DE29824954U1 - Optischer Aufnehmer mit einer Objektivlinse, der kompatibel zu einer Vielzahl von optischen Diskettenformaten ist - Google Patents

Optischer Aufnehmer mit einer Objektivlinse, der kompatibel zu einer Vielzahl von optischen Diskettenformaten ist

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DE29824954U1 DE29824954U DE29824954U DE29824954U1 DE 29824954 U1 DE29824954 U1 DE 29824954U1 DE 29824954 U DE29824954 U DE 29824954U DE 29824954 U DE29824954 U DE 29824954U DE 29824954 U1 DE29824954 U1 DE 29824954U1
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Claims (33)

1. Eine Objektivlinse, die kompatibel mit zumindest ersten (30A) und zwei­ ten (30B) Medien mit jeweils unterschiedlichen Dicken ist, wobei die Lin­ se einen inneren Bereich (A1), einen ringförmigen Bereich (A2) und einen äußeren Bereich (A3) umfasst,
wobei der optimale Fokus des durch den inneren (A1) und den äuße­ ren (A3) Bereich transmittierten Lichts auf einer Informationsaufzeich­ nungsoberfläche (31A) der dünneren optischen Diskette (30A) in einem Arbeitsabstand WD1 gebildet wird;
wobei der optimale Fokus des durch den ringförmigen Bereich (A2) transmittierten Lichts auf einer Informationsaufzeichnungsoberflä­ che (31B) der dickeren optischen Diskette (30B) in einem Arbeitsab­ stand WD2 gebildet wird;
wobei ein Defokussierwert ΔZ zwischen der Fokaldistanz des ringförmi­ gen (A2) und des inneren (A1) Bereichs so ist, dass während des Ausle­ sens von dem dickeren optischen Medium (30B) die optische Aberration des durch den inneren Bereich (A1) transmittierten Lichts einen minima­ len Wert hat.
2. Objektivlinse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Defokussier­ koeffizienten W20, welcher eine optische Aberration nach der folgenden Gleichung W20 = -W40 minimiert, wobei W40 einen durch eine Differenz in der ersten und zweiten Dicke erzeugten sphärischen Aberrationskoeffi­ zienten angibt.
3. Objektivlinse nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Defokussierwert ΔZ der Gleichung ΔZ = -2.W40/NA2 genügt, wobei NA die numerische Apertur in dem inneren Bereich angibt und W40 ein sphärischer Aberrationskoeffi­ zient ist, der durch den Unterschied der ersten und zweiten Dicke entsteht.
4. Objektivlinse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der inne­ re Bereich (A1), der ringförmige Bereich (A2) und/oder der äußere Be­ reich (A3) asphärische Formen haben.
5. Objektivlinse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der ring­ förmige Bereich (A2) einen Stufenunterschied in einem Kontaktbereich mit dem inneren Bereich (A1) und/oder mit dem äußeren Bereich (A3) bildet.
6. Objektivlinse nach Anspruch 5, wobei der Stufenunterschied einen solchen Wert hat, dass der optische Weglängenunterschied zwischen dem Licht, welches durch den inneren Bereich (A1) durchgeht, und dem Licht, wel­ ches durch den ringförmigen Bereich (A2) durchgeht, ein ganzzahliges Vielfaches einer Wellenlänge des von der Lichtquelle emittierten Lichts ist.
7. Objektivlinse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der inne­ re Bereich (A1), der ringförmige Bereich (A2) und der äußere Be­ reich (A3) asphärische Formen aufweisen, so dass im Falle des Lesens des ersten Mediums (30A) Licht, welches durch den ringförmigen Be­ reich (A2) transmittiert wird, so gestreut wird, dass es nicht auf der Infor­ mationsaufzeichnungsoberfläche (31A) des ersten Mediums (30A) fokus­ siert wird, und im Falle des Lesens des zweiten Mediums (30B) Licht, welches durch den äußeren Bereich (A3) transmittiert wird, so gestreut wird, dass es nicht auf die Informationsaufzeichnungsoberfläche (31B) des zweiten Mediums (30B) fokussiert wird.
8. Ein optisches Aufnehmergerät, welches kompatibel mit zumindest ers­ ten (30A) und zweiten (30B) verschiedenen Arten von optischen Spei­ chermedien mit jeweils unterschiedlichen ersten und zweiten Dicken ist, wobei die Aufnahmevorrichtung umfasst:
eine erste Lichtquelle (41);
eine Objektivlinse (20, 20') nach einem der Ansprüche 1 bis 7;
einen Fotodetektor zur Detektion von Licht, welches von dem optischen Speichermedium reflektiert wurde;
Strahlteilungsmittel zum Empfangen des Lichts, welches von der ersten Lichtquelle emittiert wird.
9. Optischer Aufnehmer nach Anspruch 8, wobei die Objektivlinse (20, 20') einen solchen Arbeitsabstand aufweist, dass das Licht, welches durch den inneren Bereich (A1) transmittiert wird, in einen einzigen Lichtpunkt mit minimaler optischer Aberration auf der Informationsaufzeichnungsober­ fläche des zweiten Mediums (30B) während des Lesens von dem zweiten Medium (30B) fokussiert wird.
10. Optischer Aufnehmer nach Anspruch 8 oder 9, weiterhin umfassend eine zweite Lichtquelle (45), welche Licht emittiert, das eine im Vergleich zum von der ersten Lichtquelle (41) emittierten Licht unterschiedliche Wellen­ länge aufweist.
11. Eine Objektivlinse (20, 20'), die kompatibel mit zumindest ersten (30A) und zweiten (30B) verschiedenen Arten optischer Aufzeichnungsmedien mit jeweils unterschiedlichen ersten und zweiten Dicken und Informati­ onsaufzeichnungsoberflächen (31A, 31B) ist, die der Speicherung von In­ formationen dienen, wobei die Objektivlinse (20) so angeordnet ist, dass Licht, dass von einer Lichtquelle emittiert wurde, auf das optische Spei­ chermedium transmittiert wird, wobei die Objetivlinse eine Mehrzahl von Linsenanteilen aufweist, die unterschiedliche optische Charakteristiken aufweisen, wobei eine der Vielzahl von Linsenanteilen so angeordnet ist, dass das Licht auf das optische Speichermedium unabhängig davon, ob das optische Speichermedium ein erstes oder ein zweites Medium ist, fokus­ siert wird und ein anderer der Vielzahl von Linsenanteilen so angeordnet ist, dass Licht, das von der Lichtquelle emittiert wird, nur auf einen der ersten und zweiten Arten von optischen Speichermedien fokussiert wird.
12. Die Objektivlinse nach Anspruch 11, wobei die Vielzahl von Linsenantei­ len umfasst:
einen inneren Bereich (A1), einen ringförmigen Linsenbereich (A2) und einen äußeren Bereich (A3), die um einen Linsenpol (V1) zentriert sind, wobei der ringförmige Linsenbereich (A2) eine Ringform aufweist und der innere Bereich (A1) von dem äußeren Bereich (A3) trennt, wobei der inne­ re Bereich (A1) den ringförmigen Linsenbereich (A2) und den äußeren Be­ reich (A3) asphärische Formen haben.
13. Objektivlinse nach Anspruch 12, wobei einer der Vielzahl von Linsenan­ teilen den inneren Bereich (A1) und ein anderer Anteil den äußeren Be­ reich (A3) umfasst, für den Fall, dass Informationen von dem ersten Medi­ um (30A) ausgelesen werden und wobei der andere Bereich den ringför­ migen Linsenbereich (A2) in dem Fall umfasst, dass Informationen von dem zweiten Medium (30B) gelesen werden.
14. Objektivlinse nach Anspruch 13, wobei in dem Fall, dass das erste Medi­ um (30A) gelesen wird, Licht, das durch den inneren Bereich (A1) und den äußeren Bereich (A3) transmittiert, in einen einzigen Lichtpunkt fokussiert wird, durch den Informationen von der Informationsaufzeichnungsoberflä­ che (31A) des ersten Mediums (30A) gelesen werden und wobei Licht, das durch den ringförmige Linsenbereich (A2) transmittiert wird, so gestreut wird, dass es nicht auf die Informationsaufzeichnungsoberfläche (31A) des ersten Mediums (30A) fokussiert wird und, für den Fall, dass von dem zweiten Medium (30B) gelesen wird, das Licht, das durch den inneren Be­ reich (A1) und der ringförmige Linsenbereich (A2) transmittiert wird, in einen einzigen Lichtpunkt fokussiert wird, durch den Informationen von der Informationsaufzeichnungsoberfläche (31B) des zweiten Mediums (30B) gelesen werden, wobei Licht, dass durch den äußeren Linsenbereich (A3) transmittiert wird, gestreut wird, so dass es nicht auf die Informati­ onsaufzeichnungsoberfläche (31B) des zweiten Mediums (30B) fokussiert wird und wobei das zweite Medium dicker ist als das erste Medium (30A).
15. Objektivlinse nach Anspruch 14, wobei die Objektivlinse einen Fokaldis­ tanzunterschied ΔZ zwischen dem ringförmigen Linsenbereich (A2) und dem inneren Bereich (A1) aufweist, der genauso groß ist wie ein Defokus­ sierwert, der durch die folgende Beziehung bestimmt ist:
DZ = -(2W40)/(NA)2
wobei NA die numerische Apertur des inneren Bereichs (A1) angibt und W40 den sphärischen Aberrationskoeffizienten, wenn das zweite Medium (30B) verwendet wird.
16. Objektivlinse (20, 20') nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei eine Oberfläche des ringförmigen Linsenbereichs (A2) einen Stufenunterschied mit der Oberfläche des inneren (A1) oder des äußeren (A3) Bereichs bil­ det.
17. Objektivlinse (20, 20') nach Anspruch 16, wobei die Oberfläche des ring­ förmigen Linsenbereichs(A2) den Stufenunterschied mit der Oberfläche des inneren Bereichs (A1) bildet, wobei der Stufenunterschied einen sol­ chen Wert annimmt, dass ein optischer Weglängenunterschied zwischen dem Licht, dass durch den inneren Bereich (A1) durchgeht und dem Licht, das durch den ringförmige Linsenbereich (A2) durchgeht, ein ganzzahliges Vielfaches einer Wellenlänge des von der Lichtquelle (41) emittierten Lichts ist.
18. Objektivlinse (20, 20') nach Anspruch 16, wobei die Oberfläche des ring­ förmigen Linsenbereichs(A2) den Stufenunterschied mit der Oberfläche des äußeren Bereichs (A3) bildet, wobei der Stufenunterschied einen sol­ chen Wert hat, dass der optische Weglängenunterschied zwischen dem Licht, das durch den inneren Bereich (A1) durchgeht und dem Licht, das durch den ringförmige Linsenbereich (A2) durchgeht, ein ganzzahliges Vielfaches einer Wellenlänge des von der Lichtquelle (41) emittierten Lichts ist.
19. Optische Aufnehmervorrichtung, die kompatibel mit zumindest ersten und zweiten unterschiedlichen Arten optischer Speichermedien (30A, 30B) sind, die jeweils unterschiedliche erste und zweite Dicken aufweisen, wo­ bei die optische Aufnahmevorrichtung umfasst:
eine erste Lichtquelle (41);
eine Objektivlinse (20, 20'), die kompatibel mit der ersten (30A) und zweiten (30B) unterschiedlichen Art von optischen Speichermedien mit jeweils unterschiedlichen ersten und zweiten Dicken und Informationsauf­ zeichnungsoberflächen (31A, 31B) mittels deren Informationen gespei­ chert werden, ist, wobei die Objektivlinse (20) angeordnet ist, um von der ersten Lichtquelle emittiertes Licht auf das optische Speichermedium zu transmittieren, wobei die Objektivlinse eine Mehrzahl von Linsenanteilen mit unterschiedlichen optischen Charakteristiken aufweist, wobei einer der Mehrzahl von Linsenanteilen angeordnet ist, um das Licht auf das optische Speichermedium unabhängig davon zu fokussieren, ob das Speichermedi­ um ein erstes oder zweites Medium ist und wobei ein anderer der Vielzahl von Linsenanteilen angeordnet ist, um das von der ersten Lichtquelle emit­ tierte Licht nur auf eine der ersten oder zweiten Arten von optischen Spei­ chermedien zu fokussieren;
einen Fotodetektor zur Detektion des von dem optischen Speichermedium reflektierten Lichts; und
Mittel zum Strahlteilen, um das von der ersten Lichtquelle emittierte Licht zu empfangen zur Transmission zur Objektivlinse und zum Empfangen des von dem einen optischen Speichermedium reflektierten Lichts zur Transmission zu dem Fotodetektor.
20. Optischer Aufnehmer nach Anspruch 19, wobei die Mehrzahl von Linsen­ anteilen umfasst:
einen inneren Bereich (A1), einen ringförmigen Linsenbereich (A2) und einen äußeren Bereich (A3), die um einen Linsenpol (V1) zentriert sind, wobei der ringförmige Linsenberich (A2) Ringform aufweist und der inne­ re Bereich (A1) von dem äußeren Bereich (A3) trennt, wobei der innere Bereich (A1), der ringförmige Linsenbereich (A2) und der äußere Be­ reich (A3) asphärische Formen aufweisen.
21. Optischer Aufnehmer nach Anspruch 20, wobei der eine der Mehrzahl von Linsenanteilen den inneren Bereich (A1) umfasst und der andere Anteil für den Fall, dass Informationen von dem ersten Medium (30A) gelesen wer­ den, den äußeren Bereich (A3) umfasst und wobei der andere Anteil für den Fall, dass Informationen von dem zweiten Medium (30B) gelesen werden, den ringförmigen Linsenbereich (A2) umfasst.
22. Optischer Aufnehmer nach Anspruch 21, bei dem für den Fall, dass Infor­ mationen vom ersten Medium (30A) gelesen werden, Licht, welches durch den inneren Bereich (A1) und den äußeren Bereich (A3) transmittiert wer­ den, in einen einzigen Lichtpunkt fokussiert werden, durch den Informati­ onen von der Informationsaufzeichnungsoberfläche (31A) des ersten Me­ diums (30A) gelesen werden und Licht, welches durch den ringförmige Linsenbereich (A2) transmittiert wird, gestreut wird, so dass es nicht auf der Informationsaufzeichnungsoberfläche (31A) des ersten Medi­ ums (30A) fokussiert wird und wobei für den Fall, dass vom zweiten Me­ dium (30B) gelesen wird, Licht, welches durch den inneren Bereich (A1) und den ringförmigen Linsenbereich (A2) transmittiert wird, in einen ein­ zigen Lichtpunkt fokussiert wird, durch den die Informationen von der In­ formationsaufzeichnungsoberfläche (31B) des zweiten Mediums (30B) ge­ lesen werden können, wobei Licht, welches durch den äußeren Linsenbe­ reich (A3) transmittiert wird, gestreut wird, so dass es nicht auf die Infor­ mationsaufzeichnungsoberfläche (31B) des zweiten Mediums (30B) fo­ kussiert wird und wobei das zweite Medium dicker ist als das erste Medi­ um (30A).
23. Optischer Aufnehmer nach Anspruch 22, wobei die Objektivlinse einen Fokaldistanzunterschied ΔZ zwischen dem ringförmigen Linsenbe­ reich (A2) und dem inneren Bereich (A1) aufweisen, der einem Defokus­ siertwert gleich ist, der durch die folgende Beziehung bestimmt wird:
ΔZ = -(2W40)/(NA)2
wobei NA die numerische Apertur in dem inneren Bereich (A1) angibt und W40 den sphärischen Aberrationskoeffizienten, wenn das zweite Medi­ um (30B) verwendet wird.
24. Optische Aufnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 23, bei dem die Objektivlinse (20, 20') einen Arbeitsabstand aufweist so, dass das Licht, welches durch den inneren Bereich transmittiert wird, in einen ein­ zigen Lichtpunkt mit minimaler optischer Aberration auf der Informati­ onsaufzeichnungsoberfläche (31B) des zweiten Mediums (30B) während des Lesens vom zweiten Medium (30B) fokussiert wird.
25. Optische Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 24, wobei die asphärische Oberflächenform des inneren Bereichs (A1) so ist, dass Licht, welches durch den inneren Bereich transmittiert wird, in einen einzigen Lichtpunkt auf der Informationsaufzeichnungsoberfläche (31A) des ersten optischen Mediums (30A) fokussiert wird und so dass dasselbe Licht in einen Licht­ punkt mit minimaler optischer Aberration auf der Informationsaufzeich­ nungsoberfläche (31B) des zweiten optischen Mediums (30B) während der Reproduktion des zweiten optischen Mediums (30B) mit dem Arbeitsab­ stand fokussiert wird.
26. Optischer Aufnehmer nach Anspruch 24, bei dem die asphärische Form des ringförmigen Linsenbereichs (A2) so ist, dass das Licht, welches durch den ringförmige Linsenbereich (A2) transmittiert wird, in einen einzigen Lichtpunkt ohne sphärische Aberration auf der Informationsaufzeich­ nungsoberfläche (31B) des zweiten optischen Aufzeichnungsmedi­ ums (30B) während der Reproduktion des zweiten optischen Aufzeich­ nungsmediums (30B) mit einem dicken Substrat fokussiert wird.
27. Optischer Aufnehmer nach einem der Ansprüche 19 bis 26, wobei sowohl erste, als auch zweite Lichtquellen (41; 45) ausgebildet sind, wobei die zweite Lichtquelle (45) Licht einer unterschiedlichen Wellenlänge im Ver­ gleich zu dem Licht, das von der ersten Lichtquelle (41) emittiert wird, emittiert.
28. Optischer Aufnehmer nach Anspruch 27, weiterhin umfassend einen Strahlteiler (46) mit Strahlteileigenschaften im Hinblick auf jeden der Mehrzahl von Strahlen die jeweils von der ersten Lichtquelle (41) und der zumindest zweiten Lichtquelle (45) emittiert werden.
29. Objektivlinse nach einem der Ansprüche 11 bis 18 oder optische Aufnah­ mevorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 28, wobei der innere Be­ reich (A1) der Objektivlinse (20, 20') einen Wert der numerischen Aper­ tur NA aufweist, der der folgenden Gleichung genügt:
0,8λ/NA ~ Punktgröße
wobei λ die Wellenlänge des von der Lichtquelle emittierten Lichts dar­ stellt und die Punktgröße die Größe eines Punktes, den das Licht, das durch die Objektivlinse (20, 20') durchgeht, auf einer Diskette bildet.
30. Objektivlinse oder optische Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 29, wo­ bei die Objektivlinse (20, 20') einen die optische Aberration minimieren­ den Defokussierkoeffizient W20 nach der folgenden Gleichung aufweist:
W20 = -W40,
wobei W40 einen sphärischen Aberrationskoeffizienten, der auf dem Un­ terschied zwischen der ersten und der zweiten Dicke beruht, angibt.
31. Optische Aufnahmevorrichtung oder Objektivlinse nach Anspruch 30, wobei ein Defokussiertwert ΔZ der Objektivlinse (20, 20') der folgenden Gleichung folgt:
ΔZ = -(2W40)/(NA)2,
wobei NA den Wert der numerischen Apertur des inneren Bereichs (A1) bezeichnet.
32. Optischer Aufnehmer nach einem der Ansprüche 19 bis 31, weiterhin um­ fassend:
eine Trenneinheit (47) zur Trennung des einfallenden Lichts, welches von der Lichtquelle (41, 45) transmittiert wird, von dem Licht, welches durch die Diskette (30A, 30B) reflektiert wird.
33. Optischer Aufnehmer nach Anspruch 32, weiterhin umfassend:
eine Kollimationslinse (70), ausgebildet in einem linearen Weg zwischen der Objektivlinse (20, 20') und dem Lichtdetektor (43), um das einfallende Licht, welches durch die Trenneinheit (47) getrennt wird, zu kollimieren und um das Licht, welches von der Diskette (30A, 30B) reflektiert wurde, in Richtung der Trenneinheit (47) zu transmittieren; und
eine Lichtdetektionslinse (44) zur Fokussierung des reflektierten Lichts, welches durch die Trenneinheit (47) durchgeht, in Richtung des Detek­ tors (43).
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