Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Aufzeichnungs/Wiedergabevorrichtung für eine optische Karte. In der
Beschreibung umfaßt optische Karte nicht nur eine optische Karte,
auf/von der Information oder Daten optisch
aufgezeichnet/wiedergegeben werden können, sondern auch eine optische Karte,
auf/von der Information oder Daten magneto-optisch
aufgezeichnet/wiedergegeben werden können.
Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik
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Fig. 19 zeigt eine gesamte optische Karte sowie einen
vergrößerten Teil derselben.
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Eine Anzahl von mit Information beschriebenen bzw.
Informationsaufzeichnungsspuren 17, die durch Spurführungen 18
spezifiziert werden, sind in einem Informationsaufzeichnungsabschnitt
16 einer optischen Karte 1 vorgesehen. Bits, die Information
angeben, sind in Form von Pits 19 auf den Spuren 17 (im Falle der
optisch beschreibbaren/lesbaren Karte) aufgezeichnet. Die
Spurführungen 18 sind vorgesehen, damit ein optischer Kopf zur
Aufzeichnung/Wiedergabe den Spuren folgen kann (was als
Spurfolgeregelung bezeichnet wird).
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Bei der optischen Karte dieser Ausführungsform wird
Information optisch geschrieben/gelesen. In der
Aufzeichnungsbetriebsart werden die Pits 19 durch Bewirkung einer thermisch
irreversiblen Änderung durch Lichteinstrahlung im
Informationsaufzeichnungsabschnitt 16 ausgebildet. Umgekehrt wird in der
Wiedergabebetriebsweise Licht auf die Pits 19 sowie die diese
umgebenden Bereiche eingestrahlt und das reflektierte Licht
empfangen, womit das Vorhandensein oder Fehlen der Pits
nachgewiesen werden kann. Im Falle dieser Ausführungsform ist das
Lichtreflexionsvermögen an den Pits 19 und den Spurführungen 18
geringer als in den diese umgebenden Bereichen.
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Die Fig. 20 bis 22 zeigen ein Beispiel eines mechanischen
Aufbaus der Aufzeichnung/Wiedergabevorrichtung einer optischen
Karte. Eine solche Aufzeichnung/Wiedergabevorrichtung ist
beispielsweise in der US-Patentanmeldung Ser. No. 257632 (oder
EP-A2-0 296 590) und der US-Patentanmeldung Ser. No. 221092 (oder
EP-A2-0 300 481) beschrieben.
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In der Aufzeichnung/Wiedergabevorrichtung für die optische
Karte sind zwei Führungsstäbe 13 parallel in einem Gehäuse 10 mit
einer Karteneinführungsöffnung 11 angeordnet, womit ein
Führungsmechanismus 12 aufgebaut wird. Ein Halter 2 ist am
Führungsmechanismus 12 so abgestützt, das er in sich hin und her bewegen kann.
In Entsprechung zu den Abschnitten unterhalb eines
Halterbewegungswegs ist ein optischer Kopf 6 an der Karteneinführungsseite
angeordnet, und ein Kartenzuführmechanismus 5 ist an der
Rückseite angeordnet.
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Wie in Fig. 20 gezeigt, sind Lager 20 an beiden Seiten des
Halters 2 vorgesehen, womit der Halter 2 an den Führungsstäben
13 gehaltert wird. Ein Kartenhaltemechanismus 21 ist unterhalb
der Unterseite des Halters 2 vorgesehen. Die Höhenlage des
Kartenhaltemechanismus 21 wird auf die Lage der
Karteneinführungsöffnung 11 des Gehäuses 10 eingestellt.
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Wie in den Fig. 22 und 26 gezeigt, ist der
Kartenhaltemechanismus 21 folgendermaßen aufgebaut. Nach innen ragende Flansche
22 sind in den unteren Abschnitten gegenüberliegender Seitenwände
des Halters 2 ausgebildet, womit sie beide Seitenabschnitte der
optischen Karte 1 abstützen. Eine Kartenpreßplatte 23, deren
Seitenabschnitte den Flanschen 22 gegenüber stehen, ist zwischen
den Seitenwänden des Halters angeordnet. Preßmittel 24, deren
Druckkraft einstellbar ist, sind für die Kartenpreßplatte 23
vorgesehen. Ein Abschnitt 23a an der
Karteneinführungsöffnungsseite der Kartenpreßplatte 23 ist leicht so abgebogen, daß ein
Zwischenraum zwischen dem Abschnitt 23a und dem Flansch 22
vorgesehen wird. Andererseits ist ein gegenüberliegender
Seitenrandabschnitt der Kartenpreßplatte 23 lose in im Halter 2
ausgebildete konkave Abschnitte eingesetzt. Führungsrollen 41,
42 und 43 sind an den Flanschen 22 vorgesehen.
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Die Preßmittel 24 umfassen Federn 24a und 24b sowie einen
Hebel 25. Die Federn 24a sind zwischen den beiden
Seitenabschnitten der Kartenpreßplatte 23 und einem Teil des Halters 2
angeordnet und erzeugen eine relativ schwache Preßkraft. Die
anderen Federn 24b sind zwischen dem Hebel 25 und einem Teil des
Halters 2 angeordnet und erzeugen eine Preßkraft, die stärker als
die der Federn 24a ist. Eine Ende des Hebels 23 ist schwenkbar
an der Rückseite des Halters 2 gehaltert. Ein vorspringender
Preßabschnitt 26, der mit dem Mittelabschnitt der
Kartenpreßplatte 23 in Berührung ist, ist an der Unterseite des Hebels 25
ausgebildet. Am anderen Randabschnitt des Hebels 25 erstreckt
sich ein Arm 25a zur Seite und verläuft durch einen gekerbten
Abschnitt des Halters 2 und verläuft weiter nach unten. Über den
Arm 25a wird der Hebel 25 durch einen Nocken, ein Solenoid oder
einen anderen Bewegungsmechanismus 24c gegen die Federkraft der
Feder 24b nach oben gedrückt.
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Zurückkehrend zu den Fig. 20 und 21, sind ein Sensor 31 und
ein Kartenlade/auswerfmechanismus 3 an der Innenseite der
Karteneinführungsöffnung 11 angeordnet. Der Sensor 31 stellt die
eingeführte optische Karte 1 fest. Ansprechend auf das
Feststellungsergebnis des Sensors 31 lädt der
Kartenlade/auswerfmechanismus 3 automatisch die optische Karte 1 in den
Kartehaltemechanismus 21 des Halters 2 bzw. er wirft sie aus diesem aus.
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Der Kartenlade/auswerfmechanismus 3 ist unter dem Halter 2
angeordnet. Ein Paar aus rechtem und linkem Ladenocken 33 ist an
einer Welle 32 angebracht, die drehbar am Gehäuse 10 gehaltert
ist. Die Welle 32 wird durch einen Lademotor 37 über einen
Untersetzungsmechanismus angetrieben, der eine Rolle 36a und
einen Riemen 36b aufweist. Der Ladenocken 33 ist ein nahezu
halbkreisförmiger Nocken aus einem Gummimaterial. Wenn eine flache
Nockenfläche 33a des Ladenockens 33 horizontal über der Welle 32
angeordnet ist, nähert sich die Nockenfläche 33a der Unterseite
des Halters 2 in einer berührungslosen Weise. Wenn die Ladenocken
33 durch den Lademotor 37 gedreht werden, kommen kreisförmige
Nockenflächen 33b der Nocken 33 mit der optischen Karte 1 in
Berührung und transportieren die Karte 1 an eine bestimmte Stelle
des Kartenhalteabschnitts 22. Die flachen Nockenflächen 33a
stehen danach erneut dem Halter 2 gegenüber, und der Motor 37
hält an. Die Karte 1 wird durch die drehenden Nocken 33 in
entgegengesetzter Richtung zu derjenigen beim Ladevorgang
ausgeworfen.
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Ein Führungsstab 27 ist an der Rückseite des Halters 2 in
Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Halters 2
angeordnet. Der Führungsstab 27 haltert beweglich ein Gleitelement 28
und koppelt das Gleitelement 28 mit dem Kartenzuführmechanismus
5 in der folgenden Weise.
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Der Kartenzuführmechanismus 5 ist folgender Maßen aufgebaut.
Zwei Wellen 51 werden drehbar auf einem feststehenden Rahmen 50
im Gehäuse 10 gehaltert. Rollen 52 und 53 sind an beiden Wellen
51 fest angebracht. Ein Endlosriemen 54 ist um die Rollen 52 und
53 gelegt und zwischen ihnen gespannt. Ein Kupplungsstift 55 ist
an einer geeigneten Stelle des Endlosriemens 54 vertikal
angebracht. Der Stift 55 ist mit dem Gleitelement 28 drehbar
gekoppelt. Eine Rolle 56 ist am unteren Teil der Welle 51
befestigt. Die Drehkraft eines Antriebsmotors 58, der in nur
einer Richtung drehen kann, wird auf die Rolle 56 mit
Übertragungsmitteln 57, wie etwa einem Riemen oder dergleichen,
übertragen. Ein Drehkodierer 59 ist an der anderen Welle 51
angebracht. Der Schwerpunkt G des Kartenhalters 2 und der
Antriebsmittelpunkt P des Zuführmechanismus 5 sind auf der
gleichen Linie, die parallel zur Bewegungsrichtung des Halters
2 bei Blick von der flachen Fläche (auch von der Seitenfläche)
verläuft in dem Fall ausgerichtet, wo der Halters 2 von der
Karteneinführöffnungsseite zur Rückseite bewegt wird. Eine solche
Anordnung wird verwirklicht, indem die Mitte des Kupplungsstifts
55 des Gleitelements 28 auf eine Position auf einer
Kartenzuführ
richtungslinie, die durch den Schwerpunkt G des Halters 2
verläuft, gesetzt wird.
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Der optische Kopf 6 wird auf einer Spindel 60, die drehbar
in Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Halters 2
gehaltert ist, und einem festen Führungsstab 61 gehaltert. Die
Spindel 60 wird durch einen Kopfzuführmotor 62 angetrieben, der
vorwärts und rückwärts drehen kann. Wenn der Motor 62 arbeitet
wird der optische Kopf 6 daher durch den Führungsstab 61 und die
Spindel 60 geführt und in Richtung senkrecht zur Zuführrichtung
der optischen Karte durch die Drehung der Spindel 60 bewegt. Der
optische Kopf 6 greift also auf eine bestimmte aufgezeichnete
Information bzw. Aufzeichnungsspur der optischen Karte 1 zu. Ein
Kopfzuführmechanismus 7 ist durch die Spindel 16, den
Führungsstab 61 und dem Motor 62 aufgebaut.
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Das Arbeiten der Aufzeichnungs/Wiedergabevorrichtung für
eine optische Karte mit obigem Aufbau wird nun beschrieben. In
einem Karteneinführungswartezustand ist der Halter 2 in der Nähe
der Karteneinführungsöffnung 11 angeordnet. In diesem Zustand
arbeitet, wenn die optische Karte 1 an der
Karteneinführungsöffnung 11 eingeführt und die Karteneinführung durch den Sensor 31
festgestellt wird, der Kartenlade/auswerfmechanismus 3. Die
eingeführte optische Karte 1 wird als automatisch zum
Kartenhaltemechanismus 21 transportiert.
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Nachfolgend zieht und bewegt, wenn der Antriebsmotor 58 des
Kartenzuführmechanismus 5 arbeitet und der Endlosriemen 54 bewegt
wird, der an dem Riemen 54 ausgebildete Kupplungsstift 55 den
Halter 2 über das Gleitelement 28 längs der Führungswellen 13.
Der Halter 2 wird durch die kontinuierliche Drehung des nur in
einer Richtung arbeitenden Antriebsmotors 58 hin und her bewegt.
Während der Halter 2 zur Karteneinführungsöffnung 11
zurückgeführt wird, wird der Informationsaufzeichnungsabschnitt 16 der
optischen Karte 1 in Bezug auf den optischen Kopf 6 relativ
bewegt, womit Information aufgezeichnet/wiedergegeben wird. Wenn
der Halter 2 an die erste Stellung auf der Seite der
Einführungs
öffnung 11 zurückgeführt wird, arbeitet der Kopfzuführmotor 62,
und der optische Kopf 6 greift über die Spindel 60 und den
Führungsstab 61 auf die Spur zu. Der Kartenzuführvorgang wird in
einer ähnlichen Weise wie oben erneut wiederholt.
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Fig. 27 zeigt ein Beispiel eines Aufbaus des optischen
Kopfes 6. Der Kopf 6 weist auf: Ein optisches
Lichteinstrahlsystem 71 zum Einstrahlen des Lichts auf die optische Karte 1 und
ein optisches Lichtempfangssystem 81 für den Empfang von an der
optischen Karte 1 reflektiertem Licht.
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Das optische Lichteinstrahlsystem 71 enthält: einen
Halbleiter-Laser 73, eine Kollimationslinse 74, ein
Deformationsprisma 75, ein Beugungsgitter 76, einen Reflexionsspiegel 77 und
eine Objektivlinse 78. Das vom Halbleiter-Laser 73 abgegebene,
sich verbreiternde Licht wird durch die Kollimationslinse 74 in
ein Parallelbündel mit einem elliptischen Querschnitt
umgewandelt. Nachdem das Parallelbündel durch das Deformationsprisma 75
in ein Bündel mit einem praktisch kreisförmigen Querschnitt
deformiert worden ist, wird es durch das Beugungsgitter 76 in
drei Lichtbündel unterteilt. Die drei Lichtbilndel werden durch
den Reflexionsspiegel 77 in Richtung der optischen Karte 1
geleitet, wobei auf der optischen Karte 1 durch die Objektivlinse
78 Bilder ausgebildet werden. Wie in Fig. 28 gezeigt, wird ein
Lichtpunkt SPa durch Beugungslicht nullter Ordnung auf der
informationsbeschriebenen bzw. Informationsaufzeichnungsspur 17
ausgebildet. Andererseits werden Lichtpunkte SPb und SPc durch
positive und negative Beugung erster Ordnung auf den
Spurführungen 18 beiderseits der Spur 17 ausgebildet.
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Außer der Objektivlinse 78 und dem Reflexionsspiegel 77
enthält das optische Lichtempfangssystem 81: Kondensorlinsen 82
und 83, einen Halbspiegel 84 und Photodetektoren 85 und 86.
Reflexionslicht der Lichtpunkte SPa, SPb und SPc werden über die
Objektivlinse 78 und den Reflexionsspiegel 77 durch die
Kondensorlinsen 82 und 83 konvergent gemacht. Das konvergent
gemachte Licht wird durch den Halbspiegel 84 getrennt. Die
getrennten Lichtbündel werden auf die Photodetektoren 85 und 86
eingestrahlt.
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Bei obigem optischen System ist es zur genauen Ausbildung
des Bildes des Lichtpunktes SPa auf dem
Informationsaufzeichnungsabschnitt 16 der optischen Karte 1 erforderlich, den Abstand
zwischen der optischen Karte 1 und der Objektivlinse 78 zu regeln
(Fokussierungsregelung). Andererseits ist es zur genauen
Ausbildung des Bildes des Lichtpunktes SPa an der Stelle der
informationsbeschriebenen bzw. Informationsaufzeichnungsspur 17
im Informationsaufzeichnungsabschnitt 16 erforderlich, die Lage
der Objektivlinse 78 zu regeln (Spurfolgeregelung). Ein
Fokussierungsfehlersignal und ein Spurfehlersignal, die zur
Fokussierungsregelung und Spurfolgeregelung verwendet werden, werden
anhand von Lichtnachweissignalen der Photodetektoren 85 und 86
erzeugt. Auf der Grundlage des Fokussierungsfehlersignals regelt
ein Fokussierungsregelmechanismus den Abstand der Objektivlinse
78 von der optischen Karte 1. Auf der Grundlage des
Spurfehlersignals regelt ein Spurregelmechanismus die Lage der
Objektivlinse 78 in seitlicher Richtung so, daß die Lichtpunkte SPb und SPc
auf den Spurführungen 18 angeordnet werden.
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In der Aufzeichnungsbetriebsweise wird in einem Zustand, in
dem die automatische Fokussierungs- und Spurfolgeregelung
ausgeführt sind, der Halbleiter-Laser 73 durch
Hochleistungsimpulse, die auf der Grundlage von aufzuzeichnenden Daten
moduliert worden sind, angesteuert, während die optische Karte
1 in Richtung längs der Spurführungen 18 bewegt wird, womit eine
thermische irreversible Änderung auf dem
Informationsaufzeichnungsabschnitt 16 der optischen Karte 1 durch das Beugungslicht
nullter Ordnung bewirkt wird. Auf diese Weise wird ein Pit-Zug
erzeugt und Information aufgezeichnet.
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Andererseits wird in der Wiedergabetriebsweise in einem
ähnlichen Zustand, in welchem die automatische Fokussierungs- und
Spurfolgeregelung ausgeführt sind, der Pit-Zug durch das
Beugungslicht nullter Ordnung abgetastet, während die optische
Karte 1 in Richtung der Spurführung 18 bewegt wird, womit
reflektiertes Licht durch den Photodetektor 86 nachgewiesen wird.
Die auf der optischen Karte 1 aufgezeichnete Information wird auf
der Grundlage eines Ausgangssignals des Photodetektors 86
ausgelesen.
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Fig. 29 zeigt ein Blockschaltbild der Kartenaufzeichnungs/-
Wiedergabevorrichtung mit obigem Aufbau. Der optische Kopf 6 wird
durch eine Fokussierungsregelungsschaltung 45 und eine
Spurführungsregelungsschaltung 46 bewegt und ist über einen
Signalprozessor 47 zur Verarbeitung des Lichtnachweissignals mit einer
Systemsteuerung 48 elektrisch verbunden. Die
Fokussierungsregelungsschaltung 45 und die Spurführungsreqelungsschaltung 46
werden durch die Systemsteuerung 48 gesteuert. Der Kartenlade-
/Auswerfmechanismus 3 und der Kopfzuführmechanismus 7 sind mit
der Systemsteuerung 48 elektrisch verbunden. Der
Kartenzuführmechanismus 5 ist über eine Kartenzuführungssteuerschaltung 44
ebenfalls mit der Systemsteuerung 48 elektrisch verbunden. Das
Arbeiten eines jeden Abschnitts des Mechanismus in der
Aufzeichnungs- oder Wiedergabebetriebsweise wird durch die
Systemsteuerung 48 gesteuert. Die Systemsteuerung 48 ist über eine
externe Schnittstelle 49 mit einer externen Terminalvorrichtung
70 verbunden.
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Bei der Kartenaufzeichnungs-/Wiedergalbevorrichtung mit
obigem Aufbau werden das Fokussierungsfehlersignal und das
Spurführungsfehlersignal als grundlegende Signale für die
Fokussierungs- und Spurführungsregelung auf der Grundlage des vom
Halbleiter-Laser als Lichtquelle abgegebenen. Lichts gebildet.
Wenn der Halbleiter-Laser 73 in der
Informationsaufzeichnungsbetriebsweise mit hoher Leistung intermittierend betrieben wird,
schwanken die grundlegenden Signale daher stark, so daß
Fokussierungs- und Spurführungsfehler auftreten. Um solche Fehler zu
vermeiden, wenn der der Halbleiter-Laser 73 mit hoher
Ausgangsleistung intermittierend betrieben wird, ist es erforderlich, die
Fokussierungs- und Spurführungsregelung zu unterbrechen und die
Objektivlinse 78 in der Stellung unmittelbar vor dem Betreiben
mit hoher Leistung zu belassen. Eine solche Steuerung bzw.
Regelung wird daher sehr kompliziert.
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Bei der Wiedergabe der aufgezeichneten Information wird ein
Pit-Zug der Pits 19 auf der Spur 17 mit einem Lichtpunkt SPa
nahezu gleicher Größe wie ein Pit 19 abgetastet und eine Änderung
der reflektierten Lichtmenge mit dem Photodetektor 86
nachgewiesen. Wenn im Zusammenhang mit dem Transport der optischen
Karte 1 Schwingungen auftreten, weicht der Lichtpunkt SPa von dem
Pit 19 ab, so daß sich der Störabstand des Lichtnachweissignals
verschlechtert. Insbesondere ist bei der Kartenaufzeichnungs-
/Wiedergabevorrichtung die Schwingung größer als bei einem
Antrieb für eine optische Platte oder dergleichen. Wenn
beabsichtigt ist, die Informationsaufzeichnungs- oder
Wiedergabegeschwindigkeit zu erhöhen, erhöhen sich infolge eines solchen
Hochgeschwindigkeitsvorgangs auch die Schwingungen. Eine solche
hohe Aufzeichnungs-/Wiedergabegeschwindigkeit läßt sich daher
schwer verwirklichen.
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Ferner wird, wenn die aufgezeichnete Information
wiedergegeben wird, der Halbleiter-Laser 73 in einem Zustand
verwendet, in dem seine Leistung auf einen unteren Grenzwert
vermindert ist, der für eine stabile Oszillation ausreicht. Auch
im Falle eines so niedrigen Wertes besteht jedoch das Problem,
daß Energiedichten der Lichtpunkte SPa bis SPc immer noch hoch
sind und die Pits 19 und Spurführungen 18 auf der optischen Karte
1 durch wiederholte Wiedergabevorgänge verschlechtert werden, so
daß der Lichtnachweissignalpegel abnimmt.
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Fig. 30 ist eine Konstruktionsdarstellung, welche ein
weiteres Beispiel des allgemeinen Aufbaus eines optischen Kopfes
zeigt, der in der Kartenaufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung
montiert ist.
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In der Darstellung weist der optische Kopf auf: einen
Halbleiter-Laser 91 als Lichtquelle zur Einstrahlung von Licht
auf die optische Karte 1, einen Photodetektor 100, der mit
verschiedenen Arten von lichtempfindlichen Elementen für den
Empfang von von der optischen Karte 1 reflektiertem Licht und für
die Ausgabe von elektrischen Signalen, die den nachgewiesenen
Lichtmengen entsprechen, aufgebaut ist, und ein optisches System
zum Leiten des vom Halbleiter-Laser 91 abgegebenen Lichts zur
optischen Karte 1 und zum Leiten des reflektierten Lichts von der
optischen Karte 1 zum Photodetektor 100. Das optische System
weist auf: eine Kollimationslinse 92, einen ablenkenden
Strahlenteiler 93, eine Objektivlinse 94 und eine Kondensorlinse 95.
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Bei obigem Aufbau durch das vom Halbleiter-Laser 91
abgegebene Licht über die Kollimationslinse 92 und den
ablenkenden Strahlenteiler 93 gesendet und erreicht die Objektivlinse 94.
Dann wird es durch die Objektivlinse 94 konvergent gemacht und
auf die optische Karte 1 eingestrahlt. In dazu umgekehrter Weise
durchläuft von der optischen Karte 1 reflektiertes Licht die
Objektivlinse 94 und wird durch den ablenkenden Strahlenteiler
93 abgelenkt, durch die Kondensorlinse 95 konvergent gemacht und
dem Photodetektor 100 eingegeben. Der Photodetektor 100 weist
lichtempfindliche Elemente für Reproduktionssignale,
lichtempfindliche Elemente zur Fokussierungsregelung und
lichtempfindliche Elemente zur Spurführungsregelung auf. Elektrische Signale,
die nachgewiesenen Lichtmengen entsprechen, werden von den
lichtempfindlichen Elementen ausgegeben.
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Es wird nun ein Fokussierungsregelungsmechanismus unter
Bezugnahme auf Fig. 31 beschrieben.
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In der Zeichnung durchläuft das von der optischen Karte 1
reflektierte Licht des vom Halbleiter-Laser 91 ausgesandten
Lichts die Kondensorlinse 95 und wird durch zwei im Photodetektor
100 enthaltene lichtempflindliche Elemente 101a und 101b zur
Fokussierungsregelung nachgewiesen. Elektrische Signale der
lichtempfindlichen Elemente 101a und laib zur
Fokussierungsregelung werden jeweils durch Verstärker 105a und 105b verstärkt
und auf einen Differenzverstärker 106 zur Verstärkung der
Differenz zwischen den verstärkten Ausgaben der Verstärker 105a
und 105b gegeben. Ein Antriebsmechanismus 109 für die
Objektivlinse 94 wird durch eine Fokussierungsregelungsschaltung 107 auf
der Grundlage der Differenzausgabe F des Differenzverstärkers 106
angesteuert.
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Bei obigem Aufbau durchläuft, wenn die optische Karte 1 an
einer mit A bezeichneten Stelle vorliegt und der Relativabstand
zwischen der optischen Karte 1 und der Objektivlinse 94 der
optimale Abstand ist, das von der optischen Karte 1 reflektierte
Licht die Objektivlinse 94 und Kondensorlinse 95 und tritt in die
lichtempfindlichen Elemente 101a und 101b zur
Fokussierungsregelung mit gleichen Lichtmengen ein, so daß die
Differenzausgabe F des Differenzverstärkers 106 null ist.
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Andererseits wird, wenn die optische Karte 1 an einer bei
B oder C gezeigten Stelle vorliegt, das reflektierte Licht zu
irgendeinem der lichtempfindlichen Elemente 101a und laib
abgelenkt und bildet ein Bild so, daß der Differenzverstärker 106
eine negative oder positive Differenzausgabe F ausgibt.
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Fig. 32 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem
Relativabstand zwischen Objektivlinse 94 und optischer Karte 1
und der Differenzausgabe F bei obigem Aufbau zeigt. Wenn die
optische Karte 1 an der Stelle A vorliegt, wird die
Differenzausgabe F null. Wenn die optische Karte 1 an der Stelle B oder
C vorliegt, hat die Differenzausgabe F einen negativen oder
positiven Wert, der dem Relativabstand entspricht. Ein solcher
Fall entspricht einem Zustand, in welchem die
Fokussierungsregelung nicht korrekt ausgeführt wird. Wenn ein Signal mit einem
negativen oder positiven Wert als Differenzausgabe F ausgegeben
wird, betätigt zur Nullsetzung der Differenzausgabe F die
Fokussierungsregelungsschaltung 107 den Antriebsmechanismus 109,
so daß die Lage der Objektivlinse 94 einreguliert wird, das
heißt, daß durchgeführt wird, was man Fokussierungsregelung
nennt.
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Wenn jedoch die Fokussierungsregelung in obiger Weise
durchgeführt wird, ergeben sich die folgenden Probleme.
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Die Fig. 33a und 33b sind Darstellungen, die die
entsprechenden Beziehungen zwischen der optischen Karte 1, einem
Einstrahlungslichtpunkt SP (entsprechend einem Nachweislichtpunkt
auf den lichtempfindlichen Elementen zur Fokussierungsregelung),
der auf die optische Karte 1 eingestrahlt wird, und den
lichtempfindlichen Elementen 101a und 101b zur Fokussierungsregelung
zeigen. Wie in Fig. 33a gezeigt, enthält, wenn der
Einstrahlungslichtpunkt SP in Normallage in Richtung senkrecht zu den
Spurführungen 18 der optischen Karte 1 vorliegt, der
Einstrahlungslichtpunkt SP zwei Spurführungen 18 in seinem Bereich. Die
Differenzausgabe F wird in diesem Fälle, wie durch eine
durchgehende Linie im Graphen der Fig. 32 gezeigt, gewonnen. Wenn
andererseits der Lichtpunkt SP an einer Stelle vorliegt, die
gegenüber der Normallage, wie in Fig. 33b gezeigt, versetzt ist,
bestrahlt der Lichtpunkt SP drei Spurführungen. In einem solchen
Fall nimmt die Reflexionslichtmenge 18 um die Menge einer
Spurführung ab (das Reflexionsvermögen der Spurführung ist, wie
oben erwähnt, nämlich kleiner als dasjenige anderer Abschnitte),
so daß die Differenzausgabe F, wie durch die gestrichelte Linie
in Fig. 32 gezeigt, abnimmt. Wie oben erwähnt, besteht das
Problem, daß die Fokussierungsregelung nicht exakt durchgeführt
werden kann, wenn die Differenzausgabe F schwankt.
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Als ein Verfahren zur Lösung obiger Probleme wird
beispielsweise in Betracht gezogen, einen Haltemechanismus vorzusehen, der
die Einstrahlungsposition des Einstrahlungslichtspunkts SP auf
die optische Karte 1 stets an der Normalposition hält, oder eine
Korrekturverarbeitungsschaltung für das Differenzsignal F der
Fokussierungsregelungsschaltung 107 vorzusehen. Solche Verfahren
sind jedoch nicht praktisch, weil der Aufbau der Vorrichtung
kompliziert wird und die Verarbeitungszeit lang ist.
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Als weitere Kartenaufzeichnungs-/Wiedercfabevorrichtung ist
eine Vorrichtung mit einem Aufbau bekannt, bei welchem
lichtempfindliche Elemente zur Aufzeichnung/Wiedergabe,
lichtempfindlicher Elemente zur Fokussierungsregelung und ein
lichtempfindli
ches Element zur Spurführungsregelung an einer ebenen Fläche des
Photodetektors 100 angeordnet sind. Die Fig. 34a und 34b sind
Zeichnungen, welche die entsprechenden Beziehungen zwischen den
lichtempfindlichen Elementen 102 zur Aufzeichnung/Wiedergabe, den
lichtempfindlichen Elementen 101a und 101b zur
Fokussierungsregelung und einem lichtempfindlichen Element 103 zur
Spurführungsregelung des Photodetektors 100, einen
Einstrahlungslichtpunkt SP1 auf der optischen Karte 1 (ein Einfallslichtpunkt auf
dem Photodetektor 100 ist auch der gleiche wie der
Einstrahlungslichtpunkt SP1) und die optische Karte 1 zeigt. Im Photodetektor
100 sind die lichtempfindlichen Elemente 101a und 101b zur
Fokussierungsregelung im unteren Teil, ist eines der
lichtempfindlichen Elemente 102 für die Aufzeichnung/Wiedergabe im
oberen Teil, das lichtempfindliche Element 103 zur
Spurführungsregelung im noch weiter oben liegenden Teil und das andere
lichtempfindliche Element 102 zur Aufzeichnung/Wiedergabe im noch
weiter oben liegenden Teil angeordnet ("oben" und "unten"
bezeichnen "oben" und "unten" in den Fig. 34a und 34b).
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Wenn jedoch die Fokussierungsregelung mit dem Photodetektor
100 durchgeführt wird, bei dem die lichtempfindlichen Elemente
101a, 101b, 102 und 103 in einer einzigen Ebene angeordnet sind,
ergeben sich die folgenden Probleme.
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Es wird, wie in Fig. 34a gezeigt, die Fokussierungsregelung
korrekt durchgeführt, wenn die Hauptachsenrichtung des
elliptischen Nachweislichtpunktes SP1, der im Photodetektor 100 erhalten
wird, mit der Anordnungsrichtung der lichtempfindlichen Elemente
101a bis 103 zusammenfällt. Wenn jedoch, wie in Fig. 34b gezeigt,
die Hauptachse des Nachweislichtpunkts SP1 gegenüber der
Normallage geneigt und verschoben ist, wird, selbst wenn der
Fokussierungszustand normal (die in Fig. 31 durch A gezeigte
Lage) ist, eine große Einfallslichtmenge aus dem
Nachweislichtpunkt SP1 durch irgendeines der beiden lichtempfindlichen
Elemente 101a und laib zur Fokussierungsregelung nachgewiesen.
Ein solcher Zustand wird nicht als korrekter Fokussierungszustand
angesehen, so daß die Fokussierungsregelung nicht korrekt
ausgeführt werden kann. Eine solche Situation, bei welcher der
Nachweislichtpunkt SP1 geneigt und gegenüber der Normallage
versetzt ist, tritt in einem Fall auf, wo der
Einstrahlungslichtpunkt SP1 schräg auf die optische Kartel eingestrahlt wurde oder
wo der durch das Reflextionslicht gebildete Nachweislichtpunkt
SP1 auf dem Photodetektor 100 infolge einer Schwankung des
optischen Systems in einem verwundenen Zustand ausgebildet wird.
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Als Verfahren zur Lösung des obigen Problems wird
beispielsweise in Betracht gezogen, einen Justiermechanismus zur
Einjustierung derart vorzusehen, daß die Hauptachsenrichtung des
Nachweislichtpunkts SP1 mit der Anordnungsrichtung der
lichtempfindlichen Elemente 101a bis 103 zusammenfällt. Ein solches
Verfahren ist jedoch nicht praktisch, weil der Aufbau der
Vorrichtung kompliziert wird und eine lange Verarbeitungszeit
benötigt wird.
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Fig. 35 zeigt den Nachweisvorgang eines weiteren
Photodetektors. Das heißt, Fig. 35 ist eine Darstellung zur Erläuterung der
Nachweislichtmenge der lichtempfindlichen Elemente zur
Aufzeichnung/Wiedergabe des Photodetektors 100 in einem Fall, wo die
optische Karte 1 mit dem Einstrahlungslichtpunkt (entsprechend
dem Nachweislichtpunkt) abgetastet wurde. Wenn die optische Karte
1 in Richtung des Leerpfeils bewegt wird, bewegt sich der
Einstrahlungslichtpunkt relativ zu den mit SP21, SP22 und SP23
angegebenen Lagen. Wenn in Verbindung mit der Bewegung des
Lichtpunkts der Lichtpunkt SP21 auf die Stelle eingestrahlt wird,
wo ein Pit 19 existiert, wird die Reflexionslichtmenge ein
Minimum und die festgestellte Lichtmenge erreicht auch den
Minimalwert k&sub1;. Wenn andererseits ein Lichtpunkt SP23 auf die
Stelle eingestrahlt wird, wo kein Pit 19 vorhanden ist, wird die
Reflexionslichtmenge der Maximalwert k&sub2;. Ein Reproduktionssignal
wird auf der Grundlage einer solchen festgestellten Lichtmenge
gebildet.
-
Bei obigem Aufbau besteht jedoch das Problem, daß die
nachgewiesene Lichtmenge nicht exakt in Entsprechung zum
Vorhandensein oder Fehlen des Pits 19 gewonnen wird und ein
Reproduktionssignal der korrekten Information nicht gebildet
werden kann.
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Das heißt beispielsweise, wenn sich der
Einstrahlungslichtpunkt SP22 gerade zwischen zwei Pits 19 befindet, werden die
beiden Seitenabschnitte des Einstrahlungslichtpunkts SP22 auf die
Pits 19 eingestrahlt, die an den beiden Seiten liegen. Es wird
also eine Zwischenlichtmenge k&sub3; zwischen der Minimallichtmenge k&sub1;
und der Maximallichtmenge k&sub2; festgestellt. Eine solche
Zwischenlichtmenge k&sub3; wird ein Hindernis bei der Bildung des
Reproduktionssignals.
-
EP-A-0 302 507, die als den am nächsten kommenden Stand der
Technik darstellend angesehen wird, offenbart eines optischen
Kartenleser, der einen elliptischen Strahlpunkt auf eine Anzahl
von parallelen Spuren einstrahlt. Der reflektierte Strahl wird
auf eine Anzahl von Photodioden eingestrahlt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
neuartige Wiedergabevorrichtung für eine optische Karte zu
schaffen, bei welcher durch Ausbildung eines spaltartigen
optischen Bildes auf einer optischen Karte die Fokussierungs- und
Spurfolgeregelungen einfach durchgeführt werden können, die
Aufzeichnungsvorgänge mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt
werden können und eine Verschlechterung von Pits und
Spurführungen verhindert ist.
-
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer
Wiedergabevorrichtung für eine optische Karte, bei welcher die
Fokussierungsregelung stets auch dann richtig ausgeführt werden
kann, wenn die Lageabstimmung eines Einstrahlungslichtpunkts in
Richtung senkrecht zu den Spurführungen nicht richtig ist.
-
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer
Wiedergabevorrichtung für eine optische Karte, bei welcher die
Fokussierungsregelung stets exakt durchgeführt werden kann, auch
wenn die Längsrichtung eines Nachweislichtpunkts sich von der
Anordnungsrichtung von lichtempfindlichen Elementen
unterscheidet.
-
Die Erfindung erfolgt in Berücksichtigung obiger Probleme
und eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, daß eine
nachgewiesene Lichtmenge exakt in Entsprechung zum Vorhandensein oder
Fehlen von Informationspits gewonnen und ein Wiedergabesignal
korrekter Information gebildet werden kann.
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Obige Aufgaben werden gelöst durch eine
Wiedergabevorrichtung für eine optische Karte zur Wiedergabe von Information
von einer optischen Karte, die mit einer Anzahl von parallel
zueinander angeordneten Spuren ausgebildet ist, aufweisend:
-
eine Lichtquelle zur Abgabe von Licht,
-
einen Photodetektor, welcher eine Anzahl von
lichtempfindlichen Elementen enthält, zur Wiedergabe aufgezeichneter
Information,
-
ein optisches System zur Ausbildung eines Punktes auf der
optischen Karte aus dem von der Lichtquelle abgegebenen Licht und
zur Ausbildung eines Bildes aus reflektiertem Licht auf dem
Photodetektor, wobei
-
das eingestrahlte Lichtbündel die Spuren senkrecht kreuzt
und eine Anzahl von Spuren abdeckt und an den einzelnen Spuren
reflektierte Lichtbündel auf die betreffenden lichtempfindlichen
Elemente auftreffen, wodurch die aufgezeichnete Information
gleichzeitig aus der Anzahl von Spuren ausgelesen wird,
-
die Lichtquelle eine Endflächen-Leuchtdiode ist, deren Licht
abgebende Fläche spaltartige Form hat, und der spaltartige Punkt
durch Bündeln des von der Licht abgebenden Fläche der Diode
abgegebenen Lichts ausgebildet wird, wobei das Licht-Bild der
Licht abgebenden Fläche der Leuchtdiode eine Breite hat, die im
wesentlichen über die nahezu gesamte Länge des Licht-Bildes
konstant ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Fig. 1 ist eine Darstellung, welche ein optisches System
eines optischen Kopfes zeigt;
-
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht, welche den
Elementaufbau einer Endflächen-Leuchtdiode zeigt;
-
Fig. 3a bis 3f sind Erläuterungsdarstellungen, welche
Herstellungsverfahren für die Endflächen-Leuchtdioden zeigen;
-
Fig. 4 zeigt eine Lichtabgabefläche der
Endflächen-Leuchtdiode und ihre Lichtabgabeintensität;
-
Fig. 5 zeigt einen Lichtpunktausbildungszustand auf einer
optischen Karte;
-
Fig. 6 und 7 zeigen auf einen Photodetektor eingestrahlte
Lichtbilder;
-
Fig. 8 zeigt das Prinzip der Fokussierungsregelung;
-
Fig. 9 zeigt Signalwellenformen bei der
Fokussierungsregelung;
-
Fig. 10 zeigt das Prinzip der Spurführungsregelung;
-
Fig. 11 zeigt Signalwellenformen bei der Spurfolgeregelung;
-
Fig. 12 zeigt das Wiedergabeprinzip der aufgezeichneten
Information;
-
Fig. 13 zeigt ein Beispiel einer Signalwellenform bei
Wiedergabe;
-
Fig. 14 zeigt eine weitere Ausführungsform eines optischen
Systems eines optischen Kopfs;
-
Fig. 15a und 15b beziehen sich auf eine weitere
Ausführungsform der Erfindung und sind Darstellungen, welche die
entsprechenden Beziehungen zwischen einer optischen Karte, einem
Einstrahlungslichtpunkt (entsprechend einem Nachweislichtpunkt
in lichtempfindlichen Elementen zur Fokussierungsregelung), der
auf die optische Karte eingestrahlt wird, und lichtempfindlichen
Elementen zur Fokussierungsregelung zeigen;
-
Fig. 16a und 16b beziehen sich auf eine weitere
Ausführungsform und sind Darstellungen, die die entsprechenden Beziehungen
zwischen den einzelnen lichtempfindlichen Elementen eines
Photodetektors, einem Nachweislichtpunkt (Einstrahlungslichtpunkt
entsprechend dem Nachweislichtpunkt), der mit dem Photodetektor
erhalten wird, und einer optischen Karte zeigen;
-
Fig. 17a bis 18 beziehen sich auf eine weitere
Ausführungsform;
-
Fig. 17a und 17b sind Vorderansichten verschiedener
Ausführungsformen von lichtempfindlichen
Aufzeichnungs/Wiedergabeelementen;
-
Fig. 18 ist eine Erläuterungsdarstellung zur Erläuterung der
nachgewiesenen Lichtmenge der Aufzeichnungs/Wiedergabeelemente
eines Photodetektors entsprechend einem Abtastzustand eines
Einstrahllichtpunkts (entsprechend einem Nachweislichtpunkt) auf
die optische Karte;
-
Fig. 19 bis 35 zeigen zugehörigen Stand der Technik;
-
Fig. 19 zeigt eine gesamte optische Karte und einen
vergrößerten Teil dieser Karte;
-
Fig. 20 ist eine Draufsicht, die eine schematische Anordnung
einer Aufzeichnungs/Wiedergabvorrichtung für eine optische Karte
zeigt;
-
Fig. 21 ist ein Querschnitt längs Linie XXI-XXI der Fig. 20;
-
Fig. 22 ist ein Querschnitt längs Linie XXII-XXII der Fig.
20;
-
Fig. 23 ist eine Draufsicht eines Halters, welche eine
externe Ansicht eines Kartenhaltemechanismus zeigt;
-
Fig. 24 ist eine Schnittansicht, welche einen Aufbau des
Kartenhaltemechanimus zeigt;
-
Fig. 25 ist eine Vorderansicht, welche den Aufbau des
Kartenhaltemechanismus zeigt;
-
Fig. 26 ist eine Schnittansicht, welche das Arbeiten des
Kartenhaltemechanismus zeigt;
-
Fig. 27 zeigt ein optisches System eines optischen Kopfes;
-
Fig. 28 zeigt Lichtpunkte auf einer optischen Karte;
-
Fig. 29 ist ein Blockschaltbild, welches einen
Schaltungs
aufbau einer Aufzeichnungs/Wiedergabevorrichtung für eine
optische Karte zeigt;
-
Fig. 30 zeigt einen allgemeinen Aufbau eines optischen
Kopfes;
-
Fig. 31 zeigt einen allgemeinen Aufbau eines
Fokussierungsregelungsmechanismus;
-
Fig. 32 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen einer
Differenzausgabe und einem Relativabstand bei
Fokussierungsregelung zeigt;
-
Fig. 33a bis 33b sind Darstellungen entsprechend der Fig.
15a und 15b;
-
Fig. 34a und 34b sind Darstellungen entsprechend dem Fig.
16a und 16b; und
-
Fig. 35 ist eine Darstellung entsprechend Fig. 18.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In einer Ausführungsform einer
Kartenaufzeichnungs/Wiedergabevorrichtung zeigt Fig. 1 ein optisches System eines optischen
Kopfes, der in einer solchen Vorrichtung eingebaut ist. Der
mechanische Aufbau der Kartenaufzeichnungs/Wiedergabevorrichtung
ist praktisch gleich wie der in den Fig. 20 bis 26 gezeigte, und
seine Beschreibung wird hier weggelassen.
-
Das in Fig. 1 gezeigte optische System enthält ein erstes
optisches Lichteinstrahlsystem 111, welches einen Halbleiter-
Laser 114 als Lichtquelle verwendet und ein zweites optisches
Lichteinstrahlsystem 112, welches eine Endflächen-Leuchtdiode 119
als Lichtquelle verwendet. Das vom zweiten optischen
Lichteinstrahlsystem 112 abgegebene Licht wird auf die optische Karte
projiziert, und das reflektierte Licht wird Photodetektoren 125
und 126 zugeleitet und durch das optische Lichtempfangssystem 113
nachgewiesen.
-
Das erste optische Lichteinstrahlsystem 111 wird zur
Aufzeichnung von Information verwendet und verwendet den
Halbleiter-Laser 114 als Lichtquelle und enthält eine
Kollimationslinse 115, ein Deformationsprisma 116, einen ablenkenden
Strahlenteiler 117 und eine Objektivlinse 118. Der Halbleiter-
Laser 114 wird nur in der Informationsaufzeichnungsbetriebsweise
betrieben. Das von dem Halbleiter-Laser 114 abgegebene Licht wird
durch die Kollimationslinse 115 in ein Parallelbündel mit nahezu
elliptischem Querschnitt umgewandelt. Nur die Nebenachsenrichtung
der Ellipse des Parallelbündels wird durch das Deformationsprisma
116 vergrößert, so daß der Querschnitt des Parallelbündels in
etwa einen Kreis deformiert wird. Das Kreisbündel enthält wegen
der Charakateristik des Halbleiter-Lasers im wesentlichen eine
P-Polarisations-Komponente. Das nahezu kreisförmige Bündel
durchläuft den ablenkenden Strahlenteiler 117 und tritt in die
Objektivlinse 118 ein. Das Licht wird durch die Objektivlinse 118
auf die optische Karte 1 konvergent gemacht und wird, wie in Fig.
5 gezeigt, ein kreisförmiger Lichtpunkt SPW. Durch den Lichtpunkt
SPW wird die Energiedichte lokal angehoben und eine thermische
irreversible Änderung im Informationsaufzeichnungsabschnitt 116
der optischen Karte 1 bewirkt, wodurch die Pits 19, die die
aufzuzeichnende Information angeben, ausgebildet werden.
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Die optische Karte 1 bewegt sich in der (durch einen Pfeil
in Fig. 5 gezeigten) Richtung längs der Spurführungen 118. Wenn
durch die aufzuzeichnende Information modulierte Impulse auf den
Halbleiter-Laser 114 gegeben werden und der Laser 114
impulsartiges Licht abgibt, werden die Pits 119 nach und nach auf der
optischen Karte 1 ausgebildet und die Information als Pit-Zug auf
der Informationsaufzeichnungsspur 117 aufgezeichnet.
-
Das zweite optische Lichteinstrahlsystem 112 benutzt die
Endflächenleuchtdiode 119 als Lichtquelle, und das von der Diode
119 abgegebene Licht wird durch die Kollimationslinse 120 in ein
nahezu paralleles Bündel umgewandelt. Nur die S-Polarisations-
Lichtkomponente des Parallelbündels wird durch den ablenkenden
Strahlenteiler 117 reflektiert und tritt in die Objektivlinse 118
unter einem Winkel ein, der gegenüber der optischen Achse um
beispielsweise ungefähr 1 mm versetzt ist. Ein Bild der
Lichtabgabefläche der Endflächen-Leuchtdiode 119 wird auf der
optischen Karte 1 ausgebildet.
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Die Lichtabgabefläche der Diode 119 hat eine spaltartige
(langgestreckte, rechteckige) Form. Die Diode 119 wird in den
Aufzeichnungs- und Wiedergabebetriebsweisen kontinuierlich
betrieben und bildet ein spaltartiges optisches Bild SPS, wie es
in Fig. 5 gezeigt ist, auf der optischen Karte 1 aus.
-
Eine breite Endflächen-Leuchtdiode des Mesa-Typs oder
dergleichen wird als Endflächen-Leuchtdiode 119 verwendet. Fig.
2 zeigt einen Aufbau für die Diode 119. Die Fig. 3a bis 3f zeigen
im einzelnen die Herstellungsschritte für die Diode 119.
-
In Fig. 3a werden zunächst eine n-GaAs-Pufferschicht 132,
eine untere n-AlGaAs-Überzugsschicht 133, eine GRIN-SQW (Graded
Index Single Quantum Well) Aktivschicht 134, eine obere p-AlGaAs-
Überzugsschicht 135 und eine p-GaAs-Deckschicht 136 auf einem
(100) n-GaAs-Substrat 131 durch einen
Molekularstrahl-Epitaxialprozeß aufgewachsen, womit eine GRIN-SCH-SQW-Struktur (SCH:
Separate Confinement Heterostructures) ausgebildet wird. Obwohl
nicht gezeigt, hat die GRIN-SQW-Aktivschickt 134 eine zentrale
SQW-Schicht sowie obere und untere GRIN-Schichten, die auf und
unter der SQW-Schicht angeordnet sind. Die n-GaAs-Pufferschicht
132 enthält eine Übergitter-Pufferschicht.
-
Beispielsweise wird im Falle einer Leuchtdiode, welche
Spaltlicht einer Breite von 50 um aussendet, eine Cr/Au-Schicht
137 einer Breite von 50 um auf der Deckschicht 136 durch eine
Abhebeprozeß ausgebildet.
-
Als nächstes wird, wie in Fig. 3b gezeigt, ein AZ-Resist 138
erneut auf der Oberseite der Deckschicht 136 aufgetragen und ein
Fenster in der Breite 100 um um die Cr/Au-Schicht 137 als Mitte
herum ausgebildet.
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Das Ätzen wird unter Verwendung der Cr/Au-Schicht 137 und
des AZ-Resist 138 als Ätzmaske durch reaktive Ionenätzung unter
Verwendung von BCl&sub3; durchgeführt, bis der Ätzbereich die untere
Abdeckschicht 133 erreicht, wodurch eine Nut 139, wie in Fig. 3c
gezeigt, und eine Mesa-Struktur einer Breite von 50 um
ausgebildet wird. Danach wird der AZ-Resist 138 durch einen
O&sub2;-Veraschungsprozeß beseitigt.
-
Als nächstes wird, wie in Fig. 3d gezeigt, ein SiNx-
Isolationsfilm 140 auf der gesamten Oberfläche, einschließlich
der Nut 139 der Scheibe, durch einen Plasma-CVD-Prozeß
ausgebildet.
-
Ferner wird, wie in Fig. 3e gezeigt, eine Fensterätzung zur
Kontaktierung durch einen RIE-Prozeß unter Verwendung von CF&sub4; +
H&sub2; Gas durchgeführt, wodurch ein Fenster 141 in der
Isolationsschicht 140 im oberen Teil der Cr/Au-Schicht 137 ausgebildet
wird.
-
Schließlich wird die Rückseite geschliffen und poliert und
es werden, wie in Fig. 3f gezeigt, eine Cr/Au-Elektrode 142 und
eine AuGeNi/Au-Elektrode auf beide Oberflächen aufgedampft, womit
jeweils Legierungen ausgebildet werden.
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Ein Stab einer Resonatorlänge von ungefähr 100 um wird durch
einen Kristallspaltungsprozeß aus der in obiger Weise
hergestellten Scheibe herausgeschnitten. Eine Al&sub2;O&sub3;-Schicht
(nichtreflektierende Beschichtung) einer Dicke von λ/4n (λ: Lichtwellenlänge,
n: Brechungsindex) wird ausgangsflächenseitig ausgebildet. Danach
wird der Stab in Chips unterteilt. Der unterteilte Chip wird auf
einem Kühlkörper aus Si durch AuSn-Lötung in einem Junction-down-
Prozeß montiert.
-
Die Mittelwellenlänge der Lichtemission der in obiger Weise
hergestellten Endflächen-Leuchtdiode 119 wird beispielsweise auf
780 um eingestellt. Die Diode 119 hat eine spaltartige
Lichtabgabeoberfläche LS, wie in Fig. 4 gezeigt, und ihre Leuchtintensität
ist, wie in dem Diagramm gezeigt, über die Oberfläche nahezu
gleichförmig.
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Fig. 5 zeigt das Lichtbild SPS der Lichtabgabeoberfläche der
Diode 119, das auf der optischen Karte 1 ausgebildet wird. Da
Lichtbild SPS erstreckt sich in etwa senkrecht quer über die
Spurführungen 18 auf der optischen Karte 1. Beispielsweise wird
die Länge des Lichtbilds SPS auf 50 um und die Breite auf
ungefähr 3 um eingestellt und ein Bereich, der drei Spurführungen
18 überdeckt, beleuchtet.
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In Fig. 5 ist der Lichtpunkt SPW des Halbleiter-Lasers 114
an einer Stelle ausgebildet, welche vom Lichtbild SPS der
Endflächen-Leuchtdiode 119 um ungefähr 15 um entfernt liegt. Bei
der Montage und Justierung des optischen Kopfes läßt sich der
relative Abstand zwischen dem Lichtbild SPS und dem Lichtpunkt
SPW durch Vorgabe einer relativen Winkeldifferenz zwischen der
optischen Achse des Lichts des Halbleiter-Lasers 114 und der
optischen Achse des Lichts der Diode 119 gewinnen, deren beider
Licht in die Objektivlinse 118 eintritt.
-
Es wird nun angenommen, daß der relative Abstand zwischen
dem Lichtpunkt SPW des Halbleiter-Lasers 114 und dem Lichtpunkt
SPS der Endflächen-Leuchtdiode 119 auf 1 und die Brennweite der
Objektivlinse 118 auf f eingestellt ist. Dann ergibt sich die
vorzugebende Relativwinkeldifferenz θ zwischen den optischen
Achsen folgendermaßen:
-
θ = tan&supmin;¹l/f [rad]
-
Wenn die Relativwinkeldifferenz θ, wie oben erwähnt, gegeben
ist, wird die optische Achse der Diode 119 unter Verwendung der
optischen Achse des Halbleiter-Lasers 114 als Referenz
eingestellt. Die optische Achse des Lasers 114 kann jedoch auch unter
Verwendung der optischen Achse der Diode 119 als Referenz
eingestellt werden. Es kann auch eine andere vorübergehende
Referenz vorgesehen werden, und auf der Grundlage der
vorübergehenden Referenz können die optischen Achsen des Lasers 114
und der Diode 119 ebenfalls eingestellt werden.
-
Zurückkehrend nun zu Fig. 1 enthält das Lichtempfangssystem
113 außer der Objektivlinse 118 und dem ablenkenden
Strahlenteiler 117 Reflexionsspiegel 121 und 123, eine Kondensorlinse 122
und einen Halbspiegel 124. Das durch die Diode 119 gegebene
spaltartige Lichtbild SPS wird auf der optischen Karte 1 nach
Maßgabe des Vorhandenseins oder Fehlens der Spurführungen 18 und
Pits 19 intensitätsmoduliert und reflektiert. Das reflektierte
Licht durchläuft die Objektivlinse 118 in der umgekehrten
Richtung und wird dem ablenkenden Strahlenteiler 117 im Zustand
eines nahezu parallel Lichtbündels zugeleitet. Das reflektierte
Licht hält wegen der regulären Reflexion im wesentlichen die 5-
Polarisationskomponente und wird durch die reflektierende
Oberfläche des Strahlenteilers 117 reflektiert und über den
Reflexionsspiegel 121 der Kondensorlinse 122 zugeleitet.
-
Das durch die Kondensorlinse 122 konvergent gemachte Licht
wird ferner über den Reflexionsspiegel 123 dem Halbspiegel 124
zugeleitet. Ein Teil des Lichts durchläuft den Halbspiegel 124
und erreicht den Photodetektor 125. Der übrige Teil des Lichts
wird durch den Halbspiegel 124 reflektiert und erreicht den
anderen Photodetektor 126. Das Lichtbild SPS auf der optischen
Karte 1 wird auf die Lichtnachweisfläche der einzelnen
Photodetektoren 125 und 126 ausgebildet.
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Unter der Annahme nun, daß die Brennweite der Objektivlinse
118 auf f und die Brennweite der Kondensorlinse 122 auf fa
eingestellt ist, ist eine Vergrößerung durch (fa/f) gegeben.
Daher ist, wenn die Brennweite fa der Kondensorlinse 122,
beispielsweise, auf fa = 150 mm und die Brennweite f der
Objektivlinse 118, beispielsweise, auf f = 4,5 mm eingestellt
ist, ist die Vergrößerung (fa/f) auf fa/f = 150/4, 5 33,3(mal)
eingestellt.
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Fig. 6 zeigt das auf den Photodetektor 125 und Fig. 7 das
auf den Photodetektor 126 eingestrahlte Licht, und beide
Lichtbilder sind durch SPS wiedergegeben. Fig. 6 zeigt auch die
Lichtmengenverteilung längs der unterbrochenen Linie i. Zwei
lichtempfindliche Elemente 152 zur Wiedergabe aufgezeichneter
Information und lichtempfindliche Elemente 153a und 153b zur
Spurfolgeregelung sind für den Photodetektor 125 vorgesehen.
Lichtempfindliche Elemente 151a und 151b zur
Fokussierungs
regelung sind für den anderen Photodetektor 126 vorgesehen.
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In der Zeichnung sind die lichtempfindlichen Elemente 153a
und 153b zur Spurfolgeregelung in Form eines gleichschenkligen
Dreiecks ausgebildet und zwischen den beiden lichtempfindlichen
Elementen 152 zur Wiedergabe der aufgezeichneten Information
angeordnet. Die dreieckigen, lichtempfindlichen Elemente 153a und
153b sind in einer solchen Weise angeordnet, daß eine Spitze
eines der Elemente und eine Spitze des anderen Elements
zusammenfallen, und diese Elemente sind in Bezug auf die Spitze
punktsymmetrisch angeordnet. In einem Zustand, in dem die
Spurfolgeregelung korrekt ausgeführt wird, liegt die Mitte des Bildes der
Spurführung 18 auf der Spitze. Die lichtempfindlichen Elemente
151a und 151b zur Fokussierungsregelung sind andererseits in
einer longitudinalen, rechteckigen Form ausgebildet, die länger
als das Lichtbild SPS ist, und in Berührbeziehung zueinander
angeordnet. In einem Zustand, in dem die Fokussierungsregelung
korrekt durchgeführt wird, wird das Lichtbild SPS auf der Grenze
zwischen den lichtempfindlichen Elementen 151a und 151b
ausgebildet. Ferner sind die beiden lichtempfindlichen Elemente 152 zur
Wiedergabe aufgezeichneter Information in Rechtecksform
ausgebildet und in Entsprechung zu den zwei benachbarten
informationsbeschriebenen bzw. Informationsaufzeichnungsspuren 17 angeordnet.
Die aufgezeichnete Information kann also gleichzeitig von den
beiden Spuren ausgelesen werden.
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Fig. 6 zeigt das Bild, das als Ergebnis des vom Halbspiegel
124 durchgelassenen Lichts gewonnen ist. Fig. 7 zeigt das Bild,
das als Ergebnis des vom Halbspiegel 124 reflektierten Lichts
gewonnen ist. Die beiden Bilder sind also in Bezug auf rechts und
links umgekehrte Bilder. In der Zeichnung gibt ein Pfeil die
Bewegungsrichtung der optischen Karte 1 an.
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Um das Licht des Halbleiter-Lasers 114 auf die optische
Karte 1 konvergent zu machen und die Pits 119 durch eine
thermische irreversible Änderung auszubilden, ist es
erforderlich, die Fokussierungsregelung so auszuführen, daß ein Fehler
des Relativ-Abstandes zwischen der Objektivlinse 118 und der
optischen Karte 1 in einem Bereich von beispielsweise ±2 um
liegt.
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Fig. 8 zeigt das Nachweisprinzip eines
Fokussierungsfehlersignals bei der Fokussierungsregelung.
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Das Licht der Endflächen-Leuchtdiode 119 durchläuft die
Objektivlinse 118 und wird auf eine bestimmte Position (In-Fokus-
Position A) fokussiert. Wenn die reflektierende Oberfläche der
optischen Karte 1 an der In-Fokus-Position A vorliegt, sind die
lichtempfindlichen Elemente 151a und 151b an den Stellen
angeordnet, zu denen das Reflexionslicht durch die Kondensorlinse
122 geleitet wird, und es treten gleiche Lichtmengen in die
lichtempfindlichen Elemente 151a und 151b zur
Fokussierungsregelung ein. Die In-Fokus-Position des Lichts des Halbleiter-
Lasers 114 und die In-Fokus-Position der Endflächen-Leuchtdiode
119 sind vorab bei der Montage und Justierung im wesentlichen in
Übereinstimmung gebracht. In Fig. 8 bezeichnen die Bezugszeichen
155a und 155b Verstärker zur Verstärkung von
Lichtnachweissignalen der lichtempfindlichen Elemente 151a und 151b. Bezugszeichen
156 bezeichnet einen Differenzverstärker zur Verstärkung einer
Differenz zwischen verstärkten Ausgaben der Verstärker 155a und
155b.
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Wenn in Fig. 8 die reflektierende Oberfläche der optischen
Karte in eine Position B nahe der Objektivlinse 118, statt der
In-Fokus-Position A, oder in eine Position C fern von der In-
Fokus-Position A versetzt wird, bewegt sich auch das auf den
Photodetektor 126 durch die Objektivlinse 108 eingestrahlte
Lichtbild SPS auf den lichtempfindlichen Elementen 151a und 151b
in Entsprechung zur Änderung des Relativabstands zwischen der
optischen Karte 1 und der Objektivlinse 118. Die
Lichtnachweissignalpegel der lichtempfindlichen Elemente 151a und 151b
unterscheiden sich, so daß eine Differenzausgabe K des
Differenzverstärkers 156 erzeugt wird und zu einem
Fokussierungsfehlersignal wird.
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Fig. 9 zeigt Verstärkerausgaben I und J der
Lichtnachweissignale der lichtempfindlichen Elemente 151a und 151b und die
Differenzausgabe K (Fokussierungsfehlersignal) des
Differenzverstärkers 156. Wenn die optische Karte 1 aus der In-Fokus-Position
A versetzt ist und sich der Relativabstand zwischen der optischen
Karte 1 und der Objektivlinse 118 ändert, bewegt sich das
Lichtbild SPS auf den lichtempfindlichen Elementen 151a und 151b
des Photodetektors 126, ändern sich die Ausgaben der Elemente
151a und 151b und es wird ein Fokussierungsfehlersignal erzeugt,
dessen positives/negatives Vorzeichen mit der In-Fokus-Position
A als Umkehrpunkt umkehrt. Aus dem Fokussierungsfehlersignal kann
die Fokussierungsregelungsschaltung 45 (gezeigt in Fig. 29) die
Information gewinnen, die sich auf den Relativabstand zwischen
der optischen Karte 1 und der Objektivlinse 118 bezieht. Die
Fokussierungsregelungsschaltung 45 betätigt (einen nicht
gezeigten) Linsenantriebsmechanismus und stellt die Lage der
Objektivlinse 118 ein, womit die automatische Fokussierungsregelung
durchgeführt wird.
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Fig. 10 zeigt das Nachweisprinzip eines Spurfehlersignals
bei der Spurfolgeregelung.
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In der Zeichnung werden Ausgangssignale der
lichtempfindlichen Elemente 153a und 153b zur Spurfolgeregelung an Verstärker
165a und 165b gesandt und verstärkt (verstärkte Ausgaben sind mit
R und Q wiedergegeben). Danach werden die verstärkten Ausgaben
einem Differenzverstärker 166 zugeführt. Die Differenzausgabe S
des Differenzverstärkers 166 wird als Spurfehlersignal verwendet.
Wenn die Spurfolgeregelung korrekt durchgeführt wird, ist die
Mitte des Bildes der Spurführungen 18 im Lichtbild SPS exakt auf
der gemeinsamen Spitze der lichtempfindlichen Elemente 153a und
153b für die Spurfolgeregelung im Photodetektor 125 angeordnet.
Die Lichtnachweissignalpegel als Ausgaben der lichtempfindlichen
Elemente 153a und 153b fallen zusammen, so daß die
Differenzausgabe S (Spurfehlersignal) auf null gesetzt ist. Wenn die Mitte
des Bildes der Spurführungen 118 im Lichtbild SPS von der
korrekten Lage abweicht, ändern sich die Ausgangssignalpegel der
lichtempfindlichen Elemente 153a und 153b nach Maßgabe der
Abweichungsrichtung (+ oder - Richtung), so daß die Ausgaben R
und Q der Verstärker 165a und 165b sich, wie in Fig. 11 gezeigt,
ändern. Am Differenzverstärker 166 wird daher eine positive oder
negative Differenzausgabe S erzeugt. Auf der Grundlage des
Spurfehlersignals betätigt die Spurfolgeregelungsschaltung 46
(siehe Fig. 29) einen Linsenantriebsmechanismus (nicht gezeigt)
und versetzt die Objektivlinse 118 in Richtung senkrecht zu den
Spurführungen 18, womit die automatische Spurfolgeregelung
durchgeführt wird.
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In einem Zustand, in dem die Fokussierungs- und
Spurfolgeregelung richtig durchgeführt werden, wird der Halbleiter-Laser 114
während der Bewegung der optischen Karte 1 mit Impulssignalen
betrieben, welche mit der aufzuzeichnenden Information moduliert
sind. Es wird also ein Pit-Zug auf den
Informationsaufzeichnungsspuren 17 der optischen Karte 1 ausgebildet und die Information
aufgezeichnet.
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Im vorliegenden Fall können die Fokussierungs- und
Spurfolgeregelungen unabhängig von der Betätigung des Halbleiter-Lasers
114 durchgeführt werden, da das Fokussierungsfehlersignal und das
Spurfehlersignal unter Verwendung des Lichts der Endflächen-
Leuchtdiode 119 gebildet werden. Daher besteht auch zu einer
Zeit, zu der der Halbleiter-Laser 114 betrieben wird, keine
Notwendigkeit, die Fokussierungs- und Spurfolgeregelung zu
unterbrechen und die Objektivlinse 118 in einer festen Lage oder
dergleichen zu halten. Die Regelungen können leicht durchgeführt
werden.
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Andererseits ist die Energiedichte des von der Endflächen-
Leuchtdiode 119 abgegebenen Lichts zwar ausreichend, die
Fokussierungs- und Spurfolgeregelungen durchzuführen und die
Information zu reproduzieren, sie ist aber nicht hoch genug, um
die Pits und Spurführungen thermisch zu beschädigen. Daher
besteht auch dann, wenn die Wiedergabe-Operation von Information
wiederholt wird, keine Gefahr eine Verschlechterung der Pits und
Spurführungen.
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Fig. 12 zeigt das Reproduktionsprinzip von aufgezeichneter
Information. Die optische Karte 1 wird in der durch den Pfeil in
der Zeichnung dargestellten Richtung bewegt. In einem Zustand,
in dem die Fokussierungs- und Spurfolgeregelung richtig
durchgeführt werden, werden Pit-Züge auf zwei
informationsbeschriebenen Spuren mit den lichtempfindlichen Elementen 152 des
Photodetektors 125 gleichzeitig abgetastet. Mit den lichtempfindlichen
Elementen 152 gewonnene Lichtnachweissignale werden jeweils durch
Verstärker 170 verstärkt. Verstärkte Ausgaben X und Y der
Verstärker 170 (nur das Signal X ist in Fig. 13 gezeigt) werden
durch Signalprozessoren 171 einem Impulsformungsvorgang und
dergleichen unterworfen. Danach werden die Signale durch
Demodulatoren 172 demoduliert und die auf der optischen Karte 1
aufgezeichnete Information wiedergegeben.
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Da die optische Karte 1 in einer geradlinigen Bewegung hin
und her bewegt wird, sind die selbsterregten Schwingungen größer
als bei einer optischen Platte in einem Plattenlaufwerk oder
dergleichen. Insbesondere, wenn die geradlinige hin und her
gehende Bewegung der optischen Karte 1 mit hoher Geschwindigkeit
durchgeführt wird, um dem Erfordernis einer hohen Aufzeichnungs/
Wiedergabegeschwindigkeit zu genügen, nehmen selbsterregte
Schwingungen weiter zu. Wenn selbsterregte Schwingungen
auftreten, tritt eine Störung in das Regelsystem ein. Eine
Regelabweichung tritt nach Maßgabe der Störung oder einer Verstärkung
des Regelsystems auf und wird eine Ursache für den
Fokussierungsfehler und Spurfolgefehler.
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Fig. 12 zeigt die Relativlagebeziehungen zwischen den
Lichtbildern SPS (SPS1 bis SPS3) der Endflächen-Leuchtdiode 119 und
den lichtempfindlichen Elementen 152, 153a und 153b des
Photodetektors 125. In der Zeichnung zeigt das Lichtbild SPS1 einen
Zustand, in dem die Relativlagebeziehungen richtig sind. Die
Lichtbilder SPS2 und SPS3 zeigen einen lageverschobenen Zustand,
in dem jeweils Spurfolgefehler erzeugt worden sind.
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Auch wenn ein Spurfolgefehler aufgetreten ist, werden, da
die Lichtbilder SPS eine spaltartige Form haben, die
Lichtnachweissignale kaum beeinflußt, solange die Pits 19 nicht aus
den lichtempfindlichen Elementen 152 heraus versetzt werden.
Andererseits werden auch dann, wenn ein Fokussierungsfehler
aufgetreten ist, die Lichtmengen, die mit den lichtempfindlichen
Elementen 152 nachgewiesen werden, ebenfalls kaum beeinflußt.
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Dementsprechend werden auch dann, wenn ein Fokussierungs-
oder Spurfolgefehler aufgetreten ist, die Signalausgaben kaum
beeinflußt, so daß die Aufzeichnungs/Wiedergabegeschwindigkeit
ohne Verschlechterung des Störabstands des Signals hoch gemacht
werden kann.
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Bei der Ausführungsform läuft auf der optischen Karte 1 das
Reproduktionslicht der Diode 119 hinter dem Aufzeichnungslicht
des Halbleiter-Lasers 114 her. Die aufgezeichnete Information
kann also unmittelbar nach dem Aufzeichnen wiedergegeben und eine
fehlerhafte Aufzeichnung oder dergleichen unmittelbar
herausgefunden werden. Die Schreibzuverlässigkeit ist daher extrem
hoch und die Systemarbeitszeit in der Aufzeichnungsbetriebsweise
deutlich vermindert.
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Bei obigen Ausführungsformen ist das optische System des
optischen Kopfs nicht auf das in Fig. 1 gezeigte beschränkt.
Beispielsweise kann auch ein optisches System, wie es in Fig. 14
gezeigt ist, verwendet werden.
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Das optische System der Zeichnung ist in der folgenden Weise
aufgebaut. Das erste optische Lichteinstrahlsystem 111 verwendet
den Halbleiter-Laser 114 als Lichtquelle und enthält die
Kollimationslinse 115, das Deformationsprisma 116, den
ablenkenden Strahlenteiler 117 sowie die Objektivlinse 118. Das zweite
optische Lichteinstrahlsystem 112 benutzt die Endflächen-
Leuchtdiode 119 als Lichtquelle und enthält zusätzlich zum
ablenkenden Strahlenteiler 117 und der Objektivlinse 118 die
Kollimationslinse 120. Ferner enthält das optische
Lichtempfangs
system 113 den Reflexionsspiegel 121, die Kondensorlinse 122, den
Halbspiegel 124 und Photodetektoren 125 und 126. Das optische
System unterscheidet sich vom optischen System der Fig. 1 in dem
Punkt, daß das Parallellichtbündel mit elliptischem Querschnitt,
welches von der Kollimationslinse 115 durchgelassen wird, durch
das Deformationsprisma 116 verkleinert und deformiert wird. Das
auf das Verzerrungsprisma 116 einfallende Licht wird nur in der
Hauptachsenrichtung der Ellipse verkleinert und als nahezu
kreisförmiges Bündel ausgesandt. Das kreisförmige Bündel wird
durch die Reflexionsoberfläche des ablenkenden Strahlenteilers
117 wegen der Charakteristik des Halbleiter-Lasers 114 im
wesentlichen zu 100% reflektiert und zur Objektivlinse 118
geleitet.
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In diesem Fall ist der Effektivwert der NA (numerischen
Apertur) der Objektivlinse 118 klein. Obwohl der auf die optische
Karte 1 gebündelte Lichtpunkt groß ist, besteht, da die
Schärfentiefe groß ist, der Vorteil, wenn ein Halbleiter-Laser hoher
Leistung verwendet werden kann, daß auch bei Vorliegen eines
Fokussierungsfehlers der Tiefenbereich eines Bündelungspunkts,
wo Pits ausgebildet werden können, erweitert ist.
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Das von der Diode 119 abgegebene Licht wird durch die
Kollimationslinse 120 in ein nahezu paralleles Bündel
umgewandelt. Es wird nur die P-Polarisationskomponente des
Parallelbündels durch den ablenkenden Strahlenteiler 117 durchgelassen und
der Objektivlinse 118 zugeleitet.
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Die Nachweisvorgänge und dergleichen mit den Photodetektoren
125 und 126 sind ähnlich denjenigen bei der Ausführungsform der
Fig. 1, wie sie oben erwähnt sind, und ihre Beschreibung ist hier
weggelassen.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung wird nun im
einzelnen beschrieben. Eine
Kartenaufzeichnungs/Wiedergabevorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform hat den in Fig. 30
gezeigten optischen Kopf und den in Fig. 31 gezeigten
Fokussierungsregelungsmechanismus. Da ihr Grundaufbau bereits
be
schrieben worden ist, wird seine Beschreibung weggelassen.
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Die Fig. 15a und 15b sind Darstellungen, welche die
entsprechenden Beziehungen zwischen der optischen Karte, einem
Einstrahlungslichtpunkt (entsprechend einem Nachweislichtpunkt
in lichtempfindlichen Elementen), der auf die optische Karte
eingestrahlt wird, und lichtempfindlichen Elementen zur
Fokussierungsregelung zeigen.
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Gemäß der Erfindung ist die Breite W lichtempfindlicher
Elemente 181a und 181b zur Fokussierungsregelung in der Richtung
senkrecht zu den Spurführungen 18 der optischen Karte auf eine
Länge eingestellt, die ein ganzzahliges Vielfaches des Abstandes
P der Spurführungen 18 auf der optischen Karte im
Nachweislichtpunkt SP ist, welcher von den lichtempfindlichen Elementen zur
Fokussierungsregelung erhalten wird. In der Ausführungsform ist
die Breite W zweimal so groß wie der Abstand P.
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Mit einem solchen Aufbau ist selbst im Falle, daß der
Einstrahlungslichtpunkt SP auf drei Spurführungen 18, wie in Fig.
33b gezeigt, liegt, die wesentliche Breitenabmessung der
Spurführungen 18, die auf dem Einstrahlungslichtpunkt SP liegen,
auf einen Wert eingestellt, der zwei Spurführungen 18 entspricht,
in einer Weise ähnlich dem Fall, wo der Einstrahlungslichtpunkt
SP, wie in Fig. 33a gezeigt, auf zwei Spurführungen 18 liegt. Das
heißt, auch wenn der Einstrahlungslichtpunkt SP an irgendeiner
Stelle auf der optischen Karte in Richtung senkrecht zu den
Spurführungen 18 (an irgendeiner Stelle in Fig. 15a, an
irgendeiner Stelle in Fig. 15b) liegt, ist in den Nachweislichtmengen
der lichtempfindlichen Elemente 181a und 181b zur
Fokussierungsregelung der Verminderungsbetrag für die reflektierte Lichtmenge
auf der Grundlage des Vorhandenseins der Spurführungen 18 stets
konstant. Die Differenzausgabe F wird also, wie durch die
durchgehende Linie im Graph der Fig. 25 gezeigt, stabil gewonnen.
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Bei obiger Ausführungsform ist die Breite W der
lichtempfindlichen Elemente zur Fokussierungsregelung auf einen Wert
eingestellt, der zweimal der Abstand P der Spurführungen im
Nachweislichtpunkt ist. Die Breite W kann jedoch auch geeignet
auf einen Wert eingestellt werden, der dreimal, viermal oder
dergleichen so groß wie der Abstand P ist.
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Als Methode zur Bestimmung der Breite W der
lichtempfindlichen Elemente zur Fokussierungsregelung kann neben der Methode,
bei der lichtempfindliche Elemente zur Fokussierungsregelung mit
der Breite W verwendet werden, andererseits auch eine Methode
verwendet werden, bei der eine Maske mit einem Fenster der Breite
W auf der Nachweisoberfläche kommerziell verfügbarer
lichtempflindlicher Elemente zur Fokussierungsregelung angeordnet wird.
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Eine weitere Ausführungsform wird nun im einzelnen
beschrieben. Eine Kartenaufzeichnungs/Wiedergabevorrichtung gemäß
der Ausführungsform hat den in Fig. 30 gezeigten optischen Kopf
und den in Fig. 31 gezeigten Fokussierungsregelungsmechanismus.
Da ihr Grundaufbau bereits beschrieben worden ist, wird seine
Beschreibung hier weggelassen.
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Die Fig. 16a und 16b sind Darstellungen, welche die
entsprechenden Beziehungen zwischen lichtempfindlichen Elementen
eines Photodetektors, einem Nachweislichtpunkt (der gleiche wie
der Einstrahlungslichtpunkt auf der optischen Karte), welcher mit
dem Detektor gewonnen wird, und der optischen Karte zeigen. Es
ist hier mit Fig. 34a und 34b zu vergleichen, die bereits
beschrieben worden sind.
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Ein Photodetektor 180 verwendet zwei gespaltene,
lichtempfindliche Elemente zur Fokussierungsregelung. Diese Elemente
sind an beiden Außenpositionen von lichtempfindlichen Elementen
182 zur Aufzeichnung/Wiedergabe angeordnet. Das heißt, ein
gespaltenes, lichtempfindliches Element zur Fokussierungsregelung
umfaßt lichtempfindliche Elemente 181Aa und 181Ab. Das andere
gespaltene, lichtempfindliche Element zur Fokussierungsregelung
weist lichtempfindliche Elemente 181Ba und 181Bb auf. Ein
lichtempfindliches Element 183 zur Spurfolgeregelung ist in der
Mitte des Photodetektors 180 angeordnet. Die lichtempfindlichen
Elemente 182 zur Aufzeichnung/Wiedergabe sind an beiden Seiten
des Elements 183 angeordnet. Die lichtempfindlichen Elemente
181Aa und 181Ab, 181Ba und 181Bb zur Fokussierungsregelung sind
an beiden Seiten der Elemente 182 angeordnet.
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Die Summe von Lichtnachweissignalen der lichtempfindlichen
Elemente 181Aa und 181Ba zur Fokussierungsregelung wird
berechnet. Die Summe von Lichtnachweissignalen der lichtempfindlichen
Elemente 181Ab und 181Bb zur Fokussierungssregelung wird
berechnet. Signale, die die Summe angeben, werden dem
Differenzverstärker eingegeben. Ein Differenzsignal, das die Differenz
zwischen den Summen angibt, wird vom Differenzverstärker
ausgegeben und als Fokussierungsfehlersignal verwendet.
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In Fig. 16a sind in einem Zustand, in dem die
Fokussierungsregelung richtig ausgeführt wird, die nachgewiesenen Lichtmengen
der lichtempfindlichen Elemente 181Aa und 181Ab gleich, und die
nachgewiesenen Lichtmengen der lichtempfindlichen Elemente 181Ba
und 181Bb sind ebenfalls gleich. Die Summe der
Lichtnachweissignale der Elemente 181Aa und 181Ba und die Summe der
Lichtnachweissignale der Elemente 181Ab und 181Bb sind gleich, und die
Differenzausgabe wird zu null.
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Wie in Fig. 16b gezeigt, sind auch dann, wenn der
Nachweislichtpunkt SP1 für den Detektor 180 geneigt ist, die Summe der
Lichtnachweissignale der Elemente 181Aa und 181Ba und die Summe
der Lichtnachweissignale der Elemente 181Ab und 181Bb gleich,
wenn die Fokussierungsregelung korrekt ausgeführt wird. Die
Differenzausgabe wird daher ebenfalls auf null gesetzt. Wie oben
erwähnt, kann auch dann, wenn der Nachweislichtpunkt SP1 schräg
auf dem Detektor 180 ausgebildet wird, die Fokussierungsregelung
ohne Schwierigkeiten korrekt durchgeführt werden.
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Eine weitere Ausführungsform wird nun im einzelnen
beschrieben. Bei einer Kartenaufzeichnungs/Wiedergabevorrichtung
gemäß dieser Ausführungsform sind verschiedene Signalprozessoren
und dergleichen in dem in Fig. 30 gezeigten optischen Kopf
integriert. Da ihr Grundaufbau bereits beschrieben worden ist,
wird seine Beschreibung weggelassen.
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Die Fig. 17a und 17b sind Vorderansichten, welche
Nachweiflächen von lichtempfindlichen Elementen 190 zur Aufzeichnung/
Wiedergabe als kennzeichnende Teile dieser Ausführungsform
zeigen. In Fig. 17a wird ein schmales Element 190 verwendet. Die
Breite ist kleiner als die Breite eines Nachweislichtpunkts SP2.
Das heißt, die Breite wird auf eine Breite D eingestellt, die
gleich oder kleiner als das minimale Anordnungsintervall von
Informations-Pits der Spur der optischen Karte im
Nachweislichtpunkt SP2 auf dem lichtempfindlichen
Aufzeichnungs-/Wiedergabeelement 190 ist.
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In Fig. 17b wird ein herkömmliches Element als
lichtempfindliches Element 190 zur Aufzeichnung/Wiedergabe verwendet.
Durch Vorsehen von Masken 191 an beiden Seiten der
Nachweisfläche, wird die Breite auf D eingestellt. Mit einem solchen die
Masken 191 verwendeten Aufbau kann ein kommerziell verfügbares
lichtempfindliches Element verwendet werden.
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Der Lichtnachweisvorgang des lichtempfindlichen
Aufzeichnungs/Wiedergabeelements 190, wie es in Fig. 17a gezeigt ist,
wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 18 beschrieben.
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Wenn ein Einstrahlungslichtpukt SP21 an der Stelle vorliegt,
wo die Mitte des Einstrahlungslichtpunkts mit der Mitte des
Informationspits 119 zusammenfällt, ist die reflektierte
Lichtmenge ein Minimum. Die Ausgabe des lichtempfindlichen
Elements 190 wird die Minimallichtmenge k&sub1;. Wenn andererseits ein
Einstrahlungslichtpunkt SP23 an einer Stelle vorliegt, wo kein
Informationspit 19 aufgezeichnet ist, ist die
Reflektionsrichtlinie maximal und die Ausgabe des Elements 190 wird die
Maximallichtmenge k&sub2;.
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Wenn der Einstrahlungslichtpunkt SP22 an einer Stelle
vorliegt, wo die Mitte des Einstrahlungslichtpunkts mit der
Zwischenstellung zwischen zwei Informationspits 19, die im
minimalen Anordnungsintervall benachbart sind, zusammenfällt,
werden die beiden Seitenabschnitte des Lichtpunktes auf die
beiden Informationspits 19 eingestrahlt. Da jedoch die Breite D
des lichtempfindlichen Aufzeichnungs/Wiedergabeelements 119 in
der oben erwähnten Weise eingestellt worden ist, wird das von den
Pits 19 reflektierte Licht durch das Element 190 nicht
nachgewiesen, so daß die Nachweislichtmenge zu k&sub2;, ähnlich dem Fall
des Lichtpunkts SP23 wird. Vergl. hierzu Fig. 35.
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Folglich kann die Nachweislichtmenge entsprechend dem
Vorhandensein oder Fehlen des Informationspits 19 genau gewonnen
werden.
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Auch bei der Ausführungsform, die in Fig. 17b gezeigt ist,
wird der Nachweisvorgang in einer Weise ähnlich dem der Fig. 17a
durchgeführt.