DE19513273A1 - Opto-magnetische Kopfanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine opto-magnetische Kopfanordnung zum Aufzeichnen, Wiedergeben oder Löschen von Daten auf einem fotomagnetischen Aufzeichnungsträger.

Bei einem bekannten opto-magnetischen Kopf werden an einem fotomagnetischen Aufzeichnungsträger wie z. B. einer optischen Platte oder einer optischen Karte reflektierte Laserstrahlen in zwei Anteile geteilt, deren einer für Servosignale und de­ ren anderer für Datensignale vorgesehen ist. Bei Anwendung eines bekannten Punktbemessungsverfahrens auf einen solchen opto-magnetischen Kopf wird der Servosignalstrahl in zwei Punkte aufgeteilt und die Servosteuerung so durchgeführt, daß bei übereinstimmenden Durchmessern der beiden Punkte die Strahlen auf die Oberfläche der optischen Platte fokussiert werden und damit der fokussierte Zustand aufrecht erhalten wird entsprechend einem Erfassungssignal eines lichtaufneh­ menden Elements, das die beiden Punkte des Servosignalstrahls aufnimmt. Das Datensignallicht wird in Lichtbündel mit gegen­ über dem Servosignallicht unterschiedlicher Polarisation ge­ teilt. Diese geteilten Lichtbündel werden mit einem weiteren lichtaufnehmenden Element aufgenommen, um ein Datensignal zu erhalten (magneto-optisches Aufzeichnungssignal MO).

Für den vorstehend genannten opto-magnetischen Kopf gab es viele Vorschläge für optische Teilersysteme für das Servosi­ gnallicht und das Datensignallicht, verbesserte Anordnungen der lichtaufnehmenden Elemente oder Signalverarbeitungsschal­ tungen für die lichtaufnehmenden Elemente usw. in Beantwor­ tung der Forderung nach einem einfachen optischen System und einer einfachen Anordnung der lichtaufnehmenden Elemente ei­ nes opto-magnetischen Kopfes ohne Störung zwischen Servosi­ gnal und Datensignal.

Ferner gab es ein langes Bedürfnis für einen einfachen, leichten und kompakten opto-magnetischen Kopf, bei dem ver­ schiedene elektrische oder elektronische Schaltungen ein­ schließlich einer Signalverarbeitungsschaltung vereinfacht sind.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine einfache, leichte und kompakte opto-magnetische Kopfanordnung anzuge­ ben, die ein einfaches optisches System und einfache elektri­ sche oder elektronische Schaltungen einschließlich einer Si­ gnalverarbeitungsschaltung hat, wobei die Anordnung der lichtaufnehmenden Elemente vereinfacht ist und keine Störung zwischen Servosignal und Datensignal auftritt.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1 bzw. 6. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Ge­ genstand jeweiliger Unteransprüche.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 die perspektivische Darstellung einer opto-magne­ tischen Kopfanordnung als erstes Ausführungsbei­ spiel,

Fig. 2 die perspektivische Darstellung eines Signaler­ fassungssystems in der Kopfanordnung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf das in Fig. 2 gezeigte Si­ gnalverarbeitungssystem mit entferntem lichtauf­ nehmenden Element,

Fig. 4 die schematische Darstellung von Strahlenpunkten auf einem lichtaufnehmendem Element für ein Ser­ vosignal in einem Signalverarbeitungssystem nach Fig. 3,

Fig. 5 die Seitenansicht des Signalerfassungssystems nach Fig. 2,

Fig. 6 die schematische Darstellung von Strahlenpunkten auf einem lichtaufnehmenden Element in dem Si­ gnalverarbeitungssystem nach Fig. 5,

Fig. 7 das Blockdiagramm lichtaufnehmender Elemente und einer Signalverarbeitungsschaltung,

Fig. 8, 9 und 10 schematische Darstellungen von Strahlenpunkten auf einem lichtaufnehmenden Element für ein Ser­ vosignal in einem Verbundsensor,

Fig. 11 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der optischen Eigenschaften einer bei der Erfindung verwendeten Hologrammplatte,

Fig. 12 einen vergrößerten Schnitt eines Hologramm-Inter­ ferometers (Platte) nach Fig. 11 und

Fig. 13 die perspektivische Darstellung einer opto-magne­ tischen Kopfanordnung als zweites Ausführungsbei­ spiel.

Fig. 1 zeigt als erstes Ausführungsbeispiel ein Signalerfas­ sungssystem in einer opto-magnetischen Kopfanordnung. Es han­ delt sich um ein einachsiges Erfassungssystem, das aus einer Lichtquelle 11, einem Prismenblock 12, einem optischen Objek­ tivsystem 13, einem Signalerfassungsteil 14 und einem Signal­ verarbeitungsteil 15 (Prozessor) besteht.

Die Lichtquelle 11 hat einen Halbleiterlaser 16 (Laserdiode), der divergentes Licht abgibt, eine Sammellinse 17 zum Sammeln des divergenten Lichtes und ein anamorphes Prisma 18, das die gesammelten Lichtstrahlen formt.

Der Prismenblock 12 besteht aus einem anamorphen Prisma 19, das ein Strahlenbündel aus dem anamorphen Prisma 18 in eine kreisrunde Form bringt, eine Kondensorlinse 21 und ein recht­ winkliges Prisma 20, die beide an dem anamorphen Prisma 19 befestigt sind. Die Verbindungsfläche zwischen dem anamorphen Prisma 19 und dem rechtwinkligen Prisma 20 ist eine halb­ durchlässige Spiegelfläche 22.

Ein von der Lichtquelle 11 abgegebenes Strahlenbündel wird teilweise an der Spiegelfläche 22 reflektiert und dann mit einer Kondensorlinse 21 auf ein lichtaufnehmendes Element 50 konzentriert. Ein von der Lichtquelle 11 abgegebenes Strah­ lenbündel wird teilweise durch die Spiegelfläche 22 durchge­ lassen und dann aufwärts in einem Aufrichtungs-Spiegelprisma 23 aufwärts reflektiert. Das lichtaufnehmende Element 50 er­ zeugt ein Steuersignal zur automatischen Steuerung des Aus­ gangs des Halbleiterlasers 16 entsprechend dem auf das licht­ aufnehmende Element 50 fallenden Licht.

Das optische Objektivsystem 13 besteht aus dem Aufrichtungs- Spiegelprisma 23, das ein durch das anamorphe Prisma 19 und die Spiegelfläche 22 hindurchtretendes Strahlenbündel auf­ wärts reflektiert, und einer Objektivlinse 25, die das an dem Spiegelprisma 23 reflektierte Licht auf eine fotomagnetische Platte (Aufzeichnungsträger) 24 konzentriert. Die Objektiv­ linse 25 und das Aufrichtungs-Spiegelprisma 23 sind in einem nicht dargestellten Kopf angeordnet, der in radialer Richtung X der fotomagnetischen Platte 24 bewegt wird. Die Objektiv­ linse 25 wird in radialer Richtung X mit dem Kopf und in vertikaler Richtung Z senkrecht zur Richtung X mit einem nicht dargestellten Betätiger bewegt, die beide in dem Kopf angeordnet sind.

Das an der fotomagnetischen Platte 24 reflektierte Licht wird durch die Objektivlinse 25 geleitet und an dem Spiegelprisma 23 zum Prismenblock 12 reflektiert. Danach wird es an der Spiegelfläche 22 reflektiert und fällt auf einen Signalerfas­ sungsteil 14. Dieser besteht aus einem Wollaston-Prisma (Strahlenteiler) 26, einer Hologrammplatte (Beugungselement) 27, einer Kondensorlinse 28 und einer Mehrfach-Sensoranord­ nung 29.

Das Wollaston-Prisma 26, welches ein kristallines, polarisie­ rendes, doppelt brechendes optisches Element ist, spaltet den Laserstrahl L nach Reflexion an der fotomagnetischen Platte 24, welcher linear polarisiertes Licht mit der Polarisations­ richtung a ist, in drei Lichtbündel A₁, B₁ und C₁ mit unter­ schiedlichen Polarisationsrichtungen in einer bestimmten Ebene, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Das Wollaston-Prisma 26 be­ steht aus zwei verkitteten Kristallelementen, nämlich aus ei­ nem ersten Kristallelement, dessen kristalline Achse um die optische Achse O um +45° oder -45° gegenüber der Achse X′, von der Lichteintrittsseite her gesehen, gedreht ist, und ein zweites Kristallelement, dessen kristalline Achse um die op­ tische Achse O gegenüber der Achse X′ um +71,5° oder -71,5° gedreht ist, um ein vorbestimmtes Spaltungsverhältnis (Teilungsverhältnis) der Lichtmengen zu erreichen. Die Kombi­ nation der Richtungen der Kristallachsen der Kristallelemente des Wollaston-Prismas 26 ist nicht auf die Werte ±45° und ±71,5° beschränkt, um ein vorbestimmtes Spaltungsverhältnis der Lichtmengen zu erhalten.

Das Lichtbündel A₁ hat eine einzelne Polarisationskomponente, deren Polarisationsrichtung weitgehend parallel zur Polarisa­ tionsrichtung a des Lichtbündels L ist. Das Lichtbündel C₁ hat eine einzelne Polarisationskomponente, deren Polarisati­ onsrichtung b weitgehend senkrecht zur Polarisationsrichtung a des Lichtbündels L ist. Das Lichtbündel B₁ zwischen dem Lichtbündel A₁ und dem Lichtbündel C₁ hat eine Polarisations­ komponente mit den Polarisationsrichtungen a und b. Die Pola­ risationsrichtung des Lichtbündels L in Fig. 2 ist nicht auf die Richtung a parallel zur Achse X′ begrenzt, diese Richtung kann auch senkrecht zur Achse X′ liegen.

Die Polarisationsrichtung des Lichtbündels A₁, das das Wolla­ ston-Prisma 26 durchläuft, ist nicht auf die Richtung a par­ allel zur Achse X′ begrenzt. Die Polarisationsrichtung des Lichtbündels A₁ hängt nämlich von dem Teilungsverhältnis der Lichtmengen des Wollaston-Prismas 26 ab. Ähnlich ist die Po­ larisationsrichtung des Lichtbündels C₁, welches das Wolla­ ston-Prisma 26 durchläuft, nicht auf die Richtung b senkrecht zur Achse X′ beschränkt, und ändert sich abhängig von dem Teilungsverhältnis der Lichtmengen durch das Wollaston-Prisma 26.

Die Hologrammplatte 27 ist ein nichtpolarisierendes Holo­ grammelement des Phasentyps, das in einem üblichen Muste­ rungsverfahren hergestellt wird. Allgemein wird ein Hologramm erzeugt durch Aufzeichnen von Interferenzstreifen (Intensi­ tät), die wiederum durch Interferenz einer Referenzwellen­ front und einer Wellenfront entstehen, welche an einem Objekt reflektiert oder von diesem durchgelassen wird. Das Hologramm ist ein aufgezeichnetes Interferenzmuster einer defokussier­ ten Wellenfront (sphärische Welle) oder einer geneigten Wel­ lenfront (geneigte ebene Welle) usw. oder einer Kombination dieser beiden.

Die Hologrammplatte 27 besteht aus einer transparenten Unter­ lage 30, die mit einer Anzahl gekrümmter Vertiefungen und Vorsprünge 30a und 30b versehen ist, welche die Form eines Teils mit konzentrischen ringförmigen Vertiefungen und Vor­ sprüngen haben, wie es in Fig. 11 und 12 gezeigt ist. Die Vertiefungen und Vorsprünge 30a und 30b haben einen rechteckigen Querschnitt, wie Fig. 12 zeigt. Gemäß Fig. 11 liegt der Krümmungsmittelpunkt einer jeden gekrümmten Vertiefung und eines jeden gekrümmten Vorsprungs 30a und 30b auf der Achse X. Die gekrümmten Vertiefungen und Vorsprünge 30a und 30b ha­ ben nämlich nicht die Form eines konzentrischen Ringmusters, dessen Mitte auf der Mitte der plattenförmigen transparenten Unterlage 30 liegt, und können statt dessen als Teil eines konzentrischen Musters angesehen werden, dessen Mitte gegen­ über der Mitte der Unterlage 30 in Richtung X verschoben ist, wie es in Fig. 11 gezeigt ist. Das Teilungsverhältnis der Vertiefungen und Vorsprünge 30a und 30b beträgt etwa 1 : 1.

Die Vertiefungen und Vorsprünge 30a und 30b der Hologramm­ platte 27 haben ein konzentrisches Muster (Funktion einer de­ fokussierten Wellenfront), bei dem die Teilung p der Vertie­ fungen und der Vorsprünge 30a und 30b zum Umfang der Unter­ lage hin zunimmt (dichter wird), wie es durch eine quadrati­ sche Funktion wiedergegeben wird, und ein lineares Muster (Funktion einer geneigten Wellenfront), dessen Teilung p der Vertiefungen und Vorsprünge 30a und 30b in Richtung der Achse X′ gleichmäßig konstant ist.

Somit erhält das auf die Hologrammplatte 27 fallende Licht durch diese eine positive oder eine negative Neigungskompo­ nente (Wellenfront), um die optische Achse des einfallenden Lichtes zu neigen, und eine positive oder eine negative Defo­ kussierungskomponente (Wellenfront) in axialer Richtung. Da­ her können vorgegebene optische Eigenschaften für den Kopf an der optischen Platte durch richtiges Einstellen der beiden Muster erzielt werden.

Die Elemente der vorstehend beschriebenen opto-magnetischen Kopfanordnung werden so eingestellt, daß bei korrekter Fokus­ sierung des Laserstrahls auf der Oberfläche des Aufzeich­ nungsmediums der fotomagnetischen Platte 24 die Strahlpunkte der mit der Hologrammplatte 27 gespaltenen Lichtbündel eine weitgehend identische Kreisform haben. Wenn Licht durch die Bewegung der fotomagnetischen Platte 24 in vertikaler Rich­ tung nahe oder fern einer horizontalen Ebene nicht korrekt konzentriert wird, so ändern sich die Strahlformen der beiden Lichtbündel, wodurch eine Differenz der in einer vorbestimm­ ten arithmetischen Operation erhaltenen Daten entsteht (siehe Fig. 3, 4 und 8 bis 10).

Die Vorsprünge und Vertiefungen der Hologrammplatte 27 müssen nicht unbedingt einen rechteckigen Querschnitt haben. Bei­ spielsweise können sie die Form einer Sinuswelle, eine Stu­ fenform oder einen gerippten Querschnitt haben. Das Teilungs­ verhältnis der Lichtmengen kann außerdem durch Wahl der Tiefe d der Vertiefungen 30a (d. h. der Höhe der Vorsprünge 30b) richtig bestimmt werden. Die Vertiefungen und Vorsprünge 30a und 30b der Hologrammplatte 27 werden durch Ätzen oder Auf­ dampfen geeigneten Materials usw. hergestellt.

Die Hologrammplatte 27 teilt die drei Lichtbündel A₁, B₁ und C₁, welche durch das Wollaston-Prisma 26 in vertikaler Rich­ tung Y′ (Fig. 2) geteilt wurden, in zwei Lichtbündel A₂, A₂′; B₂, B₂′ und c₂, C₂′ in Richtung der Achse X′ senkrecht zur Richtung Y′, so daß die geteilten Lichtbündel in positiver und negativer Richtung gegenüber der optischen Achse O (Mittellinie) des Signalerfassungssystems defokussiert sind. Dadurch wird das Lichtbündel L in sechs Lichtbündel geteilt (drei Paare A₂, A₂′; B₂, B₂′ und C₂, C₂′). Die Lichtbündel A₂, A₂′ und C₂, C₂′ werden als magneto-optisches Aufzeich­ nungssignal MO und als Vorformatsignal RO (Datensignale) ver­ wendet. Die Lichtbündel B₂, B₂′ werden als Fokussierungsfeh­ lersignal FF und als Spurfehlersignal TE (Servosignal) ver­ wendet. Der rechte und der linke Strahlpunkt, die durch die drei Paare erzeugt werden, haben durch den ihnen zugefügten Defokussierungsbetrag unterschiedliche Durchmesser. Der obere und der untere Strahlpunkt der drei Lichtbündelpaare haben weitgehend identischen Durchmesser. Die Durchmesser der mit den Lichtbündeln A₂, B₂ und C₂ erzeugten Strahlpunkte sind nämlich weitgehend identisch, die Durchmesser der Strahl­ punkte der Lichtbündel A₂′, B₂′ und C₂′ sind weitgehend iden­ tisch, jedoch sind die Durchmesser der Strahlpunkte der Lichtbündel A₂, B₂ und C₂ unterschiedlich zum Durchmesser der Strahlpunkte der Lichtbündel A₂′, B₂′ und C₂′ (siehe Fig. 5 und 6, in denen jeweils eines der beiden Lichtbündel gezeigt ist).

Die Mehrfach-Sensoranordnung 29 hat lichtaufnehmende Elemente 31a, 31b, 33a und 33b für Datenlicht und lichtaufnehmende Elemente 32a und 32b für Servolicht, die die sechs Lichtbün­ del in elektrische Signale umsetzen. Die sechs lichtaufneh­ menden Elemente 31a, 31b, 32a, 32b, 33a und 33b sind in der­ selben Ebene normal zum Licht L (optische Achse O) angeord­ net, d. h. unter übereinstimmenden Abständen in Richtung der optischen Achse. Die sechs lichtaufnehmenden Elemente sind in einer einzigen kompakten Einheit 29a zusammengefaßt und so angeordnet, daß sie jeweils eines der sechs geteilten Licht­ bündel A₂, A₂′, B₂, B₂′, C₂, C₂′ aufnehmen können, wie Fig. 2 zeigt. Es gibt nämlich drei Paare lichtaufnehmender Elemente 31a, 31b; 32a, 32b und 33a, 33b. Die drei Paare (Stufen) lichtaufnehmender Elemente sind in vertikaler Richtung Y′ ge­ mäß Fig. 2 angeordnet. Speziell bilden die beiden obersten lichtaufnehmenden Elemente 31a und 31b ein erstes Paar (erste Stufe), die beiden zwischenliegenden lichtaufnehmenden Ele­ mente 32a und 32b ein zweites Paar (zweite Stufe) und die beiden untersten lichtaufnehmenden Elemente 33a und 33b ein drittes Paar (dritte Stufe). Die sechs lichtaufnehmenden Elemente 31a, 31b, 32a, 32b, 33a und 33b der Mehrfach-Sensoran­ ordnung 29 sind in eine rechte und eine linke Gruppe, in ho­ rizontaler Richtung X′ normal zur vertikalen Richtung Y′ ge­ sehen, gruppiert. Die erste Gruppe (rechte Gruppe) besteht aus den drei rechten lichtaufnehmenden Elementen 31a, 32a und 33a, die zweite Gruppe (linke Gruppe) besteht aus den drei linken lichtaufnehmenden Elementen 31b, 32b und 33b.

Zwei lichtaufnehmende Elemente 31a und 31b für Datensi­ gnallicht erfassen das magneto-optische Aufzeichnungssignal MO und das Vorformatierungssignal RO. Wie in Fig. 7 zu erken­ nen ist, gibt das lichtaufnehmende Element 31a ein Ausgangs­ signal h₁ ab, wenn es das Lichtbündel empfängt, dessen Pola­ risationsrichtung a ist und das von der Hologrammplatte 27 kommt. Das lichtaufnehmende Element 31b für das Datensignal gibt ein Ausgangssignal h₂ ab, wenn es das Lichtbündel emp­ fängt, dessen Polarisationsrichtung b ist und das von der Ho­ logrammplatte 27 kommt.

Zwei lichtaufnehmende Elemente 32a und 32b für Servosi­ gnallicht dienen zum Erfassen des Fokussierungsfehlersignals FE und des Spurfehlersignals TE. Die lichtaufnehmenden Ober­ flächen der Elemente 32a und 32b sind jeweils in drei Erfas­ sungssegmente (drei lichtaufnehmende Abschnitte) in Richtung Y′ (Fig. 2) geteilt, d. h. in radialer Richtung der Platte. Das lichtaufnehmende Element 32a für das Servosignal gibt Ausgangssignale i₁, i₂ und i₃ ab entsprechend den Erfassungs­ segmenten d₁, e₁ und f₁, wenn diese das Lichtbündel von der Hologrammplatte 27 empfangen. Das lichtaufnehmende Element 32b für das Servosignal gibt Ausgangssignale j₁, j₂ und j₃ entsprechend den Erfassungssegmenten d₂, e₂ und f₂ ab, wenn diese das Lichtbündel von der Hologrammplatte 27 empfangen.

Die Position und der Durchmesser der Strahlenpunkte auf den lichtaufnehmenden Elementen 32a und 32b für das Servosignal sind in Fig. 8 und 10 gezeigt, wenn die Objektivlinse 25 nahe der fotomagnetischen Platte 24 und fern von ihr angeordnet ist. Ist das Bild fokussiert, so sind die Positionen und die Durchmesser der Strahlenpunkte auf den lichtaufnehmenden Ele­ menten 32a und 32b für das Servosignal identisch, wie Fig. 9 zeigt. Die Zahl der Erfassungssegmente der lichtaufnehmenden Elemente 32a und 32b ist nicht auf drei begrenzt.

Zwei lichtaufnehmende Elemente 33a und 33b für Datensignale können das magneto-optische Aufzeichnungssignal MO und das Vorformatierungssignal RO erfassen. Das lichtaufnehmende Ele­ ment 33a für das Datensignal gibt ein Ausgangssignal k₁ ab, wenn es das Lichtbündel mit der Polarisationsrichtung a von der Hologrammplatte 27 empfängt. Das lichtaufnehmende Element 33b für das Datensignal gibt ein Ausgangssignal k₂ ab, wenn es das Lichtbündel mit der Polarisationsrichtung b von der Hologrammplatte 27 empfängt. Die Anordnung der lichtaufneh­ menden Elemente 31a, 31b, 32a, 32b, 33a und 33b für das Da­ tensignal und das Servosignal ist nicht auf die in Fig. 2 und 7 gezeigten Anordnungen beschränkt. Beispielsweise kann min­ destens eines der beiden Paare der lichtaufnehmenden Elemente 31a und 31b für das Datensignal sowie der lichtaufnehmenden Elemente 33a und 33b für das Servosignal aus einem einzelnen lichtaufnehmenden Element ohne geteiltes Erfassungssegment bestehen.

Der Signalprozessor 15 besteht aus Addierschaltungen 36 bis 41 und 44 und Subtraktionsschaltungen 42, 43 und 45, wie in Fig. 7 gezeigt. Der Addierer 36 addiert das Ausgangssignal i₁ aus dem Erfassungssegment d₁ des lichtaufnehmenden Elements 32a für das Servosignal, das Ausgangssignal i₃ aus dem Erfas­ sungssegment f₁ des lichtaufnehmenden Elements 32a für das Servosignal und das Ausgangssignal j₂ aus dem Erfassungsseg­ ment e₂ des lichtaufnehmenden Elements 32b für das Servosi­ gnal und gibt das Rechenergebnis an den Subtrahierer 42 ab. Der Addierer 37 addiert das Ausgangssignal i₂ aus dem Erfas­ sungssegment e₁ des lichtaufnehmenden Elements 32a für das Servosignal, das Ausgangssignal j₂ aus dem Erfassungssegment d₂ des lichtaufnehmenden Elements 32b für das Servosignal und das Ausgangssignal j₃ aus dem Erfassungssegment f₂ des licht­ aufnehmenden Elements 32b für das Servosignal und gibt das Rechenergebnis an den Subtrahierer 42. Dieser berechnet die Differenz der Ausgangssignale der Addierer 36 und 37, wodurch sich das Fokussierungsfehlersignal FE nach der folgenden For­ mel ergibt:

FE = (i₁ + i₃ + j₂) - (i₂ + j₁ + j₃)

Der Addierer 38 addiert das Ausgangssignal i₃ aus dem Erfas­ sungssegment f₁ des lichtaufnehmenden Elements 32a für das Servosignal und das Ausgangssignal j₁ aus dem Erfassungsseg­ ment d₂ des lichtaufnehmenden Elements 32b für das Servosi­ gnal und gibt das Rechenergebnis an den Subtrahierer 43. Der Addierer 39 addiert das Ausgangssignal i₁ aus dem Erfassungs­ segment d₁ des lichtaufnehmenden Segments 32a für das Servo­ signal und das Ausgangssignal j₃ aus dem Erfassungssegment f₂ des lichtaufnehmenden Elements 32b für das Servosignal und gibt das Rechenergebnis an den Subtrahierer 43. Dieser be­ rechnet die Differenz der Ausgangssignale der Addierer 38 und 39 als Spurfehlersignal TE nach der folgenden Formel:

TE = (i₃ + j₁) - (i₁ + j₃)

Der Addierer 40 addiert das Ausgangssignal k₁ des lichtauf­ nehmenden Elements 33a für das Datensignal und das Ausgangs­ signal k₂ des lichtaufnehmenden Elements 33b für das Datensi­ gnal und gibt das Rechenergebnis an den Addierer 44 und den Subtrahierer 45. Der Addierer 41 addiert das Ausgangssignal h₁ des lichtaufnehmenden Elements 31a für das Datensignal und das Ausgangssignal h₂ des lichtaufnehmenden Elements 31b für das Datensignal und gibt das Rechenergebnis an den Addierer 44 und den Subtrahierer 45. Der Addierer 44 berechnet die Summe der Ausgangssignale der Addierer 40 und 41 als Vorfor­ matierungssignal RO gemäß der folgenden Formel:

RO = (k₁ + k₂) + (h₁ + h₂)

Der Subtrahierer 44 berechnet die Differenz der Ausgangssi­ gnale der Addierer 40 und 41 als magneto-optisches Aufzeich­ nungssignal MO entsprechend der folgenden Formel:

MO = (k₁ + k₂) - (h₁ + h₂)

Das Fokussierungsfehlersignal FE, das Spurfehlersignal TE, das Vorformatierungssignal RO und das magneto-optische Auf­ zeichnungssignal MO werden nach dieser Berechnung einer Wie­ dergabeschaltung (nicht dargestellt) und einer Servoschaltung (nicht dargestellt) zugeführt, um vorbestimmte Steueropera­ tionen durchzuführen.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, enthält die opto-magnetische Kopfanordnung nach der Erfindung das Wolla­ ston-Prisma 26, welches das Licht L nach Reflexion an der fo­ tomagnetischen Platte 24 in drei Lichtbündel A₁, B₁ und C₁ mit unterschiedlichen Polarisationsrichtungen in einer be­ stimmten Ebene aufspaltet, so daß eines (Lichtbündel B₁) der drei Lichtbündel als Servosignallicht und die anderen beiden als Datensignallicht verwendet werden. Jedes der drei Licht­ bündel A₁, B₁ und C₁ wird durch die Hologrammplatte 27 in zwei Lichtbündel in Richtung senkrecht zur Spaltungsrichtung des Wollaston-Prismas 26 geteilt, wodurch sich Lichtbündel­ paare A₂, A₂′; B₂, B₂′ und C₂, C₂′ ergeben. Die geteilten Strahlen B₂ und B₂′ des Servosignallichtes werden mit den lichtaufnehmenden Elementen 32a und 32b empfangen, die in derselben Ebene senkrecht zur optischen Achse O angeordnet sind. Die geteilten Strahlen A₂, A₂′ und C₂, C₂′ der Bündel des Datensignallichtes werden von zwei Paaren lichtaufnehmender Elemente 31a, 31b und 33a, 33b empfangen, die in dersel­ ben Ebene wie die lichtaufnehmenden Elemente 32a und 32b für das Servosignallicht unter übereinstimmenden Abständen in Richtung der optischen Achse angeordnet sind.

Mit dieser Anordnung kann eine kleine und leichte opto-magne­ tische Kopfanordnung mit einem Signalerfassungssystem des einachsigen Typs und mit lichtaufnehmenden Elementen einfa­ cher Anordnung realisiert werden. Da ferner die opto-magneti­ sche Kopfanordnung, welche aus einem einfachen optischen Sy­ stem besteht, die lichtaufnehmenden Elemente für Datensignale und separat dazu für Servosignale enthält, kann das Servosi­ gnal unabhängig von dem magneto-optischen Aufzeichnungssignal MO oder dem Vorformatierungssignal RO erfaßt werden. Es tritt also kein Nebensprechen auf, welches andernfalls durch eine Störung zwischen Datensignal und Servosignal verursacht würde. Außerdem kann nicht nur die Signalverarbeitungsschal­ tung, sondern auch die Signalverarbeitungsoperation verein­ facht werden.

Die drei Lichtbündelpaare A₂, A₂′; B₂, B₂′ und C₂, C₂′, die in Querrichtung gespalten sind, sind aus der Hologrammplatte 27 kommendes Brechungslicht ± erster Ordnung, und daher wei­ chen die Scharfstellpunkte (Konvergierungspunkte) auf der op­ tischen Achse entsprechend dem Defokussierungsbetrag ab. Trotzdem sind die Durchmesser der Strahlenpunkte der Licht­ bündel B₂, B₂′, A₂, A₂′ und C₂, C₂′, die in vertikaler und horizontaler Richtung gespalten sind und auf den Verbundsen­ sor 29 fallen, weitgehend identisch, wenn die Objektivlinse 25 an einem Scharfstellpunkt angeordnet ist, da der Mehrfach­ sensor 29 mit den lichtaufnehmenden Elementen 32a, 32b für das Servosignal und den lichtaufnehmenden Elementen 31a, 31b und 33a, 33b für das Datensignal auf der optischen Achse weitgehend in der Mitte zwischen dem vorderen und hinteren Brennpunkt F₁ und F₂ angeordnet ist. Entsprechend können die Positionen des Sensors zur Abgabe eines geeigneten Fokussier­ fehlersignals, Spurfehlersignals, magneto-optischen Aufzeich­ nungssignals und Vorformatierungssignals leicht eingestellt werden, indem lediglich der Ausgangszustand des Servosignals entsprechend den Erfassungsergebnissen für das rechte und linke lichtaufnehmende Element 32a und 32b für das Servosi­ gnal eingestellt werden.

Fig. 13 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Positionsbeziehung des Wollaston-Prismas 26 und der Hologrammplatte 27 derjenigen des in Fig. 1 gezeigten er­ sten Ausführungsbeispiels entgegengesetzt ist. Die weiteren Elemente des in Fig. 13 gezeigten zweiten Ausführungsbei­ spiels stimmen mit denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels überein.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird das an der fotoma­ gnetischen Platte 24 reflektierte Laserlicht L in zwei Licht­ bündel D₁ und E₁ in einer bestimmten Ebene mit der Hologramm­ platte 27 gespalten, die auch einen vorbestimmten Betrag ne­ gativer oder positiver Defokussierung gegenüber der optischen Achse O der geteilten Lichtbündel D₁, E₁ erzeugt. Die geteil­ ten Strahlen D₁ und E₁ werden jeweils in drei Lichtbündel D₂, D₃, D₄ und E₂, E₃, E₄ durch das Wollaston-Prisma 26 in einer Ebene senkrecht zu der bestimmten Ebene geteilt, in der das Laserlicht durch die Hologrammplatte 27 jeweils gespalten wird. Unter den Lichtbündeln D₂, E₂; D₃, E₃ und D₄, E₄ werden die zweiten Lichtbündel D₃, E₃ als Servosignallicht und das erste und das dritte Lichtbündelpaar als Datensignallicht verwendet. In dem zweiten Ausführungsbeispiel sind zwei lichtaufnehmende Elemente 32a und 32b für das Servosignal vorgesehen, um die Lichtbündel D₃ und E₃ aufzunehmen, die durch das Wollaston-Prisma 26 geteilt wurden, sowie zwei lichtaufnehmende Elemente 31a, 31b und 33a, 33b für das Da­ tensignal zur Aufnahme der Lichtbündel D₂, E₂ und D₄, E₄, die durch das Wollaston-Prisma 26 geteilt wurden. Die lichtauf­ nehmenden Elemente 31a, 31b, 32a, 32b, 33a und 33b sind ins­ gesamt in derselben Ebene unter gleichen Abständen in Rich­ tung der optischen Achse ähnlich wie bei dem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel angeordnet.

Entsprechend ergibt sich wie bei dem ersten Ausführungsbei­ spiel auch hier eine kompakte und leichte opto-magnetische Kopfanordnung, bei der ein einachsiges optisches Signalerfas­ sungssystem vorgesehen ist, welches lichtaufnehmende Elemente in einfacher Anordnung enthält. Da ferner die opto-magneti­ sche Kopfanordnung aus einem einfachen optischen System mit lichtaufnehmenden Elementen für Datensignale und separat dazu für Datensignale besteht, kann das Servosignal unabhängig von dem magneto-optischen Aufzeichnungssignal MO oder dem Vorfor­ matierungssignal RO erfaßt werden. Es tritt also kein Neben­ sprechen auf, welches durch eine Störung zwischen Datensignal und Servosignal hervorgerufen werden könnte. Außerdem kann nicht nur die Signalverarbeitungsschaltung, sondern auch die Signalverarbeitungsoperation vereinfacht werden.

Ferner kann die Position des Sensors zur Abgabe eines geeig­ neten Fokussierfehlersignals, Spurfehlersignals, magneto-op­ tischen Aufzeichnungssignals und Vorformatierungssignals leicht eingestellt werden, indem lediglich der Ausgangszu­ stand des Servosignals entsprechend den Erfassungsergebnissen des rechten und des linken lichtaufnehmenden Elements 32a und 32b für das Servosignal eingestellt wird.

Wenn ein polarisierender Strahlenteiler (PBS) verwendet wird, wird das einfallende Licht in durchgelassenes Licht und re­ flektiertes Licht (zwei optische Achsen) gespalten, wodurch die Zahl der Reflexionsflächen in dem Signalerfassungssystem zunimmt. Bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird jedoch kein derartiger Strahlenteiler ver­ wendet, statt dessen sind das Wollaston-Prisma 26 und die Ho­ logrammplatte 27 mit durchlässigen Flächen zur mehrfachen Strahlenteilung vorgesehen, die in Massenherstellung gefer­ tigt werden können. Daher ist die Wahrscheinlichkeit eines Positionsfehlers der optischen Elemente in dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel durch geringere Zahl der Reflexi­ onsflächen verringert. Somit wird das Servosignal stabil er­ zeugt, wodurch eine höhere Ausbeute möglich ist. Da ferner kein relativ kostspieliger Strahlenteiler verwendet wird, sind die Herstellkosten verringert. Zusätzlich können die Einfallpositionen der sechs entsprechenden Lichtbündel leicht eingestellt werden, weil bei beiden Ausführungsbeispielen der Erfindung die Paare lichtaufnehmender Elemente 31a, 31b; 32a, 32b und 33a, 33b parallel zur Achse X′ (Fig. 2) angeordnet sind.

Wenn die Kondensorlinse 28 in beiden Ausführungsbeispielen eine kleine Blendenöffnungszahl NA hat, können die Hologramm­ platte 27 und das Wollaston-Prisma 26 in dem Strahlengang hinter der Kondensorlinse 28 anstelle derselben vorgesehen sein (d. h. näher an dem Mehrfachsensor 29).

Anstelle einer Hologrammplatte 27 als optisches Beugungsele­ ment zum Spalten der Lichtbündel in Lichtbündel senkrecht zur Richtung, in der das Lichtbündel durch das Wollaston-Prisma 26 gespalten wird, kann auch ein optisches Element vorgesehen sein, welches dasselbe Lichtbündel in Lichtbündelpaare spal­ tet.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, kann eine kompakte und leichte opto-magnetische Kopfanordnung mit ein­ fachem optischen System realisiert werden, bei der keine ge­ genseitige Störung des Servosignals und des Datensignals auf­ tritt. Die Anordnung der lichtaufnehmenden Elemente ist ver­ einfacht, und die Schaltungen einschließlich Signalverarbei­ tungsschaltung und die Signalverarbeitungsoperation sind ver­ einfacht.

Claims (9)

1. Opto-magnetische Kopfanordnung mit einem Strahlenteiler zum Teilen von an einem fotomagnetischen Aufzeichnungs­ träger reflektiertem Laserlicht in drei Lichtbündel un­ terschiedlicher Polarisationsrichtung in einer vorbe­ stimmten Ebene, so daß ein Lichtbündel für ein Servosi­ gnal und die beiden anderen Lichtbündel für Datensignale nutzbar sind, mit einem Lichtbrechungselement, das minde­ stens das Servosignal-Lichtbündel in zwei Lichtbündel in Richtung senkrecht zur vorherigen Teilungsrichtung teilt und einen vorbestimmten Betrag positiver oder negativer Defokussierung bezüglich einer optischen Achse einführt, mit einem Paar Servosignallicht aufnehmender Elemente, die die mit dem Brechungselement geteilten Lichtbündel aufnehmen und in einer Ebene normal zur optischen Achse angeordnet sind, und mit zwei Datensignallicht aufnehmen­ den Elementen, die die Datensignal-Lichtbündel aufnehmen und in derselben Ebene wie die das Servosignallicht auf­ nehmenden Elemente angeordnet sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden das Datensignallicht aufnehmenden Elemente je­ weils aus einem Elementpaar bestehen, so daß die beiden Datensignal-Lichtbündel entsprechend der Aufnahme durch dieses Elementpaar geteilt werden.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlenteiler ein doppelt brechendes kristalli­ nes Polarisationselement ist, und daß das Brechungsele­ ment ein Hologrammelement mit einer nichtpolarisierenden Phase ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polarisationselement ein Wollaston-Prisma ist.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die das Servosignallicht auf­ nehmenden Elemente und die das Datensignallicht aufneh­ menden Elemente in einer Verbundanordnung enthalten sind.

6. Opto-magnetische Kopfanordnung mit einem Brechungsele­ ment, welches an einem fotomagnetischen Aufzeichnungsträ­ ger reflektiertes Laserlicht in zwei Lichtbündel in einer vorbestimmten Ebene teilt und einen vorbestimmten Betrag positiver oder negativer Defokussierung bezüglich einer optischen Achse in die Lichtbündel einführt, mit einem Strahlenteiler zum Teilen jedes der Lichtbündel in mehr als zwei Lichtbündel unterschiedlicher Polarisationsrich­ tung in einer Ebene senkrecht zu der vorbestimmten Ebene, so daß eines der mehr als zwei Lichtbündel für ein Servo­ signal und die übrigen Lichtbündel für Datensignale nutz­ bar sind, mit einem Paar das Servosignallicht aufnehmen­ der Elemente, die die mit dem Strahlenteiler geteilten Servosignal-Lichtbündel aufnehmen und in einer Ebene nor­ mal zur optischen Achse angeordnet sind, und mit einem Paar das Datensignallicht aufnehmender Elemente, die die mit dem Strahlenteiler geteilten Datensignal-Lichtbündel aufnehmen und in derselben Ebene wie die das Servosi­ gnallicht aufnehmenden Elemente angeordnet sind.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlenteiler ein doppelt brechendes kristallines Polarisationselement ist, und daß das Brechungselement ein Hologrammelement mit einer nichtpolarisierenden Phase ist.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Polarisationselement ein Wollaston-Prisma ist.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die das Servosignallicht aufnehmenden Elemente und die das Datensignallicht aufnehmenden Ele­ mente in einer Verbundanordnung enthalten sind.