DE3888915T2

DE3888915T2 - Verfahren und Einrichtung zur Informationsaufzeichnung und -wiedergabe.

Info

Publication number: DE3888915T2
Application number: DE3888915T
Authority: DE
Inventors: Kenjiro Kachi; Kazuo Noda
Original assignee: Nippon Conlux Co Ltd
Current assignee: Nippon Conlux Co Ltd
Priority date: 1987-10-23
Filing date: 1988-10-21
Publication date: 1994-07-21
Anticipated expiration: 2008-10-22
Also published as: DE3888915D1; US5184340A; EP0313394A3; JPH01125732A; EP0313394B1; CA1324667C; EP0313394A2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufzeichnen (Einschreiben) oder Wiedergeben (Auslesen) von Information unter Verwendung optischer Informationsaufzeichnungsmedien wie optischen Karten, optischen Platten oder Disketten oder dergleichen, und betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufzeichnen auf und Wiedergeben von kartenartigen optischen Informationsaufzeichnungsmedien, d.h. optischen Karten, in denen Spuren zum Zwecke der Spureinstellung bzw. Spursteuerung vorgesehen sind.
Optische Informationsaufzeichnungsmedien dieser Art, sogenannte optische Karten mit Einmaleinschreibung, in denen es möglich ist, nur einmal aufzuzeichnen, und mehrere Male eine Wiedergabe durchzuführen, sind allgemein bekannt. In den optischen Karten mit Einmaleinschreibung wird Information in Form einer Reihe von Pits (Informationsspuren) aufgezeichnet, die optisch detektierbar sind, indem ein Lichtstrahl, der gemäß der aufzuzeichnenden Information moduliert ist, mittels einer Linse in einen sehr kleinen Lichtfleck oder Lichtpunkt fokussiert wird und indem dieser sehr kleine Lichtfleck in scannender Bewegung über einen Informationsaufzeichnungsbereich der optischen Karte geführt wird. Da es erforderlich ist, die Pitreihen systematisch, beispielsweise geradlinig, anzuordnen sowie unter vorbestimmten Intervallen in der Informationsaufzeichnungsregion, um Information in geeigneter Weise wiederzugeben, sind bislang Spuren zum Zwecke der Führung des Lichtstrahls in optischen Karten mit Einmaleinschreibung vorgesehen worden.
Das Vorsehen von Spuren für die Führung beschränkt jedoch die Informationsaufzeichnungskapazität der Karten.
Die EP-A-0 239 131 offenbart ein Verfahren zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Information auf einer optischen Karte mittels eines sogenannten Push-Pull- oder Gegentaktverfahrens, wobei ein einzelner Spursteuerlichtstrahl verwendet wird, der durch einen geteilten oder auch Schlitzfotosensor detektiert wird. Ein derartiges Verfahren zeigt unter bestimmten Umständen eine geringe Spureinstellstabilität.
Die vorliegende Erfindung trachtet danach, einige der oben erwähnten Nachteile zu lösen. Es ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufzeichnen von Information auf und Wiedergeben von Information von einem optischen Aufzeichnungsmedium vorzusehen, in dem mehrere Informationsspuren in einer Informationsaufzeichnungsregion des Mediums ausgebildet sind, um so dessen Aufzeichnungskapazität zu steigern.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Aufzeichnen von Information auf und Wiedergeben von Information von einem optischen Äufzeichnungsmedium angegeben, das Führungsspuren und mehrere Informationsspuren zwischen den oder jedem Paar von aneinandergrenzenden Führungsspuren aufweist, welches Verfahren umfaßt:
Richten eines Strahls nullter Ordnung, der von einem Beugungsgitter erzeugt wird, auf eine selektierte der Informationsspuren, um die Information auf diese selektierte Informationsspur aufzuzeichnen oder hiervon Information wiederzugeben;
Richten eines ersten Strahls nicht nullter Ordnung, der vom Beugungsgitter erzeugt wird, auf eine der angrenzenden Führungsspuren; und
Detektieren eines ersten Strahls, der durch Reflexion vom Medium des ersten Strahls nicht nullter Ordnung erzeugt worden ist, um ein erstes Spursteuersignal zu erzeugen.
dadurch gekennzeichnet, daß die Spursteuerung oder Spureinstellung der selektierten Informationsspur durch den Strahl nullter Ordnung ausgeführt wird, indem simultan mit dem Richten des Strahls nullter und des ersten Strahls nicht nullter Ordnung, ein zweiter Strahl nicht nullter Ordnung, der vom Beugungsgitter erzeugt wird, aufweisend ein vom ersten Strahl nicht nullter Ordnung verschiedenes Vorzeichen, auf die andere der angrenzenden Führungsspuren gerichtet wird, und indem ein zweiter Strahl, der durch Reflexion des zweiten Strahls nicht nullter Ordnung vom Medium erzeugt wird, detektiert wird, um ein zweites Spursteuersignal zu erzeugen, und indem die Spursteuerung der selektierten Informationsspur durch den Strahl nullter Ordnung mittels des ersten und zweiten Spursteuersignals erfolgt, und
daß die Spursteuerung einer weiteren selektierten Informationsspur der mehreren Informationsspuren durch den Strahl nullter Ordnung darauffolgend ausgeführt wird, indem simultan ein anderes verschiedenes Paar von Strahlen nicht nullter Ordnung, die verschiedene Vorzeichen aufweisen und vom Beugungsgitter erzeugt worden sind, auf die angrenzenden Führungsspuren gerichtet werden und zwei Strahlen, die durch Reflexion des anderen Paares von Strahlen nicht nullter Ordnung vom Medium bzw. am Medium erzeugt werden, detektiert werden, um einen weiteren Satz dieser ersten und zweiten Spursteuersignale zum Steuern der Spurnachführung oder Spureinstellung dieser weiteren selektierten Informationsspur durch den Strahl nullter Ordnung zu erzeugen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Aufzeichnen von Information auf und zum Wiedergeben von Information von einem optischen Informationsaufzeichnungsmedium angegeben, das Führungsspuren und mehrere Informationsspuren zwischen dem oder jedem Paar von aneinandergrenzenden Führungsspuren aufweist, wobei die Vorrichtung umfaßt:
eine Bestrahlungseinrichtung, die eine Lichtquelle und ein Beugungsgitter umfaßt, um einen Strahl nullter Ordnung, der vom Beugungsgitter erzeugt wird, auf eine selektierte der Informationsspuren zu richten, um auf der selektierten Informationsspur Information aufzuzeichnen oder Information hiervon wiederzugeben, und zum Richten eines ersten Strahls nicht nullter Ordnung, der vom Beugungsgitter erzeugt wird, auf eine der angrenzenden Führungsspuren; und
eine Detektoreinrichtung, die mehrere Fotosensoren enthält, zum Detektieren eines ersten Strahls, der durch Reflexion des ersten Strahls nicht nullter Ordnung vom Medium erzeugt wird, um ein erstes Spursteuersignal zu erzeugen,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Spursteuereinrichtung vorgesehen ist, die die Spurnachführung oder Spureinstellung der selektierten Informationsspur durch den Strahl nullter Ordnung in Abhängigkeit oder ansprechend auf das erste Spursteuersignal sowie ansprechend auf ein zweites Spursteuersignal steuert, das erzeugt wird, indem mit der Detektoreinrichtung ein zweiter Strahl nicht nullter Ordnung detektiert wird, der durch Reflexion eines zweiten Strahls nicht nullter Ordnung vom Medium erzeugt wird, ein vom ersten Strahl nicht nullter Ordnung verschiedenes Vorzeichen hat, durch das Beugungsgitter simultan mit der Richtung des Strahls nullter Ordnung und des ersten Strahls nicht nullter Ordnung auf die andere der angrenzenden Führungsspuren gerichtet wird, und
zum Steuern der Spurnachführung einer weiteren selektierten Informationsspur der Mehrzahl von Informationsspuren durch den Strahl nullter Ordnung ansprechend auf oder in Abhängigkeit von einem weiteren Satz von ersten und zweiten Spursteuersignalen, die erzeugt werden, indem simultan ein anderes unterschiedliches Paar von Strahlen nicht nullter Ordnung, die unterschiedliche Vorzeichen aufweisen und vom Beugungsgitter erzeugt werden, auf die angrenzenden Führungsspuren gerichtet werden, und indem zwei Strahlen detektiert werden, die durch Reflexion des anderen Paares von Strahlen nicht nullter Ordnung vom Medium erzeugt werden.
Vorzugsweise umfaßt die Spursteuereinrichtung ein Paar Schalter, um zwischen einem Paar von Fotosensoren entsprechend dem ersten und zweiten Strahl nicht nullter Ordnung zu schalten, und ein weiteres Paar von Fotosensoren entsprechend dem anderen Paar von Strahlen nicht nullter Ordnung, und ein weiteres Paar Fotosensoren entsprechend dem anderen Paar von Strahlen nicht nullter Ordnung aufweist, um zu selektieren, welches Paar von Strahlen nicht nullter Ordnung für die Spursteuerung zu verwenden ist.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden mehrere Lichtflecke oder Lichtpunkte zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Information und für die Spursteuerung auf das oben beschriebene optische Informationsaufzeichnungsmedium gerichtet. Hierdurch kann Information in den Informationsspuren auf dem optischen Informationsaufzeichnungsmedium aufgezeichnet werden. Auf dem optischen Informationsaufzeichnungsmedium sind mehrere Informationsspuren zwischen zwei aneinandergrenzenden Führungsspuren ausgebildet. Das von jeder dieser Spuren reflektierte Licht kann durch einen entsprechenden jeweiligen Fotosensor detektiert werden, und die Information kann wiedergegeben werden. Diese Fotosensoren können aus einem Fotosensor zum Detektieren von Information und mehreren Fotosensorpaaren zum Nachfolgen von Spuren bestehen. Ein Paar Fotosensoren zum Nachfolgen von Spuren kann selektiert werden, und es kann die Spursteuerung durchgeführt werden, indem Signale von dem selektierten Fotosensorpaar verwendet werden. Wenn ein Fotosensorpaar zur Spursteuerung wie oben beschrieben selektiert ist, wird die Informationsspur, die vom Fotosensor zum Detektieren von Information zu lesen ist, die bzw. der an einer vorbestimmten Position bezüglich des selektierten Paares von Fotosensoren liegt, automatisch festgelegt. Wenn ein anderes Fotosensorpaar für die Spursteuerung selektiert ist, liest der Fotosensor zum Detektieren von Information Information von einer anderen Informationsspur.
Es wird unmittelbar deutlich, daß ein Verfahren zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Information gemäß der Erfindung es ermöglicht, die Aufzeichnungskapazität von optischen Karten einige Male zu steigern, ohne die optischen Karten zu modifizieren.
Damit die Erfindung vollständiger aufgenommen wird, werden Ausführungsbeispiele der Erfindung nun lediglich beispielhalber unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
FIG.1 eine schematische Darstellung ist, in der zwei Informationsspuren in einer Informationsaufzeichnungsregion gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet sind;
FIG.2 eine schematische Darstellung ist, in der gemäß der Erfindung drei Informationsspuren in einer Informationsaufzeichnungsregion ausgebildet sind;
FIG.3 eine schematische Darstellung ist, in der der Aufbau eines optischen Kopfes zum Aufzeichnen und Wiedergeben mehrerer Informationsspuren gemäß der Erfindung gezeigt ist;
FIG.4 eine schematische Darstellung ist, die eine mit drei Lichtflecken bestrahlte Informationsaufzeichnungsregion zeigt;
FIG.5 eine schematische Darstellung ist, die die Auslegung einer Fotodiode zeigt, die in sechs Elemente aufgeteilt ist, ferner drei reflektierte Lichtflecke sowie die Zusammenführung der Ausgangssignale zweier Fotodioden;
FIG.6 eine schematische Darstellung ist, die eine mit vier Lichtflecken bestrahlte Informationsaufzeichnungsregion zeigt;
FIG.7 eine schematische Darstellung ist, die die Auslegung einer Fotodiode zeigt, die in acht Elemente aufgeteilt ist, ferner fünf reflektierte Lichtflecke und die Zusammenführung der Ausgangssignale von zwei Fotodioden;
FIG.8 eine schematische Darstellung ist, die eine mit vier Lichtflecken beleuchtete Informationsaufzeichnungsregion zeigt, die teilweise von denen in FIG. 6 verschieden sind;
FIG.9 eine schematische Darstellung ist, die drei Beispiele zeigt, in denen eine Informationsaufzeichnungsregion mit fünf Lichtflecken bestrahlt wird;
FIG.10 eine schematische Darstellung ist, die die Auslegung einer Fotodiode zeigt, die in zehn Elemente aufgeteilt ist, sowie sieben reflektierte Lichtflecke und die Zusammenführung der Ausgangssignale zweier Fotodioden;
FIG.11 eine schematische Darstellung ist, in der die Positionen von den vier Lichtflecken der FIG. 6 modifiziert sind;
FIG.12 eine schematische Darstellung ist, die Führungsspuren zeigt, die auf einer optischen Karte und einer Informationsaufzeichnungsregion ausgebildet sind; und
FIG.13 eine schematische Darstellung ist, die Führungsspuren, eine Informationsaufzeichnungsregion und eine Reihe von Informationspits (Informationsspuren) zeigt.
In der oben beschriebenen optischen Karte mit Einmaleinschreibung werden durch fotografische Techniken wie eine Belichtung, Entwicklung oder dergleichen Führungsspuren ausgebildet, und folglich kann die Linienbreite einer Spur selbst icht sehr schmal sein, und die Veränderlichkeit in der Linienbreite ist ebenfalls groß. Demgemäß wurde bislang eine optische Karte mit Einmaleinschreibung (im folgenden kurz einfach als optische Karte bezeichnet) beispielsweise in der in FIG. 12 gezeigten Weise ausgebildet.
In FIG. 12 sind Führungsspuren 2, die beispielsweise ein vermindertes optisches Reflexionsvermögen aufweisen, auf einer optischen Karte 1 ausgebildet, und es ist eine Informationsaufzeichnungsregion 3 zwischen den Führungsspuren 2 vorgesehen. Beispielsweise beträgt die Linienbreite für Führungsspuren 2 3um, die Linienbreite für die Informationsaufzeichnungsregion 3 17um und demgemäß die Spurteilung etwa 20um.
Die FIG. 13 ist eine vergrößerte schematische Darstellung eines Teils von FIG. 12, wobei hier Informationspits 4 auf einer Spur auf einer Mittenlinie 5 der Informationsaufzeichnungsregion 3 zur Ausbildung einer Informationsspur 6 (einer durch zwei gepunktete oder gestrichelte Linien angezeigten Region) aufgezeichnet sind. In diesem Fall weisen die Informationspits 4 eine Ausdehnung beispielsweise mit einem Durchmesser von 5um auf, und ihr optisches Reflexionsvermögen wird geringer als das anderer Bereiche.
Optische Karten weisen typischerweise eine höhere Aufzeichnungskapazität als Magnetkarten auf, jedoch nutzen konventionelle Aufzeichnungsverfahren wie das in FIG. 13 gezeigte diese höhere Aufzeichnungskapazität nicht voll aus.
Um generell die Aufzeichnungskapazität zu erhöhen, sollte die Größe bzw. sollten die Abmessungen eines Informationspits gering sein. Für den Fall einer optischen Karte jedoch ist die kleinere Gestaltung der Informationspits nicht sehr effektiv für die Erhöhung der Aufzeichnungskapazität infolge einer Begrenzung der Abmessungen einer Spurteilung durch Verwendung von fotografischen Techniken. Das heißt, es gibt den Nachteil, daß selbst wenn die Informationspits kleiner gemacht werden, ein außerordentlich großer Abschnitt verbleibt, der für die Informationsaufzeichnung innerhalb der Informationsaufzeichnungsregion 3 nicht ausgenutzt wird.

< Ausführungsbeispiele>

Die FIG. 1 und 2 zeigen Ausführungsbeispiele, in denen mehrere Informationsspuren auf optischen Karten zur Erhöhung der Aufzeichnungskapazität gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet sind.
In FIG. 1 sind zwei Informationsspuren 6' und 6" auf einer Informationsaufzeichnungsregion 3 ausgebildet, und so ist die Aufzeichnungskapazität doppelt so groß wie die im konventionellen Fall, bei dem nur eine Spur benutzt wird. In FIG. 2 sind drei Informationsspuren 6, 6' und 6" auf der Informationsaufzeichnungsregion 3 zur Steigerung der Aufzeichnungskapazität um das Dreifache des konventionellen Falles ausgebildet.
Die FIG. 3 ist eine schematische Darstellung, die den Aufbau eines optischen Kopfes zur Aufzeichnung und Wiedergabe von einer Mehrzahl Informationsspuren gezeigt für die Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens. In FIG. 3 wird ein Lichtstrahl 8, der von einer Lichtquelle 7 wie einem Halbleiterlaser oder dergleichen ausgestrahlt wird, durch eine Kollimatorlinse 9 in einen Parallelstrahl 10 umgesetzt und dann auf ein Beugungsgitter 11 projiziert, um mehrere übertragene Beugungslichtstrahlen, d.h. Strahlen Oter Ordnung und ± nter Ordnung (n gleich 1, 2, 3, ...) zu erzeugen.
Die Mehrzahl durchgelassener oder übetragener Beugungslichteinheiten, d.h. mehrere Strahlen 12, die auf einen Strahlteiler 13 projiziert werden, und mehrere Strahlen 15, die durch einen semitransparenten Film (oder Schicht) 14 des Strahlteilers 13 hindurchgelassen wurden (wobei das Verhältnis der Intensität von hindurchgelassenem Licht zu reflektiertem Licht anders als 1 sein kann), werden mittels einer fokussierenden Linse 16 zur Strahlung auf die Informationsaufzeichnungsregion 3 der optischen Karte 1 in mehrere sehr kleine Lichtflecke oder Lichtpunkte 17 (die im folgenden als Lichtpunkte bezeichnet werden) fokussiert. Wenn dies auftritt bzw. abläuft, wird Licht hoher Ausgangsleistung, in dem die Lichtquelle 7 durch Informationssignale modifiziert ist, zur Aufzeichnung von Information verwendet, und es wird Licht kontinuierlicher geringer Ausgangsleistung zur Informationswiedergabe benutzt.
Mehrere reflektierte Strahlen von der optischen Karte 1 bewegen sich durch die fokussierende Linse 16 zurück und werden nahezu zu Parallelstrahlen (abhängig von der Fokussiersituation werden sie manchmal zu leicht konvergierenden oder divergierenden Strahlen), werden durch die semitransparente Schicht 14 des Strahlteilers 13 so reflektiert, daß sie nach rechts gerichtet werden, werden durch eine Lichtempfangslinse 18 zu kleineren Strahlen reduziert und erreichen dann eine Fotodiode 20 über eine zylindrische Linse 19. Von der Fotodiode 20 werden Informationssignale, Fokussiersignale, die die Fokussiersituationen der Lichtpunkte 17 anzeigen, und Spursteuersignale, die die Position der Lichtpunkte 17 relativ zu den Spuren 2 für die Führung anzeigen, gewonnen. Es ist zu beachten, daß die Lichtempfangslinse 18 eine optische Einheit ist, die mehrere reflektierte Parallelstrahlen zu kleineren Strahlen reduziert, und daß die zylindrische Linse 19 eine optische Einheit ist, um zur Gewinnung von fokussierenden Steuersignalen einen Astigmatismus zu erzeugen.
Die FIG. 4 zeigt drei Lichtpunkte 17a, 17b und 17c, die auf die Informationsaufzeichnungsregion 3 der optischen Karte 1 gestrahlt werden. Der Lichtpunkt 17a geht auf das Beugungslicht Oter Ordnung des Beugungsgitters 11 zurück, und die Lichtpunkte 17b und 17c gehen auf das Beugungslicht + 1ster bzw. - 1ster Ordnung des Beugungsgitters 11 zurück. In FIG. 4 sind sie an Positionen angeordnet, die für eine geeignete Auslesung in Schrägrichtungen verschoben sind.
Der Lichtpunkt 17a bildet Informationspits 4 mit Licht hoher Energie im Fall von Aufzeichnungsinformation und tastet die Informationsspuren 6 mit Licht geringer Energie ab und liest die Informationspits 4 an Hand einer Änderung im Lichtreflexionsvermögen bei Wiedergeben der Information aus.
Die Lichtpunkte 17b und 17c dienen zur Spursteuerung. Sie weisen eine geringere Lichtenergie als der Lichtpunkt 17a auf und beleuchten jeweils die Führungsspuren 2 teilweise. Wenn der Lichtpunkt 17a die Informationsspur 6 abtastet (die gleiche relative Situation ergibt sich, wenn die optische Karte bewegt wird), läuft der Lichtfleck 17a gewöhnlich aus einer Informationsspur 6 infolge von Ursachen wie einem mechanischen Fehler oder dergleichen heraus und kreuzt viele Informationsspuren 6, so daß es unmöglich ist, Information aufzuzeichnen und wiederzugeben. Um ein derartiges Hinauslaufen aus der Informationsspur 6 zu verhindern, wird für den Motor eine derartige Servosteuerung durchgeführt, daß der Lichtpunkt 17a der Informationsspur 6 korrekt folgt und diese korrekt abtastet. Wird das Zentrum des Lichtpunktes 17a von der Mittenlinie der Informationsspur 6 in eine Richtung verschoben, so werden die Lichtpunkte 17b und 17c um dasselbe Ausmaß in dieselbe Richtung verschoben. Wird beispielsweise gemäß FIG. 4 der Lichtpunkt 17a leicht in eine durch einen Pfeil 21 angezeigte Richtung verschoben, so nimmt der Teil der Führungsspur 2, der vom Lichtpunkt 17b beleuchtet wird, zu, wobei folglich die Intensität vom reflektierten Licht abnimmt und der Teil der Führungsspur 2, der vom Lichtpunkt 17c beleuchtet wird, abnimmt und folglich die Intensität des reflektierten Lichts ansteigt.
Ist entsprechend die Fotodiode 20 in sechs Elemente aufgeteilt, die gemäß Darstellung in FIG. 5 aus 20a, 20b und 20c bestehen, und werden reflektierte Lichtpunkte 22b und 22c resultierend aus den Lichtflecken 17b und 17c jeweils auf die Fotodioden 20b bzw. 20c projiziert, so nimmt folglich das elektrische Ausgangssignal Eb der Fotodiode 20b ab, und das elektrische Ausgangssignal Ec der Fotodiode 20c nimmt zu. Wenn die Differenz zwischen den Ausgangssignalen von 20b und 20c Eb-Ec als Ausgangssignal eines Differenzverstärkers 25 abgegriffen wird und der Lichtpunkt 17a so gesteuert wird, daß Eb-Ec = 0, d.h. daß das Ausgangssignal vom Differenzverstärker 25 Null wird, so kann folglich der Lichtpunkt 17a stets dem Zentrum der Informationsspur 6 folgen und dieses abtasten.
Es ist anzumerken, daß der auf den Lichtpunkt 17a zurückgehende reflektierte Lichtpunkt 22a auf die Fotodiode 20a projiziert wird, die eine der vier Fotodioden ist, die durch Teilung der Fotodiode 20 erzeugt werden, um Informationssignale und Fokussier-Steuersignale zu erzeugen.
FIG. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel, in dem die Informationsspur 6' in der Informationsaufzeichnungsregion 3 mit Aufzeichnung versehen wird und wiedergegeben wird. Es werden auf die Informationsaufzeichnungsregion 3 der Lichtpunkt 17a infolge des Beugungslichts Oter Ordnung, der Lichtpunkt 17b infolge des Beugungslichts + 1ster Ordnung und der Lichtpunkt 17e infolge des Beugungslichts - 2ter Ordnung vom Beugungsgitter 11 gestrahlt. Der Lichtpunkt 17c und dergleichen beleuchten auch, jedoch wird auf deren Erklärung verzichtet, da sie keine direkte Beziehung zu den Funktionen dieses Ausführungsbeispiels aufweisen.
Die Fotodiode 20 ist in acht Elemente gemäß der Darstellung in FIG. 7 aufgeteilt. Die reflektierten Strahl punkte 22b und 22e, die auf die Lichtpunkte 17b und 17e zurückgehen, werden auf die Fotodiode 20b bzw. 20e projiziert, und Schalter 23 und 24 werden auf einen Anschluß a gelegt. Die Differenz der Ausgangssignale Eb-Ee zwischen einem elektrischen Ausgangssignal Eb der Fotodiode 20b und einem elektrischen Ausgangssignal Ee der Fotodiode 20e wird dann als Ausgangssignal eines Differenzverstärkers 25 abgegriffen, und der Lichtfleck 17a wird so gesteuert, daß Eb - Ee = 0, d.h., daß das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 25 Null wird. Durch eine solche Betriebsweise kann der Lichtfleck 17a die Informationsspur 6' verfolgen und abtasten.
FIG. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel, in dem die Informationsspur 6" mit Aufzeichnung versehen und wiedergegeben wird. Es werden auf die Informationsaufzeichnungsregion 3 der Lichtpunkt 17a infolge des Beugungslichts Oter Ordnung, der Lichtfleck 17d infolge des Beugungslichts + 2ter Ordnung und der Lichtfleck 17d infolge des Beugungslichts - 1ster Ordnung oder dergleichen vom Beugungsgitter 11 bestrahlt.
Die Fotodiode 20 entspricht der bereits erläuterten FIG. 7. Die reflektierten Strahlpunkte 22d und 22c infolge der Lichtpunkte 17d und 17c werden auf die Fotodioden 20d bzw. 20c projiziert, und die Schalter 23 und 24 werden auf einen Anschluß b geschaltet. Die Differenz der Ausgangssignale Ed - Ec zwischen einem elektrischen Ausgangssignal Ed der Fotodiode 2Od und einem elektrischen Ausgangssignal Ec der Fotodiode 20c wird dann als Ausgangssignal des Differenzverstärkers 25 abgegriffen, und der Lichtpunkt 17a wird so gesteuert, daß Ed - Ec gleich 0 wird, d.h., daß das Differenzverstärkerausgangssignal 25 Null wird. So kann der Lichtfleck 17a die Informationsspur 6" verfolgen und diese abtasten.
FIG. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel, in dem die drei Informationsspuren 6, 6' und 6" in der Informationsaufzeichnungsregion 3 aufgezeichnet und wiedergegeben werden. In FIG. 9 sind sämtliche Ausführungsbeispiele im Gegensatz zu den FIG. 6 und 8, in denen jedes Ausführungsbeispiel separat dargestellt ist, insgesamt gezeigt.
Gemäß FIG. 9 werden zur Aufzeichnung und Wiedergabe der Informationsspur 6 in der Informationsaufzeichnungsregion 3 der Lichtpunkt 17a infolge des Beugungslichts Oter Ordnung, der Lichtfleck 17d infolge des Beugungslichts + 2ter Ordnung, der Lichtfleck 17e infolge des Beugungslichts - 2ter Ordnung oder dergleichen vom Beugungsgitter 11 auf die Informationsaufzeichnungsregion 3 gestrahlt.
Die Fotodiode 20 ist gemäß der Darstellung in FIG. 10 in zehn Elemente aufgeteilt. Die reflektierten Strahlpunkte 22d und 22e infolge der Lichtpunkte 17d und 17e werden auf die Fotodioden 20d bzw. 20e projiziert, und die Schalter 23 und 24 werden auf den Anschluß a geschaltet. Der Lichtpunkt 17a wird so gesteuert, daß Ed - Ee = 0, d.h., daß das Differenzverstärkerausgangssignal 25 Null wird, wobei Ed das elektrische Ausgangssignal der Fotodiode 20d ist und Ee das elektrische Ausgangssignal der Fotodiode 20e. Durch eine solche Betriebsweise kann der Lichtfleck 17a der Informationsspur 6 folgen und diese abtasten.
Zur Aufzeichnung und Wiedergabe der Informationsspur 6' in der Informationsaufzeichnungsregion 3 werden nächstfolgend der Lichtpunkt 17a infolge des Beugungslichts Oter Ordnung, der Lichtpunkt 17b infolge des Beugungslichts + 1ster Ordnung, der Lichtpunkt 17g infolge des Beugungslichts - 3ter Ordnung oder dergleichen vom Beugungsgitter 11 auf die Informationsaufzeichnungsregion 3 gestrahlt.
Für die Fotodiode 20 in FIG. 10 gilt dann, daß die reflektierten Strahlpunkte 22b und 22g infolge der Lichtpunkte 17b und 17g auf die Fotodioden 20b bzw. 20g projiziert werden und die Schalter 23 und 24 auf den Anschluß b gelegt sind. Der Lichtpunkt 17a wird dann so gesteuert, daß Eb - Eg = 0, d.h., daß das Differenzverstärkerausgangssignal 25 Null wird, wobei Eb und Eg elektrische Ausgangssignale der Fotodiode 20b bzw. 20g sind. So kann der Lichtpunkt 17a die Informationsspur 6' verfolgen und diese abtasten.
In vergleichbarer Weise werden zur Aufzeichnung und Wiedergabe der Informationsspur 6" in der Informationsaufzeichnungsregion 3 die Lichtpunkte 17a, 17f, 17c oder dergleichen, die auf das Beugungslicht 0ter Ordnung, + 3ter Ordnung, - 1ster Ordnung oder dergleichen vom Beugungsgitter 11 zurückgehen, jeweils auf die Informationsaufzeichnungsregion 3 gestrahlt.
Gemäß der Fotodiode 20 in FIG. 10, auf die nun wieder Bezug genommen wird, werden die auf die Lichtpunkte 17f und 17c zurückgehenden reflektierten Strahlpunkte 22f und 22c auf die Fotodiode 20f bzw. 20c projiziert, und es werden die Schalter 23 und 24 auf einen Anschluß c gelegt. Der Lichtpunkt 17a wird dann so gesteuert, daß Ef - Ec = 0, d.h., daß das Differenzverstärkerausgangssignal 25 Null wird, wobei Ef und Ec das elektrische Ausgangssignal der Fotodiode 20f bzw. 20c sind. Auf diese Weise kann der Lichtpunkt 17a der Informationsspur 6" folgen und diese abtasten.
Obgleich die Erläuterung der vorliegenden Erfindung aussagt, daß die beiden Lichtpunkte für die Spursteuerung einen Endabschnitt der Informationsaufzeichnungsregion 3 sowie auch einen Bereich der Führungsspuren 2 beleuchten, können diese beiden Lichtpunkte auch so festgelegt werden, daß sie die angrenzende Informationsaufzeichnungsregion 3 sowie einen Teil der Führungsspuren 2 beleuchten. Das bedeutet, daß das Ausführungsbeispiel der FIG. 6 so eingestellt wird wie das in FIG. 11 gezeigte.
In FIG. 11 liegen die Lichtpunkte 17b und 17e nicht auf der Informationsaufzeichnungsregion 3, die die Informationsspuren 6' und 6" enthält, sondern jeweils auf den Endbereichen oder Randbereichen der angrenzenden oder benachbarten Informationsaufzeichnungsregion 3'. Im Ausführungsbeispiel der FIG. 11 weisen das elektrische Ausgangssignal Eb von der Fotodiode 20b und das elektrische Ausgangssignal Ee von der Fotodiode 20e gemäß Darstellung in FIG. 7 im Vergleich zum Ausführungsbeispiel der FIG. 6 eine entgegengesetzte Phase auf. Folglich wird die Phase des Differenzverstärkerausgangs 25 in FIG. 7 umgekehrt, und es ist notwendig, einen Verstärker in Betrieb zu nehmen, der das Differenzausgangssignal 25 durch Umkehr der Polarität verstärkt. Es ist anzumerken, daß die Einstellung der Beleuchtung der Lichtpunkte für die Spursteuerung auf den angrenzenden Informationsaufzeichnungsregionen 3' wie oben beschrieben auch auf die Ausführungsbeispiele der FIG. 8 und 9 anwendbar ist.
Ferner werden gemäß der vorausgehenden Erläuterung die Lichtpunkte für die Spursteuerung so betrieben, daß sie teilweise eine Führungsspur 2 beleuchten, die dem Lichtpunkt 17a für die Information nächstgelegen ist, jedoch ist die Führungsspur 2, die zu beleuchten ist, nicht notwendigerweise die nächstgelegene Führungsspur; sie kann auch eine benachbarte oder angrenzende Führungsspur oder eine angrenzende Spur, jedoch eine zum Führen, sein.
Wie oben beschrieben ist es erfindungsgemäß möglich, zwei Informationsspuren aufzuzeichnen und wiederzugeben, indem der auf das Beugungslicht Oter Ordnung zurückgehende Lichtpunkt 17a und die auf die Beugungslichter von bis zu ± 2ter Ordnung vom Beugungsgitter 11 zurückgehenden Lichtpunkte 17b und 17e, 17d und 17c benutzt werden, und drei Informationsspuren, indem die Lichtpunkte 17d und 17e, 17b und 17g, 17f und 17c infolge der Beugungslichter bis zu ± 3ter Ordnung benutzt werden, und ferner vier oder noch mehr Informationsspuren aufgezeichnet und wiedergegeben werden können, indem die Lichtpunkte infolge der Beugungslichtstrahlen ± 4ter Ordnung oder mehr ausgenutzt werden.
Es ist anzumerken, daß die Anzahl der Informationsspuren 6, die für die Aufzeichnung und Wiedergabe in der Informationsaufzeichnungsregion 3 zu selektieren sind, vom Einstellwinkel des Beugungsgitters 11 abhängt. Das heißt, die Anzahl der Informationsaufzeichnungsspuren 6 wird durch die Lichtpunkte oder Lichtflecke bestimmt, die die Ordnung bilden, mit welcher Beuguhgslichtstrahlen teilweise auf die Führungsspuren 2 zu strahlen sind, um für Spursteuerzwecke betrieben zu werden, indem ein Winkel eingestellt wird, der zwischen einer Linie, die die Lichtpunkte 17a, 17b, 17c und dergleichen verbindet, und den Führungsspuren 2 gebildet wird.
Der Lichtpunkt 17a wird automatisch auf der Informationsspur geführt, auf der Information aufzuzeichnen und von der Information wiederzugeben ist, indem hierzu lediglich die Umschaltung der Schalter 23 und 24 vorgenommen wird. Dies erfolgt folgendermaßen. Wenn der Lichtpunkt 17 die Informationsaufzeichnungsregion 3 abtastet, durchquert er die Führungsspuren 2 infolge von Ursachen wie einem mechanischen Fehler oder dergleichen. Im Moment der Kreuzung werden zwei Ausgangssignale der Fotodiode gleich, und die Servospursteuerung wirkt so, daß sie den Punkt, an dem die Ausgangssignale gleich werden, zu einem stabilen Punkt macht. Ist es erforderlich, den Lichtpunkt 17 definitiv innerhalb einer kurzen Zeitperiode zu führen, kann ferner der Lichtpunkt 17 leicht in einer Richtung senkrecht zu den Führungsspuren 2 ausgelenkt werden.
Generell wird bei der Spursteuerung des Lichtpunktes 17 die fokussierende Linse 17 in einer Richtung senkrecht zu den Führungsspuren der optischen Karte 1 in den meisten Fällen mittels einer elektromagnetischen Kraft angesteuert. Dieses Verfahren kann auf die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung angewandt werden.
Um eine Servosteuerung für die Spursteuerung vorzusehen, kann demgemäß das Differenzausgangssignal 25 der FIG. 5, 7 und 10 geeignet verstärkt werden, und das Ausgangssignal hiervon kann auf eine Antriebsspule für eine fokussierende Linse eines Spursteuer-Antriebssystems mit einer solchen Polarität angewandt werden, daß eine negative Rückführungsschleife (Gegenkopplungsschleife) gebildet wird. Es ist zu beachten, daß das Auslenken des Lichtpunktes 17, wenn der Lichtpunkt 17a wie oben beschrieben in einer kurzen Zeitperiode geführt wird, erzielt werden kann, indem entsprechende Ablenk- oder Tastsignale auf die Antriebsspule für die fokussierende Linse gegeben werden.
Der in FIG. 3 gezeigte Aufbau des optischen Kopfes zeigt ein Beispiel, und es ist folglich offensichtlich, daß die Anwendung der vorliegenden Erfindung nicht auf den Aufbau der FIG. 3 beschränkt ist.
Die Art oder die Lage einer optischen Einheit kann folgendermaßen modifiziert werden: Der Strahlteiler 13 der FIG. 3 kann beispielsweise in eine Kombination aus einem Polarisationsprisma und einer λ/4 Platte modifiziert werden; oder es kann die Lage der Kollimatorlinse 9 auf einen Abschnitt zwischen Strahlteiler 13 und fokussierender Linse 16 geändert werden. Zum Abgreifen der Fokussier- Steuersignale kann ein anderes Verfahren als das Astigmatismus-Verfahren angewandt werden.
Als Beugungsgitter 11 wird im allgemeinen ein Phasengitter eingesetzt, um den Verlust an übertragenem oder hindurchgelassenem Licht zu vermindern. Es ist ebenfalls wünschenswert, die Beziehung zwischen Amplitude und Phase geeignet zu selektieren und so festzulegen, daß die Intensität des Beugungslichtstrahls Oter Ordnung groß ist, die Intensität der Beugungslichtstrahlen anderer Ordnung als Null gering ist (beispielsweise einige wenige Bruchteile der Intensität des Beugungslichtstrahls Oter Ordnung betragen) und die Intensitäten von anderen Beugungslichtstrahlen als Oter Ordnung, die zu verwenden sind, eine nahezu einander entsprechende Intensität aufweisen.
Die Fotodiode 20 ist in Elemente aufgeteilt, deren Anzahl entsprechend der Anzahl von Informationsspuren 6 differiert. Wenn das Astigmatismus-Verfahren für die Fokussierung verwendet wird, ist die Fotodiode in sechs Elemente aufgeteilt, wenn eine Informationsspur 6 vorliegt, ist In acht Elemente aufgeteilt, wenn zwei Informationsspuren 6 vorliegen, ist in zehn Elemente aufgeteilt, wenn drei Informationsspuren 6 vorliegen usw., d.h. die Teilungszahl nimmt für jedes Inkrement der Zahl der Informationsspuren 6 um zwei zu. Die Schalter 23 und 24 können gekoppelt werden, und es ist notwendig, so viele Schaltanschlüsse vorzusehen wie die Anzahl von Informationsspuren 6. Es erübrigt sich, darauf hinzuweisen, daß sowohl mechanische als auch elektronische Schalter einsetzbar sind.
In der vorausgehenden Erläuterung der vorliegenden Erfindung sind exemplarisch optische Karten mit Einmaleinschreibung vorgestellt und detailliert als die optischen Informationsaufzeichnungsmedien erläutert worden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf optische Karten mit Einmaleinschreibung beschränkt und auch auf löschbare optische Karten oder dergleichen anwendbar sowie auf optische Disketten oder dergleichen.

Claims

1. Verfahren zum Aufzeichnen von Information auf und Wiedergeben von Information von einem optischen Informationsaufzeichnungsmedium (1), das Führungsspuren (2) und mehrere Informationsspuren (6, 6') zwischen den oder jedem Paar von aneinandergrenzenden Führungsspuren (2) aufweist, welches Verfahren umfaßt:

Richten eines Strahls nullter Ordnung, der von einem Beugungsgitter (11) erzeugt wird, auf eine selektierte der Informationsspuren (6), um die Information auf diese selektierte Informationsspur (6) aufzuzeichnen oder hiervon Information wiederzugeben;

Richten eines ersten Strahls nicht nullter Ordnung, der vom Beugungsgitter (11) erzeugt wird, auf eine der angrenzenden Führungsspuren (2); und

Detektieren eines ersten Strahls, der durch Reflexion vom Medium (1) des ersten Strahls nicht nullter Ordnung erzeugt worden ist, um ein erstes Spursteuersignal zu erzeugen,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Spursteuerung der selektierten Informationsspur (6) durch den Strahl nullter Ordnung ausgeführt wird, indem simultan mit dem Richten des Strahls nullter und des ersten Strahls nicht nullter Ordnung ein zweiter Strahl nicht nullter Ordnung, der vom Beugungsgitter (11) erzeugt wird, mit einem vom ersten Strahls nicht nullter Ordnung verschiedenen Vorzeichen auf die andere der angrenzenden Führungsspuren (2) gerichtet wird, und indem ein zweiter Strahl, der durch Reflexion vom Medium (i) des zweiten Strahls nicht nullter Ordnung erzeugt wird, detektiert wird, um ein zweites Spursteuersignal zu erzeugen, und indem die Spursteuerung der selektierten Informationsspur (6) durch den Strahl nullter Ordnung mittels des ersten und zweiten Spursteuersignals erfolgt, und

daß die Spursteuerung einer weiteren selektierten Informationsspur (6') der mehreren Informationsspuren durch den Strahl nullter Ordnung darauffolgend ausgeführt wird, indem simultan ein anderes Paar von Strahlen nicht nullter Ordnung, die verschiedene Vorzeichen aufweisen und vom Beugungsgitter (11) erzeugt werden, auf die angrenzenden Führungsspuren (2) gerichtet werden und zwei Strahlen, die durch Reflexion vom Medium (1) des anderen Paares von Strahlen nicht nullter Ordnung erzeugt werden, detektiert werden, um einen weiteren Satz dieser ersten und zweiten Spursteuersignale zum Steuern der Spurnachführung dieser weiteren selektierten Informationsspur (6') durch den Strahl nullter Ordnung zu erzeugen.

2. Vorrichtung zum Aufzeichnen von Information auf und Wiedergeben von Information von einem optischen Informationsaufzeichnungsmedium (1), das Führungsspuren (2) und mehrere Informationsspuren (6, 6') zwischen den oder jedem Paar von angrenzenden Führungsspuren (2) aufweist, wobei die Vorrichtung umfaßt:

eine Bestrahlungseinrichtung, die eine Lichtquelle (7) und ein Beugungsgitter (11) umfaßt, um einen Strahl nullter Ordnung, der vom Beugungsgitter (11) erzeugt wird, auf eine selektierte der Informationsspuren (6) zu richten, um auf der selektierten Informationsspur (6) Information aufzuzeichnen oder hiervon Information wiederzugeben, und zum Richten eines ersten Strahls nicht nullter Ordnung, der vom Beugungsgitter (11) erzeugt wird, auf eine der angrenzenden Führungsspuren (2); und

eine Detektoreinrichtung, die mehrere Fotosensoren enthält, zum Detektieren eines ersten Strahls, der durch Reflexion vom Medium (1) des ersten Strahls nicht nullter Ordnung erzeugt wird, um ein erstes Spursteuersignal zu erzeugen,

dadurch gekennzeichnet,

daß eine Spursteuereinrichtung vorgesehen ist, die die Spurnachführung der selektierten Informationsspur (6) durch den Strahl nullter Ordnung ansprechend auf das erste Spursteuersignal sowie auch ansprechend auf ein zweites Spursteuersignal steuert, das erzeugt wird, indem mit der Detektoreinrichtung ein zweiter Strahl detektiert wird, der durch Reflexion vom Medium (1) eines zweiten Strahls nicht nullter Ordnung erzeugt wird, ein vom ersten Strahl nicht nullter Ordnung verschiedenes Vorzeichen hat, durch das Beugungsgitter (11) simultan mit der Richtung des Strahls nullter Ordnung und ersten Strahls nicht nullter Ordnung auf die andere der angrenzenden Führungsspuren (2) gerichtet wird,

und zum Steuern der Spurnachführung einer weiteren selektierten Informationsspur (6') dieser Mehrzahl von Informationsspuren durch den Strahl nullter Ordnung ansprechend auf einen weiteren Satz von ersten und zweiten Spursteuersignalen, die erzeugt werden, indem simultan ein anderes Paar von Strahlen nicht nullter Ordnung, die verschiedene Vorzeichen aufweisen und vom Beugungsgitter (11) erzeugt werden, auf die angrenzenden Führungsspuren (2) gerichtet werden, und indem zwei Strahlen detektiert werden, die durch Reflexion vom Medium (1) des anderen Paares von Strahlen nicht nullter Ordnung erzeugt werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spursteuereinrichtung ein Paar Schalter aufweist, um zwischen einem Paar von Fotosensoren entsprechend dem ersten und zweiten Strahl nicht nullter Ordnung zu schalten, und ein weiteres Paar Fotosensoren entsprechend dem anderen Paar von Strahlen nicht nullter Ordnung aufweist, um zu selektieren, welches Paar von Strahlen nicht nullter Ordnung für die Spursteuerung zu verwenden ist.