Лазерный проигрыватель для виниловых пластинок

Я раньше пояснял, этот принцип, суть в том, что в этом способе отражаение происходитне обратно, а под углом к плоскости пластинки и луч отражаясь от дорожки меняет свое положение по прямой параллельной плоскости пластинки в плоскости. Таким образом как бы сканпруется изгиб звуковой дорожки вдоль трека.
Там я вроде рисовал схему посмотрите...
Попробуйте настроить так чтобы было видно 1 трек, затем еще немного поднимите линзу те пятно на пластинке будет еще немного меньше, затем попытайтесь попасть на боковую поверхность слега прокручивая пластинку или смещая линзу поперек трека, при этом попробуйте на экранчике посмотреть появляется ли пятно отраженного света от боковой поверхности , это луч должен проходить мимо линзы под небольшим углом к полоскости пластинки.

 

Я уже просто на бумаге нарисовал ход вертикального луча отраженного от боковой поверхности дорожки - учитывая угол боковой поверхности в 45 град. луч явно уйдет в сторону и будет направлен параллельно плоскости пластинки. Это говорит только о том, что на экране он никак не появится. Разве не так? В продолжение мысли - значит нужно луч направлять по другим углом, чтобы он отражаясь направлялся на фотоприемник/экран расположенный в другом месте (тогда и никакого п/п зеркальца не будет нужно). Соответственно для каждой боковой поверхности/канала должен быть свой ЛД.

 

Да , правильно, можно попробовать направить луч не по центру линзы, а немного сдвинуть в сторону, так чтобу угол был не 45 град. Но здесь есть еще один момент, отражение происходит в 3-D поэтому углы немного другие, из-за искривления трека. В общем надо попробовать. У меня в эксперименте появлялся луч уходящий вне оптической оси, но возможно это было рассеяние на вершине трека, там где плоская меж трековая поверхность.

 

Ага, теперь понятно, и это интересно. Короче говоря нужно нащупать "нестандартный" ход/поведение луча.
У меня в течении настройки моей оптической системы луч многократно оказывался не по центру линзы и я при этом видел смещения изображения по экрану(в основном состоящее из нескольких дорожек, чтобы проще было идентифицировать картинку, ведь одна дорожка или пол-дорожки уже не так информативны для хорошей настройки), но я не додумался рассматривать тонкости, о которых вы говорите. Но все еще впереди. Попробуем попасть в "щель между мирами" (с) "Учение Дона Хуана", Карлос Кастанеда.
И, кстати, если уж придется искать эффект на сдвиге луча от центра линзы, то это говорит о том, что для стерео сигнала нужно будет два ЛД.

 

Нашел п/прозрачное зеркальце зеленовато-желтоватого оттенка в пикапе от компьютерного CD/DVD.
По результатам коротко - разглядеть одну сторону дорожки пока не смог. Несколько дорожек и промежутков между ними видны, но когда уменьшаешь пятно до размеров одной дорожки то начинает сказываться по видимому какое-то свойство примененной линзы – картинка начинает напоминать эффект от объектива «рыбий глаз», и дальше при уменьшении пятна все изображение начинает так плясать какими-то отсветами и переливами, что рассмотреть что-то более мелкое вообще не представляется возможным (пробовал пару других линз - тот же эффект). Причина, на сколько я смог разобраться и понять, заключается, в основном, в качестве оптических деталей которые я применил – коллиматор от указки с акриловой линзой дает сильный ореол вокруг основного пятна, фкусирующая линза хоть и стеклянная но несколько поцарапана и не до конца удалось ее почистить, плюс п/прозрачное зеркальце не удалось сделать совсем чистым (хоть и пытался руками сильно не лапать, и чистой х/б тряпкой протереть). В результате картинка «грязновата» - с хаотической сеткой подвечивающих мелких царапин и вообще дорожки какие-то нечеткие, размытые границы дорожка/промежуток. Да, есть пока еще недосток (временный) культуры работы с оптикой - все-таки приходится рассматривать уже размеры в десятки микрон и здесь требования повыше и к чистоте и к качеству деталей. Надо бы средство какое-то для чистки стекляшек подобрать типа изо-пропилового спирта. Вот сейчас думаю что предпринять дальше по оптике и конструкции.
А пока сервер форума лежал я повторил и свои старые испытания с использованием готового пикапа от CD/DVD. Я об этом раньше здесь уже писал. В пикапе только отрывается фотодатчик. На некотором расстоянии в стороне от оторванного датчика поставил кусок бумаги в качестве экрана (при достаточной яркости ЛД экраном с большим увеличенным изображением дорожки может быть и ближайшая стена помещения). Сам пикап закрепил на мой микроманипулятор. С пикапом картинка намного качественней и радует глаз - четкие границы дорожка/промежуток. Трех лучей как-то не рассмотрел, единственно, в определенном положении линзы от поверхности пластинки появляется изображение своеобразной четырехконечной звезды у которой противоположные пары лучей изменяют свою длину в зависимости от расстояния до пластинки (эффект от намеренно сделанного астигматизма для системы трекинга). Из-за особенностей оптики настроить картинку с одной дорожкой и двумя промежутками по ее краям не удается - при дальнейшем перемещении линзы вверх или вниз изображение просто как-бы растворяется и остается просто слабозасвеченное пятно, но можно получить картинку примерно половины ширины дорожки и одного промежутка. При вращении пластинки хорошо видны звуковые колебания края дорожки - сделал вывод, что если в этом месте картинки поставить фотодатчик и щелевую шторку то есть большая вероятность, что можно будет услышать один звуковой канал (при условии, что верхний край дорожки несет полноценную информацию о записи).
Здесь в пикапе только обязательно нужно поставить более длиннофокусную линзу и можно пробовать извлекать звук. Обязательно нужно приспособить и систему электронной фокусировки - во всяком случае с существующей линзой изображение при вращении пластинки расфокусируется на неровностях пластинки и из-за небольшого биения диска моего проигрывателя.

 

натуральная вата или спец мягкие салфетки, не компьютерные.

они очень близко друг к другу, может потребоваться поставить окуляр. На место где был фотоприемник поставить матовую стекляшку (тоненькую, папиросную бумагу) далее поставить фокусирующую лупу (окуляр микроскопа) настроить чтобы было четко видно поверхность матвого стекла. Убираем стекляшку смотрим в окуляр ( лучше ослабить излучение ЛД фильтром ( синим стеклом) или смотреть изображение на экране за окуляром.

Можно предположить , что мала выходная апертура канала отраженного света.

Я тоже об этом думал, тут есть проблема как удерживать трек и фокус. Если посмотреть патенты там довольно сложная система трекинга м фокуса, трудно реализоват не имея оптич. лабу

 

Т.к. решение задачи требует системного подхода то мы действуем последовательно - сначала определяемся с оптической системой и затем переходим к системам трекинга. По оптической системе - мне не нравится качество полученной картинки на моей установке. Значит нужно определить что нужно для того, чтобы его улучшить, иначе все дальнейшие действия утрачивают смысл. Не уверен, что дело только в чистоте оптических деталей, имхо, как минимум, нужно все-таки использовать качественный стеклянный коллиматор для ЛД (кстати, почему бы не использовать коллиматор из того же пикапа?). Возможно играет роль тип фок. линзы (двояковыпуклая или какая другая) на формировании изображения (эффект рыбъего глаза и т.д.). Проблема с мелкой сеткой царапин на стекл. фок. линзе. Заполировать это как-то можно? Может я еще что-то по незнанию упустил, но вы, Optics, подскажете другие меры по улучшению ситуации с получаемой картинкой.
Если же мы остановимся на конструкции пикапа, то давайте решим, что нужно в нем доработать (например применить другую фок. линзу, удалить ненужные оптические детали или добавить, и т.д.). По трекингу - если определимся с картинкой, то следующим будем решать вопрос и с трекингом. Для начала: - если принять, что верхняя часть боковой поверхности канавки несет достаточно полную информацию о звуковой записи, то получив картинку пятном, в котором будет ширина одной дорожки плюс два боковых промежутка, мы с помощью щелевой маски сможем выделить колебания правого и левого канала. Схему слежения дорожки за неимением опыта будем собирать эмпирически по принципу последовательного приближения. Аналоговая или цифровая - это покажут первые промежуточные результаты. Скорее всего будет что-то смешанное. Проблему фокусировки придется решать в любом случае - тому пример картинка полученная с пикапа. Кстати, пикап уже готовый стенд для проведения исследований по фокусировке - только закрепить фотодиоды в растре картинки и подключить управление на отклоняющие катушки фок. линзы.

 

К сожалению у нас ситуация хуже материальные возможности серьезно ограничивают выбор схем.

В pick-up есть одна линза кот. возможно работает как коллиматор. Но в pick-up нет задачи получить слаборасходящийся пучок, а там стремятся сфокусировать в диффракционный предел. В общем для нашей задачи также не обязателен коллимированный пучок, он мб и расходящийся.

Это явояения 2 порядка влияет на тип и свойства аберраций.

на выброс.
pick-up как я уже говорил не очень подходит для наших экспериментов, очень острая фокусировка, и малое рабочее расстояние (от фок. линзы до читаемой поверхности). Вы уже наткнулись на это - не удается получить изображение всей дорожки. -> надо линзу с фок расстоянием 20-50 мм причем похоже в нашем случае 50 мм лучше. Давайте попробуем получить изображение дорожки целиком с прилежащими плоскими областями.
было бы неплохо устроить фокус на 2 боковых пучках как в pick-up ( в смысле что там есть в 2 пучка только они там для трекинга). В этом случае боковые пучки падают на плоские поверхности по краям звуковой канавки.

 

Другими словами нужно заменить фок. линзу в пикапе на более длиннофокусную и попробовать получить изображение дорожки целиком с прилегающими промежутками. Так?

 

Да , только в pick-up эта линза похоже не впишется, а то что выходная дырка в pick-up мала уже вроде ясно.

 

Это в смысле отверстие посадочного места выходной короткофокусной линзы? Если да, то я думал об этом. Есть два варианта действий:
1. попробовать первичную длиннофокусную линзу от другого пикапа аккуратно обточить до размеров посадочного места и вклеить на место предварительно сорванной короткофокусной.
2. снять полностью родной механизм подвески вместе с линзой и на его место попробовать сделать свою подвеску со своей линзой. В этом случае линзу желательно полегче весом, в идеале акриловую. Думаю, что это реализуемая задача потому что скорость вращения пластинки гораздо меньше скорости CD диска и требования к исполнению механизма не такие жесткие. Во всяком случае можно попробовать. Это даже интересно в плане постановки задачи.

 

Я имею в виду место (выходное отверстие ) где стоят ( стояли ) фотоприемники Pick-up-а

 

Ага. Только с увеличением расстояния от дырки размер картинки увеличивается, что я и мог наблюдать. Значит дырка все-таки достаточна и можно применить фактически любые дискретные фотодиоды, или вы подразумевали что-то другое?

 

Он увеличивается , потому что пучок света расходящийся.
Меняя расстояние фокусирующей линзы до пластинки вам не удалось получить изображение всего трека. Поэтому я и делаю вывод , что выходной зрачок мал.

 

А я так понял что это связано не с размером дырки а с оптической системой, точнее с характеристикой фок. линзы. Если туда поставить другую линзу то можно будет рассмотреть дорожку целиком с прилегающими промежутками. Я хочу в ближайшее время занятся такой заменой. Надеюсь первичная длиннофокусная линза в этом месте подойдет.

 

Чем больше фокусное расстояние тем больший выходной зрачок потребуется. Попробуйте, что получится отпишете.

 

Пишу что получилось:
Родную кф линзу сорвал достаточно легко - аккуратно и сильно прижал подвижную часть подвески с линзой пинцетом вниз, к основанию пикапа, а потом скальпелем поочереди с двух сдорон подцепил края линзы, рычагом упираясь в металлические боковинки верхней защитной крышки головки пикапа. По прежнему держивая подвижную часть подвески очистил посадочное место от остатков клея и прихватил по бокам двумя каплями полимерного универсального клея "дракон" другую дф линзу. По полученной картинке - при перефокусе и размере пятна около 1 мм довольно качественно видно где-то около семи темных канавок со светлыми промежутками, расположенных горизонтально. После постепенного подъема линзы и уменьшении пятна наблюдается - практически сразу после начала подъема картина этих семь канавок трансформируется в неоднородную светлую массу приобретающую постепенно форму неправильного неровного ромба, после чего этот ромб несколько вытягивается по вертикали и после дальнейшего подъема головки постепенно приобретает очетрания примерно трех канавок с промежутками, но уже расположенных вертикально! Дальнейший подъем опять трансформирует эти три канавки в сгусток-пятно с неравномерной подсветкой и неровными краями, и потом, в какой-то момент, в изображении начинает угадываться одна канавка с одним промежутком (уже опять горизонтально расположенная) но изображение ее очень искаженное, с переливами светлых пятен и других вычурных фигур при малейшем движении головки или пластинки. Явно в пикапе есть нелинейный оптический элемент, который дает подобный эффект на картинке (помню что там есть линза, которая дает намеренный астигматизм, но какая?, или возможно еще что-то). Никаких дополнительных лучей пока обнаружить не удалось. Что скажете, Optics?

 

Похоже на интерференцию тех самых трех лучей.
Надо : 1 вынуть дифракционную решетку, она легко удаляется и ставится находится непосредственно перед лазером.
2 вынуть цилиндрическую линзу она в выходном канале торчит, ее вынуть посложнее.

Строго говоря линзы и тп линейные элементы.

Это может быть, что угодно.

Если картинка не стабильная "дышит" это скорее всего говорит об интерференции пучков. Так что для лучшего понимания надо вынуть решетку и цилиндр.

 

Успел пока вынуть только цилиндрическую линзу в выходном канале. Держалась мертво каплей клея, поэтому пришлось высверливать эту "каменную" каплю через технологическое отверстие, с помощью которого эта капля и вводилась для приклеивания линзы. После этого картинка немного улучшилась. После аналогичного подъема линзы с перефокуса также наблюдается около семи канавок с промежутками и затем после дальнейшего подъема видна почти похожая картина, как я описывал выше, только уже в некоторый момент не просматриваются три канавки вертикально, а вместо этого видна узкая и очень длинная светлая структура расположенная вертикально. И наконец можно уже рассмотреть одну звуковую канавку и светлые промежутки по ее краям, Но по прежнему есть интерференционные полоски, которые особенно хорошо видны на изображении светлых промежутков между канавками и прилично портят общий вид. Сейчас думаю, как безболезненно снять дифракционную решетку - ЛД приклеен к небольшому теплоотводу, который в свою очередь приклеен к корпусу пикапа. Где-то в промежутке стоит дифракционная решетка. Просто все снять не получится т.к. везде все заклеено каплями прочного клея. Скорее всего где-то может опять потребуется высверливание или выфрезеровка.

 

решетка вынимается пинцетом она не приклена даже, стоит почти сразу за лазером. Хорошо бы фотку? или рисунок от руки.