DE19640837B4

DE19640837B4 - Optische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung

Info

Publication number: DE19640837B4
Application number: DE19640837A
Authority: DE
Inventors: Kun-ho Suwon Cho; Eung-Ho Kim; Jang-Hoon Yoo; Kyung-hwa Suwon Rim
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1995-10-04
Filing date: 1996-10-02
Publication date: 2011-01-27
Anticipated expiration: 2016-10-03
Also published as: KR100200858B1; GB9620677D0; DE19640837A1; JP3872145B2; JPH09120572A; ITMI961992A1; GB2306045A; NL1004079C2; NL1004079A1; FR2739717B1; FR2739717A1; KR970023055A; GB2306045B; IT1285223B1

Abstract

Optische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung mit
einer Lichtquelle (900),
einer Objektivlinse (200), die im Lichtweg von der Lichtquelle (900) angeordnet ist, der Ebene einer Aufzeichnungs- oder Wiedergabeplatte zugewandt ist und einen bestimmten effektiven Durchmesser hat,
einem Lichtteiler (700), der zwischen der Objektivlinse (200) und der Lichtquelle (900) vorgesehen ist,
einem Photodetektor (820), der das vom Lichtteiler (700) abgeteilte und von der Aufzeichnungs- oder Wiedergabeplatte reflektierte Licht erfasst, und
einer Lichtsteuereinrichtung (810), die im Lichtweg des Lichtes angeordnet ist und dem Photodetektor (820) zugewandt ist, um einen einfallenden Lichtstrahl derart zu steuern, dass verhindert wird, dass Licht eines Zwischenbereiches zwischen einem achsennahen und einem achsenfernen Bereich des einfallenden Lichtstrahls den Photodetektor (820) erreicht, und das Licht des achsennahen und des achsenfernen Bereichs durch die Lichtsteuereinrichtung (810) hindurchgeht.

Description

Priorität: 4. Oktober 1995 – Republik Korea – Nr. 95-33913

Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine optische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung, die insbesondere eine Information von wenigstens zwei Platten mit verschiedener Stärke wiedergeben und eine Information auf diese Platten aufzeichnen kann.
Eine optische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung zeichnet eine Information, wie beispielsweise Bild- oder Tondaten, auf einen Aufzeichnungsträger, beispielsweise eine oder mehrere Platten, auf und gibt diese Information von der Platte oder den Platten wieder. Eine Platte hat einen Aufbau, bei dem eine Informationsaufzeichnungsfläche auf einem Substrat ausgebildet ist. Das Substrat kann beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial oder Glas bestehen. Um eine Information von einer Platte mit hoher Aufzeichnungsdichte zu lesen oder auf eine derartige Platte eine Information zu schreiben, muß der Durchmesser des Lichtfleckes sehr klein sein. Dazu wird im allgemeinen eine kleine numerische Apertur der Objektivlinse gewählt und wird eine Lichtquelle mit Licht kurzer Wellenlänge verwandt. Wenn jedoch eine Lichtquelle mit Licht kurzer Wellenlänge verwandt wird, ist die Schräglagetoleranz der Platte bezüglich der optischen Achse verringert. Eine in dieser Weise verringerte Schräglagetoleranz kann wieder dadurch erhöht werden, daß die Stärke der Platte verringert wird.
Wenn angenommen wird, daß der Schräglagewinkel der Platte gleich θ ist, dann ergibt sich die Größe des Koma-Aberrationskoeffizienten W₃₁ als:
wobei d und n jeweils die Stärke und den Brechungsindex der Platte wiedergeben. Aus der obigen Beziehung ergibt sich, daß der Koma-Aberrationskoeffizient proportional zur dritten Potenz der numerischen Apertur NA ist. Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß die numerische Apertur NA der Objektlinse, die für eine herkömmliche Compact Disc CD benötigt wird, gleich 0,45 ist, und daß die numerische Apertur NA, die für eine herkömmliche digitale Bildplatte oder eine digitale Vielseitigkeitsplatte DVD benötigt wird, gleich 0,6 (wegen der höheren Informationsdichte) ist, hat die DVD einen Koma-Aberrationskoeffizienten, der etwa gleich dem 2,34-fachen des Wertes bei einer CD mit gleicher Stärke für einen gegebenen Schräglagewinkel ist. Die maximale Schräglagetoleranz einer DVD ist damit nur etwa gleich der Hälfte derjenigen einer herkömmlichen CD. Damit die maximale Schräglagetoleranz einer DVD mit der einer CD konform geht, sollte daher die Stärke d der DVD verringert werden.
Eine derartige Platte mit verringerter Stärke, die mit einer Lichtquelle kürzerer Wellenlänge (hohe Dichte) arbeitet, beispielsweise eine DVD, kann jedoch in einer Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung wie beispielsweise einem Plattenantrieb für eine herkömmliche CD, die mit einer Lichtquelle längerer Wellenlänge arbeitet, nicht benutzt werden, da eine Platte mit einer nicht dem Standard entsprechenden Stärke durch eine sphärische Aberration in einem Maß beeinflußt wird, das dem Unterschied in der Stärke der Platte gegenüber der Stärke einer normalen Platte entspricht. Wenn die sphärische Aberration extrem zunimmt, hat der Lichtfleck, der auf der Platte gebildet wird, nicht die Lichtintensität, die zur Informationsaufzeichnung benötigt wird, was eine genaue Informationsaufzeichnung verhindert. Während der Wiedergabe der Information ist darüber hinaus das Signalrauschverhältnis zu niedrig, um die aufgezeichnete Information genau wiederzugeben.
Es wird daher eine optische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung benötigt, die mit einer Lichtquelle kurzer Wellenlänge von beispielsweise 650 nm arbeitet, und mit Platten verschiedener Stärke, wie beispielsweise einer CD oder einer DVD, kompatibel ist.
Zu diesem Zweck werden Forschungen an Vorrichtungen durchgeführt, die eine Information auf zwei verschiedene Plattenarten mit verschiedener Stärke mit einer einzigen optischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung aufzeichnen und wiedergeben können und mit einer Lichtquelle kürzerer Wellenlänge arbeiten. Linsenanordnungen aus einer Kombination einer Hologrammlinse und einer Brechungslinse sind beispielsweise in der JP-OS-7-98431 A und in der EP 0 610 055 A2 beschrieben.
Die 1 und 2 der zugehörigen Zeichnung zeigen die Fokussierung von Beugungslicht nullter Ordnung und erster Ordnung auf Platten 3a und 3b mit verschiedener Stärke jeweils. Wie es in diesen beiden Figuren dargestellt ist, sind eine Hologrammlinse 1, die mit einem Muster 11 versehen ist, und eine Brechungsobjektivlinse 2 im Lichtweg vor den Platten 3a und 3b angeordnet. Das Muster 11 beugt einen Lichtstrahl 4 von einer nicht dargestellten Lichtquelle, der durch die Hologrammlinse 1 hindurchgeht, um dadurch das hindurchgehende Licht in gebeugtes Licht 41 erster Ordnung und gebeugtes Licht 40 nullter Ordnung aufzuteilen, die jeweils an einer anderen Stelle auf der optischen Achse mit einer anderen Intensität durch die Objektivlinse 2 fokussiert werden. Die beiden verschiedenen Fokussierungspunkte sind die angemessenen Fokussierungspunkte auf der dickeren Platte 3b und der dünneren Platte 3a jeweils, so daß Datenlese- und -schreibvorgänge bezüglich Platten mit verschiedener Stärke möglich sind.
Wenn ein derartiges Linsensystem verwandt wird, wird jedoch durch die Aufteilung des Lichtes in zwei Strahlen (d. h. Licht nullter Ordnung und erster Ordnung) durch die Hologrammlinse 1 der Nutzungswirkungsgrad des tatsächlich benutzten Lichtes (reflektiert und teilweise zweimal gebeugt, erster Ordnung) auf etwa 15% herabgesetzt. Da weiterhin während des Lesevorgangs die Information nur von einem der beiden Lichtstrahlen getragen wird, während der andere Lichtstrahl keine Information trägt, wird der Lichtstrahl, der keine Information trägt, als Störung oder Rauschen erfaßt. Schließlich erfordert die Herstellung einer derartigen Hologrammlinse einen Arbeitsvorgang mit hoher Genauigkeit zum Ätzen eines feinen Hologramm-Musters, was die Herstellungskosten erhöht.
3 der zugehörigen Zeichnung zeigt schematisch eine weitere herkömmliche optische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung, die in der US-PS-5 281 797 beschrieben ist. Diese optische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung enthält eine variable Blende 1a zum Verändern des Öffnungsdurchmessers, so daß Daten auf eine Platte mit Licht längerer Wellenlänge sowie auf eine Platte mit Licht kürzerer Wellenlänge aufgezeichnet werden können, wobei die Platten jedoch die gleiche Stärke haben, und eine Information von diesen Platten wiedergegeben werden kann. Die variable Blende 1a ist zwischen einer Objektivlinse 2 und einer Kollimatorlinse 5 vorgesehen. Die variable Membran 1a steuert einen Lichtstrahl 4 von einer Lichtquelle 9, der über einen Strahlteiler 6 übertragen wird, indem sie in passender Weise die Fläche des Strahldurchgangsbereiches, d. h. die numerische Apertur NA, einstellt. Die diametrale Apertur der variablen Membran 1a wird nach Maßgabe der von der benutzten Platte benötigten Lichtfleckgröße eingestellt, und es geht immer der ringförmige Strahl 4a des zentralen Bereiches hindurch, während selektiv der Strahl 4b des Umfangsbereiches durchgelassen oder blockiert wird. In 3 sind weiterhin eine Fokussierungslinse 7 und ein Photodetektor 8 dargestellt.
Wenn bei einer optischen Vorrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau die variable Blende aus einer mechanischen Blende besteht, hängt die Änderung ihrer konstruktiven Resonanzcharakteristik von der effektiven Apertur der Blende ab. Der Einbau der Blende an einem Betätigungsglied zum Betreiben der Objektivlinse ist in der Praxis schwierig. Um dieses Problem zu beseitigen, könnten Flüssigkristalle zur Bildung der Blende benutzt werden. Das jedoch behindert in starkem Maße die Ausbildung des Systems im Kleinformat, beeinträchtigt die Wärmebeständigkeit und Dauerhaftigkeit und erhöht die Herstellungskosten.
Als Alternative können auch separate Objektivlinsen für jede Platte vorgesehen werden, so daß eine bestimmte Objektivlinse für eine bestimmte Platte benutzt wird. Da in diesem Fall jedoch eine Antriebseinrichtung benötigt wird, um die Linsen zu wechseln, wird der Aufbau kompliziert und nehmen die Herstellungskosten entsprechend zu.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine optische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung zu schaffen, die unter geringen Kosten und problemlos hergestellt werden kann.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung soll weiterhin der Lichtausnutzungsgrad höher sein und sollen Lichtflecken mit geringerer Aberration gebildet werden können.
Diese Aufgabe wird durch eine optische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann eine im wesentlichen sphärische Linse oder Fresnel-Linse als Objektivlinse verwandt werden. Die Lichtsteuereinrichtung kann getrennt an einem separaten Bauteil vorgesehen sein. Die Lichtsteuereinrichtung kann auch an irgendeinem optische Bauelement vorgesehen sein, das im Lichtweg zum Photodetektor angeordet ist.
Die Lichtsteuereinrichtung kann in Form eines Beschichtungsfilmes zum Blockieren, Absorbieren, Streuen oder Reflektieren des Lichtes vorgesehen sein. Die Lichtsteuereinrichtung kann auch als ein unabhängiges transparentes Bauelement, das im Lichtdurchgangsbereich vorgesehen ist, oder als eine Lichtsteuerrille oder -nut an einem bestehenden optischen Bauelement vorgesehen sein, um das Licht zwischen dem achsennahen und dem achsenfernen Bereich zu streuen oder zu reflektieren.
Der Lichtsteuerfilm oder die Lichtsteuernut als Lichtsteuereinrichtung haben die Form eines Ringes oder eines Polygonalzuges, beispielsweise eines Rechteckes oder Quadrates. Es ist bevorzugt, daß die Lichtsteuernut so ausgebildet ist, daß sie unter einem bestimmten Winkel schräg verläuft oder sphärisch ist, wobei ihre Bodenebene nicht senkrecht bezüglich des Lichtweges verläuft, so daß das einfallende Licht in einer Richtung reflektiert werden kann, die nicht parallel zum Lichtweg verläuft.
Bei der erfindungsgemäßen optischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung ist es bevorzugt, daß der Photodetektor einen Erfassungsbereich mit einer Größe, die dem Licht des achsennahen Bereiches entspricht, das von einer dicken Platte reflektiert wird, und einen Erfassungsbereich mit einer Größe hat, die dem Licht des achsennahen und achsenfernen Bereiches entspricht, das von einer dünnen Platte reflektiert wird, so daß für die dicke Platte nur das achsennahe Licht erfaßt wird, während für die dünne Platte sowohl das achsennahe als auch das achsenferne Licht erfaßt werden.
Es ist weiterhin bevorzugt, daß der Photodetektor einen ersten Erfassungsbereich, der in mehrere Teile unterteilt ist, und einen zweiten Erfassungsbereich hat, der in mehrere Teile unterteilt ist und den ersten Erfassungsbereich umgibt. Der erste Erfassungsbereich hat eine Größe, die dem Licht des achsennahen Bereiches entspricht, das von der dicken Platte reflektiert wird, und der zweite Erfassungsbereich hat eine Größe, die dem Licht des achsennahen und achsenfernen Bereiches entspricht, das von der dünnen Platte reflektiert wird, so daß für die dicke Platte nur das achsennahe Licht erfaßt wird, während für die dünne Platte sowohl das achsennahe als auch das achsenferne Licht erfaßt werden. Es ist weiterhin bevorzugt, daß der zweite Erfassungsbereich das Licht außerhalb des achsennahen Bereiches, d. h. das Licht des achsenfernen Bereiches, in Abhängigkeit vom Abstand zwischen der Platte und der Objektivlinse empfängt.
Es ist insbesondere bevorzugt, daß der erste Erfassungsbereich und der zweite Erfassungsbereich des Photodetektors, der den ersten Erfassungsbereich umgibt, beide, was ihren Gesamtaufbau anbetrifft, vertikal und horizontal symmetrisch sind. Insbesondere sind die jeweiligen Bereiche in jeweils vier Teile symmetrisch unterteilt.
Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnungen ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen
1 und 2 schematisch eine herkömmliche optische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung mit einer Hologrammlinse, wobei die Zustände dargestellt sind, in denen ein Lichtstrahl auf einer dünnen Platte und auf einer dicken Platte jeweils fokussiert ist,
3 schematisch eine weitere herkömmliche optische Auf zeichnungs- und Wiedergabevorrichtung,
4 schematisch das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen optischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung,
5 in einer Teilansicht die Beziehung zwischen einem Photodetektor und einem Lichtsteuerfilm bei der in 4 dargestellten Vorrichtung,
6 eine Draufsicht auf einen Acht-Segment-Photodetektor für die erfindungsgemäße Vorrichtung,
7–9 Draufsichten, die den Lichtempfangsbereich zeigen, der auf dem Acht-Segment-Photodetektor durch eine Objektivlinsenposition relativ zu einer dünnen Platte und zu einer dicken Platte jeweils gebildet wird, und
13 in einem Diagramm ein Fokussignal, das von dem in 6 dargestellten Acht-Segment-Photodetektor erhalten wird.
Gemäß der Erfindung wird unter den Lichtstrahlen, die zum Photodetektor gehen, der Lichtstrahl um die mittlere Achse des Lichtweges, d. h. das Licht im Zwischenbereich zwischen dem achsennahen und dem achsenfernen Bereich (mit vielen Komponenten der sphärischen Aberration), blockiert oder abgeschirmt, so daß das Licht mit weniger Komponenten der sphärischen Aberration den Photodetektor erreicht, wodurch das Fokussignal stabilisiert wird. Es läßt sich somit ein Plattenantrieb, der kompatibel für Platten mit verschiedener Stärke, beispielsweise eine CD mit einer Stärke von 1,2 mm und eine digitale Bildplatte mit einer Stärke von 0,6 mm, verwandt werden kann, problemlos mit niedrigen Kosten herstellen. Der achsennahe Bereich ist der Bereich um die mittlere Achse der Linse (als optische Achse in der Optik definiert), der eine im wesentlichen vernachlässigbare Aberration hat, während der achsenferne Bereich der Bereich ist, der weiter als der achsennahe Bereich von der optischen Achse entfernt ist, wobei der Zwischenbereich der Bereich zwischen dem achsennahen und dem achsenfernen Bereich ist.
4 zeigt schematisch das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen optischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung, wobei in 4 die Lichtfokussierungen auf einer dünnen Platte und auf einer dicken Platte im Vergleich zueinander dargestellt sind.
In 4 sind eine dünne Platte 300a (beispielsweise eine digitale Bildplatte mit einer Stärke von 0,6 mm) und eine dicke Platte (beispielsweise eine CD mit einer Stärke von 1,2 mm) dargestellt.
Eine gemeinsame Objektivlinse 200 ist vor der digitalen Bildplatte 300a und der CD 300b angeordnet. Die Objektivlinse 200, die einen bestimmten effektiven Durchmesser hat, fokussiert einfallendes Licht 400 von einer Lichtquelle 900 auf die Platte 300a oder 300b oder empfängt das von der Platte 300a oder 300b reflektierte Licht. Eine Lambda-Viertelplatte 500 ist an der Rückseite der Objektivlinse 200 vorgesehen. Ein Strahlteiler 700 befindet sich zwischen der Lambda-Viertelplatte 500 und einer Kollimatorlinse 600, die neben der Lichtquelle 900 angeordnet ist.
Eine Fokussierungslinse 800, ein Lichtsteuerelement 810 und ein Photodetektor 820 sind im Lichtweg des reflektierten Lichtes vom Strahlteiler 700 angeordnet. Der Photodetektor 820 ist elektrisch mit einer magneto-optischen Plattenbestimmungseinrichtung 830 verbunden. Die magneto-optische Plattenbestimmungseinrichtung 830 ist mit einem Differentialverstärker 841 und einem Addierer 842 zum Bilden eines magneto-optischen Signals verbunden.
Bei der optischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau besteht das Lichtsteuerelement 810 aus einem transparenten Material und weist das Lichtsteuerelement 810 auf seiner Oberfläche einen Lichtsteuerfilm 811 auf, um das Licht im Zwischenbereich zwischen dem achsennahen und dem achsenfernen Bereich, das viele Komponenten der sphärischen Aberration hat, unter den hindurchgehenden und zum Photodetektor 820 gehenden Lichtstrahlen zu absorbieren, zu streuen oder zu reflektieren.
Das heißt mit anderen Worten, daß in der in 5 dargestellten Weise der Lichtsteuerfilm 811 das Licht des Zwischenbereiches zwischen dem achsennahen und dem achsenfernen Bereich, das viele Komponenten der sphärischen Aberration hat, steuert, z. B. blockiert, absorbiert, streut, beugt, bricht oder reflektiert. Das hat zur Folge, daß nur die Lichtstrahlen des achsennahen und des achsenfernen Bereiches den Photodetektor 820 erreichen. Der Lichtsteuerfilm 811 zum Blockieren des Lichtes des Zwischenbereiches kann verschiedene Formen, wie beispielsweise die Form eines Kreisringes oder eines Polygonzuges, beispielsweise eines Quadrates oder eines Fünfecks, haben. Bei verschiedenen Ausbildungsformen kann der Lichtsteuerfilm 811 auch als Beschichtungsfilm oder als eine physikalische oder körperliche Struktur zum Blockieren des Lichtweges vorgesehen sein. Unter dem Lichtsteuerfilm 811 ist eine Einrichtung zur Lichtsteuerung im weitesten Sinne zu verstehen.
Der Photodetektor 820 hat den folgenden Aufbau. Was den Gesamtaufbau anbetrifft, so ist der Photodetektor 820 quadratisch. Ein erster Erfassungsbereich 821, der in vier Teile unterteilt ist, befindet sich in der Mitte, und ein zweiter Erfassungsbereich 822, der in vier Teile unterteilt ist, ist um den ersten Erfassungsbereich 821 herum vorgesehen. Der erste Erfassungsbereich 821 weist vier quadratische Lichterfassungselemente A1, B1, C1 und D1 auf, und der zweite Lichterfassungsbereich 822 weist vier L-förmige Lichterfassungselemente A2, B2, C2 und D2 auf.
Der erste Erfassungsbereich 821 ist so groß wie ein äußeres Quadrat, das tangential bezüglich des Lichtverteilungsbereiches gezogen wird, der durch das Licht erzeugt wird, das durch die Innenseite des Lichtsteuerfilmes 811 geht, wenn sich die Objektivlinse 200 im fokussierten Zustand bezüglich der digitalen Bildplatte 300a befindet. In diesem Zustand ist der zweite Erfassungsbereich 822 groß genut, um alle Lichtstrahlen abzudecken, die jenseits des Lichtsteuerfilms 811 auftreffen. Das wird im folgenden anhand der 7–12 näher beschrieben.
7 zeigt die Lichtverteilung für den Fall, daß sich die Objektivlinse 200 in einer fokussierten Position bezüglich der digitalen Bildplatte 300a befindet. Der Lichtverteilungsbereich des achsennahen Lichtes, das durch die Innenseite des Lichtsteuerfilms 811 geht, tangiert innen den ersten Erfassungsbereich 821. Das Licht, das über die Außenseite des Lichtsteuerfilmes 811 geht, ist eng nur im zweiten Erfassungsbereich 822 verteilt.
8 zeigt die Lichtverteilung für den Fall, daß die Objektivlinse 200 im fernfokussierten Zustand bezüglich der digitalen Bildplatte 300a ist. Wie es in 8 dargestellt ist, erstreckt sich dann die Lichtverteilung horizontal, das heißt über die horizontalen Lichtempfangselemente B2, B1, D1 und D2.
9 zeigt die Lichtverteilung für den Fall, daß die Objektivlinse 200 sich in einer nahfokussierten Position bezüglich der digitalen Bildplatte 300a befindet. Dann ist in der in 9 dargestellten Weise der Lichtverteilungsbereich 820c vertikal langgestreckt, so daß er sich über die vertikalen Lichtempfangselemente A2, A1, C1 und C2 erstreckt.
10 zeigt die Lichtverteilung für den Fall, daß sich die Objektivlinse 200 in einer fokussierten Position bezüglich einer CD 300b befindet. Der Lichtverteilungsbereich für das achsennahe Licht, das durch die Innenseite des Lichtsteuerfilms 811 geht, tangiert innen den ersten Erfassungsbereich 821, wie es bei der digitalen Bildplatte 300a der Fall ist. Das Licht, das über die Außenseite des Lichtsteuerfilmes 811 geht, ist weit im zweiten Erfassungsbereich 822 verteilt, derart, daß der zweite Erfassungsbereich 822 den Lichtverteilungsbereich für das Licht, das über die Außenseite des Lichtsteuerfilms 811 geht, innen tangiert.
11 zeigt die Lichtverteilung für den Fall, daß die Objektivlinse 200 im fernfokussierten Zustand bezüglich der CD 300b ist. Wie es in 11 dargestellt ist, ist dann die Lichtverteilung horizontal langgestreckt, so daß sie über die horizontalen Lichtempfangselemente B2, B1, D1 und D2 geht. Dabei ist das Licht, das durch die Innenseite des Lichtsteuerfilms 811 geht, auch im ersten Erfassungsbereich 821 verteilt, und ist das Licht, das über die Außenseite des Lichtsteuerfilms 811 geht, so verteilt, daß es im zweiten Erfassungsbereich 822 horizontal langgestreckt ist.
12 zeigt die Lichtverteilung für den Fall, daß sich die Objektivlinse 200 in einem nahfokussierten Zustand bezüglich der CD 300b befindet. Im Gegensatz zu 11 ist in diesem Fall der Lichtverteilungsbereich vertikal langgestreckt, so daß er über die vertikalen Lichtempfangselemente A2, A1, C1 und C2 geht. Dabei ist jedoch das Licht, das über die Innenseite des Lichtsteuerfilms 811 geht, gleichfalls im ersten Erfassungsbereich 821 verteilt.
Wie es oben beschrieben wurde, erreicht gemäß der Erfindung nur das Licht, das über die Innenseite des Lichtsteuerfilms 811 geht, d. h. das achsennahe Licht mit geringer sphärischen Aberration, den ersten Erfassungsbereich 821.
Beim Betrieb der erfindungsgemäßen optischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung werden dann, wenn eine Information von einer dünnen Platte, beispielsweise einer digitalen Bildplatte 300a, wiedergegeben wird oder auf diese aufgezeichnet wird, Signale verwandt, die sowohl vom ersten als auch vom zweiten Erfassungsbereich 821 und 822 erzeugt werden. Wenn eine Information von einer dicken Platte, beispielsweise einer CD 300b, wiedergegeben werden soll oder auf eine derartige Platte eine Information aufgezeichnet werden soll, dann wird nur ein Signal vom ersten Erfassungsbereich und nicht vom zweiten Erfassungsbereich 821 verwandt.
13 zeigt eine graphische Darstellung zum Vergleich eines Fokussignals S1, das aus dem Signal erhalten wird, das nur vom ersten Erfassungsbereich 821 für den Fall erzeugt wird, daß der Lichtsteuerfilm 811 bei einer dicken Platte, beispielsweise einer CD, benutzt wird, mit einem Fokussignal S2, das von allen Signalen erhalten wurde, die vom ersten und zweiten Erfassungsbereich 821 und 822 für den Fall erzeugt werden, daß der Lichtsteuerfilm 811 nicht bei einer dicken Platte, beispielsweise nicht bei einer CD, benutzt wird. Die Breite des ersten Erfassungsbereiches 821 für den Photodetektor, der dabei benutzt wurde, lag bei 90 μm, und die Breite des zweiten Erfassungsbereiches 822, der den ersten Erfassungsbereich 821 umschließt, lag bei 160 μm. Wie es in 13 dargestellt ist, wird dann, wenn bei einer CD 300b der Lichtsteuerfilm 811 verwandt wird und der erste Erfassungsbereich 821 benutzt wird, ein stabileres Fokussignal S1 verglichen mit dem Fall erhalten, in dem der erste und der zweite Erfassungsbereich 821 und 822 benutzt werden. Bei einer CD wird weiterhin dafür gesorgt, daß das achsenferne Licht, das ein hohes Maß an sphärischer Aberration zeigt, weit im zweiten Erfassungsbereich 822 verteilt wird. Das Fokussignal S2 nimmt daher zu, und die Symmetrie für die Fokussierungsrichtung kann beibehalten werden.
Um in der oben beschriebenen Weise bei der erfindungsgemäßen optischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung eine Information von zwei Platten mit verschiedener Stärke, d. h. von einer CD und von einer digitalen Bildplatte, zu lesen, werden ein Lichtsteuerfilm und ein Acht-Segment-Photodetektor verwandt, derart, daß nur das achsennahe Licht am Photodetektor empfangen wird, wenn die Information von einer CD gelesen wird, und das achsennahe und achsenferne Licht vom Photodetektor empfangen werden, wenn die Information nicht von einer CD gelesen wird. Wenn daher eine dicke Platte benutzt wird, wird ein Signal erhalten, das dem achsennahen Bereich entspricht. Wenn eine dünne Platte benutzt wird, wird ein relativ stabiles Signal erhalten, das beiden Bereichen, d. h. dem achsennahen und dem achsenfernen Bereich, entspricht.
Verglichen mit herkömmlichen optischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtungen verwendet in der oben beschriebenen Weise die erfindungsgemäße Vorrichtung somit eine das Licht blockierende oder streuende Einrichtung, die einfach und leicht herzustellen ist, beispielsweise einen Lichtsteuerfilm, der auf einem transparenten Element ausgebildet ist, oder eine lichtblockierende oder -streuende Nut, die auf der Objektivlinse ausgebildet ist, während im Gegensatz dazu die herkömmliche Vorrichtung eine komplizierte und mit hohen Kosten verbundene Hologrammlinse verwendet. Da das Licht ausgenutzt wird, ohne durch eine Hologrammlinse aufgeteilt zu werden, hat die erfindungsgemäße Vorrichtung auch einen höheren Lichtausnutzungsgrad. Da weiterhin ein Signal erhalten wird, das den Plattentyp unterscheiden kann, ist ein separates Bauelement zum Unterscheiden des Plattentyps nicht erforderlich.

Claims

Optische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung mit einer Lichtquelle (900), einer Objektivlinse (200), die im Lichtweg von der Lichtquelle (900) angeordnet ist, der Ebene einer Aufzeichnungs- oder Wiedergabeplatte zugewandt ist und einen bestimmten effektiven Durchmesser hat, einem Lichtteiler (700), der zwischen der Objektivlinse (200) und der Lichtquelle (900) vorgesehen ist, einem Photodetektor (820), der das vom Lichtteiler (700) abgeteilte und von der Aufzeichnungs- oder Wiedergabeplatte reflektierte Licht erfasst, und einer Lichtsteuereinrichtung (810), die im Lichtweg des Lichtes angeordnet ist und dem Photodetektor (820) zugewandt ist, um einen einfallenden Lichtstrahl derart zu steuern, dass verhindert wird, dass Licht eines Zwischenbereiches zwischen einem achsennahen und einem achsenfernen Bereich des einfallenden Lichtstrahls den Photodetektor (820) erreicht, und das Licht des achsennahen und des achsenfernen Bereichs durch die Lichtsteuereinrichtung (810) hindurchgeht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtsteuereinrichtung (810) als separates transparentes Bauelement vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtsteuereinrichtung (810) in Form eines Beschichtungsfilmes (811) vorgesehen ist, der das von der Lichtquelle ausgesandte Licht steuern kann.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Photodetektor (820) in einen ersten Erfassungsbereich (821), der in mehrere Teile unterteilt ist, und in einen zweiten Erfassungsbereich (822) aufgeteilt ist, der in mehrere Teile unterteilt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Erfassungsbereich (821) eine Größe hat, die dem achsennahen Licht, das von einer dicken Aufzeichnungs- oder Wiedergabeplatte (300b) reflektiert wird, und dem achsennahen und dem achsenfernen Licht entspricht, das von einer dünnen Aufzeichnungs- oder Wiedergabeplatte (300a) reflektiert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Erfassungsbereich (821, 822) des Photodetektors (820) symmetrisch in vier Teile jeweils unterteilt sind und im Gesamtaufbau ein Quadrat bilden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Photodetektor (820) eine Größe hat, die dem achsennahen Licht, das von einer dicken Aufzeichnungs- oder Wiedergabeplatte (300b) reflektiert wird, und dem achsennahen und dem achsenfernen Licht entspricht, das von einer dünnen Aufzeichnungs- oder Wiedergabeplatte (300a) reflektiert wird, und der Photodetektor (820) in einen ersten Bereich (821) und einen zweiten Bereich (822) aufgeteilt ist, der in mehrere Teile unterteilt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (821) eine Größe hat, die dem achsennahen Licht, das von einer dicken Aufzeichnungs- oder Wiedergabeplatte (300b) reflektiert wird, und dem achsennahen und dem achsenfernen Licht entspricht, das von einer dünnen Aufzeichnungs- oder Wiedergabeplatte (300a) reflektiert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Bereich (821, 822) des Photodetektors (820) symmetrisch in vier Teile jeweils aufgeteilt sind und im Gesamtaufbau ein Quadrat bilden.