DE2937427C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum
Auslesen eines optischen Aufzeichnungsträgers mit einer
strahlungsreflektierenden und spurförmig angeordneten
Informationsstruktur, wobei diese Vorrichtung enthält:
eine ein Auslesebündel liefernde Strahlungsquelle, ein
Objektivsystem, mit dessen Hilfe das Auslesebündel über
die Informationsstruktur einem strahlungsempfindlichen
Informationsdetektor zugeführt wird, dessen Ausgangssignal
die ausgelesene Information darstellt, und ein optoelektronisches
Fokusfehlerdetektionssystem zur Bestimmung
einer Abweichung zwischen der Soll- und der Istlage der
Fokussierungsebene des Objektivsystems, wobei dieses
Fokusfehlerdetektionssystem zwei strahlungsempfindliche
Fokusdetektoren enthält, die mit einem engen Fokusbündel
zusammenarbeiten, wobei der Unterschied zwischen den
Ausgangssignalen der Fokusdetektoren eine Anzeige (Signal)
über die genannte Abweichung gibt.
Unter einem Fokusbündel ist ein Hilfsbündel zu verstehen,
mit dessen Hilfe die Fokusfehler des Auslesebündels
detektiert werden können. Die Fokusdetektoren sind die mit
diesem Hilfsbündel zusammenarbeitenden strahlungsempfindlichen
Detektoren.
Eine derartige Vorrichtung ist z. B. in US 38 76 841
und DE 25 33 501 BZ beschrieben. Diese Vor
richtung wird z. B. zum Auslesen eines Aufzeichungsträgers
verwendet, auf dem ein (Farb-)Fernsehprogramm gespeichert
ist. Für eine genügend lange Spieldauer werden bei beschränkten
Abmessungen des Aufzeichungsträgers die Informationsdetails
in der Informationsstruktur sehr klein sein
und z. B. in der Größenordnung von 1 µm liegen.
Um diese kleinen Details auslesen
zu können, muß ein Objektivsystem mit einer verhältnismäßig
großen numerischen Apertur verwendet werden.
Die Tiefenschärfe eines derartigen Objektivsystems ist
klein. Da in der Auslesevorrichtung Änderungen in dem
Abstand zwischen der Fläche der Informationsstruktur und
dem Objektivsystem auftreten können, die größer als die
Tiefenschärfe sind, müssen Maßnahmen getroffen werden,
um diese Änderungen detektieren und die Fokussierung nachregeln
zu können. Dazu wird ein enges Fokusbündel benutzt,
das in das Objektivsystem in verhältnismäßig großer
Entfernung von der optischen Achse dieses Systems eintritt.
Das Fokusbündel erzeugt einen Hilfsstrahlungsfleck
auf der Informationsstruktur. Nachdem das Fokusbündel von
der Informationsstruktur reflektiert ist, passsiert es das
Objektivsystem zum zweiten Mal und erzeugt dann einen
Strahlungsfleck (den Fokusfleck) in der Ebene der zwei
Fokusdetektoren. Das Ausmaß, in dem der Fokusfleck zu den
Fokusdetektoren symmetrisch ist, gibt eine Anzeige über
das Ausmaß der Fokussierung des Fokusbündels und des
Auslesebündels auf der Informationsstruktur.
Die Ausgangssignale der
Fokusdetektoren werden elektronisch zu einem Steuersignal
verarbeitet, das einer Antriebsvorrichtung, z. B. einer
Magnetspule des Objektivsystems, zugeführt wird, wobei mit
dieser Vorrichtung die Lage des Objektivsystems in bezug
auf die Informationsstruktur nachgeregelt wird.
Nach der US 38 76 841
wird das Fokusbündel mit Hilfe eines im Wege des Auslesebündels
angeordneten halbdurchlässigen Spiegels erhalten,
der einen Teil des Auslesebündels zu einem völlig reflek
tierenden Spiegel reflektiert. Das Fokusbündel folgt dann
auf seinem Wege zu dem Objektivsystem einem anderen Weg als
das Auslesebündel.
Auch wurde vorgeschlagen, im Wege
des Auslesebündels auf einer Seite der optischen Achse des
Objektivsystems ein Strahlungsbeugungselement anzuordnen,
dessen Oberfläche erheblich kleiner als der Querschnitt
des Auslesebündels ist. Das Strahlungsbeugungselement, das
ein optischer Keil oder ein Beugungsraster sein kann, gibt
einem kleinen Teil des Auslesebündels eine andere Richtung
als der verbleibende Teil dieses Bündels. Der genannte
Teil wird als Fokusbündel benutzt.
Da das Fokusbündel nur einen
kleinen Teil der Pupille des Objektivsystems füllt, ist
der Hilfsfleck erheblich größer als der Auslesefleck. Es
tritt dann nahezu kein Übersprechen der Informationsstruktur
im Fokusfehlersignal auf. Der Hilfsfleck liegt aber in
einer Entfernung, z. B. 40 bis 50 µm, von dem Auslesefleck.
Dadurch ist die genannte Fokusfehlerdetektion von
etwaigen Kippbewegungen des Aufzeichnungsträgers abhängig.
Um diese Abhängigkeit herabzusetzen,
wurde vorgeschlagen, ein Strahlungsbeugungselement
im Wege des von der Informationsstruktur reflektierten
und von dem Auslesefleck stammenden Auslesebündels derart
anzuordnen, daß das Strahlungsbeugungselement einen
Teil des reflektierten Auslesebündels zu den Fokusdetektoren
ablenkt. Dann wird nur ein einziger Strahlungsfleck
auf der Informationsstruktur sowohl zum Auslesen der Information
als auch zum Erzeugen eines Fokusfehlersignals benutzt.
Das Gebiet auf der Informationsstruktur, auf das die
Fokussierung des Auslesebündels eingestellt wird, ist dann
stets das Gebiet, das ausgelesen wird. Dabei werden aber
das Fokusbündel und somit die Ausgangssignale der Fokusdetektoren
von der Informationsstruktur moduliert. Die
Hochfrequenzmodulationen, die der schnellen Abtastung der
Informationsdetails zuzuschreiben sind, können elektronisch
ausgefiltert werden. Ungenauigkeiten in der Informationsstruktur,
die sich über eine Vielzahl von Informations
details erstrecken, insbesondere eine Ungleichmäßigkeit
der Informationsgebiete, führen zu Rauschen mit einem
breiten Frequenzband, das das Frequenzband des Fokusservosystems
überlappt. Das genannte Rauschen führt eine
unnötige Verschiebung des Objektivsystems herbei. Dies
äußert sich als ein störendes Zittern des Objektivsystems
und bedeutet weiter einen unnötigen Energieverbrauch.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine Auslesevorrichtung
mit einem Fokusfehlerdetektionssystem zu
schaffen, in dem das Fokusfehlersignal einerseits von
Kippbewegungen des Aufzeichungsträgers unabhängig ist und
andererseits nicht von dem genannten breitbandigen
Rauschen beeinflußt wird.
Die gestellte Aufgabe ist dadurch gelöst, daß in dem
Strahlungsweg des Auslesebündels auf einer Seite der
optischen Achse des Objektivsystems eine strahlungsdurchlässige
planparallele Platte angeordnet ist, deren
Oberfläche erheblich kleiner als der Querschnitt des
Auslesebündels ist, um ein Fokusbündel zu erzeugen, das
die gleiche Richtung wie das Auslesebündel aufweist, wobei
die Platte eine Änderung eines Parameters, wie Polarisationsrichtung
oder Phase, des Fokusbündels in bezug auf das Auslesebündel herbeigeführt,
so daß das Fokusbündel
nicht mit dem Auslesebündel interferieren kann, und daß im
Wege des von der Informationsstruktur reflektierenden Fokusbündels
ein Strahlungsbeugungselement zum Ablenken des
Fokusbündels zu den Fokusdetektoren angeordnet ist.
Die planparallele Platte kann, falls das Auslesebündel im
wesentlichen linear polarisiert ist, durch eine
λ/2-Platte gebildet werden, deren Hauptrichtung einen
Winkel von etwa 45° mit der Polarisationsrichtung des
Auslesebündels einschließt, wobei λ die Wellenlänge des
Auslesebündels ist. Von dieser Platte wird die Polarisationsrichtung
des Teiles des Auslesebündels, der als
Fokusbündel benutzt wird, über 90° in bezug auf die
Polarisationsrichtung des Auslesebündels gedreht.
Falls die Strahlungsquelle ein Halbleiterdiodenlaser ist,
der mehrere longitudinale Moden aussendet, kann eine
strahlungsdurchlässige, planparallele Platte mit einer
Dicke von etwa m. N. L. verwendet werden, wobei L die Länge
des Laserresonatorraumes und N die effektive Brechungszahl
dieses Raumes darstellen, während m eine ungerade Zahl
ist.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß, indem
man einen Teil des Auslesebündels eine andere optische
Weglänge durchlaufen läßt oder indem für diesen Teil eine
andere Polarisationsrichtung gewählt wird, dieser Teil
(= Fokusbündel) auf der Informationsstruktur nicht mehr
mit dem Auslesebündel interferieren kann. Es werden dann
zwei Strahlungsflecke, und zwar ein Auslesefleck und ein
Hilfsfleck, auf der Informationsstruktur erzeugt, deren
Mitten zusammenfallen. Da der Hilfsfleck durch einen
Bündelteil gebildet wird, der nur einen kleinen Teil der
Pupille des Objektivsystems füllt, ist der Hilfsfleck
verhältnismäßig groß und umfaßt eine Vielzahl von Informationsdetails,
so daß der Einfluß dieser Details auf das
Fokusbündel ausgemittelt wird.
Es sei noch bemerkt, daß aus DE 26 24 746 A1 eine
Vorrichtung zum Auslesen eines optischen Aufzeichnungsträgers
bekannt ist, in welcher optische Keile oder
Platten zur Bildung von zwei Strahlungsflecken auf der
Informationsstruktur verwendet werden. Diese zwei
Strahlungsflecke haben aber die gleiche Funktion; sie
werden auf zwei gegenüberliegende Ränder einer Spur
projiziert und dienen zur Spurnachregelung und nicht zur
Fokusfehlerdetektoren. In der bekannten Vorrichtung haben
die Keile oder Platten wenigstens die Größe der Hälfte der
Pupille des Objektivs, so daß kein enges Hilfsbündel
geschaffen wird. Außerdem haben die beiden Bündel nicht
die gleiche Richtung wie die beiden Bündel in der
erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Eine Ausführungsform der
Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im
folgenden näher beschrieben.
Die einzige Figur zeigt eine
Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung, in der
die Strahlungsquelle und der Informationsdetektor ein Ganzes
bilden.
In der Figur ist ein Teil
eines runden scheibenförmigen Aufzeichungsträgers 1
in radialem Schnitt dargestellt. Die Informationsstruktur
ist z. B. eine Phasenstruktur und enthält eine Vielzahl
konzentrischer oder scheinbar konzentrischer Spuren
2, die aus Informationsgebieten in Abwechslung mit Zwischengebieten
aufgebaut sind. Die Informationsgebiete
können z. B. aus Gruben in der Aufzeichungsträgeroberfläche
oder aus über diese Oberfläche hinausragenden Buckeln
bestehen. Die Information kann z. B. ein Farbfernsehprogramm,
aber auch andere Information, wie eine Vielzahl verschiedener
Bilder oder digitale Information, sein. Vorzugsweise
ist die Informationsstruktur auf der Rückseite
des Aufzeichungsträgers angebracht.
Der Aufzeichungsträger wird
mit einem von einem Diodenlaser 4 herrührenden Auslesebündel
3 belichtet. Es wird angenommen, daß der Laser linear
polarisierte Strahlung aussendet. Dies trifft insbesondere
dann zu, wenn der elektrische Strom durch den Laser erheblich
den Schwellwertstrom, d. h. den elektrischen Strom,
bei dem die Laserwirkung anfängt, überschreitet. Ein Objektivsystem,
das aus einem einzigen Linsensystem oder, wie in
der Figur dargestellt ist, aus zwei Linsensystemen L₁ und L₂
bestehen kann, fokussiert das Auslesebündel zu einem Auslesefleck
V i auf der Informationsstruktur. Das Auslesebündel
wird von der Informationsstruktur reflektiert und
bei Drehung des Aufzeichungsträgers entsprechend der in
einem auszulesenden Spurteil gespeicherten Information
moduliert. Nach Reflexion passiert das Auslesebündel das
Objektivsystem zum zweiten Mal, wobei eine Abbildung V i′ des
Ausleseflecks V i erzeugt wird. An der Stelle des Flecks
V i′ ist ein Detektor angeordnet, der das modulierte Auslesebündel
in ein elektrisches Signal S i umwandelt.
Wie in u. a. der deutschen
Patentanmeldung Nr. 22 44 119 beschrieben ist, kann, wenn
die Strahlungsquelle ein Diodenlaser ist, dieser Diodenlaser
zugleich als Informationsdetektor benutzt werden. In der
Vorrichtung nach der Figur ist dies der Fall und ist 4
eine Strahlungsquelle-Detektor-Einheit. In Abhängigkeit von
der Intensität des reflektierten Auslesebündels wird sich
nämlich der elektrische Widerstand des Diodenlasers oder
die Intensität der von der Rückseite des Diodenlasers emittierten
Strahlung ändern. Bei Anwendung eines Diodenlasers
als Strahlungsquelle ist kein Bündelteilerelement erforderlich,
um das modulierte von dem Aufzeichungsträger
herrührende Auslesebündel von dem unmodulierten auf den
Aufzeichungsträger gerichteten Auslesebündel zu trennen.
Nach der Erfindung ist im
Wege des Auslesebündels 3 eine sogenannte λ/2-Platte 5
angeordnet, deren Oberfläche erheblich kleiner als der
Querschnitt des Auslesebündels ist. Die Hauptrichtung
oder schnelle Richtung der Platte 5 schließt einen Winkel
von 45° mit der Polarisationsrichtung des Auslesebündels
ein. Die Wirkung kann dann als eine Spiegelung der Polarisationsrichtung
der durch sie hindurchgehenden Strahlung
in bezug auf die schnelle Richtung der Platte definiert
werden. Die Polarisationsrichtung des in der Figur mit
gestrichelten Linien angegebenen Bündelteiles 6, der durch
die Platte 5 hindurchgeht, wird also über 90° in bezug auf
die Polarisationsrichtung des verbleibenden Teiles des
Auslesebündels gedreht.
Beim Fehlen der Platte
5 würde die Strahlung des Bündelteiles 6, die sich nicht
von der Strahlung des Auslesebündels 3 unterscheiden ließe,
mit der Strahlung des Auslesbündels 3 interferieren
und würde ein einziger beugungsbegrenzter Strahlungsfleck
auf der Informationsstruktur erzeugt werden. Dadurch,
daß beim Vorhandensein der Platte 5 der Bündelteil 6
eine andere Polarisationsrichtung als das Auslesebündel 3
aufweist, kann die Strahlung des Bündelteiles 6 nicht mehr
mit der Strahlung des Auslesebündels interferieren. Dann
wird außer einem Auslesefleck V i ein Hilfsfleck V f
erzeugt. Die Mitten dieser Flecke fallen zusammen, wie der
Einsatz in der Figur darstellt.
Der Bündelteil 6, der nachstehend
als Fokusbündel bezeichnet wird, füllt nur einen
kleinen Teil der Pupille des Objektivsystems. Der Hilfsfleck
V f ist dadurch erheblich größer als der Auslesefleck
V i und bedeckt eine Vielzahl von Informationsgebieten
und eine Anzahl von Informationsspuren zu gleicher Zeit.
Der Einfluß der Informationsgebiete und der Spuren auf
das Fokusbündel und somit auf das Fokusfehlersignal wird
dadurch ausgemittelt. In der Figur ist der Hilfsfleck V f
der Einfachheit halber kleiner dargestellt als er tatsächlich
ist.
Im Wege des von der Informationsstruktur
reflektierten Fokusbündels 6 ist ein Ablenk
element in Form eines optischen Keiles 10 angeordnet.
Dieser Keil lenkt das Fokusbündel in Richtung von zwei
strahlungsempfindlichen Fokusdetektoren 7 und 8 ab.
Die Linsensysteme L₁ und L₂ sorgen dafür, daß das Fokusbündel
6 zu einem Strahlungsfleck oder Fokusfleck V f ′ auf
den Fokusdetektoren konzentriert wird.
Die optischen Elemente sind
derart ausgerichtet, daß, wenn der Abstand zwischen der
Fläche der Informationsspuren 2 und dem Objektivsystem
L₁L₂ richtig ist, die auf den optischen Keil einfallende
Strahlung die in der Figur mit gestrichelten Linien angegebene
Richtung aufweist. Der optische Keil lenkt das Fokusbündel
6 dann derart ab, daß der Fokusfleck zu den Fokusdetektoren
symmetrisch ist. Diese Fokusdetektoren empfangen
dann eine gleiche Menge Strahlung und die Ausgangssignale
S₇ und S₈ der Detektoren 7 und 8 sind dann einander
gleich.
Wenn sich die Fläche der
Informationsstruktur in bezug auf das Objektivsystem L₁L₂
verschiebt, ändert sich in der in der Figur dargestellten
bevorzugten Situation, bei der die Elemente 5 und 10 in
der hinteren Brennebene des Linsensystems L₁ angeordnet
sind, die Richtung, in der das Bündel 6 auf den Keil 10
einfällt. Dadurch ändert sich auch die Richtung des durch
den Keil 10 hinndurchtretenden Bündel 6 und somit die Lage
des Fokusflecks V f ′ in bezug auf die Fokusdetektoren. Wenn
sich die Fläche der Informationsstruktur zu dem Objektivsystem
hin verschiebt, wird der Detektor 7 mehr Strahlung
als der Detektor 8 empfangen. Wenn sich aber die Fläche
der Informationsstruktur von dem Objektivsystem abbewegt,
wird der Detektor 7 weniger Strahlung als der Detektor 8
empfangen.
Die Signale S₇ und S₈ werden
einer elektronischen Schaltung 9 zugeführt. In dieser
Schaltung werden die Signale auf an sich bekannte Weise
voneinander subtrahiert und zu einem Fokusregelsignal
r f verarbeitet. Mit dem letzteren Signal kann z. B. das
Objektivsystem an der optischen Achse OO′ entlang verschieben
werden, bis die Signale S₇ und S₈ einander gleich
sind. Wenn die Strahlungsquelle ein Diodenlaser ist und
dieser Laser zusammen mit dem Objektivsystem und den
Fokusdetektoren in einem kleinen und leichten Rohr angeordnet
ist, kann das ganze Rohr an der optischen Achse
entlang bewegt werden, um die Fokussierung nachzuregeln.
Statt eines Halbleiterdiodenlasers
kann auch ein Gaslaser, z. B. ein Helium-Neon-Laser,
als Strahlungsquelle verwendet werden, vorausgesetzt, daß
dafür gesorgt wird, daß das Auslesebündel linear
polarisiert ist. Bei Anwendung eines Gaslasers muß ein
gesonderter Informationsdetektor benutzt und muß das von
der Informationsstruktur reflektierte und modulierte Auslesebündel
von dem zu dem Aufzeichnungsträger hin gerichteten
Auslesebündel getrennt werden.
Eine Vorrichtung nach der
Figur, in der der Winkel zwischen der Hauptrichtung der
λ/2-Platte und der Polarisationsrichtung des linear
polarisierten Bündels 3 45° ist, ist eine bevorzugte Ausführungsform.
Vorrichtungen, in denen der genannte Winkel
nicht exakt 45° ist oder in denen das Auslesebündel 3
nicht exakt linear polarisiert ist, wirken auch noch
befriedigend, obgleich dann ein geringes Übersprechen
auftritt, das noch zulässig ist.
Die Platte 5 muß sicherstellen,
daß die Mitten des Ausleseflecks V i und des
Hilfsflecks V f im wesentlichen zusammenfallen. Vorrichtungen
nach der Erfindung, in denen die Platte 5 nicht
exakt planparallel ist, so daß diese Mitten in einem
kleinen Abstand, z. B. in der Größenordnung von 1 µu, voneinander
liegen, wirken auch noch befriedigend.
In einer zweiten Ausführungsform
einer Vorrichtung nach der Erfindung ist die Platte 5
aus z. B. Glas oder Kunststoff hergestellt und weist diese
Platte 5 aus z. B. Glas oder Kunststoff hergestellt und
weist diese Platte eine bestimmte optische Dicke auf.
Der Bündelteil 6, der durch die Platte hindurchgeht,
durchläuft dann eine andere optische Weglänge als der
verbleibende Teil des Auslesebündels. Der Bündelteil 6
(das Fokusbündel) kann dann nicht mehr mit dem Auslesebündel
interferieren, und es werden wieder ein kleiner
Auslesefleck V i und ein verhältnismäßig großer Hilfsfleck
V f auf der Informationsstruktur erzeugt.
Dabei wird eine besondere
Eigenschaft eines Halbleiterdiodenlasers benutzt. Ein derartiger
Laser ist in "Philips Technische Rundschau" 36
(1976), S. 204.215 beschrieben. Ein Diodenlaser kann, vor
allem wenn er mit einem elektrischen Strom in der Nähe
seines Schwellwertstroms betrieben wird, seine Strahlung
in einer Anzahl sogenannter longitudinaler Moden aussenden,
d. h., daß nicht eine einzige Wellenlänge, sondern eine
Anzahl von Wellenlängen ausgesandt werden. Für alle
longitudinalen Moden gilt: n i λ i = 2N.L., wobei L
die Länge des Laserhohlraumresonators und N die effektive
Brechungszahl in diesem Hohlraumresonator darstellen,
während λ i die Wellenlänge eines Modus und n i eine ganze
Zahl in der Größenordnung von 1000 sind.
Diese beschränkende Bedingung
für die Wellenlänge des Laserlichts hat zur Folge, daß,
wenn das Laserbündel in zwei Bündelteile gespaltet wird,
die dann wieder zusammengefügt werden, das Ausmaß, in
dem Interferenz zwischen den Bündelteilen auftritt, von
dem Unterschied zwischen den optischen Weglängen, die die
Bündelteile durchlaufen haben, abhängt. Bei einem Weglängenunterschied
gleich einem geraden Vielfachen von N.L.
tritt ja für alle longitudinalen Moden zu gleicher Zeit
destruktive oder konstruktive Interferenz auf. Dadurch
wird eine tiefe Modulation im Interferenzmuster erhalten.
Wenn der Weglängeunterschied dagegen gleich einem ungeraden
Vielfachen von N.L. ist, ist die Interferenz für
aufeinanderfolgende Moden (i, i+1, usw.) abwechselnd
konstruktiv und destruktiv. Dies hat zur Folge, daß die
Modulation im Interferenzmuster verschwindet.
Wenn nun die optische
Dicke der Platte 5 gleich einem ungeraden Vielfachen von
N.L. ist, ist die Strahlung des Bündelteiles 6, der durch
diese Platte hindurchgegangen ist, nicht mehr mit der
Strahlung des verbleibenden Teiles des Auslesebündels
korreliert, so daß an der Stelle der Informationsstruktur
keine Interferenz mehr auftritt.
Für die Platte 5 gilt dann:
(N′-1) D = m.N.L., wobei N′ die Brechungszahl der
Platte, D die geometrische Dicke der Platte und m eine
ungerade Zahl darstellen. In einer Ausführungsform einer
Vorrichtung nach der Erfindung, in der ein Diodenlaser
mit N = 3,6 und L = 0,28 mm verwendet wurde, wies eine
möglichst dünne (m = 1) Glasplatte 5, für die n = 1,5
ist, eine Dicke von etwa 2 mm auf.
Der Keil 10 muß im Schattenbild
der Platte 5 liegen und dieses Schattenbild wird durch
die Linse L und den Aufzeichnungsträger gebildet.
Statt eines Keiles kann auch
ein Beugungsraster zum Richten des Fokusbündels auf die
Fokusdetektoren benutzt werden. Die Elemente 5 und 10
können zueinander diametral auf einer einzigen durchsichtigen
Platte festgekittet werden.
Wenn die Ebene der Elemente 5
und 10 auf einer beliebigen Höhe zwischen den Linsensystemen
L₁ und L₂ liegen würde, wäre die Stelle des Schattens
der Platte 5 von dem Abstand zwischen der Fläche der Informationsstruktur
und dem Objektivsystem abhängig. Daher wird
nach der Erfindung dafür gesorgt, daß die Ebene der Elemente
5 und 10 mit der Brennebene des Linsensystems L₁
zusammenfällt, so daß diese Elemente über das Linsensystem
L₁ und den Aufzeichnungsträger aufeinander abgebildet
werden.
Weiter wird dafür gesorgt,
daß der Abstand a zwischen der optischen Achse OO′ und
der Mitte des Fokusbündels 6 gleich etwa dem 0,7fachen
des Radius r der Pupille der Linse L ist. Bei dem in der
Figur gezeigten Ausleseverfahren, bei dem das Auslesebündel
zweimal durch den Aufzeichnungsträger hindurchgeht, ist
dann bei Änderung der Dicke des Aufzeichnungsträgers
der Einfluß sphärischer Aberration im Objektivsystem
auf die Form des Flecks V i bei der beschriebenen Fokusfehlerdetektion
minimal.
Die Trennlinie zwischen den
Fokusdetektoren schließt vorzugsweise einen spitzen Winkel
von z. B. 45° mit der Richtung ein, in der sich der
Fokusfleck V f ′ bei Änderung der Lage der Fläche der
Informationsstruktur verschiebt. Dadurch wird verhindert,
daß das Fokusregelsignal r f stark von der Lage, in der
genannten Richtung, der Fokusdetektoren abhängig ist. Beim
Zusammenbau der Auslesevorrichtung kann das Fokusfehlerdetektionssystem
dann leicht eingestellt werden.
Indem die Platte, auf der die
Elemente 5 und 10 festgekittet sind, um die optische
Achse OO′ gedreht wird, kann nämlich bei richtiger Fokussierung
des Auslesebündels der Fokusfleck V f ′ zu den Fokusdetektoren
symmetrisch angeordnet werden.
Dadurch, daß die Elemente
5 und 10 im Wege des zu dem Aufzeichnungsträger hin gerichteten
Auslesebündels angeordnet sind, wird der Auslesefleck
V i etwas in Richtung der Verbindungslinie der
Elemente 5 und 10 ausgedehnt sein. Das Auflösungsvermögen
des Auslesebündels ist dann in dieser Richtung etwas
kleiner als in der dazu senkrechten Richtung. Der Einfluß
dieses an sich kleinen Effekts kann dadurch herabgesetzt
werden, daß dafür gesorgt wird, daß die Verbindungslinie
zwischen den Elementen 5 und 10 einen Winkel
von etwa 45° mit der Richtung eines auszulesenden Spurteiles
einschließt.
Claims (9)
1. Vorrichtung zum Auslesen eines optischen Aufzeichnungsträgers
(1) mit einer strahlungsreflektierenden und spurförmig
angeordneten Informationsstruktur, wobei diese
Vorrichtung enthält:
eine ein Auslesebündel (3) liefernde Strahlungsquelle (4), ein Objektivsystem (L₁, L₂), mit dessen Hilfe das Auslesebündel über die Informationsstruktur einem strahlungsempfindlichen Informationsdetektor (4) zugeführt wird, dessen Ausgangssignal (S i ) die ausgelesene Information darstellt, und ein optoelektronisches Fokusfehlerdetektionssystem (7, 8, 9) zur Bestimmung einer Abweichung zwischen der Soll- und der Istlage der Fokussierungsebene des Objektivsystems, wobei dieses Fokusfehlerdetektionssystem zwei strahlungsempfindliche Fokusdetektoren (7, 8) enthält, die mit einem engen Fokusbündel (6) zusammenarbeiten, wobei der Unterschied zwischen den Ausgangssignalen der Fokusdetektoren eine Anzeige (Signal r f ) über die genannte Abweichung gibt, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Strahlungsweg des Auslesebündels auf einer Seite der optischen Achse (O′) des Objektivsystems eine strahlungsdurchlässige planparallele Platte (5) angeordnet ist, deren Oberfläche erheblich kleiner als der Querschnitt des Auslesebündels ist, um ein Fokusbündel (6) zu erzeugen, das die gleiche Richtung wie das Auslesebündel (3) aufweist, wobei die Platte eine Änderung eines Parameters, wie Polarisationsrichtung oder Phase, des Fokusbündels in bezug auf das Auslesebündel herbeiführt, so daß das Fokusbündel nicht mit dem Auslesebündel interferieren kann, und daß im Wege des von der Informationsstruktur reflektierten Fokusbündels ein Strahlungsbeugungselement (10) zum Ablenken des Fokusbündels zu den Fokusdetektoren (7, 8) angeordnet ist.
eine ein Auslesebündel (3) liefernde Strahlungsquelle (4), ein Objektivsystem (L₁, L₂), mit dessen Hilfe das Auslesebündel über die Informationsstruktur einem strahlungsempfindlichen Informationsdetektor (4) zugeführt wird, dessen Ausgangssignal (S i ) die ausgelesene Information darstellt, und ein optoelektronisches Fokusfehlerdetektionssystem (7, 8, 9) zur Bestimmung einer Abweichung zwischen der Soll- und der Istlage der Fokussierungsebene des Objektivsystems, wobei dieses Fokusfehlerdetektionssystem zwei strahlungsempfindliche Fokusdetektoren (7, 8) enthält, die mit einem engen Fokusbündel (6) zusammenarbeiten, wobei der Unterschied zwischen den Ausgangssignalen der Fokusdetektoren eine Anzeige (Signal r f ) über die genannte Abweichung gibt, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Strahlungsweg des Auslesebündels auf einer Seite der optischen Achse (O′) des Objektivsystems eine strahlungsdurchlässige planparallele Platte (5) angeordnet ist, deren Oberfläche erheblich kleiner als der Querschnitt des Auslesebündels ist, um ein Fokusbündel (6) zu erzeugen, das die gleiche Richtung wie das Auslesebündel (3) aufweist, wobei die Platte eine Änderung eines Parameters, wie Polarisationsrichtung oder Phase, des Fokusbündels in bezug auf das Auslesebündel herbeiführt, so daß das Fokusbündel nicht mit dem Auslesebündel interferieren kann, und daß im Wege des von der Informationsstruktur reflektierten Fokusbündels ein Strahlungsbeugungselement (10) zum Ablenken des Fokusbündels zu den Fokusdetektoren (7, 8) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, in der das Auslesebündel
(3) ein im wesentlichen linear polarisiertes Bündel ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die planparallele Platte (5)
eine g/2-Platte ist, deren Hauptrichtung einen Winkel von
etwa 45° mit der Polarisationsrichtung des Auslesebündels
(3) einschließt, wobei λ die Wellenlänge des Auslesebündels
(3) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, in der die Strahlungsquelle
(4) ein mehrere longitudinale Moden aussendender
Halbleiterdiodenlaser ist, dadurch gekennzeichnet, daß die
planparallele Platte (5) eine optische Dicke von etwa
m.N.L. aufweist, wobei L die Länge des Laserresonatorraumes,
N die effektive Brechungszahl innerhalb dieses
Raumes und m eine ungerade Zahl darstellen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Strahlungsbeugungselement (10) durch ein
Beugungsraster gebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Strahlungsbeugungselement (10) durch
einen optischen Keil gebildet wird.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die planparallele Platte (5)
und das Strahlungsbeugungselement (10) in der hinteren
Brennebene (2) eines dem Aufzeichnungsträger (1) am
nächsten liegenden Linsensystems des Objektivsystems
angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der
optischen Achse des Objektivsystems und der Mitte der
planparallelen Platte (5) etwa gleich dem 0,7fachen des
Radius der Pupille des Objektivsystems ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Trennlinie zwischen den
Fokusdetektoren (7, 8) einen spitzen Winkel mit der
Richtung einschließt, in der sich der in der Ebene der
Fokusdetektoren (7, 8) erzeugte Strahlungsfleck infolge
von Fokusfehlern bewegt.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungslinie der
Mitten der planparallelen Platte (5) und des Strahlungsbeugungselements
(10) einen Winkel von etwa 45° mit der
Richtung einschließt, in der eine Informationsspur des
Aufzeichnungsträgers (1) ausgelesen wird.
Applications Claiming Priority (1)
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NL7809635A NL7809635A (nl) | 1978-09-22 | 1978-09-22 | Inrichting voor het uitlezen van een optische registra- tiedrager bevattende een stralingsreflekterende infor- matiestruktuur. |
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JP (1) | JPS5545200A (de) |
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BR (1) | BR7905978A (de) |
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FR (1) | FR2437043B1 (de) |
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Representative=s name: KUPFERMANN, F., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 2000 HAMBUR |
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