DE3502138A1

DE3502138A1 - Geraet zum ablesen optisch aufgezeichneter daten

Info

Publication number: DE3502138A1
Application number: DE19853502138
Authority: DE
Inventors: Yoshiyuki Tokorozawa Saitama Tsukai
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1984-01-23
Filing date: 1985-01-23
Publication date: 1985-07-25
Also published as: GB8501593D0; GB2156973A; US4636628A; DE3502138C2; JPS60120522U; GB2156973B; JPH0433548Y2

Description

Gerät zum Ablesen optisch aufgezeichneter Daten

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Ablesen optisch 5

aufgezeichneter Daten. Speziell betrifft die Erfindung ein Gerät zum Lesen optisch aufgezeichneter Daten,

welches ein Steuersystem aufweist, das dazu dient, die ]

optische Achse des Lichtstrahls, der die aufgezeich- ι

neten Daten abliest, senkrecht zur Aufzeichnungs- >

il

fläche des Aufzeichnungsgerätes zu halten. |

Wenn der Winkel zwischen der optischen Achse eines 1 Lichtstrahls, der aufgezeichnete Daten abliest, und

dem Aufzeichnungsmedium (Aufzeichnungsscheibe) deut- ι lieh von 90° abweicht, geschieht es, daß eine Datenverbreiterung ('leakage') durch angrenzende Auf zeich- _; nungsspuren auftritt, d.h., es treten Quereinstreuungen j auf. ^i

Die oben erwähnte Winkelabweichung kann vielerlei Ursachen haben. Z.B. kann eine solche Abweichung auftreten, wenn sich die Aufzeichnungsscheibe verzieht oder wenn die Scheibendrehwelle verbogen ist. Diese Arten von Schwierigkeiten treten im allgemeinen nach der Versendung des Produktes auf und sind daher unvermeidlich .

Es ist daher notwendig, ein Steuersystem vorzusehen, welches elektrisch die Gegenwart von Quereinstreuungen erfaßt und entsprechend die optische Achse des Leselichtstrahls senkrecht zur Aufzeichnungsscheibe hält, um das Ausmaß der Quereinstreuungen gering zu machen. Eine derartige Maßnahme ist in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 186237/82 beschrieben. In diesem japanischen Patent wird diese Technik bei einem Wiedergabegerät mit einer Aufzeichnungsscheibe verwendet, auf der die Daten mit dem CLV-System (konstante lineare Geschwindigkeit) aufgezeichnet sind. Genauer gesagt,

läßt sich die Quereinstreuung unter Ausnützung der Tatsache erfassen, daß das Synchronisierungssignal für die Aufzeichnungsintervalle in einer Aufzeichnungsspur, die nach dem CAV-System (konstante Winkelgeschwindigkeit) erzeugt ist, auf einer den Aufzeichnungsspuren gemeinsamen radialen Linie liegt. Dies gilt jedoch nicht für eine Aufzeichnungsspur, die nach dem CLV-System hergestellt worden ist. Im CAV-System wird die aufgrund benachbarter Spuren stattfindende Verbreiterung der Synchronisierungssignaldaten erfaßt, wodurch sich auch das Ausmaß der Quereinstreuungen erfassen läßt. Die optische Achse des Leselichtstrahls wird dann so geregelt, daß die auf diese Art und Weise festgestellten Quereinstreuungen ausgeschaltet werden.

Diese oben beschriebene Technik ist insofern nachteilig, als daß der elektrische Schaltkreis, der benötigt wird, um die Quereinstreuung zu erfassen, komplex und teuer ist und daß diese Technik nur für Aufzeichnungsscheiben verwendet werden kann, die nach dem CLV-System hergestellt worden sind, nicht dagegen für diejenigen nach dem CAV-System.

Eine andere Technik ist in der japanischen Offenlegungsschrift der Patentanmeldung Nr. 179954/82 beschrieben und in Figur 1 dargestellt. Dort wird eine Objektivlinse 3 vorgesehen, um einen Leselichtstrahl für aufgezeichnete Daten auf eine optische Achse 1 auf der Aufzeichnungsoberfläche 2 einer Aufzeichnungsscheibe zu fokussieren. Es ist eine Lichtquelle 4 vorgesehen, die einen Nachweishilf sstrahl erzeugt, mit dem sich die Größe der Abweichung vom 90° Winkel zwischen der optischen Achse 1 und der Aufzeichnungsoberfläche feststellen läßt. Der Hilfsstrahl tritt durch die Objektivlinse 3 hindurch auf die Aufzeichnungsoberfläche 2. Das dort reflektierte Licht gelangt durch die Objektivlinse 3 hindurch auf ein Lichtnachweiselementenpaar 5 und 6. Wenn die Aufzeichnungsoberfläche 2 senkrecht zur optischen Achse 1 steht, wird der

BAD ORiG/NAL

Hilfsstrahl bezüglich der optischen Achse symmetrisch reflektiert und kommt daher bezüglich der optischen Achse, wie das durch eine durchgezogene Linie in Figur 1 dargestellt ist, symmetrisch zurück. Wenn dagegen die Auf-Zeichnungsfläche einen Neigungswinkel zeigt, wie das durch die strichpunktierte Linie oder die unterbrochene Linie angedeutet ist, die durch die Aufzeichnungsoberfläche 2 hindurchgehend gezeichnet sind, wird der Hilfsstrahl so reflektiert, wie das durch die strichpunktierte bzw. unterbrochene Linie, die sich durch die Objektivlinse 3 hindurch erstrecken, gezeigt ist. Die Lichtnachweiselemente 5 und 6 sind diesen reflektierten Strahlen zugeordnet, wie das Figur 1 zeigt. Die Ausgänge der Lichtnachweiselemente 5 und 6 sind mit zugeordneten Eingängen eines Differentialverstärkers 7 verbunden, der ein entsprechendes Nachweissignal am Ausgang erzeugt. Dieser Nachweisausgang wird auf ein Differenzierglied 8 gegeben, wo das Nachweisausgangssignal und ein Referenzsignal 9 voneinander angezogen werden, so daß sich ein entsprechendes Subtraktionsausgangssignal ergibt. Dieses Ausgangssignal wird an einen Steuermechanismus für die optische Achsenneigung weitergegeben, der dann so wirkt, daß die optische Achse bezüglich der Aufzeichnungsoberfläche wieder einen Winkel von 90 bildet.

Bei der oben beschriebenen Technik trifft der Hilfsstrahl, der ein paralleler Strahl ist, durch die Objektivlinse hindurch auf die Aufzeichnungsoberfläche. Diese Technik hat daher einige Nachteile. Wenn das Fokussteuersystem nicht sehr stabil arbeitet, kann auch das Steuersystem, das für die optische Achse 1 der Aufzeichnungsoberfläche verwendet wird, im folgenden als Neigungssteuersystem "bezeichnet" nicht exakt arbeiten. Die für die Neigungssteuerung erforderlichen Schritte können daher nicht bewirkt werden, bevor nicht das Fokussteuersystem eingerastet ist. Im schlimmsten Falle kann daher weder eine Neigungssteuerung noch eine Fokussteuerung erreicht werden. Mit anderen Worten muß die Scheibenober-

fläche rait dem Fokuspunkt der Linse zusammenfallen, damit der parallel zur optischen Achse 1 emittierte Hilfsstrahl an die richtigen Stellen auf den Lichtnachweiselementen 5 und 6 reflektiert wird. Wenn die Scheibenoberfläche nicht am Fokuspunkt der Linse liegt, stimmen die Positionen der Lichtnachweiselemente, auf die der reflektierte Hilfsstrahl auftritt, nicht mehr und sind entweder nach rechts oder links in Figur 1 verschoben. Der Differentialverstärker 7 liefert dann ein fehlerhaftes Ausgangssignal, so daß auch der Winkel der optischen Achse 1 entsprechend unrichtig eingestellt wird.

Wenn der Winkel der optischen Achse zu sehr von dem 90° Winkel abweicht, wird auch der Winkel eines Datennachweisstrahls der auf einen nicht dargestellten Detektor reflektiert wird, welcher dazu dient, ein Steuersignal an das Fokussteuersystem oder an das Spursteuersystem zu geben, verändert, so daß sich ungewünschte Gleichstromkomponenten über ein Fehlersignal· überlagern, welches für das Einrasten des Steuersystems verwendet wird.

Da darüber hinaus die Aufnahme miniaturisiert ist, ist es schwierig, das optische System für das Neigungssteuersystem in dem Aufnahmebereich anzuordnen. D.h., da der Hilfsstrahl auch durch die Objektivlinse geht, die für den Ableselichtstrahl· der aufgezeichneten Daten vorgesehen ist, ist der Sichtwinkel der Linse für den Leselichtstrahl der aufgezeichneten Daten gering , was insgesamt die Gestaltungsmog^chkeiten des optischen Systems begrenzt.

Um die oben erwähnten Schwierigkeiten zu umgehen wurde von dem Anmelder der vorliegenden Anmeldung eine Anordnung vorgeschlagen, wie sie in den Figuren 2 und 3 dargestellt ist. Diese Vorrichtung ist in der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 63397/1983 beschrieben. Die in Figur 2 dargeste^t Scheibe 11 ist bezügiich der Horizontaien geneigt, z.B. deshalb, weil sie sich

verzogen hat. Es ist ein optischer Lesekopf 12 vorgesehen, um die auf der Aufzeichnungsscheibe optisch aufgezeichneten Daten abzulesen. Die Lesekopfeinheit 12 ist auf einer Welle 14, die von den Stützen 13 gehalten wird, verschwenkbar befestigt. Die Stützglieder 13 sind fest mit einem Schlitten 15 verbunden, der so ausgebildet ist, daß er die Lesekopfeinheit 12 in radialer Richtung bezüglich der Scheibe 11 bewegen kann. Ein Teil des Schlittens 15 ist als Zahnstange 16 ausgebildet, die mit dem Zahnrad 17 kämmt. Das Zahnrad 17 wird über einen Schlittenmotor 18 so angetrieben, daß sich der Schlitten 15 radial gegenüber der Scheibe bewegt.

Darüber hinaus ist ein allgemeiner Steuersignalerzeugungsabschnitt 20 und ein Hochgeschwindigkeitssteuersignalerzeugungsabschnitt 21 vorgesehen. Der allgemeine Steuersignalerzeugungsabschnitt 20 erfaßt eine Gleichspannungskomponente, die in dem Fehlersignal enthalten ist, welches von einem Spurfehlersignalgenerator (nicht dargestellt) ausgelesen wird, um ein Steuersignal für die Schlittenbewegung zu erzeugen. Der Hochgeschwindigkeitssteuersignalerzeugungsabschnitt 21 erzeugt ein Hochgeschwindigkeitssteuersignal während dem Abrufen von aufgezeichneten Adressdaten, d.h., während den Abtastvorgangen. Die Ausgänge dieser beiden Signalerzeugungsabschnitte werden an ein Addierglied 22 gelegt und der Ausgang des Addiergliedes 22 wird an einen Antriebskreis 19 abgegeben, der den Schlittenmotor 18 antreibt.

Um den Neigungswinkel der Scheibe 11 zu erfassen, sind ein lichtemittierendes Element 23 und ein Lichtnachweiselement 24a und 24b auf der Kopfeinheit 12 vorgesehen. Die Ausgänge der Lichtnachweiselemente 24a und 24b werden an einen Differentialverstärker 25 gegeben, dessen Differenzausgang an einen Antriebsschaltkreis 26 gelegt wird, der seinerseits den Neigungsmotor 27 betreibt. Ein Gewindetrieb 28, der mit der Drehwelle des Neigungsmotors 27 verbunden ist, steht mit einem Gegengewindeteil,

welches Teil der optischen Kopfeinheit 12 ist, derart in Verbindung, daß diese Einheit durch Drehung des Neigungsmotors 27 geneigt wird. Bei dieser Betriebsart wird der Lesekopf 12 um die oben erwähnte Welle 14, die in den Lagern 13 gelagert ist, verschwenkt. Eine Feder S ist um das Gewinde 18 herum angeordnet, um einen Gewindetotgang zu verhindern.

Figur 3 zeigt den optischen Lesekopf 12 in einer perspektivischen Darstellung. In Figur 3 ist mit 29 die optische Linse bezeichnet. Ein Leselichtstrahl für die aufgezeichneten Daten wird von einer Laserquelle abgegeben, die sich auf der Einheit 12 befindet, und wird durch die Objektivlinse 29 auf die Aufzeichnungsoberfläche der Aufzeichnungsscheibe 11 fokussiert. Der Mittelpunkt der Linse 29 wird so gelegt, daß er dort liegt, wo die optische Achse 31 des Lichtstrahls sich mit der Welle 14 überschneidet. Ein Fokuseinstellglied 30 umfaßt einen magnetischen Schaltkreis, Spulen usw.

Eine durchgängige Linie, die den Mittelpunkt der Objektivlinse 29 und den Mittelpunkt des lichtemittierenden Elementes 23 verbindet, verläuft im wesentlichen parallel zu einer Tangente an einer Aufzeichnungsspur, die wiedergegeben werden soll. Das lichtemittierende Element 23 ist vorzugsweise vor der Datennachweissteile angeordnet, wo der Lichtstrahl während der Ableseoperation der aufgezeichneten Daten fokussiert wird, so daß das von dem lichtemittierenden Element und dessen reflektiertes Licht nicht durch die Objektivlinse 29 hindurchtritt.

Die optische Achse 31 des Ableselichtstrahls für die aufgezeichneten Daten verläuft parallel zur optischen Achse des Lichtstrahls des lichtemittierenden Elementes 23-Wenn auch die zuerst genannte optische Achse mit der letztgenannten optischen Achse ausgerichtet ist, treten dabei keine Probleme auf.

Wie eine derart aufgebaute Vorrichtung arbeitet, wird im folgenden unter Hinweis auf die Figuren 4A bis 6C beschrieben werden. In den Figuren 4A bis 4C sind verschiedene Reflexionsbedingungen des Lichtstrahls aus dem lichtemittierenden Element23 für die verschiedenen Neigungswinkel einer Scheibe dargestellt, Figur 5A bis 5C zeigen verschiedene Reflexionsbedingungen wie sie sich in seitlicher Betrachtung der Scheibe darstellen und Figur 6A bis 6C deuten die Ausgangssignale a und b der Lichtnachweiselemente 24a und 24b an, und den Ausgang c des Differentialverstärkers 25. Genauer zeigen die Figuren 6A bis 6C den Ausgang a des Lichtnachweiselementes 24a, den Ausgang b des Lichtnachweiselementes 24b und den Ausgang c des Differentialverstärkers 25.

Die Stellen A, B und C in den Figuren 6A bis 6C entsprechend den in den Figuren 4A und 5A, 4B und 5B, und 4C und 5C jeweils dargestellten Zuständen. Der Punkt B gehört dabei zu dem Fall, in dem die Scheibe horizontal, d.h. senkrecht zur optischen Achse 31 ausgerichtet ist.

In dem Fall, in dem die Scheibe senkrecht zur optischen Achse 31 ausgerichtet ist, wird der von dem lichtemittierenden Element 23 ausgehende Lichtstrahl durch die Aufzeichnungsoberfläche der Scheibe 11 reflektiert und divergiert dabei und der so reflektierte Lichtstrahl wird gleichmäßig von den Lichtnachweiselementen 24a und 24b erfaßt. Es ist daher der Ausgang der beiden Elemente 24a und 24b gleich groß, so daß das Ausgangssignal des Differentialverstärkers 25 Null ist.

Wenn andererseits die Scheibe 11 sich verzogen hat, wie das in den Figuren 6A oder 6B dargestellt ist, ist die Scheibe nicht mehr senkrecht zur optischen Achse 31· In dem in Figur 4A dargestellten Beispiel trifft das reflektierte Licht nur auf das Lichtnachweiselement 24a, so daß der Ausgangspegel des erfaßten Lichts am Lichtnachweiselement 24b im wesentlichen Null ist, was zur Folge hat, daß der Ausgangspegel des Differential-

Al ""'■■■

* Verstärkers 25 mit positiver Polarität am größten ist. Ähnliches gilt für den in Figur 4C dargestellten Fall, in dem das reflektierte Licht nur auf das Lichtnachweiselement 24b trifft. Der Ausgangspegel des Differen-

^ tialverstärkers 25 zeigt daher sein Maximum bei negativer Polarität.

Demgemäß wird am Ausgang c des Differentialverstärkers 25 ein Signal erzeugt, dessen Pegel und Polarität entsprechend der Abweichung des Winkels zwischen der Scheibe 11 und der optischen Achse und der Richtung dieser Abweichung entspricht. Daher kann die optische Achse 31 des Lichtstrahles jederzeit senkrecht zur Scheibe 11 gehalten und somit Quereinstreuungen ausgeschaltet werden, wenn ein geschlossener Regelkreis für die Neigungssteueroperation geschaffen wird, der den Differentialausgang c immer zu Null steuert. Wenn das von dem Lichtelement 23 emittierte Licht eine der Gaußverteilung entsprechende Intensitätsverteilung aufweist, ist die Steilheit der Ausgangscharakteristik des Differentialverstärkers groß und daher ist auch die Nachweisempfindlichkeit groß, was zum Ergebnis hat, daß die Anordnung und Größe der lichtnachweisenden Elemente 24a und 24b leicht bestimmt werden kann.

Das differentielle Ausgangssignal des Differentialverstärkers 25 treibt den Neigungsmotor 25 so an, daß die optische Kopfeinheit 12 um die Welle 14 verschwenkt wird. Die Neigungssteuerung wird auf diese Art und Weise durchgeführt.

Bei der oben stehenden Anordnung bleibt jedoch die Brechung der von der Aufzeichnungsscheibe reflektierten Lichtstrahlen außer Betracht. Es hat sich tatsächlich herausgestellt, daß die Konfiguration, der Ort und die Intensität des Beugungslichtes abhängig von der Ausbildung der Vertiefungen und der Spursteigung der Scheibe ist. Dies führt im Ergebnis dazu, daß noch andere als die

Neigungsdaten einen Beitrag für das Neigungssignal liefern, d.h., das Neigungssteuersignal kann fehlerhaft werden.

In Figur 7 ist in einer Draufsicht eine Lichtquelle 23 und die Lichtnachweiselemente 24a und 24b dargestellt, wobei diese Anordnung diesen Effekt des Beugungslichtes außer acht läßt. In Figur 7 bezeichnen die Bezugszeichen 32 und 33 die Beugungslichtstrahlen erster Ordnung. In diesem Falle erstreckt sich die Aufzeichnungsspur in einer Richtung, die durch die strichpunktierte Linie in Figur 7 angedeutet ist. Bei einer tatsächlichen Ausführung einer Aufzeichnungsscheibe sind die Vertiefungen zweidimensional angeordnet, so daß das Licht in vertikaler Richtung in Figur 7 gebeugt wird. In dieser Richtung sind jedoch die Erhöhungen entsprechend den Signalinformationen, die sie enthalten, ungleichmäßig angeordnet, so daß deren Einflüsse im wesentlichen vernachlässigt werden können. Auf der anderen Seite ist die Spursteigung relativ gleichmäßig, so daß hinsichtlich derjenigen Lichtstrahlen, die senkrecht zur Spur gebeugt werden, dieser durch die Spursteigung erzeugte Effekt nicht vernachlässigt werden kann. Eine Spur, die spiralförmig ist, hat eine bestimmte Krümmung. In der Praxis sind daher die nach rechts und links in erster Ordnung gebeugten Lichtstrahlen in einem Maße asymmetrisch, welche durch diese Krümmung festgelegt ist (in Figur 7 sind die Beugungslichtstrahlen im wesentlichen aus Darstellungszwecken symmetrisch dargestellt). Das Aussehen wird durch den Abstand zwischen der Scheibe und den Lichtnachweiselementen 24a und 24b bestimmt.

Wenn die oben erwähnten positiven und negativen Beugungslichtstrahlen 32 und 33 erster Ordnung auf die Lichtnachweiselemente 24a und 24b treffen, kann es aufgrund der Unterschiede in der Scheibe wie z.B. zwischen inneren und äußeren Umfangsbereichen der Scheibe und Intensitätsschwankungen der postiven und negativen Beugungslichtstrahlen erster Ordnung aufgrund einer asymmetrischen

Ausbildung der Erhebungen geschehen, daß auch andere als die eigentlichen Neigungssignale für die Scheibe,, nämlich Untergrundsignale^zusammen vermischt werden, so daß das Neigungssteuersignal fehlerhaft wird, und es daher schwierig ist, eine Neigungssteuerung vorzunehmen, die sehr exakt arbeitet.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gerät zum Ablesen optisch aufgezeichneter Daten zu schaffen, in welchem Beugungslichtstrahlen, die anderenfalls auf Lichtnachweiselemente auftreffen könnten und die höherer Ordnung als die positiven und negativen Beugungslichtstrahlen erster Ordnung sind, ausgestaltet werden, so daß nur der in nullter Ordnung gebeugte Lichtstrahl auf die Lichtnachweiselemente trifft um so ein Neigungssignal zu erhalten, so daß die Neigungssteuerung mit großer Genauigkeit ausgeführt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ein Gerät zum Ablesen optisch aufgezeichneter Daten vor, welches ein Steuersystem hat, mit dem die optische Achse eines Lichtstrahles, der die aufgezeichneten Daten abliest, senkrecht zur Aufzeichnungsoberfläche eines Aufzeichnungs mediums durch eine Neigungssteuereinrichtung gehalten wer den kann, mit der eine Abweichung des Winkels zwischen der optischen Achse und der Aufzeichnungsoberfläche von 90° erfaßt wird und bei der der Winkel der optischen Achse entsprechend der erfaßten Abweichung gesteuert wird, wobei die Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Neigungssteuereinrichtung eine lichtemittierende Einrichtung umfaßt, die einen Lichtstrahl in Richtung auf die Aufzeichnungsoberfläche emittiert und eine Lichtnachweiseinrichtung, die das an der Aufzeichnungsoberfläche reflektierte Licht aufnimmt, wobei die lichtemittierende Einrichtung und die lichtnachweisende Einrichtung so angeordnet sind, daß von den Beugungslichtstrahlen, die an der Aufzeichnungsoberfläche re-

-rs ■■'■' -■ ^: "··"-

flektiert werden, im wesentlichen nur die gebeugten Lichtstrahlen nullter Ordnung auf die Lichtnachweiseinrichtung treffen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind in dem Gerät die lichtemittierende Einrichtung und die Lichtnachweiseinrichtung so angeordnet, daß der emittierte Lichtstrahl und der reflektierte Lichtstrahl nicht durch eine fokussierende Linse hindurchtreten, die für den Leselichtstrahl der aufgezeichneten Daten vorgesehen ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen weiter erläutert und beschrieben. Es zeigt
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Figur 1 eine Darstellung, die eine herkömmliche Neigungsnachweiseinrichtung darstellt,

Figur 2 eine Darstellung, die ein Neigungssteuersystem darstellt, welches von demselben Anmelder wie die vorliegende Erfindung vorgeschlagen worden ist,

Figur 3 in perspektivischer Darstellung eine optische Kopfeinheit eines in Figur 2 dargestellten Systems,

die Figuren 4A bis 4C

sind Diagramme zur Erläuterung des Neigungsnachweisteils in einem System wie in Figur 2 dargestellt ist,

Figur 7 ein Diagramm zur Erläuterung der Effekte, die mit den Beugungen erster Ordnung bei einem System in Figur 2 auftreten und

Figur 8 bis 13

Diagramme, anhand derer mehrere erfindungsge-

mäße Ausführungsbeispiele beschrieben werden.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im c folgenden unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.

Figur 8 zeigt in einer ersten Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. In Figur 8 sind solche Bauteile, wie sie zuvor unter Hinweis auf die -₀ Figuren 1 bis 7 beschrieben worden sind mit denselben Bezugszeichen oder Kennzeichen versehen. - Das lichtemittierende Element 23 ist auf einem Sockel 34 befestigt, der eine bestimmte Höhe hat. Wie in Figur 8 zu erkennen ist, kann der Abstand zwischen der Licht-

, _c quelle 23 und der Scheibe 11 durch a angegeben werden, JLo

der Abstand zwischen der Scheibe 11 und den Lichtnachweiselementen 24a und 24b mit b, der maximale Divergenzwinkel der Lichtquelle (bezüglich der optischen Achse 40 Jist mit θ angegeben, der Radius des Beugungslichtes __Λ nullter Ordnung ist mit c bezeichnet. Der Abstand zwischen der optischen Achse 31 und den äußersten Umfang jedes Lichtnachweiselementes ist mit d bezeichnet, der Abstand zwischen der optischen Achse 31 und den innersten Umfang eines jeden Beugungslichtstrahls erster Ordnung ^{mit e}·

Desweiteren ist der Beugungswinkel des Lichtstrahls, der senkrecht auf die Scheibe auf triff t, mit ^bezeichnet, der Beugungswinkel am maximalen Divergenzwinkel θ ist _ mit "^bezeichnet, und die Wellenlänge der Lichtquelle ist mit Λ angegeben. Die Beugungswinkelty_o und können wie folgt ausgedrückt werden

"ty_Q= sin"¹( JL/t), und

-, _

= sin (A/t - sin Θ)

wobei t die Steigungshöhe der Spur ist.

»'ti t r

Im wesentlichen kann der Einfluß des Beugungslichtes erster Ordnung auf die Lichtnachweiselemente 24a und 24b vermieden werden, indem e größer als d gemacht wird. Die örtliche Beziehung zwischen dem Lichtnachweiselement und dem lichtemittierenden Element kann daher dadurch bestimmt werden, daß man die oben stehenden Gleichungen und die Bedingung verwendet, daß d kleiner e ist. Auf der anderen Seite wird die örtliche Beziehung dadurch festgelegt, daß die maximale Neigung der Scheibe 11 berücksichtigt wird. Für einige Bereiche des Beugungslichtes

erster Ordnung kann es jedoch zugelassen werden, daß sie »

die Lichtnachweiselemente erreichen.

In Figur 9 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Er- ■

ι findung dargestellt, In diesem zweiten Ausführungsbei- |

spiel wird ein halbversilberter Spiegel 35 so angeordnet, daß nur solches Licht, welches senkrecht von der Scheibe '"■

11 reflektiert wird, auf die Lichtnachweiselemente 24a ,-ι

und 24b trifft. Daher wird die optische Austrittsachse 40 der Lichtquelle 23 parallel zur Scheibe 11 angeordnet. ., Der halbversilberte Spiegel 35 bildet mit dieser optischen Achse 40 einen Winkel von 45°. Die Beugungslichtstrahlen, die höhere* Ordnung als die positiven und negativen Beugungslichtstrahlen erster Ordnung sind, gelangen so nicht auf die Lichtnachweiselemente. Sie divergieren, wie das durch die punktierte Linie dargestellt ist. In Figur 10 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Bei diesem dritten Ausführungsbeispiel , welches in einem Fall zur Anwendung kommt, in dem die Anwendung der in Figur 8 beschriebenen Methode so dimensionsmäßig eingeschränkt ist, daß die örtliche Beziehung zwischen dem lichtemittierenden Element und dem Lichtnachweiselement eingeengt ist, so daß es schwierig ist, zu verhindern, daß positive und negative Beugungslichtstrahlen erster Ordnung auf die Lichtnachweiselemente treffen, ist ein lichtabsorbierendes Element 36 unmittelbar oberhalb dem lichtemittierenden Element 23 angeordnet und in Rieh-

AS -■-*-■■■ -

tung auf die Lichtquelle übereinstimmend mit den Winkeln der positiven und negativen Beugungslichtstrahlen erster Ordnung verschoben, die die Lichtnachweiselemente überdecken, so daß das Auftreffen von positiven und negativen Beugungslichtstrahlen erster Ordnung verhindert ist.

Figur 11 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei diesem vierten Ausführungsbeispiel ist das lichtemittierende Element 23 in einem vorbestimmten Abstand in Spurrichtung (durch die strichpunktierte Linie angedeutet) von den Lichtnachweiselementen 24a und 24b angeordnet. Die optische Achse 31 des Datenlesestrahls (Figur 3),die nicht parallel zu der optischen¹ ° Achse des lichtemittierenden Elementes ist, schneidet die Scheibe 11 in der Nähe des sich darauf befindenden Datennachweispunktes. Entsprechend können die beiden Lichtnachweiselemente 24a und 24b in engem Kontakt zueinander angeordnet werden. In diesem Fall wird ^Ayj der Verlust an Lichtmenge, die empfangen wird, gering gehalten und die positiven und negativen Beugungslichtstrahlen 32 und 33 erster Ordnung leicht ausgeschaltet.

Figur 12 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der Er- *° findung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Prisma 37 vorgesehen, das im Schnitt eine Form hat, wie es die Figur zeigt, und welches unmittelbar über der Lichtquelle 23 angeordnet ist, um den aus der Lichtquelle austretenden Lichtstrahl in zwei Teile aufzuteilen und ®^ um so noch effektiver die Aufnahme der positiven und negativen Beugungslichtstrahlen erster Ordnung zu vermeiden.

Figur 13 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel der Er-"5 findung. Bei diesem sechsten Ausführungsbeispiel ist die Höhe des Sockels 34, auf dem die Lichtquelle 23 angeordnet ist, größer, so daß der Schattenden der Sockel und die Lichtquelle wirft, es verhindert, daß Beugungs-

lichtstrahlen höherer Ordnungen zu den Lichtnachweis- :

elementen 24a und 24b gelangen. Figur 13 zeigt den ;

Beugungslichtstrahl nullter Ordnung (durch durchgezogene ?;«

Linien angedeutet) und den Beugungslichtstrahl erster jj\

Ordnung auf einer Seite (angedeutet durch unterbrochene ψ

Linien), die durch die Lichtquelle unterbrochen sind. :■■

Da weiterhin der Lichtstrahl, der zur Erzeugung des Neigungsnachweissignales verwendet wird, nicht durch die Objektivlinse hindurchtritt, kann die Neigungssteuerung schon erfolgen, bevor die Fokussteuerung abgeschlossen ist. Die Neigungssteuerung wird durch die Bewegung der Objektivlinse im Spurbetrieb nicht nachteilig beeinflußt. Da außerdem das lichtemittierende Element !

und das Lichtnachweiselement, die zum Neigungsnachweis \ verwendet werden, auf der äußeren Umfangswand der ; optischen Kopfeinheit befestigt sind, ist es nicht not- ; wendig, diese Elemente innerhalb der Einheit vorzusehen, wie das in dem in Figur 1 beschriebenen Beispiel der Fall ist, was dazu beiträgt, die optische Kopfeinheit möglichst, klein auszubilden.

Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, wird ge- |i

maß der Erfindung die räumliche Beziehung zwischen der Lichtquelle und den Lichtnachweiselementen in einem Bereich gewählt, in dem Beugungslichtstrahlen erster, Ordnung nicht auf die Lichtnachweiselemente treffen können. Da- |

durch wird das erhaltene Neigungssignal nur von den ,

Beugungslichtstrahlen nullter Ordnung abgeleitet. Auch |

wenn sich daher die Scheibeneigenschaften ändern, bleibt \

das erhaltene Neigungssignal immer richtig.

QO - Leerseite

Claims

Patentansprüche ,

1- Gerät zum Ablesen optisch aufgezeichneter Daten, * mit einem Steuersystem, mit dem die optische Achse des Leselichtstrahls für die aufgezeichneten Daten senkrecht zur Aufzeichnungsoberfläche eines Aufzeichnungswinkels mittels einer Neigungssteuereinrichtung , gehalten wird, die eine Abweichung des Winkels zwischen der optischen Achse und der Aufzeichnungsoberfläche von 90° erfaßt und die den Winkel entsprechend der so erfaßten Abweichung regelt, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigungssteuereinrichtung ein lichtemittierendes Element (23) umfaßt, welches einen Lichtstrahl in Richtung auf die Aufzeichnungsoberfläche (11) emittiert, und daß eine Lichtnachweiseinrichtung (24a, 24b) vorgesehen ist, die den an der Aufzeichnungsoberfläche (11) reflektierten Lichtstrahl aufnimmt und daß die lichtemittierende Einrichtung (23) und die Lichtnachweiseinrichtung (24a, 24b) so angeordnet ist, daß von gebeugten Lichtstrahlen,

BAD

die an der Aufzeichnungsoberfläche (11) reflektiert werden, im wesentlichen nur die Beugungslichtstrahlen nullter Ordnung auf die Lichtnachweiseinrichtung (24a, 24b) treffen.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtemittierende Einrichtung (23) und die Lichtnachweiseinrichtung (24a, 24b) so angeordnet ist, daß der emittierte Lichtstrahl und der reflektierte Lichtstrahl nicht durch eine Fokussierungslinse (3) hindurchtreten, die für den Leselichtstrahl der aufgezeichneten Daten vorgesehen ist.
3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Lichtnachweiseinrichtung

(24a, 24b) einen ersten (24a) und einen zweiten (24b) Lichtdetektor umfaßt, die im Abstand zueinander angeordnet sind .
ν

* 20
4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die optische Achse des Strahls, der von dem lichtemittierenden Element (23) ausgesandt wird, im wesentlichen parallel zur Aufzeichnungsoberfläche (11) ist und daß weiterhin ein halbversilberter Spiegel (35) vorgesehen ist, der so angeordnet ist, daß er den von der lichtemittierenden Einrichtung (23) emittieren Strahl in Richtung auf die Aufzeichnungsoberfläche (11) reflektiert und einen reflektierten Strahl in Richtung auf den ersten und zweiten Lichtdetektor (24a, 24b) sendet, wobei der erste und zweite Lichtdetektor (24a, 24b) lichtnachweisende Oberflächen hat, die in einer im wesentlichen parallel zur Aufzeichnungsoberfläche gelegenen Ebene liegen.
5. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahl, der von der lichtemittierenden Einrichtung (23) ausgeht, im wesentlichen senkrecht zur Aufzeichnungsoberfläche (11) ist, und daß

der erste und zweite Lichtdetektor (24a, 24b) auf gegenüberliegenden Seiten der Lichtnachweiseinrichtung (23) liegen und daft. weiterhin ein lichtabsorbierendes Element i-

(36) vorgesehen ist, welches zwischen der lichtemittierenden

Einrichtung (23) und der Aufzeichnungsoberfläche (11) an »

einer Stelle so angeordnet ist, daß es außer den Lichtstrahlen nullter Ordnung alle anderen daran hindert, zu dem ersten und zweiten Detektor (24a, 24b) zu gelangen.
6. Gerät nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η - " ί zeichnet, daß der Lichtstrahl, der von dem lichtemittierenden Element (23) ausgeht, im wesentlichen

senkrecht zur Aufzeichnungsoberfläche (11) verläuft und |

daß ein erster und ein zweiter Detektor (24a, 24b) auf f

gegenüberliegenden Seiten der lichtemittierenden Einrichtung (23) angeordnet sind und daß weiterhin ein j Prisma (37) vorgesehen ist, welches zwischen dem licht- · emittierenden Element (23) und der Aufzeichnungsober- |'

fläche (11) an einer Stelle angeordnet ist, daß es |~ <

ί außer den Lichtstrahlen nullter Ordnung alle anderen *

daran hindert, zu dem ersten und zweiten Detektor (24a, '

24b) zu gelangen. :
7. Gerät nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der erste und zweite Lichtdetektor (24a, 24b) sich bezüglich des lichtemittierenden Elementes (23) gegenüberliegend angeordnet sind und daß die Höhe des lichtemittierenden Elementes (23) über der lichtempfindlichen Oberfläche des ersten und zweiten Lichtdetektors (24a, 24b) ausreichend hoch ist, um außerdem an der Aufzeichnungsoberfläche reflektierten Lichtstrahlen nullter Ordnung alle anderen daran zu hindern, zu dem ersten und zweiten Lichtdetektor (24a, 24b) zu gelangen.
8. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtemittierende Einrichtung (23) in Spurrichtung des Aufzeichnungsmediums gegenüber

einer Linie verschoben angeordnet ist, die die Mittelpunkte des ersten und zweiten Lichtnachweiselementes (24a, 24b) verbindet.