DE68916623T2

DE68916623T2 - Optische Abtastvorrichtung.

Info

Publication number: DE68916623T2
Application number: DE68916623T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Katayama; Michiaki Sato
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1988-12-09
Filing date: 1989-11-29
Publication date: 1995-02-23
Anticipated expiration: 2009-11-30
Also published as: DE68916623D1; JPH02158930A; JPH0677336B2; US5093821A; EP0372365A2; EP0372365A3; EP0372365B1

Description

Die Erfindung betrifft eine optische Abtastvorrichtung, die an einer Vorrichtung angebracht ist, die Information optisch durch Einstrahlen von Laserlicht auf ein Aufzeichnungsmedium aufzeichnet, wiedergibt und löscht.
Eine herkömmliche optische Abtastvorrichtung bewirkt das Aufzeichnen, Wiedergeben und Löschen und dergleichen von Information durch eine einzige Laserlichtquelle. Jedoch ergibt sich bei einer solchen Vorrichtung der Nachteil, daß beim Aufzeichnen oder Wiedergeben von Information die Verarbeitungszeit zum aufeinanderfolgenden Lesen und Schreiben von Information auf einem Aufzeichnungsmedium unter Verwendung eines einzelnen Lichtflecks im allgemeinen lang ist.
Einige der jüngsten optischen Aufnahmevorrichtungen sind, um die Informationsverarbeitungszeit zu verkürzen, mit mehreren Laserlichtquellen mit verschiedenen Schwingungswellenlängen und mit mehreren Lichtempfangselementen versehen. Bei einem derartigen Gerät werden das Aufzeichnen, Wiedergeben und dergleichen von Signalen gleichzeitig an verschiedenen Orten auf ein und demselben Aufzeichnungsmedium ausgeführt. D.h., daß Laserlichtbündel, die von den verschiedenen Laserlichtquellen emittiert werden, gleichzeitig an verschiedenen Stellen auf ein und dasselbe Aufzeichnungsmedium gestrahlt werden und dann die verschiedenen Lichtempfangselemente gleichzeitig die Lichtbündel der vom Aufzeichnungsmedium reflektierten Laserlichtbündel erfassen.
Ein Beispiel für diese Art optischer Aufnahmevorrichtung ist in Fig. 4 veranschaulicht. Bei dieser optischen Aufnahmevorrichtung wird von einer Laserlichtquelle 21a im mittleren rechten Teil der Figur emittiertes Laserlicht 29a durch eine Kollimatorlinse 22a in ein paralleles Strahlenbündel kollimiert, durch einen Polarisationsstrahlenteiler 23a hindurchgestrahlt, durch eine Objektivlinse 24a konvergiert und als Lichtfleck 28a auf ein in Form einer Platte ausgebildetes Aufzeichnungsmedium 20 aufgestrahlt. Das Licht 29a' des am Aufzeichnungsmedium 20 reflektierten Laserlichts 29a wird durch die Objektivlinse 24a in ein paralleles Strahlenbündel umgewandelt und dann durch den Polarisationsstrahlenteiler 23a auf ein Prisma 25 reflektiert.
Auf ähnliche Weise wird das von der Laserlichtquelle 21b im mittleren linken Teil der Figur emittierte Laserlicht 29b als Lichtfleck 28b über eine Kollimatorlinse 22b, den Polarisationsstrahlenteiler 23b und die Objektivlinse 24b als Lichtfleck 28b auf das Aufzeichnungsmedium 20 gestrahlt. Das Licht 29b' des am Aufzeichnungsmedium 20 reflektierten Laserlichts 29b wird durch den Polarisationsstrahlenteiler 23b durch die Objektivlinse 24b hindurch zum Prisma 25 reflektiert, und zwar auf demselben optischen Pfad wie das reflektierte Licht 29a', das der oben angegebenen Laserlichtquelle 21a zugeordnet ist.
Indessen sind die vorstehend angegebenen Laserlichtquellen 21a und 21b so ausgebildet, daß sie Laserlicht mit voneinander verschiedenen Wellenlängen erzeugen, z. B. Laserlicht 29a großer Wellenlänge und Laserlicht 29b kurzer Wellenlänge. Die Wellenlängen der reflektierten Lichtbündel 29a' und 29b' sind voneinander verschieden, da sie jeweils den Wellenlängen der Laserlichtbündel 29a und 29b entsprechen, weswegen sich die Ablenkwinkel am Prisma 25 für die reflektierten Lichtbündel 29a' und 29b' voneinander unterscheiden. Dabei ist der Ablenkwinkel für das reflektierte Licht 29a', das dem Laserlicht 29a von z. B. großer Wellenlänge entspricht (nachfolgend als reflektiertes Licht 29a' großer Wellenlänge bezeichnet) kleiner als der Ablenkwinkel des reflektierten Lichts 29b', das dem Laserlicht 29b kurzer Wellenlänge entspricht (nachfolgend als reflektiertes Licht 29b' kurzer Wellenlänge bezeichnet). Dabei wird das reflektierte Licht 29a' großer Wellenlänge durch die Fokussierlinse 26 auf das Lichtempfangselement 27a fokussiert. Indessen wird das reflektierte Licht 29b' kurzer Wellenlänge, da sein Ablenkwinkel größer als der Ablenkwinkel des reflektierten Lichts 29a' großer Wellenlänge ist, durch die Fokussierlinse 26 auf das Lichtempfangselement 27b konvergiert.
Bei einer Anordnung wie der vorstehend angegebenen ist, da das Aufzeichnen, die Wiedergabe und dergleichen gleichzeitig an verschiedenen Orten auf dem Aufzeichnungsmedium 20 ausgeführt werden, die Verarbeitungszeit auf die Hälfte im Vergleich zum Fall bei einer optischen Abtastvorrichtung mit einer einzigen Laserlichtquelle, wie zuvor erwähnt, verkürzt, und eine Vielzahl von Einzelinformationen kann mit großer Geschwindigkeit verarbeitet werden.
Jedoch müssen bei einer wie vorstehend angegeben ausgebildeten optischen Abtastvorrichtung die den optischen Systemabschnitt, der die reflektierten Lichtbündel 29a' und 29b' verarbeitet, nachdem sie von den Polarisationsstrahlenteilern 23a und 23b reflektiert wurden, aufbauende Teile abhängig vom Ablenkwinkel am Prisma 25 installiert werden. Daher ist eine Miniaturisierung der verwendeten Vorrichtung schwierig.
Demgemäß ist als Verbesserung zum Ausgleichen des oben angegebenen Nachteils eine optische Aufnahmevorrichtung bekannt, die, wie in Fig. 5 veranschaulicht, statt des Prismas 25 eine Fokussierlinse 26 mit solcher Eigenschaft verwendet, daß sich ihr Brechungsindex abhängig von der Wellenlänge des einfallenden Lichts ändert (Wellenlängendispersionsfunktion). Die Anordnung, die die reflektierten Lichtbündel 39a' und 39b' zur Fokussierlinse 36 leitet, ist in Fig. 5 weggelassen, da sie dieselbe wie bei der oben angegebenen Fig. 4 ist.
Bei der mit einem optischen Systemabschnitt wie er in Fig. 5 dargestellt ist, versehenen optischen Abtastvorrichtung werden, wenn reflektierte Lichtbündel mit verschiedenen Wellenlängen, die sich auf ein und demselben optischen Weg ausbreiten, z. B. reflektiertes Licht 39a' großer Wellenlänge und reflektiertes Licht 39b' kurzer Wellenlänge, auf die Fokussierlinse 36 fallen, der Brennpunkt 40a des reflektierten Lichts 39a' und der Brennpunkt 40b des reflektierten Lichts 39b' an verschiedenen Positionen auf dieselbe optische Achse fokussiert.
Z.B. wird der Brennpunkt 40a des reflektierten Lichts 39a' mit großer Wellenlänge weiter weg von der Fokussierlinse 36 auf der optischen Achse fokussiert als der Brennpunkt 40b des reflektierten Lichts 39b' kurzer Wellenlänge.
Der Photodetektor 37 ist, z. B. wie beim vorliegenden Ausführungsbeispiel, in der Nähe des Brennpunkts 40a des reflektierten Lichts 39a' großer Wellenlänge angebracht, der von den Brennpunkten 40a und 40b der reflektierten Lichtbündel 39a' und 39b' weiter von der Fokussierlinse 36 wegliegt.
Infolgedessen wird das reflektierte Licht 39a' in der Nähe des Photodetektors 37 mit einem Kreis kleinen Durchmessers reflektiert, und das reflektierte Licht 39b' weitet sich, nachdem es auf den Brennpunkt 40b konvergiert wurde, in der Nähe des Photodetektors 37 auf einen Kreis mit großem Durchmesser aus. Der oben angegebene Photodetektor 37 besteht aus einem Lichtempfangselement 41 kleinen Durchmessers, dessen Lichtempfangsfläche in Form eines Kreises mit kleinem Durchmesser ausgebildet ist, und aus einem Lichtempfangselement 42 von großem Durchmesser, dessen Lichtempfangsfläche in der Form eines Rings ausgebildet ist, innerhalb dessen Innendurchmesser die Lichtempfangsfläche des Lichtempfangselements 41 mit kleinem Durchmesser auf konzentrische Weise angebracht ist.
Demgemäß wird das in einen Kreis kleinen Durchmessers konvergierte reflektierte Licht 39a' vom Lichtempfangselement 41 kleinen Durchmessers erfaßt, und das auf einen Kreis mit großem Durchmesser aufgeweitete reflektierte Licht 39b' wird vom Lichtempfangselement 42 großen Durchmessers erfaßt.
Bei einer solchen Anordnung ist das zuvor angegebene Prisma 25 überflüssig, und der optische Pfad an und hinter den Polarisationsstrahlenteilern 23a und 23b kann als gerade Linie ausgebildet werden. Dadurch ist eine Miniaturisierung der optischen Abtastvorrichtung erleichtert.
Da jedoch bei der vorstehend angegebenen herkömmlichen optischen Abtastvorrichtung das im Photodetektor 37 angebrachte Lichtempfangselement 41 kleinen Durchmessers gleichzeitig vom in einen Kreis mit großem Durchmesser aufgeweiteten reflektierten Licht 39b' und vom zu einem Kreis kleinen Durchmessers konvergierten reflektierten Licht 39a' beleuchtet wird, verfälscht das reflektierte Licht 39b', wenn auch leicht, das reflektierte Licht 39a'. Infolgedessen wies die oben angegebene herkömmliche optische Abtastvorrichtung in der Regel die Schwierigkeit auf, daß das vom Lichtempfangselement kleinen Durchmessers erfaßte Meßsignal Störsignale (Übersprechsignale) enthielt.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine optische Abtastvorrichtung zu schaffen, die gleichzeitig das Aufzeichnen, Wiedergeben und dergleichen mehrerer Einzelinformationen dadurch bewirken kann, daß auf ein und dasselbe Aufzeichnungsmedium mehrere Laserlichtbündel mit verschiedenen Wellenlängen gestrahlt wird.
Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, eine optische Abtastvorrichtung zu erzeugen, die das S/R-Verhältnis der Wiedergabesignale dadurch verbessern kann, daß jedes der reflektierten Lichtbündel für die vom Aufzeichnungsmedium reflektierten mehreren Laserlichtbündel unabhängig durch verschiedene Lichtempfangselemente gemessen werden.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine optische Abtastvorrichtung miniaturisierter herzustellen.
Um die obigen Aufgaben zu lösen, ist die erfindungsgemäße optische Abtastvorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß sie aus folgendem besteht:
- mehreren Emissionseinrichtungen zum Emittieren von Laserlichtbündeln verschiedener Wellenlängen;
- einem ersten Optiksystemabschnitt zum Konvergieren und Aufstrahlen jedes emittierten Laserlichtbündels als Lichtfleck auf ein Aufzeichnungsmedium;
- einem zweiten Optiksystemabschnitt zum Führen der von den Laserlichtbündeln herrührenden am Aufzeichnungsmedium reflektierten Lichtbündel auf ein und demselben optischen Pfad;
- einer Fokussiereinrichtung zum Konvergieren der reflektierten Lichtbündel abhängig von ihrer jeweiligen Wellenlänge in verschiedene Brennpunkte auf ein und derselben optischen Achse;
- einer Leuchtstärke-Dämpfungseinrichtung, die auf der optischen Achse zwischen den Optiksystemabschnitten und der Fokussiereinrichtung angebracht ist; und
- einer Photodetektoreinrichtung zum Erfassen der von der Fokussiereinrichtung auf verschiedene Brennpunkte auf ein und derselben optischen Achse konvergierten reflektierten Lichtbündel, die in der Nähe desjenigen Fokus angeordnet ist, der unter den verschiedenen Brennpunkten der reflektierten Lichtbündel am weitesten von der Fokussiereinrichtung wegliegt, und die mit mehreren Lichtempfangselementen versehen ist, deren Lichtempfangsflächen in ein und derselben Ebene angeordnet sind, und die in konzentrischen Kreisen mit verschiedenen Durchmessern ausgebildet sind.
Bei der vorstehend angegebenen Anordnung werden die Laserlichtbündel mit verschiedenen Wellenlängen, wie sie von mehreren Emissionseinrichtungen abgestrahlt werden, konvergiert und als Lichtflecke durch den ersten Optiksystemabschnitt auf das Aufzeichnungsmedium gestrahlt und dann am Aufzeichnungsmedium reflektiert. Diese reflektierten Lichtbündel werden durch das zweite Optiksystem außerhalb des optischen Pfades auf ein und demselben optischen Pfad von der Lichtquelle zum Aufzeichnungsmedium geführt. Danach wird der mittlere Abschnitt des durch diese reflektierten Lichtbündel gebildeten Strahlenbündels durch die Leuchtstärke-Dämpfeinrichtung gedämpft oder ausgeblendet. Danach wird das Strahlenbündel durch die Fokussiereinrichtung abhängig von der Wellenlängendifferenz auf getrennte, verschiedene Brennpunkte auf ein und derselben optischen Achse konvergiert. Z.B. werden die den Laserlichtbündeln mit großen Wellenlängen entsprechenden reflektierten Lichtbündel (nachfolgend als reflektierte Lichtbündel mit großer Wellenlänge bezeichnet) auf verschiedene Brennpunkte entfernt von der Fokussiereinrichtung fokussiert. Je größer die Wellenlänge des fokussierten Lichts ist, desto weiter liegt der Brennpunkt des reflektierten Lichts von der Fokussiereinrichtung weg. Die den Laserlichtbündeln kurzer Wellenlänge entsprechenden reflektierten Lichtbündel (nachfolgend als reflektierte Lichtbündel kurzer Wellenlänge bezeichnet) werden auf verschiedene Brennpunkte nahe der Fokussiereinrichtung konvergiert. Je kürzer die Wellenlänge des reflektierten Lichts ist, umso dichter liegt der Brennpunkt des reflektierten Lichts bei der Fokussiereinrichtung.
Darüber hinaus ist die Photodetektoreinrichtung in der Nähe desjenigen Brennpunktes angeordnet, der von den verschiedenen Brennpunkten des reflektierten Lichts am weitesten von der Fokussiereinrichtung wegliegt, d. h. in der Nähe des Brennpunkts des reflektierten Lichts mit der größten Wellenlänge.
Da jedes der reflektierten Lichtbündel im mittleren Abschnitt seines optischen Pfades durch die Leuchtstärke- Dämpfungseinrichtung gedämpft oder ausgeblendet wird, werden reflektierte Lichtbündel außer dem reflektierten Lichtbündel mit der größten Wellenlänge durch die Fokussiereinrichtung konvergiert und in die Form eines Rings aufgeweitet, auf die Photodetektoreinrichtung gestrahlt, die in der Nähe des Brennpunktes des reflektierten Lichts mit der größten Wellenlänge angeordnet ist. Andererseits wird das reflektierte Licht mit der größten Wellenlänge auf einen Ort konvergiert, der der Position des Photodetektors entspricht, und es wird auf diesen gestrahlt.
Infolgedessen wird beim oben angegebenen Photodetektor alleine das reflektierte Licht mit der größten Wellenlänge unabhängig auf das Lichtempfangselement konvergiert, das die Lichtempfangsfläche mit dem kleinsten Durchmesser unter den mehreren Lichtempfangselementen aufweist, deren Lichtempfangsflächen in derselben Ebene angeordnet sind, und die als konzentrische Kreise mit verschiedenen Durchmessern ausgebildet sind. Auch werden die reflektierten Lichtbündel kurzer Wellenlänge, die in die Form eines Rings aufgeweitet sind, auf verschiedene Lichtempfangselemente mit großen Durchmessern gestrahlt. Je kürzer die Wellenlänge des reflektierten Lichts kurzer Wellenlänge ist, desto größer wird der Ring, wobei die Lichtempfangselemente großen Durchmessers, die in konzentrischen Kreisen ausgebildet sind, dazu in der Lage sind, reflektierte Lichtbündel zu empfangen, die vollständig voneinander getrennt sind.
Demgemäß kann die optische Abtastvorrichtung, die dazu geeignet ist, gleichzeitig ein Aufzeichnen, Wiedergeben und dergleichen mehrerer Einzelinformationen durch Einstrahlen mehrerer Laserlichtbündel mit verschiedenen Wellenlängen auf ein und dasselbe Aufzeichnungsmedium auszuführen, in einer geraden Linie vom zweiten Optiksystemabschnitt bis zur Photodetektoreinrichtung ausgebildet werden, weswegen sie miniaturisiert ist.
Darüber hinaus ist der an der optischen Abtastvorrichtung vorhandene Photodetektor dazu in der Lage, reflektierte Lichtbündel entsprechend den Laserlichtbündeln mit verschiedenen Wellenlängen unabhängig zu erfassen, wodurch Übersprechen verringert ist und demgemäß das S/R-Verhältnis der Wiedergabesignale verbessert ist.
Für ein vollständiges Verständnis der Art und der Vorteile der Erfindung sollte auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen Bezug genommen werden.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 1 ist eine Darstellung, die den Aufbau der optischen Abtastvorrichtung veranschaulicht.
Fig. 2 ist eine Vorderansicht des in Fig. 1 gezeigten Lichtempfangselements.
Fig. 3 ist eine Vorderansicht, die den Fokussierzustand von Laserlichtbündeln auf den Lichtempfangselementen veranschaulicht.
Fig. 4 ist eine Darstellung, die den Aufbau einer herkömmlichen optischen Abtastvorrichtung veranschaulicht.
Fig. 5 ist eine Darstellung, die den Aufbau wesentlicher Teile einer anderen herkömmlichen optischen Abtastvorrichtung veranschaulicht.
Die folgende Beschreibung erörtert unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Bei der erfindungsgemäßen optischen Abtastvorrichtung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, sind zwischen einer Laserlichtquelle 1a als Emissionseinrichtung zum Emittieren von Laserlicht 12a und einem Aufzeichnungsmedium 10 ausgehend von der Seite der Laserlichtquelle 1a der Reihe nach eine Kollimatorlinse 2a, die das Laserlicht 12a in ein paralleles Strahlenbündel umwandelt, ein Polarisationstrahlenteiler 3a, der das am Aufzeichnungsmedium reflektierte Licht 12a' rechtwinklig reflektiert, und eine Objektivlinse 4a angebracht, die das Laserlicht 12a als Lichtfleck 8a auf das Aufzeichnungsmedium 10 strahlt, und die auch das reflektierte Licht 12a zu einem parallelen Strahlenbündel umwandelt.
Andererseits ist neben der oben genannten Laserlichtquelle 1a liegend eine Laserlichtquelle 1b als Emissionseinrichtung zum Emittieren eines Laserlichtbündels 12b mit einer Wellenlänge, die von der Wellenlänge des von der Laserlichtquelle 1a emittierten Laserlichts 12a verschieden, z. B. kürzer, ist, vorhanden. Zwischen dieser Laserlichtquelle 1b und dem Aufzeichnungsmedium 10 sind auf ähnliche Weise ausgehend von der Laserlichtquelle 1b an eine Kollimatorlinse 2b, ein Polarisationsstrahlenteiler 3b und eine Objektivlinse 4b angeordnet. Das reflektierte Licht 12b', das durch den vorstehend genannten Polarisationsstrahlenteiler 3b reflektiert wird, wird auf demselben optischen Pfad wie das reflektierte Licht 12a geführt, das vom zuvor genannten Polarisationsstrahlenteiler 3a reflektiert wird.
Der ersten Optiksystemabschnitt 14, der die von den Laserlichtquellen 1a und 1b emittierten Laserlichtbündel 12a und 12b als Flecke 8a und 8b auf das Aufzeichnungsmedium 10 strahlt, besteht aus der Kollimatorlinse 2a, der Kollimatorlinse 2b, der Objektivlinse 4a und der Objektivlinse 4b. Der zweite Optiksystemabschnitt 15, der die am Aufzeichnungsmedium 10 reflektierenden, von den Laserlichtbündeln 12a und 12b herrührenden reflektierten Lichtbündel 12a' und 12b' auf ein und demselben optischen Pfad führt, besteht aus der Objektivlinse 4a, der Objektivlinse 4b, dem Polarisationstrahlenteiler 3a und dem Polarisationsstrahlenteiler 3b.
Der optische Pfad, auf dem die reflektierten Lichtbündel 12a' und 12b' durch den zweiten Optiksystemabschnitt 15 geführt werden, ist ein und derselbe, und die Fokussierlinse 6 ist als Fokussiereinrichtung auf diesem ein und demselben optischen Pfad angebracht.
Die Blende 5, als Leuchtstärke-Dämpfungseinrichtung, ist auf der optischen Achse zwischen dem optischen System 15 und der Fokussierlinse 6 angebracht. Der Photodetektor 7, als Photodetektoreinrichtung, ist in der Nähe desjenigen Brennpunkts angeordnet, der von den Brennpunkten 13a und 13b der durch die Fokussierlinse 6 konvergierten, reflektierten Lichtbündel 12a' und 12b' weiter von der Fokussierlinse entfernten liegt, z. B. in der Nähe des Brennpunkts 13a. Dieser Photodetektor besteht, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, aus einem Lichtempfangselement 9 kleinen Durchmessers, dessen Lichtempfangsfläche in der Form eines Kreises mit kleinem Durchmesser ausgebildet ist, und einem Lichtempfangselement 11 großen Durchmessers, dessen Lichtempfangsfläche in der Form eines Rings ausgebildet ist, und in dessen Innendurchmesser in konzentrischer Weise die Lichtempfangsfläche des Lichtempfangselements 9 angeordnet ist. Der Außendurchmesser und der Innendurchmesser der Lichtempfangsfläche des Lichtempfangselements 11 entsprechen praktisch, wie dies später beschrieben wird, dem Außendurchmesser und dem Innendurchmesser der Aufweitung des reflektierten Lichts 12b, das zu Ringform aufgeweitet auf den Photodetektor 7 gestrahlt wird.
Bei der vorstehend angegebenen Anordnung wird das Laserlicht 12a mit z. B. großer Wellenlänge durch die Kollimatorlinse 2a im ersten Optiksystemabschnitt 14 in ein paralleles Strahlenbündel umgewandelt, durch den Polarisationsstrahlenteiler 3a des zweiten Optiksystemabschnitts 15 gestrahlt und als Lichtfleck 8a durch die Objektivlinse 4a auf das plattenförmige Aufzeichnungsmedium 10 konvergiert und aufgestrahlt. Das am Aufzeichnungsmedium 10 reflektierte Licht 12a' wird durch die Objektivlinse 4a im zweiten Optiksystemabschnitt 15 zu einem parallelen Strahlenbündel umgewandelt und durch den Polarisationsstrahlenteiler 3a rechtwinklig auf die Fokussierlinse 6 reflektiert.
Andererseits wird das von der Laserquelle 1b emittierte Laserlicht 12b mit z. B. kurzer Wellenlänge auf ähnliche Weise konvergiert und durch den ersten Optiksystemabschnitt 14 als Lichtfleck 8b auf das Aufzeichnungsmedium 10 gestrahlt. Dann wird das am Aufzeichnungsmedium 10 reflektierte Licht 12b' auf ähnliche Weise im zweiten Optiksystemabschnitt 15 rechtwinklig auf die Fokussierlinse 6 reflektiert, wird ferner durch den Polarisationsstrahlenteiler 3a hindurchgestrahlt und auf demselben optischen Pfad wie das zuvor genannte reflektierte Licht 12a' geführt. Diese reflektierten Lichtbündel 12a' und 12b', die in ein und demselben optischen Pfad geführt werden, bilden das Strahlenbündel 12.
Wenn die Blende 5 auf der optischen Achse des Strahlenbündels 12 zwischen dem zweiten Optiksystemabschnitt 15 und der Fokussierlinse 6 angeordnet ist, erreicht das Strahlenbündel 12 die Fokussierlinse 6 unter Ausblendung durch die Blende 5 in seinem mittleren Abschnitt. Die oben angegebene Fokussierlinse 6 konvergiert die reflektierten Lichtbündel 12a' und 12b' abhängig von ihren jeweiligen Wellenlängen auf verschiedene Brennpunkte 13a und 13b auf ein und derselben optischen Achse. Z.B. wird das reflektierte Licht 12a' des Laserlichts 12a großer Wellenlänge (nachfolgend als reflektiertes Licht 12a' großer Wellenlänge bezeichnet) in einen Brennpunkt 13a entfernt von der Fokussierlinse 6 konvergiert. Das reflektierte Licht 12b' des Laserlichts 12b kurzer Wellenlänge (nachfolgend als reflektiertes Licht 12b' kurzer Wellenlänge bezeichnet) wird in einen Brennpunkt 13b dicht bei der Fokussierlinse 6 konvergiert. Da der Photodetektor 7 in der Nähe des Brennpunkts 13a entfernt von der Fokussierlinse 6 angeordnet ist, wird das reflektierte Licht 12a' großer Wellenlänge so, wie dies im schraffierten Bereich von Fig. 3 dargestellt ist, als Kreis kleinen Durchmessers 12a'' auf das im Photodetektor 7 angeordnete Lichtempfangselement kleinen Durchmessers konvergiert.
Darüber hinaus weitet sich, da der mittlere Abschnitt des Strahlenbündels 12 von der Blende 5 ausgeblendet wird, das reflektierte Licht 12b' kurzer Wellenlänge nach Konvergierung in den Brennpunkt 12b in einen Ring auf und wird als Ring 12b'' auf das Lichtempfangselement 11 großen Durchmessers gestrahlt, wie im schraffierten Bereich von Fig. 3 dargestellt.
Demgemäß wird eine Verfälschung des reflektierten Lichts 12b' auf dem Lichtempfangselement 9 kleinen Durchmessers unterdrückt, und das Lichtempfangselement 9 kleinen Durchmessers kann das reflektierte Licht 12a' alleine und unabhängig erfassen. Anders gesagt, werden die reflektierten Lichtbündel 12a' und 12b', die innerhalb des Strahlenbündels 12 enthalten sind, in vollständig voneinander getrenntem Zustand durch das im Photodetektor 7 vorhandene Lichtempfangselement 9 kleinen Durchmessers und das Lichtempfangselement 11 großen Durchmessers empfangen und abhängig von der Menge empfangenen Lichts in ein elektrisches Signal umgewandelt, wodurch die Aufzeichnungsinformation wiedergegeben wird.
Die erfindungsgemäße optische Abtastvorrichtung ist, wie vorstehend beschrieben, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus folgendem besteht:
- mehreren Emissionseinrichtungen zum Emittieren von Laserlichtbündeln verschiedener Wellenlängen;
- einem ersten Optiksystemabschnitt zum Konvergieren und Aufstrahlen der emittierten Laserlichtbündel als Lichtflecke auf ein Aufzeichnungsmedium;
- einem zweiten Optiksystemabschnitt zum Führen der von den Laserlichtbündeln herrührenden am Aufzeichnungsmedium reflektierten Lichtbündel auf ein und demselben optischen Pfad;
- einer Fokussiereinrichtung zum Konvergieren der reflektierten Lichtbündel abhängig von ihrer jeweiligen Wellenlänge in verschiedene Brennpunkte auf ein und derselben optischen Achse;
- einer Leuchtstärke-Dämpfungseinrichtung, die auf der optischen Achse zwischen den oben genannten Optiksystemabschnitten und der Fokussiereinrichtung angebracht ist; und
- einer Photodetektoreinrichtung zum Erfassen der von der oben genannten Fokussiereinrichtung auf verschiedene Brennpunkte auf ein und derselben optischen Achse konvergierten reflektierten Lichtbündel, die in der Nähe desjenigen Fokus angeordnet ist, der unter den verschiedenen Brennpunkten der reflektierten Lichtbündel am weitesten von der Fokussiereinrichtung wegliegt, und die mit mehreren Lichtempfangselementen versehen ist, deren Lichtempfangsflächen in ein und derselben Ebene angeordnet sind, und die in konzentrischen Kreisen mit verschiedenen Durchmessern ausgebildet sind.
Darüber hinaus wird bei der vorstehend angegebenen optischen Abtastvorrichtung eine Blende als Leuchtstärke-Dämpfungseinrichtung verwendet, jedoch können auch Teile verwendet werden, wie z. B. ein Filter oder dergleichen, die die Intensität des Strahlenbündels im zentralen Abschnitt des optischen Pfads dämpfen, wenn dieses aus mehreren reflektierten Lichtbündeln gebildete Strahlenbündel durchgestrahlt wird.
Demgemäß ist die erfindungsgemäße optische Abtastvorrichtung dazu in der Lage, gleichzeitig das Aufzeichnen, Wiedergeben und dergleichen mehrerer Einzelinformationen dadurch aus zuführen, daß mehrere Laserlichtbündel mit verschiedenen Wellenlängen auf ein und dasselbe Aufzeichnungsmedium gestrahlt werden. Da die Vorrichtung in gerader Linie vom zweiten Optiksystem bis zur Photodetektoreinrichtung ausgebildet werden kann, ist sie miniaturisiert. Ferner ist Übersprechen, wie es auftritt, da vermischte reflektierte Lichtbündel von ein und demselben Lichtempfangselement empfangen werden, verringert, und demgemäß ist der S/R-Wert verbessert.

Claims

1. Optische Abtastvorrichtung, bestehend aus:

- mehreren Emissionseinrichtungen (1a, 1b) zum Emittieren von Laserlichtbündeln (12a, 12b) verschiedener Wellenlängen;

- einem ersten Optiksystemabschnitt (14) zum Konvergieren und Aufstrahlen der emittierten Laserlichtbündel als Lichtflecke (8a, 8b) auf ein Aufzeichnungsmedium (10);

- einem zweiten Optiksystemabschnitt (15) zum Führen der von den Laserlichtbündeln herrührenden am Aufzeichnungsmedium reflektierten Lichtbündel auf ein und demselben optischen Pfad;

- einer Fokussiereinrichtung (6) zum Konvergieren der reflektierten Lichtbündel abhängig von ihrer jeweiligen Wellenlänge in verschiedene Brennpunkte auf ein und derselben optischen Achse;

- einer Leuchtstärke-Dämpfungseinrichtung (5), die auf der optischen Achse zwischen den Optiksystemabschnitten (14, 15) und der Fokussiereinrichtung (6) angebracht ist; und

- einer Photodetektoreinrichtung (7) zum Erfassen der von der Fokussiereinrichtung (6) auf verschiedene Brennpunkte auf ein und derselben optischen Achse konvergierten reflektierten Lichtbündel, die in der Nähe desjenigen Fokus angeordnet ist, der unter den verschiedenen Brennpunkten der reflektierten Lichtbündel am weitesten von der Fokussiereinrichtung wegliegt, und die mit mehreren Lichtempfangselementen (9, 11) versehen ist, deren Lichtempfangsflächen in ein und derselben Ebene angeordnet sind, und die in konzentrischen Kreisen mit verschiedenen Durchmessern ausgebildet sind.

2. Optische Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der erste Optiksystemabschnitt (14) für die verschiedenen Wellenlängen der Laserlichtbündel ausgebildet ist, und er Kollimatorlinsen (2a, 2b), die die Laserlichtbündel in ein paralleles Strahlenbündel umwandeln, und Objektivlinsen (4a, 4b) aufweist, die die Laserlichtbündel auf das Aufzeichnungsmedium (10) konvergieren und auf dieses strahlen.

3. Optische Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der zweite Optiksystemabschnitt (15) gemäß den verschiedenen Wellenlängen der Laserlichtbündel ausgebildet ist, und er Objektivlinsen (4a, 4b), die die Lichtbündel der am Aufzeichnungsmedium reflektierten Laserlichtbündel zu einem parallelen Strahlenbündel umwandeln, und Polarisationsstrahlenteiler (3a, 3b) aufweist, die die zu dem parallelen Strahlenbündel umgewandelten reflektierten Lichtbündel rechtwinklig reflektieren und sie in ein und denselben optischen Pfad führen.

4. Optische Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Fokussiereinrichtung (6) eine Fokussierlinse (6) aufweist, die das durch die mehreren reflektierten Lichtbündel der verschiedenen Wellenlängen gebildete Strahlenbündel abhängig von der Wellenlänge in verschiedene Brennpunkte auf ein und derselben optischen Achse konvergiert.

5. Optische Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Leuchtstärke-Dämpfungseinrichtung (5) eine Blende aufweist, die den zentralen Abschnitt des durch die mehreren reflektierten Lichtbündel mit verschiedenen Wellenlängen gebildeten Strahlenbündels ausblendet.

6. Optische Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Leuchtstärke-Dämpfungseinrichtung (5) ein Filter aufweist, das die Intensität im zentralen Abschnitt des optischen Pfads des Strahlenbündels abblendet, wenn dieses durch die mehreren reflektierten Lichtbündel verschiedener Wellenlängen gebildete Strahlenbündel durch es hindurchgestrahlt wird.

7. Optische Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Photodetektoreinrichtung (7) ein Lichtempfangselement (9) kleinen Durchmessers, dessen Lichtempfangsfläche in der Form eines Kreises mit kleinem Durchmesser ausgebildet ist, und Lichtempfangselemente (11) großen Durchmessers aufweist, deren Lichtempfangsflächen in der Form eines Rings ausgebildet sind, wobei die Lichtempfangsflächen der Lichtempfangsflächen kleineren Durchmessers auf konzentrische Weise innerhalb des Innendurchmessers angebracht sind.

8. Optische Abtastvorrichtung nach Anspruch 7, bei der der Außen- und Innendurchmesser der Lichtempfangselemente (11) großen Durchmessers im wesentlichen gemäß dem Außen- und Innendurchmesser der Aufweitung der Lichtbündel der reflektierten Laserbündel für die am Aufzeichnungsmedium reflektierten Lichtbündel mit verschiedenen Wellenlängen, wie von den mehreren Emissionseinrichtungen abgestrahlt, eingestellt sind, die, nachdem die Leuchtstärke-Dämpfungseinrichtung (5) die Intensität im zentralen Abschnitt des optischen Pfads abschwächte, in Brennpunkte (13b) zwischen der Fokussiereinrichtung (6) und der Photodetektoreinrichtung (7) konvergiert werden und zu Ringform aufgeweitet auf die Photodetektoreinrichtung aufgestrahlt werden.