DE4022093A1 - Optical arrangement for data reading and writing - use precisely-aligned read and write beams mounted on single tracking and focussing mechanism with alternative optic designs - Google Patents

Optical arrangement for data reading and writing - use precisely-aligned read and write beams mounted on single tracking and focussing mechanism with alternative optic designs

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DE4022093A1 DE19904022093 DE4022093A DE4022093A1 DE 4022093 A1 DE4022093 A1 DE 4022093A1 DE 19904022093 DE19904022093 DE 19904022093 DE 4022093 A DE4022093 A DE 4022093A DE 4022093 A1 DE4022093 A1 DE 4022093A1
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Abstract

Optical data storage and retrieval using the LIESST effect (Light Induced Excited Spin State Trapping) requires the use of separate light sources for reading and writing or erasing data. A light source (L1) and grating (G) produce a read beam (H1) and offset tracking beams (B1, B2), which are reflected from the disc surface (AT) to multiple detectors (A-F). The signals from these detectors form the data and control outputs. A separate light source (L2) for data write/erase operations may be mounted on the same tracking and focussing assembly. Alternative designs include multiple read/write light sources, and alternative tracking methods dispense with tracking beams (B1, B2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum optischen Aufzeich­ nen und Wiedergeben von Daten unter Ausnutzung des Liesst-Effek­ tes, wobei der Lichtstrahl einer ersten Lichtquelle mittels eines Spurregelkreises entlang der Datenspuren eines Aufzeich­ nungsträgers geführt wird, der den Liesst-Effekt zeigt.The invention relates to a device for optical recording data and play back using the Liesst effect tes, wherein the light beam from a first light source by means of a track control loop along the data tracks of a recording is carried out, which shows the Liesst effect.

Unter dem Liesst-Effekt - die Abkürzung für Light Induced Ex­ cited Spin State Trapping - der bei Übergangsmetallverbindungen beobachtet wird, versteht man die Änderung des Spin-Zustandes in Abhängigkeit von der Temperatur. Beim Übergang von tiefer Temperatur zu hoher Temperatur geht bei einer kritischen Tempe­ ratur der Low-Spin-Zustand in den High-Spin-Zustand über, der bei vielen Übergangsmetallverbindungen mit einem plötzlichen charakteristischen Farbwechsel verbunden ist. Under the Liesst effect - the abbreviation for Light Induced Ex cited Spin State Trapping - that of transition metal compounds is observed, one understands the change in the spin state depending on the temperature. When going from deeper Temperature is too high at a critical temperature rature of the low-spin state into the high-spin state above that with many transition metal compounds with a sudden characteristic color change is connected.  

Unterhalb der kritischen Temperatur läßt sich dieser mit einem Farbwechsel verbundene Übergang des Spin-Zustandes aber auch durch Einstrahlung von Licht erzielen. Ebenso läßt sich der Farbwechsel durch Bestrahlung mit Licht geeigneter Wellenlänge wieder rückgängig machen.Below the critical temperature, this can be done with a Color change associated transition of the spin state as well by irradiating light. Likewise, the Color change by irradiation with light of a suitable wavelength undo.

Es ist daher möglich, mit Licht einer ersten geeigneten Wellen­ länge den Übergang vom Low-Spin-Zustand in den High-Spin-Zu­ stand mit dem zugehörenden charakteristischen Farbwechsel zu bewirken; ebenso lassen sich mit Licht einer zweiten geeigneten Wellenlänge der Übergang vom High-Zustand in den Low-Zustand und der damit verbundene Farbwechsel erzielen. Es sind platten­ förmige Aufzeichnungsträger bekannt, die den Liesst-Effekt zei­ gen.It is therefore possible to light with a suitable first wave length the transition from the low spin state to the high spin state was entitled to the associated characteristic color change cause; can also be used with a second suitable light Wavelength of the transition from the high state to the low state and achieve the associated color change. They are flat shaped recording media known that show the Liesst effect gene.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine einfache Vorrichtung zum optischen Aufzeichnen und Lesen von Daten für einen Aufzeich­ nungsträger anzugeben, der den Liesst-Effekt zeigt.The object of the invention is to provide a simple device for optical recording and reading of data for one recording to specify the carrier that shows the Liesst effect.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß der Lichtstrahl einer zweiten Lichtquelle anderer Wellenlänge als der ersten Lichtquelle mittels des Spurregelkreises ebenfalls entlang der Datenspuren des Aufzeichnungsträgers geführt wird und daß der Lichtstrahl der zweiten Lichtquelle zum Löschen oder Aufzeich­ nen von Daten dient.The invention solves this problem in that the light beam a second light source of a different wavelength than the first Light source by means of the tracking control loop also along the Data tracks of the record carrier is performed and that the Light beam from the second light source for deletion or recording data.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 1 shows a first embodiment of the invention,

Fig. 2 die Anordnung der Lichtstrahlen beim ersten Ausfüh­ rungsbeispiel auf dem Aufzeichnungsträger, Fig. 2 shows the arrangement of the light beams at the first exporting approximately example on the record carrier,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Fig. 3 shows a second embodiment of the invention.

Fig. 4 eine Kombination aus einem dritten und vierten Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung. Fig. 4 shows a combination of a third and fourth exemplary embodiment of the invention.

Anhand des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung beschrieben und erläutert.The invention is described and explained on the basis of the exemplary embodiment shown in FIG. 1.

Das von einer Lichtquelle L1, z. B. einem Laser, ausgesendete Licht wird mittels eines Gitters G in den Hauptstrahl H1 und die Beugungsstrahlen +1. und -1. Ordnung B1 und B2 aufgeteilt. Der Hauptstrahl H1, der Beugungsstrahl +1. Ordnung B1 sowie der Beugungsstrahl -1. Ordnung B2 werden mittels eines Prismen­ strahlteilers PS auf den Aufzeichnungsträger AT gelenkt und mittels einer Objektivlinse O auf den Aufzeichnungsträger AT fokussiert. Der Aufzeichnungsträger AT reflektiert das Strahlen­ bündel H1, B1 und B2 zurück zum Prismenstrahlteiler PS, von wo der Hauptstrahl H1 auf einen Vierquadrantenphotodetektor PD aus vier Photodioden A, B, C und D, der Beugungsstrahl +1. Ordnung B1 auf einen Photodetektor E und der Beugungsstrahl -1. Ordnung B2 auf einen Photodetektor F strahlt. Aus den Ausgangssignalen des Vierquadrantenphotodetektors PD werden in an sich bekannter Weise das Datensignal S = AS + BS + CS + DS und das Fokusfehler­ signal FE = (AS + CS) - (BS + DS) gebildet. Mit AS, BS, CS und DS sind die Ausgangssignale des Vierquadrantenphotodetektors bezeichnet.The from a light source L 1 , z. B. a laser, emitted light is by means of a grating G in the main beam H 1 and the diffraction beams +1. and -1. Order B 1 and B 2 divided. The main beam H 1 , the diffraction beam +1. Order B 1 and the diffraction beam -1. Order B 2 are directed onto the record carrier AT using a prism beam splitter PS and focused onto the record carrier AT using an objective lens O. The record carrier AT reflects the beams H 1 , B 1 and B 2 back to the prism beam splitter PS, from where the main beam H 1 onto a four-quadrant photodetector PD consisting of four photodiodes A, B, C and D, the diffraction beam +1. Order B 1 on a photodetector E and the diffraction beam -1. Order B 2 radiates onto a photodetector F. The data signals S = AS + BS + CS + DS and the focus error signal FE = (AS + CS) - (BS + DS) are formed from the output signals of the four-quadrant photodetector PD in a manner known per se. The output signals of the four-quadrant photodetector are identified by AS, BS, CS and DS.

Das Spurfehlersignal TE = ES-FS wird aus den Ausgangssignalen ES und FS der Photodetektoren E und F ebenfalls in bekannter Weise gebildet.The tracking error signal TE = ES-FS is made from the output signals ES and FS of the photodetectors E and F are also known Formed way.

Der Lichtstrahl H2 der zweiten Lichtquelle L2, z. B. ein Laser, wird mittels eines Spiegels HS auf den Aufzeichnungsträger AT gelenkt.The light beam H 2 of the second light source L 2 , e.g. B. a laser is directed to the record carrier AT by means of a mirror HS.

Der Spiegel HS ist so angeordnet, daß der Lichtstrahl H2 der zweiten Lichtquelle L2 auf der Datenspur T des Aufzeichnungsträ­ gers AT in Abtastrichtung gesehen vor dem Strahlenbündel der ersten Lichtquelle L1 liegt, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Der Pfeil deutet die Drehrichtung des plattenförmigen Aufzeichnungs­ trägers an. Weil die Daten, die in sogenannten Pits P gespei­ chert sind, zuerst unter dem lesenden Lichtstrahl H1 und an­ schließend unter dem löschenden oder aufzeichnenden Lichtstrahl H2 vorbei laufen, können gleichzeitig Daten gelesen und neue Da­ ten aufgezeichnet werden.The mirror HS is arranged so that the light beam H 2 of the second light source L 2 on the data track T of the record carrier AT seen in the scanning direction lies in front of the beam of the first light source L 1 , as shown in FIG. 2. The arrow indicates the direction of rotation of the disc-shaped recording medium. Because the data, which are stored in so-called pits P, pass first under the reading light beam H 1 and then under the erasing or recording light beam H 2 , data can be read at the same time and new data can be recorded.

Die beiden Lichtquellen L1 und L2, der Prismenstrahlteiler PS, die Objektivlinse O und der Spiegel HS sowie die Photodetekto­ ren PD, E und F sitzen auf demselben Träger, der vom Spurregel­ kreis geführt wird, um die Lichtstrahlen entlang den Datenspu­ ren führen zu können. Mit dem Lichtstrahl H2 der zweiten Licht­ quelle L2 werden Daten gelöscht oder aufgezeichnet, während das Strahlenbündel der ersten Lichtquelle L1 sowohl zum Lesen der Daten als auch zur Spur- und zur Fokusregelung dient.The two light sources L 1 and L 2 , the prism beam splitter PS, the objective lens O and the mirror HS as well as the photodetectors PD, E and F sit on the same carrier, which is guided by the tracking control circuit, to guide the light rays along the data tracks can. Data is erased or recorded with the light beam H 2 from the second light source L 2 , while the beam of the first light source L 1 is used both for reading the data and for tracking and focus control.

Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, das sich vom ersten dadurch unterscheidet, daß der Lichtstrahl H2 der zwei­ ten Lichtquelle L2 und die Lichtstrahlen H1, B1 und B2 der zwei­ ten Lichtquelle L2 von demselben Prismenstrahlteiler PS oder halbdurchlässigen Spiegel auf den Aufzeichnungsträger gelenkt werden. Die beiden Lichtquellen L1 und L2, die optischen Elemen­ te PS, O, G sowie die Photodetektoren PD, E und F sind auf dem­ selben Träger befestigt, der vom Spurregelkreis geführt wird. Fig. 3 shows a second embodiment, which differs from the first in that the light beam H 2 of the two th light source L 2 and the light beams H 1 , B 1 and B 2 of the two th light source L 2 from the same prismatic beam splitter PS or semi-transparent mirror be directed to the record carrier. The two light sources L 1 and L 2 , the optical elements te PS, O, G and the photodetectors PD, E and F are attached to the same carrier that is guided by the tracking control loop.

Anstelle eines Hauptstrahls und der Beugungsstrahlen +1. Ord­ nung und -1. Ordnung kann auch ein einziger Lichtstrahl der er­ sten Lichtquelle auf den Aufzeichnungsträger fokussiert werden. Der Aufzeichnungsträger reflektiert diesen Lichtstrahl auf ei­ nen zweigeteilten Photodetektor, aus dessen Ausgangssignalen das Datensignal und das Spurfehlersignal erzeugt werden.Instead of a main beam and +1 diffraction beams. Ord and -1. Order can also be a single beam of light most light source to be focused on the record carrier. The record carrier reflects this light beam onto egg NEN two-part photodetector, from its output signals the data signal and the tracking error signal are generated.

Bei einem dritten Ausführungsbeispiel ist eine dritte Lichtquel­ le L3 vorgesehen, die auf demselben Träger T1 wie die zweite Lichtquelle L2 sitzt. Der Träger T1 ist in Pfeilrichtung beweg­ bar, so daß entweder die zweite oder die dritte Lichtquelle vor dem Spiegel positionierbar ist. Es kann daher das Licht der zweiten oder der dritten Lichtquelle wahlweise auf den Aufzeich­ nungsträger gestrahlt werden.In a third exemplary embodiment, a third light source L 3 is provided which sits on the same carrier T 1 as the second light source L 2 . The carrier T 1 is movable in the direction of the arrow, so that either the second or the third light source can be positioned in front of the mirror. It can therefore be the light of the second or the third light source optionally radiated onto the recording medium.

Als Träger für die zweite und dritte Lichtquelle eignen sich z. B. eine drehbare Scheibe, eine Trommel oder eine Schiene. Es ist auch möglich, die zweite und die dritte Lichtquelle auf je einem Schwenkarm zu befestigen. Durch Schwenken des Schwenkarms wird die auf ihm sitzende Lichtquelle in den Strahlengang ge­ schwenkt, damit das Licht dieser Lichtquelle auf den Aufzeich­ nungsträger strahlen kann.Are suitable as carriers for the second and third light sources e.g. B. a rotatable disc, a drum or a rail. It it is also possible to use the second and the third light source each to attach a swivel arm. By swiveling the swivel arm the light source sitting on it is ge into the beam path pivots so that the light of this light source on the record can shine.

Die zweite Lichtquelle kann z. B. dazu dienen, den Übergang vom Low-Spin-Zustand in den High-Spin-Zustand zu bewirken, während die dritte Lichtquelle Licht einer Wellenlänge aussendet, das den Übergang vom High-Spin-Zustand in den Low-Spin-Zustand ver­ ursacht.The second light source can e.g. B. serve to transition from Low-spin state to effect while the high-spin state the third light source emits light of a wavelength that ver the transition from the high spin state to the low spin state causes.

Bei einem vierten Ausführungsbeispiel sind mehrere Photodetekto­ ren PD1, E1, F1 sowie PD2, E2 und F2 unterschiedlicher spektra­ ler Empfindlichkeit zum Empfang des vom Aufzeichnungsträger re­ flektierten Lichtes vorgesehen. Die Photodetektoren können eben­ so wie die zweite und die dritte Lichtquelle auf einem gemeinsa­ men Träger T2 sitzen, der in Pfeilrichtung bewegbar ist, um wahlweise jeden Photodetektor in die Empfangsposition stellen zu können. Als Träger für die Photodetektoren kommen wie bei der zweiten und dritten Lichtquelle eine drehbare Scheibe, eine Trommel oder eine Schiene in Betracht. Die Photodetektoren kön­ nen auch auf Schwenkarmen sitzen.In a fourth exemplary embodiment, a plurality of photodetectors PD 1 , E 1 , F 1 and PD 2 , E 2 and F 2 of different spectra sensitivity are received for receiving the light reflected from the recording medium. Like the second and third light sources, the photodetectors can sit on a common carrier T 2 , which can be moved in the direction of the arrow, in order to be able to selectively place each photodetector in the receiving position. As for the second and third light sources, a rotatable disk, a drum or a rail can be considered as supports for the photodetectors. The photodetectors can also sit on swivel arms.

Beim vierten Ausführungsbeispiel ist es deshalb möglich, zu je­ der Lichtquelle einen zugehörenden Photodetektor im Strahlen­ gang zu positionieren, der auf die Wellenlänge dieser Lichtquel­ le abgestimmt ist. In the fourth embodiment, it is therefore possible to each the light source an associated photodetector in the radiation gear to position that on the wavelength of this light source le is matched.  

Fig. 4 zeigt eine Kombination aus dem dritten und vierten Aus­ führungsbeispiel. Fig. 4 shows a combination of the third and fourth exemplary embodiment.

Die Erfindung ist für Aufzeichnungs- und Wiedergabegeräte geeig­ net, die nach dem Liesst-Verfahren Daten auf einen Aufzeich­ nungsträger aufzeichnen oder vom Aufzeichnungsträger lesen.The invention is suitable for recording and reproducing devices net, which uses the Liesst method to record data Record the media or read from the media.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum optischen Lesen und Aufzeichnen von Daten unter Ausnutzung des Liesst-Effektes, wobei der Licht­ strahl einer ersten Lichtquelle (L1) mittels eines Spurre­ gelkreises entlang der Datenspuren eines Aufzeichnungsträ­ gers (AT) geführt wird, der den Liesst-Effekt zeigt, um die Daten zu lesen, dadurch gekennzeich­ net, daß der Lichtstrahl (H2) einer zweiten Lichtquelle (L2) anderer Wellenlänge als der ersten Lichtquelle (L1) mittels des Spurregelkreises ebenfalls entlang den Daten­ spuren (T) des Aufzeichnungsträgers (AT) geführt wird und daß der Lichtstrahl (H2) der zweiten Lichtquelle (L2) zum Löschen oder Aufzeichnen von Daten dient.1. Apparatus for optically reading and recording data using the Liesst effect, the light beam from a first light source (L 1 ) being guided by means of a track control circuit along the data tracks of a record carrier (AT) which shows the Liesst effect In order to read the data, characterized in that the light beam (H 2 ) of a second light source (L 2 ) of a different wavelength than the first light source (L 1 ) also traces along the data (T) of the recording medium (AT) by means of the tracking control loop ) is performed and that the light beam (H 2 ) of the second light source (L 2 ) is used to erase or record data. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Lichtstrahl (H2) der zweiten Lichtquelle (L2) in Abtastrichtung gesehen vor dem Licht­ strahl (H1) der ersten Lichtquelle (L1) auf die Datenspur (T) strahlt.2. Device according to claim 1, characterized in that the light beam (H 2 ) of the second light source (L 2 ) seen in the scanning direction before the light beam (H 1 ) of the first light source (L 1 ) on the data track (T) . 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Lichtstrahl (H1, H2) der ersten und der zweiten Lichtquelle (L1, L2) mittels eines Spiegels (HS) oder eines Prismenstrahlteilers (PS) auf den Aufzeichnungsträger (AT) gelenkt werden.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the light beam (H 1 , H 2 ) of the first and the second light source (L 1 , L 2 ) by means of a mirror (HS) or a prismatic beam splitter (PS) on the Record carriers (AT) are directed. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Lichtstrahl (H1) der er­ sten Lichtquelle (L1) von einem ersten Spiegel oder Pris­ menstrahlteiler (PS) auf den Aufzeichnungsträger (AT) ge­ lenkt wird, während der Lichtstrahl (H2) der zweiten Licht­ quelle (L2) von einem zweiten halbdurchlässigen Spiegel (HS) oder einem Prismenstrahlteiler auf den Aufzeichnungs­ träger gelenkt wird.4. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the light beam (H 1 ) of the most light source (L 1 ) from a first mirror or Pris men beam splitter (PS) on the record carrier (AT) is deflected during the Light beam (H 2 ) of the second light source (L 2 ) from a second semitransparent mirror (HS) or a prismatic beam splitter is directed onto the recording medium. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten vom Lichtstrahl (H1) der ersten Lichtquelle (L1) nach dem sogenannten Push- Pull-Verfahren gelesen werden.5. Apparatus according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the data from the light beam (H 1 ) of the first light source (L 1 ) are read by the so-called push-pull method. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahl der er­ sten Lichtquelle (L1) mittels eines optisch beugenden Ele­ mentes (G) in den Hauptstrahl (H1) und in die Beugungs­ strahlen +1. und -1. Ordnung (B1, B2) aufgeteilt wird und daß die Daten nach dem sogenannten Dreistrahlverfahren ge­ lesen werden.6. The device according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the light beam of the most light source (L 1 ) by means of an optically diffractive element (G) in the main beam (H 1 ) and in the diffraction rays +1 . and -1. Order (B 1 , B 2 ) is divided and that the data are read according to the so-called three-beam method. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Lichtstrahl (H2) der zweiten Lichtquelle (L2) ebenso wie der Hauptstrahl (H1) der er­ sten Lichtquelle (L1) vom Spurregelkreis auf der Datenspur geführt wird.7. The device according to claim 6, characterized in that the light beam (H 2 ) of the second light source (L 2 ) as well as the main beam (H 1 ) of the most light source (L 1 ) is guided by the tracking control loop on the data track. 8. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die beiden Lichtquellen (L1, L2), die Prismenstrahlteiler (PS) oder die halbdurchlässi­ gen Spiegel (HS) auf demselben Träger sitzen.8. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the two light sources (L 1 , L 2 ), the prismatic beam splitter (PS) or the semi-transparent mirror (HS) sit on the same support.
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