DE3346812C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine optische Abnehmervorrichtung nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 30 35 719 bekannt. Vergleichbare Vorrichtungen, bei denen eine den Beleuchtungslichtstrahl auf die Oberfläche eines Aufzeich­ nungsträgers werfende Trenneinrichtung vorgesehen ist, die einen reflektierten Lichtstrahl, der von der Oberfläche des Auf­ zeichnungsträgers reflektiert wird, vom Beleuchtungslicht­ strahl trennt, sind gleichfalls aus der DE-OS 30 36 047 und der DE-OS 27 46 334 bekannt.

Aus K. Mütze, ABC der Optik, Verlag W. Dausien, 1972, insbe­ sondere Seite 634, sind weiterhin beugende Trenneinrichtungen nach Art eines Phasengitters bekannt. Bei solchen Phasengit­ tern erfährt das in einer bestimmten Richtung gebeugte Licht einen von der Treilungstiefe funktionelle abhängigen Phasenun­ terschied.

Bei den herkömmlichen optischen Abnehmervorrichtungen ist es üblich, als Trenneinrichtungen ein Prisma, wie beispielsweise ein Polarisationsprisma, ein Wollastonprisma oder ein Halb­ prisma zu verwenden, um den reflektierenden Lichtstrahl von dem von der Lichtquelle ausgegebenen Leselichtstrahl zu trennen. Bei einem Halbprisma ist der reflektierte Lichtstrahl, der vom Prisma austritt, im wesentlichen senkrecht zum Weg des Leselichtstrahles gerichtet, was zur Folge hat, daß die Ab­ messungen, insbesondere die Breite der Abnehmervorrichtung unvermeidlich groß werden, was ein Hindernis für die Ver­ ringerung der Größe der Vorrichtung als ganzes darstellt. Bei einem Wollastonprisma besteht der Nachteil darin, daß die Herstellungskosten erheblich sind.

Zusätzlich sind bei vielen bekannten optischen Abnehmervor­ richtungen λ/4-Platten erforderlich.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht demgegen­ über darin, die optische Abnehmervorrichtung nach dem Gat­ tungsbegriff des Patentanspruchs 1 so auszubilden, daß sie eine geringe Größe hat und mit relativ niedrigen Kosten her­ gestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Ausbildung gelöst, die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegeben ist.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der optischen Abnehmer­ vorrichtung ergibt sich gegenüber der Verwendung eines Prismas eine größere Einfachheit und eine geringere körperliche Ab­ messung und wird darüberhinaus die bei vielen bekannten An­ ordnungen zusätzlich erforderliche λ/4-Platten eingespart.

Es ist durch die erfindungsgemäße spezielle Dimensionierung der beugenden Trenneinrichtung auch möglich, Beugungsmaxima nullter Ordnung zu vermeiden und so zu einer symmetrischen Anordnung der Lichtquelle und des Detekors bezüglich des Lotes auf die Ebene der beugenden Einrichtung zu gelangen. Bei Verwendung von Halbleiterlasern und Detektoren und kleinen Einfalls/Ausfallswinkeln bezogen auf das Lot auf die Ebene der beugenden Einrichtung ist dann eine besonders kompakte Bauweise eines optischen Abtastkopfes möglich.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Abnehmervorrichtung ist Gegenstand des Patentanspruchs 2.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen ein besonders bevor­ zugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 in einer schematischen Darstellung eine herkömm­ liche Abnehmervorrichtung mit einem Halbprisma,

Fig. 2 in einer Fig. 1 ähnlichen schematischen Ansicht eine weitere herkömmliche Abnehmervorrichtung mit einem Wollastonprisma,

Fig. 3 in einer schematischen Darstellung das Ausführungs­ beispiel der erfindungsgemäßen Abnehmervorrichtung und

Fig. 4 eine Schnittansicht einer Abnehmervorrichtung, die nach dem in Fig. 3 dargestellten Grundprinzip aufge­ baut ist.

Bevor das bevorzugte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Abnehmervorrichtung beschrieben wird, werden zunächst anhand der Fig. 1 und 2 Beispiel bekannter derartiger Vorrichtun­ gen erläutert.

Bei der in Fig. 1 dargestellten optischen Abnehmervorrichtung wird ein Informationsleselichtstrahl, der an einer Laserlicht­ quelle 11 erzeugt wird, einem Objektiv 13 über ein Halbprisma 12 zugeführt, das als Strahlenteiler wirkt, und auf der Auf­ zeichnungsfläche der Aufzeichnungsplatte 14 konvergiert. Ein reflektierter Lichtstrahl von der Aufzeichnungsplatte 14 wird in das Objekt 13 gelenkt, das den reflektierten Licht­ strahl in einen parallelen Lichtstrahl umwandelt. Dieser paral­ lele reflektierte Lichtstrahl liegt dann am Halbprisma 12, an dem der reflektierte Lichtstrahl nochmals reflektiert und in eine Richtung senkrecht zum Lichtstrahl von der Lichtquelle 11 abgelenkt und von einer Aufnahmefläche einer Photodetektorein­ richtung 15 aufgenommen wird. Die Photodetektoreinrichtung 15 ist beispielsweise ein Phototransistor, der die Intensität des auftretendes Lichtes in eine elektrisches Signal umwandelt.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Abnehmervorrichtung wird das Licht von der Laserlichtquelle 11 in zwei polarisierte Licht­ strahlen mit verschiedenen Schwingungsebenen beispielsweise in P-polarisiertes Licht mit einer Schwingungsebene parallel zur Einfallsebene und in S-polarisiertes Licht mit einer Schwin­ gungsebene senkrecht zum einfallenden Lichtstrahl an einem Wollastondoppelbildprisma 16 aufgeteilt. Einer dieser polari­ sierten Lichtstrahlen, beispielsweise der Lichtstrahl mit P- polarisiertem Licht, wird zum Objektiv 13 über ein λ/4-Plat­ te 17 geleitet, in der das eintretende polarisierte Licht in einen unpolarisierten Lichtstrahl umgewandelt wird. Der durch das Objektiv 13 hindurchgehende Lichtstrahl wird dann auf die Oberfläche der Platte 14 gelenkt, von der der auftreffende Lichtstrahl reflektiert und wieder zum Objektiv 13 geführt wird. Nach dem Durchgang durch das Objektiv 13 liegt der reflektierte Lichtstrahl anschließend an der λ/4-Platte, die das Licht des reflektierten Lichtstrahles in S-polarisiertes Licht umwandelt. Der in dieser Weise erzeugte Lichtstrahl mit S-polarisiertem Licht liegt dann am Wollastonprisma 16, das den Lichtstrahl zum Photodetektor 15 lenkt.

Aus dem obigen ist ersichtlich, daß bei den beiden herkömm­ lichen in den Fig. 2 und 3 dargestellten Abnehmervorrichtun­ gen ein Prisma dazu verwandt wird, den reflektierten Licht­ strahl vom einfallenden Lichtstrahl zu trennen, der von der Lichtquelle erzeugt wird, und daß eine Reihe von Nachteilen mit der Verwendung eines Prismas verbunden ist. Insbesondere im Falle des Halbprismas bei der in Fig. 1 dargestellten Ab­ nehmervorrichtung ist der Winkelunterschied zwischen dem ein­ fallenden Lichtstrahl und dem von diesem Prisma austretenden Lichtstrahl bis zu 90° groß. Aufgrund dieses großen Winkelunter­ schiedes ist es schwierig, die Abmessungen, insbesondere die Breite, der Abnehmervorrichtung zu verringern. Bei der in Fig. 2 dargestellten Abnehmervorrichtung besteht anderer­ seits der Nachteil, daß ein Wollastonprisma mit hohen Kosten verbunden ist und die Verwendung eines derartigen Prismas somit zu hohen Herstellungskosten der Abnehmervorrichtung führt.

Im folgenden wird anhand von Fig. 3 das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Abnehmervorrichtung beschrieben.

Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, liegt der von einer Laser­ strahlquelle 21 ausgehende Lichtstrahl unter einem Einfalls­ winkel R an einem Beugungsgitter 28, das als Trenneinrichtung dient. Bei Beugungsgittern ist die Verteilung des Beugungs­ lichtes, das durch dieses Gitter hindurchgeht, nach Maßgabe der Tiefe der Schlitze, die das Gitter bilden, und nach Maß­ gabe des Abstandes P zwischen den Schlitzen bestimmt. Wenn die Tiefe eines Schlitzes d = λ/2 ist, dann wird nur ein Beu­ gungsmaximum erster Ordnung erhalten. Weiterhin ist der Winkel, unter dem das Licht das Beugungsgitter 28 verläßt, nach Maß­ gabe des Abstandes P bestimmt.

Das Beugungsgitter 28 erzeugt nur Beugungslicht erster Ordnung, wobei der Winkel, unter dem der Lichtstrahl das Beugungsgitter 28 verläßt, gleich R ist. Das Licht liegt am Beugungsgitter 28 unter einem Winkel R und wird in zwei Beugungslichtstrahlen erster Ordnung aufgeteilt, von denen einer unter einem rechten Winkel an einem Objektiv 23 liegt. Aus Gründen der Einfachheit ist der andere Lichtstrahl vom Beugungsgitter in Fig. 3 nicht dargestellt.

Der Lichtstrahl, der durch das Objektiv 23 konvergiert und auf der Oberfläche der Aufzeichnungsplatte 24 fokussiert wird, wird anschließend durch diese Oberfläche reflektiert und wiederum zum Objektiv 23 gelenkt. Durch das Objektiv 23 wird der re­ flektierte Lichtstrahl in einen Lichtstrahl mit parallelem Licht umgewandelt, der unter einem rechten Winkel am Beugungs­ gitter 28 liegt. Durch das Beugungsgitter 28 werden nur zwei Beugungslichtstrahlen erster Ordnung unter Winkeln von ±R ausgestrahlt. Anschließend wird einer der Beugungslichtstrahlen, der nicht derjenige ist, der zur Laserstrahlquelle 21 gelenkt wird, von einem Fotodetektor 25 aufgenommen.

Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht einer Abnehmervorrichtung, die einen Aufbau hat, wie er im obigen anhand von Fig. 3 be­ schrieben wurde. In Fig. 4 sind gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 3 für gleiche oder entsprechende Bauteile verwandt.

Der Lichtstrahl von der Laserlichtquelle 21 wird in derselben Weise, wie es beschrieben wurde, zur Oberfläche der Aufzeichnungs­ platte 24 gelenkt und der reflektierte Lichtstrahl wird vom Foto­ detektor 25 aufgenommen. Wie es in der Zeichnung dargestellt ist, kann der tatsächliche Winkelunterschied zwischen dem von der Laserlichtquelle 21 ausgestrahlten Lichtstrahl und dem den Foto­ detektor 25 liegenden reflektierten Lichtstrahl extrem klein sein, was zur Folge hat, daß der Durchmesser der Abnehmervor­ richtung erheblich verringert werden kann. Folglich ist eine Verringerung der Größe der Abnehmervorrichtung als Ganzes mög­ lich.

Dadurch, daß nur der Lichtstrahl erster Ordnung abgegeben und nur der Lichtstrahl erster Ordnung empfangen wird, ist es wei­ terhin möglich, das Rauschen auszuschließen, das sonst auftre­ ten würde, wenn das Informationssignal durch den Beugungslicht­ strahl einer anderen Ordnung ausgelesen würde, und wird es weiterhin möglich, die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung zu erhöhen, da der größte Teil des Lichtes von der Lichtquelle ausgenutzt wird, obwohl eine Beugungseinrichtung verwandt wird.

Claims (2)

1. Optische Abnehmervorrichtung mit einer Quelle eines Beleuchtungslichtstrahles, einer Trenneinrichtung, die den Beleuchtungslichtstrahl auf die Oberfläche eines Auf­ zeichnungsträgers wirft und einen Reflexionslichtstrahl, der von der Oberfläche des Aufzeichnungsträger reflektiert wird, vom Beleuchtungslichtstrahl trennt, und einer Foto­ detektoreinrichtung, die wenigstens einen Teil des Refle­ xionslichtstrahles aufnimmt, wobei die Trenneinrichtung die Funktion hat, daß sie den auftreffenden Lichtstrahl beugt, und die Fotodetektoreinrichtung an einer Stelle zur Aufnahme des gebeugten Lichtstrahles einer gewählten Ord­ nung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilungstiefe der den Lichtstrahl beugenden Trenneinrich­ tung λ/2 ist, wobei λ die Wellenlänge des einfallen­ den Lichtes bezeichnet, wobei die Quelle (21) des Beleuch­ tungslichtstrahles, die Trenneinrichtung (28) und die Fotodetektoreinrichtung (25) so angeordnet sind, daß der Beleuchtungslichtstrahl und der Reflexionslichtstrahl die Trenneinrichtung im wesentlichen an der gleichen Stelle passieren, während die Quelle des Beleuchtungslichtstrahles und die Fotodetektoreinrichtung den gleichen Winkelabstand zur Senkrechten auf der Trenneinrichtung haben, so daß ein Beugungsstrahl der ± ersten Ordnung des Beleuchtungslicht­ strahles im wesentlichen senkrecht auf den Aufzeichnungs­ träger gerichtet ist, und die Fotodetektoreinrichtung einen Beugungsstrahl ± erster Ordnung des Reflexionslichtsstrahles aufnimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Trenneinrichtung (28) ein Beugungs­ gitter ist, das zwischen der Quelle (21) des Beleuchtungs­ lichtstrahles und der Fotodetektoreinrichtung (25) einerseits und der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers (24) andererseits angeordnet ist.