DE69518593T2

DE69518593T2 - Optische Datenaufzeichnung/wiedergabevorrichtung und integrierter Kopf

Info

Publication number: DE69518593T2
Application number: DE69518593T
Authority: DE
Inventors: Kyoko Miyabe; Koichi Tezuka
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1994-07-15
Filing date: 1995-04-27
Publication date: 2001-02-08
Anticipated expiration: 2015-04-28
Also published as: EP0692784B1; JP3074554B2; US5600618A; DE69518593D1; EP0692784A1; JPH0831004A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Datenaufzeichnungs-/-wiedergabevorrichtung, zum Aufzeichnen von Daten auf einer und zum Wiedergeben von Daten von einer optischen Platte, und einen integrierten Kopf, der eine Lichtquelle und Fotodetektoren für die optische Datenaufzeichnungs-/-wiedergabevorrichtung enthält.

Beschreibung der verwandten Technik

Als optischer Kopf zum Schreiben von Daten auf eine optische Platte und zum Lesen von Daten von ihr wird im allgemeinen ein separater Kopf des optischen Typs verwendet, bei dem eine bewegliche Einheit, die eine minimale Größe und ein minimales Gewicht hat, die für einen Hochgeschwindigkeitszugriff erforderlich sind, von einer feststehenden Einheit getrennt ist.
Fig. 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines herkömmlichen separaten Kopfes des optischen Typs. Eine optische Platte 3 ist so montiert, um in einer horizontalen Ebene (d. h., in der x-y-Ebene) zu rotieren. Unter der optischen Platte 3 (d. h., in der negativen Richtung der z- Achse) ist eine bewegliche Einheit 2 des optischen Kopfes angeordnet, die längs der positiven und negativen Richtung der y-Achse beweglich ist. Ein integrierter Kopf 1, der Teil einer feststehenden Einheit des optischen Kopfes ist, ist von der beweglichen Einheit 2 in der positiven Richtung der y-Achse (d. h., in der radialen und zentrifugalen Richtung der optischen Platte 3) entfernt angeordnet.
Eine Quelle für kohärentes Licht und Fotodetektoren sind in den integrierten Kopf 1 eingebaut, wie unten beschrieben. Der integrierte Kopf 1 projiziert einen Strahl, der durch die Lichtquelle emittiert wird, in der negativen Richtung der y-Achse, und der Strahl wird durch ein Prisma 2a der beweglichen Einheit 2 in der positiven Richtung der z-Achse reflektiert. Der reflektierte Strahl wird dann durch eine Objektivlinse 2b konvergiert, um auf die optische Platte 3 projiziert zu werden. Der Strahl, der durch die optische Platte 3 reflektiert wird, darf denselben optischen Weg in der umgekehrten Richtung zurücklegen, um den integrierten Kopf 1 zu erreichen. Wälzlager 2d der beweglichen Einheit 2 sind mit einer Schiene 4, die sich in der Richtung der y-Achse erstreckt, in Kontakt und rollen auf ihr. Eine Antriebskraft, um die bewegliche Einheit 2 in der Richtung der y-Achse zu bewegen, wird unter Verwendung einer Spule 2c, die für die bewegliche Einheit 2 vorgesehen ist, und eines Magnetkreises 5 erhalten, der in der Richtung der y- Achse angeordnet ist, um mit der Spule 2c kombiniert zu werden.
Hauptfunktionen des optischen Kopfes umfassen die Fokusservosteuerung und die Spurservosteuerung. Die Fokusservofunktion ist eine Steuerung zum Fokussieren eines Lichtstrahls auf eine Aufzeichnungsoberfläche der optischen Platte 3, und die Spurservosteuerung ist eine Steuerung, damit ein Brennpunkt eine gewünschte Spur auf der optischen Platte 3 verfolgen kann. Die Prinzipien von solch einer Steuerung werden nun beschrieben. Bei der folgenden Beschreibung wird zur Vereinfachung angenommen, daß die Lichtquelle und die Fotodetektoren unter der optischen Platte 3 ohne Verwendung des Prismas 2a angeordnet sind. Fig. 2 ist eine Ansicht von solch einem optischen Kopf in der positiven Richtung der x-Achse. Ein Laserstrahl, der durch eine Laserdiode 1a emittiert wird, das heißt, durch die Quelle für kohärentes Licht, wird durch ein holografisches optisches Element 15 und die Objektivlinse 2b auf die optische Platte 3 projiziert. Ein reflektierter Strahl von der optischen Platte 3 wandert in der umgekehrten Richtung und tritt in das holografische optische Element 15 ein, um durch einen Mikrowinkel gemäß einem Gittermuster, das auf dem holografischen optischen Element 15 gebildet ist, gebeugt und abge lenkt zu werden. Das so abgelenkte Licht tritt in Fotodioden 14a, 14b, 14c und 14d ein, die als Fotodetektoren auf beiden Seiten der Laserdiode 1a angeordnet sind (d. h., längs der positiven und negativen Richtung der y-Achse).
Bevor die Fokusservosteuerung unter Verwendung des holografischen optischen Elementes 15 beschrieben wird, werden zuerst das Prinzip eines Foucault-Verfahrens und ein Fokusfehlersignal [focus error signal] FES, das bei der Fokusservosteuerung verwendet wird, erläutert.
Wenn die Fläche der optischen Platte 3 auf Grund der Rotation der optischen Platte 3 abweicht, wird der Datenaufzeichnungsfilm auf ihr in der Richtung der z-Achse bewegt. Ein Strahlenpunkt, der durch die Objektivlinse 2b emittiert wird, unterliegt der Servosteuerung, um der Bewegung zu folgen und immer auf einen Datenaufzeichnungsfilm auf der optischen Platte 3 fokussiert zu werden. Für diese Servosteuerung wird ein Fokusfehlersignal (FES) verwendet, dessen Ausgabewert gemäß einem relativen Abstand zwischen der Objektivlinse 2b und der optischen Platte 3 verändert wird. Ein Beispiel für Verfahren zum Erhalten des FES enthält das Foucault-Verfahren, bei dem eine geviertelte Fotodiode oder zwei halbierte Fotodioden verwendet werden.
Fig. 3 bis 5 zeigen den relativen Abstand zwischen der optischen Platte und der Objektivlinse zusammen mit einem Punktbild, das auf der Fotodiode gebildet wird, und Fig. 6 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem relativen Abstand und dem FES zeigt. Wenn die optische Platte im Brennpunkt der Linse 2b positioniert ist, wie in Fig. 4 gezeigt, bildet das reflektierte Licht von der optischen Platte elliptische Punktbilder auf einer geviertelten Fotodiode 17, und die angenäherte Mitte des elliptischen Punktes ist auf einer Halbierungslinie CL1 angeordnet. Das FES wird unter Verwendung von Ausgaben AA, BB, CC und DD von den vier Zonen A, B, C und D der geviertelten Fotodiode wie folgt erhalten:
FES = (AA+CC) - (BB+DD)
Wenn der Lichtpunkt korrekt fokussiert wird, ist das FES 0. Wenn die optische Platte näher als der Brennpunkt der Linse 2b angeordnet ist, wird das Strahlenmuster auf der Fotodiode in Form von zwei Halbkreisen in den Zonen A und C gebildet, wie in Fig. 3 gezeigt, und der Wert des FES ist in diesem Fall positiv. Wenn die optische Platte entfernter als der Brennpunkt der Linse 2B angeordnet ist, wird das Strahlenmuster in Form von zwei Halbkreisen in den Zonen B und D gebildet, wie in Fig. 5 gezeigt, und der Wert des FES ist in diesem Fall negativ. Auf diese Weise ist der Ausgabewert des FES positiv, wenn der relative Abstand kurz ist, und negativ, wenn er lang ist, wie in Fig. 6 gezeigt. Die Fokusservosteuerung kann unter Verwendung des FES realisiert werden, das solch eine Charakteristik hat.
Als nächstes wird die Spurservosteuerung beschrieben. Wenn die optische Platte auf Grund ihrer Rotation dezentralisiert wird, wird die Spur auf der optischen Platte in der Richtung der y-Achse verschoben. Deshalb ist eine Servosteuerung erforderlich, damit der Strahlenpunkt, der durch die Objektivlinse 2b emittiert wird, der Verschiebung der Spur folgt und immer auf die Spur fokussiert wird. Zu diesem Zweck wird ein Spurfehlersignal [track error signal] (TES) verwendet, dessen Ausgabewert gemäß dem relativen Abstand zwischen dem Strahlenpunkt und der Spur schwankt. Ein Beispiel für Verfahren zum Erhalten des TES enthält ein Gegentaktverfahren, bei dem eine halbierte Fotodiode verwendet wird. Fig. 7 bis 9 zeigen den relativen Abstand zwischen dem Strahlenpunkt und der Spur zusammen mit einem Punktbild, das auf der Fotodiode gebildet wird, und eine Intensitätsverteilung des reflektierten Lichtes ist auch in jeder der Zeichnungen gezeigt. Wenn ein Strahlenpunkt, der durch die Objektivlinse konvergiert wird, auf der Spur korrekt positioniert ist, wie in Fig. 8 gezeigt, ist die Intensitätsverteilung des Lichtes, das durch die optische Platte reflektiert wird, zu einer optischen Achse OA symmetrisch. Die Lichtintensitätsverteilung auf der halbierten Fotodiode ist zu einer Halbierungslinie CL2 auch symmetrisch.
Das TES wird unter Verwendung der Ausgaben AA und BB der Zonen A und B der halbierten Fotodioden als TES = AA-BB erhalten. Wenn der Strahlenpunkt auf der Spur positioniert ist, ist TES 0. Wenn der Strahlenpunkt von der Spur nach links verschoben ist, wie in Fig. 7 gezeigt, ist die Intensität des reflektierten Lichtes auf der linken Seite der optischen Achse OA höher. Deshalb ist auch bei der Intensitätsverteilung auf der halbierten Fotodiode die Intensität auf der linken Seite der Halbierungslinie CL2 höher, und das TES ist in diesem Fall positiv. Wenn der Strahlenpunkt von der Spur nach rechts verschoben ist, wie in Fig. 9 gezeigt, ist das TES negativ. Die Spurservosteuerung kann unter Verwendung des TES realisiert werden, das solch eine Charakteristik hat, die sich aus der positiven und negativen Verschiebung des Strahlenpunktes ergibt. Das Strahlenmuster, das auf der Fotodiode auf Grund der Verschiebung des Strahlenpunktes von der Spur nach rechts oder nach links gebildet wird, wird als Gegentaktmuster bezeichnet.
Nun werden die Verfahren für die Fokusservosteuerung und die Spurservosteuerung unter Verwendung des holografischen optischen Elementes 15 beschrieben, das in Fig. 2 gezeigt ist.
Fig. 10 ist eine schematische Draufsicht auf den optischen Kopf von Fig. 2 in der positiven Richtung der z-Achse. Das holografische optische Element 15 ist in der Richtung der y-Achse in zwei Zonen 15a und 15b geteilt, so daß sich die Frequenzen der Beugungsgitter in den Zonen 15a und 15b voneinander unterscheiden: das erstere hat eine kürzere Frequenz, und das letztere hat eine längere Frequenz. Die halbierten Fotodioden 14a und 14b sind so angeordnet, um das primär gebeugte (+) Licht von den Zonen 15a bzw. 15b zu empfangen. Auf Grund der Längendifferenz der Gitterfrequen zen, wie oben erwähnt, ist die Fotodiode 14a in der Richtung der y-Achse weiter als die Fotodiode 14b entfernt. Ähnlich sind die halbierten Fotodioden 14d und 14c so angeordnet, um das primär gebeugte (-) Licht von den Zonen 15a bzw. 15b zu empfangen.
Genauer gesagt, die Fotodiode 14a ist wie folgt positioniert: der Abbildungspunkt durch das primär gebeugte (+) Licht von der Zone 15a, der erhalten wird, wenn der Brennpunkt auf der optischen Platte 3 angeordnet ist, ist auf der Halbierungslinie 14a&sub3; der Fotodiode 14a angeordnet. Ähnlich ist die Fotodiode 14b so positioniert, daß der Abbildungspunkt durch das primär gebeugte Licht (+) von der Zone 15b, der erhalten wird, wenn der Brennpunkt auf der optischen Platte 3 angeordnet ist, auf einer Halbierungslinie 14b&sub3; der Fotodiode 14b angeordnet ist. Wenn die Ausgabe von einer Zone 14a&sub1; der halbierten Fotodiode 14a AA ist, die Ausgabe von einer Zone 14a&sub2; BB ist, die Ausgabe von einer Zone 14b&sub1; der Fotodiode 14b DD ist und die Ausgabe von einer Zone 14b&sub2; CC ist, kann unter dieser Bedingung das FES durch (AA+CC)-(BB+DD) auf der Basis des Foucault-Verfahrens berechnet werden, wie es unter Bezugnahme auf Fig. 3 bis 6 beschrieben wurde.
Die Halbierungslinien auf den Fotodioden 14c und 14d, die das primär gebeugte (-) Licht empfangen, erstrecken sich in der Richtung der x-Achse. Jede Zone der Fotodioden 14c und 14d empfängt das Licht mit der Intensitätsverteilung, wie es unter Bezugnahme auf Fig. 7 bis 9 beschrieben wurde, und daher kann das TES durch AA-BB berechnet werden. Obwohl für diesen Zweck eine Fotodiode ausreicht, kann durch zwei Fotodioden, die parallel verbunden sind, die Ausgabe verdoppelt werden, wodurch die Qualität eines auszugebenden Signals verbessert wird.
Bei der Ausführung der Fokusservosteuerung und der Spurservosteuerung, wie oben beschrieben, erstrecken sich die Halbierungslinien 14a&sub3; und 14b&sub3; der Fotodioden 14a und 14b in der Richtung der y-Achse. Ferner werden die Gegentaktmuster, die den Punktbildern auf den Fotodioden 14a und 14b entsprechen, durch die Halbierungslinien 14a&sub3; bzw. 14b&sub3; halbiert.
Die Gründe dafür werden beschrieben. Der Grund dafür, daß sich die Halbierungslinien 14a&sub3; und 14b&sub3; in der Richtung der y-Achse erstrecken, liegt erstens darin: Die Oszillationswellenlänge eines Laserstrahls, der durch die Laserdiode 1a emittiert wird, schwankt infolge verschiedener Ursachen. Wenn zum Beispiel die Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung von der Wiedergabeoperation auf die Aufzeichnungsoperation umgestellt wird, wird die Energie der Laserdiode im allgemeinen von 4 bis 5 mW auf 27 bis 30 mW erhöht. Dabei wird die Wellenlänge der Laserdiode verändert, um etwa um 2 bis 5 nm länger zu werden. Da der Lichtstrahl auf der Basis des Beugungsprinzips, wie in FTG. 11 gezeigt, abgelenkt wird, nimmt in dem holografischen optischen Element der Beugungswinkel θ0 auf θ1 zu, wenn die Wellenlänge länger wird.
Gemäß dieser Veränderung des Beugungswinkels verändert ein elliptischer Strahlenpunkt 21a&sub1;, der auf der Fotodiode 14a gebildet wird, als Strahlenpunkt 21a&sub2; seine Position. Wenn die Fotodiode 14a so positioniert wird, daß der Strahlenpunkt seine Position längs der Halbierungslinie 14a&sub3; ändert, wird die Lichtstrahlintensität in den Zonen 14a&sub1; und 14a&sub2; durch diese positionelle Veränderung des Strahlenpunktes nicht verändert. Als Resultat ändert sich der Wert des FES nicht. Wenn diese positionelle Veränderung nicht parallel zu den Halbierungslinien 14a&sub3; und 14b&sub3; erfolgt, tritt jedoch das folgende Problem auf: Wenn der Strahlenpunkt seine Position auf Grund der Veränderung der Wellenlänge der Laserdiode verändert, bewegt sich der Strahlenpunkt diagonal zu der Halbierungslinie 14a&sub3;, und die Lichtstrahlintensität in den Zonen 14a&sub1; und 14a&sub2; wird verändert, wodurch sich der Wert des FES ändert. Als Resultat der Veränderung des FES wird der Strahlenpunkt defokussiert. Dies gilt auch für die Fotodiode 14b.
Als nächstes ist der Grund dafür, daß das Gegentaktmuster, das dem Punktbild auf der Fotodiode entspricht, durch die Halbierungslinie vertikal halbiert wird, der folgende:
Fig. 12 zeigt die Beziehung zwischen den Halbierungslinien des holografischen optischen Elementes und den Fotodioden und dem Gegentaktmuster. In Fig. 12 ist eine Halbierungslinie 15c des holografischen optischen Elementes 15 zu einem Gegentaktmuster 24 im wesentlichen parallel. In diesem Fall ist die Spurverfolgungsrichtung zu der y-Achse parallel. Ein Bezugszeichen 22 bezeichnet eine Intensitätsverteilung in der Richtung der x-Achse des reflektierten Lichtes von der optischen Platte 3, das in das holografische optische Element 15 eintritt. Die Verteilung 22 wird erhalten, wenn die Spur in der positiven Richtung der x-Achse von dem Strahlenpunkt verschoben ist. Das Licht, das in das holografische optische Element 15 eingetreten ist, wird durch die Halbierungslinie 15c halbiert. Licht, das in der Zone 15a gebeugt wird, wie oben beschrieben, wird auf der Fotodiode 14a als Strahlenpunkt 21a konvergiert. Dabei ist die Lichtintensitätsverteilung 23a in der positiven Richtung der x- Achse gleichmäßig geteilt, wie es durch die Abschnitte 23a&sub1; und 23a&sub2; gezeigt ist.
Ferner wird der Lichtstrahl, der in der Zone 15b gebeugt wird, auf der Fotodiode 14b als Strahlenpunkt 21b konvergiert. Eine Lichtintensitätsverteilung 23b in der positiven Richtung der x-Achse ist in diesem Fall nicht gleichmäßig geteilt, wie es durch die Abschnitte 23b&sub1; und 23b&sub2; gezeigt ist (d. h., 23b&sub1; < 23b&sub2;). Wenn die Ausgaben der Zonen 14a&sub1;, 14a&sub2;, 14b&sub2; und 14b&sub1; AA, BB, CC bzw. DD sind, gilt die folgende Beziehung:
23b&sub2; > 23b&sub1; > 23a&sub1; = 23a&sub2;
CC > DD > AA = BB
FES = (AA+CC) - (BB+DD) > 0
Deshalb ist der Wert des FES nicht 0. Dies bedeutet, daß eine Versetzung in dem FES verursacht wird, was dazu führt, daß der Strahlenpunkt defokussiert wird. Demzufolge ist solch eine Konfiguration unzweckmäßig.
Fig. 13 zeigt eine andere Beziehung zwischen den Halbierungslinien des holografischen optischen Elementes und den Fotodioden und dem Gegentaktmuster, wobei die Halbierungslinie 15c des holografischen optischen Elementes 15 zu dem Gegentaktmuster 24 im wesentlichen rechtwinklig ist. In diesem Fall ist die Spurverfolgungsrichtung zu der Richtung der x-Achse parallel. Das Bezugszeichen 22 bezeichnet eine Intensitätsverteilung in der Richtung der x-Achse des reflektierten Lichtes von der optischen Platte, das in das holografische optische Element 15 eintritt. Diese Verteilung wird erhalten, wenn die Spur in der positiven Richtung der y-Achse von dem Strahlenpunkt verschoben ist. Ein Bezugszeichen 25 bezeichnet eine Intensitätsverteilung in der Richtung der y-Achse des reflektierten Lichtes von der optischen Platte, das in das holografische optische Element 15 eintritt. Der Lichtstrahl, der in das holografische optische Element 15 eingetreten ist, wird durch die Halbierungslinie 15c halbiert.
Der Lichtstrahl, der in der Zone 15a gebeugt wird, wird auf der Fotodiode 14a als Strahlenpunkt 21a konvergiert, wie oben beschrieben. Die Lichtintensitätsverteilung in der Richtung der x-Achse, die in diesem Fall erhalten wird, ist gleichförmig, wie es anhand der Verteilung 23a gezeigt ist. Der Lichtstrahl, der in der Zone 15b gebeugt wird, wird auf der Fotodiode 14b als Strahlenpunkt 21b konvergiert. Die Lichtintensitätsverteilung in der Richtung der x-Achse ist in diesem Fall gleichförmig, wie es anhand der Verteilung 23b gezeigt ist. Wenn die Ausgaben der Zonen 14a&sub1;, 14a&sub2;, 14b&sub2; und 14b&sub1; AA, BB, CC und DD sind, gilt unter dieser Bedingung die folgende Beziehung:
23b&sub1; = 23a&sub1; = 23a&sub2; = 23b&sub2;
AA = BB = CC = DD
FES = (AA+CC) - (BB+DD) = 0
Somit nimmt das FES in diesem Fall einen Wert von 0 an. Dies bedeutet, daß weder eine Versetzung in dem FES noch eine Defokussierung bei dem Strahlenpunkt bewirkt wird.
Aus dem Obigen geht hervor, daß in dem Fall, wenn der Strahlenpunkt von der Spur nach rechts oder nach links verschoben ist und die resultierende Intensitätsveränderung des Gegentaktmusters das reflektierte Licht von der optischen Platte überlagert, weder eine Versetzung in dem FES noch eine Defokussierung bei dem Strahlenpunkt verursacht wird, falls das holografische optische Element 15 so angeordnet ist, daß die Halbierungslinie 15c zu dem Gegentaktmuster im wesentlichen rechtwinklig ist. Mit anderen Worten, wenn das holografische optische Element 15 so angeordnet ist, wird das FES durch ein Gegentaktsignal nicht gestört.
Angesichts dessen ist es erforderlich, die Laserdiode 1a und die Fotodioden 14a, 14b, 14c und 14d, die in Fig. 2 gezeigt sind, in der Richtung der y-Achse so anzuordnen, daß die Halbierungslinien der Fotodioden 14a und 14b für das FES zu dem Gegentaktmuster rechtwinklig sind. In der Beschreibung unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird jedoch angenommen, daß sowohl die optische Quelle als auch die Fotodetektoren unter der optischen Platte angeordnet sind. Deshalb sind die Laserdiode 1a und die Fotodioden 14a, 14b, 14c und 14d eigentlich in der Richtung der z-Achse angeordnet, wie in Fig. 1 gezeigt. Wenn diese Elemente auf diese Weise angeordnet sind, tendiert die Abmessung der Datenaufzeichnungs-/- wiedergabevorrichtung, die der Dickenrichtung der optischen Platte entspricht, dazu, groß zu sein. Ein Versuch, die Größe der Vorrichtung in der Richtung der z-Achse zu minimieren, ist ungeachtet der Montagerichtung der optischen Platte ein allgemeines technisches Problem gewesen.
US-A-5243585, die die Präambel von Anspruch 1 widerspiegelt, offenbart einen optischen Kopf, der ein Fokusfehlerdetektionssystem enthält.
EP-A-273356 zeigt einen optischen Kopf mit einer Gitterlinse zum Beugen eines Lichtstrahls, der von einem Lichtstrahlweg getrennt ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde erdacht, um das obige Problem zu überwinden, und eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kopf zum Einbau in eine optische Datenaufzeichnungs-/-wiedergabevorrichtung vorzusehen, bei dem die Anzahl von Reflexionen in einem optischen Weg erhöht ist und die Anordnungsrichtung einer Quelle für kohärentes Licht und von Fotodetektoren zu der Fläche einer optischen Platte im wesentlichen parallel ist, wodurch die Größe der optischen Datenaufzeichnungs-/-wiedergabevorrichtung in der Richtung, die der Dicke der optischen Platte entspricht, verringert wird.
Genauer gesagt, die Erfindung betrifft einen optischen Abtaster zum Einbau in eine optische Datenaufzeichnungs-/- wiedergabevorrichtung, der das Fokussieren von kohärentem Licht steuert, das auf eine optische Platte projiziert wird, welcher Abtaster umfaßt: einen Kopf, der aus einer Quelle für kohärentes Licht zum Emittieren des kohärenten Lichtes gebildet ist, und Fotodetektoren zum Empfangen von reflektiertem Licht des kohärenten Lichtes von der optischen Platte, um ein Muster des reflektierten Lichtes zu erhalten, das zum Steuern des Fokussierens des kohärenten Lichtes zu verwenden ist, das auf die optische Platte projiziert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf ein integrierter Kopf ist, die Quelle für kohärentes Licht und die Fotodetektoren eine Anordnung längs einer Richtung bilden, die zu einer Fläche der optischen Platte im wesentlichen parallel ist, und Fotodetektoren reflektiertes Licht empfangen, das einen optischen Weg durchlaufen hat, der eine gerade Anzahl von Reflexionen enthält, wobei ein erster Teil des optischen Weges zu der Fläche der optischen Platte im wesentlichen rechtwinklig ist und zwischen der Fläche und einer ersten der Reflexionen angeordnet ist, dem ein zweiter Teil des optischen Weges folgt, der in einer Ebene angeordnet ist, die zu der Fläche der optischen Platte im wesentlichen parallel ist und die anderen Reflexionen enthält.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Richtung der Reflexion in dem zweiten Teil des optischen Weges, der sich an den ersten Teil des optischen Weges anschließt, zu einer Tangente einer Spurrichtung an einem Projektionspunkt auf der optischen Platte parallel ist. Ferner kann ein optischer Projektionsweg von der Quelle für kohärentes Licht zu der optischen Platte mit dem zweiten optischen Weg und dem ersten optischen Weg im wesentlichen identisch sein. In gewissen Ausführungsformen enthält das optische Mittel zwei Spiegel für die Reflexion längs des optischen Weges. Des weiteren kann das optische Mittel ein Prisma mit zwei Spiegelflächen für die Reflexion längs des optischen Weges enthalten.
Demzufolge werden zwei oder eine größere gerade Anzahl von Reflexionen ausgeführt, so daß die Anordnungsrichtung der Quelle für kohärentes Licht und der Fotodetektoren zu der Fläche der optischen Platte parallel ist, die jene Richtung ist, die der Dicke der optischen Platte entspricht, und eine Richtung, die zu der radialen Richtung der optischen Platte im wesentlichen rechtwinklig ist. Als Resultat kann bei der Datenaufzeichnungs-/-wiedergabevorrichtung in der Richtung, die der Dicke der optischen Platte entspricht, eine kleinere Größe erreicht werden. Genauer gesagt, als Anzahl der Reflexionen in dem optischen Weg reichen zwei, welches die Mindestanzahl ist, für den Zweck aus.
Der integrierte Kopf dieser Erfindung umfaßt eine Quelle für kohärentes Licht zum Emittieren von kohärentem Licht und Fotodetektoren zum Empfangen von reflektiertem Licht von dem kohärenten Licht von einer optischen Platte, das durch einen ersten Teil des optischen Weges, der zu der Fläche der optischen Platte im wesentlichen rechtwinklig ist, und durch einen zweiten Teil des optischen Weges hindurchgetreten ist, welcher optische Weg eine gerade Anzahl von Reflexionen enthält. Die Anordnungsrichtung der Quelle für kohärentes Licht und der Fotodetektoren ist zu der Fläche der optischen Platte im wesentlichen parallel.
Deshalb kann bei dem integrierten Kopf in der Richtung, die der Dicke der optischen Platte entspricht, eine kleinere Größe erreicht werden.
Die obigen und weitere Ziele und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden eingehenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen deutlicher hervor.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer herkömmlichen optischen Datenaufzeichnungs-/-wiedergabevorrichtung;
Fig. 2 ist ein Diagramm eines optischen Systems in der herkömmlichen optischen Datenaufzeichnungs-/-wiedergabevorrichtung;
Fig. 3 ist eine erläuternde Zeichnung für ein herkömmliches Fokusfehlersignal;
Fig. 4 ist eine andere erläuternde Zeichnung für das herkömmliche Fokusfehlersignal;
Fig. 5 ist noch eine andere erläuternde Zeichnung für das herkömmliche Fokusfehlersignal;
Fig. 6 ist noch eine andere erläuternde Zeichnung für das herkömmliche Fokusfehlersignal;
Fig. 7 ist eine erläuternde Zeichnung für ein herkömmliches Spurfehlersignal;
Fig. 8 ist eine andere erläuternde Zeichnung für das herkömmliche Spurfehlersignal;
Fig. 9 ist noch eine andere erläuternde Zeichnung für das herkömmliche Spurfehlersignal;
Fig. 10 ist ein Layoutdiagramm eines holografischen optischen Elementes und von Fotodioden in der herkömmlichen optischen Datenaufzeichnungs-/-wiedergabevorrichtung;
Fig. 11 zeigt die Beugung durch das herkömmliche holografische optische Element von Fig. 10;
Fig. 12 zeigt die Beziehung zwischen einem Gegentaktmuster und den Fotodioden in der herkömmlichen optischen Datenaufzeichnungs-/-wiedergabevorrichtung;
Fig. 13 zeigt eine andere Beziehung zwischen dem Gegentaktmuster und den Fotodioden;
Fig. 14 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer optischen Datenaufzeichnungs-/-wiedergabevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 15 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer anderen optischen Datenaufzeichnungs-/-wiedergabevorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 16 ist eine detaillierte perspektivische Ansicht einer feststehenden Einheit, die in der optischen Datenaufzeichnungs-/-wiedergabevorrichtung der Erfindung verwendet werden kann.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, die gewisse Ausführungsformen von ihr zeigen.
Fig. 14 ist ein Diagramm, das eine optische Datenaufzeichnungs-/-wiedergabevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Eine optische Platte 3 ist in der x-y-Ebene so montiert, um um die z-Achse zu rotieren. Unter der optischen Platte 3 (d. h., in der negativen Richtung der z-Achse) ist eine bewegliche Einheit 2 angeordnet, um sich in der Rich tung der y-Achse zu bewegen. Die bewegliche Einheit 2 enthält eine Objektivlinse 2b, ein Prisma 2q, das genau unter der Objektivlinse 2b angeordnet ist und die Richtung eines optischen Weges von der Richtung der z-Achse zu der Richtung der x-Achse verändert, und ein Prisma 2p, das die Richtung des optischen Weges von der Richtung der x-Achse zu der Richtung der y-Achse verändert. Die bewegliche Einheit 2 enthält ferner Mechanismen für die Fokusservosteuerung und die Spurservosteuerung (nicht gezeigt).
In der Nähe eines integrierten Kopfes 1, das heißt, in einem Teil einer feststehenden Einheit, sind eine Laserdiode 1a und Fotodioden 14a, 14b, 14c und 14d so angeordnet, daß die Laserdiode 1a in der Mitte positioniert ist, wobei die Fotodioden 14c und 14d in der positiven Richtung der x-Achse und die Fotodioden 14b und 14a in der negativen Richtung der x-Achse angeordnet sind. Alle Fotodioden sind halbierte Fotodioden, und die Fotodioden 14c und 14d sind mit ihren Halbierungslinien in der Richtung der z-Achse angeordnet, und die Fotodioden 14b und 14a sind mit ihren Halbierungslinien in der Richtung der x-Achse angeordnet. Zwischen der Laserdiode 1a und dem integrierten Kopf 1 ist ein holografisches optisches Element 15 vorgesehen, dessen Halbierungslinie 15c sich in der Richtung der x-Achse erstreckt.
Obwohl alle optischen Elemente im allgemeinen in einem zylindrischen Körper des integrierten Kopfes 1 enthalten sind, wurde der zylindrische Körper in Fig. 14 weggelassen.
Licht, das durch die optische Platte 3 in solch einer optischen Datenaufzeichnungs-/-wiedergabevorrichtung der Erfindung reflektiert wird, wird nun beschrieben. In einem ersten optischen Weg von der optischen Platte 3 zu dem Prisma 2q durch die Objektivlinse 2b erscheint ein Gegentaktmuster in der Richtung der y-Achse in der x-y-Ebene, wie es durch ein Bezugszeichen (1) in Fig. 14 gezeigt ist. In einem zweiten optischen Weg, der einen Abschnitt enthält, der sich in der Richtung der x-Achse erstreckt, erscheint das Licht, das durch das Prisma 2q reflektiert wird, nämlich ein Gegentaktmuster, in der Richtung der y-Achse in der y-z- Ebene, wie es durch ein Bezugszeichen (2) gezeigt ist, und in einem Abschnitt, der sich zu dem integrierten Kopf 1 erstreckt, erscheint das Licht, das durch das Prisma 2p reflektiert wird, nämlich ein Gegentaktmuster, in der Richtung der x-Achse in der z-x-Ebene, wie es durch ein Bezugszeichen (3) gezeigt ist. Dies bedeutet, daß eine Halbierungslinie 15c des holografischen optischen Elementes 15 und die Richtung des Gegentaktmusters auf ihm der Beziehung entsprechen, die in Fig. 13 gezeigt ist, und daß die Halbierungslinien der Fotodioden 14a und 14b und das Gegentaktmuster auch der Beziehung entsprechen, die in Fig. 13 gezeigt ist.
Da sich die Halbierungslinie 15c des holografischen optischen Elementes 15 in der Richtung der x-Achse erstreckt, versteht sich von selbst, daß sich das primär gebeugte Licht (±) von den zwei Zonen des holografischen optischen Elementes 15 in der Richtung der x-Achse ausbreitet, um durch die Fotodioden 14a, 14b, 14c und 14d empfangen zu werden, die in der Richtung der x-Achse angeordnet sind.
Fig. 15 ist eine perspektivische Ansicht der optischen Datenaufzeichnungs-/-wiedergabevorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, bei der ein zweiter optischer Weg des Lichtes, das durch eine optische Platte 3 reflektiert wird, unter Verwendung von zwei reflektierenden Flächen eines Prismas 2r zweimal reflektiert wird. Ein integrierter Kopf 1 und optische Elemente in ihm sind auf dieselbe Weise wie in Fig. 14 angeordnet, und daher wird deren Beschreibung weggelassen.
Fig. 16 ist eine detaillierte perspektivische Ansicht einer feststehenden Einheit, die in den obigen zwei Ausführungsformen verwendet werden kann. Licht, das von dem integrierten Kopf 1 emittiert wird, wird durch die Kollimator linse 26 zu einem parallelen Strahl gebildet, und der parallele Strahl tritt durch einen Strahlenteiler 27 in die bewegliche Einheit ein. Reflektiertes Licht von der optischen Platte 3 wandert in der umgekehrten Richtung zu dem integrierten Kopf 1 und infolge des Strahlenteilers 27 auch in der negativen Richtung der x-Achse und wird durch ein Wollaston-Prisma 28 in p-polarisiertes Licht und s-polarisiertes Licht getrennt, um in eine halbierte Fotodiode 30 einzutreten. Daten, die auf der optischen Platte aufgezeichnet sind, werden so durch die Fotodiode 30 gelesen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Anordnungsrichtung einer Quelle für kohärentes Licht und von Fotodetektoren zu der Fläche einer optischen Platte im wesentlichen parallel. Deshalb kann bei der optischen Datenaufzeichnungs-/-wiedergabevorrichtung in der Richtung, die der Dicke der optischen Platte entspricht, eine kleinere Größe erreicht werden. Ferner kann die Größe des integrierten Kopfes in der Richtung, die der Dicke der optischen Platte entspricht, minimiert werden.
Ein herkömmlich verwendetes Prisma muß eine extrem hohe Genauigkeit hinsichtlich seiner Reflexionsfläche haben. Genauer gesagt, das herkömmliche Prisma erfordert einen kostspieligen dielektrischen Film, der eine extrem große Anzahl von Schichten hat, um eine kleine Phasendifferenz zwischen p-polarisiertem Licht und s-polarisiertem Licht zu erreichen. Bei der vorliegenden Erfindung beläuft sich jedoch die Anzahl der Reflexionen auf zwei oder eine größere gerade Anzahl. Deshalb muß die Genauigkeit bei jeder Reflexionsfläche nicht sehr hoch sein. Genauer gesagt, die Phasendifferenz wird durch die Reflexion unterdrückt, wodurch ein zulässiger Bereich der Phasendifferenz vergrößert wird. Somit kann eine erforderliche Anzahl der Schichten des Films auf dem Prisma verringert werden. Obwohl eine Anzahl von Reflexionsflächen verwendet wird, können somit die Produktionskosten reduziert werden.

Claims

1. Optische Vorrichtung zum Einbau in eine optische Datenaufzeichnungs-/-wiedergabevorrichtung, die das Fokussieren von kohärentem Licht steuert, das auf eine optische Platte (3) projiziert wird, welche optische Vorrichtung umfaßt:

einen Kopf, der selbst eine Quelle für kohärentes Licht (1a) zum Emittieren des kohärenten Lichtes enthält, und Fotodetektoren (14a, 14b, 14c, 14d) zum Empfangen von reflektiertem Licht des kohärenten Lichtes von der optischen Platte (3), um ein Muster des reflektierten Lichtes zu erhalten, das zum Steuern des Fokussierens des kohärenten Lichtes zu verwenden ist, das auf die optische Platte (3) projiziert wird,

dadurch gekennzeichnet, daß:

der Kopf ein integrierter Kopf ist,

die Quelle für kohärentes Licht (1a) und die Fotodetektoren (14a, 14b, 14c, 14d) eine Anordnung längs einer Richtung bilden, die zu einer Fläche der optischen Platte (3) im wesentlichen parallel ist, und

die Fotodetektoren (14a, 14b, 14c, 14d) reflektiertes Licht empfangen, das einen optischen Weg durchlaufen hat, der eine gerade Anzahl von Reflexionen enthält, wobei ein erster Teil des optischen Weges zu der Fläche der optischen Platte (3) im wesentlichen rechtwinklig ist und zwischen der Fläche und einer ersten der Reflexionen angeordnet ist, dem ein zweiter Teil des optischen Weges folgt, der in einer Ebene angeordnet ist, die zu der Fläche der optischen Platte (3) im wesentlichen parallel ist und die anderen Reflexionen enthält.

2. Optische Datenaufzeichnungs-/-wiedergabevorrichtung, die das Fokussieren von kohärentem Licht steuert, das auf eine optische Platte (3) projiziert wird, mit:

einer optischen Vorrichtung nach Anspruch 1,

einem holografischen optischen Element (15), das reflektiertes Licht des kohärenten Lichtes von der optischen Platte (3) durchläßt; und

einem optischen Mittel (2p, 2q), das in dem optischen Weg angeordnet ist, zum Ausführen der geraden Anzahl von Reflexionen des Lichtes des kohärenten Lichtes, das durch die optische Platte (3) reflektiert wird.

3. Optische Datenaufzeichnungs-/-wiedergabevorrichtung nach Anspruch 2, wobei der zweite Teil des optischen Weges eine Reflexionsrichtung im Anschluß an den ersten Teil des optischen Weges hat, die zu einer Tangente einer Spurrichtung an einem Projektionspunkt des kohärenten Lichtes auf der optischen Platte (3) im wesentlichen parallel ist.

4. Optische Datenaufzeichnungs-/-wiedergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die Anzahl von Reflexionen in dem optischen Weg zwei beträgt.

5. Optische Datenaufzeichnungs-/-wiedergabevorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der optische Projektionsweg von der Quelle für kohärentes Licht (1a) zu der optischen Platte (3) mit dem optischen Weg im wesentlichen identisch ist.

6. Optische Datenaufzeichnungs-/-wiedergabevorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 5, bei der das optische Mittel zwei Spiegel (2p, 2q) zum Ausführen der Reflexionen längs des optischen Weges enthält.

7. Optische Datenaufzeichnungs-/-wiedergabevorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 5, bei der das optische Mittel ein Prisma (2r) mit zwei Spiegelflächen zum Ausführen der Reflexionen längs des optischen Weges enthält.

8. Optische Datenaufzeichnungs-/-wiedergabevorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 7, ferner mit einer Kollimatorlinse (26), einem Strahlenteiler (27), einem Wollaston-Prisma (28) und einer halbierten Fotodiode (30), bei der Licht, das von dem integrierten Kopf emittiert wird, durch die Kollimatorlinse zu einem parallelen Strahl gebildet wird, der parallele Strahl dann den Strahlenteiler durchquert und ein Teil des Lichtes, das durch die optische Platte reflektiert wird, in einer Richtung reflektiert wird, die zu dem zweiten Teil des optischen Weges rechtwinklig ist, und durch das Wollaston-Prisma in p-polarisiertes und s-polarisiertes Licht getrennt wird, um in die halbierte Fotodiode einzutreten.