DE3928563C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Aufzeichnungs/Wiedergabevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die Erfindung geht von einem Stand der Technik aus, wie er in der DE-OS 24 03 408 beschrieben ist. Diese Druckschrift zeigt eine optische Aufzeichnung-/Wiedergabevorrichtung mit einer Lichtquelle, einem Spiegel und einer Linse. Der von der Lichtquelle ausgesandte Lichtstrahl wird zur Änderung der Ausbreitungsrichtung des Lichtstrahls durch den Spiegel reflektiert und daraufhin durch eine Linse konvergiert. Der konvergierte Lichtstrahl wird von einem Aufzeichnungsmedium zu dem Spiegel reflek­ tiert.

Die EP 01 89 932 A2 zeigt ein Spurnachführungssystem mit beweglichem Nachführspiegel, bei dem durch eine bestimmte Positionierung des Spie­ gels bezüglich der Linse erreicht werden soll, daß der vom Spiegel reflektierte Strahl mit dem auf den Spiegel einfallenden Strahl zusam­ menfällt.

Ein optischer Kopf vom Separations-Typ war vorbekannt, der einen stationä­ ren Teil und einen beweglichen Teil hat, die voneinander getrennt sind, wobei sich nur der bewegliche Teil in radialer Richtung einer Platte über Spuren, die auf der Platte geformt sind, bewegt. Diese Art von optischem Kopf ist z.B. in der nicht geprüften japanischen Patentschrift Nr. 62-2 67 936 und auch in der von der Opto-Electronics Co., Ltd. herausgegebenen "Comprehensible Optical Disk" (Seite 159) offenbart.

In dem bekannten optischen Kopf vom Separations-Typ beinhaltet der statio­ näre Teil Komponenten wie eine Laserdiode, einen Strahl-Aufteiler und einen Fotodetektor, wohingegen der bewegliche Teil Bauteile bzw. Komponenten aufweist, wie einen Spiegel, Objektivlinsen und einen Mechanismus zum Antreiben dieser Bauteile. Somit hat der bewegliche Teil der optischen Platte vom Separations-Typ eine geringe Größe und ein geringeres Gewicht als der nicht separierte optische Kopf. Deshalb bietet die optische Platte vom Separations-Typ eine Abnahme in der Größe des Zugriffsmechanismus als auch eine erhöhte Zugriffsgeschwindigkeit.

Andererseits leidet der optische Kopf vom Separations-Typ an dem Problem, daß der bewegliche Teil dazu neigt, sich in Richtung der Bewegung und in Richtungen quer zur Richtung der Bewegung zu verkanten bzw. schräg zu stellen und zwar während der radialen Bewegung des beweglichen Teils über die Spuren. Ein Verkanten des beweglichen Teils, insbesondere ein Verkan­ ten in Richtung der Bewegung, verursacht einen von der Position abhängigen Offset der optischen Komponenten mit dem Ergebnis, daß der auf die opti­ sche Platte auftreffende Lichtstrahl und der Lichtstrahl, der von der opti­ schen Platte reflektiert wird, voneinander divergieren bzw. auseinanderfallen, was zu einem Offset eines Spurnachführhilfssignals führt. Dieses Phänomen wird als "Lichtdivergenz" bezeichnet.

Bei einer genauen Betrachtungsweise, wenn kein Verkanten des beweglichen Teils vorliegt, trifft der Lichtstrahl, der durch die optische Achse verläuft, vertikal auf die Aufzeichnungsoberfläche einer Platte und wird vertikal entlang des gleichen Pfades bzw. Weges wie der auftreffende Strahl reflek­ tiert. Wenn jedoch der bewegliche Teil verkantet ist, trifft der Lichtstrahl unter einem Winkel auf die Platte auf, so daß Lichtdivergenz erzeugt wird, um zu bewirken, daß der reflektierte Strahl nicht auf den richtigen oder vorbestimmten Teil des Fotodetektors auftrifft, und somit einen Offset des Spurnachführhilfssignals zu verursachen. Ein solcher Offset des Spur­ nachführhilfssignals macht es unmöglich, irgendeinen Spuroffset bzw. Spur­ nachführoffset zu erfassen, d.h. irgendeinen Offset des auftreffenden bzw. einfallenden Strahls vom Mittelpunkt der gewünschten Spur bzw. der Ziel­ spur. Alternativerweise wird ein Spurfehlersignal erzeugt, selbst wenn kein Spurnachführoffset vorliegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen optischen Kopf gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß die Strahlverschiebung in der Detektorebene aufgrund von Verkanten des Kopfes eliminiert bzw. nahezu vermieden wird, um einen etwaigen Offset des Spurnachführsignals zu verringern.

Diese Aufgabe wird durch eine optische Aufzeichnungs-/Wiedergabevor­ richtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Dimensionierungsvorschrift bezüglich der Abstände von Plattenoberfläche, Fokussierlinse und Umlenkspiegel zuein­ ander wird verhindert, daß eine Lichtdivergenz zwischen dem einfallenden Lichtstrahl und dem reflektierten Lichtstrahl auftritt, wenn der optische Kopf verkantet wird. Eine Offset-Erzeugung des Spurnachführhilfsignals wird somit verhindert.

Es wird ein optischer Kopf vom Separations-Typ geschaffen, indem der Abstand zwischen dem Spiegel des beweglichen Teils und dem Haupt­ punkt bzw. Mittelpunkt einer Objektivlinse etwa zweimal so groß gesetzt bzw. ausgelegt wird wie die Fokallänge der Objektivlinse.

Die Unteransprüche 2 bis 6 enthalten zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung gemäß Patentanspruch 1.

Weitere Vorteile, Mermale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegen­ den Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung.

Fig. 1 ist eine schematische Erläuterung eines optischen Systems eines optischen Kopfes vom Separations-Typ in Übereinstimmung mit der vorliegen­ den Erfindung; und

Fig. 2 ist eine schematische Erläuterung eines optischen Systems des beweg­ lichen Teils der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform, die den Betrieb des optischen Systems erläutert.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird ein optischer Kopf vom Separations-Typ als eine Ausführungsform der Erfindung gezeigt, der ausgelegt ist zum Gebrauch bzw. zum Einsatz in einem optischen Plattengerät. Der optische Kopf hat einen stationären bzw. feststehenden Teil S und einen beweglichen Teil M. Der stationäre Teil S hat ein stationäres Gehäuse 5, welches an dem Rahmen 18 des optischen Plattengerätes befestigt ist, und verschiedene Bauteile, die an dem stationären Gehäuse 5 angebracht bzw. festgelegt sind und die einen Halbleiterlaser 1 beinhalten, der als Lichtquelleneinheit dient, eine erste Kollimatorlinse 3, einen ersten Strahl-Aufteiler 4, eine zweite Kollimatorlinse 16, einen zweiten Strahl-Aufteiler 17 und ein Paar von Foto­ detektoren 10 und 15. Der bewegliche Teil M hat ein bewegliches Gehäuse 6, das relativ zu dem Rahmen 18 beweglich ist, und einen Spiegel 7 und eine Objektivlinse 9, die an dem beweglichen Gehäuse 6 befestigt sind. Der Abstand zwischen dem Spiegel 7 und dem Mittelpunkt der Objektivlinse 9 in dem beweglichen Teil M ist auf einen Wert gesetzt, der zweimal so groß ist wie die Fokallänge f der Objektivlinse 9. Somit wird der Abstand zwischen dem Spiegel 7 und dem Mittelpunkt der Objektivlinse 9 durch 2f wieder­ gegeben. Die Objektivlinse 9 ist so gesetzt bzw. angeordnet, daß der Abständ zwischen dem Mittelpunkt der Linse 9 und der Aufzeichnungsober­ fläche der optischen Platte 8 dem Fokalabstand f dieser Linse 9 entspricht.

Obwohl nicht gezeigt, ist auf jeder Seite des beweglichen Gehäuses 6 ein Elektromotor bzw. Schwingspulenmotor (nicht gezeigt) vorgesehen. Das bewegliche Gehäuse 6 ist ausgelegt, um von den Elektromotoren angetrieben zu werden, um sich in radialer Richtung der optischen Platte 9 zu bewegen und zwar durch die Wirkung eines Lagers 19, um so auf einer Zielspur der optischen Platte positioniert zu werden.

Beim Betrieb wird das bewegliche Gehäuse 6 durch die Elektromotoren angetrieben, um bezüglich der Zielspur auf der optischen Platte positioniert zu werden. Ein Lichtstrahl 2, der von einer Laserdiode 1 abgegeben bzw. emittiert wird, wird in einen parallelen Lichtstrahl durch die Kollimatorlinse 3 und den ersten Strahlteiler 4 gewandelt bzw. ausgerichtet, und tritt aus dem stationären Gehäuse 5 aus, um auf das bewegliche Gehäuse 6 aufzu­ treffen. Der Lichtstrahl 2 wird durch den Spiegel 7, der an dem beweglichen Gehäuse 6 befestigt ist, orthogonal abgelenkt und wird durch die Objektiv­ linse 9 orthogonal zu der optischen Platte 8 konvergiert bzw. gebündelt. Der Lichtstrahl 2, der von der optischen Platte 8 reflektiert wird, verläuft wiederum durch die Objektivlinse 9 und wird von dem Spiegel 7 orthogonal reflektiert und von dem ersten Strahlteiler 4 ein weiteres Mal orthogonal reflektiert, so daß er auf den ersten und den zweiten Fotodetektor 10 und 15 durch die zweite Kollimatorlinse 16 und den zweiten Strahlteiler 17 auftrifft, wodurch ein Datensignal und ein Hilfssignal unabhängig von den Fotodetek­ toren 10 und 15 erfaßt werden.

Beim Aufzeichnen von erwünschter Information wird der Lichtstrahl 2, der von dem Halbleiterlaser 1 emittiert wird, in Übereinstimmung mit dem Datensignal moduliert, das die aufzuzeichnende Information repräsentiert, und der so modulierte Lichtstrahl wird auf die optische Platte 8 angewandt bzw. gelenkt. In der Zwischenzeit wird eine Spurnachführsteuerung in Überein­ stimmung mit einem Spurnachführhilfssignal ausgeführt, das von einem der Fotodetektoren 10 und 15 abgeleitet wird. Zum Wiedergeben der aufgezeich­ neten Information wird ein Lichtstrahl 2 mit einem Leistungspegel, der geringer ist als der des Aufzeichnungslichtstrahls, auf die optische Platte 8 gelenkt bzw. appliziert, und der reflektierte Lichtstrahl, der entlang des optischen Pfades reflektiert ist, wird von den Fotodetektoren 10 und 15 empfangen, so daß das Datensignal, das die wiedergegebene Information repräsentiert, und das Servosignal unabhängig von diesen Fotodetektoren 10 und 15 abgeleitet werden.

Im folgenden wird auf Fig. 2 Bezug genommen. Wenn das bewegliche Gehäu­ se 6 nicht in radialer Richtung der optischen Platte 8 verkantet ist, ist der Spiegel 7 in einer Position angeordnet, wie durch die durchgezogenen Linien gezeigt. In diesem Fall trifft der Lichtstrahl 11 vertikal auf die optische Platte 8 hinter dem Mittelpunkt A der Objektivlinse 9 entlang der optischen Achse 12 auf. Der Lichtstrahl, der von der optischen Platte 8 in einer Position B reflektiert wird, kehrt entlang des gleichen Weges zurück wie der Weg des einfallenden Lichtstrahls. Wenn hier angenommen wird, daß das bewegliche Gehäuse um einen kleinen bzw. geringen Winkel R verkantet ist bzw. geneigt ist, bewegen sich der Spiegel 7 und die Objektivlinse 9 zu den durch die gestrichelten Linien gezeigten Positionen, während der Mittelpunkt A der Objektivlinse 9 von der Position A zu einer anderen Position A′ bewegt wird. In diesem Fall wird der Lichtstrahl 11 von dem Spiegel 7 so reflektiert, daß er ein Lichtstrahl 11a wird, der auf einen Punkt B′ der optischen Platte 8 über einen Punkt C der Objektivlinse 9 auftrifft.

Wenn man den Abstand zwischen dem Spiegel 7 und dem Mittelpunkt A der Objektivlinse 9 auf 2f setzt, existieren die folgenden Bedingungen bei diesem Zustand:

Deshalb ist

Deshalb ist die Linie parallel zu der optischen Achse 12.

Da der Lichtstrahl 11a auf die optische Platte 8 vertikal zu dieser entlang der Linie auftrifft, kehrt das von der optischen Platte 8 reflektierte Licht entlang des gleichen Weges wie der einfallende Lichtstrahl zurück, um dadurch jedwede Lichtdivergenz zwischen dem einfallenden Lichtstrahl und dem reflektierten Lichtstrahl auszulöschen.

Als ein Ergebnis des leichten Verkantens bzw. leichten Neigens des beweg­ lichen Gehäuses 6, wird der Punkt, auf dem der Lichtstrahl auf die optische Platte 8 auftritt, von der Position B in eine weitere Position B′ versetzt bzw. mit einem Offset beaufschlagt. Dieser Offset verursacht jedoch kein Problem, da er durch die Spurnachführhilfssteuerung kompensiert wird. Genau betrachtet wird der Offset der optischen Achse zu dem Punkt B′ von dem Fotodetektor 10 oder 15 erfaßt und die Elektromotoren werden in Übereinstimmung mit dem Ergebnis der Erfassung des Offsets betrieben, um den beweglichen Teil M so zu bewegen, daß die optische Achse des auftref­ fenden Lichtstrahls mit der Zielposition B der gewünschten Spur ausgerichtet werden kann.

Wie beschrieben, wird in dem optischen Kopf vom Sepratations-Typ der vorliegenden Erfindung der Abstand zwischen dem Spiegel und der Objektiv­ linse in dem beweglichen Teil so gesetzt, daß er zweimal so groß ist wie die Fokallänge der Objektivlinse, so daß der Lichtstrahl, der von dem Aufzeich­ nungsmedium, z.B. einer optischen Platte, auf dem gleichen Weg wie der einfallende Lichtstrahl geführt bzw. gespurt wird, trotz jeder Neigung oder jedes Verkantens des beweglichen Teils. Somit verhindert die Erfindung das Auftreten jeglicher Lichtdivergenz zwischen dem einfallenden Lichtstrahl und dem reflektierten Lichtstrahl, die unerwünschterweise auftritt, wenn der bewegliche Teil der bekannten optischen Köpfe vom Separations-Typ geneigt bzw. verkantet wird. Es ist deshalb möglich, die Erzeugung eines Offsets des Spurnachführhilfssignals aufgrund eines Verkantens des beweglichen Teils des optischen Kopfes vom Separations-Typ zu verhindern bzw. zu eliminieren.

Claims (6)

1. Optische Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung mit einem optischen Kopf vom Separations-Typ, welcher aus einem eine Lichtquelle enthaltenden stationären Teil und einem eine fokussierende Linse enthaltenden beweglichen Teil besteht, mit einem Spiegel zum Re­ flektieren eines von der Lichtquelle ausgesendeten Lichtstrahls zum Ändern der Ausbreitungsrichtung des Lichtstrahls, und mit einer Linse zum Konvergieren des durch den Spiegel reflektierten Licht­ strahls auf einen vorbestimmten Teil eines Aufzeichnungsmediums und zum Führen des von dem Aufzeichnungsmedium reflektierten Lichtstrahls zu dem Spiegel, dadurch gekennzeichnet,
daß der Spiegel (7) von dem Aufzeichnungsmedium (8) in einem Abstand beabstandet ist, der im wesentlichen dreimal so groß wie die Brennweite der Linse (9) ist, und
daß die Linse (9) von dem Aufzeichnungsmedium (8) in einem Abstand beabstandet ist, der im wesentlichen der Brennweite der Linse (9) entspricht.

2. Optische Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel (7) in dem beweglichen Teil (M) der Vorrichtung angeordnet ist.

3. Optische Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strahl-Aufteiler (4) den von der Lichtquelle (1) emittierten Lichtstrahl nach Durchlaufen einer Linse (3) in zwei Lichtstrahlen aufteilt, von denen sich der eine zu dem beweglichen Teil (M) bewegt, während sich der andere nach Durchlaufen einer weiteren Linse (16) zu einem zweiten Strahl-Aufteiler (17) bewegt, der den anderen Lichtstrahl zur Erfassung durch Detektoren (10, 15) in weitere zwei Lichtstrahlen aufteilt.

4. Optische Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren ein Datensignal und ein Hilfssignal von einem von dem Aufzeichnungsmedium (8) reflektierten Lichtstrahl als Spurnachführsignal erfassen.

5. Optische Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmedium (8) eine optische Platte ist, auf der eine Vielzahl von Aufzeichnungsspuren definiert sind.

6. Optische Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Bewegen (6) des beweglichen Teils vorgesehen ist, und daß eine Positionierung des beweglichen Teils (M) auf einer Zielspur der optischen Platte durch Lager (19) erfolgt.