DE68925460T2

DE68925460T2 - Optische Abtasteinrichtungen

Info

Publication number: DE68925460T2
Application number: DE68925460T
Authority: DE
Inventors: Hidehiro C O Sony Corp Pa Kume; Kenji Nagashima; Etsufumi Yamamoto
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1988-10-29
Filing date: 1989-10-23
Publication date: 1996-07-11
Anticipated expiration: 2009-10-24
Also published as: JPH02121130A; EP0367465B1; MY104456A; DE68925460D1; CA1326546C; JP2797345B2; EP0367465A2; EP0367465A3

Description

Die Erfindung betrifft optische Abtasteinrichtungen, die sich beispielsweise für die Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Signalen auf bzw. von einer optischen Platte eignen.
Es ist eine optische Abtasteinrichtung bekannt, in der eine Halbleiter-Lasereinheit als Lichtquelle vorgesehen ist und in der ein von dieser Halbleiter-Lasereinheit ausgehender Lichtstrahl durch ein geeignetes optisches System auf der Signalaufzeichnungsfläche einer optischen Platte zur Konvergenz gebracht wird, um Datensignale auf der Signalaufzeichnungsfläche einzuschreiben bzw. von ihr auszulesen. Beispiele für eine optische Abtasteinrichtung dieser Art sind in den US-Patenten US-A-4 766 583 und US-A-4 751 694 beschrieben. Die dort offenbarten optischen Abtasteinrichtungen besitzen Fotosensoren, z. B. Fotodioden, zur Detektierung des von der Signalaufzeichnungsfläche der optischen Platte reflektierten Lichtstrahls.
In optischen Abtasteinrichtungen dieser Art erfolgt die sogenannte Fokussierungs- und Spurführungs-Servosteuerung auf der Basis von Signalen, die von dem Fotosensor detektiert werden. Durch diese Servosteuerungen kann der auf die Signalaufzeichnungsfläche projizierte Lichtstrahl auch dann genau auf der Signalaufzeichnungsfläche konvergier en, wenn die optische Platte bei ihrer Rotation nicht genau zentriert ist oder Planaritätsabweichungen aufweist. Damit ist gewährleistet, daß der durch das Konvergieren des Lichtstrahls erzeugte Strahlpunkt die auf der Signalaufzeichnungsfläche spiralig oder konzentrisch ausgebildete Aufzeichnungsspur korrekt abtastet.
Auf der Basis des Detektorausgangssignals wird ein Fokussierungsfehlersignal für die Fokussierungsservosteuerung erzeugt, das die Abweichung des Strahlpunkts relativ zur Signalaufzeichnungsfläche der optischen Platte in einer zu der Signalaufzeichnungsfläche rechtwinkligen Richtung (d.h. in Richtung der optischen Achse des Lichtstrahls) angibt, wie dies beispielsweise in dem US-Patent US-A-4 059 841 beschrieben ist. Auf der Basis dieses Fokussierungsfehlersignals wird dann das optische System, das den Lichtstrahl auf der Signalaufzeichnungsfläche zur Konvergenz bringt (z. B. ein Objektiv, wie es in dem oben erwähnten US-Patent US-A-4 766 583 beschrieben ist), gesteuert, indem es in Richtung auf die Signalaufzeichnungsfläche oder von dieser weg verschoben wird.
Auf der Basis des Detektorausgangssignals des Fotosensors wird ein Spurfehlersignal für die Spurführungsservosteuerung erzeugt, das die Abweichung des Strahlpunkts von einer gegebenen Aufzeichnungsspur in radialer Richtung der optischen Platte anzeigt. Dies geschieht beispielsweise nach einem Gegentaktverfahren, wie es in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. JP-A-61-32735 beschrieben ist, oder nach einem Dreistrahlverfahren, wie es in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. JP-B-53-13123 beschrieben ist,
Wenn eine optische Abtasteinrichtung der oben beschriebenen Art räumlich verkleinert werden soll, muß der Abstand zwischen der Haibleiter-Lasereinheit und der Signalaufzeichnungsfläche verringert werden, indem man die Größe oder die Brennweite der optischen Vorrichtung verringert, mit der der von der Haibleiter-Lasereinheit auf die Signalaufzeichnungsfläche der optischen Platte ausgestrahlte Lichtstrahl zur Konvergenz gebracht wird. Wenn der Abstand zwischen der Halbleiter-Lasereinheit und der Signalaufzeichnungsfläche verringert wird, wird jedoch das sogenannte Rückkehrlicht zu der Halbleiter-Lasereinheit stärker. Dieses Rückkehrlicht ist der Anteil des Lichtstrahls, der von der Signalaufzeichnungsfläche reflektiert wird und zu der Halbleiter-Lasereinheit zurückkehrt. Im allgemeinen führt eine Vergrößerung des Rückkehrlichts zu einer Erhöhung des Rauschens der Lasereinheit oder des Lichtintensitätsrauschens. Dieses wiederum ist Ursache für verschiedene Probleme, wie Schwankungen in der Lichtaussendeleistung, so daß ein korrekt Einschreiben und/oder Auslesen der Datensignale gelegentlich unmöglich werden kann. Halbleiter-Lasereinheiten lassen sich klassifizieren in solche vom sog. refraktiven Index- Wellenleitertyp, die in einer einzigen Mode schwingen, und solche vom sog. Verstärkungs- Wellenleitertyp, die in einer Mehrfachmode schwingen. Das erwähnte Lasereinheitsrauschen, das von dem Rückkehrlicht verursacht wird, tritt bei einer Lasereinheit vom Verstärkungs-Wellenleitertyp in geringerem Maße auf, als bei einer Lasereinheit vom refraktiven Index-Wellenleitertyp. Wenn die Baugröße der optischen Abtasteinrichtung reduziert werden soll, sollte man deshalb als Lichtquelle eher eine Lasereinheit vom Verstärkungs- Wellen leitertyp verwenden als eine Einheit vom refraktiven Index-Wellenleitertyp.
Lasereinheiten vom Verstärkungs-Wellenleitertyp besitzen jedoch eine größere astigmatische Differenz als Lasereinheiten vom refraktiven lndex-Wellenleitertyp. Infolge der astigmatischen Differenz der Halbleiter-Lasereinheit wird der von der Halbleiter-Lasereinheit emittierte Lichtstrahl astigmatisch verformt. Dies hat zur Folge, daß der auf der Signalaufzeichnungsfläche erzeugte Strahlpunkt die Form einer Ellipse annimmt, deren Hauptachse in Abhängigkeit von der Defokussierungsrichtung entweder in Richtung der Aufzeichnungsspur oder senkrecht zur ihr verläuft, wie dies in Fig. 1 der anliegenden Zeichnungen dargestellt ist.
Es sei nun auf Fig. 2 Bezug genommen: Wenn sich die Form des Strahlpunkts, wie oben beschrieben, bei einer Defokussierung ändert mit der Folge, daß die Größe der auf der Aufzeichnungsspur gemessene Fläche des Strahlpunkts schwankt, fallen die Positionen, an denen das Spurfehlersignal und die Daten bzw. das Hochfrequenzsignal maximalen Pegel haben, nicht mit den Fokussierungspositionen zusammen, an denen die ausgelesenen oder eingeschriebenen Datensignale minimalen Jitter haben. Das heißt, die Pegel des Spurfehlersignals und des Hochfrequenzsignals sind relativ zur Fokussierungsposition unsymmetrisch.
Eine derartige Unsymmetrie der Spurfehlersignal- und Hochfrequenzsignalpegel relativ zur Fokussierungsposition kann die Fokussierungs- oder Spurführungs-Servosteuerung bei einer Defokussierung aufgrund von Zentrizitäts- oder Planaritätssfehlern der optischen Platte gelegentlich vereiteln.
Der erwähnte Astigmatismus wurde früher durch eine planparallele Glasplatte korrigiert, die, mit einem vorbestimmten Winkel gegenüber der optischen Achse des Lichtstrahls geneigt, in dem Strahlenweg angeordnet ist, längs dessen der Lichtstrahl gestreut oder zur Konvergenz gebracht wird. Es ist jedoch nicht nur unmöglich, mit Hilfe einer planparallelen Korrekturplatte den Astigmatismus vollständig zu korrigieren, die Verwendung einer solchen Korrekturplatte verhindert auch eine Verringerung der Baugröße der optischen Abtasteinrichtung.
FR-A-2601 173 beschreibt einen optischen Abtaster, bei dem die optische Achse eines aus einer Laserdiode kommenden Lichtstrahls mit der tangentialen Richtung der Signalspur, auf die er gerichtet ist, einen Winkel von 45 bildet, so daß die Signalspur beleuchtet wird. Der von der Platte zurückkehrende Lichtstrahl wird von einem vierteiligen Fotodetektor empfangen, wobei eine der Teilungslinien des Fotodetektors mit der genannten tangentialen Richtung fluchtet.
EP-A-258450 beschreibt eine aus einer Lichtsende- und -empfangseinheit bestehende Verbundanordnung, die eine Verkleinerung des optischen Kopfes erlaubt, wobei die Einheit einen Halbleiterlaser aufweist, der auf einem Halbleitersubstrat angeordnet ist, auf dem ein Strahlenteilerprisma befestigt ist, und wobei ein Paar von geteilten Detektoren eingebaut ist, um die Verbundeinheit zu bilden.
Die Zeitschrift "Journal of Electronic Engineering" 08/87, Nr.248, beschreibt auf den Seiten 31 bis 34 den Einsatz von Halbleiterlasern zum Auslesen von optischen Speicherplatten und insbesondere die Möglichkeit zum Einsatz einer Lasereinheit vom Verstärkungs-Wellenleitertyp zur Erzielung eines niedrigen Rückkopplungs-Strahlrauschens.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine optische Abtasteinrichtung vorgesehen,
bei der ein Lichtstrahl aus einer Laserlichtquelle mit Hilfe eines Objektivs auf einer Signalaufzeichnungsfläche einer optische Platte zur Konvergenz gebracht werden kann, um auf der Signalaufzeichnungsfläche ausgebildeten Aufzeichnungsspuren zu folgen, wobei die Lichtquelle eine Haibleiterlasereinheit aufweist,
und bei der der von der Haibleiterlasereinheit ausgehende Lichtstrahl in der Weise angeordnet ist, daß der Lichtstrahl so auf die optische Platte projiziert wird, daß der Winkel zwischen der Meridionalebene des Lichtstrahls und einer tangential zu den Aufzeichnungsspuren verlaufenden Linie etwa 45 beträgt, so daß Unsymmetrien des Lichtstrahls auf der optischen Platte zu beiden Seiten der tangentialen Linie, die in Abhängigkeit von der Defokussierungsrichtung des Strahlpunkts auftreten, kompensiert werden können,
wobei die Abtasteinrichtung dadurch gekennzeichnet ist,
daß zur Kompensation von Fokussierungsfehlern die Halbleiterlasereinheit auf einem Halbleitersubstrat angeordnet ist, auf dem ein Strahlenteilerprisma befestigt ist und auf dem in einem Bereich, in dem das Strahlenteilerprisma angeordnet ist, ein Paar von geteilten Detektoren ausgebildet sind, so daß eine Licht-Sendelempfangs-Verbundeinheit gebildet wird,
daß das Paar von geteilten Detektoren entlang parallel zueinander verlaufender Teilungslinien jeweils in erste bis dritte Lichtempfangselemente unterteilt sind
und daß die Lichtempfangselemente der geteilten Detektoren arrayartig parallel zu der Meridionalebene des Lichtstrahls angeordnet sind.
In einer so ausgestalteten optischen Abtasteinrichtung kann die Auswirkung der astigmatischen Differenz der Halbleiter-Lasereinheit ausreichend korrigiert werden, und die mit der Defokussierung verbundenen Eigenheiten der Einrichtung können ohne den Einsatz einer planparallelen Korrekturplatte verbessert werden.
Obwohl die bevorzugte optische Abtasteinrichtung eine verringerte Baugröße aufweist, wird sie weniger stark durch den Rückkehrstrahl beeinträchtigt, so wie dies bei der Verwendung einer Einheit vom Verstärkungs-Wellenleitertyp der Fall ist.
Indem man die Meridionalebene des Lichtstrahls so anordnet, daß sie mit der zu der Aufzeichnungsspur der optischen Platte tangentialen Linie einen bestimmten Winkel bildet, kann die in Abhängigkeit von der Defokussierungsrichtung zustande kommende Unsymmetrie des Strahlpunkts auf der Platte zu beiden Seiten der tangentialen Linie kompensiert werden, so daß selbst in Fällen, in denen der von der Halbleiter-Lasereinheit ausgehende Lichtstrahl astigmatisch verformt wird, keine Änderung in der Intensität des von der Aufzeichnungsspur reflektierten Lichts in Abhängigkeit von der Defokussierungsrichtung auftritt.
Die Erfindung sei nun an einem Beispiel näher erläutert, wobei auf die anliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen gleiche Teile durchgehend mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Form eines Strahlpunkts, der von einer bekannten optischen Abtasteinrichtung auf einer optischen Platte erzeugt wird,
Fig. 2 zeigt ein Diagramm, in dem verschiedene Eigenschaften der bekannten optischen Abtasteinrichtung dargestellt sind,
Fig. 3 zeigt eine optische Abtasteinrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht,
Fig. 4 zeigt die Anordnung einer Licht-Sendelempfangs-Verbundeinheit der optischen Abtasteinrichtung von Fig. 3,
Fig. 5 zeigt eine schematische Ansicht der Anordnung von geteilten Detektoren der Licht- Sendelempfangs-Verbundeinheit von Fig. 4 sowie eine Schaltung zur Verarbeitung der Ausgangssignale der geteilten Detektoren,
Fig. 6 zeigt die Gestalt eines Lichtpunkts, der von der optischen Abtasteinrichtung von Fig. 3 auf der optischen Platte gebildet wird, in einer schematischen Ansicht,
Fig. 7 zeigt ein Diagramm, in dem verschiedene Eigenschaften der optischen Abtasteinrichtung gemäß vorliegender Erfindung dargestellt sind,
Fig. 8 zeigt eine Modifizierung der optischen Abtasteinrichtung nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht,
Fig. 9 zeigt einen Längsschnitt, der die wichtigsten Teile der optischen Abtasteinrichtung von Fig. 8 erkennen läßt,
Fig. 10 zeigt eine alternative Aufbauart der Lichtsende/Empfangseinheit der optischen Abtasteinrichtung in einer Draufsicht.
Wie Fig. 3 zeigt, umfaßt die optische Abtasteinrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Objektivantriebsteil 2, mit dem ein Objektiv 1 in zwei zueinander orthogonalen Richtungen verschoben werden kann, wie dies weiter unten beschrieben wird, sowie eine Licht-Sendelempfangs-Verbundeinheit 3 mit einer Halbleiter-Lasereinheit und einem Lichtempfangselement (die nicht dargestellt sind). Das Objektiv 1 ist so angeordnet, daß es einen auf eine optische Platte 101 projizierten Lichtstrahl auf der Aufzeichnungsfläche der Platte 101 zur Konvergenz bringt.
Der Objektivantriebsteil 2 besitzt eine Objektivspule 7, die über ein bewegliches Armteil 6 an einem von einem Trägersubstrat 4 gehaltenen Trägerteil 5 so gelagert ist, daß sie in zwei zueinander orthogonalen Richtungen bewegt werden kann. Das bewegliche Armteil 6 besteht aus einem elastischem Material, z. B. einem Kunstharz, und bildet in Bereichen verringerter Dicke ein erstes und ein zweites Gelenk, so daß es in zwei zueinander orthogonalen Richtungen bewegt werden kann.
Die Objektivspule 7, die das Objektiv 1 trägt, ist mit zwei Fokussierungswicklungen 8 und zwei Paaren von Spurführungswicklungen 9 ausgestattet. Zwei Magnete 11 sind mit Hilfe von zwei Jochteilen 10 befestigt, die an dem Trägersubstrat 4 hängend montiert sind. Die Magnete 11 sind räumlich so angeordnet, daß sie den Fokussierungs- und Spurführungswicklungen 8, 9 gegenüberliegen. Die Wicklungen 8, 9, das Jochteil 10 und die Magnete 11 bilden einen Magnetkreis. Wenn der Fokussierungswicklung 8 auf der Basis eines Fokussierungsfehlersignals ein Fokussierungstreiberstrom zugeführt wird, wird die Objektivspule 7 entlang der in Fig. 3 durch einen Pfeil F dargestellten Achse des Objektivs 1, d. h. in Fokussierungsrichtung, bewegt. Wenn andererseits der Spurführungswicklung 9 ein Spurführungstreiberstrom auf der Basis eines Spurfehlersignals zugeführt wird, wird die Objektivspule 7 in einer rechtwinklig zur optischen Achse des Objektivs 1 verlaufenden Richtung, die in Fig. 3 durch einen Pfeil T angedeutet ist, d. h. in Spurführungsrichtung, bewegt.
Die Objektivantriebseinheit 2 ist räumlich so angeordnet, daß das Objektiv 1 der optischen Platte 101 gegenüberliegt. Die optische Achse des Objektivs 1 bildet mit der Oberfläche der optischen Platte 101 annähernd einen rechten Winkel, während die Spurführungsrichtung annähernd rechtwinklig zur tangentialen Richtung einer (nicht dargestellten) Aufzeichnungsspur verläuft, die in Umfangsrichtung in der optischen Platte 101 ausgebildet ist, wie dies durch einen Pfeil P in Fig. 3 angedeutet ist.
Die Licht-Sendelempfangs-Verbundeinheit 3 ist in einem Packungsgehäuse 12 montiert und, wie in Fig. 4 dargestellt, mit einem Halbleitersubstrat 13 ausgestattet. Auf diesem Halbleitersubstrat 13 ist durch Laminierung von Halbleiterschichten, einschl. des Substrats 13 selbst, eine Halbleiter-Lasereinheit 14 ausgebildet. Die Halbleiter-Lasereinheit 14 ist vom sog. Verstärkungs-Wellenleitertyp, die eine Mehrmodenschwingung ausführt und so angeordnet ist, daß das von dem von der optischen Platte 101 zurückkehrenden Lichtstrahl verursachte Einheitsrauschen niedrigere Pegel hat.
Die Halbleiter-Lasereinheit 14 hat eine sog. astigmatische Differenz, so daß der von ihr ausgehende Lichtstrahl astigmatisch verformt wird. Das heißt, die scheinbare Position der Lichtemission in der Meridionalebene des Lichtstrahls, das ist die Ebene senkrecht zu den Verbindungsflächen der die Halbleiter-Lasereinheit 14 bildenden Halbleiterschichten, die die optische Achse enthält, befindet sich an der Stimseite der Haibleiter-Lasereinheit 14, während die scheinbare Position der Lichtemission in der Sagittalebene des Lichtstrahls, das ist die Ebene parallel zu der erwähnten Verbindungsfläche, die die optische Achse enthält, gegenüber der Stimseite um etwa 20 bis 30 pm ins Innere der Halbleiter-Lasereinheit 14 versetzt ist. Infolgedessen ist die gleichphasige Wellenfläche des Lichtstrahls in der Meridionalebene am ausgeprägtesten gekrümmt, während die Krümmung in der Sagittalebene am geringsten ist.
In der Richtung, in der die Halbleiter-Lasereinheit 14 einen Lichtstrahl B1 emittiert, ist ein Strahlenteilerprisma 15 auf dem Halbleitersubstrat 13 (z.B. mit einem Klebstoff) so angebracht, so daß es der Lasereinheit 14 gegenüberliegt. Die der Halbleiter-Lasereinheit 14 zugewandte Seite des Strahlenteilerprismas 1 5 ist zur optischen Achse des aus der Halbleiter- Lasereinheit 14 kommenden Lichtstrahls um einen vorbestimmten Winkel geneigt und mit einer Transmissions-/Reflexionsschicht 15a beschichtet. Deshalb wird der von der Halbleiter-Lasereinheit 14 ausgehende Lichtstrahl B1 von der Transmissions-/Reflexionsschicht 15a teilweise reflektiert, so daß er unter einem bestimmten Winkel aus dem Substrat 13 austritt.
Auf dem Halbleitersubstrat 13 sind in einem Bereich, in dem sich das Strahlenteilerprisma 15 befindet, ein erster und ein zweiter geteilter Detektor 17, 18 ausgebildet, d. h. Lichtempfangseinheiten, die jeweils aus mehreren Lichtempfangselementen bestehen. In einer Richtung, in der die Halbleiter-Lasereinheit 14 einen anderen Lichtstrahl B2 aussendet, ist auf dem Halbleitersubstrat 13 ein Monitordetektor 19 ausgebildet, der diesen anderen Lichtstrahl B2 aufnimmt. Der Monitordetektor 19 detektiert die Intensität des von der Halbleiter-Lasereinheit 14 emittierten Lichtstrahls. Auf der Basis der detektierten Lichtintensität wird die Lichtemissionsleistung der Haibleiter-Lasereinheit 14 mit Hilfe einer (nicht dargestellten) automatischen Leistungssteuerschaltung gesteuert.
Der Lichtstrahl, der aus der Licht-Sendelempfangs-Verbundeinheit 3 austritt, trifft, wie in Fig. 3 dargestellt, auf das Objektiv 1 und wird von diesem auf die Signalaufzeichnungsfläche der optischen Platte 101 projiziert. Die Licht-Sende/Empfangs-Verbundeinheit 3 ist so angeordnet, daß die Meridionalfläche des Lichtstrahls mit der in Fig. 3 durch den Pfeil P gekennzeichneten tangentialen Richtung der Aufzeichnungsspur auf der optischen Platte 101 einen Winkel von etwa 45 bildet. Bei einer Defokussierung nimmt deshalb der auf der Signaloberfläche gebildete Strahipunkt die Form einer Ellipse an, deren Hauptachse relativ zu der Aufzeichnungsspur tR um etwa 45 geneigt ist, wie dies in Fig. 6(a) und 6(c) dargestellt ist.
Der auf die Signalaufzeichnungsfläche projizierte Lichtstrahl wird von dieser reflektiert und kehrt dann durch das Objektiv 1 zu der Transmissions-/Reflexionsschicht 15a zurück. Der reflektierte Lichtstrahl wird durch die Schicht 15a zu dem Strahlenteilerprisma 15 übertragen, bevor er über einen vorgeschriebenen Lichtpfad von dem ersten und dem zweiten geteilten Detektor 17, 18 empfangen wird.
Wie Fig. 5 zeigt, sind die geteilten Detektoren 17, 18 durch zueinander parallele Teilungslinien in ein erstes bis drittes Lichtempfangselement 17a, 17b, 17c bzw. 18a, 18b, 18c unterteilt.
Die Lichtempfangselemente der geteilten Detektoren 17, 18 sind parallel zur Meridionalebene des Lichtstrahls arrayartig angeordnet.
Das Ausgangssignal des ersten Lichtempfangselements 17a des ersten geteilten Detektors 17 und das Ausgangssignal des dritten Lichtempfangselements 18c des zweiten geteilten Detektors 18 werden in einem ersten Addierer 20 kombiniert, bevor sie dem invertierenden Eingang eines ersten Subtrahierers 21 zugeführt werden. Das Ausgangssignal des dritten Lichtempfangselements 17c des ersten geteilten Detektors 17 und das Ausgangssignal des ersten Lichtempfangselements 18a des zweiten geteilten Detektors 18 werden in einem zweiten Addierer 22 kombiniert, bevor sie dem nichtinvertierenden Eingang des ersten Subtrahierers 21 zugeführt werden. Das Ausgangssignal des ersten Subtrahierers 21 bildet das Spurfehlersignal TE.
Die Ausgangssignale des ersten Lichtempfangselements 17a und des dritten Lichtempfangselements 17c des ersten geteilten Detektors 17 werden in einem dritten Addierer 23 summiert, bevor sie dem invertierenden Eingang eines zweiten Subtrahierers 24 zugeführt werden. Einem nichtinvertierenden Eingang des zweiten Subtrahierers 24 wird das Ausgangssignal des zweiten Lichtempfangselements 17b des ersten geteilten Detektors 17 zugeführt. Das Ausgangssignal des zweiten Subtrahierers 24 wird einem nichtinvertierenden Eingang eines dritten Subtrahierers zugeführt.
Die Ausgangssignale des ersten Lichtempfangselements 18a und des dritten Lichtempfangselements 18c des zweiten geteilten Detektors 18 werden in einem vierten Addierer 26 kombiniert, bevor sie einem invertierenden Eingang eines vierten Subtrahierers 27 zugeführt werden. Einem nichtinvertierenden Eingang des vierten Subtrahierers 27 wird das Ausgangssignal des zweiten Lichtempfangselements 18b des zweiten geteilten Detektors 18 zugeführt. Das Ausgangssignal des vierten Subtrahierers 27 wird einem invertierenden Eingang des dritten Subtrahierers 25 zugeführt. Das Ausgangssignal des dritten Subtrahierers 25 bildet das Fokussierungsfehlersignal FE.
Die Summe der Ausgangssignale der geteilten Detektoren 17 und 18 stellt das ausgelesene Datensignal (Hochfrequenzsignal) dar.
Wenn bei der oben beschriebenen optischen Abtasteinrichtung eine Defokussierung auftritt, wie sie in Fig. 6(a) und 6(c) angedeutet ist, verursacht diese Defokussierung keine Differenz in der auf der Aufzeichnungsspur tR gemessenen Fläche des Strahlpunkts, und zwar unabhängig davon, in welcher Richtung die Defokussierung aufgetreten ist. Bei der vorliegenden optischen Abtasteinrichtung, bei der die Fokussierungsposition diejenige Position ist, an der der Jitter in den von der optischen Platte 101 ausgelesenen oder auf ihr eingeschriebenen Datensignalen zu einem Minimum wird, fällt deshalb die Fokussierungsposition mit derjenigen Position zusammen, an der der Pegel des Spurfehlersignais TE und der Pegel des Hochfrequenzsignals zu einem Maximum werden, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist. Das heißt, die symmetrische Beziehung der Pegel des Hochfrequenzsignals und des Spurfehlersignals TE in Bezug auf die Fokussierungsposition wird beibehalten.
In Anbetracht der Tatsache, daß auf diese Weise die Symmetrie der Pegel des Hochfrequenzsignals und des Spurfehlersignals TE relativ auf die Fokussierungsposition beibehalten wird, ist die Wahrscheinlichkeit gering, daß die Servosteuerung bei einer Defokussierung durch Zentrizitäts- oder Planaritätsfehler der optischen Platte 101 ausfällt. Bei der in Fig. 8 dargestellten optischen Abtastein richtung ist das Packungsgehäuse 12, das die Licht-Sendelempfangs-Verbundeinheit 3 enthält, auf der Objektivspule 7 angeordnet. in einem weiteren Ausführungsbeispiel, das in Fig. 9 dargestellt ist, wird ein von der Halbleiter-Lasereinheit 14 ausgehender Lichtstrahl B1 von einem ersten und einem zweiten Spiegel 28, 29, die auf der Objektivspule 7 montiert sind, umgelenkt, bevor er auf das auf der Objektivspule 7 montierte Objektiv 1 trifft.
In dem diesem Ausführungsbeispiel ist die Licht-Sendelempfangs-Verbundeinheit 3 ähnlich angeordnet, so daß die Meridionalebene des Lichtstrahls mit der tangentialen Richtung der Aufzeichnungsspur auf der optischen Platte 101 einen Winkel von etwa 45 bildet. Wenn eine Defokussierung auftritt, nimmt deshalb der auf der Signalaufzeichnungsfläche erzeugte Strahlpunkt die Form einer Ellipse an, deren Hauptachse mit der Aufzeichnungsspur einen Winkel von etwa 45 bildet, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. Auf diese Weise kann wieder die symmetrische Relation der Signalpegel des Spurfehlersignais TE und des Hochfrequenzsignals in Bezug auf die Fokussierungsposition beibehalten werden, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist.
Bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen kann die Licht-Sendelempfangs-Verbundeinheit 3 alternativ auch unter einem Winkel von etwa 45 relativ zu dem Packungsgehäuse 12 montiert sein, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist. Wenn in diesem Fall die äußere Seite des Packungsgehäuses 12 auf der Basis der Referenzebene positioniert ist, die z. B. parallel zur Tangente der Aufzeichnungsspur verläuft, läßt sich die Meridional ebene des von der Licht-Sendelempfangs-Verbundeinheit 3 ausgehenden Lichtstrahls auf einen vorbestimmten Winkel relativ zu der tangentialen Linie einstellen, um den Zusammenbau zu erleichtern.
Der Winkel zwischen der Meridionalebene und der zu der Aufzeichnungsspur tangentialen Linie muß bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen nicht notwendigerweise gleich 45 sein. Er kann auch beispielsweise einen anderen Wert im Bereich von 30 bis 60 haben, um die Beibehaltung ausreichender Symmetrie der Signalpegel des Spurfehlersignais TE und des Hochfrequenzsignals in Bezug auf die Fokussierungsposition zu gewährleisten.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele der mit einem Licht- Sendelempfangs-Verbundelement ausgestatteten optischen Abtasteinrichtung beschränkt. Sie ist vielmehr auch bei optischen Abtasteinrichtungen anwendbar, in denen die Halbleiter- Lasereinheit und die Lichtempfangselemente getrennt in einem Rahmen des optischen Systems angeordnet sind.
Bei den optischen Abtasteinrichtungen, in denen die vorliegende Erfindung verkörpert ist, lassen sich die (als Funktion der Defokussierungsrichtung durch den Astigmatismus des Lichtstrahls auftretenden) Unsymmetrien des von der Haibleiter-Lasereinheit ausgehenden Strahlpunkts in Bezug auf eine zur Aufzeichnungsspur auf der optischen Platte tangentiale Linie, in der oben beschriebenen Weise kompensieren, so daß keine von der Defokussierungsrichtung abhängige Änderung der Intensität des von der Aufzeichnungsspur reflektierten Lichts auftritt.
So ist es möglich, eine optische Abtasteinrichtung zu schaffen, deren Baugröße durch die Verwendung einer Halbleiter-Lasereinheit reduziert ist, die weniger von dem zurückkehrenden Lichtstrahl beispielsweise aus der Lasereinheit vom Verstärkungs-Wellenleitertyp beeinträchtigt wird und bei der die Auswirkung der astigmatischen Differenz der Halbleiter- Lasereinheit genügend kompensiert werden kann, um die mit der Defokussierung zusammenhängenden Eigenschaften zu verbessern.

Claims

1. Optische Abtasteinrichtung,

bei der ein Lichtstrahl aus einer Laserlichtquelle (14) mit Hilfe eines Objektivs (1) auf einer Signalaufzeichnungsfläche einer optische Platte (101) zur Konvergenz gebracht werden kann, um auf der Signalaufzeichnungsfläche ausgebildeten Aufzeichnungsspuren zu folgen, wobei die Lichtquelle eine Halbleiterlasereinheit (14) aufweist,

und bei der der von der Halbleiterlasereinheit (14) ausgehende Lichtstrahl in der Weise angeordnet ist, daß der Lichtstrahl so auf die optische Platte (101) projiziert wird, daß der Winkel zwischen der Meridionalebene des Lichtstrahls und einer tangential zu den Aufzeichnungsspuren verlaufenden Linie etwa 45 beträgt, so daß Unsymmetrien des Lichtstrahls auf der optischen Platte (101) zu beiden Seiten der tangentialen Linie, die in Abhängigkeit von der Defokussierungsrichtung des Strahlpunkts auftreten, kompensiert werden können,

dadurch gekennzeichnet,

daß zur Kompensation von Fokussierungsfehlern die Haibleiterlasereinheit (14) auf einem Halbleitersubstrat (13) angeordnet ist, auf dem ein Strahlenteilerprisma (15) befestigt ist und auf dem in einem Bereich, in dem das Strahlenteilerprisma angeordnet ist, ein Paar von geteilten Detektoren (17, 18) ausgebildet sind, so daß eine Licht-Sendelempfangs-Verbundeinheit (3) gebildet wird,

daß das Paar von geteilten Detektoren (17, 18) entlang parallel zueinander verlaufender Teilungslinien jeweils in erste bis dritte Lichtempfangselemente (17a, 17b, 17c, 18a, 18b, 18c) unterteilt sind

und daß die Lichtempfangselemente (17a, 17b, 17c, 18a, 18b, 18c) der geteilten Detektoren (17, 18) arrayartig parallel zu der Meridionalebene des Lichtstrahls angeordnet sind.

2. Optische Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Halbleiterlasereinheit (14) eine Einheit vom Verstärkungs-Wellenleitertyp ist.

3. Optische Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, bei der ein die Licht-Sende/Empfangs-Verbundeinheit (3) aufnehmendes Packungsgehäuse (12) so montiert ist, daß der genannte Winkel erzielt wird.

4. Optische Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Licht-Sende/Empfangs-Verbundeinheit (3) in einem Packungsgehäuse (12) so angeordnet ist, daß der genannte Winkel erzielt wird.