DE10300843A1 - Gerät zum Lesen und/oder Beschreiben optischer Aufzeichnungsträger - Google Patents

Abstract

Derartige Geräte werden zum Lesen und Schreiben von optischen Datenträgern eingesetzt. Insbesondere bei Geräten, die auch dem Schreiben von Daten auf einen optischen Datenträger dienen, ist es notwendig, die Lichtintensität zu kennen. Daher wird ein Teil des Laserstrahles (7) aus dem Strahlengang ausgekoppelt und auf eine Photodiode (16) geleitet. DOLLAR A Die Erfindung sieht vor, dass die Auskopplung mit Hilfe eines Reflektors erzielt wird, der in einem Teilbereich (9) der Lichteintrittsfläche (8) eines optischen Elements (4) ausgebildet ist, das bereits im Strahlengang vorhanden ist. Auf diese Weise wird die Lichteintrittsfläche (8) des optischen Elements (4) in eine Zentralregion und einen Randbereich aufgeteilt, wobei der Hauptstrahl, der durch die Zentralregion hindurchtritt, zum Lesen bzw. Schreiben eines optischen Datenträgers dient, während der Randstrahl (13) des Randbereiches zur Kontrolle und Steuerung der Laserdiode (2) genutzt wird.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Lesen und/oder Beschreiben optischer Aufzeichnungsträger, mit einer Laserdiode, wenigstens einem optischen Element im Strahlengang des von der Laserdiode ausgesandten Lichtes, und mit einem Reflektor zum Auskoppeln eines Teils des Lichtes auf eine außerhalb des Strahlenganges angeordnete Photodiode.
• Mit der Photodiode wird die Intensität des von der Laserdiode ausgestrahlten Lichtes gemessen. Dies erlaubt es unter anderem, die Lichtintensität der Laserdiode zu kontrollieren oder die Bestrahlungsdauer zum Erzeugen einer Datenstruktur auf einen optischen Datenträger in Abhängigkeit von der aktuellen Lichtintensität zu steuern.
• Dazu ist bisher Streulicht eingesetzt worden, das an den im Strahlengang vorhandenen optischen Elementen und deren Träger entsteht. Das dabei entstehende Signal an der Photodiode ist aber relativ schwach. Es werden daher auch Spiegel in den Strahlengang gebracht, um gezielt einen Teil des Laserlichtes mit einer für den Messvorgang ausreichenden Intensität auszukoppeln. Dies ist aber mit einem zusätzlichen Montageaufwand verbunden. Außerdem nehmen der Spiegel und seine Halterung Bauraum ein, was zu einer nicht erwünschten Vergrößerung der Laserlichtquelle führt.
• Die Erfindung beruht somit auf der Aufgabe, ein einfach aufgebautes Gerät zum Lesen und/oder Beschreiben optischer Aufzeichnungsträger zu erhalten, bei dem eine Überwachung der Laserlichtintensität möglich ist.
• Zur Lösung des Problems sieht die Erfindung ein Gerät zum Lesen und/oder Beschreiben optischer Aufzeichnungsträger gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vor, mit dem zusätzlichen Merkmal, dass ein Teilbereich der Lichteintrittsfläche eines optischen Elements im Strahlengang als Reflektor dient, der das reflektierte Licht zur Photodiode leitet.
• Statt einen gesondert gehalterten Spiegel in den Strahlengang einzubringen, wird ein schon vorhandenes optisches Element als Träger für einen Reflektor genutzt, indem die Lichteintrittsfläche des optischen Elements selbst in Teilbereichen als Reflektor ausgebildet ist. Das optische Element kann beispielsweise eine Linse oder ein Prisma sein, aber auch andere optische Elemente wie Strahlteiler oder polarisationsdrehende Elemente können verwendet werden. Dies hat den Vorteil, dass keine weiteres Element und weitere Halterung in den Strahlengang eingebracht werden müssen, was den Platzbedarf und die Kosten des Geräts reduziert.
• Im Prinzip kann jeder Bereich des Strahlenquerschnittes ausgekoppelt werden. Es bietet sich aber an, die Randbereiche der Lichteintrittsfläche reflektierend auszubilden, da die Strahlintensität des hier auftreffenden Randstrahles einerseits deutlich kleiner ist als die Strahlintensität des Hauptstrahles im Zentrum des Lichtstrahles, andererseits aber noch ausreicht, um ein Kontrollsignal abzuleiten. Durch diese Anordnung wird somit die für einen Schreib- oder Lesevorgang notwendige effektive Intensität des verbleibenden Hauptstrahles nicht geschwächt.
• Konzentriert man den Reflektor auf die Abschnitte des Randbereiches, deren Strahlen im späteren Strahlenverlauf sowieso abgeschattet sind, wird die effektive Intensität des Hauptstrahles in keiner Weise beeinflusst.
• Der Reflektor kann unterschiedlich ausgebildet sein. Zum einen können die entsprechenden Teilbereiche der Lichteintrittsfläche mit einer reflektierenden Schicht versehen werden. Diese kann durch ein geeignetes Beschichtungsverfahren unmittelbar auf das Material des optischen Elements aufgebracht werden. Denkbar ist aber auch, dass die reflektierende Schicht sich auf einer Folie befindet, die auf die Eintrittsfläche des Prismas aufgeklebt wird.
• Statt einer Beschichtung kann die Lichteintrittsfläche in den entsprechenden Teilbereichen auch mit einem Reflexionsgitter versehen werden. Wenn dieses neben seiner Reflexionseigenschaft noch eine fokussierende Eigenschaft besitzt, ist es darüber hinaus nicht notwendig, den ausgekoppelten Teilstrahl mittels einer Fokussierlinse auf die Photodiode zu fokussieren.
• Eine weitere Ausführung des Reflektors besteht darin, an einem entsprechenden Teilbereich der Eintrittsfläche einen ringförmigen Konkavspiegel anzubringen. Auch dieser hat die Eigenschaft, dass entsprechende Teilbereiche aus dem Strahl ausgekoppelt werden, wobei der ausgekoppelte Strahl auf die Photodiode fokussiert wird. Selbstverständlich können auch andere Reflektoren mit fokussierenden Eigenschaften verwendet werden.
• Als Träger für den Reflektor dient vorzugsweise ein optisches Element mit einer nicht-rechtwinklig zur Strahlrichtung angeordneten Eintrittsfläche. Dies hat den Vorteil, dass der ausgekoppelte Teilstrahl automatisch aus dem Strahlengang herausgelenkt wird, so dass die zur Kontrolle der Laserlichtintensität verwendete Photodiode nicht in den Strahlengang hineinragt.
• Erfindungsgemäß ist der Träger für den Reflektor das Eintrittsprisma eines anamorphotischen Prismas, das aus zwei hintereinander angeordneten Einzelprismen, nämlich dem Eintrittsprisma und einem Austrittsprisma besteht, die – entsprechend zueinander ausgerichtet – dafür sorgen, dass der eintretende Laserstrahl, dessen Querschnitt im allgemeinen elliptisch ist, in einen Strahl mit einem im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt umgewandelt wird. Bei derartigen Prismen steht die Eintrittsfläche des Eintrittsprismas schräg zur Strahlachse, so dass eine Teilverspiegelung der Eintrittsfläche dazu führt, dass der reflektierte Strahl im Wesentlichen quer zum Laserstrahl ausgekoppelt wird. Dies hat den Vorteil, dass die Photodiode ohne weitere Maßnahmen außerhalb des Strahlengangs platziert werden kann, so dass der Strahlengang nicht beeinträchtigt wird.
• Zur Veranschaulichung des Erfindungsgedankens wird im Folgenden ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Dabei zeigen:
• 1 einen prinzipiellen Aufbau des Geräts zum Lesen und/oder Beschreiben optischer Aufzeichnungsträger und
• 2a–c verschiedene Querschnittsformen der reflektierenden Lichteintrittsfläche eines Prismas im Strahlengang.
• Zunächst wird auf die 1 Bezug genommen. Das Gerät 1 zum Lesen und/oder Beschreiben optischer Aufzeichnungsträger besteht unter anderem aus einer Laserdiode 2 und einem optischen Element 4, hier einem anamorphotischen Prisma, das aus zwei hintereinander angeordneten Einzelprismen zusammengesetzt ist, nämlich einem Eintrittsprisma 5 und einem Austrittsprisma 6. Selbstverständlich ist die Erfindung auch auf andere optische Elemente 4 anwendbar. Das von der Laserdiode 2 ausgestrahlte Licht 7 wird mit einer Kollimatorlinse 3 parallelisiert, wobei die Querschnittsfläche des parallelisierten Strahles allerdings im Wesentlichen elliptisch ist. Es ist daher notwendig, diesen Lichtstrahl zu entzerren und seiner Querschnittsfläche eine Kreisform zu verleihen, ohne dass dabei erhebliche Intensitätsverluste auftreten, was mit dem anamorphotischen Prisma erreicht wird. Die Lichteintrittsfläche 8 des Eintrittsprismas 5 ist in randständigen Teilbereichen 9 reflektierend ausgebildet. Wie die 2a, 2b und 2c zeigen, kann es sich bei den Teilbereichen 9 beispielsweise um zwei parallele Streifen 10 handeln, die sich seitlich zum zentralen Hauptstrahl 11 in Richtung der Hauptausdehnung seiner Ellipsenform erstrecken. Gemäß der 2b können die beiden Streifen zu einem geschlossenen Rahmen 12 ergänzt werden, dessen Innenquerschnittsfläche rechteckig ist. Gemäß der 2c ist die Innenquerschnittsfläche des Rahmens 12 – angepasst an die Ellipsenform des Strahles 11 – ebenfalls elliptisch geformt.
• Die Reflexion erfolgt somit in allen drei Fällen in Bereichen der Eintrittsfläche 8 außerhalb des elliptischen Hauptstrahls 11 des Laserstrahls 7, so dass lediglich der eine geringe, aber ausreichende Intensität aufweisende Randstrahl 13 des Laserstrahls 7 ausgekoppelt wird.
• Die Teilbereiche 9 können auch so gewählt sein, dass nur diejenigen Bereiche der Eintrittsfläche 8 reflektierend ausgebildet sind, deren Strahlen im weiteren Verlauf des Strahles abgeschattet würden, was durch die Blende 14 im Strahlengang angedeutet ist. Die Abschattung kann beispielsweise durch Halterungen der Prismen 5, 6 oder weiterer optischer Elemente hervorgerufen werden. Bei der Blende 14 handelt es sich um eine rein symbolische Darstellung, die die Summe aller Abschattungen im Strahlengang repräsentiert.
• Die Reflexionswirkung kann auf unterschiedliche Weise erzeugt werden. Zum einen kann eine Reflexionsschicht aufgebracht werden, und zwar entweder unmittelbar auf das Material des Eintrittsprismas 5 oder in Form einer Folie, die auf die Lichteintrittsfläche 8 aufgeklebt wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Lichteintrittsfläche 8 des Eintrittsprismas 5 in den entsprechenden Bereichen mit einem Reflexionsgitter zu versehen.
• Die reflektierten Teilbereiche des Strahles werden von einer Fokussierlinse 15 auf eine Photodiode 16 geleitet (siehe 1). Das Signal der Photodiode 16 ergibt Aufschluss über die Lichtintensität des Laserstrahles 7 und ermöglicht es damit, die Laserlichtquelle 1 zu steuern bzw. bei einem Schreibvorgang die Einwirkungszeit, das ist die Schreibdauer für eine Datenstruktur, der Lichtintensität anzupassen.
• Auf die Fokussierlinse 15 kann verzichtet werden, wenn das Reflexionsgitter durch eine entsprechende Ausführung selbst fokussierend wirkt.
• Auf eine Fokussierlinse 15 kann auch dann verzichtet werden, wenn die Lichteintrittsfläche 8 in den entsprechenden Teilbereichen mit einem ringförmigen Konkavspiegel versehen ist. Dies kann beispielsweise in einem Arbeitsgang mit dem Gießen des Prismas realisiert werden. Alternativ ist es möglich, eine entsprechend geformte Klebefolie aufzubringen oder den Konkavspiegel aufzukleben.

Claims (9)

1. Gerät (1) zum Lesen und/oder Beschreiben optischer Aufzeichnungsträger, mit einer Laserdiode (2), wenigstens einem optischen Element (4) im Strahlengang des von der Laserdiode ausgesandten Lichtes, und mit einem Reflektor zum Auskoppeln eines Teils des Lichtes auf eine außerhalb des Strahlenganges angeordnete Photodiode (16), dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor ein Teilbereich der Lichteintrittsfläche (8) des optischen Elements (4) ist.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Randbereiche der Lichteintrittsfläche (8) als Reflektor ausgebildet sind.
3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass diejenigen Abschnitte des Randbereiches als Reflektor ausgebildet sind, deren Strahlen im späteren Strahlenverlauf abgeschattet sind.
4. Gerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der entsprechende Teilbereich der Lichteintrittsfläche (8) mit einer reflektierenden Schicht versehen ist.
5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht sich auf einer auf die Lichteintrittsfläche (8) aufgeklebten Folie befindet.
6. Gerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der entsprechende Teilbereich der Lichteintrittsfläche (8) mit einem Reflexionsgitter versehen ist.
7. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor fokussierende Eigenschaften hat.
8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor ein ringförmiger Konkavspiegel ist.
9. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (4) Teil eines anamorphotischen Prismas ist.