DE69434710T2 - Zusammengesetzte Objektivlinse mit zwei Brennpunkten und Vorrichtung mit dieser Linse - Google Patents

Zusammengesetzte Objektivlinse mit zwei Brennpunkten und Vorrichtung mit dieser Linse Download PDF

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    • G11B7/00736—Auxiliary data, e.g. lead-in, lead-out, Power Calibration Area [PCA], Burst Cutting Area [BCA], control information

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine aus einer Objektivlinse und einer Hologrammlinse bestehenden zusammengesetzten Objektivlinse, welche zwei Brennpunkte aufweist, ein optisches Bilderzeugungssystem zum Konvergieren von Licht auf zwei konvergierende Flecken, die in verschiedenen Tiefen eines Informationsmediums liegen, mit der zusammengesetzten Objektivlinse, eine Optikkopfvorrichtung zum Aufzeichnen, Reproduzieren oder Löschen von Informationen auf oder von einem Informationsmedium wie z.B. einem optischen Medium oder einem magnetooptischen Medium wie z.B. eine optische Platte oder eine optische Karte mit dem optischen Bilderzeugungssystem, eine optische Platten, in der eine Reihe von Aufzeichnungsvertiefungen mit hoher Dichte und eine Reihe von Aufzeichnungsvertiefungen mit vergleichsweise geringer Dichte vorgesehen sind, eine optische Plattenvorrichtung zum Aufzeichnen oder Reproduzieren von Informationen auf oder von der optischen Platte mit der zusammengesetzten Objektivlinse, ein Mikroskop mit zwei Brennpunkten, das zwei Brennpunkte aufweist, in denen zwei Arten von Bildern, die in unterschiedlichen Tiefen gezeichnet sind, gleichzeitig beobachtet werden, und eine Ausrichtungsvorrichtung zum Ausrichten von zwei Arten von Bildern, die in unterschiedlichen Tiefen mit dem Mikroskop mit zwei Brennpunkten gezeichnet sind.
  • 2. BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK
  • Eine optische Speichertechnik wurde in die Praxis eingeführt, um eine optische Platte herzustellen, in der ein aus einer Reihe von Vertiefungen gebildetes Vertiefungsmuster gezeichnet wird, um Informationen aufzuzeichnen. Die optische Platte wird als Informationsmedium mit hoher Dichte und großer Kapazität genutzt. Zum Beispiel wird die optische Platte für eine digitale Audioplatte, eine Videoplatte, eine Dokumentendateiplatte und eine Datendateiplatte genutzt. Um Informationen auf der optischen Platte aufzuzeichnen und die Information von der optischen Platte zu reproduzieren, wird ein von einer Lichtquelle ausgesandter Lichtstrahl in einem optischen Bilderzeugungssystem genauestens konvergiert, und der genauestens konvergierte Lichtstrahl wird durch das optische Bilderzeugungssystem auf die optische Platte gestrahlt. Daher ist es erforderlich, dass der Lichtstrahl in dem optischen Bilderzeugungssystem mit hoher Genauigkeit zuverlässig gesteuert wird.
  • Das optische Bilderzeugungssystem wird für eine Optikkopfvorrichtung genutzt, in der zusätzlich ein Nachweissystem vorgesehen ist, um die Intensität des von der optischen Platte reflektierten Lichtstrahls festzustellen bzw. nachzuweisen. Fundamentale Funktionen der Optikkopfvorrichtung werden in eine konvergierende Funktion, um einen Lichtstrahl genauestens zu konvergieren, um einen beugungsbegrenzten Mikrofleck des auf die optische Platte gestrahlten Lichtstrahls zu bilden, eine Brennpunktsteuerung in einem Brennpunkt-Servosystem, eine Nachführungssteuerung in einem Nachführungs-Servosystem und die Feststellung bzw. Detektion von Vertiefungssignalen (oder Informationssignalen) klassifiziert, die durch Strahlen des Lichtstrahls auf ein Vertiefungsmuster der optischen Platte erhalten werden. Die fundamentale Funktion der Optikkopfvorrichtung wird durch die Kombination optischer Teilsysteme und einen photoelektrischen Übertragungsnachweisprozeß gemäß Zweck und Verwendung bestimmt. Konkret wurde jüngst eine Optikkopfvorrichtung vorgeschlagen, in der ein holographisches optisches Element (oder Hologramm) genutzt wird, um die Optikkopfvorrichtung zu minimieren und zu verdünnen.
  • 2.1. FRÜHER VORGESCHLAGENE TECHNIK
  • 1 ist eine Aufbaudarstellung einer herkömmlichen Optikkopfvorrichtung, die in der japanischen Patentanmeldung Nr. 46630 von 1991 vorgeschlagen wurde, welche von den Erfindern der vorliegenden Erfindung angemeldet ist.
  • Wie in 1 gezeigt ist, ist eine herkömmliche Optikkopfvorrichtung 11 zum Aufzeichnen oder Reproduzieren von Information auf oder von einem Informationsmedium 12 wie z.B. einer optischen Platte versehen mit einer Lichtstrahlquelle 13 wie beispielsweise einem Halbleiterlaser, einem Glanzwinkel-Hologramm (blazed hologram) 14 vom Transmissionstyp zum Durchlassen eines von der Lichtstrahlquelle 12 ausgesandten Lichtstrahls L1 ohne jegliche Beugung in einem optischen Ausgangsweg und Beugen eines auf dem Informationsmedium 12 reflektierten Lichtstrahls L2 in einem optischen Rückweg, einer Objektivlinse 15 zum Konvergieren des durch das Hologramm 13 durchgelassenen Lichtstrahls L1 auf dem Informationsmedium 14, um die Information zu lesen, einem Stellglied 16 zum integralen Bewegen der Objektivlinse 15 mit dem Glanzwinkel-Hologramm 13, um den Lichtstrahl L1 auf dem Informationsmedium 12 mit der Objektivlinse 15 zu fokussieren, und einem Photodetektor 17 zum Nachweisen der Intensität des auf dem Informationsmedium 12 reflektierten Lichtstrahls L2, um die Information zu reproduzieren.
  • Wie in 2A gezeigt ist, ist die relative Lage zwischen dem Glanzwinkel-Hologramm 14 und der Objektivlinse 15 durch ein Fixiermittel 18 fixiert. Wie in 2B gezeigt ist, ist andererseits ein Glanzwinkelmuster auf einer Seite der Objektivlinse 15 geschaffen, um das Glanzwinkel-Hologramm 14 mit der Objektivlinse 15 integral auszubilden.
  • In der obigen Konfiguration wird ein von der Lichtstrahlquelle 13 ausgesandter Lichtstrahl L1 (oder Laserstrahl) auf das Glanzwinkel-Hologramm 14 gestrahlt, und der Lichtstrahl L1 geht hauptsächlich durch das Glanzwinkel-Hologramm 14 ohne jegliche Beugung in einem optischen Ausgangsweg durch. Der durch das Glanzwinkel-Hologramm 14 durchgehende Lichtstrahl L1 wird gebeugtes Licht nullter Ordnung genannt. Danach wird das gebeugte Licht L1 nullter Ordnung auf dem Informationsmedium 12 durch die Objektivlinse 15 konvergiert. Eine durch eine Reihe von gemusterten Vertiefungen angegebene Information ist in dem Informationsmedium 12 aufgezeichnet und wird durch das gebeugte Licht L1 nullter Ordnung gelesen. Danach wird der Lichtstrahl L2 mit der Information in Richtung auf die Objektivlinse 15 in einem optischen Rückweg reflektiert und fällt auf das Glanzwinkel-Hologramm 14. In dem Glanzwinkel-Hologramm 14 wird das Licht L2 hauptsächlich gebeugt. Das gebeugte Licht wird gebeugtes Licht erster Ordnung genannt. Danach wird im Photodetektor 17 das gebeugte Licht L2 erster Ordnung empfangen.
  • Im Photodetektor 17 wird die Intensitätsverteilung des gebeugten Lichts L2 erster Ordnung festgestellt bzw. detektiert. Daher wird ein Servosignal zum Einstellen der Position der Objektivlinse 15 durch die Tätigkeit bzw. Funktion des Stellglieds 16 erhalten. Die Intensität des gebeugten Lichts L2 erster Ordnung wird ebenfalls im Photodetektor 17 festgestellt. Da das Informationsmedium 12 mit hoher Geschwindigkeit rotiert wird, werden die durch das Licht 17 bestrahlten gemusterten Vertiefungen geändert, so dass die Intensität des nachgewiesenen gebeugten Lichts L2 erster Ordnung geändert wird. Daher wird ein Informationssignal erhalten, das die im Informationsmedium 12 aufgezeichnete Information angibt, indem die Änderung in der Intensität des gebeugten Lichts L2 erster Ordnung nachgewiesen bzw. festgestellt wird.
  • In der obigen Operation wird ein Teil des Lichtstrahls L1 notwendigerweise in dem Glanzwinkel-Hologramm 14 gebeugt, wenn der Lichtstrahl L1 zum Glanzwinkel-Hologramm 14 im optischen Ausgangsweg gestrahlt wird. Daher tritt notwendigerweise unnötiges gebeugtes Licht wie z.B. gebeugtes Licht erster Ordnung und gebeugtes Licht minus erster Ordnung auf. In Fällen, in denen das Hologramm 14 nicht mit Glanzwinkel-Vorrichtungen versehen ist, liest das unnötige gebeugte Licht im optischen Ausgangsweg ebenfalls die im Informationsmedium 12 aufgezeichnete Information, und das unnötige Licht wird im Photodetektor 17 unerwünschterweise empfangen. Um zu verhindern, dass unnötiges Licht zum Informationsmedium 12 durchgelassen wird, wird das Glanzwinkel-Hologramm 14 so hergestellt, um ein Glanzwinkel-Hologrammuster auf seiner Oberfläche auszubilden, so dass die Intensität des im Photodetektor 17 empfangenen unnötigen Lichts verringert wird.
  • Da eine Objektivlinse eines herkömmlichen Mikroskops nur einen Brennpunkt aufweist, können Bilder, die innerhalb einer Brennweite der Objektivlinse angeordnet sind, auch nur mit dem herkömmlichen Mikroskop betrachtet werden.
  • Auch ist auf einem Halbleiter wie z. B. einem Halbleiter aus einer Verbindung der Gruppen III–V eine Minutenschaltung gebildet, um eine Mikrowellenschaltung, einen optoelektronischen Detektor oder einen Festkörperlaser zu bilden. In diesem Fall wird ein aus einem Halbleiter hergestelltes Probestück mit einem lichtempfindlichen Material beschichtet. Danach wird mit Hilfe einer Ausrichtungsvorrichtung eine relative Position zwischen dem Probestück und einer Fotomaske, die das Probestück bedeckt, eingestellt, und das lichtempfindliche Material wird einem Strahl von Expositionslicht durch die Fotomaske ausgesetzt, um in einem Expositionsprozess unter Verwendung einer Expositionsvorrichtung ein auf die Foto maske gezeichnetes Schaltungsmuster auf das lichtempfindliche Material zu übertragen. Zum Beispiel wird ein Ausrichtungsmuster auf eine Rückseite des Probestücks gezeichnet und eine relative Position zwischen dem Probestück und der Fotomaske wird mit hoher Präzision eingestellt, während gleichzeitig das Ausrichtungsmuster des Probestücks und das Schaltungsmuster der Fotomaske mit einem herkömmlichen Mikroskop beobachtet werden. Danach wird das Schaltungsmuster der Fotomaske auf eine Vorderseite des Probestücks übertragen.
  • In diesem Fall ist es notwendig, da Bilder, die innerhalb eines Brennpunktes einer in dem herkömmlichen Mikroskop verwendeten Objektivlinse nur mit dem herkömmlichen Mikroskop beobachtet werden können, in Fällen, in denen das Ausrichtungsmuster und das Schaltungsmuster gleichzeitig mit dem herkömmlichen Mikroskop beobachtet werden, das herkömmliche Mikroskop mit einer tiefen Brennweite zu verwenden. Daher wird die Vergrößerung des herkömmlichen Mikroskops mit einer tiefen Brennweite verringert.
  • 2.2. DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
  • Eine optische Platte mit einer Speicherkapazität hoher Dichte wurde wegen der Verbesserung in einer Entwurfstechnik eines optischen Systems und der Verkürzung der Wellenlänge von von einem Halbleiterlaser ausgesandtem Licht jüngst entwickelt. Beispielsweise wird eine numerische Apertur auf einer Seite einer optischen Platte eines optischen Bilderzeugungssystems, worin ein auf einer optischen Platte konvergierter Lichtstrahl im Durchmesser genauestens verengt wird, vergrößert, um die optische Platte mit einer Speicherkapazität hoher Dichte zu erhalten. In diesem Fall wird der Grad einer in dem optischen Bilderzeugungssystem auftretenden Aberration vergrößert, weil sich eine optische Achse des Sys tems aus einer Normallinie der optischen Platte neigt. Während die numerische Apertur vergrößert wird, wird der Grad der Aberration vergrößert. Um die Zunahme der numerischen Apertur zu verhindern, ist es effektiv, die Dicke der optischen Platte zu verdünnen. Die Dicke der optischen Platte bezeichnet eine Distanz von einer Oberfläche der optischen Platte (oder einem Informationsmedium), die durch einen Lichtstrahl bestrahlt wird, zu einer Informationsaufzeichnungsebene, auf der eine Reihe von gemusterten Vertiefungen gebildet ist.
  • 3 zeigt eine Beziehung zwischen der Dicke der optischen Platte und der numerischen Apertur unter der Bedingung, dass die Neigung der optischen Achse konstant ist.
  • Wie in 3 dargestellt ist, ist es, da die numerische Apertur 0,5 beträgt, wenn die Dicke der optischen Platte 1,2 mm beträgt, effektiv, die optische Platte auf eine Dicke von 0,6 mm zu verdünnen, wenn die numerische Apertur auf 0,6 vergrößert wird. Selbst wenn die numerische Apertur unter der Bedingung vergrößert wird, dass die Neigung der optischen Achse nicht geändert wird, wird in diesem Fall der Grad der Aberration nicht vergrößert. Daher wird bevorzugt, dass die Dicke der optischen Platte verdünnt wird, um die optische Platte mit einer Speicherkapazität hoher Dichte zu erhalten.
  • Dementsprechend wird erwartet, dass die Dicke einer zukünftigen optischen Platte mit einer Speicherkapazität hoher Dichte dünner wird als die einer gegenwärtigen optischen Platte wie z.B. einer auf dem Markt nun auftauchenden Kompaktplatte. Beispielsweise beträgt die Dicke der Kompaktplatte etwa 1,2 mm, und es wird erwartet, dass die Dicke der zukünftigen optischen Platte von 0,4 mm bis 0,8 mm reicht. In diesem Fall wird gefordert, Information auf oder von einer optischen Platte mit einem Op tikkopfsystem aufzuzeichnen oder zu reproduzieren ungeachtet davon, ob die optische Platte die gegenwärtige optische Platte oder die zukünftige optische Platte mit einer Speicherkapazität hoher Dichte ist. Das heißt, eine Optikkopfvorrichtung wird gefordert, die ein optisches Bilderzeugungssystem aufweist, in welchem ein Lichtstrahl auf einer optischen Platte innerhalb des Beugungslimits konvergiert wird ungeachtet davon, ob die optische Platte dick oder dünn ist.
  • In einer herkömmlichen Optikkopfvorrichtung wird nur ein Informationsstück auf oder von einer optischen Platte mit einer festgelegten Dicke aufgezeichnet oder reproduziert. In Fällen beispielsweise, in denen die Dicke des Informationsmediums 12 um etwa ±0,1 mm oder mehr außerhalb eines regulären Bereichs liegt, tritt eine Aberration wie z.B. eine sphärische Aberration auf, wenn die Optikkopfvorrichtung 11 betrieben wird. Daher ist die Aufzeichnung oder Reproduktion der Information unmöglich. Dementsprechend gibt es einen Nachteil, dass eine Optikkopfvorrichtung, in der ein Informationsstück auf oder von einer optischen Platte aufgezeichnet oder reproduziert wird ungeachtet davon, ob die optische Platte die gegenwärtige optische Platte oder die zukünftige optische Platte mit einer Speicherkapazität hoher Dichte ist, in einer herkömmlichen Technik nicht hergestellt werden kann.
  • Zusätzlich zu der oben anhand von 1 beschriebenen bekannten Vorrichtung, in der das Licht, das auf eine Linseneinheit einfällt, divergiert, ist z.B. aus EP-A-0 470 807 bekannt, eine Kollimierlinse bereitzustellen, so dass das einfallende Licht kollimiert wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine optische Linseneinheit zum Empfangen eines Lichtstrahls und mit einer Objektivlinse zum Fokussieren des Lichtes bereitgestellt, um einen beugungsbegrenzten Fleck durch eine transparente Schicht hindurch auf einem Informationsmedium von einer von zwei Sorten optischer Platten zu fokussieren, wobei die transparenten Schichten der beiden Sorten von optischen Platten unterschiedliche Dicken (T1, T2) aufweisen, wobei die optische Linseneinheit eine Vielzahl von Bereichen aufweist, die eine Vielzahl von numerischen Aperturen (NA1, NA2) bereitstellen, die unterschiedlichen Schichtdicken (T1, T2) entsprechen, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Linseneinheit darüber hinaus eine Hologrammlinse umfasst, um in Kombination mit der Objektivlinse einen beugungsbegrenzten Fleck durch die andere der Schichten hindurch zu bilden.
  • Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen und den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich werden, in welchen:
  • 1 eine Strukturansicht einer herkömmlichen Optikkopfvorrichtung ist, die in der japanischen Patentanmeldung Nr. 46630 von 1991 vorgeschlagen ist;
  • 2A, 2B jeweils eine Querschnittansicht einer Baugruppe aus einer Objektivlinse und einem Glanzwinkel-Hologramm sind, die in 1 dargestellt sind;
  • 3 eine Beziehung zwischen der Dicke einer optischen Platte und einer numerischen Apertur einer Objektivlinse unter der Bedingung zeigt, dass die Neigung der optischen Achse konstant ist;
  • 4A eine Strukturansicht eines optischen Bilderzeugungssystems mit einer zusammengesetzten Objektivlinse gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, wobei ein Strahl eines nicht gebeug ten durchgelassenen Lichts auf einem dünnen Informationsmedium konvergiert wird;
  • 4B eine Strukturansicht des in 4A gezeigten optischen Bilderzeugungssystems ist, wobei ein Strahl eines gebeugten Lichts erster Ordnung auf einem dicken Informationsmedium konvergiert wird;
  • 5 eine Draufsicht einer in 4A, 4B gezeigten Hologrammlinse ist, wobei ein Gittermuster der Hologrammlinse dargestellt ist;
  • 6 eine Querschnittansicht der in 5 gezeigten Hologrammlinse ist, wobei das im Relief auf die Hologrammlinse ausgebildete Gittermuster dargestellt ist;
  • 7 ein erläuterndes Diagramm ist, das eine Intensitätsverteilung eines durchgelassenen Lichts L4 zeigt, das auf einem konvergierenden Fleck S1 eines ersten Informationsmediums konvergiert wird, wobei ein primäres Maximum und unterdrückte sekundäre Maxima im konvergierenden Fleck S1 auftreten;
  • 8A eine Querschnittansicht der in 5 gezeigten Hologrammlinse ist, wobei das eine aus vier Stufen bestehende abgestufte Form approximierende Gittermuster dargestellt ist;
  • 8B eine Querschnittansicht der in 5 gezeigten Hologrammlinse ist, wobei das eine aus mehreren Stufen bestehende abgestufte Form approximierende Gittermuster dargestellt ist;
  • 9A eine Strukturansicht eines optischen Bilderzeugungssystems mit einer zusammengesetzten Objektivlinse gemäß einer Modifikation der ersten Ausführungsform ist, wobei ein Strahl eines gebeugten Lichts erster Ordnung auf einem dünnen Informationsmedium konvergiert wird;
  • 9B eine Strukturansicht des in 9A gezeigten optischen Bilderzeugungssystems ist, wobei ein Strahl eines nicht gebeugten durchgelassenen Lichts auf einem dicken Informationsmedium konvergiert wird;
  • 10A eine Strukturansicht eines optischen Bilderzeugungssystems mit einer zusammengesetzten Objektivlinse gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, wobei ein Strahl eines nicht gebeugten durchgelassenen Lichts auf einem dünnen Informationsmedium konvergiert wird;
  • 10B eine Strukturansicht des in 10A gezeigten optischen Bilderzeugungssystems ist, wobei ein Strahl eines gebeugten Lichts erster Ordnung auf einem dicken Informationsmedium konvergiert wird;
  • 11 eine Änderung einer Beugungseffizienz einer in 10A, 10B gezeigten Hologrammlinse zeigt;
  • 12A bis 12E jeweils eine Querschnittansicht der in 10A, 10B gezeigten Hologrammlinse sind, wobei das Gittermuster der Hologrammlinse eine abgestufte Form approximiert;
  • 13A eine Intensitätsverteilung eines Einfallslichts zeigt, die in der zweiten Ausführungsform genutzt wird, wobei ein Fernfeldmuster des Einfallslichts in einer Gaußschen Verteilung verteilt ist;
  • 13B eine Intensitätsverteilung eines durchgelassenen Lichts zeigt, das durch eine in 10A, 10B gezeigte Hologrammlinse durchgeht, wobei ein Fernfeldmuster des Einfallslichts in einer Form mit sanfter Steigung verteilt ist;
  • 14A bis 14C Intensitätsverteilungen eines durchgelassenen Lichts und gebeugten Lichts zeigen, die durch eine in 10A, 10B dargestellte Hologrammlinse durchgehen;
  • 15A eine Draufsicht einer Hologrammlinse gemäß einer Modifikation der zweiten Ausführungsform ist, wobei ein Gittermuster der Hologrammlinse dargestellt ist;
  • 15B, 15C jeweils eine Strukturansicht eines optischen Bilderzeugungssystems mit einer zusammengesetzten Objektivlinse gemäß einer anderen Modifikation der zweiten Ausführungsform sind;
  • 16A eine Strukturansicht eines optischen Bilderzeugungssystems mit einer zusammengesetzten Objektivlinse gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, wobei ein Strahl eines gebeugten Lichts erster Ordnung auf einem dünnen Informationsmedium konvergiert wird;
  • 16B eine Strukturansicht des in 16A gezeigten optischen Bilderzeugungssystems ist, wobei ein Strahl eines nicht gebeugten durchgelassenen Lichts auf einem dicken Informationsmedium konvergiert wird;
  • 17 eine Änderung einer Beugungseffizienz einer in 16A, 16B gezeigten Hologrammlinse zeigt;
  • 18A bis 18C Intensitätsverteilungen eines durchgelassenen Lichts und gebeugten Lichts zeigen, die durch eine in 16A, 16B dargestellte Hologrammlinse durchgehen;
  • 19A eine Querschnittansicht einer zusammengesetzten Objektivlinse gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 19B eine Querschnittansicht einer zusammengesetzten Objektivlinse gemäß einer Modifikation der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 20 eine Querschnittansicht einer zusammengesetzten Objektivlinse gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 21 eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 22 eine Draufsicht einer Wellenfrontänderungsvorrichtung ist, die in der sechsten, neunten und zwölften Ausführungsform genutzt wird, wobei ein Gittermuster einer Hologrammlinse dargestellt ist, die als Wellenfrontänderungsvorrichtung genutzt wird;
  • 23 eine Positionsbeziehung zwischen Brennpunkten eines gebeugten Lichts zeigt, die in der in 22 dargestellten Wellenfrontänderungsvorrichtung und einem Photodetektor auftritt;
  • 24 eine Draufsicht eines Photodetektors ist, der in der sechsten, neunten, zehnten, zwölften, dreizehnten und siebzehnten Ausführungsform genutzt wird;
  • 25A und 25C einen konvergierenden Fleck eines gebeugten Lichts erster Ordnung zeigen, das zu Nachweisabschnitten SE1, SE2 und SE3 eines in 24 gezeigten Sextant-Photodetektors gestrahlt wird, bzw. einen anderen konvergierenden Fleck eines gebeugten Lichts minus erster Ordnung, das auf Nachweisabschnitte SE4, SE5 und SE6 des Sextant-Photodetektors gestrahlt wird, unter der Bedingung, dass eine in 21 gezeigte Objektivlinse auf einem Informationsmedium defokussiert ist;
  • 25B einen konvergierenden Fleck eines gebeugten Lichts erster Ordnung zeigt, der auf die Nachweisabschnitte SE1, SE2 und SE3 des Sextant-Photodetektors gestrahlt wird, und einen anderen konvergierenden Fleck eines gebeugten Lichts minus erster Ordnung, das auf die Nachweisabschnitte SE4, SE5 und SE6 des Sextant-Photodetektors gestrahlt wird, unter der Bedingung, dass die Objektivlinse auf dem Informationsmedium gerade fokussiert ist;
  • 26 eine Beziehung zwischen Strahlen eines gebeugten Lichts zeigt, das in der in 22 dargestellten Wellenfrontänderungsvorrichtung und dem in 24 gezeigten Photodetektor auftritt;
  • 27 eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform ist;
  • 28 eine Draufsicht eines in der siebten, neunten, zehnten, zwölften und dreizehnten Ausführungsform genutzten Photodetektors ist;
  • 29A, 29B, 29C verschiedene Formen konvergierender Flecke zeigen, die auf dem in 28 dargestellten Photodetektor konvergiert werden;
  • 29D eine radiale Richtung Dr und eine tangentiale Richtung Dt darstellt;
  • 30 eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer ersten Modifikation der siebten Ausführungsform ist;
  • 31 eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer zweiten Modifikation der siebten Ausführungsform ist;
  • 32 eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer dritten Modifikation der siebten Ausführungsform ist;
  • 33 eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer vierten Modifikation der siebten Ausführungsform ist;
  • 34 einen Strahl eines durchgelassenen, nicht gebeugten Lichts auf einem optischen Eingangsweg und ein Strahl eines gebeugten durchgelassenen Lichts auf einem optischen Eingangsweg zeigt, wobei die Strahlen genutzt werden, um ein Informationssignal nachzuweisen;
  • 35A eine Änderung eines Brennpunkt-Fehlersignals graphisch dargestellt, das erhalten wird, indem die Intensität eines durchgelassenen Lichts festgestellt wird, wobei die Stärke des Brennpunkt-Fehlersignals von einer Distanz zwischen einer Objektivlinse und einem ersten Informationsmedium abhängt;
  • 35B graphisch eine Änderung eines Brennpunkt-Fehlersignals zeigt, das durch Feststellen der Intensität von gebeugtem Licht erhalten wird, wobei die Stärke des Brennpunkt-Fehlersignals von einer Distanz zwi schen einer Objektivlinse und einem zweiten Informationsmedium abhängt;
  • 36A schematisch eine Änderung eines Brennpunkt-Fehlersignals zeigt, das durch Feststellen der Intensität von gebeugtem Licht erhalten wird, wobei die Stärke des Brennpunkt-Fehlersignals von einer Distanz zwischen einer Objektivlinse und einem ersten Informationsmedium abhängt;
  • 36B graphisch eine Änderung eines Brennpunkt-Fehlersignals zeigt, das durch Feststellen der Intensität von durchgelassenem Licht erhalten wird, wobei die Stärke des Brennpunkt-Fehlersignals von einer Distanz zwischen einer Objektivlinse und einem zweiten Informationsmedium abhängt;
  • 37 eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform ist;
  • 38 eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer zehnten Ausführungsform ist;
  • 39 eine Draufsicht eines Strahlteilers mit einem Hologramm vom Reflexionstyp ist, der in der in 38 dargestellten Optikkopfvorrichtung genutzt wird;
  • 40A, 40B jeweils eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer elften Ausführungsform sind;
  • 41 eine Draufsicht eines Strahlteilers mit einem Hologramm vom Reflexionstyp ist, der in der in 38 dargestellten Optikkopfvorrichtung genutzt wird;
  • 42A und 42C einen konvergierenden Fleck eines gebeugten Lichts erster Ordnung, das auf Nachweisabschnitte SE1, SE2 und SE3 eines in 24 gezeigten Sextant-Photodetektors gestrahlt wird, bzw. einen anderen konvergierenden Fleck eines gebeugten Lichts minus erster Ordnung zeigen, der auf Nachweisabschnitte SE4, SE5 und SE6 des Sextant-Photodetektors gestrahlt wird, unter der Bedingung, dass gebeugtes Licht auf einem zweiten Informationsmedium im Defokus konvergiert wird;
  • 42B einen konvergierenden Fleck eines gebeugten Lichts erster Ordnung zeigt, das auf Nachweisabschnitte SE1, SE2 und SE3 eines in 24 gezeigten Sextant-Photodetektors gestrahlt wird, und einen anderen konvergierenden Fleck eines gebeugten Lichts minus erster Ordnung, das zu den Nachweisabschnitten SE4, SE5 und SE6 des Sextant-Photodetektors gestrahlt wird, unter der Bedingung, dass gebeugtes Licht auf einem zweiten Informationsmedium im Brennpunkt bzw. im Fokus konvergiert wird;
  • 43 eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer zwölften Ausführungsform ist;
  • 44 eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer dreizehnten Ausführungsform ist;
  • 45 eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer vierzehnten Ausführungsform ist;
  • 46 eine Draufsicht einer Hologrammlinse ist, die in der in 45 dargestellten Optikkopfvorrichtung genutzt wird;
  • 47 eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform ist;
  • 48 eine Draufsicht einer Hologrammlinse ist, die in der in 47 dargestellten Optikkopfvorrichtung genutzt wird;
  • 49A, 49B jeweils eine Positionsbeziehung zwischen unnötigen Lichtstrahlen zeigen, die in der in 48 dargestellten Hologrammlinse und einem in 47 dargestellten Photodetektor auftreten;
  • 50 eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer sechzehnten Ausführungsform ist;
  • 51 eine Strukturansicht einer Lichtquelle und von Photodetektoren ist, die in der in 50 dargestellten Optikkopfvorrichtung genutzt werden;
  • 52 eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer siebzehnten Ausführungsform ist;
  • 53 eine diagonale Ansicht einer ersten optischen Platte hoher Dichte ist, wobei teilweise eine Querschnittansicht der Platte dargestellt ist;
  • 54 eine diagonale Ansicht einer zweiten optischen Platte hoher Dichte ist, wobei teilweise eine Querschnittansicht der Platte dargestellt ist;
  • 55 ein Blockdiagramm einer optischen Plattenvorrichtung mit einer der in 21, 27, 30, 31, 32, 33, 37, 38, 40A, 43, 44, 50 und 52 dargestellten Optikkopfvorrichtungen gemäß einer achtzehnten Ausführungsform ist;
  • 56 ein Flußdiagramm ist, das die Operation der in 55 dargestellten optischen Plattenvorrichtung zeigt;
  • 57 ein Blockdiagramm einer optischen Plattenvorrichtung mit einer der in 21, 27, 30, 31, 32, 33, 37, 38, 40A, 43, 44, 50 und 52 dargestellten Optikkopfvorrichtungen gemäß einer neunzehnten Ausführungsform ist; und
  • 58 ein Flußdiagramm ist, das die Operation der in 57 dargestellten optischen Plattenvorrichtung zeigt.
  • (Erste Ausführungsform)
  • 4A ist eine Strukturansicht eines optischen Bilderzeugungssystems mit einer zusammengesetzten Objektivlinse gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein Strahl eines nicht gebeugten durchgelassenen Lichts auf einem dünnen Informationsmedium konvergiert wird. 4B ist eine Strukturansicht des in 4A dargestellten optischen Bilderzeugungssystems, wobei ein Strahl eines gebeugten Lichts erster Ordnung auf einem dicken Informationsmedium konvergiert wird. 5 ist eine Draufsicht einer in 4A, 4B gezeigten Hologrammlinse, wobei ein Gittermuster der Hologrammlinse dargestellt ist.
  • Wie in 4A, 4B dargestellt ist, umfasst ein optisches Bilderzeugungssystem 21 zum Konvergieren von Licht auf einem ersten Substrat 22 eines dünnen ersten Informationsmediums 23 (eine Dicke T1) oder eines zweiten Substrats 24 eines dicken zweiten Informationsmediums 25 (eine Dicke T2), um einen beugungsbegrenzten konvergierenden Fleck zu bilden, eine Glanzwinkel-Hologrammlinse 26 zum Durchlassen eines Teils eines von einer Lichtquelle ausgesandten Einfallslichts L3 ohne jegliche Beugung, um einen Strahl durchgelassenen Lichts L4 zu bilden, und Beugen eines restlichen Teils des Einfallslichts L3, um einen Strahl gebeugten Lichts L5 erster Ordnung zu bilden, und eine Objektivlinse 27 zum Konvergieren des durchgelassenen Lichts L4 auf dem ersten Informationsmedium 23 oder Konvergieren des gebeugten Lichts L5 erster Ordnung auf dem zweiten Informationsmedium 25.
  • Das erste Informationsmedium 23 repräsentiert eine zukünftige optische Platte mit einer Speicherkapazität hoher Dichte, und die Dicke T1 des ersten Informationsmediums 23 reicht von 0,4 mm bis 0,8 mm. Das zweite Informationsmedium 25 repräsentiert eine Kompaktplatte oder eine Laserplatte, die nun auf dem Markt erscheint, und die Dicke T2 des zweiten Informationsmediums 25 beträgt etwa 1,2 mm.
  • Der Ausdruck "Konvergenz" bezeichnet in dieser Beschreibung, dass divergentes Licht oder kollimiertes Licht fokussiert wird, um einen beugungsbegrenzten Mikrofleck zu bilden.
  • In der obigen Konfiguration geht ein Teil eines kollimierten Einfallslichts L3 durch die Hologrammlinse 26 ohne jegliche Beugung, und ein Strahl eines durchgelassenen Lichts L4 (d.h. ein Strahl eines gebeugten Lichts L4 nullter Ordnung) wird gebildet. Danach wird das durchgelassene Licht L4 durch die Objektivlinse 27 konvergiert. Ein restlicher Teil des Einfallslichts L3 wird ebenfalls durch die Hologrammlinse 26 gebeugt und gebrochen, und ein Strahl eines gebeugten Lichts L5 erster Ordnung wird ge bildet. In diesem Fall dient die Hologrammlinse 26 selektiv als konkave Linse für das gebeugte Licht L5 erster Ordnung, so dass das gebeugte Licht L5 erster Ordnung von der Hologrammlinse 26 divergiert. Danach wird das gebeugte Licht L5 erster Ordnung durch die Objektivlinse 27 konvergiert.
  • In Fällen, in denen das dünne erste Informationsmedium 23 genutzt wird, um Stücke einer Information auf oder von einer Vorderseite des Mediums 23 aufzuzeichnen oder zu reproduzieren, wie in 4A dargestellt ist, fällt das durchgelassene Licht L4 auf eine Rückseite des ersten Aufzeichnungsmediums 23 und wird durch die Objektivlinse 27 auf dessen Vorderseite fokussiert, um einen beugungsbegrenzten konvergierenden Fleck S1 auf dem ersten Informationsmedium 23 zu bilden. In Fällen, in denen das dicke zweite Informationsmedium 25 genutzt wird, um Stücke einer Information auf oder von einer Vorderseite des Mediums 25 aufzuzeichnen oder zu reproduzieren, fällt im Gegensatz dazu das gebeugte Licht L5 auf die Rückseite des zweiten Informationsmediums 25 und wird auf dessen Vorderseite fokussiert, um einen beugungsbegrenzten konvergierenden Fleck S2 auf dem zweiten Informationsmedium 25 zu bilden. Da die Hologrammlinse 26 als konkave Linse dient, um das gebeugte Licht L5 erster Ordnung zu divergieren, werden die beugungsbegrenzten konvergierenden Flecke S1, S2 gebildet, selbst wenn sich die Dicke T1 des ersten Informationsmediums 23 von der Dicke T2 des zweiten Informationsmediums 25 unterscheidet. Daher weist eine aus der Hologrammlinse 26 und der Objektivlinse 27 bestehende zusammengesetzte Objektivlinse 29 im wesentlichen zwei Brennpunkte auf.
  • Wie in 5 dargestellt ist, wird die Hologrammlinse 26 gebildet, indem ein Gittermuster P1 in einem Musterbereich 26A eines transparenten Substrats 28 in einer konzentrischen Kreisform gezeichnet wird. Der Mus terbereich 26A ist in einem zentralen Teil des transparenten Substrats 28 angeordnet, und ein musterfreier Bereich 26B ist in einem Umfangsteil des transparenten Substrats 28 angeordnet, so dass er den Musterbereich 26A umgibt. Eine optische Achse des optischen Bilderzeugungssystems 21 geht durch einen Mittelpunkt des Gittermusters P1 und eine zentrale Achse der Objektivlinse 27.
  • Wie in 6 dargestellt ist, ist außerdem das Gittermuster P1 der Hologrammlinse 26 im Relief gebildet, um eine Hologrammlinse vom Phasenmodulationstyp herzustellen. Das heißt, Blöcke, welche jeweils aus einem unteren Teil und einem oberen Teil bestehen, sind im Gittermuster P1 konzentrisch ausgebildet. Die Höhe H des Reliefs im Gittermuster P1 ist eingestellt auf: H = λ/(n(λ) – 1) (1)wobei das Symbol λ eine Wellenlänge des Einfallslichts L3 bezeichnet und das Symbol n(λ) einen Brechungsindex des transparenten Substrats 28 für das Einfallslicht L3 bezeichnet. In diesem Fall ist eine Differenz im Phasenmodulationsgrad zwischen dem Einfallslicht L3, das durch einen unteren Teil des Gittermusters P1 durchgeht, und dem Einfallslicht L3, das durch einen oberen Teil des Gittermusters P1 durchgeht, geringer als 2π Radiant. Daher ist die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 26 für das Einfallslicht L3, das durch das Gittermuster P1 durchgeht, geringer als 100%, um das durch das Gittermuster P1 durchgehende Licht L4 zu erzeugen. Das durch den musterfreien Bereich 26B durchgehende Einfallslicht L3 wird auch nicht gebeugt. Als Folge kann die Intensität des durchgelassenen Lichts L4 ausreichen, um Stücke einer Information auf oder von dem ersten Informationsmedium 23 aufzuzeichnen oder zu reproduzieren.
  • Da die Intensität des durchgelassenen Lichts L4 über die gesamte Oberfläche der Hologrammlinse 26 ausreicht, können auch Sekundärmaxima (Nebenkeulen) des durchgelassenen Lichts L4, die im konvergierenden Fleck S1 in unerwünschter Weise auftreten, unterdrückt werden. Im einzelnen wird, während eine Intensitätsverteilung des durchgelassenen Lichts L4, das auf dem konvergierenden Fleck S1 konvergiert wird, in 7 dargestellt ist, ein Primärmaximum (Hauptkeule) des durchgelassenen Lichts L4, das in einer Mitte des konvergierenden Flecks S1 liegt, genutzt, um ein Stück einer Information auf oder von dem ersten Informationsmedium 23 aufzuzeichnen oder zu reproduzieren, und Sekundärmaxima, die um das primäre Maximum liegen, sind unnötig, da die Sekundärmaxima eine Aufzeichnungsvertiefung oder ein Reproduziersignal verschlechtern, die oder das durch das Primärmaximum gebildet wird.
  • Das Gittermuster P1 der Hologrammlinse 26, das im Relief ausgebildet ist, ist wie in 6 gezeigt mit Glanzwinkeln ausgebildet bzw. gefurcht, so dass das Auftreten von gebeugtem Licht minus erster Ordnung erheblich unterdrückt wird. Daher wird die Intensitätssumme des durchgelassenen Lichts L4 und des gebeugten Lichts L5 erster Ordnung maximiert. Mit anderen Worten, die Nutzeffizienz des Einfallslichts L3 wird gesteigert.
  • Die numerische Apertur NA der Objektivlinse 27 ist gleich 0,6 oder größer. Wenn das durchgelassene Licht L4 durch die Objektivlinse 27 konvergiert wird, wird auch der beugungsbegrenzte konvergierende Fleck S1 auf dem ersten Informationsmedium 23 mit einer Dicke T1 gebildet.
  • Ein Durchmesser der Hologrammlinse 26 ist nahezu der gleiche wie eine Apertur des Objektivlinse 27, so dass ein Durchmesser des Musterbereichs 26A kleiner als die Apertur der Objektivlinse 27 ist. Da das durch den musterfreien Bereich 26B durchgehende Einfallslicht L3 nicht gebeugt wird, werden nicht nur das durch den Musterbereich 26A durchgehende Licht L4, sondern auch das durch den musterfreien Bereich 26B durchgehende Licht L4 durch die Objektivlinse 27 mit einer hohen numerischen Apertur auf dem ersten Informationsmedium 23 konvergiert. Daher kann die Intensität des am konvergierenden Punkt S1 konvergierten durchgelassenen Lichts L4 erhöht werden. Im Gegensatz zum durchgelassenen Licht L4 wird nur das durch den Musterbereich 26A der Hologrammlinse 26 durchgehende Einfallslicht L3 in das gebeugte Licht L5 erster Ordnung geändert, und das gebeugte Licht L5 erster Ordnung wird durch die Objektivlinse 27 mit einer im wesentlichen niedrigen numerischen Apertur auf dem zweiten Informationsmedium 25 konvergiert.
  • Die Phase des durch das Gittermuster P1 des Musterbereichs 26A durchgehenden Lichts L4 ist durch den Durchschnittswert der Phasenmodulationsgrade in dem durch die oberen und unteren Teile des Gittermusters P1 durchgehenden Licht L4 bestimmt. Da die Höhe des musterfreien Bereichs 26B konstant ist, wird im Gegensatz dazu die Phase des durch den musterfreien Bereich 26B durchgehenden Lichts L4 bei einem Phasenmodulationsgrad moduliert. Wie in 6 gezeigt ist, ist daher die Höhe des musterfreien Bereichs 26B einheitlich bzw. eben mit einer Durchschnittshöhe des Gittermusters P1 eingestellt, um die Konvergenzfunktion der Objektivlinse 27 zu steigern.
  • Wie in 8A gezeigt ist, wird beispielsweise in Fällen, in denen jeder Block des Gittermusters P1 in der Hologrammlinse 26, die 6 dargestellt ist, eine aus vier Stufen bestehende abgestufte Form approximiert, eine erste Stufe bei einer Tiefe h1 + h2 und einer Breite W1 geätzt, wird eine zweite Stufe bei einer Tiefe h1 und einer Breite W2 geätzt, wird eine dritte Stufe bei einer Tiefe h2 und einer Breite W2 geätzt, und eine vierte Stufe wird bei einer Breite W1 geätzt. Daher wird im Musterbereich 26A das die abgestufte Form approximierende Gittermuster P1 geschaffen. Ein Umfangsteil des transparenten Substrats 28 wird danach gemäß einer Tiefe h1 oder h2 geätzt, um den musterfreien Bereich 26B zu bilden. Die Höhe des musterfreien Bereichs 26B ist daher nahezu die gleiche wie eine Durchschnittshöhe des Musterbereichs 26A, so dass die Phase des durch den Musterbereich 26A durchgehenden Lichts L4 nahezu die gleiche wie des durch den musterfreien Bereich 26B durchgehenden Lichts L4 ist.
  • Wie in 8B gezeigt ist, kann außerdem eine ideale Glanzwinkelform der Hologrammlinse 26, die in 6 dargestellt ist, eine abgestufte Form approximieren, welche erhalten wird, indem ein zentraler Teil des transparenten Substrats 28 viele Male geätzt wird. In diesem Fall wird die Höhe H0 der abgestuften Form eingestellt, um eine Gleichung H0 < λ/(n(λ) – 1) zu erfüllen, so dass die Differenz in dem Phasenmodulationsgrad auf einen geringeren Wert als 2π Radiant eingestellt ist. Konkret wird in Fällen, in denen die abgestufte Form der Hologrammlinse 26 aus einer Treppe mit N Stufen mit der gleichen Differenz n0 im Niveau besteht, die Differenz n0 im Niveau eingestellt, um eine Gleichung n0 < λ /{(n(λ) – 1)·N} zu erfüllen, um die Differenz in dem Phasenmodulationsgrad jeder Stufe auf einen geringeren Wert als 2π/N Radiant einzustellen. Ein Umfangsteil des transparenten Substrats 28 wird geätzt, um die Dicke des musterfreien Bereichs 26B auf eine Dicke des Musterbereichs 26A bei einer der N Stufen einzustellen, welche nicht die oberste Stufe oder die unterste Stufe ist. Die Höhe des musterfreien Bereichs 26B ist daher nahezu die gleiche wie eine Durchschnittshöhe des Musterbereichs 26A, so dass die Phase des durch den Musterbereich 26A durchgehenden Lichts L4 nahezu die gleiche wie des durch den musterfreien Bereich 26B durchgehenden Lichts L4 ist.
  • Das Gittermuster P1 der Hologrammlinse 26 ist entworfen, um eine etwaige Aberration zu korrigieren, die in der Objektivlinse 27 und dem zweiten Informationsmedium 25 auftritt, so dass das gebeugte Licht L5 erster Ordnung durch das zweite Informationsmedium 25 mit einer Dicke T2 durchgeht und auf dem Medium 25 konvergiert wird, um den beugungsbegrenzten konvergierenden Fleck S2 ohne jede Aberration zu bilden. Ein Verfahren zum Entwerfen der Hologrammlinse 26 mit einer eine Aberration korrigierenden Funktion wird beschrieben.
  • Nachdem das gebeugte Licht L5 erster Ordnung auf dem zweiten Informationsmedium 25 konvergiert ist, divergieren sphärische Wellen vom konvergierenden Fleck S2 und gehen durch das zweite Substrat 24 und die Objektivlinse 27. Die sphärischen Wellen gehen daher durch das transparente Substrat 28 und interferieren optisch mit dem Einfallslicht L3. Daher wird ein Interferenzmuster durch die Interferenz zwischen den sphärischen Wellen und dem Einfallslicht L3 geschaffen. Das Interferenzmuster kann berechnet werden, indem die Phase der sphärischen Wellen von einer invertierten Phase subtrahiert wird, die durch Invertieren der Phase des Einfallslichts L3 erhalten wird. Dementsprechend kann das Gittermuster P1 der Hologrammlinse 26, welches mit dem berechneten Interferenzmuster übereinstimmt, gemäß einer Technik für im Computer erzeugte Hologramme einfach gebildet werden.
  • Da die zusammengesetzte Objektivlinse 29 aus der Objektivlinse 27 und der Hologrammlinse 26 besteht, in der ein Teil des Einfallslichts L3 gebeugt und gebrochen wird, kann dementsprechend ein beugungsbegrenzter konvergierender Fleck zuverlässig auf einem Informationsmedium gebildet werden ungeachtet davon, ob das Informationsmedium eine Dicke T1 oder eine Dicke T2 hat. Es können auch zwei beugungsbegrenzte konvergierende Flecke gleichzeitig auf einem Informationsmedium bei ver schiedenen Tiefen gebildet werden. Mit anderen Worten, die zusammengesetzte Objektivlinse hat im wesentlichen zwei Brennpunkte.
  • Da die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 26 geringer als 100% ist und die Intensität des durch die Hologrammlinse 26 durchgehenden Lichts L4 ausreicht, um Information auf oder von dem ersten Informationsmedium 23 aufzuzeichnen oder zu reproduzieren, können auch die Sekundärmaxima des auf dem konvergierenden Fleck S1 konvergierten durchgelassenen Lichts L4 unterdrückt werden.
  • Da die Hologrammlinse 26 mit Glanzwinkeln versehen ist, kann auch das Auftreten von gebeugtem Licht minus erster Ordnung erheblich unterdrückt werden. Die Intensitätssumme des durchgelassenen Lichts L4 und des gebeugten Lichts L5 erster Ordnung kann daher maximiert werden, und eine Nutzungseffizienz des Einfallslichts L3 kann gesteigert werden.
  • Da die Hologrammlinse 26 als Linse nur für das gebeugte Licht erster Ordnung dient, unterscheidet sich auch die Position des durch das durchgelassene Licht L4 gebildeten konvergierenden Punktes S1 von der des durch das gebeugte Licht L5 erster Ordnung gebildeten konvergierenden Punktes S2 in Richtung der optischen Achse. Wenn das durchgelassene Licht L4 auf einer Informationsaufzeichnungsebene des Informationsmediums 23 im Brennpunkt konvergiert wird, um ein Informationsstück aufzuzeichnen oder zu lesen, ist daher das auf dem Informationsmedium 23 konvergierte gebeugte Licht L5 erster Ordnung außerhalb des Brennpunktes der Informationsaufzeichnungsebene. In der gleichen Weise ist, wenn das gebeugte Licht L5 erster Ordnung auf einer Informationsaufzeichnungsebene des Informationsmediums 25 im Brennpunkt konvergiert wird, das auf dem Informationsmedium 25 konvergierte durchgelassene Licht L4 außerhalb des Brennpunkts bei der Informationsaufzeich nungsebene. Wenn das Licht L4 (oder L5) auf dem konvergierenden Fleck S1 (oder S2) im Brennpunkt konvergiert wird, um die Information aufzuzeichnen oder zu lesen, beeinflusst dementsprechend das Licht L5 (oder L4), das nicht auf dem konvergierenden Fleck S1 (oder S2) im Brennpunkt konvergiert ist, das Aufzeichnen oder Lesen der Information nicht nachteilig. Um den nachteiligen Einfluss auf das Aufzeichnen oder Lesen der Information zuverlässig zu verhindern, ist erforderlich, dass eine Differenz in Richtung der optischen Achse zwischen den konvergierenden Flecken S1, S2 gleich 50 μm oder größer ist. Das heißt, wenn die Differenz gleich 50 μm oder größer ist, divergiert das Licht L5 (oder L4) stark, so dass die Intensität des Lichts L5 (oder L4) bei einer Informationsaufzeichnungsebene reduziert wird, wenn das Licht L4 (oder L5) auf dem konvergierenden Fleck S1 (oder S2) der Informationsaufzeichnungsebene mit einer hohen Intensität konvergiert wird.
  • Da die Dicke T2 des zweiten Informationsmediums 25, das die Kompaktplatte oder die Laserplatte repräsentiert, etwa 1,2 mm beträgt und da die Dicke T1 des ersten Informationsmediums 23, das eine zukünftige optische Platte repräsentiert, zwischen 0,4 mm und 0,8 mm liegt, ist es auch erforderlich, dass die Differenz in Richtung der optischen Achse zwischen den konvergierenden Punkten S1, S2 gleich 1,0 mm oder geringer ist, indem ein Bewegungsbereich eines Stellgliedes in Betracht gezogen wird, mit welchem die Lage bzw. Position der aus der Objektivlinse 27 und der Hologrammlinse 26 bestehenden zusammengesetzten Objektivlinse 29 gemäß einem Brennpunkt-Servosignal eingestellt wird. Da die Hologrammlinse 26 als konkave Linse für das gebeugte Licht erster Ordnung dient, kann die Differenz zwischen den konvergierenden Punkten S1, S2 auf etwa 1 mm erhöht werden.
  • Selbst wenn das durchgelassene Licht L4 und das gebeugte Licht L5 erster Ordnung durch die Objektivlinse 27 gleichzeitig konvergiert werden, wird dementsprechend kein nachteiliger Einfluss auf die Aufzeichnung oder Reproduktion der Information unter der Bedingung ausgeübt, dass die Differenz zwischen den konvergierenden Punkten S1, S2 zwischen 50 μm und 1 mm liegt.
  • Beispiele der Nutzung des optischen Bilderzeugungssystems 21 für verschiedene Arten optischer Platten werden beschrieben.
  • In Fällen, in denen das optische Bilderzeugungssystem 21 für eine optische Plattenvorrichtung genutzt wird, in der Stücke einer Information, die in einer dünnen optischen Platte hoher Dichte und einer dicken Kompaktplatte aufgezeichnet sind, ausschließlich reproduziert werden, wird die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 26 zum Ändern des Einfallslichts L3 in das gebeugte Licht L5 in einem Bereich von etwa 20% bis 70% eingestellt. In diesem Fall ist die Intensität des auf der optischen Platte hoher Dichte konvergierten durchgelassenen Lichts L4 nahezu die gleiche wie die des gebeugten Lichts L5 erster Ordnung, das auf der Kompaktplatte konvergiert wird. Daher kann die Ausgangsleistung des Einfallsstrahls L3 minimiert werden.
  • Auch in Fällen, in denen das optische Bilderzeugungssystem 21 für eine optische Plattenvorrichtung genutzt wird, in der Stücke einer Information, die in einer dünnen optischen Platte hoher Dichte aufgezeichnet sind, aufgezeichnet oder reproduziert werden und Stücke einer Information, die in einer dicken optischen Platte aufgezeichnet sind, ausschließlich reproduziert werden, wird die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 26 zum Ändern des Einfallslichts L3 in das gebeugte Licht L5 erster Ordnung ebenfalls auf einen Wert gleich 30% oder niedriger eingestellt. Selbst wenn eine hohe Intensität eines durchgelassenen Lichts L4 erforderlich ist, um ein Informationsstück auf der optischen Platte hoher Dichte aufzuzeichnen, kann in diesem Fall die Aufzeichnung der Information zuverlässig durchgeführt werden, ohne die Intensität des Einfallslichts L3 zu erhöhen, weil eine Transmissionseffizienz der Hologrammlinse 26 für das Einfallslicht L3 hoch ist. Mit anderen Worten eine Nutzungseffizienz des Einfallslichts L3 kann gesteigert werden, wenn ein Informationsstück auf der optischen Platte hoher Dichte aufgezeichnet wird, so dass die Ausgangsleistung des Einfallslichts L3 minimiert werden kann.
  • In der ersten Ausführungsform dient die Hologrammlinse 26 als konkave Linse für das gebeugte Licht L5 erster Ordnung. Es ist jedoch möglich, dass anstelle der Hologrammlinse 26 eine als konvexe Linse für das gebeugte Licht L5 erster Ordnung dienende Hologrammlinse 26M genutzt wird. Das heißt, wie in den 9A, 9B dargestellt ist, wird das gebeugte Licht L5 auf dem ersten Informationsmedium 23 durch die Objektivlinse 27 konvergiert, um den beugungsbegrenzten konvergierenden Fleck S1 zu bilden, und das durchgelassene Licht L4 wird auf dem zweiten Informationsmedium 25 durch die Objektivlinse 27 konvergiert, um den beugungsbegrenzten konvergierenden Fleck S2 zu bilden. In diesem Fall ist erforderlich, dass die Differenz zwischen den konvergierenden Punkten S1, S2 gleich 0,5 mm oder geringer ist, indem der Bewegungsbereich des Stellglieds in Betracht gezogen wird. Das Auftreten einer chromatischen Aberration kann in einem optischen Bilderzeugungssystem 21M jedoch verhindert werden, in welchem die als konkave Linse für das gebeugte Licht L5 dienende Hologrammlinse 26M genutzt wird. Die Achromasiefunktion in dem optischen Bilderzeugungssystem wird ausführlich beschrieben.
  • Wenn eine Brennweite der Hologrammlinse 26M für das Einfallslichts L3 mit einer Wellenlänge λ0 durch fHO und eine andere Brennweite der Holo grammlinse 26M für das Einfallslicht L3 mit einer Wellenlänge λ1 durch fH1 repräsentiert wird, ist eine Gleichung (2) erfüllt. fH1 = fH0 × λ0/λ1 (2)
  • Die Brennweite fH der Hologrammlinse 22 wird verkürzt, wenn die Wellenlänge λ des Einfallslichts L3 länger wird. Wenn ein Brechungsindex der Objektivlinse 27 für das Einfallslicht L3 mit einer Wellenlänge λ0 durch n(λ0) repräsentiert wird und ein anderer Brechungsindex der Objektivlinse 27 für das Einfallslicht L3 mit einer Wellenlänge λ1 durch n(λ1) repräsentiert wird, wird eine Brennweite fD(λ) der Objektivlinse 27 für das Einfallslicht L3 mit einer Wellenlänge λ durch eine Gleichung (3) formuliert. fD(λ1) = fD(λ0) × (n(λ0) – 1)/(n(λ1) – 1) (3)
  • Die Brennweite fD(λ) der Objektivlinse 27 wird verlängert, wenn die Wellenlänge λ des Einfallslichts L3 länger wird. Das heißt, die Abhängigkeit der Brennweite fD(λ) von der Wellenlänge λ in der Objektlinse 27 ist derjenigen der Brennweite fH von der Wellenlänge λ in der Hologrammlinse 26M entgegengesetzt. Daher wird eine Bedingung, dass die aus der Objektivlinse 27 und der Hologrammlinse 26M bestehende zusammengesetzte Objektivlinse 29M als achromatische Linse dient, durch eine Gleichung (4) formuliert:
    Figure 00310001
  • Da die Abhängigkeit der Brennweite fD(λ) von der Wellenlänge λ in der Objektivlinse 27 derjenigen in der Hologrammlinse 22 entgegensetzt ist, kann dementsprechend die zusammengesetzte Objektivlinse 29M mit ei ner achromatischen Funktion durch die Kombination der Linsen 26M, 27 gebildet werden, und das Auftreten der chromatischen Aberration kann verhindert werden. Selbst wenn die Gleichung (4) nicht streng erfüllt ist, kann auch das Auftreten der chromatischen Aberration stark unterdrückt werden.
  • Eine Krümmung der Objektivlinse 27 kann auch klein sein, da die Hologrammlinse 26M als konvexe Linse für das gebeugte Licht L5 erster Ordnung dient. Da die Hologrammlinse 26M ein ebenes Element ist, kann auch eine leichte zusammengesetzte Objektivlinse mit einer achromatischen Funktion in großen Stückzahlen hergestellt werden. Ein Prinzip der Achromasie wurde in einer ersten Literaturstelle (D. Faklis und M. Morris, Photonics Spectra (1991), November S. 205 & Dezember S. 131), einer zweiten Literaturstelle (M.A. Gan et al., S.P.I.E. (1991), Bd. 1507, S. 116), und einer dritten Literaturstelle (P. Twardowski und P. Meirueis, S.P.I.E. (1991), Bd. 1507, S. 55) vorgeschlagen.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • 10A ist eine Strukturansicht eines optischen Bilderzeugungssystems mit einer zusammengesetzten Objektivlinse gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein Strahl eines nicht gebeugten durchgelassenen Lichts auf einem dünnen Informationsmedium konvergiert wird. 10B ist eine Strukturansicht des in 10A gezeigten optischen Bilderzeugungssystems, wobei ein Strahl eines gebeugten Lichts erster Ordnung auf einem dicken Informationsmedium konvergiert wird.
  • Wie in 10A, 10B gezeigt ist, umfasst ein optisches Bilderzeugungssystem 31 zum Konvergieren von Licht auf dem ersten Substrat 22 des ersten Informationsmediums 23 (die Dicke T1) oder dem zweiten Substrat 24 des zweiten Informationsmediums 25 (die Dicke T2), um einen beugungsbegrenzten konvergierenden Fleck zu bilden, eine Glanzwinkel-Hologrammlinse 32 zum Durchlassen eines Teils des Einfallslichts L3 ohne jegliche Beugung, um einen Strahl eines durchgelassenen Lichts L4 zu bilden, und Beugen eines restlichen Teils des Einfallslichts L3, um einen Strahl eines gebeugten Lichts L5 erster Ordnung zu bilden, und die Objektivlinse 27 zum Konvergieren des durchgelassenen Lichts L4 auf dem ersten Informationsmedium 23 oder Konvergieren des gebeugten Lichts L5 erster Ordnung auf dem zweiten Informationsmedium 25.
  • Die Hologrammlinse 32 wird gebildet, indem ein Gittermuster P2 in einem Musterbereich 32A des transparenten Substrats 28 in einer konzentrischen Kreisform gezeichnet wird. Der Musterbereich 32A ist in einem zentralen Teil des transparenten Substrats 28 angeordnet. Ein Durchmesser des Gittermusters P2 ist gleich einer Apertur der Objektivlinse 27 oder größer. Eine Beugungseffizienz der Hologrammlinse 32 für das durch das Gittermuster P2 durchgehende Einfallslicht L3 ist, in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführungsform ebenfalls geringer als 100%, so dass die Intensität des durchgelassenen Lichts L4 ausreicht, um ein Stück einer Information auf oder von dem ersten Informationsmedium 23 aufzuzeichnen oder zu reproduzieren.
  • Wie in 11 gezeigt ist, ist die Beugungseffizienz in einem zentralen Teil des Musterbereichs 32A hoch, und die Beugungseffizienz ist zur äußeren Richtung des Musterbereichs 32A hin nach und nach verringert. Mit anderen Worten, in Fällen, in denen das Gittermuster P2 der Hologrammlinse 32 in einem Relief ausgebildet ist, ist die Höhe H des Reliefs in dem Gittermuster P2 zur äußeren Richtung des Musterbereichs 32A hin nach und nach verringert. Oder in Fällen, in denen eine ideale Glanzwinkelform der Hologrammlinse 26 eine abgestufte Form approximiert, ist jeder Block des Gittermusters P2, das im zentralen Teil des transparenten Substrats 28 angeordnet ist, in einer in 12A dargestellten abgestuften Form ausgebildet, in der ein Neigungswinkel θ1 von Stufen groß ist und eine Beziehung W1 > W2 zwischen einer ersten Ätzbreite W1 und einer zweiten Ätzbreite W2 erfüllt ist, und das in der in 12A gezeigten abgestuften Form ausgebildete Gittermuster P2 wird nach und nach geändert, indem die erste Ätzbreite W1 verringert und die zweite Ätzbreite W2 zur äußeren Richtung des Musterbereichs 32A hin vergrößert wird, während die Höhe H des Gittermusters P2 allmählich verringert wird. Jeder Block des Gittermusters P2, das in einem Umfangsteil des transparenten Substrats 28 angeordnet ist, ist daher in einer in 12B gezeigten abgestuften Form ausgebildet, in der ein Neigungswinkel θ2 von Stufen klein ist und eine Beziehung W1 < W2 zwischen den Ätzbreiten erfüllt ist. Jeder Block des Gittermusters P2, der in einem mittleren Teil zwischen dem Zentral- und Umfangsteil angeordnet ist, ist in einer in 12C dargestellten abgestuften Form ausgebildet, in der die Ätzbreiten W1, W2 dieselben sind.
  • In der obigen Konfiguration des optischen Bilderzeugungssystems 31 geht ein Teil des Einfallslichts L3 durch die Hologrammlinse 32 ohne jegliche Beugung, um einen Strahl eines durchgelassenen Lichts L4 zu bilden, und das durchgelassene Licht L4 wird durch die Objektivlinse 27 konvergiert. Ein restlicher Teil des Einfallslichts L3 wird durch die Hologrammlinse 32 ebenfalls gebeugt und gebrochen. In diesem Fall dient die Hologrammlinse 32 als konkave Linse für das Einfallslicht L3, so dass ein gebeugtes Licht L5 erster Ordnung von der Hologrammlinse 32 divergiert. Danach wird das gebeugte Licht L5 erster Ordnung durch die Objektivlinse 27 konvergiert.
  • In Fällen, in denen das dünne erste Informationsmedium 23 genutzt wird, um Stücke einer Information auf oder von einer Vorderseite des Mediums 23 aufzuzeichnen oder zu reproduzieren, wie in 10A gezeigt ist, fällt das durchgelassene Licht L4 auf eine Rückseite des ersten Informationsmediums 23 und wird auf dessen Vorderseite durch die Objektivlinse 27 fokussiert, um einen beugungsbegrenzten konvergierenden Fleck S3 auf dem ersten Informationsmedium 23 zu bilden. Da die Beugungseffizienz in dem zentralen Teil des Gittermusters P2 hoch ist und da die Beugungseffizienz in Richtung auf die äußere Richtung des Gittermusters P2 nach und nach verringert ist, ist in diesem Fall die Beugungswahrscheinlichkeit des Einfallslichts L3 im Umfangsteil des Gittermusters P2 verringert. Das Licht L4 geht daher durch die Objektivlinse 27 unter der Bedingung, dass die numerische Apertur NA der Objektivlinse 27 hoch ist.
  • In Fällen, in denen das dicke zweite Informationsmedium 25 genutzt wird, um Stücke einer Information auf oder von einer Vorderseite des Mediums 25 aufzuzeichnen oder zu reproduzieren, fällt im Gegensatz dazu das gebeugte Licht L5 auf eine Rückseite des zweiten Informationsmediums 25 und wird auf dessen Vorderseite fokussiert, um einen beugungsbegrenzten konvergierenden Fleck S5 auf dem zweiten Informationsmedium 25 zu bilden. Da die Hologrammlinse 32 als konkave Linse dient, um das gebeugte Licht L5 erster Ordnung zu divergieren, werden in diesem Fall die beugungsbegrenzten konvergierenden Flecke S3, S4 gebildet, selbst wenn die Dicke T1 des ersten Informationsmediums 23 sich von der Dicke T2 des zweiten Informationsmediums 25 unterscheidet. Daher weist eine aus der Hologrammlinse 32 und der Objektivlinse 27 bestehende zusammengesetzte Objektivlinse 34 im wesentlichen zwei Brennpunkte auf.
  • Da das Licht L4 durch die Objektivlinse 27 unter der Bedingung durchgeht, dass die numerische Apertur NA der Objektivlinse 27 hoch ist, kann dementsprechend die Intensität des auf dem ersten Informationsmedium 23 konvergierten durchgelassenen Lichts L4 hoch sein.
  • In Fällen, in denen das Einfallslicht L3 von einem Halbleiterlaser ausgesandt wird, ist ein Fernfeldmuster des Einfallslichts L3 auch in einer Gaußschen Verteilung wie in 13A gezeigt verteilt. Da die Beugungseffizienz in Richtung auf die äußere Richtung des Gittermusters P2 allmählich verringert wird, ist daher ein Fernfeldmuster des durchgelassenen Lichts L4 in einer Form mit sanfter Steigung wie in 13B gezeigt verteilt. Im Gegensatz zur zweiten Ausführungsform wird, da das Einfallslicht L3 in dem musterfreien Bereich 26b der Hologrammlinse 26 in der ersten Ausführungsform nicht gebeugt wird, die Intensität des durchgelassenen Lichts L4 am Umfangsteil der Hologrammlinse 26 plötzlich erhöht.
  • Sekundärmaxima des durchgelassenen Lichts L4, das auf dem konvergierenden Fleck S3 konvergiert wurde, können dementsprechend im Vergleich zur ersten Ausführungsform außerdem in der zweiten Ausführungsform unterdrückt werden. Das heißt, die Aufzeichnung und Reproduktion der Information wird ohne jegliche Verschlechterung der Information durch Nutzen des optischen Bilderzeugungssystems 31 durchgeführt.
  • In Fällen, in denen das gebeugte Licht L5 erster Ordnung auf dem zweiten Informationsmedium 25 konvergiert wird, um den beugungsbegrenzten konvergierenden Fleck S4 zu bilden, ist außerdem eine numerische Apertur der Objektivlinse 27 für das gebeugte Licht L5 erster Ordnung niedrig, da die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 32 in Richtung auf eine äußere Richtung des Musterbereichs 32A verringert ist. Als Folge wird die Intensität des gebeugten Lichts L5 erster Ordnung verringert. In Fällen, in denen die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 32 erhöht wird, um die Intensität des gebeugten Lichts L5 erster Ordnung zu erhöhen, wird die Intensität des durchgelassenen Lichts L4 an dessen innerem Strahlteil stark verringert, und Sekundärmaxima (oder Nebenkeulen) des durchgelassenen Lichts L4 am konvergierenden Fleck S3 werden in unerwünschter Weise vergrößert. Daher wird das Einfallslicht L3, dessen Fernfeldmuster in der Gaußschen Verteilung verteilt ist, zur Hologrammlinse 32 gestrahlt, um die Intensität des gebeugten Lichts L5 erster Ordnung ohne jegliche Zunahme der zweiten Maxima zu erhöhen. Im einzelnen geht, wie in 14A gezeigt ist, das Einfallslicht L3, das nicht nur in einem zentralen Teil der Gaußschen Verteilung, sondern auch in einem Umfangsteil der Gaußschen Verteilung verteilt ist, durch die Hologrammlinse 32 durch und wird durch die Objektivlinse 27 gebrochen, da der Durchmesser des Gittermusters P2 gleich der Apertur der Objektivlinse 27 oder größer ist. Daher wird eine numerische Apertur NA der Objektivlinse 27 bei einer Lichtquellenseite für das Einfallslicht L3 höher als diejenige in der ersten Ausführungsform, und die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 32 wird erhöht. Als Folge kann die Intensität des gebeugten Lichts L5 erster Ordnung, das auf dem zweiten Informationsmedium 25 konvergiert wird, erhöht werden, wie in 14B gezeigt ist. Da die Intensität des Einfallslichts L3 am Umfangsteil der Gaußschen Verteilung niedrig ist und da die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 32 in Richtung auf die innere Richtung des Gittermusterbereichs 32A erhöht ist, wird auch die Intensität des durchgelassenen Lichts L4 in einer leicht schrägen Form wie in 14C gezeigt verteilt. Dementsprechend können die Sekundärmaxima des durchgelassenen Lichts L4 am konvergierenden Fleck S3 unterdrückt werden.
  • Beispiele der Nutzung des optischen Bilderzeugungssystems 31 für verschiedene Typen optischer Platten werden beschrieben.
  • In Fällen, in denen das optische Bilderzeugungssystem 31 für eine optische Plattenvorrichtung genutzt wird, in der Stücke einer Information, die in einer dünnen optischen Platte hoher Dichte und einer dicken Kompaktplatte aufgezeichnet sind, ausschließlich reproduziert werden, wird die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 32 für das Einfallslicht L3 in einem Bereich von etwa 20% bis 70% eingestellt. In diesem Fall ist die Intensität des auf der optischen Platte hoher Dichte konvergierten durchgelassenen Lichts L4 nahezu die gleiche wie die des auf der Kompaktplatte konvergierten gebeugten Lichts L5 erster Ordnung. Daher kann die Ausgangsleistung des Einfallslichts L3 minimiert werden.
  • In Fällen, in denen das optische Bilderzeugungssystem 31 für eine optische Plattenvorrichtung genutzt wird, in der Stücke einer Information, die in einer dünnen optischen Platte hoher Dichte aufgezeichnet sind, aufgezeichnet oder reproduziert werden und Stücke einer Information, die in einer dicken optischen Platte aufgezeichnet ist, ausschließlich reproduziert werden, wird die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 32 für das Einfallslicht L3 ebenfalls auf einen Wert gleich 30% oder geringer eingestellt. Selbst wenn eine hohe Intensität eines durchgelassenen Lichts L4 erforderlich ist, um ein Stück einer Information auf der optischen Platte hoher Dichte aufzuzeichnen, kann in diesem Fall die Aufzeichnung der Information zuverlässig durchgeführt werden, ohne die Intensität des Einfallslichts L3 zu erhöhen, da eine Transmissionseffizienz der Hologrammlinse 32 für das Einfallslicht L3 hoch ist. Mit anderen Worten, die Nutzeffizienz des Einfallslichts L3 kann gesteigert werden, wenn ein Informationsstück auf der optischen Platte hoher Dichte aufgezeichnet wird, so dass die Ausgangsleistung des Einfallslichts L3 minimiert werden kann.
  • In der zweiten Ausführungsform ist das in dem zentralen Teil des transparenten Substrats 28 gelegene Gittermuster P2 in Richtung auf die äußere Richtung des Musterbereichs 32A von der in 12A gezeigten abgestuften Form über die in 12C gezeigte abgestufte Form allmählich in die in 12B gezeigte abgestufte Form geändert. Da das Auftreten des unnötigen gebeugten Lichts, wie z.B. eines gebeugten Lichts minus erster Ordnung, in dem mittleren Teil des transparenten Substrats 28 effektiv verhindert werden kann, in welchem das Gittermuster P2 in der in 12C gezeigten abgestuften Form ausgebildet ist, wird jedoch bevorzugt, dass der mittlere Teil einen großen Teil des Musterbereichs 32A der Hologrammlinse 32 einnimmt. In diesem Fall kann die Intensitätssumme des durchgelassenen Lichts L4 und des gebeugten Lichts L5 erster Ordnung maximiert werden, so dass eine Nutzeffizienz des Einfallslichts L3 gesteigert werden kann.
  • Da die erste Ätzbereite W1 des Gittermusters P2 in Richtung auf die äußere Richtung des Musterbereichs 32A allmählich verringert wird, ist es auch möglich, dass das in der 12B gezeigten abgestuften Form ausgebildete Gittermuster P2 in eine in 12D gezeigte abgestufte Form geändert wird, wenn die erste Ätzbreite W1 auf einen niedrigeren Wert als etwa 1 μm verringert wird. Das heißt, eine Treppe mit vier Stufen, die in 12B gezeigt ist, wird in eine Treppe mit zwei Stufen geändert. In diesem Fall kann das in der in 12D gezeigten abgestuften Form ausgebildete Gittermuster P2 leicht hergestellt werden. In Fällen, in denen eine Höhe H4 des in der in 12D gezeigten abgestuften Form ausgebildeten Gittermusters P2 überdies in Richtung auf die äußere Richtung des Musterbereichs 32A verringert wird, wird außerdem bevorzugt, dass das Gittermuster P2 in einer in 12E dargestellten abgestuften Form ausgebildet wird. Das heißt, eine dritte Ätzbreite W3 wird in Richtung auf die äußere Richtung des Musterbereichs 32A allmählich verringert, während eine Höhe H5 des Gittermusters P2 abnimmt. Daher kann die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 32 in Richtung auf die äußere Richtung des Musterbereichs 32A ohne jegliche Schwierigkeit bei der Herstellung des Gittermusters P2 allmählich verringert werden.
  • Wie in 15A gezeigt ist, ist es außerdem möglich, dass anstelle der Hologrammlinse 32 eine Hologrammlinse 33 gebildet wird, indem das Gittermuster P1 des Musterbereichs 32A in einem zentralen Teil des transparenten Substrats 28 platziert und vier Arten Beugungsbereiche 33A, 33B, 33C und 33D platziert werden, welche das Gittermuster P1 umgeben. Ein Teil des durch jeden der Beugungsbereiche 33A bis 33D durchgehenden Einfallslichts L3 wird gebeugt, um eine Transmissionseffizienz der Hologrammlinse 33 zu steuern. In diesem Fall wird die Intensität des durchgelassenen Lichts L4 an ihrem Umfangsteil verringert, so dass in dem konvergierenden Fleck S3 auftretende Sekundärmaxima unterdrückt werden können. Es ist auch möglich, dass das Gittermuster P1 des Hologramms durch das Gittermuster P2 ersetzt wird. Es ist ebenfalls möglich, dass Gitterrichtungen der Beugungsbereiche 33A bis 33D sich voneinander unterscheiden. Selbst wenn das gebeugte Licht L5 erster Ordnung, das im Beugungsbereich 33A gebeugt wird, z.B. auf dem Beugungsbereich 33C fällt, nachdem das gebeugte Licht L5 durch das zweite Informationsmedium 25 reflektiert ist, verläuft in diesem Fall das gebeugte Licht L5, das im Beugungsbereich 33C wieder gebeugt wird, nicht parallel zur optischen Achse. In Fällen, in denen ein Stück einer vom zweiten Informationsmedium 25 gelesenen Information in einem Detektor nachgewiesen wird, um die Information zu reproduzieren, wird das gebeugte Licht L5 erster Ordnung, das in den Beugungsbereichen 33A bis 33D gebeugt wird, durch den Detektor als Streulicht nicht festgestellt. Dementsprechend verschlechtert sich die Reproduktion der Information nicht.
  • Wie in 15B gezeigt ist, ist es ebenfalls möglich, dass die Hologrammlinse 32 als konvexe Linse dient. In diesem Fall wird das gebeugte Licht L5 auf dem ersten Informationsmedium 23 konvergiert, und das durchgelassene Licht L4 wird auf dem zweiten Informationsmedium 25 wie in 15C gezeigt konvergiert.
  • (Dritte Ausführungsform)
  • 16A ist eine Strukturansicht eines optischen Bilderzeugungssystems mit einer zusammengesetzten Objektivlinse gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein Strahl eines gebeugten Lichts erster Ordnung auf einem dünnen Informationsmedium konvergiert wird. 16B ist eine Strukturansicht des in 16A gezeigten optischen Bilderzeugungssystems, wobei ein Strahl eines nicht gebeugten durchgelassenen Lichts auf einem dicken Informationsmedium konvergiert wird.
  • Wie in 16A und 16B gezeigt ist, umfasst ein optisches Bilderzeugungssystem 41 zum Konvergieren von Licht auf dem ersten Substrat 22 des ersten Informationsmediums 23 (die Dicke T1) oder dem zweiten Substrat 24 des zweiten Informationsmediums 25 (die Dicke T2), um einen beugungsbegrenzten konvergierenden Fleck zu bilden, eine Glanzwinkel-Hologrammlinse 42 zum Durchlassen eines Teils eines Einfallslichts L3 ohne jegliche Beugung, um einen Strahl eines durchgelassenen Lichts L4 zu bilden, und Beugen eines restlichen Teils des Einfallslichts L3, um einen Strahl gebeugten Lichts L6 erster Ordnung zu bilden, und die Objektivlinse 27 zum Konvergieren des gebeugten Lichts L6 erster Ordnung auf dem ersten Informationsmedium 23 oder Konvergieren des durchgelassenen Lichts L4 auf dem zweiten Informationsmedium 25.
  • Die Hologrammlinse 42 wird gebildet, indem ein Gittermuster P3 in einem Gitterbereich 42A des transparenten Substrats 28 in einer konzentrischen Kreisform gezeichnet wird. Der Musterbereich 42A ist in einem zentralen Teil des transparenten Substrats 28 angeordnet. Ein Durchmesser des Gittermusters P3 ist gleich einer Apertur der Objektivlinse 27 oder größer. Eine Beugungseffizienz der Hologrammlinse 42 für das Einfallslicht L3, das durch das Gittermuster P3 durchgeht, ist in der gleichen Art und Weise wie in der ersten Ausführungsform ebenfalls geringer als 100%, so dass die Intensität des durchgelassenen Lichts L4 ausreicht, um ein Informationsstück auf oder von dem zweiten Informationsmedium 25 aufzuzeichnen oder zu reproduzieren.
  • Wie in 17 gezeigt ist, ist außerdem die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 42 in einem Umfangsteil des Musterbereichs 42A hoch, und die Beugungseffizienz wird in Richtung auf eine innere Richtung des Musterbereichs 42A allmählich verringert. Mit anderen Worten, in Fällen, in denen das Gittermuster P3 der Hologrammlinse 42 in einem Relief ausgebildet ist, wird die Höhe H des Reliefs im Gittermuster P3 in Richtung auf die innere Richtung des Musterbereichs 42A allmählich verringert. Oder in Fällen, in denen eine ideale Glanzwinkelform der Hologrammlinse 26 eine abgestufte Form approximiert, ist jeder Abstand des Gittermusters P3, das in dem Umfangsteil des transparenten Substrats 28 angeordnet ist, in einer in 12A gezeigten abgestuften Form ausgebildet, in der der Neigungswinkel θ1 von Stufen groß ist und die Beziehung W1 > W2 zwischen der ersten und zweiten Ätzbreite W1, W2 erfüllt ist, und das in der in 12A gezeigten abgestuften Form ausgebildete Gittermuster P3 wird allmählich geändert, indem in Richtung auf die innere Richtung des Musterbereichs 42A die erste Ätzbreite W1 verringert und die zweite Ätzbreite W2 vergrößert wird, während die Höhe H des Gittermusters P3 allmählich verringert wird. Jeder Abstand des in einem zentralen Teil des transparenten Substrats 28 angeordneten Gittermusters P3 ist daher in einer in 12B gezeigten abgestuften Form ausgebildet, in der der Neigungswinkel θ2 von Stufen klein und die Beziehung W1 < W2 erfüllt ist. Jeder Abstand des in einem mittleren Teil zwischen dem zentralen Teil und Umfangsteil angeordneten Gittermusters P3 ist in einer in 12C gezeigten abgestuften Form ausgebildet, in der die Ätzbreiten W1, W2 die gleichen sind.
  • In der obigen Konfiguration des optischen Bilderzeugungssystems 41, wie in 16B gezeigt, geht ein Teil des Einfallslichts L3 durch die Hologrammlinse 42 ohne jegliche Beugung, um einen Strahl eines durchgelassenen Lichts L4 zu bilden, und das durchgelassene Licht L4 wird durch die Objektivlinse 27 konvergiert. Ein restlicher Teil des Einfallslichts L3 wird ebenfalls durch die Hologrammlinse 42 gebeugt, um einen Strahl gebeugten Lichts L6 erster Ordnung zu bilden. In diesem Fall dient die Hologrammlinse 42 als konvexe Linse für das Einfallslicht L3, so dass ein in der Hologrammlinse 42 gebildetes gebeugtes Licht L6 erster Ordnung konvergiert. Danach wird das gebeugte Licht L6 durch die Objektivlinse 27 konvergiert.
  • In Fällen, in denen das dünne erste Informationsmedium 23 genutzt wird, um Stücke einer Information auf oder von einer Vorderseite des Mediums 23 aufzuzeichnen oder zu reproduzieren, fällt, wie in 16A gezeigt ist, das gebeugte Licht L6 auf eine Rückseite des ersten Informationsmediums 23 und wird auf dessen Vorderseite fokussiert, um einen beugungsbegrenzten konvergierenden Fleck S5 auf dem ersten Informationsmedium 23 zu bilden. Im Gegensatz dazu fällt in Fällen, in denen das dicke zweite Informationsmedium 25 genutzt wird, um Stücke einer Information auf oder von einer Vorderseite des Mediums 25 aufzuzeichnen oder zu reproduzieren, das durchgelassene Licht L4 auf eine Rückseite des zweiten Informationsmediums 25 und wird auf dessen Vorderseite fokussiert, um einen beugungsbegrenzten konvergierenden Fleck S6 auf dem zweiten Informationsmedium 25 zu bilden.
  • Da die Hologrammlinse 42 als konvexe Linse dient, um das gebeugte Licht L6 zu konvergieren, werden in diesem Fall die beugungsbegrenzten konvergierenden Flecke S5, S6 gebildet, selbst wenn die Dicke T1 des ersten Informationsmediums 23 sich von der Dicke T2 des zweiten Informationsmediums 25 unterscheidet. Daher hat eine aus der Hologrammlinse 42 und der Objektivlinse 27 bestehende zusammengesetzte Objektivlinse 43 im wesentlichen zwei Brennpunkte.
  • Da die Hologrammlinse 42 als konvexe Linse für das gebeugte Licht L6 dient, geht auch das gebeugte Licht L6 durch die Objektivlinse 27 unter der Bedingung durch, dass die numerische Apertur NA der Objektivlinse 27 im wesentlichen hoch ist.
  • Da die Beugungseffizienz im Umfangsteil des Gittermusters P3 hoch ist und da die Beugungseffizienz in Richtung auf die innere Richtung des Gittermusters P3 allmählich verringert wird, ist außerdem eine Beugungswahrscheinlichkeit des Einfallslichts L3 im Umfangsteil des Gittermusters P3 höher.
  • Das Gittermuster P3 der Hologrammlinse 42 ist entworfen, um eine in der Objektivlinse 27 und dem ersten Informationsmedium 23 auftretende etwaige Aberration zu korrigieren, so dass das gebeugte Licht L6 durch das erste Informationsmedium 23 mit der Dicke T1 durchgeht und auf dem Medium 23 konvergiert wird, um den beugungsbegrenzten konvergierenden Fleck S5 ohne jegliche Aberration zu bilden. Ein Verfahren zum Entwerfen der Hologrammlinse 42 mit einer eine Aberration korrigierenden Funktion wird beschrieben.
  • Nachdem das gebeugte Licht L6 auf dem ersten Informationsmedium 23 konvergiert ist, divergieren sphärische Wellen von dem konvergierenden Fleck S5 und gehen durch das erste Substrat 22 und die Objektivlinse 27 durch. Danach gehen die sphärischen Wellen durch das transparente Substrat 28 und interferieren optisch mit dem Einfallslicht L3. Daher wird durch die Interferenz zwischen den sphärischen Wellen und dem Einfallslicht L3 ein Interferenzmuster gebildet. Das Interferenzmuster kann berechnet werden, indem die Phase der sphärischen Wellen zu einer invertierten Phase addiert wird, die durch Invertieren der Phase des Einfallslichts L3 erhalten wird. Dementsprechend kann das Gittermuster P3 der Hologrammlinse 42, das mit dem berechneten Interferenzmuster übereinstimmt, gemäß einer Technik mit computererzeugten Hologrammen leicht geschaffen werden.
  • Da die Hologrammlinse 42 als konvexe Linse für das gebeugte Licht L6 erster Ordnung dient, kann dementsprechend eine Krümmung der Objektivlinse 27 verringert werden. Ein Glasmaterial mit einem hohen Brechungsindex ist ebenfalls nicht erforderlich, um die Objektivlinse 27 herzustellen.
  • Da das gebeugte Licht L6 erster Ordnung, das in der Hologrammlinse 42 gebildet wird, konvergiert, bevor das gebeugte Licht L6 auf die Objektivlinse 27 fällt, kann auch die Distanz in Richtung der optischen Achse zwischen den konvergierenden Flecken S5, S6 auf etwa 1 mm verlängert werden. Selbst wenn das durchgelassene Licht L4 (oder das gebeugte Licht L6 erster Ordnung) auf dem konvergierenden Fleck S6 (oder S5) im Brennpunkt konvergiert wird, um ein Informationsstück aufzuzeichnen oder zu reproduzieren, wird das Licht L6 (oder L4) nicht auf dem konvergierenden Fleck S6 (oder S5) im Brennpunkt konvergiert, um die Intensität des Lichts L6 (oder L4) am konvergierenden Fleck S6 (oder S5) zu reduzieren. Demgemäß wird auf die Aufzeichnung oder Reproduktion der Information kein nachteiliger Einfluss ausgeübt.
  • Da die Hologrammlinse 42 als konvexe Linse für das gebeugte Licht L6 erster Ordnung dient, kann auch das Auftreten einer chromatischen Aberration im optischen Bilderzeugungssystem 41 verhindert werden. Im einzelnen wird die Brennweite der Hologrammlinse 42 verkürzt, wenn die Wellenlänge des Einfallslichts L3 länger wird. Im Gegensatz dazu wird die Brennweite der Objektivlinse 27 verlängert, wenn die Wellenlänge des Einfallslichts L3 länger wird. Das heißt, die Abhängigkeit der Brennweite von der Wellenlänge in der Objektivlinse 27 ist derjenigen der Brennweite von der Wellenlänge in der Hologrammlinse 42 entgegengesetzt. Daher kann die zusammengesetzte Objektivlinse 43 mit einer achromatischen Funktion durch die Kombination der Linsen 27, 42 gebildet werden, und das Auftreten der chromatischen Aberration kann verhindert werden.
  • Da die Hologrammlinse 42 ein ebenes Element ist, kann auch eine zusammengesetzte Objektivlinse mit geringem Gewicht in Großproduktion hergestellt werden.
  • Da die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 42 in Richtung auf eine innere Richtung des Musterbereichs 42A allmählich verringert wird, wird auch die numerische Apertur der Objektivlinse 27 für das gebeugte Licht L6 erster Ordnung im wesentlichen vergrößert. Daher kann die Intensität des gebeugten Lichts L6 erster Ordnung vergrößert werden, um ein Informationsstück auf oder von dem ersten Informationsmedium 23 aufzuzeichnen oder zu reproduzieren.
  • In Fällen, in denen das Einfallslicht L3 von einem Halbleiterlaser ausgesandt wird, ist auch ein Fernfeldmuster des Einfallslichts L3 in einer Gaußschen Verteilung verteilt, wie in 13A gezeigt ist. Da die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 42 in Richtung auf die innere Richtung des Gittermusters P2 allmählich verringert wird, ist daher ein Fernfeldmuster des gebeugten Lichts L6 erster Ordnung in einer Form mit sanfter Steigung verteilt. Dementsprechend können im Vergleich zur ersten Ausführungsform Sekundärmaxima des auf dem konvergierenden Fleck S5 konvergierten gebeugten Lichts L6 erster Ordnung außerdem in der dritten Ausführungsform unterdrückt werden. Das heißt, die Aufzeichnung und Reproduktion der Information kann ohne jegliche Verschlechterung der Information durch Ausnutzen des optischen Bilderzeugungssystems 41 durchgeführt werden.
  • In Fällen, in denen das durchgelassene Licht L4 auf dem zweiten Informationsmedium 25 konvergiert wird, um den beugungsbegrenzten konvergierenden Fleck S6 zu bilden, ist außerdem eine numerische Apertur der Objektivlinse 27 für das durchgelassene Licht L4 gering, da die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 42 in Richtung auf eine äußere Richtung des Gittermusters 42A erhöht werden. Als Folge wird die Intensität des durchgelassenen Lichts L4 verringert. In Fällen, in denen eine Transmissionseffizienz der Hologrammlinse 42 erhöht wird, um die Intensität des durchgelassenen Lichts L4 zu erhöhen, wird die Intensität des gebeugten Lichts L6 erster Ordnung an dessen innerem Strahlteil stark verringert, und Sekundärmaxima (oder Nebenkeulen) des gebeugten Lichts L6 erster Ordnung an dem konvergierenden Fleck S6 werden in unerwünschter Weise vergrößert. Daher wird das Einfallslicht L3, dessen Fernfeldmuster in der Gaußschen Verteilung verteilt ist, zur Hologrammlinse 42 gestrahlt, um die Intensität des durchgelassenen Lichts L4 ohne jegliche Zunahme der zweiten Maxima zu erhöhen. Im einzelnen geht, wie in 18A gezeigt ist, das Einfallslicht L3, das in nicht nur einem zentralen Teil der Gaußschen Verteilung, sondern auch einem Umfangsteil der Gaußschen Verteilung verteilt ist, durch die Hologrammlinse 42 durch und wird durch die Objektivlinse 27 gebrochen, weil der Durchmesser des Gittermusters P3 gleich der Apertur der Objektivlinse 27 oder größer ist. Daher wird eine numerische Apertur NA der Objektivlinse 27 an einer Lichtquellenseite für das Einfallslicht L3 höher als die in der ersten Ausführungsform, und eine Transmissionseffizienz der Hologrammlinse 42 wird erhöht. Als Folge kann die Intensität des auf dem zweiten Informationsmedium 25 konvergierten durchgelassenen Lichts L4 erhöht werden, wie in 18B dargestellt ist. Da die Intensität des Einfallslichts L3 am Umfangsteil der Gaußschen Verteilung gering ist und da die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 42 in Richtung auf die innere Richtung des Gittermusters 42A verringert wird, ist das gebeugte Licht L6 erster Ordnung in einer leicht schrägen Form verteilt, wie in 18C gezeigt ist. Dementsprechend können die Sekundärmaxima des gebeugten Lichts L6 erster Ordnung am konvergierenden Fleck S5 unterdrückt werden.
  • Beispiele der Nutzung des optischen Bilderzeugungssystems 41 für verschiedene Arten optischer Platten werden beschrieben.
  • In Fällen, in denen das optische Bilderzeugungssystem 41 für eine optische Plattenvorrichtung genutzt wird, in der Stücke einer Information, die in einer dünnen optischen Platte hoher Dichte und einer dicken Kompaktplatte aufgezeichnet sind, ausschließlich reproduziert werden, wird die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 42 für das Einfallslicht L3 in einem Bereich von etwa 20% bis 70% eingestellt. In diesem Fall ist die Intensität des auf der Kompaktplatte konvergierten durchgelassenen Lichts L4 nahezu dieselbe wie die des auf der optischen Platte hoher Dichte konvergierten gebeugten Lichts L6 erster Ordnung. Daher kann die Ausgangsleistung des Einfallslichts L3 minimiert werden.
  • In Fällen, in denen das optische Bilderzeugungssystem 41 für eine optische Plattenvorrichtung genutzt wird, in der Stücke einer Information, die in einer dünnen optischen Platte hoher Dichte aufgezeichnet ist, aufgezeichnet oder reproduziert werden und Stücke einer in einer dicken optischen Platte aufgezeichneten Information ausschließlich reproduziert werden, wird auch die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 42 für das Einfallslicht L3 auf einen Wert gleich 55% oder höher eingestellt. Selbst wenn eine hohe Intensität des gebeugten Lichts L6 erster Ordnung erforderlich ist, um ein Informationsstück auf der optischen Platte hoher Dichte aufzuzeichnen, kann in diesem Fall die Aufzeichnung der Information zuverlässig durchgeführt werden, ohne die Intensität des Einfallslichts L3 zu erhöhen, da die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 42 zum Ändern des Einfallslichts L3 in das gebeugte Licht L6 erster Ordnung hoch ist. Mit anderen Worten, die Nutzungseffizienz des Einfallslichts L3 kann gesteigert werden, wenn ein Informationsstück auf der optischen Platte hoher Dichte aufgezeichnet wird, so dass die Ausgangsleistung des Einfallslichts L3 minimiert werden kann. Da die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 42 in Richtung auf eine innere Richtung des Musterbereichs 42A allmählich verringert wird, wird auch die numerische Apertur der Objektivlinse 27 für das gebeugte Licht L6 erster Ordnung wesentlich vergrößert. Daher kann die Intensität des gebeugten Lichts L6 erster Ordnung erhöht werden, um ein Informationsstück auf oder von der optischen Platte hoher Dichte aufzuzeichnen oder zu reproduzieren.
  • In der dritten Ausführungsform wird das in dem Musterbereich 42A des transparenten Substrats 28 gelegene Gittermuster P3 in Richtung auf die äußere Richtung des Musterbereichs 42A von der in 12B gezeigten abgestuften Form über die in 12C gezeigte abgestufte Form nach und nach in die in 12A gezeigte abgestufte Form geändert, während die Höhe H des Gittermusters P3 erhöht wird. Da das Auftreten eines unnötigen gebeugten Lichts wie z.B. eines gebeugten Lichts minus erster Ordnung in dem mittleren Teil des transparenten Substrats 28 effektiv ver hindert werden kann, in welchem das Gittermuster P3 in der in 12C gezeigten abgestuften Form ausgebildet ist, wird jedoch bevorzugt, dass der mittlere Teil einen großen Teil des Musterbereichs 42A der Hologrammlinse 42 einnimmt. In diesem Fall kann die Intensitätssumme des durchgelassenen Lichts L4 und des gebeugten Lichts L6 erster Ordnung maximiert werden so, dass eine Nutzungseffizienz des Einfallslichts L3 gesteigert werden kann.
  • Da die erste Ätzbreite W1 des Gittermusters P3 in Richtung auf die innere Richtung des Musterbereichs 42A allmählich verringert wird, ist es ebenfalls möglich, dass das in der in 12B dargestellten abgestuften Form ausgebildete Gittermuster P3 in eine in 12D gezeigte abgestufte Form geändert wird, wenn die erste Breite W1 auf einen niedrigeren Wert als etwa 1 μm verringert wird. In diesem Fall kann das in der in 12D dargestellten abgestuften Form gebildete Gittermuster P3 einfach hergestellt werden. In Fällen, in denen eine Höhe H4 des Gittermusters P3, das in der in 12D dargestellten abgestuften Form ausgebildet ist, überdies in Richtung auf die innere Richtung des Musterbereichs 42A verringert wird, wird außerdem bevorzugt, dass das Gittermuster P3 in einer in 12E dargestellten abgestuften Form ausgebildet wird. In diesem Fall wird eine dritte Ätzbreite W3 in Richtung auf die innere Richtung des Musterbereichs 42A allmählich verringert, während eine Höhe H5 des Gittermusters P3 verringert wird. Daher kann die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 42 in Richtung auf die innere Richtung des Musterbereichs 42A ohne jegliche Schwierigkeit bei der Herstellung des Gittermusters P3 verringert werden.
  • In den ersten bis dritten Ausführungsformen der optischen Bilderzeugungssysteme 21, 31 und 41 sind die Gittermuster P1, P2 und P3 und der Hologrammlinsen 26, 32 bzw. 42 auf einer Vorderseite des transparenten Substrats 28 ausgebildet, die der Objektivlinse 27 nicht zugewandt ist. Daher hat ein Strahl eines an der Vorderseite des transparenten Substrats 28 reflektierten Lichts keinen nachteiligen Einfluss als Streulicht auf die Aufzeichnung oder Reproduktion der Information. Da das reflektierte Licht durch die Hologrammlinse gebeugt wird, wird im einzelnen das reflektierte Licht gestreut. Selbst wenn das gebeugte Licht L5 oder L6 erster Ordnung an einer Rückseite des transparenten Substrats 28 reflektiert wird, wird auch das reflektierte gebeugte Licht wieder durch die Hologrammlinse gebeugt und gestreut. Daher hat das an der Vorder- oder Rückseite der Hologrammlinse reflektierte Licht keinen nachteiligen Einfluss auf die Aufzeichnung oder Reproduktion der Information.
  • In Fällen, in denen ein Entspiegelungs- bzw. Antireflexionsfilm auf einer Vorderseite der Hologrammlinse 28 beschichtet ist, an der das Gittermuster nicht ausgebildet ist, ist es jedoch möglich, dass die Gittermuster P1, P2 und P3 der Hologrammlinsen 26, 32 bzw. 42 auf einer Rückseite des transparenten Substrats 28, die der Objektivlinse 27 zugewandt ist, gebildet werden. Da das Beugungslicht L5, L6 erster Ordnung an der Vorderseite der Hologrammlinse 28 nicht gebrochen wird, kann in diesem Fall der Entwurf der optischen Bilderzeugungssysteme 21, 31 und 41 vereinfacht werden.
  • In den ersten bis dritten Ausführungsformen sind die Gittermuster P1, P2 und der P3 der Hologrammlinsen 26, 32 bzw. 42 auch in einem Relief ausgebildet, um einen Phasenmodulationstyp einer Hologrammlinse herzustellen. Wie in der vorläufigen Anmeldung Nr. 189504/86 (561-189504) und der vorläufigen Veröffentlichung Nr. 241735/88 (S63-241735) beschrieben ist, kann jedoch der Phasenmodulationstyp der Hologrammlinse erzeugt werden, indem eine Flüssigkristallzelle genutzt wird. Der Phasenmodulationstyp der Hologrammlinse kann auch erzeugt werden, indem ein doppelbrechendes Material wie z.B. Lithiumniobat verwendet wird. Der Phasenmodulationstyp einer Hologrammlinse kann z.B. durch Protonenaustausch eines Oberflächenteils eines Lithiumniobatsubstrats erzeugt werden.
  • (Vierte Ausführungsform)
  • In den ersten bis dritten Ausführungsformen besteht die zusammengesetzte Objektivlinse 29, 34 oder 43 mit zwei Brennpunkten aus der Objektivlinse 27 und der Hologrammlinse 26, 32 oder 42. Als eine zusammengesetzte Objektivlinse gemäß einer vierten Ausführungsform, die in 19A dargestellt ist, wird jedoch bevorzugt, dass jede der Hologrammlinsen 26, 32 und 42 und die Objektivlinse 27 mit einem Verpackungs- bzw. Baugruppenmittel 44 vereint sind, so dass eine zusammengesetzte Objektivlinse 45 gebildet wird, in der eine relative Lage zwischen jeder der Hologrammlinsen 26, 32 und 42 und der Objektivlinse 27 festgelegt ist. In diesem Fall können das durchgelassene Licht L4 und das gebeugte Licht L5, L6 erster Ordnung durch Einstellen der Lage des Baugruppenmittels 44 mit einem Stellglied leicht auf dem ersten oder zweiten Informationsmedium 23, 25 konvergiert werden. Als eine andere zusammengesetzte Objektivlinse gemäß einer modifizierten vierten Ausführungsform, die in 19B dargestellt ist, wird auch bevorzugt, dass jedes der Gittermuster P1, P2 und P3 auf einer gekrümmten Seite der Objektivlinse 27, die der Lichtquellenseite zugewandt ist, direkt gezeichnet wird, um eine zusammengesetzte Objektivlinse 46 zu bilden, in der jede der Hologrammlinsen 26, 32 und 42 mit der Objektivlinse 27 integral geschaffen wird.
  • Dementsprechend kann die zentrale Achse der Objektivlinse 27 immer mit derjenigen von jeder der Hologrammlinsen 26, 32 und 42 übereinstimmen, so dass abaxiale bzw. achsferne Aberrationen von jeder der Holo grammlinsen 26, 32 und 42 wie z.B. eine Koma-Aberration und eine astigmatische Aberration, die im gebeugten Licht erster Ordnung auftreten, in der vierten Ausführungsform verhindert werden können.
  • (Fünfte Ausführungsform)
  • Bei einer in 20 gezeigten zusammengesetzten Objektivlinse gemäß einer fünften Ausführungsform wird auch bevorzugt, dass jedes der Gittermuster P1, P2 und P3 direkt auf einer dem Informationsmedium 23 oder 25 zugewandten Seite der Objektivlinse 27 gezeichnet wird, um eine zusammengesetzte Objektivlinse 47 zu bilden, in der jede der Hologrammlinsen 26, 32 und 42 mit der Objektivlinse 27 einteilig geschaffen ist. In diesem Fall kann eine Krümmung an der Seite der Objektivlinse 27 klein oder in einer ebenen Form vorliegen. Daher kann jedes der Gittermuster P1, P2 und P3 mit geringen Kosten hergestellt werden. In Fällen, in denen eine Aberration hervorgerufen wird durch Neigen der Hologrammlinse aus der optischen Achse, kann auch eine Aberration verhindert werden, indem die Hologrammlinse und eine Lichtquelle des Einfallslichts L3 auf der gleichen Basis fixiert werden.
  • (Sechste Ausführungsform)
  • Eine Optikkopfvorrichtung mit einer der zusammengesetzten Objektivlinsen 29, 29M, 34, 43, 45, 46 und 47, die in den ersten bis fünften Ausführungsformen dargestellt sind, wird mit Verweis auf 21 bis 26 gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In 21 bis 26 dargestellte X-, Y- und Z-Koordinaten werden gemeinsam genutzt.
  • 21 ist eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform.
  • Wie in 21 dargestellt ist, umfasst eine Optikkopfvorrichtung 51 zum Aufzeichnen oder Reproduzieren von Informationsstücken auf oder von dem Informationsmedium 23 oder 25 eine Lichtquelle 52 wie z.B. einen Halbleiterlaser zum Aussenden des Einfallslichts L3, eine Kollimatorlinse 53 zum Kollimieren des Einfallslichts L3, einen Strahlteiler 54 zum Durchlassen des Einfallslichts L3 auf einem optischen Ausgangsweg und Reflektieren eines Strahls des durchgelassenen Lichts L4R, das gebildet wird, indem das durchgelassene Licht L4 auf dem Informationsmedium 23 oder 25 reflektiert wird, und eines Strahls des gebeugten Lichts L5R (oder L6R), das durch Reflektieren des gebeugten Lichts L5 (oder L6) auf dem Informationsmedium 23 oder 25 auf einem optischen Eingangsweg gebildet wird, eine zusammengesetzte Objektivlinse 29 (oder 29M, 34, 43, 45, 46 oder 47), die aus der Hologrammlinse 26 (oder 26M, 32, 33 oder 42) und der Objektivlinse 27 besteht, eine konvergierende Linse 55 zum Konvergieren des durchgelassenen Lichts L4R und des gebeugten Lichts L5R, die durch den Strahlteiler 54 reflektiert wurden, eine Wellenfrontänderungsvorrichtung 56 wie z.B. ein Hologramm zum Ändern einer Wellenfront des durchgelassenen Lichts L4R oder des gebeugten Lichts L5R, um mehrere konvergierende Flecke des durchgelassenen Lichts L4R oder des gebeugten Lichts L5R zu bilden, einen Photodetektor 57 zum Feststellen von Intensitäten der konvergierenden Flecke des durchgelassenen Lichts L4R oder des gebeugten Lichts L5R, dessen Wellenfront durch die Wellenfrontänderungsvorrichtung 56 geändert wird, um ein Informationssignal, das auf dem Informationsmedium 23 oder 25 aufgezeichnet wird, und Servosignale wie z.B. ein Brennpunkt-Fehlersignal und ein Nachführungs-Fehlersignal zu erhalten, und eine Stellgliedeinheit 58 zum Bewegen der aus der Hologrammlinse 26 und der Objektivlinse 27 bestehenden zusammengesetzten Objektivlinse gemäß den Servosignalen.
  • In der obigen Konfiguration wird ein von der Lichtquelle 52 ausgesandter Strahl des Einfallslichts L3 in der Kollimatorlinse 53 kollimiert und geht durch den Strahlteiler 54 durch. Danach geht ein Teil des Einfallslichts L3 ohne jegliche Beugung durch die zusammengesetzte Objektivlinse 29, und ein restlicher Teil des Einfallslichts L3 wird gebeugt.
  • In Fällen, in denen ein Informationsstück auf oder von dem ersten Informationsmedium 23 aufgezeichnet oder reproduziert wird, wird danach das durchgelassene Licht L4 auf dem ersten Informationsmedium 23 konvergiert, um den ersten konvergierenden Fleck S1 zu bilden. Das heißt, das durchgelassene Licht L4 fällt auf eine Rückseite des ersten Informationsmediums 23, und der erste konvergierende Fleck S1 wird auf einer Vorderseite des ersten Informationsmediums 23 gebildet. Danach gelangt ein Strahl eines durchgelassenen Lichts L4R, das an der Vorderseite des ersten Informationsmediums 23 reflektiert wird, über den gleichen optischen Weg in der umgekehrten Richtung. Das heißt, ein Teil des durchgelassenen Lichts L4R geht wieder ohne jegliche Beugung durch die zusammengesetzte Objektivlinse 29 und wird durch den Strahlteiler 54 reflektiert. In diesem Fall wird das durchgelassene Licht L4R kollimiert. Danach wird das durchgelassene Licht L4R durch die konvergierende Linse 55 konvergiert, und die Wellenfront eines großen Teils des durchgelassenen Lichts L4R wird geändert, so dass mehrere konvergierende Flecke auf dem Photodetektor 57 gebildet werden. Danach werden die Intensitäten der konvergierenden Flecke des durchgelassenen Lichts L4R in dem Photodetektor 57 festgestellt. Daher werden ein Informationssignal und Servosignale wie z.B. ein Brennpunkt-Fehlersignal und ein Nachführungs-Fehlersignal erhalten. Die Stellgliedeinheit 58 wird gemäß den Servosignalen betätigt, um die zusammengesetzte Objektivlinse 29 mit hoher Geschwindigkeit zu bewegen, so dass das durchgelassene Licht L4 auf dem ersten Informationsmedium 23 im Brennpunkt konvergiert wird.
  • In Fällen, in denen ein Informationsstück auf dem zweiten Informationsmedium 25 aufgezeichnet oder reproduziert wird, wird auch das gebeugte Licht L5 auf dem zweiten Informationsmedium 25 konvergiert, so dass der zweite konvergierende Fleck S2 gebildet wird. Das heißt, das gebeugte Licht L5 fällt auf eine Rückseite des zweiten Informationsmediums 25, und der zweite konvergierende Fleck S2 wird auf einer Vorderseite des zweiten Informationsmediums 25 gebildet. Danach gelangt ein Strahl eines gebeugten Lichts L5R, das an der Vorderseite des zweiten Informationsmediums 25 reflektiert wird, über den gleichen optischen Weg in der umgekehrten Richtung. Das heißt, ein Teil des gebeugten Lichts L5R wird wieder durch die Hologrammlinse 26 gebeugt und durch den Strahlteiler 54 reflektiert. In diesem Fall wird das gebeugte Licht L5R kollimiert. Danach wird das gebeugte Licht L5R durch die konvergierende Linse 55 konvergiert, und die Wellenfront eines großen Teils des gebeugten Lichts L5R wird geändert, um mehrere konvergierende Flecke auf dem Photodetektor 57 zu bilden. In diesem Fall wird das auf die konvergierende Linse 55 einfallende gebeugte Licht L5R in der gleichen Weise wie das auf die konvergierende Linse 55 einfallende durchgelassene Licht L4R kollimiert, und die konvergierenden Flecke des gebeugten Lichts L5R werden an den gleichen Stellen wie diejenigen des durchgelassenen Lichts L4R gebildet. Danach werden die Intensitäten der konvergierenden Flecke des gebeugten Lichts L5R im Photodetektor 57 festgestellt. Daher werden ein Informationssignal und Servosignale wie z.B. ein Brennpunkt-Fehlersignal und ein Nachführungs-Fehlersignal erhalten. Die Stellgliedeinheit 58 wird gemäß den Servosignalen betätigt, um die zusammengesetzte Objektivlinse 29 mit hoher Geschwindigkeit zu bewegen, so dass das gebeugte Licht L5 auf dem zweiten Informationsmedium 25 im Brennpunkt konvergiert wird.
  • Da das durchgelassene Licht L4R wieder ohne jegliche Beugung durch die zusammengesetzte Objektivlinse durchgeht und das gebeugte Licht L5R wieder durch die Hologrammlinse 26 gebeugt wird, stimmt in diesem Fall in einem Bereich zwischen dem Informationsmedium 23 oder 25 und dem Strahlteiler 54 der optische Ausgangsweg mit dem optischen Eingangsweg überein, selbst wenn der konvergierende Fleck S1 sich vom konvergierenden Fleck S2 unterscheidet. Daher bezieht sich ein konvergierender Fleck S7 auf dem Photodetektor 57, bei dem das Licht L4R oder L5R, das durch die Wellenfrontänderungsvorrichtung 56 nicht gebeugt wurde, konvergiert wird, auf einen Strahlungspunkt der Lichtquelle 52 in einem Spiegelbild, so dass das Licht L4R und L5R, die durch die Wellenfrontänderungsvorrichtung 56 nicht gebeugt wurden, am gleichen konvergierenden Punkt S7 konvergiert werden. In der gleichen Art und Weise werden das durch die Wellenfrontänderungsvorrichtung 56 gebeugte Licht L4R und L5R an den gleichen anderen konvergierenden Punkten konvergiert.
  • Selbst wenn die zusammengesetzte Objektivlinse zwei Brennpunkte aufweist, können demgemäß die Wellenfrontänderungseinheit 56 und der Photodetektor 57, die erforderlich sind, um die Intensität des durchgelassenen Lichts L4R zu bestimmen, genutzt wird, um die Intensität des gebeugten Lichts L5R zu bestimmen. Daher kann die Zahl von Teilen, die erforderlich sind, um die Optikkopfvorrichtung 51 herzustellen, reduziert werden, und eine Optikkopfvorrichtung kleiner Größe kann mit geringen Kosten und geringem Gewicht hergestellt werden, selbst wenn Informationsstücke auf oder von einem Informationsmedium durch Nutzen der Optikkopfvorrichtung 51 aufgezeichnet oder reproduziert werden ungeachtet davon, ob das Informationsmedium dick oder dünn ist.
  • In Fällen, in denen die Hologrammlinsen 26 (oder 32, 33, 42) mit der Objektivlinse 27 integral geschaffen ist, wie in 19A, 19B oder 20 dargestellt ist, kann jede der zusammengesetzten Objektivlinsen 45, 46 und 47 mit geringem Gewicht hergestellt werden, da die Hologrammlinse 26 (oder 32, 33, 42) eine ebene optische Vorrichtung ist. Zum Beispiel ist die Hologrammlinse 26 (oder 32, 33, 42) mehrere zehn mg leicht. Daher kann die mit der Objektivlinse 27 integral ausgebildete Hologrammlinse 26 durch die Stellgliedeinheit 58 leicht bewegt werden.
  • Als nächstes wird ein Nachweisverfahren der Servosignale beschrieben. 22 ist eine Draufsicht der Wellenfrontänderungseinheit 56. 23 ist eine vergrößerte Ansicht eines gebeugten Lichts erster Ordnung und eines durchgelassenen Lichts, die im Photodetektor 57 festgestellt bzw. nachgewiesen werden. Wie in 22 dargestellt ist, ist die Wellenfrontänderungseinheit 56 in einen gebeugtes Licht erzeugenden Bereich 56a, in welchem ein Gittermuster P4 gezeichnet ist, und ein Paar gebeugtes Licht erzeugende Bereiche 56b, 56c unterteilt, in denen ein Paar Gittermuster P5, P6 gezeichnet sind. Das Licht L4R oder L5R, das auf den gebeugtes Licht erzeugenden Bereich 56a fällt, wird gebeugt, um ein Brennpunkt-Fehlersignal zu erhalten. Das auf jeden der gebeugtes Licht erzeugenden Bereiche 56b, 56c fallende Licht L4R oder L5R wird gebeugt, um ein Nachführungs-Fehlersignal zu erhalten.
  • Zu Anfang wird ein Fleckgröße-Nachweisverfahren, das genutzt wird, um ein Brennpunkt-Fehlersignal festzustellen, als Beispiel eines Nachweisverfahrens für ein Brennpunkt-Fehlersignal beschrieben. Das Verfahren ist in der japanischen Patentanmeldung Nr. 185722 von 1990 vorgeschlagen. Kurz gesagt kann in Fällen, in denen das Verfahren übernommen wird, ein zulässiger Aufbaufehler in der Optikkopfvorrichtung erheblich vergrö ßert werden, und das Servosignal wie z.B. ein Brennpunkt-Fehlersignal kann stabil erhalten werden, um die Position der Objektivlinse einzustellen, selbst wenn die Wellenlänge des Einfallslichts L3 variiert.
  • Im einzelnen ist, wie in 23 dargestellt ist, das Gittermuster P4 entworfen, um das durchgelassene Licht L4R (oder das gebeugte Licht L5R), das durch den gebeugtes Licht erzeugenden Bereich 56a der Wellenfrontänderungseinheit 56 durchgeht, in einen Strahl gebeugten Lichts L7 erster Ordnung und einen Strahl gebeugten Lichts L8 minus erster Ordnung zu ändern. Die gebeugten Lichtstrahlen L7, L8 werden durch zwei Arten sphärischer Wellen mit verschiedenen Krümmungen ausgedrückt. Das heißt, Interferenzstreifen werden erzeugt, indem eine sphärische Welle mit einem Brennpunkt FP1 in der Vorderseite des Photodetektors 57 mit einer anderen, von dem konvergierenden Fleck S7 divergierenden sphärischen Welle gemäß einem Zwei-Punkt-Interferometrieprozeß tatsächlich interferiert werden, so dass das mit den Interferenzstreifen übereinstimmende Gittermuster P4 gebildet wird. In einem anderen Fall werden die Interferenzstreifen gemäß einem Verfahren für ein computererzeugtes Hologramm berechnet. Als Ergebnis wird das durchgelassene Licht L4R (oder das gebeugte Licht L5R), das durch den gebeugtes Licht erzeugenden Bereich 56a der Wellenfrontänderungseinheit 56 durchgeht, gebeugt und in Strahlen eines konvergierten gebeugten Lichts wie z.B. einen Strahl gebeugten Lichts L7 erster Ordnung und einen Strahl gebeugten Lichts L8 minus erster Ordnung geändert. Der Strahl gebeugten Lichts L7 erster Ordnung hat den Brennpunkt FP1 an der Vorderseite des Photodetektors 57, und der Strahl des gebeugten Lichts L8 minus erster Ordnung hat einen Brennpunkt FP2 in der Rückseite des Photodetektors 57.
  • Wie in 24 dargestellt ist, umfasst der Photodetektor 57 einen Sextant-Photodetektor 59 (oder einen Photodetektor mit sechsfacher Teilung), in welchem sechs Nachweisabschnitte SE1, SE2, SE3, SE4, SE5 und SE6 vorgesehen sind. Die Intensität des gebeugten Lichts L7 erster Ordnung wird durch jeden der Nachweisabschnitte SE1, SE2 und SE3 des Sextant-Photodetektors 59 festgestellt und in elektrische Stromsignale SC1, SC2 und SC3 geändert bzw. umgewandelt. Die Intensität des gebeugten Lichts L8 minus erster Ordnung wird ebenfalls durch jeden der Nachweisabschnitte SE4, SE5 und SE6 des Sextant-Photodetektors 59 festgestellt und in elektrische Stromsignale SC4, SC5 und SC6 umgewandelt.
  • 25A und 25C zeigen jeweils einen konvergierenden Fleck des gebeugten Lichts L7 erster Ordnung, das zu den Nachweisabschnitten SE1, SE2 und SE3 des Sextant-Photodetektors 59 gestrahlt wird, und einen anderen konvergierenden Fleck des gebeugten Lichts L8 minus erster Ordnung, das zu den Nachweisabschnitten SE4, SE5 und SE6 des Sextant-Photodetektors 59 gestrahlt wird, unter der Bedingung, dass die Objektivlinse 27 auf dem Informationsmedium 23 oder 25 defokussiert ist. 25B zeigt einen konvergierenden Fleck des zu den Nachweisabschnitten SE1, SE2 und SE3 des Sextant-Photodetektors 59 gestrahlten gebeugten Lichts L7 erster Ordnung und einen anderen konvergierenden Fleck des zu den Nachweisabschnitten SE4, SE5 und SE6 des Sextant-Photodetektors 59 gestrahlten gebeugten Lichts L8 minus erster Ordnung unter der Bedingung, dass die Objektivlinse 27 auf dem Informationsmedium 23 oder 25 gerade fokussiert ist.
  • Wie in 25A bis 25C gezeigt ist, wird in Fällen, in denen das durchgelassene Licht L4 (oder das gebeugte Licht L5) auf dem Informationsmedium 23 (oder 25) unter der Bedingung konvergiert wird, dass die Objektivlinse 27 auf dem Informationsmedium 23 (oder 25) defokussiert ist, ein konvergierender Fleck S8 des gebeugten Lichts L7, der auf der linken Seite der 25A, 25C dargestellt ist, auf dem Sextant-Photodetektor 59 gebildet, und ein anderer konvergierender Fleck S9 des gebeugten Lichts L8, der auf der rechten Seite von 25A oder 25C dargestellt ist, wird auf dem Sextant-Photodetektor 59 gebildet. In Fällen, in denen das durchgelassene Licht L4 (oder das gebeugte Licht L5) auf dem Informationsmedium 23 (oder 25) unter der Bedingung konvergiert wird, dass die Objektivlinse 27 auf dem Informationsmedium 23 (oder 25) gerade fokussiert ist, wird im Gegensatz dazu ein konvergierender Fleck S8 des gebeugten Lichts L7, der auf der linken Seite von 25B gezeigt ist, auf dem Sextant-Photodetektor 59 gebildet, und ein anderer konvergierender Fleck S9 des gebeugten Lichts L8, der auf der rechten Seite von 25B gezeigt ist, wird auf dem Sextant-Photodetektor 59 gebildet. Die Intensität des gebeugten Lichts L7 wird in jedem der Nachweisabschnitte SE1, SE2 und SE3 des Sextant-Photodetektors 59 nachgewiesen und in elektrische Stromsignale SC1, SC2, SC3 geändert. Die Intensität des gebeugten Lichts L8 wird ebenfalls in den Nachweisabschnitten SE4, SE5 und SE6 des Sextant-Photodetektors 59 nachgewiesen und in elektrische Stromsignale SC4, SC5 und SC6 geändert. Danach wird ein Brennpunkt-Fehlersignal Sfe gemäß dem Fleckgröße-Nachweisverfahren erhalten, indem eine Gleichung (5) berechnet wird. Sfe = (SC1 + SC3 – SC2) – (SC4 + SC6 – SC5) (5)
  • Danach wird die Lage der zusammengesetzten Objektivlinse mit hoher Geschwindigkeit in einer Richtung entlang einer optischen Achse verschoben, um den Absolutwert des Brennpunkt-Fehlersignals Sfe zu minimieren.
  • In dem Fleckgröße-Nachweisverfahren werden die gebeugten Lichtstrahlen L7, L8 durch zwei Arten sphärischer Wellen mit verschiedenen Krümmungen ausgedrückt, um das Brennpunkt-Fehlersignal Sfe festzustellen. Zwei Strahlen eines gebeugten Lichts L7, L8, die zum Photodetektor 57 gestrahlt werden, sind jedoch nicht auf sphärische Wellen beschränkt. Das heißt, da die Änderung des gebeugten Lichts L7, L8 in einer Y-Richtung durch den Photodetektor 57 gemäß dem Fleckgröße-Nachweisverfahren festgestellt wird, ist es erforderlich, dass ein eindimensionaler Brennpunkt des gebeugten Lichts L7 in der Vorderseite des Photodetektors 57 positioniert wird und ein eindimensionaler Brennpunkt des gebeugten Lichts L8 in der Rückseite des Photodetektors 57 positioniert wird. Daher ist es möglich, dass ein eine astigmatische Aberration enthaltendes gebeugtes Licht zum Photodetektor 57 gestrahlt wird.
  • Außerdem wird ein Informationssignal Sin erhalten, indem alle elektrischen Stromsignale gemäß einer Gleichung (6) addiert werden. Sin = SC1 + SC2 + SC3 + SC4 + SC5 + SC6 (6)
  • Da das Informationsmedium 23 oder 25 mit hoher Geschwindigkeit gedreht wird, wird eine gemusterte Spurvertiefung (track pit), die durch die konvergierenden Flecke S8, S9 des gebeugten Lichts L7, L8 bestrahlt wird, schnell eine nach der anderen geändert, so dass die Intensität des Informationssignals Sin geändert wird. Daher kann die im Informationsmedium 23 oder 25 gespeicherte Information gemäß dem Informationssignal Sin reproduziert werden.
  • Als nächstes wird der Nachweis eines Nachführungs-Fehlersignals in Abhängigkeit von einer relativen Position zwischen einem konvergierenden Fleck und einer gemusterten Spurvertiefung auf dem Informationsmedium 23 oder 25 beschrieben.
  • Das in dem in 22 dargestellten gebeugtes Licht erzeugenden Bereich 56b gezeichnete Gittermuster P5 ist entworfen, um das durchgelassene Licht L4R (oder das gebeugte Licht L5R), das durch den gebeugtes Licht erzeugenden Bereich 56b der Wellenfrontänderungseinheit 56 durchgeht, in einen Strahl gebeugten Lichts L9 erster Ordnung und einen Strahl gebeugten Lichts L10 minus erster Ordnung zu ändern. Das in dem in 22 gezeigten gebeugtes Licht erzeugenden Bereich 56c gezeichnete Gittermuster P6 ist entworfen, um das durchgelassene Licht L4R (oder das gebeugte Licht L5R), das durch den gebeugte Licht erzeugenden Bereich 56c der Wellenfrontänderungseinheit 56 durchgeht, in einen Strahl gebeugten Lichts L11 erster Ordnung und einen Strahl gebeugten Lichts L12 minus erster Ordnung zu ändern.
  • Wie in 24 gezeigt ist, umfasst der Photodetektor 57 ferner vier Nachführungs-Photodetektoren 60a bis 60d zum Feststellen von Intensitäten des gebeugten Lichts L9 bis L12. Wie in 26 gezeigt ist, wird die Intensität des gebeugten Lichts L9 durch den Nachführungs-Photodetektor 60a festgestellt und in ein elektrisches Stromsignal SC7 geändert, wird die Intensität des gebeugten Lichts L10 durch den Nachführungs-Photodetektor 60d festgestellt und in ein elektrisches Stromsignal SC10 geändert, wird die Intensität des gebeugten Lichts L11 durch den Nachführungs-Photodetektor 60b festgestellt und in ein elektrisches Stromsignal SC8 geändert, und die Intensität des gebeugten Lichts L12 wird durch den Nachführungs-Photodetektor 60c festgestellt und in ein elektrisches Stromsignal SC9 geändert. Ein Nachführungs-Fehlersignal Ste wird gemäß einer Gleichung (7) berechnet. Ste = SC7 – SC8 – SC9 + SC10 (7)
  • Daher wird durch das Nachführungs-Fehlersignal Ste die Asymmetrie der Intensitätsverteilung des durchgelassenen Lichts L4R (oder des gebeugten Lichts L5R) ausgedrückt, das auf die Wellenfrontänderungseinheit 56 fällt, die sich in Abhängigkeit von der Lagebeziehung zwischen dem konvergierenden Fleck S1 (oder S2) und einer durch das Licht L4 oder L5 bestrahlten gemusterten Spurvertiefung ändert.
  • Danach wird die Objektivlinse 27 in radialer Richtung bewegt, um einen durch das Nachführungs-Fehlersignal Ste angegebenen Nachführungsfehler zu reduzieren. Die radiale Richtung ist als eine Richtung definiert, die senkrecht zu sowohl der optischen Achse als auch einer Reihe von gemusterten Spurvertiefungen ist. Daher kann der konvergierende Fleck S1 (oder S2) des durchgelassenen Lichts L4 (oder des gebeugten Lichts L5) auf dem Informationsmedium 23 (oder 25) in der Mitte der gemusterten Spurvertiefung gebildet werden, so dass der Nachführungsfehler Null wird.
  • Dementsprechend können Brennpunkt- und Nachführungs-Servocharakteristiken in der Optikkopfvorrichtung 51 stabil erhalten werden. Das heißt, da die Wellenfrontänderungseinheit 56 eine Wellenfrontänderungsfunktion hat, kann ein Brennpunkt-Fehlersignal leicht erhalten werden. Da die gebeugtes Licht erzeugenden Bereiche 56b, 56c in der Wellenfrontänderungseinheit 56 vorgesehen sind, kann auch ein Nachführungs-Fehlersignal leicht erhalten werden. Daher kann die Anzahl von Teilen reduziert werden, die erforderlich sind, um die Optikkopfvorrichtung 51 herzustellen, und die Anzahl der Herstellschritte kann verringert werden. Außerdem kann die Optikkopfvorrichtung mit geringen Kosten und geringem Gewicht hergestellt werden.
  • Da in der Optikkopfvorrichtung 51 die zusammengesetzte Objektivlinse mit zwei Brennpunkten genutzt wird, können auch Informationsstücke zuverlässig aufgezeichnet oder von einem Informationsmedium reproduziert werden, indem die Optikkopfvorrichtung 51 genutzt wird, ungeachtet davon, ob das Informationsmedium dick oder dünn ist.
  • (Siebte Ausführungsform)
  • Als nächstes wird eine Optikkopfvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, in der Servosignale wie z.B. ein Brennpunkt-Fehlersignal und ein Nachführungs-Fehlersignal gemäß einem Verfahren einer astigmatischen Aberration festgestellt werden.
  • 27 ist eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform.
  • Wie in 27 gezeigt ist, umfasst eine Optikkopfvorrichtung 61 zum Aufzeichnen oder Reproduzieren von Informationsstücken auf oder von dem Informationsmedium 23 oder 25 die Lichtquelle 52, die Kollimatorlinse 53, den Strahlteiler 54, die zusammengesetzte Objektivlinse 29 (oder 29M, 34, 43, 45, 46 oder 47), die aus der Hologrammlinse 26 (oder 26M, 32, 33, oder 42) und der Objektivlinse 27 besteht, die Stellgliedeinheit 58, die konvergierende Linse 55, eine eine astigmatische Aberration erzeugende Einheit 62 wie z.B. eine ebene parallele Platte zum Erzeugen einer astigmatischen Aberration in dem durchgelassenen Licht L4R oder dem gebeugten Licht L5R, das durch die konvergierende Linse 55 konvergiert wird, und einen Photodetektor 63 zum Feststellen der Intensität des durchgelassenen Lichts L4R oder des gebeugten Lichts L5R, in welchem die astigmatische Aberration erzeugt wird, um ein Informationssignal und Servosignale wie z.B. ein Brennpunkt-Fehlersignal und ein Nachführungs-Fehlersignal zu erhalten.
  • Die eine astigmatische Aberration erzeugende Einheit 62 ist klassifiziert in eine der Wellenfrontänderungseinheit 56, da eine Wellenfront des durchgelassenen Lichts L4R oder des gebeugten Licht L5R durch die Erzeugungseinheit 62 geändert wird, um die astigmatische Aberration in dem Licht L4R oder L5R zu erzeugen. Eine Normallinie der Einheit 62 ist auch aus einer optischen Achse geneigt.
  • Wie in 28 dargestellt ist, umfasst der Photodetektor 63 einen Quadranten-Photodetektor 64, in welchem vier Nachweisabschnitte SE7, SE8, SE9 und SE10 vorgesehen sind.
  • In der obigen Konfiguration wird das durchgelassene Licht L4R (oder das gebeugte Licht L5R), das von dem Informationsmedium 23 (oder 25) reflektiert wird, durch die konvergierende Linse 55 in der gleichen Weise wie in der sechsten Ausführungsform konvergiert. Danach geht das durchgelassene Licht L4R (oder das gebeugte Licht L5R), durch die eine astigmatische Aberration erzeugende Einheit 62 und wird auf dem Photodetektor 57 konvergiert, um einem konvergierenden Fleck S10 auf den Nachweisabschnitten SE7, SE8, sE9 und SE10 des Quadranten-Photodetektors 64 zu bilden. Da das durchgelassene Licht L4R (oder das gebeugte Licht L5R), das durch die konvergierende Linse 55 konvergiert wird, eine sphärische Welle ist, wird in diesem Fall in dem durchgelassenen Licht L4R (oder dem gebeugten Licht L5R) durch die eine astigmatische Aberration erzeugende Einheit 62 eine astigmatische Aberration erzeugt. Wie in 29A bis 29C gezeigt ist, ändert sich daher die Form des konvergierenden Flecks S10 beträchtlich in Abhängigkeit von einer Distanz zwischen der zusammengesetzten Objektivlinse 29 und dem Informationsmedium 23 (oder 25).
  • In Fällen, in denen das durchgelassene Licht L4 (oder das gebeugte Licht L5) beispielsweise auf dem Informationsmedium 23 (oder 25) unter der Bedingung konvergiert wird, dass die Objektivlinse 27 auf dem Informationsmedium 23 (oder 25) defokussiert ist, wird der konvergierende Fleck S10 des durchgelassenen Lichts L4R (oder des gebeugten Lichts L5R) auf dem Quadranten-Photodetektor 64 wie in 29A, 29C gezeigt gebildet. Im Gegensatz dazu wird in Fällen, in denen das durchgelassene Licht L4 (oder das gebeugte Licht L5) auf dem Informationsmedium 23 (oder 25) unter der Bedingung konvergiert wird, dass die Objektivlinse 27 gerade auf dem Informationsmedium 23 (oder 25) fokussiert ist, der konvergierende Fleck S10 des durchgelassenen Lichts L4R (oder des gebeugten Lichts L5R) auf dem Quadranten-Photodetektor 64 wie in 25B gezeigt gebildet.
  • Die Intensität des durchgelassenen Lichts L4R (oder des gebeugten Lichts L5R) wird in den Nachweisabschnitten SE7, SE8, SE9 und SE10 des Quadranten-Photodetektors 64 festgestellt und in elektrische Stromsignale SC11, SC12, SC13 und SC14 geändert. Danach wird ein Brennpunkt-Fehlersignal Sfe gemäß einem Verfahren für eine astigmatische Aberration durch Berechnen einer Gleichung (8) erhalten. Sfe = (SC11 + SC14) – (SC12 + SC13) (8)
  • Danach wird die Lage der zusammengesetzten Objektivlinse 29 mit hoher Geschwindigkeit in einer Richtung parallel zu einer optischen Achse verschoben, um den Absolutwert des Brennpunkt-Fehlersignals Sfe zu minimieren.
  • Wie in 29D gezeigt ist, werden auch eine Tangentialrichtung Dt, die mit einer Verlaufsrichtung gemusterter Aufzeichnungsvertiefungen über einstimmt, und eine Radialrichtung Dr senkrecht zu sowohl der optischen Achse als auch den gemusterten Aufzeichnungsvertiefungen definiert. In diesem Fall wird, wenn der Quadranten-Photodetektor 64 wie in 29A bis 29C gerichtet ist, ein Nachführungs-Fehlersignal Ste gemäß einer Gleichung (9) berechnet, indem eine Intensitätsverteilungsänderung des durchgelassenen Lichts L4R (oder des gebeugten Lichts L5R) genutzt wird, welche von einer Lagebeziehung zwischen dem konvergierenden Fleck S10 und einer durch das Licht L4 oder L5 bestrahlten Aufzeichnungsvertiefung abhängt. Ste = SC11 + SC13 – (SC12 + SC14) (9)
  • Danach wird die Objektivlinse 27 in der radialen Richtung bewegt, um einen durch das Nachführungs-Fehlersignal Ste angezeigten Nachführungsfehler zu korrigieren. Der konvergierende Fleck S1 (oder S2) des durchgelassenen Lichts L4 (oder des gebeugten Lichts L5) auf dem Informationsmedium 23 (oder 25) kann daher in der Mitte der Aufzeichnungsvertiefung gebildet werden, so dass der Nachführungsfehler Null wird.
  • In einem anderen Fall wird das Nachführungs-Fehlersignal Ste gemäß einem Phasendifferenzverfahren durch Nutzen des in der Gleichung (8) berechneten Ergebnisses erhalten.
  • Außerdem wird ein Informationssignal Sin durch Addieren aller elektrischen Stromsignale gemäß einer Gleichung (10) erhalten. Sin = SC11 + SC12 + SC13 + SC14 (10)
  • Demgemäß können Brennpunkt- und Nachführungs-Servocharakteristiken in der Optikkopfvorrichtung 61 stabil erhalten werden. Das heißt, da eine astigmatische Aberration in dem durchgelassenen Licht L4R (oder dem gebeugten Licht L5R) durch die eine astigmatische Aberration erzeugende Einheit 62 aus einer ebenen parallelen Platte erzeugt wird, können die Servosignale wie z.B. ein Brennpunkt-Fehlersignal und ein Nachführungs-Fehlersignal leicht erhalten werden. Daher kann die Anzahl von Teilen, die erforderlich sind, um die Optikkopfvorrichtung 61 herzustellen, reduziert werden, und die Anzahl an Herstellungsschritten kann verringert werden. Außerdem kann die Optikkopfvorrichtung 61 mit geringen Kosten und geringem Gewicht hergestellt werden.
  • Da die zusammengesetzte Objektivlinse mit zwei Brennpunkten in der Optikkopfvorrichtung 61 genutzt wird, können auch Informationsstücke zuverlässig aufgezeichnet oder von einem Informationsmedium reproduziert werden, indem die Optikkopfvorrichtung 61 genutzt wird, ungeachtet davon, ob das Informationsmedium dick oder dünn ist.
  • In der siebten Ausführungsform ist die aus der ebenen parallelen Platte geschaffene, eine astigmatische Aberration erzeugende Einheit 62 zwischen der konvergierenden Linse 55 und dem Photodetektor 63 angeordnet. Da eine Optikkopfvorrichtung 65 in 30 dargestellt ist, ist es jedoch möglich, dass eine zylindrische Linse 66, die mit der konvergierenden Linse 55 integral geschaffen ist, anstelle der ebenen parallelen Platte angeordnet wird, um eine astigmatische Aberration in dem durchgelassenen Licht L4R (oder dem gebeugten Licht L5R) zu erzeugen. Da die zylindrische Linse 66 mit der konvergierenden Linse 55 integral geschaffen ist, kann in diesem Fall außerdem die Optikkopfvorrichtung mit geringen Kosten hergestellt werden. Wie in 30 gezeigt ist, ist es außerdem möglich, dass eine Normallinie der Hologrammlinse 26 (oder 32, 33, 42) aus einer durch die Mitte der Objektivlinse 27 verlaufenden optischen Achse um etwa ein Grad geneigt wird, um zu verhindern, dass in einer Oberflä che der Hologrammlinse 26 reflektiertes Streulicht auf den Photodetektor 57 oder 63 einfällt. Es ist auch möglich, dass die Hologrammlinse 26 (oder 32, 33, 42) mit einer Antireflexionsschicht beschichtet wird, um das Auftreten von Streulicht zu verhindern.
  • Bei einer Optikkopfvorrichtung 67, die in 31 dargestellt ist, ist es auch möglich, dass anstelle des Strahlteilers 54 ein Polarisationsstrahlteiler 68 angeordnet wird, um das Einfallslicht L3 perfekt durchzulassen, und zwischen der Hologrammlinse 26 (oder 32, 33, 42) und dem Polarisationsstrahlteiler 68 zusätzlich eine 1/4-λ-Platte 69 platziert wird. Da das Einfallslicht L3 durch die 1/4-λ-Platte 69 in einem optischen Ausgangsweg durchgeht und da das durchgelassene Licht L4R (oder das gebeugte Licht L5R) wieder durch die 1/4-λ-Platte 69 in einem optischen Eingangsweg durchgeht, wird in diesem Fall das durchgelassene Licht L4R (oder das gebeugte Licht L5R) durch den Polarisationsstrahlteiler 68 perfekt reflektiert. Dementsprechend kann eine Nutzungseffizienz des Einfallslichts L3 gesteigert werden. Ein Signal-Rausch-Verhältnis jedes der Servosignale und des Informationssignals kann ebenfalls gesteigert werden.
  • Bei einer Optikkopfvorrichtung 70, wie in 32 dargestellt, ist es ebenfalls möglich, dass anstelle des Strahlteilers 54 der Polarisationsstrahlteiler 68 angeordnet wird, um das Einfallslicht L3 perfekt durchzulassen, und die 1/4-λ-Platte 69 zwischen der Hologrammlinse 26 (oder 32, 33, 42) und der Objektivlinse 27 zusätzlich platziert wird. In diesem Fall wird das durchgelassene Licht L4R (oder das gebeugte Licht L5R) durch den Polarisationsstrahlteiler 68 in der gleichen Weise wie in der in 31 dargestellten Optikkopfvorrichtung perfekt reflektiert. Da von der Hologrammlinse 26 (oder 32, 33 42) reflektiertes Streulicht durch den Polarisationsstrahlteiler 68 geht, fällt außerdem das Streulicht nicht auf den Photodetektor 63. Dementsprechend kann außerdem das Signal-Rausch-Verhältnis jedes der Servosignale und des Informationssignals gesteigert werden.
  • Bei einer Optikkopfvorrichtung 71, wie in 33 dargestellt, ist es ebenfalls möglich, dass ein keilförmiges Prisma 72 zum Umformen des von der Lichtquelle 52 ausgesandten Einfallslichts L3 zusätzlich zwischen der Kollimatorlinse 53 und dem Polarisationsstrahlteiler 68 platziert wird. In diesem Fall wird eine elliptische Wellenfront des Einfallslichts L3 durch das keilförmige Prisma 72 in eine kreisförmige Wellenfront umgeformt. Dementsprechend kann eine Nutzungseffizienz des Einfallslichts L3 gesteigert werden.
  • In der sechsten und siebten Ausführungsform wird, wenn das durchgelassene Licht L4 (d.h. das gebeugte Licht L4 nullter Ordnung), das auf dem ersten Informationsmedium 23 konvergiert wird, in Richtung auf die zusammengesetzte Objektivlinse reflektiert wird, um ein auf dem ersten Informationsmedium 23 aufgezeichnetes Informationsstück zu reproduzieren, ein Teil des durchgelassenen Lichts L4R in der Hologrammlinse 26 (oder 32, 33, 42) auf dem optischen Eingangsweg gebeugt, so dass der Teil des durchgelassenen Lichts L4R in einen Strahl gebeugten Lichts L13 erster Ordnung geändert wird. Daher divergiert das gebeugte Licht L13 erster Ordnung von der Hologrammlinse 26, und ein konvergierender Fleck S11 des gebeugten Lichts L13 wird auf dem Photodetektor 57 oder 63 in einer relativ großen Größe gebildet, wie in 34 gezeigt ist. Die Größe des konvergierenden Flecks S11 ist größer als diejenige des Sextant-Photodetektors 59 und des Quadranten-Photodetektors 64. Daher besteht ein Nachteil, dass sich ein Signal-Rausch-Verhältnis des Informationssignals verschlechtert.
  • Um den Nachteil aufzulösen, wird bevorzugt, dass der Photodetektor 57 (oder 63) ferner einen Informations-Photodetektor 73 aufweist, der den Sextant-Photodetektor 59 (oder den Quadranten-Photodetektor 64) umgibt. Die Größe des Informations-Photodetektors 73 ist gleich einem Quadrat von 1 mm oder größer. In Fällen, in denen das Informationssignal durch die Summe der Intensität des durchgelassenen Lichts L4, die in dem Sextant-Photodetektor 59 (oder dem Quadranten-Photodetektor 64) festgestellt wird, und der Intensität des in dem Informations-Photodetektor 73 festgestellten gebeugten Lichts L13 bestimmt wird, kann das Signal-Rausch-Verhältnis im Informationssignal gesteigert werden, und Frequenzcharakteristiken des Informationssignals können verbessert werden.
  • (Achte Ausführungsform)
  • Als nächstes wird gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Fokussieren beschrieben, das in den Optikkopfvorrichtungen 51, 61, 65, 67, 70 und 71 durchgeführt wird.
  • 35A zeigt graphisch eine Änderung des Brennpunkt-Fehlersignals, das durch Feststellen der Intensität des in der Hologrammlinse 26, 32 oder 33 gebildeten durchgelassenen Lichts 24 erhalten wird, wobei die Stärke des Brennpunkt-Fehlersignals von einer Distanz zwischen der Objektivlinse 27 und dem ersten Informationsmedium 23 abhängt. 35B zeigt graphisch eine Änderung des Brennpunkt-Fehlersignals, das durch Feststellen der Intensität des in der Hologrammlinse 26, 32 oder 33 gebildeten gebeugten Lichts L5 erhalten wird, wobei die Stärke des Brennpunkt-Fehlersignals von einer Distanz zwischen der Objektivlinse 27 und dem zweiten Informationsmedium 25 abhängt.
  • Die Intensität des durchgelassenen Lichts L4 ist hoch, da die numerische Apertur der Objektivlinse 27 für das durchgelassene Licht L4 groß ist. Wie in 35A gezeigt ist, ist daher eine Änderung eines Brennpunkt-Fehlersignals FE1, das in Fällen erhalten wird, in denen die Objektivlinse 27 auf dem ersten Informationsmedium 23 nahezu fokussiert ist, erheblich groß im Vergleich zu einer Änderung eines unnötigen Brennpunkt-Fehlersignals FE2, das in Fällen erhalten wird, in denen die Objektivlinse 27 auf dem ersten Informationsmedium 23 defokussiert ist. In Fällen, in denen die Hologrammlinse 26, 32 oder 33 in jeder der Optikkopfvorrichtungen 51, 61, 65, 67, 70 und 71 genutzt wird, wird außerdem das unnötige Brennpunkt-Fehlersignal FE2 erzeugt, wenn die Distanz zwischen der Objektivlinse 27 und dem ersten Informationsmedium 23 größer als die Brennweite der Objektivlinse 27 für das durchgelassene Licht L4 ist.
  • Im Gegensatz dazu ist die Intensität des gebeugten Lichts L5 vergleichsweise niedrig, weil die numerische Apertur der Objektivlinse 27 für das gebeugte Licht L5 vergleichsweise klein ist. Wie in 35B gezeigt ist, ist daher eine Änderung eines Brennpunkt-Fehlersignals FE3, das in Fällen erhalten wird, in denen die Objektivlinse 27 auf dem zweiten Informationsmedium 25 nahezu fokussiert ist, nahezu die selbe wie die eines unnötigen Brennpunkt-Fehlersignals FE4, das in Fällen erhalten wird, in denen die Objektivlinse 27 auf dem zweiten Informationsmedium 25 defokussiert ist. In Fällen, in denen die Hologrammlinse 26, 32 oder 33 in jeder der Optikkopfvorrichtungen 51, 61, 65, 67, 70 und 71 genutzt wird, wird außerdem das unnötige Brennpunkt-Fehlersignal FE4 erzeugt, wenn die Distanz zwischen der Objektivlinse 27 und dem zweiten Informationsmedium 25 kleiner als die Brennweite der Objektivlinse 27 für das gebeugte Licht L5 ist.
  • In Fällen, in denen das Fokussieren des durchgelassenen Lichts L4 auf dem ersten Informationsmedium 23 durchgeführt wird, wird daher die von dem ersten Informationsmedium 23 entfernt platzierte Objektivlinse 27 allmählich in die Nähe des ersten Informationsmediums 23 gebracht. Wenn die Stärke des Brennpunkt-Fehlersignals einen Schwellenwert erreicht, wird danach eine Brennpunkt-Servoschleife, die in dem Photodetektor 57 oder 63 vorgesehen ist, auf einen Betriebszustand eingestellt, so dass die Objektivlinse 27 eingestellt wird, um auf dem ersten Informationsmedium 23 fokussiert zu sein. In Fällen, in denen das Fokussieren des gebeugten Lichts L5 auf dem zweiten Informationsmedium 25 durchgeführt wird, wird ebenfalls die von dem zweiten Informationsmedium 25 entfernt platzierte Objektivlinse 27 in der gleichen Art und Weise allmählich in die Nähe des zweiten Informationsmediums 25 gebracht. Wenn die Stärke des Brennpunkt-Fehlersignals einen Schwellenwert erreicht, wird danach eine in dem Photodetektor 57 oder 63 vorgesehene Brennpunkt-Servoschleife auf einen Betriebszustand eingestellt, so dass die Objektivlinse 27 eingestellt wird, um auf dem zweiten Informationsmedium 25 fokussiert zu sein.
  • Der entgegengesetzte Einfluss des unnötigen Brennpunkt-Fehlersignals FE4 auf das Fokussieren des gebeugten Lichts L5 kann demgemäß verhindert werden. Da die Objektivlinse 27, die von dem Informationsmedium 23 oder 25 entfernt platziert ist, nach und nach in die Nähe des Informationsmediums 23 oder 25 gebracht wird, kann auch ungeachtet davon, ob das Informationsmedium eine Dicke T1 oder T2 aufweist, eine Fokussieroperation in jeder der Optikkopfvorrichtungen 51, 61, 65, 67, 70 und 71 mit der Hologrammlinse 26, 32 oder 33 gemäß einer üblichen Prozedur durchgeführt werden, indem der Schwellenwert geändert oder eine Steuerung mit selbsttätiger Verstärkungsregelung durchgeführt wird, in der das Brennpunkt-Fehlersignal normiert wird, indem die gesamte Intensität des durchgelassenen Lichts L4R oder des gebeugten Lichts L5R festgestellt wird. Daher kann eine Steuerschaltung, die erforderlich ist, um die Fokussieroperation durchzuführen, mit geringen Kosten hergestellt werden.
  • 36A zeigt graphisch eine Änderung des Brennpunkt-Fehlersignals, das erhalten wird, indem die Intensität des in der Hologrammlinse 42 gebildeten gebeugten Lichts L6 festgestellt wird, wobei die Stärke des Brennpunkt-Fehlersignals von einer Distanz zwischen der Objektivlinse 27 und dem ersten Informationsmedium 23 abhängt. 36B zeigt graphisch eine Änderung des Brennpunkt-Fehlersignals, die erhalten wird, indem die Intensität des durchgelassenen Lichts L4 festgestellt wird, das in der Hologrammlinse 42 gebildet wird, wobei die Stärke des Brennpunkt-Fehlersignals von einer Distanz zwischen der Objektivlinse 27 und dem zweiten Informationsmedium 25 abhängt.
  • Wie in 36A gezeigt ist, ist eine Änderung eines Brennpunkt-Fehlersignals FE5, das in Fällen erhalten wird, in denen die Objektivlinse 27 auf dem ersten Informationsmedium 23 nahezu fokussiert ist, im Vergleich zu einer Änderung eines unnötigen Brennpunkt-Fehlersignals FE6 erheblich groß, das in Fällen erhalten wird, in denen die Objektivlinse 27 auf dem ersten Informationsmedium 23 defokussiert ist. In Fällen, in denen die Hologrammlinse 42 in jeder der Optikkopfvorrichtungen 51, 61, 75, 77, 70 und 71 genutzt wird, wird außerdem das unnötige Brennpunkt-Fehlersignal FE6 erzeugt, wenn die Distanz zwischen der Objektivlinse 27 und dem ersten Informationsmedium 23 kleiner als die Brennweite der Objektivlinse 27 für das gebeugte Licht L6 ist.
  • Wie in 36B gezeigt ist, ist im Gegensatz dazu eine Änderung eines Brennpunkt-Fehlersignals FE7, das in Fällen erhalten wird, in denen die Objektivlinse 27 auf dem zweiten Informationsmedium 25 nahezu fokus siert ist, beinahe die gleiche wie die eines unnötigen Brennpunkt-Fehlersignals FE8, das in Fällen erhalten wird, in denen die Objektivlinse 27 auf dem zweiten Informationsmedium 25 defokussiert ist. In Fällen, in denen die Hologrammlinse 42 in jeder der Optikkopfvorrichtungen 51, 61, 65, 67, 70 und 71 genutzt wird, wird außerdem das unnötige Brennpunkt-Fehlersignal FE8 erzeugt, wenn die Distanz zwischen der Objektivlinse 27 und dem zweiten Informationsmedium 25 größer als die Brennweite der Objektivlinse 27 für das durchgelassene Licht L4 ist.
  • In Fällen, in denen das Fokussieren des gebeugten Lichts L6 auf dem ersten Informationsmedium 23 durchgeführt wird, wird daher die nahe dem ersten Informationsmedium 23 platzierte Objektivlinse 27 von dem ersten Informationsmedium 23 allmählich wegbewegt. Wenn die Stärke des Brennpunkt-Fehlersignals einen Schwellenwert erreicht, wird danach eine in dem Photodetektor 57 oder 63 vorgesehene Brennpunkt-Servoschleife in einen Betriebszustand versetzt, so dass die Objektivlinse 27 eingestellt wird, um auf dem ersten Informationsmedium 23 fokussiert zu sein. In Fällen, in denen das Fokussieren des durchgelassenen Lichts L4 auf dem zweiten Informationsmedium 25 durchgeführt wird, wird die nahe dem zweiten Informationsmedium 25 platzierte Objektivlinse 27 ebenfalls in der gleichen Weise von dem zweiten Informationsmedium 25 allmählich weg bewegt. Wenn die Stärke des Brennpunkt-Fehlersignals einen Schwellenwert erreicht, wird danach eine in dem Photodetektor 57 oder 63 vorgesehene Brennpunkt-Servoschleife in einen Betriebszustand versetzt, so dass die Objektivlinse 27 eingestellt wird, um auf dem zweiten Informationsmedium 25 fokussiert zu sein.
  • Demgemäß kann der entgegengesetzte Einfluss des unnötigen Brennpunkt-Fehlersignals FE8 auf das Fokussieren des durchgelassenen Lichts L4 verhindert werden. Da die nahe dem Informationsmedium 23 oder 25 platzierte Objektivlinse 27 von dem Informationsmedium 23 oder 25 allmählich weg bewegt wird, kann demgemäß ungeachtet davon, ob das Informationsmedium eine Dicke T1 oder T2 hat, eine Fokussieroperation in jeder der Optikkopfvorrichtungen 51, 61, 65, 67, 70 und 71 mit der Hologrammlinse 42 gemäß einer üblichen Prozedur durchgeführt werden, indem der Schwellenwert geändert oder die selbsttätige Verstärkungsregelung ausgeführt wird. Daher kann eine Steuerschaltung, die erforderlich ist, um die Fokussieroperation durchzuführen, mit geringen Kosten hergestellt werden.
  • (Neunte Ausführungsform)
  • Gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Verweis auf 29, 37 eine Optikkopfvorrichtung mit einer zusammengesetzten Objektivlinse 29, 34, 45, 46 oder 47 beschrieben, in der das Einfallslicht L3 effizient genutzt wird, um ein Informationssignal und Servosignale zu erhalten.
  • 37 ist eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform.
  • Wie in 37 dargestellt ist, umfasst eine Optikkopfvorrichtung 81 zum Aufzeichnen oder Reproduzieren von Stücken von Informationen auf oder von dem Informationsmedium 23 oder 25 die Lichtquelle 52, die Kollimatorlinse 53, den Strahlteiler 54, die zusammengesetzte Objektivlinse 29 (34, 45, 46 oder 47), die aus der Hologrammlinse 26 (oder 32 oder 33) und der Objektivlinse 27 besteht, die Stellgliedeinheit 58, die konvergierende Linse 55, einen Strahlteiler 82 zum Durchlassen eines Strahls eines gebeugten Lichts L5R oder Reflektieren eines Strahls eines durchgelassenen Lichts L4R, den Photodetektor 63 zum Feststellen der Intensität des durch den Strahlteiler 82 durchgehenden gebeugten Lichts L5R, um Servosignale und ein Informationssignal zu erhalten, das auf dem zweiten Informationsmedium 25 aufgezeichnet ist, die Wellenfrontänderungsvorrichtung 56 wie z.B. ein Hologramm zum Ändern einer Wellenfront des durch den Strahlteiler 82 reflektierten durchgelassenen Lichts L4R und den Photodetektor 57 zum Feststellen der Intensität des durchgelassenen Lichts L4R, um Servosignale und ein Informationssignal zu erhalten, die auf dem ersten Informationsmedium 23 aufgezeichnet sind. Der Strahlteiler 82 ist aus einer ebenen parallelen Platte hergestellt, deren Normallinie auf einem optischen Weg geneigt ist, so dass eine astigmatische Aberration in dem durch den Strahlteiler 82 durchgehenden gebeugten Licht L5R erzeugt wird. Eine Beschichtung ist ebenfalls auf einer Oberfläche der ebenen parallelen Platte aufgebracht.
  • In der obigen Konfiguration wird das durchgelassene Licht L4 (oder das gebeugte Licht L5) durch die konvergierende Linse 27 in der gleichen Weise wie in der sechsten Ausführungsform konvergiert. In Fällen, in denen ein Stück einer Information auf oder von dem ersten Informationsmedium 23 aufgezeichnet oder reproduziert wird, wird danach das durchgelassen Licht L4 auf dem ersten Informationsmedium 23 konvergiert, um den ersten konvergierenden Fleck S1 zu bilden. Danach verläuft ein Strahl eines durch das erste Informationsmedium 23 reflektierten durchgelassenen Lichts L4R über den gleichen optischen Weg in der umgekehrten Richtung. Das heißt, ein großer Teil des durchgelassenen Lichts L4R geht wieder ohne jegliche Beugung durch die zusammengesetzte Objektivlinse und wird durch den Strahlteiler 54 reflektiert. Danach wird das durchgelassene Licht L4R durch die konvergierende Linse 55 konvergiert, und ein Teil des durchgelassenen Lichts L4R wird durch den Strahlteiler 82 reflektiert. Danach wird die Wellenfront eines großen Teils des durchgelassenen Lichts L4R durch die Wellenfrontänderungseinheit 56 geändert, und der große Teil des durchgelassenen Lichts L4R wird auf dem Photodetektor 57 konvergiert, um die konvergierenden Flecke S8, S9 zu bilden. Daher werden in der gleichen Weise wie in der sechsten Ausführungsform ein Informationssignal und Servosignale wie z.B. ein Brennpunkt-Fehlersignal und ein Nachführungs-Fehlersignal erhalten. Ein restlicher Teil des durchgelassenen Lichts L4R, der seine Wellenfront nicht geändert hat, wird auf dem Photodetektor 57 ebenfalls konvergiert, um den konvergierenden Fleck S7 zu bilden.
  • Im Gegensatz dazu wird in Fällen, in denen ein Stück einer Information auf oder von dem zweiten Informationsmedium 25 aufgezeichnet oder reproduziert wird, das gebeugte Licht L5 auf dem zweiten Informationsmedium 25 konvergiert, um den zweiten konvergierenden Fleck S2 zu bilden. Danach verläuft ein Strahl eines durch das zweite Informationsmedium 25 reflektierten gebeugten Lichts L5R über den gleichen optischen Weg in der umgekehrten Richtung, und ein großer Teil des gebeugten Lichts L5R geht ohne jegliche Beugung durch die Hologrammlinse 26. Daher verläuft das gebeugte Licht L5R über den sich von dem optischen Ausgangsweg unterscheidenden optischen Eingangsweg. Danach wird das gebeugte Licht L5R durch den Strahlteiler 54 reflektiert und durch die konvergierende Linse 55 konvergiert. Ein Teil des gebeugten Lichts L5R geht danach durch den Strahlteiler 82. In diesem Fall wird eine astigmatische Aberration in dem gebeugten Licht L5R erzeugt. Das gebeugte Licht L5R wird danach auf dem Photodetektor 63 konvergiert, um einen konvergierenden Fleck S12 zu bilden, der die gleiche Form wie der in 29A bis 29C gezeigte konvergierende Fleck S10 hat, und die Intensität des gebeugten Lichts L5R im Photodetektor 63 wird festgestellt. Deshalb werden in der gleichen Weise wie in der siebten Ausführungsform ein Informationssignal und Servosignale wie z.B. ein Brennpunkt-Fehlersignal und ein Nachführungs-Fehlersignal erhalten.
  • Obgleich ein restlicher Teil des durchgelassenen Lichts L4R durch den Strahlteiler 82 durchgeht, wird in diesem Fall der restliche Teil des durchgelassenen Lichts L4R am konvergierenden Fleck S12 nicht konvergiert, weil das durchgelassene Licht L4R über den gleichen optischen Weg verläuft. Obgleich ein restlicher Teil des gebeugten Lichts L5R durch den Strahlteiler 82 reflektiert wird, wird ebenfalls der restliche Teil des gebeugten Lichts L5R am konvergierenden Fleck S7, S8 oder S9 nicht konvergiert, weil das gebeugte Licht L5R über den sich vom optischen Ausgangsweg unterscheidenden optischen Eingangsweg läuft.
  • Da das gebeugte Licht L5R durch die Hologrammlinse 26 ohne jegliche Beugung durchgeht, bezieht sich in der neunten Ausführungsform der auf dem Photodetektor 63 gebildete konvergierende Fleck S12 nicht auf einen Strahlpunkt der Lichtquelle 52 in einem Spiegelbild, während sich der konvergierende Fleck S7, der auf dem Photodetektor 57 gebildet wird, sich auf den Strahlpunkt der Lichtquelle 52 im Spiegelbild bezieht. Mit anderen Worten, ein Brennpunkt des durch die konvergierende Linse 55 konvergierten gebeugten Lichts L5R unterscheidet sich von dem des durch die konvergierende Linse 55 konvergierten durchgelassenen Lichts L4R. Daher sind der Photodetektor 57 zum Feststellen der Intensität des durchgelassenen Lichts L4R und der Photodetektor 63 zum Feststellen der Intensität des gebeugten Lichts L5R erforderlich.
  • Da die zusammengesetzte Objektivlinse mit zwei Brennpunkten in der Optikkopfvorrichtung 81 genutzt wird, können dementsprechend Stücke einer Information auf oder von einem Informationsmedium zuverlässig aufgezeichnet oder reproduziert werden ungeachtet davon, ob das Informationsmedium dick oder dünn ist.
  • Ein Beispiel der Nutzung der Optikkopfvorrichtung 81 für verschiedene Arten optischer Platten wird beschrieben.
  • In Fällen, in denen die Optikkopfvorrichtung 81 für eine optische Plattenvorrichtung genutzt wird, in der Stücke einer Information, die in einer dünnen optischen Platte 23 hoher Dichte aufgezeichnet sind, aufgezeichnet oder reproduziert werden und Stücke einer Information, die in einer dicken optischen Platte 25 aufgezeichnet sind, ausschließlich reproduziert werden, wird die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 26, 32 oder 33 in der zusammengesetzten Objektivlinse 29, 34, 45, 46 oder 47 zum Ändern eines Lichtstrahls in einen Strahl eines gebeugten Lichts erster Ordnung auf einen Wert gleich 30% oder geringer eingestellt. In Fällen, in denen ein auf der dicken optischen Platte 25 aufgezeichnetes Informationsstück im Photodetektor 63 reproduziert wird, kann ein Signal-Rausch-Verhältnis jedes der Servosignale und des Informationssignals, die im Photodetektor 63 erhalten werden, gesteigert werden, weil das durch die Hologrammlinse 26, 32 oder 33 mit hoher Transmissionseffizienz durchgehende gebeugte Licht L5R genutzt wird, um die Servosignale und das Informationssignal zu erhalten. Mit anderen Worten, eine Nutzeffizienz des Einfallslichts L3 kann gesteigert werden, wenn ein auf der dicken optischen Platte 25 aufgezeichnetes Informationsstück reproduziert wird, so dass die Ausgangsleistung des Einfallslichts L3 minimiert werden kann. Selbst wenn eine hohe Intensität des durchgelassenen Lichts L4 erforderlich ist, um ein Informationsstück auf der optischen Platte 23 hoher Dichte aufzuzeichnen, kann auch die Aufzeichnung der Information zuverlässig durchgeführt werden, ohne die Intensität des Einfallslichts L3 zu erhöhen, weil eine Transmissionseffizienz der Hologrammlinse 26, 32 oder 33 für das Einfallslicht L3 hoch ist. In Fällen, in denen ein auf der optischen Platte 23 hoher Dichte aufgezeichnetes Informationsstück im Photodetektor 57 reproduziert wird, kann ein Signal-Rausch-Verhältnis jedes Signals, das im Photodetektor 57 erhalten wird, ebenfalls gesteigert werden, weil die Transmissionseffizienz der Hologrammlinse 26, 32 oder 33 für das Licht L3, L4 hoch ist.
  • (Zehnte Ausführungsform)
  • Mit Verweis auf 38, 39 wird eine Optikkopfvorrichtung mit der zusammengesetzten Objektivlinse 29, 34, 45, 46 oder 47, in der Einfallslicht L3 effizient genutzt wird, um ein Informationssignal und Servosignale zu erhalten, gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. X1- und Y1-Koordinaten, die in 38, 39 dargestellt sind, werden gemeinsam genutzt.
  • 38 ist eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer zehnten Ausführungsform. 39 ist eine Draufsicht eines Strahlteilers mit einem Hologramm vom Reflexionstyp, der in der in 38 gezeigten Optikkopfvorrichtung genutzt wird.
  • Wie in 38 gezeigt ist, umfasst eine Optikkopfvorrichtung 91 zum Aufzeichnen oder Reproduzieren von Informationsstücken auf oder von dem Informationsmedium 23 oder 25 die Lichtquelle 52, die Kollimatorlinse 53, den Strahlteiler 54, die zusammengesetzte Objektivlinse 29 (oder 34, 45, 46 oder 47), die aus der Hologrammlinse 26 (oder 32 oder 33) und der Objektivlinse 27 besteht, die Stellgliedeinheit 58, die konvergierende Linse 55, einen Strahlteiler 92 mit einem Hologramm 93 vom Reflexionstyp zum Durchlassen eines großen Teils des durchgelassenen Lichts L4R oder Reflektieren des gesamten gebeugten Lichts L5R, das auf das Hologramm 93 fällt, den Photodetektor 63 zum Feststellen der Intensität des durch den Strahlteiler 92 durchgehenden durchgelassenen Lichts L4R, um Servosignale und ein Informationssignal, die in dem ersten Informationsmedi um 23 aufgezeichnet sind, zu erhalten, und den Photodetektor 57 zum Feststellen der Intensität des gebeugten Lichts L5R, um Servosignale und ein Informationssignal zu erhalten, das in dem zweiten Informationsmedium 25 aufgezeichnet ist.
  • Der Strahlteiler 92 ist aus einer zum optischen Weg geneigten ebenen parallelen Platte hergestellt, so dass eine astigmatische Aberration in dem durch den Strahlteiler 92 durchgehenden durchgelassenen Licht L4R erzeugt wird. Wie in 39 gezeigt ist, ist das Hologramm 93 vom Reflexionstyp ebenfalls an einem zentralen Teil des Strahlteilers 92 angeordnet, und ein lichtdurchlässiger Bereich 92a ist an einem Umfangsteil des Strahlteilers 92 angeordnet, so dass er das Hologramm 93 umgibt. Auf den lichtdurchlässigen Bereich 92a einfallendes Licht geht ohne jegliche Beugung durch. Das Hologramm 92 ist in einen gebeugtes Licht erzeugenden Bereich 93a, in welchem ein Gittermuster P7 gezeichnet ist, und ein Paar gebeugtes Licht erzeugende Bereiche 93b, 93c unterteilt, in denen ein Paar Gittermuster P8, P9 gezeichnet ist. Das auf den gebeugtes Licht erzeugenden Bereich 93a einfallende gebeugte Licht L5R wird gebeugt, um ein Brennpunkt-Fehlersignal im Photodetektor 57 zu erhalten. Das auf jeden der gebeugtes Licht erzeugenden Bereiche 93b, 93c einfallende gebeugte Licht L5R wird gebeugt, um ein Nachführungs-Fehlersignal im Photodetektor 57 zu erhalten.
  • In der obigen Konfiguration werden das durchgelassene Licht L4 und das gebeugte Licht L5 durch die konvergierende Linse 27 in der gleichen Weise wie in der sechsten Ausführungsform konvergiert. In Fällen, in denen ein Stück einer Information auf oder von dem ersten Informationsmedium aufgezeichnet oder reproduziert wird, wird danach das durchgelassene Licht L4 auf dem ersten Informationsmedium 23 konvergiert, um den ersten konvergierenden Fleck S1 zu bilden. Danach verläuft ein Strahl eines durch das erste Informationsmedium 23 reflektierten durchgelassenen Lichts L4R über den gleichen optischen Weg in der umgekehrten Richtung. Das heißt, ein großer Teil des durchgelassenen Lichts L4R geht wieder ohne jegliche Beugung durch die zusammengesetzte Objektivlinse 29 und wird zum Strahlteiler 54 reflektiert. Danach wird das durchgelassene Licht L4R durch die konvergierende Linse 55 konvergiert, und ein großer Teil des durchgelassenen Lichts L4R geht durch den Strahlteiler 92 durch. In diesem Fall wird in dem durchgelassenen Licht L4R eine astigmatische Aberration erzeugt. Danach wird das durchgelassene Licht L4R auf dem Photodetektor 63 konvergiert, um einen konvergierenden Fleck S13 zu bilden, der die gleiche Form wie der in 29A bis 29C gezeigte konvergierende Fleck S10 hat, und die Intensität des durchgelassenen Lichts L4R wird im Photodetektor 63 festgestellt. Danach werden ein Informationssignal und Servosignale wie z.B. ein Brennpunkt-Fehlersignal und ein Nachführungs-Fehlersignal in der gleichen Weise wie in der siebten Ausführungsform erhalten.
  • In Fällen, in denen ein Stück einer Information auf oder von dem zweiten Informationsmedium 25 aufgezeichnet oder reproduziert wird, wird im Gegensatz dazu das gebeugte Licht L5 auf dem zweiten Informationsmedium 25 konvergiert, um den zweiten konvergierenden Fleck S2 zu bilden. Danach verläuft ein Strahl des durch das zweite Informationsmedium 25 reflektierten gebeugten Lichts L5R über den gleichen optischen Weg in der umgekehrten Richtung, und ein großer Teil des gebeugten Lichts L5R geht ohne jegliche Beugung durch die Hologrammlinse 26 durch. Daher geht das gebeugte Licht L5R auf dem sich von dem optischen Ausgangsweg unterscheidenden optischen Eingangsweg in der gleichen Weise wie in der neunten Ausführungsform durch. Das gebeugte Licht L5R wird danach durch den Strahlteiler 54 reflektiert und durch die konvergierende Linse 55 auf dem Strahlteiler 92 konvergiert, um einen konvergierenden Fleck auf dem Hologramm 93 von Reflexionstyp des Strahlteilers 92 zu bilden. Das gesamte gebeugte Licht L5R wird daher gebeugt und durch das Hologramm 93 reflektiert, um auf dem Photodetektor 57 konvergiert zu werden. Das heißt, das in dem gebeugtes Licht erzeugenden Bereich 93a des Hologramms 93 gebeugte und reflektierte gebeugte Licht L5R wird in zwei Strahlen geteilt und wird auf den Nachweisabschnitten SE1 bis SE6 des Sextant-Photodetektors 59 im Photodetektor 57 in der gleichen Weise wie in der sechsten Ausführungsform konvergiert. Das in dem gebeugtes Licht erzeugenden Bereich 93b des Hologramms 93 gebeugte und reflektierte gebeugte Licht L5R wird in zwei Strahlen geteilt, und die Intensität des gebeugten Lichts L5R wird in den Nachführungs-Photodetektoren 60a und 60d festgestellt. Das in dem gebeugtes Licht erzeugenden Bereich 93c des Hologramms 93 gebeugte und reflektierte gebeugte Licht L5R wird ebenfalls in zwei Strahlen geteilt, und die Intensität des gebeugten Lichts L5R wird in den Nachführungs-Photodetektoren 60b und 60c festgestellt. Daher werden ein Informationssignal und Servosignale wie z.B. ein Brennpunkt-Fehlersignal und ein Nachführungs-Fehlersignal in der gleichen Weise wie der sechsten Ausführungsform erhalten.
  • Da das durchgelassene Licht L4R durch die Hologrammlinse 26 ohne jegliche Beugung durchgeht, bezieht sich in der zehnten Ausführungsform der auf dem Photodetektor 63 gebildete konvergierende Fleck S13 nicht auf einen Strahlpunkt der Lichtquelle 52 in einem Spiegelbild. Der Photodetektor 57 zum Feststellen der Intensität des gebeugten Lichts L5R und der Photodetektor 63 zum Feststellen der Intensität des durchgelassenen Lichts L4R sind daher erforderlich.
  • Da die zusammengesetzte Objektivlinse mit zwei Brennpunkten in der Optikkopfvorrichtung 91 genutzt wird, können demgemäß Stücke einer Information auf oder von einem Informationsmedium ungeachtet davon zuverlässig aufgezeichnet oder reproduziert werden, ob das Informationsmedium dick oder dünn ist.
  • Da das gesamte gebeugte Licht L5R durch das Hologramm 93 des Strahlteilers 92 vollständig gebeugt und reflektiert wird, kann auch das gebeugte Licht L5R mit hoher Effizienz genutzt werden. Daher kann ein Signal-Rausch-Verhältnis der im Photodetektor 57 erhaltenen Signale gesteigert werden.
  • Ein Beispiel der Nutzung der Optikkopfvorrichtung 91 für verschiedene Arten optischer Platten wird beschrieben.
  • In Fällen, in denen die Optikkopfvorrichtung 91 für eine optische Plattenvorrichtung genutzt wird, in der Stücke einer Information, die in einer dünnen optischen Platte 23 hoher Dichte aufgezeichnet ist, aufgezeichnet oder reproduziert werden und Stücke einer in einer dicken optischen Platte 25 aufgezeichneten Information ausschließlich reproduziert werden, wird die Nutzungseffizienz der Hologrammlinse 26, 32 oder 33 in der zusammengesetzten Objektivlinse 29, 34, 45, 46 oder 47 zum Ändern eines Lichtstrahls in einen Strahl gebeugten Lichts erster Ordnung auf einen Wert gleich 30% oder niedriger eingestellt. In Fällen, in denen ein Stück einer auf der dicken optischen Platte 25 aufgezeichneten Information im Photodetektor 57 reproduziert wird, kann daher ein Signal-Rausch-Verhältnis von jedem der Servosignale und des Informationssignals gesteigert werden, die im Photodetektor 57 erhalten werden, da das durch die Hologrammlinse 26, 32 oder 33 mit hoher Transmissionseffizienz durchgehende gebeugte Licht L5R genutzt wird, um die Servosignale und das Informationssignal zu erhalten. Mit anderen Worten, eine Nutzeffizienz des Einfallslichts L3 kann gesteigert werden, wenn ein Stück einer auf der dicken optischen Platte 25 aufgezeichneten Information reproduziert wird, so dass die Ausgangsleistung des Einfallslichts L3 minimiert werden kann. Selbst wenn eine hohe Intensität des durchgelassenen Lichts L4 erforderlich ist, um ein Stück einer Information auf der optischen Platte 23 hoher Dichte aufzuzeichnen, kann auch die Aufzeichnung der Information zuverlässig durchgeführt werden, ohne die Intensität des Einfallslichts L3 zu erhöhen, weil eine Transmissionseffizienz der Hologrammlinse 26, 32 oder 33 für das Einfallslicht L3 hoch ist. In Fällen, in denen ein Stück einer auf der optischen Platte 23 hoher Dichte aufgezeichneten Information im Photodetektor 63 reproduziert wird, kann auch ein Signal-Rausch-Verhältnis jedes im Photodetektor 63 erhaltenen Signals gesteigert werden, weil die Transmissionseffizienz der Hologrammlinse 26, 32 oder 33 für das Licht L3, L4R hoch ist.
  • (Elfte Ausführungsform)
  • Mit Verweis auf 40 bis 42 wird gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Optikkopfvorrichtung mit der zusammengesetzten Objektivlinse 29, 34, 45, 46 oder 47 beschrieben, in der das Einfallslicht L3 effizient genutzt wird, um ein Informationssignal und Servosignal zu erhalten. In 40, 41 dargestellte X1- und Y1-Koordinaten werden gemeinsam genutzt, und in 40, 42 gezeigte X-, Y- und Z-Koordinaten werden gemeinsam genutzt.
  • Die 40A, 40B sind jeweils eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer elften Ausführungsform. 41 ist eine Draufsicht eines Strahlteilers mit einem Hologramm vom Reflexionstyp, das in der in 38 gezeigten Optikkopfvorrichtung genutzt wird.
  • Wie in 40A, 40B gezeigt ist, umfasst eine Optikkopfvorrichtung 101 zum Aufzeichnen oder Reproduzieren von Informationsstücken auf oder von dem Informationsmedium 23 oder 25 die Lichtquelle 52, die Kollimatorlinse 53, den Strahlteiler 54, die zusammengesetzte Objektivlinse 29 (oder 34, 45, 45, 46 oder 47), die aus der Hologrammlinse 26 (oder 32 oder 33) und der Objektivlinse 27 besteht, die Stellgliedeinheit 58, die konvergierende Linse 55, einen Strahlteiler 102 mit einem Hologramm 103 vom Transmissionstyp, um das auf dem ersten Informationsmedium 23 konvergierte durchgelassene Licht L4R und das auf dem zweiten Informationsmedium 25 konvergierte gebeugte Licht L5R durchzulassen und das durchgelassene Licht L4R zu beugen, das auf dem zweiten Informationsmedium 25 im Defokus konvergiert wird, einen Photodetektor 104 zum Feststellen der Intensität des auf dem ersten Informationsmedium 23 konvergierten durchgelassenen Lichts L4R, um Servosignale und ein im ersten Informationsmedium 23 aufgezeichnetes Informationssignal zu erhalten, Feststellen der Intensität des gebeugten Lichts L5R im Defokus, um ein im zweiten Informationsmedium 25 aufgezeichnetes Informationssignal zu erhalten, und Feststellen der Intensität des auf dem zweiten Informationsmedium 25 im Defokus konvergierten durchgelassenen Lichts L4R, um ein Brennpunkt-Fehlersignal zu erhalten.
  • Der Strahlteiler 102 ist aus einer gegen einen optischen Weg geneigten ebenen parallelen Platte hergestellt, so dass eine astigmatische Aberration in dem durch den Strahlteiler 102 durchgehenden Licht L4R, L5R erzeugt wird. Wie in 41 gezeigt ist, ist auch das Hologramm 103 vom Transmissionstyp an einem zentralen Teil des Strahlteilers 102 angeordnet, und ein lichtdurchlässiger Bereich 102a ist an einem Umfangsteil des Strahlteilers 102 so angeordnet, das er das Hologramm 103 umgibt. Das auf den lichtdurchlässigen Bereich 102a einfallende durchgelassene Licht L4R geht ohne jegliche Beugung durch. Das Hologramm 102 ist in gebeugtes Licht erzeugende Bereiche 103a, 103b unterteilt, die abwechselnd angeordnet sind, um ein Brennpunkt-Fehlersignal gemäß dem in der sechsten Ausführungsform beschriebenen Fleckgröße-Nachweisverfahren festzustellen. Das heißt, in jedem der gebeugtes Licht erzeugenden Bereiche 103a ist ein Gittermuster P10 gezeichnet, und ein konvergierender Fleck wird durch das in den Bereichen 103a gebeugte durchgelassene Licht L4R gebildet. In jedem der gebeugtes Licht erzeugenden Bereiche 103b ist ebenfalls ein Gittermuster P11 gezeichnet, und ein anderer konvergierender Fleck wird durch das in den Bereichen 103b gebeugte durchgelassene Licht L4R geschaffen.
  • Der Photodetektor 104 umfasst den Sextant-Photodetektor 59, in welchem die Nachweisabschnitte SE1, SE2, SE3, SE4, SE5 und SE6 in der gleichen Weise wie beim Photodetektor 57 vorgesehen sind.
  • In der obigen Konfiguration werden durch die konvergierende Linse 27 das durchgelassene Licht L4 und das gebeugte Licht L5 in der gleichen Weise wie in der sechsten Ausführungsform konvergiert. In Fällen, in denen ein Stück einer Information auf oder von dem ersten Informationsmedium 23 aufgezeichnet oder reproduziert wird, wird wie in 40A gezeigt ist, das durchgelassene Licht L4 danach auf dem ersten Informationsmedium 23 konvergiert, um den ersten konvergierenden Fleck S1 zu bilden. Danach gelangt ein Strahl des durch das erste Informationsmedium 23 reflektierten durchgelassenen Lichts L4R über den gleichen optischen Weg in der umgekehrten Richtung. Das heißt, das durchgelassene Licht L4R geht wieder ohne jegliche Beugung durch die zusammengesetzte Objektivlinse und wird durch den Strahlteiler 54 reflektiert. Danach wird das durchgelassene Licht L4R durch die konvergierende Linse 55 konvergiert, und ein Hauptteil des durchgelassenen Lichts L4R geht durch den Strahlteiler 103. In diesem Fall wird in dem durchgelassenen Licht L4R eine astigmatische Aberration erzeugt. Danach wird das durchgelassene Licht L4R auf dem Photodetektor 104 konvergiert, um einen konvergierenden Fleck S14 zu bilden, der die gleiche Form wie der konvergierende Fleck S10 hat, der in 29A bis 29C dargestellt ist, und die Intensität des durchgelassenen Lichts L4R wird im Photodetektor 104 festgestellt. Daher werden ein Informationssignal und Servosignale wie z.B. ein Brennpunkt-Fehlersignal und ein Nachführungs-Fehlersignal in der gleichen Weise wie in der siebten Ausführungsform erhalten. Da die Position des Photodetektors 104, der das durchgelassene Licht L4R nachweist, sich auf einen Strahlungspunkt der Lichtquelle 52 in einem Spiegelbild bezieht, wird in diesem Fall das durchgelassene Licht L4R auf dem Photodetektor 104 im Fokus konvergiert.
  • In Fällen, in denen ein Stück einer Information auf oder von dem zweiten Informationsmedium 25 aufgezeichnet oder reproduziert wird, wird im Gegensatz dazu, wie in 40B gezeigt ist, das gebeugte Licht L5 auf dem zweiten Informationsmedium 25 konvergiert, um den zweiten konvergierenden Fleck S2 zu bilden. Danach gelangt ein Strahl des durch das zweite Informationsmedium 25 reflektierten gebeugten Lichts L5R über den gleichen optischen Weg in der umgekehrten Richtung und geht ohne jegliche Beugung durch die Hologrammlinse 26. Daher geht das gebeugte Licht L5R auf dem sich von dem optischen Ausgangsweg unterscheidenden optischen Eingangsweg in der gleichen Weise wie in der neunten Ausführungsform durch. Das gebeugte Licht L5R wird danach durch den Strahlteiler 54 reflektiert und durch die konvergierende Linse 55 konvergiert. Danach geht ein Hauptteil des gebeugten Lichts L5R durch den Strahlteiler 102, und das gebeugte Licht L5R wird auf dem Photodetektor 57 konvergiert. In diesem Fall wird in dem gebeugten Licht L5R eine astigmatische Aberration erzeugt. Da das gebeugte Licht L5R durch die Hologrammlinse 26 auf dem optischen Eingangsweg nicht gebeugt wird, bezieht sich die Lage des das gebeugte Licht L5R nachweisenden Photodetektors 104 nicht auf den Strahlungspunkt der Lichtquelle 52 im Spiegel bild. Deshalb wird das gebeugte Licht L5R auf dem Photodetektor 104 außerhalb des Brennpunkts bzw. im Defokus konvergiert. Da die gesamte Intensität des im Defokus konvergierten gebeugten Lichts L5R im Photodetektor 104 festgestellt wird, wird jedoch ein Informationssignal in der gleichen Weise wie in der siebten Ausführungsform erhalten.
  • Das durchgelassene Licht L4 wird auf dem zweiten Informationsmedium 25 ebenfalls im Defokus konvergiert, wie in 40B gezeigt ist. Das heißt, das auf die Rückseite des zweiten Informationsmediums 25 fallende durchgelassene Licht L4 wird an der Vorderseite des zweiten Informationsmediums 25 konvergiert. Danach geht ein Strahl eines an der Vorderseite des zweiten Informationsmediums 25 reflektierten durchgelassenen Lichts L4R wieder ohne jegliche Beugung durch die zusammengesetzte Objektivlinse und wird vom Strahlteiler 54 reflektiert. Danach wird das durchgelassene Licht L4R durch die konvergierende Linse 55 auf dem Strahlteiler 102 konvergiert, um einen konvergierenden Fleck auf dem Hologramm 103 des Strahlteilers 102 zu bilden. Daher wird das gesamte durchgelassene Licht L4R durch das Hologramm 103 gebeugt und wird auf dem Photodetektor 104 konvergiert. Das heißt, das in den gebeugtes Licht erzeugenden Bereichen 103a des Hologramms 103 gebeugte durchgelassene Licht L4R wird in eine erste sphärische Welle SW1 geändert, deren Brennpunkt an der Vorderseite des Photodetektors 104 liegt, und das in den gebeugtes Licht erzeugenden Bereichen 103b des Hologramms 103 gebeugte durchgelassene Licht L4R wird in eine zweite sphärische Welle SW2 geändert, deren Brennpunkt an der Rückseite des Photodetektors 104 liegt. Danach wird, wie in 42A bis 42C gezeigt ist, die erste sphärische Welle SW1 auf den Nachweisabschnitten SE1 bis SE3 des Sextant-Photodetektors 59 im Photodetektor 104 konvergiert, um einen konvergierenden Fleck S15A zu bilden, und die zweite sphärische Welle SW2 wird auf den Nachweisabschnitten SE4 bis SE6 des Sextant- Photodetektors 59 konvergiert, um einen konvergierenden Fleck S15B zu bilden. Da die Bereiche 103a, 103 in viele Stücke geteilt sind, sind die konvergierenden Flecke S15A, S15B jeweils in viele Stücke geteilt.
  • In Fällen, in denen das gebeugte Licht L5 auf dem Informationsmedium 25 im Defokus konvergiert wird, werden die konvergierenden Flecke S15A, S15B des durchgelassenen Lichts L4R, die in 42A, 42C gezeigt sind, auf dem Sextant-Photodetektor 59 gebildet. In Fällen, in denen das gebeugte Licht L5 auf dem Informationsmedium 25 im Fokus bzw. Brennpunkt konvergiert wird, werden im Gegensatz dazu die konvergierenden Flecke S15A, S15B des durchgelassenen Lichts L4R, die in 42B gezeigt sind, auf dem Sextant-Photodetektor 59 gebildet. Die Intensität des durchgelassenen Lichts L4R wird in jedem der Nachweisabschnitte SE1 bis SE6 des Sextant-Photodetektors 59 festgestellt und in elektrische Stromsignale SC15 bis SC20 geändert. Danach wird ein Brennpunkt-Fehlersignal Sfe gemäß dem Fleckgröße-Nachweisverfahren durch Berechnung einer Gleichung (11) erhalten. Sfe = (SC15 + SC17 – SC16) – (SC18 + SC20 – SC19) (11)
  • Danach wird die Position der zusammengesetzten Objektivlinse in einer Richtung entlang einer optischen Achse mit hoher Geschwindigkeit verschoben, um den Absolutwert des Brennpunkt-Fehlersignals Sfe zu minimieren. Daher wird das Brennpunkt-Fehlersignal in der gleichen Weise wie in der sechsten Ausführungsform erhalten.
  • Da die zusammengesetzte Objektivlinse mit zwei Brennpunkten in der Optikkopfvorrichtung 101 genutzt wird, können demgemäß Stücke einer Information auf oder von einem Informationsmedium ungeachtet davon zuverlässig aufgezeichnet oder reproduziert werden, ob das Informationsmedium dick oder dünn ist.
  • Da das gesamte, durch das zweite Informationsmedium 25 reflektierte durchgelassene Licht L4R durch das Hologramm 103 des Strahlteilers 102 vollständig gebeugt wird, kann, um das Brennpunkt-Fehlersignal festzustellen, auch das durchgelassene Licht L4R mit hoher Effizienz genutzt werden. Daher kann ein Signal-Rausch-Verhältnis des durch den Photodetektor 104 erhaltenen Brennpunkt-Fehlersignals gesteigert werden.
  • Das Informationssignal und die Servosignale werden auch in dem Photodetektor 104 ungeachtet davon erhalten, ob das Informationsmedium 23 oder 25 dünn oder dick ist. Deshalb kann die Anzahl von Teilen, die erforderlich sind, um die Optikkopfvorrichtung 101 herzustellen, reduziert werden, und eine Optikkopfvorrichtung kleiner Größe kann mit geringen Kosten und geringem Gewicht hergestellt werden, selbst wenn Stücke einer Information auf oder von einem Informationsmedium aufgezeichnet oder reproduziert werden, indem die Optikkopfvorrichtung 101 genutzt wird ungeachtet davon, ob das Informationsmedium dick oder dünn ist.
  • Ein Beispiel der Nutzung der Optikkopfvorrichtung 101 für verschiedene Arten von optischen Platten wird beschrieben.
  • In Fällen, in denen die Optikkopfvorrichtung 101 für eine optische Plattenvorrichtung genutzt wird, in der Stücke einer Information, die in einer dünnen optischen Platte 23 hoher Dichte aufgezeichnet ist, aufgezeichnet oder reproduziert werden und Stücke einer Information, die in einer dicken optischen Platte 25 aufgezeichnet ist, ausschließlich reproduziert werden, wird die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 26, 32 oder 33 in der zusammengesetzten Objektivlinse 29, 34, 45, 46 oder 47 auf einen Wert gleich 30% oder geringer eingestellt. In Fällen, in denen ein Stück einer auf der dicken optischen Platte 25 aufgezeichneten Information im Photodetektor 104 reproduziert wird, kann daher ein Signal-Rausch-Verhältnis von jedem der Servosignale und des Informationssignals gesteigert werden, die in dem Photodetektor 104 erhalten werden, weil das durch die Hologrammlinse 26, 32 oder 33 mit hoher Transmissionseffizienz durchgehende gebeugte Licht L5R genutzt wird, um das Informationssignal zu erhalten. Mit anderen Worten, eine Nutzungseffizienz des Einfallslichts L3 kann gesteigert werden, wenn ein Stück einer auf der dicken optischen Platte 25 aufgezeichneten Information reproduziert wird, so dass die Ausgangsleistung des Einfallslichts L3 minimiert werden kann. Selbst wenn eine hohe Intensität des durchgelassenen Lichts L4 erforderlich ist, um ein Stück einer Information auf der optischen Platte 23 hoher Dichte aufzuzeichnen, kann die Aufzeichnung der Information ebenfalls zuverlässig durchgeführt werden, ohne die Intensität des Einfallslichts L3 zu erhöhen, weil eine Transmissionseffizienz der Hologrammlinse 26, 32 oder 33 für das Einfallslicht L3 hoch ist. In Fällen, in denen ein Stück einer auf der optischen Platte 23 hoher Dichte aufgezeichneten Information in dem Photodetektor 63 reproduziert wird, kann auch ein Signal-Rausch-Verhältnis jedes im Photodetektor 63 erhaltenen Signals gesteigert werden, weil die Transmissionseffizienz der Hologrammlinse 26, 32 oder 33 für das Licht L3, L4R hoch ist.
  • (Zwölfte Ausführungsform)
  • Eine Optikkopfvorrichtung mit der zusammengesetzten Objektivlinse 29M, 43, 45, 46 oder 47, in der das Einfallslicht L3 effizient genutzt wird, um ein Informationssignal und Servosignale zu erhalten, wird mit Verweis auf 43 gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • 43 ist eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer zwölften Ausführungsform.
  • Wie in 43 gezeigt ist, umfasst eine Optikkopfvorrichtung 111 zum Aufzeichnen oder Reproduzieren von Informationsstücken auf oder von dem Informationsmedium 23 oder 25 die Lichtquelle 52, die Kollimatorlinse 53, den Strahlteiler 54, die zusammengesetzte Objektivlinse 29M (oder 43, 45, 46 oder 47), die aus der Hologrammlinse 42 (oder 26M oder 32) und der Objektivlinse 27 besteht, die Stellgliedeinheit 58, die konvergierende Linse 55, den Strahlteiler 82, den Photodetektor 63, die Wellenfrontänderungsvorrichtung 56 und den Photodetektor 57.
  • In der obigen Konfiguration wird ein Strahl eines von der Lichtquelle 52 ausgesandten Einfallslichts L3 in der Kollimatorlinse 53 kollimiert und geht durch den Strahlteiler 54 durch. Danach geht ein Teils des Einfallslichts L3 ohne jegliche Beugung durch die zusammengesetzte Objektivlinse 29, und ein restlicher Teil des Einfallslichts L3 wird gebeugt.
  • In Fällen, in denen ein Stück einer Information auf oder von dem ersten Informationsmedium 23 aufgezeichnet oder reproduziert wird, wird danach das gebeugte Licht L6 auf dem ersten Informationsmedium 23 konvergiert, um den konvergierenden Fleck S5 zu bilden. Das heißt, das gebeugte Licht L6 fällt auf die Rückseite des ersten Informationsmediums 23, und der konvergierende Fleck S5 wird auf der Vorderseite des ersten Informationsmediums 23 gebildet. Danach geht ein Strahl des an der Vorderseite des ersten Informationsmediums 23 reflektierten gebeugten Lichts L6R über den gleichen optischen Weg in der umgekehrten Richtung, und ein großer Teil des gebeugten Lichts L6R wird wieder durch die Hologrammlinse 42 gebeugt. Daher geht das gebeugte Licht L6R auf dem mit dem optischen Ausgangsweg übereinstimmenden optischen Eingangsweg durch. Danach wird das gebeugte Licht L6R durch den Strahlteiler 54 reflektiert und durch die konvergierende Linse 55 konvergiert. Ein Teil des gebeugten Lichts L6R geht danach durch den Strahlteiler 82. In diesem Fall wird in dem gebeugten Licht L6R eine astigmatische Aberration erzeugt. Danach wird das gebeugte Licht L6R auf dem Photodetektor 63 konvergiert, um den konvergierenden Fleck S10 zu bilden, dessen Form in 29A bis 29C dargestellt ist, und die Intensität des gebeugten Lichts L6R wird im Photodetektor 63 festgestellt. Daher werden ein Informationssignal und Servosignale wie z.B. ein Brennpunkt-Fehlersignal und ein Nachführungs-Fehlersignal in der gleichen Weise wie in der siebten Ausführungsform erhalten.
  • In Fällen, in denen ein Stück einer Information auf oder von dem zweiten Informationsmedium 25 aufgezeichnet oder reproduziert wird, wird im Gegensatz dazu das durchgelassene Licht L4 auf dem zweiten Informationsmedium 25 konvergiert, um den konvergierenden Fleck S6 zu bilden. Das heißt, das durchgelassene Licht L4 fällt auf die Rückseite des zweiten Informationsmediums 25, und der konvergierende Fleck S6 wird auf der Vorderseite des zweiten Informationsmediums 25 gebildet. Danach gelangt ein Strahl des durchgelassenen Lichts L4R, das an der Vorderseite des zweiten Informationsmediums 25 reflektiert wurde, über den gleichen optischen Weg in der umgekehrten Richtung. Das heißt, das durchgelassene Licht L4R wird durch die Objektivlinse 27 auf dem optischen Eingangsweg kollimiert. Ein großer Teil des durchgelassenen Lichts L4R wird danach durch die Hologrammlinse 42 gebeugt. Deshalb breitet sich das durchgelassene Licht L4R auf dem sich vom optischen Ausgangsweg unterscheidenden optischen Eingangsweg aus. Danach wird das durchgelassene Licht L4R durch den Strahlteiler 54 reflektiert und durch die konvergierende Linse 55 konvergiert. Ein Teil des durchgelassenen Lichts L4R wird danach durch den Strahlteiler 82 reflektiert. Die Wellenfront eines großen Teils des durchgelassenen Lichts L4R wird danach durch die Wellenfrontänderungseinheit 56 geändert, und der große Teil des durchgelassenen Lichts L4R wird auf dem Photodetektor 57 konvergiert, um konvergierende Flecke S16, S17 zu bilden. Ein Informationssignal und Servosignale wie z.B. ein Brennpunkt-Fehlersignal und ein Nachführungs-Fehlersignal werden daher in der gleichen Weise wie in der sechsten Ausführungsform erhalten. Ein restlicher Teil des durchgelassenen Lichts L4R, der seine Wellenfront durch die Wellenfrontänderungseinheit 56 nicht geändert hat, wird ebenfalls auf dem Photodetektor 57 konvergiert, um den konvergierenden Fleck S18 zu bilden.
  • Da das durchgelassene Licht L4R durch die Hologrammlinse 42 auf dem optischen Eingangsweg gebeugt wird, bezieht sich in der zwölften Ausführungsform der auf dem Photodetektor 57 gebildete konvergierende Fleck S18 nicht auf einen Strahlungspunkt der Lichtquelle 52 in einem Spiegelbild, während der konvergierende Fleck S10, der auf dem Photodetektor 63 gebildet wird, sich auf den Strahlungspunkt der Lichtquelle 52 im Spiegelbild bezieht. Mit anderen Worten, ein Brennpunkt des durch die konvergierende Linse 55 konvergierten durchgelassenen Lichts L4R unterscheidet sich von dem des durch die konvergierende Linse 55 konvergierten gebeugten Lichts L6R. Deshalb sind der Photodetektor 57 zum Feststellen der Intensität des durchgelassenen Lichts L4R und der Photodetektor 63 zum Feststellen der Intensität des gebeugten Lichts L6R notwendig.
  • Selbst wenn Stücke einer Information auf oder von einem Informationsmedium aufgezeichnet oder reproduziert werden, kann demgemäß die Information auf oder von dem Informationsmedium zuverlässig aufgezeichnet oder reproduziert werden ungeachtet davon, ob das Informationsmedium dick oder dünn ist.
  • Da das in der Hologrammlinse 42 gebildete gebeugte Licht L6 konvergiert, bevor das gebeugte Licht L6 auf die Objektivlinse 27 einfällt, kann auch die Distanz in einer Richtung der optischen Achse zwischen den konvergierenden Flecken S5, S6 auf etwa 1 mm verlängert werden. Selbst wenn das durchgelassene Licht L4 (oder das gebeugte Licht L6) auf dem konvergierenden Fleck S6 (oder S5) im Brennpunkt konvergiert wird, um ein Stück einer Information aufzuzeichnen oder zu lesen, wird daher das Licht L6 (oder L4) auf dem konvergierenden Fleck S6 (oder S5) im Brennpunkt nicht konvergiert, um die Intensität des Lichts L6 (oder L4) am konvergierenden Fleck S6 (oder S5) zu reduzieren. Demgemäß wird auf die Aufzeichnung oder Reproduktion der Information kein nachteiliger Einfluss ausgeübt.
  • Da die Hologrammlinse 42 als konvexe Linse für das gebeugte Linse L6 erster Ordnung dient, kann auch das Auftreten einer chromatischen Aberration in der Optikkopfvorrichtung 111 verhindert werden.
  • Ein Beispiel der Nutzung der Optikkopfvorrichtung 111 für verschiedene Arten optischer Platten wird beschrieben.
  • In Fällen, in denen die Optikkopfvorrichtung 111 für eine optische Plattenvorrichtung genutzt wird, in der Stücke einer Information, die in einer dünnen optischen Platte 23 hoher Dichte aufgezeichnet ist, aufgezeichnet oder reproduziert werden und Stücke einer in einer dicken optischen Platte 25 aufgezeichneten Information ausschließlich reproduziert werden, wird die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 26M oder 42 in der zusammengesetzten Objektivlinse 29M, 43, 45, 46 oder 47 zum Ändern eines Lichtstrahls in einen Strahl gebeugten Lichts erster Ordnung auf einen Wert gleich 55% oder höher eingestellt. In Fällen, in denen ein Stück einer auf der dicken optischen Platte 25 aufgezeichneten Information in dem Photodetektor 57 reproduziert wird, kann daher ein Signal-Rausch-Verhältnis jedes der Servosignale und des Informationssignals gesteigert werden, die im Photodetektor 57 erhalten werden, weil das durch die Hologrammlinse 26M oder 42 mit einer hohen Beugungseffizienz gebeugte durchgelassene Licht L4R genutzt wird, um die Servosignale und das Informationssignal zu erhalten. Mit anderen Worten, eine Nutzungseffizienz des Einfallslichts L3 kann gesteigert werden, wenn ein Stück einer auf der dicken optischen Platte 25 aufgezeichneten Information reproduziert wird, so dass die Ausgangsleistung des Einfallslichts L3 minimiert werden kann. Selbst wenn eine hohe Intensität des gebeugten Lichts L6 erforderlich ist, um Stück einer Information auf der optischen Platte 23 hoher Dichte aufzuzeichnen, kann auch die Aufzeichnung der Information zuverlässig durchgeführt werden, ohne die Intensität des Einfallslichts L3 zu erhöhen, weil die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 26M oder 42 für das Einfallslicht L3 und das gebeugte Licht L6R hoch ist. In Fällen, in denen ein Stück einer auf der optischen Platte 23 hoher Dichte aufgezeichneten Information in dem Photodetektor 63 reproduziert wird, kann auch ein Signal-Rausch-Verhältnis jedes Signals, das im Photodetektor 63 erhalten wird, gesteigert werden, weil die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 26M oder 42 für das Licht L3, L6R hoch ist.
  • (Dreizehnte Ausführungsform)
  • Eine Optikkopfvorrichtung mit der zusammengesetzten Objektivlinse 29M, 43, 45, 46 oder 47, in der das Einfallslicht L3 effizient genutzt wird, um ein Informationssignal und Servosignale zu erhalten, wird mit Verweis auf 44 gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • 44 ist eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer dreizehnten Ausführungsform.
  • Wie in 44 gezeigt ist, umfasst eine Optikkopfvorrichtung 121 zum Aufzeichnen oder Reproduzieren von Informationsstücken auf oder von dem Informationsmedium 23 oder 25 die Lichtquelle 52, die Kollimatorlinse 53, den Strahlteiler 54, die zusammengesetzte Objektivlinse 43 (oder 29M, 45, 46 oder 47), die aus der Hologrammlinse 42 (oder 26M oder 32) und der Objektivlinse 27 besteht, die Stellgliedeinheit 58, die konvergierende Linse 55, den Strahlteiler 92 mit dem Hologramm 93 von Reflexionstyp, den Photodetektor 60 und den Photodetektor 57.
  • In der obigen Konfiguration werden das durchgelassene Licht L4 und das gebeugte Licht L6 durch die konvergierende Linse 55 in der gleichen Weise wie in der zwölften Ausführungsform konvergiert. In Fällen, in denen ein Stück einer Information auf oder von dem ersten Informationsmedium 23 aufgezeichnet oder reproduziert wird, wird danach das gebeugte Licht L6 auf dem ersten Informationsmedium 23 konvergiert, um den konvergierenden Fleck S5 zu bilden. Danach gelangt ein Strahl eines vom ersten Informationsmedium 23 reflektierten gebeugten Lichts L6R über den gleichen optischen Weg in der umgekehrten Richtung, und ein großer Teil des gebeugten Lichts L6R wird durch die Hologrammlinse 42 gebeugt. Das gebeugte Licht L6R breitet sich daher auf dem mit dem optischen Ausgangsweg übereinstimmenden optischen Eingangsweg in der gleichen Weise wie in der zwölften Ausführungsform aus. Danach wird das gebeugte Licht L6R durch den Strahlteiler 54 reflektiert und durch die konvergierende Linse 55 auf dem Strahlteiler 92 konvergiert, um einen konvergierenden Fleck auf dem Hologramm 93 vom Reflexionstyp des Strahlteilers 92 zu bilden. Daher wird das gesamte gebeugte Licht L6R durch die Hologrammlinse 93 gebeugt und reflektiert, um auf dem Photodetektor 57 in der gleichen Weise wie in der zehnten Ausführungsform konvergiert zu werden. Ein Informationssignal und Servosignale wie z.B. ein Brennpunkt-Fehlersignal und ein Nachführungs-Fehlersignal werden deshalb in der gleichen Weise wie in der sechsten Ausführungsform erhalten.
  • In Fällen, in denen ein Stück einer Information auf oder von dem zweiten Informationsmedium 25 aufgezeichnet oder reproduziert wird, wird im Gegensatz dazu das durchgelassene Licht L4 auf dem zweiten Informationsmedium 25 konvergiert, um den konvergierenden Fleck S6 zu bilden. Danach gelangt ein Strahl eines vom zweiten Informationsmedium 25 reflektierten durchgelassenen Lichts L4 über den gleichen optischen Weg in der umgekehrten Richtung. Das heißt, ein großer Teil des durchgelassenen Lichts L4R wird durch die Objektivlinse 27 auf dem optischen Eingangsweg kollimiert. Danach wird durch die Hologrammlinse 42 ein großer Teil des durchgelassenen Lichts L4R gebeugt. Daher breitet sich das durchgelassene Licht L4R auf dem sich vom optischen Ausgangsweg unterscheidenden optischen Eingangsweg in der gleichen Weise wie in der zwölften Ausführungsform aus. Danach wird das durchgelassene Licht L4R durch den Strahlteiler 54 reflektiert und durch die konvergierende Linse 55 konvergiert. Ein großer Teil des durchgelassenen Lichts L4R geht danach durch den Strahlteiler 92. In diesem Fall wird im durchgelassenen Licht L4R eine astigmatische Aberration erzeugt. Das durchgelassene Licht L4R wird danach auf dem Photodetektor 63 konvergiert, um einen konvergierenden Fleck S19 zu bilden, der die gleiche Form wie der in 29A bis 29C gezeigte konvergierende Fleck S10 hat, und die Intensität des durchgelassenen Lichts L4R wird im Photodetektor 63 festgestellt. Danach werden in der gleichen Weise wie in der siebten Ausführungsform ein Informationssignal und Servosignale wie z.B. ein Brennpunkt-Fehlersignal und ein Nachführungs-Fehlersignal erhalten.
  • In der dreizehnten Ausführungsform bezieht sich, da das durchgelassene Licht L4R durch die Hologrammlinse 42 gebeugt wird, der auf dem Photodetektor 63 gebildete konvergierende Fleck S19 nicht auf einen Strahlungspunkt der Lichtquelle 52 in einem Spiegelbild. Der Photodetektor 57 zum Feststellen der Intensität des gebeugten Lichts L6R und der Photodetektor 63 zum Feststellen der Intensität des gebeugten Lichts L4R sind daher erforderlich.
  • Da die zusammengesetzte Objektivlinse mit zwei Brennpunkten in der Optikkopfvorrichtung 121 genutzt wird, können demgemäß Stücke einer Information auf oder von einem Informationsmedium zuverlässig aufgezeichnet oder reproduziert werden ungeachtet davon, ob das Informationsmedium dick oder dünn ist.
  • Da das in der Hologrammlinse 42 gebildete gebeugte Licht L6 konvergiert, bevor das gebeugte Licht L6 auf die Objektivlinse 27 fällt, kann auch die Distanz in einer Richtung der optischen Achse zwischen den konvergierenden Flecken S5, S6 auf etwa 1 mm verlängert werden. Selbst wenn das durchgelassene Licht L4 (oder das gebeugte Licht L6) auf dem konvergierenden Fleck S6 (oder S5) im Brennpunkt konvergiert wird, um ein Stück einer Information aufzuzeichnen oder zu lesen, wird daher das Licht L6 (oder L4) auf dem konvergierenden Fleck S6 (oder S5) im Brennpunkt nicht konvergiert, um die Intensität des Lichts L6 (oder L4) am konvergierenden Fleck S6 (oder S5) zu reduzieren. Demgemäß wird auf die Aufzeichnung oder Reproduktion der Information kein nachteiliger Einfluss ausgeübt.
  • Da die Hologrammlinse 42 als konvexe Linse für das gebeugte Linse L6 erster Ordnung dient, kann auch das Auftreten einer chromatischen Aberration in der Optikkopfvorrichtung 121 verhindert werden.
  • Ein Beispiel der Nutzung der Optikkopfvorrichtung 121 verschiedener Arten optischer Platten wird beschrieben.
  • In Fällen, in denen die Optikkopfvorrichtung 121 für eine optische Plattenvorrichtung genutzt wird, in der Stücke einer in einer dünnen optischen Platte 23 hoher Dichte aufgezeichneten Information aufgezeichnet oder reproduziert werden und Stücke einer in einer dicken optischen Platte 25 aufgezeichneten Information ausschließlich reproduziert werden, wird die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 26M oder 42 in der zusammengesetzten Objektivlinse 29M, 43, 45, 46 oder 47 zum Ändern eines Lichtstrahls in einen Strahl eines gebeugten Lichts erster Ordnung auf einen Wert gleich 70% oder höher eingestellt. In Fällen, in denen eine auf der dicken optischen Platte 25 aufgezeichnete Information im Photodetektor 57 reproduziert wird, kann daher ein Signal-Rausch-Verhältnis jedes der Servosignale und des Informationssignals gesteigert werden, die im Photodetektor 57 erhalten werden, weil das durch die Hologrammlinse 26M oder 42 mit hoher Beugungseffizienz gebeugte durchgelassene Licht L4R genutzt wird, um die Servosignale und das Informationssignal zu erhalten. Mit anderen Worten, die Nutzungseffizienz des Einfallslichts L3 kann gesteigert werden, wenn ein Stück einer auf der dicken optischen Platte 25 aufgezeichneten Information reproduziert wird, so dass die Ausgangsleistung des Einfallslichts L3 minimiert werden kann. Selbst wenn eine hohe Intensität des gebeugten Lichts L6 erforderlich ist, um ein Stück einer Information auf der optischen Platte 23 hoher Dichte aufzuzeichnen, kann auch die Aufzeichnung der Information zuverlässig durchgeführt werden, ohne die Intensität des Einfallslichts L3 zu erhöhen, weil die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 26M oder 42 für das Einfallslicht L3 und das gebeugte Licht L6R hoch ist. In Fällen, in denen ein Stück einer auf der optischen Platte 23 hoher Dichte aufgezeichneten Information im Photodetektor 63 reproduziert wird, kann auch ein Signal-Rausch-Verhältnis jedes Signals, das im Photodetektor 63 erhalten wird, gesteigert werden, weil die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 26M oder 42 für das Licht L3, L6R hoch ist.
  • (Vierzehnte Ausführungsform)
  • Eine Optikkopfvorrichtung, in der in einem Informationssignal enthaltenes Rauschen reduziert wird, wird mit Verweis auf 45, 46 gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • 45 ist eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer vierzehnten Ausführungsform. 46 ist eine Draufsicht einer Hologrammlinse, die in der in 45 dargestellten Optikkopfvorrichtung genutzt wird.
  • Wie in 45 gezeigt ist, umfasst eine Optikkopfvorrichtung 131 zum Aufzeichnen oder Reproduzieren von Stücken einer Information auf oder von dem Informationsmedium 23 oder 25 die Lichtquelle 53, den Strahlteiler 132 mit einem Polarisationstrennfilm 133 auf seiner Oberfläche zum Reflektieren des Einfallslichts L3, das von der Lichtquelle 52 auf einem optischen Ausgangsweg ausgesandt wird, und Durchlassen des auf dem Informationsmedium 23 oder 25 reflektierten Lichts L4R oder L5R auf einem optischen Eingangsweg, eine Kollimatorlinse 134 zum Kollimieren des Einfallslichts L3 auf dem optischen Ausgangsweg und Konvergieren des Lichts L4R oder L5R auf dem optischen Eingangsweg, eine Hologrammlinse 135 zum Durchlassen eines Teils des Einfallslichts L3 ohne jegliche Beugung und Beugen eines restlichen Teils des Einfallslichts L3, die 1/4-l-Platte 69, die Objektivlinse 27, die Stellgliedeinheit 58 und einen Photodetektor 136, um die Intensität des Lichts festzustellen, das durch die Hologrammlinse 135 auf dem optischen Eingangsweg durchgeht oder gebeugt wird.
  • Wie in 46 gezeigt ist, wird die Hologrammlinse 135 gebildet, indem das Gittermuster P1 in einem zentralen Bereich 135a des transparenten Substrats 28 und ein Gittermuster P12 in einem den zentralen Bereich 135a umgebenden Umfangsbereich 135b gezeichnet werden. Das Gittermuster P12 ist in einer nicht konzentrischen Form gezeichnet. Da das Gittermuster P1 in der Hologrammlinse 135 gezeichnet wird, besteht die zusammengesetzte Objektivlinse 137 mit zwei Brennpunkten aus der Hologrammlinse 135 und der Objektivlinse 27. Licht, das durch den Umfangsbereich 135b der Hologrammlinse 135 durchgeht, wird vom Photodetektor 136 festgestellt, um Rauschen auszulöschen bzw. zu unterdrücken, das in einem Informationssignal enthalten ist. Eine optische Achse der Optikkopfvorrichtung 131 verläuft durch einen zentralen Punkt des Gittermusters P1 und eine zentrale Achse der Objektivlinse 27.
  • Der Photodetektor 136 umfasst den Quadranten-Photodetektor 64 mit den Nachweisabschnitten SE7 bis SE10 und einen Rauschen unterdrückenden bzw. Rauschunterdrückungs-Photodetektor 138 zum Feststellen der Intensität von Licht, das durch den Umfangsbereich 135b der Hologrammlinse 135 durchgeht. Da das Gittermuster P12 des Umfangsbereichs 135b in der nicht konzentrischen Form gezeichnet ist, wird das im Umfangsbereich 135b gebeugte Licht nicht auf den Nachweisabschnitten SE7 bis SE10 konvergiert.
  • In der obigen Konfiguration wird das in einer ersten Richtung linear polarisierte Einfallslicht L3 von der Lichtquelle 52 ausgesandt und durch den Strahlteiler 132 reflektiert, da der Polarisationstrennfilm 133 als Spiegel für das in der ersten Richtung linear polarisierte Einfallslicht L3 dient.
  • Daher wird das Einfallslicht L3 in eine obere Richtung gelenkt und durch die Kollimatorlinse 134 kollimiert. Ein Teil des auf den zentralen Bereich 135a der Hologrammlinse 135 fallenden Einfallslichts L3 geht danach ohne jegliche Beugung durch den zentralen Bereich 135a, um das durchgelassene Licht L4 zu bilden, und ein restlicher Teil des auf den zentralen Bereich 135a der Hologrammlinse 135 fallenden Einfallslichts L3 wird im zentralen Bereich 135a gebeugt, um das gebeugte Licht L5 zu bilden. Ein Teil des auf den Umfangsbereich 135b der Hologrammlinse 135 fallenden Einfallslichts L3 geht durch den Umfangsbereich 135b ohne jegliche Beugung, so dass ein Strahl eines Rauschunterdrückungslichts L14 gebildet wird. Danach gelangen das Licht L4, L5 und L14 durch die 1/4-λ-Platten, so dass das Licht L4, L5 und L14, die in der ersten Richtung linear polarisiert sind, in das zirkular polarisierte Licht L4, L5 und L14 geändert werden. Danach werden das Licht L4, L5 und L14 durch die konvergierende Linse 27 konvergiert.
  • In Fällen, in denen ein Stück einer Information auf oder von dem ersten Informationsmedium 23 (oder dem zweiten Informationsmedium 25) aufgezeichnet oder reproduziert wird, wird danach das durchgelassene Licht L4 (oder das gebeugte Licht L5) auf dem Informationsmedium 23 (oder 25) konvergiert, um den konvergierenden Fleck S1 (oder S2) zu bilden. Danach gelangt ein Strahl eines durchgelassenen Lichts L4R (oder ein Strahl eines gebeugten Lichts L5R), das durch das Informationsmedium 23 (oder 25) reflektiert wird, über den gleichen optischen Weg in der umgekehrten Richtung. Das heißt, das durchgelassene Licht L4R (oder gebeugte Licht L5R) ist in der umgekehrten Richtung zirkular polarisiert und gelangt wieder durch die konvergierende Linse 27 und die 1/4-λ-Platte 69. Daher wird das Licht L4R (oder L5R) in einer zweiten Richtung linear polarisiert, die zur ersten Richtung senkrecht ist. Danach geht ein Teil des durchgelassenen Lichts L4R ohne jegliche Beugung durch den zentralen Bereich 135a der Hologrammlinse 135, oder ein Teil des gebeugten Lichts L5R wird wieder im zentralen Bereich 135a gebeugt. Das durchgelassene Licht L4R (oder das gebeugte Licht L5R) wird danach durch die Kollimatorlinse 134 konvergiert und gelangt durch den Strahlteiler 132 ohne jegliche Reflexion, weil der Polarisationstrennfilm 133 als transparente Platte für das Licht L4R (oder L5R) dient, das in der zweiten Richtung linear polarisiert ist. In diesem Fall wird in dem durchgelassenen Licht L4R (oder dem gebeugten Licht L5R) in der gleichen Weise wie in der siebten Ausführungsform eine astigmatische Aberration erzeugt. Das durchgelassene Licht L4R (oder das gebeugte Licht L5R) fällt danach auf die Nachweisabschnitte SE7 bis SE10 des Photodetektors 136, um einen konvergierenden Fleck S20 zu bilden, der die gleiche Form wie der konvergierende Fleck S10 hat, der in den 29A bis 29C dargestellt ist. Die Intensität des durchgelassenen Lichts L4R (oder des gebeugten Lichts L5R) wird in den Nachweisabschnitten SE7 bis SE10 in elektrische Stromsignale SC21 bis SC24 geändert. Daher werden in der gleichen Weise wie in der siebten Ausführungsform Servosignale wie z.B. ein Brennpunkt-Fehlersignal und ein Nachführungs-Fehlersignal erhalten, so dass die Position der zusammengesetzten Objektivlinse 137 eingestellt wird, um das durchgelassene Licht L4 (oder das gebeugte Licht L5) auf dem Informationsmedium 23 (oder 25) im Brennpunkt zu konvergieren. Ein Stück einer auf dem Informationsmedium 23 (oder 25) aufgezeichneten Information ausdrückendes Signal wird gemäß einer Gleichung (12) erhalten. Sin = SC21 + SC22 + SC23 + SC24 (12)
  • Das Rauschunterdrückungslicht L14 wird ebenfalls auf dem Informationsmedium 23 konvergiert, um einen den konvergierenden Fleck S1 umgebenden konvergierenden Fleck zu bilden. Ein Strahl eines vom ersten Informationsmedium 23 reflektierten Rauschunterdrückungslichts L14R verläuft danach über den gleichen optischen Weg in der umgekehrten Richtung. Das heißt, das Rauschunterdrückungslicht L14R verläuft wieder durch die konvergierende Linse 27 und die 1/4-λ-Platte 69, und ein Teil des Rauschunterdrückungslichts L14R wird in dem Umfangsbereich 135b der Hologrammlinse 135 gebeugt und konvergiert und fällt auf den Rauschunterdrückungs-Photodetektor 138. Im Photodetektor 138 wird ein Ausgangssignal SC25 gemäß der Intensität des Rauschunterdrückungslichts L14R erzeugt. Danach wird ein rauschunterdrücktes Informationssignal Snc, das ein Stück einer auf dem ersten Informationsmedium 23 aufgezeichneten Information ausdrückt, erhalten, indem alle Signale gemäß einer Gleichung (13) addiert werden: Snc = (SC21 + SC22 + SC23 + SC24) + R × SC25 (13)worin das Symbol R ein Gewichtungsfaktor ist.
  • Da der Ausdruck R × SC25 addiert wird, um das Informationssignal Snc zu erhalten, kann in diesem Fall der umgekehrte Einfluss von Rauschen, das im Ausdruck (SC21 + SC22 + SC23 + SC24) enthalten ist, auf das rauschunterdrückte Informationssignal Snc reduziert werden. Der Grund wird beschrieben.
  • Wie bekannt ist (z.B. japanische Patent-Gazette Nr. 22452 von 1990, offengelegt zur öffentlichen Prüfung am 23. Juli 1985 unter der vorläufigen Veröffentlichungs-Nr. 138748 von 1985 und veröffentlichte ungeprüfte Patentanmeldung Nr. 131245 von 1986), verschieben sich Signale, die Stücke einer auf einer optischen Platte aufgezeichneten Information ausdrücken, zu höheren Frequenzen, wenn die Dichte der aufgezeichneten Information hoch wird. Die Amplitude eines Signals mit hoher Frequenz wird im Vergleich zu derjenigen eines Signals mit niedriger Frequenz in Fällen ebenfalls niedrig, in denen die Signale erzeugt werden gemäß einem durch einen zentralen Bereich einer Hologrammlinse durchgehenden Licht. Im Gegensatz dazu wird die Amplitude eines Signals mit hoher Frequenz in Fällen angehoben, in denen das Signal gemäß einem durch einen Umfangsbereich der Hologrammlinse durchgehenden Licht erzeugt wird. In Fällen, in denen das Informationssignal Snc gemäß der Gleichung (13) erhalten wird, werden daher in dem Informationssignal Snc enthaltene Hochfrequenzkomponenten angehoben, und niederfrequente Rauschkomponenten, die im Ausdruck (SC21 + SC22 + SC23 + SC24) enthalten sind, werden vergleichsweise reduziert. Als Folge kann ein Signal-Rausch-Verhältnis im Informationssignal Snc gesteigert werden.
  • Da die zusammengesetzte Objektivlinse mit zwei Brennpunkten in der Optikkopfvorrichtung 131 genutzt wird, können demgemäß Stücke einer Information auf oder von einem Informationsmedium zuverlässig aufgezeichnet oder reproduziert werden ungeachtet davon, ob das Informationsmedium dick oder dünn ist.
  • Selbst wenn Stücke einer Information in einer dünnen optischen Platte hoher Dichte, die durch das erste Informationsmedium 23 repräsentiert wird, dicht aufgezeichnet sind, kann auch das Informationssignal Snc mit hohem Signal-Rausch-Verhältnis zuverlässig reproduziert werden.
  • Da die Intensität des Lichts L4R oder L5R, das auf die Nachweisabschnitte SE7 bis SE10 des Photodetektors 136 fällt, durch Konvergieren des Rauschunterdrückungslichts L14R auf dem Photodetektor 138 reduziert wird, kann auch eine Positioniergenauigkeit des Photodetektors 136 grob auf 1/100 verringert werden.
  • In Fällen, in denen das Gittermuster P12 des Umfangsbereichs 135b als Linse für das im Umfangsbereich 135b gebeugte Einfallslicht L3 dient, bildet unnötiges gebeugtes Licht, das im Umfangsbereich 135b auf dem optischen Ausgangsweg erzeugt wird, auch einen vergleichsweise großen konvergierenden Fleck im Defokus auf dem ersten Informationsmedium 23. Daher werden Stücke einer auf dem ersten Informationsmedium 23 aufgezeichneten Information durch das unnötige gebeugte Licht gelesen, und die Information wird als Stück einer gemittelten Information im Photodetektor 136 behandelt, selbst wenn das unnötige gebeugte Licht auf den Photodetektor 136 fällt. Demgemäß beeinflusst die durch das unnötige gebeugte Licht gelesene Information das Informationssignal Snc als Rauschen nicht.
  • In Fällen, in denen eine Transmissionseffizienz des Umfangsbereichs 135b der Hologrammlinse 135 eingestellt ist, um mit einer anderen Transmissionseffizienz des zentralen Bereichs 135a übereinzustimmen, können die Sekundärmaxima (oder Nebenkeulen), die um den konvergierenden Fleck S1 auftreten, im Vergleich zur ersten Ausführungsform verringert werden. Demgemäß kann ein Signal-Rausch-Verhältnis im Informationssignal Snc gesteigert werden.
  • (Fünfzehnte Ausführungsform)
  • Mit Verweis auf 47 bis 49 wird gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Optikkopfvorrichtung beschrieben, in der in einem Informationssignal enthaltenes Rauschen reduziert wird.
  • 47 ist eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform. 48 ist eine Draufsicht einer in der in 47 gezeigten Optikkopfvorrichtung genutzten Hologrammlinse.
  • Wie in 47 gezeigt ist, umfasst eine Optikkopfvorrichtung 141 zum Aufzeichnen oder Reproduzieren von Stücken einer Information auf oder von dem Informationsmedium 23 oder 25 die Lichtquelle 52, den Strahlteiler 82, die Kollimatorlinse 134, eine Hologrammlinse 142 zum Durchlassen eines Teils des Einfallslichts L3 ohne jegliche Beugung und Beugen eines restlichen Teils des Einfallslichts L3, die Objektivlinse 27, die Stellgliedeinheit 58 und einen Photodetektor 143 zum Feststellen des durch die Hologrammlinse 142 auf dem optischen Eingangsweg durchgehenden oder von dieser gebeugten Lichts.
  • Wie in 48 gezeigt ist, ist die Hologrammlinse 142 in einen zentralen Bereich 142a, in welchem das Gittermuster P1 gezeichnet ist, ein Paar seitliche Umfangsbereiche 142b, 142c, in denen Gittermuster P13, P14 gezeichnet sind, um in einem Informationssignal enthaltenes Rauschen zu unterdrücken, und ein Paar nicht entworfene bzw. unstrukturierte Bereiche 142d, 142e unterteilt, in denen kein Gittermuster gezeichnet ist, um die Intensität des Lichts nicht zu reduzieren. Da das Gittermuster P1 in der Hologrammlinse 135 gezeichnet ist, besteht eine zusammengesetzte Objektivlinse 144 mit zwei Brennpunkten aus der Hologrammlinse 142 und der Objektivlinse 27. Eine optische Achse der Optikkopfvorrichtung 141 geht durch einen zentralen Punkt des Gittermusters P1 und eine zentrale Achse der Objektivlinse 27.
  • Der Photodetektor 143 umfasst einen Quadranten-Photodetektor 64 mit den Nachweisabschnitten SE7 bis SE10, ein Paar Rauschunterdrückungs-Photodetektoren 138a, 138b zum Nachweisen der Intensität eines durch den Umfangsbereich 142b, 142c der Hologrammlinse 142 durchgehenden Lichts.
  • In der obigen Konfiguration wird das durchgelassene Licht L4 (oder das gebeugte Licht L5), das im zentralen Bereich 142a der Hologrammlinse 142 erzeugt wird, auf dem ersten Informationsmedium 23 (oder dem zweiten Informationsmedium 25) in einem optischen Ausgangsweg konvergiert, um den konvergierenden Fleck S1 (oder S2) zu bilden. Danach breitet sich das durchgelassene Licht L4R (oder das gebeugte Licht L5R) über den gleichen optischen Weg in der umgekehrten Richtung aus. Das heißt, das durchgelassene Licht L4R (oder das gebeugte Licht L5R) geht wieder durch die konvergierende Linse 27, und ein Teil des durchgelassenen Lichts L4R geht ohne jegliche Beugung durch den zentralen Bereich 142a der Hologrammlinse 142 oder ein Teil des gebeugten Lichts L5R wird im zentralen Bereich 142a wieder gebeugt. Danach wird das durchgelassene Licht L4R (oder das gebeugte Licht L5R) durch die Kollimatorlinse 134 konvergiert und gelangt durch den Strahlteiler 82. In diesem Fall wird in der gleichen Weise wie in der siebten Ausführungsform eine astigmatische Aberration in dem durchgelassenen Licht L4R (oder dem gebeugten Licht L5R) erzeugt. Danach fällt das durchgelassene Licht L4R (oder das gebeugte Licht L5R) auf die Nachweisabschnitte SE7 bis SE10 des Photodetektors 143, um einen konvergierenden Fleck S21 zu bilden, der die gleiche Form wie der in 29A bis 29C gezeigte konvergierende Fleck S10 hat. Die Intensität des durchgelassenen Lichts L4R (oder des gebeugten Lichts L5R) wird in den Nachweisabschnitten SE7 bis SE10 in elektrische Stromsignale SC26 bis SC29 geändert. Daher werden Servosignale wie z.B. ein Brennpunkt-Fehlersignal und ein Nachführungs-Fehlersignal in der gleichen Weise wie in der siebten Ausführungsform erhalten, so dass die Position der zusammengesetzten Objektivlinse 144 eingestellt wird, um das durchgelassene Licht L4 (oder das gebeugte Licht L5) auf dem Infor mationsmedium 23 (oder 25) im Brennpunkt zu konvergieren. Ein auf dem zweiten Informationsmedium 25 aufgezeichnetes Informationssignal wird gemäß einer Gleichung (14) erhalten. Sin = SC26 + SC27 + SC28 + SC29 (14)
  • Ein Teil des auf den Umfangsbereich 142b der Hologrammlinse 142 fallenden Einfallslicht L3 geht ohne jegliche Beugung durch den Umfangsbereich 142b, um einen Strahl Rauschunterdrückungslichts L15 zu bilden, und ein Teil des auf den Umfangsbereich 142c der Hologrammlinse 142 fallenden Einfallslichts L3 geht ohne jegliche Beugung durch den Umfangsbereich 142c, um einen Strahl eines Rauschunterdrückungslichts L16 zu bilden. Danach werden das Rauschunterdrückungslicht L15, L16 auf dem Informationsmedium 23 konvergiert, um einen den konvergierenden Fleck S1 umgebenden konvergierenden Fleck zu bilden. Strahlen des Rauschunterdrückungslichts L15R, L16R die vom ersten Informationsmedium 23 reflektiert werden, verlaufen danach über den gleichen optischen Weg in der umgekehrten Richtung. Das heißt, das Rauschunterdrückungslicht L15R, L16R geht wieder durch die konvergierende Linse 27. Ein Teil des Rauschunterdrückungslichts L15R wird im Umfangsbereich 142b der Hologrammlinse 142 gebeugt und konvergiert und fällt auf den Rauschunterdrückungs-Photodetektor 138a, und ein Teil des Rauschunterdrückungslichts L16R wird in dem Umfangsbereich 142c der Hologrammlinse 142c gebeugt und konvergiert und fällt auf den Rauschunterdrückungs-Photodetektor 138b. Im Photodetektor 138a wird ein Ausgangssignal SC30 gemäß der Intensität des Rauschunterdrückungslichts L15R erzeugt. Gemäß der Intensität des Rauschunterdrückungslichts L16R wird im Photodetektor 138b ebenfalls ein Ausgangssignal SC31 erzeugt. Danach wird ein rauschunterdrücktes Informationssignal Snc, das die auf dem ersten Informationsmedium 23 aufgezeichnete Information ausdrückt, erhalten, indem alle Signale gemäß einer Gleichung (15) addiert werden: Snc = (SC26 + SC27 + SC28 + SC29) + R × (SC30 + SC31) (15)worin das Symbol R ein Gewichtungsfaktor ist.
  • Da die zusammengesetzte Objektivlinse mit zwei Brennpunkten in der Optikkopfvorrichtung 141 genutzt wird, können demgemäß Stücke einer Information auf einem Informationsmedium zuverlässig aufgezeichnet oder reproduziert werden ungeachtet davon, ob das Informationsmedium dick oder dünn ist.
  • In der gleichen Weise wie in der vierzehnten Ausführungsform kann auch ein Signal-Rausch-Verhältnis im Informationssignal Snc gesteigert werden.
  • Selbst wenn Stücke einer Information in einer dünnen optischen Platte hoher Dichte, die durch das erste Informationsmedium 23 repräsentiert wird, dicht aufgezeichnet sind, kann das Informationssignal Snc ebenfalls zuverlässig mit hohem Signal-Rausch-Verhältnis reproduziert werden.
  • Da die Intensität des Lichts L4R oder L5R, das auf die Nachweisabschnitte SE7 bis SE10 des Photodetektors 143 fällt, reduziert wird, indem das Rauschunterdrückungslicht L15R, L16R auf den Photodetektoren 138a, 138b konvergiert sind, kann eine Positioniergenauigkeit des Photodetektors 143 grob auf 1/100 gesenkt werden.
  • In Fällen, in denen die Gittermuster P13, P14 der Umfangsbereiche 142b, 142c als Linse für das im Umfangsbereich 142b, 142c gebeugte Einfallslicht L3 dienen, bildet unnötiges gebeugtes Licht, das durch Beugen des Einfallslichts L3 in den Umfangsbereichen 142b, 142c auf dem optischen Ausgangsweg erzeugt wird, einen vergleichsweise großen konvergierenden Fleck im Defokus auf dem ersten Informationsmedium 23. Eine numerische Zahl jedes der Umfangsbereiche 142b, 142c wird im Vergleich zu der des Bereichs 135b in der vierzehnten Ausführungsform verringert, weil die Hologrammlinse 142 in viele Felder unterteilt ist. Daher wird die Größe des konvergierenden Flecks des unnötigen gebeugten Lichts, das im Defokus auf dem ersten Informationsmedium 23 gebildet wird, größer als diejenige in der vierzehnten Ausführungsform. Als Folge werden mehr Stücke einer auf dem ersten Informationsmedium 23 aufgezeichneten Information durch das unnötige gebeugte Licht gelesen, und die Information wird als Stück einer gemittelten Information im Photodetektor 143 behandelt, selbst wenn das unnötige gebeugte Licht auf den Photodetektor 143 fällt. Demgemäß wird die durch das unnötige gebeugte Licht gelesene Information außerdem gemittelt, und die gemittelte Information beeinflusst das Informationssignal Snc als Rauschen nicht nachteilig.
  • Wie in 49A, 49B gezeigt ist, kann verhindert werden, dass das unnötige gebeugte Licht auf den Photodetektor 64 fällt, in welchem jeder der Nachweisabschnitte SE7 bis SE10 die Größe eines SL0-Quadrats hat. Im einzelnen wird in Fällen, in denen im Umfangsbereich 142c auf dem optischen Ausgangsweg erzeugtes Licht wieder im Umfangsbereich 142b gebeugt wird, um einen Strahl unnötigen gebeugten Lichts Lu1 zu bilden, das Licht Lu1 auf einer ersten Stelle PT1 konvergiert, die SP1 (SP1 > SL0) von der Mitte des Photodetektors 64 entfernt ist. In Fällen, in denen das im Umfangsbereich 142b auf dem optischen Ausgangsweg erzeugte Licht wieder im Umfangsbereich 142c gebeugt wird, um einen Strahl unnötigen gebeugten Lichts Lu2 zu bilden, wird das Licht Lu2 auf einer zweiten Position PT2 konvergiert, die SP2 (SP2 > SL0) von der Mitte des Photodetektors 64 beabstandet ist. In Fällen, in denen in den Umfangsbereichen 142b, 142c auf dem optischen Ausgangsweg erzeugtes Licht wieder in den gleichen Umfangsbereichen 142b, 142c gebeugt wird, um Strahlen unnötigen Lichts Lu3, Lu4 zu bilden, werden die Lichtstrahlen Lu3, Lu4 auf der dritten und vierten Position PT3, PT4 konvergiert, die von der Mitte des Photodetektors 64 SP3 (SP3 > SL0), SP4 (SP4 > SL0) beabstandet sind. Demgemäß kann der nachteilige Einfluss des unnötigen gebeugten Lichts Lu1 bis Lu4 verhindert werden.
  • In Fällen, in denen die Lichtquelle 52 aus einem Halbleiterlaser besteht, ist ein Fernfeldmuster des auf die Hologrammlinse 142 fallenden Einfallslichts L3 in der Gaußschen Verteilung verteilt, wie in 13A gezeigt ist, und ein Querschnitt-Strahlprofil des Einfallslichts L3, das in der Gaußschen Verteilung verteilt ist, hat eine elliptische Form. Das heißt, ein Strahldivergenzwinkel (oder ein Vollwinkel bei halbem Maximum) des Einfallslichts L3 in einer senkrechten Richtung ist größer als derjenige in einer horizontalen Richtung. In dieser Ausführungsform ist die senkrechte Richtung des Einfallslichts L3 in einer in 48 gezeigten X2-Richtung gerichtet, und die horizontale Richtung des Einfallslichts L3 ist in einer in 48 gezeigten Y2-Richtung gerichtet. Da eine Transmissionseffizienz der Bereiche 142b, 142c für das Einfallslicht L3 kleiner als diejenige der Bereiche 142d, 142e ist, wird in diesem Fall die Intensität des Einfallslicht L3, das durch die Hologrammlinse 142 ohne jegliche Beugung durchgeht, im Vergleich zu derjenigen in der horizontalen Richtung in der senkrechten Richtung stark reduziert. Daher wird das Querschnitt-Strahlprofil des Einfallslichts L3 in der Hologrammlinse 142 in eine Kreisform korrigiert. Das heißt, der auf dem ersten Informationsmedium 23 gebildete konvergierende Fleck S1 ist in die Kreisform korrigiert. Demgemäß können um den konvergierenden Fleck S1 herum auftretende Sekundärmaxima (oder Nebenkeulen) verringert werden, und ein Signal-Rausch-Verhältnis des Informationssignals Snc kann gesteigert werden.
  • In der fünfzehnten Ausführungsform wird das rauschunterdrückte Informationssignal Snc gemäß der Gleichung (15) erhalten. Es wird jedoch bevorzugt, dass das rauschunterdrückte Informationssignal Snc gemäß der Gleichung (16) erhalten wird: Snc = (SC26 + SC27 + SC28 + SC29) + (R1 × SC30 + R2 × SC31) (16),worin R1, R2 Gewichtungsfaktoren sind. In diesem Fall kann das in der Information enthaltene Rauschen überdies reduziert werden.
  • (Sechzehnte Ausführungsform)
  • Mit Verweis auf 50, 51 wird gemäß einer sechzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Optikkopfvorrichtung beschrieben, die mit kleiner Größe hergestellt und stabil betrieben wird.
  • 50 ist eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer sechzehnten Ausführungsform. 51 ist eine diagonale Ansicht einer Lichtquelle und von Photodetektoren, die in der in 50 gezeigten Optikkopfvorrichtung genutzt werden.
  • Wie in 50 gezeigt ist, umfasst eine Optikkopfvorrichtung 151 zum Aufzeichnen oder Reproduzieren von Informationsstücken auf oder von dem Informationsmedium 23 oder 25 die Lichtquelle 52 zum Aussenden des Einfallslichts L3, das in einer nichtbeugenden Richtung parallel zur X3-Achse linear polarisiert ist, ein holographisches Element 152 zum Durchlassen des Einfallslichts L3 ohne jegliche Beugung auf einem optischen Ausgangsweg und Beugen des durchgelassenen Lichts L4R oder des gebeugten Lichts L5R, das in einer zur Y3-Achse parallelen Beugungsrich tung auf einem optischen Eingangsweg linear polarisiert ist, die Kollimatorlinse 53, die 1/4-λ-Platte 69, die Hologrammlinse 26 (oder 26M 32, 33, 42, 135 oder 142), die Objektivlinse 27, die Stellgliedeinheit 58 und einen Photodetektor 153 zum Feststellen der Intensität des durch das holographische Element 152 gebeugten Lichts L4R oder L5R.
  • Wie in 51 gezeigt ist, befinden sich die Lichtquelle 52 und der Photodetektor 153 auf einem Substrat 154, um eine relative Lage zwischen der Lichtquelle 52 und dem Photodetektor 153 genau zu fixieren. Der Photodetektor 153 umfasst den Sextant-Photodetektor 59 mit den Nachweisabschnitten SE1 bis SE6 und die Nachführungs-Photodetektoren 60a bis 60d. Auf dem Substrat 154 befindet sich auch ein Spiegelelement 155, um das von Lichtquelle 52 ausgesandte Einfallslicht in eine Z3-Richtung zu lenken.
  • Das holographische Element 152 wird durch protonenaustauschende Oberflächenteile eines Lithiumniobatsubstrats oder durch Nutzen einer Flüssigkristallzelle hergestellt, wie in der vorläufigen Veröffentlichung Nr. 189504/86 (S61-189504) und der vorläufigen Veröffentlichung Nr. 241735/88 (S63-241735) beschrieben ist. In einer nichtbeugenden Richtung parallel zur X3-Achse linear polarisiertes Licht geht deshalb ohne jegliche Beugung durch das holographische Element 152. Im Gegensatz dazu wird durch das holographische Element 152 Licht gebeugt, das in einer zur Y3-Richtung, welche zur X3-Achse senkrecht ist, parallelen Beugungsrichtung linear polarisiert ist.
  • In der obigen Konfiguration wird das Einfallslicht L3, das in einer zur X3-Achse parallelen nichtbeugenden Richtung linear polarisiert ist, von der Lichtquelle 52 ausgesandt und geht ohne jegliche Beugung durch das holographische Element 152. Das Einfallslicht L3 wird danach durch die Kollimatorlinse 53 kollimiert und das Einfallslicht L3, das linear polarisiert ist, durch die 1/4-λ-Platte 69 in das zirkular polarisierte Einfallslicht L3 geändert. Danach geht ein Teil des Einfallslichts L3 durch die Hologrammlinse 26 ohne jegliche Beugung, um das durchgelassene Licht L4 zu bilden, und ein restlicher Teil des Einfallslichts L3 wird durch die Hologrammlinse 26 gebeugt, um das gebeugte Licht L5 zu bilden. Danach werden das Licht L4, L5 durch die Objektivlinse 27 konvergiert, und der konvergierende Fleck S1 des durchgelassenen Lichts L4 (oder der konvergierende Fleck S2 des gebeugten Lichts L5) wird auf dem ersten Informationsmedium 23 (oder dem zweiten Informationsmedium 25) gebildet. Wenn das Licht L4 oder L5 vom Informationsmedium 23 (oder 25) reflektiert und in das Licht L4R (oder L5R) geändert wird, wird eine Drehrichtung der zirkularen Polarisation im Licht L4 umgekehrt. Daher breitet sich das Licht L4R (oder L5R) mit der umgekehrten zirkularen Polarisation über den gleichen optischen Weg in die entgegengesetzte Richtung aus. Das heißt, das durchgelassene Licht L4R (oder das gebeugte Licht L5R) geht wieder durch die konvergierende Linse 27, und ein Teil des durchgelassenen Lichts L4R geht durch die Hologrammlinse 142 ohne jegliche Beugung oder ein Teil des gebeugten Lichts L5R wird wieder durch die Hologrammlinse 142 gebeugt. Danach wird das durchgelassene Licht L4R (oder das gebeugte L5R), das in umgekehrten Richtung zirkular polarisiert ist, in das Licht L4R (oder L5R), das in einer zur Y3-Achse parallelen Beugungsrichtung linear polarisiert ist, durch die 1/4-λ-Platte 69 geändert. Das Licht L4R (oder L5R) wird danach durch die Kollimatorlinse 53 konvergiert und durch das holographische Element 152 gebeugt, so dass eine Mehrzahl an konvergierenden Flecken auf den Photodetektoren 153 gebildet wird. Ein ein Stück einer auf dem Informationsmedium 23 (oder 25) aufgezeichneten Information ausdrückendes Informationssignal und Servosignale wie z.B. ein Brennpunkt-Fehlersignal und ein Nachführungs- Fehlersignal werden daher in der gleichen Weise wie in der sechsten Ausführungsform im Photodetektor 153 erhalten.
  • Da die zusammengesetzte Objektivlinse mit zwei Brennpunkten in der Optikkopfvorrichtung 151 genutzt wird, können demgemäß Informationsstücke auf oder von einem Informationsmedium zuverlässig aufgezeichnet oder reproduziert werden ungeachtet davon, ob das Informationsmedium dick oder dünn ist.
  • Da das gesamte Einfallslicht L3 durch das holographische Element 152 auf dem optischen Ausgangsweg durchgeht und da das Gesamtlicht L4R oder L5R durch das holographische Element 152 auf dem optischen Eingangsweg gebeugt wird, kann auch eine Nutzeffizienz des Einfallslichts L3 gesteigert werden. Selbst wenn eine Strahlungsintensität des Einfallslichts L3 in der Lichtquelle 52 niedrig ist, können daher das Informationssignal und die Servosignale mit einem hohen Signal-Rausch-Verhältnis zuverlässig erhalten werden.
  • Da in der Optikkopfvorrichtung 151 kein Strahlteiler genutzt wird, kann die Optikkopfvorrichtung 151 auch in geringer Größe und mit geringem Gewicht und mit geringen Kosten hergestellt werden.
  • Da optische Teile der Optikkopfvorrichtung 151 entlang ihrer optischen Achse liegen, kann die stabil betriebene Optikkopfvorrichtung 151 ebenfalls erhalten werden, selbst wenn eine Umgebungstemperatur stark schwankt und die Vorrichtung während einer langen Zeit betrieben wird.
  • Da das Licht L4R oder L5R, das durch das holographische Element 152 ohne jegliche Beugung auf dem optischen Eingangsweg durchgeht, nicht erforderlich ist, wird auch bevorzugt, dass eine Beugungseffizienz des holographischen Elements 152 erhöht wird, um eine Transmissionseffizienz des holographischen Elements 152 auf beinahe Null einzustellen. In diesem Fall dient die Kombination der Funktion des holographischen Elements 152 und der 1/4-λ-Platte 69 als Isolator, um zu verhindern, dass das Licht L4R oder L5R zur Lichtquelle 52 zurückkehrt. In Fällen, in denen ein Halbleiterlaser als die Lichtquelle 52 genutzt wird, kehrt daher kein Licht zu einer aktiven Schicht des Halbleiterlasers zurück. Dementsprechend kann Rauschen verhindert werden, das durch das zum Halbleiterlaser zurückkehrende Licht induziert wird.
  • Da die Lichtquelle 52 und der Photodetektor 53 sich auf dem gleichen Substrat 154 befinden, können die Lichtquelle 52 und der Photodetektor 153 auch eng beieinander angeordnet werden. Daher kann eine relative Lage zwischen der Lichtquelle 52 und dem Photodetektor 153 einfach mit hoher Genauigkeit festgelegt werden. Zum Beispiel kann die relative Lage mit einer Genauigkeit innerhalb mehrerer μm festgelegt werden. Die Herstellungskosten der Optikkopfvorrichtung 151 können demgemäß gesenkt werden, und die Optikkopfvorrichtung 151 kann außerdem in geringer Größe, mit geringem Gewicht und geringen Kosten hergestellt werden.
  • Die Lichtquelle 52 ist auch über erste Drähte mit einer externen Schaltung elektrisch verbunden und der Photodetektor 153 ist über zweite Drähte mit einer anderen externen Schaltung elektrisch verbunden. Da die Lichtquelle 52 und der Photodetektor 153 sich auf demselben Substrat 154 befinden, können in diesem Fall die ersten und zweiten Drähte gemeinsam auf einer X3-Y3-Ebene verlaufen. Deshalb können die Lichtquelle 52 und der Photodetektor 153 mit den externen Schaltungen einfach und automatisch verbunden werden. Da Referenzleitungen, die erforderlich sind, um die Lichtquelle 52 und den Photodetektor 153 mit den externen Schaltungen zu verbinden, nur auf der X3-Y3-Ebene gezogen sind, kann außerdem die relative Lage zwischen der Lichtquelle 52 und dem Photodetektor 153 mit hoher Genauigkeit einfach festgelegt werden.
  • In der sechzehnten Ausführungsform wird die Optikkopfvorrichtung 151 mit dem holographischen Element 152 beschrieben. In Fällen, in denen die Intensität des Einfallslichts L3 ausreicht, ist es jedoch möglich, dass anstelle des holographischen Elements 152 ein Hologramm mit einem kleinen Gitterabstand oder ein Glanzwinkel-Hologramm genutzt wird. In diesem Fall können Informationsstücke auf oder von einem Informationsmedium zuverlässig aufgezeichnet oder reproduziert werden ungeachtet davon, ob das Informationsmedium dick oder dünn ist. Da in der Optikkopfvorrichtung 151 kein Strahlteiler genutzt wird, kann die Optikkopfvorrichtung 151 auch in geringer Größe, mit geringem Gewicht und mit geringen Kosten hergestellt werden. Da optische Teile der Optikkopfvorrichtung 151 entlang ihrer optischen Achse liegen, kann die stabil betriebene Optikkopfvorrichtung 151 ebenfalls erhalten werden, selbst wenn die Umgebungstemperatur stark schwankt und die Vorrichtung während einer langen Zeit betrieben wird.
  • (Siebzehnte Ausführungsform)
  • Mit Verweis auf 52 wird gemäß einer siebzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Optikkopfvorrichtung beschrieben, die in geringer Größe hergestellt und stabil betrieben wird.
  • 52 ist eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer siebzehnten Ausführungsform.
  • Wie in 52 dargestellt ist, umfasst eine Optikkopfvorrichtung 161 zum Aufzeichnen oder Reproduzieren von Informationsstücken auf oder von dem Informationsmedium 23 oder 25 die Lichtquelle 52 zum Aussenden des Einfallslichts L3, das in einer ersten Richtung linear polarisiert ist, die Kollimatorlinse 53, den auf einer Vorderseite eines transparenten Substrats 162 ausgebildeten Polarisationstrennfilm 162, um das in der ersten Richtung linear polarisierte Einfallslicht zu reflektieren und Licht durchzulassen, das in einer zur ersten Richtung senkrechten zweiten Richtung linear polarisiert ist, die 1/4-λ-Platte 69, die Hologrammlinse 26 (oder 26M, 32, 33, 42, 135 oder 142), die Objektivlinse 27, die Stellgliedeinheit 58, ein auf einer Rückseite des transparenten Substrats 162 geschaffenes Hologramm 164 vom Reflexionstyp, um das Licht L4R, L5R zu beugen und zu reflektieren, und den Photodetektor 57.
  • In der obigen Konfiguration wird das in einer ersten Richtung linear polarisierte Einfallslicht L3 von der Lichtquelle 52 ausgesandt und durch die Kollimatorlinse 53 kollimiert. Danach wird das gesamte Einfallslicht L3 durch den Polarisationstrennfilm 162 reflektiert, weil das Einfallslicht L3 in der ersten Richtung linear polarisiert ist. Daher wird das Einfallslicht L3 in eine obere Richtung bzw. nach oben gelenkt. Die lineare Polarisation des Einfallslichts L3 wird danach in der 1/4-λ-Platte 69 in eine zirkulare Polarisation geändert, und ein Teil des Einfallslichts L3 geht durch die Hologrammlinse 26 durch, um das durchgelassene Licht L4 zu bilden. Ein restlicher Teil des Einfallslichts L3 wird auch durch die Hologrammlinse 26 gebeugt, so dass das gebeugte Licht L5 gebildet wird. Danach werden die Lichtstrahlen L4, L5 durch die Objektivlinse 27 konvergiert, und der konvergierende Fleck S1 des durchgelassenen Lichts L4 (oder der konvergierende Fleck S2 des gebeugten Lichts L5) wird auf dem ersten Informationsmedium 23 (oder dem zweiten Informationsmedium 25) geschaffen. Danach gelangt das in umgekehrter Richtung zirkular polarisierte durchgelassene Licht L4R (oder das gebeugte Licht L5R) wieder durch die konvergierende Linse 27 in der gleichen Weise wie in der sechzehnten Ausfüh rungsform, und ein Teil des durchgelassenen Lichts L4R geht ohne jegliche Beugung durch die Hologrammlinse 26, und ein Teil des gebeugten Lichts L5R wird wieder durch die Hologrammlinse 26 gebeugt. Danach wird das durchgelassene Licht L4R (oder das gebeugte Licht L5R), das in umgekehrter Richtung zirkular polarisiert ist, durch 1/4-λ-Platte 69 in das Licht L4R (oder L5R) geändert, das in einer zur ersten Richtung senkrechten zweiten Richtung linear polarisiert ist. Danach wird das gesamte Licht L4R (oder L5R) durch den Polarisationstrennfilm 162 gebrochen und wird durch das Hologramm 164 gebeugt und reflektiert. Das Licht L4R (oder L5R) geht danach durch den Polarisationstrennfilm 162 und wird durch die Kollimatorlinse 53 konvergiert, so dass mehrere konvergierende Flecke auf dem Photodetektor 57 geschaffen werden. Deshalb werden ein ein auf dem Informationsmedium 23 (oder 25) aufgezeichnetes Informationsstück ausdrückendes Informationssignal und Servosignale wie z.B. ein Brennpunkt-Fehlersignal und ein Nachführungs-Fehlersignal im Photodetektor 57 in der gleichen Weise wie in der sechsten Ausführungsform erhalten.
  • Da die zusammengesetzte Objektivlinse mit zwei Brennpunkten in der Optikkopfvorrichtung 161 genutzt wird, können demgemäß die Informationsstücke auf oder von einem Informationsmedium zuverlässig aufgezeichnet oder reproduziert werden ungeachtet davon, ob das Informationsmedium dick oder dünn ist.
  • Da das Einfallslicht L3, das auf den Polarisationstrennfilm 162 fällt, kollimiert wird, ist auch ein Reflexionsvermögen für das Einfallslicht L3 über den gesamten Film 162 gleichmäßig. Deshalb kann ein beugungsbegrenzter Fleck des Lichts L4 oder L5 leicht auf dem Informationsmedium 23 oder 25 geschaffen werden. Da das Licht L4R, L5R, das auf den Polarisationstrennfilm 162 fällt, kollimiert wird, ist auch die Durchlässigkeit für das Licht L4R, L5R über den gesamten Film 162 gleichmäßig. Deshalb kann ein in den Servosignalen auftretender Versatz verhindert werden.
  • Da das gesamte Einfallslicht L3 durch das Hologramm 164 auf dem optischen Ausgangsweg durchgeht und da das gesamte Licht L4R oder L5R durch das Hologramm 164 auf dem optischen Eingangsweg gebeugt wird, kann auch eine Nutzungseffizienz des Einfallslichts L3 gesteigert werden. Selbst wenn eine Strahlungsintensität des Einfallslichts L3 in der Lichtquelle 52 niedrig ist, können deshalb das Informationssignal und die Servosignale mit hohem Signal-Rausch-Verhältnis zuverlässig erhalten werden.
  • Da ein aus dem Film 162, dem Substrat 163 und dem Hologramm 164 bestehendes Hybridelement als Strahlteiler und Einfallsspiegel (rising mirror) dient, kann auch die Optikkopfvorrichtung 161 mit geringer Größe, geringem Gewicht und geringen Kosten hergestellt werden.
  • Da optische Teile der Optikkopfvorrichtung 161 entlang ihrer optischen Achse liegen, kann die stabil betriebene Optikkopfvorrichtung 161 auch erhalten werden, selbst wenn die Umgebungstemperatur schwankt und das Gerät während einer langen Zeit betrieben wird.
  • Eine Kombination der Funktionen des Films 162 und der 1/4-λ-Platte 69 dient auch als Isolator, um zu verhindern, dass das Licht L4R oder L5R zur Lichtquelle 52 zurückkehrt. In Fällen, in denen ein Halbleiterlaser als die Lichtquelle 52 genutzt wird, kehrt daher kein Licht zu einer aktiven Schicht des Halbleiterlasers zurück. Dementsprechend kann das durch das zum Halbleiterlaser zurückkehrende Licht induzierte Rauschen verhindert werden.
  • Es wird auch bevorzugt, dass das Hologramm 164 mit Glanzwinkel versehen ist. Da die Erzeugung unnötigen gebeugten Lichts wie z.B. gebeugten Lichts minus erster Ordnung im Hologramm 164 verhindert wird, kann auch die Beugungseffizienz des Hologramms 164 zum Ändern von Licht in gebeugtes Licht erster Ordnung auf nahezu 100% eingestellt werden. Deshalb kann das Einfallslicht L3 effizient genutzt werden, um die Signale zu erhalten.
  • Da auf das Hologramm 164 einfallendes Licht in gebeugtes Licht erster Ordnung gebeugt wird, kann auch eine im Licht L4R, L5R auftretende chromatische Aberration im Hologramm 164 kompensiert werden. Deshalb können die Servosignale stabil erhalten werden.
  • In der siebzehnten Ausführungsform befindet sich die Kollimatorlinse 53 zwischen der Lichtquelle 52 und dem Film 162. Die Kollimatorlinse 53 ist jedoch in der Optikkopfvorrichtung 161 nicht notwendig.
  • Die Optikkopfvorrichtung 161 mit dem Film 162 und der 1/4-λ-Platte 69 wird ebenfalls beschrieben. In Fällen, in denen die Intensität des Einfallslichts L3 ausreicht, ist es jedoch möglich, dass anstelle des Films 162 ein Reflexionsfilm mit einem Reflexionsvermögen von nahezu 1/3 genutzt und die 1/4-λ-Platte 69 weggelassen wird. In diesem Fall können Informationsstücke auf oder von einem Informationsmedium zuverlässig aufgezeichnet oder reproduziert werden ungeachtet davon, ob das Informationsmedium dick oder dünn ist. Da ein aus dem Film 162, dem Substrat 163 und dem Hologramm 164 bestehendes Hybridelement als Strahlteiler und Einfallsspiegel (rising mirror) dient, kann auch die Optikkopfvorrichtung 161 mit geringer Größe, geringem Gewicht und niedrigen Kosten hergestellt werden. Da optische Teile der Optikkopfvorrichtung 161 entlang ihrer optischen Achse liegen, kann auch die stabil betriebene Optik kopfvorrichtung 161 erhalten werden, selbst wenn die Umgebungstemperatur stark schwankt und die Vorrichtung während einer langen Zeit betrieben wird.
  • In den sechsten bis siebzehnten Ausführungsformen können Informationsstücke auf oder von einem Informationsmedium zuverlässig aufgezeichnet oder reproduziert ungeachtet davon, ob das Informationsmedium eine herkömmliche optische Platte wie z.B. eine Kompaktplatte mit einer Dicke T2 von etwa 1,2 mm oder eine zukünftige optische Platte hoher Dichte mit einer Dicke T1 repräsentiert, die zwischen 0,4 mm und 0,8 mm liegen. Wenn die Information auf oder von dem Informationsmedium aufgezeichnet oder reproduziert wird, ist es jedoch erforderlich, die Dicke des Informationsmediums vorher zu prüfen. Es ist daher für einen Nutzer zweckmäßig, dass ein Stück einer Unterscheidungsinformation auf dem Informationsmedium vorher aufgezeichnet wird, um die Dicke des Informationsmediums zu unterscheiden. Da auf der herkömmlichen optischen Platte keine Unterscheidungsinformation aufgezeichnet ist, wird bevorzugt, dass die Unterscheidungsinformation auf der zukünftigen optischen Platte hoher Dichte, die in Zukunft auf dem Markt erscheint, aufgezeichnet wird. Deshalb werden erste und zweite optische Platten hoher Dichte mit der Unterscheidungsinformation im folgenden beschrieben.
  • 53 ist eine diagonale Ansicht einer ersten optischen Platte hoher Dichte, wobei eine Querschnittansicht der Platte teilweise dargestellt ist.
  • Wie in 53 gezeigt ist, ist die optische Platte 171 hoher Dichte in einen äußeren Bereich 171a und einen inneren Bereich 171b unterteilt. Der äußere Bereich 171a nimmt einen großen Teil der optischen Platte 171 ein, ein Informationsaufzeichnungssubstrat 171c des äußeren Bereichs 171a hat die Dicke T1, und das Informationsaufzeichnungssubstrat 171c des inneren Bereichs 171b hat die Dicke T2. Mehrere erste Aufzeichnungsvertiefungen 172 werden auf dem Informationsaufzeichnungssubstrat 171c des äußeren Bereichs 171a in engen Intervallen hintereinander geschaffen, um Informationsstücke mit hoher Dichte aufzuzeichnen. Auf dem Informationsaufzeichnungssubstrat 171c des inneren Bereichs 171b wird außerdem eine Mehrzahl zweiter Aufzeichnungsvertiefungen 173 in üblichen Intervallen hintereinander geschaffen, um Stücke einer Unterscheidungsinformation in üblicher Dichte einer Kompaktplatte aufzuzeichnen. Die Unterscheidungsinformation teilt mit, dass die optische Platte 171 die Dicke T1 hat. Die Dicke T1 des äußeren Bereichs 171a reicht z.B. von 0,4 mm bis 0,8 mm, und die Dicke T2 des inneren Bereichs beträgt beispielsweise etwa 1,2 mm.
  • In der obigen Konfiguration wird das gebeugte Licht L5 gemäß der ersten oder zweiten Ausführungsform (oder das durchgelassene Licht L4 gemäß der dritten Ausführungsform) anfangs auf einem inneren Bereich des Informationsmediums 23 oder 25 konvergiert, während eine Brennpunktsteuerung entsprechend dem zweiten Informationsmedium 25 mit der Dicke T2 durchgeführt wird. In Fällen, in denen das Informationsmedium 23 oder 25 die optische Platte 171 ist, wird ein Stück einer Unterscheidungsinformation, die mitteilt, dass das Licht L5 (oder L4) auf der optischen Platte 174 mit der Dicke T1 konvergiert wird, festgestellt. Danach wird das durchgelassene Licht L4 (oder das gebeugte Licht L6) auf dem äußeren Bereich 171a der optischen Platte 171 automatisch konvergiert, während eine Brennpunktsteuerung entsprechend dem ersten Informationsmedium 23 mit der Dicke T1 durchgeführt wird.
  • In Fällen, in denen das Informationsmedium 23 oder 25 eine dicke herkömmliche optische Platte mit einer Dicke T2 ist, wird im Gegensatz dazu keine Unterscheidungsinformation festgestellt, wenn das Licht L5 (oder L4) auf dem inneren Bereich 171b der herkömmlichen optischen Platte konvergiert wird. In diesem Fall wird die Brennpunktsteuerung entsprechend dem zweiten Informationsmedium 25 fortgesetzt, um ein Informationssignal festzustellen, das ein Stück einer auf der herkömmlichen optischen Platte aufgezeichneten Information ausdrückt.
  • In Fällen, in denen eine der in 21, 27, 30, 31, 32, 33, 37, 38, 40A, 43, 44, 50 und 52 dargestellten Optikkopfvorrichtungen genutzt wird, können demgemäß Informationsstücke von einem Informationsmedium automatisch aufgezeichnet oder reproduziert werden ungeachtet davon, ob das Informationsmedium dünn oder dick ist.
  • Da nur die Unterscheidungsinformation im inneren Bereich der optischen Platte 174 aufgezeichnet wird, kann der innere Bereich auch klein sein. Daher wird eine Speicherkapazität der optischen Platte 171 durch die Hinzufügung der zweiten Aufzeichnungsvertiefung 173 nicht gesenkt.
  • 54 ist eine Diagonalansicht einer zweiten optischen Platte hoher Dichte, wobei eine Querschnittdarstellung der Platte teilweise dargestellt ist.
  • Wie in 54 gezeigt ist, ist eine optische Platte 174 hoher Dichte in einen äußeren Bereich 174a und einen inneren Bereich 174b unterteilt.
  • Der äußere Bereich 174a nimmt einen großen Teil der optischen Platte 174 ein. Die optische Platte 174 weist eine gleichmäßige Dicke von T1 auf. Die ersten Aufzeichnungsvertiefungen 172 werden auf dem Informationsaufzeichnungssubstrat 174c des äußeren Bereichs 174a gebildet, um Informationsstücke mit hoher Dichte aufzuzeichnen. Auf dem Informationsaufzeichnungssubstrat 174c des inneren Bereichs 174b wird außerdem eine Mehrzahl zweiter Aufzeichnungsvertiefungen 175 mit großer Größe in weiten Intervallen gebildet, um Stücke einer Unterscheidungsin formation in geringerer üblicher Dichte als die übliche Dichte aufzuzeichnen. Die Unterscheidungsinformation teilt mit, dass die gesamte optische Platte 174 die Dicke T1 hat. Die Dicke T1 der optischen Platte 174 reicht z.B. von 0,4 mm bis 0,8 mm.
  • In der obigen Konfiguration wird das gebeugte Licht L5 gemäß der ersten oder zweiten Ausführungsform (oder das durchgelassene Licht L4 gemäß der dritten Ausführungsform) anfangs auf einem inneren Bereich des Informationsmediums 23 oder 25 konvergiert, während eine Brennpunktsteuerung entsprechend dem zweiten Informationsmedium 25 mit der Dicke T2 durchgeführt wird. In Fällen, in denen das Informationsmedium 23 oder 25 die optische Platte 174 ist, wird das Licht L5 (oder L4) in jeder der zweiter Aufzeichnungsvertiefungen 175 im Defokus konvergiert. Da jedoch die zweiten Aufzeichnungsvertiefungen 175 eine große Größe aufweisen, wird ein konvergierender Fleck des Lichtes L5 (oder L4) zuverlässig in einem der zweiten Aufzeichnungsvertiefungen 175 gebildet. Deshalb wird ein Stück einer Unterscheidungsinformation festgestellt, die mitteilt, dass das Licht L5 (oder L4) auf der optischen Platte 174 mit der Dicke T1 konvergiert wird. Danach wird das durchgelassene Licht L4 (oder das gebeugte Licht L6) auf dem äußeren Bereich 174a der optischen Platte 174 automatisch konvergiert, während eine Brennpunktsteuerung entsprechend dem ersten Informationsmedium 23 mit der Dicke T1 durchgeführt wird.
  • In Fällen, in denen das Informationsmedium 23 oder 25 eine dicke herkömmliche optische Platte mit einer Dicke T2 ist, wird im Gegensatz dazu keine Unterscheidungsinformation festgestellt, wenn das Licht L5 (oder L4) auf dem inneren Bereich 174b der herkömmlichen optischen Platte konvergiert wird. In diesem Fall wird die Brennpunktsteuerung entsprechend dem zweiten Informationsmedium 25 fortgesetzt, um ein Informati onssignal festzustellen, das ein Stück einer Information ausdrückt, die auf der herkömmlichen optischen Platte aufgezeichnet ist.
  • In Fällen, in denen eine der in 21, 27, 30, 31, 32, 33, 37, 38, 40A, 43, 44, 50 und 52 gezeigten Optikkopfvorrichtungen genutzt wird, können demgemäß Informationsstücke auf oder von einem Informationsmedium automatisch aufgezeichnet oder reproduziert werden ungeachtet davon, ob das Informationsmedium dünn oder dick ist.
  • Da nur die Unterscheidungsinformation im inneren Bereich der optischen Platte 174 aufgezeichnet wird, kann der innere Bereich auch klein sein. Deshalb wird die Speicherkapazität einer optischen Platte 174 durch die Hinzufügung der zweiten Aufzeichnungsvertiefung 173 nicht gesenkt.
  • Da die Dicke der optischen Platte 174 gleichmäßig ist, kann die optische Platte 174 auch leicht mit geringen Kosten hergestellt werden. Die optische Platte 174 kann auch dünner gemacht werden.
  • (Achtzehnte Ausführungsform)
  • Eine optische Plattenvorrichtung mit einer der Optikkopfvorrichtungen, worin automatisch beurteilt wird, ob eine optische Platte hoher Dichte mit der Dicke T1 oder eine herkömmliche optische Platte mit der Dicke T2 genutzt wird, wird beschrieben.
  • 55 ist ein Blockdiagramm einer optischen Plattenvorrichtung mit einer der in 21, 27, 30, 31, 32, 33, 37, 38, 40A, 43, 44, 50 und 52 gezeigten Optikkopfvorrichtungen gemäß einer achtzehnten Ausführungsform. 56 ist ein Flußdiagramm, das die Operation der optischen Plattenvorrichtung zeigt, die in 55 dargestellt ist.
  • Wie in 55 dargestellt ist, umfasst eine optische Plattenvorrichtung 176 zum Aufzeichnen oder Reproduzieren von Informationsstücken auf oder von der optischen Platte 171 (oder 174) hoher Dichte oder der herkömmlichen optischen Platte 25 eine Optikkopfvorrichtung 51 (oder 61, 65, 67, 70, 71, 81, 91, 101, 111, 121, 151 oder 161), ein Bewegungsmittel 177 wie z.B. einen Zufuhrmechanismus zum Bewegen der Optikkopfvorrichtung 51 zu einer vorgeschriebenen Stelle und ein Drehmittel 178 wie z.B. einen Spindelmotor zum Drehen der optischen Platte 171 (oder 174) oder der herkömmlichen optischen Platte 25.
  • In der obigen Konfiguration wird die optische Platte 171 hoher Dichte oder die herkömmliche optische Platte 25 auf eine vorgeschriebene Position der optischen Plattenvorrichtung 176 eingestellt, und die optische Platte 171 oder 25 wird durch das Drehmittel 178 gedreht. Danach wird die Optikkopfvorrichtung 51 in Schritt 211 zu einer Stelle unmittelbar unter der innersten Aufzeichnungsspur der optischen Platte 171 oder 25 bewegt, und das gebeugte Licht L5 wird auf der innersten Aufzeichnungsspur der optischen Platte 171 oder 25 konvergiert, während in einem Schritt 212 eine Brennpunktsteuerung gemäß der herkömmlichen optischen Platte 25 der Dicke T2 durchgeführt wird. Danach wird in Schritt 213 eine Nachführungssteuerung durchgeführt, und ein Stück einer auf der innersten Aufzeichnungsspur der optischen Platte 171 oder 25 aufgezeichneten Information wird festgestellt. Danach wird in Schritt 214 beurteilt, ob die Information mit einem Stück einer Unterscheidungsinformation übereinstimmt, die mitteilt, dass die optische Platte 171 mit der Dicke T1 in die optische Plattenvorrichtung 176 eingesetzt ist.
  • In Fällen, in denen die optische Platte 171 hoher Dichte in die optische Plattenvorrichtung 176 eingesetzt ist, wird die Unterscheidungsinformati on festgestellt. Danach wird das durchgelassene Licht L4 auf der optischen Platte 171 automatisch konvergiert, während eine Brennpunktsteuerung entsprechend der optischen Platte 171 der Dicke T1 in einem Schritt 215 durchgeführt wird. Daher werden Informationsstücke auf oder von der optischen Platte 171 aufgezeichnet oder reproduziert.
  • Im Gegensatz dazu wird in Fällen, in denen die herkömmliche optische Platte 25 in die optische Plattenvorrichtung 176 eingesetzt ist, die Unterscheidungsinformation nicht gestellt. In diesem Fall wird die Konvergenz des gebeugten Lichts L5 auf der herkömmlichen optischen Platte 25 fortgeführt, während in einem Schritt 216 die Brennpunktsteuerung und die Nachführungssteuerung entsprechend der herkömmlichen optischen Platte 25 durchgeführt werden. Deshalb werden Informationsstücke auf oder von der herkömmlichen optischen Platte 25 aufgezeichnet oder reproduziert.
  • Dementsprechend kann die Dicke der optischen Platte, die in die optische Plattenvorrichtung 176 eingesetzt ist, mit hoher Genauigkeit schnell beurteilt werden. Informationsstücke können auch auf oder von einer optischen Platte stabil aufgezeichnet oder reproduziert werden ungeachtet davon, ob die optische Platte die optische Platte 171 (oder 174) hoher Dichte oder die herkömmliche optische Platte 25 ist.
  • (Neunzehnte Ausführungsform)
  • Eine optische Plattenvorrichtung mit einer der Optikkopfvorrichtungen, worin automatisch beurteilt wird, ob eine optische Platte hoher Dichte mit der Dicke T1 oder eine herkömmliche optische Platte mit der Dicke T2 genutzt wird, wird beschrieben.
  • 57 ist ein Blockdiagramm einer optischen Plattenvorrichtung mit einer der in 21, 27, 30, 31, 32, 33, 37, 38, 40A, 43, 44, 50 und 52 dargestellten Optikkopfvorrichtungen gemäß einer neunzehnten Ausführungsform. 58 ist ein Flußdiagramm, das den Betrieb der in 57 dargestellten optischen Plattenvorrichtung zeigt.
  • Wie in 57 gezeigt ist, umfasst eine optische Plattenvorrichtung 176 zum Aufzeichnen oder Reproduzieren von Informationsstücken auf oder von einer optischen Platte 182 mit hoher Dichte oder einer herkömmlichen optischen Platte 25 die Optikkopfvorrichtung 51 (oder 61, 65, 67, 70, 71, 81, 91, 101, 111, 121, 151 oder 161), das Bewegungsmittel 177 und das Drehmittel 182 wie z.B. einen Spindelmotor zum Drehen der optischen Platte 182 hoher Dichte oder der herkömmlichen optischen Platte 25. Die optische Platte 182 hoher Dichte weist keine Unterscheidungsinformation auf und hat die Dicke T1.
  • In der obigen Konfiguration wird die optische Platte 182 hoher Dichte oder die herkömmliche optische Platte 25 in eine vorgeschriebene Position der optischen Plattenvorrichtung 181 eingesetzt, und die optische Platte 182 oder 25 wird durch das Drehmittel 182 gedreht. Die Optikkopfvorrichtung 51 wird danach zu einer Stelle genau unter einer innersten Aufzeichnungsspur der optischen Platte 182 oder 25 in einem Schritt 221 bewegt, da ein Informationsstück auf der innersten Aufzeichnungsspur zuverlässig aufgezeichnet ist, und das gebeugte Licht L5 wird in einem Schritt 222 auf der innersten Aufzeichnungsspur der optischen Platte 182 oder 25 konvergiert, während eine Brennpunktsteuerung entsprechend der herkömmlichen optischen Platte 25 der Dicke T2 durchgeführt wird. Danach wird in einem Schritt 223 eine Nachführungssteuerung durchgeführt, und ein auf der innersten Aufzeichnungsspur der optischen Platte 182 oder 25 aufgezeichnetes Informationsstück wird festgestellt. Danach wird in einem Schritt 224 beurteilt, ob die Intensität eines Informationssignals, das die festgestellte Information ausdrückt, einen Schwellenwert übersteigt. Das heißt, die Intensität des Informationssignals, die höher als der Schwellenwert ist, bezeichnet, dass das gebeugte Licht L5 im Brennpunkt auf der optischen Platte 182 oder 25 konvergiert ist, und die Intensität des Informationssignals, die nicht größer als der Schwellenwert ist, bezeichnet, dass das gebeugte Licht L5 im Defokus auf der optischen Platte 182 oder 25 konvergiert ist.
  • In Fällen, in denen die herkömmliche optische Platte 182 in die optische Plattenvorrichtung 181 eingesetzt ist, wird die Intensität des Informationssignals, die nicht höher als der Schwellenwert ist, festgestellt. In diesem Fall wird das transmittierte Licht L4 automatisch auf der optischen Platte 182 zusammengeführt, während eine Brennpunktsteuerung entsprechend der optischen Platte hoher Dichte 182 mit der Dicke T1 in einem Schritt 225 durchgeführt wird. Daher werden Informationsstücke auf oder von der optischen Platte 182 aufgezeichnet oder reproduziert.
  • In Fällen, in denen die herkömmliche optische Platte 25 in die optische Plattenvorrichtung 181 eingesetzt ist, wird im Gegensatz dazu die Intensität des Informationssignals, die höher als der Schwellenwert ist, festgestellt. In diesem Fall wird die Konvergenz des gebeugten Lichts L5 auf der herkömmlichen optischen Platte 25 fortgeführt, während die Brennpunktsteuerung und die Nachführungssteuerung entsprechend der herkömmlichen optischen Platte 25 in einem Schritt 226 durchgeführt werden. Daher werden Informationsstücke auf oder von der herkömmlichen optischen Platte 25 aufgezeichnet oder reproduziert.
  • Dementsprechend kann die Dicke der optischen Platte, die in die optische Plattenvorrichtung 181 eingesetzt ist, beurteilt werden, selbst wenn die optische Platte 171 oder 174 nicht genutzt wird. Informationsstücke können auch auf oder von einer optischen Platte stabil aufgezeichnet oder reproduziert werden ungeachtet davon, ob die optische Platte die optische Platte 182 hoher Dichte oder die herkömmliche optische Platte 25 ist.
  • Nachdem die Prinzipien unserer Erfindung in ihrer bevorzugten Ausführungsform veranschaulicht und beschrieben wurden, sollte dem Fachmann ohne weiteres ersichtlich sein, dass die Erfindung in Aufbau und Detail abgewandelt werden kann, ohne von solchen Prinzipien abzuweichen. Wir beanspruchen alle in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallenden Abwandlungen.

Claims (14)

  1. Optische Linseneinheit (45; 46, 47) zum Empfangen eines Lichtstrahls und mit einer Objektivlinse (27) zum Fokussieren des Lichtes, um einen beugungsbegrenzten Fleck durch eine transparente Schicht (22, 24) hindurch auf einem Informationsmedium von einer von zwei Sorten optischer Platten (23, 25) zu fokussieren, wobei die transparenten Schichten der beiden Sorten von optischen Platten unterschiedliche Dicken (T1, T2) aufweisen, wobei die optische Linseneinheit eine Vielzahl von Bereichen aufweist, die eine Vielzahl von numerischen Aperturen (NA1, NA2) bereitstellen, die unterschiedlichen Schichtdicken (T1, T2) entsprechen, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Linseneinheit darüber hinaus eine Hologrammlinse (26, 32, 42) umfasst, um in Kombination mit der Objektivlinse einen beugungsbegrenzten Fleck durch die andere der Schichten hindurch zu bilden.
  2. Optische Linseneinheit nach Anspruch 1, wobei ein Gittermuster (33A–D) in einem ersten Bereich der Bereiche vorgesehen ist, und die numerische Apertur (NA1) des ersten Bereichs in Kombination mit der Objektivlinse größer ist als die numerische Apertur (NA2) der Objektivlinse alleine.
  3. Optische Linseneinheit nach Anspruch 2, bei der die Hologrammlinse (32) ein optisches Relief umfasst, das konzentrisch in einem zweiten Bereich der Objektivlinse gebildet ist.
  4. Optische Linseneinheit nach Anspruch 3, bei der das Gittermuster (33A–D) des ersten Bereichs höher ist als die Hologrammlinse des zweiten Bereichs.
  5. Optische Linseneinheit nach Anspruch 3, bei der das Gittermuster (33A–D) auf einer Seite der optischen Linse gegenüber der optischen Platte vorgesehen ist.
  6. Optische Linseneinheit nach Anspruch 5, bei der das Hologramm derart gebildet ist, dass es als konvexe Linse fungiert.
  7. Optische Linseneinheit nach Anspruch 5 oder 6, bei der das Hologramm Schrägen aufweist, die in die gleiche Richtung wie eine Oberfläche einer konvexen Linse geneigt sind.
  8. Optische Linseneinheit nach einem der Ansprüche 6 oder 7, bei der der erste Bereich einen höheren Beugungswirkungsgrad als der zweite Bereich aufweist.
  9. Optische Linseneinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 8, bei der eine Höhe H des optischen Reliefs, das in dem zweiten Bereich gebildet ist, festgelegt ist auf: H < λ/(n(λ) – 1),wobei ein Symbol λ eine Wellenlänge eines Lichtstrahls, der durch den zweiten Bereich hindurchtritt, bezeichnet und ein Symbol n(λ) einen Brechungsindex eines Materials des optischen Reliefs bei der Wellenlänge λ des Lichtstrahls bezeichnet.
  10. Optische Linseneinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 9, bei der das Hologramm eine geblazete Hologrammlinse ist.
  11. Optische Linseneinheit nach Anspruch 10, bei der das Hologramm in einem Abschnitt davon zu einer Sägezahnform ausgebildet ist.
  12. Optische Linseneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der die Dicke (T2) von einer der transparenten Schichten ungefähr 1,2 mm beträgt.
  13. Optikkopfvorrichtung zum Durchführen eines Aufzeichnens und/oder Wiedergebens von Informationsstücken auf und von einer optischen Platte, die derart angeordnet ist, dass sie der Optikkopfvorrichtung zugewandt ist, umfassend: eine optische Quelle zum Ausstrahlen eines Lichtstrahls; und eine optische Linseneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
  14. Optische Plattenvorrichtung, umfassend: eine Optikkopfvorrichtung nach Anspruch 13; eine Bewegungsvorrichtung zum Bewegen der Optikkopfvorrichtung; und eine Rotationsvorrichtung zum Rotieren der optischen Platte.
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