DE19643105A1 - Gerät zum Lesen oder Beschreiben eines optischen Aufzeichnungsträgers - Google Patents
Gerät zum Lesen oder Beschreiben eines optischen AufzeichnungsträgersInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zum Lesen
und/oder Beschreiben eines optischen Aufzeichnungsträgers,
der zumindest zwei voneinander beabstandete
Informationsträgerschichten aufweist nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
Ein derartiges Gerät ist aus der US-A-4,908,813 bekannt.
Nachteilig an diesem bekannten Gerät ist, das der optische
Aufzeichnungsträger mit für unterschiedliche Wellenlängen
empfindlichen Schichten versehen ist, was dazu führt, daß
das Aufzeichnungsgerät mit mehreren Lasern
unterschiedlicher Wellenlänge versehen sein muß. Diese
Laser sind, je nach Wellenlänge, relativ aufwendig und
kostenintensiv.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gerät zum
Lesen und/oder Beschreiben optischer Aufzeichnungsträger
mit mehreren voneinander beabstandeten Informationsträger
schichten vorzuschlagen, welches es erlaubt, mehrere
Informationsträgerschichten mittels Licht einer einzigen
Wellenlänge gleichzeitig auszulesen bzw. zu beschreiben.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil
des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Dies hat den
Vorteil, daß ein gleichzeitiges Auslesen oder Beschreiben
oder gleichzeitiges Auslesen und Beschreiben des optischen
Aufzeichnungsträgers mit Licht einer einzigen Wellenlänge
ermöglicht wird. Das unterschiedliche Ausbreitungsverhalten
ermöglicht eine Fokussierung der beiden Teil strahlen
mittels einer einfachen Optikeinheit auf zwei
unterschiedliche Informationsträgerschichten, die
unterschiedliche Polarisation ermöglicht eine einfache
Trennung der Teilstrahlen in der Detektionseinheit. Das
erfindungsgemäße Gerät kann sowohl zum Lesen oder Schreiben
als auch zum Lesen und Schreiben eines optischen
Aufzeichnungsträgers geeignet sein. Der optische
Aufzeichnungsträger kann scheibenförmig sein, wie
beispielsweise eine CD oder eine DVD, aber auch ein
bandförmiger Aufzeichnungsträger oder ein Aufzeichnungs
träger in anderer Form mit zwei übereinanderliegenden
voneinander beabstandeten Informationsträgerschichten liegt
im Rahmen der Erfindung. Die Lichtquelle dient zum Erzeugen
eines Lichtstrahls, mittels dessen der optische
Aufzeichnungsträger gelesen oder beschrieben wird. Er wird
im allgemeinen vom optischen Aufzeichnungsträger
reflektiert, die Verwendung von durchscheinenden
Aufzeichnungsträgern liegt aber ebenfalls im Rahmen der
Erfindung. Die Optikeinheit dient zum Fokussieren des von
der Lichtquelle erzeugten Lichtstrahls auf den optischen
Aufzeichnungsträger und zum Leiten des reflektierten bzw.
transmittierten Lichtstrahls auf die Detektionseinheit.
Diese dient zum Detektieren des vom optischen
Aufzeichnungsträger kommenden Lichts und zum Weiterleiten
beispielsweise elektrischer Signale zum einen zur Gewinnung
der auf der Informationsträgerschicht gespeicherten
Information, zum anderen zum Gewinnen von für den Betrieb
des Geräts notwendiger oder hilfreicher Größen,
beispielsweise eines Spurführungssignals. Das
Teilstrahlerzeugungselement ist vorteilhafterweise ein
doppelbrechendes Element, welches in einen konvergenten
oder in einen divergenten Strahl eingebracht sein kann.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß das Teilstrahl
erzeugungselement eine doppelbrechende Linse ist. Dies hat
den Vorteil, daß kein zusätzliches Element in der
Optikeinheit erforderlich ist, da diese ohnehin Linsen
enthält. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß eine
Linse, die aus doppelbrechendem Material besteht, einen
einfallenden Lichtstrahl in zwei Teilstrahlen auftrennt,
die zum einen senkrecht zueinander polarisiert sind und zum
anderen verschieden stark divergent bzw. konvergent sind,
je nach Art der Linse und deren Anordnung.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, im Strahlengang vor dem
Teilstrahlerzeugungselement ein polarisationsrichtungs
drehendes Element anzuordnen. Dies hat den Vorteil, daß
durch Drehung der Polarisationsrichtung des einfallenden
Lichts eine variable Verteilung der Lichtintensität auf die
zwei Teilstrahlen erzielt wird. Dies ist vorteilhaft, wenn
eine Anpassung der Intensitäten der Teilstrahlen an
gegebenenfalls unterschiedliche Reflektivitäten der
Informationsträgerschichten erforderlich ist. Weiterhin ist
diese Lösung vorteilhaft beim Aufzeichnen von Informationen
auf eine der Informationsträgerschichten. Dabei ist im
allgemeinen für den Teilstrahl, mit dem aufgezeichnet
werden soll, eine höhere Lichtleistung erforderlich,
während die Leistung des anderen Teilstrahls, mit dem nicht
aufgezeichnet werden soll, sehr gering sein kann. Eine
weitere vorteilhafte Anwendung dieser erfinderischen Idee
liegt darin, daß zum Auslesen entweder der einen oder der
anderen Informationsträgerschicht dem jeweiligen Teilstrahl
100% der zur Verfügung stehenden Lichtintensität zugeteilt
werden kann. Dies ist für verschiedene Anwendungen
sinnvoll, beispielsweise wenn mit reduzierter Leistung der
Lichtquelle gearbeitet werden soll oder um eine
Rauschunterdrückung durch Ausblenden der jeweils anderen
Informationsträgerschicht zu erzielen oder in anderen
geeigneten Anwendungsfällen. Alle diese unterschiedlichen
Aufteilungen der Intensität auf die einzelnen Teil strahlen
ermöglichen es, eine kostengünstige Lichtquelle relativ
niedriger Leistung zu verwenden, die zudem nicht in ihrer
Leistungsabgabe variierbar zu sein braucht. Das
polarisationsrichtungsdrehende Element ist
vorteilhafterweise ein drehbarer Polfilter. Ebenfalls
vorteilhaft kann es sein, die Lichtquelle, die insbesondere
ein Halbleiter-Laser ist, drehbar anzuordnen oder die
Polarisationsrichtung des Lichts, beispielsweise eines
Halbleiterlasers, mittels einer λ/2-Platte, einer Kerrzelle
oder auf andere geeignete Weise zu drehen.
Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der
vorliegenden Erfindung besteht das Teilstrahlerzeugungs
element aus einer Anordnung zweier polarisiertes Licht
abgebender, in unterschiedlichem Abstand zur Optikeinheit
befindlicher Lichtquellen. Dies hat dem Vorteil, daß kein
doppelbrechendes Teilstrahlerzeugungselement erforderlich
ist. Die Lichtquellen sind vorzugsweise Laser,
beispielsweise Halbleiter-Laserdioden, die linear
polarisiertes Licht abgeben. Das Licht wird beispielsweise
mittels eines halbdurchlässigen Spiegels oder eines
polarisierenden Strahlteilers eingekoppelt.
Vorteilhafterweise sind diese Lichtquellen auf einem
einzigen Trägerelement integriert. Dies hat den Vorteil,
daß das Trägerelement zum Zusammenbau des Geräts justiert
angeliefert wird, so daß keine Justage beim Zusammenbau des
Geräts notwendig ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn
das Trägerelement ein integriertes Halbleiter-Bauelement
ist. Ein derartiges Gerät kann bereits korrekt justiert
hergestellt werden.
Erfindungsgemäß weist die Detektionseinheit, d. h. der
Detektionszweig des Geräts einen doppelbrechenden
Prismenstrahlteiler auf. Dies hat den Vorteil eines
geringeren Bedarfs an Bauraum, da die Sensoren für die
beiden Teilstrahlen in einer Ebene angeordnet sein können.
Ein doppelbrechender Prismenstrahlteiler weist
unterschiedliche Weglängen für die verschiedenen
Polarisationsrichtungen auf und ermöglicht es somit, die in
der optischen Achse der Ausbreitungsrichtung des Strahls
hintereinanderliegenden Fokuspunkte der beiden Teilstrahlen
in zwei nebeneinander in einer einzigen senkrecht zu dieser
genannten optischen Achse befindlichen Brennebene liegende
Fokuspunkte zu überführen.
Vorteilhafterweise weist die Detektionseinheit eine
Detektorebene auf, in der mehrere Detektorelemente
angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, daß die
Detektorelemente alle in einer Ebene liegen und daher
kostengünstig als ein Bauteil herstellbar sind. Weiterhin
ist keine Justage der einzelnen Detektorelemente beim
Einbau ins Gerät erforderlich.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Detektionseinheit
einen polarisationsrichtungsabhängigen halbdurchlässigen
Spiegel aufweist. Dies hat den Vorteil, daß dieser
kostengünstig und platzsparend, beispielsweise als
polarisierender Strahlteilerwürfel, realisierbar ist. Er
dient zum Aufteilen der von dem optischen Aufzeichnungs
träger kommenden Teilstrahlen auf die unterschiedlichen
Detektorelemente.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin einen
optischen Aufzeichnungsträger, insbesondere zur Verwendung
in einem erfindungsgemäßen Gerät, welcher die im Anspruch 9
angegebenen Merkmale aufweist, nämlich, daß der optische
Aufzeichnungsträger eine Informationsträgerschicht mit
vorab aufgezeichneten Informationen aufweist sowie eine
bezüglich dieser Schicht räumlich getrennte, zur
Aufzeichnung von Informationen geeignete Informations
trägerschicht ohne vorab aufgezeichnete Informationen
aufweist. Dies hat den Vorteil, daß die genannten vorab
aufgezeichneten Informationen, die zum Auslesen und/oder
Beschreiben des optischen Aufzeichnungsträgers notwendig
oder zumindest hilfreich sind, nicht zweifach, d. h. auf
jeder der Informationsträgerschichten vorab aufgezeichnet
sein müssen, da beide Informationsträgerschichten vom
entsprechenden Gerät gleichzeitig gelesen bzw. beschrieben
werden können. Dies ermöglicht eine Erhöhung des zur
Nutzdatenaufzeichnung verfügbaren Speicherplatzes, eine
Senkung der Herstellungskosten des optischen
Aufzeichnungsträgers, eine Erhöhung des Signal-Rausch-
Verhältnisses und ermöglicht insbesondere ein exaktes
Übereinanderliegen der aufgezeichneten Informationen auf
beiden Informationsträgerschichten, da sich das Gerät beim
Aufzeichnen beider Schichten jeweils auf die in einer
Schicht vorab aufgezeichnete Informationen bezieht. Mit
Nutzdaten sind neben reinen Daten auch Video-, Audio- und
andere Nutzdaten bezeichnet. Der optische Aufzeichnungs
träger kann natürlich auch mehrere Informationsträger
schichten aufweisen, von denen zumindest eine vorab
aufgezeichnete Informationen aufweist, die auf der bzw. den
anderen Schichten nicht vorab aufgezeichnet sind.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich nicht nur auf die
ausdrückliche genannten Ausführungsbeispiele und
Erläuterungen, sondern bezieht auch alle im Rahmen der
Erfindung liegende Ausgestaltungen mit ein.
Weitere vorteilhafte Merkmale und Ausgestaltungen der
Erfindung können der nachfolgenden Beschreibung anhand der
Figuren entnommen werden. Dabei zeigen
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Gerät mit doppelbrechendem
Prismenstrahlteiler,
Fig. 2 den Nachweiszweig eines erfindungsgemäßen Gerätes
mit polarisationsrichtungsabhängigem
halbdurchlässigem Spiegel,
Fig. 3 einen Teil eines erfindungsgemäßen Geräts mit
polarisationsrichtungsdrehendem Element in
räumlicher Darstellung,
Fig. 4 einen Teil eines erfindungsgemäßen Geräts mit zwei
Lichtquellen in einer ersten Ausführungsform,
Fig. 5 einen Teil eines erfindungsgemäßen Geräts mit zwei
Lichtquellen in einer zweiten Ausführungsform,
Fig. 6 eine Detektoreinheit eines erfindungsgemäßen Geräts
und
Fig. 7 einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen optischen
Aufzeichnungsträgers.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Gerät mit
doppelbrechendem Prismenstrahlteiler. Als Lichtquelle dient
eine Laserdiode 1 die einen linear polarisierten
Lichtstrahl 2 abgibt. Dieser durchläuft ein Phasengitter 3,
welches Nebenstrahl +/- erster Ordnung erzeugt, die zum
Spurführen nach dem bekannten Dreistrahlverfahren benötigt
werden. Auf dieses Verfahren wird nur in soweit
eingegangen, als es zur Beschreibung des Ausführungs
beispiels erforderlich ist. Selbstverständlich kann die
Erfindung auch mit anderen Spurführungsverfahren
vorteilhaft Verwendung finden. Nach Durchlaufen des
Phasengitters 3 fällt der Lichtstrahl 2 auf eine
doppelbrechende Kollimatorlinse 4, die im Ausführungs
beispiel das Teilstrahlerzeugungselement darstellt. Die
doppelbrechende Kollimatorlinse 4 spaltet den Lichtstrahl 2
in zwei Teilstrahlen 5 und 6 auf, die senkrecht zueinander
polarisiert sind. Die Teilstrahlen 5 und 6 durchlaufen
einen nicht polarisierenden Strahlteiler 7 und werden von
einer Objektivlinse 8 auf unterschiedliche Informations
trägerschichten 9 und 10 des hier nur schematisch
angedeuteten optischen Aufzeichnungsträgers fokussiert. Zum
Fokussieren kann die Objektivlinse 8 in Richtung der
optischen Achse, in Fig. 1 in Links-/Rechts-Richtung
verschoben werden. Zum Spurführen entlang der Spuren in
denen die Informationen auf den Informationsträgerschichten
9, 10 gespeichert werden, kann die Objektivlinse 8 parallel
zu den Informationsträgerschichten 9, 10 bewegt werden.
Dies geschieht durch einen Linsenantrieb 11, der hier nur
schematisch mit Doppelpfeilen in die jeweilige
Bewegungsrichtung angedeutet ist. Zur Verdeutlichung der
Polarisationsrichtung der Teilstrahlen 5 und 6 sind an den
Informationsträgerschichten 9 und 10 symbolisch die
Polarisationsrichtungen dargestellt. Der auf die
Informationsträgerschicht 9 fallende Teilstrahl 5 ist
demnach in Richtung der Zeichnungsebene polarisiert,
während der auf die Informationsträgerschicht 10 fallende
Teilstrahl 6 senkrecht dazu polarisiert ist. Die
Teilstrahlen 5, 6 werden von den Informationsträger
schichten 9, 10 reflektiert, durchlaufen die Objektivlinse
8 und werden im nicht polarisierenden Strahlteiler 7 in der
Abbildung nach unten abgelenkt und erreichen eine
fokussierende Linse 12. Anschließend durchlaufen sie eine
Zylinderlinse 13, die zur Durchführung der Astigmatismus-
Autofokusmethode verwendet wird, auf die hier nicht näher
eingegangen wird. Anschließend treffen sie auf den
polarisierenden Prismenstrahlteiler 14. Dieser weist zwei
reflektierende Schichten 15 und 16 auf, die jeweils Licht
der einen Polarisationsrichtung reflektieren. Der in
Richtung der Zeichnungsebene polarisierte Teilstrahl 5
passiert die für die andere Polarisationsrichtung
reflektierende Schicht 16 und wird von der reflektierenden
Schicht 15 auf einen Sensor S1 der Detektoranordnung 17
reflektiert. Der senkrecht zur Zeichnungsebene polarisierte
Teilstrahl 6 wird von der reflektierenden Schicht 16 auf
den Sensor S2 der Detektoranordnung 17 reflektiert.
Erfindungsgemäß werden unter Ausnutzung der Polarisation
des Lichtes entlang der optischen Achse des Geräts zwei
voneinander getrennte Fokuspunkte auf den Informations
trägerschichten 9 und 10 erzeugt. Die in longitudinaler
Richtung getrennten Fokuspunkte werden mit Hilfe der
doppelbrechenden Kollimatorlinse 4 erzeugt. Dies
erleichtert im Nachweiszweig die Separation der von den
unterschiedlichen Informationsträgerschichten 9, 10
herrührenden Signale durch Verwendung einer polarisations
empfindlichen Optik, im Ausführungsbeispiel des
polarisierenden Prismenstrahlteilers 14. Erfindungsgemäß
ist es ebenfalls möglich, die Objektivlinse 8 als
doppelbrechende Linse auszulegen. In diesem Fall kann die
Trennung im Nachweiszweig nicht so einfach wie in Fig. 1
dargestellt realisiert werden. Als doppelbrechendes
Material für die Kollimatorlinse 4 empfiehlt sich
beispielsweise Quarz, dessen Brechungsindizes ne = 1,5533
und no = 1,5442 bei einer Wellenlänge von etwa λ ≈ 700 nm,
dem für entsprechende Geräte üblicherweise verwendeten
Wellenlängenbereich, eine bei den üblichen Abmessungen des
Schreib-/Lesekopfs ausreichende Trennung der Fokuspunkte
ermöglicht.
Die reflektierenden Schichten 15, 16 des polarisierenden
Prismenstrahlteilers 14 sind parallel zueinander im
Abstand d angeordnet. Durch geeignete Wahl des Abstands d
wird eine optische Weglänge eingefügt, die es ermöglicht,
daß die beiden Fokuspunkte, die die voneinander
beabstandeten Informationsträgerschichten 9 und 10 treffen,
auf der Detektoranordnung 17 in einer Ebene abgebildet
werden. Bei angenommenen Brennweiten der fokussierenden
Linse 12 von 42 mm und der Objektivlinse 8 von 3,5 mm
ergibt sich ein Vergrößerungsfaktor von η = 12, aus dem
sich mit dem angenommenen Abstand der Informationsträger
schichten 9, 10 von δ = 70 nm eine erforderliche Dicke d
von
ergibt.
In Fig. 2 ist der Nachweiszweig eines erfindungsgemäßen
Geräts, d. h. der Bereich der Fig. 1, der unterhalb der
Zylinderlinse 13 abgebildet ist, dargestellt. Die von dem
optischen Aufzeichnungsträger kommenden Teilstrahlen 5 und
6 treffen nach Passieren der Zylinderlinse 13 auf einen
polarisierenden Strahlteilerwürfel 18, der eine
reflektierende Schicht 16' aufweist. Der in der
Zeichnungsebene polarisierte Teilstrahl 5 passiert diese
reflektierende Schicht 16' und trifft auf einen Sensor S1'.
Der senkrecht dazu polarisierte Teilstrahl 6 wird von der
reflektierenden Schicht 16 reflektiert und auf den
Sensor S2' gelenkt. Beide Sensoren S1' und S2' sind in der
Detektionseinheit zueinander justiert. Auf einen
polarisierenden Prismenstrahlteiler mit im Abstand d
angeordneten reflektierenden Schichten kann in diesem
Ausführungsbeispiel verzichtet werden.
Fig. 3 zeigt einen Teil eines erfindungsgemäßen Geräts mit
einem polarisationsrichtungsdrehenden Element 20 in
räumlicher Darstellung. Man erkennt die Laserdiode 1 und
den von ihr ausgesandten Lichtstrahl 2. Die Polarisations
richtung ist durch Angabe des Polarisationsvektors EL des
polarisationsrichtungsdrehenden Elements 20 angegeben. In
der doppelbrechenden Kollimatorlinse 4 sind die
Polarisationsrichtungen für den ordentlichen Strahl mit no
und für den außerordentlichen Strahl mit ne angegeben. Die
entsprechenden Teilstrahlen 5 und 6 sind im weiteren
Strahlengang angedeutet. In der abgebildeten Darstellung
ist der Polarisationsvektor EL um 45° zu den durch die
Pfeile no und ne angedeuteten Vorzugsrichtungen der
doppelbrechenden Kollimatorlinse 4 gedreht dargestellt.
Durch Drehen der Polarisation EL des Lichtstrahls 2
gegenüber dem Kristallachsen no bzw. ne der Kollimatorlinse
4 läßt sich die Intensität der beiden kollimierten,
polarisierten Teilstrahlen 5, 6 stufenlos einstellen. Unter
einem Winkel von 45° sind beide Intensitäten gleich groß.
Insbesondere zum Schreiben auf einer beschreibbaren
Informationsträgerschicht 9 bzw. 10 ist es sinnvoll, die
Intensität des zum Schreiben verwendeten Teilstrahls 5 bzw.
6 im Vergleich zum jeweils anderen Teilstrahl 6 bzw. 5 zu
erhöhen, beispielsweise im Verhältnis 80 : 20.
Fig. 4 zeigt einen Teil eines erfindungsgemäßen Geräts mit
zwei Lichtquellen in einer ersten Ausführungsform. Hierbei
sind zwei separate Laserdioden 1' und 1'' vorgesehen, die
einen kleinen seitlichen Versatz sowie einen Versatz in
longitudinaler, d. h. in Strahlausbreitungsrichtung
aufweisen. Dies ist in Fig. 4 stark übertrieben
dargestellt. Weiterhin sind die Laserdioden 1' und 1'' so
ausgerichtet, daß die von ihnen erzeugten Lichtstrahlen 2'
und 2'' senkrecht zueinander polarisiert sind. In diesem
Fall wird eine konventionelle Kollimatorlinse 4' verwendet.
Der weiter Strahlengang entspricht dem zu Fig. 1 bzw. zu
Fig. 2 beschriebenen. Bei geeignetem seitlichen Versatz ist
gegebenenfalls eine stärkere Aufspaltung der Teil strahlen
im Bereich der Detektoranordnung 17 erzielbar, so daß sich
hier eine weniger aufwendige Lösung anbieten kann.
In Fig. 5 ist eine zweite Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Geräts mit zwei Lichtquellen abgebildet.
Auch hier werden zwei getrennte Laserdioden 1', 1'
verwendet, deren Lichtstrahlen 2', 2'' mittels einer
halbdurchlässigen Spiegelschicht 19 zusammengefaßt und auf
eine konventionelle Kollimatorlinse 4' gelenkt werden. Die
Abstände x1 der Laserdiode 1' von der halbdurchlässigen
Spiegelschicht 19 und x2 der Laserdiode 1'' von der
halbdurchlässigen Spiegelschicht 19 sind unterschiedlich
groß gewählt, so daß sich longitudinal verschobene
Fokuspunkte für die beiden Lichtstrahlen 2' und 2''
ergeben, entsprechend dem Abstand der Informationsträger
schichten 9 bzw. 10. Der Vorteil dieser Ausführungsform
gegenüber der in Fig. 4 beschriebenen liegt darin, daß kein
seitlicher Versatz der Lichtstrahlen 2' bzw. 2'' zueinander
auftritt, da beide Laserdioden 1' und 1'' genau in der
optischen Achse angeordnet werden können. Auch hier
entspricht der weitere Strahlengang dem zu Fig. 1 bzw. Fig.
2 beschriebenen.
In Fig. 6 ist die Detektoranordnung 17 eines
erfindungsgemäßen Geräts abgebildet. Man erkennt die
Sensoren S1 und S2, auf die Teilstrahlen 5 bzw. 6
abgebildet werden. Im Ausführungsbeispiel ist der Sensor S1
in vier Quadranten bestehend aus den Detektorelementen A,
B, C, D aufgeteilt. Diese Aufteilung ermöglicht es, ein
Fokussierungssignal FE entsprechend der Astigmatismus-
Fokusmethode zu bilden. Dies ist im rechten Teil der Fig. 6
dargestellt. FE ergibt sich aus der Differenz der Summe
jeweils zweier diagonal angeordneter Detektorelemente:
FE = (A + B) - (B + D). Weitere Detektorelemente E und F dienen dazu, ein Spurführungssignal TE gemäß der Dreistrahlmethode zu gewinnen. Durch das Phasengitter 3 ist der Lichtstrahl 2 in einen Hauptstrahl nullter Ordnung und zwei Nebenstrahlen +/- erster Ordnung aufgespalten, was der Einfachheit halber in den vorhergehenden Figuren nicht dargestellt ist. In Fig. 6 sind die von diesen Strahlen herrührenden Lichtflecken auf den Detektorelementen jeweils als kreisförmiger Fleck angedeutet. Der Hauptstrahl nullter Ordnung fällt auf den zentralen Bereich des Sensors S1 bzw. des Sensor S2, während die Nebenstrahlen +/- erster Ordnung des Teilstrahls 5 auf die Detektorelemente E und F fallen. Da für die Nebenstrahlen +/- erster Ordnung des Teilstrahls 6 keine Detektorelemente vorgesehen sind, sind die entsprechenden Lichtflecken gestrichelt angedeutet. Das Spurführungssignal TE ergibt sich aus der Differenz der von den Detektorelementen E und F abgegebenen Signale. Der Teilstrahl 6 fällt auf den Sensor S2, der aus einem einzigen Detektorelement G besteht. Das Informationssignal des Teilstrahls 6 entspricht somit dem Ausgangssignal des Detektorelements G, das Informationssignal des Teilstrahls 5 entspricht der Summe der Ausgangssignale der Detektorelemente A bis D. Dies ist ebenfalls im rechten Teil der Fig. 6 angedeutet. Die hier beschriebene Abbildung beider Fokuspunkte, desjenigen auf der Informationsträger schicht 9 und desjenigen auf Informationsträgerschicht 10 auf eine einzige Detektoranordnung 17 ist durch die Verwendung des polarisierenden Prismenstrahlteilers 14 möglich. Es versteht sich, daß gegebenenfalls zur Verbesserung der Fokusfindung und der Spurführung auch im Bereich des Sensors 2 entsprechende Detektorelemente wie im Bereich des Sensors 1 angeordnet werden können. Weiterhin ist es möglich, andere Fokussierungs- und Spurführungs methoden zu verwenden, wobei die Detektoranordnung 17 entsprechend dieser Methoden aufzubauen ist.
FE = (A + B) - (B + D). Weitere Detektorelemente E und F dienen dazu, ein Spurführungssignal TE gemäß der Dreistrahlmethode zu gewinnen. Durch das Phasengitter 3 ist der Lichtstrahl 2 in einen Hauptstrahl nullter Ordnung und zwei Nebenstrahlen +/- erster Ordnung aufgespalten, was der Einfachheit halber in den vorhergehenden Figuren nicht dargestellt ist. In Fig. 6 sind die von diesen Strahlen herrührenden Lichtflecken auf den Detektorelementen jeweils als kreisförmiger Fleck angedeutet. Der Hauptstrahl nullter Ordnung fällt auf den zentralen Bereich des Sensors S1 bzw. des Sensor S2, während die Nebenstrahlen +/- erster Ordnung des Teilstrahls 5 auf die Detektorelemente E und F fallen. Da für die Nebenstrahlen +/- erster Ordnung des Teilstrahls 6 keine Detektorelemente vorgesehen sind, sind die entsprechenden Lichtflecken gestrichelt angedeutet. Das Spurführungssignal TE ergibt sich aus der Differenz der von den Detektorelementen E und F abgegebenen Signale. Der Teilstrahl 6 fällt auf den Sensor S2, der aus einem einzigen Detektorelement G besteht. Das Informationssignal des Teilstrahls 6 entspricht somit dem Ausgangssignal des Detektorelements G, das Informationssignal des Teilstrahls 5 entspricht der Summe der Ausgangssignale der Detektorelemente A bis D. Dies ist ebenfalls im rechten Teil der Fig. 6 angedeutet. Die hier beschriebene Abbildung beider Fokuspunkte, desjenigen auf der Informationsträger schicht 9 und desjenigen auf Informationsträgerschicht 10 auf eine einzige Detektoranordnung 17 ist durch die Verwendung des polarisierenden Prismenstrahlteilers 14 möglich. Es versteht sich, daß gegebenenfalls zur Verbesserung der Fokusfindung und der Spurführung auch im Bereich des Sensors 2 entsprechende Detektorelemente wie im Bereich des Sensors 1 angeordnet werden können. Weiterhin ist es möglich, andere Fokussierungs- und Spurführungs methoden zu verwenden, wobei die Detektoranordnung 17 entsprechend dieser Methoden aufzubauen ist.
In Fig. 7 ist ein Ausschnitt eines erfindungsgemäßen
optischen Aufzeichnungsträgers im Bereich der Informations
trägerschichten 9 und 10 dargestellt. Die Anordnung zweier
Informationsträgerschichten ermöglicht es, etwa die
doppelte Datenmenge auf dem optischen Aufzeichnungsträger
unterzubringen. Eine weitere Erhöhung der Speicherkapazität
ergibt sich, wenn entsprechend weitere Informationsträger
schichten angeordnet werden. Mit der erfindungsgemäßen
Mehrfokus-Optik können zwei dieser Informationsträger
schichten gleichzeitig ausgelesen werden, da der Abstand
der Fokuspunkte der Teil strahlen 5 und 6 Δz dem Abstand der
beiden Informationsträgerschichten 9 und 10 voneinander
entspricht. Die Informationsspuren der Informationsträger
schichten 9 und 10 liegen dabei übereinander, so daß beide
Teilstrahlen 5 und 6 gleichzeitig nicht nur auf jeweils
einer Informationsträgerschicht fokussiert sind, sondern
dort auch gleichzeitig verwertbare Informationen lesen
können. Die Informationsträgerschicht 10 ist
halbdurchlässig verspiegelt, so daß der Teilstrahl 5 sie
passieren kann. Eine interessante Anwendung der
vorliegenden Erfindung besteht darin, daß der optische
Aufzeichnungsträger eine sogenannte ROM/RAM-Disk ist. Dabei
ist beispielsweise die Informationsträgerschicht 9 eine
ROM-Schicht, d. h. sie enthält nur Leseinformationen in
einer vorgeprägten Informationsspur. Die Informations
trägerschicht 10 ist als Speicherschicht ausgelegt. Dies
kann eine Phase-Change-Schicht, eine photorefraktive
Schicht, eine magneto-optische Schicht oder jede andere,
zum Aufzeichnen geeignete Schicht sein. Allerdings ist die
Informationsträgerschicht 10 ohne eine üblicherweise bei
Aufzeichnungsschichten vorhandene Vorspur ausgebildet. Ein
derartiger optischer Aufzeichnungsträger wird mit einem
Doppelfokussystem, d. h. beispielsweise dem weiter oben
erläuterten erfindungsgemäßen Gerät ausgelesen und
beschrieben. Dies hat den Vorteil, daß die Informationsspur
bzw. eine Vorspur der Informationsträgerschicht 9 für die
Fokussierung, die Spurnachführung, die Disk-Regelung und
die Adressierung der Bereiche der Informationsträger
schichten 9, 10 verwendet werden kann. Während des
Schreibvorgangs in der Informationsträgerschicht 10 wird
automatisch eine Datenspur exakt über der Spur der
Informationsträgerschicht 9 eingeschrieben. Da die
Informationsträgerschicht eine ebene, gleichförmige Fläche
ohne Vorspur oder zusätzliche Adressierungsinformationen
ist, ist das erreichbare Signal-zu-Rausch-Verhältnis höher,
da kein zusätzliches Rauschsignal durch etwaige Rauhigkeit
der Spurkanten einer Vorspur bzw. von Adressierungsbits
entstehen. Außerdem kann die volle Speicherkapazität der
Informationsträgerschicht für die Datenspeicherung
ausgenutzt werden, da sich keine Adress- oder
Servoinformationen, wie beispielsweise für die Spurführung,
auf der Informationsträgerschicht 10 befinden müssen. Mit
dem zu Fig. 3 beschriebenen Verfahren zur Drehung der
Polarisationsrichtung gegenüber der Kristallachse der
doppelbrechenden Kollimatorlinse 4 kann die Lichtintensität
zum Schreiben auf der Informationsträgerschicht 10
entsprechend eingestellt werden. Beispielweise kann die
Intensität des auf der Informationsträgerschicht 9 lesenden
Teilstrahls 5 etwa 10% der gesamten Leistung der Laserdiode
1 und diejenige des zum Schreiben auf der Informations
trägerschicht 10 verwendeten Teilstrahls 6 dementsprechend
etwa 90% dieser Leistung betragen.
Claims (9)
1. Gerät zum Lesen oder Beschreiben eines optischen
Aufzeichnungsträgers, welcher zumindest zwei
voneinander beabstandete Informationsträgerschichten
(9, 10) aufweist, mit einer Lichtquelle (1, 1', 1''),
einer Optik-Einheit und einer Detektionseinheit,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstrahlerzeugungs
element (4, 1', 1'', 19) vorhanden ist, welches zwei
Teilstrahlen (5, 6, 2', 2'') abgibt, die sich in
Polarisationsrichtung und Ausbreitungsverhalten
unterscheiden.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Teilstrahlerzeugungselement eine doppelbrechende Linse
(4) ist.
3. Gerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß im Strahlengang vor dem
Teilstrahlerzeugungselement (4) ein
polarisationsrichtungsdrehendes Element (20)
angeordnet ist.
4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Teilstrahlerzeugungselement eine Anordnung zweier
polarisiertes Licht abgebender, in unterschiedlichem
Abstand zur Optik-Einheit befindlicher Lichtquellen
(1', 1'') ist.
5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lichtquellen (1', 1'') auf einem einzigen
Trägerelement integriert sind.
6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Detektionseinheit einen
doppelbrechenden Prismenstrahlteiler (14) aufweist.
7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Detektionseinheit eine Detektoranordnung (17)
aufweist, in der mehrere Detektorelemente (A, B, C, D,
E, F, G) in einer Ebene angeordnet sind.
8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Detektionseinheit einen
polarisationsrichtungsabhängigen halbdurchlässigen
Spiegel (16') aufweist.
9. Optischer Aufzeichnungsträger insbesondere zur
Verwendung in einem Gerät nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der optische Aufzeichnungsträger eine
Informationsträgerschicht (9) mit vorab
aufgezeichneten Informationen aufweist, sowie eine
bezüglicher dieser Schicht räumlich getrennte, zur
Aufzeichnung von Informationen geeignete
Informationsträgerschicht (10) ohne entsprechende
vorab aufgezeichnete Informationen.
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