DE69727186T2 - Vorrichtung zur Aufzeichnung und Wiedergabe eines optischen Aufzeichnungsträgers - Google Patents

Vorrichtung zur Aufzeichnung und Wiedergabe eines optischen Aufzeichnungsträgers Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zum Lesen und/oder Beschreiben eines optischen Aufzeichnungsträgers, der zumindest zwei voneinander beabstandete Informationsträgerschichten aufweist nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein derartiges Gerät ist aus der US-A-4,908,813 bekannt. Nachteilig an diesem bekannten Gerät ist, daß der optische Aufzeichnungsträger mit für unterschiedliche Wellenlängen empfindlichen Schichten versehen ist, was dazu führt, daß das Aufzeichnungsgerät mit mehreren Lasern unterschiedlicher Wellenlänge versehen sein muß. Diese Laser sind, je nach Wellenlänge, relativ aufwendig und kostenintensiv.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gerät zum Lesen und/oder Beschreiben optischer Aufzeichnungsträger mit mehreren voneinander beabstandeten Informationsträgerschichten vorzuschlagen, welches es erlaubt, mehrere Informationsträgerschichten mittels Licht einer einzigen Wellenlänge gleichzeitig auszulesen bzw. zu beschreiben.
  • Gelöst wird diese Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Dies hat den Vorteil, daß ein gleichzeitiges Auslesen oder Beschreiben oder gleichzeitiges Auslesen und Beschreiben des optischen Aufzeichnungsträgers mit Licht einer einzigen Wellenlänge ermöglicht wird. Das unterschiedliche Ausbreitungsverhalten ermöglicht eine Fokussierung der beiden Teilstrahlen mittels einer einfachen Optikeinheit auf zwei unterschiedliche Informationsträgerschichten, die unterschiedliche Polarisation ermöglicht eine einfache Trennung der Teilstrahlen in der Detektionseinheit. Das erfindungsgemäße Gerät kann sowohl zum Lesen oder Schreiben als auch zum Lesen und Schreiben eines optischen Aufzeichnungsträgers geeignet sein. Der optische Aufzeichnungsträger kann scheibenförmig sein, wie beispielsweise eine CD oder eine DVD, aber auch ein bandförmiger Aufzeichnungsträger oder ein Aufzeichnungsträger in anderer Form mit zwei übereinanderliegenden voneinander beabstandeten Informationsträgerschichten liegt im Rahmen der Erfindung. Die Lichtquelle dient zum Erzeugen eines Lichtstrahls, mittels dessen der optische Aufzeichnungsträger gelesen oder beschrieben wird. Er wird im allgemeinen vom optischen Aufzeichnungsträger reflektiert, die Verwendung von durchscheinenden Aufzeichnungsträgern liegt aber ebenfalls im Rahmen der Erfindung. Die Optikeinheit dient zum Fokussieren des von der Lichtquelle erzeugten Lichtstrahls auf den optischen Aufzeichnungsträger und zum Leiten des reflektierten bzw. transmittierten Lichtstrahls auf die Detektionseinheit. Diese dient zum Detektieren des vom optischen Aufzeichnungsträger kommenden Lichts und zum Weiterleiten beispielsweise elektrischer Signale zum einen zur Gewinnung der auf der Informationsträgerschicht gespeicherten Information, zum anderen zum Gewinnen von für den Betrieb des Geräts notwendiger oder hilfreicher Größen, beispielsweise eines Spurführungssignals. Das Teilstrahlerzeugungselement ist vorteilhafterweise ein doppelbrechendes Element, welches in einen konvergenten oder in einen divergenten Strahl eingebracht sein kann.
  • Es ist zu erwähnen, daß JP-A-08-249708 ein Gerät zum Lesen oder Beschreiben eines optischen Aufzeichnungsträgers beschreibt, welches nur einen Laser aufweist, in dessen Ausgangsstrahl ein Strahlteiler angeordnet ist. Dieses Gerät ist allerdings dazu gedacht, mit zwei unterschiedlichen Sorten von Aufzeichnungsträgern, entweder mit dickem oder mit dünnem Substrat, zusammenzuarbeiten, aber nicht dazu, simultan auf zwei voneinander beabstandete Schichten eines Aufzeichnungsträgers zuzugreifen.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß das Teilstrahlerzeugungselement eine doppelbrechende Linse ist. Dies hat den Vorteil, daß kein zusätzliches Element in der Optikeinheit erforderlich ist, da diese ohnehin Linsen enthält. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß eine Linse, die aus doppelbrechendem Material besteht, einen einfallenden Lichtstrahl in zwei Teilstrahlen auftrennt, die zum einen senkrecht zueinander polarisiert sind und zum anderen verschieden stark divergent bzw. konvergent sind, je nach Art der Linse und deren Anordnung.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, im Strahlengang vor dem Teilstrahlerzeugungselement ein polarisationsrichtungsdrehendes Element anzuordnen. Dies hat den Vorteil, daß durch Drehung der Polarisationsrichtung des einfallenden Lichts eine variable Verteilung der Lichtintensität auf die zwei Teilstrahlen erzielt wird. Dies ist vorteilhaft, wenn eine Anpassung der Intensitäten der Teilstrahlen an gegebenenfalls unterschiedliche Reflektivitäten der Informationsträgerschichten erforderlich ist. Weiterhin ist diese Lösung vorteilhaft beim Aufzeichnen von Informationen auf eine der Informationsträgerschichten. Dabei ist im allgemeinen für den Teilstrahl, mit dem aufgezeichnet werden soll, eine höhere Lichtleistung erforderlich, während die Leistung des anderen Teilstrahls, mit dem nicht aufgezeichnet werden soll, sehr gering sein kann. Eine weitere vorteilhafte Anwendung dieser erfinderischen Idee liegt darin, daß zum Auslesen entweder der einen oder der anderen Informationsträgerschicht dem jeweiligen Teilstrahl 100% der zur Verfügung stehenden Lichtintensität zugeteilt werden kann. Dies ist für verschiedene Anwendungen sinnvoll, beispielsweise wenn mit reduzierter Leistung der Lichtquelle gearbeitet werden soll oder um eine Rauschunterdrückung durch Ausblenden der jeweils anderen Informationsträgerschicht zu erzielen oder in anderen geeigneten Anwendungsfällen. Alle diese unterschiedlichen Aufteilungen der Intensität auf die einzelnen Teilstrahlen ermöglichen es, eine kostengünstige Lichtquelle relativ niedriger Leistung zu verwenden, die zudem nicht in ihrer Leistungsabgabe variierbar zu sein braucht. Das polarisationsrichtungsdrehende Element ist vorteilhafterweise ein drehbarer Polfilter. Ebenfalls vorteilhaft kann es sein, die Lichtquelle, die insbesondere ein Halbleiter-Laser ist, drehbar anzuordnen oder die Polarisationsrichtung des Lichts, beispielsweise eines Halbleiterlasers, mittels einer λ/2-Platte, einer Kerrzelle oder auf andere geeignete Weise zu drehen.
  • Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung besteht das Teilstrahlerzeugungselement aus einer Anordnung zweier polarisiertes Licht abgebender, in unterschiedlichem Abstand zur Optikeinheit befindlicher Lichtquellen. Dies hat den Vorteil, daß kein doppelbrechendes Teilstrahlerzeugungselement erforderlich ist. Die Lichtquellen sind vorzugsweise Laser, beispielsweise Halbleiter-Laserdioden, die linear polarisiertes Licht abgeben. Das Licht wird beispielsweise mittels eines halbdurchlässigen Spiegels oder eines polarisierenden Strahlteilers eingekoppelt.
  • Vorteilhafterweise sind diese Lichtquellen auf einem einzigen Trägerelement integriert. Dies hat den Vorteil, daß das Trägerelement zum Zusammenbau des Geräts justiert angeliefert wird, so daß keine Justage beim Zusammenbau des Geräts notwendig ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Trägerelement ein integriertes Halbleiter-Bauelement ist. Ein derartiges Gerät kann bereits korrekt justiert hergestellt werden.
  • Erfindungsgemäß weist die Detektionseinheit, d. h. der Detektionszweig des Geräts einen doppelbrechenden Prismenstrahlteiler auf. Dies hat den Vorteil eines geringeren Bedarfs an Bauraum, da die Sensoren für die beiden Teilstrahlen in einer Ebene angeordnet sein können. Ein doppelbrechender Prismenstrahlteiler weist unterschiedliche Weglängen für die verschiedenen Polarisationsrichtungen auf und ermöglicht es somit, die in der optischen Achse der Ausbreitungsrichtung des Strahls hintereinanderliegenden Fokuspunkte der beiden Teilstrahlen in zwei nebeneinander in einer einzigen senkrecht zu dieser genannten optischen Achse befindlichen Brennebene liegende Fokuspunkte zu überführen.
  • Vorteilhafterweise weist die Detektionseinheit eine Detektorebene auf, in der mehrere Detektorelemente angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, daß die Detektorelemente alle in einer Ebene liegen und daher kostengünstig als ein Bauteil herstellbar sind. Weiterhin ist keine Justage der einzelnen Detektorelemente beim Einbau ins Gerät erforderlich.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Detektionseinheit einen polarisationsrichtungsabhängigen halbdurchlässigen Spiegel aufweist. Dies hat den Vorteil, daß dieser kostengünstig und platzsparend, beispielsweise als polarisierender Strahlteilerwürfel, realisierbar ist. Er dient zum Aufteilen der von dem optischen Aufzeichnungsträger kommenden Teilstrahlen auf die unterschiedlichen Detektorelemente.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin einen optischen Aufzeichnungsträger, insbesondere zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Gerät, welcher die im Anspruch 9 angegebenen Merkmale aufweist, nämlich, daß der optische Aufzeichnungsträger eine Informationsträgerschicht mit vorab aufgezeichneten Informationen aufweist sowie eine bezüglich dieser Schicht räumlich getrennte, zur Aufzeichnung von Informationen geeignete Informationsträgerschicht ohne vorab aufgezeichnete Informationen aufweist. Dies hat den Vorteil, daß die genannten vorab aufgezeichneten Informationen, die zum Auslesen und/oder Beschreibendes optischen Aufzeichnungsträgers notwendig oder zumindest hilfreich sind, nicht zweifach, d. h. auf jeder der Informationsträgerschichten vorab aufgezeichnet sein müssen, da beide Informationsträgerschichten vom entsprechenden Gerät gleichzeitig gelesen bzw. beschrieben werden können. Dies ermöglicht eine Erhöhung des zur Nutzdatenaufzeichnung verfügbaren Speicherplatzes, eine Senkung der Herstellungskosten des optischen Aufzeichnungsträgers, eine Erhöhung des Signal-Rausch-Verhältnisses und ermöglicht insbesondere ein exaktes Übereinanderliegen der aufgezeichneten Informationen auf beiden Informationsträgerschichten, da sich das Gerät beim Aufzeichnen beider Schichten jeweils auf die in einer Schicht vorab aufgezeichnete Informationen bezieht. Mit Nutzdaten sind neben reinen Daten auch Video-, Audio- und andere Nutzdaten bezeichnet. Der optische Aufzeichnungsträger kann natürlich auch mehrere Informationsträgerschichten aufweisen, von denen zumindest eine vorab aufgezeichnete Informationen aufweist, die auf der bzw. den anderen Schichten nicht vorab aufgezeichnet sind.
  • Weitere vorteilhafte Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung können der nachfolgenden Beschreibung anhand der Figuren entnommen werden. Dabei zeigen
  • 1 ein erfindungsgemäßes Gerät mit doppelbrechendem Prismenstrahlteiler,
  • 2 den Nachweiszweig eines erfindungsgemäßen Gerätes mit polarisationsrichtungsabhängigem halbdurchlässigem Spiegel,
  • 3 einen Teil eines erfindungsgemäßen Geräts mit polarisationsrichtungsdrehendem Element in räumlicher Darstellung,
  • 4 einen Teil eines erfindungsgemäßen Geräts mit zwei Lichtquellen in einer ersten Ausführungsform,
  • 5 einen Teil eines erfindungsgemäßen Geräts mit zwei Lichtquellen in einer zweiten Ausführungsform,
  • 6 eine Detektoreinheit eines erfindungsgemäßen Geräts und
  • 7 einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen optischen Aufzeichnungsträgers.
  • 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Gerät mit doppelbrechendem Prismenstrahlteiler. Als Lichtquelle dient eine Laserdiode 1 die einen linear polarisierten Lichtstrahl 2 abgibt. Dieser durchläuft ein Phasengitter 3, welches Nebenstrahl +/- erster Ordnung erzeugt, die zum Spurführen nach dem bekannten Dreistrahlverfahren benötigt werden. Auf dieses Verfahren wird nur in soweit eingegangen, als es zur Beschreibung des Ausführungsbeispiels erforderlich ist. Selbstverständlich kann die Erfindung auch mit anderen Spurführungsverfahren vorteilhaft Verwendung finden. Nach Durchlaufen des Phasengitters 3 fällt der Lichtstrahl 2 auf eine doppelbrechende Kollimatorlinse 4, die im Ausführungsbeispiel das Teilstrahlerzeugungselement darstellt. Die doppelbrechende Kollimatorlinse 4 spaltet den Lichtstrahl 2 in zwei Teilstrahlen 5 und 6 auf, die senkrecht zueinander polarisiert sind. Die Teilstrahlen 5 und 6 durchlaufen einen nicht polarisierenden Strahlteiler 7 und werden von einer Objektivlinse 8 auf unterschiedliche Informationsträgerschichten 9 und 10 des hier nur schematisch angedeuteten optischen Aufzeichnungsträgers fokussiert. Zum Fokussieren kann die Objektivlinse 8 in Richtung der optischen Achse, in 1 in Links-/Rechts-Richtung verschoben werden. Zum Spurführen entlang der Spuren in denen die Informationen auf den Informationsträgerschichten 9, 10 gespeichert werden, kann die Objektivlinse 8 parallel zu den Informationsträgerschichten 9, 10 bewegt werden. Dies geschieht durch einen Linsenantrieb 11, der hier nur schematisch mit Doppelpfeilen in die jeweilige Bewegungsrichtung angedeutet ist. Zur Verdeutlichung der Polarisationsrichtung der Teilstrahlen 5 und 6 sind an den Informationsträgerschichten 9 und 10 symbolisch die Polarisationsrichtungen dargestellt. Der auf die Informationsträgerschicht 9 fallende Teilstrahl 5 ist demnach in Richtung der Zeichnungsebene polarisiert, während der auf die Informationsträgerschicht 10 fallende Teilstrahl 6 senkrecht dazu polarisiert ist. Die Teilstrahlen 5, 6 werden von den Informationsträger schichten 9, 10 reflektiert, durchlaufen die Objektivlinse 8 und werden im nicht polarisierenden Strahlteiler 7 in der Abbildung nach unten abgelenkt und erreichen eine fokussierende Linse 12. Anschließend durchlaufen sie eine Zylinderlinse 13, die zur Durchführung der Astigmatismus-Autofokusmethode verwendet wird, auf die hier nicht näher eingegangen wird. Anschließend treffen sie auf den polarisierenden Prismenstrahlteiler 14. Dieser weist zwei reflektierende Schichten 15 und 16 auf, die jeweils Licht der einen Polarisationsrichtung reflektieren. Der in Richtung der Zeichnungsebene polarisierte Teilstrahl 5 passiert die für die andere Polarisationsrichtung reflektierende Schicht 16 und wird von der reflektierenden Schicht 15 auf einen Sensor S1 der Detektoranordnung 17 reflektiert. Der senkrecht zur Zeichnungsebene polarisierte Teilstrahl 6 wird von der reflektierenden Schicht 16 auf den Sensor S2 der Detektoranordnung 17 reflektiert.
  • Erfindungsgemäß werden unter Ausnutzung der Polarisation des Lichtes entlang der optischen Achse des Geräts zwei voneinander getrennte Fokuspunkte auf den Informationsträgerschichten 9 und 10 erzeugt. Die in longitudinaler Richtung getrennten Fokuspunkte werden mit Hilfe der doppelbrechenden Kollimatorlinse 4 erzeugt. Dies erleichtert im Nachweiszweig die Separation der von den unterschiedlichen Informationsträgerschichten 9, 10 herrührenden Signale durch Verwendung einer polarisationsempfindlichen Optik, im Ausführungsbeispiel des polarisierenden Prismenstrahlteilers 14. Erfindungsgemäß ist es ebenfalls möglich, die Objektivlinse 8 als doppelbrechende Linse auszulegen. In diesem Fall kann die Trennung im Nachweiszweig nicht so einfach wie in 1 dargestellt realisiert werden. Als doppelbrechendes Material für die Kollimatorlinse 4 empfiehlt sich beispielsweise Quarz, dessen Brechungsindizes ne = 1,5533 und no = 1,5442 bei einer Wellenlänge von etwa λ ≈ 700 nm, dem für entsprechende Geräte üblicherweise verwendeten Wellenlängenbereich, eine bei den üblichen Abmessungen des Schreib-/Lesekopfs ausreichende Trennung der Fokuspunkte ermöglicht.
  • Die reflektierenden Schichten 15, 16 des polarisierenden Prismenstrahlteilers 14 sind parallel zueinander im Abstand d angeordnet. Durch geeignete Wahl des Abstands d wird eine optische Weglänge eingefügt, die es ermöglicht, daß die beiden Fokuspunkte, die die voneinander beabstandeten Informationsträgerschichten 9 und 10 treffen, auf der Detektoranordnung 17 in einer Ebene abgebildet werden. Bei angenommenen Brennweiten der fokussierenden Linse 12 von 42 mm und der Objektivlinse 8 von 3,5 mm ergibt sich ein Vergrößerungsfaktor von n = 12, aus dem sich mit dem angenommenen Abstand der Informationsträgerschichten 9, 10 von δ = 70 nm eine erforderliche Dicke d von
    Figure 00090001
    ergibt.
  • In 2 ist der Nachweiszweig eines erfindungsgemäßen Geräts, d. h. der Bereich der 1, der unterhalb der Zylinderlinse 13 abgebildet ist, dargestellt. Die von dem optischen Aufzeichnungsträger kommenden Teilstrahlen 5 und 6 treffen nach Passieren der Zylinderlinse 13 auf einen polarisierenden Strahlteilerwürfel 18, der eine reflektierende Schicht 16' aufweist. Der in der Zeichnungsebene polarisierte Teilstrahl 5 passiert diese reflektierende Schicht 16' und trifft auf einen Sensor S1'. Der senkrecht dazu polarisierte Teilstrahl 6 wird von der reflektierenden Schicht 16 reflektiert und auf den Sensor S2' gelenkt. Beide Sensoren S1' und S2' sind in der Detektionseinheit zueinander justiert. Auf einen polarisierenden Prismenstrahlteiler mit im Abstand d angeordneten reflektierenden Schichten kann in diesem Ausführungsbeispiel verzichtet werden.
  • 3 zeigt einen Teil eines erfindungsgemäßen Geräts mit einem polarisationsrichtungsdrehenden Element 20 in räumlicher Darstellung. Man erkennt die Laserdiode 1 und den von ihr ausgesandten Lichtstrahl 2. Die Polarisations richtung ist durch Angabe des Polarisationsvektors EL des polarisationsrichtungsdrehenden Elements 20 angegeben. In der doppelbrechenden Kollimatorlinse 4 sind die Polarisationsrichtungen für den ordentlichen Strahl mit no und für den außerordentlichen Strahl mit ne angegeben. Die entsprechenden Teilstrahlen 5 und 6 sind im weiteren Strahlengang angedeutet. In der abgebildeten Darstellung ist der Polarisationsvektor EL um 45° zu den durch die Pfeile no und ne angedeuteten Vorzugsrichtungen der doppelbrechenden Kollimatorlinse 4 gedreht dargestellt. Durch Drehen der Polarisation EL des Lichtstrahls 2 gegenüber dem Kristallachsen no bzw. ne der Kollimatorlinse 4 läßt sich die Intensität der beiden kollimierten, polarisierten Teilstrahlen 5, 6 stufenlos einstellen. Unter einem Winkel von 45° sind beide Intensitäten gleich groß. Insbesondere zum Schreiben auf einer beschreibbaren Informationsträgerschicht 9 bzw. 10 ist es sinnvoll, die Intensität des zum Schreiben verwendeten Teilstrahls 5 bzw. 6 im Vergleich zum jeweils anderen Teilstrahl 6 bzw. 5 zu erhöhen, beispielsweise im Verhältnis 80 : 20.
  • 4 zeigt einen Teil eines erfindungsgemäßen Geräts mit zwei Lichtquellen in einer ersten Ausführungsform. Hierbei sind zwei separate Laserdioden 1' und 1'' vorgesehen, die einen kleinen seitlichen Versatz sowie einen Versatz in longitudinaler, d. h. in Strahlausbreitungsrichtung aufweisen. Dies ist in 4 stark übertrieben dargestellt. Weiterhin sind die Laserdioden 1' und 1'' so ausgerichtet, daß die von ihnen erzeugten Lichtstrahlen 2' und 2'' senkrecht zueinander polarisiert sind. In diesem Fall wird eine konventionelle Kollimatorlinse 4' verwendet. Der weiter Strahlengang entspricht dem zu 1 bzw. zu 2 beschriebenen. Bei geeignetem seitlichen Versatz ist gegebenenfalls eine stärkere Aufspaltung der Teilstrahlen im Bereich der Detektoranordnung 17 erzielbar, so daß sich hier eine weniger aufwendige Lösung anbieten kann.
  • In 5 ist eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Geräts mit zwei Lichtquellen abgebildet.
  • Auch hier werden zwei getrennte Laserdioden 1', 1'' verwendet, deren Lichtstrahlen 2', 2'' mittels einer halbdurchlässigen Spiegelschicht 19 zusammengefaßt und auf eine konventionelle Kollimatorlinse 4' gelenkt werden. Die Abstände x1 der Laserdiode 1' von der halbdurchlässigen Spiegelschicht 19 und x2 der Laserdiode 1'' von der halbdurchlässigen Spiegelschicht 19 sind unterschiedlich groß gewählt, so daß sich longitudinal verschobene Fokuspunkte für die beiden Lichtstrahlen 2' und 2'' ergeben, entsprechend dem Abstand der Informationsträgerschichten 9 bzw. 10. Der Vorteil dieser Ausführungsform gegenüber der in 4 beschriebenen liegt darin, daß kein seitlicher Versatz der Lichtstrahlen 2' bzw. 2" zueinander auftritt, da beide Laserdioden 1' und 1'' genau in der optischen Achse angeordnet werden können. Auch hier entspricht der weitere Strahlengang dem zu 1 bzw. 2 beschriebenen.
  • In 6 ist die Detektoranordnung 17 eines erfindungsgemäßen Geräts abgebildet. Man erkennt die Sensoren S1 und S2, auf die Teilstrahlen 5 bzw. 6 abgebildet werden. Im Ausführungsbeispiel ist der Sensor S1 in vier Quadranten bestehend aus den Detektorelementen A, B, C, D aufgeteilt. Diese Aufteilung ermöglicht es, ein Fokussierungssignal FE entsprechend der Astigmatismus-Fokusmethode zu bilden. Dies ist im rechten Teil der 6 dargestellt. FE ergibt sich aus der Differenz der Summe jeweils zweier diagonal angeordneter Detektorelemente: FE = (A + B) – (B + D). Weitere Detektorelemente E und F dienen dazu, ein Spurführungssignal TE gemäß der Dreistrahlmethode zu gewinnen. Durch das Phasengitter 3 ist der Lichtstrahl 2 in einen Hauptstrahl nullter Ordnung und zwei Nebenstrahlen +/- erster Ordnung aufgespalten, was der Einfachheit halber in den vorhergehenden Figuren nicht dargestellt ist. In 6 sind die von diesen Strahlen herrührenden Lichtflecken auf den Detektorelementen jeweils als kreisförmiger Fleck angedeutet. Der Hauptstrahl nullter Ordnung fällt auf den zentralen Bereich des Sensors S1 bzw. des Sensor S2, während die Nebenstrahlen +/- erster Ordnung des Teilstrahls 5 auf die Detektorelemente E und F fallen. Da für die Nebenstrahlen +/- erster Ordnung des Teilstrahls 6 keine Detektorelemente vorgesehen sind, sind die entsprechenden Lichtflecken gestrichelt angedeutet. Das Spurführungssignal TE ergibt sich aus der Differenz der von den Detektorelementen E und F abgegebenen Signale. Der Teilstrahl 6 fällt auf den Sensor S2, der aus einem einzigen Detektorelement G besteht. Das Informationssignal des Teilstrahls 6 entspricht somit dem Ausgangssignal des Detektorelements G, das Informationssignal des Teilstrahls 5 entspricht der Summe der Ausgangssignale der Detektorelemente A bis D. Dies ist ebenfalls im rechten Teil der 6 angedeutet. Die hier beschriebene Abbildung beider Fokuspunkte, desjenigen auf der Informationsträgerschicht 9 und desjenigen auf Informationsträgerschicht 10 auf eine einzige Detektoranordnung 17 ist durch die Verwendung des polarisierenden Prismenstrahlteilers 14 möglich. Es versteht sich, daß gegebenenfalls zur Verbesserung der Fokusfindung und der Spurführung auch im Bereich des Sensors 2 entsprechende Detektorelemente wie im Bereich des Sensors 1 angeordnet werden können. Weiterhin ist es möglich, andere Fokussierungs- und Spurführungsmethoden zu verwenden, wobei die Detektoranordnung 17 entsprechend dieser Methoden aufzubauen ist.
  • In 7 ist ein Ausschnitt eines erfindungsgemäßen optischen Aufzeichnungsträgers im Bereich der Informationsträgerschichten 9 und 10 dargestellt. Die Anordnung zweier Informationsträgerschichten ermöglicht es, etwa die doppelte Datenmenge auf dem optischen Aufzeichnungsträger unterzubringen. Eine weitere Erhöhung der Speicherkapazität ergibt sich, wenn entsprechend weitere Informationsträgerschichten angeordnet werden. Mit der erfindungsgemäßen Mehrfokus-Optik können zwei dieser Informationsträgerschichten gleichzeitig ausgelesen werden, da der Abstand der Fokuspunkte der Teilstrahlen 5 und 6 Δz dem Abstand der beiden Informationsträgerschichten 9 und 10 voneinander entspricht. Die Informationsspuren der Informationsträgerschichten 9 und 10 liegen dabei übereinander, so daß beide Teilstrahlen 5 und 6 gleichzeitig nicht nur auf jeweils einer Informationsträgerschicht fokussiert sind, sondern dort auch gleichzeitig verwertbare Informationen lesen können. Die Informationsträgerschicht 10 ist halbdurchlässig verspiegelt, so daß der Teilstrahl 5 sie passieren kann. Eine interessante Anwendung der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß der optische Aufzeichnungsträger eine sogenannte ROM/RAM-Disk ist. Dabei ist beispielsweise die Informationsträgerschicht 9 eine ROM-Schicht, d. h. sie enthält nur Leseinformationen in einer vorgeprägten Informationsspur. Die Informationsträgerschicht 10 ist als Speicherschicht ausgelegt. Dies kann eine Phase-Change-Schicht, eine photorefraktive Schicht, eine magneto-optische Schicht oder jede andere, zum Aufzeichnen geeignete Schicht sein. Allerdings ist die Informationsträgerschicht 10 ohne eine üblicherweise bei Aufzeichnungsschichten vorhandene Vorspur ausgebildet. Ein derartiger optischer Aufzeichnungsträger wird mit einem Doppelfokussystem, d. h. beispielsweise dem weiter oben erläuterten erfindungsgemäßen Gerät ausgelesen und beschrieben. Dies hat den Vorteil, daß die Informationsspur bzw. eine Vorspur der Informationsträgerschicht 9 für die Fokussierung, die Spurnachführung, die Disk-Regelung und die Adressierung der Bereiche der Informationsträgerschichten 9, 10 verwendet werden kann. Während des Schreibvorgangs in der Informationsträgerschicht 10 wird automatisch eine Datenspur exakt über der Spur der Informationsträgerschicht 9 eingeschrieben. Da die Informationsträgerschicht eine ebene, gleichförmige Fläche ohne Vorspur oder zusätzliche Adressierungsinformationen ist, ist das erreichbare Signal-zu-Rausch-Verhältnis höher, da kein zusätzliches Rauschsignal durch etwaige Rauhigkeit der Spurkanten einer Vorspur bzw. von Adressierungsbits entstehen. Außerdem kann die volle Speicherkapazität der Informationsträgerschicht für die Datenspeicherung ausgenutzt werden, da sich keine Adress- oder Servoinformationen, wie beispielsweise für die Spurführung, auf der Informationsträgerschicht 10 befinden müssen. Mit dem zu 3 beschriebenen Verfahren zur Drehung der Polarisationsrichtung gegenüber der Kristallachse der doppelbrechenden Kollimatorlinse 4 kann die Lichtintensität zum Schreiben auf der Informationsträgerschicht 10 entsprechend eingestellt werden. Beispielweise kann die Intensität des auf der Informationsträgerschicht 9 lesenden Teilstrahls 5 etwa 10% der gesamten Leistung der Laserdiode 1 und diejenige des zum Schreiben auf der Informationsträgerschicht 10 verwendeten Teilstrahls 6 dementsprechend etwa 90% dieser Leistung betragen.

Claims (9)

  1. Gerät zum Lesen oder Beschreiben eines optischen Aufzeichnungsträgers, welcher zumindest zwei in Richtung der Tiefe des Aufzeichnungsträgers so voneinander beabstandete Informationsträgerschichten (9, 10) aufweist, daß auf diese simultan zugegriffen werden kann, mit einer Lichtquelle (1, 1', 1''), einer Optik-Einheit und einer Detektionseinheit, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstrahlerzeugungselement (4, 1', 1'', 19) vorhanden ist, welches zwei Teilstrahlen (5, 6, 2', 2'') abgibt, die sich in Polarisationsrichtung und Ausbreitungsverhalten unterscheiden, sodaß ein Fokuspunkt eines ersten polarisierten Strahls (5, 2') auf einer Informationsträgerschicht (9, 10) und ein Fokuspunkt eines zweiten polarisierten Strahls (6, 2'') auf einer anderen der Informationsträgerschichten (9, 10) liegt, um simultanes Zugreifen auf beide Informationsträgerschichten (9, 10) zu ermöglichen.
  2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Teilstrahlerzeugungselement eine doppelbrechende Linse (4) ist.
  3. Gerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang vor dem Teilstrahlerzeugungselement (4) ein variables polarisationsrichtungsdrehendes Element (20) angeordnet ist.
  4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Teilstrahlerzeugungselement eine Anordnung zweier polarisiertes Licht abgebender, in unterschiedlichem Abstand zur Optik-Einheit befindlicher Lichtquellen (1', 1'') ist.
  5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen (1', 1'') auf einem einzigen Trägerelement integriert sind.
  6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionseinheit einen doppelbrechenden Prismenstrahlteiler (14) aufweist.
  7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionseinheit eine Detektoranordnung (17) aufweist, in der mehrere Detektorelemente (A, B, C, D, E, F, G) in einer Ebene angeordnet sind.
  8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionseinheit einen polarisationsrichtungsabhängigen halbdurchlässigen Spiegel (16') aufweist.
  9. Optischer Aufzeichnungsträger insbesondere zur Verwendung in einem Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Aufzeichnungsträger eine Informationsträgerschicht (9) mit vorab aufgezeichneten Informationen aufweist, sowie eine bezüglicher dieser Schicht räumlich getrennte, zur Aufzeichnung von Informationen geeignete Informationsträgerschicht (10) ohne entsprechende vorab aufgezeichnete Informationen.
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