DE69318486T2

DE69318486T2 - Magneto-optische Kopfeinrichtung

Info

Publication number: DE69318486T2
Application number: DE69318486T
Authority: DE
Inventors: Ryuichi Tokyo Katayama
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1992-06-02
Filing date: 1993-06-02
Publication date: 1998-11-26
Anticipated expiration: 2013-06-03
Also published as: EP0582059B1; US5353267A; EP0582059A3; DE69318486D1; EP0582059A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen magnetooptische Plattenkopfanordnungen, und insbesondere eine magnetooptische Plattenkopfanordnung mit verbesserten Frequenz-Antwort-Charakteristika.
In einer bekannten Kopfanordnung für magnetooptische Aufzeichnungsplatten (EP-A-0405444) wird das Licht von einem Halbleiterlaser in einen Parallelstrahl kollimiert, in dem ein Strahlteiler angeordnet ist, und auf die Oberfläche einer magneto-optischen Platte fokussiert. Lichtstrahlen, die von der Platte reflektiert werden, werden durch den Strahlteiler kollimiert und auf ein doppelbrechendes holographisches Gitter reflektiert oder auf eine Beugungsplatte mit unterschiedlichen Beugungsmustern 1 bis 4, wie in Fig. 1 dargestellt ist, und dessen optische Achse mit 45º zur Polarisationsebene des einfallenden Lichtes liegt. Das durch die Beugungsplatte durchtretende Licht hat drei optische Komponenten, d.h. die ungebeugte Komponente nullter Ordnung (normales Licht) und gebeugte Komponenten (außerordentliche Strahlen) der plus ersten Ordnung und der minus ersten Ordnung, die auf Lichtsensoren 5, 6 und 7 treffen, die auf einem Lichtdetektor so angeordnet sind, daß die Komponenten nullter Ordnung einen Lichtfleck 10 auf dem Sensor 5 bildet, die Komponente der plus ersten Ordnung Flecken 11 bis 14 auf dem Sensor 6 bildet und die gebeugte Komponente minus erster Ordnung Flecken 15 bis 18 auf dem Sensor 7 bilden. Insbesondere korrespondieren die Beugungsmuster 1 bis 4 positionell mit den Lichtflecken 11-14 auf dem Sensor 6 und entsprechen weiterhin den Lichtflecken 15 bis 18 auf dem Sensor 7. Der Sensor 6 ist in einen oberen Sensor 6a, der durch den Flecken 14 beleuchtet wird, vier angrenzende Zwischensensoren 6b bis 6e, an denen die Flecken 11, 12 gebildet werden, und einen unteren Sensor 6f unterteilt, wo der Fleck 13 gebildet wird. Durch Bezeichnen des elektrischen Ausgabesignals von jedem lichtempfindlichen Bereich als eine Spannung V mit einem Index, der den Sensor bezeichnet, von dem es erzeugt wurde, können ein Fokussteuersignal, ein Spursteuersignal und ein Auslesesignal wie folgt abgeleitet werden:
Fokussteuerung = (V6b + V6e) - (V6c + V6d)
Spursteuerung = V6a - V6f
Auslesesignal = V&sub5; - (V6a+V6b+V6c+V6d+V6e+V6f+V&sub7;)
Wie dargestellt, wird das Fokussteuersignal durch die Verwendung von Addierern 20 und 21 und eines Subtraktors 22 von den Sensoren 6b, 6e, 6c und 6d abgeleitet, und das Spursteuersignal wird durch einen Subtraktor 23 von den Sensoren 6a und 6f abgeleitet. Das Auslesesignal wird durch Addierer 20, 21 und 24 und einen Subtraktor 25 von allen Sensoren durch Subtrahieren des Signals, das die Summe der Komponenten plus erster Ordnung und minus erster Ordnung angibt, von dem Signal der Komponente nullter Ordnung abgeleitet.
Da eine Eingabe des Subtraktors 25 ausschließlich von den gebeugten Lichtkomponenten der plus und minus ersten Ordnung abgeleitet wird und die andere Eingabe für den Subtraktor ausschließlich von der Lichtkomponente nullter Ordnung abgeleitet wird, zeigt dieser Subtraktor unterschiedliche Frequenz-Antwort-Charakteristika. Als Ergebnis leidet das Auslesesignal an frequenzabhängigen Effekten, die auf inhärenten Intensitätsvariationen des Quellenlasers und dem Gemeinsam-Modus-Rauschen aufgrund von Variationen der Reflektivität der Platte beruhen.
Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, eine magnetooptische Kopfanordnung zu schaffen, die einen Rauschlöscheffekt zum Vermeiden von frequenzabhängigem In-Phasen-Rauschen aufweist.
Diese Aufgabe wird durch eine optische Kopfanordnung gelöst, die in den Ansprüchen 1 bzw. 11 definiert ist; die abhängigen Ansprüche betreffen weitere Entwicklungen der Erfindung.
In einem Ausführungsbeispiel ist das doppelbrechende Element in zwei Bereiche mit unterschiedlichen Beugungsmustern unterteilt, so daß die Komponenten der plus und minus ersten Ordnung jeweils auf einer ersten und einer zweiten Fokusebene fokussiert werden und die Komponente nullter Ordnung auf einer dritten Fokusebene fokussiert wird, die zwischen der ersten und der zweiten Fokusebene liegt.
Signale von einem ersten Paar diagonal angeordneter Sensoren der zweiten lichtempfindlichen Fläche und ein Signal von einem der Sensoren der dritten lichtempfindlichen Fläche werden aufsummiert, um ein erstes Summensignal zu erzeugen, und Signale von einem zweiten Paar diagonal angeordneter Sensoren der zweiten lichtempfindlichen Fläche und ein Signal von dem anderen Sensor der dritten lichtempfindlichen Fläche werden aufsummiert, um ein zweites Summensignal zu erzeugen. Zum Erzeugen eines Auslesesignals werden das erste und das zweite Summensignal kombiniert, um ein drittes Summensignal zu erzeugen, das dann von der Summe der Signale von den Sensoren der ersten lichtempfindlichen Fläche subtrahiert wird. Ein Fokussteuersignal wird von der Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Summensignal abgeleitet, und ein Spursteuersignal wird von der Differenz zwischen den Signalen der Sensoren der ersten lichtempfindlichen Fläche abgeleitet.
In einer modifizierten Ausführungsform hat das doppelbrechende Element eine erste Beugungsebene zum Beugen einer bestimmten Polarisationskomponente des darauf einfallenden Lichtes und eine zweite Beugungsebene zum Beugen einer Polarisationskomponente des darauf einfallenden Lichtes von der ersten Beugungsebene, die in einer Richtung normal zur Richtung der Orientierung der bestimment Polarisationskomponente orientiert ist. Sowohl die erste als auch die zweite Beugungsebene ist in zwei Bereiche mit unterschiedlichen Beugungsmustern unterteilt, so daß jedes Beugungsmuster das einfallende Licht in Komponenten der plus- und der minus-ersten Ordnung aufteilt.
Die erste lichtempfindliche Fläche des modifizierten Ausführungsform ist angeordnet, um Lichtflecken zu empfangen, die durch die Komponente nullter Ordnung von der zweiten Beugungsebene sowie durch die Komponenten plus erster Ordnung von den jeweiligen Bereichen der ersten Beugungsebene gebildet werden. Die zweite lichtempfindliche Fläche ist angeordnet, um Lichtflecken zu empfangen, die durch die Komponente nullter Ordnung von der ersten Beugungsebene sowie durch die Komponenten plus erster Ordnung von den jeweiligen Bereichen der zweiten Beugungsebene gebildet werden. Die dritte lichtempfindliche Fläche ist angeordnet, um Lichtflecken zu empfangen, die durch die Komponente erster Ordnung von der zweiten Beugungsebene sowie durch die Komponenten minus erster Ordnung von den jeweiligen Bereichen der ersten Beugungsebene gebildet werden. Der Lichtdetektor umfaßt weiterhin eine vierte lichtempfindliche Fläche mit einem ersten Paar diagonal angeordneter Sensoren und einem zweiten Paar diagonal angeordneter Sensoren zum Empfangen von Lichtflecken, die durch die Komponente nullter Ordnung von der ersten Beugungsebene sowie durch die Komponente minus erster Ordnung von den jeweiligen Bereichen der zweiten Beugungsebene gebildet werden.
Bei der modifizierten Ausführungsform ist ein erster Addierer zum Aufsummieren von Signalen des ersten Paares der Diagonal angeordneten Sensoren der zweiten lichtempfindlichen Fläche und Signalen vom ersten Paar diagonal angeordneter Sensoren von der vierten lichtempfindlichen Fläche vorgesehen. Ein zweiter Addierer liefert die Summation von Signalen des zweiten Paares diagonal angeordneter Sensoren der zweiten lichtempfindlichen Fläche und Signalen vom zweiten Paar diagonal angeordneter Sensoren von der vierten lichtempfindlichen Fläche. Ein dritter Addierer liefert die Summation der Ausgabesignale des ersten und des zweiten Addierers, und ein vierter Addierer liefert die Summation von Signalen von einem der Sensoren der ersten lichtempfindlichen Fläche und eines der Sensoren der dritten lichtempfindlichen Fläche. Ein fünfter Addierer liefert die Summation von Signalen von dem anderen Sensor der ersten lichtempfindlichen Fläche und dem anderen Sensor der dritten lichtempfindlichen Fläche, und ein sechster Addierer liefert die Aufsummation von Ausgabesignalen des vierten und des fünften Addierers. Ein Fokussteuersignal wird von der Differenz zwischen den Ausgaben des ersten und des zweiten Addierers abgeleitet, und ein Spursteuersignal wird von der Differenz zwischen den Ausgaben des vierten und des fünften Addierers abgeleitet. Ein Auslesesignal wird von der Differenz zwischen den Ausgaben des dritten und des sechsten Addierers abgeleitet.
Die Erfindung wird im einzelnen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht zur Erläuterung einer bekannten Beugungsplatte und eines bekannten Lichtdetektors für eine magnetooptische Kopfanordnung zusammen mit einer Schaltungsanordnung zum Verarbeiten von Signalen von dem Lichtdetektor,
Fig. 2 eine magnetooptische Kopfanordnung mit einer Beugungsplatte und einem Lichtdetektor gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 3 eine Aufsicht zur Erläuterung von Details der Beugungsplatte der Fig. 2,
Fig. 4 eine Querschnittsdarstellung der Beugungsplatte,
Fig. 5 eine Aufsicht auf den Lichtdetektor gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zusammen mit einer Schaltung zur Verarbeitung von Signalen des Lichtdetektors,
Fig. 6 eine Aufsicht auf eine modifizierte Form des Lichtdetektors der Fig. 5 zusammen mit einer Schaltung zum Verarbeiten von Signalen des Lichtdetektors,
Fig. 7 eine Darstellung eines modifizierten Aufbaus der Kopfanordnung der Fig. 2,
Fig. 8 eine Aufsicht auf eine modifizierte Form des Lichtdetektors der Fig. 5, der in der Anordnung von Fig. 7 enthalten ist,
Fig. 9 eine Aufsicht auf eine modifizierte Form des Lichtdetektors der Fig. 6, der in der Anordnung der Fig. 7 enthalten ist,
Fig. 10 eine Darstellung einer weiteren Modifikation der vorliegenden Erfindung,
Fig. 11A und 11B Endansichten des Beugungselementes der Fig. 10,
Fig. 12A und 12B Aufsichten auf die Beugungsebenen des Beugungselementes und
Fig. 13 eine Aufsicht auf den Lichtdetektor der Fig. 10 zusammen mit einer Schaltung zur Verarbeitung von Signalen des Lichtdetektors.

Detaillierte Beschreibung

In Fig. 2 umfaßt ein die Erfindung ausführende magnetooptische Kopfanordnung einen Halbleiterlaser 30, eine Kollimatorlinse 31 zum Formen des Lichtes des Lasers 30 in einen Parallelstrahl und einen polarisierenden Strahlteiler 32, der im Weg des parallelen Lichtes angeordnet ist. Der Parallelstrahl, der vom Strahlteiler 32 ausgeht, wird durch eine Objektivlinse 33 auf eine magnetooptische Platte 34 fokussiert, wo er erneut durch die Objektivlinse 33 kollimiert und moduliert wird, wenn er zurück zum Strahlteiler 32 reflektiert wird. Der letztere reflektiert rückkehrendes Licht im rechten Winkel zur Richtung des Lichts vom Laser 30 durch eine fokussierende Linse 35 auf die Oberfläche eines optoelektrischen Konverters oder Lichtdetektors 37. Zwischen der Linse 35 und dem Lichtdetektor 37 ist eine doppelbrechende (polarisierende) holographische Beugungsplatte 36 gemäß der Erfindung vorgesehen, wobei rückkehrendes Licht in eine Komponente nullter Ordnung und Komponenten plus und minus erster Ordnung (+45º und -45º polarisierte Lichtkomponenten) aufgetrennt wird. Der Lichtdetektor 37 ist im Fokuspunkt der Komponente plus erster Ordnung so angeordnet, daß die Fokuspunkte der Komponenten nullter Ordnung und minus erster Ordnung hinter dem Lichtdetektor 37 sind.
Wie im einzelnen in Fig. 3 dargestellt ist, ist die holographische Beugungsplatte 36 in zwei Flächen 40 und 41 aufgeteilt, die jeweils unterschiedliche Beugungsmuster aufweisen. Insbesondere hat jede der Flächen 40 und 41 ein konzentrisches Beugungsmuster, das so gebildet ist, daß die Beugungsplatte 36 als Ganzes einen Nebenachsen-Linseneffekt erzeugen. Sie wird als Konvexlinse auf die Komponente plus erster Ordnung und als Konkavlinse auf die Komponente minus erster Ordnung. Die optische Achse der Beugungsplatte 36 liegt näherungsweise 45º mit Bezug auf die Polarisationsebene des einfallenden Lichtes.
Wie in Fig. 4 dargestellt ist, umfaßt die Beugungsplatte 36 ein doppelbrechendes LiNbO&sub3;-Substrat 42 und eine Anzahl von Beugungsgittern, von denen jedes durch einen unteren, protonen-ausgetauschten Bereich 43 gebildet wird, der in dem Substrat 42 eingebettet ist, und einen oberen, dielektrischen Film 44, der aus Nb&sub2;O&sub5; gebildet ist und als Phasenkompensationsfilm dient. Die Phasenverteilung oder Phasendifferenz zwischen einer aufeinanderfolgenden "Linie" (gebildet durch jeden dielektrischen Film 44 und die darunterliegende Schicht 43) und einem angrenzenden "Raum" auf der Beugungsplatte 36 ist derart, daß sie für gewöhnliches Licht durch Vermitteln einer Phasenverschiebung von Null nicht als ein Gitter wirkt und für die außerordentlichen Lichtkomponenten aufgrund einer Phasenverschiebung von π- rad als Gitter wirkt.
Einzelheiten des Lichtdetektors 37 sind in Fig. 5 dargestellt. Er umfaßt drei Empfangsflächen 50, 51 und 52. Die Empfangsfläche 50, die zwischen den Flächen 51 und 52 angeordnet ist, ist in Sensoren 50a und 50b zum Empfang des Lichts nullter Ordnung aufgeteilt, um einen außerhalb des Fokus liegenden Lichtfleck 60 darauf zu ermöglichen, sich selbst gleichmäßig zwischen den beiden Sensoren 50a und 50b aufzuteilen. Die Sensorfläche 51 ist in vier Sensoren 51a, 51b und 51d aufgeteilt, die mit fokussierten Lichtflecken 61 und 62 des Lichtes plus erster Ordnung beleuchtet werden. Der Lichtfleck 61 wird, entsprechend dem Beugungsmuster 41, auf der Grenze zwischen dem oberen linken Sensor 51a und dem unteren linken Sensor 51b gebildet, und der Lichtfleck 62 wird, entsprechend dem Beugungsmuster 40, auf der Grenze zwischen dem oberen rechten Sensor 51c und dem unteren rechten Sensor 51d gebildet. Die Sensorfläche 52 ist in zwei Sensoren 52a und 52b aufgeteilt, um das Licht der minus ersten Ordnung zu empfangen, das den Sensor 52a mit einem unteren halbkreisförmigen Lichtfleck 63 entsprechend dem Beugungsmuster 41 beleuchtet und den Sensor 52b mit einem oberen halbkreisförmigen Fleck 64, entsprechend dem Beugungsmuster 40.
Durch Bezeichnen des elektrischen Signals von jeden Sensor als Spannung V mit einem Index, der den Sensor bezeichnet, von dem es erzeugt wird, werden die folgenden Signale erzeugt:
Diese Beziehungen werden wie folgt vereinfacht:
ist.
Das Komponentensignal A wird von einem Addierer 70 durch Aufsummieren der Signale von den Sensoren 51b, 51c und 52b abgeleitet und das Komponentensignal b von einem Addierer 71 durch Aufsummieren der Signale der Sensoren 51a, 51d und 52a. Ein Subtraktor 72 ist mit den Ausgängen der Addierer 70 und 71 verbunden, um das Fokussierungssignal F zu liefern. Ein Subtraktor 73 ist mit den Sensoren 50a und 50b verbunden, um das Spursteuerungssignal T zu erzeugen. Die Ausgänge der Addierer 70 und 71 sind mit einem Addierer 74 verbunden, um eine Ausgabe A+B zu erzeugen, und die Sensoren 50a und 50b sind weiterhin mit einem Addierer 75 verbunden, dessen Ausgang mit einem Subtraktor 76 verbunden ist, wo er mit dem Ausgang des Addierers 75 kombiniert wird, um das Auslesesignal R zu erzeugen.
Es ist aus Fig. 5 ersichtlich, daß der Aufbau der Schaltung zum Erzeugen der Komponenten C und D (die von der Lichtkomponente nullter Ordnung abgeleitet werden) des Auslesesignals identisch zum Aufbau der Schaltung zum Erzeugen der Komponenten A und B (die von den Lichtkomponenten der ersten Ordnung abgeleitet werden) des Auslesesignals ist. Desweiteren sind die Intensitäten der Signale, die von jeder dieser Schaltungen erzeugt werden, identisch zu denen von Signalen, die durch die andere erzeugt werden, wenn das System in einem optimalen Zustand ist. Aufgrund dessen wird durch den Subtraktor 76 jedes frequenzabhängige Rauschen, das in der Summe der Komponenten C und D enthalten ist, mit frequenzabhängigem Rauschen ausgelöscht, das in der Summe der Komponenten A und B enthalten ist. Aufgrunddessen wird das Gemeinsam-Modus-Rauschen vollständig bei allen Frequenzen aus dem Auslesesignal eliminiert.
Der Lichtdetektor der Fig. 5 kann, wie bei 137 in Fig.6 dargestellt ist, durch Aufteilen des Sensors 152 für Licht der minus ersten Ordnung in drei Bereiche 152a, 152b und 152c so modifiziert werden, daß der Lichtfleck 63 gleichmäßig den rechtsseitigen und den Mittenbereich 152a und 152c und der Lichtfleck 64 gleichmäßig den linksseitigen und den Mittenbereich 152b und 152c beleuchtet.
Während die Anordnung der Fig. 6 das gleiche Spursteuersignal T liefert, gibt es das folgende Fokussteuersignal F' und das Auslesesignal R':
Die obigen Beziehungen werden wie folgt vereinfacht:
wobei
Das Komponentensignal A' wird mit einem Addierer 80 durch Aufsummieren der Signale der Sensoren 51b, 51c, 152a und 152b abgeleitet und das Komponentensignal B' mit einem Addierer 81 durch Aufsummieren der Signale der Sensoren 51a, 51d und 152c. Ähnlich wie bei dem Schaltungsaufbau der Fig. 5 ist ein Subtraktor 82 mit den Ausgängen der Addierer 80 und 81 verbunden, um das Fokussignal F' zu liefern. Ein Subtraktor 83 ist mit Sensoren 50a und 50b verbunden, um das Spursteuersignal T zu liefern. Die Ausgänge der Addierer 80 und 81 sind mit einem Addierer 84 verbunden, um eine Ausgabe A'+B' zu erzeugen, und die Sensoren 50a und 50b sind weiterhin mit einem Addierer 85 verbunden, dessen Ausgaben mit einem Subtraktor 86 verbunden ist, wo sie mit dem Ausgang des Addierers 84 verbunden werden, um das Auslesesignal R' zu erzeugen.
Der Lichtdetektor 137 der Fig. 6 bietet einen Vorteil bezüglich des Lichtdetektors 37 der Fig. 5 dadurch, daß, wenn ein Ungleichgewicht zwischen den Lichtflecken 63 und 64 existiert, dieses Ungleichgewicht durch den Subtraktor 82 ausgelöscht wird und somit kein Fokussierungoffset auftritt.
Eine alternative Form des Ausführungsbeispiels der Fig. 2 ist in Fig. 7 dargestellt, bei dem der Lichtdetektor wie bei 237 dargestellt, auf dem Fokuspunkt der Komponente minus erster Ordnung angeordnet ist anstatt auf dem Fokuspunkt der Komponente plus erster Ordnung, so daß die Komponenten nullter Ordnung und plus erster Ordnung in Front von dem Lichtdetektor 237 fokussiert werden.
Wie in Fig. 8 dargestellt ist, unterscheidet sich die Anordnung der Fig. 7 von der Fig. 2 dadurch, daß das Licht der Minus ersten Ordnung den Fokusfleck 61 auf der Grenze zwischen dem oberen linken und dem unteren linken Bereich 81a und 81b einer Sensorfläche 251 bildet und den Fokusfleck 62 auf der Grenze zwischen dem oberen rechten und dem unteren rechten Sensor 251c und 251d der Sensorfläche 251 in einer Weise ähnlich den Lichtflecken 61 und 62 bildet, die durch das Licht plus erster Ordnung auf dem Sensor 51 gebildet werden (Fig. 5). Zusätzlich bildet das Licht plus erster Ordnung die Lichtflecken 63 und 64 auf dem rechtsseitigen und dem linksseitigen Sensor 252a und 252b der Sensorfläche 252 in einer gleichen Weise wie die Lichtflecken 63 und 64, die durch das Licht minus erster Ordnung auf dem Sensor 52 (Fig. 5) gebildet werden. Es ist ersichtlich, daß die zum Verarbeiten der Signale des Lichtdetektors 37 der Fig. 5 verwendete Schaltung auch zum Verarbeiten der Signale des Lichtdetektors 237 verwendet werden kann.
Die Anordnung der Fig. 7 kann auch für einen Lichtdetektor 373 verwendet werden, der in Fig. 9 dargestellt ist, anstatt für den Lichtdetektor 137 der Fig. 6. Der Lichtdetektor 337 der Fig. 9 unterscheidet sich von dem der Fig. 6 dadurch, daß das Licht minus erster Ordnung den Fokusfleck 61 auf der Grenze zwischen dem oberen linken und dem unteren linken Sensor 351a und 351b der Sensorfläche 351 bildet, sowie den Fleck 62 auf der Grenze zwischen dem oberen rechten und dem unteren rechten Sensor 351c und 351d der Sensorfläche 351 in gleicher Weise wie die Lichtflecken 61 und 62, die durch das Licht der plus ersten Ordnung auf der Sensorfläche 51 gebildet werden (Fig. 6). Das Licht plus erster Ordnung bildet die Lichtflecken 63 und 64 auf den Grenzen zwischen den Sensoren 352a und 352b und 352c einer Sensorfläche 352 in gleicher Weise wie die Lichtflecken 63 und 64, die durch das Licht minus erster Ordnung auf der Sensorfläche 152 gebildet werden (Fig. 6). Die zur Verarbeitung der Signale vom Lichtsensor 137 in Fig. 6 verwendete Schaltung kann auch zum Verarbeiten der Signale des Lichtsensors 337 der Fig. 9 verwendet werden.
Fig. 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem ein polarisierendes holographisches Beugungselement 400 und ein Lichtdetektor 50 vorgesehen sind. Das Beugungselement 400 hat zwei Hauptflächen oder erste und zweite Beugungsmuster 401 und 402. Diese Beugungsmuster können jeweils auf beabstandeten Beugungsplatten 400A und 400B vorgesehen sein, wie in Fig. 11A dargestellt ist. Alternativ können sie jeweils auf den gegenüberliegenden Grundflächen eines einzelnen Beugungselementes 400C ausgebildet sein, wie in Fig. 11B dargestellt ist.
Wie in den Figuren 11A und 11B dargestellt ist, ist die erste Beugungsebene 401 in zwei gleiche Flächen parallel gestreifter Beugungsmuster 403 und 404 unterteilt, und die zweite Beugungsebene 402 ist in zwei gleiche Flächen parallel gestreifter Beugungsmuster 405 und 406 unterteilt. Die optische Achse des Substrats der ersten Beugungsebene 401 beträgt 45º in Bezug auf die Polarisationsebene einfallenden Lichts, so daß die erste Beugungsebene 401 Beugung hauptsächlich auf einer bestimmt polarisierten Komponente einfallenden Lichts liefert und es in Beugungskomponenten plus und minus erster Ordnung aufteilt und den Durchtritt einer Komponente erlaubt, die in einer Richtung normal zu der bestimmten Komponente polarisiert ist als Licht nullter Ordnung. Andererseits ist die optische Achse des Substrats der zweiten Beugungsebene 402 45º mit Bezug auf die Polarisationsebene einfallenden Lichtes, so daß die zweite Beugungsebene 402 eine Beugung hauptsächlich an einer Polarisationskomponente von Licht der ersten Ebene 401 liefert, wobei die Polarisationskomponente in einer Richtung normal zur Richtung der Polarisation des Lichtes nullter Ordnung von der ersten Beugungsebene 401 orientiert ist, und teilt es in Komponenten von plus und minus erster Ordnung, während die Komponenten plus und minus erster Ordnung des Lichtes von der ersten Beugungsebene 401 passiert.
Einzelheiten des Lichtdetektors 500 und einer Schaltung zum Verarbeiten von Signalen des Detektors sind in Fig. 13 dargestellt. Der Lichtdetektor 500 umfaßt vier Sensorflächen. Die linksseitige Sensorfläche ist orthogonal in einen oberen linken, einen unteren linken, einen oberen rechten und einen unteren rechten Sensor 550, 551, 552 und 553 unterteilt, und die rechtsseitige Sensorfläche ist in gleicher Weise in vier Sensoren 554, 555, 556 und 557 unterteilt. Die obere Sensorfläche ist in einen oberen und einen unteren Sensor 558 und 559 unterteilt, und die untere Sensorfläche ist in einen unteren und einen oberen Sensor 560 und 561 unterteilt.
In der linksseitigen Sensorfläche bildet das Licht nullter Ordnung der ersten Beugungsebene 401 sowie Licht plus erster Ordnung vom Beugungsmuster 405 der zweiten Ebene 402 einen Fokusfleck 90 auf der Grenze zwischen den Sensoren 550 und 551 der linksseitigen Sensorfläche, und das Licht nullter Ordnung von der ersten Beugungsebene 401 sowie Licht plus erster Ordnung vom Beugungsmuster 406 der zweiten Ebene 402 bilden einen weiteren Flecken 91 auf der Grenze zwischen den Sensoren 552 und 553.
In der rechtsseitigen Sensorfläche bilden das Licht nullter Ordnung von der ersten Beugungsebene 401 sowie das Licht minus erster Ordnung von dem Beugungsmuster 405 der zweiten Ebene 402 einen Fokusflecken 92 auf der Grenze zwischen den Sensoren 554 und 555 und das Licht nullter Ordnung von der ersten Beugungsebene 401 sowie Licht der minus ersten Ordnung von dem Beugungsmuster 406 der zweiten Ebene 402 bilden einen weiteren Flecken 93 auf der Grenze zwischen den Sensoren 556 und 557.
In der oberen Sensorfläche bilden das Licht der plus ersten Ordnung vom Beugungsmuster 403 der ersten Ebene 401 sowie das Licht nullter Ordnung von der zweiten Beugungsebene 402 einen Fokusfleck 94 auf dem oberen Sensor 458, und das Licht plus erster Ordnung von dem Beugungsmuster 404 der ersten Ebene 401 sowie das Licht nullter Ordnung von der zweiten Beugungsebene 402 bilden einen weiteren Flecken 95 auf dem unteren Sensor 559.
In der unteren Sensorfläche bilden Licht der minus ersten Ordnung des Beugungsmusters 403 der ersten Ebene 401 sowie Licht der nullten Ordnung der zweiten Beugungsebene 402 einen Fokusflecken 96 auf dem unteren Sensor 560, und Licht der minus ersten Ordnung von dem Beugungsmuster 404 der ersten Ebene 401 sowie Licht nullter Ordnung von der zweiten Beugungsebene 402 bilden einen weiteren Flecken 97 auf dem oberen Sensor 561.
Die folgenden Beziehungen werden aufgestellt, um ein Fokussteuersignal F", ein Spursteuersignal T" und ein Auslesesignal R" zu erzeugen:
Die obigen Beziehungen werden wie folgt vereinfacht:
Das Komponentensignal A" wird von einem Addierer 600 durch Aufsummieren der Signale der Sensoren 550, 553, 554 und 557 erzeugt, und das Komponentensignal B" von einem Addierer 601 durch Aufsummieren der Signale der Sensoren 551, 552, 555 und 556. Ein Subtraktor 602 ist mit den Ausgängen der Addierer 600 und 601 verbunden, um das Fokussierungssignal S" zu erzeugen. Ein Addierer 603 ist mit den Ausgängen der Addierer 600 und 601 verbunden, um eine Summe A"+ B" einem Subtraktor 604 anzulegen. Ein Addierer 605 liefert die Summe der Signale der Sensoren 558 und 560 und liefert sie als das Signal C" an einen Subtraktor 607, und ein Addierer 606 liefert die Summe der Signale der Sensoren 559 und 561 und liefert sie als Signal D" an den Subtraktor 607, um das Spursignal T" zu erzeugen. Zur Erzeugung des Auslesesignals R" ist ein Addierer 608 vorgesehen, um die Summe der Signale C" und D" an den Subtraktor 604 zu liefern.
Es ist aus Fig. 13 ersichtlich, daß der Aufbau der Schaltung zum Ableiten der Komponenten (A"+ B") des Auslesesignals R" des Lichtes der nullten Ordnung des Beugungsmusters 401 und der Lichtkomponenten plus und minus erster Ordnung von dem Beugungsmuster 402 identisch zu der Schaltung zum Ableiten der Komponenten (C"+ D") des Auslesesignals R" der Lichtkomponenten plus und minus erster Ordnung von dem Beugungsmuster 401 und des Lichtes erster Ordnung von dem Beugungsmuster 402 ist. Zusätzlich sind die Intensitäten der Signale, die von jeder dieser Schaltungen erzeugt werden, identisch zu denen der Signale, die durch die anderen erzeugt werden, wenn das System in einem optimalen Zustand ist. Aufgrunddessen wird jedes frequenzabhängige Rauschen, das in dem Signal A"+ B" enthalten ist, durch das frequenzabhängige Rauschen ausgelöscht, das in dem Signal C"+ D" enthalten ist, durch den Subtraktor 604 ausgelöscht. Aufgrunddessen wird das Gemeinsam-Modus-Rauschen aus dem Auslesesignal bei allen Frequenzen vollständig eliminiert.

Claims

1. Magnetooptische Kopfanordnung mit einer Lichtquelle (30), einem doppelbrechenden Element (36) mit einem Beugungsmuster zum Aufteilen auftreffenden Lichts in eine Komponente nullter Ordnung und Plus- und Minus-Komponenten erster Ordnung, einer optischen Anordnung (31-33, 35) zum Richten von Licht der Lichtquelle auf ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium (34) und zum Richten von Licht, das durch das doppelbrechende Element (36) zurückkehrt, auf eine gegebene Ebene, so daß eine der Plus- oder Minus-Komponenten erster Ordnung scharf auf der gegebenen Ebene fokussiert wird, und einem Lichtdetektor (37), der in der gegebenen Ebene angeordnet ist, wobei der Lichtdetektor (37) eine erste Lichtsensorfläche (50) aufweist zum Empfang der Komponente nullter Ordnung, eine zweite Lichtsensorfläche (51, 251) mit einem ersten Paar diagonal angeordneter Sensoren (51a, 51d), mit einem zweiten Paar diagonal angeordneter Sensoren (51b, 51c) zum Empfangen der Plus- oder Minus-Komponente erster Ordnung und eine dritte Lichtsensorfläche (52, 152; 252) zum Empfangen der anderen der Plus- oder Minus-Komponenten erster Ordnung, und

einer Ausleseschaltung (74, 76), die die Ausgangssignale der Sensoren kombiniert,

dadurch gekennzeichnet, daß

die erste Lichtsensorfläche zwei Sensoren (50a, 50b) und die dritte Lichtsensorfläche zumindest zwei Sensoren (52a, 52b, 152a, 152b) aufweist, daß die nullte und die andere der Minus- oder Pluskomponente der ersten Ordnung nahezu auf der gegebenen Ebene fokussiert sind und

daß die Ausleseschaltung (70, 71, 74, 76) die Ausgabesignale des ersten Paares der diagonal angeordneten Sensoren (51a, 51d) und eines der Sensoren (52a) der dritten Lichtsensorfläche kombiniert, um ein erstes Signal (A) zu erzeugen, die Ausgangssignale des zweiten Paares diagonal angeordneter Sensoren (51b, 51c) und des anderen Sensors (52b) der dritten Lichtsensorfläche kombiniert, um ein zweites Signal (B) zu erzeugen, das erste und das zweite Signal (A, B) kombiniert, um ein erstes kombiniertes Signal (A + B) zu erzeugen, und die Ausgangssignale der Sensoren (50a, 50b) der ersten Lichtsensorfläche kombiniert, um ein zweites kombiniertes Signal (C + D) zu erzeugen, und weiterhin das erste und das zweite kombinierte Signal (A + B) und (C + D) kombiniert, um ein Gemeinmodusrauschen, das in dem ersten kombinierten Signal (A + B) enthalten ist, und ein Gemeinmodusrauschen, das in dem zweiten kombinierten Signal (C + D) enthalten ist, auszulöschen.

2. Magnetooptische Kopfanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das doppelbrechende Element (36) in zwei Bereiche (40, 41) unterschiedlicher Beugungsmuster derart aufgeteilt ist, daß die Plus- und Minuskomponenten der ersten Ordnung jeweils auf einer ersten und einer zweiten Fokalebene fokussiert werden und die Komponente Nullter Ordnung auf einer Fokalebene zwischen der ersten und der zweiten Fokalebene fokussiert wird.

3. Magnetooptische Kopfanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sensoren (52a, 52b) der dritten Lichtsensorfläche (52) zum Empfang getrennter erster und zweiter Strahlen der anderen der Plus- oder Minuskomponente der ersten Ordnung angeordnet sind.

4. Magnetooptische Kopfanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Lichtsensorfläche (152) einen dritten Sensor (152c) aufweist, der zwischen den beiden Sensoren (152a, 152b) der dritten Lichtsensorfläche angeordnet ist, zum Empfang eines Teils des ersten Strahls und eines Teils des zweiten Strahls.

5. Magnetooptische Kopfanorndung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausleseschaltung aufweist:

einen ersten Addierer (70) zum Aufsummieren von Signalen des ersten Paares diagonal angeordneter Sensoren der zweiten Lichtsensorfläche (51) und eines Signals von einem der Sensoren der dritten Lichtsensorfläche (52), einen zweiten Addierer (71) zum Aufsummieren der Signale von dem zweiten Paar diagonal angeordneter Sensoren der zweiten Lichtsensorfläche (51) und eines Signals von dem anderen Sensor der dritten Lichtsensorfläche (52),

einen dritten Addierer (74) zum Aufsummieren von Ausgabesignalen des ersten und des zweiten Addierers,

einen vierten Addierer (75) zum Aufsummieren von Signalen der Sensoren der ersten Lichtsensorfläche (50) und

einen Subtrahierer (76) zum Erzeugen eines Auslesesignals, das die Differenz zwischen den Ausgabesignalen des dritten und des vierten Addierers angibt.

6. Magnetooptische Kopfanordnung nach Anspruch 5, weiterhin gekennzeichnet durch eine Fokussteuerschaltung, die einen Subtrahierer (72) aufweist, zum Erzeugen eines Fokussteuersignals, das die Differenz zwischen den Ausgabesignalen des ersten und des zweiten Addierers (70, 71) anzeigt.

7. Magnetooptische Kopfanordnung nach Anspruch 5 oder 6, weiterhin gekennzeichnet durch eine Spursteuerschaltung mit einem Subtrahierer (73) zum Erzeugen eines Spursteuersignals, das die Differenz zwischen den Signalen der Sensoren der ersten Lichtsensorflächen (50) angibt.

8. Magnetooptische Kopfanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausleseschaltung aufweist:

einen ersten Addierer (80) zum Aufsummieren der Signale des ersten Paares diagonal angeordneter Sensoren der zweiten Lichtsensorfläche (51) und der Signale von den erstgenannten zwei Sensoren der dritten Lichtsensorfläche (152),

einen zweiten Addierer (81) zum Aufsummieren von Signalen des zweiten Paars der diagonal angeordneten Sensoren der zweiten Lichtsensorfläche (51) und eines Signals vom dritten Sensor der dritten Lichtsensorfläche (152),

einen dritten Addierer (84) zum Aufsummieren der Ausgabesignale des ersten und des zweiten Addierers, einen vierten Addierer (85) zum Aufsummieren von Signalen der Sensoren der ersten Lichtsensorfläche (50) und

einen Subtrahierer (86) zum Erzeugen eines Auslesesignals, das die Differenz zwischen den Ausgabesignalen des dritten und des vierten Addierers angibt.

9. Magnetooptische Kopfanorndung nach Anspruch 8, weiterhin gekennzeichnet durch eine Fokussteuerschaltung mit einem Subtrahierer (82) zum Erzeugen eines Fokussteuersignals, das die Differenz zwischen den Ausgabesignalen des ersten und des zweiten Addierers (80, 81) angibt.

10. Magnetooptische Kopfanordnung nach Anspruch 8 oder 9, weiterhin gekennzeichnet durch eine Spursteuerschaltung mit einem Subtrahierer (83) zum Erzeugen eines Spursteuersignals, das die Differenz zwischen den Signalen der Sensoren der ersten Lichtsensorfläche (50) angibt.

11. Magnetooptische Kopfanordnung mit einer Lichtquelle (30), einem doppelberechnenden Element (36) mit einem Beugungsmuster zum Aufteilen einfallenden Lichts, einer optischen Anordnung (31, 35) zum Richten von Licht der Lichtquelle auf ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium (34) und zum Richten von Licht, das von dem Medium durch das doppelbrechende Element (400) zurückkehrt auf eine vorgegebene Ebene derart, daß alle Komponenten des rückkehrenden Lichts auf die gegebene Ebene fokussiert werden, und einem Lichtdetektor (500) mit einer Anzahl von Sensorflächen, die auf der gegebenen Ebene angeordnet sind, und

einer Ausleseschaltung (600, 601, 603-606, 608), die die Signale der Sensoren, die in den Sensorflächen angeordnet sind, kombiniert,

dadurch gekennzeichnet, daß das doppelbrechende Element (400) eine erste Beugungsebene (401) aufweist zum Beugen einer bestimmten Polarisationskomponente des darauf einfallenden Lichtes und eine zweite Beugungsebene (402) zum Beugen einer Polarisationskomponente des darauf von der ersten Beugungsebene einfallenden Lichtes, wobei die Polarisationskomponente in einer Richtung normal zu der Richtung der Orientierung der bestimmten Polarisationskomponente polarisiert ist, wobei die erste Beugungsebene (401) in zwei Bereiche (403, 404) von unterschiedlichen Beugungsmustern aufgeteilt ist und die zweite Beugungsebene (402) in zwei Bereiche (405, 406) unterschiedlicher Beugungsmuster entlang einer Linie normal zu der Linie aufgeteilt ist, entlang derer die erste Beugungsebene (401) unterteilt ist,

und daß der Lichtdetektor (550) aufweist:

eine erste Sensorfläche einschließlich eines Paares aus ersten und zweiten vertikal angeordneten Sensoren (558, 559), wobei der erste Sensor Licht von der zweiten Beugungsebene (402) und dem Bereich (403) empfängt und der zweite Sensor Licht von der zweiten Beugungsebene (402) und dem Bereich (404) empfängt,

eine zweite Sensorfläche einschließlich eines Paares aus dritten und vierten diagonal angeordneten Sensoren (550, 553) und eines Paares aus fünften und sechsten diagonal angeordneten Sensoren (551, 552), wobei der dritte und der fünfte Sensor (550, 551) Licht von der ersten Beugungsebene (401) und dem Bereich (405) erhalten und der vierte und der sechste Sensor (552, 553) Licht von der ersten Beugungsebene (401) und dem Bereich (406) erhalten, eine dritte Sensorfläche mit einem Paar aus siebten und achten vertikal angeordneten Sensoren (560, 561), wobei der siebte Sensor (560) Licht von der zweiten Beugungsebene (402) und dem Bereich (403) empfängt und der achte Sensor (561) Licht von der zweiten Beugungsebene (402) und dem Bereich (404) empfängt, und

eine vierte Sensorfläche mit einem Paar neunter und zehnter diagonal angeordneter Sensoren (554, 557) und einem Paar elfter und zwölfter diagonal angeordneter Sensoren (555, 556), wobei der neunte und der elfte Sensor (554, 555) Licht von der ersten Beugungsebene (401) und dem Bereich (405) empfängt und der zehnte und der zwölfte Sensor (556, 557) Licht von der ersten Beugungsebene (401) und dem Bereich (406) erhält, und

daß die Ausleseschaltung (600, 601, 603-606, 608) die Ausgangssignale des dritten und des vierten Sensors (550, 553) und des neunten und des zehnten Sensors (554, 557) kombiniert, um ein erstes Signal (A") zu erzeugen, die Ausgangssignale des fünften und des sechsten Sensors (551, 552) und des elften und des zwölften Sensors (555, 556) kombiniert, um ein zweites Signal (B") zu erzeugen, das erste und das zweite Signal (A", B") kombiniert, um ein erstes kombiniertes Signal (A"+ B") zu erzeugen, die Ausgabesignale des ersten und des siebten Sensors (558, 560) kombiniert, um ein drittes Signal (C") zu erzeugen, die Ausgangssignale des zweiten und des achten Sensors (559, 561) kombiniert, um ein viertes Signal (D") zu erzeugen und das dritte und das vierte Signal (C"+ D") kombiniert, um ein zweites kombiniertes Signal (C"+ D") zu erzeugen, und weiterhin das erste und das zweite kombinierte Signal (A"+ B") und (C"+ D") kombiniert, um Gemeinmodusrauschen auszulöschen, das in dem ersten kombinierten Signal (A"+ B") enthalten ist, und Gemeinmodusrauschen auszulöschen, das in dem zweiten kombinierten Signal (C"+ D") enthalten ist.

12. Magnetooptische Kopfanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausleseschaltung aufweist:

einen ersten Addierer (600) zum Aufsummieren der Signale der Sensoren (550-553) der zweiten Sensorfläche und der Signale der Sensoren (554-557) der vierten Sensorfläche,

einen zweiten Addierer (601) zum Aufsummieren der Signale der Sensoren (550-553) der zweiten Lichtsensorfläche und Signale von den Sensoren (554-557) der vierten Lichtsensorfläche,

einen dritten Addierer (603) zum Summieren der Ausgabesignale des ersten und des zweiten Addierers (600, 601),

einen vierten Addierer (605) zum Summieren der Signale von einem der Sensoren (558, 559) der ersten Lichtsensorfläche und einem der Sensoren (560, 561) der dritten Lichtsensorfläche,

einen fünften Addierer (606) zum Aufsummieren der Signale des anderen der Sensoren (448, 559) der ersten Lichtsensorfläche und des anderen der Sensoren (560, 561) der dritten Lichtsensorfläche,

einen sechsten Addierer (608) zum Summieren der Ausgabesignale des ersten und des fünften Addierers (605, 606) und einen Subtrahierer (604) zum Erzeugen eines Auslesesignals, das die Differenz zwischen den Ausgabesignalen des dritten und des sechsten Addierers (603, 608) angibt.

13. Magnetooptische Kopfanordnung nach Anspruch 12, weiterhin gekennzeichnet durch eine Fokussteuerschaltung mit einem Subtrahierer (602) zum Erzeugen eines Fokussteuersignals, das die Differenz zwischen den Ausgangssignalen des ersten und des zweiten Addierers (600, 601) angibt.

14. Magnetooptische Kopfanordnung nach Anspruch 12 oder 13, weiterhin gekennzeichnet durch eine Spursteuerschaltung mit einem Subtrahierer (607), der ein Spursteuersignal erzeugt, das die Differenz zwischen den Ausgabesignalen des vierten und des fünften Addierers (605, 606) angibt.