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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen optischen Abnehmer,
der sich dazu eignet, die Aberration wirkungsvoll zu korrigieren,
die durch die Neigung einer optischen Platte verursacht wird, und
der über verbesserte
Defokussiereigenschaften verfügt.
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Im
allgemeinen werden optische Abnehmer bei der Aufzeichnung von Informationen
auf oder bei der Wiedergabe von Informationen von einer optischen
Platte verwendet. Mit der Zunahme der Aufzeichnungsdichte von optischen
Platten steigt der Bedarf an einer Lichtquelle, die kurzwelliges
Licht abstrahlt, und an einer Objektivlinse, die eine höhere numerische
Apertur hat. Wenn andererseits Informationen unter Verwendung eines
optischen Abnehmers auf einer optischen Platte aufgezeichnet oder
von dieser wiedergegeben werden, tritt, wenn die optische Platte
in einem vorbestimmten Winkel im Bezug auf die optische Achse angeordnet
ist, d. h. wenn die Aufzeichnungsfläche der optischen Platte im
Bezug auf die optische Achse geneigt ist, eine Koma-Aberration infolge
der Neigung der Platte auf. Was einen optischen Abnehmer bei einer
hochdichten Aufzeichnung angeht, der eine Lichtquelle, die kurzwelliges
Licht abstrahlt, und eine Objektivlinse, die eine höhere NA
aufweist, verwendet, so wird bei Verwendung einer hochdichten Platte
eine sphärische
Aberration in einem optischen System, das mit einer optischen Platte
geringer Dichte kompatibel ist, durch Schwankungen der Dicke der
optischen Platten und der Wellenlänge des Lichte verursacht.
Weiterhin nimmt bei einer Zunahme der NA der Objektivlinse die Brennweite
ab, um die Wiedergabeeigenschaften zu steuern. Infolge dessen besteht Bedarf
an einer präzisen
Steuerung der Defokussierung, die durch einen Fehler beim Arbeitsabstand
zwischen der optischen Platte und der Objektivlinse entsteht.
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Die
Koma-Aberration W31 erfüllt
die folgende Bedingung (1). Die Koma-Aberration W31 nimmt bei einer
höheren
NA im Vergleich zu einer geringeren NA plötzlich zu, sofern der Neigungswinkel
der optischen Platte derselbe ist. W31 ∝ NA3 (1)
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Die
Aufzeichnungsdichte einer optischen Platte ist durch die Wellenlänge λ des Lichtes,
das von der Lichtquelle abgestrahlt wird und die NA einer Objektlinse
bestimmt, was durch die Formel (2) ausgedrückt ist:
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Die
sphärische
Aberration W40d, die durch die Schwankung der Dicke ΔD von optischen
Platten verursacht wird, erfüllt
die folgende Formel (3):
wobei n der Brechungsindex
eines optischen Plattensubstrates ist und d die Dicke des optischen
Plattensubstrates ist.
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Um
die Aufzeichnungsdichte der optischen Platte auf etwa 15 Gigabytes
(GB) oder mehr zu erhöhen, sind
auf der Basis der Formel (2) eine Lichtquelle, die kurzwelliges
Licht von etwa 410 nm abstrahlen kann, und eine Objektivlinse mit
einer NA von 0,6 oder mehr erforderlich. Wenn jedoch die NA der
Objektivlinse für eine
hochdichte Aufzeichnung erhöht
wird, nimmt die sphärische
Aberration W40d, die durch die Schwankungen der Dicke optischer
Platten verursacht wird und proportional zur vierten Potenz der
NA ist, in großem
Maße zu.
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Unter
Bezugnahme auf 1 enthält eine
herkömmliche
Aberrations-Korrekturvorrichtung,
die dazu eingerichtet ist, sowohl die Koma-Aberration als auch die
sphärische
Aberration zu korrigieren, eine Objektivlinse 3 zum Bündeln von
einfallendem Licht, sowie eine Kollektivlinse zum Bündeln mehr
einfallenden Lichtes, um einen Lichtpunkt auf einer optischen Platte 1 auszubilden.
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Für den Fall,
dass die optische Platte 1 in einer vorbestimmten Richtung
geneigt ist, wird die Kollektivlinse 5 parallel zu dieser
Richtung geneigt, wodurch die Koma-Aberration korrigiert wird.
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Bei
der herkömmlichen
Aberrations-Korrekturvorrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau,
werden die Objektivlinse 3 und die Kollektivlinse 5 in
einem vorbestimmten Winkel zur Steuerung der Nachführung und
der Fokussierung bewegt, oder wird lediglich die Kollektivlinse
in einem vorbestimmten Winkel bewegt, so dass der Aufbau eines Stellantriebs
für die
Vorrichtung kompliziert wird.
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Darüber hinaus
erzeugt die hochdichte Aufzeichnung bei 15 GB oder mehr das Problem
des Auftretens eines Übersprechens
infolge der Interferenz von den benachbarten Spuren, wenn Informationen
von einer Spur wiedergegeben werden.
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US 5768232 (PIONEER) beschreibt
ein Gerät
zum Wiedergeben von Informationen von einer optischen Platte, wobei
das Gerät
enthält:
eine Lichtabstrahlvorrichtung, die die Plattenoberfläche mit
wenigstens einem ersten und einem zweiten Lichtstrahl bestrahlt.
Der erste Lichtstrahl weist keine Koma-Aberration auf, während der
zweite Lichtstrahl über
eine vorbestimmte Koma-Aberration verfügt. Hier dient die Koma-Aberration
des zweiten Lichtstrahls der Beseitigung der Koma-Aberration infolge
der Plattenneigung, so dass der erste und der zweite Lichtstrahl
Punkte ausbilden, die entlang der Informationsspuren angeordnet
sind, die gelesen werden sollen. Die Informationen werden auf der
Basis eines gewählten
ersten oder zweiten Lichterfassungssignals wiedergegeben, das ein
geringeres Ausmaß der
Koma-Aberration aufweist.
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Im
Hinblick darauf, die oben beschriebenen Probleme zu lösen oder
zu verringern, besteht das Ziel von Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung darin, einen optischen Abnehmer anzugeben, der sich dazu
eignet, die Eigenschaften eines Wiedergabesignals zu verbessern,
wobei die Koma-Aberration, die durch die Nei gung einer optischen
Platte verursacht wird, unter Verwendung wenigstens zweier Lichtpunkte
korrigiert werden kann, die auf der optischen Platte fokussiert
werden.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein optischer Abnehmer
angegeben, enthaltend: eine Lichtquelle, die Licht emittiert; eine
Lichtteileinrichtung, die einen auftreffenden Strahl in wenigstens
zwei Lichtstrahlen teilt, die einen ersten Strahl und einen zweiten
Strahl einschließen,
so dass wenigstens zwei Lichtpunkte auf einer optischen Platte ausgebildet
werden; eine Lichtweg-Änderungseinrichtung,
die den Laufweg des auftreffenden ersten und zweiten Strahls ändert; eine
Objektivlinse, die den ersten und den zweiten Strahl fokussiert,
um einen Haupt-Lichtpunkt bzw. einen Neben-Lichtpunkt auf der optischen Platte
auszubilden; einen Fotodetektor, der einen ersten und einen zweiten
Lichtempfangsabschnitt zum Empfangen des ersten bzw. des zweiten
Lichtstrahls, die von der optischen Platte reflektiert werden und
durch die Lichtweg-Änderungseinrichtung
hindurchtreten, hat und eine fotoelektrische Umwandlung der empfangenen Strahlen
durchführt,
um elektrische Signale zu erzeugen und zu erfassen; und eine Signalverarbeitungseinrichtung,
die die durch Neigung der optischen Platte verursachte Aberration
unter Verwendung der elektrischen Signale korrigiert, wobei die
Lichtteileinrichtung ein vorgegebenes Maß an Koma-Aberration nur an dem zweiten Strahl,
jedoch nicht am ersten Strahl bewirkt, so dass der Haupt-Lichtpunkt
ohne Aberration und der Neben-Lichtpunkt, der Koma-Aberration einschließt, fokussiert
werden, wenn die optische Platte nicht geneigt ist, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung
(30) ein Wiedergabesignal durch Verarbeitung unter Verwendung der
folgenden Gleichung erzeugt, um so die Aberration zu korrigieren,
die durch die Neigung der optischen Platte verursacht wird: Wiedergabesignal = Sm + k(Sm – Ssub),wobei angenommen
wird, dass ein Haupt-Wiedergabesignal von dem Haupt-Lichtpunkt, der durch
den ersten Lichtempfangsabschnitt empfangen und fotoelektrisch umgewandelt
worden ist, Sm ist, ein Neben-Wiedergabesignal von dem Neben-Lichtpunkt,
der durch den zweiten Lichtempfangsabschnitt empfangen und fotoelektrisch
umgewandelt worden ist, Ssub ist, und k ein Verstärkungsfaktor
ist, und die Signalverarbeitungseinrichtung (30; 130; 80)
weiterhin eine k-Wert-Steuerschaltung umfasst, die den Verstärkungsfaktor
k so einstellt, dass er proportional zum Maß der Neigung der optischen
Platte optimiert wird, das zu korrigieren ist.
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Vorzugsweise
umfasst die Lichtteileinrichtung ein optisches Hologramm-Element
(HOE).
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Vorzugsweise
umfasst die Lichtteileinrichtung einen Polarisations-Strahlteiler,
der das vorgegebene Maß an
Koma-Aberration nur an dem zweiten Strahl, jedoch nicht am ersten
Strahl bewirkt, so dass der erste Strahl eine Polarisationskomponente
ohne Aberration hat und der zweite Strahl die andere Polarisationskomponente
hat, die Koma-Aberration einschließt, und die Lichtweg-Änderungseinrichtung einen Strahlteiler,
der den Laufweg des ersten und des zweiten Strahl ändert, indem
er den ersten und den zweiten Strahl jeweils in einem vorgegebenen
Verhältnis,
das auf der Lichtmenge basiert, durchlässt oder reflektiert, sowie
einen Polarisations-Strahlteiler umfasst, der auf dem Lichtweg zwischen
dem Strahlteiler und dem Fotodetektor angeordnet ist, um den auftreffenden
ersten und zweiten Strahl, die von der optischen Platte reflektiert
werden und durch den Strahlteiler hindurchtreten, entsprechend der
Polarisation durchzulassen oder zu reflektieren, wobei der erste
und der zweite Lichtempfangsabschnitt des Fotodetektors separat
voneinander angeordnet sind, um den ersten bzw. den zweiten Strahl
zu empfangen, die durch den Polarisations-Strahlteiler hindurchtreten.
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Vorzugsweise
umfasst die Signalverarbeitungseinrichtung weiterhin eine Verzögerungsschaltung,
die die Phasen des Haupt-Lichtpunktes und des Neben-Lichtpunktes anpasst,
wenn der Haupt-Lichtpunkt und der Neben-Lichtpunkt eine Phasendifferenz
aufweisen.
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Zum
besseren Verständnis
der Erfindung und um zu zeigen, wie Ausführungsformen derselben in die Praxis
umgesetzt werden können,
wird nun beispielhaft auf die beiliegenden schematischen Zeichnungen
bezuggenommen. In diesen ist/sind:
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1 eine schematische Ansicht
einer herkömmlichen
Aberrations-Korrekturvorrichtung;
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2 eine schematische Darstellung
der optischen Anordnung eines optischen Abnehmers gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung;
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3 die Darstellung eines
Haupt-Lichtpunktes SPm und eines Neben-Lichtpunktes SPs, die auf einer optischen
Platte fokussiert werden;
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4 die Darstellung der Formen
eines Haupt-Lichtpunktes SPm und eines Neben-Lichtpunktes SPs, wenn
eine optische Platte im Bezug auf die optische Achse nicht geneigt
ist;
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5 die Darstellung der Formen
eines Haupt-Lichtpunktes SPm und eines Neben-Lichtpunktes SPs, wenn
eine optische Platte um 0,5° geneigt
ist;
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6 eine Schnittdarstellung
eines optischen Hologramm-Elementes (HOE) von 2;
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7 eine Aufsicht des HOE
aus 2;
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8 eine schematische Ansicht,
die ein Beispiel eines Fotodetektors und einer Signalverarbeitungseinrichtung
von 2 darstellt;
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9 ein Graph, der den Umfang
des korrigierten Flackerns im Bezug auf den Verstärkungsfaktor
k bei einem Neigungswinkel von 0,25° darstellt;
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10 die Darstellung eines
Neben-Lichtpunktes, der sowohl in tangentialer als auch in radialer
Richtung der optischen Platte verzerrt ist;
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11 eine schematische Darstellung
eines weiteren Beispiels des Fotodetektors und der Signalverarbeitungseinrichtung
von 2;
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12 eine schematische Darstellung
einer Abänderung
des ersten Lichtempfangsabschnittes des Fotodetektors von 11;
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13 ein Graph, der den Umfang
des korrigierten Flackerns im Bezug auf unterschiedliche Verstärkungsfaktoren α, β und γ bei einem
Neigungswinkel von 0,25° zeigt;
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14 eine schematische Darstellung
der optischen Anordnung des optischen Abnehmers gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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15 und 16 Graphe, die die Änderung des Flackerns vor und
nach der Korrektur im Bezug auf die Neigungswinkel bzw. den optimalen
Verstärkungsfaktor
k für unterschiedliche
Neigungswinkel darstellen;
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17 ein Graph, der die Tangentialneigungs-Korrekturwirkung
darstellt, wenn der optische Abnehmer von 14 den Fotodetektor und die Signalverarbeitungseinrichtung
von 11 verwendet; und
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18 ein Graph, der die Radialneigungs-Korrekturwirkung
zeigt, wenn der optische Abnehmer von 14 den
Fotodetektor und die Signalverarbeitungseinrichtung von 11 verwendet.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
des optischen Abnehmers gemäß der vorliegenden
Erfindung ist in 2 dargestellt.
Wie in der Zeichnung 2 gezeigt, enthält der optische Abnehmer eine
Lichtquelle 11, eine Lichtteileinrichtung, die einen einfallenden
Strahl teilt, um die Ausbildung von wenigstens zwei Punkten auf
einer optischen Platte 1 zu ermöglichen, eine Lichtweg-Änderungseinrichtung,
die den Lichtweg der einfallenden Strahlen ändert, eine Objektivlinse 21,
die die einfallenden Strahlen auf der optischen Platte 1 fokussiert,
einen Fotodetektor 25 (125), der die Strahlen
empfängt,
die von der optischen Platte 1 reflektiert werden, und
eine Signalverarbeitungseinheit 30 (130), die
eine Dickenänderung
der optischen Platte 1 korrigiert.
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Um
die Aufzeichnungsdichte der optischen Platte 1 auf ein
Fassungsvermögen
von 15 Gigabyte (GB) zu erhöhen,
wird eine Lichtquelle, die kurzwelliges Licht von etwa 410 nm abstrahlt,
als Lichtquelle 11 verwendet, wobei eine Objektivlinse
mit einer numerischen Apertur (NA) von mindestens 0,6 als Objektivlinse 21 Verwendung
findet.
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Eine
Kollimatorlinse 13 richtet den divergierenden Strahl von
der Lichtquelle 11 zu einem parallelen Strahl parallel.
Der Lichtstrahl, der von der Lichtquelle 11 abgestrahlt
wird, wird in wenigstens zwei Strahlen, einen ersten Strahl I und
einen zweiten Strahl II, durch die Lichtteileinrichtung geteilt,
und bildet einen Haupt-Lichtpunkt
SPm sowie einen Neben-Lichtpunkt SPs auf der optischen Platte 1 aus,
wie es in 3 gezeigt
ist. Der Neben-Lichtpunkt SPs umfaßt eine absichtlich erzeugte
Koma-Aberration, um die Neigung der optischen Platte 1 zu
korrigieren. Wenn die optische Platte 1 im Bezug auf die
optische Achse nicht geneigt ist, trifft der erste Strahl I senkrecht
auf die optische Platte, während
der zweite Strahl II in einem vorbestimmten Winkel auf die optische
Platte 1 trifft. Demzufolge bildet der erste Strahl I den
Haupt-Lichtpunkt SPM ohne Aberration aus, während der zweite Strahl II
den Neben-Lichtpunkt SPs mit einem vorbestimmten Umfang einer Koma-Aberration
auf der optischen Platte 1 ausbildet.
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Wenn
die optische Platte 1 im Bezug auf die optische Achse in einem bestimmten
Winkel geneigt ist, werden sowohl der Haupt-Lichtpunkt SPm als auch
der Neben-Lichtpunkt
SPs verzerrt. Was den Neben-Lichtpunkt SPs angeht, so nimmt das
Ausmaß der
Verzerrung in Neigungsrichtung der optischen Platte 1 zu
oder ab. Insbesondere zeigt 5 einen
Fall, bei dem die optische Platte 1 in einem Neigungswinkel
von 0,5° in derselben
Richtung wie die Koma-Aberration des Neben-Lichtpunktes SPs angeordnet ist. Demzufolge
nimmt die Verzerrung des Neben-Lichtpunktes
SPs zu. Wenn dagegen die optische Platte 1 in der entgegengesetzten Richtung
geneigt ist, nimmt das Ausmaß der
Verzerrung des Neben-Lichtpunktes
SPs ab.
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Auf
der Basis der Beziehung zwischen dem Haupt-Lichtpunkt SPm und dem
Neben-Lichtpunkt SPs wird die Koma-Aberration, die durch die Neigung
der optischen Platte 1 verursacht wird, durch die Signalverarbeitungseinrichtung 30 korrigiert,
die später
beschrieben wird.
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Die
Lichtteileinrichtung bewirkt eine Koma-Aberration lediglich am Neben-Lichtstrahl SPs,
ohne eine Aberration am Haupt-Lichtpunkt SPm zu verursachen, wenn
die optische Platte 1 senkrecht zur optischen Achse angeordnet
ist, d. h. nicht geneigt ist. Zu diesem Zweck wird ein optisches
Hologrammelement (HOE) 15 als Lichtteileinrichtung verwendet.
Das HOE 15 teilt den einfallenden Lichtstrahl in den ersten
Strahl I und den zweiten Strahl II und leitet den ersten Strahl
I parallel zur optischen Achse und den zweiten Strahl II in einem vorbestimmten
Winkel im Bezug auf die optische Achse weiter, wodurch ein vorbestimmtes
Maß der
Koma-Aberration lediglich am zweiten Strahl II erzeugt wird. Demzufolge
werden der Haupt-Lichtpunkt und SPm und der Neben-Lichtpunkt SPs
an unterschiedlichen Stellen entlang derselben Spur 1 der
optischen Platte 1 fokussiert.
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Das
HOE 15 besteht aus einem isotropischen Substrat mit einem
Hologrammuster 15a. Ein Beispiel des Hologrammusters 15a ist
in 6 und 7 dargestellt.
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Unter
Bezugnahme auf 6 und 7 enthält das Hologrammuster 15a eine
Abfolge gekrümmter
Streifen mit einem vorbestimmten Krümmungsgrad, die im Zentrumsbereich,
den der erste Strahl I durchläuft,
mit größerem Abstand
angeordnet sind, als im Randbereich.
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Die
Lichtweg-Änderungseinrichtung
ist entlang des Lichtweges zwischen der HOE 15 und der
Objektivlinse 21 angeordnet und verändert den Ausbreitungsweg der
einfallenden Strahlen. Insbesondere leitet die Lichtweg-Änderungseinrichtung
die einfallenden Lichtstrahlen von der Lichtquelle 11 zur
Objektvlinse 21 und die einfallenden Strahlen, die von
der optischen Platte 1 reflektiert werden, über die
Objektivlinse 21 zum Fotodetektor 25 (125).
Vorzugsweise wird ein Strahlteiler 17, der einfallendes
Licht durch Weiterleiten oder Reflektieren der einfallenden Strahlen
jeweils in einem vorbestimmten Verhältnis auf der Basis der Lichtmenge teilt
und dadurch den Ausbreitungsweg der einfallenden Strahlen ändert, als
Lichtweg-Änderungseinrichtung verwendet.
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Die
Objektivlinse 21 fokussiert den ersten Strahl I und den
zweiten Strahl II, die durch die HOE 15 geteilt wurden,
auf derselben Spur der optischen Platte 1. Mit anderen
Worten wird der zweite Strahl II auf derselben Spur der optischen
Platte 1 fokussiert, auf der der erste Strahl I fokussiert
wird.
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Nach
der Reflexion von der optischen Platte 1, werden der erste
und der zweite Strahl I und II durch eine Kollektivlinse 23 über die
Objektivlinse 21 und den Strahlteiler 17 konzentriert
und anschließend
vom Fotodetektor 25 (125) empfangen.
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Unter
Bezugnahme auf 2 und 8 enthält ein Beispiel des Fotodetektors 25 einen
ersten Lichtempfangsabschnitt 26 und einen zweiten Lichtempfangsabschnitt 27,
die den ersten Strahl I bzw. den zweiten Strahl II empfangen und
eine fotoelektrische Umwandlung durchführen. Zudem korrigiert ein
Beispiel der Signalverarbeitungseinrichtung 30 die Aberration,
die durch die Neigung der optischen Platte 1 verursacht
wird, mit elektrischen Signalen, die man durch die fotoelektrische
Umwandlung durch den ersten und den zweiten Lichtempfangsabschnitt 26 und 27 erhält.
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Unter
Bezugnahme auf 8 korrigiert
die Signalverarbeitungseinrichtung 30 die Koma-Aberration, die
durch die Neigung der optischen Platte 1 verursacht wird,
gemäß der folgenden
Formel (4), wodurch ein Wiedergabesignal erzeugt wird: Wiedergabesignal = Sm + k(Sm – Ssub) (4)wobei Sm
für ein
Haupt-Wiedergabesignal steht, das aus dem Haupt-Lichtpunkt hervorgeht
und durch den ersten Lichtempfangsabschnitt 26 empfangen
und in ein elektrisches Signal umgewandelt wurde, Ssub für ein Neben-Widergabesignal steht,
das durch den zweiten Lichtempfangsabschnitt 27 empfangen
und in ein elektrisches Signal umgewandelt wurde, und k ein Verstärkungsfaktor
ist. Der Verstärkungsfaktor
k variiert in Abhängigkeit
des Neigungsgrades der optischen Platte und hat einen positiven
oder negativen Wert gemäß der Neigungsrichtung.
Der Verstärkungsfaktor
k wird durch eine k-Wert-Steuerschaltung
proportional zur Amplitude eines Neigungssignals geändert, das
durch einen Sensor erfasst wird, der die Neigung der optischen Platte 1 erfasst,
oder gemäß der Stärke des
Flackerns, das überwacht
wurde, um so das Flackern des Wiedergabesignals zu minimieren.
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Sofern
die optischen Signale, die vom ersten und zweiten Lichtempfangsabschnitt 26 und 27 empfangen
werden, eine Phasendifferenz haben, verzögert eine Verzögerung 31 der
Signalverarbeitungseinrichtung 30 die Phase des vorausgehenden
Signals, um so die Phasen der beiden Signale zur Deckung zu bringen.
Ist keine Phasendifferenz zwischen den beiden Signalen vorhanden,
die vom ersten und zweiten Lichtempfangsabschnitt 26 und 27 empfangen
werden, kann somit auf die Verzögerung
bei der Signalverarbeitungseinrichtung 30 verzichtet werden.
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Die
Korrektur des Flackerns in einem Wiedergabesignal durch die Signalverarbeitungseinrichtung 30 wird
unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. 9 ist ein Graph, der das
Ausmaß des
korrigierten Flackerns im Bezug auf den Verstärkungsfaktor k darstellt, wenn
die optische Platte in einem Winkel von 0,25° tangential geneigt ist. In
diesem Fall war die NA der Objektivlinse 0,6, die Wellenlänge des
Lichtes, das von der Lichtquelle abgestrahlt wurde 400 nm, der Spurab stand
0,37 μm,
die minimale Markierungslänge
0,25 μm und
wurde der Modulationscode EFM+ verwendet.
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Wie
in 9 dargestellt, nahm
die Größe des Flackerns
von 11,4% vor der Korrektur (k = 0) auf 8,7% bei k = 2 nach der
Korrektur ab, was dicht beim Flackern von 8,3% liegt, wenn die optische
Platte nicht geneigt ist.
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Daneben
kann die Korrektur der radialen Neigung der optischen Platte durch
Ausbilden eines Musters im HOE erreicht werden, so dass eine Koma-Aberration
im Neben-Lichtpunkt in radialer Richtung erzeugt wird. Wenn das
HOE derart gemustert ist, dass es eine Koma-Aberration am Neben-Lichtpunkt
SPs sowohl in tangentialer als auch in radialer Richtung erzeugt,
wie es in 10 dargestellt
ist, ist es möglich,
eine Koma-Aberration, die durch die Neigung der optischen Platte 1 in
radialer und tangentialer Richtung verursacht wird, simultan zu
korrigieren.
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Ein
weiteres Beispiel des Fotodetektors 125 ist in 11 dargestellt. Unter Bezugnahme
auf 11, enthält der Fotodetektor 125,
der in 11 dargestellt
ist, ebenfalls die den ersten und zweiten Lichtempfangsabschnitt 126 und 127 zum
empfangen des ersten bzw. des zweiten Strahls I und II. In diesem
Fall verfügt
der erste Lichtempfangsabschnitt 126 über mehrere Nebenlicht-Empfangsabschnitte,
die das Randlicht und das Zentrallicht des ersten Strahls I separat
empfangen. Der zweite Lichtempfangsabschnitt 127 hat ebenfalls mehrere
Nebenlicht-Empfangsabschnitte,
die das Randlicht und das Zentrallicht des zweiten Strahls II separat empfangen.
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Der
erste Lichtempfangsabschnitt 126 kann einen ersten Lichtempfangsbereich 126a zum
Empfangen und Erfassen eines Signals aus dem Zentrallicht des ersten
Strahls I sowie einen zweiten und einen dritten Lichtempfangsbereich 126b und 126c enthalten,
die an beiden Seiten des ersten Lichtempfangsbereichs 126a in
radialer Richtung der optischen Platte 1 angeordnet sind,
um ein Signal aus dem Randlicht des ersten Strahls I zu empfangen
und zu erfassen. Das Signal aus dem "Rand"-Licht
bezieht sich auf das Signal, das aus dem Licht um das Zentrallicht
in radialer Richtung der optischen Platte 1 erfasst wird.
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Der
zweite Lichtempfangsabschnitt 127 umfasst einen vierten
Lichtempfangsbereich 127a, der ein Signal aus dem Zentrallicht
des zweiten Strahls II empfängt
und erfasst, sowie einen fünften
und sechsten Lichtempfangsbereich 127b und 127c,
die an beiden Seiten des vierten Lichtempfangsabschnittes 127a in
radialer Richtung der optischen Platte 1 angeordnet sind,
um ein Signal aus dem Randlicht des zweiten Strahls II zu empfangen
und zu erfassen.
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Die
Signale, die vom ersten und zweiten Lichtempfangsabschnitt 126 und 127 empfangen
werden, werden in elektrische Signale umgewandelt, wobei die Aberration,
die durch die Neigung der optischen Platte 1 erzeugt wird,
und das Übersprechen
der elektrischen Signale durch die Signalverarbeitungseinrichtung 130 korrigiert
werden.
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Alternativ
kann der geteilte Aufbau des ersten Lichtempfangsabschnittes 126 modifiziert
werden, wie es in 12 dargestellt
ist, wodurch ein Nachführfehlersignal
erfaßt
werden kann. Unter Bezugnahme auf 12 hat
ein erster Lichtempfangsabschnitt 126' 8 Bereiche a1 bis a8 in einer
4 × 2
Anordnung. Insbesondere ist der erste Lichtempfangsabschnitt 126' in vier Bereich
in radialer Richtung der optischen Platte 1 und zwei Bereiche
in tangentialer Richtung der optischen Platte 1 unterteilt.
Die vier Bereiche a2, a3, a6 und a7, die sich in der Mitte des ersten
Lichtempfangsabschnittes 126' befinden,
empfangen das Zentrallicht des ersten Strahls I, während die übrigen vier
Bereiche a1, a4, a5 und a8, das Randlicht des ersten Strahls I empfangen.
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Wenn
ein Nachführfehlersignal
empfangen werden soll, erfaßt
der erste Lichtempfangsabschnitt 126' das Nachführfehlersignal mit vier Bereichen
(a1 + a2), (a3 + a4), (a5 + a6) und (a7 + a8), d. h. durch Kombinieren
der acht Bereiche a1 bis a8 zu Zweiergruppen, die in etwa einem
herkömmlichen
Fotodetektor entsprechen, der lediglich vier Bereiche umfaßt. Soll
das Übersprechen
reduziert werden, werden die acht Bereiche zu drei Bereichen (a1
+ a5), (a2 + a6 + a3 + a7) und (a4 + a8) kombiniert und die Signale,
die durch die drei Bereiche empfangen werden, durch die Signalverarbeitungseinrichtung 130 verarbeitet,
wie es in 11 dargestellt
ist. Dies wird im folgenden Beschrieben.
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Wendet
man sich wieder 11 zu,
so korrigiert die Signalverarbeitungseinrichtung 130 die
optische Aberration, die durch die Neigung der optischen Platte 1 verursacht
wird, sowie das Übersprechen
unter Verwendung elektrischer Signale die durch den ersten und zweiten
Lichtempfangsabschnitt 126 und 127 empfangen und
eine fotoelektrischen Umwandlung unterzogen wurden.
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Die
Signalverarbeitungseinrichtung 30 verarbeitet die elektrischen
Signale gemäß Formel
(5), um ein Wiedergabesignal zu erzeugen, wodurch die Koma-Aberration
korrigiert wird, die durch die Neigung der optischen Platte 1 verursacht
wird: Wiedergabesignal
= Sm + α(Sm + Ssub) (5)wobei Sm
für das
Haupt-Wiedergabesignal steht, das aus dem Haupt-Lichtpunkt hervorgeht
und durch den ersten Lichtempfangsabschnitt 126 empfangen
und in ein elektrisches Signal umgewandelt wurde, Ssub ein Neben-Widergabesignal
kennzeichnet, das aus dem Neben-Lichtpunkt hervorgeht und durch
den zweiten Lichtempfangsabschnitt 127 empfangen und in
elektrisches Signal umgewandelt wurde, und α ein Verstärkungsfaktor ist.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
ist das Haupt-Wiedergabesignal Sm, das durch den ersten Lichtempfangsabschnitt 126 erfaßt wird,
ein Summensignal aus dem Signal des Zentrallichts des ersten Strahls
I, der durch den ersten Lichtempfangsbereich 126a empfangen
wurde, und dem Produkt des Signals des Randlichts des ersten Strahls
I, der durch den ersten und zweiten Lichtempfangsbereich 126b und 126c empfangen
wurde, und eines Verstärkungsfaktors β, der variiert
wird, um das Übersprechen
zu minimieren, das durch benachbarte Spuren der optischen Platte 1 verursacht
wird.
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Das
Neben-Wiedergabesignal Ssub, das durch den zweiten Lichtempfangsabschnitt 127 erfaßt wird, ist
ein Summensignal aus dem Signal des Zentrallichts des zweiten Strahls
II, der durch den vierten Lichtempfangsabschnitt 127a empfangen
wird, und dem Produkt des Signals aus dem Randlicht des zweiten
Strahls II, der durch den fünften
und sechsten Lichtempfangsbereich 127b und 127c empfangen
wird, und eines Verstärkungsfaktors δ, der variiert
wird, um das Übersprechen
zu minimieren, das durch benachbarte Spuren der optischen Platte 1 verursacht
wird.
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Wie
es zuvor erwähnt
wurde, erfassen sowohl der erste und der zweite Lichtempfangsabschnitt 126 und 127 Signale
aus dem Zentrallicht und dem Randlicht separat und multiplizieren
anschließend
die Lichtsignale mit einem vorbestimmten Verstärkungsfaktor β oder δ, wodurch
der Effekt des Übersprechens
von benachbarten Spuren der optischen Platte 1, die einen
geringen Spurabstand hat, verringert wird.
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Wenn,
wie in 11 dargestellt,
die Signale, die durch den ersten und den zweiten Lichtempfangsabschnitt 126 und 127 empfangen
werden, eine Phasendifferenz haben, verzögert eine Verzögerung 131 der
Signalverarbeitungseinrichtung 130 die Phase des vorangehenden
Signals, um die Phasen der beiden Signale zu Deckung zu bringen.
Wenn keine Phasendifferenz zwischen den beiden Signalen vorhanden
ist, die durch den ersten und den zweiten Lichtempfangsabschnitt 126 und 127 empfangen
werden, kann somit auf die Verzögerung 131 der
Signalverarbeitungseinrichtung 130 verzichtet werden.
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Die
Korrektur des Flackerns eines Widergabesignals durch die Signalverarbeitungseinrichtung 130 wird
unter Bezugnahme auf 13 erläutert. 13 ist ein Graph, der das
Ausmaß des
korrigierten Flackerns im Bezug auf den Verstärkungsfaktor α darstellt,
wenn die optische Platte in einem Winkel von 0,25° tangential geneigt
ist. In diesem Fall betrug die NA der Objektivlinse 0,6, die Wellenlänge des
Lichtes, das von der Lichtquelle abgestrahlt wurde 400 nm, der Spurabstand
0,37 μm,
die minimale Markierungslänge
0,25 μm
und wurde der Modulationscode EFM+ verwendet. Andere Verstärkungsfaktoren
waren β und δ waren auf
2,0 eingestellt.
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Vergleicht
man den Fall mit β =
1,0 und δ =
1,0 (keine Korrektur) mit dem Fall von β = 2,0 und δ = 2,0, so wurde, wie in 13 gezeigt, das Ausmaß des Flackerns
von 15,5% vor der Korrektur auf 10,3% nach der Korrektur verringert.
Wenn darüber hinaus
der Verstärkungsfaktor α auf 2,0
optimiert wird, wird das Ausmaß des
Flackerns von 13,5% auf 8,8% verbessert. Wenn das Übersprechen
im Bezug lediglich auf das Licht korrigiert wird, das durch den
ersten Lichtempfangsabschnitt 126 empfangen wird und nicht
auf Licht, das vom zweiten Lichtempfangsabschnitt 127 empfangen
wird (β =
2,0 und δ =
1,0), wird das Ausmaß des
Flackerns auf 10,2% bei einem Verstärkungsfaktor α von 0,5
verringert.
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Daneben
kann die Korrektur der radialen Neigung der optischen Platte durch
Ausbildung eines Musters im HOE erreicht werden, um eine Koma-Aberration
im Neben-Lichtpunkt in radialer Richtung bei der vorliegenden Ausführungsform
hervorzurufen. Ist im HOE ein Muster ausgebildet, das eine Koma-Aberration
im Neben-Lichtpunkt SPs sowohl in tangentialer als auch radialer
Richtung ausbildet, ist es möglich
die Koma-Aberration, die durch die Neigung der optischen Platte 1 hervorgerufen
wird, simultan in radialer und in tangentialer Richtung zu korrigieren.
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Eine
weitere Ausführungsform
eines optischen Abnehmers gemäß der vorliegenden
Erfindung ist in 14 dargestellt.
Unter Bezugnahme auf 14 enthält der optische
Abnehmer eine Lichtquelle 51, eine Lichtteileinrichtung,
die einen einfallenden Lichtstrahl teilt, um die Ausbildung von
wenigstens zwei Lichtpunkten auf einer optischen Platte 1 zu
ermöglichen,
eine Lichtweg-Änderungseinrichtung,
die den Ausbreitungsweg der einfallenden Lichtstrahlen ändert, eine
Objektivlinse 61, die einfallende Lichtstrahlen auf der
optischen Platte 1 fokussiert, einen Fotodetektor 70,
der die Lichtstrahlen empfängt,
die von der optischen Platte 1 reflektiert werden, und
eine Signalverarbeitungseinrichtung 80, die die Dickeschwankungen
der optischen Platte 1 korrigiert. Bei der vorliegenden
Ausführungsform
sind die Lichtquelle 51 und die Objektivlinse 61 im
wesentlichen dieselben wie die Lichtquelle 11 bzw. die
Objektivlinse 21, die unter Bezugnahme auf 3 beschrieben wurde, weshalb auf eine
Erläuterung
derselben verzichtet wird.
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Divergierendes
Licht, das von der Lichtquelle 51 abgestrahlt wird, wird
in wenigstens zwei Lichtstrahlen, einen ersten Strahl I' und einen zweiten
Strahl II', durch
die Lichtteileinrichtung geteilt. Der erste und der zweite Strahl
I' und II' werden durch die
Objektivlinse 61 fokussiert, um einen Haupt-Lichtpunkt
ohne Aberration bzw. einen Neben-Lichtpunkt mit einem vorbestimmten
Maß einer
Koma-Aberration
auf der optischen Platte 1 auszubilden. Der erste und der
zweite Strahl I' und
II' werden an derselben
Stelle auf der optischen Platte 1 fokussiert, können jedoch
durch eine Polarisationsrichtung voneinander unterschieden werden.
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In
diesem Fall enthält
die Lichtteileinrichtung vorzugsweise ein Polarisations-HOE 57,
das eine vorbestimmte Größe eine
Koma-Aberration lediglich am zweiten Strahl II', der eine polarisierte Komponente hat,
und nicht am ersten Strahl I' bewirkt,
der die andere polarisierte Komponente aufweist. Das Polarisations-HOE 57 hat
ein Hologrammuster, das im wesentlichen dasselbe ist, wie jenes
des HOE 15, das unter Bezugnahme auf 6 und 7 beschrieben
wurde, weshalb auf eine Beschreibung des Hologrammusters des Polarisations-HOE 57 verzichtet
wird.
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Die
Lichtweg-Änderungseinrichtung
enthält
einen Strahlteiler 59, der den Ausbreitungsweg der einfallenden
Lichtstrahlen jeweils in einem vorbestimmten Verhältnis ändert und
entlang des Lichtwegs zwischen dem Polarisations-HOE 57 und
der Objektivlinse 61 angeordnet ist, sowie einen Polarisations-Strahlteiler 65, der
den Ausbreitungsweg der einfallenden Lichtstrahlen durch Weiterleiten
oder Reflektieren der einfallenden Lichtstrahlen gemäß ihrer
Polarisationskomponenten ändert
und entlang des Lichtwegs zwischen dem Strahlteiler 59 und
dem Fotodetektor 70 angeordnet ist. In diesem Fall kann
eine Kollektivlinse 63 zum konzentrieren der einfallenden
Strahlen weiterhin zwischen dem Strahlteiler 59 und dem
Polarisations-Strahlteiler 65 angeordnet sein.
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Der
Fotodetektor 70 hat einen ersten und einen zweiten Lichtempfangsabschnitt 71 und 73,
die voneinander getrennt sind, wie es in 14 dargestellt ist, um den ersten und
den zweiten Strahl I' und
II' zu empfangen,
die durch den Polarisations-Strahlteiler 65 geteilt
wurden. Der erste Strahl I',
der eine Polarisationskomponente hat, wird vom ersten Lichtempfangsabschnitt 71 empfangen,
während
der zweite Strahl II',
der über
die andere Polarisationskomponente verfügt, vom zweiten Lichtempfangsabschnitt 73 empfangen
wird.
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Die
Signalverarbeitungseinrichtung 80 korrigiert die Aberration,
die durch die Neigung der optischen Platte 1 verursacht
wird, mit Hilfe elektrischer Signale, die aus den optischen Signalen
konvertiert wurden, die vom ersten und zweiten Lichtempfangsabschnitt 71 und 73 des
Fotodetektors 70 empfangen wurden.
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Der
Fotodetektor 70 und die Signalverarbeitungseinrichtung
sind jeweils identisch mit dem Fotodetektor 25 und der
Signalverarbeitungseinrichtung 30, die unter Bezugnahme
auf 8 beschrieben wurden,
oder mit dem Fotodetektor 125 sowie der Signalverarbeitungseinrichtung 130,
die unter Bezugnahme auf 11 und 12 beschrieben wurden, weshalb
auf eine Beschreibung des Fotodetektors 70 und der Signalverarbeitungseinrichtung 80 verzichtet
wird.
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Die
Wirkung des optischen Abnehmers mit dem oben beschriebenen Aufbau
beim Korrigieren der Plattenneigung wird unter Bezugnahme auf 15 bis 18 beschrieben.
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Zunächst sind 15 und 16 für
den Fall bestimmt, bei dem der Fotodetektor 70 und die
Signalverarbeitungseinrichtung 80 in ähnlicher Weise aufgebaut sind
wie der Fotodetektor 25 bzw. die Signalverarbeitungseinrichtung,
die unter Bezugnahme auf 8 beschrieben
wurde. Insbesondere zeigt 15 die Änderungen
des Flackerns vor und nach der Aberration im Bezug auf den Neigungswinkel
der optischen Platte in radialer Richtung. Wie in 5 gezeigt, nimmt das Ausmaß des Flackerns
nach der Aberrationskorrektur scharf ab. Die Aberrationskorrektur
wurde bei jedem Neigungswinkel durch Einstellen des Verstärkungsfaktors k
optimiert. 16 zeigt
den optimalen Verstärkungsfaktor
k für die
Aberrationskorrektur bei unterschiedlichen Neigungswinkeln der optischen
Platte. Wenngleich es nicht dargestellt ist, kann, wenn die optische
Platte in tangentialer Richtung oder in diagonaler Richtung zwischen
der tangentialen und der radialen Richtung geneigt ist, die Koma-Aberration
durch Einstellen des Verstärkungsfaktors
k korrigiert werden, wodurch das Ausmaß des Flackerns deutlich verringert
wird.
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Andererseits
treffen 17 und 18 für den Fall zu, bei dem der
Fotodetektor 70 und die Signalverarbeitungseinrichtung 80 in ähnlicher
Weise aufgebaut sind wie der Fotodetektor 125 bzw. die
Signalverarbeitungseinrichtung 130, die unter Be zugnahme
auf 11 und 12 beschrieben wurden, so
dass das Übersprechen
wie auch die Aberration korrigiert werden können. Insbesondere zeigen 17 und 18 die Änderungen des Flackerns nach
der Aberrations- und/oder Übersprechkorrektur,
wenn die optische Platte in der tangentialen bzw. der radialen Richtung
geneigt ist. In 17 und 18 kennzeichnet die Kurve
A den Fall, bei dem lediglich ein Haupt-Lichtpunkt ausgebildet wird,
die Kurve B den Fall, bei dem die Aberration, die durch die Neigung
der optischen Platte verursacht wird, unter Verwendung eines Neben-Lichtpunktes
korrigiert wird und das Übersprechen
durch die Signalverarbeitungseinrichtung nicht korrigiert wird,
und die Kurve C den Fall, bei dem die Aberration unter Verwendung
eines Neben-Lichtpunktes korrigiert wird und die Übersprechkorrektur
im Bezug lediglich auf das Signal ausgeführt wird, das durch den ersten
Lichtempfangsabschnitt empfangen wird und nicht auf das Signal,
das durch den zweiten Lichtempfangsabschnitt empfangen wird. Die
Kurve D zeigt den Fall, bei dem die Aberration unter Verwendung
eines Neben-Lichtpunktes
korrigiert wird und die Übersprechkorrektur
im Bezug auf die Signale ausgeführt
wird, die sowohl vom ersten als auch vom zweiten Lichtempfangsabschnitt
empfangen werden.
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Wenn,
wie in 17 und 18 gezeigt, die Aberration
mit Hilfe zweier Lichtpunkte korrigiert wird und ein vorbestimmter
Verstärkungsfaktor
für das
Zentral- und Randlicht getrennt berücksichtigt wird, wird durch
Verwendung des ersten und des zweiten Lichtempfangsabschnittes,
die in mehrere Lichtempfangsbereiche unterteilt sind, was dem Fall
von Kurve D entspricht, das Flackern deutlich verringert, wenn die
optische Platte sowohl in tangentialer als auch in radialer Richtung
geneigt ist.
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Wie
es zuvor erwähnt
wurde, werden ein erster Strahl ohne Aberration und ein zweiter
Strahl mit Koma-Aberration zu einem Haupt-Lichtpunkt bzw. einem
Nebenlichtpunkt auf einer optischen Platte fokussiert und anschließend durch
den ersten bzw. den zweiten Lichtempfangsabschnitt eines Fotodetektors
erfaßt.
Anschließend
werden die erfaßten
Signale durch die Formel (4) verarbeitet, um ein Wiedergabesignal
zu erzeugen. Als Ergebnis kann die Koma-Aberration, die durch die
Neigung der optischen Platte verursacht wird, und die sphärische Aberration
infolge der Dickeschwankungen der optischen Platten korrigiert werden,
wodurch das Flackern verringert und der Fokus des Wiedergabesignals
verbessert werden kann.
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Zudem
kann man ein Wiedergabesignal durch Korrektur des Übersprechens
und der Koma-Aberration, die durch die Neigung der optischen Platte
verursacht wird, unter Verwendung der Formel (5) mit einem Fotodetektor
erhalten, dessen beide Lichtempfangsabschnitte weiter in Lichtempfangsbereiche
unterteilt sind, was zu einer weiteren Verringerung des Flackerns
führt.
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Wenngleich
diese Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen
derselben beschrieben und erläutert
wurde, wird es der Fachmann verstehen, dass unterschiedliche Änderungen in
Gestalt und Details an dieser vorgenommen werden können, ohne
vom Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen, wie er in den anhängenden
Ansprüchen
definiert ist.
