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Die
Erfindung bezieht sich auf ein optisches Plattenlaufwerk, bei dem
durch Beaufschlagung einer optischen Platte mit Licht Informationen
aufgezeichnet und/oder wiedergegeben werden.
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Aus
der
japanischen Patent-Offenlegungsschrift
10-222 864 ist z.B. ein optisches Plattenlaufwerk des Standes
der Technik bekannt, bei dem Informationen unter Verwendung von
zwei numerischen Aperturen (NA) aufgezeichnet und wiedergegeben
werden können.
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15 zeigt
ein aus dieser Druckschrift bekanntes optisches Plattenlaufwerk
des Standes der Technik. Wie in 15 veranschaulicht
ist, umfasst dieses optische Plattenlaufwerk mehrere Lichtempfangs-/Lichtemissionseinheiten 131, 132,
einen Polarisationsstrahlenteiler 135, der eine Einrichtung
zur Zusammenführung
von optischen Strahlengängen darstellt,
eine Kollimationslinse 139, einen Halbspiegel 143,
der eine Verzweigung eines Lichtstroms ermöglicht, einen einzelnen Fotodetektor 144 und
ein Objektiv bzw. eine Objektivlinse 140. Die Lichtempfangs-/Lichtemissionseinheit 131 umfasst
hierbei ein Lichtemissionselement 133 und ein erstes Lichtempfangselement 161,
während
die Lichtempfangs-/Lichtemissionseinheit 132 ein
Lichtemissionselement 134 und ein erstes Lichtempfangselement 162 umfasst.
Der Fotodetektor 144 umfasst ein zweites Lichtempfangselement 151.
Das Lichtemissionselement 133 und das Lichtemissionselement 134 werden
hierbei nicht gleichzeitig betätigt,
sodass jeweils nur eines dieser Elemente zur Lichtemission angesteuert
wird.
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Das
Lichtemissionselement 133 wird jeweils angesteuert, wenn
eine optische Platte (d.h. ein Aufzeichnungsträger) 141 angetrieben
wird. Hierbei tritt ein von dem Lichtemissionselement 133 abgegebener
Lichtstrom 136 durch den Polarisationsstrahlenteiler 135 hindurch
und wird sodann von der Kollimationslinse 139 in einen
im wesentlichen parallelen Strahlengang umgewandelt. Der in einen
im wesentlichen parallelen Strahlengang umgesetzte Lichtstrom 136 wird
sodann von dem Objektiv 140 auf die optische Platte 141 gerichtet.
Das von der optischen Platte 141 reflektierte Licht wird über den
gleichen optischen Weg zu der Lichtempfangs-/Lichtemissionseinheit 131 zurückgeführt. In
der Lichtempfangs-/Lichtemissionseinheit 131 wird das reflektierte Licht
von einem (nicht dargestellten) holografischen Element auf das erste
Lichtempfangselement 131 gerichtet und auf diese Weise
empfangen.
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Das
Lichtemissionselement 134 wird seinerseits angesteuert,
wenn eine optische Platte (d.h. ein Aufzeichnungsträger) 142 angetrieben
wird. Hierbei wird ein von dem Lichtemissionselement 134 abgegebener
Lichtstrom 137 von dem Polarisationsstrahlenteiler 135 reflektiert
und rechtwinklig abgelenkt, woraufhin er den gleichen optischen
Weg wie der Lichtstrom 136 nimmt. Der reflektierte Lichtstrom 137 wird
somit von der Kollimationslinse 139 ebenfalls in einen
im wesentlichen parallelen Strahlengang umgewandelt und von dem
Objektiv 140 dann auf die optische Platte 142 gerichtet.
Das von der optischen Platte 142 reflektierte Licht wird
dann über
den gleichen optischen Weg zu der Lichtempfangs-/Lichtemissionseinheit 132 zurückgeführt. In
der Lichtempfangs-/Lichtemissionseinheit 132 wird dann
das reflektierte Licht zu dem ersten Lichtempfangselement 162 geführt und
auf diese Weise empfangen.
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Der
Halbspiegel 143 reflektiert einen Teil der von der Kollimationslinse 139 zugeführten parallelen Lichtstrahlen,
während
der verbleibende Teil hindurchtritt. Die von dem Halbspiegel 143 reflektierten Lichtstrahlen
des Lichtstroms 136 und des Lichtstroms 137 werden
dann beide als einfallendes Frontallicht von dem in dem Fotodetektor 144 angeordneten
zweiten einzelnen Lichtempfangselement 151 aufgenommen.
Das von dem Fotodetektor 144 dann abgegebene Signal wird
auf die zugehörigen
Ansteuerschaltungen der Lichtemissionselemente rückgekoppelt, sodass die jeweiligen
Ausgangssignale der Lichtemissionselemente 133 und 134 konstant
gehalten werden können.
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In
der vorstehend beschriebenen Weise können somit ein Signal auf der
optischen Platte 141 oder der optischen Platte 142 aufgezeichnet
oder ein auf der optischen Platte 141 oder der optischen
Platte 142 aufgezeichnetes Signal wiedergegeben werden.
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Wie
in 16 veranschaulicht ist, wird jedoch bei der vorstehend
beschriebenen Anordnung des Standes der Technik nur jeweils der
mittlere Teil des Lichtstroms 136 und des Lichtstroms 137 von dem
zweiten Lichtempfangselement 151 erfasst bzw. aufgenommen.
Wenn sich hierbei das Lichtemissionsmuster der beiden Lichtempfangselemente 133, 134 in
Abhängigkeit
von Umgebungstemperaturschwankungen, Schwankungen der Lichtemissionsleistung
oder dergleichen verändert,
kann hierdurch die proportionale Korrelation zwischen der Lichtemissionsmenge
der beiden Lichtemissionselemente 133, 134 und
der Lichtempfangsmenge des zweiten Lichtempfangselements 151 beeinträchtigt werden, sodass
in einem solchen Falle die Gefahr besteht, dass die Lichtmenge nicht
mehr genau gesteuert werden kann.
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Darüber hinaus
kann eine genaue Lichtmengensteuerung auch dadurch beeinträchtigt werden, dass
bei einem einzelnen optischen Plattenlaufwerk die Aufzeichnung und
Wiedergabe unter Verwendung mehrerer numerischer Aperturen erfolgt.
Auch wenn ein solches optisches Plattenlaufwerk dahingehend ausgestaltet
ist, dass bei einer bestimmten numerischen Apertur die Gesamtmenge
eines Lichtstroms von dem zweiten Lichtempfangselement 151 aufgenommen
wird, besteht dennoch die Gefahr, dass bei einer anderen numerischen
Apertur nur ein Teil des Lichtstroms oder aber ein unnötiger Lichtstrom
aufgenommen wird.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Zur
Behebung der vorstehend beschriebenen Nachteile des Standes der
Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zu Grunde, ein mit
mehreren bzw. einer Vielzahl von numerischen Aperturen betreibbares
optisches Plattenlaufwerk anzugeben, bei dem die Lichtmenge bei
jeder numerischen Apertur gesteuert und die Lichtemissionsmenge
eines Lichtemissionselements konstant gehalten werden können.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
optisches Plattenlaufwerk gelöst,
das mit mehreren, jeweiligen optischen Platten entsprechenden numerischen
Aperturen betrieben wird und eine Lichtquelle, ein Verzweigungselement,
das einem von der Lichtquelle abgegebenen Lichtstrom eine Verzweigung
in einen ersten und einen zweiten Lichtstrom ermöglicht, einen ersten Detektor,
der mit dem durch die von dem Verzweigungselement herbeigeführte Verzweigung
erhaltenen ersten Lichtstrom beaufschlagt wird, eine Steuereinrichtung,
die die von der Lichtquelle abgegebene Lichtmenge in Abhängigkeit von
der von dem ersten Detektor aufgenommenen Lichtmenge steuert, und
einen zweiten Detektor, der mit dem zweiten Lichtstrom nach dessen
Reflexion von einer optischen Platte beaufschlagt wird, aufweist
und dadurch gekennzeichnet ist, dass der erste Detektor einen ersten
Detektionsbereich, der mit einem inneren Lichtstrom des ersten Lichtstroms
beaufschlagt wird, und zumindest einen zweiten Detektionsbereich
umfasst, der von einem äußeren Lichtstrom
des ersten Lichtstroms beaufschlagt wird, wobei die Steuereinrichtung
von einem ersten Steuerzustand, bei dem die von der Lichtquelle
abgegebene Lichtmenge in Abhängigkeit
von der in dem ersten Detektionsbereich aufgenommenen Lichtmenge
gesteuert wird, auf einen zweiten Steuerzustand, bei dem die von
der Lichtquelle abgegebene Lichtmenge in Abhängigkeit von der in dem ersten
und dem zweiten Detektionsbereich aufgenommenen Lichtmenge gesteuert
wird, und umgekehrt umschaltet.
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Wenn
bei dieser Konfiguration eine kleine numerische Apertur eingestellt
wird, wird die von der Lichtquelle abgegebene Lichtmenge von der
Steuereinrichtung auf der Basis der in dem ersten Detektionsbereich
aufgenommenen Lichtmenge gesteuert, in dem nur der innere Lichtstrom
des ersten Lichtstroms empfangen wird. Wenn dagegen eine große numerische
Apertur eingestellt wird, wird die von der Lichtquelle abgegebene
Lichtmenge von der Steuereinrichtung sowohl auf der Basis der Lichtmenge,
die in dem ersten Detektionsbereich aufgenommen wird, in dem der
innere Lichtstrom des ersten Lichtstroms empfangen wird, als auch
auf der Basis der Lichtmenge gesteuert, die in dem zweiten Detektionsbereich
empfangen wird, in dem der äußere Lichtstrom des
ersten Lichtstroms empfangen wird. Hierdurch wird der Detektionsbereich
entsprechend den numerischen Aperturen verändert, sodass auch bei einer beliebigen
numerischen Apertur die gesamte Lichtmenge des ersten Lichtstroms
entsprechend der numerischen Apertur erfasst werden kann. Auf diese Weise
wird ein optisches Plattenlaufwerk erhalten, das mit mehreren numerischen
Aperturen betrieben werden kann, wobei sich die Lichtmenge in Abhängigkeit
von einer jeden numerischen Apertur genau steuern lässt.
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Das
vorstehend beschriebene optische Plattenlaufwerk kann auch dahingehend
ausgestaltet sein, dass zwischen dem Verzweigungselement und der
optischen Platte ein Aperturbegrenzungselement angeordnet ist, durch
das der durch die von dem Verzweigungselement herbeigeführte Verzweigung
erhaltene zweite Lichtstrom hindurchtritt, wobei das Aperturbegrenzungselement
zumindest von einem ersten Aperturzustand auf einen zweiten Aperturzustand
mit einem zur Hindurchführung
des zweiten Lichtstroms größeren Durchmesser
als im ersten Aperturzustand und umgekehrt umschaltet.
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Durch
eine solche Konfiguration, bei der ein Aperturbegrenzungselement
Verwendung findet, kann die numerische Apertur des auf eine optische Platte
fallenden zweiten Lichtstroms auf mehrere Werte eingestellt werden.
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Das
vorstehend beschriebene optische Plattenlaufwerk kann auch dahingehend
ausgestaltet sein, dass zwischen der Lichtquelle und dem Verzweigungselement
eine Kollimationslinse angeordnet ist, die den von der Lichtquelle
zu dem Verzweigungselement verlaufenden Lichtstrom in einen parallelen
Lichtstrom umformt, wobei der erste Detektionsbereich kreisförmig ist
und einen Durchmesser aufweist, der im wesentlichen gleich dem Durchmesser
des im ersten Aperturzustand durch das Aperturbegrenzungselement
hindurchtretenden zweiten Lichtstroms ist, und der zweite Detektionsbereich
um den ersten Detektionsbereich herum angeordnet und ringförmig mit
einem Außendurchmesser
ausgebildet ist, der im wesentlichen gleich dem Durchmesser des im
zweiten Aperturzustand durch das Aperturbegrenzungselement hindurchtretenden
zweiten Lichtstroms ist.
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Bei
einer solchen Konfiguration treffen parallele Lichtströme auf das
Verzweigungselement, sodass der erste Lichtstrom und der zweite
Lichtstrom bei ihrem Austreten aus dem Verzweigungselement jeweils
den gleichen Durchmesser wie der erste Lichtstrom zum Zeitpunkt
seines Auftreffens auf den ersten Detektor aufweisen. Demzufolge
kann der Aperturdurchmesser des Aperturbegrenzungselements im ersten
Aperturzustand im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des ersten Detektionsbereichs
eingestellt werden. Gleichermaßen kann
der Aperturdurchmesser des Aperturbegrenzungselements im zweiten
Aperturzustand im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des zweiten
Detektionsbereichs eingestellt werden. Auf diese Weise kann die
gesamte Lichtmenge bei jeder numerischen Apertur einfach und zuverlässig erfasst
werden.
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Weiterhin
kann das vorstehend beschriebene optische Plattenlaufwerk auch dahingehend
ausgestaltet sein, dass das Aperturbegrenzungselement einen Aperturbegrenzungsvorgang
zur Einstellung des Lichtstromdurchmessers des zweiten Lichtstroms
durchführt
und die Steuereinrichtung in Verbindung mit dem von dem Aperturbegrenzungselement
durchgeführten
Aperturbegrenzungsvorgang von dem ersten Steuerzustand auf den zweiten
Steuerzustand und umgekehrt umschaltet.
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Durch
diese Konfiguration lässt
sich der Steuerzustand der Steuereinrichtung entsprechend einer
jeden numerischen Apertur zuverlässig
einstellen, was eine zuverlässige
Steuerung der von der Lichtquelle abgegebenen Lichtmenge ermöglicht.
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Darüber hinaus
kann das vorstehend beschriebene optische Plattenlaufwerk auch dahingehend
ausgestaltet sein, dass als Lichtquelle mehrere Lichtquellen vorgesehen
sind, die jeweils Licht unterschiedlicher Wellenlänge abgeben,
zwischen dem Verzweigungselement und der optischen Platte ein Aperturbegrenzungselement
vorgesehen ist, durch das der durch die von dem Verzweigungselement herbeigeführte Verzweigung
erhaltene zweite Lichtstrom hindurchtritt, das Aperturbegrenzungselement von
einem Filter gebildet wird, das den Lichtstromdurchmesser des hindurchtretenden
zweiten Lichtstroms in Abhängigkeit
von der Wellenlänge
des zweiten Lichtstroms einstellt, und die Steuereinrichtung den
Steuerzustand in Abhängigkeit
von der jeweils Licht abgebenden Lichtquelle umschaltet.
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Diese
Konfiguration ermöglicht
einen einfachen Aufbau des Aperturbegrenzungselements, wobei sich
gleichzeitig die von der Lichtquelle abgegebene Lichtmenge zuverlässig steuern
lässt.
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Weiterhin
kann das vorstehend beschriebene optische Plattenlaufwerk auch dahingehend
ausgestaltet sein, dass als Lichtquelle mehrere Lichtquellen vorgesehen
sind, die jeweils Licht unterschiedlicher Wellenlänge abgeben,
und die Steuereinrichtung den Steuerzustand in Abhängigkeit
von der jeweils Licht abgebenden Lichtquelle umschaltet.
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Bei
einer solchen Konfiguration wird der Detektionsbereich in Abhängigkeit
von der Wellenlänge des
Lichtstroms ausgewählt,
mit dem der erste Detektor beaufschlagt wird. Wenn somit ein Lichtstrom Verwendung
findet, dessen Wellenlänge
in Abhängigkeit
von der jeweiligen numerischen Apertur verändert wird, kann die Lichtmenge
entsprechend einer jeden numerischen Apertur äußerst genau erfasst werden.
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Das
vorstehend beschriebene optische Plattenlaufwerk kann auch dahingehend
ausgestaltet sein, dass als Lichtquelle eine erste Lichtquelle und eine
Licht mit einer kürzeren
Wellenlänge
als die erste Lichtquelle abgebende zweite Lichtquelle vorgesehen
sind und der erste Detektionsbereich mit dem von der ersten Lichtquelle
abgegebenen und durch die von dem Verzweigungselement herbeigeführte Verzweigung
erhaltenen ersten Lichtstrom beaufschlagt wird, während der
zweite Detektionsbereich mit dem von der zweiten Lichtquelle abgegebenen und
durch die von dem Verzweigungselement herbeigeführte Verzweigung erhaltenen
ersten Lichtstrom beaufschlagt wird.
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Bei
dieser Konfiguration finden zwei Lichtquellen mit unterschiedlicher
Wellenlänge
Verwendung. Auch wenn sich somit der Durchmesser eines von der zweiten
Lichtquelle abgegebenen Lichtstroms mit einer kurzen Wellenlänge vergrößert, kann
dennoch die gesamte Lichtmenge des Lichtstroms von dem ersten Detektor
erfasst werden. Dies ermöglicht
eine äußerst genaue
Steuerung der Lichtmenge, obwohl eine Vielzahl von numerischen Aperturen
eingestellt ist.
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Ferner
kann das vorstehend beschriebene optische Plattenlaufwerk auch dahingehend
ausgestaltet sein, dass die numerischen Aperturen auf beliebige
zwei Werte von aus annähernd
0,45, annähernd
0,6 und annähernd
0,85 bestehenden Werten eingestellt sind.
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Bei
dieser Konfiguration ergibt sich somit bei einem einzigen optischen
Plattenlaufwerk eine Kombination von zwei Systemen aus einem System
mit einer numerischen Apertur von 0,45, die typisch für einen
CD-Aufzeichnungsträger (Compact
Disk) ist, einem System mit einer numerischen Apertur von 0,6, die
typisch für
einen DVD-Aufzeichnungsträger (Digital
Versatile Disk) ist, und einem System mit einer numerischen Apertur
von 0,85, die typisch für
einen BD-Aufzeichnungsträger
(Blu-Ray Disk) ist. Auf diese Weise kann ein Signal zur Steuerung
der Lichtmenge in Abhängigkeit
von einer jeden numerischen Apertur erhalten werden.
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Darüber hinaus
kann das vorstehend beschriebene optische Plattenlaufwerk auch dahingehend
ausgestaltet sein, dass als Lichtquelle eine erste Lichtquelle,
eine Licht mit einer kürzeren
Wellenlänge
als die erste Lichtquelle abgebende zweite Lichtquelle und eine
Licht mit einer kürzeren
Wellenlänge
als die zweite Lichtquelle abgebende dritte Lichtquelle vorgesehen
sind, wobei der erste Detektor einen ersten Detektionsbereich, der
mit einem inneren Lichtstrom des ersten Lichtstroms beaufschlagt
wird, einen zweiten Detektionsbereich, der mit einem äußeren Lichtstrom
des ersten Lichtstroms beaufschlagt wird, und einen dritten Detektionsbereich
umfasst, der mit einem äußersten
Lichtstrom des ersten Lichtstroms beaufschlagt wird, und die Steuereinrichtung
zwischen einem ersten Steuerzustand, bei dem die von der ersten
Lichtquelle abgegebene Lichtmenge in Abhängigkeit von der in dem ersten
Detektionsbereich aufgenommenen Lichtmenge gesteuert wird, einem
zweiten Steuerzustand, bei dem die von der zweiten Lichtquelle abgegebene Lichtmenge
in Abhängigkeit
von der in dem ersten und dem zweiten Detektionsbereich aufgenommenen
Lichtmenge gesteuert wird, und einem dritten Steuerzustand umschaltet,
bei dem die von der dritten Lichtquelle abgegebene Lichtmenge in
Abhängigkeit
von der in dem ersten, zweiten und dritten Detektionsbereich aufgenommenen
Gesamtlichtmenge gesteuert wird.
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Bei
dieser Konfiguration finden drei Lichtquellen mit unterschiedlichen
Wellenlängen
Verwendung. Auch wenn sich somit die Wellenlänge eines von der Lichtquelle
abgegebenen Lichtstroms verkürzt
und sich demzufolge der Durchmesser des Lichtstroms vergrößert, kann
die gesamte Lichtmenge des Lichtstroms von dem ersten Detektor erfasst werden,
was eine äußerst genaue
Steuerung der Lichtmenge ermöglicht,
obwohl eine Vielzahl von numerischen Aperturen eingestellt sind.
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Außerdem kann
das vorstehend beschriebene optische Plattenlaufwerk auch dahingehend
ausgestaltet werden, dass die numerischen Aperturen auf annähernd 0,45,
annähernd
0,6 und annähernd 0,85
eingestellt sind.
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Bei
dieser Konfiguration wird somit ein einziges optisches Plattenlaufwerk
von einem System mit einer numerischen Apertur von 0,45, einem System mit
einer numerischen Apertur von 0,6 und einem System mit einer numerischen
Apertur von 0,85 gebildet. Auf diese Weise kann ein Signal zur Steuerung
der Lichtmenge in Abhängigkeit
von einer jeden numerischen Apertur erhalten werden.
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Das
vorstehend beschriebene optische Plattenlaufwerk kann auch dahingehend
ausgestaltet sein, dass die mehreren Lichtquellen jeweils separat bzw.
in einem separaten Gehäuse
angeordnet sind. Dies ermöglicht
die Verwendung von universellen Lichtquellen.
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Weiterhin
kann das vorstehend beschriebene optische Plattenlaufwerk auch dahingehend
ausgestaltet sein, dass der erste Detektionsbereich und der zweite
Detektionsbereich konzentrisch zueinander angeordnet sind.
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Bei
dieser Konfiguration ist es lediglich erforderlich, den Detektionsbereich
bei dem ersten Detektor entsprechend dem Durchmesser des inneren Lichtstroms
und dem Durchmesser des äußeren Lichtstroms
des ersten Lichtstroms auszugestalten. Auf diese Weise kann ein
Signal zur Steuerung der Lichtmenge in Abhängigkeit von den numerischen Aperturen
erhalten werden, wodurch sich der Aufbau eines solchen Gerätes vereinfachen
lässt.
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Das
vorstehend beschriebene optische Plattenlaufwerk kann darüber hinaus
auch dahingehend ausgestaltet sein, dass zwischen dem Verzweigungselement
und dem ersten Detektor ein Beugungselement angeordnet ist, das
einen ersten Beugungsbereich, durch den eine Beugung des inneren Lichtstroms
in Richtung des ersten Detektionsbereichs erfolgt, und einen zweiten
Beugungsbereich umfasst, durch den eine Beugung des äußeren Lichtstroms
in Richtung des zweiten Detektionsbereichs erfolgt.
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Durch
diese Konfiguration erfolgt eine separate Beugung des inneren und äußeren Lichtstroms des
durch die von dem Verzweigungselement herbeigeführte Verzweigung erhaltenen
ersten Lichtstroms, woraufhin die beiden Lichtströme geteilt
werden. Hierdurch ergibt sich für
den ersten Detektor ein höherer
Freiheitsgrad in Bezug auf die Ausgestaltung des Detektionsbereichsmusters.
Außerdem
wird hierdurch auch die Einstellung der Position des ersten Detektors
erleichtert.
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Das
vorstehend beschriebene optische Plattenlaufwerk kann auch dahingehend
ausgestaltet werden, dass ein Lichtsammelelement zwischen dem Beugungselement
und dem ersten Detektor angeordnet ist.
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Durch
diese Konfiguration kann der von dem Beugungselement entsprechend
den numerischen Aperturen geteilte Lichtstrom von dem Lichtsammelelement
wieder gebündelt
und auf den ersten Detektor gerichtet werden, wodurch ein Signal
zur Steuerung der Lichtmenge erhalten werden kann.
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Das
vorstehend beschriebene optische Plattenlaufwerk kann auch derart
ausgestaltet sein, dass zwischen dem Verzweigungselement und dem
ersten Detektor ein Aperturbegrenzungselement angeordnet ist, durch
das der durch die von dem Verzweigungselement herbeigeführte Verzweigung
erhaltene erste Lichtstrom hindurchtritt, wobei das Aperturbegrenzungselement
zumindest von einem ersten Aperturzustand auf einen zweiten Aperturzustand und
umgekehrt umschaltet, bei dem ein Lichtstrom hindurchtritt, dessen
Durchmesser im wesentlichen gleich dem Durchmesser des zweiten Lichtstroms
ist, dessen Durchmesser größer als
der Durchmesser im ersten Aperturzustand ist.
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Bei
dieser Konfiguration wird der Durchmesser des durch die von dem
Verzweigungselement herbeigeführte
Verzweigung erhaltenen ersten Lichtstroms von dem Aperturbegrenzungselement
eingestellt. Diese Einstellung kann daher derart erfolgen, dass
die gesamte Lichtmenge des ersten Lichtstroms in jedem Detektionsbereich
empfangen werden kann.
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Darüber hinaus
kann das vorstehend beschriebene optische Plattenlaufwerk auch derart
ausgestaltet sein, dass das Verzweigungselement von einem holografischen
Element gebildet wird. Bei dieser Konfiguration können Bauteile
integriert werden.
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Das
erfindungsgemäße optische
Plattenlaufwerk ermöglicht
somit die Verwendung einer Vielzahl von numerischen Aperturen, wobei
die Lichtemissionsmenge eines Lichtemissionselements für jede numerische
Apertur konstant gehalten werden kann.
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Weitere
Zielsetzungen, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die in Verbindung
mit den zugehörigen
Zeichnungen erfolgt. Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung der Konfiguration eines optischen Plattenlaufwerks
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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2 ein
Schaltbild eines Fotodetektors und einer Ansteuerschaltung, die
bei dem optischen Plattenlaufwerk vorgesehen sind,
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3 eine
schematische Darstellung der Konfiguration eines optischen Plattenlaufwerks
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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4 eine
schematische Darstellung der Konfiguration eines optischen Plattenlaufwerks
gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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5 eine
schematische Darstellung der Konfiguration eines optischen Plattenlaufwerks
gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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6 ein
Schaltbild des Fotodetektors und der Ansteuerschaltung, die bei
dem optischen Plattenlaufwerk vorgesehen sind,
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7 eine
schematische Darstellung der Konfiguration eines holografischen
Elements, das bei dem optischen Plattenlaufwerk vorgesehen ist,
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8 eine
schematische Darstellung der Konfiguration eines optischen Plattenlaufwerks
gemäß einem
fünften
Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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9 eine
schematische Darstellung der Konfiguration eines optischen Plattenlaufwerks
gemäß einem
sechsten Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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10 eine
schematische Darstellung des bei dem optischen Plattenlaufwerk vorgesehenen
holografischen Elements, die dessen Beugungsbereich veranschaulicht,
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11 eine
schematische Darstellung der Konfiguration eines optischen Plattenlaufwerks
gemäß einem
siebten Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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12 ein
Schaltbild des Fotodetektors und der Ansteuerschaltung, die bei
dem optischen Plattenlaufwerk vorgesehen sind,
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13 eine
schematische Darstellung der Konfiguration eines optischen Plattenlaufwerks
gemäß einem
achten Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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14 eine
schematische Darstellung der Konfiguration eines optischen Plattenlaufwerks
gemäß einem
neunten Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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15 eine
schematische Darstellung der Konfiguration eines optischen Plattenlaufwerks
des Standes der Technik, und
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16 eine
schematische Darstellung eines Detektors und der Intensitätsverteilung
eines einfallenden Lichtstroms.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Nachstehend
werden Ausführungsbeispiele des
erfindungsgemäßen optischen
Plattenlaufwerks unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen im einzelnen
beschrieben.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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1 zeigt
ein optisches Plattenlaufwerk gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung, während 2 Form
und Ausgestaltung eines Fotodetektors sowie eine zugehörige Rechenschaltung
zeigt. Wie in 1 veranschaulicht ist, können bei
diesem optischen Plattenlaufwerk zwei numerische Aperturen (d.h.,
eine große
und eine kleine numerische Apertur) eingestellt werden, wobei als Hauptelemente
ein die Lichtquelle bildendes Lichtemissionselement 1a,
eine Kollimationslinse 2, ein das Verzweigungselement bildender
Strahlenteiler 3, ein den ersten Detektor bildender Fotodetektor 4,
ein Aperturbegrenzungselement 5, ein Objektiv bzw. eine
Objektivlinse 6, ein den zweiten Detektor bildender Fotodetektor 9 und
eine Steuereinrichtung 50 vorgesehen sind. Bei diesem optischen
Plattenlaufwerk wird die große
numerische Apertur eingestellt, wenn eine den Aufzeichnungsträger darstellende
optische Platte 7a eingelegt wird, während die Einstellung der kleinen
numerischen Apertur erfolgt, wenn eine optische Platte 7b eingelegt
wird.
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Das
Lichtemissionselement 1a ist in einer Kapselung bzw. einem
Gehäuse 1 angeordnet
und bildet eine Lichtemissionseinheit, die Licht abgibt. Die Kollimationslinse 2 ist
hierbei zwischen dem Lichtemissionselement 1a und dem Strahlenteiler 3 angeordnet
und wandelt einen von dem Lichtemissionselement 1a abgegebenen
und auf den Strahlenteiler 3 gerichteten Lichtstrom 10 in
einen im wesentlichen parallelen Strahlengang um. Der Strahlenteiler 3 ermöglicht eine
Verzweigung des in einen im wesentlichen parallelen Strahlengang
umgesetzten Lichtstroms 10 und besitzt zu diesem Zweck
eine Reflexionsfläche 3a,
an der sich der Lichtstrom 10 in einen dem Fotodetektor 4 zugeführten ersten
Lichtstrom und einen zweiten Lichtstrom verzweigt, der zu dem Objektiv 6 (d.h.,
den die Aufzeichnungsträger
bildenden optischen Platten 7a, 7b) geführt wird.
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Der
Fotodetektor 4 erfasst hierbei einen Teil des parallelen
Lichtstroms 10 in Form des an der Reflexionsfläche 3a des
Strahlenteilers 3 reflektierten ersten Lichtstroms.
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Das
Aperturbegrenzungselement 5 ist zwischen dem Strahlenteiler 3 und
dem Objektiv bzw. der Objektivlinse 6 angeordnet. Über das
Aperturbegrenzungselement 5 erfolgt eine Einstellung zur
Begrenzung des Lichtstromdurchmessers des zweiten Lichtstroms des
parallelen Lichtstroms 10, der durch die Reflexionsfläche 3a des
Strahlenteilers 3 hindurchgetreten ist und auf das Objektiv 6 fällt. Hierbei kann
von einem ersten Aperturzustand auf einen zweiten Aperturzustand
und umgekehrt umgeschaltet werden. Der erste Aperturzustand entspricht
hierbei der kleinen numerischen Apertur. Hierbei wird der periphere
Lichtstrom des zweiten Lichtstroms derart ausgeblendet, dass ein
zweiter Lichtstrom 10b einen Lichtstromdurchmesser ϕB
aufweist und sodann hindurchtritt. In 1 ist dieser
zweite Lichtstrom 10b in Form von durchgezogenen Linien
dargestellt. Der zweite Aperturzustand entspricht hingegen der großen numerischen
Apertur. Hierbei wird der periphere Lichtstrom des zweiten Lichtstroms
derart ausgeblendet, dass ein zweiter Lichtstrom 10a einen
Lichtstromdurchmesser ϕA annimmt und sodann hindurchtritt.
In 1 ist dieser zweite Lichtstrom 10a in Form
von gestrichelten Linien dargestellt.
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Das
Aperturbegrenzungselement 5 ist derart ausgestaltet, dass
durch Steuerung einer an ein Flüssigkristallelement
angelegten Spannung der vorstehend beschriebene Aperturzustand des
Aperturbegrenzungselements 5 umgeschaltet werden kann. Diese
Umschaltung des Aperturzustands des Aperturbegrenzungselements 5 erfolgt
in einer nachstehend noch näher
beschriebenen Weise durch die vorstehend genannte Steuereinrichtung 50.
Das Aperturbegrenzungselement 5 kann jedoch auch derart
ausgestaltet sein, dass ein Lichtabschirmelement mit Aperturbereichen,
deren Innendurchmesser ϕA und ϕB betragen, in
den optischen Strahlengang des zweiten Lichtstroms hinein- und herausbewegt wird.
Darüber
hinaus kann eine Konfiguration in Betracht gezogen werden, bei der
ein Lichtabschirmelement mit einem zwischen den Innendurchmessern ϕA
und ϕB variablen Aperturbereich zur Aperturbegrenzung entsprechend
umgeschaltet wird. Hierbei erfolgt dann die Ansteuerung des Aperturbegrenzungselements 5 über die
Steuereinrichtung 50.
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Über das
Objektiv 6 wird der Lichtstrom auf die optischen Platten 7a, 7b fokussiert.
Bei den optischen Platten 7a, 7b handelt es sich
jeweils um einen Aufzeichnungsträger,
bei dem eine Aufzeichnung und eine entsprechende Wiedergabe erfolgen
kann. Wenn sich das Aperturbegrenzungselement 5 in dem zweiten
Aperturzustand (mit der großen
numerischen Apertur) befindet, erfolgt eine Fokussierung des zweiten
Lichtstroms 10a mit dem Durchmesser ϕA auf der
optischen Platte 7a. Bei der optischen Platte 7b erfolgt
dagegen eine Konvergenz des zweiten Lichtstroms 10b mit
dem Durchmesser ϕB, wenn sich das Aperturbegrenzungselement 5 in
dem ersten Aperturzustand (mit der kleinen numerischen Apertur)
befindet.
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Zwischen
dem Strahlenteiler 3 und dem Fotodetektor 9 ist
eine Detektionslinse 8 angeordnet, über die der von den optischen
Platten 7a, 7b jeweils reflektierte Lichtstrom
gebündelt
und auf den Fotodetektor 9 gerichtet wird. Der Fotodetektor 9 wird
hierbei zur Detektion eines Servosignals und eines Hochfrequenzsignals
verwendet.
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Wie
in 2 veranschaulicht ist, umfasst der Fotodetektor 4 einen
ersten Detektionsbereich 4b und einen zweiten Detektionsbereich 4a.
Diese beiden Detektionsbereiche 4a und 4b bilden
in dem Fotodetektor 4 einen im wesentlichen konzentrischen kreisförmigen Lichterfassungsbereich.
Der erste Detektionsbereich 4b ist hierbei ein kreisförmiger Bereich,
dessen Außendurchmesser
im wesentlichen dem Durchmesser ϕB des zweiten Lichtstroms
bei der kleinen numerischen Apertur entspricht. Der erste Detektionsbereich 4b wird
somit bei der kleinen numerischen Apertur mit dem ersten Lichtstrom
bzw. bei der großen
numerischen Apertur mit dem inneren Lichtstrom des ersten Lichtstroms
beaufschlagt. Der zweite Detektionsbereich 4a ist dagegen
auf der Außenseite
des ersten Detektionsbereichs 4b derart ausgebildet, dass
er den ersten Detektionsbereich 4b umgibt und stellt somit
einen ringförmigen
Bereich dar, dessen Innendurchmesser im wesentlichen dem Durchmesser ϕB
des zweiten Lichtstroms bei der kleinen numerischen Apertur und
dessen Außendurchmesser
im wesentlichen dem Durchmesser ϕA des zweiten Lichtstroms
bei der großen
numerischen Apertur entsprechen. Auf den zweiten Detektionsbereich 4a fällt somit
ein äußerer Lichtstrom
des ersten Lichtstroms.
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Die
Steuereinrichtung 50 umfasst eine Lichtemissionselement-Treiberschaltung 51,
eine Ansteuerschaltung 52 sowie einen Apertur-Umschaltkreis 53.
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Das
von dem Fotodetektor 4 abgegebene Detektionssignal wird
hierbei der Ansteuerschaltung 52 zugeführt, die wiederum der Lichtemissionselement-Treiberschaltung 51 ein
Steuersignal zuführt. Die
Ansteuerschaltung 52 umfasst zwei Strom-Spannungs-Umsetzungsverstärker 54a, 54b sowie
einen Summierverstärker 55a und
kann eine Umschaltung von einem ersten Steuerzustand auf einen zweiten Steuerzustand
und umgekehrt vornehmen. In dem ersten Steuerzustand wird ein Steuersignal
in Abhängigkeit
von der in dem ersten Detektionsbereich 4b empfangenen
Lichtmenge des ersten Lichtstroms abgegeben, während in dem zweiten Steuerzustand ein
Steuersignal in Abhängigkeit
von der in den beiden Detektionsbereichen 4b, 4a empfangenen
Lichtmenge des ersten Lichtstroms abgegeben wird.
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Die
Lichtemissionselement-Treiberschaltung 51 führt in Abhängigkeit
von der von der Ansteuerschaltung 52 abgegebenen Ausgangsspannung
dem Lichtemissionselement 1a ein Rückkopplungssignal zu, wodurch
eine Steuerung bzw. Regelung der von dem Lichtemissionselement 1a abgegebenen
Lichtmenge erfolgt.
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Der
Apertur-Umschaltkreis 53 steuert die Umschaltung der durch
das Aperturbegrenzungselement 5 erfolgenden Aperturbegrenzung
in Abhängigkeit
von der Dicke des Basismaterials (d.h., in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen
der Oberfläche und
der Aufzeichnungsschicht einer objektivseitig angeordneten optischen
Platte) der eingelegten optischen Platten 7a, 7b.
Diese Umschaltsteuerung erfolgt z.B. durch Steuerung einer an ein
Flüssigkristallelement
angelegten Spannung.
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Nachstehend
wird auf Betrieb und Wirkungsweise des die vorstehende Konfiguration
aufweisenden optischen Plattenlaufwerks näher eingegangen. Wenn die optische
Platte 7a in das optische Plattenlaufwerk eingelegt wird,
schaltet die Steuereinrichtung 50 das Aperturbegrenzungselement 5 in
den zweiten Aperturzustand mit der großen numerischen Apertur um.
Außerdem
wird die Ansteuerschaltung 52 in den zweiten Steuerzustand
umgeschaltet.
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Der
von dem Lichtemissionselement 1a abgegebene Lichtstrom 10 wird
von der Kollimationslinse 2 in einen im wesentlichen parallelen
Strahlengang umgewandelt und fällt
sodann auf den Strahlenteiler 3. Ein Teil dieses auf den
Strahlenteiler 3 fallenden Lichtstroms 10 in Form
des zweiten Lichtstroms tritt durch die Reflexionsfläche 3a des
Strahlenteilers 3 hindurch, während der restliche Teil in
Form des ersten Lichtstroms von der Reflexionsfläche 3a des Strahlenteilers 3 reflektiert
wird.
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Der
durch die Reflexionsfläche 3a hindurchgetretene
zweite Lichtstrom tritt sodann durch das Aperturbegrenzungselement 5 hindurch,
wobei seine Apertur begrenzt und dadurch der Lichtstrom 10a mit dem
Lichtstromdurchmesser ϕA erhalten wird. Dieser Lichtstrom 10a tritt
sodann durch das Objektiv 6 hindurch und wird auf der optischen
Platte 7a fokussiert. Der von der optischen Platte 7a reflektierte Lichtstrom 10a tritt
sodann wieder durch das Objektiv 6 und das Aperturbegrenzungselement 5 hindurch und
fällt wieder
auf den Strahlenteiler 3. Dieser Lichtstrom 10a wird
von der Reflexionsfläche 3a reflektiert und
von der Detektionslinse 8 unter Bildung eines Punkts auf
dem Fotodetektor 9 gebündelt,
wodurch ein Servosignal und ein Hochfrequenzsignal detektiert werden.
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Der
von der Reflexionsfläche 3a des
Strahlenteilers 3 reflektierte erste Lichtstrom fällt dagegen auf
den Fotodetektor 4. Dieser erste Lichtstrom wird erzeugt,
nachdem der Lichtstrom 10 bei Vorliegen der großen numerischen
Apertur verzweigt worden ist, woraufhin er auf die gesamte Fläche des
ersten Detektionsbereiches 4b und des zweiten Detektionsbereiches 4a fällt. Der
Fotodetektor 4 erfasst somit die Lichtmenge des ersten
Lichtstroms, der dem zweiten Lichtstrom 10a mit dem Durchmesser ϕA entspricht.
Hierbei werden die in den beiden Detektionsbereichen 4b, 4a erhaltenen
Ströme
von den Strom-Spannungs-Umsetzungsverstärkern 54a, 54b jeweils
in eine Spannung umgesetzt. Die Steuereinrichtung 50 erhält sodann
von dem mit dem ersten Detektionsbereich 4b verbundenen
Strom-Spannungs-Umsetzungsverstärker 54a ein
Einzelsignal C sowie ein Additionssignal D, das durch Addition der Ausgangssignale
der Strom-Spannungs-Umsetzungsverstärker 54a, 54b mit
Hilfe des Summierverstärkers 55a gebildet
wird. Bei Vorliegen der großen numerischen
Apertur wird dann dieses Additionssignal D der Lichtemissionselement-Treiberschaltung 51 zugeführt, die
daraufhin ein Rückkopplungssignal abgibt,
sodass eine Steuerung bzw. Regelung zur Konstanthaltung der Leistung
des Lichtemissionselements 1a erfolgt. Bei der großen numerischen
Apertur wird somit die Lichtmenge des Lichtstroms mit dem Lichtstromdurchmesser ϕA
aufgenommen und sodann eine dementsprechende Steuerung bzw. Regelung
durchgeführt.
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Wenn
dagegen die optische Platte 7b in das optische Plattenlaufwerk
eingelegt ist, wird das Aperturbegrenzungselement 5 in
den ersten Aperturzustand mit der kleinen numerischen Apertur umgeschaltet.
Außerdem
wird die Ansteuerschaltung 52 in den ersten Steuerzustand
umgeschaltet.
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Der
durch die Reflexionsfläche 3a des
Strahlenteilers 3 und das Aperturbegrenzungselement 5 hindurchgetretene
zweite Lichtstrom wird zu dem Lichtstrom 10b mit der auf
den Lichtstromdurchmesser ϕB begrenzten Apertur, der in
der vorstehend beschriebenen Weise durch das Objektiv 6 hindurchtritt und
auf der optischen Platte 7b fokussiert wird. Sodann tritt
dieser Lichtstrom 10b wieder durch das Objektiv 6 und
das Aperturbegrenzungselement 5 hindurch und fällt auf
den Strahlenteiler 3, woraufhin er von der Reflexionsfläche 3a reflektiert
und auf dem Fotodetektor 9 zur Bildung eines Punktes gebündelt wird.
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Der
von der Reflexionsfläche 3a des
Strahlenteilers 3 reflektierte erste Lichtstrom fällt dagegen auf
den ersten Detektionsbereich 4b sowie den zweiten Detektionsbereich 4a des
Fotodetektors 4. Die Steuereinrichtung 50 führt dann
der Lichtemissionselement-Treiberschaltung 51 das Einzelsignal
C zu, das von dem mit dem ersten Detektionsbereich 4b verbundenen
Strom-Spannungs-Umsetzungsverstärker 54a erhalten
wird. Bei Vorliegen der kleinen numerischen Apertur wird somit die
Lichtmenge des ersten Lichtstroms 10b erfasst, die dem
zweiten Lichtstrom 10b mit dem Lichtstromdurchmesser ϕB entspricht.
Auf diese Weise erfolgt eine Steuerung bzw. Regelung zur Konstanthaltung
der Leistung des Lichtemissionselements 1a.
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Durch
diese Konfiguration kann ein Signal zur Detektion des für jede numerische
Apertur (bzw. für
jede optische Platte zur Aufzeichnung und Wiedergabe) am besten
geeigneten Frontallichtes erhalten werden. Das Lichtemissionselement 1a kann
daher in Abhängigkeit
von einer numerischen Apertur (bzw. einer optischen Platte zur Aufzeichnung
und Wiedergabe) genau angesteuert werden.
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Ferner
besitzen bei diesem Ausführungsbeispiel
der erste Lichtstrom und der zweite Lichtstrom bei der Verzweigung
durch den Strahlenteiler 3 den gleichen Durchmesser wie
der erste Lichtstrom zum Zeitpunkt seines Einfalls auf den Fotodetektor 4.
Außerdem
ist der Aperturdurchmesser des Aperturbegrenzungselements 5 im
ersten Aperturzustand im wesentlichen gleich demjenigen des ersten
Detektionsbereiches 4b. Weiterhin ist der Aperturdurchmesser
des Aperturbegrenzungselements 5 im zweiten Aperturzustand
im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser
des zweiten Detektionsbereiches 4a. Dies ermöglicht eine
genaue und zuverlässige
Detektion der gesamten Lichtmenge bei jeder numerischen Apertur.
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Darüber hinaus
erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel
eine Umschaltung vom ersten Steuerzustand in den zweiten Steuerzustand
und umgekehrt in Verbindung mit einem über das Aperturbegrenzungselement 5 erfolgenden
Aperturbegrenzungsvorgang. Der Steuerzustand der Steuereinrichtung 50 kann
daher in Abhängigkeit
von jeder numerischen Apertur zuverlässig eingestellt werden. Dies ermöglicht eine
zuverlässige
Steuerung der von dem Lichtemissionselement abgegebenen Lichtmenge.
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Außerdem sind
bei diesem ersten Ausführungsbeispiel
der erste Detektionsbereich 4b und der zweite Detektionsbereich 4a konzentrisch
ausgebildet. Somit ist es lediglich erforderlich, den Detektionsbereich
in dem Fotodetektor 4 entsprechend dem inneren Lichtstrom
und dem äußeren Lichtstrom
des ersten Lichtstroms auszugestalten. Auf diese Weise kann ein
Signal zur Steuerung der Lichtmenge in Abhängigkeit von den numerischen
Aperturen erhalten werden, wodurch sich die Konfiguration eines
solchen Gerätes
erheblich vereinfacht.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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3 zeigt
ein optisches Plattenlaufwerk gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Wie in 3 veranschaulicht ist, sind
bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel
ein Lichtemissionselement 1a, das bei der großen numerischen Apertur
Verwendung findet, sowie ein Lichtemissionselement 1b vorgesehen,
das bei der kleinen numerischen Apertur verwendet wird. In 3 ist
ein von dem Lichtemissionselement 1a abgegebener Lichtstrom 10 in
gestrichelten Linien dargestellt, während ein von dem Lichtemissionselement 1b abgegebener
Lichtstrom 11 in Form von durchgezogenen Linien dargestellt
ist.
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Das
Lichtemissionselement 1a und das Lichtemissionselement 1b geben
Licht mit unterschiedlicher Wellenlänge ab. So gibt z.B. das Lichtemissionselement 1a Licht
mit einer Wellenlänge
von 405 nm ab, während
das Lichtemissionselement 1b Licht mit einer Wellenlänge von
650 nm abgibt. Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel sind beide Lichtemissionselemente 1a, 1b in
der Kapselung bzw. dem Gehäuse 1 angeordnet.
Das Lichtemissionselement 1a und das Lichtemissionselement 1b sind
jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt, sondern in Bezug auf die Wellenlängen 405
nm, 650 nm und 790 nm können
beliebige Kombinationen Verwendung finden, solange die Wellenlänge des
von dem Lichtemissionselement 1a abgegebenen Lichtes kürzer als die
Wellenlänge
des von dem Lichtemissionselement 1b abgegebenen Lichtes
ist.
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Das
Aperturbegrenzungselement 5 blendet hierbei den peripheren
Teil des von dem Lichtemissionselement 1a abgegebenen zweiten
Lichtstroms 10 aus, sodass der Lichtstrom 10a mit
dem Durchmesser ϕA hindurchtritt und sodann zu dem Objektiv 6 geführt wird.
Außerdem
wird der periphere Teil des von dem Lichtemissionselement 1b abgegebenen zweiten
Lichtstroms 11 ausgeblendet, sodass der Lichtstrom 11a mit
einem Durchmesser von ϕB hindurchtritt und sodann zu dem
Objektiv 6 geführt
wird.
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Die
Steuereinrichtung 50 führt
eine Lichtabgabe des Lichtemissionselements 1a herbei,
wenn über
die optische Platte 7a eine Aufzeichnung oder Wiedergabe
mit hoher Dichte erfolgt. Außerdem
wird das Aperturbegrenzungselement 5 zur Herbeiführung einer
Aperturbegrenzung des von dem Lichtemissionselement 1a abgegebenen
Lichtstroms 10 angesteuert, sodass dessen Lichtstromdurchmesser den
Wert ϕA annimmt. Ferner führt die Steuereinrichtung 50 eine
Lichtabgabe des Lichtemissionselements 1b herbei, wenn über die
optische Platte 7b eine Aufzeichnung oder Wiedergabe mit
niedriger Dichte erfolgt. Hierbei wird das Aperturbegrenzungselement 5 zur
Herbeiführung
einer Aperturbegrenzung des von dem Lichtemissionselement 1b abgegebenen
Lichtstroms 11 angesteuert, sodass dessen Lichtstromdurchmesser
den Wert ϕB annimmt. Das Lichtemissionselement 1a und
das Lichtemissionselement 1b werden jedoch nicht gleichzeitig
angesteuert, sondern in Abhängigkeit
von der jeweiligen Verwendung der optischen Platte 7a oder
der optischen Platte 7b für eine Aufzeichnung oder Wiedergabe wird
jeweils nur eines der Lichtemissionselemente zur Lichtabgabe angesteuert.
Die weiteren Vorgänge entsprechen
dem ersten Ausführungsbeispiel,
sodass sich ihre erneute Beschreibung erübrigt.
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Bei
dieser Konfiguration wird somit der jeweilige Detektionsbereich 4a bzw. 4b in
Abhängigkeit von
der Wellenlänge
des von dem Fotodetektor aufgenommenen ersten Lichtstroms ausgewählt. Durch Verwendung
eines Lichtstroms, dessen Wellenlänge in Abhängigkeit von jeder numerischen
Apertur verändert
wird, kann somit die Lichtmenge in Abhängigkeit von jeder numerischen
Apertur äußerst genau
erfasst werden.
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Hierbei
kann das Aperturbegrenzungselement 5 auch aus einem Wellenlängen-Selektionsfilter bestehen,
durch das der Lichtstromdurchmesser in Abhängigkeit von der Wellenlänge eines
hindurchtretenden Lichtstroms einstellbar ist. In diesem Falle kann
der Apertur-Umschaltkreis 53 entfallen.
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Die
weitere Konfiguration entspricht dem ersten Ausführungsbeispiel.
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Drittes Ausführungsbeispiel
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4 zeigt
ein optisches Plattenlaufwerk gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Wie in 4 veranschaulicht ist, ist bei
diesem dritten Ausführungsbeispiel
anders als beim zweiten Ausführungsbeispiel
eine Vielzahl von Lichtemissionselementen vorgesehen, die jeweils
in separaten Kapselungen bzw. Größen angeordnet
sind.
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Bei
dem dritten Ausführungsbeispiel
ist das Lichtemissionselement 1a in dem Gehäuse 1 angeordnet,
während
ein Lichtemissionselement 12a in einem Gehäuse 12 angeordnet
ist. Wie in 4 veranschaulicht ist, wird
von dem Lichtemissionselement 1a ein Lichtstrom 15 abgegeben,
dessen peripherer Teil durch das Aperturbegrenzungselement 5 ausgeblendet
wird. Auf diese Weise wird ein Lichtstrom 15a mit dem Durchmesser ϕA
erhalten, der in der Figur in Form von gestrichelten Linien dargestellt
ist. Gleichermaßen
wird von dem Lichtemissionselement 12a ein Lichtstrom 16 abgegeben,
dessen peripherer Teil ebenfalls von dem Aperturbegrenzungselement 5 ausgeblendet
wird. Auf diese Weise wird ein Lichtstrom 16a mit dem Durchmesser ϕB
erhalten, der in der Figur in Form von durchgezogenen Linien dargestellt
ist.
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Das
Lichtemissionselement 1a und das Lichtemissionselement 12a geben
hierbei Licht mit unterschiedlicher Wellenlänge ab. So gibt z.B. das Lichtemissionselement 1a Licht
mit einer Wellenlänge
von 405 nm ab, während
das Lichtemissionselement 12a Licht mit einer Wellenlänge von
650 nm abgibt. Das Lichtemissionselement 1a wird bei Vorliegen
der großen
numerischen Apertur betätigt,
während
die Betätigung
des Lichtemissionselements 12a bei Vorliegen der kleinen
numerischen Apertur erfolgt. Das Lichtemissionselement 1a und
das Lichtemissionselement 12a werden jedoch nicht gleichzeitig
angesteuert bzw. betätigt,
sondern es erfolgt jeweils nur die Ansteuerung eines der Lichtemissionselemente
in Abhängigkeit
von der jeweils zur Aufzeichnung oder Wiedergabe verwendeten optischen
Platte. Das Lichtemissionselement 1a und das Lichtemissionselement 12a sind
jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt, sondern es kann eine beliebige
Kombination der Wellenlängen
405 nm, 650 nm und 790 nm Verwendung finden, solange die Wellenlänge des von
dem Lichtemissionselement 1a abgegebenen Lichts kürzer als
die Wellenlänge
des von dem Lichtemissionselements 12a abgegebenen Lichts
ist.
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Zwischen
dem Lichtemissionselement 12a und dem Strahlenteiler 3 ist
eine weitere Kollimationslinse 13 angeordnet. Während die
Kollimationslinse 2 den von dem Lichtemissionselement 1a abgegebenen
und zu dem Strahlenteiler 3 verlaufenden Lichtstrom 15 in
einen parallelen Lichtstrom umwandelt, setzt die Kollimationslinse 13 den
von dem Lichtemissionselement 12a abgegebenen und zu dem Strahlenteiler 3 verlaufenden
Lichtstrom 16 in einen parallelen Lichtstrom um.
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Der
von dem Lichtemissionselement 1a abgegebene Lichtstrom 15 und
der von dem Lichtemissionselement 12a abgegebene Lichtstrom 16 treffen rechtwinklig
zueinander auf den Strahlenteiler 3, wobei die Reflexionsfläche 3a des
Strahlenteilers 3 eine Verzweigung des von dem Lichtemissionselement 1a abgegebenen
Lichtstroms in einen ersten Lichtstrom und einen zweiten Lichtstrom
ermöglicht.
Der erste Lichtstrom wird hierbei von der Reflexionsfläche 3a reflektiert
und rechtwinklig abgelenkt, woraufhin er auf den Fotodetektor 4 fällt. Der
zweite Lichtstrom tritt dagegen durch die Reflexionsfläche 3a hindurch
und erreicht das Objektiv 6. Weiterhin ermöglicht die
Reflexionsfläche 3a des
Strahlenteilers 3 eine Verzweigung des von dem Lichtemissionselement 12a abgegebenen
Lichtstroms in einen ersten Lichtstrom und einen zweiten Lichtstrom.
Der erste Lichtstrom tritt durch die Reflexionsfläche 3a hindurch
und fällt
auf den Fotodetektor 4, während der zweite Lichtstrom von
der Reflexionsfläche 3a reflektiert
und rechtwinklig abgelenkt wird, sodass er auf das Objektiv 6 fällt.
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Zwischen
dem Strahlenteiler 3 und dem Aperturbegrenzungselement 5 ist
ein weiterer Strahlenteiler 14 angeordnet, der eine Reflexionsfläche 14a aufweist
und eine Lichtstromverzweigung ermöglicht. Über die Reflexionsfläche 14a wird
ein vom Strahlenteiler 3 kommender Lichtstrom übertragen und
zum Objektiv 6 geführt,
während
ein durch das Objektiv 6 hindurchtretender Lichtstrom reflektiert und
zu dem Fotodetektor 9 geführt wird.
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Das
Aperturbegrenzungselement 5 ist hierbei zwischen dem Strahlenteiler 14 und
dem Objektiv 6 angeordnet.
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Wenn
bei einer über
die optische Platte 7a mit hoher Dichte erfolgenden Aufzeichnung
oder Wiedergabe die große
numerische Apertur Verwendung findet, erfolgt eine Lichtabgabe über das
Lichtemissionselement 1a. Das Aperturbegrenzungselement 5 führt dann
eine Aperturbegrenzung bei dem von dem Lichtemissionselement 1a abgegebenen Lichtstrom 15 herbei,
sodass dessen Lichtstromdurchmesser den Wert ϕA animmt.
Wenn dagegen bei einer über
die optische Platte 7b mit geringer Dichte erfolgenden
Aufzeichnung oder Wiedergabe die kleine numerische Apertur Verwendung
findet, erfolgt die Lichtabgabe über
das Lichtemissionselement 12a, wobei eine Aperturbegrenzung
bei dem von dem Lichtemissionselement 12a abgegebenen Lichtstrom 16 herbeigeführt wird,
sodass dessen Lichtstromdurchmesser den Wert ϕB annimmt.
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Der
von dem Lichtemissionselement 1a bei der großen numerischen
Apertur abgegebene Lichtstrom 15 wird von der Kollimationslinse 2 in
einen im wesentlichen parallelen Strahlengang umgesetzt, der sodann
auf den Strahlenteiler 3 fällt und sich in den ersten
und den zweiten Lichtstrom verzweigt. Der zweite Lichtstrom tritt
durch die Reflexionsfläche 3a hindurch
und fällt
auf den Strahlenteiler 14, woraufhin er durch dessen Reflexionsfläche 14a hindurchtritt und
von dem Aperturbegrenzungselement 5 einer Aperturbegrenzung
unterzogen wird, sodass sein Durchmesser den Wert ϕA annimmt.
Dieser Lichtstrom 15a fällt
dann auf das Objektiv 6 und bildet einen Brennpunkt auf
der optischen Platte 7a. Der von der optischen Platte 7a reflektierte
Lichtstrom 15a tritt sodann wieder durch das Objektiv 6 und
das Aperturbegrenzungselement 5 hindurch und fällt wieder
auf den Strahlenteiler 14, wobei er von dessen Reflexionsfläche 14a reflektiert
und von der Detektionslinse 8 gebündelt und auf den Fotodetektor 9 gerichtet wird.
Hierdurch werden ein Servosignal und ein Hochfrequenzsignal detektiert.
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Demgegenüber wird
der von dem Lichtemissionselement 12a abgegebene Lichtstrom 16 bei Verwendung
der kleinen numerischen Apertur von der Kollimationslinse 13 in
einen im wesentlichen parallelen Strahlengang umgewandelt, der sodann
auf den Strahlenteiler 3 fällt und sich in den ersten
und den zweiten Lichtstrom verzweigt. Der zweite Lichtstrom wird
von der Reflexionsfläche 3a reflektiert
und fällt
auf den Strahlenteiler 14, wobei er durch dessen Reflexionsfläche 14a hindurchtritt
und von dem Aperturbegrenzungselement 5 einer Aperturbegrenzung unterzogen
wird, sodass sein Durchmesser den Wert ϕB annimmt. Dieser
Lichtstrom 16a fällt
auf das Objektiv 6 und bildet sodann einen Brennpunkt auf
der optischen Platte 7b. Anschließend tritt der von der optischen
Platte 7b reflektierte Lichtstrom 16a wieder durch
das Objektiv 6 und das Aperturbegrenzungselement 5 hindurch
und fällt
wieder auf den Strahlenteiler 14, wobei er von dessen Reflexionsfläche 14a reflektiert
und von der Detektionslinse 8 gebündelt und auf den Fotodetektor 9 gerichtet
wird. Hierdurch werden ebenfalls ein Servosignal und ein Hochfrequenzsignal
detektiert.
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Sowohl
bei Verwendung der großen
numerischen Apertur als auch bei Verwendung der kleinen numerischen
Apertur fällt
der durch die Verzweigung an der Reflexionsfläche 3a des Strahlenteilers 3 erhaltene
erste Lichtstrom auf den Fotodetektor 4. Hierbei wird der
von dem Lichtemissionselement 1a abgegebene Lichtstrom
in dem ersten Detektionsbereich 4b und dem zweiten Detektionsbereich 4a erfasst.
Das von dem ersten Detektionsbereich 4b und dem zweiten
Detektionsbereich 4a jeweils abgegebene Detektionssignal
wird sodann von den Strom-Spannungs-Umsetzungsverstärkern 54a, 54b jeweils
in eine Spannung umgesetzt, wobei das Einzelsignal C und mit Hilfe
des Summierverstärkers 55a das
Additionssignal D erhalten werden.
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Bei
Verwendung der großen
numerischen Apertur wird von der Steuereinrichtung 50 das
Additionssignal D als Rückkopplungssignal
verwendet, wobei eine Regelung zur Konstanthaltung der Leistung
des Lichtemissionselements 1a erfolgt. Bei Verwendung der
großen
numerischen Apertur wird somit die Lichtmenge auf der Basis des
Gesamtwertes der Empfangslichtmenge des äußeren Lichtstroms und der Empfangslichtmenge
des inneren Lichtstroms gesteuert, während bei Verwendung der kleinen
numerischen Apertur das Einzelsignal C von der Steuereinrichtung 50 als
Rückkopplungssignal
verwendet wird, woraufhin eine Steuerung bzw. Regelung zur Konstanthaltung
der Leistung des Lichtemissionselements 12a erfolgt. Bei
Verwendung der kleinen numerischen Apertur wird somit die Lichtmenge
auf der Basis der Empfangslichtmenge des inneren Lichtstroms gesteuert
bzw. geregelt.
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Auch
wenn sich der Lichtstromdurchmesser des von dem Lichtemissionselement 1a abgegebenen
Lichtstroms mit einer kurzen Wellenlänge vergrößert, kann durch diese Konfiguration
die Gesamtlichtmenge des Lichtstroms von dem Fotodetektor 4 erfasst
werden. Dies ermöglicht
eine äußerst genaue Steuerung
der Lichtmenge, obwohl mehrere numerische Aperaturen eingestellt
werden.
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Im übrigen kann
das Aperturbegrenzungselement 5 ebenfalls wieder von einem
Wellenlängen-Selektionsfilter
gebildet werden, durch das ein Lichtstromdurchmesser in Abhängigkeit
von der Wellenlänge
eines hindurchtretenden Lichtstroms eingestellt werden kann. Hierdurch
vereinfacht sich die Konfiguration des Aperturbegrenzungselements 5, wobei
in einem solchen Falle der Apertur-Umschaltkreis 53 entfallen
kann.
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Die
weitere Konfiguration entspricht dem zweiten Ausführungsbeispiel.
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Viertes Ausführungsbeispiel
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5 zeigt
ein optisches Plattenlaufwerk gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel
der Erfindung, während 6 den
Fotodetektor und die Ansteuerschaltung 52 veranschaulicht,
die bei diesem optischen Plattenlaufwerk Verwendung finden.
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Wie
in 5 dargestellt ist, ist zwischen dem Strahlenteiler 3 und
einem Fotodetektor (d.h. dem ersten Detektor) 18 ein holografisches
Element 17 angeordnet, durch das das einfallende Frontallicht
in Abhängigkeit
von numerischen Aperturen geteilt wird. Der Fotodetektor 18 erfasst
dann das von dem holografischen Element 17 geteilte Frontallicht.
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Wie
in 7 veranschaulicht ist, umfasst das holografische
Element 17 einen ersten Beugungsbereich 17b und
einen zweiten Beugungsbereich 17a, die im wesentlichen
konzentrisch zueinander verlaufen. Der erste Beugungsbereich 17b wird hierbei
von einem kreisförmigen
Beugungsbereich gebildet, dessen Durchmesser im wesentlichen durch ϕB
gegeben ist. Der zweite Beugungsbereich 17a wird dagegen
von einem ringförmigen
Beugungsbereich gebildet, der um den ersten Beugungsbereich 17b herum
verläuft
und einen im wesentlichen durch ϕA gegebenen Außendurchmesser
aufweist. Der Außendurchmesser
des ersten Beugungsbereichs 17b entspricht im wesentlichen
dem Lichtstromdurchmesser ϕB des zweiten Lichtstroms, wenn
er bei Verwendung der kleinen numerischen Apertur von dem Aperturbegrenzungselement 5 einer
Aperturbegrenzung unterzogen wird. Der Außendurchmesser des zweiten
Beugungsbereichs 17a entspricht im wesentlichen dem Lichtstromdurchmesser ϕA
des von dem Lichtemissionselement 1a abgegebenen zweiten
Lichtstroms, wenn er bei Verwendung der großen numerischen Apertur von
dem Aperturbegrenzungselement 5 einer Aperturbegrenzung
unterzogen wird.
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Wie
in 6 veranschaulicht ist, umfasst der Fotodetektor 18 einen
ersten Detektionsbereich 18b und einen zweiten Detektionsbereich 18a.
Das von dem ersten Beugungsbereich 17b gebeugte Frontallicht
fällt in
den ersten Detektionsbereich 18b, wobei in diesem ersten
Detektionsbereich 18b ein Lichtpunkt 18d ausgebildet
wird. Das von dem zweiten Beugungsbereich 17a gebeugte
Frontallicht fällt
dagegen in den zweiten Detektionsbereich 18a, wobei in
diesem zweiten Detektionsbereich 18a dann ein Lichtpunkt 18c ausgebildet
wird.
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Der
erste Detektionsbereich 18b umfasst einen größeren Bereich
als sein zugehöriger
Lichtpunkt 18d. Ferner weist das von den beiden Lichtemissionselementen 1a, 12a jeweils abgegebene Licht
unterschiedliche Oszil1ationswellenlängen auf, sodass es von dem
Beugungsbereich 17b in unterschiedlichen Richtungen gebeugt
wird. Demzufolge ist der erste Detektionsbereich 18b groß genug,
um jeden dieser Lichtströme
aufzunehmen bzw. zu empfangen.
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Wenn
bei diesem vierten Ausführungsbeispiel
die große
numerische Apertur Verwendung findet, wird von dem Lichtemissionselement 1a der Lichtstrom 15 abgegeben
und von der Kollimationslinse 2 in einen parallelen Lichtstrom
umgewandelt, der auf den Strahlenteiler 3 fällt. Von
diesem Lichtstrom 15 fällt
dann der von der Reflexionsfläche 3a reflektierte
erste Lichtstrom (d.h. das Frontallicht) auf das holografische Element 17.
Da hierbei die große numerische
Apertur verwendet wird, wird der innere Lichtstrom von dem ersten
Beugungsbereich 17b des holografischen Elements 17 gebeugt.
Ferner wird der äußere Lichtstrom
von dem zweiten Beugungsbereich 17a gebeugt. Da hierbei
der innere Lichtstrom und der äußere Lichtstrom
jeweils in verschiedenen Richtungen gebeugt werden, konvergiert der
innere Lichtstrom in Form seines Lichtpunktes 18d in dem
ersten Detektionsbereich 18b des Fotodetektors 18,
während
der äußere Lichtstrom
in Form seines Lichtpunktes 18c in dem zweiten Detektionsbereich 18a konvergiert.
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Wenn
dagegen die kleine numerische Apertur Verwendung findet, wird der
von dem Lichtemissionselement 12a abgegebene Lichtstrom 16 von
der Kollimationslinse 13 in einen parallelen Lichtstrom umgewandelt,
der auf den Strahlenteiler 3 fällt. Von dem Lichtstrom 16 fällt dann
der durch die Reflexionsfläche 3a hindurchgetretene
erste Lichtstrom (d.h. das Frontallicht) auf das holografische Element 17.
Hierbei wird der innere Lichtstrom des Lichtstroms 16 von
dem Beugungsbereich 17b des holografischen Elements 17 gebeugt
und in dem ersten Detektionsbereich 18b des Fotodetektors 18 detektiert,
während
der äußere Lichtstrom
des Lichtstroms 16 von dem zweiten Beugungsbereich 17a gebeugt und
in dem zweiten Detektionsbereich 18a detektiert wird.
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Die
in den Detektionsbereichen 18b, 18a erzeugten
elektrischen Ströme
werden von den Strom-Spannungs-Umsetzungsverstärkern 54a, 54b jeweils
in eine Spannung umgesetzt, wodurch ein einzelnes Signal E und über den
Summierverstärker 55a ein
Additionssignal F erhalten werden. Bei Verwendung der großen numerischen
Apertur wird das Additionssignal F als Rückkopplungssignal verwendet,
sodass eine Regelung der von dem Lichtemissionselement 1a abgegebenen
Lichtmenge erfolgt. Bei Verwendung der kleinen numerischen Apertur
wird dagegen das Einzelsignal E als Rückkopplungssignal verwendet,
sodass eine Regelung der von dem Lichtemissionselement 12a abgegebenen
Lichtmenge erfolgt. Hierbei werden ein Servosignal und ein Hochfrequenzsignal
in der gleichen Weise wie im Falle des dritten Ausführungsbeispiels
detektiert.
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Bei
diesem vierten Ausführungsbeispiel
werden der innere Lichtstrom und der äußere Lichtstrom des durch die
Verzweigung am Strahlenteiler 3 erhaltenen ersten Lichtstroms
von den Beugungsbereichen 17b, 17a des holografischen
Elements 17 jeweils separat gebeugt, sodass die beiden
Lichtströme
geteilt werden. Hierdurch ergibt sich ein höherer Freiheitsgrad in Bezug
auf die Ausgestaltung der Detektionsbereichsanordnung des Fotodetektors 18.
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Außerdem sind
bei diesem vierten Ausführungsbeispiel
die Beugungsbereiche 17a, 17b jeweils derart ausgestaltet,
dass der von jedem Beugungsbereich 17a, 17b gebeugte
Lichtstrom in dem Detektionsbereich 18a bzw. dem Detektionsbereich 18b konvergieren
kann, wodurch sich der Fotodetektor 18 verkleinern lässt.
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Im übrigen kann
das Aperturbegrenzungselement 5 auch in diesem Falle von
einem Wellenlängen-Selektionsfilter
gebildet werden, durch das sich der Lichtstromdurchmesser in Abhängigkeit
von der Wellenlänge
eines hindurchtretenden Lichtstroms einstellen lässt. In einem solchen Falle
kann der Apertur-Umschaltkreis 53 entfallen.
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Die
weitere Konfiguration entspricht dem dritten Ausführungsbeispiel.
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Fünftes Ausführungsbeispiel
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8 zeigt
ein optisches Plattenlaufwerk gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Wie in 8 veranschaulicht ist, ist bei diesem fünften Ausführungsbeispiel
zwischen dem holografischen Element 17 und dem Fotodetektor 18 eine Lichtsammellinse 19 angeordnet,
durch die der von dem Strahlenteiler 3 abgegebene Lichtstrom
auf dem Fotodetektor 18 gebündelt wird.
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Wenn
bei diesem fünften
Ausführungsbeispiel
die große
numerische Apertur Verwendung findet, wird von dem Lichtemissionselement 1a der Lichtstrom 15 abgegeben
und tritt durch die Kollimationslinse 2 hindurch, woraufhin
er auf den Strahlenteiler 3 fällt. Von dem Lichtstrom 15 fällt der
an der Reflexionsfläche 3a reflektierte
erste Lichtstrom (d.h. das Frontallicht) auf das holografische Element 17 und
wird durch den Beugungsbereich 17a und den Beugungsbereich 17b des
holografischen Elements 17 gebeugt, woraufhin er von der
Sammellinse 19 in Form der Lichtpunkte 18c, 18d in
den Detektionsbereichen 18a, 18b des Fotodetektors 18 gebündelt wird.
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Wenn
dagegen die kleine numerische Apertur Verwendung findet, wird der
Lichtstrom 16 von dem Lichtemissionselement 12a abgegeben
und tritt durch die Kollimationslinse 13 hindurch, woraufhin
er auf den Strahlenteiler 3 fällt. Von dem Lichtstrom 16 fällt der
durch die Reflexionsfläche 3a hindurchtretende
erste Lichtstrom auf das holografische Element 17 und wird
auch bei Vorliegen der kleinen numerischen Apertur von dem holografischen
Element 17 gebeugt und sodann von der Sammellinse 19 in
den Detektionsbereichen 18a, 18b des Fotodetektors 18 gebündelt.
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Die
in den Detektionsbereichen 18b, 18a erzeugten
elektrischen Ströme
werden von den Strom-Spannungs-Umsetzungsverstärkern 54a, 54b wiederum
in jeweilige Spannungen umgesetzt, wodurch das Einzelsignal E und über den
Summierverstärker 55a das
Additionssignal F erhalten werden. Bei Vorliegen der großen numerischen
Apertur wird das Additionssignal F als Rückkopplungssignal verwendet,
während
bei Vorliegen der kleinen numerischen Apertur das Einzelsignal E
als Rückkopplungssignal
Verwendung findet. Auf diese Weise erfolgt eine jeweilige Regelung
der Leistung der Lichtemissionselemente 1a, 12a,
wobei ein Servosignal und ein Hochfrequenzsignal in der gleichen
Weise wie im Falle des vierten Ausführungsbeispiels detektiert
werden.
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Bei
diesem fünften
Ausführungsbeispiel
wird somit der erste Lichtstrom durch die Lichtsammellinse 19 auf
dem Fotodetektor 18 gebündelt,
wodurch ein Signal zur Regelung der Lichtmenge erhalten werden kann.
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Hierbei
kann ebenfalls das Aperturbegrenzungselement 5 auch von
einem Wellenlängen-Selektionsfilter
gebildet werden, durch das der Lichtstromdurchmesser in Abhängigkeit
von der Wellenlänge
eines hindurchtretenden Lichtstroms eingestellt werden kann. In
einem solchen Fall kann der Apertur-Umschaltkreis 53 entfallen.
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Die
weitere Konfiguration entspricht dem vierten Ausführungsbeispiel.
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Sechstes Ausführungsbeispiel
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9 zeigt
ein optisches Plattenlaufwerk gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel
der Erfindung, während 10 einen
bei einem holografischen Element 21 vorgesehenen Beugungsbereich veranschaulicht.
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Wie
in 9 dargestellt ist, ist ein Lichtemissionselement 20a innerhalb
einer integrierten Einheit 20 angeordnet. Bei diesem sechsten
Ausführungsbeispiel
ist dieses einzige Lichtemissionselement 20a in der gleichen
Weise wie im Falle des ersten Ausführungsbeispiels vorgesehen.
Ferner ist in der integrierten Einheit 20 ein Fotodetektor 20b angeordnet,
der zur Erfassung des Frontallichts, eines Hochfrequenzsignals sowie
eines Servosignals dient.
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An
der integrierten Einheit 20 ist ein holografisches Element 21 derart
angebracht, dass es zwischen dem Lichtemissionselement 20a und
der Kollimationslinse 2 angeordnet ist. An der Oberseite
des holografischen Elements 21 ist ein Beugungsbereich 21b zur
Detektion eines Servosignals sowie eines Hochfrequenzsignals ausgebildet,
während
an der Unterseite des holografischen Elements 21 (d.h.
an der Oberfläche,
auf die das von dem Lichtemissionselement 20a abgegebene
Licht fällt)
ein Reflexions-Beugungsbereich 21a zur Erfassung des Frontallichts
ausgebildet ist. Der Außendurchmesser ϕA' des Beugungsbereichs 21a entspricht
hierbei dem Durchmesser ϕA des bei der Verwendung der großen numerischen
Apertur einer Aperturbegrenzung unterzogenen Lichtstroms, während der
Außendurchmesser ϕB' des Beugungsbereichs 21b dem Durchmesser ϕB
des bei der Verwendung der kleinen numerischen Apertur einer Aperturbegrenzung unterzogenen
Lichtstroms entspricht.
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Bei
diesem sechsten Ausführungsbeispiel wird
ein Teil des von dem Lichtemissionselements 20a abgegebenen
Lichtstroms 10 von dem Beugungsbereich 21a und
dem Beugungsbereich 21b gebeugt und reflektiert, woraufhin
er in einem ersten Detektionsbereich und einem zweiten Detektionsbereich
des Fotodetektors 20b (die nicht dargestellt sind) gebündelt wird.
Die von diesen beiden Detektionsbereichen erhaltenen Ströme werden
von den Strom-Spannungs-Umsetzungsverstärkern 54a, 54b jeweils
in eine Spannung umgesetzt, woraufhin durch den Summierverstärker 55a ein
Signal gebildet wird. Dieses Signal wird in Abhängigkeit von dem Umstand ausgewählt, ob
die große
numerische Apertur oder die kleine numerische Apertur vorliegt.
Sodann wird die Betätigung
bzw. Ansteuerung des Lichtemissionselements 20a dahingehend
geregelt, dass die Leistung des Lichtemissionselements 20a konstant gehalten
wird.
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Weiterhin
wird das durch das holografische Element 21 hindurchgetretene
Licht nullter Ordnung von der Kollimationslinse 2 in einen
im wesentlichen parallelen Strahlengang umgewandelt, der sodann bei
Verwendung der großen
numerischen Apertur von dem Aperturbegrenzungselement 5 einer
Aperturbegrenzung unterzogen wird, sodass sein Lichtstromdurchmesser
den Wert ϕA annimmt. Bei Vorliegen der kleinen numerischen
Apertur findet dagegen eine dahingehende Aperturbegrenzung statt,
dass sein Lichtstromdurchmesser den Wert ϕB annimmt. Dieser
Lichtstrom fällt
auf das Objektiv 6 und bildet bei Vorliegen der großen numerischen
Apertur auf der optischen Platte 7a einen Brennpunkt. Bei
Vorliegen der kleinen numerischen Apertur wird dagegen auf der optischen
Platte 7b ein Brennpunkt gebildet. Sodann tritt der von
der optischen Platte 7a bzw. 7b jeweils reflektierte
Lichtstrom erneut durch das Objektiv 6 und das Aperturbegrenzungselement 5 hindurch,
fällt auf
die Kollimationslinse 2 und erfährt eine Bündelung, woraufhin er auf das
holografische Element 21 fällt. Hierbei wird dieser Lichtstrom
von dem Beugungsbereich 21b an der Oberfläche des
holografischen Elements 21 gebeugt und bildet sodann einen
Brennpunkt in dem Lichtdetektionsbereich des Fotodetektors 20b.
Auf diese Weise werden ein Servosignal und ein Hochfrequenzsignal
erhalten.
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Die
weitere Konfiguration entspricht wiederum dem ersten Ausführungsbeispiel.
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Siebtes Ausführungsbeispiel
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11 zeigt
ein optisches Plattenlaufwerk gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Wie in 11 dargestellt ist, gibt bei
diesem siebten Ausführungsbeispiel
ein in einer Kapselung bzw. einem Gehäuse 22 angeordnetes
Lichtemissionselement 22a zwei Arten von Lichtstrahlen
mit unterschiedlichen Wellenlängen
ab. Das Lichtemissionselement 22a umfasst hierbei zwei
Chips, die Licht mit unterschiedlicher Wellenlänge abgeben und äußerst dicht
beieinander angeordnet sind, sodass sie in 11 vereinfacht
dargestellt sind, als würden
sie beide Licht von der gleichen Position abgeben.
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Das
Lichtemissionselement 1a gibt den Lichtstrom 15 mit
einer Wellenlänge
von 405 nm ab, während
das Lichtemissionselement 22a einen Lichtstrom 24 mit
einer Wellenlänge
von 790 nm sowie einen Lichtstrom 23 mit einer Wellenlänge von
650 nm abgibt. Hierbei werden das Lichtemissionselement 1a und
das Lichtemissionselement 22a nicht gleichzeitig angesteuert,
sondern nur eines der beiden Lichtelemente wird jeweils zur Lichtabgabe
in Betrieb genommen. Außerdem
gibt das Lichtemissionselement 22a nicht gleichzeitig den
Lichtstrom 24 mit der Wellenlänge von 790 nm und den Lichtstrom 23 mit der
Wellenlänge
von 650 nm ab, sondern nur jeweils einen dieser beiden Lichtströme.
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Ein
Aperturbegrenzungselement 26 führt eine Aperturbegrenzung
bei einem hindurchtretenden Lichtstrom herbei, wobei eine Aperturbegrenzung
in Abhängigkeit
von drei in Betracht gezogenen Durchmessern erfolgt, die durch ϕA, ϕB
und ϕC gegeben sind. Die Umschaltung eines Aperturzustands findet
bei dem Aperturbegrenzungselement 26z z.B. durch Anlegen
einer Spannung an ein Flüssigkristallelement
statt.
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Die
von dem Lichtemissionselement 22a abgegebenen Lichtströme 23, 24 treten
jeweils durch die Reflexionsfläche 3a des
Strahlenteiler 3 hindurch und fallen sodann auf einen den
ersten Detektor bildenden Fotodetektor 25. Wie in 12 veranschaulicht
ist, umfasst dieser Fotodetektor 25 drei konzentrisch zueinander
angeordnete Detektionsbereiche. Hierbei ist um einen ersten Detektionsbereich 25c herum
ein zweiter Detektionsbereich 25b ausgebildet, um den herum
wiederum ein dritter Detektionsbereich 25a verläuft. Der
erste Detektionsbereich 25c wird von einem kreisförmigen Bereich
gebildet, der im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie der kleine
Lichtstromdurchmesser ϕC aufweist. Der zweite Detektionsbereich 25b wird
dagegen von einem ringförmigen
Bereich gebildet, dessen Innendurchmesser ϕC beträgt und dessen
Außendurchmesser
dem mittleren Lichtstromdurchmesser ϕB entspricht. Der
dritte Detektionsbereich 25a wird ebenfalls von einem ringförmigen Bereich
gebildet, dessen Innendurchmesser ϕB beträgt und dessen Außendurchmesser
dem großen
Lichtstromdurchmesser ϕA entspricht. Der erste Detektionsbereich 25c empfängt hierbei
einen inneren Lichtstrom, während
der dritte Detektionsbereich 25a einen äußersten Lichtstrom und der
zweite Detektionsbereich 25b einen zwischen dem inneren
Lichtstrom und dem äußersten
Lichtstrom liegenden äußeren Lichtstrom empfangen.
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Der
Apertur-Umschaltkreis 53 der Steuereinrichtung 50 ermöglicht den
Lichtemissionselementen 1a, 22a eine Lichtabgabe
mit einer jeweiligen Wellenlänge
und erfasst sodann den Reflexionsgrad, den Typ, die Amplitude sowie
die Frequenz eines Signals oder dergleichen der jeweils eingelegten
optischen Platte, wodurch die optische Platte identifiziert wird. Auf
der Basis dieser Beurteilung wird dann dem Aperturbegrenzungselement 26 die
Umschaltung einer Aperturbegrenzung ermöglicht. Außerdem wird eine Auswahl in
Bezug auf die Verwendung des Lichtemissionselements 1a oder
des Lichtemissionselements 22a getroffen.
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Die
Ansteuerschaltung 52 umfasst drei Strom-Spannungs-Umsetzungsverstärker 54a, 54b, 54c sowie
zwei Summierverstärker 55a, 55b,
wobei eine Umschaltung zwischen einem ersten, einem zweiten und
einem dritten Steuerzustand erfolgen kann. Im ersten Steuerzustand
wird ein Steuersignal in Abhängigkeit
von der in dem ersten Detektionsbereich 25c empfangenen
Lichtmenge abgegeben, während
im zweiten Steuerzustand ein Steuersignal in Abhängigkeit von der durch Addition
der in dem ersten Detektionsbereich 25c empfangenen Lichtmenge
und der in dem zweiten Detektionsbereich 25b empfangenen
Lichtmenge erhaltenen Empfangslichtmenge abgegeben wird. Im dritten
Steuerzustand wird dann ein Steuersignal in Abhängigkeit von der durch Addition
der in dem ersten Detektionsbereich 25c empfangenen Lichtmenge,
der in dem zweiten Detektionsbereich 25b empfangenen Lichtmenge
und der in dem dritten Detektionsbereich 25a empfangenen
Lichtmenge erhaltenen Gesamtlichtmenge abgegeben.
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Wenn
bei diesem siebten Ausführungsbeispiel
eine dahingehende Aperturbegrenzung des Lichtstroms erfolgt, dass
der Lichtstromdurchmesser den Wert ϕA annimmt, was bei
Einstellung der großen
numerischen Apertur der Fall ist, geht die Ansteuerschaltung 52 der
Steuereinrichtung 50 in den dritten Steuerzustand über, bei
dem das Lichtemissionselement 1a bei Vorliegen der großen numerischen
Apertur Licht abgibt. Das von dem Lichtemissionselement 1a abgegebene
und an der Reflexionsfläche 3a des
Strahlenteilers 3 reflektierte Licht wird von dem Fotodetektor 25 erfasst,
während
das durch die Reflexionsfläche 3a hindurchgetretene
Licht wie im Falle des dritten Ausführungsbeispiels von dem Fotodetektor 9 erfasst
wird.
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Der
Fotodetektor 25 empfängt
das von dem Lichtemissionselement 1a abgegebene Licht in
dem aus dem ersten Detektionsbereich 25c, dem zweiten Detektionsbereich 25b und
dem dritten Detektionsbereich 25a bestehenden Gesamtbereich.
Sodann werden die von den Detektionsbereichen 25c, 25b, 25a jeweils
abgegebenen Signale über
die Strom-Spannungs-Umsetzungsverstärker 54a, 54b, 54c in
die Summierverstärker 55a, 55b eingegeben, sodass
ein Additionssignal E von sämtlichen
Detektionsbereichen 25c, 25b, 25a gebildet
und abgegeben wird. In Abhängigkeit
von diesem Additionssignal E erfolgt dann eine Regelung zur Konstanthaltung
der Leistung des Lichtemissionselements 1a.
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Wenn
dagegen eine dahingehende Aperturbegrenzung des Lichtstroms erfolgt,
dass dessen Durchmesser den Wert ϕB annimmt, was bei der mittleren
numerischen Apertur der Fall ist, geht die Ansteuerschaltung 52 der
Steuereinrichtung 50 in den zweiten Steuerzustand über, bei
dem das Lichtemissionselement 22a bei Vorliegen der mittleren
numerischen Apertur Licht abgibt. Dieses Licht besitzt von den drei
Arten von Wellenlängen
die zweitkürzeste
Wellenlänge
und stellt das von dem Lichtemissionselement 22a abgegebene
Licht mit der kürzeren Wellenlänge dar.
Das von dem Lichtemissionselement 22a abgegebene und durch
die Reflexionsfläche 3a des
Strahlenteilers 3 hindurchgetretene Licht wird wiederum
von dem Fotodetektor 25 erfasst, während das an der Reflexionsfläche 3a reflektierte Licht
wieder in der gleichen Weise wie im Falle des dritten Ausführungsbeispiels
von dem Fotodetektor 9 erfasst wird.
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Bei
dem Fotodetektor 25 werden nunmehr die von den beiden Detektionsbereichen 25c, 25b abgegebenen
Signale über
die Strom-Spannungs-Umsetzungsverstärker 54a, 54b jeweils
dem Summierverstärker 55a zugeführt, wodurch
ein Additionssignal D gebildet und abgegeben wird. In Abhängigkeit
von diesem Additionssignal D erfolgt dann eine Regelung zur Konstanthaltung
der Leistung des Lichtemissionselements 22a.
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Wenn
weiterhin eine derartige Aperturbegrenzung des Lichtstroms erfolgt,
dass dessen Durchmesser den Wert ϕC annimmt, was bei der
kleinen numerischen Apertur der Fall ist, geht die Ansteuerschaltung 52 der
Steuereinrichtung 50 in den ersten Steuerzustand über, bei
dem das Lichtemissionselement 22a bei Vorliegen der kleinen
numerischen Apertur Licht abgibt. Dieses Licht stellt das von dem
Lichtemissionselement 22a abgegebene Licht mit der längeren Wellenlänge dar.
Das von dem Lichtemissionselement 22a abgegebene und durch
die Reflexionsfläche 3a des
Strahlenteilers 3 hindurchgetretene Licht wird wiederum
von dem Fotodetektor 25 erfasst, während das an der Reflexionsfläche 3a reflektierte
Licht wieder in der gleichen Weise wie im Falle des dritten Ausführungsbeispiels
von dem Fotodetektor 9 erfasst wird.
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Von
dem Fotodetektor 25 wird nunmehr das von dem ersten Detektionsbereich 25c abgegebene Signal
als Einzelsignal C über
den Strom-Spannungs-Umsetzungsverstärker 54a abgegeben.
Sodann erfolgt in Abhängigkeit
von diesem Einzelsignal C eine Regelung zur Konstanthaltung der
Leistung des Lichtemissionselements 22a.
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Die
weitere Konfiguration entspricht dem dritten Ausführungsbeispiel.
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Achtes Ausführungsbeispiel
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13 zeigt
ein optisches Plattenlaufwerk gemäß einem achten Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Wie in 13 dargestellt ist, sind bei
diesem achten Ausführungsbeispiel
drei Lichtemissionselemente 1a, 22a und 28a jeweils
in separaten Kapselungen bzw. Gehäusen 1, 22 bzw. 28 angeordnet. Das
Lichtemissionselement 1a gibt hierbei den Lichtstrom 15 mit
einer Wellenlänge
von 405 nm ab, während
das Lichtemissionselement 22a einen Lichtstrom 23 mit
einer Wellenlänge
von 790 nm und das Lichtemissionselement 28a einen Lichtstrom 27 mit einer
Wellenlänge
von 650 nm abgeben. Die Lichtemissionselemente 1a, 22a, 28a werden
jedoch nicht gleichzeitig angesteuert, sondern es wird jeweils nur eines
dieser Lichtemissionselemente ausgewählt und betätigt.
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Zwischen
der Kollimationslinse 2 und dem Strahlenteiler 3 ist
ein weiterer Strahlenteiler 30 angeordnet, wobei zwischen
diesem Strahlenteiler 30 und dem Lichtemissionselement 28a eine
Kollimationslinse 32 angeordnet ist. Der von dem Lichtemissionselement 28a abgegebene
Lichtstrom 27 wird über diese
Kollimationslinse 32 in einen parallelen Lichtstrom umgesetzt,
der auf den Strahlenteiler 30 fällt.
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Der
Strahlenteiler 30 lässt
den von dem Lichtemissionselement 1a abgegebenen Lichtstrom 15 hindurchtreten,
weist jedoch eine Reflexionsfläche 30a auf,
die den von dem Lichtemissionselement 28a abgegebenen Lichtstrom 27 unter
einem Reflexionswinkel von 45° reflektiert.
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Im
Falle dieses achten Ausführungsbeispiels wird
bei der großen
numerischen Apertur von dem Lichtemissionselement 1a der
Lichtstrom 15 abgegeben, der durch die Kollimationslinse 2 und
die Reflexionsfläche 30a des
Strahlenteilers 30 hindurchtritt und sich sodann an der
Reflexionsfläche 3a des Strahlenteilers 3 verzweigt.
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Bei
der mittleren numerischen Apertur gibt das Lichtemissionselement 28a den
Lichtstrom 27 ab, der durch die Kollimationslinse 32 hindurchtritt und
von der Reflexionsfläche 30a des
Strahlenteilers 30 reflektiert wird, woraufhin er auf den
Strahlenteiler 3 fällt
und sich an der Reflexionsfläche 3a verzweigt.
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Bei
der kleinen numerischen Apertur gibt dagegen das Lichtemissionselement 22a den
Lichtstrom 23 ab, der durch die Kollimationslinse 13 hindurchtritt
und auf den Strahlenteiler 3 fällt, woraufhin er sich an der
Reflexionsfläche 3a verzweigt.
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Sowohl
bei der großen
numerischen Apertur als auch bei der mittleren und der kleinen numerischen
Apertur nehmen die an dem Strahlenteiler 3 verzweigten
Lichtströme 15, 17, 23 den
gleichen Verlauf wie im Falle des siebten Ausführungsbeispiels. Die weitere
Konfiguration entspricht hierbei ebenfalls dem siebten Ausführungsbeispiel.
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Neuntes Ausführungsbeispiel
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14 zeigt
ein optisches Plattenlaufwerk gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Wie in 14 dargestellt ist, ist bei
diesem neunten Ausführungsbeispiel
zwischen dem Strahlenteiler 3 und dem Fotodetektor 4 ein
Aperturbegrenzungselement 34 angeordnet.
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Das
Aperturbegrenzungselement 34 führt eine Aperturbegrenzung
bei dem sich an dem Strahlenteiler 3 verzweigenden ersten
Lichtstrom herbei und wird von einem Wellenlängen-Selektionsfilter gebildet,
durch das eine Einstellung des Lichtstromdurchmessers in Abhängigkeit
von der Wellenlänge eines
hindurchtretenden Lichtstroms erfolgen kann. Wenn der von dem Lichtemissionselement 1a abgegebene
Lichtstrom 10 hindurchtritt, blendet das Aperturbegrenzungselement 34 dessen
peripheren Bereich aus, sodass ein Lichtstrom mit dem Durchmesser ϕA
hindurchtritt (und damit der zweite Aperturzustand erhalten wird).
Wenn dagegen der von dem Lichtemissionselement 1b abgegebene
Lichtstrom 11 hindurchtritt, blendet das Aperturbegrenzungselement 34 dessen
peripheren Bereich derart aus, dass ein Lichtstrom mit dem Durchmesser ϕB
hindurchtritt (und damit der erste Aperturzustand erhalten wird).
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Das
Aperturbegrenzungselement 34 ist jedoch nicht auf ein solches
Wellenlängen-Selektionsfilter
beschränkt,
sondern kann auch dahingehend ausgestaltet sein, dass durch Steuerung
einer an ein Flüssigkristallelement
angelegten Spannung eine Umschaltung von dem ersten Aperturzustand
in den zweiten Aperturzustand und umgekehrt erfolgt. Ferner kann
eine Ausführung
in Betracht gezogen werden, bei der der Aperturzustand von einem
Lichtabschirmelement umgeschaltet wird, das einen Aperturbereich
mit einem variablen Innendurchmesser aufweist. Weiterhin kann eine
Ausführung
in Betracht gezogen werden, bei der ein Lichtabschirmelement mit
mehreren, unterschiedliche Innendurchmesser aufweisenden Aperturbereichen
in den Strahlengang hineingeführt
und wieder herausbewegt wird. Das Aperturbegrenzungselement 34 kann
somit unterschiedlich ausgestaltet sein, solange eine Umschaltung
von dem ersten Aperturzustand in den zweiten Aperturzustand und
umgekehrt erfolgen kann. Die weitere Konfiguration entspricht im übrigen dem zweiten
Ausführungsbeispiel.
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Obwohl
die Erfindung vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die zugehörigen
Zeichnungen im einzelnen beschrieben worden ist, ist dennoch ersichtlich,
dass im Rahmen des durch die Patentansprüche gegebenen Schutzumfangs
der Erfindung von einem Fachmann verschiedene Änderungen und Modifikationen
vorgenommen werden können,
die somit ebenfalls im Rahmen der Erfindung liegen.