DE2652790C2

DE2652790C2 - Optisches Lesegerät

Info

Publication number: DE2652790C2
Application number: DE2652790A
Authority: DE
Inventors: Yohsuke Naruse; Mikio Tokio/Tokyo Sugiki
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1975-11-20
Filing date: 1976-11-19
Publication date: 1986-08-07
Also published as: FR2332577A1; JPS5922289B2; CA1098620A; GB1543634A; ATA867376A; US4100577A; AU507239B2; JPS5263614A; DE2652790A1; AU1974776A; AT351816B; FR2332577B1; NL7612996A

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Lesegerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges optisches Lesegerät ist bereits aus der DE-OS 23 22 725 bekannt Bei ihm erfolgt die Erzeugung des ersten und zweiten Strahles mit Hilfe eines aus einer Glasplatte bestehenden Strahlteilers (vgl. F i g. 6), so daß beide Strahlen im wesentlichen gleiche Eigenschaften bzw. Polarisationszustände besitzen. Bei dieser Art der Strahlerzeugung treten jedoch relativ starke Strahlverluste infolge der Verwendung der Glasplatte auf. Darüber hinaus besteht die Gefahr, daß am Informationsträger reflektierte Strahlung zum Laser zurückkehrt, was zur Folge hat, daß nicht die volle Laserleistung zur Verfügung steht und die Stabilität der Laserschwingung geschwächt bzw. beeinträchtigt wird.

Bei einem aus der DE-OS 24 45 333 bekannten optischen Lesegerät wird dagegen der Strahl einer Laserquelle mit Hilfe eines Polarisationsstrahlteilers in zwei Teilstrahlen mit unterschiedlichen Polarisationszuständen aufgespalten. Diese beiden TeilstrahLn sind gleichwertig insofern, als sie beide zur Informationsauslesung und zur Fokussierung des Systems dienen. Nach Auftreffen auf dem Aufzeichnungsträger werden die Strahlen in sich selbst reflektiert und mittels eines halbdurchlässigen Spiegels auf jeweils zugeordnete Detektoren gelenkt Hierbei besteht ebenfalls die Gefahr, daß ein Teil der reflektierten Strahlung die Laserquelle erreicht, was zu den bereits genannten Nachteilen führt.

Aus »Philips Technische Rundschau«, 33. Jahrgang, 1973/74, Nr. 7, Seiten 198 bis 201 ist es bereits bekannt, mittels einer A/4- Platte W und eines polarisierenden Strahlteilers P das von der Lichtquelle einfallende Strahlenbündel B von dem von der optischen Platte R reflektierten Strahlenbündel praktisch vollständig zu trennen. Nach der Trennung stehen die Richtungen von einfallendem und reflektiertem Strahlenbündel senkrecht aufeinander (vgl. insbesondere Abbildung 7 auf Seite 201 mit zugehörigem Beschreibungstext).

Aus der DE-AS 23 52 669 ist lediglich eine Vorrichtung zur lichtoptischen Informationsaufzeichnung und kein optisches Lesegerät für Information bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optisches Informationslesegerät der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß sich die beiden Strahlen auf einfache Weise vollständig voneinander trennen lassen, so daß praktisch kein oder nur ein sehr geringer Leistungs- bzw. Stabilitätsverlust der Laserquelle auftreten kann.

Die Lösung der gestellten Aufgabe ist irr kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegeben.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Das optische Lesegerät nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der erste Strahlteiler ein Polarisationsstrahlteiler ist, durch den der erste Strahl die erste Polarisationsrichtung und der zweite Strahl die zweite Polarisationsrichtung erhalten, daß ein zweiter innerhalb des ersten und zweiten Strahlenweges liegender Polarisationsstrahlteiler so angeordnet ist. daß der erste und zweite Strahl zwischen ihm und dem Aufzeichnungsträger im wesentlichen parallel und benachbart zueinander verlaufen, und daß im Strahlengang zwischen dem zweiten Polarisationsstrahlteiler und dem Aufzeichnungsträger ein A/4-Plättchen angeordnet ist, durch das die Polarisationsrichtungen des ersten und zweiten Strahls vertauscht werden, nachdem diese nach Reflexion am Aufzeichnungsträger das /ί/4-Plättchen zum zweiten Male durchlaufen und wiederum den zweiten Polarisationsstrahlteiler erreicht haben, durch den sie so getrennt werden, daß der vom Aufzeichnungsträger reflektierte erste Strahl nach Durchgang durch den zweiten Polarisationsstrahlteiler zunächst antiparallel und räumlich versetzt zu dem auf den Aufzeichnungsträger einfallenden zweiten Strahl verläuft, während der ebenso reflektierte zweite Strahl nach Durchgang durch den zweiten Polarisationsstrahlteiler zunächst antiparallel zum einfallenden ersten Strahl verläuft, und somit durch in den Strahlenwegen der einfallenden und ausfallenden Strahlen jeweils zwischen dem ersten Polarisationsstrahlteiler und dem zweiten Polarisationsstrahl teiler angebrachte optische Elemente eine einfache und scharfe Trennung der einfallenden von den ausfallenden Strahlen vorgenommen werden kann.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung enthalten die zwischen dem ersten Polarisationsstrahlteiler und dem zweiten Polarisationsstrahlteiler angeordneten optischen Elemente Strahlumlenkelemente, die so angeordnet sind, daß sie den ersten und zweiten noch nicht am Aufzeichnungsträger reflektierten Strahl auf den zweiten Polarisationsstrahlteiler und die am Aufzeichnungsträger reflektierten und vom zweiten Polarisationsstrahlteiler wieder getrennten Strahlen auf jeweils zugeordnete Strahlungsdetektoren auftreffen lassen.

Vorzugsweise bestehen die Strahlumlenkelemente jeweils aus einem lichtdurchlässigen und einem lichtreflektierenden Abschnitt.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine unmittelbar vor dem Aufzeichnungsträger liegende Objektivlinse zur Fokussierung des ersten Strahls auf einer Aufzeichnungsspur in Abhängigkeit der Signale der Steuereinrichtung verschiebbar angeordnet. Im ersten Strahlenweg zwischen dem ersten Polarisationsstrahlteiler und dem zweiten Polarisationsstrahlteiler ist eine Linse zur Fokussierung des ersten Strahls angeordnet. Die Linse zur Fokussierung des ersten Strahls auf einer Aufzeichnungsspur ist in Abhängigkeit der Signale der Steuereinrichtung verschiebbar.

Im zweiten Strahlenweg zwischen dem ersten Polarisationsstrahlteiler und dem zweiten Polarisationsstrahlteiler ist eine Fokussierungslinse angeordnet, die den zweiten Strahl so fokussiert, daß seine Querschnittsfläche im Bereich des Aufzeichnungsträgers mehrere nebeneinanderliegende Aufzeichnungsspuren überdeckt.

Die Steuereinrichtung umfaßt ein Paar von nebeneinanderliegenden Photosensoren, die zu gleichen Teilen vom reflektierten zweiten Strahl getroffen werden, wenn der erste Strahl auf eine Aufzeichnungsspur wie gewünscht fokussiert ist, und die zu ungleichen Teilen vom reflektierten zweiten Strahl getroffen werden, wenn sich der Aufzeichnungsträger gegenüber der Fokusebene verschiebt.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung in beispielsweiser Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:

F i g. 1 die schematische Darstellung eines optischen Systems zur Erläuterung des Prinzips der Brennpunktservoüberwachung;

Fig. 2 die schematische Draufsicht zur Verdeutlichung der Form der Auftreffpunkte oder Spots der Strahlen auf einer Videospeicherplatte;

Fig. 3 die schematische Draufsicht auf ein optisches System gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig.4 die schematische Seitenansicht des optischen Systems nach F i g. 3;

Fig. 5 ein Vektordiagramm zur Verdeutlichung der

Beziehung zwischen einem Strahl von einer Laser-Lichtquelle und getrennten Strahlen;

F i g. 6 die Draufsicht auf ein Strahlumlenkelement, an dem Strahlen der in s-Richtung und p-Richtung polarisierten Komponenten angedeutet sind;

F i g. 7 die Ansicht eines Photosensors, auf den ein Spot eines Informationslesestrahls auftrifft und

F i g. 8 die Draufsicht auf Photosensoren, auf die ein Spot eines Brennpunkt-Servoüberwachungsstrahls auftrifft.

Im Folgenden wird ein optisches Videoplattenlesegerät beschrieben, das jedoch nur als eine mögliche Ausführungsform anzusehen ist. Zunächst wird das Prinzip des Fokus-Servomechanismus für das optische Signal erläutert:

Im Betrieb wird ein Informationslesestrahl auf eine Informationsspur einer drehenden Videoplatte fokussiert. Die Informationsspur verläuft in einer Spiralbahn. Die Vibration des Antriebsmechanismus für die Videoplatte wird unvermeidbarerweise auf die drehende Platte übertragen. Damit schwankt der Strahlspot in seiner Lage und Größe. Diese Schwankungen führen dazu, daß ein von der Informationsspur reflektierter Strahl, der durch einen entsprechend angeordneten Photosensor empfangen wird, einen mindestens teilweise unerwünschten reflektierten Strahl von einem Teil der Videoplatte, außer von der Informationsspur, umfaßt. Daraus ergibt sich ein nachteiliges Signal/Rausch-Verhältnis (S/Ä-Verhältnis) sowie ein Übersprechen oder ein Kopiereffekt

Um den von einer Lichtquelle ausgehende Strahl auf die Informationsspur zu positionieren und zu fokussieren, werden zwischen der Lichtquelle und der Informationsspur in einem optischen System ein bewegbarer Spiegel und eine verschiebbare Objektivlinse angeordnet. Der Ablenkwinkel des bewegbaren Spiegels und die Stellung der Objektivlinse werden durch die Abtastung der Schwankungen des Strahlspots auf der Videoplatte geregelt. Der Brennpunkt des Strahlenspots läßt sich in folgender Weise erfassen:

Wie die Prinzipdarstellung der Fig. 1 erkennen läßt, ist in der Nähe einer Videoplatte 1 eine verschiebbare Objektivlinse 2 angeordnet. Ein Strahl 5a zur Fokusservoüberwachung trifft in einem bestimmten Abstand von der optischen Achse 4 der Objektivlinse 2 auf diese Objektivlinse 2 auf. Der Strahl 5a wird durch die Objektivlinse 2 gebrochen und auf die Videoplatte 1 fokussiert, die normalerweise die in der F i g. 1 in ausgezogenen Linien dargestellten Lage einnimmt Der Strahl wird durch die Videoplatte 1 reflektiert. Ein reflektierter Strahl 5b wird durch die Objektivlinse 2 gebrochen und trifft zur Fokusservoüberwachung gleichmäßig, d. h. in gleichen Anteilsmengen auf ein Paar von Photosensoren 3a bzw. 36 auf. Die beiden Photosensoren 3a und 3b weisen einen geringen Abstand voneinander auf, so daß der Strahl 5b beide Sensoren mit gleichen Lichtanteilen bestrahlt, was in der F i g. 1 durch einen Lichtfleck 6 angedeutet ist der die Sensoren 3a und 3b gleichmäßig überdeckt

Ist die Videoplatte 1 aus der Normalstellung verschoben, was in F i g. 1 durch die strichpunktierte Linie angedeutet ist, so wird der Strahl 5a wiederum durch die so verschobene Videoplatte 1 reflektiert Der gestrichelt angedeutete reflektierte Strahl 5c wird durch die Objektivlinse 2 an einer Stelle gebrochen, die von der optischen Achse 4 einen größeren Abstand aufweist als der Strahl 5b. Der Brechungswinkel für den Strahl 5c ist damit größer als der für den Strahl 5b, so daß der Photosensor 3a vom Strahl 5c mit einem größeren Lichtanleil beaufschlagt wird als der Photosensor 3b. Der den Photosensor 3a beaufschlagende Lichtfleck 6 ist in der Figur gestrichelt angedeutet.

Wird die Videoplatte 1 bei der Darstellung in F i g. 1 von der normalen Stellung aus dagegen nach rechts verschoben, so wird umgekehrt der Photosensor 3b mit einem höheren Lichtanteil beaufschlagt als der Photosensor 3a. Damit läßt sich also die Größe und Richtung ίο der Verschiebung der Videoplatte 1 aus der Normalposition durch Vergleich der beiden Photosensoren 3a bzw. 3b beaufschlagenden Lichtmengen erfassen.

Beim optischen System der F i g. 1 trifft außerdem ein Informationslesestrahl auf die Objektivlinse 2 auf. Wird diese um den gleichen Betrag und in gleicher Richtung wie die Videoscheibe 1 verschoben, so läßt sich der Informationslesestrahl stets genau auf die Informationsspur der Videoplatte 1 positionieren. Ist die Videoplatte 1 beispielsweise nach links verschoben (strichpunktierte Linie in Fig. 1), so wird auch die Objektivlinse 2 nach links verschoben, um die Verschiebung der Platte 1 auszugleichen. Dies ist das Grundprinzip der Fokusservoüberwachung.
Der Spot des Informationslesestrahls auf der Platte 1 weist einen Durchmesser von etwa 1 μηι auf, während der Spot des Fokusservoüberwachungsstrahls auf der Platte 1 einen Durchmesser von etwa 6 μπι besitzt. F i g. 2 verdeutlicht die Beziehung zwischen dem Spot des Informationslesestrahls und dem des Fokusservo-Überwachungsstrahls. Außerdem sind Informationsspeicherplätze 10 einer Informationsspur 13 angegeben. Der Spot 11 des Fokusservoüberwachungsstrahls folgt dem Spot 12 des Informationslesestrahls entlang der Informationsspur 13. Der Abstand zwischen den Zeilen der Speicherplätze 10 beträgt etwa 2 μπι. Der Grund, weshalb der Spot des Fokusservoüberwachungsstrahls im Durchmesser größer gewählt wird, besteht darin, daß dieser Strahl andernfalls durch die Speicherplätze 10 in seiner Amplitude moduliert werden würde, so daß sich die Brennpunktabweichung von der Spurabweichung im amplitudenmodulierten Strahl nicht mehr diskriminieren ließe. Der Spot des Fokusservoüberwachungsstrahls — im folgenden Fokuskontrollstrahl genannt — ist im Durchmesser also größer als der eines Spurführungsstrahls und des Informationslesestrahls und überdeckt eine Mehrzahl, beispielsweise drei oder vier, von Speicherplätzen 10. Im reflektierten Fokuskontrollstrahl werden also die durch die Speicherplätze verursachten Modulationen gemittelt, so daß sich die Fokusabweichungen eindeutig erfassen lassen.

Nachfolgend wird auf der Grundlage des soweit beschriebenen Prinzips ein Ausführungsbeispiel eines Informationslesegeräts unter Bezug auf die F i g. 3 bis 8 erläutert Die F i g. 3 und 4 zeigen das optische System des Informationslesegeräts. Ein von einem Helium/Neonlaser 15 als Lichtquelle stammender Laserstrahl 16 trifft auf die Videoplatte 1 auf. Der von der Videoplatte 1 reflektierte Strahl wird durch einen Photosensor 29 aufgefangen, um die auf der Videoplatte 1 gespeicherte Information auszulesen.

Die Linear-Polarisationsebene des He/Ne-Lasers 15 wird um einen geeigneten Winkel um die optische Achse gedreht, so daß der vom He/Ne-Laser 15 ausgehende Laserstrahl 16 mit einem Durchmesser von 0,6 mm zu 90% eine Polarisationskomponente enthält, die senkrecht zur Zeichenebene steht und als »s-Richtung« bezeichnet wird (in F i g. 3 durch das Zeichen Θ angedeutet), und zu 10% eine Polarisationskomponente in Paral-

lelrichtung zur Zeichenebene enthält, die im folgenden als »p-Richtung« bezeichnet wird (in Fig.3 durch das Zeichen © angedeutet). Wie in F i g. 5 dargestellt, wird der Feldvektor 16a des Laserstrahls 16 um einen geeigneten Winkel aus der s-Richtung gegen die p-Richtung gedreht. Das Verhältnis der Feldvektorkomponente 17a der s-Richtung zur Feldvektorkomponente 18a der p-Richtung beträgt 9 :1.

Der linear-polarisierte Strahl 16 gelangt auf einen polarisierenden ersten Strahlteiler 21. Ein in s-Richtung polarisierter Strahl 17 wird durch den ersten Polarisationsstrahlteiler 21 rechtwinklig reflektiert, während ein anderer in p-Richtung polarisierter Strahl 18 durch den ersten Polarisationsstrahlteiler 21 hindurchgeht. Ein reflektierender Oberflächenbereich des ersten Polarisationsslrahlteilers 21 ist durch mehrschichtigen Filmauftrag von Dielektrika gebildet. Die Verlustfaktoren bei der Reflektion des in s-Richtung polarisierten Strahls 17 und beim Durchgang des in p-Richtung polarisierten Strahls 18 im ersten Polarisationsstrahlteiler 21 liegen unter 1%.

Die in s-Richtung polarisierte Komponenten des Strahls 16 wird durch den ersten Polarisationsstrahlteiler 21 reflektiert und tritt aus letzterem als Strahl 17 aus, während die in p-Richtung polarisierte Komponente des Strahls 16 durch den ersten Polarisationsstrahlteiler 21 hindurchgeht und als Strahl 18 austritt. Der vom Laser 15 ausgehende Strahl 16 wird also durch den ersten Polarisationsstrahlteiler 21 in unterschiedlich polarisierte Strahlen 17 und 18 aufgespalten.

Der eine Strahl 17 dient als Informationslesestrahl und entspricht der Vektorkomponente 17a der s-Richtung (vgl. F i g. 5). Dieser Strahl 17 wird über eine Linse 22, ein Strahlumlenkelement 24, einen zweiten Polarisationsstrahlteiler 26 für polarisiertes Licht, der im Aufbau dem ersten Polarisationsstrahlteiler 21 entspricht, ein Viertelwellenlängenplättchen 27 ('/^-Plättchen), einen Strahlführungsspiegel 28 und die Objektivlinse 2 auf die mit 1800UpM umlaufende Videoplatte 1 gelenkt. Der Spotdurchmesser des Strahls 17 auf der Videoplatte 1 schwankt mit dem Brennweitenabstand der Linse 22. Die Brennweite der Linse 22 beträgt beispielsweise 20 mm. Durch die Linse 22 entsteht auf dem Strahlumlenkelement 24 als Punkt P ein Primärspot 35 des Strahls 17 (Fig.6). Der Durchmesser des Primärspots 35 beträgt 24,6 μπι. Durch die Objektivlinse 2 entsteht auf der Videoplatte 1 ein Spot mit einem Durchmesser von etwa 1 μπι. Wie sich aus der Fig.6 ersehen läßt, besteht das Strahlumlenkelement 24 aus einem halbkreisförmigen lichtdurchlässigen Abschnitt 30 und einem halbkreisförmigen lichtreflektierenden Abschnitt 32. Das auf das Strahlumlenkelement 24 (Strahlteiler) aufireffende Licht wird entsprechend der Auftreffposition aufgespalten.

Der Strahl 17 geht durch den lichtdurchlässigen Abschnitt 30 des Strahlumlenkelementes 24 hindurch und erreicht den zweiten Polarisationsstrahlteiler 26 für polarisiertes Licht, der vom gleichen Typ sein kann wie der vorerwähnte erste Polarisationsstrahlteiler 21, der ebenfalls für polarisiertes Licht bestimmt ist Der in s-Richtung polarisierte Strahl 17 wird durch den zweiten Polarisationsstrahlteiler 26 polarisiert und trifft dann auf das ¹Z₄A-Plättchen 27 auf. Durch dieses '/^-Plättchen wird der Strahl 17 aufgrund der Phasendifferenz von einer Viertelwellenlänge linear polarisiert Nachfolgend gelangt der Strahl 17 vom '/.^-Plättchen auf den Spiegel 28. Der durch den Spiegel 28 reflektierte Strahl 17 passiert die Objektivlinse 2 und trifft nahezu senkrecht auf die Videoplatte 1 auf. Der dabei auf der Videoplatte 1 gebildete Spot 36 weist einen Durchmesser von etwa 1 μίτι auf.

Der auftreffende Strahl 17 wird entsprechend der auf der Informationsspur der Videoplatte 1 gespeicherten Information des Hochfrequenzsignals (Pit) moduliert Im rückwärts laufenden Strahlengang erreicht der reflektierte Strahl 17 wiederum das '/,»/i-Plättchen 27 über die Objektivlinse 2 und dem Führungsspiegel 28

ίο und wird um die Phasendifferenz einer Viertelwellenlänge verschoben. Der Strahl 17 hat vor der Modulation als hinführender oder auftreffender Strahl das Viertelwellenlängenplättchen 27 passiert und geht nun als modulierter und reflektierter Strahl 17 wiederum durch das Viertelwellenlängenplättchen 27 hindurch. In anderen Worten: Der Strahl 17 hat das Viertelweüenlängenplättchen 27 zweimal passiert, so daß die in s-Richtung polarisierte Komponente um die Phasendifferenz einer halben Wellenlänge ('/2 A) verschoben wurde. Als Folge davon wird der reflektierte Strahl 17 vollständig zur in p-Richtung polarisierten Komponente und kann damit durch den zweiten Polarisationsstrahlteiler 26 hindurchgehen und gelangt auf das Strahlumlenkelement 25, das im Aufbau dem Strahlumlenkelement 24 entspricht.

Der Spot des Strahls 17 trifft als Punkt Q auf den lichtdurchlässigen Abschnitt 31 des Strahlumlenkelementes 25 auf. Nach dem Durchgang durch den lichtdurchlässigen Abschnitt 31 des Strahlumlenkelementes 25 trifft der reflektierte und durch das auf der Videoplatte 1 gespeicherte Hochfrequenzinformationssignal modulierte Strahl 17 auf einen Photosensor 29 auf, der ein entsprechendes elektrisches Signal abgibt. Der Photosensor 29 kann eine Photodiode sein. In F i g. 7 ist der auf dem Photosensor 29 auftreffende Strahl 17 als Spot 37 angedeutet

Andererseits dient der vom Strahl 16 durch den ersten Polarisationsstrahlteiler 21 abgetrennte andere und in p-Richtung polarisierte Strahl 18 zur Fokusservoüberwachung; dieser Strahl entspricht der Vektorkomponente 18a des Feldvektors 16a in Fig.5. Nach dem Durchgang des Strahls 18 durch den ersten Polarisationsstrahlteiler 21 wird er durch einen Spiegel 34 rechtwinklig reflektiert. Dieser Strahl gelangt dann über eine Linse 23, das Strahlumlenkelement 25, den zweiten Polarisationsstrahlteiler 26, das Viertelwellenlängenplättchen 27, den Spurführungsspiegel 28 und die Objektivlinse 2 auf die Videoplatte 1. Der Spotdurchmesser des Strahls 18 auf der Videoplatte 1 schwankt mit der Brennweite der Linse 23. Die Brennweite der Linse 23 beträgt beispielsweise 120 mm. Ein Primärspot 38 des Strahls 18 entsteht an einem Punkt R des Strahlumlenkelementes 25 aufgrund der Linse 23; der Durchmesser beträgt 160 μπι. Der Primärspot 38 wird durch die Objektivlinse 2 auf die Videoplatte 1 in einen Spot von etwa 6 μπι Durchmesser fokussiert Der Strahl 18 wird sodann rechtwinklig durch den Licht reflektierenden Abschnitt 33 des Strahlumlenkelementes 25 reflektiert und gelangt über einen zum reflektierten Strahl 17 parallelen, jedoch in einem gewissen Abstand stehenden optischen Weg auf den zweiten Polarisationsstrahlteiler 26. Da der Strahl 18 als in p-Richtung polarisierte Komponente vorliegt, kann er durch den zweiten Polarisationsstrahlteiler 26 hindurchgehen. Er gelangt dann über das Viertelwellenlängenplättchen 27, den Spurführungsspiegel 28 und die Objektivlinse 2 in gleicher Weise wie der Informationslesestrahl 17 auf die Videoplatte 1. Wie anhand der F i g. 1 erläutert wurde, weist der Strahlengang des Strahls 18 aufgrund des Strahlumlenkelemen-

tes 25 von der optischen Achse 4 der Objektivlinse 2 einen Abstand von etwa 1 mm auf. Auf der Videoplatte 1 entsteht ein Spot 39 mit einem Durchmesser von etwa 6 μπι. Nach der Reflexion durch die Videoplatte 1 gelangt der Strahl 18 über die Objektivlinse 2, den Spurführungsspiegel 28 und das Viertelwellenlängenplättchen 27 auf den zweiten Polarisationsstrahlteiler 26. Da der Strahl 18 das Viertelwellenlängenplättchen 27 zweimal passiert hat, wird er um die Phasendifferenz einer halben Wellenlänge verschoben und weist damit nur die in s-Richtung polarisierte Komponente auf. Der Strahl wird durch den zweiten Polarisationsstrahlteiler 26 also rechtwinklig reflektiert, der die Eigenschaft hat, daß er in s-Richtung polarisiertes Licht reflektiert. Der Strahl 18 trifft auf den Licht reflektierenden Abschnitt 32 des Strahlumlenkelementes 24 an einem Punkt 5 auf. Das Strahlumlenkelement 24 trennt den reflektierten Strahl 18 vom hinlaufenden oder auftreffenden Strahl 17. Auf dem Licht reflektierenden Abschnitt 32 des Strahlumlenkelementes 24 entsteht ein Spot 40 (vgl. F i g. 6). Nach der Reflexion des Strahls 18 an dem Strahlumlenkelement 24 trifft dieser auf die Photosensoren 3a und Zb auf. Der Spot 40 des Strahls 18 überdeckt die beispielsweise als Photodioden ausgebildeten Photosensoren 3a und 3b in der in F i g. 8 andeutenden Weise. Der Abstand zwischen den Spots 35 und 40 beträgt am Strahlumlenkelement 24 etwa 1 mm, was dem Abstand zwischen den Strahlen 17 und 18 entspricht.

Wie bereits in Verbindung mit der Erläuterung der F i g. 1 erwähnt, liefern die Photosensoren 3a und 3b elektrische Signale entsprechend der auf die Photosensoren 3a und 3b auftreffende Lichtmenge des Strahls 18. Durch Vergleich der elektrischen Signale wird ein Servoregelsignal für den Brennpunkt gewonnen und einer mit der Objektivlinse 2 verbundenen Schwingspule (bewegbare Spule) zugeführt. Die Objektivlinse 2 wird damit in Abhängigkeit von der Verschiebung der Videoplatte 1 nachreguliert.

Wie oben erwähnt, wird der von der Lichtquelle ausgehende Strahl 16 in Strahlen 17 und 18 mit unterschiedlich polarisierten Komponenten aufgespalten. Die Strahlen 17 und 18 dienen einerseits als Informationslesestrahl und andererseits als Fokuskontrollstrahl, ohne daß dabei räumliche Beschränkungen zu beachten sind. Da die jeweiligen reflektierten Strahlen 17 und 18 sich hinsichtlich ihrer polarisierten Komponente unterscheiden, lassen sie sich vollständig voneinander trennen. Der auftreffende Strahl 17 und der reflektierte Strahl 18 erreichen das Strahlumlenkelement 24 in gegenseitigem Abstand voneinander. Sie werden dabei nicht miteinander gemischt. Außerdem gelangt der reflektierte Strahl 18 nicht auf die Lichtquelle zurück. Es besteht damit auch keine Gefah-., daß der Strahl 16 durch den reflektierten Strahl 18 moduliert wird und auch die Gefahr, daß die Oszillation der Lichtquelle durch den reflektierten Strahl 18 gestört wird, ist beseitigt. Die Leistung des Lasers 15 läßt sich also mit sehr hohem Wirkungsgrad ausnutzen.

Die Anwendung des Erfindungsgedankens ist nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt. Vielmehr sind eine Reihe von Abwandlungen und Änderungen möglich, ohne vom Grundgedanken abzuweichen. So kann beispielsweise in F i g. 3 die Linse 23 weggelassen werden. In diesem Fall wird — was in der Figur strichpunktiert angedeutet ist — eine Blende 42 unmittelbar vor dem Strahlumlenkelement 25 angeordnet. Der Durchmesser des auf treffenden Strahls 18 wird dabei auf die Lochgröße der Blende 42 reduziert.

Als Strahlumlenkelemente 24 oder 25 können auch Messerschneidenspiegel verwendet werden.

Zur Spurüberwachung kann der in s-Richtung polarisierte auftreffende Strahl 17 auch durch ein nicht gezeigtes Beugungsgitter nach der Trennung durch den ersten Polarisationsstrahlteiler 21 und vor Auftreffen auf der Linse 22 in drei Strahlen aufgespalten werden. In diesem Fall wird der mittlere Strahl als Informationslesestrahl benutzt und der linke bzw. rechte Strahl dienen zur Spurüberwachung.

Wie in F i g. 2 strichpunktiert angedeutet ist, liegen in diesem Fall die Spots 43 und 44 zur Spurüberwachung zu beiden Seiten des Spots 12 des mittleren Strahls. Die von den Spots 43 und 44 reflektierten Strahlen gelangen

auf Photosensoren, die ein SpurfüHrungs-Überwachungssignal abgeben. Der Ablenkwinkel des Spurführungsspiegels 28 wird durch das Spurführungssignal bestimmt. Damit läßt sich die Position des Spots 12 des mittleren Strahls regeln.

Gemäß der vorliegenden Anmeldung wird der von der Lichtquelle ausgehende Strahl in zwei unterschiedlich polarisierte Komponenten aufgespalten. Die beiden Strahlen werden in erster Linie zur Informationsausiesung und zur Fokusüberwachung verwendet. Die reflektierten Strahlen sind unterschiedlich polarisiert. Sie lassen sich damit exakt voneinander trennen, ohne räumliche Beschränkung. Da sich der auftreffende Strahl außerdem vollständig vom reflektierten Strahl trennen läßt, wird verhindert, daß der reflektierende Strahl zur Lichtquelle zurückkehrt. Damit wird der Leistungsverlust der Lichtquelle auf ein Minimum reduziert.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Optisches Lesegerät für Information, die als stellenweise Veränderung entlang einer Aufzeichnungsspur auf der reflektierenden Oberfläche eines Aufzeichnungsträgers (1) gespeichert ist, mit

— einem Laser (15), dessen Strahlung überwiegend in einer ersten Richtung (S) und zum Teil in einer zweiten Richtung (P) polarisiert ist,

— einem nachfolgenden ersten Strahlteiler (21) zur Erzeugung eines ersten Strahles (17) zum Auslesen der gespeicherten Information und eines zweiten nur der Fokussierung dienenden Strahles (18),

— optischen Elementen (22,24,26,28,25) zur Bildung eines ersten Strahlenweges, auf dem der ersten Strahl (17) in Richtung auf eine Aufzeichnungsspur sowie nach Reflexion am Aufzeichnungsträger bzw. Modulation durch die aufgezeichnete Information verläuft,

— einem auf die Energie des reflektierten bzw. modulierten ersten Strahl (17) ansprechenden Strahlungsempfänger (29) zur Erzeugung eines der gespeicherten Information entsprechenden Ausgangssignals,

— weiteren optischen Elementen (34,23,25,26,28, 24) zur Bildung eines vom ersten Strahlenweg getrennten zweiten Strahlenweges, auf dem der zweite Strahl (18) in Richtung auf den Aufzeichnungsträger (1) sowie nach Reflexion an diesem verläuft, und mit

— einer auf die Energie des reflektierten zweiten Strahls (18) ansprechenden Steuereinrichtung, die in Abhängigkeit davon die Fokussierung des ersten Strahls (17) auf eine Aufzeichnungsspur steuert,

dadurch gekennzeichnet,

— daß der erste Strahlteiler (21) ein Polarisationsstrahlteiler ist, durch den der erste Strahl (17) die erste Polarisationsrichtung (S) und der zweite Strahl (18) die zweite Polarisationsrichtung (P) erhalten,

— daß ein zweiter innerhalb des ersten und zweiten Strahlenweges liegender Polarisationsstrahlteiler (26) so angeordnet ist, daß der erste (17) und zweite Strahl (18) zwischen ihm und dem Aufzeichnungsträger (1) im wesentlichen parallel und benachbart zueinander verlaufen, und daß

— im Strahlengang zwischen dem zweiten Polarisationsstrahlteiler (26) und dem Aufzeichnungsträger (1) ein /i/4-Plättchen (27) angeordnet ist, durch das die Polarisationsrichtungen des ersten und zweiten Strahls vertauscht werden, nachdem diese nach Reflexion am Aufzeichnungsträger (1) des A/4- Plättchen zum zweiten Male durchlaufen und wiederum den zweiten Polarisationsstrahlteiler (26) erreicht haben, durch den sie so getrennt werden, daß der vom Aufzeichnungsträger reflektierte erste Strahl (17) nach Durchgang durch den zweiten Polarisationsstrahlteiler (26) zunächst antiparallel und räumlich versetzt zu dem auf den Aufzeichnungsträger einfallenden zweiten Strahl (18) verläuft, während der ebenso reflektierte zwei-

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50 te Strahl (18) nach Durchgang durch den zweiten Polarisationsstrahlteiler (26) zunächst antiparallel und räumlich versetzt zum einfallenden ersten Strahl (17) verläuft, und somit durch in den Strahlenwegen der einfallenden und ausfallenden Strahlen jeweils zwischen dem ersten Polarisationsstrahlteiler (21) und dem zweiten Polarisationsstrahlteiler (26) angebrachte optische Elemente (24,25) eine einfache und scharfe Trennung der einfallenden von den ausfallenden Strahlen vorgenommen werden kann.

2. Optisches Lesegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen dem ersten Polarisationsstrahlteiler (21) und dem zweiten Polarisationsstrahlteiler (26) angeordneten optischen Elemente Strahlumlenkelemente (24, 25) enthalten, die so angeordnet sind, daß sie den ersten und zweiten noch nicht am Aufzeichnungsträger (1) reflektierten Strahl (17,18) auf den zweiten Polarisationsstrahlteiler (26) und die am Aufzeichnungsträger (1) reflektierten und vom zweiten Polarisationsstrahlteiler (26) wieder getrennten Strahlen auf jeweils zugeordnete Strahlungsdetektoren (3a, 3b; 29) auftreffen lassen.

3. Optisches Lesegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlumlenkclemente (24, 25) jeweils aus einem lichtdurchlässigen (30,31) und einem lichtreflektierenden Abschnitt (32, 33) bestehen.

4. Optisches Lesegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine unmittelbar vor dem Aufzeichnungsträger (1) liegende Objektivlinse (2) zur Fokussierung des ersten Strahles

(17) auf eine Aufzeichnungsspur in Abhängigkeit der Signale der Steuereinrichtung verschiebbar angeordnet ist.

5. Optisches Lesegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Strahlenweg zwischen dem ersten Polarisationsstrahlteiler (21) und dem zweiten Polarisationsstrahlteiler (26) eine Linse (22) zur Fokussierung des ersten Strahles (17) angeordnet ist.

6. Optisches Lesegerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse (22) zur Fokussierung des ersten Strahls (17) auf eine Aufzeichnungsspur in Abhängigkeit der Signale der Steuereinrichtung verschiebbar angeordnet ist.

7. Optisches Lesegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im zweiten Strahlenweg zwischen dem ersten Polarisationsstrahlteiler (21) und dem zweiten Polarisationsstrahlteiler (26) eine Fokussierungslinse (23) angeordnet ist, die den zweiten Strahl (18) so fokussiert, daß seine Querschnittsfläche im Bereich des Aufzeichnungsträgers (1) mehrere nebeneinanderliegende Aufzeichnungsspuren überdeckt.

8. Optisches Lesegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung ein Paar von nebeneinanderliegenden Photosensoren (3a, 3i>) umfaßt, die zu gleichen Teilen vom reflektierten zweiten Strahl (18) getroffen werden, wenn der erste Strahl (17) auf eine Aufzeichnungsspur wie gewünscht fokussiert ist, und die zu ungleichen Teilen vom reflektierten zweiten Strahl

(18) getroffen werden, wenn sich der Aufzeichnungsträger (1) gegenüber der Fokusebene verschiebt.