DE3245075C2

DE3245075C2 -

Info

Publication number: DE3245075C2
Application number: DE3245075A
Authority: DE
Inventors: Klaas Eindhoven Nl Compaan
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1981-12-11
Filing date: 1982-12-06
Publication date: 1991-05-02
Also published as: GB2112243A; GB2112243B; ES518027A0; AT375481B; JPS58105439A; SE8207002D0; FR2518295A1; BE895301A; NL8105579A; IT1191117B; ES8501914A1; FR2518295B1; DE3245075A1; IT8224630A0; ZA828250B; AU551546B2; SE8207002L; US4464741A; AU9135982A; CH661375A5

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches Fokusfehlerdetektorsystem zum Feststellen von Abweichungen zwischen der Abbildungsebene eines Ojektivsystems in einem optischen System und einer strahlungsreflektierenden Fläche in diesem System, auf welcher Fläche abgebildet werden muß, welches Fokusfehlerdetektorsystem eine Strahlungsquelle, das Objektivsystem, ein astigmatisches System aus zwei Zylinderlinsen, die im Weg eines von der reflektierenden Fläche reflektierten Bündels angeordnet sind, und einen aus vier Teildetektoren zusammengesetzten strahlungsempfindlichen Detektor enthält.

Ein derartiges Fokusfehlerdetektorsystem kann in einer Anordnung zum Lesen eines Aufzeichnungsträgers mit einer optisch lesbaren, strahlungsreflektierenden Datenstruktur zum ständigen Fokussieren des Lesebündels auf die Datenstruktur benutzt werden.

Eine derartige Lesevorrichtung ist u. a. aus der US-PS 40 25 949 bekannt. Diese Vorrichtung dient beispielsweise zum Lesen eines Aufzeichnungsträgers, in dem ein Videoprogramm gespeichert ist. Die Datenstruktur besteht dabei aus einer Vielzahl von Datengebieten, die in der Spurrichtung mit Zwischengebieten abwechseln. Die erwähnten Gebiete können beispielsweise entlang einer spiraligen Spur angeordnet sein. Die Datengebiete beeinflussen ein Lesebündel anders als die Zwischengebiete. Die Daten können in der Frequenz der Datengebiete und/oder im Verhältnis der Länge dieser Gebiete zu der der Zwischengebiete codiert sein. Die Daten können auch digital codiert sein. Außer Video- und Audiodaten können am Aufzeichnungsträger auch Digitaldaten, beispielsweise von und zu einem Rechner, gespeichert sein.

Für eine ausreichende Spieldauer des Aufzeichnungsträgers werden bei beschränkten Abmessungen dieses Trägers die Einzelheiten der Datenstruktur besonders klein sein. So beträgt beispielsweise, wenn ein Videoprogramm von 30 Minuten an einer Seite eines runden, scheibenförmigen Aufzeichnungsträgers in einem ringförmigen Gebiet mit einem Außenradius von etwa 15 Zentimetern und einem Innenradius von etwa 6 Zentimeter gespeichert ist, die Spurbreite etwa 0,6 Mikrometer und beträgt die mittlere Länge der Datengebiete etwa ein Mikrometer.

Zur Ermöglichung des Lesens dieser kleinen Details ist ein Objektivsystem mit einer verhältnismäßig großen numerischen Öffnung zu verwenden. Die Schärfentiefe eines derartigen Objektivsystems ist jedoch gering. Da in der Lesevorrichtung Schwankungen im Abstand von der Fläche der Datenstruktur zum Objektivsystem auftreten können, die größer als die Schärfentiefe sind, sind Maßnahmen zu treffen, um diese Schwankungen zu detektieren und damit die Fokussierung nachstellen zu können.

Hierzu kann das vom Aufzeichnungsträger herrührende Lesebündel mit Hilfe beispielsweise einer Zylinderlinse astigmatisch gemacht werden. Zwischen den Brennlinien des astigmatischen Systems, das vom Objektivsystem und von der Zylinderlinse gebildet wird, kann ein aus vier Teildetektoren zusammengesetzter, strahlungsempfindlicher Detektor angeordnet werden. Bei Schwankungen in der Position der Fläche der Datenstruktur gegen das Objektivsystem ändert sich die Form des auf dem zusammengesetzten Detektor gebildeten Bildflecks. Diese Formänderung läßt sich durch geeignete Kombination der Ausgangssignale der Teildetektoren detektieren.

Ein derartiges Fokusfehlerdetektorsystem mit nur einer Zylinderlinse, wie es aus der DE-AS 25 01 124 bekannt ist, kann nicht nur in Vorrichtungen zum Lesen eines strahlungsreflektierenden Aufzeichnungsträgers, sondern allgemein auch in optischen Systemen benutzt werden, in denen Abweichungen zwischen der gewünschten und der reellen Position einer strahlungsempfindlichen Fläche, auf der die Abbildung erfolgen soll, detektiert werden müssen. Es wird dabei an Mikroskope, an bei der Herstellung von integrierten Schaltkreisen benutzte Systeme zum Projizieren einer Maske auf ein Substrat usw. gedacht.

Das Fokusfehlerdetektorsystem mit nur einer Zylinderlinse liefert ein Signal, das aus regeltechnischer Sicht nicht ideal ist. Die Kennlinie, die den Verlauf des Fokusfehlersignals als Funktion der Abweichung zwischen der gewünschten und der reellen Fokussierungsfläche darstellt, ist gekrümmt und um den Nullpunkt herum außerdem asymmetrisch. Der nicht-lineare Verlauf ist eine Folge davon, daß das Bündel in zwei zueinander senkrechten Richtungen verschiedene Konvergenzen aufweist. Der asymmetrische Verlauf der Kennlinie wird durch die nicht-symmetrische Lage der Abbildungen der Pupille des Objektivsystems in bezug auf die Fläche der Teildetektoren verursacht. Diese Asymmetrie ist insbesondere ernsthaft, wenn der strahlungsempfindliche Detektor in verhältnismäßig großem Abstand vom Objektivsystem angeordnet ist, welche Situation in einer Schreib- oder Lesevorrichtung auftreten kann, in der nur das Objektivsystem bewegbar ist und die übrigen optischen Elemente der Vorrichtung fest angeordnet sind.

In der US-PS 40 25 949 ist eine Verbesserung der Kennlinie des Fokusfehlersignals durch die Verwendung von zwei Zylinderlinsen mit gleicher Stärke beschrieben, deren Zylinderachsen quer zueinander angeordnet sind, welche Linsen in einem parallelen Bündel angeordnet sind. Dadurch entsteht ein Bündel, das in zwei zueinander senkrecht verlaufenden Flächen die gleiche Konvergenz besitzt, wodurch das Fokusfehlersignal einen linearen Verlauf um den Nullpunkt besitzt. Jedoch liegen auch jetzt die Abbildungen der Objektivpupille nicht symmetrisch in bezug auf die Detektorfläche, so daß das Signal immer noch asymmetrisch ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fokusfehlerdetektorsystem zu schaffen, das ein Signal erzeugt, das sowohl linear um den Nullpunkt herum als auch symmetrisch ist, nicht nur um den Nullpunkt herum, sondern auch im weiteren Bereich. Diese Aufgabe wird im erfindungsgemäßen System dadurch gelöst, daß die zwei Zylinderlinsen in einem nicht-kollimierten Bündel angeordnet sind und verschiedene Linsenstärken besitzen derart, daß die mit diesen Linsen geformten Abbildungen der Pupille des Objektivsystems symmetrisch in bezug auf die Detektorfläche liegen, und daß das aus diesen Linsen herrührende Bündel gleiche Konvergenzen in zwei zueinander senkrecht verlaufenden Ebenen besitzt.

Eine erste bevorzugte Ausführungsform des Fokusfehlerdetektorsystems ist weiter dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Zylinderlinsen in einem konvergierenden Bündel angeordnet und beide negative Linsen sind.

Eine zweite Ausführungsform des Fokusfehlerdetektorsystems ist dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Zylinderlinsen in einem divergierenden Bündel angeordnet und beide positive Linsen sind.

Das Fokusfehlerdetektorsystem kann mit großem Vorteil in einer Lesevorrichtung oder in einer kombinierten Schreib/Lesevorrichtung benutzt werden, in der der Detektor des Fokusfehlerdetektorsystems in großem Abstand vom Objektivsystem angeordnet ist.

Die Erfindung wird jetzt beispielsweise anhand ihrer Verwendung in einer Lesevorrichtung und in einer kombinierten Schreib/Lesevorrichtung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Lesevorrichtung mit dem Fokusfehlerdetektorsystem,

Fig. 2 den in dieser Vorrichtung benutzten strahlungsempfindlichen Detektor,

Fig. 3a und 3b den Verlauf eines Strahlenbündels in einem bekannten Fokusfehlerdetektorsystem mit nur einer Zylinderlinse,

Fig. 4 die Kennlinie des Fokusfehlersignals eines Fokusfehlerdetektorsystems mit nur einer Zylinderlinse,

Fig. 5a und 5b den Verlauf eines Strahlenbündels in einem Fokusfehlerdetektorsystem mit zwei Zylinderlinsen nach der Erfindung,

Fig. 6 die Kennlinie des Fokusfehlersignals dieses Fokusfehlerdetektorsystems, und

Fig. 7 eine kombinierte Schreib/Lesevorrichtung mit zwei erfindungsgemäßen Fokusfehlerdetektorsystemen.

In Fig. 1 ist ein runder, scheibenförmiger Aufzeichnungsträger 1 im Radialschnitt dargestellt. Die Datenstruktur ist durch die Datenspuren 2 angegeben. Der Aufzeichnungsträger wird von einem Lesebündel 6 aus der Strahlungsquelle 5 angestrahlt, die beispielsweise durch einen Gaslaser, wie einen He-Ne-Laser, oder durch einen Halbleiterdiodenlaser, wie einen AlGaAs-Laser, gebildet werden kann. Ein Objektivsystem, das der Einfachheit halber mit einer einzigen Linse 11 angegeben ist, fokussiert das Lesebündel zu einem Lesefleck 12 in der Ebene der Datenspuren 2. Der Brennpunktabstand einer gegebenenfalls vorhandenen Hilfslinse 9 ist derart gewählt, daß die Pupille des Objektivsystems entsprechend ausgefüllt wird, so daß der Lesefleck die der numerischen Apertur des Objektivsystems zugeordnete beugungsbegrenzte Abmessung besitzt. Dieses Bündel wird vom Aufzeichnungsträger reflektiert und, wenn der Aufzeichnungsträger mit Hilfe des vom Motor 4 getriebenen Drehtellers 3 gedreht wird, entsprechend den in einem zu lesenden Spurteil gespeicherten Daten moduliert.

Das modulierte Bündel wird von einem Bündeltrennelement 13 auf ein strahlungsempfindliches Detektorsystem 15 reflektiert, das dieses Bündel in ein elektrisches Signal umwandelt. Das Trennelement kann von einem halbdurchlässigen Spiegel, aber auch von einem polarisationsempfindlichen Teilprisma gebildet werden. Im letzten Fall ist in den Strahlungsweg eine λ/4-Platte 14 aufgenommen, worin λ die Wellenlänge des Lesebündels ist.

Zur Ermöglichung der Detektion von Abweichungen zwischen der Fokussierungsfläche des Objektivsystems und der Datenstrukturfläche, oder Fokusfehlern, ist im Strahlungsweg hinter dem Bündelverteiler ein astigmatisches System 16 angeordnet und wird als Detektorsystem ein aus vier Teildetektoren zusammengesetzter Detektor benutzt. Dieser Detektor ist in Fig. 2 dargestellt. Die astigmatische, vom Objektivsystem 11 und vom System 16 gebildete Optik bildet den Lesefleck 12 in zwei astigmatischen Brennlinien 19 und 20 ab, von denen eine, 20, in der Zeichenebene und die zweite, 19, quer zu dieser Ebene liegt. Der Detektor 15 ist in einer Ebene angeordnet, die entlang der optischen Achse gesehen, zwischen den Brennlinien 19 und 20 liegt. Die Trennlinien zwischen den Teildetektoren A, B, C und D schließen einen Winkel von 45° mit den astigmatischen Brennlinien 19 und 20 ein und verlaufen vorzugsweise parallel bzw. senkrecht zur Spurrichtung an der Stelle des Leseflecks.

Die Form des am Detektor 15 gebildeten Strahlungsflecks 12′ wird durch das Maß der Fokussierung des Bündels 6 auf der Datenfläche bestimmt. Bei einer korrekten Fokussierung ist dieser Strahlungsfleck rund, wie er in Fig. 2 mit einem ausgezogenen Kreis dargestellt ist. Tritt eine Defokussierung auf, besitzt der Strahlungsfleck 12′ eine langgezogene Form, wie sie mit den gestrichelten Kurven dargestellt ist, wobei die Längsrichtung des Flecks durch das Vorzeichen der Defokussierung bestimmt wird. Wenn die Signale der Teildetektoren mit S_A, S_B, S_C und S_D bezeichnet werden, sieht das Fokusfehlersignal S_f wie folgt aus:

S_f = (S_A+S_B)-(S_C+S_D).

Erfindungsgemäß besteht das astigmatische System 16 aus zwei Zylinderlinsen 17 und 18 mit verschiedenen Stärken und mit zueinander senkrecht verlaufenden Zylinderachsen. In der in Fig. 1 dargestellten Lage, in der die Linsen 17 und 18 in einem konvergierenden Bündel angeordnet sind, sind diese Linsen negative Linsen. Wären diese Linsen in einem divergierenden Bündel angeordnet, müßten die Linsen positive Linsen sein. Im letzten Fall, in dem ein divergierendes Bündel in ein konvergierendes Bündel umgewandelt werden muß, müssen die Linsen 17 und 18 eine größere Stärke haben, als im Falle das Bündel bereits konvergierend ist. Deshalb wird die Ausführung mit einem konvergierenden Bündel 6′ und mit zwei divergierenden Linsen 17 und 18 bevorzugt. Die Zylinderlinsen 17 und 18 haben derartige Stärken, daß die mittels dieser Linsen geformten Abbildungen der Pupille des Objektivsystems in bezug auf die Detektorfläche 15 symmetrisch liegen.

Der Vorteil der Verwendung der zwei Zylinderlinsen läßt sich am besten damit erläutern, indem von einem Fokusfehlerdetektorsystem ausgegangen wird, in dem nur eine positive Zylinderlinse 23 benutzt wird, beispielsweise in der Position der Linse 17 in Fig. 1. In Fig. 3a und 3b ist der Teil des Strahlungswegs von der Linse 23 dargestellt, wobei Fig. 3a einen Schnitt entlang der Zeichenebene in Fig. 1 und Fig. 3b einen Schnitt in einer Ebene quer zur Zeichenebene der Fig. 1 darstellen. Die astigmatischen Brennlinien sind mit 24 und 25 und die Position des Detektors 15 mit P15 bezeichnet.

Da die Linse 23 nur in einer Ebene, der Zeichenebene in Fig. 3b, eine Linsenwirkung hat, ist die Konvergenz des Bündels in zwei Schnitten ungleich. Infolgedessen weist das Fokusfehlersignal einen nicht-linearen Verlauf um den Nullpunkt herum auf. In Fig. 4 ist der Verlauf dieses Signals S_f als Funktion der Defokussierung Δ_f dargestellt. Das Signal S_f zeigt außer einem gekrümmten Verlauf um den Nullpunkt noch einen asymmetrischen Verlauf. Dies ist eine Folge davon, daß in den zwei Querschnittebenen nach Fig. 3a und 3b die Abbildungen der Pupille des Objektivsystems nicht symmetrisch in bezug auf die Ebene P15 des Detektors liegen. Die betreffenden Pupillenabbildungen liegen in den Positionen P_V und P_H. Ein Verlauf des Signals S_f gemäß Fig. 4 ist jedoch für das Servosystem, mit dem die Fokussierung nachzuregeln ist, unvorteilhaft. Die Fokussierung kann beispielsweise durch Verschieben des Objektivsystems nachgeregelt werden.

Wenn nun, wie die Erfindung beschreibt, zwei Zylinderlinsen in einem konvergierenden oder einem divergierenden Bündel angebracht werden, verfügt man über einen ersten einstellbaren Parameter, und zwar die Position dieser Linsen in bezug auf das Objektivsystem. Ein zweiter einstellbarer Parameter ist dabei die Stärke der Zylinderlinsen. Durch geeignete Wahl dieser zwei Parameter wird erreicht, daß sowohl die Konvergenzen des Bündels in den zwei Schnitten gleich sind, als die Pupillenabbildungen in bezug auf die Detektorebene symmetrisch liegen. Die Folge davon ist, daß das Signal S_f um den Nullpunkt einen linearen Verlauf aufweist und dieses Signal einen symmetrischen Verlauf hat, nicht nur um den Nullpunkt, sondern auch im weiteren Bereich, wie in Fig. 6 dargestellt.

Wenn die zwei Zylinderlinsen in einem parallelen Bündel angeordnet sind, wie in der US-PS 40 25 949 beschrieben wird, üben die Positionen dieser Linsen keinen Einfluß auf den Strahlengang aus. Dabei können nur die Konvergenzen des Bündels in den zwei Schnitten angeglichen werden, und zwar durch die Verwendung von Zylinderlinsen mit gleichen Stärken.

In Fig. 5a und 5b ist der Strahlungsweg in einem erfindungsgemäßen Fokusfehlerdetektorsystem dargestellt. Die zwei negativen Zylinderlinsen sind mit 17 und 18 bezeichnet. Wären diese Linsen nicht vorhanden, würde das Bündel 6′ im Punkt 12′ fokussiert und die Pupille des Objektivsystems an der Position P_o abgebildet werden. Bei Aufstellung der Zylinderlinsen 17 und 18 entstehen zwei astigmatische Brennlinien 19 und 20. Die Zylinderlinse 17 bildet die Pupille des Objektivsystems in einer Ebene P_v ab, die in verhältnismäßig großem Abstand von der Detektorebene P15 liegt. Die Zylinderlinse 18, die stärker negativ als die Linse 17 ist, bildet die Pupille in einer Ebene P_H ab, die links von der Detektorebene P15 im gleichen Abstand zu dieser Ebene wie P_v liegt. 27 ist eine konvergierende Linse, die im Strahlungsweg angeordnet ist, wenn das vom Objektivsystem herrührende Bündel ein kollimiertes Bündel ist.

In einer verwirklichten Ausführung des Fokusfehlerdetektorsystems nach Fig. 5a und 5b, die in einer Vorrichtung zum Lesen eines optischen Aufzeichnungsträgers benutzt wurde, betrug der Brennpunktabstand der Linse 17 etwa -80 mm, der der Linse 18 etwa -25 mm und der der Linse 27 etwa 100 mm. Der Abstand zwischen den Linsen 27 und 17 betrug etwa 51 mm und der zwischen den Linsen 17 und 18 etwa 33 mm. Der Abstand zwischen P15 und der Linse 18 betrug etwa 64 mm.

Außer in einer Vorrichtung zum Lesen eines eingeschriebenen Aufzeichnungsträgers läßt sich die Erfindung auch in einer Vorrichtung zum Einschreiben eines Aufzeichnungsträgers und in einer kombinierten Schreib/Lesevorrichtung benutzen. In Fig. 7 ist eine Ausführung letztgenannter Vorrichtung schematisch dargestellt. Darin werden zwei Strahlungsflecke auf der Datenfläche gebildet, die in Richtung der Spuren 2 gesehen, in kurzem Abstand, beispielsweise 10 µm auseinander liegen. Die Anordnung enthält eine erste Strahlungsquelle 5 in Form eines Diodenlasers, der ein Lesebündel 6 erzeugt. Dieser Diodenlaser ist ein Teil eines sogenannten Lichtgriffels 30, in den weiter noch ein Kollimatorobjekt 31, das das Bündel parallel macht, und eine Zylinderlinse 32 zum Korrigieren des Astigmatismus des Diodenlaserbündels aufgenommen wird. Im Weg des parallelen Bündels ist ein zusammengesetztes Prisma 33 angeordnet, das einen ersten, neutralen Bündelverteiler 34 und einen zweiten, polarisationsempfindlichen Bündelverteiler 36 enthält. Ein Teil des Bündels 6 wird vom Prisma 34 auf einen reflektierenden Prisma 37 gerichtet zurückgeworfen, das das Bündel zum Objektivsystem 11 reflektiert, das das Bündel zu einem Lesefleck in der Datenebene fokussiert. Die Polarisationsrichtung des Bündels 6 ist derart gewählt, daß es vom polarisationsempfindlichen Prisma 35 durchgelassen wird. Vorzugsweise sind das Objektivsystem 11 und das Prisma 37 auf einem in radialer Richtung bewegbaren Schlitten 38 angeordnet und sind die anderen Elemente fest angeordnet. Letztgenannte Elemente können sich in verhältnismäßig großem Abstand vom Objektivsystem befinden.

Ein zweiter Lichtgriffel 30′, der einen Diodenlaser 5′ und ein Kollimatorobjektiv 31′ und eine Zylinderlinse 32′ enthält, erzeugt ein kollimiertes Schreibbündel 6′. Die Polarisationsrichtung dieses Bündels ist derart, daß es vom Prisma 36 nahezu vollständig reflektiert wird. Dieses Bündel durchläuft den gleichen Weg wie das Lesebündel 6. Das Schreibbündel 6′ kann außer zum Schreiben selbst, dazu verwendet werden, in zuvor angebrachten Servospuren vorhandene Servodaten zu lesen, so daß die Position des Strahlungsflecks in radialer und tangentialer Richtung nachgestellt werden kann.

Die vom Aufzeichnungsträger reflektierten Schreibbündel und Lesebündel müssen von gesonderten Detektoren 15′ und 15 aufgefangen werden, wobei zu vermeiden ist, daß Strahlung des Schreibbündels bzw. des Lesebündels den Detektor 15 bzw. den Detektor 15′ erreicht. Dazu werden Bündel mit verschiedenen Polarisationsrichtungen und polarisationsempfindlichen Elementen im Strahlungsweg benutzt. Zur Reduzierung des möglich restlichen Übersprechens werden vorzugsweise Diodenlaser verwendet, die verschiedene Wellenlängen, beispielsweise 840 nm für den Schreiblaser und 780 nm für den Leselaser, aussenden und sind den Detektoren 15 und 15′ wellenlängenselektive Filter 46 und 46′ vorgeschaltet.

Im Strahlungsweg ist eine kräftig selektive λ/4- Platte 39 angeordnet, die nur die Polarisationsrichtung des Schreibbündels 6′ dreht. Diese Platte wird zweimal durchsetzt, so daß die Polarisationsrichtung des Bündels 6′ insgesamt über 90° gedreht wird, wodurch das vom Aufzeichnungsträger reflektierte Schreibbündel vom Prisma 36 durchgelassen wird. Nach dem Durchgang durch das zusammengesetzte Prisma 33 erreichen die Bündel 6 und 6′ mit gleicher Polarisationsrichtung ein zweites zusammengesetztes Prisma 41, das einen polarisationsempfindlichen Bündelverteiler 44 und ein reflektierendes Prisma 42 enthält. Dem zusammengesetzten Prisma 41 ist eine kräftig selektive λ/2-Platte 40 vorgeschaltet, die die Polarisationsrichtung des Schreibbündels 6′ allein über 90° dreht. Dieses Bündel wird vom Prisma 33 zum Detektor 15′ reflektiert. Das Lesebündel b wird vom Prisma 44 durchgelassen und anschließend vom Prisma 42 auf den Detektor 15 reflektiert.

Im Weg des Bündels 6 ist eine konvergierende Linse 45 angeordnet, die aus dem parallelen Bündel ein konvergierendes Bündel herstellt. Zur Ermöglichung der Ableitung eines Fokusfehlersignals ist erfindungsgemäß ein astigmatisches Linsensystem 16 aus zwei plankonkaven Zylinderlinsen 17 und 18 ungleicher Stärke und zueinander senkrecht verlaufenden Zylinderachsen angeordnet und besteht der Detektor 15 aus vier Teildetektoren, wie in Fig. 2 dargestellt. Diese Detektoren werden, außer zum Detektieren von Fokusfehlern, weiter noch zum Lesen der eingeschriebenen Daten und zum Detektieren von Spurnachführungsfehlern benutzt.

Vorzugsweise sind auch im Weg des vom Prisma 44 reflektierten Schreibbündels 6′ eine konvergierende Linse 45′ und zwei plankonkave Zylinderlinsen 17′ und 18′ angebracht und besteht auch der Detektor 15′ aus vier Teildetektoren. Diese Detektoren werden zum Lesen eines in zuvor angeordneten Servospuren vorhandenen Taktsignals, zum Detektieren von Spurnachführungsfehlern des Schreibflecks und zum Detektieren von Fokusfehlern des Schreibbündels benutzt. Dadurch ist es möglich, einen Unterschied in den Brennpunkten des Schreibbündels und des Lesebündels zu korrigieren.

Wie aus obiger Beschreibung hervorgeht, werden im Fokusfehlerdetektorsystem keine besonderen Eigenschaften der Datenstruktur, des Aufzeichnungsträgers oder der Schreib/ Lesevorrichtung benutzt. Die einzige Anforderung besteht darin, daß die Datenfläche reflektierend ist. Deshalb kann die Erfindung in vielerlei Systemen benutzt werden, wobei ein Strahlungsfleck auf einer reflektierenden Fläche gebildet werden muß. Es kann dabei an ein abtastendes Mikroskop und an ein System zum Projizieren von Maskenmustern auf ein Substrat für die Herstellung von integrierten Schaltkreisen usw. gedacht werden.

Claims

1. Optisches Fokusfehlerdetektorsystem zur Feststellung von Abweichungen zwischen der Abbildungsebene eines Objektivsystems in einem optischen System und einer strahlungsreflektierenden Fläche in diesem System, auf welcher Fläche abgebildet werden muß, welches Fokusfehlerdetektorsystem eine Strahlungsquelle, das Objektivsystem, ein astigmatisches System aus zwei Zylinderlinsen, die im Weg eines von der reflektierenden Fläche herrührenden Bündels angeordnet sind, und einen aus vier Teildetektoren zusammengesetzten strahlungsempfindlichen Detektor enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Zylinderlinsen in einem nicht kollimierten Bündel angeordnet sind und verschiedene Linsenstärken besitzen derart, daß die mit diesen Linsen geformten Abbildungen der Pupille des Objektivsystems in bezug auf die Detektorfläche symmetrisch liegen und daß das aus diesen Linsen herrührende Bündel gleiche Konvergenzen in zwei zueinander senkrecht verlaufenden Ebenen besitzt.

2. Optisches Fokusfehlerdetektorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Zylinderlinsen in einem konvergierenden Bündel angeordnet und beide negative Linsen sind.

3. Optisches Fokusfehlerdetektorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Zylinderlinsen in einem divergierenden Bündel angeordnet und beide positive Linsen sind.

4. Optisches Fokusfehlerdetektorsystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der strahlungsempfindliche Detektor den Datendetektor einer Vorrichtung zum Lesen eines Aufzeichnungsträgers bildet.

5. Optisches Fokusfehlerdetektorsystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle, in dessen optischem Weg das Fokusfehlerdetektorsystem angeordnet ist, das Schreib- oder Lesebündel einer Vorrichtung zum Schreiben oder Lesen von Daten in einen oder von einem Aufzeichnungsträger ist.