DE3888157T2

DE3888157T2 - Optischer Kopf und Spurführungsmethode unter Benutzung desselben.

Info

Publication number: DE3888157T2
Application number: DE3888157T
Authority: DE
Inventors: Masaaki C O Copal Compa Takagi
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 1987-12-25
Filing date: 1988-12-21
Publication date: 1994-06-01
Anticipated expiration: 2008-12-22
Also published as: JPH01171129A; EP0323320A3; EP0323320A2; EP0323320B1; DE3888157D1; US5062096A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Optikkopf für beschreibbare optische Platten und ein Spurführungsverfahren für den Optikkopf. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Verbesserungen des sog. konventionellen Dreistrahlverfahrens.
Ein Optikkopf für beschreibbare optische Platten entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist bekannt (siehe EP-A-241 942).
Ein Verfahren und ein Gerät für die Messung des Abstandes zwischen benachbarten Informationsspuren auf einem Speichermedium ist bekannt. Ein Lichtpunkt wird auf einen Teil einer ersten Spur projiziert und in konstantem Abstand von einer zweiten Spur gehalten. Ein Photodetektor registriert die Intensität des von dem Spot in vorgegebener Richtung reflektierten Lichtes von der Platte (siehe EP-A-81 786).
Optische Platten, von denen Daten gelesen werden können aufgrund der Änderung der Reflexion, und auf welche Daten geschrieben werden können, werden mit WORM (WRITE- ONCE READ-MANY) oder DRAW-optische Platten bezeichnet. Im allgemeinen wird auf diesen optischen Platten ein Speichermedium wie z. B. Te (Tellur) durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl verdampft, wodurch sich Vertiefungen auf der Oberfläche der Platte ergeben. Daten werden von der Platte aufgrund des Unterschiedes zwischen der Reflexion (der Reflexionsintensität) zwischen den vertieften Teilen und ebenen Teilen der Plattenoberfläche gelesen. Insbesondere wurde eine optische Platte des Phasenänderungstyps kürzlich entwickelt als löschbare optische Platte. Bei dieser optischen Platte wird der Phasenzustand des Speichermaterials geändert aufgrund des Unterschiedes der Leistungspegel der auftreffenden Laserstrahlen. Auf der Basis der Änderungen im Phasenzustand ergeben sich Änderungen der Reflexion zwischen ungeänderten und geänderten Teilen des Speichermaterials, die als Daten gelesen werden. Da die Änderungen des Phasenzustandes reversibel sind, kann die optische Platte vom Phasenänderungstyp gelöscht werden.
Inzwischen lassen sich die Verfahren zur Spurführung bei gewöhnlichen optischen Platten einschließlich nur-abspielbarer optischer Platten (also auch sog. CDs) unterteilen in
(1) das sog. Dreistrahlverfahren und
(2) das sog. Push-Pull-Verfahren.
Das Dreistrahlverfahren (1) wird hauptsächlich angewendet für die Spurführung einer lediglich abspielbaren optischen Platte, siehe beispielsweise JP-A-58-56164 (KOKOKU). Das Prinzip des Dreistrahlverfahrens ist in Fig. 9A dargestellt. Nach diesem Verfahren wird sekundäres Licht (entsprechend Licht der Ordnung ±1 in Fig. 9A) durch einen Laserstrahl erzeugt, und zwar unter Verwendung von beispielsweise einem Beugungsgitter, wobei das reflektierte Licht des sekundären Lichtes von der Oberflache der optischen Platte durch Photodetektoren 200, 202 in Fig. 9B registriert wird, ein Spurführungs-Servosignal basierend auf dem Unterschied zwischen den Ausgangssignalen der Detektoren erzeugt wird und dieses für die Spurführung herangezogen wird.
Die Servospurführung basiert auf dem Ausgleich der empfangenen Lichtintensität der Ordnung -1 und +1.
Auf der anderen Seite wird bei dem Push-Pull-Verfahren (2) (im folgenden als "PP-Verfahren" bezeichnet) die Servospurführung in solcher Art durchgeführt, daß wie z. B. in US-3 913 076 (JP-A-55-26529) etc. ein Servospurführungssignal aus einer Interferenzwelle zwischen reflektiertem Licht von einer von vornherein auf der Oberfläche angelegten Vorspur der optischen Platte und reflektiertem Licht von außerhalb der Vorspur gebildet wird, woraufhin ein Objektiv für die Fokussierung des Laserstrahls auf die Platte in Abhängigkeit von diesem Signal verschoben wird. Das PP- Verfahrer wird hauptsächlich angewendet für die Servospurführung bei beschreibbaren optischen Platten.
Der Grund warum das Dreistrahlverfahren für abspielbare optische Platten und das PP-Verfahren für beschreibbare optische Platten auf diese Art verwendet wird, ist der folgende: Obgleich es bei dem Dreistrahlverfahren kein Problem beim Abspielen einer optischen Platte gibt, auf die bereits geschrieben wurde, so ergibt sich doch ein Problem bezüglich der Spurführung während der Bildung von Vertiefungen bei der Daten-Schreiboperation. Der Grund ist der folgende:
Wenn Daten auf de Speicherfläche der optischen Platte geschrieben werden, werden Vertiefungen entlang einer Spur auf einer unbeschriebenen Platte (einer Vorspur) gebildet. Dementsprechend sind mit Bezug auf die Position, auf welche der Laserstrahl fällt, die Vertiefungen in dem Teil der Spur hinter der bestrahlten Position bereite geformt, wogegen in dem Teil der Platte, der vor der bestrahlten Position liegt, noch keine Vertiefungen gebildet worden sind. Wenn folglich auf die Platte Daten geschriehen worden sind, bei der die Spurführung nach dem Dreistrahlverfahren vorgenommen wird, so ist im Verlauf der Schreiboperation die Reflexionsintensität I&submin;&sub1; des Laserstrahls von dem noch nicht vertieften Teil und die Reflexionsinten sität I&sbplus;&sub1; von dem bereits vertieften Teil wie in Fig. 10B angegeben unterschiedlich (I&submin;&sub1; > I&sbplus;&sub1; im Beispiel der Fig. 10B). Daher entsteht selbst im Fall, daß die Vorspur exakt auf der Mitte zwischen zwei Strahlen liegt eine unerwünschte Abweichung zwischen den Ausgangssignalen (Signale E und F) der entsprechenden Detektoren 200, 202.
Wenn das Dreistrahlverfahren auch für die Spurführung bei der Schreiboperation angewendet werden soll, kann die obige Abweichung durch Vorgabe eines Verstärkungs verhältnisses (eines Offset-Wertes α) zwischen den Ausgängen (Signale E und F) der Detektoren 200 und 202 und dann durch Einstellen des Spurführungssignals auf
E - αF
korrigiert werden. Da jedoch die Lichtreflexion der vertieften Datenabschnitte abhängig von dem Typ der optischen Platte unterschiedlich ist, können mit dem Verfahren der Vorgabe eines Offset-Wertes keine stabilen Spurführungssignale erzeugt werden, außer bei Kompensation der Abweichungen durch Änderung der Offset-Werte, beispielsweise α&sub1;, α&sub2;, ... für die entsprechenden unterschiedlichen Materialien der optischen Platten. In der Praxis ist es jedoch unmöglich, den Offset-Wert für jedes Material auf diese Art einzustellen. Das heißt, die Anwendung des Dreistrahlverfahrens beim Beschreiben einer optischen Platte hat als erste Schwierigkeit zur Folge, daß Fluktuationen der Reflexion aufgrund der Materialien der optischen Platten nicht kompensiert werden können.
Wenn auf der anderen Seite das Dreistrahlverfahren beim Abspielen von bereits beschriebenen optischen Platten angewendet wird, so sind wie in Fig. 10A dargestellt beim Lesen der Vertiefung die reflektierten Intensitäten des Lichtes in der Ordnung +1 und -1 von Bereichen vor und hinter der gelesenen Datenvertiefung gleich (I&submin;&sub1; I&sbplus;&sub1;). Es ist daher unnötig, die Photodetektionssignale mit einem Offset wie beim Schreiben zu versehen. Mit anderen Worten hat das Dreistrahlverfahren den Nachteil, daß eine Schaltung entwickelt werden muß, welche zwischen dem Schreiben und dem Lesen unterscheidet und dann den vorher erwähnten Offset nur bei ersterem einschaltet. Dies ist die zweite Schwierigkeit bei dem Dreistrahlverfahren.
Da auf der anderen Seite das PP-Verfahren die Interferenz zwischen reflektiertem Licht von der Vorspur und von außerhalb dieser Vorspur wie oben erwähnt nutzt, wird kein Offset erzeugt, der den Unterschied des reflektierten Lichtes beim Schreiben im Fall des Dreistrahlverfahrens markiert. Da jedoch das Objektiv für die Spurführung wie oben erläutert verschoben wird, verschiebt sich das reflektierte Licht von der Platte transversal und es ist letztendlich erforderlich, das Servosignal mit einem Offset zu versehen. Die Steuerung dieses Offset ist kompliziert und ungeeignet für preiswerte optische Platten wie CDs, die nur zum Abspielen geeignet sind. Daher ist das PP-Verfahren hauptsächlich anwendbar bei optischen Platten, die eine hohe Präzision erfordern.
So haben beide, d. h. das Dreistrahlverfahren und das PP-Verfahren als typische Spurführungsverfahren, einige Nachteile. Das erstere ist ungeeignet insbesondere bei beschreibbaren (WORM-Typ) optischen Platten, während das letztere geeignet ist für beschreibbare optische Platten, aber das Problem der Linsenfokussierung ungelöst läßt.
Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um die Nachteile des Standes der Technik auszuräumen, und es ist Aufgabe, ein Spurführungsverfahren zu schaffen, das auf einem neuen Dreistrahlverfahren basiert, welches in der Lage ist, eine stabile Spurführung in den beiden Moden des Schreibens auf die optische Platte und Lesens von der optischen Platte unabhängig von dem Material der optischen Platte uneingeschränkt zu gewährleisten, als auch einen Optikkopf zu schaffen, mit dem dieses Verfahren durchgeführt werden kann.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird die oben genannte Aufgabe gelöst durch einen Optikkopf mit den Merkmalen nach Anspruch 1.
Des weiteren besteht ein erfindungsgemäßes Spurführungs verfahren für einen Optikkopf für WORM-Typ und Phasenänderungstyp-optische-Platten aus den in Anspruch 9 definierten Schritten.
Mit dem Optikkopf und dem Spurführungsverfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung fällt eine Vielzahl gebeugter Lichtstrahlen so, daß sie die Beziehung bezüglich ihrer Position erfüllen, nicht auf einer einzelnen geraden Linie in der Querschnittsverteilung zu legen, so daß zwei von ihnen zur Spurführung herangezogen werden können. Zusätzlich wird das gebeugte Licht zum Lesen öder Schreiben der Daten auf die vorderste (oder hinterste) Position bei der vorwärts rotierenden Richtung der optischen Platte, nämlich auf eine Position, die vor (oder hinter) den zwei gebeugten Lichtstrahlen für die Erzeugung des Spurführungssignals liegt, fokussiert. Dementsprechend werden die zwei gebeugten Lichtstrahlen für die Erzeugung des Spurführungssignals auf Bereiche projiziert, in welche Datenpakete bereits geschrieben worden sind (oder Bereiche, in welche Daten noch nicht geschrieben worden sind), und zwar sowohl beim Schreiben als auch beim Lesen, so daß die Lichtstrahlen der zwei gebeugten Lichtstrahlen beide unter denselben Bedingungen reflektiert werden. Folglich ergeben sich stabile und präzise Spurführungssignale sowohl beim Schreiben als auch beim Lesen.
In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt die Beugungsvorrichtung ein Beugungsgitter, das senkrecht zur optischen Achse des Lichtstrahls vom Lichtstrahlerzeuger steht, und ein Prisma, das so angeordnet ist, daß das gebeugte Licht vom Beugungsgitter schräg eintritt. Die gebrochenen Lichtstrahlen der wenigstens drei gebeugten Lichtstrahlen vom Prisma werden senkrecht auf die Oberfläche der optischen Platte projiziert.
Die Strahlformung kann simultan realisiert werden, in dem eine Vielzahl von gebeugten Lichtstrahlen erzeugt werden, die nicht auf einer einzelnen geraden Linie in der Querschnittsverteilung liegen, wodurch der Optikkopf in seiner Größe reduziert werden kann und die Kosten gesenkt werden Können.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, daß das gebeugte Licht, das an vorderster oder hinterster Position liegt, ein Lichtstrahl der Ordnung 0 ist und die verbleibenden beiden gebeugten Lichtstrahlen Lichtstrahlen der Ordnungen 1 und 2 sind.
Der Lichtstrahl der Ordnung 0 hat die höchste Lichtintensität.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, daß der Optikkopf zusätzlich eine zweite lichtempfangende Vorrichtung für die Aufnahme des reflektierten Lichtes von der Oberfläche der Platte enthält, wobei das reflektierte Licht dem gebeugten Lichtstrahl entspricht, welcher an vorderster oder hinterster Position liegt, und ein Signal von der zweiten Lichtempfangsvorrichtung für die Wiedergabe der gelesenen Daten und für das Fokussieren der Servosteuerung verwendet wird.
Noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, daß wenn das gebeugte Licht (der Ordnung 0) der vordersten oder hintersten Position auf der vordersten Position liegt, die verbliebenen Lichtstrahlen beim Schreiben und beim Abspielen auf die beschriebenen Bereiche der Oberfläche der optischen Platte projiziert werden. Darüber hinaus werden die verbleibenden gebeugten Lichtstrahlen auf Bereiche fokussiert, die im Löschmodus gelöscht werden sollen. So werden die beiden verbliebenen gebeugten Lichtstrahlen unter denselben Bedingungen reflektiert, so daß das Verhältnis zwischen den Lichtintensitäten der beiden reflektierten Lichtstrahlen beim Schreiben, Löschen und Lesen nicht fluktuiert.
Noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, daß wenn das gebeugte Licht (der Ordnung 0), der vordersten oder hintersten Position an der hintersten Position liegt, die verbliebenen gebeugten Lichtstrahlen auf die unbeschriebenen Bereiche auf der Oberfläche der optischen Platte im Schreibmodus projiziert werden. Darüber hinaus werden sie beim Abspielmodus und beim Löschmodus auf die beschriebenen Bereiche projiziert. Somit werden die verbliebenen beiden gebeugten Lichtstrahlen unter denselben Bedingungen reflektiert, so daß die Lichtintensitäten der beiden reflektierten Lichtstrahlen und das Verhältnis zwischen diesen beiden Lichtintensitäten beim Schreiben, Löschen und Lesen nicht fluktuiert.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, daß die Beugungsvorrichtung ein erstes Beugungsgitter sowie ein zweites Beugungsgitter umfaßt, welches ein Gittermuster hat, das sich in der Richtung fortpflanzt, die sich von der des Gittermusters des ersten Beugungsgitters unterscheidet. Die Ebenen des ersten und zweiten Beugungsgitters schneiden im rechten Winkel den einfallenden Lichtstrahl.
Noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, daß das gebeugte Licht, der vordersten oder hintersten Position auf eine Vorspur auf der optischen Platte projiziert wird und die verbleibenden zwei gebeugten Lichtstrahlen auf Positionen projiziert werden, welche im wesentlichen in senkrechter Richtung äquidistant von der vorspur sind.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im folgenden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen gleiche oder ähnliche Teile durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind.
Fig. 1 ist eine Seitenteilansicht eines Optikkopfes einer Ausführungsform, in welcher die vorliegende Erfindung eingesetzt wird;
Fig. 2 ist eine perspektivische Draufsicht eines Stellgliedes für den Optikkopf in Fig. 1;
Fig. 3 ist eine Explosionszeichnung des Stellgliedes des Optikkopfes in Fig.
Fig. 4 zeigt die Querschnittsfläche eines Lichtstrahls von einem Halbleiterlaser;
Fig. 5 zeigt den optischen Pfad, auf welchem der Lichtstrahl durch die Kollimatorlinse tritt und auf die optische Platte projiziert wird;
Fig. 6 zeigt die Verteilung der Lichtstrahlen, die erfindungsgemäß durch das formgebende Prisma gebrochen wurden;
Fig. 7A zeigt die räumliche Beziehung zwischen Lichtstrahlen der Ordnung 0, +1 und +2 und der Drehrichtung und Schreibbereichen der optischen Platte;
Fig. 7B zeigt den Aufbau eines Sechs-Sektor-Detektors bei der Ausführungsform;
Fig. 8A zeigt eine modifizierte Ausführungsform, welche die Anordnung der sekundären Lichtstrahlen betrifft;
Fig. 8B zeigt den Aufbau einer modifizierten Ausführungsform eines Beugungsgitters als Beugungsvorrichtung;
Fig. 8C zeigt die Verteilung der Lichtstrahlen, die durch das Beugungsgitter in Fig. 8B gebeugt worden sind;
Fig. 9A, 10A und 10B zeigen die Nachteile der herkömmlichen Techniken; und
Fig. 9B zeigt die Anordnung der Detektoren eines Optikkopfes, der auf einem herkömmlichen Dreistrahlverfahren beruht.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 ist eine Seitenteilansicht, die die wesentlichen Teile einer Vorrichtung mit optischer Platte zeigen, wobei ein Stellglied für einen Optikkopf entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung eingebaut ist. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist eine optische Platte 9 eine Platte mit einer Vorspur 9g in Form eines konzentrischen Kreises. Die optische Platte 9 rotiert, so daß eine vorgegebene Drehkraft in der Richtung des Pfeiles D von einer Drehachse 20 darauf ausgeübt wird, die durch einen Drehantrieb (nicht gezeigt) angetrieben wird, während sie abnehmbar mit der Drehachse 20 durch eine Befestigungsvorrichtung befestigt ist, die nicht gezeigt ist.
Ein Optikkopfaufbau 200 ist an der parallelen Richtungssteuerungsvorrichtung befestigt die nicht gezeigt ist, und hat durch Bewegung in Richtung des Pfeiles L, der die radiale Richtung der optischen Platte 9 angibt, Zugriff auf jede gewünschte Spur der Vorspur 9g der vorher genannten optischen Platte 9.
Bezüglich der Konstruktion des Optikkopfaufbaus 200 bezeichnet die Ziffer 1 einen Halbleiterlaser, welcher einen Laserstrahl emittiert und Ziffer 4 bezeichnet eine Objektivlinse, welche dazu dient, den Lichtstral auf die Vorspur 9g zu fokussieren. Ein Optikblock 8 umfaßt ein strahlformendes Prisma 8a, einen polarisierenden Strahlteiler (im folgenden abgekürzt mit "PBS") 8b, durch welchen das einfallende Licht vom Laser 1 tritt und welcher das reflektierte Licht von der optischen Platte 9 reflektiert. Mit der Ziffer 2 ist ein Detektor bezeichnet, der beispielsweise Photodioden für den Empfang des reflektierten Lichtes von dem PBS 8b umfaßt. Es ist bekannt, daß ein Fokussierungssignal und ein Spurführungssignal von den empfangenen Lichtsignalen abgeleitet wird. Zusätzlich umfaßt der Aufbau 200 eine Kollimatorlinse 3, durch welche der von dem Halbleiterlaser 1 emittierte Laserstrahl umgewandelt wird in einer kollimierten Strahl und welche in einem vorgegebenen Abstand vom halbleiterlaser 1 aufgebaut ist, und ein Beugungsgitter 7, das au der Ausgangsseite der Kollimatorlinse 3 für den kollimierten Strahl angeordnet ist. Die Objektivlinse 4 ist auf der oberen Oberfläche 11 des Stellgliedes 100 mittels Linsenhalter 4a angebracht.
Der kollimierte Lichtstrahl, der von dem PBS 8b reflektiert wird, tritt durch den Kondensor 5 sowie durch eine zylindrische Linse 6 hindurch und wird auf die sensitive Fläche des Detektors 2 fokussiert.
Der Optikblock 8 wird im folgenden in weiteren Einzelheiten beschrieben. Der Block 8 hat die folgenden Teile, die nacheinander von der dem Laser 1 nächsten Seite kommend aufgereiht sind:
i) das formgebende Prisma 8a mit der Eigenschaft, P- polarisiertes Licht (der Vektor des elektrischen Feldes ist parallel zur Einfallsebene) mit hoher Effizienz durchzulassen und S-polarisiertes Licht (der elektrische Feldvektor ist orthogonal zur Einfallsebene) mit hoher Effizienz zu reflektieren, und
ii) eine Viertelwellenplatte 8c für Verschiebung der Phase des P-polarisierten Lichtes um eine viertel Wellenlänge.
Der Optikkopf 200, der so aufgebaut ist, muß das oszillierende Licht, welches von dem Halbleiterlaser 1 emittiert wird, auf die Vorspur 9g der optischen Platte 9 mittels Objektivlinse 4 zu jeder Zeit fokussieren. Zu diesem Zweck ist das oben erwähnte Stellglied 100 in Fokusrichtung, angedeutet durch den Pfeil F in der Figur, und in Spurrichtung, angedeutet durch den Pfeil T, servoangetrieben.
Fig. 2 ist eine Draufsicht des Stellgliedes 100 für den oben erwähnten Optikkopf, und Fig. 3 ist eine Explosionszeichnung des Optikkopf-Stellgliedes 100. Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt umfaßt das Optikkopfstellglied 11 ein bewegliches Teil 100a und ein Joch-Teil 100b und ist zusammengebaut und konstruiert, so daß das bewegliche Teil 100a lose um den Trägerstift 112 des Joch-Teils 100b gleit- und dreh bar angebracht werden kann. Die obere Oberfläche des Optikkopfstellgliedes 100 ist im wesentlichen elliptisch, und eine äußere periphere Wand 111b hängt von der äußeren Kante der oberen Oberfläche 111 ab. Die Kontur der oberen Oberfläche 111b ist im wesentlichen von der Form einer Ellipse mit einer kleineren Achse von 2 x R&sub1; und einer größeren Achse von l&sub1;+ l&sub2;+ R&sub2; + R&sub3;, ist aber genau aus zwei Kreisbögen mit dem Radius R&sub1; geformt, einem Kreisbogen mit dem Radius R&sub2;, einem Kreisbogen mit dem Radius R&sub3; und Teilsegmenten, die diese Kreisbögen verbinden.
Eine Fokussierungsspule 125 ist ohne Abstand um die äußere periphere Wand 111b gewickelt. Zusätzlich sind zwei Paare von Spurführungsspulen vorgesehen, die mit der äußeren Oberfläche der Fokussierungsspule 125 verbunden sind. Die Positionen der Verbindungen sind bestimmt, so daß die individuellen Spurführungsspulen 126 in der Nähe der Enden des magnetischen Flux-Bereiches K des Joch-Teils 100b zentriert werden können. Ein Trägerteil 111a ist so geformt, daß es vom zentralen Teil der oberen Oberfläche 111 abhängt, und zwar zur selben Seite wie die äußere periphere Wand 111b.
Da die Objektivlinse 4 an einem Ende der größeren Achse der oberen Oberfläche 111 angebracht ist, muß ein Gewichtsausgleich für den Trägerstift 112 auf die Art hergestellt werden, daß ein der Objektivlinse 4 entsprechendes Gewicht am anderen Ende der größeren Achse vorgesehen ist. In dieser Ausführungsform ist der Gewichtsausgleich durch Erhöhen der Dicke der oberen Oberfläche 111 erreicht.
Der Trägerstift 112 ist im Zentrum des Jochteils 100b vorgesehen, um das vorher erwähnte Trägerteil 111a lose zu unterstützen. Jochteile 114 sind an beiden Enden des Jochteils 110b aufgestellt und erzeugen ein magnetisches Feld innerhalb der mit K in den Fig. 2 und 3 bezeichneten Bereiche, in Übereinstimmung mit den Magneten 113, welche an Positionen gegenüber den Jochstücken 114 angeordnet sind.
Eine Fokussierungsspulen-Treiberschaltung 150 ist mit der Fokussierungsspule 125 verbunden, während eine Spurführungsspulen-Treiberschaltung 160 mit den Spurführungsspulen 126 verbunden ist. Jede dieser Treiberschaltungen wird von einer Servoschaltung gesteuert, die nicht gezeigt ist.
Der Betrieb des Optikkopfstellgliedes 100, der oben beschrieben wurde, wird fortgesetzt. Wenn ein vorgegebener Stroh durch die Fokussierungsspule 125 des beweglichen Teiles 100a von der Fokussierungsspulen-Treiberschaltung 150 geschickt wird, rutscht das bewegliche Teil 100a in axialer Richtung des Trägerstiftes 112 des Jochteiles 100b in Übereinstimmung mit dem Gesetz von Fleming. Wenn darüber hinaus vorgegebene Ströme durch die Spurführungsspulen 120 fließen, und zwar durch die Spurführungsspulen- Treiberschaltung 160, dreht sich das bewegliche Teil 100a um den Trägerstift 112 des Joch-Teils 100b in Übereinstimmung mit dem Gesetz von Fleming. Die geschlossenen magnetischen Feldlinien innerhalb der Bereiche, die mit K bezeichnet sind, wirken auf die Spurführungsspulen 126, welche innerhalb der Bereiche liegen, die mit den Radien R&sub1; in Fig. 2 bezeichnet sind, so daß ausreichendes Drehmoment sowohl für das Drehen als auch für das Gleiten vorhanden ist.
Oben wurde der Aufbau des Stellgliedes 100 hautpsächlich beschrieben vom Standpunkt, daß ein ausreichendes Drehmoment erzielt werden soll, wenn das Stellglied in Fokusrichtung bewegt werden soll, und ein ausreichendes Drehmoment erzielt werden soll, wenn das Stellglied in Spurführungsrichtung bewegt werden soll. Das Spurführungsverfahren für den Optikkopf soll als nächstes beschrieben werden. Obgleich es in der folgenden Beschreibung deutlich werden wird, sei hier klar gesagt, daß das Spurführungsverfahren nicht dadurch realisiert werden kann, daß nur das Stellglied in den Fig. 2 und 3 verwendet wird, sondern daß es auch bei jedem anderen Stellglied konventionellen Aufbaus lediglich durch Erfüllung bestimmter Bedingungen möglich ist.
Dieses Spurführungsverfahren ist gekennzeichnet durch die Anordnung optischer Elemente entlang eines Laserstrahls. Um die Anordnung klarzustellen, soll daher der optische Pfad des Laserstrahls zunachst mit Bezug auf Fig. 5 beschrieben werden. Der Teil (a) in Fig. 5 ist ein Diagramn des optischen Pfades, gesehen in der Richtung der Y-Achse, der Teil (b) ist ein Diagramm des optischen Pfades, gesehen in Richtung der Z-Achse, und der Teil (c) ist ein Diagramm der Punkte der Lichtstrahlen auf einer optischen Platte, gesehen in senkrechter Richtung zu der Oberfläche der optischen Platte.
Der von dem Halbleiterlaser 1 emittierte Laserstrahl ist P-polarisiertes Licht parallel zu der Ebene von Fig. 1, der durch die Kollimatorlinse 3 in einen kollimierten Strahl umgewandelt wird. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist die Querschnitts-Emissionsverteilung des kollimierten Strahls in diesem Zusammenhang von der Form einer Ellipse, deren Hauptachse sich in Richtung senkrecht zur Polarisation (in Z-Richtung in Fig. 1) erstreckt, und in welcher das Verhältnis zwischen Haupt- und Nebenachse etwa 2,5: 1 - 3:1 ist. Die Form beruht größtenteils auf der Form der lichtemittierenden Fläche des Halbleiterlasers 1. Wie vorher erwähnt, wird die elliptische Form durch das Prisma 8a in einen Kreis umgewandelt. Wenn der kollimierte Strahl auf das Beugungsgitter 7 fällt, erzeugt letzteres Sekundärlicht (Licht der Ordnung ±1, ±2 und ±3 im Beispiel der Fig. 5) In der Richtung der Z-Achse, wie in Fig. 5 gezeigt. Das Licht der Ordnung 0 und das Sekundärlicht vom Beugungsgittr 7 tritt in das strahlformende Prisma 8a unter einem Einfallwinkel von ungefähr 72º (θ = 72º in Fig. 5) ein. Das Prisma 8a ist aus BK7-Glas, so daß die einfallenden Strahlen etwa mit einem Brechungswinkel von ungefähr 390 (φ = 39º in Fig. 5) gebrochen werden und die gebrochenen Lichtstrahlen in den PBS 8b eintreten. In Fig. 5 ist auf die Darstellung von PBS 8b vorzichtet worden, um die Zeichnung übersichtlich zu halten. Da die einfallenden Strahlen im PBS 8b P-polarisiert sind, treten sie durch den PBS 8b ohne Änderung hindurch und werden durch die Viertelwellenplatte 8c in zirkularpolarisiertes Licht umgewandelt. Die Strahlen des zirkularpolarisierten Lichtes werden auf die Oberfläche der optischen Platte 9 durch die Objektivlinse 4 fokussiert und werden hiervon reflektiert.
Im folgenden wird Bezug auf Fig. 1 genommen. Das reflektierte Licht von der Platte 9 wird durch die Objektivlinse 4 in einen kollimierten Strahl umgewandelt. Danach polarisiert die Viertelwellenplatte 8c das Licht in S-polarisiertes Licht, und das polarisierte Licht tritt wieder in den PBS 8b ein. Da das S-polarisierte Licht reflektiert wird durch den PBS 8b, wird es durch den Kondensor 5 und die zylindrische Linse 6 auf den Sechs-Sektoren-Detektor 2 fokussiert. Die Form der lichtaufnehmenden Oberfläche des Detektors 2 ist in Fig. 7B gezeigt. Das bedeutet, daß der Sechs-Sektoren-Detektor 2 so aufgebaut ist, daß ein Vier-Sektoren-Detektor 301 zur Erzeugung der Signale für die Fokussierung und für das Lesen der Daten und zwei Detektoren 300 und 302 für die Spurführung wie in Fig. 7B gezeigt angeordnet sind und er sich erheblich unterscheidet von dem Aufbau von Detektoren nach dem Stand der Technik, der in Fig. 9B gezeigt ist. Der Grund für den Unterschied wird im folgenden beschrieben.
Die Steuerung (Fokus-Servosteuerung), bei welcher die Objektivlinse 4 gesteuert wird, so daß der Strahl auf die optische Platte fokussiert wird, basiert auf dem sog. "Astigmatismus-Verfahren". Im einzelnen bedeutet dies, daß eine Aberration durch den Kondensor 5 und die zylindrische Linse 6 entsteht und der gemeinsame Ausgang
(A + B) - (B + C)
der lichtdetektierenden Elemente 301 des Sechs-Sektoren- Detektors 2 als ein Fokus-Fehlersiginal verwendet wird. Dieses Prinzip ist allgemein bekannt und bedarf keiner weiteren Erläuterung.
Das Besondere an dem Spurführungsverfahren bei dieser Ausführungsform wird nun im folgenden mit Bezug auf die Fig. 1 und 5 beschrieben werden. Das Spurführungsverfahren soll "verbessertes Dreistrahlverfahren" genannt werden, bei welchem der Lichtstrahl der Ordnung 0 und der Lichtstrahl der Ordnungen +1 und +2 (oder der Ordnungen -1 und -2) durch optische Elemente erzeugt werden, die so auf dem optischen Pfad angeordnet sind, daß sie den Lichtstrahl der Ordnung 0 zum Datenlesen und zur Fokus-Servosteuerung und die Lichtstrahlen der Ordnungen 1 und 2 (oder der Ordnungen -1 und -2) für die Spurführung benutzen.
Zurück zu Fig. 5, auf welche bezogen das verbesserte Dreistrahlverfahren jetzt in weiteren Einzelheiten beschrieben werden soll. Fig. 5 (a) zeigt eine Situation, bei welcher der einzelne kollimierte Laserstrahl mit dem Beugungsgitter 17 in eine Vielzahl von gebeugten Lichtstrahlen gebeugt wird, wobei die Y-Achse senkrecht zur Zeichenebene steht. Der Lichtstrahl der Ordnung 0 und die Sekundärlichtstrahlen treten in das Formprisma 8a ein. Dieses Prisma 8a hat zwei wesentliche Funktionen. Die erste ist es, dem im wesentlichen elliptischen Laserstrahl (siehe Fig. 4) zu formen, so daß er einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt hat, und die zweite ist es, das Sekundärlicht wie in Fig. 6 gezeigt auf einen Kreisbogen zu verteilen, und zwar in einer Ebene, die senkrecht zur optischen Achse des Lichtstrahls der Ordnung 0 steht.
Die Form des Strahlquerschnitts der Laserdiode 1 ist elliptisch und ändert sich nicht, selbst wenn der Strahl vom Beugungsgitter 7 gebeugt wird. Dementsprechend ist wie in Fig. 4 gezeigt die Form der Fläche jedes Sekundärlichtstrahls vom Beugungsgitter 7 im wesentlichen elliptisch, und diese elliptische Form wird durch das Prisma 8a in eine kreisförmige Form umgewandelt. Somit werden die Flächen der entsprechenen Sekundärlichtstrahlen in Kreise umgewandelt, aber sie sind auf einem imaginären Kreisbogen 50 wie in Fig. 6 gezeigt verteilt. Das heißt, wenn das Prisma 8a in seiner ersten Funktion, nämlich der Funktion in Kreise umzuwandeln, sich an einem Ort befindet, der auf das Beugungsgitter 7 folgt, erfüllt es gleichzeitig die zweite Funktion. Die erste Funktion ist es, den Lichtstrahl des Halbleiterlasers niedriger Leistung effektiv auszunutzen, was seit langem bekannt ist. Bei einem Optikkopf nach dem Stand der Technik ist das Formprisma vor dem Beugungsgitter angeordnet und es gibt keinen Optikkopf, bei welchem wie in dieser Ausführung das Beugungsgitter 7 vor dem Formprisma 8a angeordnet ist. Der Grund ist der, daß beim Stand der Technik der einzelne Strahl elliptischen Querschnitts zunächst in einen einzelnen Strahl kreisförmigen Querschnitts umgewandelt wird, worauf die ausgerichteten Lichtstrahlen der Ordnungen 0, +1 und -1 wie in Fig. 9A gezeigt von dem einzelnen kreisförmigen Strahl abgeleitet werden. Daher war es bisher nicht möglich, das Formprisma hinter dem Beugungsgitter anzuordnen. Der Mechanismus der Strahlformuing wird im folgenden beschrieben mit Begründung dafür, daß die Verteilung der Strahlen, die in Fig. 6 gezeigt sind, mit der Anordnung des Beugungsgitters 7 vor dem Prisma 8a erzielt wird.
Sel θ der Einfallswinkel des Lichtstrahls der Ordnung 0, φ dessen Brechungswinkel und in der Brechungsindex des Prismas 8a, dann gilt die folgende Beziehung:
n = SIN θ / SIN φ.
Daher wird der Lichtstrahl der Ordnung 0 vergrößert um den Faktor
COS φ / COS θ,
und zwar in Richtung der Y-Achse (in Richtung der Nebenachse in Fig. 4). Bei dieser Ausführungsform ist die Querschnittsform des Laserstrahls elliptisch, wobei das Verhältnis zwischen Haupt- und Nebenachse etwa 2,5:1 - 3:1 wie in Fig. 4 gezeigt ist. Unter der Annahme, daß der Brechuingsindex von Glas (BK7) des Formprismas 8a 1,51 beträgt (für die Wellenlänge 830 nm), wird der Einfallwinkel des Lichtstrahls der Ordnung 0 auf das Prisma 8a 72º. Damit wird der gebrochene Strahl durch das Formprisma 8a so geformt, daß er ein Achsenverhältnis von etwa 1:1 im Querschnitt hat. Aufgrund der Formung wird der Ausgang des Halbleiterlasers 1 zum Lesen/Schreiben und für die Spurführung ohne Verluste ausgenutzt.
Die Einfallwinkel der Sekundärlichtstrahlen außer dem Lichtstrahl nullter Ordnung auf dem Formprisma 8a werden größer als der Eiinfallwinkel des Lichtstrahls nullter Ordnung. Als Ergebnis werden die Brechungswinkel der Sekundärlichtstrahlen größer. Daher werden die Sekundärllchtstrahlen durch das Formprisma 8a jeweils in kreisförmige Form umgewandelt, aber ihre Verteilung ist nicht linear, wie in Fig. 6 dargestellt. Als Beispiel wird angenommen, daß der Brechungsindex von Glas (BK7) von dem Prisma 8a 1,51 ist, daß der Eiinfallwinkel θ des Lichtstrahls nullter Ordnung auf dem Formprisma 8a 72º beträgt, daß der Divergenzwinkel zwischen Lichtstrahlen der Ordnungen 0 und 1 0,5º beträgt, daß der Divergenzwinkel zwischen Lichtstrahlen der Ordnung 0 und 2 1º beträgt und daß die Brennweite der Objektivlinse 4 4 mm beträgt. In diesem Fall werden die Verschiebungen der ersten Ordnung und zweiten Ordnung relativ zur nullten Ordnung in der Spurführungsrichtung (radiale Richtung der Platte) etwa 0,1 um bzw. 0,5 um.
Wenn daher der Aufbau, bei welchem das Beugungsgitter 7 vor dem Formprisma 8a angeordnet ist, verwendet wird, so wird eine Vielzahl von Strahlen mit einer kreisbogenförmigen Verteilung, die in Fig. 6 gezeigt ist, auf die Oberfläche der Platte 9 projiziert. Wie in Fig. 7A gezeigt, werden die Vorspur der Platte und die Vielzahl der Strahlen in eine Ortsbeziehung gebracht, in welcher der Lichtstrahl der Ordnung 0 auf die Vorspur zentriert wird und bei welcher diese Vorspur zwischen den Lichtstrahlen der Ordnungen +1 und +2 gehalten wird. Solch eine Ortsbeziehung wird erreicht durch Rotation des gesamten Optikkopfes um die optische Achse der Objektivlinse, wobei die Ortsheziehung zwischen Optikkopf und der Plattenoberfläche angepaßt wird. In Fig. 7A bezeichnet die Ziffer 60 die Vorspur nach Korrektur der Ortsbeziehung, die oben erwähnt wurde, und die Ziffer 61 die Vorspur vor der Korrektur. Solch eine Korrektur kann auch durchgeführt werden durch Änderung der Orientierung des Beugungsgitters 7 und der Orientierung der Vorspur in Fig. 1, so daß sich die Ortsbeziehung der Strahlen und der Vorwellen wie in Fig. 7A dargestellt ergibt.
Wenn die optische Platte auf die übliche Art abgetastet wird, wird der Lichtstrahl nullter Ordnung auf die Vorspur projiziert und die Lichtstrahlen der +1sten und +2ten Ordnung werden auf Positionen projiziert, welche den gleichen Abstand von der Vorspur haben. Das reflektierte Licht der Lichtstrahlen der Ordnung 0, +1, +2 wird wie in Fig. 7B gezeigt vom Sechs-Sektoren-Detektor 2 aufgenommen. Seien E und F Signale von den entsprechenden lichtaufnehmen den Elementen 300 und 302, dann kann die Servosteuerung zum Nachführen so durchgeführt werden, daß das Fehlersignal
E - α&sub1;&sub2;F
auf Null gebracht wird, wobei α&sub1;&sub2; das Verhältnis zwischen den Lichtintensitäten der Lichtstrahlen erster und zweiter Ordnung bezeichnen. Solch eine Korrektur wird durchgeführt, da im allgemeinen die Lichtintensität des Sekundärlichtes mit steigender Ordnung abfällt. Es sei darauf hingewiesen, daß selbst wenn der Koeffizient α nicht "1" ist der Koeffizient nicht durch die Spurführung verändert wird, da er das Verhältnis zwischen den Lichtintensitäten erster Ordnung und zweiter Ordnung darstellt. Daher stellt der Koeffizieint nicht den variablen Faktor wie beim Offset dar.
Bis auf die Anordnung können die lichtempfangenden Elemente 300 - 302 exakt dieselben sein wie beim Stand der Technik.
Die mit der Ausführungsform nach Fig. erzielten Effekte werden im folgenden beschrieben.
Fig. 7A illustriert einen Aspekt, bei welchem der gebeugte Schreibstrahl an der hintersten Position in Rotationsrichtung der optischen Platte liegt. In diesem Fall ist die Rotationsrichtung der optischen Platte mit Blick auf die Zeichnung rechts und der Lichtstrahl nullter Ordnung, der von dem Optikkopf der Ausführungsform nach Fig. 1 erzeugt wird, wird als Schreibstrahl verwendet, während die geheugten Lichtstrahlen der Ordnungen +1 und +2 für die Spurführung verwendet werden. Sowohl die Lichtstrahlen der Ordnungen +1 als auch +2 werden auf die beschriebenen Bereiche der optischen Platte beim Schreiben und beim Abspielen projiziert. Wenn dementsprechend die Reflexionsintensitäten des gebeugten Strahls erster Ordnung und zweiter Ordnung miteinander verglichen werden, so gilt I&sbplus;&sub1; = α&sub1;&sub2;I&sbplus;&sub2;, und ein präzises Spurführungsservosignal wird lediglich durch Korrektur der Detektorausgangssignale E und F nach der Form
E - α&sub1;&sub2;F
wie oben erwähnt erzeugt. Dieser Punkt soll weiter im einzelnen beschrieben werden. Eine Änderung der reflektierten Lichtintensität, welche auf dem Unterschied der Plattenmaterialien beruht und auf die in der Beschreibung des Standes der Technik Bezug genommen wurde, tritt oft auf bei Licht, das von vertieften Abschnitten reflektiert wurde, insbesondere im beschriebenen Teil. Wie bereits mit Bezug auf Fig. 9A erläutert wird beim Stand der Technik das geheugte Licht der Ordnung -1 auf dein unbeschriebenen Teil und das gebeugte Licht der Ordnung +1 auf den beschriebenen Teil projiziert, so daß die Größe des Offset für jedes Material geändert werden muß, um die Unterschiede des Materials zu kompensieren. Dagegen wird bei dieser Ausführungsform das Licht der beiden Spurführungsstrahlen (die gebeugten Lichtstrahlen der Ordnungen +1 und +2) gleichermaßen auf die beschriebenen Teile projiziert, und die reflektierten Intensitäten fluktuieren ähnlich trotz Anderung des Plattenmaterials, so daß Unterschiede in der Reflexionsintensität sich aufheben, so weit sie auf Unterschiede des Materials zurückzuführen sind. In dieser Beziehung umgehen der Optikkopf und das Spurführungsverfahren nach dieser Ausführungsform die Nachteile beim Stand der Technik.
Darüber hinaus wird wie oben angedeutet der Unterschied zwischen den Lichtintensitäten der gebeugten Strahlen der Ordnungen 1 und 2 durch den Verstärkungsfaktor α&sub1;&sub2; kompensiert. Da sowohl die Lichtstrahlen erster Ordnung als auch zweiter Ordnung auf ähnliche Bereiche projiziert werden, gibt der Unterschied zwischen den Lichtintensitäten der gebeugten Strahlen keinen Anlaß für einen Offset beim Schreiben und Lesen. Wenn daher der Verstärkungs faktor einmal vorgeschrieben worden ist, ist eine stabile Spurführung sowohl beim Schreiben als auch beim Lesen realisierbar. Beim Stand der Technik, der mit Bezug auf die Fig. 10A und 10B erläutert wurde, unterscheidet sich das Verhältnis I&submin;&sub1;/I&sbplus;&sub1; beim Schreiben von dem bei der Wiedergabe, so daß das Schreiben unterschieden werden muß von der Wiedergabe, um unterschiedliche Spurführungssignale zu erzeugen (E - αF im Gegensatz zu E - F). Auch in dieser hinsicht umgeht das Spurführungsverfahren der Ausführungsform die Nachteile beim Stand der Technik.
Darüber hinaus wird das Spurführungsverfahren entsprechend der obigen Ausführungsform realisiert durch Änderung des Aufbaus der optischen Elemente im Optikkopf; daher brauchen die Spezifikationen der konventionellen optischen Platten nicht verändert zu werden.
Darüber hinaus werden aufgrund der Struktur, bei welcher das Beugungsgitter 7 vor dem Formprisma 8a angeordnet ist, die Strahlformungsfunktion und die Verteilung des Sekundärlichtes wie in Fig. 6 gezeigt simultan erreicht. Daher ist in dieser Ausführungsform kein spezielles optisches Element für die Verteilung des Sekundärlichtes neu hinzuzufügen, sondern die oben genannten zwei Funktionen werden gleichzeitig erfüllt durch bloße Änderung der Anordnung des Beugungsgitters und des Formprismas, welche auch in einem Optikkopf nach Stand der Technik eingesetzt werden. Dementsprechend ist die Ausführungsform in punkto Kosten ebenfalls vorteilhaft. Darüber hinaus kann der Optikkopf in seiner Größe reduziert werden und ist weniger anfällig für Änderungen der Umwelteinflüsse wie Temperatur und Erschütterung, und zwar aufgrund der Vereinfachung des optischen Systems.
Die obige Ausführungsform ist so aufgebaut, daß der gebeugte Schreib- oder Lesestrahl der gebeugte Lichtstrahl an der hintersten Position in Rotationsrichtung der optischen Platte ist, während die beiden Spurführungs-Sekundärlichtstrahlen an der vordersten Position in selber Richtung auf die beschriebenen Bereiche projiziert werden. Als nächstes wird eine Modifikation vorgeschlagen werden, entsprechend welcher anders als bei der obigen Ausführungsform zwei Spurführungsstrahlen kollektiv auf die ungeschriebenen Bereiche projiziert werden, während ein gebeugter Lichtstrahl an der vordersten Position in Rotationsrichtung der optischen Platte als Schreib- oder Lesestrahl verwendet wird. Wie in Fig. 8A dargestellt, werden die gebeugten Lichtstrahlen der Ordnungen -1 und -2 auf die unbeschriebenen Bereiche projiziert und zur Spurführung herangezogen. Selbst bei einem solchen Aufbau werden beide Strahlen auf Bereiche gleicher Reflektivität projiziert, so daß alle vorher erwähnten Merkmale und Effekte bei der obigen Ausführungsform auch mit dieser Modifikation erreicht werden können. In diesem Fall unterscheiden sich die Intensitäten der reflektierten Strahlen der beiden Sekundärlichtstrahlen im Schreibmodus von denen im Lesemodus, aber das Verhältnis der Lichtintensitäten der beiden reflektierten Strahlen wird für das Signal für die Spurführungsservosteuerung verwendet. Da jedoch die Lichtintensitätsverhältnisse sich hei dem Aufbau nach Fig. 8A nicht ändern, wirft dies keine Probleme auf.
Eine weitere unten besprochene Modifikation wird zusätzlich vorgeschlagen. In der obigen Ausführungsform wird das Strahlformungsprisma 8a verwendet, um die gebogene Verteilung des Sekundärlichtes wie in Fig. 7A gezeigt zu erreichen. Selbst mit einem anderen Verfahren jedoch ist es möglich, Sekundärlichtstrahlen zu erzeugen, deren Querschnittsverteilung gebogen ist. Das heißt, die Sekundärlichtstrahlen der Verteilung nach Fig. 7A kann ebenso erreicht werden durch Kombination mehrerer Beugungsgitter und Prismein. Beispielsweise können die Beugungsgitter durch ein "keilförmiges" Prisma ersetzt werden, in dem Mehrfachreflexion stattfindet.
Zusätzlich kann eine Sekundärlichtverteilung nach Fig. 8C ohne Formprisma 8a durch Kombination zweier Beugungsgitter 70 und 71 verschiedener Beugungsmuster wie in Fig. 8B gezeigt erreicht werden. Im einzelnen bedeutet dies, daß seitlich divergierendes Sekundärlicht durch das Beugungsgitter 71 erzeugt wird, dessen Gittermuster parallel zu der Ebene der Fig. 8B ist. Wenn dann das Licht nullter Ordnung und das Sekundärlicht vom Beugungsgitter 71 auf das Beugungsgitter 70 treffen, das mit Bezug auf das Beugungsgitter 71 geineigt ist, so wird eine große Anzahl von Sekundärlichtstrahlen wie in Fig. 8C gezeigt erzeugt. Unter der Annahme, daß der Lichtstrahl 80 das Licht nullter Ordnung in Fig. 8C ist, werden die Lichtstrahlen, zwischen denen die Vors pur wie in Fig. 7A gezelgt gehalten wird, von den anderen Sekundärlichtstrahlen unterschieden.
Im wesentlichen werden ein Lichtstrahl der Ordnung 0 und wenigstens zwei Sekundärlichtstrahlen aus einem einzelnen Laserstrahl durch ein optisches System erzeugt, wobei der Lichtstrahl nullter Ordnung als Hauptstrahl zum Lesen oder Schreiben der Daten verwendet wird und unter den Sekuindärlichtstrahlen zwei Lichtstrahlen in einer Ortsbeziehung, in welcher sie nicht auf einer Linie mit dem Lichtstrahl nullter Ordnung in der Querschnittsverteilung liegen, als Strahlen verwendet werden, um ein Spurführungssignal zu detektieren. Dadurch ist es nicht mehr nötig, Servosignale ungleicher Amplitude beim Schreiben und bei der Wiedergabe wie beim Stand der Technik des Dreistrahlverfahrens zu berücksichtigen. Die Größe des Offset ist außerdem unstabil.
Obgleich der Lichtstrahl nullter Ordnung und erster Ordnung und zweiter Ordnung jeweils als Strahl für Daten und für die Spurführung in der obigen Ausführungsform verwendet werden, ist dies keine Einschränkung. Der Grund dafür ist, daß Strahlen der gewünschten Leistung über die Steuerung der numerischen Aperturen wie oben erwähnt erzeugt werden können.
Obgleich die Ausführungsformen von
E - α&sub1;&sub2;F
als Spurführungsservosignal ausgehen, kann das Verhältnis zwischen den Lichtintensitäten der ersten Ordnung und zweiten Ordnung, d. h. der Koeffizient α&sub1;&sub2;, durch Änderung der numerischen Apertur des Beugungsgitters oder der Seitenansichtsform des Gitters auch auf "1" gesetzt werden.
Da ganz offenbar weitestgehend unterschiedliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hergestellt werden können, ohne das Prinzip und den Inhalt zu ändern, versteht sich von selbst, daß die Erfindung nicht auf die speziellen Ausführungsformen beschränkt ist, die in den Ansprüchen beansprucht werden.

Claims

1. Optikkopf mit Lichtstrahlgenerator zur Erzeugung eines Lichtstrahls verwendbar zum Beschreiben und Lesen einer optischen Platte (19 des WORM-Typs oder des Phasenänderungstyps der enthält:

- eine Beugungsvorrichtung (7), die aut dem optischen Weg des Lichtstrahls angeordnet ist, um den Lichtstrahl durch Beugung in wenigstens drei gebeugte Teilstrahlen aufzuteilen, wobei ein erster Teilstrahl zum Lesen und Schreiben von Daten aut einer Spur dient, und

- zwei Lichtempfangsvorrichtungen, die auf dem optischen Weg des reflektierten Lichtes der zwei verbleibenden gebeugten Teilstrahlen die von der besagten optischen Platte reflektiert werden, angeordnet sind und sich an verschiedenen Positionen befinden, so daß die reflektierten Teilstrahlen empfangen werden, um damit ein Servosignal bezüglich derselben Spur zu erzeugen,

dadurch gekennzeichnet, daß

Brechungsvorrichtungen (8a) zwischen den Beugungsvorrichtungen (7) und der optischen Platte (9) vorgesehen sind, um die Teillichtstrahlen abzulenken, so daß sie im Querschnitt nicht auf einer einzelnen Linie zu liegen kommen und daß der erste Teilstrahl an der vordersten oder hintersten Position in bezug auf die Vorwärtsrotationsrichtung der besagten optischen Platte liegt.

2. Optikkopf nach Anspruch 1, wobei die Beugungsvorrichtung ein Beugungsgitter umfaßt das senkrecht zu einer optischen Achse des Lichtstrahls von der besagten Lichtstrahlerzeugungsvorrichtung steht und besagte Brechungsvorrichtung ein Prisma umfaßt, das so angeordnet ist, daß die gebeugten Teillichtstrahlen vom besagten Beugungsgitter schräg in das besagte Prisma eintreten, wobei die gebrochenen Teillichtstrahlen der besagten wenigstens drei gebeugten Lichtstrahlen vom besagten Prisma senkrecht auf eine Oberfläche der besagten optischen Platte auftreffen.

4. Optikkopf nach Anspruch 1, wobei der gebeugte Lichtstrahl, der an der vordersten oder hintersten Position liegt, ein Lichtstrahl der nullten Ordnung ist und die verbleibenden zwei gebeugten Lichtstrahlen Lichtstrahlen der Ordnungen 1 und 2 sind.

4. Optikkopf nach Anspruch 1, der außerdem eine zweite Lichtempfangsvorrichtung zum Empfang des reflektierten Lichtstrahls von der Oberfläche der besagten Platte umfaßt, wobei das besagte reflektierte Licht dem gebeugten Lichtstrahl entspricht, welcher an der vordersten oder hintersten Position liegt, und wobei ein Signal von der besagten zweiten Lichtempfangsvorrichtung zum Abspielen der Lesedaten und/oder für eine Fokussierungs-Servosteuerung verwendet wird.

5. Optikkopf nach Anspruch 1, wobei im Fall, daß der an der vordersten oder hintersten Position liegende gebeugte Lichtstrahl an der vordersten Position liegt, die verbleibenden Lichtstrahlen im Schreibmodus und im Abspielmodus auf die beschriebenen Bereiche einer Oberfläche der besagten optischen Platte gerichtet werden.

6. Optikkopf nach Anspruch 1, wobei im Fall, daß der an der vordersten oder hintersten Position liegende gebeugte Lichtstrahl an der hintersten Position liegt, die verbleibenden gebeugten Lichtstrahlen im Schreibmodus auf die unbeschriebenen Bereiche auf einer Oberfläche der besagten optischen Piatte gerichtet sind.

7. Optikkopf nach Anspruch 1, wobei die besagte Beugungsvorrichtung umfaßt:

ein erstes Beugungsgitter und

ein zweites Beugungsgitter mit einem Strichmuster, das sich in einer anderen Richtung ausdehnt als in der des Strichmusters des besagten ersten Beugungsgitters;

wobei die Ebenen des besagten ersten und zweiten Beugungsgitters im rechten Winkel zu dem einfallenden Lichtstrahl stehen.

8. Optikkopf nach Anspruch 2, wobei das besagte Prisma einen Brechungsindex von 1,5 hat und ein Einfallswinkel des gebeugten Lichtes des besagten Prismas 79º beträgt.

9. Spurführungsverfahren für einen Optikkopf, der verwendbar ist zum Beschreiben und Lesen optischer Platten des WORM-Typs oder des Phasenänderungstyps, das die Schritte umfaßt:

- Erzeugung von drei gebeugten Teillichtstrahlen aus einem einzelnen Lichtstrahl,

- Verwendung eines ersten gebeugten Teilstrahls zum Lesen und Schreiben von Daten von einer/auf eine Spur einer optischen Platte;

- Verwendung der zwei verbleibenden gebeugten Teillichtstrahlen als Strahlen zum Spurführen auf derselben Spur;

dadurch gekennzeichnet,

daß es die Schritte umfaßt:

- Brechung der drei gebeugten Teillichtstrahlen, so daß sie im Querschnitt nicht auf einer einzelnen Linie zu liegen kommen; und

- Ablenkung der ersten gebrochenen Teillichtstrahlen an einer vordersten oder hintersten Position in die Vorwärtsrotationsrichtung der besagten optischen Platte.

10. Spurführungsverfahren nach Anspruch 9, wobei der an der vordersten oder hintersten Position liegende gebrochene Lichtstrahl auf eine Vorspur gerichtet wird, welche auf der besagten optischen Platte vorgesehen ist, und die verbleibenden zwei gebrochenen Lichtstrahlen auf Positionen gelenkt werden, welche senkrecht zur besagten Vorspur im wesentlichen den gleichen Abstand von der besagten Vorspur haben.

11. Spurführungsverfahren nach Anspruch 9, wobei der an der vordersten oder hintersten Position liegende gebrochene Lichtstrahl vom gebeugten Lichtstrahl der Ordnung 0 abgeleitet wird und die verbleibenden zwei gebrochenen Lichtstrahlen von den Lichtstrahlen der Ordnungen 1 und 2 abgeleitet werden.

12. Spurführungsverfahren nach Anspruch 9, wobei im Fall, daß der gebrochene Lichtstrahl, der als Lese- oder Schreibstrahl dient, an der vordersten oder hintersten Position in Vorwärtsrotationsrichtung der besagten optischen Platte liegt, die verbleibenden gebeugten Lichtstrahlen im Schreibmodus und Abspielmodus auf die beschriebenen Bereiche einer Oberfläche der besagten optischen Platte gerichtet sind.

13. Spurführungsverfahren nach Anspruch 9, wobei im Fall, daß der gebeugte Lichtstrahl, der als Lese- oder Schreibstrahl dient, an der hintersten Position in der Vorwärtsrotationsrichtung der besagten optischen Platte liegt, die verbleibenden gebeugten Lichtstrahlen im Schreibmodus auf unbeschriebene Bereiche der Oberfläche der besagten optischen Platte gerichtet sind.