DE19802389A1 - Optisches System zur Strahlformung und ein dieses verwendender optischer Aufnehmer - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches System zum Formen von Strahlen sowie einen optischen Aufnehmer, der dieses System verwendet, und betrifft insbesondere ein optisches System zur Ausformung eines Lichtstrahls, der von einer Lichtquelle ausgegeben wird, in eine gewünschte Form, sowie einen optischen Aufnehmer, welcher dieses optische System verwendet.

Ein optischer Aufnehmer für ein optisches Speichermedium wie beispielsweise eine Kompaktdiskette (CD) und eine vielseitige Digitaldiskette (DVD) setzt eine Laserquelle zur Ausgabe eines Lichtstrahls ein, der einen elliptischen Querschnitt aufweist. Die Laserquelle gibt Licht aus, welches von einer aktiven Schicht einer Laserdiode abgegeben wird, und zwar in Form eines divergenten Strahls. Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird die Erzeugung des Laserlichts kurz geschildert.

Fig. 1 zeigt einen elliptischen Lichtstrahl, der von einer Laserdiode ausgegeben wird. In Fig. 1 ist die Richtung einer Übergangsoberfläche in der Laserdiode, also eine Richtung parallel zu einer aktiven Schicht, als Parallel dargestellt, und eine Richtung senkrecht zu der Übergangsoberfläche als Senkrecht. Die Senkrechtrichtung stimmt hierbei mit der Richtung eines Stroms überein, der durch die aktive Schicht in der Laserdiode fließt. Bei einer Laserdiode (Modell Nr. PS010-00, hergestellt von Blue Sky Research) weist ein Bereich einer aktiven Schicht Abmessungen von 1 µm ((Senkrechtrichtung) × 3 µm (parallele Richtung) auf, mit dem Zentrum an einem Punkt B, der in Fig. 1 gezeigt ist. Das Laserlicht wird von dem Bereich der aktiven Schicht erzeugt. Da das Licht, welches über den Bereich mit der aktiven Schicht ausgegeben wird, von zwei unterschiedlichen Punkten A und B ausgeht, weist das Ausgangslicht eine Astigmatismusentfernung ΔZ auf, welche der Entfernung zwischen den Punkten A und B entspricht. Der Divergenzwinkel das Laserlichts beträgt im allgemeinen 20 bis 40° im Falle von θ_Senkrecht bzw. 8 bis 20° im Falle von θ_Parallel, und daher weist der Ausgangslichtstrahl in Bezug auf die optische Achse einen elliptischen Querschnitt auf. Hierbei stimmt die langere Achse, die einen großen Strahldurchmesser darstellt, mit der senkrechten Richtung überein, und entspricht die kurze Achse mit kleinem Strahldurchmesser mit der parallelen Richtung überein, also parallel zur Übergangsoberfläche.

Da die Objektivlinse für ein Lichtspeichermedium kreisförmig ist, ist allerdings ein Lichtstrahl kreisförmigen Querschnitts dazu erforderlich, den Lichtnutzungsgrad zu verbessern. Die konventionellen Strahlformungsverfahren, die infolge dieses Erfordernisses vorgeschlagen wurden, werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 2A bis 4 beschrieben.

Das in den Fig. 2A und 2B dargestellte optische System weist Zylinderlinsen 11 und 12 auf. Fig. 2A zeigt die Linsen 11 und 12 gesehen von einer Ebene aus, die mit der parallelen Richtung übereinstimmt, und Fig. 2B zeigt die Linsen 11 und 12 gesehen von der Ebene Parallel zur senkrechten Richtung aus. Die Linsen 11 und 12 weisen unterschiedliche Brennweiten auf. Der divergente Lichtstrahl, der wie in Fig. 1 gezeigt von der Laserquelle ausgegeben wird, wird durch eine Kollimatorlinse (nicht gezeigt) gesammelt, und trifft dann auf die Linse 11 auf. Die Linse 11 ist plan-konvex ausgebildet, in der mit der parallelen Richtung übereinstimmenden Richtung, um so das auf sie auftreffende Licht parallel zur Parallelrichtung auszubilden. Die Linse 11 überträgt das Licht, welches parallel zur senkrechten Richtung auftrifft, ohne Brechung. Das von der Linse 11 ausgegebene Licht trifft auf die Linse 12 auf. Die Linse 12 gibt das Licht, welches von der plan-konkaven Linse 11 auftrifft, parallel zur Parallelrichtung in Form von praktisch parallelem Licht aus. Das Licht, das in der Richtung parallel zur senkrechten Richtung einfällt, wird ohne Brechung über die Linse 12 weitergeleitet, so daß es praktisch parallel bleibt. In der Richtung parallel zur Parallelrichtung, die in Fig. 2A gezeigt ist, ändert sich daher das einfallende Licht, welches einen Strahldurchmesser Wi aufweist, zu einem Licht, welches einen großen Strahldurchmesser Wo aufweist. Dies führt dazu, daß der elliptische Lichtstrahl, der von der Laserquelle ausgegeben wird, so ausgeformt wird, daß er zu einem Lichtstrahl wird, daß einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist.

Fig. 3 zeigt ein herkömmliches Strahlformungsprisma. Ein auf das in Fig. 3 dargestellte Prisma einfallender Lichtstrahl ist ein Lichtstrahl, der elliptisch von einer Laserquelle ausgegeben wird, und dann durch eine Kollimatorlinse gesammelt wird, wie in Fig. 2A und 2B. Der kollimierte Lichtstrahl trifft auf eine Oberfläche 23 eines Prismas 21 auf. In der in Fig. 3 dargestellten Einfallsebene wird der Lichtstrahl mit der Richtung des kleinen Durchmessers, der einen Einfallswinkel θi aufweist, in einem Brechungswinkel θ0 durch das Prisma 21 gebrochen, welches einen Brechungsindex n aufweist, und wird dann von der Oberfläche 25 ausgesandt. Das Prisma 21 ändert den Durchmesser Wi des auf die Einfallsebene von Fig. 3 einfallenden Lichtstrahls in einen größeren Durchmesser Wo. Das Prisma 21 ändert jedoch praktisch nicht den Strahldurchmesser des Lichts, welches auf eine andere Einfallsebene einfällt, die senkrecht zur Einfallsebene verläuft. Der Lichtstrahl, der von der Oberfläche 25 abgegeben wird, wird daher im wesentlichen kreisförmig.

Fig. 4 zeigt ein konventionelles optisches System zur Ausformung eines Strahls unter Verwendung einer Mikrolinse. Das von einer aktiven Schicht 41 ausgesandte Licht weist einen elliptischen Querschnitt auf, wie voranstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert wurde. Das Licht fällt auf die Mikrolinse 42 auf, die um einige Mikrometer von aktiven Schicht 41 getrennt ist. Die Mikrolinse 42 weist derartige optische Eigenschaften auf, daß das auf die Richtung mit kleinem Durchmesser gemäß Fig. 4 einfallende Licht, welches durch gestrichelte Linien dargestellt ist, übertragen wird, ohne wesentlich gebrochen zu werden. In Bezug auf die Richtung mit großem Durchmesser, die durch eine durchgezogene Linie dargestellt ist, führt allerdings die Mikrolinse 42 zu einer Brechung des einfallenden Lichtes über eine konvexe Oberfläche 421, so daß das Licht im wesentlichen parallel ausgebildet wird, und macht die Mikrolinse das Licht über eine Oberfläche 423 divergent, so daß es im wesentlichen mit dem Strahldurchmesser bezüglich der Richtung des kleinen Strahldurchmessers zusammenfällt.

Da es schwierig ist, die voranstehend geschilderten zylindrischen Linsen so herzustellen, daß sie eine hervorragende Wellenfrontaberration aufweisen, und es darüber hinaus schwierig ist, die optische Achse zu justieren, wird das Verfahren unter Verwendung der Zylinderlinsen selten angewandt.

Da im Falle des Prismas ein gewünschter Strahlformungsvorgang nur dann durchgeführt werden kann, wenn im wesentlichen paralleles Licht einfällt, ist eine getrennte Kollimatorlinse dazu erforderlich, den divergenten Lichtstrahl zu sammeln, der von der Laserquelle abgegeben wird, was zu einer großen Wegentfernung führt, und es schwierig macht, einen kompakten optischen Aufnehmer herzustellen.

Beim Einsatz des Verfahrens unter Verwendung der Mikrolinse sollte die Mikrolinse in dem Ausgangsfenster der Laserdiode angeordnet werden, was es schwierig macht, die Mikrolinse mit der Laserdiode zusammenzubauen, wenn man kein Laserdiodenhersteller ist, und auch die Herstellungskosten erhöht. Darüber hinaus ist es schwierig, eine Mikrolinse mit hervorragenden Eigenschaften herzustellen.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Lösung der voranstehend geschilderten Schwierigkeiten und in der Bereitstellung eines optischen Strahlformungssystems zum Maximieren des Lichtwirkungsgrades und der Wellenfrontaberration.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines optischen Aufnehmers, der das voranstehend geschilderte optische Strahlformungssystem verwendet.

Um die voranstehenden Vorteile der vorliegenden Erfindung zu erzielen wird ein optisches Strahlformungssystem zur Verfügung gestellt, welches aufweist: eine Lichtquelle; mehrere Platten, und eine Zylinderlinse, die zwischen der Lichtquelle und den mehreren Platten angeordnet ist, wobei das System derartige optische Eigenschaften aufweist, daß das von der Lichtquelle ausgesandte Licht eine Strahlformung erfährt, so daß es im Querschnitt des Lichtstrahls eine gewünschte Form aufweist.

Weiterhin wird ein optischer Aufnehmer für ein optisches Speichermedium zur Verfügung gestellt, welcher aufweist: eine Lichtquelle zur Ausgabe von Licht, welches einen im wesentlichen elliptischen Querschnitt in Form eines divergenten Strahls aufweist, mehrere Platten; eine Zylinderlinse, die zwischen der Lichtquelle und den mehreren Platten angeordnet ist; und eine Objektivlinse zum Fokussieren des Lichtes, welches von den mehreren Platten einfällt, auf das optische Speichermedium, wobei das System derartige optische Eigenschaften aufweist, daß mit dem von der Lichtquelle ausgesandten Licht eine Strahlformung durchgeführt wird, so daß das Licht im wesentlichen eine Kreisform im Querschnitt des Lichtstrahls aufweist.

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

Fig. 1 eine Ansicht einer Lichtquelle zur Ausgabe eines elliptischen Lichtstrahls;

Fig. 2A und 2B eine Erläuterung eines konventionellen optischen Systems zur Strahlformung unter Verwendung einer Zylinderlinse;

Fig. 3 ein konventionelles Strahlformungsprisma;

Fig. 4 ein herkömmliches optisches System zur Ausformung eines Strahls unter Verwendung einer Mikrolinse;

Fig. 5A und 5B ein optisches Strahlformungssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei Fig. 5A das optische System gesehen entsprechend der Richtung des großen Strahldurchmessers des Lichts zeigt, welches von einer Lichtquelle ausgegeben wird, und Fig. 5B das optische System gesehen entsprechend der Richtung des kleinen Strahldurchmessers des Lichts zeigt, welches von der Lichtquelle ausgegeben wird; und

Fig. 6 eine Ansicht eines optischen Systems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Nachstehend werden im einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ein optisches System und ein dieses verwendender optischer Aufnehmer gemäß der vorliegenden Erfindung geschildert.

Die Fig. 5A und 5B sind unterschiedliche Ansichten, welche ein optisches System gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen. Fig. 5A zeigt das optische System gesehen entsprechend der Richtung des großen Strahldurchmessers des Lichtes, welches von einer Lichtquelle ausgegeben wird, und Fig. 5B zeigt das optische System gesehen entsprechend der Richtung des kleinen Strahldurchmessers des von der Lichtquelle ausgesandten Lichtes. Die Richtung des großen Strahldurchmessers des Lichtes, welches von der Lichtquelle ausgegeben wird, stimmt mit der senkrechten Richtung überein, die unter Bezugnahme auf Fig. 1 geschildert wurde, wogegen die Richtung des kleinen Strahldurchmessers des Lichtes, welches von der Lichtquelle ausgegeben wird, mit der Parallelrichtung übereinstimmt. Bei optischen Systemen gemäß der vorliegenden Erfindung wird der elliptische Lichtstrahl, der von der Lichtquelle ausgesandt wird, schließlich so ausgeformt, daß er im wesentlichen kreisförmig wird. Die Richtungen senkrecht und parallel werden daher zur Darstellung der Richtungen des großen Strahldurchmessers und des kleinen Strahldurchmessers des Lichtes verwendet, welches von einer Lichtquelle abgegeben wird.

Das optische System weist eine Zylinderlinse 53 auf, zwei Platten 55 und 57, sowie eine Kollimatorlinse 59. Eine Laserdiode 51 gibt Laserlicht ab, welches einen im wesentlichen elliptischen Querschnitt aufweist, und zwar in Form eines divergenten Strahls. Das Laserlicht trifft auf die Zylinderlinse 53 auf. Die Zylinderlinse 53 weist Oberflächen 533 und 535 auf, deren Achse parallel zur Parallelrichtung verläuft. Die Zylinderlinse 53 ist so ausgebildet, daß die Oberfläche 533 eine negative Brechkraft in Bezug auf die senkrechte Richtung aufweist, und die Oberfläche 535 in Bezug auf diese eine positive Brechkraft. Weiterhin ist die Brechkraft der Oberfläche 533 relativ gering, im Vergleich zur Brechkraft der Oberfläche 535. Da die spezifische Form und Orientierung der Zylinderlinse 53 die vorliegende Erfindung nicht einschränkt, ist es möglich, die Zylinderlinse 53 so abzuändern, daß ihre Achse parallel zur Parallelrichtung verläuft, und daß sie Oberflächen aufweist, die jeweils in Bezug auf die senkrechte Richtung bi-konvex ausgebildet sind.

Wenn Licht von der Laserdiode 51 aus einfällt, bricht die Zylinderlinse 53 mit dem voranstehend geschilderten Aufbau das einfallende Licht so, daß die Lichtstrahldivergenz verringert wird, wie in Fig. 5A in Bezug auf die senkrechte Richtung gezeigt ist. Allerdings gibt die Zylinderlinse 53 das einfallende Licht, wie in Fig. 5B gezeigt ist, unverändert in Bezug auf die Parallelrichtung aus. Die Divergenz in Bezug auf die senkrechte Richtung wird daher bei dem Licht geringfügig verringert, welches von der Zylinderlinse 53 ausgegeben wird, und die Divergenz in Bezug auf die Parallelrichtung wird daher im wesentlichen so aufrechterhalten, wie das Licht von der Laserdiode 51 abgegeben wird.

Eine erste Platte 55, die das Licht von der Zylinderlinse 53 empfängt, ist eine Plan-Parallelplatte, deren Oberflächen 553 und 555 parallel zueinander angeordnet sind. Die erste Platte 55 ist so angeordnet, daß sie einen Neigungswinkel θ bezüglich der Linie parallel zur optischen Achse der Laserdiode 51 aufweist. Wenn die Brechung des Lichtes durch die Zylinderlinse 53 feststeht, können der Strahldurchmesser in Bezug auf die senkrechte Richtung sowie der Strahldurchmesser in Bezug auf die Parallelrichtung so ausgebildet werden, daß sie gleich sind, durch Steuern des Neigungswinkels θ der ersten Platte 55. Wie jedoch wohlbekannt ist, tritt ein Koma oder ein Astigmatismus auf, wenn die erste Platte 55 schräg in den Pfad des divergenten oder konvergenten Lichtes eingefügt wird.

Das Koma kann dadurch korrigiert werden, daß Platten verwendet werden, die gekreuzt an unterschiedlichen Orten entlang dem Lichtpfad angeordnet sind. Daher wird eine zweite Platte 57 verwendet, die eine Oberfläche 573 aufweist, welche der Oberfläche 555 der ersten Platte 55 gegenüberliegt. Die zweite Platte 57 ist ebenfalls eine plan-parallele Platte, bei welcher die Oberfläche 573 parallel zur Oberfläche 575 ausgebildet ist. Die Platten 55 und 57 sind so angeordnet, daß ihre Oberfläche symmetrisch in Bezug auf die Oberfläche senkrecht zur optischen Achse angeordnet ist. Diese symmetrische Oberflächenbeziehung ist in Fig. 5A dargestellt. Wenn daher die erste Platte 55 um den Winkel θ auf der Grundlage der Linie parallel zur optischen Achse der Laserdiode 51 verkippt wird, wird die zweite Platte 57 durch den Winkel -θ verkippt. Die Platten 55 und 57 werden unter Verwendung eines optischen Bauteils mit demselben Brechungsindex hergestellt, beispielsweise aus Glas. Der Astigmatismus, der durch die Einfügung der Platten 55 und 57 erzeugt wird, wird hierbei durch die in dem optischen System verwendete Zylinderlinse 53 kompensiert. Die Zylinderlinse 53 kompensiert darüber hinaus die Differenz des Astigmatismus, die unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben wurde, also eine Astigmatismusdifferenz, die infolge der unterschiedlichen Ausgangspunkte in dem Bereich mit der aktiven Schicht des Lichts auftritt, welches von der Laserdiode abgegeben wird.

Die erste Platte 55 bricht das von der Zylinderlinse 53 einfallende Licht über die Plattenoberfläche 553 zur senkrechten Richtung von Fig. 5A hin, und läßt das Licht ohne wesentliche Brechung zur Parallelrichtung von Fig. 5B durch. Die zweite Platte 57 hat dieselbe Funktion wie die Platte 55. Die zweite Platte 57 bricht daher das Licht, welches von der Plattenoberfläche 555 der ersten Platte 55 über die Plattenoberfläche 573 einfällt, zur senkrechten Richtung von Fig. 5A hin, und läßt das Licht ohne wesentliche Brechung zur Parallelrichtung von Fig. 5B durch. Das Licht, welches durch die erste und zweite Platte 55 bzw. 57 hindurchgegangen ist, wird daher ein kreisförmiger Lichtstrahl, bei welchem der Strahlquerschnitt in der senkrechten Richtung im wesentlichen gleich dem Strahlquerschnitt in der Parallelrichtung ist, wie aus den Fig. 5A und 5B hervorgeht. Da die Strahlformung so durchgeführt wird, daß sie einen kleinen Strahldurchmesser ergibt, also keinen großen Strahldurchmesser, können die Abmessungen eines Lichtpunktes, der auf einer Signalaufzeichnungsoberfläche eines optischen Aufzeichnungsmediums durch das geformte Licht ausgebildet wird, verringert werden. Eine Kollimatorlinse 59, welche der Plattenoberfläche 575 der zweiten Platte 47 gegenüberliegt, sammelt das divergente Licht, welches von der zweiten Platte 57 ausgesandt wird. Wenn daher eine Objektivlinse am Hinterende der Kollimatorlinse 59 angeordnet wird, wird ein komplettes optisches System hergestellt, welches in einem optischen Aufnehmer verwendet werden kann.

Die voranstehend geschilderten Ausführungsformen, die sich auf die Fig. 5A und 5B beziehen, wurden unter Bezugnahme auf eine Lichtquelle beschrieben, die einen Lichtstrahl ausgibt, der einen im wesentlichen elliptischen Querschnitt aufweist. Allerdings gibt es verschiedene Lichtstrahlen, die eine Strahlformung erfordern, einschließlich weißen oder natürlichen Lichts. Daher wird einem Fachmann auf diesem Gebiet deutlich werden, daß innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung verschiedene Abänderungen zur Formgebung bei derartigen Lichtstrahlen möglich sind.

Als abgeänderte Ausführungsform wird die voranstehend geschilderte Laserdiode 51 durch eine Lichtquelle ersetzt, die einen Lichtstrahl mit kreisförmigen Querschnitt abgibt. In diesem Fall wird der Lichtstrahl mit kreisförmigem Querschnitt in einen Lichtstrahl umgeformt, der einen elliptischen Querschnitt aufweist, mit einem Strahldurchmesser entlang einer langen Achse und einem Strahldurchmesser entlang einer kurzen Achse, wobei einer dieser Durchmesser ebenso groß sein kann wie der Durchmesser das Ausgangslichtstrahls.

Als abgeänderte Ausführungsform wird eine Lichtquelle, die einen Lichtstrahl mit elliptischem Querschnitt abgibt, am Ort der Kollimatorlinse 59 angeordnet. In diesem Fall wird der Lichtstrahl mit elliptischem Querschnitt in einen Lichtstrahl geformt, der einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, der gleich dem Strahldurchmesser entlang der langen Achse und dem Strahldurchmesser entlang der kurzen Achse des elliptischen Querschnitts ist.

Da derartige abgeänderte Ausführungsformen für einen üblichen Fachmann auf diesem Gebiet klar sind, wird auf eine weitere Erläuterung dieser abgeänderten Ausführungsformen verzichtet.

Fig. 6 zeigt ein optisches System, welches die voranstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 5A und 5b geschilderten Ausführungsformen einsetzt. In Fig. 6 sind eine Laserdiode 51, eine Zylinderlinse 53 und eine zweite Platte 57 ebenso wie in Fig. 5A angeordnet, und führen dieselbe Funktion aus. Die Plattenoberfläche 555 der ersten Platte 55 läßt jedoch das von der Plattenoberfläche 553 ausgesandte Licht durch, und reflektiert das von der Plattenoberfläche 573 der zweiten Platte 57 ausgesandte Licht, anders als im Falle der Fig. 5A. Die Plattenoberfläche 555 weist daher die wohlbekannten optischen Eigenschaften eines Strahlteilers auf. Das Licht, welches von der zweiten Plattenoberfläche 573 aus einfällt, wird daher durch die Plattenoberfläche 555 reflektiert.

Der in Fig. 6 gezeigte optische Aufnehmer weist darüber hinaus einen reflektierenden Spiegel 58 auf, eine Objektivlinse 60, und einen Lichtdetektor 63, zusätzlich zu den voranstehend geschilderten optischen Geräten. Der optische Aufnehmer von Fig. 6 ist so angeordnet, daß die optische Achse der Laserdiode 51 nicht parallel zur optischen Achse der Objektivlinse 60 verläuft, damit das einfallende Licht auf die Signalaufzeichnungsoberfläche eines optischen Aufzeichnungsmediums fokussiert wird. Weiterhin ist der reflektierende Spiegel 58 so angeordnet, daß das von der zweiten Platte 57 aus einfallende Licht zur Kollimatorlinse 59 reflektiert wird. Daher ist die optische Achse der Laserdiode 51 senkrecht zur optischen Achse der Objektivlinse 60 angeordnet, wodurch der optische Aufnehmer kompakt ausgebildet werden kann.

Das Licht, welches von der Signalaufzeichnungsoberfläche des optischen Aufzeichnungsmediums 61 reflektiert wird, geht durch die Objektivlinse 60 und die Kollimatorlinse 59 hindurch, und trifft dann auf den reflektierenden Spiegel 58 auf. Das auf den reflektierenden Spiegel 58 einfallende Licht ist konvergent, da es durch die Kollimatorlinse 59 konvergent gemacht wurde. Daher ist das Licht, welches von dem reflektierenden Spiegel 58 reflektiert wird, und dann durch die zweite Platte 57 gebrochen wird, konvergent ausgebildet. Das von der Plattenoberfläche 555 reflektierte Licht breitet sich daher konvergent aus, und weist einen Astigmatismus auf. Dies liegt daran, daß das von der Plattenoberfläche 555 reflektierte, konvergente Licht, Licht darstellt, welches nur eine Platte 57 durchquert, anders als das Licht, welches auf die Signalaufzeichnungsoberfläche des optischen Aufzeichnungsmediums 61 fokussiert wird. Um den Astigmatismus, welchen das Licht aufweist, das von der Plattenoberfläche 555 reflektiert wird, in einer Fokussierservoeinrichtung einzusetzen, verwendet die Ausführungsform einen Fotodetektor 63, der so aufgebaut ist, daß er ein wohlbekanntes Astigmatismusverfahren verwendet.

Wie voranstehend geschildert verwenden optische Systeme gemäß den Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Zylinderlinse und die Platten zur Ausformung eines Strahls, um hierdurch eine Strahlformung des elliptischen oder kreisförmigen Lichts durchzuführen, welches von der Lichtquelle ausgegeben wird, und zwar kostengünstig. Darüber hinaus wird die Strahlformung in Bezug auf die Richtung des großen Strahldurchmessers so durchgeführt, daß sie mit jener des kleinen Strahldurchmessers übereinstimmt, in Bezug auf das elliptische Licht, welches von der Lichtquelle abgegeben wird, um hierdurch den Nutzungswirkungsgrad zu maximieren, sowie die Wellenfrontaberration des Laserlichtes. Da das Licht, welches von dem optischen Strahlformungssystem abgegeben wird, divergent ist, und das optische System mehrere Platten verwendet, wird das von dem optischen Aufzeichnungsmedium reflektierte Licht gesammelt, und weist einen Astigmatismus in unveränderter Form auf. Dies führt dazu, daß eine Servofokussierung unter Verwendung des Astigmatismusverfahrens durchgeführt werden kann, und es nicht erforderlich ist, eine getrennte Lichtempfangslinse dazu zu verwenden, das Licht auf dem Fotodetektor zu sammeln. Da die optische Achse der Lichtquelle senkrecht zur optischen Achse der Objektivlinse verläuft, läßt sich darüber hinaus ein kompakter optischer Aufnehmer erzielen.

Zwar wurden hier nur bestimmte Ausführungsformen der Erfindung im einzelnen geschildert, jedoch wird es deutlich geworden sein, daß sich in dieser Hinsicht zahlreiche Abänderungen durchführen lassen, ohne vom Wesen und Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims (30)

1. Optisches Strahlformungssystem, welches aufweist:
eine Lichtquelle;
mehrere Platten; und
eine Zylinderlinse, die zwischen der Lichtquelle und den mehreren Platten angeordnet ist,
wobei das System derartige optische Eigenschaften aufweist, daß das von der Lichtquelle abgegebene Licht eine Strahlformung so erfährt, daß es eine gewünschte Form im jeweiligen Querschnitt des Lichtstrahls aufweist.

2. Optisches Strahlformungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Platten und die Zylinderlinse einen Strahl abgegebenen Lichtes so formen, daß entweder der Durchmesser der langen Achse oder der Durchmesser der kurzen Achse des strahlgeformten Lichts mit im wesentlichen elliptischem Querschnitt ebenso groß ist wie der Strahldurchmesser des von der Lichtquelle abgegebenen Lichts, wenn Licht mit im wesentlichem kreisförmigem Strahlquerschnitt von der Lichtquelle ausgegeben wird.

3. Optisches Strahlformungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Platten und die Zylinderlinse eine derartige Formung des Strahls des Lichts durchführen, welches von der Lichtquelle abgegeben wird, daß der Strahldurchmesser des strahlgeformten Lichts mit im wesentlichem kreisförmigem Strahlquerschnitt ebenso groß ist wie entweder der Durchmesser der langen Achse oder der Durchmesser der kurzen Achse des von der Lichtquelle abgegebenen Lichts, wenn Licht mit im wesentlichem elliptischem Strahlquerschnitt von der Lichtquelle abgegeben wird.

4. Optisches Strahlformungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Platten eine Divergenz des Lichtstrahls auf einer ersten Bezugsebene aufweisen, die kleiner als jene auf einer zweiten Bezugsebene ist, wobei die erste Bezugsebene parallel zu einem großen Strahldurchmesser des Lichts liegt, welches von der Lichtquelle abgegeben wird, und die zweite Bezugsebene parallel zu einem kleinen Strahldurchmesser des von der Lichtquelle abgegebenen Lichts liegt.

5. Optisches Strahlformungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede der mehreren Platten eine plan-parallele Platte ist, die derartige optische Eigenschaften aufweist, daß sie das einfallende Licht bricht.

6. Optisches Strahlformungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Platten zwei Platten aufweisen, die ebenen-symmetrisch in Bezug auf die Ebene senkrecht zur optischen Achse der Lichtquelle angeordnet sind, und das einfallende Licht durchlassen.

7. Optisches Strahlformungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderlinse eine zylindrische Oberfläche aufweist, deren lange Achse eine Achse parallel zur zweiten Bezugsebene ist, und den mehreren Platten gegenüberliegt, und daß die zylindrische Oberfläche eine positive Brechkraft aufweist.

8. Optisches Strahlformungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderlinse eine zylindrische Oberfläche aufweist, deren lange Achse eine Achse parallel zu der zweiten Bezugsebene ist, und der Lichtquelle gegenüberliegt, und daß die zylindrische Oberfläche eine negative Brechkraft aufweist.

9. Optisches Strahlformungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die negative Brechkraft im Vergleich zur positiven Brechkraft relativ gering ist.

10. Optischer Aufnehmer für ein optisches Speichermedium, welcher aufweist:
eine Laserlichtquelle zur Ausgabe von Licht, welches einen im wesentlichen elliptischen Querschnitt aufweist, in Form eines divergenten Strahls;
mehrere Platten;
eine zwischen der Lichtquelle und den mehreren Platten angeordnete Zylinderlinse; und
eine Objektivlinse zum Fokussieren des Lichtes, welchem von den mehreren Platten einfällt, auf das optische Speichermedium,
wobei das System derartige optische Eigenschaften aufweist, daß das von der Lichtquelle ausgesandte Licht eine Strahlformung erfährt, so daß es einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist.

11. Optischer Aufnehmer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Platten und die Zylinderlinse den Strahl des Lichts mit im wesentlichen elliptischem Querschnitt so ausformen, daß er einen Strahldurchmesser aufweist, der im wesentlichen ebenso groß ist wie der Durchmesser der kurzen Achse des im wesentlichen elliptischen Lichtstrahls.

12. Optischer Aufnehmer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei den mehreren Platten die Divergenz des Lichtstrahls auf einer ersten Bezugsebene kleiner ist als auf einer zweiten Bezugsebene, wobei die erste Bezugsebene parallel zu einem großen Strahldurchmesser des Lichts verläuft, welches von der Lichtquelle ausgegeben wird, und die zweite Bezugsebene parallel zu einem kleinen Strahldurchmesser des von der Lichtquelle abgegebenen Lichts verläuft.

13. Optischer Aufnehmer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Platten eine plan-parallele Platte aufweisen, die derartige optische Eigenschaften hat, daß sie das einfallende Licht bricht.

14. Optischer Aufnehmer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Platten zwei Platten aufweisen, die ebenen-symmetrisch in Bezug auf die Ebene ausgebildet sind, die senkrecht zur optischen Achse der Lichtquelle verläuft, und das einfallende Licht durchlassen.

15. Optischer Aufnehmer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Fotodetektor vorgesehen ist, wobei eine erste Platte, die nahe an dem Fotodetektor liegt, das Licht reflektiert, welches von einer zweiten Platte aus einfällt, die entfernt von dem Fotodetektor angeordnet ist, und zwar zum Fotodetektor hin.

16. Optischer Aufnehmer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Fotodetektor so ausgebildet ist, daß er Licht nach einem Astigmatismusverfahren erfaßt.

17. Optischer Aufnehmer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenoberfläche der ersten Platte, die nahe an dem Fotodetektor angeordnet ist, das Licht, welches von der zweiten Platte aus einfällt, zum Fotodetektor hin reflektiert.

18. Optischer Aufnehmer nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Achse der Lichtquelle nicht parallel zur optischen Achse der Objektivlinse verläuft, und daß der optische Aufnehmer weiterhin einen reflektierenden Spiegel aufweist, der das von der zweiten Platte aus einfallende Licht zur Objektivlinse hin reflektiert.

19. Optischer Aufnehmer nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Achse der Laserlichtquelle senkrecht zur optischen Achse der Objektivlinse angeordnet ist.

20. Optischer Aufnehmer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderlinse eine zylindrische Oberfläche aufweist, deren lange Achse eine Achse parallel zur zweiten Bezugsebene ist, und den mehreren Platten gegenüberliegt, und daß die zylindrische Oberfläche eine positive Brechkraft aufweist.

21. Optischer Aufnehmer nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Linse eine zylindrische Oberfläche aufweist, deren lange Achse eine Achse parallel zur zweiten Bezugsebene ist, und der Lichtquelle gegenüberliegt, und daß die zylindrische Oberfläche eine negative Brechkraft aufweist.

22. Optischer Aufnehmer nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die negative Brechkraft relativ gering im Vergleich zur positiven Brechkraft ist.

23. Optischer Aufnehmer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kollimatorlinse zum Sammeln des Lichts, welches über die mehreren Platten einfällt, und zum Übertragen des Lichts an die Objektivlinse vorgesehen ist.

24. Optisches Strahlformungssystem zur Strahlformung eines Lichtstrahls, der von einer Lichtquelle ausgesandt wird, und der einen elliptischen Strahlquerschnitt aufweist, in einen Lichtstrahl mit kreisförmigem Querschnitt, mit:
einer Zylinderlinse zum Empfang eines Lichtstrahls, der einen elliptischen Querschnitt aufweist, und zur Ausgabe des Lichtstrahls auf solche Weise, daß der Strahldurchmesser in Richtung einer langen Achse verringert ist, und der Strahldurchmesser in Richtung einer kurzen Achse im wesentlichen unverändert bleibt; und
mehreren Platten zur Korrektur des Astigmatismus des Lichtstrahls, der von der Zylinderlinse ausgesandt wird, und einen im wesentlichen kreisförmigen Strahlquerschnitt aufweist.

25. Optisches Strahlformungssystem nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderlinse eine zylindrische Oberfläche aufweist, deren lange Achse eine Achse parallel zur Richtung einer kurzen Achse des elliptischen Lichtstrahls ist, und den mehreren Platten gegenüberliegt, wobei die zylindrische Oberfläche eine positive Brechkraft aufweist.

26. Optisches Strahlformungssystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderlinse eine zylindrische Oberfläche aufweist, deren lange Achse eine Achse parallel zur Richtung einer kurzen Achse des elliptischen Lichtstrahls ist, welcher der Lichtquelle gegenüberliegt, wobei die zylindrische. Oberfläche eine negative Brechkraft aufweist.

27. Optisches Strahlformungssystem nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die negative Brechkraft im Vergleich zur positiven Brechkraft relativ klein ist.

23. Optisches Strahlformungssystem nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß bei den mehreren Platten die Divergenz des Lichtstrahls auf einer Ebene vorhanden ist, die parallel zu einem großen Strahldurchmesser des Lichts liegt, welches von der Lichtquelle ausgesandt wird, und kleiner ist als jene des Lichtstrahls auf einer Ebene, die parallel zu einem kleinen Strahldurchmesser des Lichts liegt, welches von der Lichtquelle ausgesandt wird.

29. Optisches Strahlformungssystem nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß jede der mehreren Platten eine plan-parallele Platte ist, welche derartige optische Eigenschaften aufweist, daß sie das einfallende Licht bricht.

30. Optisches Strahlformungssystem nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Platten zwei Platten aufweisen, die ebenen-symmetrisch in Bezug auf die Ebene senkrecht zur optischen Achse der Lichtquelle sind, und das einfallende Licht durchlassen.