CH662667A5 - Aufzeichnungstraeger mit einer optisch auslesbaren informationsstruktur und vorrichtung zum auslesen des aufzeichnungstraegers. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Aufzeichnungsträger mit einer optisch auslesbaren Informationsstruktur, die aus optisch erkennbaren Spuren aufgebaut ist, welche Informationsgebiete enthalten, die in der Spurrichtung voneinander durch Zwischengebiete getrennt sind, wobei die benachbart zueinander liegenden Spurteile sich voneinander dadurch unterscheiden, dass sie aus Informationsgebieten einer ersten Art und aus Informationsgebieten einer zweiten Art aufgebaut sind. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Auslesen dieses Aufzeichnungsträgers.

Ein derartiger Aufzeichnungsträger und eine derartige Vorrichtung sind u.a. aus der US-Patentschrift Nr. 4 161 752 bekannt. Der bekannte Aufzeichnungsträger kann ein Fernsehprogramm enthalten, wobei die Information in der Fre2

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quenz und/oder den Abmessungen der Informationsgebiete in der Spurrichtung kodiert sein kann. Diese Informationsgebiete werden durch in die Trägeroberfläche gepresste Gruben gebildet. Die Abmessungen, ausgenommen die Abmessung in der Spurrichtung, der Informationsgruben können für die ganze Informationsstruktur dieselben sein. Es ist auch möglich, dass die Information in digitaler Form kodiert ist, wobei die Informationsgebiete z.B. auch in der Spurrichtung dieselben Abmessungen aufweisen. Eine bestimmte Kombination von Informationsgebieten und Zwischengebieten stellt dann eine bestimmte Kombination von digitalen Nullen und Einsen dar.

Für optische Aufzeichnungsträger wird eine möglichst grosse Informationsdichte angestrebt; somit wird für einen Träger mit einem Fernsehprogramm eine möglichst lange Spieldauer angestrebt. Dazu wäre es erwünscht, die Spuren möglichst nahe beieinander zu legen. Der Abstand zwischen den Spuren kann aber nicht beliebig klein gewählt werden. Für bekannte Aufzeichnungsträger, in denen die Informationsgebiete der nebeneinander liegenden Spuren dieselbe Geometrie aufweisen, ausgenommen die Abmessung in der Spurrichtung, gilt, dass diese Informationsgebiete die Strahlung des Auslesebündels alle auf gleiche Weise beeinflussen. Der vom Auslesebündel auf der Informationsstruktur erzeugte Auslesefleck ist ein beugungsbegrenzter Strahlungsfleck mit einer bestimmten Intensitätsverteilung. Der Halbwertsdurchmesser dieses Flecks, d.h. der Abstand zwischen zwei Punkten in dem Fleck, an denen die Intensität gleich 1/e2 der Intensität in der Mitte des Flecks ist, liegt in der Grössenordnung der Spurbreite. Dies bedeutet, dass sogar bei einer guten Spurverfolgung des Ausleseflecks eine Strahlungsmenge ausserhalb der auszulesenden Spur fällt und sogar auf die benachbarten Spuren gelangen kann. Die Strahlungsmenge auf den benachbarten Spuren ist grösser, je nachdem der Spurabstand kleiner ist. Ein bestimmter Teil der auf die benachbarten Spuren einfallenden und von den Informationsgebieten dieser Spuren modulierten Strahlung kann einen Strahlungsdetektor, der die von der auszulesenden Spur modulierte Strahlung auffangen muss,

erreichen. Dieser Effekt (der Übersprecheffekt) bestimmt den Mindestabstand zwischen den Spuren.

In der US-Patentschrift Nr. 4 161 752 wird vorgeschlagen, die Informationsdichte dadurch zu vergrössern, dass die Informationsgruben der nebeneinanderliegenden Spuren, also die Informationsgebiete einer ersten bzw. einer zweiten Art, mit einer verschiedenen Tiefe ausgeführt und diese Spuren mit Bündeln verschiedener Wellenlängen ausgelesen werden. Die Tiefen und die Wellenlängen sind derart gewählt, dass die Informationsgruben einer ersten Spur eine maximale Modulation in einem Bündel mit einer ersten Wellenlänge herbeiführen, während die Informationsgruben benachbarter zweiter Spuren dieses Bündel nahezu nicht beeinflussen, mit anderen Worten, von diesem Bündel nahezu nicht wahrgenommen werden. Die letzteren Gruben führen zwar eine maximale Modulation in einem Bündel mit einer zweiten Wellenlänge herbei, aber das letztere Bündel wird wieder nahezu nicht von den Informationsgruben der ersten Spur beeinflusst. Die Spuren können dann ergeblich näher beeinander gelegt werden, ohne dass das Übersprechen zu stark wird.

Diesem Vorschlag haften einige praktische Nachteile an. An erster Stelle werden für die Erzeugung zweier Bündel mit verschiedenen Wellenlängen zwei Strahlungsquellen benötigt, wodurch die Auslesevorrichtung verwickelt wird. An zweiter Stelle müssen für eine gut getrennte Auslesung der zwei Arten von Gruben verhältnismässigTiefe (z.B. in der Grössenordnung von einigen Malen die Wellenlänge ihres zugehörigen Auslesebündels) Gruben mit einer Genauigkeit in der Grössenordnung eines Zehntels der Wellenlänge des Auslesebündels gebildet werden. Dies ist technologisch eine schwierige Aufgabe.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, in einem Aufzeichnungsträger für Information, wie ein Fernsehprogramm, ein Audioprogramm oder digitale Information, z.B. von und für eine Rechenanlage, die Informationsdichte zu vergrössern, ohne dass dabei die obengenannten Nachteile auftreten.

Nach der Erfindung ist ein Aufzeichnungsträger dazu dadurch gekennzeichnet, dass die Informationsgebiete alle langgestreckt sind; dass die erste Art von Informationsgebieten eine derartige Geometrie aufweisen, dass diese Gebiete in einer ersten Auslesebündelkomponente, deren Polarisationsrichtung zu der Längsrichtung dieser Informationsgebiete parallel ist und deren effektive Wellenlänge mindestens in der Grössenordnung der Breite der Informationsgebiete liegt, eine maximale Modulation herbeiführen und zugleich in einer zweiten Auslesebündelkomponente, deren Poalrisationsrichtung quer zu der Längsrichtung der Informationsgebiete verläuft und deren effektive Wellenlänge gleich der der ersten Auslesebündelkomponente ist, eine minimale Modulation herbeiführen, und dass die zweite Art von Informationsgebieten eine derartige Geometrie aufweisen, dass diese Gebiete in der ersten Auslesebündelkomponente eine minimale Modulation und zugleich in der zweiten Auslesebündelkomponente eine maximale Modulation herbeiführen.

Die Tatsache, dass alle Informationsgebiete langgstreckt sind, bedeutet, dass über den ganzen Aufzeichnungsträger die Abmessung in einer Richtung (der Längsrichtung) dieser Gebiete mindestens anderthalbmal grösser als die Abmessung quer zu dieser Richtung ist. Vorzugsweise sind die Längen der Informationsgebiete mindestens zweimal grösser als die verwendete effektive Wellenlänge. Die nach der Erfindung verwendeten Polarisationseffekte können aufzutreten beginnen, wenn die Längen der Informationsgebiete etwa anderthalbmal ihre Breiten sind. Bei früher von der Anmelderin vorgeschlagenen runden scheibenförmigen Aufzeichnungsträgern, in denen pro Spurumdrehung eine gleiche Menge Information vorhanden war, war die mittlere Länge der Informationsgebiete dem Radius der Spur proportional. Für Spuren auf der Innenseite des Aufzeichnungsträgers war die mittlere Länge der Informationsgebiete verhältnismässig gering und etwa gleich der Breite der Gebiete.

Die Informationsstruktur des Aufzeichnungsträgers kann eine Phasenstruktur sein. Die Informationsgebiete können dann durch in die Aufzeichnungsträgeroberfläche gepresste Gruben oder durch über diese Oberfläche hinausragende Buckel gebildet werden. Die Informationsstruktur kann auch eine Amplitudenstruktur sein. Dann sind die Informationsgebiete z.B. nichtreflektierende Informationsgebiete in einer reflektierenden Fläche, oder reflektierende Gebiete in einer nichtreflektierenden Fläche. Weiter kann die Informationsstruktur eine Struktur sein, die dazu bestimmt ist, in Reflexion ausgelesen zu werden, oder sie kann eine Struktur sein, die dazu bestimmt ist, in Durchsicht ausgelesen zu werden.

Unter der Polarisationsrichtung des optischen Auslesebündels, das ein Bündel elektromagnetischer Strahlung ist, ist die Richtung des elektrischen Vektors, des E-Vektors, zu verstehen.

Die effektive Wellenlänge des Auslesebündels ist die Wellenlänge an der Stelle der Informationsstruktur. Wenn die Informationsstruktur mit einer Schutzschicht mit einer Brechungszahl n überzogen ist, ist die effektive Wellenlänge gleich der Wellenlänge im Vakuum geteilt durch n.

Im allgemeinen kann beim Auslesen der hier betrachteten Informationsstruktur, die als eine Beugungsstruktur aufzufassen ist, dafür gesorgt werden, dass, wenn die Mitte des

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Ausleseflecks mit der Mitte eines Informationsgebietes zusammenfällt, eine destruktive Interferenz zwischen dem Bündel nullter Ordnung und den Bündeln erster Ordnungen auftritt. Dann wird das Ausgangssignal eines strahlungsempfindlichen Detektors, der das Auslesebündel in ein elektrisches Signal umwandeln muss, minimal sein, wenn die Mitten des Ausleseflecks und eines Informationsgebietes zusammenfallen, und maximal sein, wenn das Auslesebündel zwischen zwei Informationsgebieten projiziert wird. Für eine genügend grosse Modulation des Detektorsignals müssen die Informationsgebiete eine bestimmte Phasentiefe aufweisen. Unter der Phasentiefe der Informationsstruktur ist der Unterschied zwischen den Phasen der nullten Spektralordnung und einer der ersten Spektralordnungen, durch die die Informationsstruktur gebildet wird, zu verstehen, wenn die Mitte des Ausleseflecks mit der Mitte eines Informationsgebietes zuammenfällt. Dabei kann in Annäherung erster Ordnung angenommen werden, dass die verschiedenen ersten Ordnungen dieselbe Phase aufweisen. Die Phasentiefe hängt von einer Geometrie der Informationsgebiete, im Falle von Informationsgruben namentlich von der geometrischen Tiefe dieser Gruben und von dem Neigungswinkel der Wände der Gruben, ab.

Welche Phasentiefe beim Auslesen einer bestimmten Informationsstruktur optimal ist, hängt von dem angewandten Ausleseverfahren ab. Eine optische Informationsstruktur kann nach dem sogenannten Zentralapertur-Ausle-severfahren oder nach dem sogenannten Differentialausleseverfahren ausgelesen werden. Bei dem ersteren Ausleseverfahren wird die ganze von dem Aufzeichnungsträger herrührende und durch die Pupille des Ausleseobjektivs hindurchtretende Strahlungsmenge auf einen einzigen Detektor konzentriert. Bei dem Differentialausleseverfahren werden zwei im sogenannten fernen Feld der Informationsstruktur angeordnete Detektoren, die in der Spurrichtung hintereinander angebracht sind, verwendet. Das Differentialsignal dieser Detektoren stellt die ausgelesene Information dar. Das ferne Feld der Informationsstruktur kann mit einer Ebene angegeben werden, in der die Schwerpunkte der durch die Informationsstruktur gebildeten Teilbündel, namentlich des Teilbündels nullter Ordnung und der Teilbündel erster Ordnungen, voneinander getrennt sind. Die optimale Phasentiefe \|/c.a. für eine Informationsstruktur, die dazu bestimmt ist, mit dem Zentralapertur-Ausleseverfahren ausgelesen zu werden, ist etwa 180°, während die optimale Phasentiefe v|/d.i. für eine Informationsstruktur, die dazu bestimmt ist, mit dem Differentialverfahren ausgelesen zu werden, etwa 110° ist.

Es kann die Tatsache benutzt werden, dass beim Auslesen langgestreckter Informationsgebiete mit einem Auslesebündel, dessen effektive Wellenlänge in der Grössenordnung der Breite der Gebiete liegt, die Polarisationsrichtung des Auslesebündels eine Rolle spielen wird. Es hat sich herausgestellt, dass für die hier betrachteten Informationsstrukturen Informationsgruben, wenn sie mit einem parallel polarisierten Auslesebündel, d.h. mit einem Bündel, dessen E-Vector zu der Längsrichtung der Gruben parallel ist, ausgelesen werden, effektiv weniger tief zu sein scheinen, oder mit anderen Worten eine geringere Phasentiefe als dieselben Gruben aufweisen, wenn sie mit einem senkrecht polarisierten Auslesebündel ausgelesen werden. Um für eine optimale Auslesung gewünschte Phasentiefe zu erhalten, müssen bei den hier betrachteten Informationsstrukturen beim Auslesen mit einem parallel polarisierten Auslesebündel die Informationsgruben effektiv tiefer als beim Auslesen mit einem senkrecht polarisierten Auslesebündel sein. Informationsgruben, die für Auslesung mit einem parallel polarisierten Auslesebündel optimiert sind, sind in der Regel für

Auslesung mit einem senkrecht polarisierten Auslesebündel nicht optimiert und können geometrisch sogar derart bemessen sein, dass sie vom letzteren Bündel nahezu nicht wahrgenommen werden. Ähnliches gilt selbstverständlich für Informationsbuckel. Wenn von zwei nebeneinander liegenden Spuren die Informationsgebiete für zwei zueinander senkrechte Polarisationsrichtungen bemessen sind, kann der Spurabstand erheblich, z.B. zweimal, kleiner in bezug auf den Abstand zwischen zwei Spuren bekannter Aufzeichnungsträger sein, die nur eine einzige Art von Informationsgebieten enthalten, ohne dass die Möglichkeit des Übersprechens vergrössert wird. Die Informationsdichte kann dann um z.B. einen Faktor 2 vergrössert werden.

Die Polarisationseffekte werden in erheblichem Masse durch den optischen Kontrast zwischen den Informationsgebieten und ihrer Umgebung und durch die Schärfe der Ränder der Informationsgebiete bestimmt. Der optische Kontrast wird durch den Extinktionskoeffizienten und die Brechungszahl des Materials der Informationsschicht bestimmt. Diese Schicht ist vorzugsweise eine Metallschicht. Die Polarisationseffekte sind beim Auslesen in Durchsicht geringer als beim Auslesen in Reflexion, aber doch noch genügend gross, um bei Differentialauslesung in Durchsicht angewandt werden zu können.

Eine erste Ausführungsform eines Aufzeichnungsträgers nach der Erfindung, in der die Längsrichtungen der zwei Arten von Informationsgebieten mit der Längsrichtung der Spuren zusammenfallen, in denen diese Gebiete liegen, besteht darin, dass die zwei Arten von Informationsgebieten dadurch voneinander unterschieden werden, dass mindestens eine der nicht durch die gespeicherte Information bestimmten Abmessungen dieser Gebiete verschieden ist.

Die Informationsgebiete können dadurch voneinander verschieden gemacht werden, dass die maximale Breite, d.h. die Breite in der Ebene der Zwischengebiete, verschieden gemacht wird. In der Praxis wird jedoch vorzugsweise bei Informationsgebieten in Form von Gruben oder Buckeln eine verschiedene geometrische Tiefe oder Höhe und/oder ein verschiedener Neigungswinkel der Wände der Gebiete gewählt, weil sich dies einfacher verwirklichen lässt.

Die Phasentiefe der mit der ersten Auslesebündelkomponente wahrgenommenen Informationsgebiete der ersten Art kann gleich der der mit der zweiten Auselesebündelkompo-nente wahrgenommenen Informationsgebiete der zweiten Art sein. Beim Auslesen eines derartigen Aufzeichnungsträgers wird nur ein Ausleseverfahren, und zwar entweder das Zentralaperturverfahren oder das Differentialverfahren, angewandt.

Es ist auch möglich, eine Art von Informationsgruben oder -buckeln mit dem Zentralaperturverfahren und die andere Art mit dem Differentialausleseverfahren auszulesen. Ein dazu geeigneter Aufzeichnungsträger ist dadurch gekennzeichnet, dass die mit der ersten Auslesebündelkomponente wahrgenommenen Informationsgebiete der ersten Art eine erste Phasentiefe aufweisen, die von einer zweiten zu den mit der zweiten Auslesebündelkomponente wahrgenommenen Informationsgebieten der zweiten Art gehörigen Phasentiefe verschieden ist.

Vorzugsweise ist dabei die erste Phasentiefe etwa 110° und diezweite Phasentiefe etwa 180°.

Es ist nicht unbedingt notwendig, dass die zwei Arten von Informationsgebieten verschiedene Abmessungen aufweisen. Die verschiedenen Geometrien für die zwei Arten von Informationsgebieten können (und werden vorzugsweise) dadurch erhalten werden, dass die Orientierungen der Informationsgebiete verschieden gemacht werden. Die bevorzugte Ausführungsform eines Aufzeichnungsträgers nach der Erfindung, in der die zwei Arten von Informations4

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gebieten dieselben Abmessungen aufweisen, besteht darin, dass die Längsrichtung der Informationsgebiete der ersten Art quer zu der der zweiten Art ist. Dann kann die Informationsstruktur auch eine Amplitudenstruktur sein.

Die Informationsgebiete der ersten Art werden mit einer ersten Richtung, z.B. der Längsrichtung, dieser Gebiete polarisierten Auslesebündelkomponente und die zweite Art von Informationsgebieten mit einer in einer zweiten Richtung quer zu der ersten Richtung polarisierten Auslesebündelkomponente ausgelesen. In einer derartigen Struktur (einer «Fischgrat»-Struktur) schliessen die Längsrichtungen der Informationsgebiete einen Winkel von z.B. 45° mit den Spurrichtungen ein und wird eine maximale Informationsdichte erreicht. In einer Informationsstruktur mit Informationsgebieten gleichmässiger Abmessungen kann digitale, jedoch auch analoge Information gespeichert sein. Im letzteren Falle ist die Information in der Frequenz und/oder dem gegenseitigen Abstand der Informationsgebiete kodiert.

Für einen runden scheibenförmigen Aufzeichnungsträger können die nebeneinander liegenden Spurteile aus Informationsgebieten der ersten Art bzw. aus Informationsgebieten der zweiten Art aufgebaut sein. Vorzugsweise besteht dann die Informationsstruktur aus zwei spiralförmigen Spuren, von denen die erste bzw. die zweite aus Informationsgebieten der ersten bzw. der zweiten Art aufgebaut ist, wobei die Spurumdrehungen der ersten schraubenlinienförmigen Spur zwischen denen der zweiten spiralförmigen Spur liegen. Beim Auslesen dieses Aufzeichnungsträgers wird zunächst eine spiralförmige Spur und dann die zweite spiralförmige Spur völlig abgetastet.

Es ist auch möglich, dass die aufeinanderfolgenden Spurteile innerhalb einer Spurumdrehung sich dadurch voneinander unterscheiden, dass sie aus Informationsgebieten der ersten Art bzw. aus Informationsgebieten der zweiten Art aufgebaut sind. Diese Informationsstruktur ist attraktiv für den Fall, dass man die zwei genannten Ausleseverfahren verwenden will.

Eine weitere Ausführungsform eines Aufzeichnungsträgers nach der Erfindung, der jedoch mit zwei Informationsschichten versehen ist, besteht darin, dass eine erste Informationsschicht nur Informationsgebiete einer ersten Art und die zweite Informationsschicht nur Informationsgebiete der zweiten Art enthält.

Es wurde bereits u.a. in der US-PS Nr. 3 853 426 vorgeschlagen, den Informationsinhalt eines optisch auslesbaren Aufzeichnungsträgers dadurch zu vergrössern, dass zwei Informationsschichten auf verschiedenen Höhen in dem Aufzeichnungsträgerkörper angebracht werden. Um beim Auslesen der einen Informationsschicht das Übersprechen der anderen Schicht zu vermeiden, müssen sich die Informationsschichten in einem gegenseitigen Abstand befinden, der gross in bezug auf die Tiefenschärfe des Ausleseobjektivs ist.

Dabei ergibt sich das Problem, dass das Auslesebündel über eine verhältnismässig dicke Schicht fokussiert werden muss, wodurch die Aberrationen des Ausleseobjektivs eine Rolle spielen werden. Ausserdem muss beim Übergang von der ersten zu der zweiten Informationsschicht jeweils die Fokussierung des Ausleseobjektivs nachgeregelt werden. Wenn jedoch die erste Informationsschicht aus Informationsgebieten einer ersten Art und die zweite Informationsschicht aus Informationsgebieten einer zweiten Art aufgebaut ist und für die Auslesung eine erste und eine zweite Auslesebündelkomponente mit zueinander senkrechten Polarisationsrichtungen verwendet werden, derart, dass die Informationsgebiete der ersten Art eine maximale Modulation in der ersten Auslesebündelkomponente herbeiführen und von der zweiten Auslesebündelkomponente nahezu nicht wahrgenommen werden, während die Informationsgebiete der zweiten Art eine maximale Modulation in der zweiten Auslesebündelkomponente herbeiführen und von der ersten Auslesebündelkomponente nahezu nicht wahrgenommen werden, können die zwei Informationsschichten nahe beieinander, und zwar innerhalb der Tiefenschärfe des Ausleseobjektivs, liegen und dennoch getrennt ausgelesen werden.

Die Spurteile der ersten Informationsschicht können über denen der zweiten Informationsschicht liegen. Eine noch bessere getrennte Auslesung der zwei Informationsschichten wird erreicht, wenn die Spurteile der ersten Informationsschicht zwischen denen der zweiten Informationsschicht liegen.

Ein Aufzeichnungsträger mit zwei Informationsschichten kann darin bestehen, dass jede Informationsschicht zwei Arten von Informationsgebieten enthält, wobei die Spurteile der zwei Informationsschichten, die aus Informationsgebieten derselben Art aufgebaut sind, nebeneinander liegen. Für diesen Aufzeichnungsträger kann die Informationsdichte viermal grösser als die bekannter Aufzeichnungsträger mit nur einer Art von Informationsgebieten sein.

Die Erfindung kann nicht nur in einem Aufzeichnungsträger, der völlig mit Information versehen ist, sondern auch in einem Aufzeichnungsträger verwendet werden, in den der Benutzer selber Information einschreiben kann. In einem derartigen Aufzeichnungsträger ist eine optisch detektier-bare sogenannte Servospur angebracht. Diese Servospur enthält Sektoradressen, von denen eine konstante Anzahl, z.B. 128, pro Spurumdrehung vorhanden sind. Diese Sektoradressen beanspruchen nur einen kleinen Teil der Servospur. Die Aufzeichnungsträgerteile zwischen den Sektoradressen sind mit einem einschreibbaren Material, z.B. einer dünnen Metallschicht, versehen, in die der Benutzer mit Hilfe eines Laserbündels seine eigene Information dadurch einschreiben kann, dass das Metall örtlich zum Schmelzen gebracht wird. In einer Sektoradresse ist u.a. Adresseninformation über den zugehörigen Aufzeichnungsträgerteil in Form von Adresseninformationsgebieten angebracht, die voneinander durch Zwischengebiete getrennt sind. Die Informationsgebiete zweier nebeneinander liegender Sektoradressen können zueinander senkrechte Längsrichtungen aufweisen. Dadurch kann auch in Aufzeichnungsträger dieser Art die Informationsdichte vergrössert werden. In einem Aufzeichnungsträgerteil, der zu einer bestimmten Sektoradresse gehört, kann Information in Informationsgebiete eingeschrieben werden, die dieselbe Orientierung wie die Adresseninformationsgebiete in der Sektoradresse aufweisen.

Auch in einem einschreibbaren Aufzeichnungsträger, in dem die Informationsgebiete sämtlicher Sektoradressen dieselbe Orientierung und dieselben Abmessungen aufweisen, ist es möglich, dass in einen unbeschriebenen Teil des Aufzeichnungsträgers, der zu einer bestimmten Sektoradresse gehört, vom Benutzer zwei Informationsspuren eingeschrieben werden. Wenn ein derartiger Aufzeichnungsträger mit einer für einen bestimmten Benutzer nützlichen Information eingeschrieben ist, kann er darin bestehen, dass eine optisch detektierbare Servospur vorhanden ist, in die Sektoradressen aufgenommen sind ; dass die zu einer bestimmten Sektoradresse gehörige Information in zwei Informationsspuren angebracht ist, von denen mindestens eine in bezug auf die Servospur und quer zu der Spurrichtung verschoben ist, und dass die Längsrichtung der Informationsgebiete in einer Informationsspur quer zu der der Informationsgebiete in der zweiten Informationsspur verläuft.

Nach der Erfindung ist die Vorrichtung zum Auslesen des Aufzeichnungsträgers, die mit einem optischen Auslesesystem versehen ist, das eine ein Auslesebündel liefernde Strahlungsquelle, ein Objektivsystem zum Fokussieren des Auslesebündels zu einem Auslesefleck auf der Informations5

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struktur und ein strahlungsempfindliches Detektionssystem zur Umwandlung des von der Informationsstruktur modulierten Auslesebündels in ein elektrisches Signal enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das von dem optischen Auslesesystem gelieferte Auslesebündel an der Stelle der Informationsstrukturzwei Auslesebündelkomponenten mit zueinander senkrechten Polarisationsrichtungen enthält, die zu der Längsrichtung einer Art von Informationsgebieten parallel und senkrecht sind.

Es sei bemerkt, dass in der deutschen Offenlegungsschrift Nr. 2 634 243 eine kombinierte Einschreib/-Auslesevorrich-tung beschrieben ist, in der zwei Strahlungsbündel mit zueinander senkrechten Polarisationsrichtungen auf den Aufzeichnungsträger einfallen. Diese zwei Bündel werden jedoch dazu benutzt, zwei Spuren gleichzeitig einzuschreiben und beim Auslesen entweder zwei Spuren zugleich abzutasten oder ein Spurfolgesignal zu erzeugen. Der Aufzeichnungsträger enthält dann nur eine Art von Informationsgebieten, und die Polarisationsrichtungen der zwei Bündel sind nicht zu der Längsrichtung der Informationsgebiete parallel bzw. senkrecht.

Es ist möglich, dass in der Auslesevorrichtung an der Stelle der Informationsstruktur stets nur diejenige Auslesebündelkomponente, die der augenblicklich ausgelesenen Art von Informationsgebieten entspricht, vorhanden ist. In einer derartigen Vorrichtung muss die Polarisationsrichtung des Auslesebündels jeweils geändert werden. Dazu kann z.B. zwischen der Strahlungsquelle und dem Objektivsystem eine Vi ^-Platte vorhanden sein, die in und aus dem Auslesebündel gedreht werden kann. Es ist auch möglich, dass die Strahlungsquelle, in Form eines Halbleiterdiodenlasers, über 90° drehbar angeordnet ist. Ferner können auch zwei auf einem gemeinsamen und bewegbaren Träger angebrachte Diodenlaser vorhanden sein, die Strahlungsbündel liefern, deren Polarisationsrichtungen quer zueinander verlaufen. Für den Fall, dass die Auslesevorrichtung polarisationsempfindliche Mittel zur Trennung des von der Informationsstruktur modulierten Auslesebündels von dem unmodulierten Bündel enthält, kann ein Polarisationsdreher zwischen einem polarisationsempfindlichen Bündelteiler und dem Objektivsystem angebracht sein, der die Polarisationsrichtung des von der Strahlungsquelle emittierten Auslesebündels, die einen Winkel von 45° mit der Längsrichtung einer Art von Informationsgebieten einschliesst, sowie die Polarisationsrichtung des von der Informationsstruktur reflektierten Auslesebündels abwechselnd über einen Winkel von etwa +45° und einen Winkel von etwa -45° dreht.

Auch kann dafür gesorgt werden, dass die Polarisationsrichtung des Auslesebündels an der Stelle der Informationsstruktur stets unter einem Winkel von etwa 45° zu der Längsrichtung einer Art von Informationsgebieten steht. Das Auslesebündel kann dann annahmeweise in eine Bündelkomponente mit einer Polarisationsrichtung parallel zu der Längsrichtung einer Art von Informationsgebieten und in eine Bündelkomponente mit einer Polarisationsrichtung senkrecht zu dieser Längsrichtung zerlegt sein. Dann muss das Detektionssystem polarisationsempfindlich sein, um die Information in den zwei Auslesebündelkomponenten, die stets beide vorhanden sind, getrennt verarbeiten zu können. Das Detektionssystem kann dann aus einem einzigen Detektor, dem ein drehbarer Polarisationsanalysator vorangeht, oder aus einem polarisationsempfindlichen Bündelteiler und zwei Detektoren, oder aus einem polarisationsunempfindlichen Bündelteiler und zwei Detektoren bestehen, jedem von denen ein Polarisationsanalysator vorangeht.

Zum Einschreiben und Auslesen der zwei Arten von Informationsgebieten mit zueinander nahezu senkrechten Längsrichtungen kann eine kombinierte Einschreib/Auslesevorrichtung verwendet werden, die die Merkmale der obengenannten Auslesevorrichtung aufweist und die weiter eine ein Einschreibbündel liefernde Strahlungsquelle und einen Intensitätsmodulator zum Schalten der Intensität eines Einschreibbündels zwischen einem ersten Pegel und einem zweiten niedrigeren Pegel enthält. Eine derartige Vorrichtung kann weiter darin bestehen, dass der vom Objektivsystem auf der Informationsschicht erzeugte Einschreibfleck langgestreckt ist und dass Mittel vorhanden sind, mit deren Hilfe der Einschreibfleck in zwei um nahezu 90° voneinander verschiedenen Lagen positioniert wird, wobei in diesen Lagen die Längsrichtungen des Einschreibflecks um etwa 90° voneinander verschieden sind, während diese Längsrichtungen beide einen Winkel von etwa 45° mit der Längsrichtung der Servospur einschliessen. Der Intensitätsmodulator kann durch Mittel zur Regelung der Speisung der Strahlungsquelle gebildet werden.

Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines kleinen Teiles eines Aufzeichnungsträgers nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Teil eines tangentialen Schnittes durch diesen Aufzeichnungsträger,

Fig. 3a einen Teil eines radialen Schnittes durch eine erste Ausführungsform des Aufzeichnungsträgers,

Fig. 3 b einen Teil eines radialen Schnittes durch eine zweite Ausführungsform des Aufzeichnungsträgers,

Fig. 4 einen radialen Schnitt durch einen kleinen Teil einer dritten Ausführungsform des Aufzeichnungsträgers,

Fig. 5 eine Ansicht eines Aufzeichnungsträgers, in der die Längsrichtungen der zwei Arten von Informationsgebieten quer zueinander verlaufen,

Fig. 6 eine Ansicht eines Aufzeichnungsträgers mit zwei spiralförmigen Spuren,

Fig. 7 eine Ansicht eines Teiles eines Aufzeichnungsträgers, in dem pro Spur verschiedene Arten von Informationsgebieten vorhanden sind,

Fig. 8 einen tangentialen Schnitt durch einen Teil dieses Aufzeichnungsträgers,

Fig. 9 einen radialen Schnitt durch einen Teil eines Aufzeichnungsträgers mit zwei Informationsschichten,

Fig. 10 einen radialen Schnitt durch einen Aufzeichnungsträger mit zwei Informationsschichten, die je zwei Arten von Informationsgebieten enthalten,

Fig. 11 eine erste Ausführungsform einer Auslesevorrichtung,

Fig. 12 die Querschnitte im fernen Feld der Informationsstruktur des Bündels nullter Ordnung und der Bündel erster Ordnungen, die durch die Informationsstruktur gebildet werden,

Fig. 13 den Verlauf als Funktion der Phasentiefe der Amplitude des Informationssignals,

Fig. 14 den Verlauf des durch eine kontinuierliche Nut herbeigeführten Phasenunterschiedes in einem Auslesebündel als Funktion der Breite dieser Nut und für verschiedene Polarisationsrichtungen,

Fig. 15 den Verlauf des durch eine kontinuierliche Nut herbeigeführten Phasenunterschiedes in einem Auslesebündel als Funktion der Tiefe dieser Nut und für verschiedene Polarisationsrichtungen,

Fig. 16 eine Ansicht eines Aufzeichnungsträgers, in den ein Benutzer selber Information einschreiben kann,

Fig. 17 eine Ansicht eines Teiles eines Aufzeichnungsträgers, der von einem Benutzer eingeschrieben ist,

Fig. 18 eine zweite Ausführungsform einer Auslesevorrichtung,

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Fig. 19 eine erste Ausführungsform eines polarisationsempfindlichen Detektionssystems für die Auslesevorrichtung,

Fig. 20 eine zweite Ausführungsform eines derartigen Detektionssystems,

Fig. 21 schematisch eine erste Ausführungsform einer kommbinierten Einschreib/Auslesevorrichtung, und

Fig. 22 schematisch eine zweite Ausführungsform einer derartigen Vorrichtung.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, besteht die Informationsstruktur aus einer Anzahl von Informationsgebieten 4 (4' ), die gemäss Spuren 2 (2') angeordnet sind. Die Gebiete 4 (4') sind in der Spurrichtung oder der tangentialen Richtung t voneinander durch Zwischengebiete 5 getrennt. Die Spuren 2 (2' ) sind in der radialen Richtung r voneinander durch schmale Zwischenstreifen 3 getrennt.

Die Informationsgebiete 4 (4') können aus in die Aufzeichnungsträgeroberfläche gepressten Gruben oder aus über diese Oberfläche hinausragenden Buckeln bestehen. Im Falle einer Zentralapertur-Auslesung, also wenn die Informationsgebiete eine grössere Phasentiefe aufweisen müssen, werden die Informationsgebiete vorzugsweise Gruben sein.

Die Information, die mittels des Aufzeichnungsträgers übertragen werden muss, ist in der Änderung der Gebietestruktur in nur der tangentialen Richtung festgelegt. Wenn ein Farbfernsehprogramm in dem Aufzeichnungsträger gespeichert ist, kann das Leuchtdichtesignal in der Änderung der Raumfrequenz der Informationsgebiete 4 (4') und das Chroma- und Tonsignal in der Änderung der Längen dieser Gebiete kodiert sein. In dem Aufzeichnungsträger kann auch digitale Information gespeichert sein. Dann stellt eine bestimmte Kombination von Informationsgebieten 4 (4') und Zwischengebieten 5 eine bestimmte Kombination von digitalen Einsen und Nullen dar.

Der Aufzeichnungsträger kann mit einer Vorrichtung ausgelesen werden, die in Fig. 11 schematisch dargestellt ist. Ein von einem Gaslaser 10, z.B. einem Helium-Neon-Laser, emittiertes monochromatisches und linear polarisiertes Bündel 11 wird von einem Spiegel 13 zu einem Objektivsystem 14 reflektiert. Im Wege des Strahlungsbündels 11 ist eine Hilfslinse 12 angeordnet, die dafür sorgt, dass die Pupille des Objektivsystems 14 gefüllt wird. Dann wird ein beugungsbe-grenzter Auslesefleck V auf der Informationsstruktur erzeugt. Die Informationsstruktur ist schematisch durch die Spuren 2 (2' ) dargestellt ; der Aufzeichnungsträger ist also in radialem Schnitt gezeigt.

Die Informationsstruktur kann sich auf der dem Laser zugekehrten Seite des Aufzeichnungsträgers befinden. Vorzugsweise befindet sich aber, wie in Fig. 11 angegeben ist, die Informationsstruktur auf der von dem Laser abgekehrten Seite des Aufzeichnungsträgers, so dass durch das durchsichtige Substrat 8 des Aufzeichnungsträgers hindurch ausgelesen wird. Dies hat den Vorteil, dass die Informationsstruktur vor Fingerabdrücken, Staubteilchen und Kratzern geschützt ist.

Das Auslesebündel 11 wird von der Informationsstruktur reflektiert und bei Drehung des Aufzeichnungsträgers mit Hilfe eines von einem Motor 15 angetriebenen Tellers 16 entsprechend der Reihenfolge der Informationsgebiete 4 (4' ) und der Zwischengebiete 5 in einer augenblicklich ausgelesenen Spur moduliert. Das modulierte Auslesebündel geht wieder durch das Objektivsystem 14 und wird vom Spiegel 13 reflektiert. Um das modulierte Auslesebündel von dem unmodulierten Auslesebündel zu trennen, ist in dem Strahlungsweg ein Bündelteiler 17 angeordnet. Der Bündelteiler kann ein halbdurchlässiger Spiegel, aber auch ein polarisationsempfindliches Teilprisma sein. Im letzteren Falle muss eine VA-Platte zwischen dem Objektivsystem und dem Teilprisma angeordnet werden. X ist dabei die Wellenlänge des Auslesebündels 11. Der Bündelteiler 17 reflektiert einen Teil des modulierten Auslesebündels zu einem strahlungsempfindlichen Detektionssystem 19. Dieses Detektionssystem besteht, falls das Zentralapertur-Ausleseverfahren angewandt wird, aus einem einzigen Detektor, der auf der optischen Achse des Auslesesystems angeordnet ist. Das Ausgangssignal Si dieses Detektors ist der ausgelesenen Information proportional. Wenn das Differentialausleseverfahren angewandt wird, besteht das Detektionssystem aus zwei in tangentialer Richtung verschobenenen Detektoren, die im fernen Feld der Informationsstruktur angeordnet sind. Dadurch, dass die Ausgangssignale dieser Detektoren voneinander subtrahiert werden, wird ein Signal erhalten, das entsprechend der ausgelesenen Information moduliert ist.

Die Informationsstruktur wird mit einem Auslesefleck V beleuchtet, dessen Abmessung in der Grössenordnung der Abmessung der Informationsgebiete 4 (4' ) liegt. Die Informationsstruktur kann als ein Beugungsraster betrachtet werden, das das Auslesebündel in ein unabgelenktes Teilbündel nullter Spektralordnung, eine Anzahl von Teilbündeln erster Spektralordnungen und eine Anzahl von Teilbündeln höherer Spektralordnungen spaltet. Für die Auslesung sind im wesentlichen die in der Längsrichtung der Spuren abgelenkten Teilbündel und von diesen Bündeln im wesentlichen die in den ersten Ordnungen abgelenkten Teilbündel von Bedeutung. Die numerische Apertur des Objektivsystems und die Wellenlänge des Auslesebündels sind derart der Informationsstruktur angepasst, dass die Teilbündel höherer Ordnungen grösstenteils ausserhalb der Pupille des Objektivsystems fallen und nicht auf den Detektor gelangen. Ausserdem sind die Amplituden der Teilbündel höherer Ordnungen klein in bezug auf die Amplituden des Teilbündels nullter Ordnung und der Teilbündel erster Ordnungen.

In Fig. 12 sind die Querschnitte der in der Spurrichtung abgelenkten Teilbündel erster Ordnungen in der Ebene der Austrittspupille des Objektivsystems dargestellt. Der Kreis 20 mit dem Mittelpunkt 21 stellt die Austrittspupille dar. Dieser Kreis gibt zugleich den Querschnitt des Teilbündels nullter Ordnung b (0,0) an. Der Kreis 22 bzw. 24 mit dem Mittelpunkt 23 bzw. 25 stellt den Querschnitt des Teilbündels erster Ordnung b (+ 1,0) bzw. b (-1,0) dar. Der Pfeil 26 deutet die Spurrichtung an. Der Abstand zwischen der Mitte 21 des Teilbündels nullter Ordnung und den Mitten 23 und 25 der Teilbündel erster Ordnungen wird durch K/p bestimmt,

wobei p (vgl. Fig. 1 ) die Raumperiode, an der Stelle des Ausleseflecks V, der Gebiete 2 und X die Wellenlänge des Auslesebündels darstellen.

Nach der hier aufgeführten Weise der Beschreibung der Auslesung lässt sich sagen, dass in den in Fig. 12 schraffiert dargestellten Gebieten die Teilbündel erster Ordnungen das Teilbündel nullter Ordnung überlappen und dass Interferenzen auftreten. Die Phasen der Teilbündel erster Ordnungen ändern sich, wenn sich der Auslesefleck in bezug auf eine Informationsspur bewegt. Dadurch ändert sich die Intensität der Gesamtstrahlung, die durch die Austrittspupille des Objektivsystems hindurchtritt.

Wenn die Mitte des Ausleseflecks mit der Mitte eines Informationsgebietes 4 (4' ) zusammenfällt, ergibt sich ein bestimmter Phasenunterschied \|/ (als Phasentiefe bezeichnet) zwischen einem Teilbündel erster Ordnung und dem Teilbündel nullter Ordnung. Wenn sich der Auslesefleck zu einem folgenden Gebiet bewegt, nimmt die Phase des Teilbündels b (+ 1,0) um 2 ti zu. Es lässt sich daher sagen, dass beim Bewegen des Ausleseflecks in tangentialer Richtung sich die Phase dieses Teilbündels in bezug auf das Teilbündel nullter Ordnung um cot ändert. Dabei stellt (0 eine

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Zeitfrequenz dar, die durch die Raumfrequenz der Informationsgebiete 4 und durch die Geschwindigkeit bestimmt wird, mit der sich der Auslesefleck über eine Spur bewegt. Die Phase 0 (+1,0) bzw. 0 (—1,0) des Teilbündels b (+1,0) bzw. des Teilbündels b (—1,0) in bezug auf das Teilbündel nullter Ordnung b (0,0) kann dargestellt werden durch :

0 (+1,0) = \|/+o)t bzw. durch 0(-l,O) = \|/-cot.

Wenn die durch das Objektivsystem hindurchtretenden Teile der Teilbündel erster Ordnungen und des Teilbündels nullter Ordnung auf einem einzigen Detektor zusammengebracht werden, wie dies bei dem Zentralapertur-Ausleseverfahren der Fall ist, kann das zeitabhängige Signal dieses Detektors dargestellt werden durch:

Sca = B(\|/)-cosi|/-coscùt,

wobei B(\|/) mit abnehmenden Werten von i|/ abnimmt. Bei dem Differentialausleseverfahren werden zwei Detektoren

19' und 19", die in Fig. 12 mit gestrichelten Linien angegeben sind, in den Überlappungsgebieten des Teilbündels nullter Ordnung mit den Teilbündeln erster Ordnungen angeordnet. Das zeitabhängige Differenzsignal dieser Detek-s toren kann dargestellt werden durch:

Sdì = B(i|/)-siny-sincot.

In Fig. 13 ist der von der Anmelderin berechnete und io durch Versuche bestätigte Verlauf der Amplitude Ai =

B(xjf) • cos\|/ und der Amplitude Ai = B(\y) • sin\]/ als Funktion der Phasentiefe \|/ dargestellt. Für \j/ = 90° sind sowohl Ai als auch Ai gleich Null. Ai erreicht ein Maximum für \j/ = 180°. Das Maximum für A2 liegt etwa bei 110°. Die Phasentiefe 15 einer Amplitudenstruktur kann gleich n gesetzt werden.

Die Werte der Phasentiefe V|/, für die für die zwei Ausleseverfahren eine maximale destruktive bzw. konstruktive Interferenz zwischen den Teilbündeln erster Ordnungen und dem Teilbündel nullter Ordnung, somit eine maximale bzw. 20 minimale Modulation des Detektorsignais auftritt, sind in der nachstehenden Tabelle angegeben:

C.A.-Auslesung DI-Auslesung

5 je

Destruktive Interferenz = ± (m + I ) 71 \y=± (—71 + m—)

8 2

71 7t 71

Konstruktive Interferenz = ± (— +m 71) = ± — + m — ).

Dabei stellt m eine ganze Zahl dar. Diese Tabelle gilt unter der Bedingung, dass keine starken Teilbündel mit einer Ordnung höher als 1 in die Pupille des Ausleseobjektivs eintreten.

Die von einem Auslesebündel wahrgenommene Phasentiefe hängt von der Geometrie der Informationsgebiete, namentlich von der geometrischen Tiefe einer Informationsgrube oder der geometrischen Höhe eines Informationsbuk-kels, und von dem Neigungswinkel der Wände der Informationsgebiete ab. Die Phasentiefe ist nämlich auch von der effektiven Wellenlänge des Auslesebündels in bezug auf die Breite b der Informationsgebiete in der Ebene der Zwischengebiete 5 und der Zwischenstreifen 3 abhängig. Wenn die effektive Wellenlänge in derselben Grössenordnung wie die Breite b der Informationsgebiete liegt oder grösser als diese Breite ist, wird der Polarisationszustand des Auslesebündels einen wichtigen Einfluss auf die Phasentiefe ausüben. Die Polarisationsrichtung des Auslesebündels wird schon bei einer effektiven Wellenlänge eine Rolle spielen, die etwa gleich dem l,5fachen der effektiven Breite (befr) der Informationsgebiete ist. Die Breite b und die effektive Breite (beff)

sind in Fig. 3a angegeben.

Der Einfluss des Polarisationszustandes auf die Phasentiefe cp wird anhand der Fig. 14 veranschaulicht, in der der theoretische Verlauf der relativen Phase <P des lokalen elektromagnetischen Feldes auf dem Boden in bezug auf das Feld auf der Spitze einer kontinuierlichen Nut g als Funktion der Breite b der Nut, in der effektiven Wellenlänge Xe ausgedrückt, dargestellt ist. Die auch in Fig. 14 dargestellte Nut g weist eine Tiefe von 0,24 Xt auf. Die Kurven Pu und Pa stellen den Verlauf der relativen Phase cp für parallel bzw. senkrecht polarisierte Strahlung dar, während die Gerade Ps den Verlauf der relativen Phase cp darstellt, wie er durch die skalare Beugungstheorie vorhergesagt wird, bei der die Polarisationsrichtung der Strahlung nicht berücksichtigt wird. Fig. 14 zeigt, dass, sobald die Breite der Nut g in der Grössenordnung der effektiven Wellenlänge zu liegen kommt, die Phase cp für die verschiedenen Polarisationsrichtungen unterschiedlich 35 wird. Je kleiner die Breite b in bezug auf die effektive Wellenlänge wird, desto stärker werden die Kurven Pu und Pj. voneinander und von Ps abweichen.

In Fig. 15 ist für eine bestimmte Breite, b = 0,64 X\ der Verlauf der relativen Phase cp als Funktion der Tiefe d, in /U 40 ausgedrückt, für die verschiedenen Polarisationsrichtungen mit den Kurven Qu und Qx dargestellt. Qs stellt den Verlauf der relativen Phase V dar, wie er durch die skalare Beugungstheorie vorhergesagt wird. Es besteht eine direkte Beziehung zwischen der in den Fig. 14 und 15 dargestellten relativen 45 Phase cp und der oben definierten Phasentiefe \j/ ; wenn cp von 0 auf n/2 Rad. zunimmt, nimmt die Phasentiefe \j/ von n/2 auf n Rad. zu. Dies gilt streng für die skalare Beugungstheorie und annähernd für die vektorielle Beugungstheorie. Aus Fig. 15 lässt sich ablesen, dass die für eine optimale 50 Zentralapertur-Auslesung gewünschte Phasentiefe von n Rad., die einer relativen Phase cp = n/2 Rad. entspricht, bei senkrecht polarisierter Strahlung bei einer Nutentiefe von etwa 0,20 Xe erreicht wird. Bei dieser Nutentiefe ist die Phasentiefe für parallel polarisierte Strahlung etwa f Rad., so 55 dass mit dieser Strahlung und in Zentralapertur-Auslesung die Nut nahezu nicht wahrgenommen wird. Wenn die Nut optimal mit parallel polarisierter Strahlung und nach dem Zentralaperturverfahren ausgelesen werden soll, muss die Nutentiefe etwa 0,4 Xc sein. Bei dieser Nutentiefe ist die Pha-60 sentiefe für senkrecht polarisierte Strahlung etwa 1,5 n Rad.

Es sei bemerkt, dass die Fig. 14 und 15 für eine kontinuierliche Nut gelten. Für Spuren, die aus Informationsgebieten aufgebaut sind, wird die relative Phase cp für die verschiedenen Polarisationsrichtungen einen analogen Verlauf auf-65 weisen.

Der in den Fig. 14 und 15 gezeigte Effekt wird zur Vergrös-serung der Informationsdichte benutzt. In Abhängigkeit von der Wellenlänge des Auslesebündels, das verwendet werden

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soll, wird die Breite der Informationsgebiete derart gewählt,

dass die Bedingung erfüllt wird, dass tarr grösser als oder etwa gleich beff ist. Wenn ein He-Ne-Laserbündel mit einer Wellenlänge Xo = 633 nm verwendet und die Information durch ein Substrat mit einer Brechungszahl n = 1,5 hindurch ausge- 5 lesen wird, darf die Spurbreite höchstens in der Grössenordnung von 420 nm liegen. h> ist die Wellenlänge im freien Raum. Der Aufzeichnungsträger kann auch von einem Bündel ausgelesen werden, das von einem Halbleiterdiodenlaser, wie einem AlGaAs-Laser geliefert wird, und dessen 10 Wellenlänge zwischen 780 nm und 860 nm liegen kann. Bei Anwendung eines derartigen Bündels darf beim Auslesen durch ein Substrat hindurch mit n = 1,5 die Spurbreite höchstens in der Grössenordnung von 520 nm bis 570 nm liegen.

Ausserdem wird dafür gesorgt, dass alle Informationsge- i5 biete langgestreckt sind, d.h., dass ihre Länge mindestens gleich dem Anderthalbfachen ihrer Breite ist, weil nur für diese Art von Informationsgebieten ein Phasentiefenunter-schied zwischen senkrecht polarisierter Strahlung und parallel polarisierter Strahlung auftreten wird. Vorzugsweise ist 2» die Länge der Informationsgebiete mindestens gleich dem Zweifachen der effektiven Wellenlänge.

Ferner werden von zwei nebeneinander liegenden Spurteilen die Informationsgebiete des einen Spurteiles für Auslesung mit senkrecht polarisierter Strahlung und die Informa- 25 tionsgebiete des zweiten Spurteiles für Auslesung mit parallel polarisierter Strahlung optimiert. Wie anhand der Fig. 14 und 15 nachgewiesen ist, kann diese Optimierung dadurch erfolgen, dass die geometrischen Tiefen der Informationsgebiete angepasst werden. 30

In den Fig. 14und 15 ist angenommen, dass die Nutgsenk-rechte Wände aufweist. In der Praxis werden die Wände der Informationsgebiete aber infolge der bei der Herstellung des Aufzeichnungsträgers verwendeten Einschreib- und Vervielfältigungsverfahren einen von 0° abweichenden Neigungs- 35 winkel aufweisen.

Wie in dem Aufsatz: «Laser beam recording of video-master dises» in «Applied Optics», Band 17, Nr. 3, S. 2001 bis 2006 beschrieben ist, wird die Information in eine sogenannte Vaterplatte dadurch eingeschrieben, dass eine auf 40 einem Substrat angebrachte Photolackschicht mit einem Laserbündel belichtet wird, dessen Intensität entsprechend der einzuschreibenden Information moduliert wird. Nach der Belichtung wird der Photolack entwickelt, wobei eine Grubenstruktur oder eine Buckelstruktur erhalten wird. 45 Allein schon wegen der Intensitätsverteilung des verwendeten Einschreibbündels wird der endgültige Aufzeichnungsträger schräge Wände aufweisen. Auch der Entwicklungsvorgang beeinflusst die Wandsteilheit; je länger entwickelt wird, je stärker nimmt die Wandsteilheit zu. Von der entwickelten so Vaterplatte werden auf bekannte Weise Mutterplatten und von diesen Platten wieder Matrizen hergestellt. Mit den Matrizen können eine Vielzahl von Aufzeichnungsträgern gepresst werden. Um dabei die Abdrücke leicht von der Matrize trennen zu können, soll vorzugsweise der Neigungs- 55 winkel der Wände möglichst gross gewählt werden. Um dabei die gewünschte effektive Tiefe der Informationsgruben oder Höhe der Informationsbuckel zu erreichen, wird die geometrische Tiefe oder Höhe grösser als im Falle von Informationsgebieten mit senkrechten Wänden sein müssen. 60

In Fig. 2 ist ein kleiner Teil des tangentialen Schnittes durch den Aufzeichnungsträger nach Fig. 1 dargestellt, während in Fig. 3a ein Teil dieses Aufzeichnungsträgers in radialem Schnitt gezeigt ist. Die Informationsstruktur kann mit einer Schicht 6 aus einem gut reflektierenden Material, es wie Silber, Aluminium oder Titan, überzogen sein. Es sei bemerkt, dass die Polarisationseffekte stärker sind, je nachdem die optische Leitfähigkeit der Schicht 6 grösser ist.

Auf der Schicht 6 kann noch eine Schutzschicht 7 angebracht sein, die die Informationsstruktur vor mechanischen Beschädigungen, wie Kratzern, schützt. In den Fig. 2 und 3a sind weiter der tangentiale Neigungswinkel 0t und der radiale Neigungswinkel 0r angegeben. Diese Neigungswinkel liegen in derselben Grössenordnung.

Der gewünschte Unterschied zwischen den effektiven Tiefen der zwei Arten von Informationsgebieten 4 und 4' kann, wie in Fig. 3a angegeben ist, dadurch erhalten werden, dass die geometrischen Tiefen d 1 und da verschieden gewählt werden. Dabei sind die Gebiete 4 dazu bestimmt, mit parallel polarisierter Strahlung ausgelesen zu werden, während die Gebiete 4' dazu bestimmt sind, mit senkrecht polarisierter Strahlung ausgelesen zu werden.

Der gewünschte Unterschied zwischen den effektiven Tiefen kann, wie in Fig. 3b angegeben ist, auch dadurch erhalten werden, dass der radiale Neigungswinkel 0i der Informationsgebiete 4 kleiner als der radiale Neigungswinkel 02 der Informationsgebiete 4' gemacht wird. In einer Ausführungsform eines Aufzeichnungsträgers nach Fig. 3b, der völlig nach dem Zentralaperturverfahren ausgelesen werden muss und in dem die Informationsgebiete Gruben mit einer Tiefe von etwa 220 n und einer Breite b von etwa 375 nm sind, ist der Neigungswinkel 0i etwa 25° und der Neigungswinkel 02 etwa 55°. Die Berechnungszahl n der Schicht 8 ist 1,5 und die Schicht 6 ist eine Silberschicht. Dieser Aufzeichnungsträger ist für Auslesung mit einer Auslesewellenlänge von 820 nm und über ein Ausleseobjektiv mit einer numerischen Apertur von 0,58 entworfen.

In einer Ausführungsform eines Aufzeichnungsträgers nach Fig. 3b, der völlig mit dem Differentialverfahren ausgelesen wird und in dem die Informationsgebiete Buckel mit einer Höhe von etwa 150 nm und einer Breite b von etwa 625 nm sind, ist der Neigungswinkel der Buckel, die mit parallel polarisierter Strahlung ausgelesen werden, etwa 51° und der Neigungswinkel der Buckel, die mit senkrecht polarisierter Strahlung ausgelesen werden, etwa 25°. Auch für diesen Aufzeichnungsträger ist die Schicht 6 eine Silberschicht und ist die Brechungszahl n der Schicht 8 1,5. Die Auslesewellenlänge ist wieder 820 nm und die numerische Apertur des Ausleseobjektivs ist 0,54.

Es ist naturgemäss auch möglich, dass von den Informationsgebieten 4 und 4' sowohl die geometrischen Tiefen als auch die Neigungswinkel voneinander verschieden sind.

Die in den Fig. 3a und 3b dargestellten Informationsgebiete sind für ein einziges Ausleseverfahren optimiert. Es ist aber auch möglich, dass die Informationsgebiete 4 für Zen-tralapertur-Auslesung und die Informationsgebiete 4' für Differential-Auslesung optimiert sind. Ein radialer Schnitt durch einen kleinen Teil eines dazu entworfenen Aufzeichnungsträgers ist in Fig. 4 dargestellt. Die Informationsgebiete 4', die eine Phasentiefe y = 110° aufweisen müssen, sind nun derart untief, dass sie eine V-förmige Struktur besitzen.

Ein Aufzeichnungsträger mit zwei Arten von Informationsgruben, die für Auslesung mit einem senkrecht polarisierten Auslesebündel bzw. mit einem parallel polarisierten Auslesebündel optimiert sind, kann auch derart angepasst werden, dass er völlig mit dem Differentialverfahren ausgelesen werden kann. Dann werden die radialen Schnitte sowohl Informationsgruben 4 als auch der Informationsgruben 4' V-förmig sein. Der Unterschied zwischen den effektiven Tiefen der Informationsgebiete 4 und 4' wird dann nur durch die radialen Neigungswinkel dieser Informationsgebiete bestimmt.

Ausser in bezug auf ihre Abmessungen können die Informationsgebiete auch in bezug auf ihre Orientierung unterschieden werden. In Fig. 5 ist eine Draufsicht auf einen kleinen Teil eines derartigen Aufzeichnungsträgers darge

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stellt. Die Informationsgebiete 4 und die Informationsgebiete 4' weisen alle dieselben Abmessungen, auch in ihren Längsrichtungen I4 und I4' auf. Die Längsrichtungen k der Informationsgebiete 4 schliessen einen Winkel a, der vorzugsweise 90° ist, mit den Längsrichtungen k, der Informationsgebiete 4' ein. In einer Informationsstruktur mit dieser Art von Informationsgebieten kann ein digitales Signal gespeichert sein, wobei eine bestimmte Kombination von Informationsgebieten 4 und 4' und Zwischengebieten 5 eine bestimmte Kombination von digitalen Nullen und Einsen darstellt. Die Informationsgebiete 4 und 4' nach Fig. 5 können auch zur Speicherung analoger Information benutzt werden. Dann wird die Information in den gegenseitigen Abständen zwischen den Informationsgebieten 4 und denen zwischen den Informationsgebieten 4' festgelegt.

Die Informationsgebiete 4 werden mit einem Auslesebündel ausgelesen, dessen Polarisationsrichtung quer zu ihrer Längsrichtung k verläuft. Für die Informationsgebiete 4' ist dieses Auslesebündel parallel polarisiert und diese Informationsgebiete werden von diesem Auslesebündel nahezu nicht wahrgenommen.

In einer Ausführungsform eines Aufzeichnungsträgers nach Fig. 5, der dazu bestimmt ist, mit dem Zentralaperturverfahren ausgelesen zu werden, sind die Informationsgebiete Gruben mit einer Tiefe von etwa 220 nm, einer Breite b von etwa 375 nm und einem Neigungswinkel von etwa 55°. Die Brechungszahl n der Schicht 8 ist 1,5 und die Schicht 6 ist eine Silberschicht. Dieser Aufzeichnungsträger eignet sich zum Auslesen mit einer Wellenlänge von 820 nm und über ein Ausleseobjektiv mit einer numerischen Apertur von 0,58.

Von einem Aufzeichnungsträger, der dazu bestimmt ist, völlig entweder mit dem Zentralaperturverfahren oder mit dem Differentialverfahren ausgelesen zu werden, weisen die nebeneinander liegenden Spurenteile verschiedene Arten von Informationsgebieten auf. Vorzugsweise enthält, wie in Fig. 6 angegeben ist ein derartiger Aufzeichnungsträger zwei spiralförmige Spuren, wobei die Windungen 2 der einen Spirale 30 zwischen den Windungen 2' der anderen Spirale 30' liegen. Beim Auslesen der Spirale 30' wird z.B. der optische Auslesekopf von dem Innenrand des Aufzeichnungsträgers zu dem Aussenrand desselben bewegt. Nachdem die letzte Windung dieser Spirale ausgelesen ist, wird die Drehrichtung des den Aufzeichnungsträger antreibenden Motors umgekehrt und der Auslesekopf von dem Aussenrand zu dem Innenrand über den Aufzeichnungsträger bewegt, so dass die Spirale 30 in umgekehrter Richtung abgetastet wird.

Beim Auslesen eines Aufzeichnungsträgers, von dem eine Art von Informationsgebieten für Zentralapertur-Auslesung und die zweite Art von Informationsgebieten für Differential-Auslesung optimiert ist, können die zwei Detektoren, mit denen das Differential-Informationssignal bestimmt wird, auch zum Erhalten des Zentralapertur-Informationssignals verwendet werden. Im letzteren Falle werden die Ausgangssignale der zwei Detektoren zueinander addiert. Die Detektoren sind dann mit einem elektrischen Kreis verbunden, in dem in ersten Zeitintervallen die Detektorsignale additiv und in zweiten Zeitintervallen subtraktiv zusammengefügt und in dem die erhaltenen Signale weiter bearbeitet und für Wiedergabe, z.B. mit einer Videovorrichtung oder mit einer Audiovorrichtung, geeignet gemacht werden. Die Übertragungsfunktion des Systems, in dem die Detektorsignale zueinander addiert werden, ist etwas verschieden von dem System, in dem die Detektorsignale voneinander subtrahiert werden. Wenn die Information in digitalisierter Form gespeichert ist, wird die Wechselung der Übertragungsfunktion beim Übergang von einer Spur zu einer folgenden Spur in dem von der Auslesevorrichtung endgültig abgegebenen Signal nicht wahrnehmbar sein. Wenn die Information auf andere Weise, z.B. in Form eines frequenzmodulierten Signals, festgelegt ist, kann das Schalten zwischen den Übertragungsfunktionen wohl wahrnehmbar werden. Die eine Übertragungsfunktion ergibt z.B. andere Grauschattie-s rungen oder eine andere Farbsättigung in einem Fernsehbild als die andere Übertragungsfunktion. Bei einem Audiosignal kann das Schalten zwischen den Übertragungsfunktionen als eine unerwünschte Frequenz hörbar werden.

Wenn ein Fernsehprogramm in einem Aufzeichnungs-10 träger gespeichert ist, wobei ein Fernsehbild pro Umdrehung eingeschrieben ist, wird bei einer Drehgeschwindigkeit von 25 Umdrehungen/sec im Fernsehbild ein Flimmern mit einer Frequenz von 12,5 Hz infolge der Änderung in den Grauschattierungen oder in der Farbsättigung auftreten. is Eine Flimmererscheinung mit dieser Frequenz ist für das menschliche Auge noch sichtbar und dadurch störend.

Um diesen Effekt unsichtbar zu machen, können die Informationsgebiete aufeinanderfolgender Spurteile innerhalb einer Spur verschieden gemacht werden. In Fig. 7 ist ein 20 Teil einer derartigen Ausführungsform eines Aufzeichnungsträgers dargestellt. Diese Figur zeigt einen grösseren Teil des Aufzeichnungsträgers als Fig. 1, so dass die einzelnen Informationsgebiete nicht mehr unterschieden werden können. Die Informationsspuren sind in Teile a, die aus Informations-25 gebieten aufgebaut sind, die mit einer ersten Polarisationsrichtung und mit dem Differentialverfahren ausgelesen werden, und in Teile b geteilt, die aus Informationsgebieten aufgebaut sind, die mit der zweiten Polarisationsrichtung und mit dem Zentralaperturverfahren ausgelesen werden. 30 Vorzugsweise wird bei der Zentralapertur-Auslesung das senkrecht polarisierte Bündel und bei der Differential-Ausle-sung das parallel polarisierte Bündel verwendet.

In Fig. 8 ist ein tangentialer Schnitt durch einen Teil des Aufzeichnungsträgers nach Fig. 7 an der Stelle des Über-35 gangs von einem Spurteil a zu einem Spurteil b dargestellt. Nach Obenstehendem braucht diese Figur keiner näheren Erläuterung.

Im Falle eines Fernsehprogramms enthalten die Spurteile a und b jeweils die Information einer Fernsehzeile. Wenn das 40 Fernsehbild aus 625 Zeilen aufgebaut ist, wird mit einer Frequenz in der Grössenordnung von 7,5 kHz zwischen dem einen und dem anderen Auslesesystem geschaltet. Eine Flimmererscheinung mit dieser hohen Frequenz ist nicht mehr sichtbar.

4S Um beim Auslesen des Aufzeichnungsträgers rechtzeitig von Addition der Detektorsignale auf Subtraktion dieser Signale und umgekehrt umschalten zu können, kann auf dem Aufzeichnungsträger an den Stellen der Übergänge zwischen den Spurteilen a und b ein Pilotsignal gespeichert sein. Ein derartiges Pilotsignal kann auch auf einen Aufzeichnungsträger aufgezeichnet sein, der ein Audioprogramm enthält.

Wenn ein Fernsehsignal aufgezeichnet ist, können die Ver-tikalsynchroniesierimpulse oder die Bildsynchronisierimpulse als Schaltsignal verwendet werden, so dass kein gesondertes Pilotsignal erforderlich ist.

In Fig. 9 ist ein radialer Schnitt durch einen kleinen Teil eines Aufzeichnungsträgers dargestellt, der zwei Informa-60 tionsschichten 31 und 31' enthält. Die Informationsschicht 31 ist aus einer ersten Art von Informationsgebieten 4 und die Informationsschicht 31 ' aus einer zweiten Art von Informationsgebieten 4' aufgebaut. Dabei können entweder die Neigungswinkel (0i und 04) oder die Tiefen (di undd4)oder, 65 wie in Fig. 9 dargestellt ist, sowohl die Neigungswinkel als auch die Tiefen der Gebiete 4 und 4', die wieder Gruben oder Buckel sein können, verschieden sein. Auch ist es möglich, dass die Informationsgebiete 4 und 4' alle dieselben Abmes50

55

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sungen aufweisen und dass die Längsrichtungen der Gebiete 4 quer zu denen der Gebiete 4' verlaufen.

Die Spurteile der Informationsschicht 31 können gerade über denen der Informationsschicht 31 ' liegen. Vorzugsweise liegen, wie in Fig. 9 dargestellt ist, die Spurteile der einen Informationsschicht neben denen der anderen Informationsschicht.

In einem Aufzeichnungsträger mit zwei Informationsschichten können diese Schichten auch je zwei Arten von Informationsgebieten enthalten. Ein radialer Schnitt durch einen kleinen Teil eines derartigen Aufzeichnungsträgers zeigt Fig. 10. In jeder der Informationsschichten kann dann die Spurperiode um z.B. einen Faktor zwei verkleinert werden, so dass der Gesamtinformationsinhalt z.B. um einen Faktor vier grösser als der Informationsinhalt eines bekannten Aufzeichnungsträgers mit nur einer Informationsschicht und einer Art von Informationsgebieten ist. Dabei müssen jedoch die Spurteile der ersten Informationsschicht, die aus einer ersten Art von Informationsgebieten aufgebaut sind, zwischen den Spurteilen der zweiten Informationsschicht liegen, die aus derselben Art von Informationsgebieten aufgebaut sind, wie in Fig. 10 gezeigt ist.

Es sei bemerkt, dass in dieser Figur, wie in den vorhergehenden Figuren, der Deutlichkeit halber die Abmessungen der Informationsgebiete übertrieben gross in bezug auf z.B. die Dicke des Substrats 8 dargestellt sind.

Es ist z.B. in der DE-OS 2 909 877 bereits vorgeschlagen worden, einen optischen Aufzeichnungsträger als Speichermedium für den Videoinformation verschiedene Information und insbesondere als Speichermedium, in das der Benutzer selber Information einschreiben kann, zu verwenden. Dabei ist an von einem (Büro)Rechner gelieferte Information oder an in einem Spital gemachte Röntgenaufnahmen zu denken. Für diese Anwendung wird dem Benutzerein Aufzeichnungsträger geliefert, der mit einer z.B. spiralförmigen sogenannten Servospur versehen ist, die sich über die ganze Aufzeichnungsträgeroberfläche erstreckt.

Beim Einschreiben der Information durch den Benutzer wird die radiale Lage des Einschreibflecks der Servospur mit Hilfe eines optoelektronischen Servosystems detektiert und nachgeregelt, so dass die Information mit grosser Genauigkeit in eine spiralförmige Spur mit konstanter Steigung oder in konzentrische Spuren mit konstantem Spurabstand eingeschrieben wird. Die Servospur ist in eine grosse Anzahl von Sektoren, z.B. 128 pro Spurumdrehung, unterteilt.

Fig. 16 zeigt einen derartigen Aufzeichnungsträger 40. Die konzentrischen Servospuren sind mit 41 und die Sektoren mit 42 bezeichnet. Jeder Sektor besteht aus einem Spurteil 44, in den Information eingeschrieben werden kann, und einer Sektoradresse 43, in der neben anderer Steuerinformation die Adresse des zugehörigen Spurteiles 44 in z.B. digitaler Form in Adresseninformationsgebieten 45 kodiert ist. Die Adresseninformationsgebiete sind in der Spurrichtung voneinander durch Zwischengebiete 46 getrennt. Die Adresseninformationsgebiete sind vorzugsweise in die Aufzeichnungsträgeroberfläche gepresste Gruben oder über diese Oberfläche hinausragende Buckel.

Nach der Erfindung sind, wie der Einsatz der Fig. 16 zeigt, die Längsrichtungen der Adresseninformationsgebiete 45 und 45' zweier nebeneinander liegender Sektoradressen zueinander senkrecht oder nahezu senkrecht und weisen diese Gebiete gleichmässige Abmessungen auf. Diese Abmessungen sind in bezug auf die Wellenlänge des Auslesebündels derart gewählt, dass sie eine maximale Modulation in einer Auslesebündelkomponente mit einer Polarisationsrichtung parallel zu ihrer Längsrichtung herbeiführen und zu gleicher Zeit nahezu nicht von einer Auslesebündelkomponente mit einer Polarisationsrichtung quer zu ihrer Längsrichtung wahrgenommen werden. Die zwei Servospurteile mit zueinander senkrecht orientierten Adresseninformationsgebieten können bei Anwendung zweier zueinander senkrecht polarisierter Auslesebündelkomponenten nahe beieinander gelegt werden, so dass die Informationsdichte sehr gross sein kann.

Dabei ist es erforderlich, dass auch die Informationsgebiete, die in zwei nebeneinander liegende unbeschriebene Spurteile 44 eingeschrieben werden, sich z.B. in bezug auf ihre Orientierung voneinander unterscheiden. Im Einsatz der Fig. 16 sind diese Informationsgebiete 47 und 47' gestrichelt dargestellt.

In Fig. 16 ist der Deutlichkeit halber die Breite der Spuren 41 übertrieben gross in bezug auf die Längen der Sektoren 42 dargestellt.

Die Erfindung kann auch verwendet werden, wenn der Benutzer seine eigene Information einschreibt. Dann werden z.B. in dem Aufzeichnungsträger, der dem Benutzer geliefert wird, die Adresseninformationsgebiete in den Sektoradressen alle dieselbe Orientierung und dieselben Abmessungen aufweisen. Die Information des Benutzers wird nun über zwei Spuren verteilt werden, die z.B. zu beiden Seiten der Servospur liegen, wobei die Längsrichtung der Informationsgebiete in der ersten Informationsspur quer zu der der Informationsgebiete in der zweiten Spur verläuft. In Fig. 17 ist ein kleiner Teil eines derartigen vom Benutzer eingeschriebenen Aufzeichnungsträgers dargestellt.

Die Sektoradressen 43 der Spuren 41 sind aus Adresseninformationsgebieten 48 aufgbebaut. Zu jeder Sektoradresse 43 gehört eine bestimmte Informationsreihe. Die Information einer derartigen Reihe ist über zwei Informationsspurteile 50 und 50' verteilt. Die Längsrichtung der Informationsgebiete 47 in dem Informationsspurteil 50 verläuft quer zu der der Informationsgebiete 47' des Informationsspurteiles 50'.

Es ist auch möglich, dass einer der Informationsspurteile 50 und 50' mit einem unbeschriebenen Spurteil 44 zusammenfällt.

Die Informationen, die in die zwei Informationsspurteile 50 und 50' eingeschrieben werden, brauchen nicht zu einer bestimmten Informationsreihe zu gehören, sondern können auch verschiedenartig sein und z.B. einen Teil zweier verschiedener Programme bilden.

In einer Ausführungsform eines vom Benutzer eingeschriebenen Aufzeichnungsträgers, in dem die Informationsschicht eine Metallschicht ist und die Informationsgebiete 47 und 47' aus in diese Schicht eingeschmolzenen Gruben bestehen, ist die Breite der Informationsgebiete 47 und 47' etwa 270 nm. Diese Gebiete werden mit einem Diodenlaser-bündel mit einer Wellenlänge von 820 nm mit einem Objektiv mit einer numerischen Apertur von etwa 0,58 und über ein Substrat mit einer Brechungszahl n = 1,5 eingeschrieben und ausgelesen. Auch für eine Breite der Informationsgebiete zwischen 200 und 400 nm wird noch ein akzeptables Ergebnis erzielt.

Die für die Auslesung des Aufzeichnungsträgers benötigten Auslesebündelkomponenten mit zueinander senkrechten Polarisationsrichtungen können auf verschiedene Weise erhalten werden. Wie in Fig. 11 angegeben ist, kann in dem Strahlungsweg vor einem polarisationsunempfindlichen Bündelteiler 17 eine Platte 33 angeordnet sein, die um eine Achse 36 drehbar ist. Diese Platte besteht aus zwei Teilen 34 und 35, wobei der Teil 34 aus einem doppelbrechenden Material besteht und für die verwendete Strahlung eine '/i^-Platte bildet, während der Teil 35 z.B. aus Glas besteht. Die Quelle 10 emittiert linear polarisierte Strahlung, deren Polarisationsrichtung z.B. zu der Längsrichtung der Informationsgebiete auf dem Aufzeichnungsträger parallel ist. Wenn der Teil 35 der Platte 33 in den Strahlungsweg gedreht ist, ändert sich die Polarisationsrichtung des Bündels 11 nicht und s

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eignet sich dieses Bündel zum Auslesen einer Art von Informationsgebieten. Wenn sich der Teil 34 der Platte 33 in dem Strahlungsweg befindet, wird die Polarisationsrichtung des Auslesebündels 11 über 90° gedreht und eignet sich dieses Bündel zum Auslesen der zweiten Art von Informationsgebieten.

Die Platte 33 ist vorzugsweise an der Stelle der engsten Einschnürung des Bündels 11 angebracht. Sie kann auch zwischen der Hilfslinse 12 und der Strahlungsquelle 10 angebracht sein.

Die Platte 33 kann auch verwendet werden, wenn der sogenannte Rückkopplungseffekt, beim Auslesen mit einem Diodenlaser als Strahlungsquelle, benutzt wird. Dabei wird die Tatsache benutzt, dass, wenn das von dem Diodenlaser emittierte Strahlungsbündel von dem Aufzeichnungsträger zu dem Diodenlaser reflektiert wird, die Intensität des emittierten Laserbündels und der elektrische Widerstand des Diodenlasers zunehmen. Beim Abtasten einer Informationsspur des Aufzeichnungsträgers mit einem derartigen Laserbündel ändern sich die genannte Intensität und der genannte elektrische Widerstand entsprechend der Reihenfolge von Informationsgebieten in der betreffenden Spur. Der Aufzeichnungsträger kann dann dadurch ausgelesen werden, dass z.B. die Intensitätsänderungen des Laserbündels mit einer Photodiode auf der Rückseite des Diodenlasers detektiert werden. Dann ist kein Bündelteiler erforderlich, um das hingehende und das zurückkehrende Bündel voneinander zu trennen.

Auch wenn in einer Auslesevorrichtung, in der der Rückkopplungseffekt benutzt wird, die Vik-Platte in dem Bündel angeordnet ist, wird, weil diese Platte zweimal durchlaufen wird, die Polarisationsrichtung des von dem Diodenlaser aufgefangenen Auslesebündels gleich der des von dem Diodenlaser emittierten Bündels sein.

Die zwei Bündelkomponenten mit zueinander senkrechten Polarisationsrichtungen können auch dadurch erhalten werden, dass die Laserquelle auf einem in zwei etwa über 90° verschobenen Lagen einstellbaren Träger befestigt wird. Dabei ist insbesondere an einen Halbleiterdiodenlaser als Strahlungsquelle gedacht. Es ist auch möglich, zwei Diodenlaser zu verwenden, die Strahlungsbündel emittieren, deren Polarisationsrichtungen quer zueinander verlaufen. Diese Laser können auf einem gemeinsamen Träger befestigt sein. Durch Drehung dieses Trägers kann die Polarisationsrichtung der auf die Informationsstruktur projizierten Strahlung geändert werden.

Die Signale zum Drehen der Platte 33 oder der Laserquelle können aus dem von dem Aufzeichnungsträger ausgelesenen Signal abgeleitet werden. Auf diesem Aufzeichnungsträger sind dann Markierungen angebracht, die angeben, wenn die Polarisationsrichtung des Auslesebündels geändert werden muss.

Die oben angegebenen Verfahren zum Erhalten zweier zueinander senkrecht polarisierter Bündelkomponenten sind nicht brauchbar in einer Auslesevorrichtung, in der bereits polarisationsempfindliche Elemente vorhanden sind. Dann kann die in Fig. 18 gezeigte Lösung Anwendung finden. In dieser Figur bezeichnet 17' ein polarisationsempfindliches Teilprisma, das dazu benutzt wird, das von der Informationsstruktur modulierte Auslesebündel von dem von der Quelle emittierten Bündel zu trennen. Die Strahlungsquelle 10 ist ein Diodenlaser, der ein linear polarisiertes Bündel emittiert, dessen Polarisationsrichtung einen Winkel von 45° mit der Längsrichtung einer Art von Informationsgebieten auf dem Aufzeichnungsträger einschliesst. In dem Strahlungsweg ist hinter dem Prisma 17' ein Polarisationsdreher 37 angeordnet, der die Polarisationsrichtungen sowohl des von der Strahlungsquelle 10 emittierten Bündels als auch des von der Informationsstruktur reflektierten Bündels über 45° in

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der der Uhrzeigerrichtung entgegengesetzten Richtung und über 45° in der Uhrzeigerrichtung drehen kann. Die Polarisationsdreher kann ein Faraday-Rotator sein. Mit Hilfe dieses Rotators kann die Polarisationsrichtung des Auslese-5 bündels zwischen einer Lage parallel zu und einer Lage senkrecht zu der Längsrichtung der Informationsgebiete und umgekehrt oder zum Auslesen des Aufzeichnungsträgers nach Fig. 5 zwischen einer Lage parallel zu der Längsrichtung der ersten Art von Informationsgebieten und einer Lage io parallel zu der Längsrichtung der zweiten Art von Informationsgebieten geschaltet werden. Der Polarisationsdreher 37 sorgt ausserdem dafür, dass das von der Informationsstruktur modulierte Auslesebündel eine Polarisationsrichtung aufweist, die quer zu der des von der Quelle emittierten Bündels 15 verläuft, wodurch das erstere Bündel von dem polarisationsempfindlichen Prisma 17' aus dem Strahlungsweg und zu dem Detektor 19 reflektiert wird.

In den bisher beschriebenen Ausführungsformen der Auslesevorrichtung wird der Aufzeichnungsträger stets von 20 Strahlung mit nur einer Polarisationsrichtung getroffen und wird die ganze von der Strahlungsquelle gelieferte Strahlungsmenge für die Auslesung benutzt.

In einer weiteren Ausführungsform der Auslesevorrichtung schliesst die Polarisationsrichtung des Auslesebündels 25 an der Stelle der Informationsstruktur einen Winkel von 45° mit der Längsrichtung der Informationsgebiete ein. Dieses Bündel kann als aus zwei Bündelkomponenten zusammengesetzt betrachtet werden, von denen die erste eine Polarisationsrichtung parallel zu der Längsrichtung der Informa-30 tionsgebiete und die zweite eine Polarisationsrichtung senkrecht zu der genannten Längsrichtung aufweist. In einer derartigen Vorrichtung muss das strahlungsempfindliche Detektionssystem polarisationsempfindlich sein.

Dazu kann, wie in Fig. 19 dargestellt ist, ein drehbarer 35 Polarisationsanalysator 38, dessen Durchlassrichtung mit 39 bezeichnet ist, von einem einfachen Detektor 19 angeordnet sein. In Fig. 19 ist von der Auslesevorrichtung nur der Teil in der Nähe des Detektors 19 dargestellt. Zum übrigen ist die Vorrichtung der nach Fig. 11 analog, in der dann aber die 40 Platte 33 fortgelassen ist. In Fig. 19 sind die Bündelkomponenten mit zueinander senkrechten Polarisationsrichtungen durch die vollen Linien 11 ' bzw. die gestrichelten Linien 11 " dargestellt. Die Bündel 11 ' und 11 " fallen tatsächlich zusammen. In der dargestellten Lage des Analysators wird 45 das Bündel 11 ' zu dem Detektor durchgelassen und kann eine Art von Informationsgebieten ausgelesen werden. Wenn der Analysator über 90° gedreht ist, wird das Bündel 11 " durchgelassen und kann die zweite Art von Informationsgebieten ausgelesen werden.

so Das polarisationsempfindliche Detektionssystem kann, wie in Fig. 20 angegeben ist, auch durch ein polarisationsempfindliches Teilprisma.40 und zwei Detektoren 19' und 19" gebildet werden. Das Prisma 40 lässt das Bündel 11 ' mit einer ersten Polarisationsrichtung zu dem Detektor 19' ss durch und reflektiert das Bündel 11 " mit einer zweiten Polarisationsrichtung quer zu der ersten Polarisationsrichtung zu dem Detektor 19". Das Ausgangssignal Si' des Detektors 19' stellt die Information dar, die in einer ersten Art von Informationsgebieten gespeichert ist, während das Ausgangssignal 60 Si" des Detektors 19" die Information darstellt, die in der zweiten Art von Informationsgebieten gespeichert ist. In einer nicht dargestellten elektronischen Schaltung zur Verarbeitung der Detektorsignale sind dann Mittel vorgesehen, die bewirken, dass abwechselnd das Signal Si" und das Signal Si' 65 durchgelassen werden.

In einer weiteren Ausführungsform eines polarisationsempfindlichen Detektionssystems ist das polarisationsempfindliche Prisma 40 der Fig. 20 durch einen neutralen Bün

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delteiler ersetzt und ist vor jedem der Detektoren 19' und 19" ein Polarisationsanalysator angeordnet. Die Durchlassrichtungen der zwei Analysatoren verlaufen quer zueinander.

Es ist denkbar, dass die Polarisationsrichtungen der Auslesebündelkomponenten nicht genau parallel bzw. quer zu der Längsrichtung einer Art von Informationsgebieten verlaufen, was also für die in den Fig. 19 und 20 dargestellten Auslesevorrichtungen bedeutet, dass die Polarisationsrichtungen der Auslesebündel nicht genau einen Winkel von 45° mit der Spurrichtung einschliessen. Dies schafft die Möglichkeit, das Signal einer der Auslesebündelkomponenten in bezug auf das Signal der anderen Auslesebündelkomponente zu vergrössern. Dadurch können die Toleranzen für eine Art von Informationsgebieten, wenn diese sich etwa schwieriger herstellen lassen, vergrössert werden. Die genannte Abweichung in den Polarisationsrichtungen könnte in der Grössenordnung von 20% bis 30% liegen.

Vorrichtungen, mit denen Information sowohl eingeschrieben als auch ausgelesen werden kann, sind bekannt. So ist in der DE-OS 2 909 877, deren Inhalt in der vorliegenden Beschreibung enthalten ist, eine kombinierte Einschreib/ Auslesevorrichtung beschrieben, in der das Einschreibbündel und das Auslesebündel von derselben Strahlungsquelle geliefert werden. Dabei wird z.B. mit einem Intensitätsmodulator die Intensität des von der Strahlungsquelle gelieferten Bündels zwischen einem ersten (Schreib)-Pegel und einem zweiten Pegel geschaltet, der zwar genügend hoch ist, um Information auslesen zu können, aber nicht genügend hoch ist, um Information einschreiben zu können. In der DE-OS 2 403 408 ist eine Einschreibvorrichtung beschrieben, in der ein Auslesefleck in geringer Entfernung hinter einen Einschreibfleck auf die Informationsschicht projiziert wird. Mit diesem Auslesefleck kann geprüft werden, ob die eben eingeschriebene Information der einzuschreibenden Information entspricht.

In Fig. 21 sind die für die vorliegende Erfindung wesentlichen Elemente einer kombinierten Einschreib/Auslesevorrichtung dargestellt. Als Strahlungsquelle wird ein Gaslaser 60, z.B. ein He-Ne-Laser, verwendet. Die Intensität des Laserbündels 61 wird mit Hilfe eines Intensitätsmodulators 62, z.B. eines akustooptischen Modulators oder eines elektroopti-schen Modulators, moduliert, der von einer Steuerschaltung 63 gesteuert wird. Das Laserbündel wird von einem drehbaren Spiegel 64 zu dem Objektivsystem 65 reflektiert, das das Bündel zu einem Strahlungsfleck V1 in der durch die Ser-vospuren 41 dargestellten Informationsebene des Aufzeichnungsträgers 1 fokussiert.

Ein langgestreckter Einschreibfleck mit einstellbarer Längsrichtung kann dadurch erhalten werden, dass in dem Strahlungsweg und vorzugsweise möglichst nahe bei der Eintrittspupille des Objektivsystems 65 eine drehbare Blende 66 mit einem Blendenspalt 67 angebracht wird. Wenn die Blende fehlt, füllt das Bündel 61 die Pupille des Objektivsystems völlig aus und wird ein beugungsbegrenzter runder Strahlungsfleck auf der Informationsschicht erzeugt. Wenn die Blende in den Strahlungsweg gebracht ist, wird das Bündel 61 in einer Richtung, und zwar in der Richtung des Blendenspalts 67, völlig durchgelassen und in einer Richtung quer zu dieser Richtung grösstenteils zurückgehalten. Die Pupille des Objektivsystems 65 wird dann nicht mehr optimal ausgefüllt. Der Einschreibfleck ist dann ein langgestreckter Fleck, dessen Längsrichtung quer zu der Längsrichtung des Blendenspaltes verläuft. Würde der Blendenspalt 67 die fiktive in Fig. 21 dargestellte Lage einnehmen, so würde die Längsrichtung des langgestreckten Flecks mit der Spurrichtung zusammenfallen. Tatsächlich kann der Blendenspalt zwei Lagen einnehmen, und zwar unter Winkeln von

+45° und —45° zu der in Fig. 21 dargestellten Lage, wodurch die Längsrichtung des Einschreibflecks Winkel von +45° und -45° mit der Längsrichtung der Spuren einschliessen kann.

Beim Auslesen wird vorzugsweise, wie mit dem Pfeil 68 in Fig. 21 angegeben ist, die Blende aus dem Strahlungsweg geschoben, so dass der Auslesefleck ein runder Strahlungsfleck ist.

Der langgestreckte Einschreibfleck mit einstellbarer Orientierung kann statt mit einer drehbaren Blende auch mit einer drehbaren Zylinderlinse erhalten werden.

Die Blende oder die Zylinderlinse könnte auch in einer Vorrichtung mit einem Diodenlaser als Strahlungsquelle verwendet werden. Ein derartiger Diodenlaser ist in Fig. 22 mit 70 bezeichnet. Die Intensität des von dem Diodenlaser gelieferten Bündels kann durch Änderung des elektrischen Stroms durch die Elektroden 71 auf dem Diodenlaser 70 gesteuert werden. Der elektrische Strom wird von einer Stromquelle 74 geliefert, die von einer Steuerschaltung 63 gesteuert wird. Ein Diodenlaser liefert in vielen Fällen ein astigmatisches Bündel, somit ein Bündel mit einem Querschnitt, der in einer ersten Richtung grösser, z.B. um einen Faktor zwei grösser, als in einer Richtung quer zu der ersteren Richtung ist. Wenn mit einem Diodenlaser die Pupille des Objektivsystems völlig ausgefüllt werden soll, muss ein zusätzliches Element, z.B. eine Zylinderlinse, in dem Strahlungsweg zum Korrigieren des Astigmatismus angeordnet werden. In der kombinierten Einschreib/Auslesevorrichtung kann aber mit Vorteil der Astigmatismus des Diodenlasers ausgenutzt werden. Dadurch, dass das Dioden-laserbündel unkorrigiert durch das Objektivsystem geschickt wird, wird ein langgestreckter Strahlungsfleck erhalten. Die Orientierung dieses Flecks in bezug auf die Spuren kann dadurch eingestellt werden, dass der Diodenlaser 70 gedreht wird. Dazu kann dieser Laser auf einem Halter 72 befestigt sein, der um eine Achse 73 drehbar ist.

In den bisher beschriebenen Ausführungsformen der Einschreib/Auslesevorrichtung werden die beim Auslesen benötigten Polarisationskomponenten auf eine der in den Fig. 11, 18, 19 und 20 beschriebenen Weisen erhalten.

Wenn mit der Vorrichtung bei jeder Sektoradresse zwei Informationsspurteile (50 und 50' in Fig. 17) eingeschrieben und ausgelesen werden müssen, muss der Strahlungsfleck nach dem Einschreiben bzw. dem Auslesen des ersten Informationsspurteiles über einen Abstand gleich der Breite der Servospur zuzüglich der Breite eines Informationsspurteiles (im Falle der Fig. 17) oder über einen Abstand gleich der Breite der Servospur, wenn ein Informationsspurteil 50 oder 50' mit der Servospur zusammenfällt, in einer Richtung quer zu der Spurrichtung verschoben werden. Für diese Verschiebung des Strahlungsflecks kann der kippbare Spiegel 64 verwendet werden, der bereits für die Spurverfolgung in der Vorrichtung vorhanden war. Beim Einschreiben wird zur Positionierung des Einschreibflecks die Servospur als Referenz verwendet. Beim Auslesen können sowohl die Servospur als auch ein Informationsspurteil 50 oder 50' als Referenz verwendet werden.

Beim Einschreiben bzw. Auslesen zweier Informationsspurteile 50 und 50' wird ein Sektor 42 zweimal abgetastet, wobei während jeder Abtastung ein Informationsspurteil 50 oder 50' eingeschrieben oder ausgelesen wird.

Beim Einschreiben der zwei Arten von Informationsgebieten, deren Längsrichtungen quer zueinander verlaufen, kann mit Vorteil ein an sich bekannter Effekt benutzt werden. Bei Anwendung eines Objektivsystems mit einer hohen numerischen Apertur ist innerhalb des Strahlungsflecks die Verteilung der elektrischen Feldenergie, welche Feldenergie dafür sorgt, dass Löcher in die Informations-

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schicht gebrannt werden, nämlich astigmatisch. Was die elek- 0,85 ist die Länge 30% grösser als die Breite. Dadurch, dass in trische Feldenergie anbelangt, ist der Fleck in der Polarisa- der Vorrichtung nach Fig. 22 die Polarisationsrichtung des tionsrichtung der Strahlung ausgedehnter als in einer Rieh- Laserbündels passend gewählt wird, kann durch den tung quer zu der Polarisationsrichtung. Bei Anwendung genannten Effekt der effektive Einschreibfleck schmäler eines Objektivsystems mit einer numerischen Apertur von s werden.

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9 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Aufzeichnungsträger mit einer optisch auslesbaren Informationsstruktur, die aus optisch erkennbaren Spuren aufgebaut ist, welche Informationsgebiete enthalten, die in der Spurrichtung voneinander durch Zwischengebiete getrennt sind, wobei die benachbart zueinander liegenden Spurteile sich voneinander dadurch unterscheiden, dass sie aus Informationsgebieten (4) einer ersten Art und aus Informationsgebieten (4') einer zweiten Art aufgebaut sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationsgebiete (4,4') alle langgestreckt sind ; dass die erste Art von Informationsgebieten (4) eine derartige Geometrie aufweisen, dass diese Gebiete in einer ersten Auslesebündelkomponente (11 'X deren Polarisationsrichtung zu der Längsrichtung (k) dieser Informationsgebiete parallel ist und deren effektive Wellenlänge mindestens in der Grössenordnung der Breite (b) der Informationsgebiete liegt, eine maximale Modulation herbeiführen und zugleich in einer zweiten Auslesebündelkomponente (11"), deren Polarisationsrichtung quer zu der Längsrichtung (U) der Informationsgebiete (4) verläuft und deren effektive Wellenlänge gleich der der ersten Auslesebündelkomponente (11') ist, eine minimale Modulation herbeiführen, und dass die zweite Art von Informationsgebieten (4') eine derartige Geometrie aufweisen, dass diese Gebiete in der ersten Auslesebündelkomponente ( 11 ' ) eine minimale Modulation und zugleich in der zweiten Auslesebündelkomponente (11") eine maximale Modulation herbeiführen.
2. 2. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, in dem die Längsrichtungen der zwei Arten von Informationsgebieten mit der Längsrichtung der Spuren, in denen diese Informationsgebiete liegen, zusammenfallen, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Arten von Informationsgebieten (4, 4') sich dadurch voneinander unterscheiden, dass mindestens eine der nicht durch gespeicherte Information bestimmte Abmessungen (b, d) dieser Gebiete verschieden ist.
3. 3. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 2, in dem die Informationsgebiete ausserhalb der Ebene der Zwischengebiete liegen, dadurch gekennzeichnet, dass für die erste Art von Informationsgebieten (4) der Abstand (di) zwischen der Spitze der Informationsgebiete und der Ebene der Zwischengebiete grösser als der entsprechende Abstand (d2) für die zweite Art von Informationsgebieten (4') ist.
4. 4. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 2 oder 3, in dem die Informationsgebiete ausserhalb der Ebene der Zwischengebiete liegen, dadurch gekennzeichnet, dass für die erste Art von Informationsgebieten (4) der Neigungswinkel (0i) zwischen den Wänden dieser Gebiete und einer Normalen auf dem Aufzeichnungsträger ( 1 ) kleiner als der Neigungswinkel (02,83) der zweiten Art von Informationsgebieten (4') ist.
5. 5. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, in dem die zwei Arten von Informationsgebieten dieselben Abmessungen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsrichtung (U) der ersten Art von Informationsgebieten (4) quer zu der (k' ) der zweiten Art von Informationsgebieten (4' ) verläuft (Fig. 5).
6. 6. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, der mit zwei Informationsschichten versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Informationsschicht (31) nur Informationsgebiete (4) der ersten Art und eine zweite Informationsschicht (31') nur Informationsgebiete (4' ) der zweiten Art enthält.
7. 7. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bereits vorhandene Information Ser-voinformation in Form in einer optisch detektierbaren Ser-vospur (41) angebrachter Sektoradressen (43) ist, in denen Adressen zugehöriger noch unbeschriebener Aufzeichnungsträgerteile (44), die mit Strahlung einschreibbares Material enthalten, angebracht sind, wobei die Längsrichtungen der Informationsgebiete (45,45') in zwei nebeneinander liegenden Sektoradressen (43) quer zueinander verlaufen (Fig. 16).
8. 8. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 5, der mit von einem Benutzer selbst eingeschriebener Information versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine optisch detek-tierbare Servospur (41) vorhanden ist, in die Sektoradressen (43) aufgenommen sind; dass die zu einer bestimmten Sektoradresse gehörige Information in zwei Informationsspuren (50,50') angebracht ist, von denen mindestens eine in bezug auf die Servospur und quer zu der Spurrichtung (t) verschoben ist, und dass die Längsrichtung der Informationsgebiete (47) in einer Informationsspur (50) quer zu der der Informationsgebiete (47') in der zweiten Informationsspur (50') verläuft.
9. 9. Vorrichtung zum Auslesen eines Aufzeichnungsträgers nach Anspruch 1, die mit einem optischen Auslesesystem versehen ist, das eine ein Auslesebündel liefernde Strahlungsquelle, ein Objektivsystem zum Fokussieren des Auslesebündels zu einem Auslesefleck auf der Informationsstruktur und ein strahlungsempfindliches Detektionssystem zur Umwandlung des von der Informationsstruktur modulierten Auslesebündels in ein elektrisches Signal enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das von dem optischen Auslesesystem gelieferte Auslesebündel ( 11 ) an der Stelle der Informationsstruktur zwei Auslesebündelkomponenten (11', 11") enthält, deren Polarisationsrichtungen quer zueinander verlaufen und zu der Längsrichtung (U, U') einer Art von Informationsgebieten (4,4') parallel und senkrecht sind.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9 zum Einschreiben und Auslesen eines Aufzeichnungsträgers nach Patentanspruch 1 mit einer Informationsschicht mit einer optisch detektierbaren Servospur, in die Sektoradressen aufgenommen sind, die die Adressen zugehöriger Aufzeichnungsträgerteile enthalten, wobei diese Aufzeichnungsträgerteile dazu bestimmt sind, Information zu tragen, und wobei diese Vorrichtung eine ein Einschreibbündel liefernde Strahlungsquelle und einen Intensitätsmodulator zum Schalten der Intensität des Einschreibbündels zwischen einem ersten Pegel und einem zweiten niedrigeren Pegel enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Objektivsystem (65) auf der Informationsschicht erzeugte Einschreibfleck (Vi) langgestreckt ist und dass Mittel (66, 70, 72,73) vorhanden sind, mit deren Hilfe der Einschreibfleck (Vi) in zwei um etwa 90° voneinander verschiedene Lagen positioniert werden kann, wobei in diesen Lagen die Längsrichtungen des Einschreibflecks (Vi) um etwa 90° voneinander verschieden sind, während diese Längsrichtungen beide einen Winkel von etwa 45° mit der Längsrichtung der Servospur (41) einschliessen.