DE69023585T2

DE69023585T2 - Optischer Kopf.

Info

Publication number: DE69023585T2
Application number: DE69023585T
Authority: DE
Inventors: Nobuo Ogata; Hideaki Sato; Yoshihiro Sekimoto; Toshiyuki Tanaka; Tetsuo Ueyama
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1989-09-14
Filing date: 1990-09-13
Publication date: 1996-05-15
Anticipated expiration: 2010-09-14
Also published as: EP0418087A2; JP2902415B2; US5189655A; DE69023585D1; EP0418087A3; CA2025311A1; EP0418087B1; JPH03102647A; CA2025311C

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen optischen Kopf für ein optisches Plattenaufzeichnungs-/Wiedergabegerät, wobei der optische Kopf einen von einer Lichtquelle emittierten Lichtstrahl konvergiert und den konvergierten Lichtstrahl auf ein Aufzeichnungsmedium strahlt, und er auch vom Aufzeichnungsmedium reflektiertes Informationslicht in einen Photodetektor lenkt.

2. Beschreibung des einschlägigen Stands der Technik

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung kennen ein optisches Plattenaufzeichnungs-/Wiedergabegerät, das einen Lichtstrahl auf ein auf einer optischen Platte ausgebildetes Aufzeichnungsmedium konvergiert und dabei Daten auf der optischen Platte aufzeichnet und von ihr abspielt. Das vorstehend angegebene optische Plattenaufzeichnungs-/Wiedergabegerät verwendet speziell eine magnetooptische Platte, da eine solche magnetooptische Platte ein Speicherbauteil mit hoher Dichte und großer Kapazität ist, das Daten löschbar speichern kann. Ein Beispiel für einderartiges Gerät ist in EP-A-0 255 305 offenbart.
Wenn Daten auf einer magnetooptischen Platte aufgezeichnet werden, wird ein von einem Halbleiterlaser emittierter Lichtstrahl in Form eines Strahlflecks auf ein Aufzeichnungsmedium fokussiert und gestrahlt, um die Temperatur des durch den Strahlfleck beleuchteten Bereichs des Aufzeichnungsmediums auf den Curiepunkt oder darüber zu erhöhen. Der Bereich des Aufzeichnungsmediums, dessen Temperatur hoch ist, verliert seine Koerzitivkraft und wird in der Richtung parallel zur Richtung eines an ihn angelegten externen Magnetfelds magnetisiert. Danach wird die Einstrahlung des Lichtstrahls aufgehoben, während das externe Magnetfeld weiterhin angelegt wird. Im Ergebnis sinkt die Temperatur des vom Strahlfleck beleuchteten Bereichs unter die Temperatur des Curiepunkts, und der Bereich bleibt in der vorstehend angegebenen Richtung magnetisiert, wodurch ein Datenwert aufgezeichnet ist.
Wenn Daten von der magnetooptischen Platte abgespielt werden, wird ein Lichtstrahl mit einem Pegel, der ausreichend gering dafür ist, daß das Aufzeichnungsmedium nicht auf eine Temperatur über dem Curiepunkt erwärmt wird, eingestrahlt, und dieser Lichtstrahl wird auf das Aufzeichnungsmedium fokussiert. Dabei tritt in dem auf das Aufzeichnungsmedium fokussierten Lichtstrahl der Kerreffekt (magnetooptischer Effekt) auf, und dadurch dreht sich die Polarisationsebene des Lichts um einen Winkel, der von der Richtung abhängt, in der der beleuchtete Bereich magnetisiert ist. So können Daten dadurch abgespielt werden, daß die Richtung, in der der beleuchtete Bereich magnetisiert ist, gegenüber der Richtung, in der die Polarisationsebene verdreht ist, erfaßt wird.
Auf einer magnetooptischen Platte sind abwechselnd Informationsspuren und Führungsspuren auf konzentrische oder spiralförmige Weise mit Abständen von ungefähr 1,6 um ausgebildet. Daten können betreffend eine gewünschte Position auf der magnetooptischen Platte dadurch aufgezeichnet und abgespielt werden, daß die Führungsspur verwendet wird. Um genaue Datenaufzeichnungs- und Datenabspielvorgänge zu erzielen, muß der Lichtstrahl so eingestellt werden, daß er auf das Aufzeichnungsmedium fokussiert wird und der Führungsspur folgt, d. h., daß eine Fokusregelung und eine Spurführungsregelung ausgeführt werden müssen. Demgemäß erfaßt der optische Kopf ein Fokusabweichungssignal und ein Spurabweichungssignal und treibt ein Objektiv mittels eines Objektivstellglieds in Fokussier- und Spurführungsrichtung auf Grundlage der erfaßten Regelabweichungssignale an.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel für den vorstehend angegebenen optischen Kopf. Bei diesem optischen Kopf werden von einem Halbleiterlaser 21 emittierte, linear polarisierte Einzellichtstrahlen mittels eines Kollimators 22 in einen Strahl aus parallelen Einzellichtstrahlen umgesetzt, und der sich ergebende Strahl läuft durch einen polarisierenden Strahlteiler 23. Danach wird der Strahl mittels eines Objektivs 24 in Form eines Strahlflecks auf eine Aufzeichnungsfläche 25 eines Aufzeichnungsmediums fokussiert und aufgestrahlt. Wenn die Einzellichtstrahlen durch die Aufzeichnungsfläche 25 des Aufzeichnungsmediums reflektiert werden, werden sie so moduliert, daß ihre Polarisationsebene um einen Winkel gedreht ist, der von der Richtung abhängt, in der die vom Strahlfleck beleuchtete Fläche magnetisiert ist, und es wird Informationslicht. Das modulierte Informationslicht durchläuft erneut das Objektiv 24 und fällt von einer Fläche 23a des polarisierenden Strahlteilers 23 her auf diesen. Das einfallende Licht wird durch eine teilende Oberfläche 23b reflektiert und breitet sich dann in der durch a1 gekennzeichneten Richtung aus.
Ds Informationslicht, das sich in der Richtung a1 ausbreitet, wird durch eine teilende Oberfläche 23b in zwei Komponenten aufgeteilt. Das in der mit bl gekennzeichneten Richtung gerichtete Informationslicht tritt aus einer Oberfläche 23d aus und erreicht dann ein optisches Regelabweichungssignal-Erkennungssystem, das aus einem Kondensor 26, einer Zylinderlinse 27 und einem Photodetektor 28 besteht. Das optische Regelabweichungssignal-Erkennungssystem erfaßt mittels eines Astigmatismusverfahrens und eines Gegentaktverfahrens ein Fokusabweichungssignal bzw. ein Spurabweichungssignal aus dem durch das optische System laufenden Informationslicht.
Das in eine durch b2 gekennzeichnete Richtung gerichtete Informationslicht tritt durch eine Oberfläche 23d' des Strahlteilers 23 aus diesem aus und wird dann durch ein optisches Lesesignal-Erkennungssystem demoduliert, das aus einer Halbwellenplatte 29, einem Kondensor 30, einem polarisierenden Strahlteiler (Polarisator) 31 und einem Paar Photodetektoren 32 und 33 besteht. Das optische Lesesignal-Erkennungssystem beinhaltet das Paar Photodetektoren, so daß gleichphasige Störsignale durch Verwenden des Differenzausgangssignals dieser Photodetektoren ausgelöscht werden können, und so kann ein Lesesignal hoher Qualität erzielt werden.
Da jedoch der optische Kopf vom vorstehend angegebenen Typ zwei optische Erkennungssysteme beinhaltet, nämlich das optische Regelabweichungssignal-Erkennungssystem und das optische Lesesignal-Erkennungssystem, erfordert er eine große Anzahl optischer Komponenten und weist demgemäß komplizierten Aufbau auf.
Diese Schwierigkeit der vorstehend angegebenen optischen Köpfe ist durch einen optischen Kopf überwunden, wie er in der Offenlegung Nr. 63-187440 zu einer japanischen Patentanmeldung und in US-A-4,951,274 offenbart ist, der ein modifiziertes Wollastonprisma verwendet, wie es in der Offenlegung Nr. 63-113503 zu einer japanischen Patentanmeldung offenbart ist, um den Aufbau zu vereinfachen.
Beim vorstehend angegebenen optischen Kopf durchlaufen die vom Halbleiterlaser 21 emittierten Einzellichtstrahlen denselben Pfad und werden auf die Aufzeichnungsfläche 25 des Aufzeichnungsmediums fokussiert, wie in Fig. 2 dargestellt. Das von der Aufzeichnungsfläche 25 des Aufzeichnungsmediums reflektierte Licht tritt durch die Oberfläche 23c aus dem Strahlteiler 23 aus und fällt dan auf ein modifiziertes Wollastonprisma (Analysator) 34.
Das modifizierte Wollastonprisma 34 teilt die einfallenden Einzellichtstrahlen in drei Komponenten. Eine der drei Komponenten ist ein mittlerer Strahl, dessen Intensität dieselbe wie die des eintallenden Lichts bleibt, und zwei der drei Komponenten sind ein linker Strahl und ein rechter Strahl, dessen Intensität sich abhängig vom Polarisationszustand des einfallenden Lichts ändert.
Der Photodetektor 28 besteht aus sechs Elementen, wobei vier Elemente dem mittleren Strahl entsprechen, während zwei Elemente dem rechten bzw. linken Strahl entsprechen. Die drei aus dem Wollastonprisma 34 austretenden Strahlen werden in die Einzelstrahlen eines Bündels umgesetzt, das Astigmatismus zeigt, wenn es durch den Kondensor 26 und die Zylinderlinse 27 läuft. Aus dem Ausgangssignal der vier Elemente wird ein Regelabweichungssignal entsprechend dem mittleren Strahl erkannt, und durch Ermitteln des Differenzausgangssignals der zwei restlichen Elemente wird ein Lesesignal ermittelt.
So kann beim vorstehend angegebenen optischen Kopf ein einzelnes optisches System sowohl als optisches Regelabweichungssignal-Erkennungssystem als auch als optisches Lesesignal-Erkennungssystem verwendet werden, und der Photodetektor kann durch eine Komponente aufgebaut werden, die sechs Elemente aufweist. Infolgedessen kann das optische System vereinfacht werden.
Nun wird ein Prinzip zum Erfassen des Regelabweichungssignals erläutert. Die Fig. 3 bis 8 zeigen auf vereinfachte Weise den optischen Pfad von der Aufzeichnungsfläche 25 des Aufzeichnungsmediums bis zum optischen Regelabweichungssignal-Erkennungssystem. Die vom (nicht dargestellten) Halbleiterlaser emittierten Lichtstrahlen werden durch das Objektiv 24 in Form eines Strahlflecks auf die Aufzeichnungsfläche 25 des Aufzeichnungsmediumsfokussiert. Wenn das Licht von der Aufzeichnungsfläche 25 des Aufzeichnungsmediums reflektiert wird, besitzt es Information, und dieses Licht mit der Information durchläuft das Objektiv 24, den Kondensor 26 und die Zylinderlinse 27 in der genannten Reihenfolge und zeigt dabei Astigmatismus. Dieses Licht wird vom Lichtdetektor 28 mit vierLichtempfangsbereichen 28a, 28b, 28c und 28d empfangen, diedurch zwei um 45º zur Erzeugenden der Zylinderlinse 27 geneigten Grenzlinie unterteilt werden. Die Lichtintensitäten,wie sie von den Lichtempfangsbereichen 28a, 28b, 28c und 28d empfangen werden, sei Sa, Sb, Sc bzw. Sd; dann ist das Fokusabweichungssignal (FES) wie folgt gegeben: FES = (Sa + Sc) - (Sb + Sd), und das Spurabweichungssignal (TES) ist wie folgt gegeben: TES = (Sa + Sb) - (Sc + Sd)
Wenn der Lichtstrahl auf das Aufzeichnungsmedium fokussiert ist, ist der auf dem Photodetektor 28 ausgebildete Strahl fleck 42 kreisförmig, wie in Fig. 4 dargestellt. Infolgedessen stimmen die Intensitäten Sa, Sb, Sc und Sd des von den vier Lichtempfangsbereichen 28a, 28b, 28c und 28d empfangenen Lichts überein, d. h. FES = 0.
Wenn der Abstand zwischen der Aufzeichnungsfläche 25 des Aufzeichnungsmediums und dem Objektiv 24 zu kurz ist, wie in Fig. 5 dargestellt, erkennt der Photodetektor 28 einen Strahlfleck 42, der in einer Richtung b0 langgestreckt ist, die parallel zur Erzeugenden der Zylinderlinse 27 liegt, wie in Fig. 6 dargestellt. Infolgedessen gilt FES < 0.
Wenn der Abstand zwischen der Aufzeichnungsfläche 25 des Aufzeichnungsmediums und dem Objektiv 24 zu groß ist, wie in Fig. 7 dargestellt, erfaßt der Photodetektor 28 einen elliptischen Strahlfleck 42, der in einer Richtung a0 langgestreckt ist, die rechtwinklig zu der Erzeugenden der Zylinderlinse 27 steht, wie in Fig. 8 dargestellt. Demgemäß gilt FES > 0.
So ist es möglich, zu ermitteln, ob der Abstand zwischen der Aufzeichnungsfläche 25 des Aufzeichnungsmediums und dem Objektiv 24 geeignet ist, zu kurz ist oder zu lang ist, wozu das Vorzeichen des Werts des Fokusabweichungssignals verwendet wird. Diese Art von Fokusabweichungssignal-Erkennungsverfahren wird als Astigmatismusverfahren bezeichnet.
Der auf dem Photodetektor 28 ausgebildete Strahlfleck weist wegen der durch eine Informationsspur 25a verursachten Beugung einen Abschattungsbereich 43 (nachfolgend als Beugungsmuster bezeichnet) auf, wie in den Fig. 9 bis 14 dargestellt. Dieses Beugungsmuster 43 tritt selbst dann auf, wenn der Lichtstrahl fokussiert ist, wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt. Das Beugungsmuster 43 ändert sich, wie in den Fig. 10, 12 und 14 dargestellt, abhängig von einer Verschiebung der Positionsbeziehung zwischen einem auf der Aufzeichnungsfläche 25 des Aufzeichnungsmediums ausgebildeten Strahlfleck 41 und der Informationsspur 25a, einer Führungsspur 25b, wie in den Fig. 9, 11 bzw. 13 dargestellt.
Wenn der Strahlfleck 41 in der Mitte der Informationsspur 25a liegt, wie in Fig. 11 dargestellt, ist das entsprechende Beugungsmuster 43 symmetrisch in bezug auf die Linie X-X, die die Lichtempfangsbereiche 28a und 28b von den Lichtempfangsbereichen 28d und 28c teilt, wie in Fig. 12 dargestellt. Infolgedessen gilt TES = 0. Wenn jedoch der Strahl fleck 41 von der Mitte der Informationsspur 25a abweicht, zeigt das zugehörige Beugungsmuster 43 Asymmetrie. Infolgedessen gilt TES ≠ 0.
Demgemäß ist es möglich, zu ermitteln, ob die Positionsbeziehung zwischen dem auf der Aufzeichnungsfläche 25 des Aufzeichnungsmediums ausgebildeten Strahlfleck und der Informationsspur 25a zweckentsprechend ist oder nicht, was aus dem Vorzeichen des Werts des Spurabweichungssignals erfolgt, und wenn die Positionsbeziehung nicht zweckentsprechend ist, kann aus dem Vorzeichen des Werts des Spurabweichungssignals auch die Abweichungsrichtung des Strahlflecks 41 bestimmt werden. Diese Art von Spurabweichungssignal-Erkennungsverfahren wird als Cegentaktverfahren bezeichnet.
Beiin vorstehend beschriebenen optischen Kopf, der ein modifiziertes Wollastonprisma verwendet, oder bei einem Kopf, der kein modifiziertes Wollastonprisma verwendet, ist der polarisierende Strahlteiler 23 in einem Zustand an einem Gehäuse angebracht, in dem er elastisch durch eine Feder gehalten wird oder in dem er durch einen Kleber fixiert ist.
Obwohl die Montage des polarisierenden Strahlteilers 23 im Herstellstadium des optischen Kopfs hochgenau ausgeführt werden kann, ändert sich die Position oder der Winkel, mit dem der polarisierende Strahlteiler 23 montiert ist, zeitlich wegen Änderungen der Temperatur oder wegen verschiedener anderer Faktoren, die mit der Montagegenauigkeit des polarisierenden Strahlteilers 23 zusammenhängen.
Wenn der polarisierende Strahlteiler 23 ausgehend von seiner in Fig. 15 durch eine durchgezogene Linie angezeigten Ursprungsposition (wo der Versatz des Regelabweichungssignals null ist) in eine Position verschoben wird, die gegen die Ursprungsposition um Ad versetzt ist und die in Fig. 15 durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist, ist die optische Achse der Strahlen des sich zum optischen Regelabweichungssignal-Erkennungssystem ausbreitenden Lichtstrahlen um Δd versetzt, wie durch die gestrichelte Linie dargestellt.
Wenn der polarisierende Strahlteiler 23 um einen Winkel Δe geneigt wird, wie in Fig. 16 dargestellt, ist die optische Achse der Lichstrahlen, die auf das optische Regelabweichungssignal-Erkennungssystem gerichtet sind, mit einem Winkel 2ΔΘ schräg gestellt, der das Doppelte des Winkels ΔΘ ist, wie durch die gestrichelte Linie dargestellt. Im Ergebnis besteht eine Abweichung des auf dem Photodetektor 28 ausgebildeten Strahlflecks, und im Regelabweichungssignal tritt ein großer Versatz auf, wodurch es schwierig ist, ein genaues Aufzeichnen und Abspielen von Daten auszuführen.
Das den Oberbegriff von Anspruch 1 angebende Dokument JP-A- 60-143453 offenbart eine Abtastvorrichtung, bei der ein rechteckiges und ein parallelogrammförmiges Prisma in einem Körper kombiniert sind, um eine Abweichung des optischen Pfads durch Wärmeeinflüsse zu minimieren.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß der Erfindung ist ein optischer Kopf für ein optisches Aufzeichnungs-/Wiedergabegerät geschaffen, um ein Aufzeichnungsmedium mit einem von einer Lichtquelle emittierten Lichtstrahl zu beleuchten und um mit Information moduliertes Licht, das durch Reflexion des Lichtstrahls am Aufzeichnungsmedium erzeugt wird, auf ein Photodetektorsystem zu lenken, mit:
- einer Empfangsfläche, die so angeordnet ist, daß sie das mit Information modulierte Licht empfängt;
- einer ersten Reflexionsfläche, die so angeordnet ist, daß sie das von der Empfangsfläche empfangene modulierte Licht reflektiert;
- einer zweiten Reflexionsfläche, die ferner so angeordnet ist, daß sie das von der ersten Reflexionsfläche reflektierte modulierte Licht reflektiert und das weiter reflektierte modulierte Licht zum Photodetektorsystem lenkt, wobei die erste Reflexionsfläche im wesentlichen parallel zur zweiten Reflexionsfläche ist; und
- einer Transmissionsfläche, die so angeordnet ist, daß sie das von der zweiten Reflexionsfläche reflektierte modulierte Licht zum Photodetektorsystem überträgt; gekennzeichnet durch ein modifiziertes Wollastonprisma, das zwischen der ersten Reflexionsfläche und der zweiten Reflexionsfläche angeordnet ist, um das von der ersten Reflexionsfläche reflektierte modulierte Licht aufzuteilen; wobei die Empfangsfläche, die erste Reflexionsfläche, die zweite Reflexionsfläche, die Transmissionsfläche und das modifizierte Wollastonprisma in ein Lichtaufteilungselement so integriert sind, daß eine Verstellung der optischen Achse des modulierten Lichts minimiert ist.
Vorzugsweise entspricht der Winkel zwischen der Empfangsfläche und der ersten Reflexionsfläche im wesentlichen dem Winkel zwischen der Oberfläche der zweiten Reflexionsfläche und der Transmissionsfläche.
Bevorzugter beinhaltet der optische Kopf ferner eine Strahlformungseinrichtung, die angrenzend an die erste Reflexionsfläche angeordnet ist, um den auf sie auftreffenden Lichtstrahl zu formen.
Das modifizierte Wollastonprisma unterteilt das aus der Transmissionsfläche austretende Informationslicht bevorzugt in drei Komponenten. Die drei Komponenten sind ein mittlerer Strahl, dessen Intensität dieselbe wie die des von der Empfangsfläche empfangenen eintreffenden Lichts ist, und ein linker und ein rechter Strahl, deren Intensitäten sich bevorzugt jeweils abhängig vom Polarisationszustand des eintreffenden Lichts ändern.
Der optische Kopf kann ferner einen Photodetektor zum Überwachen der Intensität des von der Lichtquelle emittierten Lichts, das auf die Strahlformungseinrichtung auftrifft, beinhalten.
Ferner besteht das Photodetektorsystem vorzugsweise aus einer Kondensorlinse, einer Zylinderlinse und einem Photodetektor, die aufeinanderfolgen, um ein Fokusabweichungssignal durch ein Astigmatismusverfahren und ein Spurabweichungssignal durch ein Gegentaktverfahren aus dem durchtretenden Licht zu erfassen.
Die Polarisationsebene des modulierten Lichts dreht sich in einer Richtung, die derjenigen Richtung entspricht, in der der vom Fleck des Lichtstrahls beleuchtete Oberflächenbereich des Aufzeichnungsmediums magnetisiert ist.
Ausführungsformen der Erfindung schaffen einen optischen Kopf, der die Verschiebung der optischen Achse der auf ein optisches Regelabweichungssignal-Erkennungssystem gerichteten Lichtstrahlen selbst dann minimieren kann, wenn sich die Position oder der Winkel einer Lichtaufteilungseinheit zeitlich wegen Änderungen der Temperatur oder wegen verschiedener anderer Faktoren ändert.
Gemäß Ausführungsformen der Erfindung fällt selbst dann, wenn sich die Position des Lichtaufteilungselements verschiebt, die optische Achse des das Lichtaufteilungselement aus dessen Transmissionsfläche verlassenden modulierten Lichts mit der des einfallenden Lichts zusammen. Auch dann, wenn sich der Winkel des Lichtaufteilungselements verstellt, trennt sich die optische Achse des modulierten Lichts, das die Lichtaufteilungseinheit über die Transmissionsfläche verläßt, nicht stark von der optischen Achse des eintreffenden Lichts ab, obwohl ein gewisser Versatz auftritt. Infolgedessen kann ein Versatz der optischen Achse des modulierten Lichts, das auf das optische Regelabweichungssignal- Erkennungssystem gerichtet ist, minimiert werden.
Im Ergebnis kann selbst dann, wenn sich die Position oder der Winkel des Lichtaufteilungselements zeitlich wegen Änderungen der Temperatur oder verschiedenen anderen Faktoren ändert, ein Versatz der optischen Achse des modulierten Lichts, das zum optischen Regelabweichungssignal-Erkennungssystem läuft, minimiert werden.
Das modifizierte Wollastonprisma ist als Einheit zwischen der ersten und zweiten Reflexionsfläche ausgebildet. Infolgedessen kann die Gesamtgröße des optischen Kopfs verringert werden.
Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung ersichtlich, wenn auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung deutlich dargestellt sind.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 und 2 zeigen jeweils einen bekannten optischen Kopf;
Fig. 3 bis 8 veranschaulichen das Prinzip der Fokusabweichungssignal-Erkennung durch Astigmatismus;
Fig. 9 bis 14 veranschaulichen das Prinzip der Spurabweichungssignal-Erkennung durch das Gegentaktverfahren;
Fig. 15 zeigt eine Abweichung der optischen Achse der Lichtstrahlen, die sich zu einem optischen Regelabweichungssignal-Erkennungssystem ausbreiten von der normaler Lichtstrahlen, wenn sich die Position eines polarisierenden Strahlteilers verschiebt;
Fig. 16 zeigt eine Abweichung der optischen Achse der Lichtstrahlen, die sich zu einem optischen Regelabweichungssignal-Erkennungssystem ausbreiten von der normaler Lichtstrahlen, wenn sich der Winkel eines polarisierenden Strahlteilers verstellt;
Fig. 17 ist eine schematische Ansicht eines optischen Kopfs gemäß einem ersten Beispiel;
Fig. 18 zeigt die Ausbreitung von Lichtstrahlen zu einem optischen Regelabweichungssignal-Erkennungssystem entlang der optischen Achse normaler Lichtstrahlen, wenn sich die Position eines polarisierenden Strahlteilers verschiebt;
Fig. 19 zeigt die Ausbreitung von Lichtstrahlen zu einem optischen Regelabweichungssignal-Erkennungssystem ohne Abtrennung von der optischen Achse normaler Lichtstrahlen, wenn sich der Winkel des polarisierenden Strahlteilers verstellt;
Fig. 20 zeigt eine schematische Ansicht eines optischen Kopfs gemäß einem zweiten Beispiel, das ein modifiziertes Wollastonprisma verwendet;
Fig. 21 zeigt eine schematische Ansicht eines optischen Kopfs gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem das modifizierte Wollastonprisma zwischen einer ersten Informationslicht-Reflexionsfläche und einer zweiten Informationslicht-Reflexionsfläche des polarisierenden Strahlteilers angeordnet ist; und
Fig. 22 zeigt eine schematische Ansicht eines optischen Kopfs bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Modifizierung, das einen polarisierenden Strahlteiler mit einer Strahlformungsfläche verwendet.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 17 bis 19 wird nun ein erstes Beispiel beschrieben.
Das erste Beispiel betrifft einen optischen Kopf, der kein modifiziertes Wollastonprisma verwendet.
Es wird zunächst auf Fig. 17 Bezug genommen, gemäß der linear polarisierte Lichtstrahlen, wie sie von einem Halbleiterlaser 51 emittiert werden, durch einen Kollimator 52 in parallele Lichtstrahlen umgesetzt werden. Die parallelen Lichtstrahlen durchlaufen einen polarisierenden Strahlteiler (Lichtaufteilungseinheit) 53 und werden durch ein Objektiv 54 in Form eines Strahlflecks auf eine Aufzeichnungsfläche 55 eines magnetooptischen Aufzeichnungsmediums fokussiert und gestrahlt. Wenn die Lichtstrahlen von der Aufzeichnungsfläche 55 des Aufzeichnungsmediums reflektiert werden, werden sie so moduliert, daß ihre Polarisationsebene in einer Richtung verdreht ist, die derjenigen Richtung entspricht, in der der vom Strahlfleck beleuchtete Bereich der Aufzeichnungsfläche 55 magnetisiert ist, und sie werden zu Informationslicht. Dieses modulierte Informationslicht durchläuft erneut das Objektiv 54 und fällt dann von der Lichteintrittsfläche 53a des polarisierenden Strahlteilers 53 her auf diesen. Das einfallende Licht wird durch eine erste Informationslicht-Reflexionsfläche 53b reflektiert und läuft dann in einer durch A1 gekennzeichneten Richtung.
Die Lichtstrahlen, die in der durch A1 gekennzeichneten Richtung laufen, werden durch eine Aufteilungsfläche 53c' in zwei Komponenten aufgeteilt, d. h. in eine Komponente, die in eine mit B1 gekennzeichnete Richtung gerichtet ist, und eine Komponente, die in eine mit B2 gekennzeichnete Richtung gerichtet ist. Die Lichtstrahlen, die in die mit B1 gekennzeichnete Richtung gerichtet sind, werden durch eine zweite Informationslicht-Reflexionsfläche 53c gelenkt, die ausschließlich dazu verwendet wird, Licht zu reflektieren, und dann laufen sie in einer durch C1 gekennzeichneten Richtung. Die Lichtstrahlen treten dann durch eine Informationslicht- Austrittsfläche 53d aus dem polarisierenden Strahlteiler 53 aus und erreichen ein optisches Regelabweichungssignal-Erkennungssystem, das aus einem Kondensor 56, einer Zylinderlinse 57 und einem Photodetektor 58 besteht. Das optische Regelabweichungssignal-Erkennungssystem erfaßt aus den durch es hindurch laufenden Lichtstrahlen ein Fokusabweichungssignal mittels des Astigmatismusverfahrens und ein Spurabweichungssignal mittels des Gegentaktverfahrens.
Der polarisierende Strahlteiler 53 ist so ausgebildet, daß die erste Informationslicht-Reflexionsfläche 53b im wesentlichen parallel zur zweiten Informationslicht-Reflexionsfläche 53c ist und daß der Winkel zwischen der Informationslicht-Eintrittsfläche 53a und der ersten Informationslicht- Reflexionsfläche 53b im wesentlichen mit dem Winkel zwischen der zweiten Informationslicht-Reflexionsfläche 53c und der Informationslicht-Austrittsfläche 53d übereinstimmt. Ferner sind die Informationslicht-Eintrittsfläche 53a, die erste Informationslicht-Reflexionsfläche 53b, die zweite Informationslicht-Reflexionsfläche 53c und die Informationslicht- Austrittsfläche 53d als Einheit im Strahlteiler 53 ausgebildet.
Die Lichtstrahlen, die in der mit B2 gekennzeichneten Richtung gerichtet sind, treten durch eine Fläche 53d' des polarisierenden Strahlteilers 53 aus diesem aus und werden dann durch ein optisches Lesesignal-Erkennungssignal demoduliert, das als einer Halbwellenplatte 59, einem Kondensor 60, einem polarisierenden Strahlteiler (Polarisator) 61 und einem Paar Photodetektoren 62 und 63 besteht. Das optische Lesesignal- Erkennungssystem beinhaltet die zwei Photodetektoren 62 und 63, so daß gleichphasige Störsignale dadurch aufgehoben werden können, daß das Differenzausgangssignal dieser zwei Photodetektoren 62, 63 gebildet wird, und so kann ein Lesesignal hoher Qualität erhalten werden.
Bei dem auf die vorstehend beschriebene Weise aufgebauten optischen Kopf kann eine Verschiebung der optischen Achse der zum optischen Regelabweichungssignal-Erkennungssystem laufenden Lichtstrahlen selbst dann minimiert werden, wenn die Position oder der Winkel des polarisierenden Strahlteilers 50 wegen Änderungen der Temperatur oder wegen anderer verschiedener Faktoren eine zeitliche Änderung betreffend die Montagepräzision des polarisierenden Strahlteilers 53 erfahren.
Das Minimierungsprinzip wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 18 und 19 erläutert. Licht mit Information, wie sie erhalten wird, wenn das Licht an der Aufzeichnungsfläche 55 des Aufzeichnungsmediums reflektiert wird, durchläuft das Objektiv 54 und tritt dann von der Informationslicht-Eintrittsfläche 53a her in den polarisierenden Strahlteiler 53 ein. Das einfallende Licht wird zunächst durch die erste Informationslicht-Reflexionsfläche 53b und dann die zweite Informationslicht-Reflexionsfläche 53c reflektiert, und es verläßt den polarisierenden Strahlteiler 53 über die Informationslicht-Austrittsfläche 53d.
Wenn angenommen wird, daß der polarisierende Strahlteiler 53 um einen Weg Δd nach oben abweicht und an einer Position liegt, wie sie durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist, wie in Fig. 18 dargestellt, weichen die an der ersten Informationslicht-Reflexionsfläche 53b reflektierten Lichtstrahlen um den Weg Δd nach oben ab, wie durch die gestrichelte Linie dargestellt. Jedoch fallen die durch die zweite Informationslicht-Reflexionsfläche 53c reflektierten Lichtstrahlen mit der optischen Achse der normalen Lichtstrahlen, wie durch die durchgezogene Linie gekennzeichnet, zusammen und behalten dadurch die optische Achse der normalen Lichtstrahlen bei.
Wenn angenommen wird, daß der polarisierende Strahlteiler 53 um einen Winkel ΔΘ schräg gestellt wird, wie in Fig. 19 dargestellt, sind die von der ersten Informationslicht-Reflexionsfläche 53b reflektierten Lichtstrahlen um einen Winkel 2ΔΘ- bezogen auf die optische Achse der normalen Lichtstrahlen geneigt, wie durch die durchgezogene Linie angedeutet, und sie weichen demgemäß von der optischen Achse der normalen Lichtstrahlen ab. Jedoch weichen die von der zweiten Informationslicht-Reflexionsfläche 53c reflektierten Lichtstrahlen nicht von der optischen Achse der normalen Lichtstrahlen ab, obwohl mehr oder weniger ein Versatz auftritt. Infolgedessen kann eine Verstellung der optischen Achse der auf das optische Regelabweichungssignal-Erkennungssystem gerichteten Lichtstrahlen minimiert werden.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 20 ein zweites Beispiel beschrieben. Es sind dieselben Bezugszahlen dazu verwendet, Teile zu bezeichnen, die mit denen des ersten Beispiels übereinstimmen, und die zugehörige Beschreibung ist weggelassen. Das zweite Beispiel betrifft einen optischen Kopf, der ein modifiziertes Wollastonprisma zum Aufteilen von Lichtstrahlen verwendet. Die folgenden Ausführungsbeispiele der Erfindung verwenden ebenfalls das modifizierte Wollastonprisma.
Der polarisierende Strahlteiler 53 ist ebenfalls, wie der beim ersten Beispiel verwendete, so ausgebildet, daß die erste Informationslicht-Reflexionsfläche 53b im wesentlichen parallel zur zweiten Informationslicht-Reflexionsfläche 53c ist und daß der Winkel zwischen der Informationslicht-Eintrittsfläche 53a und der ersten Informationslicht-Reflexionsfläche 53b im wesentlichen mit dem Winkel zwischen der zweiten Informationslicht-Reflexionsfläche 53c und der Informationslicht-Austrittsfläche 53d übereinstimmt. Ferner sind die Informationslicht-Eintrittsfläche 53a, die erste Informationslicht-Reflexionsfläche 53b, die zweite Informationslicht-Reflexionsfläche 53c und die Informationslicht-Austrittsfläche 53d als Einheit mit dem Strahlteiler 53 ausgebildet. Ein modifiziertes Wollastonprisma (Analysator) ist als Einheit an der Informationslicht-Austrittsfläche 53d des polarisierenden Strahlteilers 53 angeordnet.
Das aus der Informationslicht-Austrittsfläche 53d austretende Informationslicht fällt auf das modifizierte Wollastonprisma 64 und wird durch dieses in drei Komponenten aufgeteilt, wozu ein mittlerer Strahl, dessen Intensität dieselbe wie die des einfallenden Lichts bleibt, und ein linker und ein rechter Strahl gehören, für die sich die Intensität jeweils abhängig vom Polarisationszustand des einfallenden Lichts ändert. Der Photodetektor 58 besteht aus sechs Elementen, von denen vier Teile dem mittleren Strahl entsprechen, während zwei Elemente dem rechten bzw. linken Strahl entsprechen. Die drei aus dem Wollastonprisma 64 austretenden Strahlen werden in Strahlen eines Astigmatismus zeigenden Bündels umgewandelt, während sie durch den Kondensor 56 und die Zylinderlinse 57 laufen. Aus dem Ausgangssignal der vier Elemente, die zum mittleren Strahl gehören, wird ein Regelabweichungssignal erfaßt, und durch Erzeugen des Differenzausgangssignals der restlichen zwei Elemente wird ein Lesesignal erfaßt. So kann bei dieser Art eines optischen Kopfs ein einzelnes optisches System sowohl als optisches Regelabweichungssignal-Erkennungssystem als auch als optisches Lesesignal-Erkennungssystem verwendet werden, und der Photodetektor kann durch eine Komponente gebildet werden, die die sechs Elemente enthält.
Beim zweiten, auf die vorstehend angegebene Weise aufgebauten Beispiel kann aufgrund desselben Prinzips, wie es beim ersten Beispiel dargelegt wurde, eine Verschiebung der optischen Achse der Lichtstrahlen, die sich zum optischen Regelabweichungssignal-Erkennungssystem ausbreiten, selbst dann minimiert werden, wenn sich die Position oder der Winkel des polarisierenden Strahlteilers 53 ändert.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 21 und 22 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das modifizierte Wollastonprisma 64 als Einheit zwischen der ersten Informationslicht-Reflexionsfläche 53b und der zweiten Informationslicht-Reflexionsfläche 53c angeordnet, wie in den Fig. 21 und 22 dargestellt. Obwohl der polarisierende Strahlteiler 53 durch das modifizierte Wollastonprisma 64 geteilt ist, ist er so ausgebildet, daß die erste Informationslicht- Reflexionsfläche 53b im wesentlichen parallel zur zweiten Informationslicht-Reflexionsfläche 53c verläuft und daß der Winkel zwischen der Informationslicht-Eintrittfläche 53a und der ersten Informationslicht-Reflexionsfläche 53b im wesentlichen mit dem Winkel zwischen der zweiten Informationslicht-Reflexionsfläche 53c und der Informationslicht-Austrittsfläche 53d übereinstimmt. Ferner sind die Informationslicht-Eintrittsfläche 53a, die erste Informationslicht-Reflexionsfläche 53b, die zweite Informationslicht-Reflexionsfläche 53c und die Informationslicht-Austrittsfläche 53d als Einheit im Strahlteiler 53 ausgebildet.
Bei dem auf die vorstehend beschriebene Weise aufgebauten Ausführungsbeispiel kann aufgrund desselben Prinzips, wie es beim ersten Beispiel dargelegt wurde, eine Verschiebung der optischen Achse der sich zum optischen Regelabweichungssignal-Erkennungssystem ausbreitenden Lichtstrahlen selbst dann minimiert werden, wenn sich die Position oder der Winkel des polarisierenden Strahlteilers 53 ändert.
Beim Ausführungsbeispiel steht das modifizierte Wollastonprisma 64 nicht nach unten über, abweichend vom Fall des beim zweiten Beispiel verwendeten. Infolgedessen kann die Gesamthöhe des optischen Kopfs verringert werden.
Der in Fig. 22 dargestellte optische Kopf unterscheidet sich von dem in Fig. 21 dargestellten dadurch, daß die Strahleintrittsfläche 53e des polarisierenden Strahlteilers 53 über die Funktion des Formens eines Lichtstrahls verfügt. Auf diese Weise können der Lichtnutzungswirkungsgrad und die Fleckfunktion verbessert werden. Ein Lichtstrahl, der von der Strahleintrittsfläche 53e auf den polarisierenden Strahlteiler 53 fällt, wird durch die erste Informationslicht-Reflexionsfläche 53b teilweise reflektiert und fällt dann auf einen Photodetektor 65 für eine Überwachungseinrichtung. Der Photodetektor 65 für die Überwachungseinrichtung steuert die Intensität des vom Halbleiterlaser 51 emittierten Lichts.
Jedes der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung hat einen in einer Ebene ausgebildeten Aufbau. Jedoch ist die Erfindung auch auf einen anderen Typ eines optischen Kopfs anwendbar, bei dem die optische Achse durch einen unter dem Objektiv 54 angeordneten Ablenkspiegel um 90º abgelenkt wird und bei dem das Objektiv 54 und der Ablenkspiegel zusammen in radialer Richtung einer (nicht dargestellten) Platte verstellt werden.
Es können viele stark verschiedene Ausführungsformen der Erfindung aufgebaut werden, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Es ist zu beachten, daß die Erfindung nicht auf die in dieser Beschreibung beschriebenen speziellen Ausführungsbeispiele beschränkt ist, mit Ausnahme dessen, was in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

1. Optischer Kopf für ein optisches Aufzeichnungs-/Wiedergabegerät, um ein Aufzeichnungsmedium (55) mit einem von einer Lichtquelle (51) emittierten Lichtstrahl zu beleuchten und um mit Information moduliertes Licht, das durch Reflexion des Lichtstrahls am Aufzeichnungsmedium erzeugt wird, auf ein Photodetektorsystem (56, 57, 58) zu lenken, mit:

- einer Empfangsfläche (53a), die so angeordnet ist, daß sie das mit Information modulierte Licht empfängt;

- einer ersten Reflexionsfläche (53b) , die so angeordnet ist, daß sie das von der Empfangsfläche empfangene modulierte Licht reflektiert;

- einer zweiten Reflexionsfläche (53c), die ferner so angeordnet ist, daß sie das von der ersten Reflexionsfläche reflektierte modulierte Licht reflektiert und das weiter reflektierte modulierte Licht zum Photodetektorsystem lenkt, wobei die erste Reflexionsfläche im wesentlichen parallel zur zweiten Reflexionsfläche ist; und

- einer Transmissionsfläche (53d), die so angeordnet ist, daß sie das von der zweiten Reflexionsfläche reflektierte modulierte Licht zum Photodetektorsystem überträgt;

gekennzeichnet durch

- ein modifiziertes Wollastonprisma (64), das zwischen der ersten Reflexionsfläche und der zweiten Reflexionsfläche angeordnet ist, um das von der ersten Reflexionsfläche reflektierte modulierte Licht aufzuteilen;

- wobei die Empfangsfläche, die erste Reflexionsfläche, die zweite Reflexionsfläche, die Transmissionsfläche und das modifizierte Wollastonprisma in ein Lichtaufteilungselement (53, 54) integriert sind, so daß eine Verstellung der optischen Achse des modulierten Lichts minimiert ist.

2. Optischer Kopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen der Empfangsfläche (53a) und der ersten Reflexionsfläche (53b) im wesentlichen dem Winkel zwischen der zweiten Reflexionsfläche (53c) und der Transmissionsfläche (53d) entspricht.

3. Optischer Kopf nach einem der Ansprüche 1 oder 2, ferner mit einer Strahlformungseinrichtung, die angrenzend an die erste Reflexionsfläche (53b) angeordnet ist, um den in eine (53e) ihrer Flächen eintretenden Lichtstrahl zu formen, die in das Lichtaufteilungselement (53, 54) integriert ist.

4. Optischer Kopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß er ferner einen Photodetektor (65) zum Überwachen der Intensität des von der Lichtquelle (51) emittierten Lichts aufweist, das auf die genannte Fläche (53e) der Strahlformungseinrichtung fällt.

5. Optischer Kopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Photodetektorsystem aus einer Kondensorlinse (56), einer Zylinderlinse (57) und einem Photodetektor (58), die aufeinanderfolgen, besteht, und es so ausgebildet ist, daß es aus durch es hindurchtretendem Licht durch ein Astigmatismusverfahren eine Fokusabweichung und durch ein Gegentaktverfahren eine Spurabweichung erfaßt.

6. Magnetooptisches Aufzeichnungs-/Wiedergabegerät mit einem optischen Kopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die polarisationsebene des modulierten Lichts in einer Richtung gedreht wird, die der Richtung entspricht, in der der von einem Fleck des Lichtstrahls beleuchtete Bereich der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums (55) magnetisiert ist.