DE19513273B4 - Opto-magnetische Kopfanordnung - Google Patents

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Abstract

Opto-magnetische Kopfanordnung mit einem Strahlenteiler zum Teilen von an einem fotomagnetischen Aufzeichnungsträger reflektiertem Laserlicht in drei Lichtbündel unterschiedlicher Polarisationsrichtung in einer vorbestimmten Ebene, so daß ein Lichtbündel für ein Servosignal und die beiden anderen Lichtbündel für Datensignale nutzbar sind, mit einem Lichtbeugungselement, das mindestens das Servosignal-Lichtbündel in zwei Lichtbündel in Richtung senkrecht zur vorherigen Teilungsrichtung teilt und einen vorbestimmten Betrag positiver oder negativer Defokussierung bezüglich einer optischen Achse einführt, mit einem Paar Servosignallicht aufnehmender Elemente, die die mit dem Beugungselement geteilten Lichtbündel aufnehmen und in einer Ebene normal zur optischen Achse angeordnet sind, und mit zwei Datensignallicht aufnehmenden Elementen, die die Datensignal-Lichtbündel aufnehmen und in derselben Ebene wie die das Servosignallicht aufnehmenden Elemente angeordnet sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine opto-magnetische Kopfanordnung zum Aufzeichnen, Wiedergeben oder Löschen von Daten auf einem fotomagnetischen Aufzeichnungsträger.
  • Bei einem bekannten opto-magnetischen Kopf werden an einem fotomagnetischen Aufzeichnungsträger wie z.B. einer optischen Platte oder einer optischen Karte reflektierte Laserstrahlen in zwei Anteile geteilt, deren einer für Servosignale und deren anderer für Datensignale vorgesehen ist. Bei Anwendung eines bekannten Punktbemessungsverfahrens auf einen solchen opto-magnetischen Kopf wird der Servosignalstrahl in zwei Punkte aufgeteilt und die Servosteuerung so durchgeführt, daß bei übereinstimmenden Durchmessern der beiden. Punkte die Strahlen auf die Oberfläche der optischen Platte fokussiert werden und damit der fokussierte Zustand aufrecht erhalten wird entsprechend einem Erfassungssignal eines lichtaufnehmenden Elements, das die beiden Punkte des Servosignalstrahls aufnimmt. Das Datensignallicht wird in Lichtbündel mit gegen über dem Servosignallicht unterschiedlicher Polarisation geteilt. Diese geteilten Lichtbündel werden mit einem weiteren lichtaufnehmenden Element aufgenommen, um ein Datensignal zu erhalten (magneto-optisches Aufzeichnungssignal MO).
  • Für den vorstehend genannten opto-magnetischen Kopf gab es viele Vorschläge für optische Teilersysteme für das Servosignallicht und das Datensignallicht, verbesserte Anordnungen der lichtaufnehmenden Elemente oder Signalverarbeitungsschaltungen für die lichtaufnehmenden Elemente usw. in Beantwortung der Forderung nach einem einfachen optischen System und einer einfachen Anordnung der lichtaufnehmenden Elemente eines opto-magnetischen Kopfes ohne Störung zwischen Servosignal und Datensignal.
  • Ferner gab es ein langes Bedürfnis für einen einfachen, leichten und kompakten opto-magnetischen Kopf, bei dem verschiedene elektrische oder elektronische Schaltungen einschließlich einer Signalverarbeitungsschaltung vereinfacht sind.
  • Aus der Druckschrift JP 04 268 217 A ist eine optomagnetische Kopfanordnung mit einem Wollaston-Prisma zum Teilen von drei an einer optischen Magnetplatte reflektierten Laserlichtbündeln in jeweils drei Lichtbündel unterschiedlicher Polarisationsrichtung in einer vorbestimmten Ebene bekannt, so daß die entstehenden neun Lichtbündel als Servosignale und als Datensignale nutzbar sind. Weiter weist die Kopfanordnung ein Beugungsgitter auf, welches das von einem Halbleiterlaser auf die Magnetplatte einfallende Lichtbündel in jeweils drei Lichtbündel in Richtung senkrecht zur Teilungsrichtung des Wollaston-Prismas teilt. Mittels des Beugungsgitters kann außerdem ein vorbestimmter Betrag positiver oder negativer Defokussierung bezüglich einer optischen Achse eingeführt werden. Ferner weist die Kopfanordnung drei segmentierte Servosignallicht aufnehmende Elemente auf, welche die drei Servosignal-Lichtbündel aufnehmen und in einer Ebene normal zur optischen Achse angeordnet sind, sowie sechs Datensignallicht aufnehmende Elemente, welche die Datensignal-Lichtbündel aufnehmen und in derselben Ebene wie die das Servosignallicht aufnehmenden Elemente angeordnet sind.
    •
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine einfache, leichte und kompakte opto-magnetische Kopfanordnung anzugeben, die ein einfaches optisches System und einfache elektrische oder elektronische Schaltungen einschließlich einer Signalverarbeitungsschaltung hat, wobei die Anordnung der lichtaufnehmenden Elemente vereinfacht ist und keine Störung zwischen Servosignal und Datensignal auftritt.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. 6. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand jeweiliger Unteransprüche.
    •
  • Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
  • 1 die perspektivische Darstellung einer opto-magnetischen Kopfanordnung als erstes Ausführungsbeispiel,
  • 2 die perspektivische Darstellung eines Signalerfassungssystems in der Kopfanordnung nach 1,
  • 3 eine Draufsicht auf das in 2 gezeigte Signalverarbeitungssystem mit entferntem lichtaufnehmenden Element,
  • 4 die schematische Darstellung von Strahlenpunkten auf einem lichtaufnehmendem Element für ein Servosignal in einem Signalverarbeitungssystem nach 3,
  • 5 die Seitenansicht des Signalerfassungssystems nach 2,
  • 6 die schematische Darstellung von Strahlenpunkten auf einem lichtaufnehmenden Element in dem Signalverarbeitungssystem nach 5,
  • 7 das Blockdiagramm lichtaufnehmender Elemente und einer Signalverarbeitungsschaltung,
  • 8, 9 und 10 schematische Darstellungen von Strahlenpunkten auf einem lichtaufnehmenden Element für ein Servosignal in einem Verbundsensor,
  • 11 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der optischen Eigenschaften einer bei der Erfindung verwendeten Hologrammplatte,
  • 12 einen vergrößerten Schnitt eines Hologramm-Interferometers (Platte) nach 11 und
  • 13 die perspektivische Darstellung einer opto-magnetischen Kopfanordnung als zweites Ausführungsbeispiel.
  • 1 zeigt als erstes Ausführungsbeispiel ein Signalerfassungssystem in einer opto-magnetischen Kopfanordnung. Es handelt sich um ein einachsiges Erfassungssystem, das aus einer Lichtquelle 11, einem Prismenblock 12, einem optischen Objektivsystem 13, einem Signalerfassungsteil 14 und einem Signalverarbeitungsteil 15 (Prozessor) besteht.
  • Die Lichtquelle 11 hat einen Halbleiterlaser 16 (Laserdiode), der divergentes Licht abgibt, eine Sammellinse 17 zum Sammeln des divergenten Lichtes und ein anamorphes Prisma 18, das die gesammelten Lichtstrahlen formt.
  • Der Prismenblock 12 besteht aus einem anamorphen Prisma 19, das ein Strahlenbündel aus dem anamorphen Prisma 18 in eine kreisrunde Form bringt, eine Kondensorlinse 21 und ein rechtwinkliges Prisma 20, die beide an dem anamorphen Prisma 19 befestigt sind. Die Verbindungsfläche zwischen dem anamorphen Prisma 19 und dem rechtwinkligen Prisma 20 ist eine halbdurchlässige Spiegelfläche 22.
  • Ein von der Lichtquelle 11 abgegebenes Strahlenbündel wird teilweise an der Spiegelfläche 22 reflektiert und dann mit einer Kondensorlinse 21 auf ein lichtaufnehmendes Element 50 konzentriert. Ein von der Lichtquelle 11 abgegebenes Strahlenbündel wird teilweise durch die Spiegelfläche 22 durchgelassen und dann aufwärts in einem Aufrichtungs-Spiegelprisma 23 aufwärts reflektiert. Das lichtaufnehmende Element 50 erzeugt ein Steuersignal zur automatischen Steuerung des Ausgangs des Halbleiterlasers 16 entsprechend dem auf das lichtaufnehmende Element 50 fallenden Licht.
  • Das optische Objektivsystem 13 besteht aus dem Aufrichtungs-Spiegelprisma 23, das ein durch das anamorphe Prisma 19 und die Spiegelfläche 22 hindurchtretendes Strahlenbündel aufwärts reflektiert, und einer Objektivlinse 25, die das an dem Spiegelprisma 23 reflektierte Licht auf eine fotomagnetische Platte (Aufzeichnungsträger) 24 konzentriert. Die objektivlinse 25 und das Aufrichtungs-Spiegelprisma 23 sind in einem nicht dargestellten Kopf angeordnet, der in radialer Richtung X der fotomagnetischen Platte 24 bewegt wird. Die objektivlinse 25 wird in radialer Richtung X mit dem Kopf und in vertikaler Richtung Z senkrecht zur Richtung X mit einem nicht dargestellten Betätiger bewegt, die beide in dem Kopf angeordnet sind.
  • Das an der fotomagnetischen Platte 24 reflektierte Licht wird durch die Objektivlinse 25 geleitet und an dem Spiegelprisma 23 zum Prismenblock 12 reflektiert. Danach wird es an der Spiegelfläche 22 reflektiert und fällt auf einen Signalerfassungsteil 14. Dieser besteht aus einem Wollaston-Prisma (Strahlenteiler) 26, einer Hologrammplatte (Beugungselement) 27, einer Kondensorlinse 28 und einer Mehrfach-Sensoranordnung 29.
  • Das Wollaston-Prisma 26, welches ein kristallines, polarisierendes, doppelt brechendes optisches Element ist, spaltet den Laserstrahl L nach Reflexion an der fotomagnetischen Platte 24, welcher linear polarisiertes Licht mit der Polarisationsrichtung a ist, in drei Lichtbündel A1, B1 und C1 mit unterschiedlichen Polarisationsrichtungen in einer bestimmten Ebene, wie in 2 gezeigt ist. Das Wollaston-Prisma 26 besteht aus zwei verkitteten Kristallelementen, nämlich aus einem ersten Kristallelement, dessen kristalline Achse um die optische Achse O um +45° oder –45° gegenüber der Achse X', von der Lichteintrittsseite her gesehen, gedreht ist, und ein zweites Kristallelement, dessen kristalline Achse um die optische Achse O gegenüber der Achse X' um +71,5° oder –71,5° gedreht ist, um ein vorbestimmtes Spaltungsverhältnis (Teilungsverhältnis) der Lichtmengen zu erreichen. Die Kombination der Richtungen der Kristallachsen der Kristallelemente des Wollaston-Prismas 26 ist nicht auf die Werte ±45° und ±71,5° beschränkt, um ein vorbestimmtes Spaltungsverhältnis der Lichtmengen zu erhalten.
  • Das Lichtbündel A1 hat eine einzelne Polarisationskomponente, deren Polarisationsrichtung weitgehend parallel zur Polarisationsrichtung a des Lichtbündels L ist. Das Lichtbündel C1 hat eine einzelne Polarisationskomponente, deren Polarisationsrichtung b weitgehend senkrecht zur Polarisationsrichtung a des Lichtbündels L ist. Das Lichtbündel B1 zwischen dem Lichtbündel A1 und dem Lichtbündel C1 hat eine Polarisationskomponente mit den Polarisationsrichtungen a und b. Die Polarisationsrichtung des Lichtbündels L in 2 ist nicht. auf die Richtung a parallel zur Achse X' begrenzt, diese Richtung kann auch senkrecht zur Achse X' liegen.
  • Die Polarisationsrichtung des Lichtbündels A1, das das Wollaston-Prisma 26 durchläuft, ist nicht auf die Richtung a parallel zur Achse X' begrenzt. Die Polarisationsrichtung des Lichtbündels A1 hängt nämlich von dem Teilungsverhältnis der Lichtmengen des Wollaston-Prismas 26 ab. Ähnlich ist die Polarisationsrichtung des Lichtbündels C1, welches das Wollaston-Prisma 26 durchläuft, nicht auf die Richtung b senkrecht zur Achse X' beschränkt, und ändert sich abhängig von dem Teilungsverhältnis der Lichtmengen durch das Wollaston-Prisma 26.
  • Die Hologrammplatte 27 ist ein nichtpolarisierendes Hologrammelement des Phasentyps, das in einem üblichen Musterungsverfahren hergestellt wird. Allgemein wird ein Hologramm erzeugt durch Aufzeichnen von Interferenzstreifen (Intensität), die wiederum durch Interferenz einer Referenzwellenfront und einer Wellenfront entstehen, welche an einem Objekt reflektiert oder von diesem durchgelassen wird. Das Hologramm ist ein aufgezeichnetes Interferenzmuster einer defokussier ten Wellenfront (sphärische Welle) oder einer geneigten Wellenfront (geneigte ebene Welle) usw. oder einer Kombination dieser beiden.
  • Die Hologrammplatte 27 besteht aus einer transparenten Unterlage 30, die mit einer Anzahl gekrümmter Vertiefungen und Vorsprünge 30a und 30b versehen ist, welche- die Form eines Teils mit konzentrischen ringförmigen Vertiefungen und Vorsprüngen haben, wie es in 11 und 12 gezeigt ist. Die Vertiefungen und Vorsprünge 30a und 30b haben einen rechtekkigen Querschnitt, wie 12 zeigt. Gemäß 11 liegt der Krümmungsmittelpunkt einer jeden gekrümmten Vertiefung und eines jeden gekrümmten Vorsprungs 30a und 30b auf der Achse X. Die gekrümmten Vertiefungen und Vorsprünge 30a und 30b haben nämlich nicht die Form eines konzentrischen Ringmusters, dessen Mitte auf der Mitte der plattenförmigen transparenten Unterlage 30 liegt, und können statt dessen als Teil eines konzentrischen Musters angesehen werden, dessen Mitte gegen- über der Mitte der Unterlage 30 in Richtung X verschoben ist, wie es in 11 gezeigt ist. Das Teilungsverhältnis der Vertiefungen und Vorsprünge 30a und 30b beträgt etwa 1 : 1.
  • Die Vertiefungen und Vorsprünge 30a und 30b der Hologrammplatte 27 haben ein konzentrisches Muster (Funktion einer defokussierten Wellenfront), bei dem die Teilung p der Vertiefungen und der Vorsprünge 30a und 30b zum Umfang der Unterlage hin zunimmt (dichter wird), wie es durch eine quadratische Funktion wiedergegeben wird, und ein lineares Muster (Funktion einer geneigten Wellenfront), dessen Teilung p der Vertiefungen und Vorsprünge 30a und 30b in Richtung der Achse X' gleichmäßig konstant ist.
  • Somit erhält das auf die Holagrammplatte 27 fallende Licht durch diese eine positive oder eine negative Neigungskomponente (Wellenfront), um die optische Achse des einfallenden Lichtes zu neigen, und eine positive oder eine negative Defokussierungskomponente (Wellenfront) in axialer Richtung. Da her können vorgegebene optische Eigenschaften für den Kopf an der optischen Platte durch richtiges Einstellen der beiden Muster erzielt werden.
  • Die Elemente der vorstehend beschriebenen opto-magnetischen Kopfanordnung werden so eingestellt, daß bei korrekter Fokussierung des Laserstrahls auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums der fotomagnetischen Platte 24 die Strahlpunkte der mit der Hologrammplatte 27 gespaltenen Lichtbündel eine weitgehend identische Kreisform haben. Wenn Licht durch die Bewegung der fotomagnetischen Platte 24 in vertikaler Richtung nahe oder fern einer horizontalen Ebene nicht korrekt konzentriert wird, so ändern sich die Strahlformen der beiden Lichtbündel, wodurch eine Differenz der in einer vorbestimmten arithmetischen Operation erhaltenen Daten entsteht (siehe 3, 4 und 8 bis 10).
  • Die Vorsprünge und Vertiefungen der Hologrammplatte 27 müssen nicht unbedingt einen rechteckigen Querschnitt haben. Beispielsweise können sie die Form einer Sinuswelle, eine Stufenform oder einen gerippten Querschnitt haben. Das Teilungsverhältnis der Lichtmengen kann außerdem durch Wahl der Tiefe d der Vertiefungen 30a (d.h. der Höhe der Vorsprünge 30b) richtig bestimmt werden. Die Vertiefungen und Vorsprünge 30a und 30b der Hologrammplatte 27 werden durch Ätzen oder Aufdampfen geeigneten Materials usw. hergestellt.
  • Die Hologrammplatte 27 teilt die drei Lichtbündel A1, B1 und C1, welche durch das Wollaston-Prisma 26 in vertikaler Richtung Y' (2) geteilt wurden, in zwei Lichtbündel A2, A2'; B2, B2' und C2, C2' in Richtung der Achse X' senkrecht zur Richtung Y', so daß die geteilten Lichtbündel in positiver und negativer Richtung gegenüber der optischen Achse O (Mittellinie) des Signalerfassungssystems defokussiert sind. Dadurch wird das Lichtbündel L in sechs Lichtbündel geteilt (drei Paare A2, A2'; B2, B2' und C2, C2'). Die Lichtbündel A2, A2' und C2, C2' werden als magneto-optisches Aufzeich nungssignal MO und als Vorformatsignal RO (Datensignale) verwendet. Die Lichtbündel B2, B2' werden als Fokussierungsfehlersignal FF und als Spurfehlersignal TE (Servosignal) verwendet. Der rechte und der linke Strahlpunkt, die durch die drei Paare erzeugt werden, haben durch den ihnen zugefügten Defokussierungsbetrag unterschiedliche Durchmesser. Der obere und der untere Strahlpunkt der drei Lichtbündelpaare haben weitgehend identischen Durchmesser. Die Durchmesser der mit den Lichtbündeln A2, B2 und C2 erzeugten Strahlpunkte sind nämlich weitgehend identisch, die Durchmesser der Strahlpunkte der Lichtbündel A2', B2' und C2' sind weitgehend identisch, jedoch sind die Durchmesser der Strahlpunkte der Lichtbündel A2, B2 und C2 unterschiedlich zum Durchmesser der Strahlpunkte der Lichtbündel A2', B2' und C2' (siehe 5 und 6, in denen jeweils eines der beiden Lichtbündel gezeigt ist).
  • Die Mehrfach-Sensoranordnung 29 hat lichtaufnehmende Elemente 31a, 31b, 33a und 33b für Datenlicht und lichtaufnehmende Elemente 32a und 32b für Servolicht, die die sechs Lichtbündel in elektrische Signale umsetzen. Die sechs lichtaufnehmenden Elemente 31a, 31b, 32a, 32b, 33a und 33b sind in derselben Ebene normal zum Licht L (optische Achse O) angeordnet, d.h. unter übereinstimmenden Abständen in Richtung der optischen Achse. Die sechs lichtaufnehmenden Elemente sind in einer einzigen kompakten Einheit 29a zusammengefaßt und so angeordnet, daß sie jeweils eines der sechs geteilten Lichtbündel A2, A2', B2, B2', C2, C2' aufnehmen können, wie 2 zeigt. Es gibt nämlich drei Paare lichtaufnehmender Elemente 31a, 31b; 32a, 32b und 33a, 33b. Die drei Paare (Stufen) lichtaufnehmender Elemente sind in vertikaler Richtung Y' gemäß 2 angeordnet. Speziell bilden die beiden obersten lichtaufnehmenden Elemente 31a und 31b ein erstes Paar (erste Stufe), die beiden zwischenliegenden lichtaufnehmenden Elemente 32a und 32b ein zweites Paar (zweite Stufe) und die beiden untersten lichtaufnehmenden Elemente 33a und 33b ein drittes Paar (dritte Stufe). Die sechs lichtaufnehmenden Ele mente 31a, 31b, 32a, 32b, 33a und 33b der Mehrfach-Sensoranordnung 29 sind in eine rechte und eine linke Gruppe, in horizentaler Richtung X' normal zur vertikalen Richtung Y' gesehen, gruppiert. Die erste Gruppe (rechte Gruppe) besteht aus den drei rechten lichtaufnehmenden Elementen 31a, 32a und 33a, die zweite Gruppe (linke Gruppe) besteht aus den drei linken lichtaufnehmenden Elementen 31b, 32b und 33b.
  • Zwei lichtaufnehmende Elemente 31a und 31b für Datensignallicht erfassen das magneto-optische Aufzeichnungssignal MO und das Vorformatierungssignal RO. Wie in 7 zu erkennen ist, gibt das lichtaufnehmende Element 31a ein Ausgangssignal h1 ab, wenn es das Lichtbündel empfängt, dessen Polarisationsrichtung a ist und das von der Hologrammplatte 27 kommt. Das lichtaufnehmende Element 31b für das Datensignal gibt ein Ausgangssignal h2 ab, wenn es das Lichtbündel empfängt, dessen Polarisationsrichtung b ist und das von der Hologrammplatte 27 kommt.
  • Zwei lichtaufnehmende Elemente 32a und 32b für Servosignallicht dienen zum Erfassen des Fokussierungsfehlersignals FE und des Spurfehlersignals TE. Die lichtaufnehmenden Oberflächen der Elemente 32a und 32b sind jeweils in drei Erfassungssegmente (drei lichtaufnehmende Abschnitte) in Richtung Y' (2) geteilt, d.h. in radialer Richtung der Platte. Das lichtaufnehmende Element 32a für das Servosignal gibt Ausgangssignale i1, i2 und i3 ab entsprechend den Erfassungssegmenten d1, e1 und f1, wenn diese das Lichtbündel von der Hologrammplatte 27 empfangen. Das lichtaufnehmende Element 32b für das Servosignal gibt Ausgangssignale j1, j2 und j3 entsprechend den Erfassungssegmenten d2, e2 und f2 ab, wenn diese das Lichtbündel von der Hologrammplatte 27 empfangen.
  • Die Position und der Durchmesser der Strahlenpunkte auf den lichtaufnehmenden Elementen 32a und 32b für das Servosignal sind in 8 und 10 gezeigt, wenn die Objektivlinse 25 nahe der fotomagnetischen Platte 24 und fern von ihr angeordnet ist. Ist das Bild fokussiert, so sind die Positionen und die Durchmesser der Strahlenpunkte auf den lichtaufnehmenden Elementen 32a und 32b für das Servosignal identisch, wie 9 zeigt. Die Zahl der Erfassungssegmente der lichtaufnehmenden Elemente 32a und 32b ist nicht auf drei begrenzt.
  • Zwei lichtaufnehmende Elemente 33a und 33b für Datensignale können das magneto-optische Aufzeichnungssignal MO und das Vorformatierungssignal RO erfassen. Das lichtaufnehmende Element 33a für das Datensignal gibt ein Ausgangssignal k1 ab, wenn es das Lichtbündel mit der Polarisationsrichtung a von der Hologrammplatte 27 empfängt. Das lichtaufnehmende Element 33b für das Datensignal gibt ein Ausgangssignal k2 ab, wenn es das Lichtbündel mit der Polarisationsrichtung b von der Hologrammplatte 27 empfängt. Die Anordnung der lichtaufnehmenden Elemente 31a, 31b, 32a, 32b, 33a und 33b für das Datensignal und das Servosignal ist nicht auf die in 2 und 7 gezeigten Anordnungen beschränkt. Beispielsweise kann mindestens eines der beiden Paare der lichtaufnehmenden Elemente 31a und 31b für das Datensignal sowie der lichtaufnehmenden Elemente 33a und 33b für das Servosignal aus einem einzelnen lichtaufnehmenden Element ohne geteiltes Erfassungssegment bestehen.
  • Der Signalprozessor 15 besteht aus Addierschaltungen 36 bis 41 und 44 und Subtraktionsschaltungen 42, 43 und 45, wie in 7 gezeigt. Der Addierer 36 addiert das Ausgangssignal i1 aus dem Erfassungssegment d1 des lichtaufnehmenden Elements 32a für das Servosignal, das Ausgangssignal i3 aus dem Erfassungssegment f1 des lichtaufnehmenden Elements 32a für das Servosignal und das Ausgangssignal j2 aus dem Erfassungssegment e2 des lichtaufnehmenden Elements 32b für das Servosignal und gibt das Rechenergebnis an den Subtrahierer 42 ab. Der Addierer 37 addiert das Ausgangssignal i2 aus dem Erfassungssegment e1 des lichtaufnehmenden Elements 32a für das Servosignal, das Ausgangssignal j1 aus dem Erfassungssegment d2 des lichtaufnehmenden Elements 32b für das Servosignal und das Ausgangssignal j3 aus dem Erfassungssegment f2 des lichtaufnehmenden Elements 32b für das Servosignal und gibt das Rechenergebnis an den Subtrahierer 42. Dieser berechnet die Differenz der Ausgangssignale der Addierer 36 und 37, wodurch sich das Fokussierungsfehlersignal FE nach der folgenden Formel ergibt: FE = (i1 + i3 + j2) – (i2 + j1 + j3)
  • Der Addierer 38 addiert das Ausgangssignal i3 aus dem Erfassungssegment f1 des lichtaufnehmenden Elements 32a für das Servosignal und das Ausgangssignal j1 aus dem Erfassungssegment d2 des lichtaufnehmenden Elements 32b für das Servosignal und gibt das Rechenergebnis an den Subtrahierer 43. Der Addierer 39 addiert das Ausgangssignal i1 aus dem Erfassungssegment d1 des lichtaufnehmenden Segments 32a für das Servosignal und das Ausgangssignal j3 aus dem Erfassungssegment f2 des lichtaufnehmenden Elements 32b für das Servosignal und gibt das Rechenergebnis an den Subtrahierer 43. Dieser berechnet die Differenz der Ausgangssignale der Addierer 38 und 39 als Spurfehlersignal TE nach der folgenden Formel: TE = (i3 + j1) – (i1 + j3)
  • Der Addierer 40 addiert das Ausgangssignal k1 des lichtaufnehmenden Elements 33a für das Datensignal und das Ausgangssignal k2 des lichtaufnehmenden Elements 33b für das Datensignal und gibt das Rechenergebnis an den Addierer 44 und den Subtrahierer 45. Der Addierer 41 addiert das Ausgangssignal h1 des lichtaufnehmenden Elements 31a für das Datensignal und das Ausgangssignal h2 des lichtaufnehmenden Elements 31b für das Datensignal und gibt das Rechenergebnis an den Addierer 44 und den Subtrahierer 45. Der Addierer 44 berechnet die Summe der Ausgangssignale der Addierer 40 und 41 als Vorformatierungssignal RO gemäß der folgenden Formel: RO = (k1 + k2) + (h1 + h2)
  • Der Subtrahierer 44 berechnet die Differenz der Ausgangssignale der Addierer 40 und 41 als magneto-optisches Aufzeichnungssignal MO entsprechend der folgenden Formel: MO = (k1 + k2) – (h1 + h2)
  • Das Fokussierungsfehlersignal FE, das Spurfehlersignal TE, das Vorformatierungssignal RO und das magneto-optische Aufzeichnungssignal MO werden nach dieser Berechnung einer Wiedergabeschaltung (nicht dargestellt) und einer Servoschaltung (nicht dargestellt) zugeführt, um vorbestimmte Steueroperationen durchzuführen.
  • Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, enthält die opto-magnetische Kopfanordnung nach der Erfindung das Wollaston-Prisma 26, welches das Licht L nach Reflexion an der fotomagnetischen Platte 24 in drei Lichtbündel A1, B1 und C1 mit unterschiedlichen Polarisationsrichtungen in einer bestimmten Ebene aufspaltet, so daß eines (Lichtbündel B1) der drei Lichtbündel als Servosignallicht und die anderen beiden als Datensignallicht verwendet werden. Jedes der drei Lichtbündel A1, B1 und C1 wird durch die Hologrammplatte 27 in zwei Lichtbündel in Richtung senkrecht zur Spaltungsrichtung des Wollaston-Prismas 26 geteilt, wodurch sich Lichtbündelpaare A2, A2'; B2, B2' und C2, C2' ergeben. Die geteilten Strahlen B2 und B2' des Servosignallichtes werden mit den lichtaufnehmenden Elementen 32a und 32b empfangen, die in derselben Ebene senkrecht zur optischen Achse O angeordnet sind. Die geteilten Strahlen A2, A2' und C2, C2' der Bündel des Datensignallichtes werden von zwei Paaren lichtaufnehmender Elemente 31a, 31b und 33a, 33b empfangen, die in derselben Ebene wie die lichtaufnehmenden Elemente 32a und 32b für das Servosignallicht unter übereinstimmenden Abständen in Richtung der optischen Achse angeordnet sind.
  • Mit dieser Anordnung kann eine kleine und leichte opto-magnetische Kopfanordnung mit einem Signalerfassungssystem des einachsigen Typs und mit lichtaufnehmenden Elementen einfacher Anordnung realisiert werden. Da ferner die opto-magnetische Kopfanordnung, welche aus einem, einfachen optischen System besteht, die lichtaufnehmenden Elemente für Datensignale und separat dazu für Servosignale enthält, kann das Servosignal unabhängig von dem magneto-optischen Aufzeichnungssignal MO oder dem Vorformatierungssignal RO erfaßt werden. Es tritt also kein Nebensprechen auf, welches andernfalls durch eine Störung zwischen Datensignal und Servosignal verursacht würde. Außerdem kann nicht nur die Signalverarbeitungsschaltung, sondern auch die Signalverarbeitungsoperation vereinfacht werden.
  • Die drei Lichtbündelpaare A2, A2'; B2, B2' und C2, C2', die in Querrichtung gespalten sind, sind aus der Hologrammplatte 27 kommendes Beugungslicht ± erster Ordnung, und daher weichen die Scharfstellpunkte (Konvergierungspunkte) auf der optischen Achse entsprechend dem Defokussierungsbetrag ab. Trotzdem sind die Durchmesser der Strahlenpunkte der Lichtbündel B2, B2', A2, A2' und C2, C2', die in vertikaler und orizontaler Richtung gespalten sind und auf den Verbundsensor 29 fallen, weitgehend identisch, wenn die Objektivlinse 25 an einem Scharfstellpunkt angeordnet ist, da der Mehrfachsensor 29 mit den lichtaufnehmenden Elementen 32a, 32b für das Servosignal und den lichtaufnehmenden Elementen 31a, 31b und 33a, 33b für das Datensignal auf der optischen Achse weitgehend in der Mitte zwischen dem vorderen und hinteren Brennpunkt F1 und F2 angeordnet ist. Entsprechend können die Positionen des Sensors zur Abgabe eines geeigneten Fokussierfehlersignals, Spurfehlersignals, magneto-optischen Aufzeichnungssignals und Vorformatierungssignals leicht eingestellt werden, indem lediglich der Ausgangszustand des Servosignals entsprechend den Erfassungsergebnissen für das rechte und linke lichtaufnehmende Element 32a und 32b für das Servosignal eingestellt werden.
  • 13 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Positionsbeziehung des Wollaston-Prismas 26 und der Hologrammplatte 27 derjenigen des in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels entgegengesetzt ist. Die weiteren Elemente des in 13 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiels stimmen mit denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels überein.
  • Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird das an der fotomagnetischen Platte 24 reflektierte Laserlicht L in zwei Lichtbündel D1 und E1 in einer bestimmten Ebene mit der Hologrammplatte 27 gespalten, die auch einen vorbestimmten Betrag negativer oder positiver Defokussierung gegenüber der optischen Achse O der geteilten Lichtbündel D1, E1 erzeugt. Die geteilten Strahlen D1 und E1 werden jeweils in drei Lichtbündel D2, D3, D4 und E2, E3, E4 durch das Wollaston-Prisma 26 in einer Ebene senkrecht zu der bestimmten Ebene geteilt, in der das Laserlicht durch die Hologrammplatte 27 jeweils gespalten wird. Unter den Lichtbündeln D2, E2; D3, E3 und D4, E4 werden die zweiten Lichtbündel D3, E3 als Servosignallicht und das erste und das dritte Lichtbündelpaar als Datensignallicht verwendet. In dem zweiten Ausführungsbeispiel sind zwei lichtaufnehmende Elemente 32a und 32b für das Servosignal vorgesehen, um die Lichtbündel D3 und E3 aufzunehmen, die durch das Wollaston-Prisma 26 geteilt wurden, sowie zwei lichtaufnehmende Elemente 31a, 31b und 33a, 33b für das Datensignal zur Aufnahme der Lichtbündel D2, E2 und D4, E4, die durch das Wollaston-Prisma 26 geteilt wurden. Die lichtaufnehmenden Elemente 31a, 31b, 32a, 32b, 33a und 33b sind insgesamt in derselben Ebene unter gleichen Abständen in Richtung der optischen Achse ähnlich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel angeordnet.
  • Entsprechend ergibt sich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel auch hier eine kompakte und leichte opto-magnetische Kopfanordnung, bei der ein einachsiges optisches Signalerfas sungssystem vorgesehen ist, welches lichtaufnehmende Elemente in einfacher Anordnung enthält. Da ferner die opto-magnetische Kopfanordnung aus einem einfachen optischen System mit lichtaufnehmenden Elementen für Datensignale und separat dazu für Datensignale besteht, kann das Servosignal unabhängig von dem magneto-optischen Aufzeichnungssignal MO oder dem Vorformatierungssignal RO erfaßt werden. Es tritt also kein Nebensprechen auf, welches durch eine Störung zwischen Datensignal und Servosignal hervorgerufen werden könnte. Außerdem kann nicht nur die Signalverarbeitungsschaltung, sondern auch die Signalverarbeitungsoperation vereinfacht werden.
  • Ferner kann die Position des Sensors zur Abgabe eines geeigneten Fokussierfehlersignals, Spurfehlersignals, magneto-optischen Aufzeichnungssignals und Vorformatierungssignals leicht eingestellt werden, indem lediglich der Ausgangszustand des Servosignals entsprechend den Erfassungsergebnissen des rechten und des linken lichtaufnehmenden Elements 32a und 32b für das Servosignal eingestellt wird.
  • Wenn ein polarisierender Strahlenteiler (PBS) verwendet wird, wird das einfallende Licht in durchgelassenes Licht und reflektiertes Licht (zwei optische Achsen) gespalten, wodurch die Zahl der Reflexionsflächen in dem Signalerfassungssystem zunimmt. Bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird jedoch kein derartiger Strahlenteiler verwendet, statt dessen sind das Wollaston-Prisma 26 und die Hologrammplatte 27 mit durchlässigen Flächen zur mehrfachen Strahlenteilung vorgesehen, die in Massenherstellung gefertigt werden können. Daher ist die Wahrscheinlichkeit eines Positionsfehlers der optischen Elemente in dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel durch geringere Zahl der Reflexionsflächen verringert. Somit wird das Servosignal stabil erzeugt, wodurch eine höhere Ausbeute möglich ist. Da ferner kein relativ kostspieliger Strahlenteiler verwendet wird, sind die Herstellkosten verringert. Zusätzlich können die Einfallpositionen der sechs entsprechenden Lichtbündel leicht eingestellt werden, weil bei beiden Ausführungsbeispielen der Erfindung die Paare lichtaufnehmender Elemente 31a, 31b; 32a, 32b und 33a, 33b parallel zur Achse X' (2) angeordnet sind.
  • Wenn die Kondensorlinse 28 in beiden Ausführungsbeispielen eine kleine Blendenöffnungszahl NA hat, können die Hologrammplatte 27 und das Wollaston-Prisma 26 in dem Strahlengang hinter der Kondensorlinse 28 anstelle derselben vorgesehen sein (d.h. näher an dem Mehrfachsensor 29).
  • Anstelle einer Hologrammplatte 27 als optisches Beugungselement zum Spalten der Lichtbündel in Lichtbündel senkrecht zur Richtung, in der das Lichtbündel durch das Wollaston-Prisma 26 gespalten wird, kann auch ein optisches Element vorgesehen sein, welches dasselbe Lichtbündel in Lichtbündelpaare spaltet.
  • Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, kann eine kompakte und leichte opto-magnetische Kopfanordnung mit einfachem optischen System realisiert werden, bei der keine gegenseitige Störung des Servosignals und des Datensignals auftritt. Die Anordnung der lichtaufnehmenden Elemente ist vereinfacht, und die Schaltungen einschließlich Signalverarbeitungsschaltung und die Signalverarbeitungsoperation sind vereinfacht.

Claims (9)

  1. Opto-magnetische Kopfanordnung mit einem Strahlenteiler zum Teilen von an einem fotomagnetischen Aufzeichnungsträger reflektiertem Laserlicht in drei Lichtbündel unterschiedlicher Polarisationsrichtung in einer vorbestimmten Ebene, so daß ein Lichtbündel für ein Servosignal und die beiden anderen Lichtbündel für Datensignale nutzbar sind, mit einem Lichtbeugungselement, das mindestens das Servosignal-Lichtbündel in zwei Lichtbündel in Richtung senkrecht zur vorherigen Teilungsrichtung teilt und einen vorbestimmten Betrag positiver oder negativer Defokussierung bezüglich einer optischen Achse einführt, mit einem Paar Servosignallicht aufnehmender Elemente, die die mit dem Beugungselement geteilten Lichtbündel aufnehmen und in einer Ebene normal zur optischen Achse angeordnet sind, und mit zwei Datensignallicht aufnehmenden Elementen, die die Datensignal-Lichtbündel aufnehmen und in derselben Ebene wie die das Servosignallicht aufnehmenden Elemente angeordnet sind.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden das Datensignallicht aufnehmenden Elemente jeweils aus einem Elementpaar bestehen, so daß die beiden Datensignal-Lichtbündel entsprechend der Aufnahme durch dieses Elementpaar geteilt werden.
  3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlenteiler ein doppelt brechendes kristallines Polarisationselement ist, und daß das Beugungselement ein Hologrammelement mit einer nichtpolarisierenden Phase ist.
  4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polarisationselement ein Wollaston-Prisma ist.
  5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die das Servosignallicht aufnehmenden Elemente und die das Datensignallicht aufnehmenden Elemente in einer Verbundanordnung enthalten sind.
  6. Opto-magnetische Kopfanordnung mit einem Beugungselement, welches an einem fotomagnetischen Aufzeichnungsträger reflektiertes Laserlicht in zwei Lichtbündel in einer vorbestimmten Ebene teilt und einen vorbestimmten Betrag positiver oder negativer Defokussierung bezüglich einer optischen Achse in die Lichtbündel einführt, mit einem Strahlenteiler zum Teilen jedes der Lichtbündel in mehr als zwei Lichtbündel unterschiedlicher Polarisationsrichtung in einer Ebene senkrecht zu der vorbestimmten Ebene, so daß eines der mehr als zwei Lichtbündel für ein Servosignal und die übrigen Lichtbündel für Datensignale nutzbar sind, mit einem Paar das Servosignallicht aufnehmender Elemente, die die mit dem Strahlenteiler geteilten Servosignal-Lichtbündel aufnehmen und in einer Ebene normal zur optischen Achse angeordnet sind, und mit einem Paar das Datensignallicht aufnehmender Elemente, die die mit dem Strahlenteiler geteilten Datensignal-Lichtbündel aufnehmen und in derselben Ebene wie die das Servosignallicht aufnehmenden Elemente angeordnet sind.
  7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlenteiler ein doppelt brechendes kristallines Polarisationselement ist, und daß das Beugungselement ein Hologrammelement mit einer nichtpolarisierenden Phase ist.
  8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Polarisationselement ein Wollaston-Prisma ist.
  9. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die das Servosignallicht aufnehmenden Elemente und die das Datensignallicht aufnehmenden Elemente in einer Verbundanordnung enthalten sind.
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