DE3404445A1

DE3404445A1 - Optische aufzeichnungs-/wiedergabevorrichtung

Info

Publication number: DE3404445A1
Application number: DE19843404445
Authority: DE
Inventors: Kiichi Hachioji Tokio/Tokyo Kato; Nobuhide Hachioji Tokio/Tokyo Matsubayashi; Masaharu Tokio/Tokyo Sakamoto
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1983-02-10
Filing date: 1984-02-08
Publication date: 1984-08-16
Also published as: JPS59146459A; US4607359A; JPH0687316B2; DE3404445C2

Description

Optische Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung

Die Erfindung betrifft eine optische Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, d.h. zur optischen Aufzeichnung von Informationen auf einem Aufzeichnungsmedium und zur Wiedergabe der aufgezeichneten Information.

In einer herkömmlichen optischen Aufzeichnungs-/Wiedergabe vorrichtung, die mittels Laserstrahlen Informationen aufzeichnet und wiedergibt, wird die Spursteuerung dadurch ermöglicht, daß zwei oder mehr Strahlpunkte auf einem Aufzeichnungsmedium gebildet werden und reflektierte Lichtstrahlen von den beiden Strahlpunkten einem Detektor zugeführt werden, wodurch der Quantitätsunterschied der reflektierten Strahlen ermittelt wird. Fig. 1 zeigt ein optisches System einer herkömmlichen optischen Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung mit einer Laserlichtquelle 1, einer Kollimatorlinse 2, einem Beugungsgitter 3, einem Polarisationsstrahlteiler 4, einem Λ/4-Plättchen 5, einer Objektivlinse 6, einer Sammellinse 7 und einem dreigeteilten Detektor 8. Ein von der Laserlichtquelle 1

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ausgesendeter Lichtstrahl wird durch die Kollimatorlinse2 in einen parallelen Lichtstrahl verwandelt und dann auf das Beugungsgitter 3 projeziert. Der auf das Beugungsgitter 3 einfallende Lichtstrahl wird in einem entlang der optischen Achse des optischen Systems verlaufenden Hauptstrahl 9A und in mindestens zwei Hilfsstrahlen 9B und 9C aufgeteilt, die in einem bestimmten Winkel zur optischen Achse ausgerichtet sind. Die Strahlen werden jeweils einzeln auf den Polarisationsstrahlteiler 4 projeziert.

Die auf den Strahlteiler 4 einfallenden Strahlen, der Hauptstrahl 9A und die beiden Hilfsstrahlen 9B und 9C, werden P-polarisiert projeziert, durchlaufen den Strahlteiler 4 und werden auf das Λ/4-Plättchen 5 gelenkt. Danach werden der Hauptstrahl 9A und die beiden Hilfsstrahlen 9B und 9C auf die Objektivlinse 6 projeziert und gelangen als konvergierende Strahlen auf eine Informationsspur 11 einer als Aufzeichnungsmedium vorgesehenen Platte 10.

Der Hauptstrahl 9A und die beiden Hilfsstrahlen 9B und 9C₁ werden durch die Plattenoberfläche reflektiert und wieder über die Objektivlinse"6 und das .Ί/4-Plättchen 5 auf den Strahlteiler 4 projeziert. Der Hauptstrahl 9A und die beiden Hilfsstrahlen 9B und 9C sind S-polarisiert nachdem sie einmal durch das /I /4-Plättchen gedreh.t worden sind und werden dann durch den Strahlteiler 4 reflektiert und auf die Sammellinse 7 gelenkt. Danach werden die Strahlen 9A, 9B und 9C durch die Sammellinse 7 auf die lichtempfindlichen]Oberflächen 8A, 8B und 8C des Detektors 8 fokussiert.■Die auf der Platte 10 aufgezeichnete Information wird hauptsächlich aus dem Hauptstrahl 9A gewonnen, der auf der lichtempfindlichen Oberfläche 8A zur Konvergenz gebracht wird, während sich die Spurinformation aus den beiden Hilfsstrahlen 9B und 9C ergibt, die auf den lichtempfindlichen Flächen 8B und 8C zur Konver

τ *

genz gebracht werden.

Fig. 2 zeigt eine flächenhafte Darstellung der jeweiligen Strahlpunkte von Haupt- und Hilfsstrahlen, die auf der Platte zur Konvergenz gebracht werden. In Fig. 2 bezeichnet die Zahl 21 einen zum Hauptstrahl 9A gehörenden Strahlpunkt, und die Zahlen 22 und 23 kennzeichnen die entsprechenden Strahlpunkte der Hilfsstrahlen 9B und 9C. Falls die auf der Platte IO zur Konvergenz gebrachten Laserstrahlen keinen Spurfehler aufweisen, trifft der Hauptstrahl 9A auf den Markierungen 24 mittig auf und die Hilfsstrahlen 9B und 9C treffen auf die Kanten der entsprechenden Markierungen 24. Demnach ist die Intensität des von den Strahlpunkten 22 und 23 reflektierten Lichtes gleich.

Falls die Laserstrahlen Spurfehler aufweisen, trifft der Hauptstrahl 9A die Markierungen 24 nicht mehr mittig und die Hilfsstrahlen 9B und 9C treffen nicht mehr genau auf die Kanten der Markierungen 24. Dadurch ist die Intensität des reflektierten Lichtes unterschiedlich. Demzufolge lassen sich Spurinformationen gewinnen, indem der Unterschied der Quantitäten des von den Hilfsstrahlen 9B und 9C reflektierten Lichtes mittels der lichtempfindlichen Oberflächen 8B und 8C des Detektors 8 ermittelt wird.

Um die Spurinformationen zu erhalten, müssen daher die zueinander winkeligen Hilfsstrahlen 9B und 9C unabhängig voneinander auf den lichtempfindlichen Oberflächen 8B und 8C des Detektors 8 zur Konverganz gebracht werden. Dazu QQ ist es notwendig, daß der Abstand der Brennpunkte der Hilfsstrahlen 9B und 9C groß genug und den Ausmaßen des Detektors 8 angepaßt ist.

Nach dem Stand der Technik ist es jedoch nötig, die Brennqc weite des Sammellinse 7 zu vergrößern, falls der von den

Hilfsstrahlen 9Β und 9C eingeschlossene Winkel sehr klein ist. Folglich verlängern sich die Wege der Lichtstrahlen und verhindern damit eine Verkleinerung des optischen Systems.

Bezeichnet man die Gitterkonstante des Beugungsgitters 3 mit D und die Wellenlänge der Laserlichtquelle 1 mit λ , so ergibt sich für den von den Hilfsstrahlen 9B und 9C eingeschlossenen Winkel©

B = arc sin (A/D) ₍₁.

Bezeichnet man den Abstand der lichtempfindlichen Oberflächen 8B und 8C des Detektors 8 mit d (konstant) und die Brennweite der Sammellinse 7 mit f, so ergibt sich folgende Gleichung:

d = f · β (2)

Aus Gleichung (2) ist ersichtlich, daß die Brennweite f der Sammellinse 7 vergrößert werden muß, damit die Lichtstrahlen weiterhin auf die lichtempfindlichen Oberflächen 8B und 8C treffen, falls der von den Hilfsstrahlen 9B und 9C eingeschlossene Winkel θ sehr klein ist. Diese Bedingung stellt für die Verkleinerung des optischen Systems eine ernstzunehmende Behinderung dar.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist somit, eine optische Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die einen passenden Abstand der Konvergenzpunkte der auf einem Detektor zur Konvergenz gebrachten Strahlen gewährleistet und es ermöglicht, das optische System zu verkleinern.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden

Merkmale des Anspruchs 1.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt eine optische Aufzeichnungs-ywiedergabevorrichtung dar, die aus einem Lichtbrechungselement besteht, das zwischen einem Polarisationsstrahlteiler und einer Sammellinse angeordnet ist, und dazu dient, die Lichtstrahlen aus dem Strahlteiler zu brechen und damit den von den Lichtstrahlen eingeschlossenen Winkel zu vergrößern. Das.Lichtbrechungselement hat eine Einfallsoberfläche,auf die die polarisierten Lichtstrahlen projeziert werden und eine Abstrahloberfläche, die mit der Einfallsoberfläche einen bestimmten Winkel einschließt. Die das Lichtbrechungselement' durchdringenden Lichtstrahlen treffen unter einem Einfallswinkel auf die Abstrahlfläche, der ein wenig kleiner ist als der Grenzwinkel der Totalreflexion.

Der Abstand der Punkte, auf die die Lichtstrahlen auf dem Detektor zur Konvergenz gebracht werden, läßt sich dadurch vergrößern, daß der von den Lichtstrahlen eingeschlossene Winkel durch das Lichtbrechungselement aufgeweitet wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann daher der Abstand der Auftreffpunkte der Lichtstrahlen auf den Detektor genügend groß vorgesehen sein, ohne daß dazu die Brennweite der Sammellinse entsprechend verlängert werden muß. Damit ist es möglich, das optische System zu verkleinern.

Die Unteransprüche habe vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt. Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und drei Ausführungsformen anhand der Zeichnungen.

Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines optischen

X- /ο -

Systems des gattungsgemäßen Standes der Tech

nik;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Auftreffpunkte der auf einem Aufzeichnungsmedium zur

Konvergenz gebrachten Strahlen;

ι
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer ersten Aus-

führungsfprm der Erfindung;
10

Fig. 4 bis 9 charakteristische Daten eines Lichtbrechungselementes', das in einer Ausführungsform der Erfindung verwendet wurde;

Fig. 4 Strahlen gänge durch das Lichtbrechungselement;

Fig. 5 eine Kurve, die den Ausfallswinkel als Funktion des Einfallswinkels darstellt;

Fig. 6 eine Kurve, die den Gradienten.des Ausfallswinkels nach dem Einfallswinkel als Funktion des Einfallswinkels darstellt;

Fig. 7 eine Kurve, die die Reflektivität des auf dieAbstrahloberfläche einfallenden Lichtes als Funktion des Einfallswinkels darstellt;

Fig. 8 die gleichen funktionalen Zusammenhänge wie Fig. 7, wobei jedoch auf die Abstrahloberfläche des

Lichtbrechungselementes ein elektrischer Interferenzfilm aufgebracht wurde;

Fig. 9 eine Kurve, die den Zusammenhang zwischen Einfallswinkel und dem Verhältnis der Strahlquer-

schnitte vor dem Eintritt in das Lichtbrechungselement und nach dem Austritt aus dem Lichtbrechungselement veranschaulicht;

Fig. 10 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 11, 13 und 14 schematisch dargestellte Auftreffpunkte von auf einem Aufzeichnungsmedium zur Konvergenz gebrachten Strahlen;

Fig. 12 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der Erfindung.

Die Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 3 ist mit einer Strahlaussendevorrichtung 30, die eine Laserlichtquelle 32 enthält, einer Kollimatorlinse 34, die das von der Laserlichtquelle 32 ausgesendete Licht in einen parallelen Lichtstrahl verwandelt und einem Beugungsgitter 36, mit dem der parallele Lichtstrahl in eine Mehrzahl von, z.B. drei, Lichtstrahlen aufgeteilt wird,ausgerüstet. Der parallele, auf das Beugungsgitter 36 einfallende Lichtstrahl wird in einen Hauptstrahl 4OA zur Informationsaufzeichnung und -wiedergabe und zwei Hilfsstrahlen 4OB und 4OC für die Spursteuerung aufgespalten. Der Hauptstrahl breitet sich entlang der optischen Achse 38 des optischen Systems aus, die Ausbreitungsrichtung der beiden Hilfsstrahlen bildet mit der optischen Achse einen kleinen spitzen Winkel. Der Hauptstrahl 4OA und die Hilfsstrahlen 40B und 40C werden auf einen Polarisator 46 gelenkt, der einen Polarisationsstrahlteiler 42 und ein A/4 -Plättchen 44 enthält. Dann wird der Hauptteil 4OA und die Hilfsstrahlen 40B und 40C auf eine Objektivlinse 48 projeziert und dadurch auf einerlnformationsspur 52 einer Platte 50 als Aufzeichnungsmedium zur Konvergenz gebracht.

Die auf der Platte 50 zur Konvergenz gebrachten Strahlen

4OA, 40B und 40C werden von der Plattenoberfläche reflektiert und über die Objektivlinse 48 und das Λ/4-Plättchen 44 wieder zu dem Strahlteiler 42 geschickt. Beim Durchgang durch das λ/Α -Plättchen 44 wird die Polarisations-

ebene der Strahlen u,m 90 gedreht, so daß die Strahlen durch den Strahlteiler 42 reflektiert und auf ein rechtwinkliges Prisma 54,einem Lichtbrechungselement, geworfen werden. Das rechtwinklige Prisma 54 bricht die einzelnen Strahlen, so jdaß der Winkel zwischen den Hilfsstrahlen 4OB und 4OC aufgeweitet wird. Hauptstrahl 4OA und die Hilfsstrahlen 4OB urid 4OC, die aus dem Prisma 54 abgestrahlt werden, gelangen zu der Sammellinse 56, und werden durch diese auf den lichtempfindlichen Flächen 6OA, 6OB und 6OC des Detektors 58 zur Konvergenz gebracht. Die auf der Platte 50 aufgezeichneten Informationen werden hauptsächlich durch den H^auptstrahl 4OA erfaßt, der auf die lichtempfindliche Fläche 6OA fokussiert wird, während die Spurinformationen diirch die Hilfsstrahlen 4OB und 4OC, die auf die entsprechenden lichtempfindlichen Flächen 6OB und 60 C fokussiert werden,erfaßt werden.

Es folgt eine genaue Beschreibung des Prismas 54. Gemäß Fig. 4 hat das Prisma 54 eine Einfallsoberfläche 62, auf die die durch den Strahlteiler 42 polarisierten Strahlen projeziert werden und eine Abstrahloberfläche 64, die mit der Einfallsoberfläche 62 einen Winkel** einschließt. Das Prisma 54 ist so angeordnet, daß die optische Achse des optischen Systems senkrecht auf der Einfallsoberfläche 62 steht. Fig. 4 zeigt die Strahlengänge der Hilfsstrahlen 40B und 40C, die das Prisma 54 durchlaufen und deren Ausbreitungsrichtungen jeweils einen kleinen spitzen Winkel mit der optischen Achse des optischen Systems einschließen. Bezeichnet man die Einfallswinkel unter denen die entsprechenden Hilfsstrahlen 40B und 40C auf die Einfallsoberfläche 62 projeziert werden mit il undjl, die Ausfallswinkel mit

i2 und j2,den Brechungsindex des Prismas 54 mit η (n> 1,0) und setzt den Brechungsindex von Luft = 1,0, so ergeben sich folgende Gleichungen:

1,0 · sin il = η · sin i2 (3)

1,0 . sin jl = η · sin j2 (4)

Bezeichnet man auch die Einfallswinkel unter denen die, das Prisma 54 durchlaufenden Hilfsstrahlen 40B und 40C auf die Abstrahloberfläche 64 projeziert werden, mit i3 und j3 und die Ausfallswinkel unter denen die Hilfsstrahlen 40B und 4OC von der Abstrahloberfläche 64 abgesendet werden mit i4 und j4, so ergeben sich folgende Gleichungen:

1,0 * sin i4 = η · sin i3 (5)

1,0 · sin j4 = η » sin j3 (6)

Falls die Einfallswinkel il und jl klein sind und gilt sin il = il und sin jl = jl so ergibt sich aus den Gleichungen (3) und (4):

il = η t sin i2 (7)

jl = η . sin j2 (8)

Für die Einfallswinkel i3 und j 3 gelten die Ausdrücke:

i3 = ot - i2 (9)

j3 =0L - J2 (10)

Da es zum Durchgang der Hilfsstrahlen 40B und 40C durch die Abstrahloberfläche 64 notwendig ist, daß die Einfallswinkel i3 und j 3 kleiner sind als der Grenzwinkel der Totalreflektion &C = arc sin (l/n), lassen sich die Ausfallswinkel i4 und j4 folgendermaßen ausdrücken:

i4 = arc sin (η · sin (ος - il/n) ) (11)

j4 = arc sin (n . sin (of - jl/n)) (12)

Falls der von den Hilfsstrahlen 4OB und 40C, die auf das Prisma 54 auftreffen, eingeschlossene Winkel ei = 0,8° ist, und falls der Brechungsindex des Prismas 54 η = 1,51 und der durch das Prisma aufgespannte Winkelet = 41,o° ist, dann ergibt sich für die Einfallswinkel il und jl:

il = 0,4P

Jl=- 0,4°

Für die Ausfallswinkel i4 und j4 der das Prisma 54 durchlaufenden Hilfsstrahlen 40B und 40C ergibt sich nach den Gleichungen (11) und (12):

1
i4 = 8O,JL9° (13)

j4 = 84,42° (14)

Folglich ergibt sich für den Winkel 9 2, den die beiden Hilfsstrahlen 40B und 40C nach dem Durchgang durch das Prisma 54 einschließen:

Θ2 = j4 - i4 = 4,63° (15)

Dieser Winkel Θ2 ist'ungefähr 5,8mal so groß wie der Winkel Θ1 der Strahlen vor dem Eintritt. Falls die Werte von Öl und Θ2 in Gleichung (2) eingesetzt werden, ergibt sich eine um das 1/5,8-fache reduzierte Brennweite f, vorausgesetzt der Abstand d zwischen den Strahlpunkten der Hilfsstrahlen 4OB und 4OC auf den lichtempfindlichen Flächen 6OB und 6OC des Detektors 58 ist konstant. Damit läßt sich eine Verkleinerung des optischen Systems durchführen.

Der Winkeioc,, den das Prisma 54 aufspannt, der Winkel, der

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von der Einfallsoberfläche 62 und von der Abstrahloberfläche 64 eingeschlossen wird, ist ein wenig kleiner als der Grenzwinkel der Totalreflektion 0C. In Fig. 5 ist für die am Prisma 54 auftretenden Winkel der Ausfallswinkel über dem Einfallswinkel aufgetragen, während in Fig. 6 der Gradient des Ausfallswinkels über dem Einfallswinkels aufgetragen ist, wobei der Einfallswinkel von j/bis 2° variiert. Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß sich bei einer Verkleinerung der Einfallswinkel il und jl der auf das Prisma 54 .einfallenden Hilfsstrahlen 40B und 40C die Ausfallswinkel i4 und j4 entsprechend vergrößern. Aus Fig. ist darüber hinaus ersichtlich, daß der Gradient di4/dil steiler wird, wenn die Einfallswinkel il und jl gegen 0^e gehen. Anders ausgedrückt, die Ausfallswinkel i4 und j4 lassen sich aufweiten, indem die Einfallswinkel il und jl 0° angenähert werden. Damit kann der von den Hilfsstrahlen 4OB und 4OC eingeschlossene Winkel Θ2, der sich zum Zeitpunkt der Abstrahlung ergibt, gegenüber dem Winkel Θ1, der sich zum Zeitpunkt der Einstrahlung ergibt, aufgeweitet werden.

Aus Fig. 7 ist ersichtlich, daß die Reflektivität R der Abstrahloberfläche 64 des Prismas 54 sich plötzlich vergrößert, wenn sich die Einfallswinkel i3 und j 3 der Hilfsstrahlen 4OB und 4OC jenseits des Einfallswinkels ΘΒ, für den die Reflektivität 0 wird (blue-star-Winkel), dem Grenzwinkel der Totalreflektion 0C annähern. Wie aus der Kurve R_ deutlich wird, verstärkt sich der Intensitätsverlust der Strahlen besonders für den Fall der S-PoIa- risation. Um daher den, von dem Prisma 54 ausgehenden Hilfsstrahlen 4OB und 4OC eingeschlossenen Winkel Θ2 aufzuweiten und den Intensitätsverlust der Strahlen zu verringern, ist in der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung die Abstrahloberfläche 64 des Prismas 54 mit einem dielektrischen Interferenzfilm 66 beschichtet, der die Reflektivität R verringert. Der dielektrische Film 66 ist

aus verschiedenen Schichten aufgebaut, die abwechselnd aus einem starkbrechenden Material mit einem Brechungsindex von nl = 2,2, z.B. TiO₂, und einem schwachbrechenden Material mit einem Brechungsindex von n2 = 1,46, z.B. SiO₉ bestehen. In Fig. 8 ist die Reflektivität über dem Einfallswinkel für den Fall aufgetragen, bei dem die Abstrahloberfläche 64 des Prismas 54 mit dem dielektrischen Interferenzfilm 66 beschichtet ist. In Fig. 8 repräsentiert die Kurve /1 den Fall eines 5-lagigen Interferenzfilmes und die Kurve -ti den Fall eines aus 7 Schichten bestehenden Filmes. Aus Fig. 8 ist ersichtlich, daß der Winkel, für den die Reflektivität der Abstrahloberfläche 64 Null wird, dem Grenzwinkel der Totalreflektion angenähert werden kann, wenn die Abstrahloberfläche 64 mit einem dielektrischen Interferenzfilm beschichtet wird. Daher können die Hilfsstrahlen 40B und 40C das Prisma 54 durchlaufen, ohne an der Abstrahloberflache 64 reflektiert zu werden, obwohl sie mit spitzeren Einfallswinkeln il und jl auf das Prisma 54 projeziert werden als für den Fall, bei dem die Ab-Strahloberfläche 64 nicht mit dem dielektrischen Film 66 beschichtet ist. Damit läßt sich der von den Hilfsstrahlen 4OB und 40C eingeschlossene Winkel Θ2 weiter vergrößern und der Intensitätsverlust der Strahlen verhindern. Falls der auf das Prisma 54 einfallende Strahl P-polarisiert ist, wird der dielektrische Interferenzfilm 66 derart ausgebildet, daß die erste Schicht auf der Abstrahloberfläche 64 aus dem starkbrechenden Material besteht. Falls der einfallende Strahl Sl-polarisiert ist, wird der dielektrische Interferenzfilm 66 so ausgebildet, daß die erste

gg Schicht auf der Abstrahloberfläche 64 aus einem schwachbrechenden Material besteht.

In der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung wird das Prisma 54 zwischen dem Polarisationsstrahlteiler 42 und der Sammellinse 56 angeordnet, so daß das Prisma 54 den von den Hilfsstrahlen 40B und 4OC eingeschlossenen

Winkel aufweitet. Damit kann der Abstand der Punkte, auf den die Hilfstrahlen 4OB und 4OC auf dem Detektor 58 durch die Sammellinse 56 fokussiert werden, vergrößert werden. Folglich kann der Abstand zwischen den Strahlpunkten der Hilfsstrahlen genügend groß gemacht werden, ohne die Brennweite der Sammellinse 56 zu verlängern. Dies erlaubt die Verkleinerung des optischen Systems. Ein zusätzlicher Effekt der vorliegenden Ausführungsform besteht darin, daß die Vergrößerung eines Abbildes auf dem Detektor 8 im Vergleich zu dem Urbild auf der Plattenoberfläche erhöht wird. Angenommen die entsprechenden Durchmesser des Hilfsstrahles 4OC seien vor dem Eintritt, im Prisma 54 und nach der Abstrahlung a, b und c, die entsprechenden Brennweiten der Objektivlinse 48 und der Sammellinse 56 seien fl und f2, und für den Fall, daß der durch das Prisma 54 abgespannte Winkelte»und der Einfallswinkel il die Werte OC= 41,0° und il = 0,4° annehmen, ergibt sich der folgende Zusammenhang:

Il -JL · - ^f2^a de)

f_x b c

Falls der Einfallswinkel il so klein ist, daß die Näherung cos il = cos x2 = 1 erfüllt ist, sind wegen der Gleichung

a/cos il = b/cos i2 die Strahlendurchmesser a und b gleich 25

groß. Folglich ergibt sich für den Strahldurchmesser C:

C = (cos i4/cos il)a (17)

Damit ergibt sich für das Verhältnis der Strahlendurchmesser des ausfallenden und des einfallenden Strahles, der Vergrößerung, der Ausdruck

a/c = cos il/cos (arc sin (n · sin fot-il/n) )] (18)

Für den Fall, daß der von dem Prisma 54 aufgespannte

Winkel« der Grenzwinkel der Totalreflektion ist, ist die Beziehung zwischen dem Einfallswinkel und der sich ergebenden optischen Vergrößerung in Fig. 9 dargestellt. Aus Fig. 9 ist ersichtlich, daß die Vergrößerung der Hilfsstrahlen 4OB und 4OC umso stärker ist, je kleiner der Einfallswinkel il ist.

Die vorliegende Erfindung bleibt nicht auf die Ausführungsform gemäß Fig. 3 beschränkt. Innerhalb des Schutzumfanges der Erfindung können zahlreiche Modifizierungen durchgeführt werden.

Beispielsweise kann die Erfindung in einer optischen Mehrstrahlvorrichtung, wie sie in Fig. 10 gezeigt ist, angewendet werden. Diese Ausführungsform hat eine Strahlaussendevorrichtung 30 mit einem Lasergerät 70 und einer Kollimatorlinse 72. Das Gerät 70 hat drei in einer Reihe angeordnete Austrittspunkte für Laserlicht und sendet Lichtstrahlen zur Informationsaufzeichnung oder Informationsaufzeichnung/-Wiedergabe aus, wobei die Ausbreitungsrichtungen der Lichtstrahlen ein wenig unterschiedliche Winkel einschließen. Die Lichtstrahlen aus diesen Austrittspunkten durchlaufen den Polarisator 46 und werden, wie in Fig. 11 gezeigt, durch die Objektivlinse 48 auf die drei Spuren der Platte 50 fokussiert. Von der Platte 50 werden sie reflektiert, durchlaufen die Linse 48, Element 46, ein Prisma 54 und eine Sammellinse 56 und werden auf die entsprechenden Detektoren 74A, 74B und 74C fokussiert.

Weiterhin kann die vorliegende Erfindung in einer optischen Zweistrahlvorrichtung, wie sie in Fig. 12 gezeigt ist, angewendet werden. Diese Ausführungsform hat eine Strahlaussendevorrichtung 30 mit einem ersten Laser 76, einer Kollimatorlinse 78, einem halbdurchlässigen Spiegel 80, einem zweiten Laser 82, eine: Kollimatorlinse 84 und einem Spiegel 86. Die Vorrichtung 30 sendet Lichtstrahlen

aus, die einen kleinen Winkel miteinander einschließen. Diese Lichtstrahlen durchlaufen einen Polarisator 46. Sie werden durch eine Objektivlinse 48 gemäß Fig. 13 auf dieselbe Spur der Platte 50 oder gemäß Fig. 14 auf zwei benachbarte Spuren der Platte 50 fokussiert. Von der Platte 50 werden sie reflektiert, durchlaufen die Linse 48, Element 46, ein Prisma 54 und eine Sammellinse und werden auf die entsprechenden Detektoren 88A und 88B fokussiert. 10 Die Ausführungsformen nach Fig. 10 und 12 ermöglichen die gleichen Effekte wie die Ausführungsform nach Fig.

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Claims

Patentansprüche

Optische Aufzeichnungs-ZWiedergabevorrichtung zur Informationsaufzeichnung auf einem Aufzeichnungsmedium und Wiedergabe der aufgezeichneten Information, bestehend aus einem optischen System mit Strahlaussendevorrichtungen zum Aussenden von mindestens zwei Lichtstrahlen, deren Richtungen einen kleinen Winkel einschließen,

einemKondensorelement, um die Lichtstrahlen auf zwei etwas voneinander getrennte Punkte auf dem Aufzeichnungsmedium zu sammeln,

Vorrichtungen zum Polarisieren der von dem Aufzeichnungsmedium reflektierten Lichtstrahlen in vorbestimmte Richtungen,

einemSammelelement zur Fokussierung der polarisierten Lichtstrahlen und eine Detektorvorrichtung zum Nachweis der durch das Sammelelement fokussierten Lichtstrahlen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lichtbrechungselement (54)

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zwischen der Vorrichtung zum Polarisieren (46)und dem Sammelelement

(56) angeordnet und so angepaßt ist,daß die von der Vorrichtung zum Polarisieren kommenden Lichtstrahlen gebrochen werden und damit der von den Lichtstrahlen eingeschlossene Winkel vergrößert wird, daß das Lichtbrechungselement

eine Einfallsoberfläche (62), auf welche die polarisierten Lichtstrahlen projeziert werden, und eine Abstrahloberfläche (64) aufweist, die mit der Einfallsoberfläche einen bestimmten Winkel einschließt, so daß durch clas Lichtbrechungselement hindurchgehende Lichtstrahlen mit einem Einfallswinkel auf die Abstrahloberfläche projeziert werden, der ein wenig kleiner als der Grenzwinkel der Totalreflektion ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtbrechungselement so angeordnet ist, daß die Einfajlsoberflache (62) im rechten Winkel zur optischen[Achse (38) des optischen Systems zu liegen kommt,'und daß der von der Einfallsoberfläche ^un(3 der Abstrahloberfläche (64) eingeschlossene Winkel ein wenig spitzer als der Grenzwinkel der Totalreflektion ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtbrechungselement (54) eine Vorrichtung zur Verhinderung von Reflexionen (66) beinhaltet, um zu verhindern, daß die Lichtstrahlen von der Abstrahloberfläche zurückreflektiert werden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Verhinderung von Reflexionen (66) ein dielektrischer Interferenzfilm (66) ist, der aus mehreren folienartigen Schichten aufgebaut ist, wobei die Schichten abwechselnd aus Materialien mit hohen und niedrigen Reflexionskoeffizienten bestehen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlaussendevorrichtung (30) eine Laserlichtquelle (32), eine Kollimatorlinse (34), die den von der Laserlichtquelle ausgesendeten Lichtstrahl in einen parallelen Lichtstrahl verwandelt, und ein Teilereiemt (36) beinhaltet, das den paralleln Lichtstrahl in einen Hauptstrahl (4OA) zur Informationsaufzeichnung und -wiedergabe und mindestens zwei Hilfsstrahlen (4OB, 40C) zur Spursteuerung aufteilt, wobei der Hauptstrahl entlang der optischen Achse (38) des optischen Systems verläuft, und die Hilfsstrahlen in Richtungen ausgesendet werden, die jeweils einen kleinen Winkel mit der optischen Achse einschließen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlaussendevorrichtung (30) ein Lasergerät (70) mit mindestens zwei linear angeordneten Strahlenaustrittsöffnungen aufweist, wodurch mindestens zwei Lichtstrahlen zur Informationsaufzeichnung und/ oder -wiedergabe in Richtungen ausgesendet werden

, können, die jeweils einen kleinen spitzen Winkel einschließen, und daß sie eine Kollimatorlinse (72) aufweist, um die von dem Lasergerät ausgesendeten Lichtstrahlen in parallele Lichtstrahlen zu verwandeln.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlaussendevorrichtung (30) eine erste Lichtstrahl aussendevorrichtung die einen Lichtstrahl entlang der optischen Achse des optischen Systems aussendet, und eine zweite Lichtaussendevorrichtung, die einen Lichtstrahl in einem spitzen Winkel zur optischen Achse des optischen Systems aussendet, beinhaltet.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Lichtstrahlaussendevorrichtung eine

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Laserlichtquelle (76), eine Kollimatorlinse (78), die den von der ersten Laserlichtquelle ausgesendeten Lichtstrahl in einen parallelen Lichtstrahl verwandelt, einen halbdurchlässigen Spiegel (80), der zwischen der Kollimatorlinse ^nd dem Polarisator (46) angeordnet ist und der für die von der ersten Laserlichtquelle ausgesendeten Lichtstrahlen durchlässig ist, beinhaltet, und eine zwei te Lichtstrahlaussendevorrichtung, die eine zweite Laserlichtquelle (82), eine Kollimatorlinse (84), die den von der zweiten Laserlichtquelle ausgesendeten Lichtstrahl in einen parallelen Lichtstrahl verwandelt, und einen Spiegel (86), der den parallelen Lichtstrahl zu dem halbdurchlässigen Spiegel lenkt, beinhaltet, wobei der von dem Spiegel reflektierte parallele Lichtstrahl von dem halbdurchlässigen Spiegel in eine Richtung gelenkt wird, die einen kleinen spitzen Winkel mit der Achse des optischen Systems einschließt.