Brevet FR2755283A1 — publié le 19980430

La présente invention concerne un système capteur optique et, plus particulièrement, un procédé à arête de couteau amélioré pour utilisatiqn dans le système capteur optique d'une taille réduite par incorporation d'une arête de couteau comportant une paire de surfaces de réflexion. L'un des problèmes commun dans le cas d'un disque d'enregistrement d'informations optiques, tel qu'un disque laser, réside dans la manifestation d'erreurs de focalisation. Un procédé à arête de couteau a été mis en oeuvre pour résoudre ce problème. Sur la figure 1 est représenté un système capteur optique 100 de l'état de la technique, qui utilise un procédé à arête de couteau tel que décrit dans une demande en instance et en possession commune, le brevet US NO 5 568 462 intitulé "KNIFE EDGE METHOD FOR USE IN DETECTING A FOCUSING ERROR SIGNAL IN AN OPTICAL PICKUP SYSTEM". Le système capteur optique 100 comprend une source de lumière 110, une arête de couteau 120, une lentille d'objectif 130, un disque optique 140 et un détecteur optique 150. Dans le système 100, le faisceau de lumière émis par la source de lumière 110, par exemple une diode laser, parvient à l'arête de couteau 120 et est partiellement réfléchi par une surface réfléchissante 122 faisant partie de celle-ci. Le faisceau de lumière réfléchi par la surface réfléchissante 122 se propage à travers la lentille de l'objectif 130 sur le disque optique 140 comme faisceau de lumière focalisé. Le faisceau de lumière focalisé réfléchi par le disque optique 140 passe ensuite par l'arête de couteau 120. L'arête de couteau est agencée de façon que sa surface réfléchissante 122 soit inclinée selon un angle prédéterminé 0 par rapport à l'axe optique formé par le point central du détecteur optique 150 et le point de focalisation ou foyer de la lentille d'objectif 130. Le faisceau de lumière focalisé qui passe par l'arête de couteau 120 tombe sur les cellules photo électriques 150, 154 du détecteur optique 150. Chacune des cellules photo-électriques est en mesure d'engendrer une sortie en forme de mesure d'intensité de faisceau lumineux. Les sorties des première et seconde cellules photo-électriques 152, 154 sont envoyées à une paire de bornes d'entrée 162, 164 d'un amplificateur différentiel 160 qui engendre un signal d'erreur de focalisation en comparant les sorties des première et seconde cellules photo-électriques 152, 154 du détecteur optique 150. L'un des inconvénients majeur du système capteur optique 100 décrit ci-dessus est sa grande taille en raison du logement du détecteur optique 150 qui est disposé à l'opposé du disque optique 140 par rapport à l'arête de couteau 122, en rendant ainsi les dimensions et la taille de l'ensemble du système capteur optique 100 encombrantes. C'est par conséquent un objet primordial de la présente invention, de proposer un système capteur optique ayant une taille réduite. Selon la présente invention, on propose un système capteur optique pour la lecture de signaux d'information stockés sur un disque optique en utilisant un procédé à arête de couteau, ledit système comprenant : une source de lumière pour engendrer un faisceau de lumière; un détecteur optique pour détecter le faisceau de lumière une lentille d'objectif pour focaliser une portion du faisceau de lumière étant incidente sur le disque optique, et pour faire converger le faisceau de lumière réfléchi par le disque optique sur le détecteur optique et une arête de couteau pourvue d'une première et d'une seconde surfaces, où la seconde surface réfléchit la portion du faisceau de lumière vers la lentille d'objectif et la première surface réfléchit le faisceau de lumière réfléchi par le disque optique vers le détecteur optique pour permettre ainsi au système capteur optique de lire les signaux d'information sur le disque optique. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels - la figure 1 est une vue latérale schématique d'un système capteur optique selon l'état de la technique ; et - la figure 2 est une vue latérale schématique d'un système capteur optique utilisant une arête de couteau inventive selon la présente invention. La figure 2 est une vue latérale schématique du système capteur optique inventive 200 conformément à la présente invention, qui comprend une source de lumière 210 telle qu'un laser semi-conducteur ou une diode laser, pour engendrer un faisceau de lumière, une lentille d'objectif 230, un détecteur optique 250 et une arête de couteau 220 pourvue d'une base parallélipipède 222 réalisés en un verre transparent au faisceau de lumière, d'un sommet, d'un fond, d'une première et d'une seconde surfaces latérales 223, 225, 224, 226, où l'arête de couteau 220 peut être réalisée par exemple par dépôt d'un matériau capable de réfléchir le faisceau de lumière sur des parties des première et seconde surfaces latérales 224, 226, respectivement, en utilisant chaque partie des première et seconde surfaces latérales 224, 226, comme première et seconde couches réfléchissantes 227, 228, où la première couche de réflexion 227 s'étend vers le bas sur une première longueur prédéterminée à partir de la surface supérieure 223 et la seconde couche réfléchissante 228 s'étend vers le bas d'une seconde longueur prédéterminée à partir de la surface supérieure ou de sommet 223. Dans le mode de réalisation préféré de la présente invention, étant donné que l'arête de couteau 110 est un parallélipipède, la surface de sommet 223 est parallèle à la surface de fond 225, l'angle entre la surface supérieure et la première surface latérale 223, 224 étant égal à celui du fond et de la seconde surface latérale 225, 226 et la seconde longueur prédéterminée est plus importante que la première longueur prédéterminée. En outre, si l'angle entre la surface supérieure et la seconde surface latérale 223, 226 est de 45 degrés, il est préférable que la seconde longueur prédéterminée soit égale à deux fois la première longueur prédéterminée. Dans le système 200, le faisceau de lumière émis par la source de lumière 210 parvient à la seconde surface latérale 226 de l'arête de couteau 220 si bien qu'un angle entre la surface supérieure 223 et la seconde surface latérale 226 soit inférieur à 90 degrés et un angle entre la seconde surface latérale 226 et la surface de fond 225 soit supérieur à 90 degrés. La seconde surface latérale 226 est agencée de façon qu'un premier axe optique 260 passe à travers le centre de la ligne d'arête supérieur de la première couche réfléchissante 227 et le centre de la ligne d'arête de fond de la seconde couche réfléchissante 228 si bien que le premier axe optique 260 soit formé en reliant le point de centre de la lentille d'objectif 230 et un point focal 244 de la lentille d'objectif 230. La source de lumière 210 est positionnée de façon que la seconde surface latérale 226 soit inclinée selon un angle prédéterminé 01, par exemple de 45 degrés, par rapport à un second axe optique 262 formé par connexion du point de centre de la source lumineuse 210 et le point d'intersection du premier axe optique et de la ligne d'arête de fond de la seconde couche réfléchissante. Il est à noter qu'une ligne centrale du faisceau de lumière émis par la source de lumière 210 est alignée avec le second axe optique 262. Dans ce cas, la seconde couche réfléchissante 228 de la seconde surface latérale 226 sert d'arête de couteau, de façon que le faisceau de lumière émis par la source de lumière 210 soit divisé en deux portions, à savoir une portion qui est réfléchie vers la lentille d'objectif 230 par la seconde couche réfléchissante 228 à travers la surface supérieure 223 de la base parallélipipède 222 et une portion restante du faisceau de lumière qui est transmise à travers la partie restante de la seconde surface latérale 226 sans faire aucune contribution à la lecture des signaux d'information stockés sur un disque optique 240. Ensuite, la lentille d'objectif 230 focalise le faisceau de lumière incidente sur lui sur la surface d'enregistrement 242 du disque optique 240. Ensuite, le faisceau de lumière réfléchi par la surface d'enregistrement 242 du disque optique 240 est amené à converger sur le détecteur optique 250 par le lentille d'objectif 230 après avoir été réfléchi par la première couche réfléchissante 227, un angle entre la surface supérieure 223 et la première surface latérale 224 étant supérieur à 90 degrés. Sur la figure 2, les lignes mixtes représentent les trajets optiques du faisceau de lumière incidente sur le détecteur optique 250, réfléchi par la première couche réfléchissante 227 de l'arête de couteau 220 après avoir été réfléchi par le disque optique 240. Le détecteur optique 250 est placé dans un point de focalisation du faisceau de lumière après avoir été réfléchi par la première surface latérale 224. La position du détecteur optique 250 peut être ajustée en changeant l'angle prédéterminé 01 en permettant ainsi au détecteur optique 250 d'être placé entre la lentille d'objectif 230 et la source de lumière 210. Le faisceau de lumière qui a traversé la première couche réfléchissante 227 de l'arête de couteau 220 est incident sur les cellules photo-électriques (non représentées) du détecteur optique 250. Chacune des cellules photo-électriques est en mesure d'engendrer un signal de sortie en forme d'une mesure d'intensité de faisceau de lumière. Les sorties des première et seconde cellules photo-électriques sont envoyées à un amplificateur différentiel (non représenté) qui engendre un signal d'erreur de focalisation en comparant les sorties des première et seconde cellules photoélectriques du détecteur optique 250 en permettant ainsi au système détecteur optique 200 de lire les signaux d'information sur la surface d'enregistrement 242 du disque optique 240. En comparaison au système capteur optique 100 de l'état de la technique, le système capteur optique inventif 200 présente une structure plus simple. Ceci est obtenu en incorporant à celui-ci l'arête de couteau 220 comprenant les première et seconde surfaces réfléchissantes 227, 228 pour réfléchir le faisceau de lumière qui est incident sur elle, la seconde surface réfléchissante 228 étant en mesure de réfléchir une portion du faisceau de lumière émis par la source de lumière 210 vers la lentille d'objectif 230 et la premièr surface réfléchissante 227 étant en mesure de réfléchir le faisceau de lumière réfléchi par le disque optique 240 vers le détecteur optique 250 en permettant ainsi au détecteur optique 250 d'être placé entre la source de lumière 210 et la lentille d'objectif, ce qui, en revanche, réduit la taille longitudinale du système capteur optique 200. Bien que la présente invention ait été décrite en se référant aux modes de réalisation préférés, d'autres modifications et variations peuvent être réalisées sans sortir de l'esprit et du cadre de la présente invention telle qu'énoncée dans les revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Système capteur optique pour lire des signaux d'information stockés sur un disque optique en utilisant une méthode à arête de couteau, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour engendrer un faisceau de lumière des moyens pour détecter le faisceau de lumière et des moyens optiques pourvus d'une première et d'une seconde surfaces, la seconde surface réfléchissant une portion du faisceau de lumière émise par les moyens générateurs vers le disque optique et la première surface réfléchissant le faisceau de lumière réfléchi par le disque optique vers les moyens détecteurs pour permettre ainsi au système capteur optique de lire les signaux d'information sur le disque optique. 2. Système capteur optique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une lentille d'objectif pour focaliser la portion du faisceau de lumière réfléchi de la seconde surface sur le disque optique, et pour faire converger le faisceau de lumière réfléchi par le disque optique sur les moyens détecteurs, après avoir été réfléchi par la première surface de moyens optiques. 3. Système capteur optique selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens optiques comprennent une base paralléllipipède, réalisée en un verre transparent au faisceau de lumière, pourvue des première et seconde surfaces, une partie de la seconde surface étant recouverte d'un matériau qui est en mesure de réfléchir une portion du faisceau de lumière étant incidente sur lui, la partie restante de la seconde surface transmettant la portion restante du faisceau de lumière et une section de la première surface étant recouverte du même matériau qui réfléchit le faisceau de lumière réfléchi par le disque optique vers les moyens détecteurs. 4. Système capteur optique selon la revendication 3, caractérisé en ce que la seconde surface est agencée de façon qu'un premier axe optique passe à travers le centre d'une ligne d'arête supérieure de la section recouverte de la première surface et le centre d'une ligne d'arête de fond de la partie recouverte de la seconde surface, le premier axe optique étant formé par connexion du point central de lentille d'objectif à un point focal de la lentille d'objectif. 5. Système capteur optique selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens générateurs sont placés dans une position telle que la partie de la seconde surface soit inclinée selon un angle prédéterminé Oî par rapport à un second axe optique formé en reliant le point central des moyens générateurs au point d'intersection du premier axe optique avec la seconde surface. 6. Système capteur optique selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'angle prédéterminé e1 est de 45 degrés. 7. Système capteur optique selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens détecteurs sont disposés dans un point focal du faisceau de lumière après avoir été réfléchis par la section revêtue de la première surface. 8. Système capteur optique selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une ligne centrale du faisceau de lumière émis par les moyens générateurs est alignée avec le second axe optique. 9. Système capteur optique selon la revendication 8, caractérisé en ce que la partie de la seconde surface sert d'arête de couteau. 10. Dispositif optique pour utilisation dans un système capteur optique, caractérisé en ce qu'il comprend une base parallélipipède, réalisée en un matériau transparent à un faisceau de lumière pour utilisation dans le système capteur optique, et comprenant une première surface, une seconde surface, une surface supérieure et une surface de fond, où un angle entre la première surface et la surface supérieure est supérieur à 90 degrés une première couche réfléchissante, réalisée en un matériau capable de réfléchir le faisceau de lumière, formé sur une section de la première surface, la section s'étendant vers le bas d'une première longueur prédéterminée à partir de la surface supérieure de la base parallélépipède une seconde couche réfléchissante, réalisée en le même matériau, formée sur une partie de la seconde surface, la partie s'étendant vers le bas d'une seconde longueur prédéterminée à partir de la surface supérieure de la base parallélipipède. 11. Dispositif optique selon la revendication 10, caractérisé en ce que la seconde longueur prédéterminée est supérieure à la première longueur prédéterminée. 12. Dispositif optique selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'angle entre la surface supérieure et la seconde surface est de 45 degrés, en rendant la seconde longueur prédéterminée égale à deux fois la première longueur prédéterminée.