DE69223496T2

DE69223496T2 - Optische Platte, und Wiedergabegerät für optische Platte

Info

Publication number: DE69223496T2
Application number: DE69223496T
Authority: DE
Inventors: Takayuki Nomoto
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1992-01-20
Filing date: 1992-10-07
Publication date: 1998-06-18
Anticipated expiration: 2012-10-08
Also published as: EP0553541A1; JPH05197962A; JP3002318B2; DE69223496D1; EP0553541B1; US5523992A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Platte und eine Wiedergabevorrichtung für optische Platten.
Fig. 1 zeigt einen Teil einer optischen Platte 12. Die optische Platte 12 umfaßt ein Substrat 13, das eine Informationsaufzeichnungsoberfläche 15 besitzt und Polycarbonatharz enthält, und eine Schutzschicht 14, die die Informationsaufzeichnungsoberfläche 15 bedeckt. Eine Vielzahl von Informationspits 11, die durch Aufzeichnungsinformation modulierte Längen aufweisen, wird auf der Informationsaufzeichnungsoberfläche 15 aufgezeichnet. Während des Informationswiedergabevorgangs wird ein Laserstrahl auf eines der Informationspits 11 projiziert, so daß ein Laserstrahlfleck LS mit einem vorbestimmten Durchmesser auf der Informationsaufzeichnungsoberfläche 15 gebildet wird. Ein gebrochenes und reflektieres Licht wird durch einen Photodetektor erfaßt, der z.B. mit einer Photodiode gebildet wird. Der Photodetektor wandelt das empfangene Licht in ein elektrisches Signal um. Information, z.B. Audio- und Videoinformation, wird aus dem elektrischen Signal mittels eines Signalumwandlungsprozesses extrahiert, der die Umkehrung eines Signalumwandlungsprozesses zur Informationsaufzeichnung ist. Beispiele von optischen Platten wie oben beschrieben sind Compact-Disks (CD) und Laservideoplatten (LVD).
Wie in Fig. 2 gezeigt hängt eine Informationsaufzeichnungsdichte in hohem Maße von dem Wert eines Spurabstands P und dem Durchmesser des auf dem Informationspit 11 gebildeten Laserstrahlflecks LS ab. Der Spurabstand P ist der Abstand zwischen den Mittellinien von aneinandergrenzenden Pitketten, das heißt, der Abstand zwischen den Spuren. Um die Informationsaufzeichnungsdichte zu erhöhen, kann es folglich wirkungsvoll sein, den Spurabstand P zu verringern.
Bei den in Fig. 1 und 2 gezeigten Fällen gibt es kein Problem des Übersprechens zwischen benachbarten Spuren. Nach einer Studie des vorliegenden Erfinders werden jedoch, wie in Fig. 3 gezeigt, wenn der Spurabstand auf einen Wert P1 kleiner als der in Fig. 2 gezeigte Wert P, z.B. P1 = P/2, verringert wird, Informationspits 11A auf zwei benachbarten Spuren gleichzeitig in den Laserstrahlfleck LS eingeschlossen. In diesem Fall tritt eine große Menge an Übersprechen zwischen den benachbarten Spuren auf, und die in Fig. 3 gezeigte optische Platte ist zum praktischen Gebrauch nicht geeignet.
Um die Informationsaufzeichnungsdichte zu erhöhen, kann es wirkungsvoll sein, die Größe des Laserstrahlflecks LS zu verringern. Wie in Fig. 4 gezeigt, wird ein minimaler Strahldurchmesser w, der durch Fokussieren, mittels einer Objektivlinse 16, eines Laserstrahls mit einer Wellenlänge λ auf eine Stelle, die einer Brennweite f der Objektivlinse 16 entspricht, erhalten wird, wie folgt ausgedrückt:
w = 1.22 x (λ/NA) ... (1)
worin NA eine numerische Apertur der Objektivlinse 16 bezeichnet. Die numerische Apertur ist wie folgt defniert:
NA = n x sinθ ... (2)
worin n den Brechungsindex der Objektivlinse 16 bezeichnet und θ der Austrittswinkel aus der Objektivlinse 16 ist. Um den Durchmesser w des Laserstrahlflecks LS zu verringern, ist es folglich erforderlich, entweder die Wellenlänge λ oder die numerische Apertur NA zu reduzieren. Die Wellenlänge eines für optische Platten benutzten Halbleiterlasers beträgt etwa 0.780 µm (1 µm ist gleich 1 x 10&supmin;&sup6; m). Die numerische Apertur NA für optische Platten beträgt etwa 0.45. Der Durchmesser w des Laserstrahlflecks LS wird daher wie folgt angenähert:
wmin = 1.22 x (0.780/0.45) = 2.1 (µm) ... (3)
Als Ergebnis ist ein minimaler Spurabstand, der kein Übersprechen zur Folge hat, wenn der Laserstrahlfleck LS auf eine Pitkette projiziert wird, etwa 1.6 µm. Optische Platten verwenden daher einen minimalen Spurabstand von 1.6 µm.
Es ist folglich eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine optische Platte und eine Wiedergabevorrichtung für optische Platten zur Verfügung zu stellen, die einen verringerten Spurabstand verwenden können, während das Übersprechen benachbarter Spuren wirksam vermieden wird.
US-A-4455632 offenbart eine optische Platte mit nach Maßgabe vorbestimmter Parameter angeordneten Pits.
Erfindungsgemäß kann die obige Aufgabe durch eine Wiedergabevorrichtung für optische Platten wie in den anliegenden Ansprüchen offenbart erfüllt werden.
Bei der vorliegenden Erfindung wird die auf der optischen Platte aufgezeichnete Information durch Projizieren eines Lichtstrahls, z.B. eines Laserstrahls, gelesen. Dann wird durch Empfangen des Lichts von dem Lichtfleck, z.B. eines gebrochenen und reflektierten Lichts oder von dem Lichtfleck gesendeten Lichts, der Wiedergabevorgang ermöglicht. Bei der vorliegenden Erfindung ist eine Vielzahl von Spurwindungen spiralförmig oder koaxial auf der Informationsaufzeichnungsoberfläche gebildet. Benachbarte Spurwindungen sind mit dem vorbestimmten Spurabstand voneinander beabstandet. Auf der Spur ist eine Vielzahl von Informationspits gebildet, die je die vorbestimmten Parameter, z.B. eine Pitlänge, eine Pitbreite und eine optische Pithöhe, die dem Produkt einer physikalischen Pithöhe und dem Brechungsindex des Substrats der optischen Platte entspricht, aufweisen. Die Pits werden durch die aufgezeichnete Information moduliert. Zum Beispiel werden die Längen der Pits durch die aufgezeichnete Information moduliert. Wenn der Lichtstrahl auf Mittellinien von zwei benachbarten Windungen der Spur projiziert wird, um den Lichtfleck zu bilden, der die zwei benachbarten Spuren bedeckt, wird der Lichtstrahl, der durch die Informationspits auf beiden der zwei benachbarten Spuren gebrochen und reflektiert wird, durch einen Photodetektor empfangen, dessen lichtempfangende Oberfläche in zwei, d.h., eine linke und eine rechte, lichtempfangende Oberfläche geteilt ist, die in bezug auf eine Segmentlinie segmentiert ist, die sich in bezug auf die Zirkularrichtung der optischen Platte parallel erstreckt. Wenn der Lichtstrahl auf die Mittellinien der zwei benachbarten Spuren projiziert wird, fällt der Lichtstrahl von dem Lichtfleck auf einen Mittelteil der ganzen Lichtempfangsoberfläche des Photodetektors. Information von einer der zwei benachbarten Spuren wird wie folgt gelesen. Angenommen, daß entweder die linke Lichtempfangsoberfläche oder die rechte Lichtempfangsoberfläche in zwei vorwärts und rückwärts in bezug auf die Zirkularrichtung angeordnete Bereiche, d.h., einen Vorwärtslichtempfangsbereich und eine Rückwärtslichtempfangsbereich, segmentiert ist, wird ein von dem Vorwärtslichtempfangsbereich erhaltenes erstes Lichtdetektionssignal S1 wie folgt ausgedrückt:
S1 = a + b x cos(2πvt + φ&sub1;) ... (4)
worin a eine Konstante ist, die mit einer in dem Lichtdetektionssignal enthaltenen DC-Komponente in Beziehung steht, b eine erste mit seiner Frequenzkomponente in Beziehung stehende Konstante ist, v eine zweite mit seiner Frequenzkomponente in Beziehung stehende Konstante ist, φ&sub1; eine erste mit einer Phasendifferenz in Beziehung stehende Konstante bezeichnet, und t eine Variable bezeichnet, die Zeit angibt. Des weiteren wird ein von dem Rückwärtslichtempfangsbereich erhaltenes zweites Lichtdetektionssignal S2 wie folgt ausgedrückt:
S2 = a + b x cos(2πvt + φ&sub2;) ... (5)
worin φ&sub2; eine zweite mit einer Phasendifferenz in Beziehung stehende Konstante bezeichnet. In diesem Fall werden die Werte der numerische Apertur, der Wellenlänge, des Spurabstands und die Parameter des Pits, z.B. eine Pitbreite, eine optische Pithöhe und eine Pitlänge, so bestimmt, daß der folgende Ausdruck gilt:
cos{(φ&sub1; - φ&sub2;)/2} = 0 ... (6)
Beim Betrieb der optischen Plattenwiedergabevorrichtung der vorliegenden Erfindung projiziert die Lichtprojektionseinrichtung den Lichtstrahl unter dem Zustand der vorbestimmten numerischen Apertur auf die optische Platte. Zu dieser Zeit steuert die Steuereinrichtung den von der Lichtprojektionseinrichtung emittierten Lichtstrahl so, daß er auf die Mittellinien von zwei benachbarten Spuren projiziert wird. Dann führt das optische System das Licht von dem Lichtfleck zu dem Mittelteil der Lichtempfangsoberflächen des Photodetektors. Der Photodetektor empfängt das Licht von dem Lichtfleck durch die zwei geteilten Lichtempfangsoberflächen, d.h., die linke und rechte Lichtempfangsoberfläche, und gibt elektrische Signale von der linken bzw. rechten Lichtempfangsoberfläche aus. Eine Informationswiedergabeeinrichtung gibt die Information von der optischen Platte wieder, indem sie einen Informationsumwandlungsprozeß durchführt, der die Umkehrung eines Informationsumwandlungsprozesses zur Aufzeichnung von Information auf der optischen Platte ist.
Das Ausgangssignal des Photodetektors ist die Summe der von einer der zwei geteilten Lichtempfangsoberflächen gelesenen vorerwähnten ersten und zweiten Lichtdetektionssignale S1 und S2 und wird wie folgt ausgedrückt:
S1 + S2 = 2a + b x {cos(2πvt + φ&sub1;) + cos(2πvt + φ&sub2;)} = 2a + 2b x {cosα x (cos2πvt x cosβ - sin 2πvt x sinβ)} ... (7) worin:
α = (φ&sub1; - φ&sub2;)/2 ... (8)
β = (φ&sub1; - φ&sub2;)/2 ... (9)
Im Ausdruck (4) werden die Werte der numerischen Apertur, der Wellenlänge, des Spurabstands, der Spurbreite, der optischen Pithöhe und der Pitlänge so bestimmt, daß der folgende Ausdruck gilt:
cosα = cos{(φ&sub1; - φ&sub2;)/2} = 0 ... (10)
In diesem Fall ist das zweite Glied auf der rechten Seite des Ausdrucks (7) gleich null, und daher wird das Folgende erhalten:
S1 + S2 = 2a ... (11)
Die Summe der Detektionssignale 31 und S2 umfaßt daher nur eine DC- Komponente, und folglich wird die Information nicht von dem Signal (S1 + S2) gelesen. Es folgt, daß Pitinformation von einer der zwei benachbarten Windungen der Spur nicht in dem von einer der zwei Lichtempfangsoberlächen des Photodetektors erhaltenen Summensignal enthalten ist und Pitinformation von der anderen Windung der Spur nicht in dem von der anderen Lichtempfangsoberfläche erhaltenen Summensignal enthalten ist. Das heißt, selbst wenn der Lichtstrahl gleichzeitig auf zwei benachbarte Windungen der Spur projiziert wird, d.h., den Lichtfleck bildet, der die zwei benachbarten Windungen der Spur bedeckt, kann die Information bezüglich nur einer der zwei benachbarten Windungen der Spur von einer der Lichtempfangsoberflächen des Photodetektors gelesen werden. Als Ergebnis arbeitet die Vorrichtung als ob der Lichtstrahl nur auf eine Windung der Spur projiziert werden würde, und der Wert des Spurabstands kann auf die Hälfte des momentan vorhandenen Spurabstandswertes verringert werden.
Auf diese Weise kann der Spurabstandswert verringert werden, ohne die Wellenlänge des Lichtstrahls verringern oder die numerische Apertur des optischen Systems erhöhen zu müssen. Das heißt, der Spurabstand kann unter den Verhältnissen reduziert werden, bei denen die momentan vorhandene Laserstrahlwel lenlänge und die bestehende numerische Apertur wie sie sind verwendet werden. Wenn die Wellenlänge verringert wird oder die numerische Apertur erhöht wird, kann erfindungsgemäß ein weiter verminderter Spurabstand verwendet werden.
Die Art, der Nutzen und weitere Merkmale dieser Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung mit Bezug auf bevorzugte Ausführungen der Erfindung klarer ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den unten kurz beschriebenen begleitenden Zeichnungen gelesen wird.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils einer optischen Platte in der verwandten Technik.
Fig. 2 ist eine Zeichnung, die einen Spurabstand zeigt, der der Abstand zwischen auf der optischen Platte von Fig. 1 gebildeten benachbarten Spuren ist.
Fig. 3 ist eine Zeichnung einer optischen Platte, auf der der Spurabstand auf die Hälfte des in Fig. 2 gezeigten Spurabstands verringert ist.
Fig. 4 ist eine Zeichnung, die eine Beziehung zwischen einer Objektivlinse und einem Laserstrahlfleck zeigt.
Fig. 5A ist eine perspektivische Ansicht einer optischen Platte gemäß einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5B ist eine Draufsicht, die auf der in Fig. 5A gezeigten optischen Platte gebildete Pits zeigt.
Fig. 6A ist eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen optischen Platte.
Fig. 6B ist eine Zeichnung, die ein in der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendetes Pit zeigt.
Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht eines in der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendeten Pits.
Fig. 8 ist eine Zeichnung, die einen Spurabstand der optischen Platte von Fig. 5 veranschaulicht.
Fig. 9 ist ein Diagramm, das optimale Pithöhen in der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 10 ist ein Blockschaltbild einer Wiedergabevorrichtung für optische Platten gemäß einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Fig. 11 ist ein Blockschaltbild, das einen in Fig. 10 gezeigten Photodetektor und eine Operationsschaltung zeigt.
Es folgt eine Beschreibung einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5A, 5B, 6A, 6B, 7, 8 und 9 zeigen eine erste Ausführung der vorliegenden Erfindung, die eine Compact-Disk (CD) ist. Fig. 5A zeigt eine CD 22, die eine Spur T besitzt, die spiralförmig von einem inneren Teil der CD 22 zu einem äußeren Teil davon gebildet ist. Fig. 5B ist eine vergrößerte Draufsicht eines Teils M der in Fig. 5A gezeigten CD 22. Ein Bezugszeichen 21 bezeichnet ein Informationspit. Bei der vorliegenden Erfindung wird die Länge des Pits durch die auf der optischen Platte aufgezeichnete Information moduliert. Alternativ kann der Reflexionskoeffizient des Pits durch die aufgezeichnete Information moduliert werden.
Wie in Fig. 6A gezeigt, die eine Schnittansicht der CD 22 ist, umfaßt die CD 22 eine Schutzschicht 24, eine Informationsaufzeichnungsoberfläche 25 und ein Substrat 23. Die Schutzschicht besitzt Vorsprünge, die Pits entsprechen. Die Informationsaufzeichnungsoberfläche 25 ist so geformt, daß sie die Pits und andere flache Teile der Schutzschicht 24 durch einen metallischen aufgedampften Film aus z.B. Aluminium oder dergleichen bedeckt. Die Informationsaufzeichnungsoberfläche 25 wird von dem Substrat 23 bedeckt, das z.B. aus Polycarbonatharz oder dergleichen mit einem Brechungsindex n besteht. Das Informationspit 21 ist ein nach unten gerichteter konvexer Teil des aufgedampften Metallfilms. Wie in Fig. 6A und 6B gezeigt besitzt das Informationspit 21 einen oberen Teil mit einer Länge L, einer Breite B und einer Höhe d über einer flachen Oberfläche der Informationsaufzeichnungsoberfläche 25. In diesem Fall ist die optische Höhe des Informationspits gleich n x d.
Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht des Informationspits 21 in einer Richtung II in Fig. 6A. Aus Fig. 7 ist klar zu erkennen; daß das Informationspit 21 eine Vertiefung aufweist. Das Informationspit 21 wird gelesen, indem ein Laserstrahl in einer in Fig. 6A gezeigten Richtung 1 auf das Informationspit 21 projiziert wird. Das Informationspit 21 dient als ein Konvexspiegel in bezug auf den darauffallenden Laserstrahl.
Fig. 8 zeigt einen Spurabstand der in Erwägung gezogenen CD. Der Spurabstand der CD der vorliegenden Erfindung ist gleich P/2, was die Hälfte des momentan vorhandenen Spurabstands P ist, der durch die Größe des Lichtflecks LS, wie in Fig. 2 gezeigt, vorgeschrieben wird.
Geeignete Beispiele der Abmessungen des Informationspits 21 in Fig. 8 werden unten aufgelistet.
Laserstrahlwellenlänge λ: 0.780 µm
Numerische Apertur NA der Objektivlinse: 0.45
Brechungsindex des Substrats: 1.55
Einheitspitlänge: 0.30 µm
Pitbreite: 0.4 µm
Spurabstand (P/2): 0.80 µm
Pithöhe d: 0.076 µm
Optische Pithöhe (n x d): 0.118 µm = 0.151 λ
Die obigen Abmessungen des Informationspits 21 werden wie folgt erhalten. Es wird die Grundformel einer Scaler-Theorie betreffend Lesesignale von optischen Platten, vorgeschlagen von H. H. Hopkins, verwendet (siehe H. H. Hopkins, "Diffraction theory of laser read-out systems for optical video disks", Journal of the Optical Society of America, Band 69, Nr. 1, Januar 1979, oder "Optical disk systems" The Institute of Applied Physics, ediert durch das Forum, Seiten 45 - 50). Bei der vorliegenden Erfindung wird ein Laserstrahlfleck auf die Mittellinien von zwei benachbarten Spuren projiziert, um die Pits auf den zwei benachbarten Spuren zu bedecken, während die Ausgangssignale eines Photodetektors mit zwei geteilten Lichtempfangsoberflächen überwacht werden. Der Photodetektor ist so gelegen, daß die Mitte eines Flecks des von der optischen Platte reflektierten Laserstrahls auf die Mitte der Lichtempfangsoberfläche des Photodetektors fällt und daß die Segmentlinie zwischen den zwei Lichtempfangsoberflächen in der Zirkularrichtung der optischen Platte verläuft. In diesem Zustand wird Information von der optischen Platte gelesen, und das Lesesignal wird von einer der zwei geteilten Lichtempfangsoberflächen erhalten. In diesem Fall wird das Lesesignal von einer der Lichtempfangsoberflächen wie folgt ausgedrückt:
S = S1 + S2 = 2a + b x cos{(2πvt + φ&sub1;) + cos(2πvt + φ&sub2;)} = 2a + 2b x {cosα x (cos2πvt x cosβ - sin 2πvt x sinβ)} ... (12)
Das Signal S1 wird von einer Hälfte von einer der zwei geteilten Lichtempfangsoberflächen des Photodetektors erhalten (einem Viertel davon), un das Signal S2 wird von der anderen Hälfte davon erhalten.
Im Ausdruck (12):
α = (φ&sub1; - φ&sub2;)/2 ... (13)
β = (φ&sub1; - φ&sub2;)/2 ... (14)
Im Ausdruck (12) werden die Werte der numerischen Apertur, der Wellenlänge, des Spurabstands, der Spurbreite, der optischen Pithöhe (die dem Produkt der Pithöhe und dem Brechungsindex des Substrats entspricht) und der Pitlänge so bestimmt, daß der folgende Ausdruck gilt:
cosα cos{(φ&sub1; - φ&sub2;)/2} = 0 ... (15) Folglich wird das zweite Glied auf der rechten Seite des Ausdrucks (12) gleich null, und somit wird der folgende Ausdruck erhalten:
S = S1 + S2 = 2a ... (16)
Als Folge enthält das Lesesignal S nur die DC-Komponente 2a, und vom Lesesignal S wird somit keine Information erhalten. Aus dem Obigen ist zu ersehen, daß das Lesesignal von einer der Lichtempfangsoberflächen anders als das Lesesignal von der anderen Lichtempfangsoberfläche durch Übersprechen, das aus dem Lesesignal hervorgeht, nicht beeinflußt wird. Das heißt, selbst wenn der Laserstrahlfleck gleichzeitig auf zwei Spuren projiziert wird, kann nur die auf einer der zwei Spuren aufgezeichnete Information von einer der zwei geteilten Lichtempfangsoberflächen gelesen werden. Die obige Ausleseoperation wird durchgeführt als ob der Laserstrahlfleck nur auf eine Spur projiziert werden würde. Folglich ist es möglich, den Spurabstand auf die Hälfte des momentan vorhandenen Spurabstandswertes zu verringern.
Von den Parametern, die das Informationspit betreffen, entspricht die Einheitspitlänge 1T den Pitlängen 3T bis 11T, die für einen EFM (Acht- zu-Vierzehn-Modulation) Prozeß für CDs verwendet werden. Folglich beträgt die Informationspitlänge 0.90 µm (= 3 x 0.30 µm) für 3T und 3.3 µm (= 11 x 0.30 µm) für 11T.
Fig. 9 zeigt die optimalen Pithöhen d und die optimalen optischen Pithöhen n x d für verschiedene in der Radialrichtung der Platte genommene Pitquerschnitte. Die in Fig. 9 gezeigten Höhen werden unter Verwendung der von Hopkins vorgeschlagenen Grundformel berechnet. Die optimalen optischen Pithöhen n x d werden als eine Funktion der Wellenlänge X des Laserstrahls ausgedrückt. Die vorerwähnten optimalen Pitabmessungen entsprechen dem in Fig. 9 gezeigten Fall 2, wo die Pitbreite B des oberen Teils des Pits gleich 0.4 µm ist. In dem Fall 2,
n x d = 0.151 x λ ... (17)
Durch Ändern der numerischen Apertur NA und der Wellenlänge λ des Laserstrahls ist es möglich, andere optimale optische Pithöhen zu wahlen. Wenn z.B. die Wellenlänge λ des Laserstrahls in Zukunft kürzer wird als die augenblickliche Wellenlänge von 0.780 µm, wird es immer noch möglich sein, die optimale optische Pithöhe n x d mit dem Ausdruck (17) zu bestimmen.
Angenommen, daß die in der Zukunft verwendete numerische Apertur als NAo bezeichnet wird und die Laserwellenlänge λo ist, ist eine Laserstrahlgröße wo (der Durchmesser des Strahlflecks), die in diesem Fall benutzt wird, wie folgt:
wo = 1.22 x (λo/NAo) ... (18)
während die Laserstrahlgröße für den Fall 2 in Fig. 9 gleich 2.1 µm ist (= 0.78 ÷ 0.45 x 1.22). Des weiteren wird die Einheitspitlänge (Pitlänge pro 1T), die in diesem Fall benutzt wird, wie folgt berechnet:
0.3 x (λo/NAo) x (0.45/0.78) = 0.173 x (λo/NAo) (µm) ... (19)
während die Einheitspitlänge für den Fall 2 in Fig. 9 0.30 µm beträgt. Außerdem wird der Spurabstand, der in diesem Fall benutzt wird, wie folgt berechnet:
0.8 x (λo/NAo) x (0.45/0.78) = (λo/NAo) (µm) ... (20)
während der Spurabstand für den Fall 2 0.8 µm beträgt.
In der oben erwähnten Weise ist es leicht, die optimale optische Pithöhe und andere Pitabmessungen in der vorliegenden Erfindung zu erlangen.
Mit Verweis auf Fig. 10 erfolgt nun eine Beschreibung einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung, die ein CD-Spieler ist.
Gemäß Fig. 10 umfaßt ein CD-Spieler 100 einen optischen. Abnehmer 31, eine Signalverarbeitungseinheit 32, eine Abnehmersteuereinheit 33, eine Systemsteuereineit 34, ein Eingabe/Anzeige-Einheit 35 und eine Speichereinheit 36. Der optische Abnehmer 31 liest Information von der CD 22. Die Signalverarbeitungseinheit 32 verarbeitet ausgelesene Information. Die Abnehmersteuereinheit 33 steuert den optischen Abnehmer 31. Die Systemsteuerung 33 steuert die Gesamtfunktion der CD- Spielers 100.
Der optische Abnehmer 31 umfaßt einen Halbleiterlaser 41, eine Kollimatorlinse 42, einen Strahlteiler 43, eine Viertelwellenplatte 44, eine Objektivlinse 45, eine Konvergenzlinse 48, einen Prismenspiegel 49, einen viergeteilten Photodetektor 50 und einen zweigeteilten Photodetektor 51. Der Halbleiterlaser 42 emittiert einen Laserstrahl. Die Kollimatorlinse 42 kollimiert den vom Halbleiterlaser 41 emittierten Laserstrahl. Der Strahlteiler 43 erlaubt dem kollimierten Laserstrahl, hindurchzugehen. Die Viertelwellenplatte 44 führt eine Phasendifferenz in den kollimierten Strahl von dem Strahlteiler 43 ein. Die Objektivlinse 45 fokussiert den Laserstrahl von der Viertelwellenplatte 44 auf die Informationsaufzeichnungsoberfläche 25 der CD 22. Der Laserstrahl wir durch den Reflexionsfilm der Informationsaufzeichnungsoberfläche 25 reflektiert und durchläuft die Objektivlinse 45 und die Viertelwellenplatte 44. Dann wird der Laserstrahl von einer Reflexionsoberfläche des Strahlteilers 43 so reflektiert, daß der optische Weg rechtwinklig gebeugt wird. Die Konvergenzlinse 48 konvergiert den Laserstrahl von dem Strahlteiler 43. Der Prismenspiegel 49 führt den Laserstrahl von der Konvergenzlinse 48 zu dem viergeteilten Photodetektor 50 und dem zweigeteilten Photodetektor 51. Der viergeteilte Photodetektor 50 empfängt den Laserstrahl von dem Prismenspiegel 49, und der zweigeteilte Photodetektor 51 empfängt den Laserstrahl von dem Prismenspiegel 49. Wie in Fig. 10 gezeigt, wird der Laserstrahl von unten auf die CD 22 von ihrer Unterseite aus projiziert.
Die Signalverarbeitungseinheit 32 umfaßt eine Operatiosschaltung 52, einen Subtrahierer 53, eine digitale Signalverarbeitungsschaltung 54, einen D/A-Umsetzer 55, Ausgangsanschlüsse 56L und 56R, eine Laserausgangssteuerschaltung 59 und eine Halbleiterlaser-Treiberschaltung 60. Die Operatiosschaltung 52 empfängt Ausgangssignale des viergeteilten Photodetektors 50 und führt eine vorbestimmte Operation auf den Ausgangssignalen durch. Der Subtrahierer 53 empfängt Ausgangssignale des zweigeteilten Photodetektors 51 und erzeugt, als ein Nachführfehlersignal TE, ein Differenzsignal, das die Differenz zwischen den Ausgangs- Signalen anzeigt. Die digitale Signalverarbeitungsschaltung 54 empfängt eines der von der Operationsschaltung 52 ausgegebenen Lesesignale RF1, RF2 und demoduliert das empfangene Signal in ein digitales Informationssignal. Der D/A-Umsetzer 55 wandelt das Digitalsignal von der digitalen Signalverarbeitungsschaltung 54 in Analogsignale um. Die Ausgangsanschlüsse 56L und 56R werden zum externen Ausgeben der Analogsignale von dem D/A-Umsetzer 55 verwendet. Die Halbleiterlaser- Treiberschaltung 60 treibt den Halbleiterlaser 41. Die Laserausgangssteuerschaltung 59 steuert die Halbleiterlaser-Treiberschaltung 60.
Die Abnehmersteuereinheit 33 umfaßt eine Nachführtreiberschaltung 57 eine Fokussierungstreiberschaltung 58. Die Nachführtreiberschaltung 57 empfängt das vom Subtrahierer 53 ausgegebene Nachführfehlersignal TE und steuert einen Nachführbetätiger 46 des optischen Abnehmers 31 nach Maßgabe des Nachführfehlersignals TE. Die Fokussierungstreiberschaltung 58 steuert einen Fokussierungsbetätiger 47 des optischen Abnehmers 31 auf der Basis eines von der Operationsschaltung 52 ausgegebenen Fokusfehlersignals FE.
Die Systemsteuerung 34 steuert basierend auf Anweisungen von der Eingabe/Anzeige-Einheit 35 und anderen Signalen die digitale Signalverarbeitungsschaltung 54, die Nachführtreiberschaltung 57 und die Laserausgangstreiberschaltung 59. Die Systemsteuerung 34 sendet Daten an die Speichereinheit 36 und empfängt Daten von derselben.
Fig. 11 zeigt die Einzelheiten des viergeteilten Photodetektors 50 und der Operationsschaltung 52. Wie in Fig. 11 gezeigt, umfaßt der viergeteilte Photodetektor 50 vier Lichtempfangsoberflächen D1 - D4. Die Operationsschaltung 52 umfaßt vier Addierer 61, 62, 63 und 64 und einen Subtrahierer 65, die wie in Fig. 11 gezeigt geschaltet sind. Der Addierer 61 gibt eine Lesesignal RF1 von einer (D1 und D2) der zwei geteilten Lichtempfangsoberflächen des viergeteilten Photodetektors 50 aus, und der Addierer 62 gibt das Lesesignal RF2 von der anderen Lichtempfangsoberfläche (D3 und D4) aus. Der Subtrahierer 65 gibt das vorerwähnte Fokusfehlersignal Fe aus. Eine Segmentlinie X-X des viergeteilten Photodetektors 50 verläuft parallel zu der Zirkularrichtung der CD 22. Das in Fig. 10 gezeigte optische System ist so positioniert, daß, wenn die Mitte eines durch den Laserstrahl von der Objektivlinse 45 gebildeten Flecks auf die Mittellinien von zwei benachbarten Spuren projiziert wird, sich die Mitte des Flecks auf dem Mittelteil der ganzen Lichtempfangsoberfläche befindet.
Eines der Lesesignale RF1 oder RF2 enthält nur eine DC-Komponente, die das andere Signal durch Übersprechen nicht beeinflußt. Indem das andere Signal wie es ist demoduliert wird, ist es folglich möglich, Information von der CD 22 ohne die Störung des übersprechens wiederzugeben, da die DC-Komponente nicht demoduliert wird.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die spezifisch offenbarten Ausführungen beschränkt, und die Werte der Laserstrahlwellenlänge, der numerischen Apertur, des Brechungsindexes des Substrats und die Form der Informationspits können willkürlich festgelegt werden, so lange die Ausdrücke (6), (10) und (15) erfüllt werden. Die vorerwähnten Ausführungen der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf Compact-Diks, während die vorliegende Erfindung andere optische Platten des Pitbildungstyps, z.B. LVDs, einschließt. Informationspits können vom Konvex- oder Vertiefungstyp sein.
Erfindungsgemäß ist es möglich, den Spurabstandswert auf die Hälfte des augenblicklich vorhandenen Anstands selbst unter einem Umstand zu verringern, bei dem die augenblicklich vorhandene Laserstrahlwellenlänge und die augenblicklich vorhandene numerische Apertur der Objektivlinse verwendet werden. Der Spurabstand wird nach Maßgabe einer künftigen Verringerung der Fleckgröße des Laserstrahls, die aus einer Änderung der Wellenlänge oder der numerischen Apertur entsteht, weiter verringert werden. Die Aufzeichnungsdichte wird folglich weiter angehoben werden.
Der Umfang der Erfindung wird durch die anliegenden Ansprüche und nicht durch die vorangehende Beschreibung angegeben.

Claims

1. Wiedergabevorrichtung für optische Platten (100), umfassend:

eine Lichtprojektionseinrichtung (41) zum Projizieren eines Lichtstrahls einer vorbestimmten Wellenlänge, um einen Lichtfleck auf zwei benachbarten Spuren einer optischen Platte zu bilden, die ein plattenförmiges Informationsaufzeichnungselement mit einer Informationsaufzeichnungsoberfläche, einer auf der Informationsaufzeichnungsoberfläche gebildeten Spur und einer Vielzahl von Pits umfaßt, die auf der Spur angeordnet und durch auf der Informationsaufzeichnungsoberfläche aufgezeichnete Information moduliert sind;

eine Photodetektoreinrichtung (50) mit zwei geteilten Lichtempfangsoberflächen zum Erfassen des Lichts von dem Lichtfleck auf der optischen Platte;

ein optisches System (43, 441 45, 48) zum Führen des Lichts von dem auf der Mittellinie der zwei benachbarten Windungen der Spur gebildeten Lichtfleck zu einem Mittelteil der zwei geteilten Lichtempfangsoberflächen;

eine Steuereinrichtung (45, 46, 47) zum Steuern der Lichtprojektionseinrichtung, um den Lichtstrahl auf die Mittellinie der zwei benachbarten Windungen der Spur zu projizieren;

eine Informationswiedergabevorrichtung (32) zum Wiedergeben der aufgezeichneten Information von dem Signalsausgang von den zwei geteilten Lichtempfangsoberflächen;

dadurch gekennzeichnet, daß die zwei geteilten Lichtempfangsoberflächen der Photodetektoreinrichtung (50) sich mit einer Segmentlinie (X-X) kreuzen, die parallel in bezug auf die Zirkularrichtung der optischen Platte verläuft, um jede der Lichtempfangsoberflächen in zwei vorwärts und rückwärts in bezug auf die Zirkularrichtung angeordnete Photoerfassungsbereiche zu formen,

wobei die Pits vorbestimmte Parameter aufweisen, so daß das Licht von dem auf einer Mittellinie von zwei benachbarten Windungen der Spur gebildeten Lichtfleck durch eines der zwei geteilten Lichtempfangspaare als ein DC-Komponentensignal erfaßt wird aufgezeichnete Information durch den Ausgang des anderen Photoerfassungspaares erfaßt wird.

2. Wiedergabevorrichtung für optische Platten (100) nach Anspruch 1, bei der ein erstes Lichterfassungssignal (S1) von einem Paar von Vorwärts- und Rückwärts-Lichtempfangsbereichen jeder der zwei geteilten vorwärts und rückwärts in bezug auf die Zirkularrichtung der optischen Platte angeordneten Lichtempfangsoberflächen erhalten wird, wobei das ersten Lichterfassungssignal definiert wird durch die Gleichung:

S1 = a + b x cos(2πvt + φ&sub1;)

worin a eine mit einer in dem Signal S1 enthaltenen DC-Komponente in Beziehung stehende Konstante ist, b eine erste mit einer Frequenzkomponente davon in Beziehung stehende Konstante bezeichnet, v eine zweite mit der Frequenzkomponente davon in Beziehung stehende Konstante ist, φ&sub1; eine erste mit einer Phasendifferenz in Beziehung stehende Konstante bezeichnet und t eine Variable bezeichnet, die Zeit anzeigt, und ein zweites Lichterfassungssignal (S2) von dem anderen Paar der Vorwärts- und Rückwärts-Lichtempfangsbereiche erhalten wird und definiert wird durch die Gleichung:

S2 = a + b x cos(2πvt + φ&sub2;)

worin φ&sub2; eine zweite mit einer Phasendifferenz in Beziehung stehende Konstante bezeichnet, und

worin eine numerische Apertur des optischen Systems, die Wellenlänge, ein Spurabstand und die Parameter der Pits so bestimmt werden, daß die folgende Gleichung erfüllt wird:

cos{(φ&sub1; - φ&sub2;)/2} = 0

3. Wiedergabevorrichtung für optische Platten (100) nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Vorrichtung weiter umfaßt:

eine Fokussierungstreibeinrichtung (47, 58) zum Treiben des optischen Systems, um den Lichtstrahl auf die optische Platte zu fokussieren, und

eine Nachführtreibeinrichtung (46, 57) zum Treiben des optischen Systems, um den Lichtstrahl der Spur der optischen Platte folgen zu lassen.

4. Wiedergabevorrichtung für optische Platten (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Photodetektoreinrichtung (50) einen viergeteilten Photodetektor zum Erlangen des ersten und zweiten Lichterfassungssignals S1 und S2 umfaßt.

5. Wiedergabevorrichtung für optische Platten (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Wiedergabevorrichtung für optische Platten weiter umfaßt:

eine Lichttrennungseinrichtung (49) zum Abtrennen eines Teils des Lichts von dem Lichtfleck und

eine weitere Photodetektoreinrichtung (51) zum Empfangen des abgetrennten Teils des Lichts und Ausgeben eines Spurfehlersignals.