DE19825208A1 - Gerät zum Lesen oder Beschreiben optischer Aufzeichnungsträger - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zum Lesen und/oder Beschreiben optischer Aufzeichnungsträger (8), welches ein Abtaststrahlerzeugungsmittel (1), ein Fokussiermittel (7) und einen aus zumindest zwei Detektorbereichen (A, B, C, D) bestehenden Photodetektor (11) zum Empfangen von Beugungsstrahlen nullter und erster Ordung vom Aufzeichnungsträger (8) aufweist. DOLLAR A Aufgabe der Erfindung ist es, eine Reduzierung von Störeinflüssen in einem von Signalen des Photodetektors (11) abgeleiteten Signal, wie beispielsweise einem Fokusfehlersignal oder einem Spurfehlersignal, zu erzielen. DOLLAR A Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß ein Strahlteilmittel (13, 13', 23, 23', 33, 43) vorgesehen ist, das einen auf den Photodetektor (11) fallenden Lichtfleck (17, 18, 18') in zwei getrennte Teilflecken (17A, 17B, 17C, 17D) aufspaltet. DOLLAR A Das Gerät ist beispielsweise ein CD- oder DVD-Spieler, insbesondere aber ein Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät für sogenannte DVD-RAMs oder ähnliche optische Aufzeichnungsträger.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zum Lesen und/oder Beschreiben optischer Aufzeichnungsträger bei welchen sowohl Beugungsstrahlen nullter als auch erster Ordnung auf einen Photodetektor fallen.

Derartige Geräte haben den Nachteil, daß aufgrund der Überlagerung der Beugungsstrahlen nullter und plus/minus erster Ordnung teilweise komplexe Beugungsmuster auf dem Photodetektor entstehen, welche selbst bei geringfügiger Verschiebung des auf den Photodetektor einfallenden Strahls relativ zur optischen Achse unerwünschte Störeinflüsse auf von den Ausgangssignalen des Photodetektors abgeleitete Signale ausüben.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Reduzierung der Störeinflüsse in einem von Photodetektorsignalen abgeleiteten Signal zu erzielen, wie beispielsweise einem Fokusfehlersignal, insbesondere einem nach der Astigmatismusmethode gewonnenen, oder einem Spurfehlersignal. Die Störeinflüsse können dabei unter anderem durch die Überlagerung von Beugungsstrahlen nullter und erster oder höherer Beugungsordnung hervorgerufen sein, durch Verschieben des Lichtflecks auf dem Photodetektor in Folge gewollter oder ungewollter Verschiebung eines oder mehrerer optischer Elemente relativ zur optischen Achse, oder durch eine Kombination dieser oder weiterer, beispielsweise bauartbedingter, Störeinflüsse.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die in unabhängigen Ansprüchen angegebenen Maßnahmen.

Erfindungsgemäß ist ein Strahlteilmittel vorgesehen, das den auf den Photodetektor fallenden Lichtfleck in zwei getrennte Teilflecken aufspaltet. Dabei ist dieses Strahlteilmittel vorteilhafterweise im Strahlengang vor dem Photodetektor angeordnet und erzeugt zwei Teilstrahlen, die voneinander getrennte Lichtflecken auf dem Photodetektor hervorrufen. Dies hat den Vorteil, daß die Teilflecken auch bei relativer Verschiebung bezüglich der optischen Achse jeweils gleich große Flächen unterschiedlicher Detektorbereiche beleuchten. Zwischen den Teilflecken befindet sich ein unbeleuchteter Grenzbereich, der vorteilhafterweise mit einer Grenze zwischen zwei Detektorbereichen zusammenfällt, so daß sich bei Verschiebung des Lichtflecks im wesentlichen senkrecht zu dieser Grenze der Grenzbereich zwar verschiebt, die Grenze aber im unbeleuchteten Grenzbereich bleibt. Die durch die Grenze getrennten Detektorbereiche erhalten somit auch bei Verschieben des Lichtflecks einen ungeänderten Intensitätsanteil, ein Störanteil im abgeleiteten Signal wird gar nicht erst hervorgerufen. Der optische Aufzeichnungsträger ist im allgemeinen scheibenförmig und mit einer informationstragenden Schicht versehen. Diese Schicht weist üblicherweise konzentrisch oder spiralförmig angeordnete Informationsspuren auf, welche einen vorgegebenen Abstand voneinander und eine vorgegebene Tiefe aufweisen. Auf der Informationsspur sind Informationen als mehr oder weniger lange längliche Elemente angeordnet, die auch Spots oder Pits genannt werden, und die Vertiefungen, Erhöhungen, mehr oder weniger reflektierend sein können oder in anderer geeigneter Weise optisch unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Das Abtaststrahlerzeugungsmittel weist im allgemeinen eine Laserdiode und entsprechende optische Elemente auf. Das Fokussiermittel dient zum Fokussieren des Abtaststrahls auf einer informationstragenden Schicht des optischen Aufzeichnungsträgers. Es ist oft auch so ausgelegt, daß gleichzeitig eine radiale Bewegung, d. h. in senkrechter Richtung zur Informationsspur, zum Nachführen des Abtaststrahls auf der Informationsspur möglich ist.

Die Detektorbereiche sind erfindungsgemäß durch eine der Spurrichtung des Aufzeichnungsträgers entsprechend verlaufende Grenzlinie voneinander getrennt. Dies hat den Vorteil, daß ein Spurführungssignal entsprechend der sogenannten Push-Pull-Methode abgeleitet werden kann, welches weitgehend frei von Störanteilen ist, die von einer Verschiebung des Lichtflecks relativ zur optischen Achse hervorgerufen werden können. Neben der genannten Spurführungsmethode kann auch jede andere Spurführungsmethode vorteilhaft angewendet werden, bei der die Ausgangssignale der von den entsprechend der Spurrichtung getrennten Detektorbereiche kombiniert und als Spurfehlersignal ausgewertet wird. Bei der genannten Methode entspricht die Differenz Null einer optimalen Spurführung, ein Wert größer oder kleiner als Null entspricht einer Abweichung von der Spur nach links oder rechts.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das Gerät einen aus zumindest vier Detektorelementen bestehenden Photodetektor und ein Astigmatismus-Erzeugungsmittel auf. Das Astigmatismus- Erzeugungsmittel dient zum Erzeugen von Astigmatismus in dem auf den Photodetektor fallenden Strahl, was das Erzeugen eines Fokusfehlersignals ermöglicht. Bei optimaler Fokussierung des Abtaststrahls auf den Aufzeichnungsträger entsteht ein kreisförmiger Lichtfleck auf dem Photodetektor. Bei Defokussierung nimmt der Lichtfleck eine elliptische Form an. Der Photodetektor weist daher vier im allgemeinen als vier Quadranten angeordnete Detektorelemente auf, wobei die Ausgangssignale von diagonal gegenüberliegenden Detektorelementen zusammengefaßt und die Differenz der Diagonalsummen als Fokusfehlersignal verwendet wird. Das Astigmatismus-Erzeugungsmittel ist beispielsweise eine Zylinderlinse, es kann hier aber auch jedes andere, einen entsprechenden Astigmatismus im auf den Photodetektor fallenden Strahl erzeugende Element eingesetzt werden. Ein Vorteil dieser Ausgestaltungsform ist, daß ein Fokusfehlersignal entsprechend der Astigmatismus-Methode gewonnen wird, welches weitgehend frei von durch Lichtfleckbewegung relativ zum Photodetektor hervorgerufene Störeinflüsse ist. Derartige Lichtfleckbewegungen können im allgemeinen durch ungewollte Verschiebung eines oder mehrerer optischer Elemente aus der jeweils optimalen Position heraus hervorgerufen sein. Dies ist beispielsweise alterungsbedingt, temperaturausdehnungsbedingt oder bedingt durch suboptimale Justierung oder ähnliches.

Erfindungsgemäß weist das Strahlteilmittel einen lichtbeeinflussenden Streifen auf. Dies hat den Vorteil, daß auf einfache Art und Weise eine Trennung des Strahls in zwei Teilstrahlen erzielt wird, wobei der Grenzbereich des Photodetektors von keinem der Teilstrahlen erfaßt wird. Vorteilhafterweise ist der lichtbeeinflussende Streifen ein lichtundurchlässiger Streifen, der Grenzbereich des Photodetektors wird somit abgeschattet. Der lichtundurchlässige Streifen ist im Strahlengang vom Aufzeichnungsträger zum Photodetektor angeordnet, und zwar parallel oder senkrecht zur Spurrichtung und gleichzeitig parallel zu einer Grenze zwischen zwei Detektorbereichen des Photodetektors, einer sogenannten "dark line".

Als lichtbeeinflussender Streifen kann aber ebenfalls ein lichtablenkender Streifen vorgesehen sein. Eine vorteilhafte Variante besteht darin, den Streifen als Prisma auszubilden. Der auf das Prisma fallende Anteil des Lichtstrahls wird auf einen außerhalb des Photodetektors befindlichen Bereich gelenkt, wodurch ebenfalls eine Abschattung des Grenzbereichs erzielbar ist. Ein derartiger lichtablenkender Streifen ist kostengünstig herstellbar
Eine weitere vorteilhafte Variante eines lichtbeeinflussenden Streifens besteht darin, an den Streifen angrenzend polarisationsbeeinflussende Elemente anzuordnen, während der Streifen selbst die Polarisation des ihn passierenden Lichts unbeeinflußt läßt. Anschließend kann mittels eines Analysators das in seiner Polarisation unbeeinflußte Licht ausgefiltert werden. Polarisationsbeeinflussende Elemente sind beispielsweise Viertel oder Halbwellenlängenplatten, die linear in zirkular polarisiertes Licht umwandeln bzw. die Polarisationsrichtung drehen. Als Analysator wird beispielsweise ein Polarisationsfilter, ein polarisierender Strahlteiler oder ein anderes geeignetes optisches Element eingesetzt.

Vorteilhafterweise befindet sich das Strahlteilmittel, hier insbesondere der lichtbeeinflussende Streifen, zwischen einem Strahlteiler und dem astigmatismuserzeugenden Element. Dies hat den Vorteil, daß der auf den Aufzeichnungsträger fallende Strahl vom Strahlteilmittel unbeeinflußt ist und auch der nach dem Astigmatismus-Erzeugungsmittel liegende Teil des Strahlengangs vom Strahlteilmittel unbeeinflußt ist. Der Strahlteiler dient dazu, den vom Aufzeichnungsträger kommenden reflektierten Strahl in Richtung des Photodetektors abzulenken, welcher anschließend auf das Astigmatismus-Erzeugungsmittel fällt. Zwischen Strahlteiler und Astigmatismus-Erzeugungsmittel befindet sich somit nur der rücklaufende Strahl. Dieser wird vorteilhafterweise bevor er auf das Astigmatismus- Erzeugungsmittel fällt durch das Strahlteilungsmittel aufgeteilt. Eine Anordnung des Strahlteilmittels nach dem Durchlaufen des Astigmatismus-Erzeugungsmittels könnte einen störenden Einfluß auf die Wellenfront des astigmatischen Strahls und damit einen negativen Einfluß auf die Ermittlung des Fokusfehlersignals haben.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Strahlteilmittel ein Doppelprisma auf. Das Doppelprisma besteht vorteilhafterweise aus zwei gleichen Prismen, die einen kleinen Winkel aufweisen und z. B. durch Kitten miteinander verbunden sind. Vorteilhafterweise sind die Prismen einstückig hergestellt, beispielsweise mittels eines Formgießverfahrens aus geschmolzenem Material oder mittels induzierter Polymerisation. Der Vorteil eines Doppelprismas besteht darin, daß das Strahlenbündel in zwei gleich große Hälften aufgeteilt wird, also kein abgeschatteter Bereich auftritt- und somit die gesamte Intensität des vom Aufzeichnungsträger kommenden Strahls auf die Detektorbereiche fällt.

Das Doppelprisma kann sowohl für sich das Strahlteilmittel bilden, als auch noch mit einem oder mehreren anderen optischen Elementen kombiniert sein. Letzteres hat den Vorteil, daß durch die Kombination Störeffekte reduziert bzw. gewünschte Effekte verstärkt ausgebildet werden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Strahlteilmittel eine polarisierende Blende auf. Die Blende weist vorzugsweise einen polarisierenden Streifen auf. Dies hat den Vorteil, daß die Eigenschaft des Laserstrahls, linear polarisiert zu sein, ausgenutzt wird. Die polarisierende Blende kann daher auch in dem vor der Reflektion des Abtaststrahls am Aufzeichnungsträger liegenden Bereich des Strahlengangs angeordnet sein, ohne diesen Teil des Strahls negativ zu beeinflussen. Das Strahlteilmittel ist somit näher am Aufzeichnungsträger bzw. am Fokussiermittel angeordnet, was eine genauere Positionierung bezüglich der optischen Achse ermöglicht und somit bessere Störsignalunterdrückungseigenschaften zur Folge hat. Vorteilhafterweise ist der polarisierenden Blende eine Viertelwellen-Platte nachgeordnet, die dafür sorgt, daß das auf sie einfallende linear polarisierte Licht nach Passieren auf Hin- und Rückweg eine um 90° gedrehte Polarisationsrichtung aufweist, und somit von der polarisierenden Blende, die auf dem Hinweg ohne Beeinflussung passiert wurde, auf dem Rückweg entsprechend deren Ausgestaltung ausgeblendet wird.

Das Strahlteilmittel ist vorteilhafterweise durch zwei im Winkel zueinander angeordnete planparallele Platten gebildet. Dies hat den Vorteil, daß die zwei Teilstrahlen quasi parallelverschoben beabstandet voneinander verlaufen. Die gesamte Lichtenergie fällt also auf den Detektor, es tritt kein Abschattungsverlust auf. Die Platten sind in einem relativ spitzen Winkel zueinander verkippt angeordnet. Ein entsprechender Effekt ist ebenfalls mittels gekippt zueinander angeordneter Prismen erzielbar.

Nach einer weiteren Variante der Erfindung ist das Strahlteilmittel ein Doppelgitterelement. Dabei sind zwei optische Gitter unterschiedlichen Gitterparameters parallel zueinander und senkrecht zur Grenzlinie des Photodetektors angeordnet. Die Gitter sind derart ausgebildet, daß die Beugungsstrahlen erster Ordnung eine wesentlich größere Intensität aufweisen als die Beugungsstrahlen nullter Ordnung. Durch die unterschiedlichen Gitterparameter weisen die Beugungsstrahlen erster Ordnung unterschiedlicher Gitter unterschiedliche Beugungswinkel auf, wodurch eine Aufspaltung in Teilstrahlen erzielt wird. Optische Gitter haben den Vorteil, kostengünstig und in hoher Präzision herstellbar zu sein.

Erfindungsgemäß weist das Strahlteilmittel eine Halbwellenlängenplatte und ein Wollastonprisma auf. Erstere dient dazu, die Polarisationsrichtung eines Teils des einfallenden Lichtstrahls zu drehen, während die Polarisationsrichtung des anderen Teils ungeändert bleibt. Ebenfalls möglich ist es hier, zwei Halbwellenlängenplatten geeignet zu kombinieren. Das Wollastonprisma ist so ausgerichtet, daß der eine Teilstrahl als ordentlicher und der andere als außerordentlicher Strahl das Wollastonprisma im Winkel zueinander verlassen. Auch diese Anordnung hat den Vorteil, kostengünstig herstellbar zu sein.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, einen weiteren Photodetektor zum Detektieren weiterer Teilflecken vorzusehen. Dies hat den Vorteil, daß ausgeblendete Anteile des Lichtstrahls, die außerhalb des eigentlichen Photodetektors liegen, zur Bildung weitere Signale, beispielsweise zum Bilden eines HF- oder Datensignals, genutzt werden können. Die gesamte verfügbare auswertbare Intensität wird somit optimal genutzt.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß das Strahlteilmittel justierbar im Strahlengang angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, daß es auf geänderte Umgebungsbedingungen anpaßbar ist, wie z. B. Temperatureinfluß, Alterung, relative Verschiebung der optischen Bauteile zueinander, beispielsweise durch Stoßeinfluß oder ähnliches. Die Justierung kann dabei in zeitlichen Abständen, gegebenenfalls durch manuellen oder teilweise automatisierten Justageeingriff erfolgen, oder auch automatisiert in mehr oder weniger geringen zeitlichen Abständen erfolgen. Somit wird eine noch verbesserte Störsignalunterdrückung erzielt, eine Justage des Strahlteilmittels ist einfacher durchführbar als das Justieren von gegebenenfalls mehreren optischen Bauteilen neu zueinander. Vorteilhafterweise ist das justierbare Strahlteilmittel ein elektrisch ansteuerbares Element, welches gegebenenfalls auch ohne mechanisch bewegliche Teile auskommt. Beispielsweise bietet sich hier ein Flüssigkristallelement an, welches mehrere unabhängig voneinander abdunkelbare Streifenelemente entsprechend kleiner Abmessung aufweist. Dies ermöglicht eine Justierung sowohl der Position als auch der Breite des abdunkelbaren Streifens. Auch eine Selbstjustage des Strahlteilmittels ist möglich, beispielsweise durch eine Kopplung an ein die Verschiebung des Lichtflecks bezüglich der optischen Achse beeinflussendes Bauteil. Dadurch kann eine zwangsweise Verschiebung der Position des Strahlteilmittels bezüglich der optischen Achse bewirkt werden. Vorteilhafterweise ist die Kopplung derart, daß die Symmetrie der Teillichtflecken auf den Detektorbereichen in jedem relevanten Betriebszustand möglichst groß ist.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß das Strahlteilmittel ein den Lichtfleck in mehrere Teilflecken aufspaltendes Strahlteilmittel ist. Dabei werden zwei, vier, sechs oder auch eine höhere Anzahl von Teillichtflecken erzeugt. Auch eine ungerade Anzahl von Teillichtflecken liegt im Rahmen der Erfindung. Die Aufspaltung in mehrere Teillichtflecken hat den Vorteil, daß die zwischen den Teilflecken befindlichen Grenzbereiche mehrere oder auch alle Grenzen zwischen benachbarten Detektorbereichen bzw. Detektorelementen abdecken, so daß bei einer Verschiebung des Lichtflecks in irgendeine Richtung keine sich auf die einzelnen Detektorsignale auswirkende Verschiebung der Intensitätsverteilung auf den einzelnen Detektorbereichen bzw. Detektorelementen auftritt, da die Teilflecken jeweils komplett auf dem ihnen zugeordneten Teilbereich des Detektors bleiben. Eine gegebenenfalls durch das Strahlteilmittel hervorgerufene Verringerung der jeweiligen Intensität des auf den Photodetektor fallenden Lichts ist im Vergleich zum Vorteil der Verringerung von Störanteilen in vom Photodetektor abgeleiteten Signalen vernachlässigbar.

Das Strahlteilmittel ist erfindungsgemäß mit einem anderen optischen Element des Geräts gekoppelt. Dies hat den Vorteil einer einfachen Herstellbarkeit ohne zusätzlichen Montage- und Justieraufwand, sowie einer problemlosen Integrierbarkeit in bereits bestehende Konstruktionen. Beispielsweise ist dabei ein Streifen des Strahlteilmittels auf der Oberfläche einer Linse angeordnet.

Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, daß das Doppelprisma zumindest ein doppelbrechendes Prisma aufweist. Dies hat den Vorteil, daß die Aufspaltung über die Polarisation des Lichts möglich ist. Eine Drehung der Polarisationsebene erfolgt beispielsweise durch eine zweimal durchlaufene Halbwellenlängenplatte.

Im Verfahrensanspruch ist ein vorteilhaftes Verfahren für ein erfindungsgemäßes Gerät angegeben. Auch hier bieten sich vorteilhafte Weiterbildungen an, ähnlich wie zu den Vorrichtungsansprüchen angegeben.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele. Dabei dient diese Beschreibung zur Erläuterung der Erfindung, die nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt ist.

Es zeigen:

Fig. 1 Strahlengang eines erfindungsgemäßen Geräts gemäß einer ersten Ausführungsform;

Fig. 1a, 1b Seitenansichten von Teilbereichen der Fig. 1;

Fig. 2a-2g Lichtfleckverteilung auf dem Photodetektor eines erfindungsgemäßen Geräts in unterschiedlichen Situationen;

Fig. 3 Strahlengang eines erfindungsgemäßen Geräts gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3a, 3b Ansichten von Teilbereichen der Fig. 3;

Fig. 4 Strahlengang eines erfindungsgemäßen Geräts gemäß einer dritten Ausführungsform;

Fig. 4a Seitenansicht eines Teilbereichs der Fig. 4;

Fig. 5 Strahlteilmittel einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform in Draufsicht.

Fig. 6 Strahlengang eines erfindungsgemäßen Geräts gemäß einer fünften Ausführungsform;

Fig. 6a, 6c Strahlteilmittel mit prismenförmigem Streifen in räumlicher Darstellung;

Fig. 6b Lichtfleckverteilung auf den Photodetektoren gemäß der fünften Ausführungsform.

Fig. 7 Strahlengang eines erfindungsgemäßen Geräts gemäß einer sechsten Ausführungsform.

Fig. 8 Strahlengang eines erfindungsgemäßen Geräts gemäß einer siebten Ausführungsform

Fig. 8a schematische Darstellung der Aufspaltung der Lichtstrahlen gemäß Fig. 8;

Fig. 8b Intensitätsverteilung eines im siebten Ausführungsbeispiel verwendeten Gitters;

Fig. 9 Strahlengang eines erfindungsgemäßen Geräts gemäß einer achten Ausführungsform;

Fig. 9a Strahlteilmittel der Fig. 9 in räumlicher Darstellung;

Fig. 9b Darstellung von Polarisationsrichtung und optischer Achsen für eine Konfiguration gemäß Fig. 9;

Fig. 10 Strahlengang eines erfindungsgemäßen Geräts gemäß einer neunten Ausführungsform;

Fig. 10a Strahlteilmittel der Fig. 10 in Draufsicht;

Fig. 10b Strahlteilmittel der Fig. 10 in seitlicher Darstellung;

Fig. 11 Strahlteilmittel gemäß einer zehnten Ausführungsform;

Fig. 12 Strahlteilmittel gemäß einer elften Ausführungsform;

Fig. 12a Teilansicht der Fig. 12;

Fig. 12b alternative Ausführungsform zu Fig. 12a.

Fig. 1 zeigt den Strahlengang-eines erfindungsgemäßen Geräts gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung in schematischer Form. Eine Laserdiode 1 erzeugt einen linear polarisierten Abtaststrahl 2, welcher zunächst ein Gitterelement 3 und einen nicht polarisierenden Strahlteiler 4 passiert und zu einem Kollimator 5 gelangt, den er als paralleler Strahl verläßt. Dieser wird von einem Umlenkspiegel 6 auf die Objektivlinse 7 umgelenkt, welche den Abtaststrahl 2 auf den optischen Aufzeichnungsträger 8 fokussiert. Umlenkspiegel 6, Objektivlinse 7 und Aufzeichnungsträger 8 liegen in der Ansicht der Fig. 1 übereinander, ihre Umrisse sind ohne Berücksichtigung einer Überdeckung dargestellt. Fig. 1a zeigt eine Seitenansicht dieses Bereichs der Fig. 1 in Richtung des Pfeils P1. Man erkennt, daß der Umlenkspiegel 6 den Abtaststrahl 2 um 90° umlenkt. Die Objektivlinse 7 fokussiert den Abtaststrahl 2 auf eine Informationsschicht 9 des Aufzeichnungsträgers 8. Zum Fokussieren ist die Objektivlinse 7 mittels eines hier nicht dargestellten Fokusantriebs in senkrechter Richtung zum optischen Aufzeichnungsträger 8 bewegbar angeordnet. Diese Bewegungsrichtung ist durch den Pfeil P2 angedeutet. Mittels einer weiteren, hier ebenfalls nicht dargestellten Antriebseinrichtung ist die Objektivlinse 7 in radialer Richtung bezüglich des Aufzeichnungsträgers 8 bewegbar. Die entsprechende Bewegungsrichtung ist durch den Pfeil P3 angedeutet. Pfeil P3 ist auch in Fig. 1 enthalten.

Beispielhaft ist in Fig. 1 ein Teil der Informationsspur 10, nämlich etwas mehr als einer Umdrehung des Aufzeichnungsträgers entsprechend, in übertrieben vergrößerter Form abgebildet. Am oberen Rand der Fig. 1 erkennt man, daß die Informationsspur 10 bei dem abgebildeten Aufzeichnungsträger 8 spiralförmig verläuft. Im unteren Bereich des Aufzeichnungsträgers 8 erkennt man, daß die Bewegungsrichtung der Objektivlinse 7 entsprechend Pfeil P3 senkrecht zur Informationsspur 10 verläuft. Das Zusammenspiel von Drehung des Aufzeichnungsträgers 8 und Verschiebung der Objektivlinse 7 in radialer Richtung entsprechend Pfeil P3 ermöglicht es, die gesamte Informationsspur 10 abzutasten.

Das von dem Aufzeichnungsträger 8 reflektierte Licht gelangt wiederum durch die Objektivlinse 7 auf den Umlenkspiegel 6 und wird vom Strahlteiler 4 zum Photodetektor 11 abgelenkt.

Zwischen Strahlteiler 4 und Photodetektor 11 ist als Astigmatismus-Erzeugungsmittel eine konkave Zylinderlinse 12 angeordnet. Weiterhin ist entsprechend der Erfindung zwischen Strahlteiler 4 und Photodetektor 11 ein Strahlteilmittel 13 angeordnet, welches vorteilhafterweise zwischen Strahlteiler 4 und Zylinderlinse 12 angeordnet ist, aber auch, wie alternativ für das Strahlteilmittel 13' angedeutet, zwischen Zylinderlinse 12 und Photodetektor 11 angeordnet sein kann.

Das Strahlteilmittel 13' ist möglichst nahe der Zylinderlinse 12 angeordnet. Auf diese Weise wird eine Ausrichtung des Strahlteilmittels 13' auf den durch die Zylinderlinse 12 elliptisch verformten Strahlquerschnitt vermieden. Eine derartige Ausrichtung und gegebenenfalls spezielle Anpassung des Strahlteilmittels 13' ist bei größerem Abstand zur Zylinderlinse 12 erforderlich.

Fig. 1b zeigt eine Seitenansicht des Strahlteilmittels 13 in Blickrichtung entsprechend Pfeil P1. Man erkennt hier, daß quer durch das Strahlteilmittel 13 ein lichtundurchlässiger Streifen 14 verläuft, welcher in der Abbildung parallel zur Informationsspur 10 verläuft, d. h. in Ausleserichtung. Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist aber ebenfalls eine dazu senkrechte Anordnung des lichtundurchlässigen Streifens 14 vorgesehen.

Die Bauteile 1 bis 7 und 11 bis 13 sind Teil einer Abtasteinheit 19, welche ebenfalls in Richtung des Pfeils P3 bewegbar ist und somit ein Nachführen vom inneren bis zum äußeren Rand des informationstragenden Bereichs des Aufzeichnungsträgers 8 ermöglicht, das sogenannte grobe Spurfolgen, während die Objektivlinse 7 nur relativ geringe Auslenkungen in Richtung des Pfeils P3 ausführt, entsprechend einer Feinregelung der Spurführung. Die Abtasteinheit 19 ist schematisch durch ein gestricheltes Rechteck angedeutet.

Fig. 2a zeigt die Lichtfleckverteilung auf dem Photodetektor 11 eines erfindungsgemäßen Geräts. Der Photodetektor 11 ist dabei in entgegengesetzter Richtung des Pfeils P1 aus Fig. 1 abgebildet. Der Photodetektor 11 besteht aus vier Detektorelementen A bis D. Die Grenzen 15 bzw. 16 zwischen den einzelnen Detektorelementen A bis D verlaufen senkrecht bzw. parallel zur Richtung der Informationsspur und werden auch als "dark line" bezeichnet. Der auf den Photodetektor 11 fallende Lichtfleck setzt sich zusammen aus einem kreisförmigen Lichtfleck, hervorgerufen von einem Beugungsstrahl nullter Ordnung und den durch jeweils zwei Kreisabschnitte begrenzten Lichtflecken 18, 18' entsprechend Beugungsstrahlen ± erster Ordnung. Die Lichtflecken 18, 18' sind schraffiert dargestellt und überlappen sich in der Abbildung im mittleren Bereich. Es ist zu beachten, daß diese Darstellung nicht der Intensität des Lichtflecks entspricht, da sich diese aus einem komplizierten Interferenzmuster der sich überlagernden Lichtflecken 17, 18 und 18' ergibt. Sie soll lediglich veranschaulichen, daß eine Überlagerung der reflektierten Beugungsstrahlen, und somit eine Interferenz, auftritt. Die Aufspaltung des Abtaststrahls 2 in reflektierte Strahlen nullter und ± erster Ordnung wird von der Struktur der Informationsschicht 9, insbesondere der Tiefe und des Abstands der benachbarten Teile der Informationsspur 10, hervorgerufen. Die benachbarten Teile der Informationsspur 10 bilden ein optisches Gitter, welches die Aufspaltung des reflektierten Strahls in Strahlen nullter, ± erster und gegebenenfalls höherer Ordnung hervorruft. Die geometrischen Gegebenheiten sowie die optischen Parameter des Aufzeichnungsträgers 8 und des Geräts, insbesondere der Objektivlinse 7, stehen in einem derartigen Verhältnis zueinander, daß eine Überlagerung der Beugungsstrahlen nullter und ± erster Ordnung auf dem Photodetektor 11 erfolgt. Dies liegt beispielsweise bei einem einer DVD-RAM entsprechenden Aufzeichnungsträger 8 vor, welcher mit einer Anslesewellenlänge von etwa 650 nm ausgelesen wird, eine Spurbreite von 0,8 µm und eine Tiefe der Spuren von etwa einem Sechstel der Auslesewellenlänge aufweist. Die numerische Apertur der Objektivlinse 7 liegt in diesem Fall bei 0, 6. Aufgrund dieser Parameter sind Flächen der Beugungen der ersten Ordnung an der periodischen Struktur des Aufzeichnungsträgers 8 so groß, daß sie einander überlappen. Zudem ist die Tiefe der Informationsspur 10 so optimiert, daß ein daraus gebildetes, zur Spurführung dienendes Push-Pull-Spurfehlersignal möglichst groß ist. Dieses Signal setzt sich zusammen aus TEPP (A+B) - (C+D) wobei mit den Buchstaben A bis D die von den entsprechenden Detektorelementen A bis D abgegebenen Signale gemeint sind. Befindet sich der fokussierte Abtaststrahl 2 genau zentriert auf einer Informationsspur 10, so sind die Summen (A+B) und (C+D) gleich groß. Weicht er von der Spurmitte ab, so nehmen diese Summen unterschiedliche Werte an. Das Spurfehlersignal TEPP wird dann ungleich Null. Es wird einem Spurregelkreis als Fehlersignal zugeführt, welcher den Antrieb der Objektivlinse 7 in radialer Richtung entsprechend Pfeil P3 ansteuert.

Längs der Informationsspur 10 sind längliche Informationselemente, sogenannte Pits, angeordnet, welche aufgrund ihrer optischen Eigenschaften eine Modulation der Intensität des reflektierten Lichts hervorrufen. Dies kann zum einen durch Interferenz aufgrund von optischen Wegunterschieden, durch unterschiedliche Reflektivität oder durch andere geeignete Parameter hervorgerufen werden. Beim Folgen einer Spur ergibt sich daraus, daß sich die Intensitätsverteilung des den Lichtfleck 17 bildenden Interferenzmusters ergibt. Diese Intensitätsverteilung ruft, für einen bestimmten Punkt des Lichtflecks betrachtet, ein als sinusähnlich bezeichenbares Signal hervor. Ein entsprechend der Astigmatismus-Methode erzeugtes Fokusfehlersignal FE ergibt sich aus der Differenz der Diagonalsummen der Detektorelemente zu FE = (A+C)-(B+D) Wenn der fokussierte Abtaststrahl 2 genau zentriert auf den Photodetektor 11 fällt, wie dies in Fig. 2a dargestellt ist, so sind die Intensitäten der Lichtflecken 18, 18' erster Ordnung symmetrisch über die Achse entsprechend der Grenze 15 verteilt und die Modulationen im Spurfehlersignal TEPP haben keinen Einfluß auf das Fokusfehlersignal FE. In diesem Fall tritt kein, auch als Übersprechen bezeichneter, Störanteil im Fokusfehlersignal FE auf. Dies gilt auch, wenn die relative Position von Photodetektor 11 und Lichtfleck 17 zueinander in paraller Richtung zur Grenze 15 verschoben wird. Dies tritt beispielsweise dann auf, wenn die Objektivlinse 7 in Richtung des Pfeils P3 verschoben wird.

Falls Photodetektor 11 und die Lichtflecken 17, 18, 18' senkrecht zur Richtung der Grenze 15 relativ zueinander verschoben sind, so werden die Flächen der auf die Detektorelemente A und D fallenden Teillichtflecken 17A, 17D kleiner als die Flächen der auf die Detektorelemente B und C fallenden Teillichtflecken 17B, 17C. Die Teillichtflecken sind der Einfachheit halber mit den Bezugszeichen 17A-17D bezeichnet, obwohl sie auch Anteile aus den Beugungsstrahlen 18, 18' enthalten. Dies ist in Fig. 2b angedeutet, und entspricht einer in der Realität vorkommenden Situation. Hervorgerufen wird diese Situation unter anderem durch alterungsbedingte Verschiebung der relativen Position einzelner optischer Bauteile zueinander, temperaturschwankungsbedingte Verschiebungen oder andere äußere Einflüsse. Auch eine nicht vollkommen exakte Justierung bei der Herstellung des Geräts kann einen entsprechenden Effekt nach sich ziehen. In Fig. 2b wurde auf die Schraffierung der Lichtflecke 18, 18' erster Ordnung verzichtet.

Durch die Modulation des Spurfehlersignals TEPP werden auch die Diagonalsummen (A+C) und (B+D) ungleichmäßig moduliert, selbst wenn optimal fokussiert ist. Dies führt dazu, daß das Fokusfehlersignal FE ebenfalls Modulationen zeigt, die nicht der realen Fokusabweichung sondern einem Übersprechen von anderen Signalen entsprechen. Dies kann zu einer erheblichen Störung des dynamischen Verhaltens des Fokusregelkreises führen. In der Praxis ist der Photodetektor 11 nicht immer punktsymmetrisch bezüglich des Lichtflecks 17, d. h. der optischen Achse, zentriert, beispielsweise aus einem der oben genannten Gründe. Aufgrund einer Exzentrizität des optischen Aufzeichnungsträgers 8 führt die Objektivlinse 7 bei jeder Umdrehung des Aufzeichnungsträgers 8 eine pendelnde Radialbewegung aus, um den fokussierten Abtaststrahl 2 auf der Informationsspur 10 zu halten. Dies hat zur Folge, daß sich auch der Lichtfleck 17 und die Lichtflecken 18, 18' entsprechend relativ zum Photodetektor 11 bewegen. Diese Bewegung parallel zur Richtung der Grenze 15' die bei bezüglich der Grenze 15 zentriertem Lichtfleck 17, 18, 18' ohne Einfluß auf das Fokusfehlersignal FE ist, verstärkt den Störeinfluß des Fokusfehlersignals FE bei einem senkrecht zur Richtung der Grenze 15 versetzten Lichtfleck 17, 18, 18', wie er in Fig. 2b dargestellt ist. Ein entsprechender Störeinfluß tritt auch beim Überqueren von Informationsspuren 10 in radialer Richtung, beispielsweise beim Sprung von einem auf dem Aufzeichnungsträger 8 gespeicherten Titel zum nächsten, auf.

Das erfindungsgemäß vorgesehene Strahlteilmittel 13 sorgt dafür, daß die Teillichtflecken 17A-17D auf den Detektorelementen A bis D in allen genannten oder denkbaren Fällen gleich groß gehalten werden. Der lichtundurchlässige Streifen 14 des Strahlteilmittels 13 ist in dem Strahlengang auf dem Rückweg vom Aufzeichnungsträger 8 zum Photodetektor 11 so angebracht, daß er parallel zur Bewegung der Objektivlinse 7 und gleichzeitig parallel zur Grenze 15 des Detektors 11 verläuft. Der Streifen 14 ist so justiert, daß die Teillichtflecken 17A, 17B auf den Detektorelementen A und B und die Teillichtflecken 17C, 17D auf den Detektorelementen C und D jeweils gleich groß sind. Dies ist in Fig. 2c dargestellt. Die Breite des Streifens 14 ist so gewählt, daß die durch ihn hervorgerufene Abschattung 20 auf den Photodetektor 11 größer ist, als die in der Praxis maximal auftretende relative Verschiebung von Photodetektor 11 und Lichtfleck 17 zueinander, speziell in Richtung senkrecht zur Grenze 15. Vorteilhafterweise ist der Streifen 14 nicht auf einem zusätzlich im Strahlengang angeordneten Element angeordnet, sondern mit einem ohnehin im Strahlengang befindlichen Element gekoppelt. Beispielsweise kann der Streifen 14 vorteilhafterweise auf der Oberfläche einer Fokuslinse angeordnet werden.

Fig. 3 zeigt den Strahlengang eines zweiten erfindungsgemäßen Geräts. Für gleiche Elemente wie in Fig. 1 sind gleiche Bezugszeichen verwendet, eine nähere Erläuterung findet nur insoweit statt, als ein Unterschied zu Fig. 1 besteht.

Man erkennt, daß statt des Strahlteilmittels 13 ein Doppelprisma 23, 23' vorgesehen ist. Auch hier stellt die Anordnung des Doppelprismas 23 die gegenüber derjenigen des Doppelprismas 23' bevorzugte Ausführungsform dar. Fig. 3a zeigt eine räumliche Ansicht des Doppelprismas 23.

Das Doppelprisma 23 besteht aus zwei gleichen Prismen 21, 22, die an ihren dreieckigen Seitenflächen aneinanderstoßen, und deren schräge Flächen 21a, 22a entgegengesetzt zueinander geneigt sind. Hierbei wird zunächst, wie in Fig. 2g dargestellt, eine Aufspaltung des Strahls in zwei Teilstrahlen mit halbkreisförmigem Querschnitt 17', 17" erzielt, welche in Richtung ihrer geraden Kante 170 gegeneinander verschoben sind. Beide Teilstrahlen sind bezüglich der optischen Achse, das heißt der geradlinigen Fortsetzung des vor dem Strahlteilmittel 23 liegenden Teils des Strahls, verkippt. Die Zylinderlinse 12, deren Zylinderachse um 45° bezüglich einer der Spurrichtung entsprechenden Linie gekippt ist, erzeugt nun Astigmatismus in dem aufgespaltenen und bezüglich der Teilstrahlen divergierenden Strahl. Dabei werden die Teilstrahlen aufgrund ihrer unterschiedlichen Einfallwinkel auf die Zylinderlinse 12 getrennt voneinander beeinflußt. Dieser Einfluß ist derart, daß in der Ebene des Detektors 11 die Querschnitte 17', 17" der Teilstrahlen bezüglich der Darstellung in Fig. 2g jeweils um 90° gedreht sind. Dabei entspricht der Drehpunkt in etwa dem Mittelpunkt der jeweiligen Kante 170. Auf dem Detektor 11 tritt daher eine der Fig. 2d entsprechende Lichtfleckverteilung auf.

Fig. 3b zeigt eine Ansicht des Doppelprismas 23, 23' in Blickrichtung des Pfeils P1. Das Doppelprisma 23, 23' hat die Wirkung, daß das einfallende Lichtbündel in zwei Hälften aufgespalten wird, die symmetrisch zur Grenze 15 auf den Photodetektor 11 fallen. Dies ist in Fig. 2d dargestellt.

Nach diesem Ausführungsbeispiel tritt keine Abschattung auf, die Summe der Intensitäten der Teillichtflecken 17A, 17B, 17C, 17D ergibt die gesamte Intensität des Lichtflecks 17, entsprechendes gilt für die Lichtflecken 18 und 18'.

Bei einer Bewegung von Photodetektor 11 und optischer Achse relativ zueinander bleibt der unbeleuchtete Bereich zwischen den Teillichtflecken 17A und 17B sowie derjenige zwischen den Teillichtflecken 17C und 17D gegenüber den Teillichtflecken 17A, 17B, 17C, 17D unverschoben. Würde statt der erfindungsgemäßen Aufspaltung in Teillichtflecken eine Verbreiterung der Grenze 15, der sogenannten dark-line, vorgenommen, so würde diese relativ zum Photodetektor 11 unverschoben bleiben, während die Intensitätsverteilung relativ zum Photodetektor 11 verschoben wäre. Somit kann eine Verbreiterung der dark-line nicht den mit der vorliegenden Erfindung erzielten Effekt der gleichen Größe der Teillichtflecken und damit bezüglich Relativverschiebung konstanter Intensitätsverteilung, erzielt werden.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in dem das Strahlteilmittel 33 eine polarisierende Blende 32 aufweist. Dargestellt ist hier nur der Fig. 1a entsprechende Bereich, wobei die anderen Bauteile des Geräts den in Fig. 1 beschriebenen entsprechen, mit Ausnahme des durch das Strahlteilmittel 33 ersetzten Strahlteilmittels 13, 13'.

Fig. 4a zeigt eine Draufsicht der polarisierende Blende 32 in Blickrichtung des Pfeils P5. Man erkennt einen schraffierten polarisierenden Streifen 30, der zentral angeordnet ist und von nicht polarisierenden Bereichen 29 benachbart ist. Die Breite des Streifens 30 ist so gewählt wie zum Streifen 14 des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben.

Das Strahlteilmittel 33 weist außer der polarisierenden Blende 32 noch eine Viertelwellenplatte 31 auf. Beide Bauteile sind im dargestellten Beispiel im Strahlengang zwischen dem Umlenkspiegel 6 und der Objektivlinse 7 angeordnet. Die Polarisationsrichtung der polarisierenden Blende 32 entspricht der Polarisationsrichtung des einfallenden Abtaststrahls 2. Der Abtaststrahl 2 passiert daher die Blende 32 unbeeinflußt. Die optische Achse der Viertelwellenplatte 31 ist im Winkel von 45° zur Polarisationsrichtung der Blende 32 angeordnet. Der einfallende Abtaststrahl 2 passiert die polarisierende Blende 32 unbeeinflußt und wird beim Passieren der Viertelwellenplatte 31 in zirkular polarisiertes Licht umgewandelt. Nach der Reflexion am Aufzeichnungsträger 8 passiert der zirkular polarisierte Lichtstrahl die Viertelwellenplatte 31 erneut, wobei er zu linear polarisiertem Licht umgewandelt wird. Die Polarisationsrichtung steht nun senkrecht zur Polarisationsrichtung des ursprünglich einfallenden Strahls und damit senkrecht zur Polarisation der Blende 32. Der reflektierte Strahl kann die Blende 32 daher nur in den nicht polarisierten Bereichen 29 passieren. Der weitere Strahlverlauf entspricht demjenigen zu Fig. 1 beschriebenen, der resultierende Lichtfleck 17 auf dem Photodetektor 11 entspricht dem zu Fig. 2c dargestellten.

Fig. 5 zeigt ein Strahlteilmittel 43, welches zwei senkrecht zueinander angeordnete Streifen 41 und 42 aufweist. Die Streifen 41, 42 sind entweder als polarisierende Streifen entsprechend dem Streifen 30 der Fig. 4a ausgelegt, wobei das Strahlteilmittel 43 mit einer Viertelwellenplatte 31, beispielsweise in der Anordnung der Fig. 4, zusammenwirkt. Die Streifen 41 und 42 können aber auch lichtundurchlässige Streifen sein, wobei das Strahlteilmittel 43 dann entsprechend dem Strahlteilmittel 13, 13' der Fig. 1 angeordnet ist. Durch das Strahlteilmittel 43 wird eine Aufspaltung des Lichtflecks 17 in vier getrennte Bereiche erzielt, so daß auch eine Verschiebung in beliebiger Richtung nicht zu einer Intensitätsänderung des auf einen der vier Detektorelemente A, B, C, D fallenden Lichts führt.

Fig. 6 zeigt einen Teil des Strahlengangs eines erfindungsgemäßen Geräts gemäß einer fünften Ausführungsform, ähnlich wie zu Fig. 1 beschrieben. Nicht polarisierender Strahlteiler 4, Zylinderlinse 12 und Photodetektor 11 entsprechen den zu Fig. 1 beschriebenen. Das Strahlteilmittel 13 weist als Streifen eine prismenförmige Ausnehmung 14' mit dreieckigem Querschnitt auf. Das Licht, welches die Ausnehmung 14' passiert, wird seitlich abgelenkt, während der andere Teil des Lichtstrahls als nichtabgelenktes Lichtbündel auf die Zylinderlinse 12 fällt. Das nichtabgelenkte Lichtbündel wird dabei von der Zylinderlinse 12 entsprechend dem abgeschatteten Lichtbündel eines der vorhergehenden Beispiele beeinflußt. Dabei tritt eine Lichtfleckverteilung auf dem Detektor 11 entsprechend Fig. 2c auf. Das durch die Ausnehmung 14' abgelenkte Lichtbündel wird durch die Zylinderlinse 12, ähnlich wie zu Fig. 3d beschrieben, derart beeinflußt, daß es um 90° gedreht bezüglich eines außerhalb der optischen Achse liegenden Drehpunkts außerhalb des Detektors 11 in dessen Ebene auftrifft. Im Ausführungsbeispiel fällt das abgelenkte Lichtbündel auf einen weiteren Photodetektor 11', dies ist in der Abbildung mittels des Lichtflecks 17' dargestellt.

Fig. 6a zeigt eine räumliche Darstellung des Strahlteilmittels 13. Es ist eine beispielsweise aus Glas oder Kunststoff bestehende Platte 26, in welcher eine prismenförmige Ausnehmung 14' angeordnet ist. Die Ausnehmung 14' ist parallel zu einer Grenze 15 bzw. 16 des Photodetektors 11 ausgerichtet und befindet sich in der Mitte des auftreffenden Strahls.

Fig. 6c zeigt eine alternative Variante als Strahlteilmittel 13'. Auch dieses weist eine prismenförmige Ausnehmung 14' auf, wobei hier die schräge Fläche 14a entlang der Längsachse der Ausnehmung 14' abfällt. Der dadurch abgelenkte Lichtstrahl wird aufgrund der Beeinflussung durch die Zylinderlinse 12 seitlich versetzt. Er fällt außerhalb des Detektors 11 als Lichtfleck 17'' auf einen Detektor 11''.

In Fig. 6b ist die Lichtfleckverteilung auf den Photodetektoren 11, 11', 11'' dargestellt. Die Abbildung auf Photodetektor 11 entspricht der zu Fig. 2c beschriebenen, weshalb hier weniger Details beschriftet sind. Der vom abgelenkten Lichtbündel gebildete Teillichtfleck 17', 17'' fällt auf den Detektor 11', 11''. Der Lichtfleck 17', 17'' entspricht dem abgeschatteten Bereich 20 auf dem Detektor 11. Zur Auswertung der gesamten, auf beide Photodetektoren 11 und 11' oder 11'' fallenden Intensität, beispielsweise zur Rückgewinnung der auf dem Aufzeichnungsträger 8 gespeicherten Informationen, werden die Ausgangssignale beider Photodetektoren 11 und 11' oder 11'' genutzt.

Fig. 7 zeigt einen Teil des Strahlengangs eines erfindungsgemäßen Geräts gemäß einer sechsten Ausführungsform. Strahlteiler 4, Zylinderlinse 12 und Photodetektor 11 entsprechen den zu Fig. 1 beschriebenen entsprechenden Teilen. Als Strahlteilmittel 13 sind zwei gekreuzte planparallele Platten 27, 27' vorgesehen. Sie sind um eine gemeinsame Achse 28 gegeneinander verkippt, welche senkrecht zur optischen Achse des Lichtbündels 25 und senkrecht zur Spurrichtung des Aufzeichnungsträgers liegt. Durch die Verkippung der planparallelen Platten 27 und 27' zueinander wird bewirkt, daß die durch die jeweiligen Platten 27, 27' laufenden Teilbündel jeweils in etwa parallelverschoben aus der Platte 27, 27' austreten, wodurch eine Aufteilung in zwei Teilstrahlen erfolgt. Vor der Zylinderlinse 12 tritt eine dem in Fig. 2g dargestellten Querschnitt entsprechende Aufteilung der Teilstrahlen auf. Auf dem Photodetektor 11 ergibt sich aufgrund der Einwirkung der Zylinderlinse 12 eine der Fig. 2d entsprechende Aufteilung der Lichtflecken 17A und 17D einerseits sowie 17B und 17C andererseits.

Fig. 8 entspricht im wesentlichen dem zu den Fig. 1, 6 und 7 beschriebenen Strahlengang. Hier sind entsprechende Bauteile mit den gleichen Dezugszeichen wie zu Fig. 1 versehen. Das Strahlteilmittel ist als Doppelgitterelement 53 ausgebildet, welches die optischen Gitter 51 und 52 aufweist. Die Gitter 51, 52 weisen unterschiedliche Gitterkonstanten auf. Die Gitter 51, 52 sind durch geeignete Wahl der Gitterparameter, insbesondere Gittertiefe und -breite, so ausgebildet, daß die Intensität I₀ des Beugungsstrahls nullter Ordnung wesentlich geringer ist als die Intensitäten I₊₁ und I_-1 der Beugungsstrahlen plus/minus erster Ordnung. Dies ist in Fig. 8b schematisch angedeutet. In Fig. 8a ist, ebenfalls schematisch, die Aufspaltung des Lichtstrahls 25 in Teilstrahlen angedeutet. Die Zuordnung der einzelnen Lichtflecken zum jeweiligen Gitter 51, 52 ist durch Verbindungspfeile angedeutet. Diese Verbindungspfeile stellen nicht den optischen Weg dar, sondern deuten lediglich die Zuordnung an. Das Doppelgitterelement 53 und der Photodetektor 11 sowie ein zusätzlicher Photodetektor 11' sind dabei jeweils in Draufsicht abgebildet. Die Gitterkonstanten der Gitter 51 und 52 ist so gewählt, daß für die Beugungsstrahlen erster Ordnung des Gitters 51 eine geringere seitliche Aufspaltung erfolgt als für diejenigen des Gitters 52. Auf dem Photodetektor 11 ergibt sich somit eine Lichtfleckaufspaltung die der zu Fig. 2d beschriebenen entspricht. Für den zusätzlichen Photodetektor 11' ergibt sich eine spiegelbildliche Aufteilung, was in der Figur mit der Bezeichnung der Detektorelemente A', B', C', D' angedeutet ist. Zur möglichst optimalen Intensitätsausnutzung werden die sich entsprechenden Detektorelemente A und A', B und B', C und C' sowie D und D' zusammengefaßt und entsprechend ausgewertet.

Fig. 9 zeigt schematisch den Strahlengang eines achten Ausführungsbeispiels der Erfindung, entsprechende Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie zu Fig. 1 versehen. Das Strahlteilmittel 63 weist ein Wollaston-Prisma 60, bestehend aus zwei Teilprismen 61, 62, und eine Halbwellenlängenplatte 64, im folgenden mit HWP abgekürzt, auf. Das Wollaston-Prisma 60 hat die Eigenschaft, senkrecht bzw. parallel zu seiner Vorzugsrichtung polarisierte Anteile eines auftreffenden Lichtstahls in divergierende Teilstrahlen 25o, 25e aufzuspalten, die als ordentlicher Teilstrahl 25o und als außerordentlicher Teilstrahl 25e bezeichnet werden. Dies ist in Fig. 9a dargestellt. Die HWP 64 ist in der vorderen-Hälfte der Fig. 9a angeordnet. Sie dient dazu, den in der Abbildung vor der Mittellinie auftreffenden Anteil des Strahls 25 in seiner Polarisation um 90° zu drehen. Auf der hinteren Seite ist dann eine Glasplatte 66 angeordnet, die die Polarisation nicht beeinflußt. Vorteilhafter ist es aber, zwei HWP 64, 65 vorzusehen, die die Polarisationsrichtung des einfallenden Lichtbündels 25 um jeweils 45° in entgegengesetzte Richtungen drehen, um so senkrecht zueinander polarisierte Anteile zu erhalten. In Fig. 9b sind die optischen Achsen 64', 65' der HWP 64, 65 sowie die Polarisationsrichtung E des einfallenden Lichtbündels 25 eingezeichnet. Mit E' und E'' sind die Polarisationsrichtungen der jeweils die HWP 65 bzw. 64 verlassenden Teilstrahlen angegeben. In diesem konkreten Ausführungsbeispiel ist die Polarisationsrichtung E des einfallenden Lichtbündels 25 in einem Winkel von 45° zu einer Vorzugsrichtung V des Wollaston-Prismas 60 gekippt. Die optischen Achsen 64', 65' der HWP 64, 65 sind dazu jeweils um 22,5° gekippt, so daß die Polarisationsrichtung jeweils um 45° gedreht wird und somit die austretenden Teilstrahlen die Polarisationsrichtungen E' und E'' haben.

Fig. 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Strahlteilmittel 73 ist hier nahe der Objektivlinse 7 angeordnet, ähnlich dem zu Fig. 4 beschriebenen Stahlteilmittel 33. Gleiche Bauteile sind auch hier mit denselben Bezugszeichen wie zuvor beschrieben versehen. Der nichtpolarisierende Strahlteiler 4 der vorhergehenden Ausführungsbeispiele ist hier durch einen polarisierenden Strahlteiler 74 ersetzt. Dieser leitet nur diejenigen Anteile des vom Aufzeichnungsträger kommenden Lichts in Richtung Photodetektor 11, deren Polarisationsrichtung bezüglich des Abtaststrahls 2 um 90° gedreht ist. Diese Drehung der Polarisationsrichtung wird mittels zweier Viertelwellenplatten 71, 72 erreicht, welche sowohl beim Hinweg des Abtaststrahls 2 zum Aufzeichnungsträger als auch beim Rückweg durchlaufen werden. Sie sind Teil des Strahlteilmittels 73 und werden von einem die Polarisationsrichtung unbeeinflußt lassenden neutralen Streifen 70 getrennt. Dieser neutrale Streifen 70 besteht beispielsweise aus Glas, und weist die gleiche optische Weglänge auf wie die Viertelwellenlängenplatten 71, 72. Dies ist durch geeignete Wahl des Brechungsindex oder der geometrischen Dicke oder einer Kombination daraus gewährleistet. Fig. 10a zeigt eine Draufsicht, Fig. 10b eine Seitenansicht des Strahlteilmittels 73. Beim ersten Durchlaufen des Strahlteilmittels 73 werden die links und rechts des Streifens 70 liegenden Teilstrahlen von linear in zirkular polarisiert umgewandelt. Beim zweiten Durchlaufen, das heißt nach Reflexion am Aufzeichnungsträger 8, werden sie von Zirkular in linear polarisiertes Licht umgewandelt, wobei die Polarisationsrichtung senkrecht zur ursprünglichen Polarisationsrichtung steht. Nur der Anteil mit senkrechter Polarisationsrichtung wird vom polarisierenden Strahlteiler 74 in Richtung des Detektors 11 reflektiert. Derjenige Teil, der den Streifen 70 passiert hat, gelangt nicht auf den Detektor 11. Diese Lösung ist ohne großen Aufwand in Geräte integrierbar, die ohnehin einen polarisierenden Strahlteiler 74 aufweisen, beispielsweise Geräte zum Lesen und Schreiben optischer Aufzeichnungsträger.

Fig. 11 zeigt ein Strahlteilmittel 83 gemäß einer zehnten Ausführungsform der Erfindung. Es ist in dem Teil des Strahlengangs angeordnet, den sowohl der Abtaststrahl 2 als auch das reflektierte Lichtbündel 25 durchlaufen. Dies ist durch entsprechend markierte Pfeile angedeutet. Vorzugsweise ist das Strahlteilmittel 83 an der Position des zu Fig. 1 beschriebenen Strahlteilmittels 33, also in unmittelbarer Nähe der Objektivlinse 7 angeordnet. Diese ist vorteilhaft mit dem Strahlteilmittel 83 gekoppelt.

Das Strahlteilmittel 83 weist eine Viertelwellenplatte 80, zwei Kristallprismen 81, 82 und zwei weitere Prismen 84, 85 auf. Die Prismen 81 und 84 sowie die Prismen 82 und 85 weisen jeweils gleichen Winkel auf und sind derart zusammengesetzt, daß sie gemeinsam eine planparallele Platte bilden. Die Prismen 84, 85 bestehen aus Glas oder aus einem anderen, bezüglich der Polarisation des Lichts isotropen Material. Insbesondere können sie einstückig sein und aus geformtem Kunststoff bestehen. Die optische Achse und die Brechungszahl der Kristallprismen 81, 82 sind so auf die Polarisationsrichtung E des einfallenden Abtaststrahls 2 und die Brechungszahl der Glasprismen 84, 85 abgestimmt, daß der Abtaststrahl unbeeinflußt die aus den Prismen 81, 84 sowie 82, 85 gebildeten Platten durchläuft. Je nach Ausrichtung der optischen Achsen der Kristallprismen 81, 82 entspricht also deren ordentliche Brechzahl oder deren außerordentliche Brechzahl der Brechzahl der Glasprismen 84, 85.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung bestehen auch die Prismen 84, 85 wie die Prismen 81, 82 aus Quarz. Dies hat den Vorteil, daß die Brechungszahlen identisch sind, also keine diesbezüglichen Korrekturen erforderlich machen. Die optische Achse der Prismen 84, 85 liegt dabei in Richtung der Achse des Lichtbündels 25. Auf diese Weise bleibt das Lichtbündel in seiner Polarisationsrichtung unbeeinflußt von den Prismen 84, 85. Die optischen Achsen der Prismen 81, 82 liegen in Richtung der Polarisationsrichtung des einfallenden Lichtbündels. Auch hier tritt somit keine Beeinflussung in Bezug auf die Polarisationsrichtung auf, insbesondere keine Doppelbrechung. Die jeweiligen optischen Achsen sind in der Abbildung durch Doppelpfeile angedeutet.

Nachdem der Abtaststrahl 2 die Prismen 81, 82, 84, 85 passiert hat, in der Abbildung von unten nach oben, passiert er die Viertelwellenplatte 80. Dabei wird seine lineare Polarisation in zirkulare Polarisation umgewandelt. Nach Reflexion des Abtaststrahls 2 am Aufzeichnungsträger 8 passiert das reflektierte Lichtbündel 25 die Viertelwellenlängenplatte 80. Dabei wird die zirkulare Polarisation in lineare Polarisation umgewandelt, wobei die Polarisationsrichtung E' nun senkrecht zur ursprünglichen Polarisationsrichtung E steht.

Für das Lichtbündel 25 sind daher die Brechzahlen der Kristallprismen 81, 82 einerseits und diejenigen der Prismen 84, 85 andererseits unterschiedlich. Es tritt daher eine Brechung an den jeweiligen Übergangsflächen auf, das reflektierte Lichtbündel 25 wird dabei in zwei Lichtbündel 25', 25'' aufgespalten. Wenn die Prismen 84, 85 Glasprismen sind, deren Brechzahl mit der ordentlichen Brechzahl der Kristallprismen 81, 82 übereinstimmt, dann handelt es sich bei den Lichtbündeln 25', 25'' um außerordentliche Strahlen, stimmt sie mit der außerordentlichen Brechzahl überein, so handelt es sich um ordentliche Strahlen.

Nach Passieren der Zylinderlinse 12 und entsprechender Strahlbeeinflussung ergibt sich auf dem Photodetektor 11 eine Lichtfleckaufspaltung entsprechend der in Fig. 2d dargestellten. Ein Verlust durch Abschattung tritt hier nicht auf.

Fig. 12 zeigt ein Strahlteilmittel 83' gemäß einer elften Ausführungsform der Erfindung. Es wird statt des Strahlteilmittels 83 der Fig. 11 eingesetzt, entsprechende Teile sind mit entsprechenden Bezugszeichen wie zu dieser Figur bezeichnet. Statt der Prismen 81, 82, 84, 85 sind Prismen 86, 87 verwendet. Jedes der Prismen 86, 87 weist eine rautenförmige, geneigte Dachfläche auf. Dies ist in Fig. 12a angedeutet, in der lediglich die Glasprismen 87 in räumlicher Darstellung abgebildet sind. Die Kristallprismen 86 weisen eine dazu komplementäre Dachflächenstruktur auf. Die Neigung der Dachflächen der Prismen 87 zueinander ist so, daß die Projektionen der Höhenlinien 87' auf die Grundfläche senkrecht zueinander stehen. Die Höhenlinien 87', also die Linien gleicher Höhe, sind in der Fig. 12a angedeutet.

Mit dem Strahlteilmittel 83' wird eine Aufspaltung des reflektierten Lichtbündels 25 in vier Teillichtbündel 25A, 25B, 25C, 25D erreicht. Nach Durchlaufen der Zylinderlinse 12 tritt eine Verteilung auf dem Photodetektor 11 entsprechend der Fig. 2f auf. Die Teillichtflecken 17A, 17B, 17C, 17D sind jeweils voneinander getrennt, da keine Abschattung auftritt tritt auch kein Intensitätsverlust auf.

Nach einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung sind die Prismen 87 derart angeordnet, daß sich in der Mitte statt eines Tiefpunkts, wie in Fig. 12a gezeigt, ein Hochpunkt befindet. Dies ist in Fig. 12b gezeigt. Die Prismen 86 sind entsprechend komplementär angeordnet. Mit einer derartigen Anordnung erhält man nach Durchlaufen der Zylinderlinse 12 auf dem Detektor 11 eine Lichtfleckverteilung entsprechend Fig. 2e.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, störende Einflüsse durch die Modulation der überlagerten Lichtflecke 17 nullter Ordnung und 18, 18' erster Ordnung bei Verschiebung des Photodetektors 11 aus der optischen Achse zu kompensieren, ohne komplexe Bauteile wie polarisierende Hologramme und unkonventionelle Detektoranordnungen verwenden zu müssen. Der verwendete Photodetektor 11 kann beispielsweise ein konventionell aufgebauter Vierquadrantendetektor, wie in den Ausführungsbeispielen beschrieben, sein. Auch die Anordnung der übrigen optischen Elemente kann relativ einfach gehalten werden. Der Streifen 14 bzw. 41, 42 im Strahlengang auf dem Rückweg von dem Aufzeichnungsträger 8 hat den Effekt einer Superauflösung oder "Superresolution", wodurch ein Datensignal, welches üblicherweise aus der Summe der Detektorsignale der einzelnen Detektorelemente A, B, C, D gewonnen wird, in seiner Qualität verbessert wird.

Das erfindungsgemäße Gerät ist beispielsweise ein CD- oder DVD-Spieler, insbesondere aber ein Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät für sogenannte DVD-RAMs oder ähnliche optische Aufzeichnungsträger.

Claims (16)

1. Gerät zum Lesen und/oder Beschreiben optischer Aufzeichnungsträger (8) mit einem Abtaststrahlerzeugungsmittel (1), mit einem Fokussiermittel (7) und mit einem aus zumindest zwei Detektorbereichen (A, B, C, D) bestehenden Photodetektor (11) zum Empfangen von Beugungsstrahlen nullter und erster Ordnung vom Aufzeichnungsträger (8), dadurch gekennzeichnet, daß ein Strahlteilmittel (13, 13', 23, 23', 23'', 33, 43, 53, 63, 73, 83, 83') vorgesehen ist, das einen auf den Photodetektor (11) fallenden Lichtfleck (17, 18, 18') in zwei getrennte Teilflecken (17A, 17B, 17C, 17D) aufspaltet.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorbereiche (A, B, C, D) durch eine der Spurrichtung des Aufzeichnungsträgers (8) entsprechend verlaufende Trennlinie (16) getrennt sind.

3. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät ein Astigmatismus- Erzeugungsmittel (12) aufweist und der Photodetektor (11) aus zumindest vier Detektorelementen (A, B, C, D) besteht.

4. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlteilmittel (13, 13') einen lichtbeeinflussenden Streifen (14, 14', 70) aufweist.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der lichtbeeinflussende Streifen (14, 14') zwischen einem Strahlteiler (4) und dem Astigmatismus-Erzeugungsmittel (12) angeordnet ist.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlteilmittel ein Doppelprisma (23, 23', 23'', 81, 84, 82, 85, 86, 87) aufweist.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3' dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlteilmittel (33) eine polarisierende Blende (32) aufweist.

8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlteilmittel (13) im Winkel zueinander angeordnete planparallele Platten (27, 27') aufweist.

9. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlteilmittel ein Doppelgitterelement (53) ist.

10, Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlteilmittel eine Halbwellenlängenplatte (64, 65) und ein Wollastonprisma (60) aufweist.

11. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Photodetektor (11') zum Detektieren weiterer Teilflecken (17A', 17B', 17C', 17D') angeordnet ist.

12. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlteilmittel (13, 13', 23, 23', 23'', 33, 43, 53, 63, 73, 83, 83') justierbar im Strahlengang angeordnet ist.

13. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlteilmittel (43, 83') ein den Lichtfleck (17) in mehrere Teilflecken (17A, 17B, 17C, 17D) aufspaltendes ist.

14. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlteilmittel (13, 13', 23, 23', 23'', 33, 43, 53, 63, 73, 83, 83') mit einem anderen optischen Element (5, 6, 7, 12, 31) gekoppelt ist.

15. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Doppelprisma zumindest ein doppelbrechendes Prisma (81, 82, 84, 85, 86, 87) aufweist.

16. Verfahren zur Reduzierung eines Störanteils, in einem von Photodetektorsignalen abgeleiteten Signal eines optischen Abtasters (19) zum Lesen und/oder Beschreiben von auf eine Einstrahl-Abtastmethode optimierten Aufzeichnungsträgern (8), dadurch gekennzeichnet, daß ein auf einen Photodetektor (11) fallender Abtaststrahl (2) in zwei Anteile aufgespalten wird und jeder dieser Anteile einem Teil (A/D, B/C) eines senkrecht oder parallel zur Spurrichtung geteilten Photodetektors (11) zugeführt wird.