DE69012945T2

DE69012945T2 - Optische aufzeichnungs- und/oder -wiedergabegerät.

Info

Publication number: DE69012945T2
Application number: DE69012945T
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Ohsato
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1989-06-01
Filing date: 1990-05-31
Publication date: 1995-02-02
Anticipated expiration: 2010-06-01
Also published as: EP0426879B1; EP0426879A1; KR920701952A; EP0426879A4; WO1990015408A1; DE69012945D1; JPH035927A; US5159589A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegerät, das einen Lichtstrahl erzeugt, der in zumindest einen Hauptlichtstrahl und ein Paar von Hilfslichtstrahlen aufgespalten wird, wobei der Hauptstrahl und die Hilfsstrahlen zur Aufnahme von Informationen oder zur Wiedergabe von Informationen auf ein scheibenförmiges Aufzeichnungsmedium auftreffen.
In einem optischen Disk-Abspielgerät zur optischen Aufzeichnung eines Informationssignals oder zur optischen Wiedergabe eines Informationssignals von einem optischen scheibenförmigen Aufzeichnungsmedium ist eine optische Kopfvorrichtung vorgesehen, die eine optische Anordnung bildet, bei der ein Lichtstrahl auf das optische scheibenförmige Aufzeichnungsmedium auftrifft, um eine Aufzeichnungsspiralspur auf dem optischen scheibenförmigen Aufzeichnungsmedium zu bilden entsprechend einem Aufzeichnungsinformationssignal oder ein Informationssignal auszulesen, das in der Aufzeichnungsspiralspur auf dem optischen scheibenförmigen Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet wurde.
In der optischen Kopfvorrichtung wird beispielsweise ein Lichtstrahl, der von einem Lichtstrahlerzeugungsbereich erzeugt wurde, von einer Kollimatorlinse kollimiert und in eine Objektivlinse geschickt, die den Strahl fokussiert, um ihn auf das optische scheibenförmige Aufzeichnungsmedium zu bringen. Dann wird der von dem optischen scheibenförmigen Aufzeichnungsmedium kommende reflektierte Lichtstrahl durch die Objektivlinse zu einem Strahlteiler geführt, der die Richtung der optischen Achse ändert, so daß der reflektierte Lichtstrahl auf einen Photoerfassungsabschnitt gelangt. Ein wiedergegebenes Informationssignal, ein Fokusfehlersignal und ein Spurfehlersignal werden abhängig von einem Erfassungs-Ausgangssignal des reflektierten Lichtstrahls von dem Photoerfassungsabschnitt erzeugt. Eine Fokusservosteuerungsinformation zum Aufrechterhalten eines richtigen Fokus des Lichtstrahls, der auf das optische scheibenförmige Aufzeichnungsmedium projiziert wird, und eine Spurservosteuerungsoperation zur Aufrechterhaltung eines richtigen Spurverhältnisses des Lichtstrahls bei jeder Umdrehung der Aufzeichnungsspiralspur auf dem optischen scheibenförmigen Aufzeichnungsmedium werden in Übereinstimmung mit dem Fokusfehlersignal bzw. dem Spurfehlersignal ausgeführt.
Zur Erzeugung des Spurfehlersignals sind verschiedene Signalerzeugungssysteme einschließlich des sogenannten "Push-Pull (Gegentakt oder Druck/Zug)-System" bekannt. Im Push-Pull-System wird der von dem optischen scheibenförmigen Aufzeichnungsmedium kommende reflektierte Lichtstrahl von einem Photosensor mit einem in zwei Teile unterteilten Photoerfassungselement erfaßt. Das Spurfehlersignal wird basierend auf einer Pegeldifferenz zwischen den Erfassungs-Ausgangssignalen, die von den zwei Photoerfassungselementteilen geliefert werden, erzeugt. Obwohl ein optischer Aufbau zur Gewinnung des Spurfehlersignals und einer zugeordneten Signalverarbeitungsschaltungsanordnung relativ einfach sein können, falls das Spurfehlersignal entsprechend dem Push-Pull-System erzeugt wird, ergibt sich ein Nachteil, insofern als ein Lichtstrahlpunkt, der auf dem Photosensor durch den von dem optischen scheibenförmigen Aufzeichnungsmedium kommenden reflektierten Lichtstrahl gebildet wird, unerwünscht bewegt wird, unabhängig vom Spurzustand des Lichtstrahls, der auf das optische scheibenförmige Aufzeichnungsmedium auftrifft, wodurch das Spurfehlersignal einen unerwünschten Gleichstrom-Offset enthält, wenn das optische scheibenförmige Aufzeichnungsmedium in radialer Richtung zu der optischen Achse der Objektivlinse, durch die der Lichtstrahl auf das optische scheibenförmige Aufzeichnungsmedium strahlt, geneigt wird.
Demgemäß wurde mit der Absicht, den vorgenannten Nachteil des Push-Pull-Systems zu vermeiden, ein verbessertes Push-Pull-System vorgeschlagen, wie dies beispielsweise in der Japanischen Patentanmeldung Nr. 61-94246 offenbart ist. In diesem Fall treffen zumindest zwei Lichtstrahlen, die durch Aufspaltung eines von einer Lichtstrahlquelle erzeugten Lichtstrahl gewonnen werden, auf ein optisches scheibenförmiges Aufzeichnungsmedium, um darauf jeweils Lichtpunkte zu bilden, die in radialer Richtung des Aufzeichnungsmediums einen Abstand aufweisen, der einem Abstand in einem bestimmten Verhältnis zum Spurabstand der Aufzeichnungsspiralspur entspricht. Dann werden beide von dem optischen scheibenförmigen Aufzeichnungsmedium kommenden reflektierten Lichtstrahlen von dem jeweiligen Photosensor mit einem Photoerfassungselement, das in zwei Teile unterteilt ist, erfaßt, und eine Pegeldifferenz zwischen den Erfassungs-Ausgangssignalen, die von den jeweiligen zwei Teilen eines Photoerfassungselements geliefert werden, wird einer Pegeleinstellung unterzogen, um einen Unterschied in der Stärke zwischen den beiden reflektierten Lichtstrahlen zu kompensieren. Die Pegeldifferenz wird dann von einer Pegeldifferenz zwischen den Erfassungs-Ausgangssignalen der beiden Teile des anderen Photoerfassungselements subtrahiert, wodurch ein Spurfehlersignal erzeugt wird. Anspruch 1 ist gegen das zuvor genannte Dokument abgegrenzt.
Das so gewonnene Spurfehlersignal enthält keinen Gleichstrom-Offset, so daß es den Spurzustand des Lichtstrahls, der auf das optische scheibenförmige Aufzeichnungsmedium auftrifft, darstellt, selbst wenn es in radialer Richtung zur optischen Achse der Objektivlinse geneigt wird.
Es ist nicht selten, daß das optische scheibenförmige Aufzeichnungsmedium, auf das der Lichtstrahl durch die Objektivlinse fokussiert wird, mit einer vorgeformten Führungsrille versehen ist, um eine Position zu kennzeichnen, an der die Aufzeichnungsspiralspur zu erzeugen ist. Des weiteren ist es üblich, daß die Aufzeichnungsspiralspur mehrere Vertiefungen (pits) oder Erhöhungen (bumps) umfaßt, die zur Ausrichtung auf dem optischen scheibenförmigen Aufzeichnungsmedium vorgesehen sind.
Falls demgemäß die Aufzeichnungsspiralspur entsprechend dem Aufzeichnungsinformationssignal durch den auftreffenden Lichtstrahl ausgebildet wird, so daß sie sich entlang der vorgefertigten Führungsrille auf dem optischen scheibenförmigen Aufzeichnungsmedium erstreckt, oder das Informationssignal aus der Aufzeichnungsspiralspur durch den auf das optische scheibenförmige Aufzeichnungsmedium auftreffenden Lichtstrahl ausgelesen wird, um die Aufzeichnungsspiralspur abzutasten, variiert ein Spurfehlersignal in der Amplitude abhängig von den Tiefenänderungen der Führungsrille, den Tiefenänderungen der Vertiefungen oder den Höhenänderungen der Erhöhungen, die in der Aufzeichnungsspiralspur ausgebildet sind, Veränderungen der Reflektionseigenschaften auf einem Lichtstrahl des optischen scheibenförmigen Aufzeichnungsmedium und Quantitätsveränderungen des Lichtstrahls, der auf das optische scheibenförmige Aufzeichnungsmedium auftrifft, selbst wenn er in Übereinstimmung mit dem verbesserten Push-Pull-System erzeugt wird. In dem zuvor vorgeschlagenen optischen Disk-Abspielgerät, haben solche Amplitudenveränderungen des Spurfehlersignals nachteilige Auswirkungen auf die Spurservosteuerung für den auf das optische scheibenförmige Aufzeichnungsmedium auftreffenden Lichtstrahl, der darauf eine Aufzeichnungsspiralspur ausbildet oder die darauf ausgebildete Aufzeichnungsspiralspur abtastet. JP-A-63224034 (a EP-A-0282288) beschreibt ein Push-Pull-System, in dem das Spurfehlersignal durch das Gesamtlichtsignal dividiert wird und dann mit einem Korrektursignal multipliziert wird, um ein Spurfehlersignal zu gewinnen, das frei ist von Spurrillenvariationseffekten.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optisches Aufzeichnung- und/oder Wiedergabegerät vorzusehen, das einen Lichtstrahl erzeugt, der in mehrere Lichtstrahlen aufgespalten wird, wobei die Lichtstrahlen zur Aufzeichnung von Informationen oder Wiedergabe von Informationen auf ein scheibenförmiges Aufzeichnungsmedium auftreffen. In dem Gerät wird ein Spurfehlersignal entsprechend dem verbesserten Push-Pull-System erzeugt, dessen Amplitude nicht variiert aufgrund von Tiefenänderungen einer auf dem scheibenförmigen Aufzeichnungsmedium vorgebildeten Führungsrille, Tiefenänderungen der Vertiefungen oder Höhenänderungen der Erhöhungen, die auf dem scheibenförmigen Aufzeichnungsmedium ausgebildet sind, Reflektionsänderungen des scheibenförmigen Aufzeichnungsmediums hinsichtlich eines Lichstrahls oder Quantitätsänderungen des Lichtstrahls, der auf das scheibenförmige Aufzeichnungsmedium auftrifft. Erfindungsgemäß ist ein optisches Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegerät vorgesehen mit einer optischen Anordnung umfassend einen Lichtstrahlgenerator zum Erzeugen eines Lichtstrahls, einen Lichtstrahlteiler zum Teilen des Lichtstrahls aus dem Lichtstrahlgenerator in einen Hauptlichtstrahl und zumindest zwei Hilfslichtstrahlen, einen Photosensor mit einem ersten, einem zweiten und einem dritten Photoerfassungselement, deren jedes im wesentlichen in zwei Teile aufgeteilt ist, und eine optische Strahlengang-Formungsvorrichtung, die den Hauptlichtstrahl und die beiden Hilfslichtstrahlen, die vom Lichtstrahlteiler geliefert werden, auf ein scheibenförmiges Aufzeichnungsmedium aufstrahlt und die den Hauptlichtstrahl und die beiden Hilfslichtstrahlen, die vom scheibenförmigen Aufzeichnungsmedium kommen, zum Photosensor führt, und mit einem Signalerzeugungs-Schaltungblock, der basierend auf den Erfassungs-Ausgangssignalen des Photosensors Signale erzeugt. Mit dieser optischen Anordnung werden zwei Hilfslichtpunkte durch die beiden Hilfslichtstrahlen auf dem scheibenförmigen Aufzeichnungsmedium ausgebildet, derart, daß einer der Hilfslichtpunkte entfernt liegt, in einem Abstand entsprechend einem Viertel einer Spurteilung von einem auf dem scheibenförmigen Aufzeichnungsmedium durch den Hauptlichtstrahl gebildeten Hauptlichtpunkt in Richtung des äußeren Umfangsbereichs des scheibenförmigen Aufzeichnungsmediums entlang einer radialen Richtung des scheibenförmigen Aufzeichnungsmediums, und daß der andere der Hilfslichtpunkte entfernt liegt in einem Abstand entsprechend einem Viertel einer Spurteilung von dem Hauptlichtpunkt in Richtung des inneren Umfangsbereichs des scheibenförmigen Aufzeichnungsmediums entlang einer radialen Richtung des scheibenförmigen Aufzeichnungsmediums. Der Hauptlichtstrahl, der von dem scheibenförmigen Aufzeichnungsmedium kommt, wird von dem ersten in zwei Teile geteilten Photoerfassungselement erfaßt, und die beiden Hilfslichtstrahlen, die von dem scheibenförmigen Aufzeichnungsmedium kommen, werden jeweils von dem zweiten, bzw. dritten Photoerfassungselement, deren jedes in zwei Teile geteilt ist, erfaßt. Der Signalerzeugungs-Schaltungsblock ist so aufgebaut, daß ein erstes Differenzsignal zwischen den aus den beiden Teilen des ersten Photosensorelements gewonnenen Erfassungs-Ausgangssignalen geliefert wird, das ein zweites Differenzsignal zwischen den aus den beiden Teilen des zweiten Photosensorelements gewonnen Erfassungs-Ausgangssignalen, und daß ein drittes Differenzsignal zwischen den aus den beiden Teilen des dritten Photosensorelements gewonnenen Erfassungs-Ausgangssignalen geliefert wird, und daß anschließend ein Spurfehlersignal erzeugt wird basierend auf einem Differenzverhältnis zwischen der ersten Differenz und der Summe der zweiten und der dritten Differenz bezüglich einer Differenz zwischen der zweiten und der dritten Differenz.
In einem derart aufgebauten erfindungsgemäßen optischen Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegerät werden der Haupt- und die beiden Hilfsstrahlen, die zur Erzeugung des Spurfehlersignals benutzt werden, gesteuert, um auf dem scheibenförmigen Aufzeichnungsmedium den Haupt- und die beiden Hilfslichtstrahlpunkte zu bilden. Diese Punkte sind in einer Weise angeordnet, daß die beiden Hilfslichtpunkte jeweils in einem Abstand vom Hauptlichtpunkt angeordnet sind, der einem Viertel der Spurteilung entspricht, entlang der radialen Richtung des scheibenförmigen Aufzeichnungsmediums, so daß der Hauptlichtstrahlpunkt sich zwischen den Hilfslichtstrahlpunkten befindet, und anschließend von dem ersten, zweiten bzw. dritten Photoerfassungselement, deren jedes in zwei Teile aufgeteilt ist, erfaßt wird. Dann wird die erste Differenz zwischen den Erfassungs-Ausgangssignalen, die von den beiden Teilen des ersten Photoerfassungselements gewonnen werden, die zweite Differenz zwischen den Erfassungs-Ausgangssignalen, die von den beiden Teilen des zweiten Photoerfassungselements geliefert werden, und die dritte Differenz zwischen den Erfassungs-Ausgangssignalen, die von den beiden Teilen des dritten Photoerfassungselements geliefert werden, erhalten. Das Spurfehlersignal wird durch Division der Differenz zwischen der ersten Differenz und der Summe der zweiten und der dritten Differenz durch die Differenz der zweiten und der dritten Differenz erzeugt. Die Benutzung der Differenz zwischen der ersten Differenz und der Summe der zweiten und der dritten Differenz in der zuvor beschriebenen Weise führt dazu, daß das Spurfehlersignal gemäß dem verbesserten Push-Pull-System erzeugt wird. Des weiteren wird die Differenz zwischen der zweiten und der dritten Differenz zu einer Komponente, die ein gleichspannungsfreies Spurfehlersignal darstellt. Das Differenzverhältnis zwischen der ersten und der Summe der zweiten und der dritten Differenz bezüglich der Differenz der zweiten und der dritten Differenz ist beinahe konstant, wodurch das Spurfehlersignal, das wie zuvor erzeugt wurde, hinsichtlich seiner Amplitude beinahe konstant ist ohne Veränderungen abhängig von einer Tiefenveränderung der Führungsrille, die auf dem scheibenförmigen Aufzeichnungsmedium vorgeformt ist, einer Tiefenveränderung jeder Vertiefung oder einer Höhenveränderung jeder Erhöhung, die auf der Aufzeichnungsspur auf dem scheibenförmigen Aufzeichnungsmedium ausgebildet sind, Reflektionsveränderungen des scheibenförmigen Aufzeichnungsmediums auf einem Lichtstrahl oder Quantitätsveränderungen des Lichtstrahls, der auf das scheibenförmige Aufzeichnungsmedium auftrifft.
Demnach werden mit dem erfindungsgemäßen optischen Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegerät der Hauptlichtstrahl und die beiden Hilfslichtstrahlen, die zur Erzeugung des Spurfehlersignals benutzt werden, auf das scheibenförmige Aufzeichnungsmedium aufgestrahlt, um darauf den Hauptlichtpunkt und die beiden Hilfslichtpunkte auszubilden. Dabei sind die Lichtpunkte so angeordnet, daß die beiden Hilfslichtpunkte annähernd in einem gleichen Abstand zu dem Hauptlichtpunkt in radialer Richtung des scheibenförmigen Aufzeichnungsmediums zum äußeren Umfangsbereich hin bzw. zum Mittelbereich des scheibenförmigen Aufzeichnungsmediums hin liegen, wobei der Abstand einem Viertel der Spurteilung entspricht. Jeder der Haupt- und der beiden Hilfslichtstrahlen, die von dem scheibenförmigen Aufzeichnungsmedium kommen, wird von dem Photoerfassungselement, das in zwei Teile geteilt ist, erfaßt. Dann wird das Spurfehlersignal erzeugt, basierend auf der Differenz zwischen den Erfassungs-Ausgangssignalen, die von den beiden Teilen des Photoerfassungselements, durch das der Hauptlichtstrahl erfaßt wird, gewonnen werden und der Differenz zwischen den Erfassungs-Ausgangssignalen, die von den beiden Teilen der Photoerfassungselemente, durch die der Hilfslichtstrahl erfaßt wird, gewonnen. Somit kann ein Spurfehlersignal erhalten werden, das entsprechenden dem verbesserten Push-Pull-System erzeugt wird, um eine beinahe konstante Amplitude aufzuweisen, die keine Veränderungen zeigt bei Tiefenveränderungen der Führungsrille, die auf dem scheibenförmigen Aufzeichnungsmedium vorgeformt ist, bei Tiefenveränderungen der Vertiefungen oder Höhenänderungen der Erhöhungen, die auf der Aufzeichnungsspur auf dem scheibenförmigen Aufzeichnungsmedium ausgebildet sind, bei Reflektionsänderungen des scheibenförmigen Aufzeichnungsmediums auf einem Lichtstrahl oder bei Quantitätsveränderungen des Lichtstrahls, der auf das scheibenförmige Aufzeichnungsmedium auftrifft.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung, die einen Teil eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen optischen Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegerät zeigt;
Fig. 2 ist eine schematische Draufsicht, die ein Beispiel einer optischen Platte/Scheibe zeigt, die in dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel benutzt wird;
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung, die Lichtstrahlpunkte zeigt, die auf einer Scheibe durch den Hauptlichtstrahl und die Hilfslichtstrahlen in dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ausgebildet werden; und
Fig. 4 ist ein schematisches Schaltungsdiagramm, das ein Beispiel einer Anordnung zeigt, die einen Photodetektor und eine Signalerzeugungs-Schaltung umfaßt, die auf das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel angewendet werden kann.
Fig. 1 zeigt schematisch eine optische Einheit und einen Signalerzeugungs-Schaltungsblock, der einen wesentlichen Teil eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen optischen Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegeräts bildet. Die wesentlichen Teile des Ausführungsbeispiels in Fig. 1 bilden ein Informationswiedergabesystem, das beispielsweise in einem optischen Disk-Gerät angewendet wird, wobei die optische Einheit einen Halbleiterlaser zum Erzeugen eines Laserlichtstrahls L umfaßt, eine Objektivlinse 12 und einen Photodetektor 14. Die optische Einheit ist so ausgelegt, daß sie sich in radialer Richtung einer Platte D, die ein optisches scheibenförmiges Aufzeichnungsmedium ist, bewegen kann.
Der vom Halbleiterlaser 10 erzeugte Laserlichtstrahl L wird von einer Kollimatorlinse 20 kollimiert und durchläuft dann ein Gitter 22. Am Gitter 22 wird der Laserlichtstrahl L in drei Lichtstrahlen aufgeteilt, wobei ein Mittelstrahl und ein erster und ein zweiter Seitenstrahl, die an beiden Seiten des Mittelstrahls liegen, entstehen. Der Mittelstrahl dient als Hauptlichtstrahl Lm und der erste und der zweite Seitenstrahl dienen als Hilfslichtstrahl Lp bzw. Ln. Aus Vereinfachungsgründen sind der Haupt- und die Hilfslichtstrahlen Lm, Lp und Ln mit einer einzelnen Linie in Fig. 1 gezeigt. Anschließend durchlaufen der Hauptlichtstrahl Lm sowie die Hilfslichtstrahlen Lp und Ln, die vom Gitter 22 gewonnen werden, einen polarisierten Strahlteiler 24, ohne die Richtung ihrer optischen Achse zu verändern, und anschließend durchlaufen sie eine 1/4-Wellenplatte 26 zu der Objektivlinse 12. Dann werden die Strahlen von der Objektivlinse 12 fokussiert, so daß sie auf die Platte D auftreffen.
Wie in Fig. 2 gezeigt, ist die Platte D mit einem Mittelloch 30 und einem Informationsaufzeichnungsgebiet 32 um das Mittelloch 30 versehen. Auf dem Informationsaufzeichnungsgebiet 32 ist eine spiralförmige Führungsrille 34 vorgebildet, die das Mittelloch 30 umkreist. Eine spiralförmige Aufzeichnungsspur soll entlang der spiralförmigen Führungsrille 34 ausgebildet werden. Die spiralförmige Aufzeichnungsspur soll eine Spurteilung (einen Abstand zwischen den Mitten zweier benachbarter Spuren der spiralförmigen Aufzeichnungsspur) von beispielsweise etwa 1,6 um aufweisen und jede Umdrehung der spiralförmigen Aufzeichnungsspur wird der Einfachheit wegen als eine Spur definiert.
Der Hauptlichtstrahl Lm und die Hilfslichtstrahlen Lp und Ln, die auf die Platte D treffen, werden intensitätsmoduliert durch die spiralförmige Führungsrille 34 oder die spiralförmige Aufzeichnungsspur, und reflektiert, so daß ein reflektierter Hauptlichtstrahl Lm' und reflektierte Hilfslichtstrahlen Lp' und Ln' entstehen. Sowohl der reflektierte Hauptlichtstrahl Lm' als auch die reflektierten Hilfslichtstrahlen Lp' und Ln' von der Platte D durchlaufen die Objektivlinse 12 und die 1/4-Wellenplatte 26 hin zum polarisierten Strahlteiler 24. Dann werden der reflektierte Hauptlichtstrahl Lm' als auch die reflektierten Hilfslichtstrahlen Lp' und Ln' am polarisierten Strahlteiler 24 abgelenkt, so daß sie durch eine Empfangslinse 28 zum Photodetektor 14 laufen.
Die Objektivlinse 12, der polarisierte Strahlteiler 24, die 1/4-Wellenplatte 26 und die Empfangslinse 28 bilden zusammen eine optische Strahlengang-Formungsvorrichtung, die dazu dient, den Hauptlichtstrahl Lm und die Hilfslichtstrahlen Lp und Ln, die vom Gitter 22 geliefert werden, auf die Platte D aufzustrahlen, und den reflektierten Hauptlichtstrahl Lm' und die reflektierten Hilfslichtstrahlen Lp' und Ln', die von der Platte D kommen, zu dem Photodetektor 14 zu führen. Die optische Strahlengang-Formungsvorrichtung wird eingestellt, um den Hauptlichtstrahl Lm und die Hilfslichtstrahlen Lp und Ln zu positionieren, wobei jeder von der Objektivlinse 12 fokussiert wird, um auf die Platte D aufzutreffen. Dies erfolgt, wie in Fig. 3 gezeigt, derart, daß im Informationsaufzeichnungsgebiet 32 der Platte D ein Hauptlichtstrahl Qm vom Hauptlichtstrahl Lm auf einer spiralförmigen Aufzeichnungsspur 36 ausgebildet wird, und daß ein Paar von Hilfslichtstrahlpunkten Qp und Qn von dem Hilfslichtstrahl Lp bzw. Ln ausgebildet wird, wobei der Hauptlichtstrahlpunkt Qm zwischen den beiden Hilfslichtstrahlpunkten Qp und Qn liegt. Dabei sind die beiden Hilfslichtstrahlpunkte Qp und Qn im gleichen Abstand vom Hauptlichtstrahlpunkt Qm punktsymmetrisch zu diesem angeordnet. Der Abstand der beiden Hilfslichtstrahlpunkte Qp und Qn zu dem Hauptlichtstrahlpunkt Qm beträgt in radialer Richung der Platte D ein Viertel der Spurteilung Tp der spiralförmigen Aufzeichnungsspur 36 auf der Platte D, d.h. ein Viertel der Spurteilung Tp/4. Somit befindet sich einer der Hilfslichtstrahlpunkte Qp und Qn in Richtung des äußeren Umfangsbereichs der Platte D bezüglich des Hauptlichtstrahlpunkts Qm weiter außen, und der andere der Hilfslichtstrahlpunkte Qp umd Qm liegt in Richtung zum Mittelpunkt der Platte D hinsichtlich des Hauptlichstrahlpunkts Qm weiter innen.
Der Photodetektor 14, auf den der reflektierte Hauptlichtstrahl Lm' sowie die reflektierten Hilfslichtstrahlen Lp' und Ln' auftreffen, ist mit einem ersten Photoerfassungselement zur Erfassung des reflektierten Hauptlichtstrahls Lm' versehen, einem zweiten Photoerfassungselement zur Erfassung des reflektierten Hilfslichtstrahls Lp' und einem dritten Photoerfassungselement zur Erfassung des reflektierten Hilfslichtstrahls Ln'. Die von den ersten, zweiten und dritten Photoerfassungselementen des Photodetektors 14 gelieferten Erfassungs-Ausgangssignale werden einem Signalerzeugungs-Schaltungsblock 40 zugeführt, um ein wiedergegebenes Informationssignal Si, ein Fokusfehlersignal Sf und ein Spurfehlersignal St zu erzeugen.
Fig. 4 zeigt ein Beispiel eines Aufbaus, der den Photodetektor 14 und den Signalerzeugungs-Schaltungsblock 40 umfaßt, der auf das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel angewendet werden kann.
Bezugnehmend auf Fig. 4 umfaßt der Photodetektor 14 ein Photoerfassungselement 60 zum Erfassen des reflektierten Hauptlichtstrahls Lm' als erstes Photoerfassungselement, das in vier Teile 60a, 60b, 60c und 60d, die zueinander benachbart sind, aufgeteilt ist, ein Photoerfassungselement 62 zum Erfassen des reflektierten Hilfslichtstrahls Lp' als zweites Phsotoerfassungselement, und ein Photoerfassungselement 64 zum Erfassen des reflektierten Hilfslichtstrahls Ln' als drittes Photoerfassungselement.
Die von den Teilen 60a, 60b, 60c bzw. 60d des Photoerfassungselements 60 gelieferten Erfassungsausgangssignale Sa, Sb, Sc bzw. Sd werden zu einer wiedergegebenen Informationssignal- und Fokusfehlersignal-Erzeugungsschaltung 42 geführt, die einen Teil des Signalerzeugungs-Schaltungsblocks 40 bildet. In der wiedergegebenen Informationssignal- und Fokusfehlersignal-Erzeugungsschaltung 42 werden das wiedergegebene Informationssignal Si und das Fokusfehlersignal Sf separat erzeugt, basierend auf den gelieferten Erfassungs-Ausgangssignal Sa, Sb, Sc und Sd.
Des weiteren werden in dem Signalerzeugungs-Schaltungsblock 40 die Erfassungs-Ausgangssignale Sa und Sb in einem Addierer 44A miteinander addiert, um ein Additionssignal SA (= Sa + Sa) zu erzeugen, und die Erfassungs-Ausgangssignale Sc und Sd werden in einem Addierer 44B miteinander addiert, um ein Additionssignal SB (= Sc + Sd) zu erzeugen. Die Additionssignale SA und SB entsprechen den Erfassungs-Ausgangssignalen, die von dem Photoerfassungselement 60 geliefert werden, falls das Photoerfassungselement 60 in zwei Teile aufgeteilt ist, wobei eines der beiden Teile von den Teilen 60a und 60b, die zusammenwirken, gebildet wird, und der andere von den zusammenwirkenden Teilen 60c und 60d gebildet wird. Anschließend werden die Additionssignale SA und SB einem Paar von Eingangsanschlussen eines Subtrahierers 46 zugeführt, wodurch ein Differenzsignal Sm (= SA - SB) erhalten wird, das einer Pegeldifferenz zwischen den Additionssignalen SA und SB entspricht.
Darüber hinaus werden die von den Teilen 62A bzw. 62B des Photoerfassungselements 62 gelieferten Erfassungs-Ausgangssignale S2A und S2B einem Paar von Eingangsanschlüssen eines Subtrahierers 48A zugeführt, der ein Differenzsignal Sp (S2A - S2B) liefert, das einer Pegeldifferenz zwischen den Erfassungs-Ausgangssignalen S2A und S2B entspricht. In gleicher Weise werden die von den Teilen 64A bzw. 64B des Photoerfassungselements 64 gelieferten Erfassungs-Ausgangssignale S4A und S4B einem Paar von Eingangsanschlüssen eines Subtrahierers 48B zugeführt, der ein Differenzsignal SN (= S4A - S4B) liefert, das einer Pegeldifferenz zwischen den Erfassungs-Ausgangssignalen S4A und S4B entspricht. Anschließend werden die von den Subtrahierern 48A bzw. 48B gelieferten Differenzsignale Sp und Sn in einem Addierer 50 miteinander addiert, um ein Additionssignal Ss (= Sp + Sn) zu erzeugen.
Das vom Subtrahierer 46 gelieferte Differenzsignal Sm wird einer Pegelsteuerung 52 zugeführt, die das Differenzsignal einer Pegeleinstellung mit einer Verstärkung von 2 x Gs unterzieht und dann einem der Eingangsanschlüsse eines Subtrahierers 54 zuführt. Das vom Addierer 50 gelieferte Additionssignal Ss wird direkt dem anderen Eingangsanschluß des Subtrahierers 54 zugeführt. Die Verstärkung 2*Gs in der Pegelsteuerung 52 wird abhängig vom Intensitätsverhältnis Gs jedes der Lichthilfsstrahlen Lp und Ln bezüglich des Hauptlichtstrahls Lm eingestellt. Der Subtrahierer 54 liefert ein Differenzsignal Sms (= 2 * Gs * SM - Ss), das einer Pegeldifferenz zwischen dem Differenzsignal Sm, das mit der Verstärkung 2 * Gs im Pegel eingestellt wurde, und dem Additionssignal Ss entspricht und das einem der Eingangsanschlüsse eines Dividierers 58 zugeführt wird.
Die von den Subtrahierern 48A bzw. 48B gelieferten Differenzsignale Sp und Sn werden einem Subtrahierer 56 zugeführt, der ein Differenzsignal Spn (= Sp - Sn) liefert, das einer Pegeldifferenz zwischen den Differenzsignalen Sp und Sn entspricht und das dem anderen der Eingangsanschlüsse des Dividierers 58 zugeführt wird.
Dann wird ein Signal vom Dividierer 58 gewonnen, das einem Verhältnis (Sms/Spn) des Differenzsignals Sms zu dem Differenzsignal Spn entspricht, wobei dieses Signal das Spurfehlersignal St ist.
Nimmt man in diesem Fall an, daß I&sub0; für die Intensität des Hauptlichtstrahls Lm steht, I&sub1; für die Intensität jedes der Hilfslichtstrahlen Lp und Ln, U für den Versatz des Hauptlichtstrahlpunkts Qm auf dem Informationsaufzeichnungsgebiet 32 der Platte D von der Mitte der spiralförmigen Aufzeichnungsspur 36 in radialer Richtung der Platte D werden folgende Gleichungsen erfüllt, da im Informationsaufzeichnungsgebiet 32 auf der Platte D einer der Hilfslichtstrahlpunkte Qp und Qn in Richtung des äußeren Umfangsbereichs der Platte D vom Hauptlichtstrahlpunkt Qm einen Abstand von Tp/4 aufweist, und der andere der Hilfslichtstrahlpunkte Qp und Qn einen Abstand vom Hauptlichtstrahlpunkt Qm in Richtung des Mittelbereichs der Platte D von Tp/4 aufweist:
Sm = SA - SB = I&sub0;{a sin(2π U/Tp) + b}
Sp = S2A - S2B = I&sub1;[a sin{2π (u + Tp/4)/Tp} + b] = Ii{-a cos(2π U/Tp) + b}
Sn = S4A - S4B = I&sub1;[a sin{2π(U - Tp/4)/Tp} + b] = I&sub1;(a Cos(2π U/Tp) + b}
wobei a für die Amplitude steht und b für eine Gleichspannungs-Offset-Komponente.
Da die Gleichung: Gs = I&sub1;/I&sub0; erfüllt wird, werden die folgenden Gleichungen ebenfalls erfüllt.
Sms = 2 Gs Sm - (Sp + Sn) = 2 I&sub1;{a sin(2π U/Tp) + b} - 2 I&sub1; b = 2 I&sub1; a sin(2π U/Tp)
Spn = Sp - Sn = 2 I&sub1; a cos(2π U/Tp)
Daraus ergibt sich, daß das Spurfehlersignal St durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden kann:
St = Sms / Spn = sin(2π U/Tp)/cos(2π U/Tp)} = tan(2π U/Tp)
Demgemäß enthält das vom Dividierer 58 gelieferte Spurfehlersignal St keine Gleichspannungs-Offset-Komponente und besitzt eine konstante Amplitude unabhängig von Veränderungen der Amplitude jedes der Differenzsignale Sm, Sp und Sn, d.h. Amplitudenveränderungen jedes der Erfassungs-Ausgangssignale Sa, Sb, Sc und Sd von dem Photoerfassungselement 60, den Erfassungs-Ausgangssignalen S2A und S2B von dem Photoerfassungselement 62 und den Erfassungs-Ausgangssignalen S4A und S4B vom Photoerfassungselement 64, der Intensität I&sub0; des Hauptlichtstrahls Lm, und der Intensität I&sub1; jedes der Hilfslichtstrahlen Lp und Ln. Folglich wird das Spurfehlersignal St so erzeugt, daß es eine konstante Amplitude aufweist ohne Veränderungen in Antwort auf Veränderungen der Tiefe der auf der Platte D vorgebildeten spiralförmigen Führungsrille 34, Veränderungen in der Tiefe der Vertiefungen oder in der Höhe der Erhöhungen, die in der spiralförmigen Aufzeichnungsspur 36 ausgebildet sind, Reflektionsveränderungen auf der Platte D bezüglich eines Lichtstrahls oder Quantitätsveränderungen des Hauptlichtstrahls Lm sowie der Hilfslichtstrahlen Lp und Ln, die auf die Platte D auftreffen.
Obwohl das Beispiel der optischen Einheit und des Signalerzeugungs-Schaltungsblocks des zuvor genannten Ausführungsbeispiels ein Informationswiedergabesystem bilden, das beispielsweise bei einem optischen Disk-Gerät angewendet wird, ist die vorliegende Erfindung auch so zu verstehen, daß sie bei einer optischen Einheit und einem Signalerzeugungs-Schaltungsblock eingesetzt werden kann, die ein Informationsaufzeichnungssystem bilden, das beispielsweise in einem optischen Disk-Gerät angewendet wird, in dem ein Hauptlichtstrahl und mehrere Hilfslichtstrahlen auf ein optisches scheibenförmiges Aufzeichnungsmedium auftreffen, um darauf Informationssignale aufzuzeichnen, und die zur Erzeugung eines Spurfehlersignals benutzt werden, nachdem diese von dem optischen scheibenförmigen Aufzeichnungsmedium reflektiert wurden.

Claims

1. Optisches Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegerät mit einer optischen Anordnung umfassend:

einen Lichtstrahl-Generator (10) zum Erzeugen eines Lichstrahls (L),

einen Lichtstrahlteiler (22) zum Teilen des Lichtstrahls (L) aus dem Lichstrahl- Generator (10) in einen Hauptlichtstrahl (Lm) und zumindest zwei Hilfslichtstrahlen (Lp, Ln),

einen Photosensor (14), und

eine optische Strahlengang-Formungsvorrichtung, die den Hauptlichtstrahl (Lm) und die beiden Hilfslichtstrahlen (Lp, Ln), die vom Lichtstrahlteiler (22) geliefert werden, auf ein scheibenförmiges Aufzeichnungsmedium (D) aufstrahlt und die den Hauptlichtstrahl (Lm) und die beiden Hilfslichtstrahlen (Lp, Ln), die vom scheibenförmigen Aufzeichnungsmedium kommen, zum Photosensor (14) führt, und mit

einem Signalerzeugungs-Schaltungsblock (40), der basierend auf Erfassungs- Ausgangssignalen des Photosensors (14) Signale erzeugt, wobei die optische Strahlengang-Formungsvorrichtung so ausgebildet ist, daß zwei Hilfslichtpunkte (Qp, Qn) auf dem scheibenförmigen Aufzeichnungsmedium (D) von den beiden Hilfslichtstrahlen (Lp, Ln) gebildet werden, in einer Weise, daß einer der Hilfslichtpunkte (Qp, Qn) entfernt liegt in einem Abstand entsprechend einem Viertel einer Spurteilung (Tp) von einem auf dem scheibenförmigen Aufzeichnungsmedium (D) durch den Hauptlichtstrahl (Lm) gebildeten Hauptlichtpunkt (Qm) in Richtung des äußeren Umfangsbereichs des scheibenförmigen Aufzeichnungsmediums (D) entlang einer radialen Richtung des scheibenförmigen Aufzeichnungsmediums (D), und daß der andere der Hilfslichtpunkte (Qp, Qn) entfernt liegt in einem Abstand entsprechend einem Viertel einer Spurteilung (Tp) von dem Hauptlichtpunkt (Qm) in Richtung des inneren Umfangsbereichs des scheibenförmigen Aufzeichnungsmediums (D) entlang einer radialen Richtung des scheibenförmigen Aufzeichnungsmediums (D);

wobei der Photosensor (14) ein erstes Photosensorelement (60), das im wesentlichen in zwei Teile aufgeteilt ist, um den Hauptlichtstrahl (Lm') vom scheibenförmigen Aufzeichnungsmedium (D) zu erfassen, ein zweites Photosensorelement (62), das im wesentlichen in zwei Teile aufgeteilt ist, um einen der Hilfslichtstrahlen (Lp', Ln') vom scheibenförmigen Aufzeichnungsmedium (D) zu erfassen, und ein drittes Photosensorelement (64) aufweist, das im wesentlichen in zwei Teile aufgeteilt ist, um den anderen der Hilfslichtstrahlen (Lp', Ln') vom scheibenförmigen Aufzeichnungsmedium (D) zu erfassen; und

wobei der Signalerzeugungs-Schaltungsblock (40) so aufgebaut ist, daß ein erstes Differenzsignal (Sm) zwischen den aus den beiden Teilen des ersten Photosensorelements (60) gewonnenen Erfassungs-Ausgangssignalen geliefert wird, daß ein zweites Differenzsignal (Sp) zwischen den aus den beiden Teilen des zweiten Photosensorelements (62) gewonnenen Erfassungs-Ausgangssignalen und daß ein drittes Differenzsignal (Sn) zwischen den aus den beiden Teilen des dritten Photosensorelements (64) gewonnenen Erfassungs-Ausgangssignal en geliefert wird, und daß anschließend ein Spurfehlersignal (St) erzeugt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß das Spurfehlersignal auf dem Verhältnis einer Differenz zwischen dem ersten Differenzsignal (Sm) und der Stimme des zweiten und des dritten Differenzsignals (Sp, Sn) basiert in Bezug auf eine Differenz zwischen dem zweiten und dem dritten Differenzsignal (Sp, Sn).

2. Optisches Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegerät nach Anspruch 1, wobei der Hauptlichtpunkt (Qm), der vom Hauptlichtstrahl (Lm) auf dem scheibenförmigen Aufzeichnungsmedium (D) gebildet wird, auf einer Aufzeichnungsspur (36) positioniert wird.

3. Optisches Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegerät nach Anspruch 1, wobei der Signalerzeugungs-Schaltungsblock (40) eine Pegel-Steuerungsvorrichtung (52) umfaßt, um den Pegel des ersten Differenzsignals (Sm) zu steuern abhängig von einem Intensitätsverhältnis jedes der Hilfslichtstrahlen (Lp, Ln) bezuglich des Hauptlichtstrahls (Lm).