DE19705750C2 - Objektivlinsenvorrichtung, mit dieser versehener optischer Aufnehmer sowie Verfahren zur Herstellung einer Objektivlinse - Google Patents

Objektivlinsenvorrichtung, mit dieser versehener optischer Aufnehmer sowie Verfahren zur Herstellung einer Objektivlinse

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Objektivlinsenvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, einen optischen Aufnehmer, bei welchem diese verwendet wird, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Objektivlinse.
In dieser Beschreibung umfaßt der Begriff "Diskette" auch den allgemeinen Begriff "Disk".
Ein optischer Aufnehmer dient zur Aufzeichung und Wiedergabe von Information wie beispielsweise Video- oder Audiodaten auf bzw. von optischen Aufzeichungsmedien, beispielsweise Disketten. Der Aufbau einer Diskette ist so, daß eine Aufzeichnungsoberfläche auf einem Substrat ausgebildet ist, welches aus Kunststoff oder Glas besteht. Um Information von einer Diskette mit hoher Dichte zu lesen oder auf diese zu schreiben, muß der Durchmesser des Lichtpunkts sehr klein sein. Zu diesem Zweck wird normalerweise die numerische Apertur (NA) der Objektivlinse groß gewählt, und wird eine Lichtquelle mit kürzerer Wellenlänge eingesetzt. Die Verwendung einer Lichtquelle mit kürzerer Wellenlänge sowie Verwendung einer großen numerischen Apertur (NA) führen allerdings dazu, daß die Kipptoleranz der Diskette in Bezug auf die optische Achse verringert wird. Die auf diese Art und Weise verringerte Kipptoleranz kann dadurch vergrößert werden, daß die Dicke der Diskette verringert wird.
Nimmt man an, daß der Kippwinkel der Diskette gleich θ ist, läßt sich die Größe eines Koma-Aberrationskoeffizienten W31 aus folgender Beziehung erhalten:
wobei d bzw. n die Dicke bzw. den Brechungsindex der Diskette angeben. Wie aus der voranstehenden Beziehung deutlich wird, ist der Koma-Aberrationskoeffizient proportional zur numerischen Apertur hoch Drei. Berücksichtigt man, daß die numerische Apertur der Objektivlinse, die für eine konventionelle Kompaktdiskette erforderlich ist, den Wert 0,45 aufweist, dagegen für eine digitale Videodiskette 0,6, so weist eine digitale Videodiskette einen Koma-Aberrationskoeffizienten auf, der etwa das 2,34-fache des Wertes für eine Kompaktdiskette beträgt, welche dieselbe Dicke aufweist. Die maximale Kipptoleranz der digitalen Videodiskette wird daher so gesteuert, daß sie etwa die Hälfte des Wertes für die konventionelle Kompaktdiskette verringert ist. Um die maximale Kipptoleranz der digitalen Videodiskette an jene der Kompaktdiskette anzupassen, sollte daher die Dicke der digitalen Videodiskette verringert werden.
Allerdings kann eine derartige Diskette mit verringerter Dicke, bei welcher eine Lichtquelle mit kürzerer Wellenlänge (hoher Dichte) verwendet wird, also eine digitale Videodiskette, nicht in einem konventionellen Aufnahme/Wiedergabegerät verwendet werden, also in einem Diskettenantrieb für die Kompaktdiskette, bei welchem eine Lichtquelle mit längerer Wellenlänge vorgesehen ist, da eine Diskette mit einer Dicke, die nicht dem Standard entspricht, zu einer sphärischen Aberration führt, welche dem Unterschied der Dicke der Diskette in Bezug auf eine normale Diskette entspricht. Wenn die sphärische Aberration wesentlich erhöht wird, hat der Punkt, der auf der Diskette ausgebildet wird, nicht die Lichtintensität, die für die Aufnahme erforderlich ist, was eine exakte Aufnahme der Information verhindert. Weiterhin ist während der Wiedergabe das Signal/Rauschverhältnis zu niedrig, um die Information exakt wiederzugeben.
Daher ist ein optischer Aufnehmer erforderlich, der eine Lichtquelle mit kurzer Wellenlänge einsetzt, beispielsweise 650 nm, welche mit Disketten verträglich ist, die unterschiedliche Dicken aufweisen, beispielsweise mit einer Kompaktdiskette und einer digitalen Videodiskette. Zu diesem Zweck werden Untersuchungen in Bezug auf Geräte durchgeführt, welche Information von zwei Arten von Disketten wiedergeben sowie derartige Information auf diesen aufzeichnen können, welche unterschiedliche Dicken aufweisen, und zwar mit einer einzigen optischen Aufnehmervorrichtung, welche eine Lichtquelle mit kürzerer Wellenlänge einsetzt. Es wurden Linsenvorrichtungen, die jeweils eine Hologrammlinse bzw. eine Brechungslinse einsetzen, vorgeschlagen (japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. HEI7-98431).
Die Fig. 7 und 8 zeigen die Fokussierung gebeugten Lichts der nullten und der ersten Ordnung auf Disketten 3a und 3b, die eine unterschiedliche Dicke aufweisen. Eine Hologrammlinse 1, die mit einem Gittermuster 11 versehen ist, und eine Objektiv- Brechungslinse 2 sind entlang dem Lichtpfad vor den Disketten 3a und 3b vorgesehen. Das Gittermuster 11 beugt Lichtstrahlen 4 von einer Lichtquelle (nicht gezeigt), die durch die Hologrammlinse 1 gehen, um hierdurch das durchgehende Licht in gebeugtes Licht 41 erster Ordnung und Licht 40 nullter Ordnung aufzuteilen, das jeweils mit unterschiedlicher Intensität durch die Objektivlinse 2 fokussiert wird, zur Erzielung eines geeigneten Brennpunkts auf der dickeren Diskette 3b oder der dünneren Diskette 3a, um so Datenlese/Schreiboperation in Bezug auf Disketten zu ermöglichen, welche unterschiedliche Dicken aufweisen.
Bei der Verwendung einer derartigen Linsenvorrichtung verringert allerdings die Auftrennung des Lichts in zwei Strahlen (also Licht nullter und erster Ordnung) durch die Hologrammlinse 1 den Nutzungswirkungsgrad des tatsächlich wiedergewonnen Lichts auf etwa 15%. Während einer Leseoperation wird darüber hinaus, da die Information nur in einem der beiden Lichtstrahlen enthalten ist, der andere Strahl, der keine Information überträgt, eher als Rauschen nachgewiesen. Darüber hinaus erfordert die Herstellung einer derartigen Hologrammlinse einen äußerst exakten Vorgang zum Ätzen eines feinen Hologrammusters, was die Herstellungskosten erhöht.
Fig. 3 zeigt schematisch eine konventionelle optische Aufnehmervorrichtung (US-Patent Nr. 5 282 797), welche statt der Verwendung einer Holgrammlinse wie voranstehend geschildert eine Aperturblende 1a aufweist, um den Aperturduchmesser zu ändern, so daß Daten auf einer Diskette für längere Wellenlängen ebenso gut aufgezeichnet werden können wie auf einer Diskette für kürzere Wellenlängen, und entsprechend Information von diesen Disketten wiedergegben werden kann. Die Aperturblende 1a ist zwischen der Objektivlinse 2 und einer Kollimatorlinse 5 angebracht, und steuert einen von einer Lichtquelle 9 ausgesandten und durch einen Strahlteiler 6 durchgelassenen Lichtstrahl 4 dadurch, daß die Fläche des Lichtdurchlaßbereichs entsprechend eingestellt wird, also die numerische Apertur. Die Apertur der Aperturblende 1a wird entsprechend der Brennpunktgröße auf der verwendeten Diskette eingestellt, und läßt immer den Lichtstrahl 4a im Zentrumsbereich durch, blockiert jedoch selektiv den Lichtstrahl 4b des Umfangsbereichs oder läßt diesen durch. In Fig. 3 bezeichnet das Bezugszeichen 7 eine Fokussierlinse, und das Bezugszeichen 8 einen Photodetektor.
Bei dem optischen Gerät mit dem voranstehend geschilderten Aufbau wird dann, wenn die variable Blende durch eine mechanische Blende gebildet wird, deren konstruktive Resonanzeigenschaften sich in Abhängigkeit von der effektiven Apertur der Blende ändern, die Anbringung auf ein Betätigungsglied zum Antrieb der Objektivlinse in der Praxis schwierig. Zur Lösung dieses Problems können Flüssigkristalle zur Ausbildung der Blende verwendet werden. Allerdings behindert dies in wesentlichem Ausmaß die Verkleinerung des Systems, beeinträchtigt das Wärmewiderstandsvermögen und die Lebensdauer, und erhöht darüber hinaus die Herstellungskosten.
Alternativ hierzu kann eine getrennte Objektivlinse für jede Diskette vorgesehen werden, so daß eine bestimmte Objektivlinse für eine bestimmte Diskette eingesetzt wird. Daher jedoch in diesem Fall eine Antriebsvorrichtung zum Austausch von Linsen erforderlich ist, wird der Aufbau kompliziert, und steigen die Herstellungskosten entsprechend an.
US-A-46 68 056 beschreibt eine Linse mit asphärischer Oberfläche zum Einsatz beim Auslesen von Information von einer Disk einer bestimmten Dicke.
US-A-54 87 060 beschreibt ein Speichersystem mit mehreren Daten tragenden Oberflä­ chen. Das Licht zum Auslesen der Information wird auf die entsprechenden Daten tragen­ den Oberflächen fokussiert. Asphärische Elemente werden eingesetzt, um sphärische Aberration zu korregieren.
Eine Objektivlinsenvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist in US-A-53 49 592 beschrieben.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Objektivlinsen­ vorrichtung, welche einfach herstellbar und kostengünstig ist, sowie eines optischen Auf­ nehmers, welcher diese Objektivlinsenvorrichtung verwendet, jeweils mit vergrößertem Lichtnutzungswirkungsgrad und zur Ausbildung aberrations-freier Lichtpunkte, und eines Verfahrens zur Herstellung einer entsprechenden Objektivlinse.
Diese Aufgabe wird durch eine gattungsgemäße Objektivlinsenvorrichtung mit den Merkma­ len des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1, durch eine optische Aufnehmervorrich­ tung gemäß Anspruch 14 und ein Verfahren nach Anspruch 19 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
Fig. 7 und 8 schematische Darstellung einer konventionellen optischen Aufnehmervorrichtung, die mit einer Hologrammlinse versehen ist, wobei jene Zustände gezeigt sind, in welchen ein Lichtstrahl auf eine dünne Diskette bzw. eine dicke Diskette fokussiert wird;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer weiteren konventionellen optischen Aufnehmervorrichtung;
Fig. 4 und 5 jene Zustände, in welchen ein Lichtstrahl auf eine dünne Diskette bzw. eine dicke Diskette fokussiert wird, durch eine übliche Objektivlinse, und ohne Verwendung einer Hologrammlinse;
Fig. 6A ein Diagramm mit einer Darstellung der Änderung von Lichtpunktgrößen, und 6B eine Ansicht des Abschnitts "A" des Diagramms von Fig. 6A;
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer optischen Aufnehmervorrichtung welche eine Objektivlinsenvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet;
Fig. 2 eine Perspektivansicht der in Fig. 1 dargestellten Objektivlinsenvorrichtung;
Fig. 9 Zustände, in welchen Lichtstrahlen auf dicke und dünne Disketten durch die in Fig. 1 dargestellte Objektivlinsenvorrichtung fokussiert werden;
Fig. 10 eine Schnittansicht einer Objektivlinsenvorrichtung, die eine Objektivlinse aufweist, bei welcher auf der Oberfläche ein Lichtstrahlfilm vorgesehen ist, gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 11 eine Vorderansicht einer Objektivlinsenvorrichtung, welche eine Objektivlinse aufweist, die mit einer quadratischen Lichtsteuernut versehen ist, gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 12A und 12B schematische Darstellungen einer Objektivlinsenvorrichtung gemäß einer vierten bzw. fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei jeweils das auf eine Diskette fokussierte Licht dargestellt ist;
Fig. 13 eine schematische Perspektivansicht der in Fig. 12A dargestellten Objektivlinsenvorrichtung;
Fig. 14A eine schematische Vorderansicht der in Fig. 12A dargestellten Objektivlinsenvorrichtung;
Fig. 14B eine Ansicht einer Objektivlinsenvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 15A eine Seitenansicht einer Form zur Herstellung der in Fig. 12B dargestellten Objektivlinse, Fig. 15B eine Aufsicht einer Darstellung der Innenseite des unteren Gestells der in Fig. 15A dargestellten Form,
Fig. 15C eine Seitenansicht einer Form zur Herstellung einer Objektivlinse gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, Fig. 15D eine Aufsicht auf das Innere des unteren Gestells der in Fig. 15C dargestellten Form, die Fig. 15E-B Ansichten des Abschnitts "K" von Fig. 15C, die jeweils unterschiedliche Arten an Formen erläutern, Fig. 15H und 15I jeweils einen Herstellungsvorgang für die Objektivlinse gemäß der vorliegenden Erfindung, und Fig. 15J eine Seitenansicht der Objektivlinse, welche durch die in den Fig. 15H und 15I dargestellten Verfahren hergestellt werden;
Fig. 16 eine Vorderansicht einer Objektivlinse bei einer Objektivlinsenvorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 17 und 18 schematische Darstellungen einer Objektivlinsenvorrichtung gemäß einer neunten und zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei Zustände dargestellt sind, in welchen ein Lichtstrahl durch eine ebene Linse auf zwei Disketten unterschiedlicher Dicke fokussiert wird;
Fig. 19 und 20 dreidimensionalen Diagramme mit einer Darstellung der Zustände, in welchen das Licht auf eine dicke Diskette bzw. eine dünne Diskette fokussiert wird, durch die Objektivlinsenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 21 und 22 Aufsichten auf Photodetektoren, bei welchen eine dicke Diskette und eine dünne Diskette bei dem optischen Aufnehmer gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, wobei Zustände gezeigt sind, in welchen Licht jeweils auf den Photodetektor einfällt;
Fig. 23 eine Aufsicht auf einen 8-Segment-Photodetektor, der an den optischen Aufnehmer gemäß der vorliegenden Erfindung angepaßt ist;
Fig. 24 bis 26 sowie 27 bis 29 Aufsichten mit einer Darstellung des Lichtempfangsabschnitts, der auf dem 8-Segment-Photodetektor ausgebildet ist, abhängig von der Position einer Objektivlinse in Bezug auf eine dünne Diskette bzw. eine dicke Diskette;
Fig. 30 eine Brennpunktsignalkurve, die von dem in Fig. 23 gezeigten 8-Segment-Photodetektor erhalten wird;
Fig. 31 ein Diagramm zum Vergleich der Änderung der Brennpunktsignale, die von dem Photodetektor bei dem optischen Aufnehmer gemäß der vorliegenden Erfindung festgestellt wird, wobei zwei Disketten mit unterschiedlichen Dicken verwendet werden;
Fig. 32 ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Betriebsablaufs des Antriebs des optischen Aufnehmers der vorliegenden Erfindung;
Fig. 33 die Position, an welcher das Brennpunktsignal erzeugt wird, in einem Diagramm des Stroms in Abhängigkeit von der Zeit und in Abhängigkeit von der Änderung des Brennpunktstroms, bei dem Flußdiagramm von Fig. 32;
Fig. 34 und 35 Diagramme des Stroms in Abhängigkeit von der Zeit zum Vergleichen des Brennpunktsignals mit dem ersten bzw. zweiten Bezugswert, der in dem Flußdiagramm von Fig. 28 verwendet wird;
Fig. 36 ein Blockschaltbild eines digitalen Entzerrers, der bei dem optischen Aufnehmer gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
Fig. 37A und 37B Diagramme mit einer Darstellung der Feldaberration in einer digitalen Videodiskette bzw. einer Kompaktdiskette, bei dem optischen Aufnehmer gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 38A, 38B, 39A, 39B, 40A, 40B jeweils Diagramme, welche die Strahlenaberration in Abhängigkeit von dem Feldwinkel in der digitalen Videodiskette bei dem optischen Aufnehmer gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen und
Fig. 41A, 41B, 42A, 42B und 43A, 43B jeweils Diagramme, welche die Strahlenaberration in Abhängigkeit von dem Feldwinkel bei der Kompaktdiskette infolge des optischen Aufnehmers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.
Bei der vorliegenden Erfindung wird das Licht um die Zentrumsachse des Lichtpfades herum gesteuert, also in einem Zwischenbereich zwischen achsen-nahen und achsen-fernen Bereichen, also blockiert oder abgeschirmt, um einen kleinen Lichtpunkt auszubilden, der das Licht in dem Zwischenbereich nicht stört. Zu diesem Zweck ist in dem Zwischenbereich zwischen dem achsen-nahen Bereich und dem achsen-fernen Bereich entlang dem Pfad des einfallenden Lichtes eine Lichtsteuervorrichtung vorgesehen, in Form eines Kreisrings oder Vielecks am Umfang (beispielsweise quadratisch), um das Licht zu steuern, nämlich zu blockieren oder zu streuen. Hierbei wird die Tatsache ausgenutzt, daß das Licht im achsen- fernen Bereich nicht das Licht im Zentrum beeinflußt, während dies das Licht im Zwischenbereich tut. Hierbei ist der achsen- nahe Bereich der Bereich um die Zentrumsachse (optische Achse) der Linse herum, in welchem eine im wesentlichen vernachlässigbare Aberration vorgesehen ist, der achsen-ferne Bereich ist der Bereich, der weiter von der optischen Achse entfernt ist, und der Zwischenbereich liegt zwischen dem achsen-nahen und dem achsen-fernen Bereich.
Fig. 4 zeigt einen Zustand, in welchem Licht mit einer Wellenlänge von 650 nm auf eine Diskette fokussiert wird, die eine Dicke von 0,6 mm und einen Brechungsindex von 1,5 aufweist, und zwar durch eine Objektivlinse, deren Brechungsindex 1,505 beträgt. Wie gezeigt hat der Lichtpunkt einen Durchmesser von 0,85 µm an dem 1/e2-Punkt (13% Lichtintensität).
Fig. 5 zeigt einen Zustand, in welchem Licht auf eine Diskette mit einer Dicke von 1,2 mm unter denselben Bedingungen wie bei der Diskette mit 0,6 mm fokussiert wird. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, wird der Lichtpunkt mit einem Durchmesser von 2 µm auf einen Punkt (A) fokussiert, weist jedoch auch Intensität an anderen Punkten auf; beispielsweise Lichtintensität an Punkten (B), an welchen das Zentrumslicht 5 bis 10% des Wertes im Zentralbereich hat. Da das achsen-ferne, einfallende Licht nicht auf Bereiche auf der optischen Achse fokussiert wird, und gesteuert, beispielsweise gestreut wird, beeinflußt das Licht des achsen-fernen Bereiches nicht die Fokussierung des Lichtpunktes des Zwischenbereichs.
Da jedoch das Licht des Zwischenbereiches stark durch die sphärische Aberration beeinflußt wird, so daß Lichtstrahlen (B) an der Peripherie um den zentralen Lichtstrahl (A) herum erzeugt werden, ist daher der Lichtpunkt der dünnen Diskette, obwohl er durch dieselbe Objektivlinse erzeugt wird, größer als jener der dicken Diskette. Derartige periphere Lichtstrahlen weisen im allgemeinen eine Intensität von etwa 6 bis 7% des zentralen Lichtstrahls auf, wodurch sie ein Flackern während der Lichterfassung erzeugen, und so eine exakte Aufzeichnung und Wiedergabe von Daten erschweren.
In Fig. 6A ist die Änderung der Lichtpunktgrößen aufgetragen, wobei Fälle dargestellt sind, in welchen die Lichtsteuereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung entweder eingesetzt oder aber nicht eingesetzt wird. Hier wird eine Objektivlinse verwendet, die eine numerische Apertur von 0,6 und einen effektiven Radius von 2 mm aufweist. Als Beispiel für die Lichtsteuervorrichtung zum Steuern des Lichts wird ein kreisringförmiger Lichtsteuerfilm eingesetzt, der eine Zentrumshöhe von 1,4 mm und eine Breite von 0,25 mm aufweist.
Wie aus den Fig. 6A und 6B hervorgeht, sind unter Voraussetzung der voranstehend angegebenen Bedingungen die Diagramme (c) und (d) Kurven, welche die Änderung der Lichtpunktgröße zeigen, wenn eine Diskette von 0,6 mm eingesetzt wird, und betreffen die Diagramme (a) und (b) den Fall des Einsatzes einer Diskette mit 1,2 mm. Hierbei erhält man die Diagramme (b) und (c), wenn die Lichtsteuervorrichtung eingesetzt wird, dagegen die Diagramme (a) und (d), wenn die Lichtsteuervorrichtung nicht verwendet wird.
Aus diesen Messungen geht hervor, daß die Differenz der Punktgröße innerhalb von 3% liegt, abhängig von dem Vorhandensein des Lichtsteuerfilms, wenn eine Diskette mit 0,6 mm eingesetzt wird. Wenn eine Diskette mit 1,2 mm verwendet wird, wird darüber hinaus die Größe eines Abschnitts (B) wesentlich verringert, wenn der Lichtsteuerfilm verwendet wird, verglichen mit der Größe eines Abschnitts (A), wie in Fig. 5 gezeigt ist.
Wie voranstehend geschildert wird daher gemäß der vorliegenden Erfindung das Licht gesteuert, welches durch den Bereich zwischen dem achsen-nahen Bereich und dem achsen-fernen Bereich hindurchgeht, und welches den peripheren Lichtpunkt dadurch groß ausbildet, daß die Fokussierung des Zentrumslichts beeinflußt wird, wodurch die gleichzeitige Fokussierung auf den Punkten vermieden wird, die durch Lichtstrahlen des achsen­ fernen Bereichs und des achsen-nahen Bereichs ausgebildet werden.
Zu diesem Zweck ist eine Lichtsteuervorrichtung entlang dem Lichtpfad vorgesehen, um das Licht des Zwischenbereichs so zu kontrollieren oder zu steuern, daß das Licht in einer Richtung reflektiert wird, die in Bezug auf das gesteuerte Licht oder den Lichtpunkt keine Bedeutung hat, wodurch der Anstieg des Peripherielichtes des Lichtpunkts unterdrückt wird, und die sphärische Aberration ausgeschaltet wird.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer optischen Aufnehmervorrichtung, welche eine Objektivlinsenvorrichtung 1000 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einsetzt, zum Vergleich der Lichtfokussierung in Bezug auf eine dünne Diskette (digitale Videodiskette) und eine dicke Diskette (Kompaktdiskette); und Fig. 2 ist eine Perspektivansicht der in Fig. 1 gezeigten Objektivlinsenvorrichtung. Hierbei weist die Objektivlinsenvorrichtung 100 eine Objektivlinse 200 und ein Lichtsteuerteil 100 als Lichtsteuervorrichtung auf.
In Fig. 1 bezeichnen die Bezugszeichen 300a und 300b vergleichsweise dünne (beispielsweise 0,6 mm) und vergleichsweise dicke (beispielsweise 1,2 mm) Informationsaufnahmemedien, beispielsweise jeweils eine Diskette. Die Objektivlinse 200 mit einer Form gemäß der vorliegenden Erfindung ist vor der Diskette 300a oder 300b angeordnet. Die Objektivlinse 200 fokussiert einfallendes Licht 400 von einer Lichtquelle 900 auf die Diskette 300a oder 300b, und empfängt das von dieser reflektierte Licht. Wie beispielsweise in der folgenden Tabelle 1 gezeigt, weist bei der Objektivlinse gemäß der vorliegenden Erfindung der Abschnitt entsprechend dem achsen-nahen Abschnitt des einfallenden Lichtes 400 eine optimale Krümmung und optimale asphärische Koeffizienten sowohl für die dicke Diskette (Kompaktdiskette) als auch für die dünne Diskette (digitale Videodiskette) auf.
TABELLE 1
Die voranstehend angegebenen Linsendaten betreffen eine Lichtquelle mit 650 nm, für beide Disketten mit 1,2 mm bzw. 0,6 mm. Weiterhin ist der Umfangsabschnitt der Objektivlinse 200 entsprechend dem achsen-fernen Bereich des einfallenden Lichtes 400 nur in Bezug auf die dünne Diskette (digitale Videodiskette) optimiert.
In der folgenden Tabelle 2 werden die Aberrationseigenschaften der Objektivlinse gemäß der vorliegenden Erfindung und jene der konventionellen Objektivlinse auf der Grundlage des Diskettentyps (deren Dicke) verglichen.
TABELLE 2
Berücksichtigt man, daß ein üblicher optischer Aufnehmer so ausgelegt ist, daß er eine optische Aberration von 0,07 λrms oder darunter aufweist, erkennt man aus Tabelle 2, daß die Objektivlinsen gemäß der vorliegenden Erfindung gute optische Eigenschaften für beide Diskettentypen aufweisen. Wie aus den Fig. 37A bis 43B hervorgeht, kann darüber hinaus infolge der Tatsache, daß sowohl die Feldaberration als auch der Strahlenaberrationsbereich innerhalb von 5 µm liegen, die Objektivlinse gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein Spritzgußformverfahren oder ein Formpreßverfahren hergestellt wird.
Wie aus den Fig. 1, 2 und 9 hervorgeht, ist ein Lichtsteuerteil 100 an der Rückseite der Objektivlinse 200 vorgesehen, was ein Merkmal der vorliegenden Erfindung darstellt. Das Lichtstrahlteil 100 besteht aus transparentem Material und weist einen Lichtsteuerfilm 101 mit kreisringförmiger Form auf, um das auf die Oberfläche einfallende Licht zu steuern oder zu kontrollieren. Der Außendurchmesser des Lichtsteuerfilms 101 ist kleiner als der effektive Durchmesser der Objektivlinse 200. Hierbei ist der Lichtsteuerfilm 101 einstückig ausgebildet, und kann in einem komplizierteren Körper vorgesehen sein, bei welchem zumindest zwei Ringe vorgesehen sind, beispielsweise bei einem kreisförmigen Ring.
Eine Kollimatorlinse 500 und ein Strahlteiler 600 sind zwischen dem Lichtsteuerteil 100 und der Lichtquelle 900 vorgesehen, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Eine Fokussierlinse 700 und ein Photodetektor 800 sind entlang dem Ausbreitungspfad des Lichts angeordnet, welches von dem Strahlteiler 600 reflektiert wird. Hierbei weist der Photodetektor 800 grundsätzlich einen Aufbau mit vier Segmenten auf.
Der Lichtsteuerfilm 100 steuert, also blockiert, streut oder reflektiert, unter den Lichtstrahlen des Einfallichts 400, den Lichtstrahl 401 des Zwischenbereiches zwischen dem achsen-nahen Bereich und dem achsen-fernen Bereich, und läßt daher nur die Lichtstrahlen 401 und 403 durch, welche durch den achsen-nahen und den achsen-fernen Bereich hindurchgehen, wie in Fig. 9 gezeigt ist.
Der Lichtsteuerfilm 101 mit der voranstehend geschilderten Funktion ist direkt auf zumindest eine Oberfläche der Objektivlinse 200 aufgeschichtet, wie in Fig. 10 gezeigt ist. Andererseits kann, wie aus Fig. 11 hervorgeht, welche eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, ein Lichtsteuerfilm 101a einen so abgeänderten Aufbau aufweisen, daß er am Umfang polygonförmig ist, beispielsweise in Form eines Quadrats oder Fünfecks.
Die Fig. 12A und 12B zeigen eine Objektivlinsenvorrichtung gemäß einer vierten bzw. fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Fig. 12A ist eine Lichtsteuernut 102 der Objektivlinse 200a auf der Seite vorgesehen, an welcher das Einfallslicht 400 empfangen wird. In Fig. 12B ist die Lichtsteuernut 102a auf der Seite vorgesehen, an welcher das einfallende Licht 400 ausgesandt wird. Die Fig. 13 und 14A stellen eine Perspektivansicht bzw. eine Vorderansicht einer Objektivlinse 200a dar, die bei der in Fig. 12A dargestellten Objektivlinsenvorrichtung verwendet wird. Bei diesen Ausführungsformen ist eine Lichtsteuervorrichtung in der Objektivlinse 200a vorgesehen. Anders ausgedrückt ist ein Strukturmuster, also eine Lichtsteuernut 102 von kreisringförmiger Form, zur teilweisen Steuerung des Einfallslichts, in der Lichtempfangsseite der Objektivlinse 200a angeordnet. Der Außendurchmesser der Lichtsteuernut 102 ist kleiner als der effektive Durchmesser der Objektivlinse 200a. Wie im Falle des voranstehend erwähnten Lichtsteuerfilms ist die Lichtsteuernut 102 in dem Licht-Zwischenbereich vorgesehen, und arbeitet so, daß sie das Einfallslicht in die Richtung reflektiert, die für die Lichtsteuerung irrelevant ist, also es blockiert, streut oder fokussiert.
Die Lichtsteuernut 102a ist vorzugsweise so ausgebildet, daß sie ihre Bodenoberfläche um einen vorbestimmten Winkel θ in Bezug auf die optische Achse gekippt ist, jedoch nicht im Winkel von 90°, wie aus Fig. 14B hervorgeht. Im übrigen wird der Lichtstrahl 402 des Zwischenbereichs, der von der Lichtsteuernut 102a reflektiert wird, vorzugsweise in jener Richtung gesteuert, die nicht parallel zur optischen Achse verläuft. Dies unterdrückt optische Beeinträchtigungen infolge des Lichts, welches durch die Lichtsteuernut gesteuert wird.
Fig. 16 ist eine Vorderansicht einer Objektivlinse, welche eine Lichtsteuernut als Lichtsteuervorrichtung aufweist, bei einer Objektivlinsenvorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei welcher eine Lichtsteuernut 102b mit einem quadratischen Umfang in einer Objektivlinse 200b als Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist.
Die Objektivlinse 200b kann durch ein übliches Hochdruck- Spritzgußverfahren oder ein Druckformverfahren hergestellt werden, unter Verwendung einer Form, die jeweils ein Muster aufweist, welches der Lichtsteuernut 102, 102a oder 102b entspricht. Hierbei kann die Lichtsteuernut die Form eines Vielecks am Umfang aufweisen, welches nicht quadratisch ist, und kann die Lichtsteuerung die Form eines Vorsprungs statt die Form einer Nut aufweisen.
Fig. 15A ist eine Seitenansicht einer oberen Form 1001 und einer unteren Form 1002, welche eine Nut 103 zur Ausbildung der Lichtsteuervorrichtung aufweisen, die in der Bodenebene vorgesehen ist, in einer Formvorrichtung zur Herstellung einer Objektivlinse, welche eine vorspringende Lichtsteuervorrichtung aufweist. Fig. 15B ist eine Aufsicht auf die untere Form 1002, und zeigt die Nut 103a von Fig. 15A. Fig. 15C ist eine Seitenansicht einer oberen Form 1001a und einer unteren Form 1002a, die eine Nut 103b aufweisen, um die Lichtsteuervorrichtung auf der Bodenebene auszubilden, in einer Formvorrichtung zur Herstellung einer Objektivlinse, die mit einer Lichtsteuervorrichtung versehen ist, die eine unregelmäßige Form aufweist, in einer Objektivlinsenvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 15D ist eine Aufsicht auf die in Fig. 15C gezeigte untere Form 1002a. Die Fig. 15E bis 15G zeigen verschiedene Beispiele für die bearbeiteten Ebenen, die in der unteren Form 1002 der Formvorrichtung zur Ausbildung der Lichtsteuervorrichtung vorgesehen sind, und die eine einfache oder komplizierte Form aufweisen können. Unter Verwendung derartiger Formen wird die Objektivlinse mit einer abgestuften, keilförmigen oder beugungsgitterförmigen Lichtsteuervorrichtung versehen, die von der Oberfläche der Linse aus vorspringt.
Die Objektivlinse mit dem Merkmal der vorliegenden Erfindung kann durch ein Druckformverfahren hergestellt werden, wie in den Fig. 15H bis 15K gezeigt ist. Ein Material 1100 wird in die untere Form 1002 eingebracht (Fig. 15H), das Material 1100 wird durch die obere Form 1001 druckbeaufschlagt (Fig. 15I), und die obere Form 1001 wird von der unteren Form 1002 getrennt (Fig. 15J). Auf diese Weise wird die Objektivlinse 200c fertiggestellt, die einen Lichtsteuervorsprung 102c als Lichtsteuervorrichtung aufweist, wie in Fig. 15K gezeigt ist.
Bei den voranstehenden Ausführungsformen wurde eine Konvexlinse als Objektivlinse verwendet, die jedoch durch eine ebene Beugungslinse ersetzt werden kann, beispielsweise eine Hologrammlinse oder eine Fresnel-Linse, je nach Einsatzzweck. Wenn die Linse mit der Lichtsteuervorrichtung versehen ist, wird eine Lichtsteuernut 102d in Form eines Kreisrings oder Quadrats in einer ebenen Linse ausgebildet, wie in Fig. 17 gezeigt ist (neunte Ausführungsform). Anderenfalls kann auch ein getrennt hergestellter Lichtsteuerfilm 101b mit kreisringförmiger oder quadratischer Form befestigt oder aufgeschichtet werden, wie in Fig. 18 gezeigt ist (zehnte Ausführungsform). Die Lichtsteuernut 102d läßt das Licht 402 des Zwischenbereichs ohne Beugung durch. Anderenfalls reflektiert die Lichtsteuernut 102d das Licht in jene Richtung, die in Bezug auf die Lichtfokussierung irrelevant ist. Daher wird verhindert, daß das Licht 402 aus dem Zwischenbereich den gewünschten Lichtpunkt einer Diskette erreicht. Der Lichtsteuerfilm 101 zum Steuern, beispielsweise Absorbieren, Streuen oder Reflektieren, des Lichtstrahls 402 des Zwischenbereichs, der auf die ebene Linse 200e einfällt, verhindert, daß der Lichtstrahl 402 des Zwischenbereichs den gewünschten Punkt einer Diskette erreicht.
Fig. 19 zeigt die Abmessungen des Lichtpunktes auf einer 1,2 mm dicken Diskette, wie man ihn mit den voranstehenden Ausführungsformen erhält. Die hier verwendete Objektivlinse weist einen effektiven Durchmesser von 4 mm auf, einen Durchmesser des achsen-nahen Bereichs von 2 mm, und einen Durchmesser des achsen-fernen Bereichs von 2,4 bis 4,0 mm. Daher blockiert die Lichtsteuervorrichtung die Lichtstrahlen in einem Durchmesserbereich von 2,0 mm bis 2,4 mm. Bei dem Lichtpunkt, der unter den voranstehend angegebenen Bedingungen erzeugt wird, beträgt, wie durch Messungen bestätigt wurde, der Durchmesser des Lichtpunktes an einem Punkt mit einer Intensität von 1/e2 (annähernd 13%) der zentralen Lichtintensität 1,3 µm. Verglichen mit der in Fig. 5 gezeigten Vorrichtung, welche keinen Lichtsteuerfilm verwendet, wird der Lichtanteil des Abschnitts "B" von Fig. 5 um mehr als 70% verringert, wenn die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, welche einen Lichtsteuerfilm einsetzt.
Fig. 20 zeigt die Abmessungen des Lichtpunkts auf einer vergleichsweise dünnen Diskette, also einer Diskette von 0,6 mm, unter den voranstehend angegebenen Bedingungen. Messungen haben ergeben, daß der Durchmesser des Lichtpunkts an einem Punkt mit einer Intensität von 1/e2 (annähernd 13%) der zentralen Lichtintensität 0,83 µm betrug.
Wie voranstehend geschildert kann gemäß der vorliegenden Erfindung ein Lichtpunkt in optimiertem Zustand auf einer Diskette erzeugt werden. Gemäß Fig. 7 wird das von der Diskette reflektierte Licht durch die Objektivlinse 200 hindurchgelassen, durch das Lichtsteuerteil 100 und die Kollimatorlinse 500, und wird durch den Strahlteiler 600 so reflektiert, daß es dann durch die Fokussierlinse 700 hindurchgeht, den Photodetektor 800 erreicht, und als ein elektrisches Signal nachgewiesen wird. Der Photodetektor 800, der dazu dient, ein Brennpunktfehlersignal infolge der astigmatischen Aberration bereitzustellen, ist im allgemeinen ein Detektor mit vier Segmenten, was ein Merkmal der vorliegenden Erfindung darstellt.
Nachstehend werden die Eigenschaften des Photodetektors 800 bei der vorliegenden Erfindung im einzelnen beschrieben.
Wie aus den Fig. 21 und 22 hervorgeht, weist ein Punkt, der im Zentrum des Photodetektors 800 vorgesehen ist, zentrale Bereiche 901a und 901b auf, welche dem Licht des achsen-nahen Bereichs entsprechen, sowie Peripheriebereiche 902a und 902b, welche dem Licht des achsen-fernen Bereiches entsprechen. Fig. 21 zeigt den Fall, in welchem eine vergleichsweise dicke Diskette eingesetzt wird, beispielsweise eine 1,2 mm dicke Diskette, und Fig. 22 zeigt einen Fall, in welchem eine vergleichsweise dünne Diskette verwendet wird, beispielsweise eine 0,6 mm dicke Diskette. Die Änderung des Durchmessers ist insignifikant in dem Zentralbereich 901a infolge des Lichts des achsen-nahen Bereichs, unabhängig von der Dicke der Diskette. Allerdings ist die Änderung der Durchmesser signifikant in dem Zwischenbereich 903a und den Peripheriebereichen 902a und 902b, in welchen das Licht durch das Lichtsteuerteil 100 blockiert wird.
Zuerst, wie aus Fig. 21 hervorgeht, liegt der Zentralbereich 901a entsprechend dem achsen-nahen Bereich im Zentrum des Photodetektors 800, und der Peripheriebereich 901a umgibt den Photodetektor. Der Zwischenbereich 903a zwischen dem zentralen Bereich 901a und dem Peripheriebereich 902a ist jener Abschnitt, aus welchem das Licht durch ein Lichtsteuerteil ausgeschaltet wird. Da der Peripheriebereich 902a und der Zwischenbereich 903a durch die sphärische Aberration wesentlich vergrößert werden, wird daher mit anderen Worten nur das Licht des achsen-nahen Bereichs bei der Wiedergabe von Information von einer 1,2 mm dicken Diskette verwendet.
Wie aus Fig. 22 hervorgeht, sind sowohl der Zentralbereich 901b als auch der Peripheriebereich 902b auf der Meßoberfläche des Photodetektors 800 vorgesehen. Anders ausgedrückt wird das gesamte Licht der achsen-nahen und der achsen-fernen Bereiche bei der Wiedergabe von Information von einer dünnen Diskette (0,6 mm) verwendet, mit Ausschluß des Lichts des Zwischenbereichs, welches durch das Lichtsteuerteil ausgeschaltet wird. Hierbei behält der Durchmesser des Zentralbereiches 901a einen relativ konstanten Wert bei, unabhängig vom Diskettentyp.
Wie voranstehend geschildert verwendet, um Information von zumindest zwei Arten von Disketten mit unterschiedlichen Durchmessern zu lesen, die optische Aufnehmervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung den Photodetektor 800, der so ausgebildet ist, daß er nur das Licht des achsen-nahen Bereichs beim Lesen von Information von einer dicken Diskette empfängt, jedoch das Licht der achsen-nahen und der achsen-fernen Bereiche beim Lesen von Information von einer dünnen Diskette empfängt. Wenn eine dicke Diskette verwendet wird, wird daher ein Signal entsprechend dem Licht des achsen-nahen Bereiches erhalten. Bei Verwendung einer dünnen Diskette wird ein relativ hohes Signal erhalten, welches dem Licht der achsen-nahen und der achsen-fernen Bereiche entspricht.
Fig. 23 zeigt eine andere Art eines Photodetektors 810, der einen Aufbau mit acht Segmenten aufweist, bei welchem ein zweiter Meßbereich 812 um einen ersten Meßbereich 811 herum vorgesehen ist, der sich im Zentrum befindet, und dem Photodetektor 800 mit vier Segmenten von Fig. 21 entspricht. Hierbei besteht der erste Meßbereich 811 aus vier quadratischen, ersten Lichtempfangselementen A1, B1, C1 und D1, und besteht der zweite Meßbereich 812 aus vier L-förmigen, zweiten Lichtempfangselementen A2, B2, C2 und D2.
Die Fig. 24 bis 26 zeigen die Lichtempfangszustände des Photodetektors, wenn eine dünne Diskette (digitale Videodiskette) verwendet wird. Die Fig. 27 bis 29 zeigen die Lichtempfangszustände des Photodetektors, wenn eine dicke Diskette (Kompaktdiskette) verwendet wird.
Der erste Meßbereich 811 ist so ausgelegt, daß beim Lesen von Information von einer dicken Diskette die Maximalmenge des Lichts von dem achsen-nahen Bereich empfangen wird, jedoch die Minimalmenge des Lichts von dem achsen-fernen Bereich empfangen wird. Im einzelnen ist, wenn Information von einer dünnen Diskette gelesen wird, der erste Meßbereich 811 so ausgebildet, daß die Lichtstrahlen 901b und 902b der achsen-nahen und der achsen-fernen Bereiche sämtlich empfangen werden, wie in Fig. 24 gezeigt ist. Wird Information von einer dicken Diskette gelesen, so erreicht der Lichtstrahl 902b des achsen-fernen Bereichs den zweiten Meßbereich 812, wie in Fig. 27 gezeigt ist.
Die Fig. 24, 25 und 26 zeigen die Lichtempfangszustände, wenn eine Objektivlinse in Bezug auf eine dünne Diskette fokussiert ist, wenn sie sich zu weit entfernt von der Diskette befindet, bzw. wenn sie zu nahe an der Diskette liegt. Entsprechend zeigen die Fig. 27, 28 und 29 die Lichtempfangszustände, wenn eine Objektivlinse in Bezug auf eine dicke Diskette fokussiert ist, bzw. wenn sie zu weit von der Diskette entfernt ist, bzw. wenn sie sich zu nahe an der Diskette befindet.
Bei dem Photodetektor mit dem voranstehend geschilderten Aufbau wird das gesamte Signal, also das Signal sowohl von dem ersten als auch von dem zweiten Meßbereich, beim Lesen von Information von einer dünnen Diskette verwendet, und wird nur das Signal von dem ersten Meßbereich beim Lesen von Information von einer dicken Diskette verwendet.
Fig. 30 zeigt die Brennpunktsignaländerungen durch das Signal von dem ersten Meßbereich und durch das Gesamtsignal von dem ersten und dem zweiten Meßbereich.
Wie aus den voranstehenden Ausführungen deutlich wird, werden dann, wenn Information von einer dicken Diskette gelesen wird, die Brennpunktsignalkomponenten dadurch vergrößert, daß nur das Licht des achsen-nahen Bereichs verwendet wird, wodurch ein stabiles Fokussierungssignal oder Brennpunktsignal erhalten wird.
Als nächstes wird das Fokussierungssteuerverfahren der Objektivlinsenvorrichtung und der diese verwendenden optischen Aufnehmervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei ein Größenverringerungseffekt in Bezug auf den Lichtpunkt um den zentralen Abschnitt herum auftritt, also der Lichtmenge des Abschnitts "B" von Fig. 5, und ein Fokussierungssignalstabilisationseffekt. Im Falle eines astigmatischen Aberrationsverfahrens, bei welchem der Gesamtlichtempfangsbereich eines Photodetektors im wesentlichen in vier oder acht Teile aufgeteilt ist, werden Signale von diagonal angeordneten Teilen jeweils summiert, um zwei Summensignale bzw. Differenzsignale zu erhalten. Da nur ein einziges Fokussierungssteuersignal erzeugt wird, unabhängig von der Dicke der Diskette, ist eine getrennte Fokussierungssteuersignalvorrichtung nicht erforderlich. Im Falle der Verwendung einer dünnen Diskette ist die Größe des festgestellten Fokussierungssteuersignals unterschiedlich, in Abhängigkeit von der Dicke der Diskette. Anders ausgedrückt erreichen, wie in Fig. 31 gezeigt ist, sämtliche Lichtstrahlen der achsen-nahen und der achsen-fernen Bereiche den Photodetektor im Falle einer dünnen Diskette, und erreicht nur das Licht aus dem achsen-nahen Bereich den Photodetektor im Falle einer dicken Diskette, wodurch der Diskettentyp einfach unterschieden werden kann.
Unter Bezugnahme auf Fig. 32 wird nunmehr der Betriebsablauf zur Unterscheidung des Diskettentyps im einzelnen beschrieben.
Wenn eine dünne Diskette (digitale Videodiskette) oder dicke Diskette (Kompaktdiskette) eingeführt wird, wird der Fokussierungsstrom erhöht oder verringert, um den Bereich einer Objektivlinse zu unterscheiden, also den Diskettentyp, wie in Fig. 33 gezeigt ist, so daß die Objektivlinse m-mal innerhalb ihres Bereiches der Fokussierungsbewegungsrichtung bewegt wird, wodurch ein Summensignal von Signalen von dem Photodetektor sowie ein Fokussierungssignal (Sf) erhalten wird. Da ein Photodetektor mit vier Segmenten verwendet wird, wird in diesem Fall das Fokussierungssignal durch ein astigmatisches Verfahren erhalten. Es wurde experimentell untersucht, daß eine Lichtmenge erhalten werden konnte, welche für die Kompatibilität bei Diskettentypen ausreicht, und daß eine Fokussierungssignalstabilisierung erzielt werden konnte, unter der Bedingung, daß die Amplitude des Fokussierungssignals für die Wiedergabe bei einer dünnen Diskette das Vierfache der Amplitude bei der Wiedergabe von einer dicken Diskette beträgt.
Das Ausmaß der sphärischen Aberration wird durch das voranstehend geschilderte Verfahren zur Wiedergabe eines auf einer Diskette aufgezeichneten Signals verringert. Allerdings ist in diesem Fall die sphärische Aberration größer als bei einem optischen Aufnehmer für ein konventionelles Kompaktdiskettenabspielgerät, was zu einer Verschlechterung des Wiedergabesignals führt. Daher wird vorzugsweise ein in Fig. 36 dargestellter digitaler Signalformentzerrer eingesetzt.
Wenn das Fokussierungssignal Sf und das Summensignal erhalten wird, so wird festgestellt, ob das Fokussierungssignal Sf größer als ein erstes Bezugssignal für eine dünne Diskette ist. In diesem Fall kann das Summensignal auch mit dem ersten Bezugssignal verglichen werden, entsprechend den konstruktiven Bedingungen.
Wie in Fig. 34 gezeigt ist, wird dann, wenn der erste Bezugswert kleiner ist als das Fokussierungssignal Sf oder das Summensignal, bestimmt, daß die Diskette dünn ist, und werden die Fokussierung und Spurverfolgung ständig durchgeführt, wodurch ein Wiedergabesignal erhalten wird. Das Wiedergabesignal gelangt durch einen Signalformentzerrer für eine dünne Diskette (digitale Videodiskette), um ein Signalformentzerrungssignal zu erhalten.
Ist allerdings der erste Bezugswert größer als das Fokussierungssignal Sf oder das Summensignal, so wird festgestellt, ob das Fokussierungssignal Sf größer als der zweite Bezugswert ist, welcher der dicken Diskette (Kompaktdiskette) entspricht.
Wie in Fig. 35 gezeigt ist, wird dann, wenn das Fokussierungssignal Sf oder das Summensignal größer ist als der zweite Bezugswert, festgestellt, daß die Diskette dick ist, und werden die Fokussierung und die Spurverfolgung ständig durchgeführt, wodurch ein Wiedergabesignal erhalten wird. Das Wiedergabesignal gelangt durch einen Signalformentzerrer für eine dicke Diskette (Kompaktdiskette), um ein Signalformentzerrungssignal zu erhalten.
Wenn das Fokussierungssignal Sf oder das Summensignal kleiner als ein zweites Bezugssignal ist, wird ein Fehlersignal erzeugt.
Wie voranstehend geschildert weist, im Vergleich zur konventionellen Objektivlinsenvorrichtung, die Objektivlinsenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verschiedene Vorteile auf, von denen nachstehend einige angegeben sind.
Die Objektivlinsenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung setzt eine Lichtblockierungs- oder Streuvorrichtung ein, welche einfach aufgebaut und leicht herzustellen ist, beispielsweise einen Lichtsteuerfilm, der auf einem lichtdurchlässigen Teil vorgesehen ist, oder eine Lichtblockierungs- oder Streunut, die auf der Objektivlinse angeordnet ist, wogegen die konventionelle Objektivlinse eine komplizierte und teure Hologrammlinse verwendet. Da das Licht verwendet wird, ohne durch eine Hologrammlinse aufgetrennt zu werden, weist darüber hinaus die Objektivlinsenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung einen verbesserten, nämlich höheren Lichtnutzungswirkungsgrad auf. Da die Objektivlinsenvorrichtung mit einer Lichtsteuervorrichtung eine einzige Objektivlinse aufweist, ist sie darüber hinaus sehr einfach zusammenzubauen, und ist die Einstellung des optische Aufnehmers einfach, bei welchem die Linsenvorrichtung verwendet wird. Da ein Signal erhalten werden kann, welches den Diskettentyp unterscheiden kann, ist darüber hinaus kein getrenntes Element zur Unterscheidung des Diskettentyps erforderlich.

Claims (22)

1. Objektivlinsenvorrichtung mit einer Objektivlinse (200, 200a, 200b, 200d, 200e) mit ei­ nem vorbestimmten effektiven Durchmesser, die entlang eines Lichtpfades vorgesehen ist und der Ebene einer Disk (300, 300a, 300b) gegenüber liegt; und
einer Lichtsteuervorrichtung (101, 100, 101a, 102, 102a, 102b), die entlang dem Lichtpfad vorgesehen ist, um das Licht zwischen Achsen nahen (401) und Achsen fernen (403) Be­ reichen eines einfallenden Lichtstrahls (400) zu steuern,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Lichtsteuervorrichtung (100,101, 101a, 102, 102a, 102b) derart ausgestaltet ist, dass das Licht (402) zwischen Achsen nahen (401) und Achsen fernen (403) Bereichen des einfallenden Lichtstrahls (400) nicht auf die Diskette (300, 300a, 300b) fokussiert wird, und der Zentrumsabschnitt der Objektivlinse (200, 200a, 200b, 200d, 200e) entsprechend dem Achsen nahen Bereich (401) des einfallenden Lichtstrahls (400) eine optimale Krümmung und einen optimalen asphärischen Koeffizienten sowohl für dicke (300b) als auch dünne (300a) Disks aufweist, und
der Peripherieabschnitt der Objektivlinse (200, 200a, 200b, 200d, 200e) entsprechend dem Achsen fernen Bereich (403) des einfallenden Lichtstrahls (400) die optimale Krümmung und den optimalen asphärischen Koeffizienten für eine dünne Disk (300a) aufweist.
2. Objektivlinsenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtsteuervorrichtung (100,101, 101a, 102, 102a, 102b) so aufgebaut ist, dass sie das Licht aus einem vorbestimmten Bereich steuert, der einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner als der effektive Durchmesser der Objektivlinse (200, 200a, 200b, 200d, 200e) ist.
3. Objektivlinsenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtsteuervorrichtung (100) ein Licht durchlässiges Teil ist, welches einen Lichtsteuer­ film (101) mit einem vorbestimmten Muster aufweist.
4. Objektivlinsenvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht durchlässige Teil von der Objektivlinse (200) um eine vorbestimmte Entfernung beabstandet angeordnet ist.
5. Objektivlinsenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtsteuervorrichtung ein Lichtsteuerfilm (100) mit einem vorbestimmten Muster ist, der auf zumindest einer Oberfläche der Objektivlinse (200) vorgesehen ist.
6. Objektivlinsenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtsteuervorrichtung ein Lichtsteuermuster (101a, 102, 102a, 102b) mit vorbestimmter Form ist, welches auf zumindest einer Oberfläche der Objektivlinse (200, 200a, 200b) aus­ gebildet ist, um das Einfallslicht zu steuern.
7. Objektivlinsenvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtsteuermuster eine Nut (102a) ist, welche eine Ebene mit einer vorbestimmten Nei­ gung in Bezug auf die Lichtausbreitungsachse der Objektivlinse aufweist.
8. Objektivlinsenvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtsteuermuster (102, 102a) einen V-förmigen Querschnitt aufweist.
9. Objektivlinsenvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtsteuerfilm die Form einer vorstehenden Stufe aufweist.
10. Objektivlinsenvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Objektivlinse eine ebene Linse (200d, 200e) ist.
11. Objektivlinsenvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtsteuervorrichtung ein Beugungsgitter zum Steuern des einfallenden Lichtes auf­ weist.
12. Objektivlinsenvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtsteuervorrichtung ein Lichtstreumuster mit einer unregelmäßigen Ebene aufweist.
13. Objektivlinsenvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtsteuerfilm die Form eines Keils aufweist.
14. Optische Aufnehmervorrichtung mit
einer Lichtquelle (900);
einer Objektivlinsenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13;
einem Strahlteiler (600), der zwischen der Lichtsteuervorrichtung und der Lichtquelle (900) angeordnet ist; und
einem Fotodetektor (800, 810) zum Nachweis des Lichts, welches von der Disk (300, 300a, 300b) reflektiert und durch den Strahlteiler (600) aufgeteilt wird.
15. Optische Aufnehmervorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Fotodetektor (800) nur das Licht des Achsen nahen Bereichs empfängt, das von einer dicken Disk (300b) reflektiert wird, und sämtliches Licht der Achsen nahen (401) und Ach­ sen fernen (403) Bereiche, das von einer dünnen Disk (300a) reflektiert wird.
16. Optische Aufnehmervorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtsteuervorrichtung (100) so aufgebaut ist, dass sie das Licht aus einem kreisring­ förmigen Bereich (402) blockiert oder streut, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der effektive Durchmesser der Objektivlinse (200).
17. Optische Aufnehmervorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Fotodetektor (810) einen ersten Lichtempfangsbereich (811) aufweist, um den Licht­ strahl (401) des Achsen nahen Bereichs des Lichts zu empfangen, das von einer dicken Disk (300b) reflektiert wird, und um sämtliche Lichtstrahlen der Achsen nahen und der Ach­ sen fernen Bereiche des Lichts zu empfangen, das von einr dünnen Disk (300a) reflektiert wird, sowie einen zweiten Lichtempfangsbereich (812), welcher den ersten Lichtempfangs­ bereich (811) umgibt.
18. Optische Aufnehmervorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Lichtempfangsbereich des Fotodetektors (810) jeweils vier Seg­ mente (A1, B1, C1, D1, A2, B2, C2, D2) aufweisen, und in der Gesamtanordnung quadra­ tisch ausgebildet sind.
19. Verfahren zur Herstellung einer Objektivlinsenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 12, insoweit sie nicht von Anspruch 4 abhängen, mit folgenden Schritten:
Bereitstellung einer ersten Form (1002), die so ausgebildet ist, dass sie einen Abschnitt (103, 103a, 103b) zur Ausbildung der Lichtsteuervorrichtung zum Steuern des Lichtstrahls aufweist, der auf den Zwischenbereich zwischen einem Achsen nahen Bereich und einem Achsen fernen Bereich des Lichts einfällt, welches auf die Objektivlinse fällt, und der in dem Abschnitt entsprechend dem Zwischenbereich eines Lichtausbreitungsbereiches der Ob­ jektivlinse vorgesehen ist, welche eine optimale Krümmung und einen optimalen asphäri­ schen Koeffizienten sowohl für die dicke als auch dünne Disk aufweist;
Bereitstellung einer zweiten Form (1001) korrespondierend zur ersten Form;
Anbringung der ersten und der zweiten Form in einer Linsenformgebungsvorrichtung; und
Ausformen einer Linse durch Einspritzen von Linsenmaterial (1100) zwischen die erste und die zweite Form.
20. Verfahren zur Herstellung einer Obvjektivlinsenvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Linsenformgebungsvorrichtung ein Druckformverfahren einsetzt.
21. Verfahren zur Herstellung einer Objektivlinse nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Linsenformgebungsvorrichtung ein Hochdruckeinspritzverfahren einsetzt.
22. Verfahren zur Herstellung einer Objektivlinse nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtsteuervorrichtungsausbildungsabschnitt (103, 103a, 103b) zumindest zwei Formen aufweist, die aus folgender Gruppe ausgewählt sind: eine abgestufte Form, eine Keilform, eine unregelmäßige Form und eine geringfügig unre­ gelmäßige Form infolge von Korrosion.
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