DE3784859T2

DE3784859T2 - Optischer Kopf.

Info

Publication number: DE3784859T2
Application number: DE87310715T
Authority: DE
Inventors: Ryuichiro C O Itami Seisa Arai; Hitoshi C O Itami Seisaku Imai; Kimiyuki Itami Seisak Koyanagi; Michihiro Itami Seisa Tadokoro
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-12-05
Filing date: 1987-12-04
Publication date: 1993-10-14
Anticipated expiration: 2007-12-05
Also published as: EP0270380B1; CN87105755A; US4841507A; JPS6391819U; DE3784859D1; CN1003683B; EP0270380A2; CA1302562C; KR880013257U; EP0270380A3; KR900008969Y1

Description

Die Erfindung betrifft einen optischen Kopf für eine optische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung, mit dem Informationen auf einer Informationsträgeroberfläche optisch aufgezeichnet und wiedergegeben werden.
Fig. 1 zeigt einen herkömmlichen optischen Kopf, der beispielsweise in der JP-OS Nr. 60-76038 beschrieben ist und bei dem ein Lichtstrahl, der von einem Halbleiterlaser 1 emittiert wird, von einer Objektivlinse 4 gesammelt und in einer von Führungsnuten 3 in einem Informationsträger 2 fokussiert wird. Das Bezugszeichen 5 bezeichnet ein Halbprisma, das den Durchtritt des Lichtstrahls von dem Halbleiterlaser 1 durch es hindurch zuläßt und das einen von dem Informationsträger 2 reflektierten Lichtstrahl reflektiert. Der reflektierte Lichtstrahl von dem Informationsträger 2 wird von einem Prisma 6 dreigeteilt, durch eine Zylinderlinse 7 geleitet, die eine Linsenfunktion in einer Richtung zeigt, und die geteilten Strahlen werden in in Lichtempfangselement 8 eingeleitet, das Lichtsignale in elektrische Signale umwandelt. Das Lichtempfangselement 8 weist drei Lichtempfangseinheiten 9, 10 und 11 auf.
Bei der obigen Konstruktion wird der von dem Halbleiterlaser 1 emittierte Lichtstrahl auf dem Informationsträger 2 durch das Halbprisma 5 und die Objektivlinse 4 gesammelt und kehrt nach der Reflexion entlang der gleichen Bahn wie der ankommende Strahlenweg zurück. Der Lichtstrahl wird jedoch an dem Halbprisma 5 in eine Richtung reflektiert, die zu dem Lichtstrahl, der auf den Halbleiterlaser 1 gerichtet ist, senkrecht ist, um durch das Prisma 6 zu gehen, das in dem Fernfeldbereich des reflektierten Lichtstrahls positioniert ist. Fig. 2 zeigt den Zusammenhang zwischen dem Prisma 6 und dem durch das Prisma 6 hindurchgehenden Lichtstrahl; es ist daraus ersichtlich, daß der Lichtstrahl 13 dreigeteilt wird, wenn er durch die schrägen Flächen 6a und 6c und die obere Fläche 6b des Prismas 6 hindurchgeht, und die geteilten Strahlen erreichen das Lichtempfangselement 8, nachdem sie durch die Zylinderlinse 7 hindurchgegangen sind. Das Prisma 6 hat einen trapezförmigen Querschnitt und seitliche schräge Flächen 6a und 6c sowie eine zentrale flache Fläche 6b sind daran geformt.
Nachstehend wird das Prinzip beschrieben, mit dem ein Fokussierungsfehlersignal erhalten werden kann. Fig. 3a, 3b und 3c sowie Fig. 4a, 4b und 4c sind Ansichten, die Zusammenhänge zwischen verschiedenen relativen Positionsbeziehungen des Informationsträgers 2 zu der Objektivlinse 4 und der entsprechenden Gestalt des Flecks auf dem Empfangselement 8 zeigen. In Fig. 4a, 4b und 4c bezeichnen die Bezugszeichen 9, 10 und 11 die Lichtempfangseinheiten auf dem Lichtempfangselement 8, wobei die Lichtempfangseinheit 10 vier Lichtempfangseinheiten 10a, 10b, 10c und 10d aufweist. Wie Fig. 3a, 3b und 3c zeigen, liefert der Lichtstrahl, der durch eine Zylinderlinse 7 geht, einen Lichtfleck (durch einen schraffierten Kreis gezeigt) auf dem Lichtempfangselement 8, dessen Gestalt sich, wie aus Fig. 4a, 4b und 4c ersichtlich ist, entsprechend der relativen Positionsbeziehung zwischen dem Informationsträger 2 und der Objektivlinse 4 ändert, wie in Fig. 3a, 3b und 3c gezeigt ist. Somit kann durch Aufnehmen dieser Änderungen der Gestalt des Flecks in Form der nachstehenden Gleichung als elektrisches Signal ein Fokussierungsfehlersignal erhalten werden.
[Ausgangssignal der Lichtempfangseinheit 10a + Ausgangssignal der Lichtempfangseinheit 10d] -[Ausgangssignal der Lichtempfangseinheit 10b + Ausgangssignal der Lichtempfangseinheit 10c] (1).
Nachstehend wird das Prinzip beschrieben, mit dem ein Spurfehlersignal erhalten werden kann. Fig. 5a, 5b und 5c zeigen eine relative Positionsbeziehung zwischen dem fokussierten Lichtfleck und der Führungsnut 3 auf dem Informationsträger 2, und Fig. 6a, 6b und 6c zeigen die Beziehung in bezug auf die Lichtstrahlen, die durch die entsprechenden Prismen gehen. In diesen Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 12 einen von der Objektivlinse 4 fokussierten Lichtstrahl, und 13 bezeichnet einen Lichtstrahl, der durch das Prisma 6 geht. Wenn der Lichtstrahl 12 sich aus der Mitte der Führungsnut 3 verlagert, ändert sich, wie Fig. 5a und 6a oder 5c und 6c zeigen, der Lichtstrahl, der durch die schrägen Flächen 6a oder 6c geht, in bezug auf die Lichtmenge aufgrund des Einflusses des gebeugten Lichts der ersten Ordnung (±). Da der Lichtstrahl, der durch die schrägen Flächen 6a und 6c gegangen ist, die Lichtempfangseinheiten 9 und 11 in Fig. 4 und 5 erreicht, ändert sich die Lichtmenge, die die Lichtempfangseinheiten 9 und 11 erreicht, in Abhängigkeit von der relativen Positionsbeziehung zwischen dem fokussierten Fleck und der Führungsnut 3. Durch Aufnehmen dieser Änderungen als elektrisches Signal in Form der nachstehenden Gleichung kann ein Spurfehlersignal erhalten werden.
[Ausgangssignal der Lichtempfangseinheit 9] -[Ausgangssignal der Lichtempfangseinheit 11] (2).
Da die herkömmlichen optischen Köpfe in der oben beschriebenen Weise ausgebildet sind, bestand ein Problem darin, daß Zylinderlinsen 7 darin angeordnet werden mußten, um das Fokussierungsfehlersignal zu erhalten, was die Anzahl der optischen Teile erhöhte.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um das oben genannte Problem zu lösen, so daß die Anzahl der optischen Teile verringert werden kann; infolgedessen ist die vorliegende Erfindung darauf gerichtet, einen optischen Kopf bereitzustellen, der miniaturisiert werden kann.
Der optische Kopf nach der vorliegenden Erfindung ist mit einer Zylinderfläche in dem Mittelbereich seines Prismas ausgebildet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein optischer Kopf bereitgestellt, der folgendes aufweist: eine Lichtquelle; eine erste optische Einrichtung, um einen Lichtstrahl von der Lichtquelle in eine Führungsnut einzuleiten, die in einer Aufzeichnungsoberfläche eines Informationsträgers ausgebildet ist; eine zweite optische Einrichtung, um einen reflektierten Lichtstrahl, der von der Führungsnut reflektiert wird, von dem Lichtstrahl von der Lichtquelle zu trennen; ein optisches Element, auf dem eine zentrale Fläche und auf beiden Seiten schräge Flächen ausgebildet sind, um den reflektierten Lichtstrahl in drei divergierende Lichtstrahlen zu teilen; und ein Lichtempfangselement, das wenigstens drei Lichtempfangseinheiten hat, um die jeweiligen von dem optischen Element in drei Lichtstrahlen geteilten Lichtstrahlen zu empfangen, wobei die zentrale geteilt ist, um die Gestalt des zentralen Lichtflecks erfassen zu können, um ein Fokussierungsfehlersignal zu erhalten, und dadurch gekennzeichnet ist, daß die zentrale Fläche des optischen Elements eine Zylinderlinsenfläche ist.
Bei einer solchen Vorrichtung kann die herkömmliche Zylinderlinse entfallen. Der Lichtstrahl, der durch die Zylinderlinsenfläche in der Mitte des optischen Elements geht, ändert sich in bezug auf die Gestalt des Lichtflecks auf der Lichtempfangseinheit in Abhängigkeit von der relativen Positionsbeziehung zwischen dem Informationsträger und der Objektivlinse, so daß der optische Kopf auf eine Weise arbeitet, die der eines optischen Kopfs mit einer Zylinderlinse gleicht.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorliegende Erfindung wird aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen klarer ersichtlich; die Zeichnungen zeigen in:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Strahlengangs des herkömmlichen optischen Kopfs;
Fig. 2 eine Ansicht der Beziehung zwischen dem Lichtstrahl und dem in Fig. 1 gezeigten Prisma;
Fig. 3a bis 3c und 4a bis 4c schematische Darstellungen zur Erläuterung des Prinzips von Mitteln, um das Fokussierungsfehlersignal in Fig. 1 zu erhalten;
Fig. 5a bis 5c und 6a bis 6c schematische Darstellungen zur Erläuterung des Prinzips von Mitteln, um ein Spurfehlersignal in Fig. 1 zu erhalten;
Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Strahlengangs einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 eine Perspektivansicht eines Bereichs des in Fig. 7 gezeigten Kopfs; und
Fig. 9a bis 9c und 10a bis 10c schematische Darstellungen zur Erläuterung des Prinzips von Mitteln, um das Fokussierungsfehlersignal in Fig. 7 zu erhalten.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Fig. 7 und 8 zeigen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der ein Prisma 16, das einen im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt hat, an seinem Mittelbereich zwischen schrägen Flächen 16a und 16c eine Zylinderfläche 16b hat, wobei jede der schrägen Flächen so angeordnet ist, daß die Richtung der Trennlinie jeder der Flächen mit der Richtung des Verlaufs der Führungsnut 3 optisch zusammenfällt.
Die Bezugszeichen, die die gleichen wie die in Fig. 4 verwendeten sind, bezeichnen identische Komponenten. Es ist zu beachten, daß die Zylinderlinse 7 von Fig. 1 entfernt ist.
Nachstehend wird der Betrieb beschrieben. Ein von dem Halbleiterlaser 1 emittierter divergierender Lichtstrahl geht durch das Halbprisma 5 und die Objektivlinse 4, um auf den Informationsträger 2 fokussiert zu werden, wo der Lichtstrahl in die entgegengesetzte Richtung entlang dem gleichen Strahlengang wie zuvor reflektiert wird und von dem Halbprisma 5 reflektiert wird, um das Prisma 16 zu erreichen. Der Lichtstrahl in dem Prisma 16 wird von den schrägen Flächen 16a und 16c sowie der Zylinderfläche 16b in drei Strahlen aufgeteilt. Da der Mittelbereich des Prismas 16 eine Zylinderlinse ist, ändert der Lichtstrahl, der durch den Mittelbereich geht, die Fleckkonfiguration, die durch einen schraffierten Kreis auf der Lichtempfangseinheit 10 gezeigt ist, wie Fig. 10a, 10b und 10c zeigen, entsprechend der relativen Positionsbeziehung zwischen dem Informationsträger und der Objektivlinse, wie Fig. 9a, 9b und 9c zeigen. Durch Aufnehmen dieser Änderungen als elektrisches Signal in einer der Gleichung (1) ähnlichen Form kann das Fokussierungsfehlersignal erhalten werden.
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 und 6 beschrieben, wie das Spurfehlersignal erhalten wird. Wenn der Lichtstrahl 12 aus der Mitte der Führungsnut 3 verlagert wird, ändert sich, wie in Fig. 5a und 6a oder 5c und 6c gezeigt ist, die Lichtmenge des Lichtstrahls, der durch die schräge Fläche 16a oder 16c des Prismas 16 geht, aufgrund des Einflusses des gebeugten Lichts der ersten Ordnung (±). Der Lichtstrahl, der durch die schrägen Flächen 16a und 16c gegangen ist, erreicht die Lichtempfangseinheiten 9 und 11 in Fig. 9 und 10, so daß die Lichtmenge, die die Lichtempfangseinheiten 9 und 11 erreicht, sich in Abhängigkeit von der relativen Positionsbeziehung zwischen dem fokussierten Lichtfleck und der Führungsnut 3 ändert. Durch Aufnehmen dieser Änderung als elektrisches Signal in einer Form, die mit Gleichung (2) identisch ist, kann das Spurfehlersignal erhalten werden.
Da der Mittelbereich des Prismas zum Dreiteilen des Lichtstrahls als Zylinderfläche geformt ist, kann gemäß der vorliegenden Erfindung die herkömmliche Zylinderlinse, die verwendet wird, um das Fokussierungsfehlersignal zu erhalten, entfallen, wie oben beschrieben wurde, so daß ein weniger teurer und kleiner optischer Kopf erhalten werden kann.

Claims

Optischer Kopf, der folgendes aufweist:

- eine Lichtquelle (1),

- eine erste optische Einrichtung (4), um einen Lichtstrahl von der Lichtquelle in eine Führungsnut (3) einzuleiten, die in einer Aufzeichnungsoberfläche eines Informationsträgers (2) ausgebildet ist,

- eine zweite optische Einrichtung (5), um einen reflektierten Lichtstrahl, der von der Führungsnut reflektiert wird, von dem Lichtstrahl von der Lichtquelle zu trennen;

- ein optisches Element (16), auf dem eine zentrale Fläche (16b) und auf beiden Seiten schräge Flächen (16a, 16c) ausgebildet sind, um den reflektierten Lichtstrahl in drei divergierende Lichtstrahlen zu teilen; und

- ein Lichtempfangselement (8), das wenigstens drei Lichtempfangseinheiten (9, 10, 11) hat, um die jeweiligen von dem optischen Element in drei Lichtstrahlen geteilten Lichtstrahlen zu empfangen, wobei die zentrale geteilt ist, um die Gestalt des zentralen Lichtflecks erfassen zu können, um ein Fokussierungsfehlersignal zu erhalten, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Fläche (16b) des optischen Elements (16) eine Zylinderlinsenfläche ist.