DE3429382C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen optischen Kopf gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein solcher optischer Kopf ist aus der EP 00 83 475 A1 be
kannt. Bei diesem bekannten optischen Kopf sendet eine
Lichtquelle Licht aus, das eine Linse auf eine Spur eines
Aufzeichnungsmediums konzentriert. Das von dem
Aufzeichnungsmedium zurückkehrende Licht wird von einem
Strahlteiler in zwei Teilstrahlen aufgeteilt und zwei
mehrabschnittigen Fotodetektoren zugeleitet. Einer der
beiden Fotodetektoren dient als Detektor für den Fokussier
zustand, während der andere Fotodetektor zur Spurverfolgung
dient. Der Strahlteiler ist als reflektierende
Spiegelfläche ausgebildet und zum Aufteilen des Strahlen
bündels in die beiden Teilstrahlen zum Teil in dem Bündel
querschnitt eingebracht. Der Fokusdetektor erzeugt aus dem
auf ihn fallenden Teilstrahl ein Signal zum Ermitteln des
Fokussierzustandes. Bei dieser Art der Ermittlung des
Fokussierzustandes können Probleme auftreten, die eine
exakte Fokussierung schwierig machen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen optischen
Kopf gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart
weiterzubilden, daß auf relativ einfache Weise eine exakte
Fokusnachführung erreichbar ist.
Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 angegebenen
Maßnahmen gelöst.
Erfindungsgemäß besitzt der Strahlteiler einen streifen
förmig ausgebildeten Strahlteilungsabschnitt, der sich in
einer zu der Spurrichtung senkrechten Richtung erstreckt.
Durch den Strahlteiler wird der erste Teilstrahl aus einem
zentralen Bereich des Strahlenbündels, der zweite
Teilstrahl dagegen aus einem Randbereich des Strahlen
bündels gebildet. Diese Art der Bildung der Teilstrahlen
führt zu Unterschieden in den Lichtstärken auf den beiden
Fotodetektoren, wobei der Unterschied abhängig von dem
Fokussierzustand ist. Wenn sich der Fokussierzustand auf
dem Aufzeichnungsmedium ändert, ändert sich auf die Weite
des Strahlenbündels an der Stelle des Strahlteilers. Da
andererseits die Fläche des Strahlteilungsbereiches des
Strahlteilers konstant ist, ändert sich die Lichtmenge des
ersten und des zweiten Strahlteilers, wobei die Differenz
der Lichtmengen variiert. Auf der Grundlage der Differenz
der Ausgangssignale der beiden Fotodetektoren können somit
Rückschlüsse auf den Fokussierzustand gezogen werden. Die
erfindungsgemäßen Maßnahmen gewährleisten daher auf
relativ einfache Weise eine zuverlässige Erfassung und
Erkennung des Fokussierzustandes, da erfindungsgemäß beide
Teilstrahlen zur Erfassung herangezogen werden. Gegenüber
einer Fokussierzustandserfassung mit nur einem
Fotodetektor, bei dem prinzipiell die Schwerpunktlage der
Lichtmengenverteilung auf dem Detektor verarbeitet wird,
führt die erfindungsgemäße Verwendung beider Detektoren für
die Fokussierzustandserfassung darüber hinaus zu einer
Unempfindlichkeit gegenüber Lageverschiebungen der
Lichtmengenverteilung, die beispielsweise infolge von
Deformierung des Aufzeichnungsmediums auftreten können.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen werden negative
Einflüsse aufgrund einer Neigung des Strahlenbündels
weitgehend unterdrückt. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen
führen damit zu einer deutlichen Verbesserung der
Fokussierzustandserfassung.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen.
Ein Beispiel des Aufbaus eines weiteren herkömmlichen
optischen Kopfes wird im folgenden unter Bezugnahme
auf die Fig. 1 bis 3 der beiliegenden Zeichnung be
schrieben.
In Fig. 1 ist eine Kondensorlinse 2 zur Verdichtung
eines Lichtflecks auf einem Aufnahmemedium 1 derart
angeordnet, daß sie in Richtung der optischen Achse durch
ein Antriebselement 3 beweglich ist. Das Referenzzeichen
4 bezeichnet einen Schwenkspiegel zur Umlenkung des
Lichtstrahls, das Referenzzeichen 5 bezeichnet ein Lambda
viertelplättchen, das Referenzzeichen 6 bezeichnet
ein Kollimatorobjektiv, das Referenzzeichen 7 bezeichnet
einen Polarisationsstrahlenteiler, das Referenz
zeichen 8 bezeichnet eine Lichtquelle, beispielsweise
einen Halbleiterlaser, das Referenzzeichen 9 bezeichnet
eine Zylinderlinse und das Referenzzeichen 10 be
zeichnet einen vierabschnittigen Fotodetektor.
Der von der Lichtquelle 8 ausgesendete Lichtstrahl
durchquert den Polarisationsstrahlenteiler 7 und wird
durch das Kollimatorobjektiv 6 zu einem parallelen
Lichtstrahl verändert. In diesem Fall wird die Polari
sationsebene des von der Lichtquelle 8 ausgesendeten
Lichtstrahls derart eingestellt, daß sie parallel zur
Ebene des Aufzeichnungsblattes liegt, und der Polari
sationsstrahlenteiler 7 läßt den in einer solchen Ebene
polarisierten Lichtstrahl nahezu ohne irgendwelche
Verluste durch. Der parallele Lichtstrahl wird zu einem
kreisförmig oder elliptisch polarisierten Lichtstrahl,
indem er das Lambdaviertelplättchen 5 durchquert, und
wird darauf durch den um seinen Anlenkbolzen drehbaren
Schwenkspiegel 4 reflektiert, wonach er durch die Kon
densorlinse 2 zu einem sehr kleinen Fleck auf dem Auf
nahmemedium 1 verdichtet wird.
Andererseits läuft der reflektierte Lichtstrahl vom
Aufnahmemedium 1 über die Kondensorlinse 2 und den
Schwenkspiegel 4 zum Lambdaviertelplättchen 5. Nachdem
der Lichtstrahl durch diese Lambdaviertelplättchen
5 gelaufen ist, liegt seine Polarisationsebene ortho
gonal zu der während seines Einfalls und nahezu der
gesamte Lichtstrahl wird durch den Polarisationsstrahlen
teiler 7 reflektiert und dringt über die Zylinder
linse 9 in den vierabschnittigen Fotodetektor 10 ein.
In diesem Fall bildet das reflektierte Licht durch ein
Abbildungsfehler erzeugendes optisches System aus dem
Kollimatorobjektiv 6 und der Zylinderlinse 9 einen
Lichtstrahl in Form einer Abbildungsfehlerverteilung
auf dem Fotodetektor aus. Entsprechend kann die Scharf
einstellung des Flecks auf dem Aufnahmemedium 1 durch
den Zustand seiner Verteilung erfaßt werden.
Die Fig. 2A, 2B und 2C zeigen die Beschaffenheiten
der Lichtverteilung auf dem Fotodetektor 10 in verschie
denen Schärfeeinstellungen des Flecks, wobei Fig. 2A
die Lichtverteilung im Falle des zu weit vorne liegenden Brennpunkts
zeigt, Fig. 2B die Lichtverteilung im Falle des korrekten
Brennpunkts zeigt, und Fig. 2C die Lichtverteilung
im Falle des zu weit hinten liegenden Brennpunkts zeigt.
Wenn die entsprechenden fotoelektrischen Elemente des
vierabschnittigen Fotodetektors 10, wie in den Fig.
2A bis 2C dargestellt ist, A, B, C und D sind, kann der
Ausgangswert von (A+C) minus (B+D) auf der Grundlage
der von jedem Element erhaltenen Lichtstärke er
faßt werden und dadurch, daß der Ausgangswert negativ,
Null oder positiv ist, kann herausgefiltert werden,
ob es sich um die vordere Brennpunkt-Einstellung, die
korrekte Brennpunkt-Einstellung oder die hintere Brenn
punkt-Einstellung handelt. Durch Rücksendung dieses
Ausgangswerts mittels eines elektrischen Verarbeitungs
systems mit einer ausreichenden Verstärkung zu der An
triebsvorrichtung 3 kann eine Korrektur der Abstands
schwankungen zwischen der Kondensorlinse und dem Auf
nahmemedium 1, d. h., eine automatische Schärfeein
stellung (Entfernungseinstellung) durchgeführt werden.
Die automatische Nachführungssteuerung (automatische
Zielverfolgung) zur zweckmäßige Verfolgung der Signal
spur auf dem Aufnahmemedium wird in folgender Weise
durchgeführt.
Wie in Fig. 2D dargestellt, ist der vierabschnittige
Fotodetektor 10 derart angeordnet, daß seine Teilungs
linie längs der Richtung T-T′ der durch die gestrichelte
Linie dargestellten Spur läuft.
Wenn der kleine Fleck von der Signalspur wegen der Ex
zentrizität oder dergleichen des Aufnahmemediums 1,
das ein rotierendes Teil ist, abweicht, tritt eine Schrägstellung
der Lichtstärkeverteilung des Lichtstrahls auf, wie
in Fig. 2D dargestellt, und entsprechend kann die
Spurabweichung als Änderung des Ausgangswerts (A+D)
minus (B+C) der von jedem lichtaufnehmenden Element
aufgenommenen Lichtstärke erfaßt werden. Das diese Spur
abweichung anzeigende Signal wird, wie im Falle der
oben erwähnten automatischen Schärfeeinstellung, elek
trisch verarbeitet und dann zur Antriebsvorrichtung
3 des Schwenkspiegels 4 zurückgesendet, wodurch eine
automatische Nachführungssteuerung (automatische Ziel
verfolgung) möglich wird.
Bei der oben beschriebenen herkömmlichen automatischen
Entfernungseinstellung und Zielverfolgung kann der Fleck
auf dem Aufnahmemedium 1 durch Drehen des Schwenkspie
gels 4 um R°, wie in Fig. 3A gezeigt, um 2 f R zur
Seite bewegt werden, falls die Brennweite der Konden
sorlinse 2 f ist. Wenn jedoch der reflektierte Licht
strahl über die Kondensorlinse 2, den Schwenkspiegel
4 und die Zylinderlinse 9 auf den vierabschnittigen
Fotodetektor 10 trifft, wird die optische Achse durch
die oben erwähnte Seitenbewegung des Lichtflecks abge
lenkt, und die Lichtverteilung auf dem Fotodetektor
10 bewegt sich von dem durch die strichpunktierte Linie
dargestellten Kreis auf den durch die gestrichelte
Linie dargestellten Kreis, wie in Fig. 3B dargestellt.
Die dann auftretende Abweichung im Ausgangswert (A+D)
minus (B+C) ist sehr gering, wenn die Lichtverteilung
punktsymmetrisch ist und außerdem ist die Bewegung längs
der Teilungslinie sehr klein, aber in Wirklichkeit ist
das optische System ein System mit der Zylinderlinse
9 und deshalb wird weder die Bewegung noch die Form
der Lichtverteilung so ideal. Entsprechend muß die durch
den oben erwähnten Zielverfolgungsvorgang bewirkte
Lichtstrahlbewegung in einem Ausmaß gehalten werden,
in dem sie keinen Einfluß auf das Schärfesignal aus
übt, und daraus resultiert das Problem, daß der Bereich
der Nachführungssteuerung begrenzt ist.
Wenn beim oben beschriebenen herkömmlichen optischen
Kopf der Schwenkspiegel 4 schwenkt, um Zielverfolgung
zu bewirken, gibt es den Nachteil, daß das Schärfesignal
ebenso beeinflußt wird und genaue automatische
Schärfeeinstellung schwierig wird, und den Nachteil,
daß die Ausrichtung des vierabschnittigen Fotodetektors
10 und der Zylinderlinse 9 in Richtung der Ziellinie
genau durchgeführt werden muß und dadurch viel Zeit
zum Zusammenbau des optischen Kopfs gebraucht wird und
die Herstellungskosten ansteigen.
Als herkömmliches Verfahren zur Ausschaltung solcher
Nachteile wurde beispielsweise das Foucaull'sche Schneiden
verfahren vorgeschlagen, bei dem ein Fokussierungssignal
erhalten wird und der Fotodetektor in einer konju
gierten Stellung mit der Lichtquelle (die mit 11 be
zeichnete Stellung in Fig. 3A) angeordnet ist, um das
Problem zu lösen, daß der Lichtstrahl während der Ziel
verfolgung abgelenkt wird, aber bei der Schärfeerfas
sung durch dieses Verfahren wird der Lichtstrahl durch
die Schneide im optischen Weg unterbrochen, und das
führt zu dem Nachteil, daß ein Verlust der Lichtmenge
auftritt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungs
beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es
zeigen
Fig. 1 die Anordnung der optischen
Anlage des herkömmlichen op
tischen Kopfs.
Fig. 2A bis 2D den vierabschnittigen Foto
detektor des herkömmlichen
optischen Kopfs und die Zu
stände der Lichtverteilung
auf seiner lichtempfangenen
Oberfläche.
Fig. 3A und 3B das Stadium der Lichtstrahl
bewegung durch Korrektur der
Zielverfolgung beim herkömm
lichen optischen Kopf.
Fig. 4A bis 4D ein Ausführungsbeispiel des
optischen Kopfs.
Fig. 5A bis 5C den Zustand der Lichtvertei
lung der Zielabweichung im
in Fig. 4 dargestellten Foto
detektor.
Fig. 6 die Bewegung des Lichtstrahls
im in Fig. 4 dargestellten
Lichtteiler.
Fig. 7A bis 7C ein weiteres Ausführungsbei
spiel des optischen Kopfs.
Fig. 8 ein Beispiel für das elektrische
Verarbeitungssystem zur
Erzeugung verschiedener Signale
durch den optischen Kopf.
Fig. 9A bis 9C, 10A und 10B das Aufnahme- und Wiedergabe
prinzip eines optomagnetischen
Aufnahmemediums.
Fig. 11A bis 11D und 12A bis 12C ein weiteres Ausführungs
beispiel des optischen Kopfs.
Fig. 13A bis 13C eine Ausbildung des durch
den in Fig. 12 dargestellten
optischen Kopf erzeugten
Signals.
Fig. 14 ein anderes Beispiel für das
elektrische Verarbeitungssystem
zur Erzeugung unter
schiedlicher Signale durch
den optischen Kopf.
Fig. 15A bis 15D unterschiedliche Anordnungen
von lichtspaltenden Elementen,
die in dem optischen Kopf
angewendet werden.
Fig. 4A zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
optischen Kopfes. Ein von einer Lichtquelle
12, beispielsweise einem Halbleiterlaser, ausgesandtes Strahlenbündel bzw. ausgesendeter
Lichtstrahl wird durch einen Polarisationsstrahlenteiler
13 reflektiert und durchläuft ein Lambdaviertel
plättchen 14, wonach er durch eine Kondensorlinse 15
zu einem sehr kleinen Fleck auf dem Aufnahmemedium 16
verdichtet wird.
Der von dem Aufnahmemedium 16 reflektierte Lichtstrahl
durchquert wiederum die Kondensorlinse 15, das Lambda
viertelplättchen 14 und den Polarisationsstrahlenteiler
13 und wird durch einen Lichtteiler bzw. Strahlteiler 22 in zwei Licht
strahlen bzw. einen ersten und zweiten Teilstrahl aufgeteilt, wonach die beiden Lichtstrahlen
auf zweiabschnittige Fotodetektoren 23 und 24 treffen.
Die Beziehung zwischen der Polarisationsebene des Licht
strahls und dem Polarisationsstrahlenteiler 13 sowie
dem Lambdaviertelplättchen 4 ist dieselbe wie im Falle
des herkömmlichen optischen Kopfs auf Fig. 1.
Der Lichtteiler 22, wie in Fig. 4B dargestellt, bein
haltet Strahlteilungsabschnitte wie einen Lichtstrahlreflexionsabschnitt 19 und
Lichtstrahlübertragungsabschnitte 18, 18′. In Fig.
4B bezeichnet das Referenzzeichen 20 die Lichtstrahl
verteilung auf dem Lichtteiler 22.
Der Reflexionsabschnitt 19 ist nicht notwendigerweise
ein Totalreflexionsspiegel und kann auch durch die
Übertragungsabschnitte 18, 18′ ersetzt werden; wie aus
der folgenden Beschreibung hervorgeht, kann ähnliche
betriebliche Wirkung durch Ersatz des Reflexionsab
schnitts 19 durch die Übertragungsabschnitte 18, 18′
erzielt werden. Außerdem bezeichnet in Fig. 4B der
Pfeil T-T′ die Richtung der Signalspur des Aufnahme
mediums 16.
Die Beziehungen zwischen den Lichtstrahlverteilungen
auf den zweiabschnittigen Fotodetektoren 23, 24 und
der Teilungslinie und der Richtung der Signalspur sind
in den Fig. 4C und 4D dargestellt.
Das heißt, die Lichtstärkeverteilung auf einem zweiab
schnittigen Detektor 23 ist in der Form eines bogen
artigen vertikal geteilten Teilkreises ausgebildet,
wie in Fig. 4C dargestellt, weil dieses Licht durch
die Übertragungsabschnitte 18 und 18′ des Lichtteilers
22 übertragen wurde. Die Trennlinie bzw. Teilungslinie 21 ist ange
ordnet wie dargestellt, die Lichtverteilung erstreckt sich
über die Licht empfangenden Elemente A und B, und außerdem
ist die Teilungslinie in einer Richtung deckend
mit der Richtung T-T′ der Signalspur angeordnet.
Die Lichtverteilung auf dem anderen zweiabschnittigen
Detektor 24 weist einen kapselartigen Querschnitt auf,
wie in Fig. 4D gezeigt, weil dieses Licht das vom Re
flexionsabschnitt 19 des Lichtteilers 22 reflektierte
Licht ist, und die Beziehung zwischen der Teilungslinie
21 und der Richtung T-T′ der Signalspur dieselbe ist
wie in dem oben beschriebenen Fall von Fig. 4C.
Wenn die Oberfläche des Aufnahmemediums 16 in
der Brennweite der Kondensorlinse 15 liegt, erreicht
der von der Lichtquelle 12 ausgesendete Lichtstrahl
die zweiabschnittigen Fotodetektoren 23 und 24 durch
das Aufnahmemedium 16, wie durch die durchgezogenen
Linien in Fig. 4A dargestellt.
Während dieses Zustands stellt sich die Lichtver
teilung auf dem Fotodetektor wie in Fig. 4B dargestellt
dar, und der Wert (A+B) minus (C+D) wird auf der Grund
lage der von den lichtempfangenen Elementen A, B und
C, D der Fotodetektoren 23 und 24 ausgehenden elektri
schen Signale jeweils eingestellt, und die Ausgangs
signale dieser Elemente können in der Signalstärke des
obigen Zustands wiedergegeben werden.
Wenn das Aufnahmemedium 16 wegen der Oberflächenvibration
oder dergleichen in eine durch das Referenzzeichen
16′ in Fig. 4A bezeichnete Stellung versetzt wird,
verläuft der reflektierte Lichtstrahl in der durch die
gestrichelte Linie dargestellten Weise, und die Licht
menge auf einem Detektor 23 nimmt ab, während die Licht
menge auf dem anderen Detektor 24 ansteigt. Entsprechend
sinkt der Ausgangswert (A+B) minus (C+D). Andererseits,
wenn das Aufnahmemedium 16 in die zu der durch das
Referenzzeichen 16′ bezeichneten Stellung entgegengesetzte
Stellung versetzt wird, steigt der Ausgangswert (A+B)
minus (C+D) an. Auf diese Art und Weise wird ein Signal
für eine fehlerhafte Schärfeeinstellung erzielt und
die Brennweiteneinstellung kann erfaßt werden.
Nun wird auf die Fig. 5 und 6 Bezug genommen, um
die Operation der Erfassung eines Signals zur Korrektur
der Abweichungen des Lichtflecks von der Signalspur,
d. h., eines Zielverfolgungssignals, zu beschreiben,
die durch den optischen Kopf, der in Zusammenhang
mit den Fig. 4A bis 4D beschrieben wurde, durch
geführt wird.
In Fig. 5A, 5B und 5C werden die zweiabschnittigen
Fotodetektoren 23 und 24, die Lichtverteilungen auf
diesen Detektoren und die relativen räumlichen Bezie
hungen zwischen dem Lichtfleck und der Signalspur auf
dem Aufnahmemedium von oben gezeigt.
Das heißt, Fig. 5A zeigt einen Fall, bei dem der Fleck
auf der Signalspur bleibt, Fig. 5B zeigt einen Fall,
bei dem der Fleck nach links abweicht, und Fig. 5C
zeigt einen Fall, bei dem der Fleck nach rechts ab
weicht; in Übereinstimmung mit den jeweiligen Fällen
entsteht eine Lichtstärkeverteilung, wie sie durch
die Lichtstärkeverteilung auf dem Detektor im mittleren
Bereich von Fig. 5 dargestellt ist.
Wie aus dem in Fig. 5 dargestellten Zustand hervor
geht, erzeugt entsprechend der Ausgangswert (A+C) minus
(B+D), der in Übereinstimmung mit den von den Licht
empfangenen Elementen A, B, C und D der zweiabschnittigen
Fotodetektoren 23 und 24 erzeugt wird, ein Spur
erfassungssignal, und der Spurfehler kann durch Änderung
des Ausgangswerts erfaßt werden.
Entsprechend dem in Fig. 4 und 5 beschriebenen Aus
führungsbeispiel der Erfindung ist die reflektierende
Oberfläche des Lichtteilers 22 in Form von Streifen
ausgebildet, wie in Fig. 4B gezeigt, und deren Richtung
ist rechtwinklig zu der Richtung der Spur und deshalb
wird die folgende Wirkung erreicht.
Wenn die Zielverfolgung durchgeführt wird, während die
Kondensorlinse 15 durch das Zielverfolgungssignal in
einer zur Spur orthogonalen Richtung verschoben wird,
erscheint die Bewegung des Lichtstrahls auf dem Foto
detektor 22, aber selbst wenn der Lichtstrahl von der
durch die durchgezogene Linie dargestellten Stellung
zu der durch die gestrichelte Linie dargestellten Stel
lung wandert, wie in Fig. 6 gezeigt, kann jede Ände
rung in den Lichtstärken des den Fotodetektoren 23 und
24 zugeteilten Lichts verhindert werden, indem die Rich
tung der die reflektierenden Oberflächen 19 bildenden
Streifen (die Richtung rechtwinklig zur Richtung T-T′
der Signalspur), die Richtung T-T′ der Signalspur und
die Richtung der Korrektur der Stellung der Kondensor
linse 15 (parallel zur optischen Achse) zurück in die
Wechselbeziehungen gestellt werden, wie sie in dem oben
beschriebenen Ausführungsbeispiel sind.
Die Bewegung des Lichtstrahls auf den Fotodetektoren
23 und 24 beeinflußt das Schärfesignal in keiner Weise,
solange der Lichtstrahl aus dem Licht empfangenen Ab
schnitt austritt.
In Fig. 4B wurde eine reflektierende Oberfläche 19
in Form von sich in orthogonaler Richtung zur Richtung
der Spur ausdehnender Streifen gemacht, aber die Form
der reflektierenden Oberfläche auf dem Lichtteiler 22
kann jede Form haben, die keine irgendwie gearteten
Änderungen in der Lichtstärke des durch den Lichtteiler
in zwei Lichtstrahlen aufgeteilten Lichtstrahls bewirkt,
selbst dann nicht, wenn die Stellung des Strahls durch
die Zielverfolgung verändert wird.
Entsprechend dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
wird der Aufbau eines optischen Kopfs erhalten, bei
dem sowohl die automatische Schärfeeinstellung (automa
tische Entfernungseinstellung) und die automatische
Zielverfolgungseinrichtung (automatische Zielverfolgung)
genau und einfach durchgeführt werden können.
Betreffs des oben erwähnten Schärfeeinstellungssignals
wurde ein ähnliches Erfassungsverfahren in der japa
nischen Patentveröffentlichung 43 302/1978 beschrieben;
dieses Verfahren erfaßt den Zustand, bei dem sich das
Objekt im Brennpunkt befindet, wenn der Unterschied
zwischen den Lichtmengen, die in Richtung auf die beiden
Fotodetektoren wandern, Null ist, und erfaßt den Schärfen
fehler in dem anderen Fall. Entsprechend der bekannten
Technik wird die Lichtmenge gleich auf die zwei
Fotodetektoren verteilt, und deshalb ist das Flächenver
hältnis zwischen dem Reflexionsabschnitt und dem nicht
reflektierenden Abschnitt des Lichtteilers klein, woraus
sich eine schwierige Herstellung für den Lichtteiler
ergibt. Bei dieser bekannten Technik wird keine Ziel
verfolgungssignalerfassung durchgeführt und nur eine
Lehre für die Erfassung des Schärfesignals gegeben.
Fig. 7A bis 7C zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen optischen Kopfs. Bei diesem
Ausführungsbeispiel sind ein Polarisationsstrahlen
teiler 31, ein Lambdaviertelplättchen 32 und ein Licht
teiler (lichtteilendes Element) 35 einstückig mitein
ander ausgebildet, was zu einem für die Kompaktheit
des optischen Kopfes sehr vorteilhaften Aufbau führt.
Das heißt, der Lichtstrahl aus einer Lichtquelle 30
wird durch den Polarisationsstrahlenteiler 31 reflek
tiert und durchquert das Lambdaviertelplättchen 32,
wonach er durch eine Kondensorlinse 33 zu einem sehr
kleinen Fleck auf einem Aufnahmemedium 34 verdichtet
wird. Der von dem Aufnahmemedium reflektierte Licht
strahl durchquert wiederum die Kondensorlinse 33 und
das Lambdaviertelplättchen 32 und weiterhin den Polari
sationsstrahlenteiler 31. Das lichtteilende Element
35, beispielsweise ein Prisma, ist auf der ausgangs
seitigen Endfläche des Polarisationsstrahlenteilers
31 angeordnet, und ein Teil des Lichtstrahls ändert
seine Strahlrichtung, und der Rest des Lichtstrahls
wandert in der ursprünglichen Strahlrichtung weiter;
beide diese Lichtstrahlen treffen auf einen einstückig
ausgebildeten Fotodetektor (vierabschnittiger Foto
detektor) 36.
Der vierabschnittige Fotodetektor 36, wie in Fig. 7C
dargestellt, beinhaltet vier lichtempfangene Oberflächen
(lichtempfangene Elemente) A, B, C und D und ist
durch eine vertikale Teilungslinie in Richtung T-T′
der Spur und eine horizontale Teilungslinie viergeteilt.
Der Lichtteiler 35 hat einen Übertragungsabschnitt und
einen Reflexionsabschnitt ähnlich dem in dem Ausführungs
beispiel aus Fig. 4B, und entsprechend ist die
relative räumliche Anordnung der Lichtstrahlverteilung
(der durch Schraffierung gekennzeichnete Abschnitt)
auf dem Fotodetektor 36 zu jeder Teilungslinie wie
dargestellt.
Entsprechend dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungs
beispiel wird dort eine Wirkung ähnlich der Wirkung
des Ausführungsbeispiels der Fig. 4 und 5 erzielt,
und zusätzlich wird die Wirkung erzielt, daß der opti
sche Kopf sehr kompakt hergestellt werden kann, da der
Polarisationsstrahlenteiler 31, das Lambdaviertelplätt
chen 32 und der Lichtteiler 35 einstückig ausgebildet
sind, wie in Fig. 7B gezeigt, und der Fotodetektor
36, der den zwei zweiabschnittigen Fotodetektoren 23
und 24 in Fig. 4A entspricht, von einem einzigen vier
abschnittigen Fotodetektor gebildet wird.
Im folgenden wird unter Bezug auf Fig. 8 ein Beispiel
für das elektrische Verarbeitungssystem zur Erzielung
des Meldesignals, des Signals für die automatische
Schärfeeinstellung und des Signals für die automatische
Zielverfolgung in jedem der oben beschriebenen Aus
führungsbeispiele beschrieben.
In Fig. 8 werden die an den lichtempfangenen Elementen
A, B, C und D erhaltenen elektrischen Signale in
folgender Weise weiterverarbeitet, wodurch das Melde
signal, das Signal für die automatische Schärfenein
stellung und das Signal für die automatische Zielver
folgung erzeugt werden.
Das heißt, das Meldesignal S wird als Hochfrequenz
komponente erzeugt, indem die Signale (A+B) und (C+D)
durch einen zusätzlichen Verstärker 40 verstärkt werden
und einen Diskriminator 41 durchlaufen.
Das Signal für die automatische Schärfeeinstellung AF
wird erzeugt, indem der Unterschied zwischen den Signalen
(A+B) und (C+D) durch einen Eingangsdifferenzverstärker
42 aufgenommen wird und indem es durch ein
Signal mit niederfrequenter Komponente, das den Diskri
minator 41 durchquert, in einem Teiler 43 aufgeteilt
wird.
Das Signal zur automatischen Zielverfolgung AT wird
als Signal erzeugt, das sich durch die Aufnahme des
Unterschieds zwischen den Signalen (A+D) und (B+C) durch
einen Eingangsdifferenzverstärker 44 ergibt, und indem
es durch ein Signal mit niederfrequenter Komponente,
das durch den Diskriminator 41 läuft, in einem Teiler
45 aufgeteilt wird.
Bei dem elektrischen Verarbeitungssystem zur Erzeugung
der oben beschriebenen Signale werden nahezu alle Störungs
komponenten, die sich aus einer Schwankung der
Lichtstärke des von der Lichtquelle ausgesendeten Lichts
oder aus einer Unregelmäßigkeit der Reflexion des Auf
nahmemediums ergeben, in der niederfrequenten Komponente,
die durch den Diskriminator 41 läuft, enthalten.
Auf diese Art und Weise kann die in dem Signal für die
automatische Schärfeeinstellung AF und in dem Signal
für die automatische Zielverfolgung AT enthaltene Stör
komponente beseitigt werden, indem sie durch die nieder
frequente Komponente in den Teilern 43 und 45 geteilt
wird.
Als ein Verfahren zur Bewirkung der Verarbeitung ohne
Beeinflussung der Teilungen in den Teilern 43 und 45
ist es möglich, die Lichtteilung in eine gleiche Licht
menge in dem Fall der automatischen Schärfeeinstellung
zurückzustellen und die Lichtverteilung in Fig. 7C
in bezug auf die vertikale Teilungslinie im Falle der
automatischen Zielverfolgung beidseitig symmetrisch
zu machen.
Außerdem kann das Signal zur Zielverfolgung AT auch
nur durch (A-B) oder (D-C) erzeugt werden.
Im folgenden wird ein Fall beschrieben, in dem ein
optomagnetisches Aufnahmemedium, beispielsweise MnBi,
GdTbFe, TbFe, TbDyFe, MnCuBi oder GdTbFeCo, als Aufnahme
medium benutzt wird. Die Fig. 9 und 10 sind Dar
stellungen der Aufnahme und der Wiedergabe des opto
magnetischen Aufnahmemediums.
In Fig. 9A bewirkt ein durch eine Kondensorlinse 60
auf einem Aufnahmekörper 62 verdichteter Lichtstrahl
61, daß die Temperatur eines Teils des Aufnahmekörpers
62 ansteigt. Zu dieser Zeit schwankt die Koerzitivkraft
des optomagnetischen Aufnahmekörpers entsprechend der
Temperatur, wie in Fig. 9B gezeigt. Das heißt, wie
aus der Kurve in Fig. 9B hervorgeht, bei der die Abszisse
die Temperatur D und die Ordinate die Koerzitivkraft
des optomagnetischen Aufnahmekörpers darstellt,
daß die Koerzitivkraft mit dem Temperaturanstieg des
Aufnahmekörpers sinkt und daß die Koerzitivkraft Hc
mit der Curie'schen Temperatur Tc Null wird.
Wenn die Temperatur des Aufnahmekörpers auf die
Temperatur T₀ ansteigt und die Koerzitivkraft H₀
wird, wird, falls die Stärke der umfließenden magneti
schen Stromschleife, die durch die gestrichelten Linien
in Fig. 9A dargestellt ist, oder des magnetischen Felds
He, das von außen aufgegeben wird, größer als die Koer
zitivkraft H₀ wird, die Richtung des Magnetfelds im mag
netischen Bereich, der ursprünglich ein, wie in Fig.
9C gezeigt, nach oben gerichtetes Magnetfeld hatte,
nach unten umgekehrt.
Entsprechend können Informationssignale auf dem Aufnahmekörper
(Aufnahmemedium) durch vertikale Ausrichtung des Magnetfelds in
jedem magnetischen Abschnitt aufgegeben werden.
Andererseits kann die Wiedergabe der gespeicherten In
formation durch Benutzung des magnetooptischen Effekts -
bekannt als Kerreffekt oder Faradayeffekt - erreicht
werden.
Der Kerreffekt wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 10A
beschrieben.
Der Kerreffekt ist ein Phänomen, das auftritt, wenn
ein Lichtstrahl von einem magnetischen Medium reflektiert
wird, und die Polarisationsebene 63 während des
Einfalls des Lichtstrahls um die Winkel R k und
-R k gedreht wird, die durch die Referenzzeichen 64
und 65 in Fig. 10A dargestellt sind. Die Richtung der
Drehung dieser Polarisationsebene läuft bezüglich des
magnetischen Abschnitts nach oben oder nach unten, oder
in anderen Worten, nach rechts oder links. Entsprechend
kann durch Einsatz einer Polarisationsscheibe in den
reflektierten Lichtstrahl die Drehung der Polarisations
ebene als Schwankung in der Lichtstärke aufgefaßt
werden.
Wenn also die Richtung der Übertragungsachse der Pola
risationsscheibe um einen Winkel ϕ aus der Polarisations
ebene des einfallenden Lichtstrahls geneigt wird,
wie durch das Referenzzeichen 66 in Fig. 10B angezeigt
ist, wird die in diesem Fall erzeugte Lichtmengenschwan
kung IAC durch die folgende Gleichung (1) gegeben und
es wird ein Signal in einer dem Winkel R k entsprechenden
Stärke erzeugt.
IAC ∝ cos² (ϕ-R k) - cos² (ϕ+R k) = sin 2 ϕ sin 2 R k (1)
Entsprechend kann die Aufnahme des Signals durch eine
dem Signal entsprechende Hell-Dunkel-Modulation durch
geführt werden, die Wiedergabe des Signals kann durch
Aufgabe einer vorbestimmten Lichtmenge (einer Licht
menge, die unterhalb der Empfindlichkeit des Aufnahme
körpers liegt) auf das Aufnahmemedium und durch Erfassung
des davon reflektierten Lichtes durchgeführt
werden.
Fig. 11 zeigt ein Ausführungsbeispiel des optischen
Kopfes, bei dem ein optomagnetisches Aufnahmemedium
als Aufnahmemedium benutzt wird. Der grundsätzliche
Aufbau dieses Ausführungsbeispiels ist derselbe wie
bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführung des optischen
Kopfes. In Fig. 11 bezeichnen entsprechende Referenz
zeichen dieselben Elemente wie in Fig. 4, außerdem
werden solche Elemente hier nicht mehr beschrieben.
Die Unterschiede im Aufbau zwischen dem in Fig. 11
dargestellten optischen Kopf und der in Fig. 4 darge
stellten Ausbildung des optischen Kopfes liegen darin,
daß das Lambdaviertelplättchen 14 bei dem optischen
Kopf aus Fig. 11 nicht notwendig ist und daß zwischen
dem Lichtteiler 22 und den zugeordneten zweiabschnit
tigen Fotodetektoren 23, 24 Polarisationsscheiben 70
und 71 angeordnet sind.
Fig. 12 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des
optischen Kopfes, bei dem ein optomagnetisches Aufnahme
medium als Aufnahmemedium benutzt wird. Der grundsätz
liche Aufbau dieses Ausführungsbeispiels ist derselbe
wie der Aufbau des optischen Kopfes in Fig. 7. In
Fig. 12 bezeichnen entsprechende Referenzzeichen die
selben Elemente wie in Fig. 7, außerdem werden solche
Elemente hier nicht mehr beschrieben.
Die Unterschiede zwischen dem Aufbau des in Fig. 12
dargestellten optischen Kopfes und dem Aufbau des in
Fig. 7 dargestellten optischen Kopfes liegen darin,
daß das Lambdaviertelplättchen 32 in dem optischen Kopf
aus Fig. 12 nicht notwendig ist und daß in dem opti
schen Kopf aus Fig. 12 vor dem vierabschnittigen Foto
detektor 36 Polarisationsscheiben 75 und 76 angeordnet
sind. In den optischen Köpfen aus Fig. 11 und 12
ist es möglich, ein Fokussierungs- und ein Spurverfolgungs
signal in einer der Signalverarbeitung im oben
beschriebenen optischen Kopf ähnlichen Weise zu erzeugen;
die Art und Weise, mit der Schärfeeinstellung und
Spurverfolgung höherer Genauigkeit durch wirksame Nutzung
der in Fig. 11 und 12 gezeigten Ausbildungen des
optischen Kopfes bewirkt werden, wird im weiteren anhand
des in Fig. 12 dargestellten optischen Kopfes
beschrieben. In diesem Fall sind die Polarisationsscheiben
75 und 76 derart angeordnet, daß ihre Übertragungs
achsen der Stellung eines in Fig. 10B dargestellten
Winkels ϕ und der Stellung des Winkels (90°-ϕ) ent
sprechen.
Das Signal, das erzeugt wird, wenn die Übertragungs
achse der einen Polarisationsscheibe 75 wie oben be
schrieben im Winkel ϕ angeordnet ist, wird durch die
folgende Gleichung gegeben, wobei die Schrägkomponente
ebenfalls in Betracht gezogen wird:
Außerdem wird das Signal, das erhalten wird, wenn die
Übertragungsachse der anderen Polarisationsscheibe 76
in dem Winkel (90°-ϕ) angeordnet ist, durch die folgende
Gleichung (3) gegeben, wobei die Schrägkomponente
in Betracht gezogen ist:
In den obigen Gleichungen bedeuten I₀ und I′₀ die Licht
mengen, nachdem der Lichtstrahl geteilt ist.
Wenn die Verstärkungen bei der Signalerzeugung durch
fotoelektrische Wandlung dieser Lichtmengen G und
G′ sind, ergeben sich die für die Lichtmengen erzeugten
elektrischen Signale V₇₅ und V₇₆ durch die folgen
den Gleichungen (4) und (5):
Wenn R k zeitabhängig ist, ergeben sich die durch die
Gleichungen (4) und (5) gegebenen elektrischen Signale
V₇₅ und V₇₆ zu den in Fig. 13A und 13B dargestellten
Graphen. Bei diesen Graphen stellt die Abszisse die
Zeit und die Ordinate die Spannungswerte der elektrischen
Signale V₇₅ und V₇₆ dar.
In Fig. 13A entspricht die Amplitude a dem Wert I₀G sin
2 ϕ sin 2 R k und die Schrägkomponente b entspricht dem
Wert I₀G(½+½ cos 2 ϕ). Entsprechend entspricht in
Fig. 13B die Amplitude a′ dem Wert I′₀G′sin 2 ϕ sin
2 R k und die Schrägkomponente b′ dem Wert I′₀G′(½-½
cos 2 ϕ).
Es sollte bemerkt werden, daß in den Gleichungen (4)
und (5) das positive und das negative Maximum der Signal
amplitude umgekehrt sind. Der Unterschied V zwischen
diesen Signalen kann durch die folgende Gleichung (6)
erhalten werden:
Wenn I₀G=I′₀G′ und ϕ=45° ist, ergibt sich der Unter
schied V zwischen diesen Signalen wie folgt:
V = 2 I₀G sin 2 R k (7)
Entsprechend der durch die Gleichung (7) gegebenen Differenz
V zwischen den Signalen gibt es hier keine
Schrägkomponente; weiterhin existiert hier nur eine
Signalkomponente, bei der eine Signalamplitude erzeugt
wird, die doppelt so groß ist wie die sich aus der Glei
chung (4) oder (5) ergebende; dieser Fall ist graphisch
in Fig. 13C dargestellt.
Wenn die Schrägkomponente derart ausgeschaltet wird,
kann der Einfluß, der auf das elektrische Signal durch
eine Störkomponente ausgeübt wird, die bei der Polari
sation nicht betroffen ist, beispielsweise eine Unregel
mäßigkeit des Reflexionsfaktors des Aufnahmekörpers
und eine Schwankung in der Lichtmenge der Lichtquelle,
entsprechend ausgeschaltet werden, wodurch eine in S/N
excellente Signalwiedergabe ausgeführt werden kann.
Unter Bezugnahme auf Fig. 14 wird nun ein elektrisches
Verarbeitungssystem zur Erzeugung eines Meldesignales
S, eines automatischen Fokussierungssignales AF und
eines automatischen Zielverfolgungssignales AT auf der
Grundlage der Verarbeitung eines solchen Meldesignales
beschrieben. Das heißt, die von den lichtempfangenen
Elementen A, B, C und D erzeugten elektrischen Signale
werden auf folgende Weise verarbeitet.
Um das Meldesignal S zu erzeugen, wird ein Signal A+B
mit einer geeigneten Verstärkung durch einen Verstärker
80 verstärkt, und ein Signal C+D wird mit einer
geeigneten Verstärkung durch einen Verstärker 81 ver
stärkt, und diese Signale sind die Eingangssignale
eines Differentialverstärkers 82; der Unterschied zwi
schen ihnen wird aufgenommen, wonach der gemeinsame
Signalanteil durch einen Diskriminator 83 herausgenommen
wird, wodurch das Meldesignal S erzeugt wird.
Um das automatische Fokussierungssignal AF zu erzeugen,
wird das durch den Differentialverstärker 82 erzielte
Differenzsignal auf den Diskriminator 83 gerichtet,
und eine niederfrequente Komponete wird durch den Dis
kriminator ausgenommen, wodurch das automatische Fokussierungs
signal AF erzeugt wird. Unter Beachtung der
Oberflächengenauigkeit und der Oberflächenvibration
des Aufnahmekörpers wird dieses automatische Fokussierungs
signal AF durch Wahl eines Frequenzanteils von
normalerweise 2 kHz oder weniger erzeugt.
Um das automatische Zielverfolgungssignal AT zu erzeugen,
werden, wenn ein Signalmuster auf der lichtempfangenden
Oberfläche des Fotodetektors abgebildet wird,
die Lichtverteilungen auf den Oberflächen der licht
empfangenden Elemente A, B und der lichtempfangenden
Elemente C, D in ihrem Hell-Dunkel-Sinn umgekehrt; deshalb
wird die Differenz zwischen den Signalen (A+C)
und (B+D) durch den Differentialverstärker 84 aufgenommen,
wodurch das automatische Zielverfolgungssignal
erzeugt wird. Die Anordnung zur Abbildung des Signal
musters auf der lichtempfangenden Oberfläche des Foto
detektors wird so angenommen, daß der auf die Oberfläche
des Aufnahmemediums auftreffende Lichtstrahl keine
Beugungserscheinungen verursacht, d. h., für einen Fall,
bei der ein optomagnetisches Aufnahmemedium auf einer
Spur ohne Vertiefung vorgesehen ist. Für einen Fall,
bei dem der auf die Oberfläche des Aufnahmemediums auf
treffende Lichtstrahl keine Beugungserscheinung her
vorruft, kann das Zielverfolgungssignal bei der Stellung
des Fernfeldes nicht erzeugt werden, bei der die Foto
detektoren 23 und 24 im Abstand zu den abgebildeten
Punkten 72 und 73 des Lichtstrahls stehen, wie bei
spielsweise in Fig. 11 dargestellt. In einem solchen
Fall können die Fotodetektoren 23 und 24 an den abge
bildeten Punkten 72 und 73 des Lichtstrahls angeordnet
werden, um irgendeine Schwankung in der Lichtstärkever
teilung zu erfassen, wodurch das Zielverfolgungssignal
erzeugt werden kann.
Wenn auf dem vorrückenden Aufnahmekörper Vertiefungen
vorgesehen sind und Aufnahme und Wiedergabe längs
dieser Vertiefungen durchgeführt werden, wird gebeugtes
Licht erzeugt, auch wenn ein optomagnetisches Auf
nahmemedium benutzt wird; wie oben beschrieben, wird
der Ausgangswert (A+C) minus (B+D) erfaßt und das Ziel
verfolgungssignal kann erzeugt werden.
Der einstückige Aufbau des Polarisationsstrahlen
teilers 31 und des Lichtteilers 35 - dargestellt in Fig.
7 und 12 - kann durch irgendeine der verschiedenen in
den Fig. 15A bis 15D dargestellten Ausbildungen rea
lisiert werden.
In Fig. 15A ist ein Reflexionsspiegel 51 auf einem
Abschnitt einer Oberfläche 52 des Polarisationsstrahlen
teilers 50 vorgesehen und durch diesen Reflexions
spiegel 51 wird die Lichtteilung bewirkt.
Fig. 15B zeigt einen Fall, bei dem ein gelötetes Beu
gungsgitter 53 auf einer Oberfläche 52 des Polarisa
tionsstrahlenteilers 50 angeordnet ist und die Licht
teilung durch Benutzung der Beugungswirkung durchge
führt wird.
Fig. 15C zeigt einen Fall, bei dem ein holographisches
Teilungselement 54 auf einer Oberfläche 52 des Polari
sationsstrahlenteilers 50 angeordnet ist und durch
dieses die Lichtteilung bewirkt wird. Bei diesem Fall
ist ein feinnetziges Beugungsgitter 55 auf der Endfläche
des Lichtteilers 54 vorgesehen, um den Beugungswinkel
des gebeugten Lichts ausreichend groß festzusetzen,
wodurch Totalreflexion auf der Grenzfläche zwischen
dem Teiler 54 und der Luft erzeugt werden kann und das
gebeugte Licht dazu gebracht werden kann, aus der End
fläche des Teilers hervorzutreten.
Fig. 15D zeigt einen Fall, bei dem ein Element 56 mit
Kondensorfunktion, beispielsweise eine Halblinse oder
eine Fresnel'sche Halblinse, auf einer Oberfläche 52
des Polarisationsstrahlenteilers 50 angeordnet ist und
die Lichtteilung durch dieses Element bewirkt wird.
Etwa dieselben betrieblichen Wirkungen wie die der Aus
führungsbeispiele aus Fig. 7 und 12 können durch eine
der in den Fig. 15A bis 15D dargestellten Ausbildungen
erreicht werden.
Bei dem erfindungsgemäßen optischen System nach Fig.
7A kann ein Aufbau benutzt werden, bei dem ein Kolli
matorobjektiv zwischen der Lichtquelle 30 und dem Pola
risationsstrahlenteiler 31 zur Kollimierung des diver
gierenden Lichts aus der Lichtquelle 30 und eine Kon
densorlinse zwischen dem Polarisationsstrahlenteiler
31 und dem Fotodetektor 36 angeordnet sind, oder ein
Aufbau, bei dem ein Kollimatorobjektiv zwischen dem
Lambdaviertelplättchen 32 und der Kondensorlinse 33
angeordnet ist, wodurch eine der des in Fig. 7 darge
stellten Ausführungsbeispiels ähnliche Wirkung auch
durch diese Anordnungen erzielt werden kann.
Bei der Anordnung des in Fig. 12 dargestellten Aus
führungsbeispiels kann durch eine Anordnung, bei der
ein Kollimatorobjektiv zwischen der Lichtquelle 30 und
dem Polarisationsstrahlenteiler 31 zur Kollimierung
des divergierenden Lichts aus der Lichtquelle 30 und
eine Kondensorlinse zwischen den Polarisationsstrahlen
teiler 31 und dem Fotodetektor 36 angeordnet sind, oder
durch eine Anordnung, bei der ein Kollimatorobjektiv
zwischen dem Polarisationsstrahlenteiler 31 und der
Kondensorlinse 33 angeordnet ist, eine der des in Fig.
12 dargestellten Ausführungsbeispiels ähnliche
Wirkung erzielt werden.
Erfindungsgemäß wird ein optischer Kopf mit sehr ein
fachem Aufbau geschaffen, der einfach und genau sowohl
automatische Fokussierung als auch automatische Ziel
verfolgung durchführt.
Außerdem ist es, verglichen mit dem herkömmlichen opti
schen Kopf, nicht notwendig, die Nullpunktmethode (die
Methode, bei der der Zustand, in dem der Unterschied
der Lichtstärke Null ist, Zielwert des Servosystems
ist) im Servosystem (automatischem Steuersystem) anzu
wenden, und die zylindrische Linse kann weggelassen
werden; deshalb kann die Genauigkeit in der räumlichen
Anordnung und die Genauigkeit in der Abmessung jedes
Elements weniger groß sein und die Herstellungskosten
können verringert werden.
Bei allen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen haben
der Reflexionsabschnitt und der reflektionsfreie Ab
schnitt der lichtteilenden Elemente Streifenform, wie
beispielsweise in Fig. 4B dargestellt, und die Rich
tung T-T′ der Signalspur wird als eine zu den Streifen
orthogonale Richtung gesetzt; deshalb kann der Einfluß
des Zielverfolgungsvorgangs auf das Fokussierungssignal
ausgeschaltet werden, wodurch die Steuerung der
automatischen Schärfeeinstellung und der automatischen
Zielverfolgung einfach und verläßlich durchgeführt werden
kann.
Entsprechend den in Fig. 7, 12 und 15 dargestellten
Ausführungsbeispielen ist ein lichtteilendes Element
einstückig auf der Endfläche des Polarisationsstrahlen
teilers angeordnet; deshalb kann, verglichen mit
dem Fall, in dem ein unabhängiger Lichtteiler benutzt
wird, der nötige Raum verringert werden, wodurch Kom
paktheit des optischen Kopfs erzielt werden kann. Wie
aus der vorgehenden Beschreibung der Erfindung hervor
geht, kann der Einfluß des Zielverfolgungsvorgangs auf
das Fokussierungssignal ausgeschaltet werden, wodurch
die Steuerung der automatischen Schärfeeinstellung und
der automatischen Zielverfolgung einfach und verläß
lich durchgeführt werden kann; weiterhin kann die Genau
igkeit der räumlichen Anordnung und die Genauigkeit
der Dimensionierung jedes Elements verglichen mit dem
Fall des konventionellen optischen Kopfes verringert
werden, wodurch ein mit niedrigen Kosten herzustellen
der optischer Kopf geschaffen wird.
Bei einem optischen Kopf zur Durchführung der Infor
mationsaufnahme auf einem Aufnahmemedium oder der Infor
mationswiedergabe von einem Aufnahmemedium wird ein
von einer Lichtquelleneinheit geschaffener Lichtstrahl
durch ein erstes optisches System auf das Aufnahme
medium gerichtet, wird der Lichtstrahl vom optischen
Medium durch einen Lichtteiler in einem zweiten optischen
System in zwei Lichtstrahlen aufgeteilt, und werden
die beiden Lichtstrahlen durch das zweite optische
System auf Fotodetektoren gerichtet; selbst wenn der
auf den Lichtteiler auftreffende Lichtstrahl durch die
Zielverfolgung abgelenkt ist, ändern sich die Licht
mengen der beiden geteilten Lichtstrahlen nicht, wo
durch der Einfluß des Zielverfolgungsvorgangs auf die
automatische Schärfeeinstellung ausgeschaltet ist.
Claims (9)
1. Optischer Kopf mit einer Lichtquelle, die ein Strahlen
bündel erzeugt, das von einer Linse auf ein mit einer Spur
versehenes Aufzeichnungsmedium konzentriert wird, einem
Strahlteiler zum Aufteilen des von dem Aufzeichnungsmedium
kommenden Lichtstrahls in einen ersten und einen zweiten
Teilstrahl und einem ersten und zweiten Fotodetektor zum
Empfangen des jeweiligen Teilstrahls, wobei der optische
Kopf zum Erfassen eines Fokussiersignals ausgebildet ist,
das einen Fokussierzustand des Strahlenbündels auf dem
Aufzeichnungsmedium darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Bildung der Teilstrahlen der Strahlteiler (22)
streifenförmige Strahlteilungsabschnitte (18, 19, 18′)
besitzt, die sich in einer Richtung orthogonal zu der Spur
richtung (T) erstrecken, daß der erste Teilstrahl aus einem
zentralen Bereich des Strahlenbündels und der zweite Teil
strahl aus einem Randbereich des Strahlenbündels mittels
der Strahlteilungsabschnitte erzeugt werden, und daß das
Fokussiersignal (AF) erhalten wird, indem Unterschiede
(durch 43 und 82) zwischen den Ausgangssignalen des ersten
(24) und des zweiten (23) Fotodetektors verarbeitet werden.
2. Optischer Kopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Strahlteilungsabschnitte (18, 19, 18′) des Strahl
teilers (22) aus einem streifenförmigen Spiegel gebildet
werden, der in dem Strahlengang des von dem Aufzeichnungs
medium (16) kommenden Strahlenbündels angeordnet ist.
3. Optischer Kopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Strahlteilungsabschnitte (18, 19, 18′) des Strahl
teilers (22) aus einem streifenförmigen Prisma gebildet
werden, das in dem Strahlengang des von dem Aufzeichnungs
medium (16) kommenden Strahlenbündels angeordnet ist.
4. Optischer Kopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß Lichtempfangsflächen des
ersten bzw. des zweiten Fotodetektors (23, 24) durch Trenn
linien (21) geteilt sind, die sich in Spurrichtung
erstrecken, und daß der erste und der zweite Fotodetektor
ein Spurnachführungssignal (AT) dadurch bilden, daß
Differenzen zwischen dem Ausgangssignal einer der geteilten
Lichtempfangsflächen und dem Ausgangssignal der anderen
geteilten Lichtempfangsfläche verarbeitet werden.
5. Optischer Kopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Informationssignal (S) zur
Darstellung von auf dem Aufzeichnungsmedium (16)
aufgezeichneter Information dadurch erhalten wird, daß
Summen von Ausgangssignalen des ersten und des zweiten
Fotodetektors (23, 24) verarbeitet werden.
6. Optischer Kopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Informationssignal aus einem hochfrequenten Anteil
eines Ausgangssignals gewonnen wird, das durch den Sum
mationsvorgang erzeugt wird, wobei der hochfrequente Anteil
mittels eines Frequenzdiskriminators (83) abgetrennt wird.
7. Optischer Kopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das Fokussiersignal durch einen Teilungsvorgang
gewonnen wird, bei dem ein durch den Differenzbildungsvor
gang erzeugtes Ausgangssignal durch einen niederfrequenten
Anteil des bei dem Summationsvorgang erzeugten Ausgangssig
nals geteilt wird, wobei der niederfrequente Anteil durch
den Frequenzdiskriminator (83) abgetrennt wird.
8. Optischer Kopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Polarisationsvorrichtung
(70, 71) in dem Strahlengang des Strahlenbündels zwischen
dem Aufzeichnungsmedium (16) und dem ersten und zweiten
Fotodetektor (23, 24) vorgesehen ist, und daß eine auf dem
Aufzeichnungsmedium magnetisch aufgezeichnete Information
durch magneto-optischen Effekt wiedergegeben wird.
9. Optischer Kopf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Polarisationsvorrichtung (70, 71) aus einem ersten
und einem zweiten Polarisationsplättchen besteht, die
jeweils in dem Strahlengang des ersten und des zweiten
Teilstrahls angeordnet sind und deren Lichtdurchlaßachsen
senkrecht aufeinander stehen, und daß ein Informationssig
nal und das Fokussiersignal aus einem hochfrequenten Anteil
bzw. einem niederfrequenten Anteil gewonnen werden, wobei
jeder Anteil aus den Ausgangssignalen des ersten und des
zweiten Fotodetektors (23, 24), die durch den Differenz
bildungsprozeß erzeugt werden, erhalten wird.
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