DE68919543T2

DE68919543T2 - Optische Kopfanordnungen zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Information.

Info

Publication number: DE68919543T2
Application number: DE68919543T
Authority: DE
Inventors: Hidehiro Kume
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1988-06-16
Filing date: 1989-06-05
Publication date: 1995-06-14
Anticipated expiration: 2009-06-06
Also published as: EP0347081A2; KR900000856A; US5060217A; JP2701324B2; EP0347081B1; MY104123A; EP0347081A3; CA1325273C; JPH01317230A; DE68919543D1; KR0166959B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Anordnungen mit einem optischen Kopf zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Information, und insbesondere eine Anordnung mit einem optischen Kopf, die bewirkt, daß ein Lichtstrahl auf ein Aufzeichnungsmedium einfällt, und den Lichtstrahl vom Aufzeichnungsmedium zu einem Fotodetektor leitet, damit die auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnete Information wiedergegeben und ein Spurfehlersignl erhalten wird, durch das der auf das Aufzeichnungsmedium ein fallende Lichtstrahl im richtigen Spurnachlaufverhältnis zu einer auf dem Aufzeichnungsmedium ausgebildeten Aufzeichnungsspur gehalten wird.
In einem optischen Plattenspieler zur Wiedergabe von auf einer optischen Aufzeichnungsplatte aufgezeichneter Information ist eine Anordnung mit einem optischen Kopf vorgesehen, die eine optische Anordnung zum Lesen eines Informationssignales von einer auf der optischen Aufzeichnungsplatte unter Verwendung eines auf die Aufzeichnungsspur einfallenden Laserlichtstrahles ausgebildeten Aufzeichnungsspur darstellt. Die Anordnung mit dem optischen Kopf dient zum Erzeugen des Laserlichtstrahles, zum genauen Fokussieren des Laserlichtstrahles auf die üblicherweise sehr schmale Aufzeichnungsspur, damit sie genau nachgelaufen wird, und zum ordnungsgemaßen Leiten eines von der optischen Aufzeichnungsplatte reflektierten Laserlichtstrahles zu einem Fotodetektor. Um diese Erfordernisse zu erfüllen umfaßt die Anordnung mit dem optische Kopf eine präzise Anordnung verschiedener optischer Komponenten mit einem Halbleiterlaser zum Erzeugen eines Laserlichtstrahles, einer der optischen Aufzeichnungsplatte zugewandten Objektivlinse zum Fokussieren des auf die optische Aufzeichnungsplatte einfallenden Laserlichtstrahles und zum Aufnehmen des reflektierten Laserlichtstrahles von der optischen Aufzeichnungsplatte, weitere Linsen, Spiegel, Prismen, lichtempfindliche Elemente, die den Fotodetektor bilden, usw., die entlang der und senkrecht zu der optischen Achse der Objektivlinse in beiden Richtungen bewegbar angeordnet ist, so daß eine Fokussierungssteuerung zum Halten des auf die optische Aufzeichnungsplatte einfallenden Laserlichtstrahles im richtigen Fokussierungsverhältnis zur Aufzeichnungsspur bzw. eine Spurnachlaufsteuerung zum Halten des auf die optische Aufzeichnungsplatte einfallenden Laserlichtstrahles im richtigen Spurnachlaufverhältnis zur Aufzeichnungsspur durchgeführt werden.
In der in der Anordnung mit dem optischen Kopf durchgeführten Fokussierungssteuerung wird ein ahhängig von Änderungen im Fokussierungszustand des auf die Aufzeichnungsspur der optischen Aufzeichnungsplatte einfallenden Laserlichtstrahles variierendes Fokussierungsfehlersignal auf der Basis der Detektion von Ausgangssignalen eines Fotodetektors erzeugt, dem der reflektierte Laserlichtstrahl von der optischen Platte zugeführt wird, und die Objektivlinse wird entlang ihrer optischen Achse in Übereinstimmung mit dem Fokussierungsfehlersignal bewegt. Weiterhin wird bei der in der Anordnung mit dem optischen Kopf durchgeführten Spurnachlaufsteuerung ein abhängig von Änderungen im Spurnachlauf-Zustand des auf die Aufzeichnungsspur der optischen Aufzeichnungsplatte einfallenden Laserlichtstrahles variierendes Spurnachlauffehlersignal auf der Basis der Detektions-Ausgangssignale vom Fotodetektor erzeugt, zu dem der reflektierte Laserlichtstrahl von der optischen Platte geführt wird, und die optische Achse der Objektivlinse wird in einer Richtung senkrecht zur Aufzeichnungsspur in Übereinstimmung mit dem Spurnachlauffehlersignal parallel verschoben.
Zur Erzeugung der Fokussierungs- und Spurnachlauffehlersignale umfaßt der in der Anordnung mit dem optischen Kopf vorgesehene Fotodetektor z. B. vier lichtempfindliche Elemente d&sub1;, d&sub2;, d&sub3; und d&sub4; die nahe beieinander angeordnet sind, wie in Fig. 1 gezeigt. Die lichtempfindlichen Elemente d&sub1; bis d&sub4; sind so angeordnet, daß die lichtempfindlichen Elemente d&sub1; und d&sub3; entlang einer Richtung X ausgerichtet sind, die der Tangentialrichtung der Aufzeichnungsspur der optischen Aufzeichnungsplatte entspricht, wobei die lichtempfindlichen Elemente d&sub2; und d&sub4; ebenfalls entlang der Richtung X ausgerichtet sind.
Der von der Aufzeichnungsspur der optischen Aufzeichnungsplatte durch die Objektivlinse kommende reflektierte Laserlichtstrahl bildet einen Strahlfleck Q auf den lichtempfindlichen Elementen d&sub1; bis d&sub4;, wie durch die Strichpunktlinie in Fig. 1 angedeutet. Die lichtempfindlichen Elemente d&sub1; bis d&sub4; erzeugen jeweils Detektions-Ausgangssignale S&sub1;, S&sub2;, S&sub3; und S&sub4;, die jeweils von einem Teil des Strahlfleckes Q abhängen, der auf jedem der lichtempfindlichen Elemente D&sub1; bis D&sub4; gebildet wird.
Ein Wiedergabe-Inforrnationssignal wird durch Aufsummieren der Detektions-Ausgangssignale S&sub1; bis S&sub4; erzeugt. Das Fokussierungsfehlersignal wird auf der Grundlage der Differenz zwischen einem Summensignal, das durch Summieren des Detektions-Ausgangssignales S&sub1; zum Detektions-Ausgangssignal S&sub4; erzeugt wird, und einem Summensignal erzeugt, das durch Summieren des Detektions-Ausgangssignales S&sub2; zum Detektions-Ausgangssignal S&sub3; erzeugt wird, in der gleichen Art und Weise, wie z. B. in den amerikanischen Patenten Nr. 4 023 033 und Nr. 4 079 247 offenbart.
Im Folgenden wird das Spurfehlersignal betrachtet. Die Aufzeichnungsspur der optischen Aufzeichnungsplatte besteht aus einer Serie von Pits mit einer Tiefe, die ein Viertel der Wellenlänge λ des auf die Aufzeichnungsspur einfallenden Laserlichtstrahles beträgt. Der auf die Aufzeichnungsspur eingestrahlte Laserlichtstrahl wird durch die Pits gestreut und reflektiert. Dann wird der durch die Aufzeichnungsspur modulierte Laserlichtstrahl durch die Objektivlinse als reflektierter Laserlichtstrahl zurückreflektiert und erreicht den Fotodetektor, um den Strahlfleck Q auf den lichtempfindlichen Elementen d&sub1; bis d&sub4; zu bilden. Demgemaß erzeugt der reflektierte Lichtstrahl ein Beugungsmuster, das dem Verhältnis der Position eines der die Aufzeichnungsspur bildenden Pits und eines durch den auf die Aufzeichnungsspur eingestrahlten Laserlichtstrahl gebildeten Strahlflecks entspricht. Das so erzeugte Beugungsmuster wird in der Richtung X in Bezug auf die lichtempfindlichen Elemente d&sub1; bis d&sub4; mit einer Geschwindigkeit bewegt, die der Bewegung der Aufzeichnungsspur in Bezug auf den auf die Aufzeichnungsspur eingestrahlten Laserlichtstrahl entspricht.
Die Fig. 2A, 2B und 2C verdeutlichen die Art und Weise, in der das vorgenannte Verfahren durchgeführt wird. In jeder der Fig. 2A bis 2C stellt a das Verhältnis der Positionen eines Pits P und eines durch den auf das Pit P eingestrahlten Laserlichtstrahl gebildeten Strahlflecks L dar und b bezeichnet Beugungsmuster (schraffierte Abschnitte), die durch den reflektierten Laserlichtstrahl in Abhängigkeit von jedem mit a bezeichneten Positionsverhältnis auf einer Ausgangs-Pupi1lenoberfläche der Objektivlinse gebildet sind. Vier bei b gezeigte Viertel &sub1;, &sub2;, &sub3; und &sub4; stellen Abschnitte dar, in denen Lichtmengen durch die vier lichtempfindlichen Elemente d&sub1;, d&sub2;, d&sub3; bzw. d&sub4; detektiert werden. Der Pit P bewegt sich in Bezug auf den Strahlfleck L von einer Position t&sub1; zu einer Position t&sub2;. Die Fig. 2A zeigt einen Zustand, in dem der Strahlfleck L in Bezug auf das Pit P nach rechts verschoben ist. Die Fig. 2B zeigt einen Zustand, in dem der Strahlfleck L mittig auf dem Pit P positioniert ist, also einen korrekten Spurführungs-Zustand, in dem der Laserlichtstrahl ordnungsgemaß auf der Aufzeichnungsspur der optischen Aufzeichnungsplatte ankommt. Die Fig. 2B zeigt einen Zustand, in dem der Strahlfleck L in Bezug auf das Pit P nach links verschoben ist.
Aus den Fig. 2A bis 2C wird offensichtlich, daß, wenn der Strahlfleck L mittig auf dem Pit P positioniert ist, d. h., wenn der auf die Aufzeichnungsspur einfallende Laserlichtstrahl im richtigen Spurnachführungszustand ist, ein Beugungsmuster erzeugt wird, in dem Lichtmengen symmetrisch auf ein Paar von Vierteln &sub1; und &sub2; und auf ein weiteres Paar von Vierteln &sub3; und &sub4; verteilt wird. Wenn der Strahlfleck in Bezug auf das Pit P nach rechts oder nach links verschoben ist, wird ein Beugungsmuster ohne symmetrische Verteilung der Lichtmengen auf die Viertel &sub1; und &sub2; und auf die Viertel &sub3; und &sub4; erhalten, wobei die Lichtverteilung in dem Fall, wo das Strahlenmuster nach rechts bzw. nach links verschoben ist, ohne Symmetrie in umgekehrten Mustern erzeugt wird. Auf der Grundlage des Vorstehenden können die Detektions-Ausgangssignale S&sub1; bis S&sub4;, die von den lichtempfindlichen Elementen d&sub1; bis d&sub4; jeweils erhalten werden, einem Signlerzeugungskreis zugeführt und von diesem weiterverarbeitet werden, um ein Signal zu erzeugen, das in Abhängigkeit des Positionsverhältnisses zwischen dem Strahlfleck L und dem Pit P variiert, nämlich das Spurfehlersignal.
Die Fig. 3 zeigt ein Beispiel des Signalerzeugungskreises, durch den das Spurfehlersignal auf der Basis der Detektions-Ausgangssignale S&sub1; bis S&sub4;, die von den lichtempfindlichen Elementen d&sub1; bis d&sub4; erzeugt werden, zusammen mit dem Wiedergage-Ausgangssignal eines auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichneten Informationssignales, d. h. einem Wiedergabe-Informationssignal erzeugt wird.
In dem in Fig. 3 gezeigten Schaltkreis werden die Detektions-Ausgangssignale S&sub1; und S&sub4;, die von den lichtempfindlichen Etementen d&sub1; und d&sub4; erzeugt werden, durch einen Addierer 11 jeweils miteinander addiert, und die von den lichtempfindlichen Elementen d&sub2; und d&sub3; erzeugten Detektions-Ausgangssignale S&sub2; und S&sub3; werden durch einen Addierer 12 jeweils miteinander addiert. Ausgangssignale von den Addierern 11 und 12 werden einem Addierer 13 zugeführt, um ein Ausgangssignal S&sub5; zu erzeugen, und ebenfalls einem Subtrahierer 14 zugeführt, um ein Ausgangssignal S&sub6; zu erzeugen. Das vom Addierer 13 erzeugte Ausgangssignal S&sub5; dient ls Wiedergabe-Informationssignal und das vom Subtrahierer 14 erzeugte Ausgangssignal S&sub6; umfaßt ein Signal, das in einem Frequenzband des auf der Aufzeichnungsspur der optischen Aufzeichnungsplatte aufgezeichneten Informationssignales liegt und sich immer dann ändert, wenn der Strahlfleck auf der optischen Aufzeichnungsplatte durch das Pit P läuft, und das als Spurfehlersignal dient, das Abweichungen des Strahlfleckes L von der Mitte der durch die Reihe von Pits gebildeten Aufzeichnungsspur anzeigt.
Weiterhin wird in dem in Fig. 3 gezeigten Schaltkreis das vom Addierer 13 erzeugte Ausgangssignal S&sub5; zwei Pulsgeneratoren 15 und 16 zugeführt. Der Pulsgenerator 15 erzeugt ein Pulssignal S&sub7; in Antwort auf jede Anstiegsflanke des Ausgangssignales S&sub5; und der Pulsgenerator 16 erzeugt ein Pulssignal S&sub8; in Antwort auf jede Abfallflanke des Ausgangssignles S&sub5;. Andererseits wird das vom Subtrahierer 14 erzeugte Ausgangssignal S&sub6; zwei Abtast-Halte-Kreisen 17 und 18 zugeführt. Im Abtast-Halte- Kreis 17 wird der Pegel des Ausgangssignales S&sub6; vom Pulssignal S&sub8; abgetastet und jeder vom Pulssignal S&sub8; abgetastete Pegel wird gehalten, um ein Ausgangssignal S&sub9; zu erzeugen. In ähnlicher Weise wird im Abtast-Halte-Kreis 18 der Pegel des Ausgangssignales S&sub6; durch das Pulssignal S&sub7; abgetastet und jeder durch das Pulssignal S&sub7; abgetastete Pegel wird gehalten, um ein Ausgangssignal Sio zu erzeugen. Jedes der von den Abtast-Halte-Kreisen 17 und 18 erzeugten Ausgangssignale S&sub9; und S&sub1;&sub0; hat jeweils eine Polarität, die sich vom Negativen zum Positiven oder umgekehrt verändert, wenn der Strahlfleck L die Aufzeichnungsspur überquert, und einen Pegel, der die Abweichungen des Strahlfleckes L von der Mitte der Aufzeichnungsspur repräsentiert. Folglicherweise können die Ausgangssignale S&sub9; und S&sub1;&sub0; als Spursteuersignale verwendet werden. Diese Ausgangssignale S&sub9; und S&sub1;&sub0; werden einem Differenzkreis 19 zugeführt, um ein Spursteuersignl S&sub1;&sub1; zu erzeugen, das zuverlässiger ist und einem Ausgangsanschluß 20 zugeführt wird.
In der früher vorgeschlagenen, oben beschriebenen Anordnung mit einem optischen Kopf, bei der das Spurfehlersignl in der oben beschriebenen Art und Weise erzeugt wird, müssen vier lichtempfindliche Elemente, die den Fotodetektor bilden, präzise im Verhältnis zueinander positioniert und ausgerichtet werden, und das hat zur Folge, daß der Fotodetektor selber und die Vorrichtungen zur Positionierung des Fotodetektors einen komplizierten Aufbau haben. Weiterhin ist eine bidirektionale optische Anordnung notwendig, damit die Position auf dem Fotodetektor, auf den der reflektierte Laserlichtstrahl einfällt, exakt in zwei aufeinander senkrecht stehenden Richtungen gesteuert werden kann.
Insbesondere in dem Fall, in dem die früher vorgeschlagene Anordnung mit einem optischen Kopf mit einer integrierten Lichtstrahlerzeugungs- und -detektionseinheit ausgestattet ist, die ein Halbleitersubstrat umfaßt, auf dem ein Fotodetektor, ein Halbleiterlaser, und ein Prisma vorgesehen sind, das zum Ausrichten eines vom Halbleiterlaser erzeugten Laserlichtstrahles, damit er auf eine optische Aufzeichnungsplatte einfällt, und zum Führen eines von der optischen Aufzeichnungsplatte erzeugten reflektierten Laserlichtstrahles zum Fotodetektor dient, wie in der vor der Prüfung mit der Veröffentlichungsnummer 62-197731 veröffentlichten japanischen Patentanmeldung und ihrer parallelen EP-A-0 258 450, die den Oberbegriff des Anspruches 1 bilden, offenbart ist, ist der Nachtei1, der durch den Fotodetektor entsteht, der aus vier lichtempfindlichen Elementen zusammengesetzt ist, die zum Erzeugen des Spurfehlersignles wie oben beschrieben vorgesehen sind, gravierender. EP-A-0 258 450 offenbart ebenfalls die Verwendung von zwei jeweils aus drei paralle1en Elementen bestehenden Fotosensoren, zur Erzeugung eines Fokussierungsfehlersignles. EP-A-2 196 115 offenbart einen in vier Bereiche aufgeteilten Fotodetektor zur Erzeugung eines Fokussierungsfehlersignales und eines Spurfehlersignales, bei dem der Winkel zwischen der Spur-Bewegungsrichtung und der Ausrichtung des Fotodetektors in Abhängigkeit der Ausgangssignle der Bereiche geändert wird, um die ungünstigen Effekte des gebeugten Lichtes der Spur auf das Fokussierungsfehlersignl zu minimieren.
Demgemaß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung mit einem optischen Kopf zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Information zu schaffen, durch die ein Lichtstrahl auf ein Aufzeichnungsmedium eingestrahlt werden kann und in der der Lichtstrahl von dem Aufzeichnungsmedium zu einer Fotodetektionseinheit geleitet wird, so daß Detektions-Ausgangssignale zum Erzeugen zumindest eines Wiedergabesignales von auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichneter Information und eines Spurfehlersignales von der Fotodetektionseinheit erzeugt werden, und die die oben genannten Nachteile und Probleme des Standes der Technik vermeidet.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Anordnung mit einem optischen Kopf zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Information zu liefern, durch die ein Lichtstrahl auf ein Aufzeichnungsmedium eingestrahlt wird und in der der Lichtstrahl vom Aufzeichnungsmedium zu einer Fotodetektionseinheit geführt wird, so daß Detektions-Ausgangssignale zum Erzeugen zumindest eines Wiedergabesignales von auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichneter Information und eines Spurfehlersignales von der Fotodetektionseinheit erhalten werden, und die die Detektions-Ausgangssignale der Fotodetektionseinheit, aus dessen ein zuverlässiges Spurfehlersignal erzeugt wird, unter der Bedingung liefert, daß die Fotodetektionseinheit einen vereinfachten Aufbau aufweist, und bei der es nicht nötig ist, die Position der Fotodetektionseinheit, auf die der Lichtstrahl von dem Aufzeichnungsmedium einfällt exakt in jeweils zwei aufeinander senkrechten Richtungen zu steuern.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Anordnung mit einem optischen Kopf zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Information zu schaffen, durch die ein Lichtstrahl auf ein Aufzeichnungsmedium eingestrahlt wird und in der der Lichtstrahl vom Aufzeichnungsmedium zu einer Fotodetektionseinheit geführt wird, so daß Detektions-Ausgangssignale zum Erzeugen zumindest eines Wiedergabesignales von auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichneter Information und eines Spurfehlersignles von der Fotodetekuonseinheit erhlten werden, und die die Detektions-Ausgangssignale der Fotodetektionseinheit, aus denen ein zuverlässiges Spurfehlersignal erzeugt wird, unter der Bedingung liefert, daß die Fotodetektionseinheit einen einfachen Aufbau aufweist und bei der eine exakte bidirektionle Steuerung der Position auf der Fotodetektionseinheit, auf die der Lichtstrahl vom Aufzeichnungsmedium einfällt, nicht einmal für den Fall erforderlich ist, daß eine integrierte Lichtstrahlerzeugungs- und -detektionseinheit in der Vorrichtung verwendet wird.
Gemaß der vorliegenden Erfindung wird eine Anordnung mit einem optischen Kopf zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Information geschaffen, mit einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Lichtstrahles, einer Linsenvorrichtung, durch die ein von der Vorrichtung zum Erzeugen eines Lichtstrahles erzeugter Lichtstrahl auf ein Aufzeichnungsmedium einfällt, und zum Aufnehmen des Lichtstrahles vom Speichermedium, eine Fotodetektor-Anordnung, zu der der von der Linsenvorrichtung aufgenommene Lichtstrahl vom Aufzeichnungsmedium geführt wird, wobei die Fotodetektoranordnung eine Gruppe von lichtempfindlichen Elementen aufweist, die ein mittleres und zwei seitliche lichtempfindliche Elemente umfaßt, die durch ein Paar paralleler Trennabschnitte voneinander getrennt sind, die in eine vorbestimmte Richtung weisen und so angelegt sind, daß sie eine gemeinsame Lichtempfangsebene bilden, auf der ein Strahlfleck durch den Lichtstrahl gebildet wird, der zu der Fotodetektoranordnung geführt wird zum Detektieren des zur Fotodetektoranordnung geführten Lichtstrahles zum Erzeugen jeweiliger Detektions-Ausgangssignale und einer Signalerzeugungsvorrichtung zum Erzeugen eines Spursignles, das zum Halten des auf das Aufzeichnungsmedium einfallenden Laserlichtstrahles in der richtigen Spur in Bezug auf die Aufzeichnungsspur auf dem Aufzeichnungsmedium dient, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Richtung, in die jeder der parallelen Trennabschnitte weist, in einem Winkel zwischen 0º und 90º zur Bewegungsrichtung eines Beugungsmusters gewählt ist, das in dem auf der gemeinsamen Lichtempfangsebene in Übereinstimmung mit einer Aufzeichnungsspur des Aufzeichnungsmediums gebildeten Strahlfleck erscheint, und daß die jeweiligen Detektions-Ausgangssignale dergestlt von Nutzen sind, daß die Signalerzeugungsvorrichtung das Spursignl auf der Grundlage der Differenz zwischen dem Detektions- Ausgangssignal vom mittleren lichtempfindlichen Element und einem durch das Addieren der Detektions-Ausgangssignale der seitlichen lichtempfindlichen Elemente erzeugten Summensignal erzeugt.
Vorteilhafterweise umfaßt die Fotodetektor-Vorrichtung weiterhin eine zweite Gruppe von lichtempfindlichen Elementen mit einem mittleren und zwei seitlichen lichtempfindlichen Elementen, die voneinander durch ein Paar paralleler Trennabschnitte getrennt sind, die jeweils in die vorbestimmte Richtung weisen und so angelegt sind, daß sie eine gemeinsame Lichtempfangsebene bilden, auf der ein Strahlfleck durch den der Fotodetektor-Vorrichtung zugeführten Lichtstrahl gebildet wird zum Detektieren des der Fotodetektor-Vorrichtung zugeführten Lichtstrahls, um entsprechende Detektionsausgangssignale zu erzeugen, und wobei der der Fotodetektor-Vorrichtung zugeführte Lichtstrahl mit einem Brennpunkt nacheinander auf die erste Gruppe lichtempfindlicher Elemente und auf die zweite Gruppe lichtempfindlicher Elemente auf einem optischen Weg einfällt, der zwischen der ersten Gruppe lichtempfindlicher Elemente und der zweiten Gruppe lichtempfindlicher Elemente gebildet ist, und wobei die Signalerzeugungsvorrichtung das Spursignal auf der Grundlage der Differenz zwischen einem Summensignal, das durch das Addieren des Detektions-Ausgangssignales des mittleren lichtempfindlichen Elementes der ersten Gruppe lichtempfindlicher Elemente und des Detektions-Ausgangssignales des mittleren lichtempfindlichen Elementes der zweiten Gruppe lichtempfindlicher Elemente erzeugt wird, und einem Summensignal erzeugt, das durch das Addieren der Detektions- Ausgangssignle der seitlichen lichtempfindlichen Elemente der ersten Gruppe lichtempfindlicher Elemente und der Detektions-Ausgangssignale der seitlichen lichtempfindlichen Elemente der zweiten Gruppe lichtempfindlicher Elemente erzeugt wird.
In der Anordnung mit einem optischen Kopf gemaß der vorliegenden Erfindung variiert das Beugungsmuster des auf der Gruppe lichtempfindlicher Elemente gebildeten Strahlfleckes in Ubereinstimmung mit dem Positionsverhältnis zwischen der Aufzeichnungsspur des Aufzeichnungsmediums und einem auf der Aufzeichnungsplatte durch den auf sie einfallenden Lichtstrahl gebildeten Lichtfleckes im wesentlichen in der gleichen Art und Weise, wie in den Fig. 2A bis 2C gezeigt und oben beschrieben, da die Gruppe von lichtempfindlichen Elementen, die drei lichtempfind&sub1;iche, voneinander durch zwei parallele, in die vorbestimmte Richtung weisende Trennabschnitte getrennte Elemente umfaßt, in der Fotodetektionseinheit vorgesehen ist, so daß die vorbestimmte Richtung, in die sich jede der parallelen Trennabschnitte erstreckt, in einem Winkel zwischen 0º und 90º zur Bewegungsrichtung des Beugungsmusters gewählt ist, das in dem auf der Gruppe lichtempflndlicher Elemente durch den Lichtstrahl vom Aufzeichnungsmedium in Übereinstimmung mit der Aufzeichnungsspur des Aufzeichnungsmediums gebildeten Lichtfleckes erscheint.
Dann erzeugt jedes der mittleren und zwei seitlichen Iichtempfindlichen Elemente das Detektionsausgangssignal in Übereinstimmung mit dem vom Aufzeichnungsmedium empfangenen Teil des Lichtstrahles, und das Spurfehlersignal wird auf der Basis des Detektions-Ausgangssignales von dem mittleren lichtempfindlichen Element und dem Summensignal, das durch Addieren der Detektions-Ausgangssignale der zwei seitlichen lichtempfindlichen Elemente miteinander erzeugt wird, erzeugt.
In der angeordneten Anordnung mit einem optischen Kopf gemaß der vorliegenden Erfindung muß die vorbestimmte Richtung, in die jeder der parallelen Trennabschnitte der Fotodetektionseinheit weist, nicht sehr exakt ausgerichtet sein, und die Position der Gruppe lichtempfindlicher Elemente, auf die der zur Fotodetektionseinheit geführte Lichtstrahl einfällt, muß ebenfalls nicht sehr exakt in die vorbestimmte Richtung gesteuert werden. Folglich wird mit der Anordnung mit einem optischen Kopf gemaß der vorliegenden Erfindung ein zuverlässiges Spurfehlersignal erhalten, wobei die Fotodetektionseinheit einen einfachen Aufbau aufweist und eine exakte bidirektionale Steuerung der Position auf der Fotodetektionseinheit, auf die der Lichtstrahl vom Aufzeichnungsmedium einfällt, nicht einmal in dem Fall nötig ist, wenn eine integrierte Lichtstrahlerzeugungs- und -detektionseinheit in der Anordnung mit einem optischen Kopf verwendet wird.
Weiterhin werden in dem Ausführungsbeispiel, indem die Fotodetektionseinheit mit der ersten und der zweiten Gruppe lichtempfindlicher Elemente ausgestattet ist, von der Fotodetektionseinheit Detektions-Ausgangssignale erzeugt, aus denen zusätzlich zu dem Wiedergabesignal der auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichneten Information und zum Spurfehlersignal ebenfalls ein Fokussierungsfehlersignal erzeugt werden kann.
Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erklänt.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Fotodetektor, wie er in- einer früher vorgeschlagenen Anordnung mit einem optischen Kopf verwendet wurde,
Fig. 2A bis 2C zeigen Diagramme zur Erklänung des Positionsverhältnisses zwischen einem eine Aufzeichnungsspur in einem Aufzeichnungsmedium bildenden Pit und einem von einem auf das Aufzeichnungsmedium einfallenden Lichtstrahl gebildeten Strahlfleck, wie aus dem Stand der Technik bekannt,
Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm mit einem mit dem in Fig. 1 gezeigten Fotodetektor verbundenen Signalerzeugungskreis,
Fig. 4 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispieles einer Anordnung mit einem optischen Kopf zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Information gemaß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht mit einem Beispiel einer im Ausführungsbeispiel von Fig. 4 verwendeten bewegbaren optischen Anordnung,
Fig. 6 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht mit einer Lichtstrahlerzeugungs- und - detektionseinheit und einem Gehäuse, das die Lichtstrahlerzeugungs- und - detektionseinheit zusammen mit anderen optischen Elementen enthält, die in der in Fig. 5 gezeigten beweglichen optischen Anordnung verwendet werden,
Fig. 7 zeigt eine schematische Draufsicht der in der in Fig. 5 gezeigten bewegbaren optischen Anordnung verwendeten Lichtstrahlerzeugungs- und -detektionseinheit,
Fig. 8A bis 8C zeigen Diagramme zum Erklären des Positionsverhältnisses zwischen einem eine Aufzeichnungsspur in einem Aufzeichnungsmedium bildenden Pit und einem Strahlfleck, der durch einen Lichtstrahl gebildet wird, der durch die in Fig. 5 gezeigte bewegbare optische Anordnung auf das Aufzeichnungsmedium eingestrahlt wird, und
Fig. 9 zeigt ein Blockdiagramm mit einem mit einer Fotodetektionseinheit der in der in Fig. 5 gezeigten bewegbaren optischen Anordnung verwendeten Lichtstrahlerzeugungsund -detektionseinheit verbundenen Signalerzeugungskreis.
Die Fig. 4 bis 7 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung mit einem optischen Kopf zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Information gemaß der vorliegenden Erfindung. Dieses in den Fig. 4 bis 7 gezeigte Ausführungsbeispiel ist im tatsächlichen Gebrauch in einen Platten- bzw. Diskspieler eingebaut.
Das Ausführungsbeispiel hat, unter Bezug auf Fig. 4, ein Gehäuse 30, das mit einer Öffnung 30a ausgestattet ist, auf die eine in dem Gehäuse 30 enthaltene Objektivlinse 31 gerichtet ist. Beim tatsächlichen Gebrauch in einem Plattenspieler ist das Ausführungsbeispiel auf der oberen Fläche eines bewegbaren Tragteiles 34 befestigt, das mittels in dem Plattenspieler vorgesehen Führungselementen 32 und 33 bewegbar verbunden ist. Das bewegbare Tragteil 34 wird durch einen Antriebsmechanismus angetrieben, der in dem Plattenspieler mit einem Ritzel ausgestattet ist, das mit einem am bewegbaren Tragteil 34 ausgebildeten Rahmenteil 34a verbunden ist, damit dieses in Richtung des Radiusses einer in dem Plattenspieler angeordneten optischen Aufzeichnungsplatte unter der Führung der Führungselemente 32 und 33 bewegt werden kann.
Im Gehäuse 30 des Ausführungsbeispieles sind eine bewegbare optische Anordnung mit der Objektivlinse 31 und eine Trage- und Antriebsanordnung zum Tragen der bewegbaren optischen Anordnung und zum Bewegen derselben in vorbestimmte Richtungen enthalten.
Wie in Fig. 5 gezeigt, hat die bewegbare optische Anordnung ein Trageelement 36, auf dem die Objektivlinse 31 und eine Grundplatte 35 für integrierte Elemente angeordnet sind. Die Grundplatte 35 für integrierte Elemente ist mit einem flexiblen leitenden Film 35a ausgestattet, der sie überragt.
In dem Trageelement 36 ist auf der inneren Obeffläche der Grundplatte 35 für integrierte Elemente eine Schachtel 37 angebracht, die eine Lichtstrahlerzeugungs- und -detektionseinheit 38 enthält. Weiterhin trägt das Trageelement 36 einen Spiegel 39, der unter der Lichtstrahlerzeugungs- und -detektionseinheit 38 positioniert wird, und ebenfalls einen weiteren Spiegel 40 unter der Objektivlinse 31, der in der Achse der Objektivlinse 31 positioniert wird.
Die bewegbare optische Anordnung ist so angeordnet, daß die an dem Trageelement 36 angebrachte Objektivlinse 31 der unteren Oberfläche einer optischen Aufzeichnungsplatte R zugewandt ist. In der dergestalt positionierten bewegbaren optischen Anordnung erzeugt die in der Schachtel 37 enthaltene Lichtstrahlerzeugungsund -detektionseinheit 38 einen Laserlichtstrahl, der auf den Spiegel 39 gerichtet ist, der unter der Lichtstrahlerzeugungs- und -detektionseinheit 38 angeordnet ist. Der Laserlichtstrahl von der Lichtstrahlerzeugungs- und -detektionseinheit 38 wird vom Spiegel 39 und dann ebenfalls vom Spiegel 40 reflektiert und nach oben gerichtet, um in die Objektivlinse 31 einzutreten. Die Objektivlinse 31 fokussiert den Laserlichtstrahl vom Spiegel 40 auf eine in der optischen Aufzeichnungsplatte R ausgebildete Aufzeichnungsspur Rt. Dann fällt ein reflektierter Laserlichtstrahl von der optischen Aufzeichnungsplatte R durch die Objektivlinse 31 auf den Spiegel 40, und wird durch ihn reflektiert. Der vom Spiegel 40 reflektierte Laserlichtstrahl wird wiederum vom Spiegel 39 reflektiert und auf die in der Schachtel 37 enthaltene Lichtstrahlerzeugungsund -detektionseinheit 38 gerichtet.
Wie in Fig. 6 gezeigt, in der die in der Schachtel 37 enthaltene Lichtstrahlerzeugungs- und -detektionseinheit 38 vergrößert dargestellt ist, umfaßt die auf der inneren Oberfläche der Grundplatte 35 für integrierte Elemente angebrachte Schachtel 37 einen Körper 41, in dem die Lichtstrahlerzeugungs- und -detektionseinheit 38 angeordnet ist, und ein an dem Körper 41 angebrachtes Glasplattenelement 42. Der von der Lichtstrahlerzeugungs- und -detektionseinheit 38 erzeugte Laserlichtstrahl fällt durch das Glasplattenelement 42 auf den Spiegel 39 und der vom Spiegel 38 reflektierte Laserlichtstrahl fällt durch das Glasplattenelement 42 auf die Lichtstrahlerzeugungsund -detektionseinheit 38.
In der Lichtstrahlerzeugungs- und -detektionseinheit 38 sind, wie in Fig. 6 gezeigt, erste und zweite Fotodetektoren 51 und 52 in einem Halbleitersubstrat 50 ausgebildet, und bilden eine Fotodetektionseinheit. Auf der Oberfläche des Halb1eitersubstrates 50 ist weiterhin ein Halbleiterlaser 53 vorgesehen. Außerdem bedeckt eine Schutzschicht 54 die Oberfläche des Halbleitersubstrates 50, außer dem Teil, an dem der Halbleiterlaser 53 angeordnet ist. Ein Prisma 55 ist auf einem Abschnitt der Schutzschicht 54 befestigt, die die Fotodetektionseinheit bedeckt, die in dem Halbleitersubstrat, in dem die ersten und zweiten Fotodetektoren 51 und 52 ausgebildet sind, gebildet ist. Mit derartigen optischen Elementen bildet die Lichtstrahlerzeugungs- und -detektionseinheit 38 eine integrierte Einheit.
Das Prisma 55 hat eine halbdurchlässige Oberfläche S&sub5;a, die dem Halbleiterlaser 53 zugewandt und in Bezug auf die Oberfläche des Halbleitersubstrates 50, auf dem der Halbleiterlaser 53 angeordnet ist, geneigt ist.
In der derart gebildeten Lichtstrahlerzeugungs- und -detektionseinheit 38 wird der vom Halbleiterlaser 53 erzeugte Laserlichtstrahl durch die halbdurchlässige Oberfläche 55a des Prismas 55 reflektiert und läuft durch das Glasplattenelement 42 in Richtung des Spiegels 39. Dann wird der Laserlichtstrahl von der halbdurchlässigen Oberfläche 55a des Prismas 55 durch die Spiegel 39 und 40 zweimal reflektiert und fällt durch die Objektivlinse 31 auf die Aufzeichnungsspur Rt in der optischen Aufzeichnungsplatte R. Andererseits kommt der von der Aufzeichnungsspur Rt in der optischen Aufzeichnungsplatte R erzeugte reflektierte Laserlichtstrahl durch die Objektivlinse 31 zurück und wird zweimal durch die Spiegel 40 und 39 reflektiert. Dann läuft der reflektierte Laserlichtstrahl vom Spiegel 39 durch die halbdurchlässige Oberfläche 55a des Prismas und dringt in das Prisma 55 ein. Im Prisma 55 erreicht ein Teil des reflektierten Laserlichtstrahles den ersten Fotodetektor 51 und der Rest des reflektierten Laserlichtstrahles wird reflektiert und erreicht den zweiten Fotodetektor 52. Der reflektierte Laserlichtstrahl hat einen Fokussierungspunkt auf einem optischen Weg, der zwischen dem ersten und dem zweiten Fotodetektor 51 und 52 in dem Prisma 55 gebildet ist.
Wie in Fig. 7 gezeigt, umfaßt jeder der in dem Halbleitersubstrat 50 ausgebildeten ersten und zweiten Fotodetektoren 51 und 52 eine Gruppe lichtempfindlicher Elemente mit einem mittleren lichtempfindlichen Element und zwei seitlichen lichtempfindlichen Elementen, zwischen denen das mittlere lichtempfindliche Element liegt. Genauer gesagt umfaßt der erste Fotodetektor 51 drei rechteckige lichtempfindliche Elemente D&sub1;, D&sub2; und D&sub3;, die voneinander durch ein Paar paralleler Trennabschnitte E&sub1; und E&sub2; getrennt sind, so daß sich das lichtempfindliche Element D&sub2; in der Mitte befindet und die lichtempfindlichen Elemente D&sub1; und D&sub3; zu beiden Seiten des lichtempfindlichen Elementes D&sub2; und dergestalt angeordnet sind, daß sie eine gemeinsame Lichtempfangsebene bilden. In ähnlicher Weise umfaßt der zweite Fotodetektor 52 drei rechteckige lichtempfindliche Elemente D&sub1;', D&sub2;' und D&sub3;', die voneinander durch ein Paar paralleler Trennabschnitte E11 und E2t getrennt sind, so daß sich das lichtempfindliche Element D&sub2;' in der Mitte befindet und die lichtempfindlichen Elemente D&sub1;' und D&sub3;' zu beiden Seiten des lichtempfindlichen Elementes D&sub2;' und dergestalt angeordnet sind, daß sie eine gemeinsame Lichtempfangsebene bilden.
Das Halbleitersubstrat 50, in dem die ersten und zweiten Fotodetektoren 51 und 52 in der oben genannten Art und Weise ausgebildet sind und auf dem der Halbleiterlaser 53 und das Prisma 55 vorgesehen sind, ist mit der inneren Oberfläche des Körpers 41 der Schachtel 37 so befestigt, daß die Richtung, in die jeder der parallelen Trennabschnitte E&sub1; und E&sub2; im ersten Fotodetektor 51 und der parallelen Trennabschnitte E&sub1;' und E&sub2;' im zweiten Fotodetektor 53 weisen, einen Winkel θ zwischen 0º und 90º, z. B. 45º, zur Tangentialrichtung der Aufzeichnungsspur Rt in der optischen Aufzeichnungsplatte R aufweist, wie durch die Pfeile X in Fig. 7 angedeutet. Demgemaß weist jedes lichtempfindliche Element D&sub1; bis D&sub3;, die den ersten Fotodetektor 51 bilden und jedes der lichtempfindlichen Elemente D&sub1;' bis D&sub3;', die den zweiten Fotodetektor 52 bilden, ebenfalls in einen Winkel θ zur Tangentialrichtung der Aufzeichnungsspur Rt in der optischen Aufzeichnungsplatte R auf, wie durch die Pfeile X angedeutet ist.
Der Teil des reflektierten Laserlichtstrahles, der von der Aufzeichnungsspur Rt in der optischen Aufzeichnungsplatte R durch die Objektivlinse 31 in das Prisma 55 eintritt, erreicht die gemeinsame Lichtempfangsebene, die durch die lichtempfindlichen Elemente D&sub1; bis D&sub3; gebildet wird, die den ersten Fotodetektor 51 bilden, und bildet darauf einen Strahlfleck U, wie in Fig. 7 gezeigt. Ein anderer Teil des reflektierten Laserlichtstrahles erreicht die gemeinsame Lichtempfangsebene, die durch die lichtempfindlichen Elemente D&sub1;' bis D&sub3;' gebildet wird, die den zweiten Fotodetektor 52 bilden, und bildet darauf einen Strahlfleck U', wie in Fig. 7 gezeigt. Die lichtempfindlichen Elemente D&sub1; bis D&sub3; erzeugen jeweils Detektions-Ausgangssignale V&sub1;, V&sub2; und V&sub3; in Übereinstimmung mit den Abschnitten des Strahlfleckes U, die jeweils auf die lichtempfindlichen Elemente D&sub1; bis D&sub3; einstrahlen, und die lichtempfind&sub1;ichen Elemente D&sub1;' bis D&sub3;' erzeugen jeweils Detektions-Ausgangssignale V&sub1;', V&sub2;' und V&sub3;' in Übereinstimmung mit Abschnitten des Strahlfleckes U', die jeweils auf die lichtempfindlichen Elemente D&sub1;' bis D&sub3;' einstrahlen. Diese Detektions- Ausgangssignale V&sub1; bis V&sub3; und V&sub1;' bis V&sub3;' werden von der Lichtstrahlerzeugungs- und -detektionseinheit 38 über die Grundplatte 35 für integrierte Elemente und den flexiblen leitenden Film 35a weitergeleitet.
Die Aufzeichnungsspur Rt in der optischen Aufzeichnungsplatte R besteht ebenfalls aus einer Reihe von Pits mit einer Tiefe, die ein Viertel der Wellenlänge des auf die Aufzeichnungsspur Rt einfallenden Laserlichtstrahles beträgt, und damit wird der durch die Objektivlinse 31 auf die Aufzeichnungsspur Rt einfallende Laserlichtstrahl gebeugt und durch die Pits reflektiert. Demgemaß wird der reflektierte Laserlichtstrahl, der von der Aufzeichnungsspur Rt in der optischen Aufzeichnungsplatte R durch die Objektivlinse 31 zurückkommt, zu den ersten und zweiten Fotodetektoren 51 und 52 geleitet, um die Strahlflecken U und U' auf den lichtempfindlichen Elementen D&sub1; bis D&sub3; bzw. den lichtempfindlichen Elementen D&sub1;' bis D&sub3;' zu bilden, und erzeugt in jedem der Strahlflecken U und U' ein Beugungsmuster, das dem Positionsverhältnis zwischen einem der die Aufzeichnungsspur R bildenden Pits und einem durch den auf die Aufzeichnungsspur Rt eingestrahlten Laserlichtstrahl gebildeten Strahlfleck entspricht. Das somit in jedem der Strahlflecken U und U' erzeugte Beugungsmuster wird in die Tangentialrichtung der Aufzeichnungsspur Rt in der optischen Aufzeichnungsplatte R, wie durch die Pfeile X in Fig. 7 angedeutet, in Bezug auf jeden der ersten und zweiten Fotodetektoren mit einer Geschwindigkeit bewegt, die der Bewegung der Aufzeichnungsspur Rt in Bezug auf den auf die Aufzeichnungsspur Rt ein strahlenden Laserlichtstrahl entspricht.
Die Fig. 8A, 8B und 8C verdeutlichen die Art und Weise, in der die Bewegung des oben erwähnten Beugungsmusters stattfindet. In jeder der Fig. 8A bis 8C bezeichnet a das Positlonsverhältnis zwischen einem Pit P und einem durch den auf das Pit P einstrahlenden Laserlichtstrahl gebildeten Strahlfleck L, und b bezeichnet die Beugungsmuster (schraffierte Abschnitte), die auf einer Ausgangs-Pupillenoberfläche der Objektivlinse 31 durch den reflektierten Laserlichtstrahl in Abhängigkeit von jedem der durch a gekennzeichneten Positionsverhältnisse gebildet wird. Drei geteilte Bereiche &sub1; ( &sub1;'), &sub2; ( &sub2;') und &sub3; ( &sub3;'), die bei b gezeigt sind, bezeichnen Abschnitte, in denen Lichtmengen durch die lichtempfindlichen Elemente D&sub1; bis D&sub3; detektiert werden, die den ersten Fotodetektor 51 darstellen, und Abschnitte, in denen Lichtmengen durch die lichtempfindlichen Elemente D&sub1;' bis D&sub3;', die den zweiten Fotodetektor 52 bilden, detektiert werden. Das Pit P bewegt sich von einer Position T&sub1; zu einer Position T&sub2; in Bezug auf den Strahlfleck L. Fig. 8A zeigt die Bedingung, bei der der Strahlfleck L in Bezug auf das Pit P nach rechts verschoben ist. Fig. 8B zeigt eine Bedingung, bei der der Strahlfleck L mittig auf dem Pit P positioniert ist, also einen korrekten Spurführungs-Zustand, bei dem der Laserlichtstrahl korrekt an der Aufzeichnungsspur Rt in der optischen Aufzeichnungsplatte R ankommt. Fig. 8C zeigt eine Bedingung, bei der der Strahlfleck L in Bezug auf das Pit P nach links verschoben ist.
Aus den Fig. 8A bis 8C wird offensichtlich, daß, wenn der Strahlfleck L mittig auf dem Pit P positioniert ist, d. h., wenn der auf die Aufzeichnungsspur Rt einfallende Laserlichtstrahl im richtigen Spurführungs-Zustand ist, ein Beugungsmuster erzeugt wird, in dem die Lichtmengen symmetrisch zwischen dem Teilbereich &sub2; ( &sub2;') und einer Kombination der Teilbereiche &sub1; ( &sub1;') und &sub3; ( &sub3;') verteilt sind, und wenn der Strahlfleck L in Bezug auf das Pit P nach rechts oder nach links verschoben ist, ein Beugungsmuster erzeugt wird, bei dem keine symmetrische Verteilung der Lichtmengen auf die Teilbereiche &sub2; ( &sub2;') und der Kombination der Teilbereiche &sub1; ( &sub1;') und &sub3; ( &sub3;,) erzeugt wird, wobei die symmetrielose Lichtverteilung für den Fall, in dem das Strahlmuster nach rechts bzw. für den Fall, in dem das Strahlmuster nach links verschoben ist, ein inverses Muster ergibt. Auf der Grundlage des Vorstehenden ist weiterhin offensichtlich, daß durch Anlegen der von den lichtempfindlichen Elementen D&sub1;, D&sub2; bzw. D&sub3; erzeugten Detektions-Ausgangssignale V&sub1;, V&sub2; und V&sub3; und der von den lichtempfindlichen Elementen D&sub1;', D&sub2;' bzw. D&sub3;' erzeugten Detektions- Ausgangssignale V&sub1;', V&sub2;' und V&sub3;' an einen Signalerzeugungskreis, in dem das Detektions-Ausgangssignal V&sub2; und eine Kombination der Detektions-Ausgangssignale V&sub1; und V&sub3; getrennt verarbeitet werden, und das Detektions-Ausgangssignal V&sub2;' und eine Kombination der Detektions-Ausgangssignale V&sub1;' und V&sub3;' ebenfalls getrennt verarbeitet werden, ein Signal von dem Signalerzeugungskreis erzeugt werden kann, das in Abhängigkeit von des Positionsverhältnisses zwischen dem Strahlfleck L und dem Pit P variiert, d. h. ein Spurfehlersignal.
Fig. 9 zeigt ein Beispiel des Signalerzeugungskreises, durch den das Spurfehlersignal auf der Basis der jeweils von den lichtempfindlichen Elementen D&sub1; bis D&sub3; erzeugten Detektions-Ausgangssignale V&sub1; bis V&sub3; und der jeweils von den lichtempfindlichen Elementen D&sub1;' bis D&sub3;' erzeugten Detektions-Ausgangssignale V&sub1;' bis V&sub3;' zusammen mit einem Wiedergabe-Ausgangssignal eines in der Aufzeichnungsspur Rt der optischen Aufzeichnungsplatte R aufgezeichneten Informationssignales, d.h. einem Wiedergabe- Informationssignal und einem Fokussierungsfehlersignal erzeugt wird.
Der in Fig. 9 gezeigte Schaltkreis ist mit dem den ersten Fotodetektor 51 bildenden lichtempfindlichen Elementen D&sub1; bis D&sub3;, von denen jedes in einen Winkel θ zur Bewegungsrichtung des Beugungsmusters weist, das dem Positionsverhältnis zwischen einem der die Aufzeichnungsspur Rt der optischen Aufzeichnungsplatte R bildenden Pits P und dem durch den auf die Aufzeichnungsspur Rt einstrahlenden Laserlichtstrahl gebildeten Strahlfleck L entspricht, wie durch einen Pfeil X in der Nähe des ersten Fotodetektors 51 angedeutet ist, und ebenfalls mit den den zweiten Fotodetektor 52 bildenden lichtempfindlichen Elementen D&sub1;' bis D&sub3;' verbunden, von denen jedes in einem Winkel θ zur Bewegungsrichtung des Beugungsmusters weist, wie durch einen Pfeil X in der Nähe des zweiten Fotodetektors 52 angedeutet ist.
In dem in Fig. 9 gezeigten Schaltkreis werden die von den lichtempfindlichen Elementen D&sub1; bzw. D&sub3; erzeugten Detektions-Ausgangssignale V&sub1; und V&sub3; durch einen Addierer 61 miteinander addiert, die von den lichtempfindlichen Elementen D&sub1;' bzw. D&sub3;' erzeugten Detektions-Ausgangssignale V&sub1;' und V&sub3;' werden durch einen Addierer 62 miteinander addiert und das vom lichtempfindlichen Element D&sub2; erzeugte Detektions-Ausgangssignal V&sub2; und das vom lichtempfindlichen Element D&sub2;' erzeugte Detektions-Ausgangssignal V&sub2;' werden durch einen Addierer 63 miteinander addiert. Weiterhin werden ein vom Addierer 61 erzeugtes Ausgangssignal V&sub4; und ein vom Addierer 62 erzeugtes Ausgangssignal V&sub4;, durch einen Addierer 64 miteinander addiert.
Dann werden ein vom Addierer 63 erzeugtes Ausgangssignal V5 und ein vom Addierer 64 erzeugtes Ausgangssignal V&sub6; einem Addierer 65 zugeführt, um ein Ausgangssignal V&sub7; zu erzeugen und ebenfalls einem Subtrahierer 66 zugeführt, um ein Ausgangssignal V&sub8; zu erzeugen. Das vom Addierer 65 erzeugte Ausgangssignal V&sub7; entspricht der Summe der Detektions-Ausgangssignale V&sub1; bis V&sub3; und V&sub1;' bis V&sub3;' und dient somit als das Wiedergabe-Informationssignal. Das vom Subtrahierer 66 erzeugte Ausgangssignal V&sub8; umfaßt ein Signal in einem Frequenzband des auf der Aufzeichnungsspur Rt der optischen Aufzeichnungsplatte R aufgezeichneten Informationssignales und ändert sich immer dann, wenn der Strahlfleck L auf der optischen Aufzeichnungsplatte R das Pit P überquert und dient als das Spurfehlersignal, das Abweichungen des Strahlfleckes L auf der optischen Aufzeichnungsplatte R von der Mitte der durch die Reihe von Pits P gebildeten Aufzeichnungsspur Rt anzeigt.
Das Detektions-Ausgangssignal V&sub2; und das vom Addierer 61 erzeugte Ausgangssignal V&sub4; werden einem Subtrahierer 73 zugeführt, und das Detektions-Ausgangssignal V&sub2;' und das vom Addierer 62 erzeugte Ausgangssignal V&sub4;' werden einem Subtrahierer 74 zugeführt. Dann werden die von den Subtrahierern 73 bzw. 74 erzeugten Ausgangssignale einem Subtrahierer 75 zugeführt, um ein Ausgangssignal V&sub1;&sub4; zu erzeugen. Dieses Ausgangssignal V&sub1;&sub4; ändert sich in Abhängigkeit vom Fokussierungszustand des auf die Aufzeichnungsspur Rt der optischen Aufzeichnungsplatte R einfallenden Laserlichtstrahles und wird einem Ausgangsanschluß 76 als das Fokussierungsfehlersignal zugeführt.
Weiterhin wird in dem in Fig. 9 gezeigten Schaltkreis das vom Addierer 65 erzeugte Ausgangssignal V&sub7; zwei Pulsgeneratoren 67 und 68 zugeführt. Der Pulsgenerator 67 erzeugt ein Signal V&sub9; in Abhängigkeit von jeder Anstiegsflanke des Ausgangssignales V&sub7; und der Pulsgenerator 68 erzeugt ein Pulssignal V&sub1;&sub0; in Abhängigkeit von jeder Abfallflanke des Ausgangssignales V&sub7;. Andererseits wird das vom Subtrahierer 66 erzeugte Ausgangssignal V&sub8; zwei Abtast-Halte-Schaltkreisen 69 und 70 zugeführt. Im Abtast-Halte-Schaltkreis 69 wird der Pegel des Ausgangssignales V&sub8; durch das Pulssignal V&sub1;&sub0; abgetastet und jeder vom Pulssignal V&sub1;&sub0; abgetastete Pegel wird zur Erzeugung eines Ausgangssignales V&sub1;1 gehalten. In ähnlicher Weise wird im Abtast- Halte-Schaltkreis 70 der Pegel des Ausgangssignales V&sub8; vom Pulssignal V&sub9; abgetastet und jeder vom Pulssignal V&sub9; abgetastete Pegel wird zur Erzeugung eines Ausgangssignales V&sub1;&sub2; gehalten. Jedes der von den Abtast-Halte-Schaltkreisen 69 bzw. 70 erzeugten Ausgangssignale V&sub1;&sub1; und V&sub1;&sub2; weist eine Polarität auf, die sich vom Negativen ins Positive oder umgekehrt ändert, wenn der auf der optischen Aufzeichnungsplatte R gebildete Strahlfleck L die Aufzeichnungsspur Rt überquert und einen Pegel, der die Abweichung des Strahlfleckes L von der Mitte der Aufzeichnungsspur Rt kennzeichnet. Folglicherweise können die Ausgangssignale V&sub1;&sub1; und V&sub1;&sub2; als Spursteuersignale verwendet werden. Diese Ausgangssignale V&sub1;&sub1; und V&sub1;&sub2; werden einem Differenzierkreis 71 zugeführt, um ein Spursteuersignal V&sub1;3 zu erzeugen, das zuverlässiger ist und das einem Ausgangsanschluß 72 zugeführt wird.
Obwohl im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel das Detektions-Ausgangssignal V&sub2; vom lichtempfindlichen Element D&sub2; und das kombinierte Signal, das durch Addieren der Detektions-Ausgangssignale V&sub1; und V&sub3; von den lichtempfindlichen Elementen D&sub1; und D&sub3; erzeugt wird, die vom ersten Fotodetektor 51 abgeleitet sind, und das Detektions-Ausgangssignal V&sub2;' von dem lichtempfindlichen Element D&sub2;' und das kombinierte Signal, das durch Addieren der Detektions-Ausgangssignale V&sub1;' und V&sub3;' von den lichtempfindlichen Elementen D&sub1;' und D&sub3;' erzeugt wird, die vom zweiten Fotodetektor 52 abgeleitet sind, zum Erzeugen des Ausgangssignales V8 verwendet werden, das als Spurfehlersignal dient, ist es möglich, das Detektions-Ausgangssignal V&sub2; und das kombinierte Signal, das durch Addieren der Detektions-Ausgangssignale V&sub1; und V&sub3; erzeugt wird, die vom ersten Fotodetektor 51 abgeleitet sind, oder das Detektions-Ausgangssignal V&sub2;' und das kombinierte Signal, das durch Addieren der Detektions-Ausgangssignale V&sub1;' und V&sub3;' erzeugt wird, die vom zweiten Fotodetektor abgeleitet sind, zur Erzeugung des Spurfehlersignales zu verwenden.

Claims

1. Anordnung mit einem optischen Kopf zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Information, mit

einer Vorrichtung (53) zum Erzeugen eines Lichtstrahles,

einer Linsenvorrichtung (31), durch die ein von der Vorrichtung (53) zum Erzeugen eines Lichtstrahles erhaltener Lichtstrahl auf ein Aufzeichnungsmedium (R) einfällt,

und zum Aufnehmen des Lichtstrahles vom Speichermedium (R),

eine Fotodektor-Anordnung (51), zu der der von der Linsenvorrichtung (31) aufgenommene Lichtstrahl vom Aufzeichnungsmedium (R) geführt wird, wobei die Fotodetektoranordnung eine Gruppe von lichtempfindlichen Elementen aufweist, die ein mittleres (D&sub2;) und zwei seitliche lichtempfindliche Elemente (D&sub1;' D&sub3;) umfasst, die durch ein Paar paralleler Trennabschnitte (E&sub1;, E&sub2;) voneinander getrennt sind, die in eine vorbestimmte Richtung weisen und so angelegt sind, daß sie eine gemeinsame Lichtempfangsebene bilden, auf der ein Strahlfleck (U) durch den Lichtstrahl gebildet wird, der zu der Fotodetektoranordnung (51) geführt wird zum Detektieren des zur Fotodetektoranordnung geführten Lichtstrahles zum Erzeugen jeweiliger Detektions-Ausgangssignale (V&sub1;, V&sub2;, V&sub3;), und

eine Signalerzeugungsvorrichtung zum Erzeugen eines Spursignales, das zum Halten des auf das Aufzeichnungsmedium einfallenden Laserlichtstrahles in der richtigen Spur in Bezug auf die Aufzeichnungsspur (RT) auf dem Aufzeichnungsmedium (R) dient,

dadurch gekennzeichnet

daß die vorbestimmte Richtung, in die jeder der parallelen Trennabschnitte weist, in einem Winkel zwischen 0º und 90º zur Bewegungsrichtung eines Beugungsmusters gewählt ist, das in dem auf der gemeinsamen Lichtempfangsebene in Übereinstimmung mit einer Aufzeichnungsspur (RT) des Aufzeichnungsmediums (R) gebildeten Strahlfleck erscheint, und daß die jeweiligen Detektions-Ausgangssignale (V&sub1;, V&sub2;, V&sub3;) dergestalt von Nutzen sind, daß die Signalerzeugungsvorrichtung das Spursignal auf der Grundlage der Differenz zwischen dem Detektions-Ausgangssignal (V&sub2;) vom mittleren lichtempfindlichen Element (D&sub2;) und einem durch das Addieren der Detektions- Ausgangssignale (Vl, V&sub3;) der seitlichen lichtempfindlichen Elemente (V&sub1;, V&sub3;) erhaltenen Summensignal erzeugt.

2. Anordnung mit einem optischen Kopf gemaß Anspruch 1, wobei die Fotodetektor- Vorrichtung weiterhin eine zweite Gruppe von lichtempfindlichen Elementen (52) mit einem mittleren (D'2) und zwei seitlichen lichtempfindlichen Elementen (D'1, D'3) umfaßt, die voneinander durch ein Paar paralleler Trennabschnitte (E'1, E'2) getrennt sind, die jeweils in die vorbestimmte Richtung weisen und so angelegt sind, daß sie eine gemeinsame Lichtempfangsebene bilden, auf der ein Strahlfleck (U') durch den der Fotodektorvorrichtung zugeführten Lichtstrahl gebildet wird zum Detektieren des der Fotodektorvorrichtung zugeführten Lichtstrahles, um entsprechende Detektions- Ausgangssignale (V'1, V'2, V'3) zu erzeugen, und wobei der der Fotodetektor- Vorrichtung zugeführte Lichtstrahl mit einem Brennpunkt nacheinander auf die erste Gruppe (51) lichtempfindlicher Elemente (D-D&sub3;) und auf die zweite Gruppe (52) lichtempfindlicher Elemente (D'1-D'3) auf einem optischen Weg einfällt, der zwischen der ersten Gruppe lichtempfindlicher Elemente (D1-D3) und der zweiten Gruppe lichtempfindlicher Elemente (D'1-D'3) gebildet ist, und wobei die Signalerzeugungsvorrichtung das Spursignal auf der Grundlage der Differenz zwischen einem Summensignal, das durch das Addieren des Detektions-Ausgangssignales (V2) des mittleren lichtempfindlichen Elementes (D2) der ersten Gruppe (51) lichtempfindlicher Elemente und des Detektions-Ausgangssignales des mitt1eren lichtempfindlichen Elementes (D'2) der zweiten Gruppe (52) lichtempfindlicher Elemente erhalten wird, und eines Summensignales, das durch das Addieren der Detektions-Ausgangssignale (V1, V3) der seitlichen lichtempfindlichen Elemente (D1, D3) der ersten Gruppe lichtempfindlicher Elemente (51) und der Detektions- Ausgangssignale (V'1, V'3) der seitlichen lichtempfindlichen Elemente (D'1, D'2) der zweiten Gruppe lichtempfindlicher Elemente (52) erhalten wird.

3. Anordnung mit einem optischen Kopf gemaß Anspruch 2, wobei die Fotodektor- Vorrichtung ein Halbleitersubstrat (50) umfaßt, in dem die erste Gruppe lichtempfindlicher Elemente (51) und die zweite Gruppe lichtempfindlicher Elemente (52) in die vorbestimmte Richtung ausgerichtet ausgebildet sind, und ein optisches Element (55), das auf dem Halbleitersubstrat (50) angeordnet ist, um den von der Linsenvorrichtung (31) aufgenommenen Laserlichtstrahl vom Aufzeichnungsmedium (R) zur ersten Gruppe lichtempfindlicher Elemente und zur zweiten Gruppe lichtempfindlicher Elemente zu führen.

4. Anordnung mit einem optischen Kopf gemaß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die vorbestimmte Richtung, in die jeder der parallelen Trennabschnitte (E&sub1;, E&sub2;, E'&sub1;, E'&sub2;) weist, so gewählt ist, daß sie sich im wesentlichen in einem Winkel von 45º zur Bewegungsrichtung des Beugungsmusters befindet, das in dem auf der gemeinsamen Lichtempfangsebene in Übereinstimmung mit der Aufzeichnungsspur (RT) des Aufzeichnungsmediums (R) gebildeten Strahlfleck erscheint.