DE3404445C2

DE3404445C2 - Optische Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung

Info

Publication number: DE3404445C2
Application number: DE3404445A
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: 1985-08-08
Also published as: JPS59146459A; JPH0687316B2; US4607359A; DE3404445A1

Abstract

Eine optische Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung ist mit einer Strahlaussendevorrichtung (30) ausgerüstet, mit der es möglich ist, mindestens zwei Lichtstrahlen in Richtungen auszusenden, die einen kleinen spitzen Winkel einschließen. Die Lichtstrahlen werden durch ein Sammelelement (48) auf zwei ein wenig unterschiedliche Punkte auf der Platte (50) fokussiert und von der Platte reflektiert. Die Lichtstrahlen werden durch einen Polarisator (46) polarisiert und gelangen zu einem Prisma (54). Das Prisma bricht die aus dem Polarisator kommenden Lichtstrahlen, so daß der von den Lichtstrahlen eingeschlossene Winkel aufgeweitet wird. Die gebrochenen Lichtstrahlen werden durch eine Sammellinse (56) auf einen Detektor fokussiert.

Description

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-/Wiedergabevorrichtung, die mittels Laserstrahlen Informationen aufzeichnet und wiedergibt, wird die Spurensteuerung dadurch ermöglicht, daß zwei oder mehr Strahlpunkte auf einem Aufzeichnungsmedium gebildet

bo 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 /ί/4-Plättchen 5, einer Objektivlinse 6, einer Sammellinse 7 und einem dreige-

teilten Detektor 8. Ein von der Laserlichtquelle I ausgesendeter Lichtstrahl wird durch die Kollimatorlinse 2 in einen parallelen Lichtstrahl verwandelt und dann auf das Beugungsgitter 3 projeziert. Der auf des Beugungsgitter 3 einfüllende Lichtstrahl wird in einem entlang der optischen Achse des optischen Systems verlaufenden Hauptstrahl 9A und in mindestens zwei Hilfsstrahlen 9ß 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 95 und 9C, werden P-polaris>ert projeziert, durchlaufen den Strahlteiler 4 und werden auf das A/4-Plättchen 5 gelenkt Danach werden der Hauptstrahl 9A und die beiden Hilfsstrahlen 9ß und 9C auf die Objektivlinse 6 projeziert und gelangen als konvergierende Strahlen au^f eine Informationsspur 11 einer als Aufzeichnungsmedium vorgesehenen Platte 10.

Der Hauptstrahl 9A und die beiden Hilfsstrahlen 95 und 9C werden durch die Plattenoberfläche reflektiert und wieder über die Objektivlinse 6 und das -i/4-Plättchen 5 auf den Strahlteiler 4 projeziert. Der Hauptstrahl 9/. und die beiden Hilfsstrahlen 9ßund 9Csind S-polarisiert nachdem sie einmal durch das /ί/4-Plättchen gedreht 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 SA, SB und 8C des Detektors 8 fokussiert Die auf der Platte 10 aufgezeichnete Information wird hauptsächlich aus dem Hauptstrahl'9/4 gewonnen, der auf der lichtempfindlichen Oberfläche SA zur Konvergenz gebracht wird, während sich die Spurinformation aus den beiden Hilfsstrahlen 9B und 9C ergibt, die auf den lichtempfindlichen flächen SB und SC zur Konvergenz gebracht werden.

F i g. 2 zeigt eine flächenhafte Darstellung der jeweiligen Strahlpunktc von Haupt- und Hilfsstrahlen, die auf der Platte zur Konvergenz gebracht werden. In F i g. 2 bezeichnet die Zahl 21 einen zum Hauptstrahl 9A gehörenden Strahlpunkt, und die Zahlen 22 und 23 kennzeichnen die entsprechenden Strahlpunkte der Hilfsstrahlen 9ß und 9C. Falls die auf der Platte 10 zur Konvergenz gebrachten Laserstrahlen keinen Spurfehler aufweisen, trifft der Hauptstrahl 9A auf den Markierungen 24 mittig auf und die Hilfsstrahlen 9ß und 9Ctreffen auf die Kanten eier 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 9ß 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 9ß und 9C reflektierten Lichtes miitels der lichtempfindlichen Oberflächen 8ß und 8Cdes Detektors 8 ermittelt wird.

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

Nach dem Stand der Technik ist es jedoch nötig, die Brennweite der Sammellinse 7 zu vergrößern, falls der von den Hilfsstrahlen 9ß 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 A, so ergibt sich für den von den Hilfsstrahlen 9ß und 9C eingeschlossenen Winkel θ

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

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

Die Erfindung geht von einer optischen Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung aus, wie sie aus der älteren Anmeldung DE-OS 32 27 654 bekannt ist. Die aus dieser Druckschrift bekannte Vorrichtung entspricht im wesentlichen dem zuvor geschilderten Stand der Technik, wobei zusätzlich zwischen dem Polarisationsstrahlteiler 4 und der Sammellinse 7 eine plankonvexe Linse also ein Lichtbrechungselement angeordnet ist. Diese plankonvexe Linse hat die Funktion einen Strahlenastigmatismus zu bewirken wodurch Fokussierungsfehler erkannt werden und somit korrigiert werden können. Durch dieses Lichtbrechungselement wird somit die durch die Gleichung (2) gegebene Einschränkung nicht aufgehoben. Diese Einschränkung steht daher nach wie vor der Verkürzung der Strahlengänge und damit der Verkleinerung des optischen Systems entgegen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist somit, eine optische Aufzeichnungs-ZWiedergabevorrichtung 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 kennzeichenden Merkmale des Anspruchs 1.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt eine optische Aufzeichnungs-AViedergabevorrichtung dar, bei der zwischen einer Ablenkvorrichtung und einer Detektoreinrichtung ein Lichtbrechungselement derart angeordnet ist, daß es die Lichtstrahlen von der Ablenkvorrichtung bricht, wodurch die von diesen Lichtstrahlen eingeschlossenen Winkel vergrößert werden. Das Lichtbrechungselement hat eine Einf&llsoberfläche, auf die die von der der Ablenkvorrichtung kommenden 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 Abstrahloberfläche der ein wenig kleiner ist als der Grenzwinkel der Totalreflexion.

Damit ist der Winkel den die Lichtstrahlen miteinan-

der einschließen die das Lichtbrechungselement durchdrungen haben größer als der Winkel den die Lichtstrahlen miteinander einschließen die von Ablenkvorrichtung auf das Lichtbrechungselement projeziert werden. Bei einem konstanten Abstand der Auftreffpunkte der Lichtstrahlen auf der Detektorvorrichtung verkleinert sich folglich der Abstand zwischen dem Lichtbrcchungselement und der Detektorvorrichtung, wodurch sich eine Verkleinerung des optischen Systems ergibt. Gleichzeitig ist es möglich, den Abstand der Auftreffpunkte der Lichtstrahlen auf der Detektorvorrichtung genügend groß vorzusehen, ohne daß dadurch der Abstand zwischen der Detektorvorrichtung und dem Lichtbrechungselement entsprechend verlängert werden muß.

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

Es zeigt:

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines optischen Systems des gattungsgemäßen Standes der Technik; Fig. 2 eine schematischc Darstellung der Auftreffspalten. 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 40/4 und die Hilfsstrahlen 4OB und 4OC werden auf eine Ablenkvorrichtung 46 gelenkt, die einen Polarisationsstrahlteiler 42 und ein /ί/4-Plättchen 44 enthält. Dann wird der Hauptteil 4OA und die Hilfsstrahlen 405 und 4OC auf eine Objektivlinse 48 projeziert und

ίο dadurch auf einer Informationsspur 52 einer Platte 50 als Aufzeichnungsmedium zur Konvergenz gebracht.

Die auf der Platte 50 zur Konvergenz gebrachten Strahlen 40Λ, 40fl und 4OC 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 /ί/4-Plättchcn 44 wird die Polarisationsebene der Strahlen 90° gedreht, so daß die Strahlen durch den Strahheiler 42 reflektiert und auf ein rechtwinkliges Prisma 54, einem Lichtbrechungselement, geworfen werden. Das rechtwinklige Prisma 54 bricht die einzelnen Strahlen, so daß der Winkel zwischen den Hilfsstrahlen 40S und 40Caufgeweitet wird. Der Hauptstrahl 4OA und die Hilfsstrahlen 40S und 4OC, die aus dem Prisma 54 abgestrahlt werden,

punkte der auf einem Aufzeichnungsmedium zur Kon- 25 gelangen zu der Sammellinse 56, und werden durch die-

vergenz gebrachten Strahlen;

Fig.3 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

F i g. 4 bis 9 charakteristische Daten eines Lichtbrechungselementes, das in einer Ausführungsform der Erfindung verwendet wurde;

Fig.4 Strahlengänge durch das Lichtbrechungselement;

F i g. 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 Reaktivität des auf die Abstrahloberfläche einfallenden Lichtes als Funktion des Einfallswinkels darstellt;

Fig.8 die gleichen funktionalen Zusammenhänge wie F i g. 7, wobei jedoch auf die Abstrahloberfläche des Lichtbrechnungselementes ein elektrischer Interferenzfilm aufgebracht wurde;

F i g. 9 eine Kurve, die den Zusammenhang zwischen Einfallswinkel und dem Verhältnis der Strahlquerschnitte vor dem Eintritt in das Lichtbrechungselement und nach dem Austritt aus dem Lichtbrechnungseiement veranschaulicht;

Fig. 10 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsiorm 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 F i g. 3 ist mit einer Strahlaussendevorrichtung 30, die eine Laserse auf den lichtempfindlichen Flächen 60-4,60ß und 6OC des Detektors 58 zur Konvergenz gebracht. Die auf der Platte 50 aufgezeichneten Informationen werden hauptsächlich durch den Hauptstrahl 40-4 erfaßt, der auf die lichtempfindliche Fläche 60-4 fokussiert wird, während die Spurinformation durch die Hilfsstrahlen 40 ß und 40C, die auf die entsprechenden lichtempfindlichen Flächen 60S und 60Cfokussiert werden, erfaßt werden.
Es folgt eine genaue Beschreibung des Prismas 54.

Gemäß F i g. 4 hat das Prisma 54 eine Einfallsoberfläche 62, auf die die durch den Strahheiler 42 polarisierten Strahlen projeziert werden und eine Abstrahloberfläche 64, die mit der Einfallsoberfläche 62 einen Winkel a einschließt. Das Prisma 54 ist so angeordnet, daß die optische Achse des optischen Systems senkrecht auf der Einfallsoberfläche 62 steht. Fig.4 zeigt die Strahlcngänge der Hilfsstrahlen 4OB und 4OC 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 4OB und 40C auf die Einfallsoberfläche 62 projeziert werden mit /1 undyl, die Ausfallswinkel mit /2 und j 2, den Brechnungsindex des Prismas 54 mit π ('λ δ 1,0) und setzt den Brechnungsindex von Luft = 1,0, so ergeben sich folgende Gleichungen:

1,0 ■ sin /1 = π ■ sin / 2
1,0 · sin/l=n · siny2

Bezeichnet man auch die Einfallswinkel unter denen die, das Prisma 54 durchlaufenden Hilfsstrahlen 4OB und 4OC auf die Absixahloberfläche 64 projeziert werden, lichtquelle 32 enthält, einer Kollimatorlinse 34, die das 60 mit /3 und j3 und die Ausfallswinkel unter denen die von der Laserlichtquelle 32 ausgesendete Licht in einen Hilfsstrahlen 405 und 4OC von der Abstrahloberfläche 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 einfal- 65
lende Lichtstrahl wird in einen Hauptstrahl 40Λ zur
Informationsaufzeichnung und -wiedergabe und zwei 1,0 · sinj4 = n · sin./3 (6)

Hilfsstrahlen 40ß und 4OC für die Spursteuerung aufge-64 abgesendet werden mit /4 unäj4, so ergeben sich folgende Gleichungen:

1,0 · sin/4=/7 · sin /3

(5)

Falls die Einfallswinkel /1 und j 1 klein sind und gilt sin 11 => 11 und sin j 1 =j 1 so ergibt sich aus den Gleichungen (3) und (4):

/1 = π ■ sin 12
j\-=n ■ siny'2

Für die Einfallswinkel /3 und j 3 gelten die Ausdrük-

/3-Λ-/2

Da es zum Durchgang der Hilfsstrahlen 405 und 4OC durch die Abstrahloberfläche 64 notwendig ist, daß die Einfallswinkel /3 undy'3 kleiner sind als der Grenzwinkel der Totalreflektion 6C = arc sin (l/n), lassen sich die Ausfallswinkel /4 und j 4 folgendermaßen ausdrücken:

/ 4 = arc sin (n ■ sin [μ—i Mn ])
j A = zscs\n (n - sin [λ—j 1/π])

Falls der von den Hilfsstrahlen 40ß und 4OC, die auf das Prisma 54 auftreffen, eingeschlossene Winkel θί =0,8° ist, und falls der Brechungsindex des Prismas 54 n= 1,51 und der durch das Prisma aufgespannte Winkel λ=41,0° ist, dann ergibt sich für die Einfallswinkel /1 und j I:

/1=0,4°
y"l = -0,4°

Für die Ausfallswinkel /4 und j A der das Prisma 54 durchlaufend Hilfsstrahlen 4Od und 4OCergibt sich nach den Gleichungen (11) und (12):

/4 = 80,19°
j 4 = 84,42°

Folglich ergibt sich für den Winkel θ 2, den die beiden Hilfsstrahlen 4OS und 4OC nach dem Durchgang durch das Prisma 54 einschließen:

02=y4-/4 = 4,

Dieser Winkel θ 2 ist ungefähr 5,8mal so groß wie der Winkel θ 1 der Strahlen vor dem Eintritt Falls die Werte von θ 1 und θ 2 in Gleichung (2) eingesetzt werden, ergibt sich eine um das 1/5,8-fache reduzierte Brennweite /", vorausgesetzt der Abstand d zwischen den Strahlpunkten der Hilfsstrahlen 4Od und 4OC auf den lichtempfindlichen Flächen 6OB und 60Cdes Detektors 58 ist konstant Damit läßt sich eine Verkleinerung des optischen Systems durchführen.

Der Winkel ac, den das Prisma 54 aufspannt der Winkel, der von der Einfallsoberfläche 62 und von der Abstrahloberfläche 64 eingeschlossen wird, ist ein wenig kleiner als der Grenzwinkel der Totalreflektion BC. In F i g. 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 Einfallswinkel aufgetragen ist wobei der Einfallswinkel von 0 bis 2° variiert Aus F i g. 5 ist ersichtlich, daß sich bei einer Verkleinerung der Einfallswinkel /1 und j 1 der auf das Prisma 54 einfallenden Hilfsstrahlen 4Od und 4OC die Ausfallswinkel /4 und j A entsprechend vergrößern. Aus F i g. 6 ist darüber hinaus ersichtlich, daß der Gradient diAldiX steiler wird, wenn die Einfallswinkel /1 und j I gegen 0° gehen. Anders ausgedrückt, die Aus'allswinkel /4 undy'4 lassen sich aufweiten, indem die Einfallswinkel /1 und j I 0° angenähert werden. Damit kann der von den Hilfsstrahlen 40Ö und 40Ceingeschlossene Winkel θ 2, der sich zum Zeitpunkt

ίο der Abstrahlung ergibt, gegenüber dem Winkel θ 1, der sich zum Zeitpunkt der Einstrahlung ergibt, aufgeweitet werden.

Aus F i g. 7 ist ersichtlich, daß die Reflektivität R der Abstrahloberfläche 64 des Prismas 54 sich plötzlich vergrößen, wenn sich die Einfallswinkel /3 und j 3 der Hilfsstrahlen 40ß und 4öC jenseits des Einfaiiswinkeis ΘΒ, für den die Reflektivität O wird (blue-star-Winkel), dem Grenzwinkel der Totalreflektion ΘΟ annähern. Wie aus der Kurve Rs deutlich wird, verstärkt sich der Intensitätsverlust der Strahlen besonders für den Fall der S-Polarisation. Um daher den, von dem Prisma 54 ausgehenden Hilfsstrahlen 4Od und 4OC eingeschlossenen Winkel θ 2 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 Brechnungsindex von η 1 =2,2, ζ. Β. TiO2, und einem schwachbrechenden Material mit einem Brechungsindex von η2= 1,46, ζ. B. S1O2 bestehen. In F i g. 8 ist die Reflektivität über dem Einfallswinkel für den Fall aufgetragen, bei dem die Abstrahloberfläehe 64 des Prismas 54 mit dem dielektrischen Interferenzfilm 66 beschichtet ist. In F i g. 8 repräsentiert die Kurve /1 den Fall eines 5-lagigen Interferenzfilmes 66 und die Kurve /2 den Fall eines aus 7 Schichten bestehenden Filmes. Aus F i g. 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 4Od und 4OC das Prisma 54 durchlaufen, ohne an der Abstrahloberfläche 64 reflektiert zu werden, obwohl sie mit spitzeren Einfallswinkeln /1 undy 1 auf das Prisma 54 projeziert werden als für den Fall, bei dem die Abstrahloberfläche 64 nicht mit dem dielektrischen Film 66 beschichtet ist.

Damit läßt sich der von den Hilfsstrahlen 4Od und 4OC eingeschlossene Winkel θ 2 weiter vergrößern und der Intensitätsveriust der Strahlen verhindern. Faiis 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 S-polarisiert ist wird der dielektrische Interferenzfilm 66 so ausgebildet daß die erste 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 4Od und 40C eingeschlossenen Winkel aufweitet Damit kann der Abstand der Punkte, auf den die Hilfsstrahlen 405 und 40C auf dem Detektor 58 durch die Sammellinse 56 fokussiert werden, vergrößert werden. Folglich kann

/"ic

C = (cos/4/cos/l)a

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 /1 und /2, und für den Fall, daß der durch das Prisma 54 abgespannte Winkel λ und der Einfallswinkel /1 die Werte λ=41,0° und /1=0,4° annehmen, ergibt sich der folgende Zusammenhang.

10 torlinse 84 und einem Spiegel 86. Die Vorrichtung 30 sendet Lichtstrahlen aus, die einen kleinen Winkel miteinander einschließen. Diese Lichtstrahlen durchlaufen eine Ablenkvorrichtung 46. Sie werden durch eine Objektivlinse 48 gemäß F i g. 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, die Ablenkvorrichtung 46, ein Prisma 54 und eine Sammellinse 56 und werden auf die entsprechenden Detektoren 88-4 und 885 fokussiert.

Die Ausführungsformen nach Fig. 10 und 12 ermöglichen die gleichen Effekte wie die Ausführungsform nach F i g. 3.

15

(16)

Falls der Einfallswinkel /1 so klein ist, daß die Näherung cos 11 =cos /2=1 erfüllt ist, sind wegen der Gleichung a/cos /l = Z?/cos /2 die Strahlendurchmesser a und b gleich groß. Folglich ergibt sich für den Strahldurchmesser C:

25

(17)

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

alc = cos /l/cos(arcsinfn ■ s\n{a — i\/nj)) (18)

Für den Fall, daß der von dem Prisma 54 aufgespannte Winkel χ der Grenzwinkel der Totalreflektion ist, ist die Beziehung zwischen dem Einfallswinkel und der sich ergebenden optischen Vergrößerung in Fig.9 dargestellt. Aus F i g. 9 ist ersichtlich, daß die Vergrößerung der Hilfsstrahlen 40S und 4OC umso stärker ist, je kleiner der Einfallswinkel /1 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 informutionsaufzeichnung/'-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 F i g. 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 74Λ, 745 und 74CfokussierL

Weiterhin kann die vorliegende Erfindung in einer optischen Zweistrahlvorrichtung, wie sie in F i g. 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, einer Kollima-Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Optische AufzeichnungsVWiedergabevorrichtung 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.

einem Kondensoreiement, um die Lichtstrahlen auf mindestens zwei etwas voneinander getrennte Punkte auf dem Aufzeichnungsmedium zu sammeln, einer Ablenkvorrichtung, um die von dem Aufzeichnungsmedium reflektierten Lichtstrahlen in vorbestimmte Richtungen zu führen,
einer Detektorvorrichtung zum Nachweis der Lichtstr&hlen, und

einem zwischen der Ablenkvorrichtung und der Detektorvorrichtung angeordneten Lichtbrechungselement,

dadurch gekennzeichnet,
daß das Lichtbrechungselement (34) so eingepaßt ist, daß die von der Ablenkvorrichtung (46) kommenden Lichtstrahlen gebrochen werden und damit der von den Lichtstrahlen eingeschlossene Winkel vergrößert wird,

daß das Lichtbrechungselement (54) eine Einfallsoberfläche (62), auf welche die von der Ablenkvorrichtung (46) kommenden Lichtstrahlen projeziert werden, und eine Abstrahloberfläche (64) aufweist, die mit der Einfallsoberfläche (62) einen bestimmten Winkel einschließt, so daß durch das Lichtbrechungselement (54) hindurchgehende Lichtstrahlen mit einem Einfallswinkel auf die Abstrahloberfläche projeziert werden, der ein wenig kleiner als der Grenzwinkel der Totalreflexion ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtbrechnungselement so angeordnet ist, daß die Einfallsoberfläche (62) im rechten Winkel zur optischen Achse (38) des optischen Systems zu liegen kommt, und daß der von der Einfallsoberfläche und der Abstrahloberfläche (64) eingeschlossene Winkel ein wenig spitzer als der Grenzwinkel derTotalreflektion 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 1, 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 Strahlaussendevorrichlung (30) eine Laserlichtquelle (32), eine Kollimatorlinse (34), die den von der Laserlichtquelle ausgesendeten Lichtstrahl in einen parallelen Lichtstrahl verwandelt, und ein Teilerelement (36) beinhaltet, das den parallelen Lichtstrahl in einen Hauptstrahl (40 A) zur Informationsaufzeichnung und -wiedergabe und mindestens zwei Hilfsstrahlen (40ß, 400 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

δ. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlaussendevorrichtung (30) ein Lasergerät (70) mit mindestens zwei linear angeordneten Strahlenaustrittsöffnungen aufweist, wodurch

ίο 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 Lichtstrahlaussendevorrichtung die einen Lichtstrahl entlang der optischen Achse des otpischen 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 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Lichtstrahlaussendevorrichtung eine Laserlichtquelle (76), eine Kolümatorlinse (78), die den von der ersten Laserlichtquelle ausgesendeten Lichtstrahl in einen parallelen Lichtstrahl verwandelt, einen halbdurchlässigen Spiegel (80), der zwischen der Kollimatorlinse und der Ablenkvorrichtung (46) angeordnet ist und der für die von der ersten Laserlichtquelle ausgesendeten Lichtstrahlen durchlässig ist, beinhaltet, und eine zweite 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.