement de l'ordre de 0,3). Si l'on envisage d'utiliser un tel laser pour la lecture d'un disque compact, la lumière qui se réfléchit sur ce disque retourne dans le Laser, ce qui équivaut à une augmentation de réflectivité du miroir du laser qui se trouve en regard du disque, et une variation de la tension électrique entre les bornes du laser est induite. Cependant, cette variation de la tension entre les bornes du laser vaudrait seulement quelques mV si la réflectivité du miroir passait de 0,3 à 1 (réflectivité maximum). Une telle variation de tension est insuffisante pour la lecture d'inscriptions portées par un support tel qu'un disque compact ou un support portant un code-barre, compte tenu du faible contraste lumineux que présentent ces inscriptions par rapport au reste du support (ces inscriptions conduisant à une variation de réflectivité du support de L'ordre de quelques X seulement). La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précédents, en proposant un dispositif de lecture d'inscriptions formées sur un support qui soit plus simple que les dispositifs contenus dans les lecteurs de disques compacts connus, tout en conduisant à des variations de tension électrique plus importantes que celles que l'on obtiendrait à l'aide du laser mentionné dans le document (1). Pour ce faire, la présente invention propose d'utiliser un laser à semi-conducteur traité antireflet sur l'une de ses faces. Dans le cas d'un lecteur de disques compacts par exemple, on remplace ainsi le laser, la photo-diode et les moyens optiques de focalisation de ce lecteur par un dispositif ne contenant plus qu'un seul composant pour l'émission et la détection de lumière ainsi que des moyens optiques plus simples. De façon précise, la présente invention a pour objet un dispositif de lecture d'inscriptions qui sont formées sur un support et qui présentent ainsi un contraste lumineux par rapport au reste du support, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend - un laser à semiconducteur dont une face comporte une couche anti-reflet, - des moyens d'alimentation électrique du laser par un courant constant dont l'intensité est supérieure au seuil de fonctionnement en mode laser sans couche anti-reflet, le laser émettant ainsi de la lumière par la face portant la couche anti-reflet, - une optique de focalisation qui est placée en regard de la couche anti-reflet et qui est prévue pour focaliser cette lumière sur le support et pour focaliser sur ladite face la lumière réfléchie par le support, et - des moyens de mesure de la tension électrique entre les bornes du laser, ces moyens de mesure étant prévus pour fournir un signal électrique représentatif des inscriptions lorsque le support est déplacé par rapport au laser ou réciproquement. L'intensité du courant peut être voisine du seuil de fonctionnement en mode laser avec la couche anti-reflet. Dans la présente invention, on utilise une couche anti-reflet dont la réflectivité est la plus -3 faible possible, par exemple inférieure à 10 Le laser à semiconducteur utilisé dans la présente invention peut avoir une couche active massive ou une couche active à structure à multipuits quantiques. La présente invention concerne également un lecteur de disques compacts comprenant - des moyens prévus pour entraîner un disque compact en rotation autour de son axe, et - un dispositif de lecture des inscriptions portées par ce disque, ce lecteur étant caractérisé en ce que le dispositif est conforme à celui qui fait l'objet de la présente invention, ledit support étant constitué par le disque compact. La présente invention a aussi pour objet un lecteur de codes-barres, comprenant un dispositif de lecture d'inscriptions portées par un support et constituées par des barres dont certaines sont claires tandis que les autres sont sombres, ce lecteur étant caractérisé en ce que le dispositif est conforme à celui qui fait l'objet de la présente invention. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation donnés ci-après à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels - La figure 1 représente la courbe des variations de la puissance optique en fonction du courant de polarisation pour un laser à semiconducteur sans couche anti-reflet (courbe A) et pour ce même laser lorsque L'une de ses faces porte une couche antireflet (courbe B), - la figure 2 représente la courbe des variations de la tension entre les bornes d'un laser à semi-conducteur en fonction de la réflectivité de l'une des faces-miroirs de ce laser, et - la figure 3 est une vue schématique d'un mode de réalisation particulier du dispositif de lecture objet de l'invention. Un moyen essentiel de la présente invention est, comme on l'a vu, un laser à semiconducteur dont une face-miroir est traitée anti-reflet. La figure 1 montre les variations de la puissance optique P en fonction du courant de polarisation I pour ce laser à semiconducteur sans couche anti-reflet (courbe A) et pour ce même laser lorsque l'une de ses faces comporte une couche antireflet (courbe B). Sur la figure 1, Iso représente le courant de seui I du laser (sans couche anti-reflet) et Is représente le courant de seuil du laser muni de la couche anti-reflet. Dans l'exemple représenté, la réflectivité R -4 de la couche anti-reflet vaut environ 10 et Is/Iso vaut environ 3,5. Dans la présente invention, le laser à semiconducteur, dont une face est traitée anti-reflet, est polarisé de façon continue par un courant d'intensité constante supérieure à Iso et par exemple voisine de Is. A titre d'exemple, le traitement anti-reflet d'une face-miroir d'un laser à semiconducteur de dimension classiques (longueur 300 micromètres par exemple) provoque les modifications suivantes -4 - diminution de la réflectivité de 0,3 à 10 - augmentation du courant de seuil de 300% (Is/Iso=3) - augmentation de 25 mV de la tension électrique entre les bornes du laser. Dans L'invention, on éclaire avec le laser (muni de la couche anti-reflet) un support sur lequel il y a des inscriptions tout en déplaçant le laser par rapport au support ou inversement, et on détecte la variation de tension qui correspond à la variation de réflectivité due aux inscriptions. Dans l'exemple de la Lecture d'un disque compact, la variation de réflectivité du disque, qui est de l'ordre de quelques X et qui est obtenue en lisant les inscriptions portées par le disque, s'ajoute à la réflectivité résiduelle de la face traitée anti -3 reflet (inférieure à 10 par exemple) et cette variation est facilement détectable. On voit sur la figure 2 la courbe des variations DV de la tension entre les bornes d'un laser à semiconducteur en fonction de la réflectivité R. Cette courbe se retrouve dans le document suivant (2) Article de J. Landreau et H. Nakajima, publié dans Appl. Phys. Lett., vol.56, n024, 11 juin 1990, p.2376 à 2378, Le point a correspond au laser muni d'une -3 couche anti-reflet de réflectivité égale à 10 et le point b correspond au laser dont les faces-miroirs ont une réflectivité égale à 0,3. Pour le laser comportant la couche anti reflet on trouve que le passage d'une plage noire - à une (R=10 ) à une plage blanche (R=10 ) correspond à une variation de tension DV1 égale à 8 mV, que le passage de la plage noire à une plage brillante (R=10 ) correspond à une variation de tension DV2 égaLe à 17 mV -3 et que le passage de R=10 à R=1 (jamais atteinte dans la pratique) conduit à une variation de tension égale à 30 mV. Pour le laser sans couche anti-reflet, on trouve que le passage d'une plage noire (R=0,3) à une plage blanche (R=0,31) conduit à une variation de tension seulement égale à 0,01 mV, que le passage de cette plage noire à une plage brillante (R=O,4) conduit à une variation de tension égale à 0,1 mV et que le passage de R=0,3 à R=1 conduit à une variation de tension égale à 5 mV. En considérant ces données, on constate qu'une variation de réflectivité valant -2 approximativement 10 , qui est difficilement détectée par un laser sans couche anti-reflet, est facilement détectée par le laser avec la couche anti-reflet, puisqu'eLle conduit à une variation de tension de 8 mV. La figure 3 est une vue schématique d'un dispositif de lecture conforme à l'invention qui, dans l'exemple représenté, est utilisé dans un lecteur de disques compacts. Ce lecteur comprend, outre le dispositif référencé 2, des moyens qui sont prévus pour entraîner un disque compact 4 en rotation autour de son axe X et qui sont symbolisés par une flèche F. Le dispositif 2 comprend - un laser à semiconducteur 6 dont la face qui est située en regard du disque 4 porte une couche anti-reflet 8, - des moyens connus 10 d'alimentation électrique du laser 6 par un courant constant dont l'intensité est par exemple voisine du seuil Is défini plus haut (voir description de la figure 1). Le laser 6 émet de la lumière par la face qui porte la couche anti-reflet 8. Le dispositif 2 comprend aussi - une optique de focalisation 12 qui est fixe par rapport au laser 6, qui est placée en regard de cette couche anti-reflet 8 et qui est prévue pour focaliser la lumière émise sur le disque 4 et pour focaliser sur ladite face la lumière réfléchie par ce disque, et - des moyens connus 14 de mesure de la tension entre les bornes du laser 6, ces moyens de mesure 14 étant prévus pour fournir un signal électrique S représentatif des informations portées par le disque 4 lorsque ce disque tourne. Des moyens non représentés sont prévus pour déplacer simultanément le laser 6 et l'optique 12 perpendiculairement à l'axe X afin de lire la totalité du disque 4. Le faisceau lumineux 16 issu du laser 6 est focalisé par L'optique 12 sur le disque 4 qui tourne. Le faisceau lumineux 16 se réfléchit sur le disque 4, 1' intensité du faisceau réfléchi étant modulée par Les informations qui sont inscrites sur le disque, et ce faisceau réfléchi retourne vers le laser 6 et "contre-réagit" a lors dans ce laser 6. La variation de la tension électrique entre Les bornes du laser 6, qui est mesurée par les moyens 14, est directement liée à la contre-réaction de la lumière qui revient du disque 4. Un dispositif conforme à l'invention tel que celui de la figure 3 (comprenant les éléments référencés 6, 10, 12 et 14 sur la figure 3) permet également de lire des codes-barres, en déplaçant ce dispositif par rapport au support sur lequel est inscrit un code-barre. REVENDICATIONS 1. Dispositif de lecture d'inscriptions qui sont formées sur un support (4) et qui présentent ainsi un contraste lumineux par rapport au reste du support, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend - un laser à semiconducteur (6) dont une face comporte une couche anti-reflet (8), - des moyens (10) d'alimentation électrique du laser par un courant constant dont l'intensité est supérieure au seuil de fonctionnement en mode laser sans couche anti-reflet, le laser émettant ainsi de la lumière par la face portant la couche anti-reflet, - une optique de focalisation (12) qui est placée en regard de la couche anti-reflet et qui est prévue pour focaliser cette lumière sur le support et pour focaliser sur ladite face la lumière réfléchie par le support, et - des moyens (14) de mesure de la tension électrique entre les bornes du laser, ces moyens de mesure étant prévus pour fournir un signal électrique (S) représentatif des inscriptions lorsque le support est déplacé par rapport au laser ou réciproquement. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'intensité du courant est voisine du seuil de fonctionnement en mode laser avec la couche anti-reflet. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la réflectivité de la couche anti-reflet (8) est -3 inférieure à 10 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le laser à semiconducteur (6) a une couche active massive. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le laser à semiconducteur (6) a une couche active à structure à multipuits quantiques. 6. Lecteur de disques compacts comprenant - des moyens (F) prévus pour entraîner un disque compact en rotation autour de son axe (X) , et - un dispositif (2) de lecture des inscriptions portées par ce disque, lecteur caractérisé en ce que le dispositif est conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5, ledit support (4) étant constitué par le disque compact. 7. Lecteur de codes-barres, comprenant un dispositif de lecture d'inscriptions portées par un support et constituées par des barres dont certaines sont claires tandis que les autres sont sombres, ce lecteur étant caractérisé en ce que le dispositif est conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5.