DE19700504A1 - Optisches Aufnehmergerät - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Aufnehmer­ gerät, welches bei einer optischen Aufnehmervorrichtung ein­ gesetzt wird, und betrifft insbesondere ein optisches Auf­ nehmergerät, welches das Auslesen von Information aus opti­ schen Disketten (disks), die unterschiedliche Dicken aufwei­ sen, ermöglicht, sowie das Aufzeichnen von Information bei diesen Disketten.

Bei dem optischen Aufnehmer liegt eine Objektivlinse einer Aufzeichnungsoberfläche einer optischen Diskette gegenüber, um Licht zum Aufzeichnen von Information auf die Aufzeich­ nungsoberflache der Diskette zu fokussieren, bzw. von der Oberfläche der Diskette reflektiertes Licht zu empfangen, um Information zu lesen.

Vor kurzem wurden Untersuchungen bei Antriebseinheiten für derartige optische Disketten durchgeführt, bei welchen die Antriebseinheit Disketten mit unterschiedlichen Durchmessern aufnehmen kann, und zwar dadurch, daß eine Linsenvorrichtung eingesetzt wird, die sowohl eine Hologrammlinse als auch ei­ ne Brechungslinse aufweist.

Die Fig. 6 und 7 zeigen Fokussierungszustände eines konven­ tionellen optischen Aufnehmergeräts für einfallendes Licht, und zwar für gebeugtes Licht nullter Ordnung und gebeugtes Licht erster Ordnung auf einer dünnen bzw. einer dicken Dis­ kette. Eine Brechungslinse 2 und eine Hologrammlinse 1 sind hintereinander entlang einem optischen Pfad angeordnet, der von der Diskette 3a bzw. 3b ausgeht. Die Hologrammlinse 1 weist ein Gittermuster 11 auf, um durch die Hologrammlinse 1 hindurchgehendes Licht zu beugen. Während von einer Licht­ quelle (nicht gezeigt) ausgesandtes Licht 4 durch die Holo­ grammlinsen 1 hindurchgeht, wird daher das Licht in gebeug­ tes Licht 41 erster Ordnung bzw. ungebeugtes Licht 42 null­ ter Ordnung aufgeteilt. Wenn das gebeugte Licht 41 erster Ordnung und das ungebeugte Licht 40 nullter Ordnung durch jede der Objektivlinsen 2 hindurchgehen, wird daher das Licht 41 und 40 mit unterschiedlicher Intensität fokussiert, wo­ durch ein Brennpunkt auf der dünnen Diskette 3a und auf der dicken Diskette 3b erzeugt wird.

Das voranstehend geschilderte Linsengerät kann Information auf Disketten aufzeichnen, welche unterschiedliche Dicken aufweisen, und kann von diesen Information auslesen, unter Verwendung von Licht nullter Ordnung und von Licht erster Ordnung. Da jedoch das einfallende Licht in Licht nullter Ordnung und Licht erster Ordnung aufgeteilt wird, ist der Wirkungsgrad der Lichtausnutzung verringert. Da nämlich das einfallende Licht durch die Hologrammlinse 2 in Licht null­ ter Ordnung und Licht erster Ordnung aufgeteilt wird, beträgt die tatsächliche Lichtmenge, die zur Aufzeichnung von Infor­ mation verwendet wird, nur 15%. Darüber hinaus ist, wenn Information wiedergegeben wird, Information nur entweder im Licht nullter Ordnung oder im Licht erster Ordnung enthalten. Daher wird Licht erster Ordnung oder Licht nullter Ordnung ohne Information von einem Photodetektor erfaßt, und dieses erfaßte Licht kann Rauschen hervorrufen. Das voranstehend geschilderte Problem kann dadurch ausgeschaltet werden, daß die Hologrammlinse des Linsengeräts bearbeitet wird. Aller­ dings erfordert dies den Vorgang der hochpräzisen Ätzung ei­ nes feinen Musters auf das Hologramm, was die Herstellungs­ kosten erhöht.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereit­ stellung eines optischen Aufnehmergeräts, dessen Teile ein­ fach und kostengünstig hergestellt und zusammengebaut werden können.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines optischen Aufnehmergeräts, welches einen hohen Wirkungsgrad der Lichtausnutzung und niedrige sphärische Aberration aufweist.

Um die voranstehend geschilderten Vorteile zu erreichen, wird ein optisches Gerät zur Verfügung gestellt, welches aufweist:
eine Lichtquelle; eine Objektivlinse, die einer Diskette gegenüberliegt, und einen Lichtdurchlaßbereich aufweist, der in einen zentralen, einen mittleren und einen Umfangsbereich unterteilt ist, die jeweils einer achsennahen Fläche, einer Zwischenfläche in bezug auf die Achse, bzw. einer achsenfer­ nen Fläche einfallenden Lichts entsprechen, wobei die Krüm­ mung des zentralen und des Umfangsbereichs für eine dünne Diskette optimiert ist, und die Krümmung des mittleren Be­ reichs für eine dicke Diskette optimiert ist; einen Photo­ detektor zur Erfassung oder Feststellung von Licht, welches von der Diskette reflektiert wird; einen Strahlteiler, der zwischen der Objektivlinse und der Lichtquelle angeordnet ist, um Licht von der Lichtquelle zur Objektivlinse durchzulassen bzw. zu reflektieren, und um von den Disketten zum Photodetek­ tor reflektiertes Licht zu reflektieren bzw. durchzulassen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestell­ ter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:

Fig. 6 eine schematische Ansicht eines konventionellen Linsengeräts, welches eine Hologrammlinse aufweist, die eine Fokussierung auf einer dünnen Diskette vornimmt;

Fig. 7 eine schematische Darstellung des Linsengeräts ge­ mäß Fig. 6, welches auf eine dicke Diskette fokus­ siert;

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines optischen Auf­ nehmergeräts gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 und 3 eine Perspektivansicht bzw. Vorderansicht einer Objektivlinse, die bei dem optischen Aufnehmergerät gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines optischen Pfa­ des durch die Objektivlinse des optischen Aufnehmer­ geräts gemäß der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts A in Fig. 4.

Bei einem optischen Aufnehmergerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist, um die Erzeugung einer sphärischen Aberration von Licht aus einer Zwischenfläche zu verhindern, wenn Infor­ mation von einer dicken Diskette wiedergegeben wird, wobei die Zwischenfläche zwischen einer nahen Fläche und einer ent­ fernten Fläche in bezug auf eine zentrale optische Achse angeordnet ist, die Krümmung eines Zwischenbereichs entspre­ chend der Zwischenfläche des Lichts in bezug auf die dicke Diskette optimiert. Weiterhin ist die Lichtempfangsfläche eines Photodetektors so begrenzt, daß Licht aus der achsen­ fernen Fläche diesen nicht erreichen kann, wenn Information von der dicken Diskette wiedergegeben wird. Hierbei ist die achsennahe Fläche eine Fläche um die zentrale Achse der Linse herum, mit vernachlässigbarer Aberration. Weiterhin ist die achsenferne Fläche eine Fläche, die relativ weit von der optischen Achse entfernt ist, verglichen mit der achsennahen Fläche, und stellt die Zwischenfläche eine Fläche zwischen der achsennahen und der achsenfernen Fläche dar.

Fig. 1 zeigt schematisch ein optisches Aufnehmergerät gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie bei einem üblichen optischen Aufnehmergerät sind eine Objektivlinse 20, ein Strahlteiler 60 und eine Nachweislinse 40 hintereinander auf einem opti­ schen Pfad zwischen einer Diskette 30 und einem Photodetek­ tor 90 angeordnet, und befindet sich eine Lichtquelle 80 auf einem anderen optischen Pfad von dem Strahlteiler 60.

Bei dem optischen Aufnehmergerät mit dem voranstehenden Auf­ bau gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Objektivlinse 20 so ausgebildet, wie dies in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist.

Die Objektivlinse 20 weist einen torusförmigen oder ring­ förmigen Zwischenbereich A2 auf zumindest einer Seite auf, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Fläche zum Durchlassen des gesamten signifikanten Lichts. Weiterhin befindet sich ein zentraler Bereich A1 bzw. ein Umfangsbereich A3 innerhalb bzw. außerhalb des Zwischen­ bereichs A2. Hierbei sind die Krümmungen des zentralen Be­ reichs A1 und des Umfangsbereichs A3 für eine dünne digita­ le Videodiskette (DVD) optimiert, und ist die Krümmung des Zwischenbereichs A2 für eine dicke Kompaktdiskette (CD) op­ timiert. Weiterhin kann, abhängig von den Umständen, der Zwischenbereich A2 in mehrere Unterbereiche unterteilt sein. Vorzugsweise ist der Photodetektor 90 so ausgebildet, daß er nur Licht empfängt, welches durch den zentralen Bereich A1 und den Zwischenbereich A2 der Objektivlinse 20 hindurchge­ gangen ist, wenn Information von der dicken Diskette repro­ duziert wird, wobei Licht aus der achsenfernen Fläche nicht von dem Photodetektor 90 erfaßt wird.

Wenn daher, wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist, Information von der dicken CD 30b wiedergegeben wird, wird nur Licht innerhalb der gestrichelten Linie auf die dicke CD 30b fokus­ siert. Da Licht aus der achsennahen Fläche durch die Objek­ tivlinse geht, wird daher eine geringere sphärische Aberration hervorgerufen, obwohl die Krümmung des zentralen Bereichs A1 entsprechend der achsennahen Fläche für die dünne DVD 30a optimiert ist. Wenn Information von der dünnen DVD 30a wie­ dergegeben wird, geht Licht durch den zentralen Bereich A1 und den Umfangsbereich A3, deren Krümmungen für die dünne Diskette optimiert sind, wodurch ein Brennpunkt auf einer Oberfläche hervorgerufen wird, die Information erhält, näm­ lich der Oberfläche der dünnen Diskette 30a.

Wenn die numerische Apertur (NA) der Bereiche entsprechend der achsennahen Fläche bzw. der Zwischenfläche kleiner als 0,4 ist, kann ein kleiner Brennpunkt auf der dicken Diskette erzeugt werden, wobei der kleine Brennpunkt für die CD opti­ miert ist. Versuche haben ergeben, daß vorzugsweise der Ab­ stand des ringförmigen Zwischenbereichs größer als 50 µm gegenüber der dünnen Diskette beträgt, zur Erzielung stabi­ ler Wiedergabeeigenschaften. Weiterhin sind die Daten der Objektivlinse für jeden Bereich, optimiert für die CD und die DVD, in den Tabellen 1 und 2 aufgeführt.

Wie voranstehend geschildert, kann bei dem optischen Aufneh­ mergerät gemäß der vorliegenden Erfindung miteinander kompa­ tibel sowohl die dicke CD als auch die dünne DVD eingesetzt werden, und kann ein Signal erfaßt oder gemessen werden, ohne Rauschen aufzunehmen, unabhängig von der Dicke der Diskette. Darüber hinaus läßt sich die Objektivlinse einfach durch ein übliches Formpreß- oder Spritzgußverfahren herstellen, was die Herstellungskosten verringert.

Tabelle 1

Daten des Zwischenbereichs der Objektivlinse

Tabelle 2

Daten des Zentrumsbereichs und des Umfangsbereichs

Claims (4)

1. Optisches Aufnehmergerät, welches aufweist:
eine Lichtquelle;
eine Objektivlinse, die einer Diskette zugewandt ist, und einen Lichtdurchlaßbereich aufweist, der in einen Zentrums­ bereich, einen Zwischenbereich und einen Umfangsbereich unterteilt ist, die jeweils einer achsennahe Fläche, einer Zwischenfläche in bezug auf die Achse, bzw. einer achsen­ fernen Fläche einfallenden Lichts entsprechen, wobei die Krümmung des Zentrumsbereichs und des Umfangsbereichs für eine dünne Diskette optimiert ist, und die Krümmung des Zwischenbereichs für eine dicke Diskette optimiert ist;
einen Photodetektor zur Erfassung von Licht, welches von der Diskette reflektiert wird; und
einen Strahlteiler, der zwischen der Objektivlinse und der Lichtquelle angeordnet ist, um Licht von der Lichtquelle zur Objektivlinse durchzulassen bzw. zu reflektieren, und um von den Disketten reflektiertes Licht zum Photodetektor zu reflektieren bzw. durchzulassen.

2. Optisches Aufnehmergerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Photodetektor Licht nur in der achsen­ nahen Fläche und der Zwischenfläche in bezug auf die Achse empfängt, um Information von der dicken Diskette wieder­ zugeben.

3. Optisches Aufnehmergerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Zwischenbereich der Objektivlinse ring­ förmig ausgebildet ist.

4. Optisches Aufnehmergerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Zwischenbereich in zumindest einer Seite der Objektivlinse vorgesehen ist.