DE2652790A1 - Optisches lesegeraet - Google Patents

Description

PATENTATiVVALl £

TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER

D-8OOO München 22 D-46OO Bielefeld ZO 5 £ I <j

Triftstraße 4 Siekerwall 7

S76P124 19. November 1976

SONY CORPORATION Tokio/Japan

Optisches Lesegerät

Gegenstand der Erfindung ist ein optisches Informationslesegerät. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Lesegerät, bei dem ein Lichtstrahl auf eine Informationsspur einer Aufzeichnungs- oder Speicherplatte auftrifft und die auf oder in der Spur aufgezeichneten Signale mittels des von der Informationsspur reflektierten Strahls gelesen werden.

Bei herkömmlichen Vxdeoplattenspeichergeräten zur Informationsauslesung werden mehrere Lichtstrahlen, etwa ein Servo-Oberwachungsstrahl zur Spurführung und ein servogeregelter Fokussierstrahl neben einem Informationslesestrahl verwendet, um die genauePosition des Auftreffflecks oder Spots des In-

709822/0929

formationslesestrahls auf der Informationsspur festzulegen. Im allgemeinen wird diese Mehrzahl von Strahlen aus einer einzigen Lichtquelle, etwa von einem Laser gewonnen. Der Einzelstrahl wird durch geeignete Mittel in eine Mehrzahl von Strahlen aufgespalten. Dabei wird zur Gewinnung der gewünschten Anzahl von Strahlen üblicherweise ein herkömmlicher Strahlenteiler verwendet und die gewonnenen Strahlen weisen die gleichen Eigenschaften auf. Der einzige Ausgangsstrahl wird dabei lediglich räumlich in eine Mehrzahl von Strahlen aufgespalten (vgl. etwa die JP-OS 50953/1974). Die reflektierten Strahlen weisen nur einen geringen Abstand voneinander auf, der zudem durch räumliche Bedingungen und bestimmte Toleranzungenauigkeits-Anforderungen stark begrenzt ist. Dabei ist es systembedingt besonders schwierig, das Informationslesegerät kompakt herzustellen. Außerdem tritt ein beträchtlicher Strahlverlust auf, wenn ein Einzelstrahl durch einen Strahlenteiler aufgespalten wird. Der reflektierte Strahl kehrt oft zum Laser zurück, was zur Folge hat, daß nicht die volle Laserleistung zur Verfugung steht und die Stabilität der Laserschwingung wird beträchtlich geschwächt oder zumindest beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt damit zur Vermeidung der aufgezeigten Nachteile und Schwierigkeiten die Aufgabe zugrunde, ein optisches Informationslesegerät zu schaffen, bei dem sich der auf den Informationsträger auftreffende Strahl und der reflektierte Strahl vollständig voneinander trennen lassen, bei dem kein oder nur ein sehr geringer Leistungsverlust der Lichtquelle entsteht' und bei dem ein auf der Informationsspur aufgezeichnetes Hochfrequenzsignal sowie ein Servoüberwachungssignal auf dem Informationsträger exakt bestimmt werden können ohne räumliche Beschränkung.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser technischen Aufgabe erfolgt gemäß der Lehre des Patentanspruchs 1; vorteilhafte Weitebildungen sind in Unteransprüchen angegeben.

7 09822/0929

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lesegeräts trifft ein von einer Lichtquelle ausgesandter Strahl auf eine mit einer Informationsspur versehenen Informationsspeicherplatte in Form eines genau fokussierten Spots auf und die auf der Informationsspur gespeicherte Information wird mittels des vom oder im Spot reflektierten Strahls gelesen. Der von der Lichtquelle ausgehende Strahl wird in einen ersten in einer ersten Polarisationsrichtung polarisierten Strahl und in einen zweiten in einer zweiten Polarisationsrichtung polarisierten Strahl aufgespalten. Ein aus dem auftreffenden ersten polarisierten Strahl reflektierter erster Strahl wird mindestens zum Auslesen der Information verwendet und ein zweiter reflektierter Strahl, der vom zweiten plarisierten und auf die Speicherplatte auftreffenden Strahl stammt und über einen vom Weg des ersten polarisierten Strahls entfernten optischen Weg geführt wird, dient zur Regelung und Überwachung der Größe und/oder Position des Spots auf dem Speichermedium.

Ein erfindungsgemäßes Lesegerät zeichnet sich insbesondere durch eine gute Trennung der einzelnen Strahlen und damit durch sehr geringe Verluste beim auftreffenden Strahl aus. Ein auf der Informationsspur des Speichermediums aufgezeichnetes Hochfrequenzsignal sowie ein Servoüberwachungssignal lassen sich exakt und ohne räumliche Begrenzung gut abtasten.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung und ohne Einschränkung des Erfindungsgedankens in beispielsweiser Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die schematische Darstellung eines optischen Systems zur Erläuterung des Prinzips der Brennpunktservoüberwachung;

Fig. 2 die schematische Draufsicht zur Verdeutlichung der Form der Auftreffpunkte oder Spots der Strahlen auf

709822/0929

einer Videospeicherplatte;

Fig. 3 die schematische Draufsicht auf ein optisches System gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4 die schematische Seitenansicht des optischen Systems nach Fig. 3;

Fig. 5 ein Vektordiagramm zur Verdeutlichung der Zuordnung zwischen dem Strahl von einer Laser-Lichtquelle und den getrennten Strahlen;

Fig. 6 die Draufsicht auf einen Strahlenteiler, an dem Strahlen der in s-Richtung und p-Richtung polarisierten Komponenten angedeutet sind;

Fig. 7 die Ansicht eines Photosensors, auf den ein Spot eines Informationslesestrahls auftrifft und

Fig. 8 die Draufsicht auf Photosensoren, auf die ein Spot eines Brennpunkt-Servoüberwachungsstrahls auftrifft.

Die weitere Erläuterung der Erfindung erfolgt anhand eines optischen Videoplattenlesegeräts, das jedoch nur als eine mögliche Ausführungsform der Erfindung anzusehen ist. Zunächst sei das Prinzip des Fokus-Servomechanismus für das optische Signal beschrieben:

Im Betrieb wird ein Informationslesestrahl auf eine Informationsspur einer drehenden Videoplatte fokussiert. Die Informationsspur verläuft in einer Spiralbahn. Die Vibration des Antriebsmechanismus für die Videoplatte wird unvermeidbarerweise auf die drehende Platte übertragen. Damit schwankt der Strahlspot in seiner Lage und Größe. Diese Schwankungen führen dazu, daß ein von der Informationsspur reflektierter Strahl durch einen entsprechend angeordneten Photosensor einenmindestens teilweise unerwünschten reflektierten Strahl von einem Teil der Videoplatte, außer von der Informationsspur, empfängt. Daraus ergibt sich ein nachteiliges Signal/Rausch-

709822/09 2 9

Verhältnis (S/R-Verhältnis) sowie ein Übersprechen oder ein Kopiereffekt,

Um den von einer Lichtquelle ausgehenden Strahl auf die Informationsspur zu positionieren und zu fokussieren, werden zwischen der Lichtquelle und der Informationsspur in einem optischen System ein bewegbarer Spiegel und eine verschiebbare Objektivlinse angeordnet. Der Ablenkwinkel des bewegbaren Spiegels und die Stellung der Objektivlinse werden durch die Abtastung der Schwankungen des Strahlspots auf der Videoplatte geregelt. Der Brennpunkt des Strahlspots läßt sich in folgender Weise erfassen:

Wie die Prinzipdarstellung der Fig. 1 erkennen läßt, ist in der Nähe einer Videoplatte 1 eine verschiebbare Objektivlinse 2 angeordnet. Ein Strahl 5a zur Fokusservoüberwachung trifft in einem bestimmten Abstand von der optischen Achse der Linse 2 auf die Objektivlinse 2 auf. Der Strahl 5a wird durch die Linse 2 gebrochen und auf die Videoplatte 1 fokussiert, die normalerweise die in der Fig. in ausgezogener Linie dargestellte Lage einnimmt. Der Strahl wird durch die Videoplatte 1 reflektiert. Ein reflektierter Strahl 5b wird durch die Linse 2 gebrochen und trifft zur Fokusservoüberwachung gleichmäßig, d.h. in gleichen Anteilmengen auf ein Paar von Photosensoren 3a bzw. 3b auf. Die beiden Photosensoren 3a und 3b weisen einen geringen Abstand voneinander auf, so daß der Strahl 5b beide Sensoren mit gleichen Lichtanteilen bestrahlt, was in der Fig. 1 durch einen Lichtfleck 6 angedeutet ist, der die Sensoren 3a und 3b gleichmäßig überdeckt.

Ist die Videoplatte 1 aus der Normalstellung verschoben, was in Fig. 1 durch strichpunktierte Linie angedeutet ist, so wird der Strahl 5a durch die so verschobene Videoplatte 1 reflektiert und der gestrichelt angedeutete reflektierte Strahl 5c wird durch die Linse 2 an einer Stelle gebrochen, die von der optischen Achse einen größeren Abstand aufweist als der Strahl 5b. Der Brechungswinkel für den Strahl 5c ist damit größer

709822/0929

als der für den Strahl 5b, so daß der Photosensor 3a vom Strahl 5c in einem größeren Anteil gebrochen wird als der Photosensor 3b. Der den Photosensor 3a beaufschlagende Lichtfleck 6 ist in der Figur gestrichelt angedeutet.

Wird die Videoplatte 1 bei der Darstellung in Fig. 1 von der normalen Stellung aus dagegen nach rechts verschoben, so wird umgekehrt der Photosensor 3b mit einem höheren Lichtanteil beaufschlagt als der Photosensor 3a. Damit läßt sich also die Größe und Richtung der Verschiebung der Videoplatte 1 aus der Normalposition durch Vergleich der beiden die Photosensoren 3a bzw. 3b beaufschlagenden Lichtmengen erfassen.

Beim optischen System der Fig. 1 trifft außerdem ein Informationslesestrahl auf die Objektivlinse 2 auf. Wird diese um den gleichen Betrag und in gleicher Richtung wie die Videoscheibe 1 verschoben, so läßt sich der Informationslesestrahl stets genau auf die Informationsspur der Videoplatte 1 positionieren. Ist die Videoplatte 1 beispielsweise nach links verschoben (strichpunktierte Linie in Fig. 1), so wird auch die Objektivlinse 2 nach links verschoben, um die Verschiebung der Platte 1 auszugleichen. Dies ist das Grundprinzip der Fokusservoüberwachung.

Der Spot des Informationslesestrahls auf der Platte 1 weist einen Durchmesser von etwa 1 Aim auf, während der Spot des Fokusservoüberwachungsstrahls auf der Platte 1 in einem Durchmesser von etwa 6 Aim auftrifft. Fig. 2 verdeutlicht die Beziehung zwischen dem Spot des Informationslesestrahls und des Fokusservoüberwachungsstrahls. Außerdem sind Informationsspeicherplätze 10 einer Informationsspur 13 angegeben. Der Spot 11 des Fokusservoüberwachungsstrahls folgt dem Spot 12 des Informationslesestrahls entlang der Informationsspur Der Abstand zwischen den Zeilen der Speicherplätze 10 beträgt etwa 2 Aim. Der Grund, weshalb der Spot des Fokusservoüberwachungsstrahls im Durchmesser größer gewählt wird, be-

709822/0929

steht darin, daß dieser Strahl andernfalls durch die Speicherplätze 10 amplitudenmoduliert würde, so daß sich die Brennpunktabweichung von der Spurabweichung im amplitudenmodulierten Strahl nicht mehr diskriminieren ließe. Der Spot des Fokusservoüberwachungsstrahls - im folgenden Fokuskontrollstrahl ist im Durchmesser also größer als der des Spurführungsstrahls und des Informationslesestrahls und überdeckt eine Mehrzahl, beispielsweise drei oder vier, Speicherplätze 10. Im reflektierten Fokuskontrollstrahl werden also die durch die Speicherplätze verursachten Modulationen gemittelt, so daß sich die Fokusabweichungen eindeutig erfassen lassen.

Nachfolgend wird auf der Grundlage des soweit beschriebenen Prinzips der Erfindung ein Ausführungsbeispiel eines Informationslesegerät unter Bezug auf die Fig. 3 bis 8 erläutert: Die Fig. 3 und 4 zeigen das optische System eines Informationslesegeräts mit erfindungsgemäßen Merkmalen. Ein von einem Helium/Neonlaser 15 als Lichtquelle stammender Laserstrahl 16 trifft auf die Videoplatte 1 auf. Der von der Platte 1 reflektierte Strahl wird durch einen Photosensor 29 aufgefangen, um die auf der Platte 1 gespeicherte Information auszulesen.

Die Linear-Polarisationsebene des He/Ne-Lasers 15 wird um einen geeigneten Winkel um die optische Achse gedreht, so daß der vom He/Ne-Laser 15 ausgehende Laserstrahl 16 mit einem Durchmesser von 0,6 mm zu 90% eine Polarisationskomponente enthält, die senkrecht zur Zeichenebene steht und als "s-Richtung" bezeichnet wird (in Fig. 3 durch das Zeichen (Q angedeutet) und zu 10% eine Polarisatxonskomponente in Parallelrichtung zur Zeichenebene enthält, die im folgenden als "p-Richtung" bezeichnet ist (in Fig. 3 durch das Zeichen ) angedeutet) . Wie in Fig. 5 dargestellt, wird der Feldvektor 16a des Laserstrahls 16 um einen geeigneten Winkel aus der s-Richtung gegen die p-Richtung gedreht. Das Verhältnis der Feldvektorkomponente 17a der s-Richtung zur Feldvektorkomponente 18a der p-Richtung beträgt 9:1.

709822/0929

Der linear-polarisierte Strahl 16 gelangt auf einen polarisierenden Strahlenteiler 21. Ein in s-Richtung polarisierter Strahl 17 wird durch den Strahlenteiler 21 rechtwinklig reflektiert, während ein anderer in p-Richtung polarisierter Strahl 18 durch den Strahlenteiler 21 hindurchgeht. Ein reflektierender Oberflächenbereich des Strahlenteilers 21 ist durch mehrschichtigen Filmauftrag von Dielektrika gebildet. Die Verlustfaktoren bei der Reflektion des in s-Richtung polarisierten Strahls 17 und beim Durchgang des in p-Richtung polarisierten Strahls 18 im Strahlenteiler 21 liegen unter 1%.

Die in s-Richtung polarisierte Komponente des Strahls 16 wird durch den Strahlenteiler 21 reflektiert und tritt aus letzerem als Strahl 17 aus, während die in p-Richtung polarisierte Komponente des Strahls 16 durch den Strahlenteiler 21 hindurchgeht und als Strahl 18 austritt. Der vom Laser 15 ausgehende Strahl 16 wird also durch den Strahlenteiler 21 in unterschiedlich polarisierte Strahlen 17 und 18 aufgespalten.

Der eine Strahl 17 dient als Informationslesestrahl und entspricht der Vektorkomponente 17a der s-Richtung (vgl. Fig. 5). Dieser Strahl 17 wird über eine Linse 22, einen Strahlenteiler 24, einen Strahlenteiler 26 für polarisiertes Licht, der im Aufbau dem Strahlenteiler 21 entspricht, ein Viertelwellenlängenplättchen 27 (1/4 A -Plättchen), einen Strahlführungsspiegel 28 und die Objektivlinse 2 auf die mit 1800 UpM umlaufende Videoplatte 1 gelenkt. Der Spotdurchmesser des Strahls 17 auf der Videoplatte 1 schwankt mit dem Brennweitenabstand der Linse 22. Die Brennweite der Linse 22 beträgt beispielsweise 20 mm. Durch die Linse 22 entsteht auf dem Strahlenteiler 24 als Punkt Pein Primärspot 35 des Strahls 17 (Fig. 6). Der Durchmesser des Primärspots 35 beträgt 24,6 yum. Durch die Objektivlinse 2 entsteht auf der Platte 1 ein Spot mit einem Durchmesser von etwa 1 um. Wie sich aus der Fig. 6 ersehen läßt,besteht der Strahlenteiler 24 aus einem halbkreisförmigen lichtdurchlässigen Abschnitt 30 und einem halbkreisförmigen lichtreflektierenden Abschnitt 32. Das auf den Strahlen-

709822/0929

- Jf-

>\H j geändert

2B5279Ü

teiler 24 auftreffende Licht wird entsprechend der Auftreffposition aufgespalten.

Der Strahl 17 geht durch den lichtdurchlässigen Abschnitt 30 des Strahlenteilers 30 hindurch und erreicht den Strahlenteiler 26 für polarisiertes Licht, der vom gleichen Typ sein kann wie der vorerwähnte Strahlenteiler 21, der ebenfalls für polarisiertes Licht bestimmt ist. Der in s-Richtung polarisierte Strahl 17 wird durch den Strahlenteiler 26 polarisiert und trifft dann auf das 1/4 λ -Plättchen 27 auf. Durch dieses 1/4 λ -Plättchen wird der Strahl 17 durch die Phasendifferenz von einer Viertelwellenlänge linear polarisiert. Nachfolgend gelangt der e-polarisierte Strahl 17 vom 1/4 Λ -Plättchen auf den Spiegel 28. Der durch den Spiegel 28 reflektierte Strahl 17 passiert die Objektivlinse 2 und trifft nahezu senkrecht auf die Videoplatte 1 auf. Der dabei auf der Videoplatte 1 gebildete Spot 36 weist einen Durchmesser von etwa 1 Aim auf.

Der auftreffende Strahl 17 wird entsprechend der auf der Informationsspur der Videoplatte 1 gespeicherten Informatbn des Hochfrequenzsignals (Pit) moduliert. Im rückwärts laufenden Strahlengang erreicht der reflektierte Strahl 17 wiederum das 1/4 λ -Plättchen 27 über die Linse 2 und den Führungsspiegel 28 und wird um die Phasendifferenz einer Viertelwellenlänge polarisiert. Der Strahl 17 hat vor der Modulation als hinführender oder auftreffender Strahl das Viertelwellenlängenplättchen 27 passiert und geht nun als modulierter und reflektierter Strahl 17 wiederum durch das Viertelwellenlängenplättchen 27 hindurch. In anderen Worten: Der Strahl 17 hat das Viertelwellenlängenplättchen 27 zweimal passiert, so daß die in s-Richtung polarisierte Komponente um die Phasendifferenz einer halben Wellenlänge (1/2 X ) polarisiert wurde. Als Folge davon wird der reflektierte Strahl 17 vollständig zur in p-Richtung polarisierten Komponente und kann damit durch den polarisierten Strahlenteiler 26 hindurchgehen und gelangt auf den Strahlenteiler 25, der im Aufbau dem Strahlenteiler 24 entspricht.

709822/0929

ORIGINAL !KSPECTED

Der Spot des Strahls 17 trifft als Punkt Q auf den lichtdurchlässigen Abschnitt 31 des Strahlenteilers 25 auf. Nach dem Durchgang durch den lichtdurchlässigen Abschnitt 31 des Strahlenteiler 25 trifft der reflektierte und durch das auf der Videoplatte 1 gespeicherte Hochfrequenzinformationssignal modulierte Strahl 17 auf einen Photosensor 29 auf, der ein entsprechendes elektrisches Signal abgibt. Der Photosensor 29 kann eine Photodiode sein. In Fig. 7 ist der auf dem Photosensor 29 auftreffende Strahl 17 als Spot 37 angedeutet.

Andererseits dient der vom Strahl 16 durch den polarisierenden Strahlenteiler 21 abgetrennte andere und in p-Richtung polarisierte Strahl 18 zur Fokusservoüberwachung; dieser Strahl entspricht der Vektorkomponente 18a des Feldvektors 16a in Fig. 5, Nach dem Durchgang des Strahls 18 durch den polarisierten Strahlenteiler 21 wird er durch einen Spiegel 34 rechtwinklig reflektiert. Dieser Strahl gelangt dann über eine Linse 23, den Strahlenteiler 25, den polarisierenden Strahlenteiler 26, das Viertelwellenlängenplättchen 27, den Spurführungsspiegel 28 und die Objektivlinse 2 auf die Videoplatte 1. Der Spotdurchmesser des Strahls 18 auf der Videoplatte 1 schwankt mit der Brennweite der Linse 23. Die Brennweite der Linse 23 beträgt beispielsweise 120 mm. Ein Primärspot 38 des Strahls 18 entsteht an einem Punkt R des Strahlenteilers 25 aufgrund der Linse 23; der Durchmesser beträgt 160 um. Der Primärspot 38 wird durch die Objektivlinse 2 auf die Videoplatte 1 in einen Spot von etwa 6 iim Durchmesser fokussiert. Der Strahl 18 wird sodann rechtwinklig durch den Licht reflektierenden Abschnitt 33 des Strahlenteilers 25 reflektiert und gelangt über einen zum reflektierten Strahl 17 parallelen, jedoch in einem gewissen Abstand stehenden optischen Weg auf den polarisierenden Strahlenteiler 26. Da der Strahl 18 als in p-Richtung polarisierte Komponente vorliegt, kann er durch den polarisierenden Strahlenteiler 26 hindurchgehen. Er gelangt dann über das Viertelwellenlängenplättchen 27, den Spurführungsspiegel 28 und die Objektivlinse 2 in gleicher

709822/0929

Weise wie der Informationslesestrahl 17 auf die Videoplatte 1. Wie anhand der Fig. 1 erläutert wurde, weist der Strahlengang des Strahls 18 aufgrund des Strahlenteilers 25 von der optischen Achse der Linse 2 aus einen Abstand von etwa 1 mm auf. Auf der Videoplatte 1 entsteht ein Spot 39 mit einem Durchmesser von etwa 6 /um. Nach der Reflexion durch die Videoplatte 1 gelangt der Strahl 18 über die Objektivlinse 2, den Spurführungsspiegel 28 und das Viertelwellenlängenplättchen 27 auf den polarisierenden Strahlenteiler 26. Da der Strahl 18 das Viertelwellenlängenplättchen 27 zweimal passiert hat, wird er um die Phasendifferenz einer halben Wellenlänge polarisiert und weist damit nur die in s-Richtung polarisierte Komponente auf. Der Strahl wird durch den polarisierenden Strahlenteiler 26 also rechtwinklig reflektiert, der die Eigenschaft hat, daß er in s-Richtung polarisiertes Licht reflektiert. Der Strahl 18 trifft auf den Licht reflektierenden Abschnitt 32 des Strahlenteilers 24 an einem Punkt S auf. Der Strahlenteiler 24 trennt den reflektierten Strahl 18 vom hinlaufenden oder auftreffenden Strahl 17. Auf dem Licht reflektierenden Abschnitt 32 des Strahlenteilers 24 entsteht ein Spot 40 (vgl. Fig. 6). Nach der Reflexion des Strahls durch den Strahlenteiler 24 trifft er auf die Photosensoren 3a und 3b auf. Der Spot 41 des Strahls 18 überdeckt die beispielsweise als Photodioden ausgebildeten Photosensoren 3a und 3b in der in Fig. 8 andeuteten Weise, Der Abstand zwischen den Spots 35 und 40 beträgt im Strahlenteiler 24 etwa 1 mm, was dem Abstand zwischen den Strahlen 17 und 18 entspricht.

Wie bereits in Verbindung mit der Erläuterung der Fig. 1 erwähnt, liefern die Photosensoren 3a und 3b elektrische Signale entsprechend der auf die Photosensoren 3a und 3b auftreffende Lichtmenge des Strahls 18. Durch Vergleich der elektrischen Signale wird ein Servoregelsignal für den Brennpunkt gewonnen und einer mit der Objektivlinse 22 verbundenen Schwingspule (bewegbare Spule) zugeführt. Die Objektivlinse 22 wird damit in Abhängigkeit von der Verschiebung der Videoplatte 1

709822/0929

nachreguliert.

Wie oben erwähnt, wird der von der Lichtquelle ausgehende Strahl 16 in Strahlen 17 und 18 mit unterschiedlich polarisierten Komponenten aufgespalten. Die Strahlen 17 und 18 dienen einerseits als Informationslesestrahl und andererseits als Fokuskontrollstrahl, ohne daß dabei räumliche Beschränkungen zu beachten sind. Da die jeweiligen reflektierten Strahlen 17 und 18 sich hinsichtlich ihrer polarisierten Komponente unterscheiden, lassen sie sich vollständig voneinander trennen. Der auftreffende Strahl 17 und der reflektierte Strahl erreichen den Strahlenteiler 24 in gegenseitigem Abstand voneinander. Sie werden dabei nicht miteinander gemischt. Außerdem gelangt der reflektierte Strahl 18 nicht auf die Lichtquelle zurück. Es besteht damit auch keine Möglichkeit, daß der Strahl 16 durch den reflektierten Strahl 18 moduliert wird und auch die Gefahr, daß die Oszillation der Lichtquelle durch den reflektierten Strahl 18 gestört wird, ist beseitigt. Die Leistung des Lasers läßt sich also mit sehr hohem Wirkungsgrad ausnützen.

Die Anwendung des Erfindungsgedankens ist nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt. Vielmehr sind eine Reihe von Abwandlungen und Änderungen möglich, ohne vom Grundgedanken abzuweichen. So kann beispielsweise in Fig. 3 die Linse 23 weggelassen werden.In diesem Fall wird - was in der Figur strichpunktiert angedeutet ist - eine Blende 42 unmittelbar vor dem Strahlenteiler 25 angeordnet. Der Durchmesser des auftreffenden Strahls 18 wird dabei auf die Lochgröße der Blende 42 reduziert.

An Stelle der Strahlenteiler 24 oder 25 kann auch ein Messerschneidenspiegel verwendet werden.

Zur Spurüberwachung kann der in s-Richtung polarisierte auftreffende Strahl 17 auch durch ein nicht gezeigtes Beugungsgitter nach der Trennung durch den Strahlenteiler 21 und vor

709 8 2 2/0929

Auftreffen auf die Linse 22 in drei Strahlen aufgespalten werden. In diesem Fall wird der mittlere Strahl als Informationslesestrahl benutzt und der linke bzw. rechte Strahl dienen zur Spurüberwachung.

Wie in Fig. 2 strichpunktiert angedeutet ist, liegen in diesem Fall die Spots 43 und 44 zur Spurüberwachung zu beiden Seiten des Spots 12 des mittleren.Strahls. Die von den Spots 43 und 44 reflektierten Strahlen gelangen auf Photosensoren, die ein Spurführungs-Überwachungssignal abgeben. Der Ablenkwinkel des Spurführungsspiegels 28 wird durch das Spurführungssignal bestimmt. Damit läßt sich die Position des Spots 12 des mittleren Strahls regeln.

Gemäß der Erfindung wird der von der Lichtquelle ausgehende Strahl in zwei unterschiedlich polarisierte Komponenten aufgespalten. Die beiden Strahlen werden in erster Linie zur Informationsauslesung und zur Fokusüberwachung verwendet. Die reflektierten Strahlen sind unterschiedlich polarisiert. Sie lassen sich damit exakt voneinander trennen, ohne räumliche Beschränkung. Da sich der auftreffende Strahl außerdem vollständig vom reflektierten Strahl trennen läßt, ist verhindert, daß der reflektierende Strahl zur Lichtquelle zurückkehrt. Damit wird der Leistungsverlust der Lichtquelle auf ein Minimum reduziert.

709822/0929

ft .

Leerseite

Claims (9)

1. SONY CORPORATION

   S76P124 H-Ii MLtH-MULLER-STElNMElSTER

   Patentansprüche

   M./Optisches Lesegerät für Information, die als stellenweise Veränderung entlang einer Aufzeichnungsspur auf der reflektierenden Oberfläche eines Aufzeichnungsinediums gespeichert ist, gekennzeichnet durch

   -eine von einer Lichtquelle (15) aus durch einen Lichtstrahl (16) beaufschlagte Einrichtung (21) zur Strahlaufspaltung, die den Lichtstrahl in zwei unterschiedlich polarisierte Lichtstrahlen (17,18) aufspaltet;

   -eine erste optische Strahlführungseinrichtung (22,24,26 27,28), durch die der erste polarisierte Lichtstrahl (17) auf die Aufzeichnungsspur (13) projiziert und von der Oberfläche des Aufzeichnungsinediums (1) in durch die Veränderungen modulierter Form reflektiert wird,

   -einen auf die Energie des reflektierten und modulierten polarisierten Lichtstrahls ansprechenden Lichtempfänger (29) zur Erzeugung eines der durch die Oberflächenveränderungen festgelegten Information entsprechenden Signals,

   -eine zweite optische Strahlführungseinrichtung (23,25,26, 27,28), über die der zweite polarisierte Lichtstrahl (18) auf einem von der ersten Strahlführung getrennten Strahlengang auf die Oberfläche des Aufzeichnungsmediums (1) projiziert und dort reflektiert wird und

   -durch eine auf die Energie des von der genannten Oberfläche reflektierten zweiten polarisierten Lichtstrahls ansprechende Regeleinrichtung (3a, 3b i.V.m. 2, 28) zur Überwachung der Projektion des im ersten Strahlengang geführten ersten polarisierten Lichtstrahls auf die Aufzeichnungsspur.

   709822/0929

   ORIGINAL INSPECTED

   -ν:-- 2852790
2. 2. Lesegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Strahlführungseinrichtung eine relativ zur Oberfläche des Aufzeichnungsmediums (1) verschiebbare Objektivlinse (2) umfaßt, durch die der erste polarisierte Lichtstrahl (17) auf die Oberfläche des Aufzeichnungsmediums fokussierbar ist und daß die auf die Energie des zweiten polarisierten Lichtstrahls ansprechende Regeleinrichtung ein Brennpunkt-Servostellglied umfaßt, über das die Stellung der Objektivlinse (2) so einregulierbar ist, daß der erste polarisierte Lichtstrahl stets mit gewünschter Fokussierung auf die Oberfläche des Aufzeichnungsmediums fällt.
3. 3. Lesegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Objektivlinse (2) auch im Strahlengang des zweiten polarisierten Lichtstrahls (18) liegt, wobei der Abstand des durchgehenden zweiten Lichtstrahls von der optischen Achse der Objektivlinse so gewählt ist, daß die Brechung des von der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums reflektierten zweiten polarisierten Lichtstrahls sich mit dem jeweiligen Abstand der Objektivlinse von der genannten Oberfläche ändert und daß das Brennpunktservostellglied ein durch den reflektierten zweiten polarisierten Lichtstrahl nach Brechung durch die Objektivlinse beaufschlagtes Lichtabtastelement (3a,3b) umfaßt, das ein in Abhängigkeit von der Brechung schwankendes Regelsignal liefert.
4. 4. Lesegerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums zusätzliche Aufzeichnungsspuren vorhanden sind, die parallel und angrenzend an die ersterwähnte Aufzeichnungsspur angeordnet sind und daß in der den ersten Strahlengang festlegenden Strahlführungseinrichtung zusätzliche mit der Objektivlinse zusammenwirkende

   709822/0929

   - yr- \

   Linsenglieder vorhanden sind, die den ersten polarisierten Lichtstrahl so beeinflussen, daß dieser auf der Oberfläche des AufZeichnungsmediums mit einem relativ kleinen Fleck (12) auf trifft, der im wesentlichem nmr die erste Aufzeichnungsspur erfaßt und daß die den zweiten Strahl festlegende Strahlfübungseinrichtung eibeiii— falls zusätzliche mit der Objektivlinse Zusammeimirkemde Linsenglieder umfaßt, die den zweiten polarisierten Lichtstrahl so beeinflussen, daß dieser mit einem relativ großen Flick (11) auf der Oberfläche des Aufzeiöfamnaiiagsine— diums auf trifft, der eine Mehrzahl der Aufzeichmenijs— spuren überdeckt, um eine nicht diskriminierbare Modulation des reflektierten zweiten polarisierten laidmit-Strahls durch die Veränderungen in jeder der Aufzeich— nungsspuren zu verhindern»
5. 5. Lesegerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtabtastelement ein Paar von nebeneinanderliegenden Photosensoren <3a und 3b) umfaßt,, die so angeordnet sind, daß sie durch den reflektierten zweiten polarisierten Lichtstrahl gleich beeinflußtwerden, wenn dessen Brechung durch die Objektivlinse dem richtigen gewünschten Auftrefffleck (12) des ersten polarisierten Lichtstrahls (17) auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums (1) entspricht und unterschiedlich durch den reflektierten zweiten polarisierten und diuurdh die Objektivlinse (2) gebrochenen Lichtstrahl beeinflußt werden, wenn eine Abweichung vom gewünschten ÄufibrexC-fleck des ersten polarisierten Lichtstrahls vorliegt,
6. 6. Lesegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche., d a— durch gekennzeichnet, daß die UcM:- guelie {15) ein Laser ist, der einen Lichtstrahl mit Wmteilen einer ersten und einer zweiten PolarisatiomsariLcimtung abgibt und daß die Einrichtung zur Strahlaufspalfaimg die beiden Polarisationskomponenten zur Bildung des er—

   703822/0929

   - w- 26S2790

   sten bzw. zweiten polarisierten Lichtstrahls (17 bzw.18} trennt.
7. 7. Lesegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste bzw. zweite Strahlführungseinrichtung Reflexionselemente (24,25) enthält, durch die der erste und zweite polarisierte Lichtstrahl nach Aufspaltung durch die Strahlspalteinrichtung (21) zur Konvergenz gebracht werden und daß im Konvergenzbereich des ersten und zweiten polarisierten Lichtstrahls im ersten bzw. zweiten Strahlengang eine zweite Einrichtung (26) zur Strahlaufspaltung angeordnet ist, die bewirkt, daß der erste und zweite Strahlengang im Abschnitt zwischen der zweiten Strahlspalteinrichtung {26) und der reflektierenden Oberfläche des Aufzeichnungsmediums (1) im wesentlichen parallel und unmittelbar benachbart verlaufen.
8. 8. Lesegerät nach Anspruch 7_f dadurch gekennzeichnet, daß in dem im wesentlichen parallel verlaufenden Abschnitt des ersten und zweiten Strahlen— gangs ein Vxertelwellenlängenplättchen (27) angeordnet ist, durch das der erste und zweite polarisierte Lichtstrahl beim Hinweg zum und beim Bückweg vom reflektierenden Aufzeichnungsmedium hindurchgehen, derart, daß der reflektierte erste bzw. reflektierte zweite polarisierte Lichtstrahl durch die zweite Lichtstrahlspalteinrichtung (26) in die erste bzw. zweite Polarisationsrichtung polarisiert und wiederum aufgespalten werden, und von der zweiten Strahlspalteinrichtung aus in Abschnitten des ersten bzw. zweiten Strahlengangs weitergehen, die an jene Abschnitte des zweiten bzw. ersten Strahlengangs angrenzen, die auf die zweite Strahlspalteinrichtung treffen.
9. 9. Lesegerät nach Anspruch 8, gekennzeichnet

   709822/0929

   durch Strahlenteiler, die die von der zweiten polarisierenden Strahlspalteinrichtung ausgehenden Abschnitte des ersten bzw. zweiten Strahlengangs in Bezug auf die angrenzenden Abschnitte des zweiten bzw. ersten Strahlengangs, die auf die zweite Strahlspalteinrichtung (26) auftreffen, unterteilen und den ersten bzw. zweiten reflektierten und polarisierten Lichtstrahl auf den das Ausgangssignal liefernden Lichtempfänger bzw. auf die Regeleinrichtung lenken.

   709822/0929