DE3534776A1

DE3534776A1 - Kopfanordnung fuer eine optische scheibe

Info

Publication number: DE3534776A1
Application number: DE19853534776
Authority: DE
Inventors: Teruo Nagaokakyo Kyoto Fujita; Mitsushige Kondo; Keizo Kono; Hiroshi Toyonaka Osaka Nishihara; Shinsuke Shikama; Toshiaki Suita Osaka Suhara
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1984-10-01
Filing date: 1985-09-30
Publication date: 1986-04-10
Also published as: DE3546796C2; DE3546795C2; US4718052A; DE3534776C2

Description

Beschreibung

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Kopfanordnung zum Aufzeichnen von Informationen auf eine optische Scheibe oder zum Ablesen bereits aufgezeichneter Informationen.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer bekannten optischen Kopfanordnung, die eine Laserdiode 104/ eine Kollimatorlinse 105, eine Strahlenabzweigeinrichtung 106, eine Objektivlinse 107 und einen Fotodetektor 109 aufweist. Der von der Laserdiode 104 abgegebene Laserstrahl wird mittels der Kollimatorlinse 105 parallel ausgerichtet, der parallele Strahl gelangt durch die Strahlenabzweigeinrichtung 106 und wird mittels der Objektivlinse 107 fokussiert und bildet einen Fleck auf einer Scheibe 113 aus. Ein Teil des- auftreffenden Strahles wird von der Scheibe 113 reflektiert, gelangt erneut durch die Objektivlinse 107, anschließend wird bei der Laufrichtung um 90° mittels der Strahlenabzweigeinrichtung 106 geändert und danach mittels des Fotodetektors 109 in ein elektrisches Signal umgewandelt. Ein Differenzialverstärker 117 erfaßt die Differenz der Ausgangssignale zwischen zwei Abschnitten des Fotodetektors .

Mit Pits versehene Spuren oder Führungsrillen 114 sind auf der Scheibe 113 ausgebildet. Um eine Information genau aufzuzeichnen oder wiederzugeben muß ein Strahlenfleck in der Mitte der Spur 114 verlaufen. Zu diesem Zweck ist die bekannte optische Kopfanordnung mit einem

Spurensensor versehen, der eine Abweichung eines Strahlenfleckes von der Mitte der Spur 114 erfaßt,

Nachstehend soll die Funktionsweise des Spurensensors näher erläutert werden. Fig. 2 zeigt das Prinzip eines nach dem Gegentaktverfahren arbeitenden Spurensensors. Wenn gemäß Fig. 2(a) ein fokussierter Fleck auf der Mitte der Spur 114 verläuft, wird ein Laserstrahl nahezu halbiert, so daß zwei reflektierte Strahlen 115 resultieren, die wiederum durch die Objektivlinse 107 und die Strahlenabzweigeinrichtung 106 gelangen und ein Bild formen, das symmetrisch in Bezug auf die Mitte des Fotodetektors 109 ist, wie der Darstellung gemäß Fig. 2(c) zu entnehmen ist. Der Fotodetektor 109 ist in zwei Abschnitte 109a und 109b unterteilt, die gleich hinsichtlich ihrer charakteristischen Eigenschaften und ihrer Form ausgebildet sind, wie der Darstellung gemäß Fig. 2(c) zu entnehmen ist. Ein Verfahren zur Realisierung gleicher Charakteristiken besteht darin, die wirksame Oberfläche des Fotodetektors 109 in zwei symmetrisch zur Symmetrieachse angeordnete Hälften zu unterteilen. Wenn ein fokussierter Fleck in der Mitte eines Pit positioniert ist, bestrahlt der reflektierte Strahl die beiden Abschnitte des Fotodetektors gleich, wie ebenfalls der Fig. 2(c) zu entnehmen ist, so daß die elektrischen Ausgangssignale des Fotodetektors 109 einander gleich sind, wie Fig. 2(e) zeigt. Weicht dagegen ein fokussierter Fleck von der Mitte eines Pit ab, so verlaufen die rechten und linken reflektierten Strahlen asymmetrisch, wie Fig. 2(b) zeigt, so daß ebenfalls das Bild auf dem Fotodetektor asymmetrisch ist und die beiden Abschnitte Unterschiede in Bezug auf die Menge des abgestrahlten Lichtes aufweisen, wie Fig.

2(d) zeigt. Wird daher die Differenz der elektrischen Ausgangssignale zwischen den beiden Abschnitten erfaßt, so erhält man eine Charakteristik gemäß Fig. 2(e), in der die Abzissenachse und die Ordinatenachse eine Abweichung des fokussierten Fleckes von der Mitte des Pits bzw. eine Differenz des elektrischen Ausgangssignals repräsentieren.

Für den Fall, daß die mittlere optische Achse des Fotodetektors 109 selbst von der auftreffenden optischen Achse des oder der Strahlenabzweigeinrichtung 106 abweicht, verschiebt sich das Bild auf dem Fotodetektor ebenfalls, wie Fig. 2(f) zeigt, und die Differenz der elektrischen Ausgangssignale wird gleich dem in Fig. 2(g) dargestellten Kurvenverlauf.

Da die bekannte optische Kopfanordnung gemäß Fig. 1 eine Kombination diskreter Teile wie Linsen, Strahlenabzweigeinrichtung und Fotodetektor enthält, ist es beim Zusammenbau erforderlich, einen Feinabgleich der Anordnung der Bauteile vorzunehmen, um ihre optischen Achsen genau auszurichten.

Es ist ein Verfahren zur Vereinfachung des Aufbaus eines optischen Systems bekannt, bei eine dielektrische, lichtleitende Dünnfilmschicht, ein konvergierender Gitterkoppler und eine Dünnfilm-Kollimatorlinse auf einem einzelnen Substrat integriert angeordnet sind. Bei dieser optischen Kopfanordnung ist jedoch nicht die Spurensensorfunktion berücksichtigt worden.

Gemäß einem in Fig. 3 dargestellten anderen bekannten Spurfolgesystem ist ein Beugungsgitter 118 zwischen der

Kollimatorlinse 105 und einer Strahlablenkeinrichtung 106 sowie eine Sensorlinse 119 zwischen der Strahlenablenkeinrichtung 106 und einem Fotodetektor 109 in der Ergänzung zu den in Fig. 1 dargestellten Bauteilen angeordnet. Der bei diesem Verfahren verwendete Fotodetektor 109 enthält ein erstes oder zentrales Element zur Erfassung eines Strahls nullter Ordnung und zwei Seitenelemente, die zu beiden Seiten des ersten oder zentralen Elementes angeordnet sind.

Ein von der Laserstrahlquelle 104 ausgesandter Laserstrahl wird in einen parallelen Strahl umgewandelt, der wiederum mittels des Beugungsgitters 118 abgelenkt wird.

Bei dieser bekannten Vorrichtung werden üblicherweise insgesamt drei abgelenkte Strahlen - ein Strahl nullter Ordnung hoher Intensität und zwei Strahlen erster Ordnung - verwendet. Diese drei Strahlen gelangen durch die Strahlenabzweigeinrichtung 106 und werden mittels der Objektivlinse 107 fokussiert, um drei fokussierte Flecken 114a, 114b und 114c auf der Spur 114 des Aufzeichnungsmediums 113 auszubilden.

Die von der Spur 114 reflektierten Strahlen gelangen durch die Objektivlinse 107, werden anschließend mittels der Strahlenabzweigeinrichtung um 90° umgelenkt, mittels der Sensorlinse 119 zusammengefaßt und treffen auf den Fotodetektor 109 auf.

Um Informationen akurat in Bezug auf die Spur aufzuzeichnen oder wiederzugeben, muß der fokussierte Fleck 114 des Strahls auf der Oberfläche der optischen Scheibe in der Mitte der Spur 114 positioniert, wie

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dies in Fig. 4 dargestellt ist. Insoweit sind die optischen Kopfanordnungen dieses Typs mit einer Funktion (Spurensensorfunktion) zur Erfassung einer Abweichung des fokussierten Flecks von der Spurenmitte versehen.

Gemäß einem Spurensensorverfahren, das "3-Strahlen-Verfahren" genannt wird und das in Fig. 4 dargestellt ist, wird der fokussierte Fleck 114 des Strahls nullter Ordnung auf einer Mittellinie 120 der Spur 114 geführt, während die beiden fokussierten Flecke 114b und 114c der Strahlen erster Ordnung in Bezug auf die Mittellinie 120 der Spur 114 verschoben sind.

Die von den drei fokussierten Flecken herrührenden reflektierten Strahlen werden jeweils unabhängig voneinander durch die drei Elemente des Fotodetektors 109 erfaßt. Anschließend werden die Unterschiede zwischen den Ausgangssignalen, die den Lichtmengen der beiden abgelenkten Strahlen erster Ordnung unter drei Ausgangssignalen des Fotodetektors 109 mittels des Differenzialverstärkers 117 erfaßt, woraus ein in Fig. 2(e) dargestelltes Ausganssignal resultiert. Auf diese Weise wird eine Abweichung des fokussierten Flecks des Strahls nullter Ordnung von der Mitte als elektrisches Signal erfaßt.

Die aus einer Zusammensetzung diskreter optischer Teile wie einer Linse und Strahlenabzweigeinrichtung zusammengesetzte bekannte optische Kopfanordnung erfordert die Verwendung eines Feinabgleichmechanismus, um die optischen Achsen dieser Teile der Vorrichtung akurat auszurichten. Um insbesondere eine Spurensensorfunktion zu erhalten, ist es erforderlich einen Mechanismus zur

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Rotation des Beugungsgitters zu verwenden.

Da eine solche Vorrichtung aus diskreten zusammengesetzt ist und einen Feinabgleichmechanismus erforderlich macht, ist sie üblicherweise groß und die Kosten für den Zusammenbau der Vorrichtung und den Abgleich sehr hoch.

Um die Größe der Vorrichtung zu reduzieren und ihren Aufbau zu vereinfachen, ist eine Konstruktion vorgeschlagen worden, in der optische Elemente auf einem einzelnen Substrat integriert sind. Dabei wurde jedoch nicht die Spurensensorfunktion beachtet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine integrierte optische Schaltung (IC), auf die hauptsächlichen optischen Komponenten eines optischen Kopfes monolitisch ausgebildet sind, verwendet, wodurch die äußerst schwierige Arbeit erleichtert wird, die erforderlich ist, um diskrete optische Komponenten in vorbestimmten Positionen zu positionieren, um eine akurate Ausrichtung zu erzielen. Gemäß einem Merkmale der vorliegenden Erfindung enthält die optische Kopfanordnung einen optischen IC mit einer Kollimatorlinse, einer Strahlenabzweige'inrichtung und einen Gitterkoppler des konvergenten Typs, die in einer lichtleitenden Schicht eines dielektrischen Dünnfilmes ausgebildet sind, als auch eine Laserstrahlquelle und einen Fotodetektor, die mit dem optischen IC verbunden sind. Der Fotodetektor weist zwei Lichtempfangsflächen auf, die symmetrisch in Bezug auf die Mitte in quer zu einem flachen von der Strahlenabzweigeinrichtung geführten Strahl angeordnet sind.

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Der vom Gitterkoppler des konvergenten Typs zur Spur auf der optischen Scheibe und anschließend von der Spurenfläche reflektierte Strahl gelangt durch den Gitterkoppler und die Strahlenabzweigeinrichtung und erreicht den Fotodetektor, wo er getrennt als zwei Strahlen auf beiden Seiten der Strahlenmitte empfangen wird, wobei die Strahlen in elektrische Signale umgewandelt werden, deren Pegel proportional zu den entsprechenden Intensitäten sind. Eine Positionsabweichung des Strahles oder des auf der Spur von dem Gitterkoppler des konvergenten Typs fokussierten Strahlenfleckes entspricht einer Strahlenverteilung von der Strahlenabzweigeinrichtung zum Fotodetektor. Daher zeigt die Differenz zwischen den beiden elektrischen Ausgangssignalen, die von dem Fotodetektor abgegeben werden, eine Positionsabweichung des Strahlenfleckes in Bezug auf die Spur an. Somit kann die Position des Strahlenfleckes in Bezug auf eine vorbestimmte Spur leicht abgeglichen werden, indem die Größe einer Differenz zwischen den beiden elektrischen Ausgangssignalen verwendet wird.

Gemäß einem anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung enthält der in der optischen Kopfanordnung verwendete optische IC darüber hinaus ein Beugungsgitter, daß zwischen der Kollimatorlinse und der Strahlenabzweigeinrichtung angeordnet ist sowie eine zwischen der Strahlenabzweigeinrichtung und dem Fotodetektor vorgesehene Linse. Dieser optische IC, der entsprechend einem als "3-Strahlen-Verfahren" bekannten Verfahren ausgebildet ist, weist eine Funktion zur Erzeugung eines Bahnverfolgungs- bzw. Abtastsignals auf, nämlich eine Spurfolge-Sensorfunktion.

Nach einem anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung macht die optische Kopfanordnung von einem optischen IC Gebrauch, das einen akustischen Oberwellengenerator als Vorrichtung zum oszillatorischen Ablenken des Strahles aufweist, der zu einem Gitterkoppler des konvergenten Typs wie dem oben erwähnten geführt wird. Ein oszillatorisch abgelenkter Strahl dient dazu, einen fokussierteri Fleck in Bezug auf die Spur auf einer optischen Scheibe hin- und herschwingen zu lassen, wodurch eine Spurverfolgungs-Sensorfunktion höhere Genauigkeit erzielt wird.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung hat zum Ziel, eine optische Kopfanordnung zu schaffen, die einen Strahlenfleck automatisch auf einer optischen Scheibe fokussiert zusätzlich zur Spurfolge-Sensorfunktion. Die Signale zur Spurverfolgung und zur automatischen Fokussierung können gleichzeitig unter Verwendung desselben optischen Systems abgenommen werden.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles soll der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer bekannten optischen Kopfanordnung;

Fig. 2(a) zeigen die Beziehungen zwischen einer bis 2(g) Spur und dem Strahlenfleck bei einer optischen Kopfanordnung gemäß Fig. 1 sowie die Beziehungen zwischen Strahlenfleckab-

weichungen von der Spur und entsprechende Ausgangssignale;

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer anderen bekannten optischen Kopfanordnung;

Fig. 4 zeigt drei auf einer Spur einer optischen Scheibe in der Vorrichtung gemäß Fig. 3 ausgebildeter Strahlenflecke;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer optischen Kopfanordnung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ;

Fig. 6(a) zeigen eine dreidimensionale Anordnung
bis 6(c) optischer Elemente'in der Vorrichtung gemäß Fig. 5 und eine Spur;

Fig. 7 stellt eine perspektivische Ansicht

einer optischen Kopfanordnung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar;

Fig. 8 zeigt einen Querschnitt durch einen in

der Vorrichtung gemäß Fig. 7 verwendeten optischen IC;

Fig. 9 zeigt eine perspektivische Ansicht einer optischen Kopfanordnung nach einem
weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Pig. 10 veranschaulicht die Positionierung der Vorrichtung gemäß Fig. 9 in Bezug auf eine optische Scheibe;

Fig. ll(a) veranschaulichen die Beziehung zwischen und ll(b) einem in der Vorrichtung gemäß Fig. 9

verwendeten optischen IC und einer Spur;

Fig. 12 zeigt ein Blockschaltbild einer anderen bekannten optischen Kopfanordnung;

Fig. 13(a) veranschaulichen die Beziehungen bis 13(f) zwischen den Bewegungspfad eines

Strahlenfleckes und den Ausgangssignalen der Vorrichtung gemäß Fig. 12;

Fig* 14 zeigt die Beziehung zwischen der Spur und einem Strahlenfleck;

Fig. 15 veranschaulicht die Kurvenzüge der von

dem in der Vorrichtung gemäß Fig. 12 verwendeten Fotodetektor abgegebenen Ausgangssignale;

Fig. 16 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Betrag der Spurabweichung und dem Filterausgang in der Vorrichtung gemäß Fig. 12;

Fig. 17 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Betrag der Abweichung und dem Gleichstromausgang in der Vorrichtung gemäß Fig. 12;

Fig. 18 veranschaulicht eine optische Kopfanordnung mit einem akustischen Oberflächenwellengenerator gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 19 veranschaulicht die Wirkung einer

akustischen Oberflächenwelle auf die Vorwärtsbewegung eines Strahles;

Fig. 20 zeigt eine Abwandlung der optischen Kopfanordnung gemäß Fig. 18;

Fig. 21(a) zeigt eine bekannte optische Kopfanordnung mit sowohl einer Spurverfolgungsals auch einer automatischen Fokussierungseinrichtung, und

Fig. 21(b) zeigen einen Querschnitt bzw. eine und 21(c) Draufsicht auf einen Strahlenfleck in Bezug auf eine Spur;

Fig. 22(a) zeigen verschiedene optische Pfade im bis 22(c) fokussierten und nichtfokussierten Zustand bei der Vorrichtung gemäß Fig.

Fig. 23 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Fokussierungsstellung und dem Ausgang Sf gemäß Fig. 21(a);

Fig. 24(a) veranschaulichen die Beziehungen bis 24(c) zwischen der Positionierung des Strahlenfleckes in Bezug auf die Spur und die

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daraus resultierenden elektrischen Ausgangssignale?

Fig. 25 zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Betrag des Spurennachlauf fehlers und dem Ausgangssignal St;

Fig. 26(a) zeigt eine optische Kopfanordnung, die sowohl eine Spurfolgefunktion als auch eine automatische Fokussierungsfunktion gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufweist und

Fig. 26(b) veranschaulicht die Vorrichtung gemäß Fig. 26(a) in ihren Einzelheiten;

Fig. 27(a) zeigen die Wechsel in der Strahlenposibis 27(c) tionierung auf zwei Lichtempfangsflächen eines Fotodetektors in Bezug auf die Abweichungen von der Fokusposition; und

Fig. 28(a) zeigt eine Abwandlung der optischen Kopfanordnung gemäß Fig. 26(a), während Fig. 28(b) einen Querschnitt durch einen Teil des in der Vorrichtung gemäß Fig. 28(a) verwendeten Substrats zeigt.

In der perspektivischen Darstellung gemäß Fig. 5 bezeichnet die Bezugsziffer 10 den Aufbau eines wesentlichen Teils einer Kopfanordnung vom optischen IC-Typ, in dem eine Pufferschicht 2 auf einem Substrat 1 durch Oxidation oder Dampfablagerung ausgebildet ist und eine lichtleitende Schicht 3, die einen dielektrischen Dünn-

film enthält, auf der Pufferschicht 2 durch Dampfablagerung oder andere geeignete Mittel ausgebildet ist. Darüber hinaus ist eine Kollimatorlinse 5, eine Strahlenabzweigeinrichtung 6 und ein Gitterkoppler 7 des konvergenten Typs, der ungleiche Raumkurven aufweist, auf der dielektrischen, lichtleitenden Dünnfilmschicht 3 mittels eines fotolithographischen Verfahrens, eines Elektronenstrahl-Zeichnungsverfahrens oder eines Ätzverfahrens ausgebildet. Die Bezugsziffer

4 bezeichnet eine Laserdiode zum Einspeisen eines Laserstrahls in die lichtleitende Schicht 3, während die Bezugsziffer 9 einen Fotodetektor bezeichnet, der zwei lichtempfangene Oberflächen aufweist und an ein Ende der optischen Kopfanordnung angefügt ist, so daß er mit seiner Mittellinie auf die Mitte einer auftreffenden optischen Achse ausgerichtet ist. Die Bezugsziffer 8 bezeichnet einen Strahl.

Die optische Kopfanordnung dieses Ausführungsbeispieles funktioniert wie folgt.

Ein von der Laserdiode 4, der an ein Ende der Kopfanordnung 10 des optischen IC-Typs angefügt ist, gemäß Fig.

5 abgegebener Laserstrahl gelangt durch die lichtleitende Schicht, wird zu einem parallelen Strahl mittels der Kollimatorlinse 5, gelangt durch die Strahlenabzweigeinrichtung 6 und wird von der lichtleitenden Schicht in einen freien Raum abgegeben und konvergiert, um einen Fleck mittels des konvergenten Gitterkopplers 7 zu bilden. Fig. 6(a) zeigt die räumliche Anordnung zwischen einer Scheibe 13 und der optischen Kopfanordnung, in der der imittierte und konvergente Strahl 8 einen Fleck auf der Scheibe 13 bildet. Der konvergierte Lichtstrahl

wird von der Scheiben- oder Disc-Oberflache reflektiert. Wenn wie im vorliegenden Fall die Mitte des Strahlenfleckes sich in der Mitte eines Pit 14 befindet, wird ein reflektierter Strahl 15 in zwei Strahlen gleicher Intensität unterteilt, wie dies Fig. 6(b) zeigt, wobei die Strahlen auf den konvergierenden Gitterkoppler 7 auftreffen, erneut in die lichtleitende Schicht eintreten und auf die Strahlenabzweigeinrichtung 6 auftreffen, dort in Richtung auf den Fotodetektor 9 mittels der Strahlenabzweigeinrichtung 6 umgelenkt werden und dann auf die beiden lichtempfangenen Oberflächen des Fotodetektors 9 auftreffen und dort in elektrische Ausgangssignale umgewandelt werden. Wird eine Differenz zwischen den beiden elektrischen Ausgangssignalen des Fotodetektors 9 festgestellt, so erhält man die gleiche Charakteristik wie die in Fig. 2(e) dargestellte.

Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, in der ein Fotodetektor 9 in einem Substrat 1 mittels eines Halbleiterprozesses ausgebildet wird. Fig. 8 zeigt einen Querschnitt zur näheren Erläuterung dieses Ausführungsbeispieles. Das Substrat besteht aus einem Halbleitermaterial, d.h. einem P-Typ Silizium-Einkristall. Eine Pufferschicht 2 wird durch Erhitzen beispielsweise in einer Oxidationsatmosphäre gebildet. Der dem Fotodetektor entsprechende Pufferschichtabschnitt wird mittels eines fotolithographischen- und Ätzverfahrens entfernt und anschließend eine Störstelle des η-Typs zur Bildung einer n⁺ diffundierten Schicht eindiffundiert. Nach der Anbringung von Elektroden 11 werden die optischen IC-Bauteile wie eine dielektrische, lichtleitende Dünnfilm-

schicht 3 und ein Strahlenablenker 6 ausgebildet. In der so hergestellten optischen Kopfanordnung werden die Kollimatorlinse 5, der Strahlenablenker 6, der konvergierende Gitterkoppler 7 und der Fotodetektor 9 mittels eines fotolithographischen, Elektronenstrahlzeichnungs- oder Ätzverfahrens ausgebildet. Aus diesem Grunde werden diese Komponenten genau zueinander positioniert und ein Positionsabgleich nach dem Zusammenbau überflüssig.

In Fig. 9 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der optischen Kopfanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, in dem die dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugsziffern versehen sind. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Beugungsgitter 21 zwischen einer Kollimatorlinse 5 und einem Strahlenabzweiger 6 angeordnet, während eine Sensorlinse zwischen dem Beugungsgitter und einem Fotodetektor 9 vorgesehen ist. Der Fotodetektor 9 weist drei Elemente auf, die drei fokussierten Flecken entsprechen, die mit den Bezugsziffern 8a, 8b und 8c bezeichnet sind. Die Ausgänge von zwei Elementen entsprechend den fokussierten Flecken 8b und 8c werden einer Signalverarbeitungsschaltung 24 zugeführt, die einen Differenzverstärker 23 enthält.

Die Integration optischer Komponenten auf einem dielektrischen, lichtleitenden Dünnschichtfilm 3 kann in bekannter Weise durchgeführt werden.

Fig. 10 zeigt die Zuordnung einer auf diese Weise hergestellten optischen Kopfanordnung 10 zu einer optischen Scheibe 13. Wie aus den Fig. ll(a) und ll(b) hervor-

geht, die dieses Verhältnis genauer darstellen, ist die optische Kopfanordnung 10 so angeordnet, daß alle drei fokussierten Flecken 8a, 8b und 8c auf einer geraden Phantomlinie L2 (Fig. ll(b)) angeordnet sind, die sich entlang einer Spur 14 der optischen Scheibe 13 erstreckt.

Das Substrat 10 wird um einen Winkelet in Bezug auf die aufgezeichneten Informationen enthaltende Oberfläche des Aufzeichnungsmediums 13 gekippt, so daß eine gerade Linie Ll (genauer gesagt eine senkrechte Wellenfront in der Stellung eines fokussierten Fleckes eines Strahls nullter Ordnung) gemäß Fig. 11(a) einem fokussierten Fleck 14a des Strahls nullter Ordnung folgt und die Mitte des konvergierenden Gitterkopplers 9 senkrecht zur mit aufgezeichneten Informationen versehenen Oberfläche auf einer Spur 14 steht.

Die fokussierten Flecken 14a, 14b und 14c sind in Bezug auf die Spur 14 gemäß Fig. ll(b) geneigt angeordnet, indem sie um einen Winkel /S um die gerade Linie Ll oder eine parallel dazu verlaufende gerade Linie, die nicht näher dargestellt ist, gedreht werden. Auf diese Weise wird ein der Fig. 4 ähnlicher Zustand geschaffen.

Diese Anordnung wird dadurch erzielt, daß eine bekannte Abgleichvorrichtung an das Substrat 10 gefügt wird, wodurch der Abgleich geschaffen und der abgeglichene Zustand fixiert wird.

Die nachstehende Beschreibung erläutert die Funktionsweise dieses Ausführungsbeispieles. Ein von der Laserdiode 4 abgegebener Lichtstrahl wird mittels der Kolli-

matorlinse 5 parallel ausgerichtet und anschließend mittels des Beugungsgitters 21 in mehrere parallele Strahlen aufgeteilt. Die Strahlen gelangen danach durch den Strahlabzweiger 6 und werden mittels des konvergierenden Gitterkopplers 7 zu jeder Strahlenordnung fokussiert, um so fokussierte Flecken 14a, 14b und 14c eines Strahls nullter Ordnung und zweier Strahlen erster Ordnung auf der Spur 14 des Aufzeichnungsmediums zu formen. Zu diesem Zeitpunkt sind Ablenkungs- und Abbildungsfehler der fokussierten Flecken auf ein Minimum beschränkt, da das Substrat 10 des optischen IC, das mit diesen optischen Bauteilen versehen ist, in der oben in Verbindung mit Fig. 11 beschriebenen Weise ausgebildet ist.

Eine Abweichung der fokussierenden Flecken 14b und 14c der beiden Strahlen erster Ordnung von der Spur 14 kann vermieden werden da die gerade Linie Ll, die dem fokussierten Fleck 14a des Strahles nullter Ordnung folgt und die Mitte des konvergierenden Gitterkopplers 7 senkrecht vor der Spur verläuft.

Demzufolge kann eine genaue Spurfolge-Sensorfunktion entsprechend der 3-Strahlen-Methode erzielt werden. Die von der Spur 14 reflektierten Lichtstrahlen gelangen durch den konvergierenden Gitterkoppler 7 und werden in Richtung auf die Sensorlinse 22 mittels des Strahlenabzweigers 6 umgelenkt. Die Strahlen nullter Ordnung und erster Ordnung, die durch die Linse 22 gelangt sind, treffen auf den Fotodetektor 9 auf und werden dort in elektrische Signale umgewandelt. Bezüglich der Signale, die den Strahlen erster Ordnung entsprechen, wird eine Differenz zwischen diesen Strahlen mittels des Diffe-

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renzialverstärkers 23 verstärkt, wie zuvor ausgeführt wurde. Da aber keine Abweichung der fokussierten Flecken von der Spur vorliegt, gibt der Verstärker 23 das in Fig. 2(e) dargestellte Ausgangssignal immer genau ab.

Die vorliegende Erfindung hat sich auch zum Ziel gesetzt, eine optische Kopfanordnung zu schaffen, die eine Spurfolge-Sensoreinrichtung aufweist, die auf einem Verfahren beruht, das sich von den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen unterscheidet.

Fig. 12 veranschaulicht eine schematische Konstruktion eines Spurfolge-Sensorabschnitts einer bereits bekannten optischen Kopfanordnung mit einem Halbleiterlaser 121, einer Kollimatorlinse 122, einem Strahlenabzweiger 123, einem Oszillatorspiegel 124, der leicht Richtung des Pfeiles C schwingt, einem leicht in Richtung des Pfeiles D rotierenden Ablenkspiegel 125, einer Objektivlinse 126, einer optischen Scheibe 127, eine Informationsspur 128 auf der optischen Scheibe 127. Darüber hinaus bezeichnet die Bezugsziffer 129 einen Fotodetektor, der einen reflektierten Strahl nach dem Lesen der Information von der Informationsspur 128 empfängt und ein der gelesenen Information entsprechendes elektrisches Signal abgibt. Die Bezugsziffer 130 bezeichnet einen elektrischen Signalanschluß des Fotodetektors 129, 131 einen Oszillator und 132 einen Tiefpassfilter, der als Enveloppendetektor dient. Die Bezugsziffer 133 bezeichnet einen Phasendetektor, der die Phase des Ausgangssignals des die Scheiben Auslesedaten beschneidenden Tiefpassfilters 132 auf der Basis des Ausgangssignals des Oszillators 131 erfaßt. Die Bezugsziffer 134

bezeichnet ein Tiefpassfilter, während die Bezugsziffer 135 einen Verstärker bezeichnet, der ein Ausgangssignal des Tiefpassfilters 134 empfängt und ein Signal zum Antrieb des Ablenkspielgels 125 in Übereinstimmung mit der Polarität des Ausgangssignal abgibt.

Die bekannte optische Kopfanordnung entsprechend der oben beschrieben Konstruktion arbeitet wie folgt. Ein von dem Halbleiterlaser 121 abgegebener Strahl wird mittels der Kollimatorlinse 122 zu einem parallelen Strahl umgeformt, gelangt durch den Strahlenabzweiger 123 und wird vom oszillierenden Spiegel 124 und dem Ablenkspiegel 125 reflektiert und auf die optische Scheibe 127 mittels der Objektivlinse 126 fokussiert. Die optische Scheibe 127 wird mittels eines nicht näher dargestellten Motors gedreht und der auf die Informationsspur 157 fokussierte Strahl einer Modulation entsprechend dem auf der Spur aufgezeichneten Informationsinhalt unterzogen und reflektiert. Der reflektierte Strahl gelangt zurück längs des beschriebenen optischen Pfades, passiert die Objektivlinse 126 und wird vom Ablenkspiegel 125 und Oszillatorspiegel 124 reflektiert. Anschließend wird seine Laufrichtung um 90" mittels des Strahlenablenkers 123 umgelenkt und anschließend trifft der Strahl auf den Fotodetektor 129 und wird dort in ein elektrisches Signal umgeformt. Dieses elektrische Signal wird als Playback-Signal vom Ausgangsanschluß 130 abgegeben und für verschiedene Zwecke verwendet.

Das am Ausgangsanschluß 130 anstehende elektrische Signal wird ebenfalls zur Steuerung eines fokussierenden Fleckes des Lesestrahls während des Spurnachlaufs für

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die Informationsspur 128 verwendet. Fig. 14 zeigt eine partielle Ansicht zur Darstellung, in welchem Zustand der fokussierte Fleck des Lesestrahls auf der optischen Scheibe 127 auftrifft. Wie der Darstellung zu entnehmen ist, befindet sich eine Kette langer und kurzer Pits 137 auf der Spur 128 und ein fokussierter Fleck 136 oszilliert unter dem Einfluß des Oszillationsspiegels 124, der minutiös infolge des Oszillators 131 oszilliert, in einer Richtung senkrecht zur Spur 128, wie in der Figur durch das Bezugszeichen Lt angezeigt ist.

Die Fig. 13(a) bis 13(f) verdeutlichen die Spurnachfolgesteuerung für die Spur 128 unter Verwendung der Oszillation des fokussierten Flecks 136, von denen die Fig. 13(a) bis 13(c) drei Spuren unterschiedlicher Mitten S des fokussierten Flecks 136 in Bezug auf eine Mittellinie L der Spur 128 zeigen, während die Fig. 14(d) bis 14(f) die Ausgangs-Wellenformen des Tiefpassfilter 132 entsprechend den in den Fig. 14(a) bis 14{c) dargestellten Fällen zeigen. Die Informationen werden gelesen, während der fokussierte Fleck 136 leicht in einer die Spur 128 schneidenden Richtung oszilliert, wie oben beschrieben wurde, wobei im Ausgangssignal des Fotodetektors 129 über den Tiefpassfilter 132 die Richtung der Abweichung von der Mittellinie L als Phasenverschiebung der Signale 13(d) und 13(f) (bei einer Phasenverschiebung von 180° zueinander in Bezug auf den Ausgang des Oszillators 131) und die Größe der Abweichung als Signalamplitude gemäß Fig. 13 erfaßt werden kann. Das vom Fotodetektor 129 abgegebene Playback-Signal wird der Fassung durch den Tiefpassfilter 132 unterworfen, der als ein Enveloppendetektor dient, wobei die

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in den Fig. 13(d) bis 13(f) dargestellten Ausgangssignale erhalten werden. Ist der fokussierte Fleck 136 gemäß der Darstellung in Fig. 13 exakt auf die Mittellinie L der Spur 128 mit den Pits 137 ausgerichtet, so entspricht dieser Zustand dem in Fig. 13(b) dargestellten Zustand, so daß das Ausgangssignal eine Komponente doppelter Frequenz der Oszillationsfrequenz des fokussierten Flecks 136 aufweist, nämlich eine Komponente mit doppelter Frequenz der Oszillationsfrequenz des Oszillators 131 (Fig. 13(e)).

Nachstehend soll das Prinzip der Erzeugung des in den Fig. 13(d) bis 13(f) dargestellten Signals mit Bezug auf die Fig. 15 und 16 näher erläutert werden. Fig. zeigt die Ausgangswellenformen, die vom Fotodetektor 129 abgegeben werden, wenn der Strahlenfleck 136 drei Spuren n-1, η und n+1 auf der Scheibe 127 kreuzt, die exzentrisch in einer Richtung mit vorgegebener Geschwindigkeit rotiert. Wie dargestellt, enthält das Ausgangssignal eine hochfrequente Komponente (die dem auf der Scheibe gespeicherten Informationsignal entspricht), die durch ein "x" gekennzeichnet ist, und eine Hüllkurve, die durch eine strichpunktierte Linie und mit einem "y" gekennzeichnet ist. Die hochfrequente Komponente "x" ist nicht in den Zwischenpunkten "a" und "b" zwischen den Spuren enthalten. Wie aus dieser Figure zu entnehmen ist, erreicht die Amplitude des hochfrequenten Signals "x" ein Maximum, wenn die Mitte des Flecks 136 mit der Spurmitte zusammenfällt. Zu diesem Zeitpunkt nimmt daher die Hüllkurve "y" einen parabolischen Extremwert an. Wird dieses Ausgangssignal aus Fig. 15 durch den Tiefpassfilter 132 gemäß Fig. zum Entfernen der hochfrequenten Komponente "x" ge-

leitet, so kann das Hüllkurvensignal, wie in Fig. 16 dargestellt ist, herausgefiltert werden. In Fig. 16 repräsentiert der Ursprung 0 die Mitte der Spur η und der Ausgang des Tiefpassfilters 132 entsprechend der Hüllkurve "y" wird auf der Ordinatenachse aufgetragen. Wird die Zeitspanne der Oszillationsfrequenz des Spiegels 124 unterhalb der Abschneidefrequenz des Tiefpassfilters 132 angesetzt, so werden die in den Fig. 16(a), (b) und (c) dargestellten Modulationen den Spurverfolgungs-Fehlerpunkten A, B und C auferlegt, was dazu führt, daß die Ausgangssignale (d), (e) und (f) dem Ausgang des Tiefpassfilters 132 überlagert werden.

Bei symmetrischen Spurnachfolge-Fehlerpunkten A und C werden Ausgänge (d) und (f) erhalten, die die ursprüngliche Spiegeloszillationsfrequenz und einander entgegengerichtete Phasen aufweisen, während beim Punkt B entsprechend einer Spurübereinstimmung ein Signal (e) erhalten wird, daß eine Frequenzkomponente mit doppelter Frequenz der Spiegeloszillationsfrequenz aufweist. Diese Signale (d), (e) und (f) entsprechen den zuvor im Zusammenhang mit der Fig. 13 beschriebenen Signalen (d), (e) und (f). Der Ausgang des Tiefpassfilters, der die Oben beschriebene Charakteristik aufweist, wird vom Phasendetektor 133 erfaßt, der eine Multiplikationsfunktion auf der Grundlage des Ausgangs des Oszillators aufweist, und gelangt anschließend durch den Tiefpassfilter, so daß ein Gleichstromausgangssignal entsprechend der obigen Abweichung erhalten wird.

Fig. 17 ist ein charakteristisches Diagramm für die Beziehung zwischen dem Gleichspannungsausgangssignal D des Tiefpassfilters 134 zur Abweichung der Oszilla-

tionsmitte S des fokussierten Flecks 136 von der Mitte der Spur 128. Diese Charakteristik ist bekannt für eine gute Linearität in einem brauchbaren Bereich. Wird das Gleichspannungsausgangssignal D mittels des Verstärkers 135 verstärkt und der Ablenkungsspiegel 125 mit negativer Rückkopplung durch den Ausgang des Verstärkers angetrieben, kann der fokussierte Fleck 136 die Spur entlang der Mitte L der Spur 128 nachfolgen.

In Fig. 18 ist eine optische Kopfanordnung dargestellt, die auf den oben beschriebenen Prinzipien der vorliegenden Erfindung beruht, und das ein Substrat 31, das einen elastischen optischen Effekt aufweist und aus LiNbOß besteht, und eine lichtleitende Schicht, die durch einen Dünnfilm auf der Oberfläche des Substrates

31 gebildet ist, enthält. Im Falle eines LiNbC^-Substrates wird die lichtleitende Schicht 32 durch Formung eines Titanfilmes auf einer optisch polierten Substratfläche mit einer Dicke von mehreren hundert Angström durch Zerstäuben oder Elektronenstrahlverdampfung, die von einer Wärmediffusion gefolgt ist, geschaffen. Die Bezugsziffer 33 bezeichnet einen Halbleiter-Laserchip (LD), das an einer Endfläche der lichtleitenden Schicht

32 angebracht ist. Der abgegebene Lichtstrahl 34 pflanzt sich durch die lichtleitende Schicht 32 fort. Die Bezugsziffer 35 bezeichnet eine auf der lichtleitenden Schicht 32 ausgebildete Kollimatorlinse, während die Bezugsziffer 36 einen geführten Strahl bezeichnet, der durch die Linse 35 parallel ausgerichtet ist.

Eine auf dem lichtleitenden Pfad 32 beispielsweise durch Aufschichten von Metall wie Aluminium (Al) oder Gold (Au) ausgebildete kammförmige Elektrode für einen

interdigitalen Wandler ist mit der Bezugsziffer 37 versehen. Eine akustische Oberflächenwelle 38 wird auf der lichtleitenden Schicht erzeugt, indem ein hochfrequentes Signal der Elektrode 37 zugeführt wird. Die Bezugsziffer 39 bezeichnet einen parallel gerichteten Strahl, der durch die akustische Oberflächenwelle 38 nach der Bragg¹sehen Methode abgelenkt wurde. Die Bezugsziffer 40 bezeichnet einen Strahlenabzweiger, der auf der lichtleitenden Schicht 32 ausgebildet ist. Die Bezugsziffer 41 bezeichnet einen Gitterkoppler des Konvergenztyps, der ebenfalls auf der lichtleitenden Schicht 32 zur Umwandlung des parallel geführten Strahls 39 in einen fokussierten Strahl 42 angeordnet ist, wobei der fokussierte Strahl 42 sich in einer Richtung fortpflanzt, die die leitende Schichtoberfläche kreuzt. Mit der Bezugsziffer 45 ist eine optische Scheibe als Informationsaufzeichnungsmedium bezeichnet, während die Bezugsziffer 46 ein mittiges Loch der optischen Scheibe 45 kennzeichnet, die mittels eines nicht näher dargestellten Motors um dieses Loch gedreht wird. Die Bezugsziffer 43 bezeichnet einen Strahl, der durch Abtrennen vom Strahl 39 durch den Strahlenabzweiger 40 gewonnen wird, nachdem der durch die Informationsoberfläche der Scheibe 45 moduliert wurde, und der dann reflektiert und erneut kollimiert wird mittels des Gitterkopplers 41. Die Bezugsziffer 44 bezeichnet einen Fotodetektor, der den Strahl 43 empfängt; die Bezugsziffer 45 bezeichnet einen Ausgangsanschluß des Fotodetektors; und die Bezugsziffer 46 einen Oszillator, der sowohl einen Wobbeioszillator 48 als auch einen Wobbelsignalgenerator 47 enthält. Die Oszillationsfrequenz des Oszillators 46 wird durch das Ausgangssignal des Wobbelsignalgenerators 47 variiert. Die Bezugsziffer 49

bezeichnet einen Verstärker, der das Ausgangssignal des Oszillators 46 verstärkt und das verstärkte Ausgangssignal an die kammförmige Elektrode 37 legt. Die Bezugsziffer 50 bezeichnet einen Hochpassfilter, der das hochfrequenzte Signal vom Fotodetektor erhält, während die Bezugsziffer 51 einen Phasendetektor zum Erfassen der Phasenlage des Ausgangssignals des Hochpassfilters 50 bezeichnet, der als ein Enveloppendetektor unter Führung des Ausgangssignals des Wobbelsignalgenerators 47 dient. Mit der Bezugsziffer 52 ist ein Tiefpassfilter (LPF) bezeichnet, der das Ausgangssignal des Detektors 51 empfängt. Die Bezugsziffer 53 bezeichnet einen Verstärker zum Verstärken des Ausgangssignals des LPF 52 und die Bezugsziffer 54 eine Betätigungseinrichtung zum Antrieb des Substrates 31 in einer Richtung senkrecht zur Richtung der Spur auf der Scheibe 45 gemäß dem Ausgangssignal des Verstärkers 53.

Nachstehend wird die Funktionsweise des in der oben beschriebenen Weise aufgebauten Ausführungsbeispieles einer optischen Kopfanordnung näher erläutert. Der von dem Halbleiter-Laserchip 33 abgegebene Lichtstrahl wird mittels der Kollimatorlinse 35 kollimiert. Diese Dünnfilm-Linse oder Kollimatorlinse 35 auf der lichtleitenden Schicht macht von Änderungen eines effektiven Brechungsindex Gebrauch, der beispielsweise in bekannter Weise durch Änderungen der Dicke der lichtleitenden Dünnfilmschicht verursacht wird. Die Linse 35 dient zur Umwandlung des abgegebenen Lichtstrahles 34 in einen parallelen Strahl 36 und kann durch jede andere Einrichtung mit derselben Funktion ersetzt werden.

Der durch die Linse 35 kollimierte Lichtstrahl 36 wird

mittels Bragg'scher Ablenkung in einen Ablenkungsstrahl 39 infolge der Wirkung eines sinusförmigen Wechsels des Brechungsindex, der auf einem elastisch-optischen Effekt beruht, der durch die akustische Oberflächenwelle (SAW) 38 verursacht, die auf der Oberfläche der lichtleitenden Schicht 32 erzeugt wird abgelenkt.

Das Prinzip dieser Ablenkung wird nachstehend detailliert unter Bezugnahme auf die Fig. 19 näher erläutert. Fällt der parallele Lichtstrahl 36 unter einem Bragg'schen Winkel θ β in Bezug auf die akustische Oberflächenwelle 38 auf, die von der kammförmigen Elektrode 37 abgegeben wird, so wird der Laserstrahl in eine Richtung öß abgelenkt, die der folgenden Bedingung genüg t:

(1) sin θ β = "X/2nA_u

worin X: Wellenlänge des Laserstrahls

/^_u: Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle η : effektiver Brechungsindex der lichtleitenden Schicht

bedeutet.

Die Fortpflanzungsrichtung des Laserstrahls wechselt um 2 θβ· Es ist möglich, den Ablenkungswinkel elektrisch einen bestimmten Bereich überstreichen zu lassen, in dem die der kammförmigen Elektrode zugeführte Hochfrequenz im Bereich der Frequenz von Ultraschallwellen zu wobbeln, die der obenstehenden Gleichung (1) genügt. Um den Strahl unter Verwendung einer derartigen Ablenkung durch die akustische Oberflächenwelle 38 abzulenken, ist es erforderlich, ein Substrat zu verwenden,

das eine große fotoelastische Konstante aufweist. In diesem Zusammenhang sind LiNbC^-Kristalle, die in diesem Ausführungsbeispiel verwendet werden dafür bekannt, ausgezeichnete fotoelastische Wirksamkeit zu entfalten.

Die Ablenk- bzw. Wobbeigeschwindigkeit bei einer derartigen elastooptischen Lichtablenkung soll nachstehend näher bestimmt werden. Als Faktor zur Bestimmung der Operationsgeschwindigkeit einer derartigen Licht-Ablenkeinrichtung wird die Zeit X angesehen, die eine gleichmäßige akustischen Oberflächenwellenverteilung im Bereich des Lichtwellenstrahles gestattet. Beträgt der Durchmesser des auffallenden Lichtstrahles D wie in Fig. 19 dargestellt ist und ist die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der akustischen Oberflächenwelle auf dem Substrat v_a, so ergibt sich folgende Gleichung für die Zeit t :

(2) T= D/v_a

Beträgt beispielsweise D = 5 mm, so ist im Falle der Verwendung von LiNbÜ3 die Fortpflanzungsgeschwindigkeit v_a ca. 6.6 χ 10³ m/sek., so daß eine Zeit T ^Ä 0,75 ps resultiert. Daraus resultiert, daß eine Hochgeschwindigkeitswobbelung bzw. Ablenkungsfrequenz des ein bestimmtes Gebiet überstreichenden Lichtstrahles über 1 MHz möglich ist. Es versteht sich, daß durch Verringerung der Wobbeifrequenz des Oszillators 48 die Möglichkeit besteht, den Strahl mit einer Frequenz hin- und herzubewegen (beispielsweise mit mehreren zehn kHz oder mehr) ähnlich der mechanischen Oszillation von Spiegeln nach dem Stand der Technik.

Gemäß Fig. 18 fällt der schwenkend abgelenkte Strahl 39 auf den Strahlenablenker 40. Der Strahlenablenker 40 kann beispielsweise dadurch gebildet werden, daß eine Rille in der Größenordnung von pm in der lichtleitenden Schicht geformt wird. Es ist aber auch jedes andere Verfahren anwendbar, wenn sichergestellt wird, daß der Strahlenablenker den auftreffenden Strahl 39 von dem von der Scheibe reflektierten Strahl 43 trennen kann. Der durch Strahlenablenker 40 gelangte Strahl trifft auf den Gitterkoppler 41 des konvergenten Typs auf, der auf der Oberfläche des lichtleitenden Pfades ausgebildet ist, wobei der Strahl von der lichtleitenden Schicht nach oben zusammenläuft, wie dies die Bezugsziffer 42 andeutet. Bei einem derartigen Gitterkoppler des konvergenten Typs (Beugungsgitterlinse) ist die Phase des Beugungsgitters als Phasendifferenz zwischen dem auftreffenden Strahl und dem abgelenktem (fokussierten) Strahl gegeben und der Koppler kann dadurch gebildet werden, daß die Art der Beugungslinie durch Berechnen und Anwenden eines Elektronenstrahlzeichnungsverfahrens festgelegt wird. Der durch den Strahl 42 gebildete und auf der Scheibe 45 konvergierende Strahlenfleck oszilliert minutiös wie bekannt ist, da sein Einfallwinkel auf den Gitterkoppler 41 in der lichtleitenden Schichtfläche minutiös hin und her abgelenkt wird. Die positioneile Beziehung zwischen dem Substrat 31 und der Scheibe 45 wird so festgelegt, daß die Richtung der Oszillation senkrecht zur Spur verläuft. Auf diese Weise wird die Strahlenkomponente, die von der Scheibe 45 reflektiert und wieder zu einem geführten Strahl mittels des Gitterkopplers 41 konvergiert wurde, vom auftreffenden Strahl 39 mittels des Strahlenabzlenkers 40 getrennt und wird zu einem geführten Strahl 43, der

nur die Scheibeninformation abschneidet, wobei der Hochpassfilter mit dem Eingangsanschluß des Phasendetektors 51 verbunden ist. Es versteht sich von selbst, daß in solchen Fällen, wo die Minutenoszillation mit einer niedrigen Frequenz durchgeführt wird, als die Scheibeninformation und Spektralkomponente, der Hochpassfilter durch einen Tiefpassfilter ersetzt werden kann, um die Scheibeninformationskomponente abzuschneiden.

Bei der erfindungsgemäßen optischen Kopfanordnung, die in der oben beschriebenen Weise aufgebaut ist und zuvor erläutert wurde, kann ein Spurnachlauf-Fehlersignal (vgl. Fig. 17) durch minütliches Oszillieren eines fokussierten Flecks auf einer Scheibenflächenspur nach denselben Prinzipien wie dies im Zusammenhang mit den bekannten Lösungen erläutert wurde, erfaßt werden, und eine Abweichung der Strahlenfleckmitte von der Spur kann durch Antreiben der Betätigungseinrichtung 54 mittels negativer Rückkopplung über den Verstärker 53 durch Bewegen des gesamten Substrates 31 korrigiert werden.

In Fig. 20 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt, in dem die gleichen Teile wie in Fig. 18 mit denselben Bezugsziffern versehen sind. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Fig. 18 dargestellten Ausführungsbeispiel in der Weise, daß der Ausgang des LPF 52 an einen Anschluß 55 des Kipp- oder Ablenksignalgenerators gelegt wird, wobei die Betätigungseinrichtung 54 gemäß Fig. 18 weggelassen wird. Der Anschluß 55 ist ein Eingangsanschluß zum Ändern des Off-set des Kipp- oder Ablenksignalgenerators 47. Wird ein Ausgangssignal vom

auf den Fotodetektor 44 auftrifft, der an einer Endfläche des lichtleitenden Pfades montiert ist und der diesen Strahl in ein elektrisches Signal umwandelt.

Der Phasendetektor 51, LPF 52 und der Verstärker 53 arbeiten mit Ausnahme der nachfolgenden Abänderungen in konventioneller Weise. Zunächst wird ein Referenzeingang des Phasendetektors 51 mit dem Ausgang des Wobbelsignalgenerators 47 verbunden. Dies erfolgt aus dem Grunde, weil der Wobbelsignalgenerator 47 in diesem Ausführungsbeispiel die Funktion hat, ein Ausgangssignal zu erzeugen, das dem des spiegeloszillierenden Oszillators 30 gemäß Fig. 12 entspricht, d.h. ein Signal zu erzeugen, durch das der Ablenkungswinkel einen bestimmten Bereich überstreicht. Eine zweite Abänderung besteht darin, daß der Tiefpassfilter 132 gemäß Fig. 12, der den Stand der Technik veranschaulicht, durch einen Hochpassfilter 50 ersetzt wird. Insbesondere kann der Lichtablenker, der den fotoelastischen Effekt im optischen Kopf gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, eine Lichtablenkung mit einer Hochgeschwindigkeit von 1 MHz oder mehr bewirken, wie zuvor erwähnt wurde, so daß eine Schwenkung mit einer Frequenz durchgeführt wird, die größer ist als die auf der Scheibe gespeicherte Information und eine Schwenkungsfrequenzspektrumkomponente, die im Lesesignal durch die minütliche Oszillation des Strahlenflecks erzeugt wird, wird auf eine Frequenz festgelegt, die höher ist als die der Scheibeninformation. Um daher ein Signal zu erhalten, das die in Fig. 13(d) bis 13(f) dargestellten Spurfolge-Fehlerdaten vom Lesesignal erhält, ist es erforderlich, den Hochpassfilter 132 zu verwenden, der derartige Dämpfungscharakteristiken aufweist, daß er

Filter an den Eingangsanschluß 55 gelegt, so ändert sich der Off-set eines mit dem Oszillator 46 verbundenen Ablenksignals und dementsprechend ändert sich die Ablenk-Mittenfrequenz des Kipp- oder Ablenkfrequenzoszillators 48, wodurch ein Wechsel der Oszillationsmitte des Strahlenflecks auf der Scheibe hervorgerufen wird.

Bei dem oben beschriebenen Aufbau wird ein Spurnachfolgefehler-Erfassungssignal am Ausgang des LPF 52 negativ auf den Anschluß 55 zurückgekoppelt, wobei nicht nur die Spurerfassung, sondern auch eine Korrektur der Mittenposition des Strahlenflecks in Bezug auf eine Spurabweichung auf rein elektrische Weise ohne Verwendung mechanischer Vorrichtungen erzielt werden kann. In Fällen, wo die Oszillation des Strahlenflecks mit einer niedrigeren Frequenz als dem Scheibeninformations-Spektralband durchgeführt wird, kann der Hochpassfilter 50 durch einen Tiefpassfilter ersetzt werden, wie dies im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 18 der Fall ist.

Nach den Merkmalen der vorliegenden Erfindung kann darüber hinaus eine optische Kopfanordnung vorgesehen werden, bei der eine Fokussensorfunktion zusätzlich zur vorbeschriebenen Spurfolge-Sensorfunktion durchgeführt werden kann.

Ein optischer Sensor, der sowohl eine Spurnachfolge-Sensorfunktion als auch eine Fokussensor-Funktion aufweist, ist beispielsweise in der Druckschrift "Philips Technical Review", Vol. 40, Nr. 6 (1982), Seite 150, beschrieben.

Dieser bekannte optische Sensor ist gemäß Fig. 21 aufgebaut. Fig. 21(a), (b) und (c) zeigt einen Halbleiterlaser 151, einen vom Halbleiterlaser 151 abgegebenen Strahl 152, einen Strahlenabzweiger 153 zum Abtrennen eines reflektierten Strahles 156 von einem abgegebenen Strahl 155 an seiner Reflektionsoberflache 154, eine Kollimatorlinse 157 zum Überführen des abgegebenen Strahls 155 in einen parallelen Strahl 158, eine Objektivlinse 159 zum Bündeln des parallelen Strahls 158 zu einem Strahlenfleck 162 auf einer Informationsoberfläche der optischen Fläche 160, ein Pit 163 als Informationseinheit, die auf der Informationsoberfläche ausgebildet ist, wobei das Pit 163 beispielsweise 0.4 bis 0.5 pm breit, 2 bis 4 pm lang und ungefähr 0,1 pm tief ist. Eine Informationsspur 164 setzt sich aus mehreren in Reihe zueinander angeordneten Pits 163 zusammen. Eine Fokussierungs-Betätigungseinrichtung 165 bewegt die Objektivlines 159 in einer Richtung y senkrecht zur Informationsoberfläche, um die Brennpunktstellung der Objektivlinse in Übereinstimmung mit der Informationsoberfläche 161 zu bringen (dieser Zustand wird nachstehend als "Brennpunktstellung" bezeichnet) in Abhängigkeit von einem Signal (das nachstehend als Fokussierungsabweichungssignal bezeichnet wird), das eine Abweichung der Informationsoberfläche 161 von der Brennpunktstellung der Objektivlinse angibt. Mit der Bezugsziffer 166 ist ein Keilprisma zum Teilen des reflektierten Strahles 156 in zwei Strahlen 167 und 168 bezeichnet, während die Bezugsziffer 169 einen Fotodetektor bezeichnet, der zwei Teil-Fotodetektoren 169a und 169b enthält, die aus zwei Elementen D^, D2 und zwei Elementen D3, D4 zusammengesetzt sind, wobei der Abstand den Elementen D^ und D2 und der zwischen den EIe-

menten D3 und D^ jeweils 5 bis 10 pm beträgt. Die Bezugszeichen A^, h.2i A3 und A4 bezeichnen Ausgänge der vier Elemente D-^, D2 / D3 und D4 des Fotodetektors 169.

Mit der Bezugsziffer 170 ist ein Differenzialverstärker zur Berechnung der Differenz A^ - A2 bezeichnet, die Bezugsziffer 171 bezeichnet einen Differenzialverstärker zur Berechnung der Differenz A4 - A3, die Bezugsziffer

172 einen Addierer zum Addieren der Ausgangssignale der Differenzialverstärker 170 und 171 und zur Abgabe eines Fokussier-Abweichungssignals ((A-J₁ + A4) - (A2 + A3)) und das Bezugszeichen Sf repräsentiert ein Signal, das proportional zum Betrag der Fokussierungsabweichung ist, das am Ausgang des Addierers 172 ansteht. Mit diesem Signal wird die Fokussierungs-Betätigungseinrichtung 165 gesteuert, so daß die Informationsoberfläche 161 sich stets in der Brennpunktstellung der Objektivlinse 159 befindet. Die Bezugsziffer 173 bezeichnet einen Addierer zur Berechnung von (A^ + A2) und die Bezugsziffer 175 einen Differenzialverstärker zur differentiellen Verstärkung der Ausgänge der Addierer

173 und 174 zur Abgabe eines Signals (das nachstehend als "Spurnachführ-Abweichungssignal" bezeichnet wird) ((A-^ + A2) - (A3 + A4)), das eine Abweichung zwischen der Informationsspur 164 und dem Strahlenfleck 162 angibt. Die Bezugsziffer 176 bezeichnet eine Spurnachführ-Betätigungseinrichtung zur Bewegung des gesamten optischen Wiedergabesystems in einer Richtung X senkrecht zur Spur, während Sj. ein Spurnachführ-Abweichungssignal entsprechend dem Ausgang des Differenzialverstärkers 175 bezeichnet. Dieses Signal wird dazu verwendet, die Spurnachführ-Betätigungsvorrichtung 176 so steuern, daß der Strahlenfleck 162 kontinuierlich auf

die Informationsspur 164 gerichtet.

Mit der Bezugsziffer 177 ist ein Addierer zum Addieren der Ausgangssignale der Addierer 173 und 174 bezeichnet, weil sein Ausgang S^ ein elektrisches Signal ist, das durch die Wiedergewinnung einer Information auf der optischen Scheibe 160 erzielt wird. Bei einer Informationsverarbeitung des Signals S^ kann ein gewünschtes TV-Signal oder Audiosignal erhalten werden. Die Bezugsziffer 178 bezeichnet einen Motor zum Rotieren der Scheibe 160 und die Bezugsziffer 179 eine elektronische Signalverarbeitungsschaltung Gewinnung der oben bezeichneten Signal Sf, S_t und S^.

Nachstehend soll die Funktionsweise der oben beschriebenen optischen Kopfanordnung näher erläutert werden. Der vom Halbleiterlaser 151 abgegebene Strahl 152 wird auf die Informationsspur 164 auf der optischen Scheibe 160 gebündelt. Der reflektierte Strahl, der die auf der Spur 164 vorliegende Information repräsentiert, wird erneut mittels der Objektivlinse 159 kollimiert und anschließend zu einem konvergenten, reflektierenden Strahl 156 über die Kollimatorlinse 157 geformt und in zwei Strahlen 167 und 168 mittels des Keilprismas 166 aufgeteilt.

In den fokussierten Flecken der Strahlen 167 und 168 sind die Fotodetektoren 169a bzw. 169b angeordnet, bei denen es sich um Fotodetektoren des zweigeteilten Typs handelt. Die Signale Sfr S^ und S^ werden auf der Grundlage der Ausgangssignale der Fotodetektoren 169a und 169b gewonnen und die Fokussierungs-Betätigungseinrichtung 165 und die Spurnachführ-Betätigungseinrichtung

176 werden entsprechend den Signalen Sf und S^. angesteuert, die als Korrektursignale dienen, so daß Korrekturen von Fokussierungsabweichungen und Spurnachführabweichungen durchgeführt werden können.

Die optische Scheibe 160 unterliegt einer positionellen Abweichung (typischerweise 300 bis 500 pm) in y-Richtung, wenn sie mittels des Motors 178 gedreht wird. Andererseits ist der durch die Objektivlinse 159 geformte Strahlenfleck 162 1 bis 2 pm groß und die Brennpunkttiefe liegt in der Größenordnung von 1 bis 2 pm, so daß eine Fokussierungsabweichung mit der Drehung der Scheibe auftritt. Die daraus resultierenden Fokussierungsabweichungen ebenso wie die Spurnachführ-Fehler- bzw. Abweichungen werden in der folgenden Weise korrigiert.

Fig. 22 zeigt Strahlen, die auf die in der Nähe der Objektivlinse 159 angeordneten Fotodetektoren 169a und 169b in dem Fall auftreffen, wo die Informationsoberfläche 161 der Scheibe 160 sich in der Brennpunktstellung (Fig. 22(b)) und in den Fällen, wo die Informationsoberfläche nach vorne oder nach hinten von der Brennpunktstellung abweicht (Fig. 22(a) und (c)). Befindet sich die Informationsoberfläche 161 der Scheibe 160 in der Brennpunktstellung, verlaufen die auf den an einem Konvergenzpunkt der reflektierten Strahlen angeordneten Fotodetektor auftreffenden Strahlen, wie in Fig. 22(b) dargestellt ist. In diesem Fall sind die Fotodetektoren 169a und 169b so angeordnet, daß die auf D-^ und D2 auf treffenden Strahlen sowie die auf D3 und D4 auftreffenden Strahlen eine gleich Intensität aufweisen. Wenn dagegen die Informationsoberfläche 161 auf

der Scheibe 160 nach vorne oder nach hinten von der Brennpunktstellung abweicht, verhalten sich die auf die Fotodetektoren 169a und 169b auftreffenden Strahlen, wie in den Fig. 22(a) und (c) dargestellt ist. Demzufolge wird das Ausgangssignal Sf des Addierers 172 wie in Fig. 23 dargestellt ist, in Bezug auf eine Fokussierungabweichung, so daß das Ausgangssignal Sf der Fokussierungs-Betätigungseinrichtung 165 in der Weise angesteuert werden kann, daß die Fokussierungs-Abweichung der Objektivlinse kontinuierlich verändert werden kann, was an sich bekannt ist.

Die Mitte der optischen Scheibe 160 ist in vielen Fällen nicht koinzident mit der Rotationsmitte aufgrund von Montagefehlern o.dgl., was zu einer Spurnachführ-Abweichung bei der Rotation der Scheibe führt. Die Fig. 24(a), (b) und (c) zeigen reflektierte Strahlenintensitäten in Stellung unmittelbar nach dem Keilprisma 166 in dem Fall, wo der Strahlenfleck nahe dem Fokus der Objektivlinse sich auf der Mitte der Informationsspur 164 (Fig. 24(a)) befindet und ebenfalls in den Fällen wo er von der Spurmitte (Fig. 24(b) und (c)) abweicht. Befindet sich der Strahlenfleck 162 auf der Mitte der Sput 164 wie in Fig. 24(a) dargestellt ist (was nachstehend als "Auf-Spur-Zustand" bezeichnet wird), so verläuft die Strahlenverteilung unmittelbar nach dem Keilprisma 166 symmetrisch in Querrichtung, dabei die zweigeteilten Fotodetektoren 169a und 169b kreuzend. Wird dagegen der Strahlenfleck 162 in Positionen gebildet, die von der Mitte der Spur 164 abweichen, wie dies in den Fig. 24(b) und (c) dargestellt ist, so verläuft die Strahlenverteilung unmittelbar nach dem Keilprisma 166 asymmetrisch in Querrichtung und die Strahlenverteilung

in Querrichtung weicht in Abhängigkeit davon ab, in welcher Richtung der Strahlenfleck 162 von der Spur 164 abweicht. Demzufolge variiert das Ausgangssignal S_t des Differenzialverstärkers 175 wie in Fig. 25 dargestellt ist, entsprechend den Abweichungen (die nachstehend als "Spurnachführ-Abweichung" bezeichnet werden) des Strahlenflecks 162 von der Spur 164, so daß mit diesem Ausgangssignal S_t die Spurnachführ-Betätigungseinrichtung 176 so gesteuert werden kann, daß der Strahlenfleck 162 in dem "Aufspur-Zustand" wie bekannt ist, gehalten werden kann.

Das in der oben beschriebenen Weise aufgebaute konventionelle optische Informations-Aufzeichnungs- und -Wiedergabesystem macht die Verwendung eines optischen Systems erforderlich, das mehrere optische Komponenten wie Linsen enthält, um die Funktionen der Lichtbündelung, Auf-Spur-Erfassung und Spurnachführ-Erfassung durchführen zu können, wobei es nicht leicht ist, dieses optische System abzugleichen.

Beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind die optischen Komponenten monolitisch auf einem einzelnen Substrat ausgebildet, wobei ein Lichtbündelungsmechanismus, ein Signalerfassungsmechanismus, ein Fokussensor und ein Spurnachführsensor ausgebildet sind, so daß auf diese Weise ein Abgleich des optischen Systems nicht erforderlich ist und eine bemerkenswerte Verringerung der Anzahl optischer Teile erzielt werden kann.

In den Fig. 26(a) und (b) ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt, in dem ebenfalls Teile, die mit den in Fig. 21 dargestellten

Teilen übereinstimmen, mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. Die Bezugsziffer 60 bezeichnet ein Silizium (Si)-Substrat, 61 einen SiC^-Film mit einer Dicke von 1 bis 2 pm, der auf dem Silizium-Substrat ausgebildet ist und 62 eine lichtleitende Dünnfilmschicht mit einer Dicke von 0,5 bis 2 pm, die auf dem SiC^-Film ausgebildet ist. Die lichtleitende Schicht kann beispielsweise aus einem Glas # 7059 der Firma Corning Glass Works hergestellt werden. Mit der lichtleitenden Schicht 62 ist ein Halbleiterlaser 59 gekoppelt, so daß der von ihm abgegebene Strahl auf denselben Pfad auftrifft und sich durch den Dünnfilm fortpflanzt. Die Bezugsziffer 63 bezeichnet einen von dem Halbleiterlaser 59 in den lichtleitenden Pfad injizierten Streustrahl. Die Bezugsziffer 64 bezeichnet ein gitterähnliches Kollimatorelement zum Kollimieren des Streustrahles 63 in einen parallelen Strahl 65, wobei das Kollimatorelement 64 einen 0.01 - 0.2 pm dicken SiN-Film enthält. Weiterhin bezeichnet die Bezugsziffer 66 ein gitterähnliches Strahl-Aufteilungselement zum Abtrennen eines reflektierten Strahls 68 nach dem Ablesen von auf der Scheibe 160 gespeicherten Information von dem Strahl 67, der auf die Scheibe 160 gerichtet ist, wobei das Strahlen-Ableitungselement 66 einen 0.01 - 0.2 pm dicken SiN-FiIm enthält. Die Bezugsziffer 69 bezeichnet einen Gitterkoppler des konvergenten Typs zum Bündeln des abgestrahlten Strahles 67 zu einem Strahlenfleck 162, wobei der Gitterkoppler 69 ebenfalls einen 0.01 bis 0.2 pm dicken SiN-FiIm enthält. Die Bezugsziffer 70 bezeichnet ein Teilungs/Konvergenzelement des Gittertyps zum Teilen des reflektierten Strahles 48 in zwei Strahlen und Bündeln der beiden Strahlen zu getrennten Flecken, wobei das Strahlenteilungs/Konvergenzelernent

70 einen 0.01 bis. 0.2 μπι dicken SiN-FiIm enthält.

Bei der oben beschriebenen optischen Kopfanordnung wird das vom Halbleiter 59 ausgehende Licht als divergierender Strahl 63 imitiert, der anschließend zum parallelen Strahl 65 durch das Kollimatorelement 64 umgeformt
wird. Der parallele Strahl 65 gelangt durch das
Strahlenabzweigelement 66 und wird zu einem Belichtungsstrahl 67/ der wiederum zum Strahlenfleck 162 mittels
des Gitterkopplers 69 gebündelt wird.

Der reflektierte Strahl wird nach dem Lesen der Information von der Informationsoberfläche 161 erneut zu einem parallelen Strahl mittels des Gitterkopplers 69 und
pflanzt sich durch die lichtleitende Schicht 62 fort
und wird anschließend vom Strahl 65 mittels des
Strahlenabzweigelementes 66 getrennt und zum reflek~
tierten Strahl 68. Der reflektierte Strahl 68 wird geteilt und in zwei Strahlen 71a und 71b mittels des
Strahlenteilungs/Konvergenzelementes 70 geteilt und gebündelt, wobei die Strahlen auf die Fotodetektoren 169a und 169b auftreffen. Die Fotodetektoren 169a und 169b
sind in fokussierten Stellungen der Strahlen 71a und
71b angeordnet, wenn die Informationsoberfläche 161 mit der Brennpunktstellung des Gitterkopplers 69 übereinstimmt, so daß die Intensität des auf die Erfassungselemente D^ und D₂ auftreffenden Strahls und die des auf
die Erfassungselemente D3 und D4 auftreffenden Strahles zueinander gleich ist.

Aufgrund von Abweichungen von der Brennpunktstellung
des Konvergenzelementes 69 variieren die auf die Fotodetektoren auftreffenden Strahlen in ihrer Form
insoweit

als sie in Richtung der Teilungslinie der Fotodetektoren 169a und 169b gemäß den Fig. 27(a) bis (c) zerkleinert sind. Die Fig. 27(a) bis (c) verdeutlichen den Fall, wo die Informationsoberflache näher als die Brennpunktstellung herangekommen ist, den Fall, wo sie sich in der Brennpunktstellung befindet und den Fall, wo sie sich von der Brennpunktstellung wegbewegt. Wie bei der bekannten Vorrichtung variiert das Ausgangssignal Sj entsprechend der Fokussierungsabweichung, wie in Fig. 22 dargestellt ist und macht es möglich, daraus eine Fokussierungssteuerung abzuleiten.

Von dem Ausgangssignal Sf kann die Sensorcharakteristik gemäß Fig. 25 auf der Grundlage eines ähnlichen Prinzips wie das in Zusammenhang mit der bekannten Vorrichtung beschriebene gewonnen werden. Das Kollimatorelement 64, das Strahlenaufteilungselement 66, der Gitterkoppler 69 und das Strahlenteilungs/Konvergenzelement 70 können beispielsweise durch Ausbildung eines dünnen SiN-Filmes auf dem Glas 62 mittels CDV (Chemical Vapour Deposition, chemische Dampfablagerung), unter Anwendung einer Elektronenstrahl-Ätzbeschichtung gebildet werden, indem er einem Elektronenstrahl ausgesetzt wird, so daß elektronenstrahlwiederstehende Flächen auf den Abschnitten der oben beschriebenen optischen Elemente verbleiben, woraufhin die anderen, nicht den optischen Elementabschnitten entsprechende Abschnitte des SiN-Filmes einer Plasmaätzung ausgesetzt werden.

Obwohl in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen die Fotodetektoren an einer Endfläche der lichtleitenden Dünnfilmschicht angeordnet, können die Fotodetektoren 81a und 81b raonolitisch ausgebildet

werden, indem Verunreinigung bzw. Dotierungen auf einem η-Typ Silizium-Stubstrat 80 diffundiert werden, so daß auf diese Weise eine P-Schicht gebildet wird, wie den Fig. 28(a) und (b) zu entnehmen. Darüber hinaus kann, obwohl in den vorstehenden Ausführungsbeispielen die optische Kopfanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung für ein System zur Wiedergabe von Informationen auf einer Scheibe angewendet wurde, die optische Kopfanordnung ebenfalls für ein InformationsaufZeichnungssystem verwendet werden, indem ein Hochleistungs-Halbleiterlaser, der mit einem InformationsaufZeichnungssignal moduliert ist auf einen auf einer Scheibe durch Dampfablagerung von beispielsweise TeC>2 ausgebildeten Dünnfilm gestrahlt wird.

Claims

MITSUBISHI DENKI KABUSHIKI KAISHA, 2-3, Marunouchi 2 chome Chiyoda-ku, Tokyo 100, Japan _. __, „^ _ _^ ^- ü. μ». ^- _u —· ·· U- —. — — —* — — —.-^ __ _ _ «. π — — — — ~~ ·— — — -^ — — — — — —- — — ρ— — — —■ — »— —. — — Kopfanordnung für eine optische Scheibe Ansprüche

1. Optische Kopfanordnung zum Aufzeichnen von Informationen auf eine optische Scheibe entlang einer vorbestimmten Spur oder zum Abtasten bereits aufgezeichneter Informationen, gekennzeichnet durch ein Substrat (1);

eine lichtleitende Schicht (3) eines auf dem Substrat (1) ausgebildeten dielektrischen Dünnfilmes; eine Laserstrahlquelle (4) zur Abgabe eines divergierenden Laserstrahles (8) in die lichtleitende Schicht (3); wobei die lichtleitende Schicht (3) eine Kollimatorlinse (5) zum parallelen Ausrichten des divergierenden

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Laserstrahles (8), eine Strahlenabzweigeinrichtung (6) und einen konvergierenden Gitterkoppler (7) zum Konvergieren des Strahles (8) enthält, der durch die Strahlenabzweigeinrichtung (6) auf die optische Scheibe gelangt, um einen Strahlenfleck zu formen und den von der Oberfläche der optischen Scheibe reflektierten Strahl in einen parallelen Strahl umzuwandeln, der auf die Strahlenabzweigeinrichtung (6) gerichtet ist; einen Fotodetektor (9)/ der in einer Stellung angeordnet ist, in der er den parallelen Strahl empfängt, der diese Stellung erreicht, nachdem er in die Strahlenabzweigeinrichtung (6) vom konvergierenden Gitterkoppler (7) eintritt und dort abgebogen wurden; wobei der Fotodetektor (9) zwei Lichtempfangsflächen aufweist, die in symmetrischen Stellungen zueinander in Bezug auf eine Mittellinie des parallelen Strahles, der durch die Strahlenabzweigeinrichtung (6) umgelenkt wurde, angeordnet sind.

2. Optische Kopfanordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (1) aus einem Halbleiter besteht und daß die lichtleitende Schicht (3) auf dem Substrat (1) über einer Pufferschicht (2) ausgebildet ist.

3. Optische Kopfanordnung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (1) aus einem P-Typ Silizium-Einkristall besteht.

4. Optische Kopfanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pufferschicht (2) aus Siliziumoxid besteht.

5. Optische Kopfanordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die lichtleitende Schicht (3) zusätzlich ein Beugungsgitter (21) enthält, das zwischen der Kollimatorlinse (5) und der Strahlenabzweigeinrichtung (6) angeordnet ist und daß das Substrat (1) so angeordnet ist, daß eine gerade Linie, die einem Strahlenfleck folgt, der durch den konvergierenden Gitterkoppler (7) von einem Strahlen nullter Ordnung gebildet wird, der wiederum durch die Wirkung des Beugungsgitters (21) und einer optischen Mitte des konvergierenden Gitterkopplers geformt wird, senkrecht zur Oberfläche der optischen Scheibe steht.

6. Optische Kopfanordnung nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (1) so angeordnet ist, daß eine gerade Linie, die einem Strahlenfleck des Strahls nullter Ordnung folgt durch den konvergierenden Gitterkoppler (7) und Strahlenflecken von zwei Strahlen erster Ordnung gebildet wird, um einen vorbestimmten Winkel zur Spurangente der optischen Scheibe geneigt ist.

7. Optische Kopfanordnung zum Aufzeichnen von Informationen auf eine optische Scheibe entlang einer vorbestimmten Spur oder zum Abtasten bereits aufgezeichneter Informationen, gekennzeichnet durch ein Substrat (1);

eine lichtleitende Schicht (3) eines auf dem Substrat (1) ausgebildeten dielektrischen Dünnfilmes; eine Laserstrahlquelle (4) zur Einleitung des divergierenden Laserstrahls in die lichtleitende Schicht; wobei die lichtleitende Schicht eine Kollimatoreinrichtung zum parallelen Ausrichten des diffusen Laser-

Strahls, einen akustischen Oberflächenwellengenerator
zur Erzeugung periodischer Schwankungen des Brechungsindex auf der Grundlage eines optisch-elastischen
Effektes der lichtleitenden Schicht infolge einer
akustischen Oberflächenwelle induziert und dadurch den parallelen Strahl periodisch an der Kollimatoreinrichtung vorbei ablenkt, eine Strahlenabzweigeinrichtung,
und einen konvergierenden Gitterkoppler zum Konvergieren des Strahles enthält, der durch die Strahlenabzweigeinrichtung auf die optische Scheibe gelangt ist, um einen Strahlenfleck zu bilden und zum Umwandeln des von der Oberfläche der optischen Scheibe reflektierten Strahles in einen parallelen Strahl, der zur Strahlenabzweigeinrichtung gerichtet ist;

einen Fotodetektor (9), der in einer Stellung angeordnet ist, in der er den parallelen Strahl empfängt, der diese Stellung erreicht, nachdem er in die Strahlenabzweigeinrichtung (6) vom konvergierenden Gitterkoppler (7) eintritt und dort abgebogen wurde;
einen Frequenzwobbeloszillator, der einen Oszillator
zur Erzeugung eines Signals zum Antreiben des
akustischen Oberwellengenerators und einen Ablenksignalgenerator zur Erzeugung eines Wobbeisignals enthält,
das die Oszillationsfrequenz des Oszillators mit einer vorbestimmten Periode innerhalb eines vorbestimmten Bereiches überstreicht;

einen Filter zum Herausfiltern einer Wobbelfrequenzkomponente des Wobbelfrequenzoszillators von dem Fotodetektor ;

einen Phasendetektor zum Erfassen eines Ausgangs des
Filters auf der Grundlage des Ausgangs des Wobbelsignalgenerators; und
einen Abgleichmechanismus zum Abgleichen der Stellung

des Substrates in Bezug auf die optische Scheibe in Übereinstimmung mit einem von dem Phasendetektor abgegebenen Signal, damit der Strahlenfleck der Spur folgt.

8. Optische Kopfanordnung nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß der akustische Oberwellengenerator aus einer kammförmigen Elektrode besteht, die auf der lichtleitenden Schicht gebildet ist.

9. Optische Kopfanordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgleichmechanismus aus einer Verstelleinrichtung besteht, die das gesamte Substrat (1) in einer Richtung senkrecht zur Richtung der Spur auf der optischen Scheibe bewegt.

10. Optische Kopfanordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgleichmechanismus aus einet Rückkopplungsschaltung besteht, die das Ausgangssignal des Phasendetektors rückkoppelt auf den Wobbelsignalgenerator, so daß die Oszillations-Mittenfrequenz des Wobbelfrequenzoszillators variiert wird.

1.1. Optische Kopfanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablenkfrequenzbereich des Wobbelfrequenzoszillators um einen Wert größer ausgewählt ist als ein besetztes Frequenzspektrum der auf der optischen Scheibe aufgezeichneten Information.

12. Optische Kopfanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter aus einem Hochpassfilter besteht.

13. Optische Kopfanordnung nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß der Wobbeifrequenzbereich des Wobbelfrequenzoszillators um einen Wert kleiner als ein besetztes Frequenzspektrum der auf der optischen Scheibe aufgezeichneten Information ausgewählt ist.

14. Optische Kopfanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter aus einem Tiefpassfilter besteht.

15. Optische Kopfanordnung zum Aufzeichnen von Informationen auf eine optische Scheibe entlang einer vorbestimmten Spur oder zum Abtasten bereits aufgezeichneter Informationen,

gekennzeichnet durch ein Substrat (1); eine lichtleitende Schicht (3) eines auf dem Substrat (1) ausgebildeten dielektrischen Dünnfilmes; eine Laserstrahlenquelle (4) zur Abgabe, eines divergiereden Laserstrahles in die lichtleitende Schicht (3);

wobei die lichtleitende Schicht (3) eine Kolliimatorlinse (5) zum parallelen Ausrichten des divergierenden Laserstrahles (8), eine Strahlenabzweig- oder Umlenkeinrichtung (6), einen konvergierenden Gitterkoppler (7) zum Bündeln des Strahles (8) enthält, der durch die Strahlenumlenkeinrichtung (6) auf die optische Scheibe gelangt, um einen Strahlenfleck zu formen und den von der Oberfläche der optischen Scheibe reflektierten Strahl in einen parallelen Strahl umzuwandeln, der auf die Strahlenumlenkeinrichtung (6) gerichtet ist und ein Strahlenteilungs/Konvergenzelement zum Teilen und Bündeln des parallelen Strahles enthält, der mittels der Strahlenumlenkeinrichtung in zwei konvergierende Strahlen umgelenkt wurde; und zwei Fotodetektoren, die

in Brennpunktstellungen der beiden von dem Strahlenteilungs/Konvergenzelement abgegebenen Strahlen angeordnet sind.

16. Optische Kopfanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus Silizium gebildet ist und daß die lichtleitende Schicht auf einer SiC^-Schicht ausgebildet ist, die auf dem Siliziumsubstrat gebildet ist.

17. Optische Kopfanordnung nach Anspruch 16,

dadurch gekennzeichnet, daß der Gitterkoppler aus einem SiN-FiIm gebildet ist.

18. Optische Kopfanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus einem Silizium des η-Typs gebildet ist und daß der Fotodetektor mönolitisch auf dem Siliziumsubstrat durch Ausbildung einer p-Region auf dem Substrat gebildet ist.