DE4227593C2 - Optische Abtastvorrichtung für optische Plattenspieler - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine optische Abtastvorrichtung bzw. einen optischen Abnehmer oder Aufnehmer für optische Plattenspieler, beispielsweise einen Laserplattenspieler (LDP) einen Compactvideoplattenspieler (CVDP), einen Compactplattenspieler (CDP) etc. Insbesondere betrifft die Erfindung eine optische Abtastvorrichtung für einen optischen Plattenspieler, mit einer in einem vorgegebenen Abstand über dem Plattendrehteller des Plattenspielers angeordneten, einen Laserstrahl erzeugenden Laserquelle, mit einem Strahlenablenkteil zum Ablenken des Laserstrahls auf eine vorbestimmbare Zugriffsstelle einer auf dem Plattendrehteller angeordneten Platte, welches einen akustooptischen Deflektor aufweist, der einen Ultraschallerzeuger zum Erzeugen einer mittels eines Steuerelements veränderbaren, den Ablenkwinkel des Laserstrahls bestimmenden Ultraschallfrequenz umfaßt, mit einem Strahlenabtastteil, welches den Laserstrahl vor seinem Auftreffen auf die Platte fokussiert und welches den von der Platte reflektierten Laserstrahl durch eine weitere Reflexion aufteilt, sowie mit einem optischen Detektor, auf den der durch das Strahlenabtasteil aufgeteilte Laserstrahl trifft und der dieses in ein entsprechendes elektrisches Signal umwandelt.

Eine solche optische Abtastvorrichtung für einen optischen Plattenspieler ist aus der DE 35 34 776 A1 bekannt. Sie weist eine optische Kopfanordnung mit einem Halbleitersubstrat sowie eine auf dem Halbleitersubstrat ausgebildete Schicht auf. Die lichtleitende Schicht weist intern ausgebildete optische Elemente, insbesondere eine Kollimatorlinse und eine Strahlenabzweigungsvorrichtung, zum Bündeln des von einer Laserquelle auf die optische Platte abgegebenen Laserstrahls und zum Ausrichten des von der optischen Platte reflektierten Strahls gegen einen Fotodetektor auf. Darüber hinaus weist die optische Kopfanordnung ein akustisch beeinflußbares Beugungsgitter (Deflektor) auf, das zwischen Kollimatorlinse und der Strahlenabzweigungsvorrichtung angeordnet ist. Dieser Deflektor wird zusammen mit einer weiteren Linse für ein als "3-Strahlen-Verfahren" bekanntes Verfahren mit einer Funktion zur Erzeugung eines Bahnverfolgungs- bzw. Abtastsignals eingesetzt. Das Ausgangssignal des Fotodetektors wird zum Lesen der Information und ebenfalls dazu verwendet, die optische Kopfanordnung auf einer Spur der optischen Platte nachzuführen.

Bei einer anderen optischen Abtastvorrichtung (DE 34 34 586 A1) werden sogenannte freie, d. h. bewegliche Objektivlinsen zum optimalen Fokussieren des auf die optische Platte aufzubringenden Laserstrahls eingesetzt.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine bekannte optische Abtastvorrichtung eines optischen Plattenspielers. Die bekannte Vorrichtung umfaßt einen optischen Abtastkopfteil 10 zum Aufzeichnen/Wiedergeben von Daten auf eine optische Platte 1 oder von einer solchen Platte. Diese bekannte Vorrichtung ist ferner mit einem Servomechanismus zum Steuern der genauen Bewegung des optischen Abtastkopfteiles 10 relativ zur optischen Platte und des Datenaufzeichnungs/Wiedergabebetriebes des Teiles 10 versehen.

Wie in Fig. 2 gezeigt, umfaßt der optische Abtastkopfteil 10 eine Laserquelle, d. h. eine Laserdiode 11, zur Erzeugung eines Laserstrahles, und einen Kollimator 12 zum parallelrichten des Laserstrahles von der Laserdiode 11, um aus diesem Strahl einen Parallelstrahl zu machen. Unter dem Kollimator 12 sind nacheinander ein Strahlenteiler 13 und eine Objek­ tivlinse 14 im Abstand vom Strahlenteiler 13 und voneinander angeordnet. Der Strahlenteiler 13 empfängt zwei Arten von auftreffenden Laserstrahlen, nämlich einen vom Kollimator 12 empfangenen Strahl und einen von der optischen Platte 1 re­ flektierten Strahl, und bewirkt, daß der eine Laserstrahl die optische Platte 1 abtastet, während er den anderen La­ serstrahl reflektiert, um den Laserstrahl zu teilen. Die Ob­ jektivlinse 14 empfängt den Laserstrahl vom Strahlenteiler 13 und fokussiert diesen Laserstrahl auf die optische Platte 1. Wenn der Laserstrahl von der Objektivlinse 14 auf die optische Platte 1 fokussiert wird, besitzt er die Form eines kleinen Strahlenpunktes. Wenn er eine gewünschte Position der optischen Platte 1 erreicht, wird er von der Platte l reflektiert. Zu diesem Zeitpunkt empfängt die Objektivlinse 14 einen derartigen, von der Platte 1 reflektierten Laser­ strahl, um aus diesem Strahl einen Parallelstrahl zu machen, der wiederum vom Strahlenteiler 13 empfangen wird. Ferner besitzt der Abtastkopfteil 10 eine Sammellinse 15 zum Sam­ meln des Laserstrahles, der reflektiert und vom Teiler 13 geteilt worden ist. Ein optischer Detektor 16 ist vorgesehen und detektiert den gesammelten Strahl von der Sammellinse 15, um ein elektrisches Signal abzugeben, das dem detektier­ ten Laserstrahl entspricht.

Der Servomechanismus der bekannten Vorrichtung umfaßt eine Führungsschiene 21 zum Führen der Bewegung des Abtastkopf­ teiles 10, so daß dieser Teil 10 in einer gewünschten Posi­ tion über der optischen Platte 1 angeordnet wird. An einem Ende der Führungsschiene 21 ist ein Schrittmotor 22 zum Steuern der Bewegung des Abtastkopfteiles 10 entlang der Schiene 21 angeordnet. Ferner ist dieser Servomechanismus mit einer Servoschaltung 23 zum Steuern der Funktionsweise des Schrittmotors 22 und des Abtastkopfteiles 10 versehen.

Im Betrieb der vorstehend beschriebenen optischen Abtastvor­ richtung erzeugt die Laserdiode 11 des optischen Abtastkopf­ teiles 10 einen Laserstrahl, der vom Kollimator 12 empfangen wird, um hierdurch parallelgerichtet zu werden. Dieser parallelgerichtete Laserstrahl wird dann vom Strahlenteiler 13 empfangen und mit Hilfe der Objektivlinse 14 auf die optische Platte 1 fokussiert. Wenn der Laserstrahl auf die Platte 1 fokussiert ist, wird er durch die Hinzufügung der Objektivlinse 14 zu einem kleinen Strahlenpunkt.

Nach dem Fokussieren auf die Platte 1 wird der Laserstrahl von der Platte 1 reflektiert und mit Hilfe der Objektivlinse 14 vom Strahlenteiler 13 empfangen. Durch diesen Strahlen­ teiler 13 wird der empfangene Laserstrahl reflektiert und von der Sammellinse 15 konzentriert. Dieser konzentrierte Strahl wird dann vom optischen Detektor 16 empfangen, der den Laserstrahl detektiert und elektrische Signale abgibt, die zur Intensität des von der Platte 1 reflektierten Laser­ strahles proportional sind, so daß auf diese Weise die auf der Platte 1 aufgezeichneten Daten erfaßt werden können.

Damit der optische Abtastkopfteil 10 unter Verwendung des Laserstrahles Daten auf der optischen Platte 1 aufzeichnen und auf dieser aufgezeichnete Daten wiedergeben kann, ist es erforderlich, die Bewegung des optischen Abtastkopfteiles 10 mit Hilfe des Servomechanismus genau zu steuern.

Mit anderen Worten, die Servoschaltung 23 steuert den Schrittmotor 22 zum Antreiben des optischen Abtastkopfteiles 10, damit sich dieser unter der Führung durch die Führungsschiene 21 in eine gewünschte Position über der optischen Platte 1 bewegt. Jede Spur der Platte 1 besitzt herkömmlicherweise eine geringe Breite von einigen µm. Um den optischen Abtastkopfteil 10 über einer vorgegebenen Spur der Platte 1, auf die der Kopfteil 10 Zugriff habensoll, genau anzuordnen, muß daher die Bewegung des optischen Abtastkopfteiles 10 im Hinblick auf mechanische Trägheitskräfte, die von der Bewegung des Kopfteiles 10 u. a. verursacht werden, genau gesteuert werden.

Die bekannten optischen Abtastvorrichtungen für einen optischen Plattenspielers müssen alle mit einem genauen Servomechanismus versehen sein, der eine genaue Steuerung der Bewegung des optischen Abtastkopfteiles innerhalb eines kleinen Bereiches von einigen µm ermöglichen kann. Des weiteren benötigen diese bekannten optischen Abtastvorrichtungen einen hohen Grad an Schaltungstechnik, um die Genauigkeit ihrer Betriebsweise zu verbessern. Ferner ist aufgrund der mechanischen Bewegung der optischen Abtastkopfteile eine unvermeidbare Beschränkung in bezug auf die Reduzierung der Zugriffszeit vorhanden.

Um eine genaue Anordnung der Abtastkopfteile relativ zur optischen Platte zu erreichen, muß auch der Servomechanismus genau betrieben werden, so daß der unvermeidbare Nachteil entsteht, daß der Servomechanismus gegenüber mechanischen Stoßbelastungen, beispielsweise äußeren Vibrationen, keinen Widerstand entgegensetzt. Insbesondere muß in einem derartigen Servomechanismus eine Führungsschiene so bearbeitet werden, daß sie eine hohe Genauigkeit aufweist, wodurch die Herstellkosten in unerwünschter Weise ansteigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optische Abtastvorrichtung bzw. Abnahmevorrichtung eines optischen Plattenspielers zu schaffen, mit der die vorstehend erwähnten Nachteile überwunden werden können und die einen akustooptischen Deflektor für den Zugriff auf die optische Platte anstelle des vorstehend erwähnten herkömmlichen Servomechanismus aufweist, um auf diese Weise die optischen Abtastvorrichtung mit einem geringen Gewicht und einer entsprechenden Kompaktheit zu versehen und dieser eine gute Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischen Stoßbelastungen, beispielsweise äußeren Vibrationen, zu verleihen sowie die Zugriffszeit beträchtlich herabzusetzen.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine optische Abtastvorrichtung eines optischen Plattenspielers gelöst, wobei der Ultraschallerzeuger die folgende Teile umfaßt:
Eine Vielzahl von Ultraschallwandlern zum Erzeugen der Ultraschallwelle unter der Steuerung des Steuerelements für den akustooptischen Deflektor und zum Abtasten eines akustooptischen Materials des akustooptischen Deflektorkopfes mit der erzeugten Ultraschallwelle, welches mittels der Ultraschallfrequenz verformbar ist, um den Brechungsindex periodisch zu verändern, und eine Vielzahl von Phasendifferenzsteuer­ schaltungen zum Steuern des Ultraschallwandlers derart, daß die Ultraschallfrequenzen der Ultraschallwandler abgestufte Phasendifferenzen besitzen.

Das Laserquellenteil umfaßt eine Halbleiterlaserquelle zum Bestrahlen der Oberfläche der optischen Platte mit dem La­ serstrahl und einen Kollimator zum Parallelrichten des von der Laserquelle abgestrahlten Laserstrahles, um zu bewirken, daß der Laserstrahl zu dem Laserstrahlpunkt vorgegebener Größe wird, der dem Strahlablenkteil zugeführt wird.

Das Strahlablenkteil umfaßt einen akustooptischen Deflektor zum Ablenken des Laserstrahles des Laserquellenteiles in Ab­ hängigkeit von einer Änderung der Ultraschallfrequenz des­ selben, wobei der Deflektor unter dem Laserquellenteil ange­ ordnet ist, und ein Steuerelement für den akustooptischen Deflektor zum Steuern der Ultraschallfrequenz des Deflektors in Abhängigkeit von einem eingegebenen Rückkopplungssignal, das der gewünschten Zugriffsstelle der optischen Platte ent­ spricht und vom optischen Detektor abgegeben wird, damit der Laserstrahl die gewünschte Zugriffsstelle der optischen Platte, auf die ein Zugriff hergestellt werden soll, genau abtastet, wobei das Steuerelement mit dem akustooptischen Deflektor über ein Signalkabel elektrisch verbunden ist.

Das Strahlabtastteil umfaßt eine freie Objektivlinse, damit der vom Strahlablenkteil abgelenkte Laserstrahl zu einem kleinen Strahlenpunkt wird, der auf die gewünschte Zugriffs­ stelle der optischen Platte fokussiert wird, und zum Konzen­ trieren des von der optischen Platte reflektierten zurück­ laufenden Laserstrahles, wobei die freie Objektivlinse zwischen dem Strahlablenkteil und der optischen Platte ange­ ordnet ist; einen Strahlenteiler zum Übertragen des Laser­ strahles, der vom Strahlablenkteil abgelenkt worden ist, da­ mit der Laserstrahl von der freien Objektivlinse empfangen werden kann, und zum Reflektieren des zurücklaufenden Laser­ strahles, der von der optischen Platte reflektiert und durch die freie Objektivlinse zurückgeführt worden ist, unter ei­ nem vorgegebenen Winkel, um den zurücklaufenden Laserstrahl abzutrennen, wobei der Strahlenteiler zwischen der freien Objektivlinse und dem Strahlablenkteil angeordnet ist; und eine Sammellinse zum Konzentrieren des zurücklaufenden La­ serstrahles, der vom Strahlenteiler reflektiert worden ist, und zum Bewirken, daß der konzentrierte Laserstrahl vom optischen Detektor empfangen wird.

Im Betrieb einer derartigen optischen Abtastvorrichtung der Erfindung erzeugt die Halbleiterlaserquelle des Laser­ quellenteiles einen Laserstrahl, der vom Kollimator paral­ lelgerichtet und vom akustooptischen Deflektor des Strahlab­ lenkteiles empfangen wird. Dieser akustooptische Deflektor wird in seiner Ultraschallfrequenz durch das Steuerelement für den akustooptischen Deflektor gesteuert, so daß auf diese Weise der Ablenkwinkel des Laserstrahles in Abhängig­ keit von einer Änderung der Ultraschallfrequenz gesteuert wird. Der Laserstrahl, der vom akustooptischen Deflektor in eine gewünschte Ablenkrichtung abgelenkt worden ist, wird dann durch Hinzufügung des Strahlabtastteiles zu einem Strahlenpunkt einer vorgegebenen geringen Größe und wird schließlich auf die optische Platte gerichtet. Wenn der La­ serstrahl die optische Platte erreicht, wird er von der optischen Platte reflektiert und vom optischen Detektor über das Strahlabtastteil als rückläufiger Laserstrahl empfangen. Am optischen Detektor wird der rückläufige Laserstrahl detektiert. Als Folge hiervon erzeugt der optische Detektor ein elektrisches Signal, das dem detektierten Laserstrahl entspricht. Dieses elektrische Signal wird dann an eine Signalverarbeitungsschaltung gelegt und durch diese verar­ beitet. Zu diesem Zeitpunkt wird an das Steuerelement des akustooptischen Deflektors ein Rückkopplungssignal gelegt, das vom optischen Detektor abgegeben wurde, und die Ultra­ schallfrequenz des akustooptischen Deflektors in Abhängig­ keit vom empfangenen Rückkopplungssignal verändert. Auf diese Weise wird der Ablenkwinkel des Laserstrahles in eine gewünschte Richtung abgelenkt. Somit kann die erfindungsge­ mäß ausgebildete optische Abtastvorrichtung die Spur der Um­ laufbahn der optischen Platte verfolgen, ohne daß irgendeine mechanische Bewegung hinzugefügt werden muß.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläu­ tert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer bekannten optischen Abtastvorrichtung eines optischen Plattenspielers;

Fig. 2 eine schematische Ansicht, die die Ge­ samtkonstruktion eines optischen Abtast­ kopfteiles der bekannten optischen Ab­ tastvorrichtung zeigt;

Fig. 3 eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer optischen Ab­ tastvorrichtung eines optischen Platten­ spielers gemäß der vorliegenden Erfin­ dung;

Fig. 4 ein Blockdiagramm, das eine Konstruktion der optischen Abtastvorrichtung der Fig. 3 und den Betrieb der einzelnen Komponen­ ten der Vorrichtung zeigt; und

die Fig. 5A und 5B Ansichten der Konstruktion und Betriebs­ weise eines akustooptischen Deflektors der optischen Abtastvorrichtung der Fig. 3, wobei

Fig. 5A zeigt, daß ein akustooptisches Material horizontal orientiert ist und der Laserstrahl unter einem vorgegebenen Winkel vom Material abgelenkt wird, und wobei

Fig. 5B zeigt, daß das akustooptische Material aufgrund der Phasendifferenz zwischen den Ultraschallwandlern geneigt orientiert ist und der Ablenkwinkel des Laserstrahles aufgrund einer derartigen geneigten Orientierung des Materiales aus dem Zustand der Fig. 5A verändert wird.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Ausführungsform einer optischen Abtastvorrichtung eines optischen Plattenspielers gemäß der vorliegenden Erfindung. Diese Vorrichtung umfaßt ein Laserquellenteil 30, das über einem Plattendrehtisch (nicht gezeigt) angeordnet ist, welcher drehbar am Deck des optischen Plattenspielers montiert ist. Das Laserquellenteil ist in einem vorgegebenen Abstand vom Plattendrehtisch ange­ ordnet. Es erzeugt einen Laserstrahl, der in der Form eines Strahlenpunktes einer vorgegebenen Größe zur Abtastung ver­ wendet wird. An einer Stelle unter dem Laserquellenteil 30 ist ein Strahlablenkteil 40 angeordnet. Dieses Teil 40 empfängt den vom Laserquellenteil 30 abgegebenen Laserstrahl und lenkt den empfangenen Laserstrahl derart ab, daß dieser zu einer gewünschten Zugriffsstelle einer auf dem Drehtisch befindlichen optischen Platte 70 geführt wird. Ferner be­ sitzt die vorliegende optische Abtastvorrichtung ein Strahlabtastteil 50, das nach dem Empfang des vom Strahlab­ lenkteil 40 abgelenkten Laserstrahles bewirkt, daß der empfangene Laserstrahl zu einem kleinen Strahlenpunkt wird, mit dem die optische Platte 70 auf dem Drehtisch abgetastet wird. Dieser Strahlabtastteil 50 teilt darüber hinaus den Laserstrahl, der von der optischen Platte 70 reflektiert worden ist, indem er den Laserstrahl reflektiert. Ferner ist in der vorliegenden optischen Abtastvorrichtung ein optischer Detektor 60 vorgesehen, der den von der optischen Platte 70 reflektierten, geteilten und vom Strahlabtastteil 50 reflektierten Laserstrahl empfängt. Nach dem Empfang des Laserstrahles detektiert der optische Detektor 60 denselben und gibt elektrische Signale ab, die dem Laserstrahl ent­ sprechen.

Hiernach werden die vorstehend erwähnten Teile der optischen Abtastvorrichtung im einzelnen beschrieben.

Das Laserquellenteil 30 umfaßt eine Halbleiterlaserquelle 31, die über dem Plattendrehtisch in einem vorgegebenen Ab­ stand davon angeordnet ist. Diese Laserquelle 31 strahlt den Laserstrahl ab, der auf eine gewünschte Zugriffsstelle der optischen Platte 70 geführt wird. Unter der Laserquelle 31 befindet sich ein Kollimator 32 zum Parallelrichten des von der Laserquelle 31 abgestrahlten Laserstrahles, damit der Laserstrahlpunkt eine vorgegebene Größe erhält. Dieser La­ serstrahlpunkt wird an das Strahlablenkteil 40 abgegeben.

Das Strahlablenkteil 40 wird durch einen akustooptischen De­ flektor 41 und ein Steuerelement 42 für den akustooptischen Deflektor gebildet, die miteinander in Verbindung stehen.

Der akustooptische Deflektor 41 ist unter dem Laserquellen­ teil 30 angeordnet und kann den Laserstrahl vom Laser­ quellenteil 30 in Abhängigkeit von einer Änderung seiner Ultraschallfrequenz in veränderlicher Weise ablenken. Das Steuerelement 42 für den akustooptischen Deflektor ist an einer Seite des akustooptischen Deflektors 41 angeordnet und an diesen mit Hilfe eines Signalkabels elektrisch ange­ schlossen. Dieses Steuerelement 42 wird mit einem Rück­ kopplungssignal entsprechend der gewünschten zugriffsstelle der optischen Platte 70 beaufschlagt, das vom optischen De­ tektor 60 abgegeben wird und die Ultraschallfrequenz des akustooptischen Deflektors 41 in Abhängigkeit vom eingegebe­ nen Rückkopplungssignal steuert. Das Steuerelement 42 be­ wirkt somit, daß der Laserstrahl genau auf die gewünschte Stelle der optischen Platte 70 geführt wird, auf die die Ab­ tastvorrichtung Zugriff nehmen soll.

Das Strahlabtastteil 50 umfaßt eine freie Objektivlinse 52, die zwischen dem Strahlablenkteil 40 und der optischen Platte 70 angeordnet ist, um den vom Strahlablenkteil 40 ab­ getasteten Laserstrahl in einen kleinen Strahlenpunkt umzu­ wandeln, der auf die gewünschte Zugriffsstelle der optischen Platte 70 fokussiert wird. Diese Objektivlinse 52 konzen­ triert ferner den von der optischen Platte 70 reflektierten zurückgeführten Laserstrahl. Zwischen der freien Objektiv­ linse 52 und dem Strahlablenkteil 40 befindet sich ein Strahlenteiler 51. Dieser Strahlenteiler 51 überträgt den Laserstrahl, der vom Strahlablenkteil 40 abgelenkt worden ist, damit der Laserstrahl von der freien Objektivlinse 52 empfangen werden kann, reflektiert jedoch den zurückgeführ­ ten Laserstrahl, der von der optischen Platte 70 reflektiert und durch die freie Objektivlinse 52 zurückgeführt worden ist, unter einem vorgegebenen Winkel, um den zurückgeführten Laserstrahl abzutrennen. Ferner ist das Strahlabtastteil 50 mit einer Sammellinse 52 zum Konzentrieren des zurückge­ führten Laserstrahles, der vom Strahlenteiler 51 reflektiert worden ist, und zum Bewirken, daß der konzentrierte Laser­ strahl vom optischen Detektor 60 empfangen wird, versehen.

Der akustooptische Deflektor 41, der den wichtigsten erfin­ derischen Teil dieser Erfindung darstellt, ist derart ausge­ bildet, daß ein Ultraschallerzeuger 110 eng benachbart auf der unteren Fläche eines akustooptischen Materiales 120 an­ geordnet ist, wie in den Fig. 5A und 5B gezeigt. Dieses akustooptische Material 120 wird durch einen Unterschied in der Schallfrequenz verformt und verändert diesbezüglich pe­ riodisch den Brechungsindex des Lichtes. Der Ultraschaller­ zeuger 110 verändert die Ultraschallfrequenz unter der Steuerung des Steuerelementes 42 für den akustooptischen De­ flektor und führt die erzeugte Ultraschallwelle auf das akustooptische Material 120. Um die das akustooptische Mate­ rial 120 durchdringende Ultraschallwelle zu absorbieren, ist eine Schallabsorptionsschicht 130 eng benachbart auf dem akustooptischen Material 120 angeordnet.

Wie man den Fig. 5A und 5B entnehmen kann, die eine Aus­ führungsform des akustooptischen Defektors 41 zeigen, umfaßt bei dieser Ausführungsform der Ultraschallerzeuger 110 eine Vielzahl von Ultraschallwandlern 111 bis 114 zum Erzeugen einer Ultraschallwelle einer bestimmten Frequenz unter der Steuerung des Steuerelementes 42 für den akustooptischen De­ flektor und zum Führen der erzeugten Ultraschallwelle auf das akustooptische Material 120. Ferner ist zwischen jeweils zwei benachbarten Ultraschallwandlern eine Phasendifferenz­ steuerschaltung 115, 116, 117 vorgesehen und an die ent­ sprechenden Wandler angeschlossen, um die entsprechenden Wandler 111 bis 114 derart zu steuern, daß sie Ultraschall­ wellen mit abgestuften Phasendifferenzen erzeugen. Hierdurch werden die Ultraschallwellen, die beide die gleiche Frequenz und die abgestuften Phasendifferenzen besitzen, von den Ul­ traschallwandlern 111 bis 114 auf das akustooptische Mate­ rial 120 geleitet. Diesbezüglich kann der Laserstrahl in nachfolgend beschriebenen Stufen unter verschiedenen Winkeln abgelenkt werden. In diesem Fall wird bevorzugt, eine gerade Zahl, beispielsweise 4, von Ultraschallwandlern 111 bis 114 für den akustooptischen Deflektor 41 vorzusehen, so daß die Wandler 111 bis 114 zur Mitte des akustooptischen Materiales 120 symmetrisch angeordnet sein können.

Neben der beschriebenen ersten Ausführungsform des akusto­ optischen Deflektors 41 mit dem Ultraschallerzeuger 110, der die Vielzahl der Ultraschallwandler 111 bis 114 umfaßt, wie in den Fig. 5A und 5B gezeigt, kann die Abtastvorrichtung dieser Ausführungsform mit einer zweiten anderen Aus­ führungsform eines akustooptischen Deflektors versehen sein, die einen Ultraschallerzeuger aufweist, der einen Ultra­ schallwandler besitzt, der an die untere Fläche des akusto­ optischen Materiales 120 stößt. Wie aus der folgenden Be­ schreibung hervorgeht, wird die Funktionsweise der Abtast­ vorrichtung in Verbindung mit der Vorrichtung beschrieben, die diese zweite weitere Ausführungsform eines akusto­ optischen Deflektors aufweist.

Nach dem Anordnen der optischen Platte 70 auf dem Platten­ drehtisch, der drehbar am Deck des optischen Plattenspielers montiert ist, beginnt die Abtastvorrichtung ihre Tätigkeit für den Zugriff auf die optische Platte 70. Zu diesem Zeit­ punkt wird der Laserstrahl vom Laserquellenteil 30 erzeugt und vom Strahlablenkteil 40 empfangen.

Am Laserquellenteil 30 erzeugt die Halbleiterlaserquelle 31 den Laserstrahl, der danach vom Kollimator 32 parallelge­ richtet wird. Es ist erforderlich, die Intervalle zwischen der Halbleiterlaserquelle 31, dem Kollimator 32 und dem akustooptischen Deflektor 41 des Strahlablenkteiles 40 genau einzustellen, so daß der parallelgerichtete Laserstrahl als Strahlenpunkt mit einer vorgegebenen Größe von dem akusto­ optischen Deflektor 41 empfangen wird.

Am akustooptischen Deflektor 41 des Strahlablenkteiles 40 lenkt das akustooptische Material 120 den Laserstrahl ab, nachdem es die Ultraschallwelle empfangen hat, die vom Ultraschallerzeuger 110 erzeugt und abgegeben worden ist. In diesem Fall wird der Ablenkwinkel des Laserstrahles durch die Orientierung des akustooptischen Materiales 120, die der Ultraschallfrequenz entspricht, beeinflußt. Wenn danach die Ultraschallfrequenz verändert wird, wird das akustooptische Material 120 verformt, wodurch der Ablenkwinkel des Laser­ strahles in Abhängigkeit von dem verformten akustooptischen Material 120 verändert wird.

Wenn das akustooptische Material 120 durch die Änderung der Ultraschallfrequenz verformt wird, tritt ein akustooptischer Effekt ein, gemäß dem der Brechungsindex des Lichtes periodisch verändert wird. Hierdurch wirkt das akusto­ optische Material 120 als Phasengitter zum Beugen des Lichtes. Die Ultraschallwelle, die vom Ultraschallerzeuger 110 erzeugt und durch das akustooptische Material 120 über­ tragen wurde, wird von der Schallabsorptionsschicht 130 am Material 120 absorbiert, wodurch in wirksamer Weise ein Lecken zur Außenseite hin verhindert wird.

Der Laserstrahl, der vom Laserstrahlenteil 30 erzeugt und vom akustooptischen Deflektor 41 empfangen worden ist, wird vom Deflektor 41 abgelenkt, wenn dieser in seinem Ablenkwin­ kel in Abhängigkeit von der Frequenz der Ultraschallwelle des Ultraschallerzeugers 110 verstellt wird. Somit ist es möglich, den Ablenkwinkel des Laserstrahles am akusto­ optischen Deflektor 41 proportional zur Änderung der Frequenz der Ultraschallwelle zu verändern. Somit kann die Spurführung für eine gewünschte Zugriffsstelle in Radial­ richtung der optischen Platte 70 einfach und genau ausge­ führt werden.

Der Laserstrahl, der vom akustooptischen Deflektor 41 in eine gewünschte Richtung abgelenkt worden ist, wird dann vom Strahlabtastteil 50 empfangen, um die optische Platte 70 ab­ zutasten. In diesem Strahlabtastteil 50 fokussiert die freie Objektivlinse 52 den Laserstrahl in der Form eines kleinen Strahlenpunktes auf der optischen Platte 70.

Wenn der Laserstrahl die optische Platte 70 erreicht, wird er von der Platte 70 reflektiert und von der freien Objek­ tivlinse 52 konzentriert. Wenn er die Objektivlinse 52 pas­ siert, wird der zurücklaufende Laserstrahl zu einem Paral­ lelstrahl, der von der unteren Fläche des Strahlenteilers 51 empfangen wird. Der von der unteren Fläche des Strahlentei­ lers 51 empfangene Laserstrahl wird dann unter einem vorge­ gebenen Winkel reflektiert und von der Sammellinse 52 kon­ zentriert. Der konzentrierte Laserstrahl kann dann vom optischen Detektor 60 empfangen werden. Nach dem Empfang des Laserstrahles detektiert der optische Detektor 60 den Strahl und gibt ein elektrisches Signal ab, das wiederum von einer Signalverarbeitungsschaltung (nicht gezeigt) empfangen wird. Diese Signalverarbeitungsschaltung verarbeitet das elek­ trische Signal, um die auf der optischen Platte 70 aufge­ zeichneten Daten wiederzugeben. In diesem Fall wird ein elektrisches Signal, das die Information über die Zugriffs­ stelle der optischen Platte 70 enthält, zur gleichen Zeit zum Steuerelement 42 des akustooptischen Deflektors zurück­ geführt. Somit steuert dieses Element 42 den akustooptischen Deflektor 41 in Abhängigkeit von dem Rückkopplungssignal, das der Zugriffsstelle der optischen Platte 70 entspricht, so daß auf diese Weise die Frequenz der Ultraschallwelle des Deflektors 41 derart gesteuert wird, daß der Laserstrahl ge­ nau auf die gewünschte Zugriffsstelle auf der optischen Platte 70 geführt wird.

Die Frequenz der Ultraschallwelle des akustooptischen De­ flektors 41 wird in Abhängigkeit von dem Detektionssignal des von der optischen Platte 70 reflektierten Laserstrahles verändert. Der Ablenkwinkel des Laserstrahles kann somit verändert werden, wodurch der Laserstrahl auf die gewünschte Stelle der optischen Platte 70 geführt werden kann. Somit ist es möglich, die Spurführung der optischen Abtastvor­ richtung ohne Hinzufügung einer mechanischen Bewegung, son­ dern durch Ablenkung des Laserstrahles zu bewerkstelligen.

Wenn die optische Abtastvorrichtung mit der ersten Aus­ führungsform des akustooptischen Deflektors 41 versehen ist, die die Vielzahl der Ultraschallwandler 111 bis 114 und die Phasendifferenzsteuerschaltungen 115, 116, 117, die zwischen jeweils zwei benachbarte Ultraschallwandler geschaltet sind, aufweist, wie in den Fig. 5A und 5B gezeigt, wird die Ab­ lenkung des Laserstrahles durch das akustooptische Material 41 in der nachfolgenden Weise durchgeführt.

Wenn sämtliche Ultraschallwandler 111 bis 114 eine Ultra­ schallwelle mit der gleichen vorgegebenen Frequenz f1 erzeu­ gen und die Phasendifferenzen zwischen den beiden benachbar­ ten Ultraschallwandlern 111 und 112, 112 und 113, 113 und 114 von den Phasendifferenzsteuerschaltungen 115 bis 117 so gesteuert werden, daß sie Null sind, ist das akustooptische Material 120 horizontal angeordnet, wie in Fig. 5A gezeigt, und besitzt auf diese Weise eine horizontale Gitteranord­ nung.

Daher erzeugen die Ultraschallwandler 111 bis 114 eine Ul­ traschallwelle mit einer Frequenz f2, die größer ist als die vorgegebene Frequenz f1. Zur gleichen Zeit steuern die Pha­ sendifferenzsteuerschaltungen 115 bis 117 die Phasendiffe­ renzen zwischen den beiden benachbarten Ultraschallwandlern 111 und 112, 112 und 113, 113 und 114, um aus diesen Phasen­ differenzen abgestufte Differenzen zu machen. Folglich wird das akustooptische Material 120 so angeordnet, daß es unter einem vorgegebenen Winkel zur Horizontalen geneigt ist, wie in Fig. 5A gezeigt, so daß eine geneigte Gitteranordnung entsteht.

Wenn die Gitteranordnung des akustooptischen Materiales 120 aus der in Fig. 5A gezeigten horizontalen Anordnung in die in Fig. 5B gezeigte geneigte Anordnung verändert wird, wird der Ablenkwinkel des Laserstrahles erhöht, wie in Fig. 5B gezeigt.

Wenn, wie vorstehend beschrieben, der Ultraschallerzeuger 110 die Vielzahl der Ultraschallwandler 111 bis 114 und die Vielzahl der Phasendifferenzsteuerschaltungen 115, 116, 117, die jeweils zwischen zwei benachbarten Ultraschallwandlern geschaltet sind, aufweist, wird der Ultraschallerzeuger 110 in seiner Ultraschallfrequenz und die Phasendifferenz zwischen den Ultraschallwandlern 111 bis 114 so gesteuert, daß die Ultraschallwellen die gleiche Frequenz und die abge­ stuften Phasendifferenzen besitzen. Somit kann in diesem Fall der Laserstrahl in einem breiteren Bereich des Ablenk­ winkels abgelenkt werden, wodurch der Ablenkwirkungsgrad des Laserstrahles des akustooptischen Deflektors 41 verbessert wird.

Wie vorstehend erwähnt, lenkt die optische Abtastvorrichtung der vorliegenden Erfindung den Laserstrahl mit Hilfe des akustooptischen Deflektors so ab, daß der Laserstrahl auf eine gewünschte Zugriffsstelle der optischen Platte geführt werden kann. Diesbezüglich benötigt die vorliegende optische Abtastvorrichtung keine mechanische Bewegung zur Ausführung der Spurführung. Des weiteren muß diese Vorrichtung nicht mit dem mechanischen Mechanismus versehen sein, der bei der herkömmlich ausgebildeten Abtastvorrichtung erforderlich ist und eine Führungsschiene für den Abtastkopfteil, einen Schrittmotor zum Antreiben des Kopfteiles und eine Servo­ schaltung zum Steuern der Bewegung des Kopfteiles umfaßt. Auf diese Weise wird die Kompaktheit der Konstruktion ver­ bessert. Des weiteren wird bei dieser Vorrichtung die Spur­ führung nicht über die mechanische Bewegung, sondern über das Ablenken des Laserstrahles durchgeführt. Folglich kann mit dieser Abtastvorrichtung die Spurführungsgenauigkeit un­ abhängig von äußeren Vibrationen, äußeren Schockbelastungen etc. verbessert werden. Des weiteren wird durch diese Vor­ richtung die Zugriffszeit im Vergleich zu der der herkömm­ lich ausgebildeten Vorrichtung wesentlich reduziert.

Claims (5)

1. Optische Abtastvorrichtung für einen optischen Plattenspieler, mit einer in einem vorgegebenen Abstand über dem Plattendrehteller des Plattenspielers angeordneten, einen Laserstrahl erzeugenden Laserquelle (30), mit einem Strahlenablenkteil (40) zum Ablenken des Laserstrahls auf eine vorbestimmbare Zugriffsstelle einer auf dem Plattendrehteller angeordneten Platte (70), welches einen akustooptischen Deflektor (41) aufweist, der einen Ultraschallerzeuger (110) zum Erzeugen einer mittels eines Steuerelements (42) veränderbaren, den Ablenkwinkel des Laserstrahls bestimmenden Ultraschallfrequenz umfaßt, mit einem Strahlenabtastteil (50), welches den Laserstrahl vor seinem Auftreffen auf die Platte (70) fokussiert und welches den von der Platte reflektierten Laserstrahl durch eine weitere Reflexion aufteilt, sowie mit einem optischen Detektor (60), auf den der durch das Strahlenabtasteil (50) aufgeteilte Laserstrahl trifft und der dieses in ein entsprechendes elektrisches Signal umwandelt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallerzeuger (110) die folgende Teile umfaßt:
Eine Vielzahl von Ultraschallwandlern (111-114) zum Erzeugen der Ultraschallwelle unter der Steuerung des Steuerelements (42) für den akustooptischen Deflektor und zum Abtasten eines akustooptischen Materials (120) des akustooptischen Deflektorkopfes mit der erzeugten Ultraschallwelle, welches mittels der Ultraschallfrequenz verformbar ist, um den Brechungsindex periodisch zu verändern, und eine Vielzahl von Phasendifferenzsteuerschaltungen (115, 116, 117) zum Steuern des Ultraschallwandlers (111-114) derart, daß die Ultraschallfrequenzen der Ultraschallwandler abgestufte Phasendifferenzen besitzen.

2. Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d a ß das Laserquellenteil (70) die folgenden Teile umfaßt:
Eine Halbleiterlaserquelle (31) zum Richten des Laserstrahles auf die Oberfläche der optischen Platte (70); und einen Kollimator (32) zum Parallelrichten des von der Laserquelle (31) abgestrahlten Laserstrahles, damit der Laserstrahl zu dem Laserstrahlenpunkt mit der vorgegebenen Größe wird, der auf das Strahlablenkteil (40) gerichtet wird.

3. Abtastvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Ultraschallfrequenz mittels des Steuerelements (42) in Abhängigkeit von einem eingegebenen Rückkopplungssignal, das der gewünschten Zugriffsstelle der optischen Platte (70) entspricht und vom optischen Detektor (60) abgegeben wird, um den Laserstrahl genau auf die gewünschte Zugriffsstellung der optischen Platte (70) zu führen, wobei das Steuerelement (42) an einer Seite des akustooptischen Deflektors (41) angeordnet und mit diesem über ein Signalkabel elektrisch verbunden ist.

4. Abtastvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der akustooptische Deflektor (41) eine Schallabsorptionsschicht (130) zum Absorbieren der das akustooptische Material (120) des Deflektors (140) durchdringenden Ultraschallwelle aufweist, die auf dem akustooptischen Material (120) eng benachbart zu diesem angeordnet ist.

5. Abtastvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, d a ß das Strahlabtastteil (50) die folgenden Teile umfaßt:
Eine Objektivlinse (52), um den vom Strahlablenkteil (40) abgelenkten Laserstrahl zu einem kleinen Strahlenpunkt zu formen, der danach auf die gewünschte Zugriffsstelle der optischen Platte (70) fokussiert wird, und zum Konzentrieren des von der optischen Platte (70) reflektierten zurücklaufenden Laserstrahles, wobei die Objektivlinse (52) zwischen dem Strahlablenkteil (40) und der optischen Platte (70) angeordnet ist;
einen Strahlenteiler (51) zur Übertragung des vom Strahlablenkteil (40) abgelenkten Laserstrahles, damit der Laserstrahl von der Objektivlinse (52) empfangen wird, und zum Reflektieren des zurücklaufenden Laserstrahles, der von der optischen Platte (70) reflektiert wird und durch die Objektivlinse (52) zurückgeführt worden ist, unter einem vorgegebenen Winkel, um den zurücklaufenden Laserstrahl zu teilen, wobei der Strahlenteiler (51) zwischen der Objektivlinse (52) und dem Strahlablenkteil (40) angeordnet ist; und
eine Sammellinse (53) zum Konzentrieren des zurücklaufenden Laserstrahles, der vom Strahlenteiler (512) reflektiert worden ist; und zum Bewirken, daß der konzentrierte Laserstrahl vom optischen Detektor (60) empfangen wird.