DE69434045T2 - 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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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine zusammengesetzte, aus einer Objektivlinse und einer Hologrammlinse bestehende Objektivlinse, welche zwei Brennpunkte aufweist, ein optisches Bilderzeugungssystem zum Konvergieren von Licht auf zwei konvergierende Flecke, 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 zum Beispiel einem optischen Medium oder einem magnetooptischen Medium wie eine optische Platte oder eine optische Karte mit dem optischen Bilderzeugungssystem, eine optische Platte, in der eine Reihe von Aufzeichnungsvertiefungen mit hoher Dichte und eine Reihe von Aufzeichnungsvertiefungen mit vergleichsweise geringer Dichte vorgesehen sind, eine Vorrichtung mit optischer Platte bzw. optische Plattenvorrichtung zum Aufzeichnen oder Reproduzieren von Informationen auf oder von der optischen Platte mit der zusammengesetzten Objektivlinse, ein Binärfokusmikroskop, das zwei Brennpunkte aufweist, in denen zwei Arten von in verschiedenen Tiefen gezeichneten Bildern gleichzeitig beobachtet werden, und eine Justiervorrichtung zum Ausrichten bzw. Justieren von zwei Arten von in verschiedenen Tiefen gezeichneten Bildern mit dem Binärfokusmikroskop.
  • 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 fotoelektrischen Übertragungsnachweisprozeß gemäß Zweck und Verwendung bestimmt. Konkret wurde jüngst eine Optikkopfvorrichtung vorgeschlagen, in der ein holografisches 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 13 reflektierten Lichtstrahls L2 in einem optischen Rückweg, einer Objektivlinse 15 zum Konvergieren des durch das Hologramm 14 durchgelassenen Lichtstrahls L1 auf dem Informationsmedium I2, um die Information zu lesen, einem Stellglied 16 zum integralen Bewegen der Objektivlinse 15 mit dem Glanzwinkel-Hologramm 14, um den Lichtstrahl L1 auf dem Informationsmedium 12 mit der Objektivlinse 15 zu fokussieren, und einem Fotodetektor 17 zum Nachweisen der Intensität des auf dem Informationsmedium 12 reflektierten Lichtstrahls L2, um die Information zu reproduzieren.
  • Wie in 2 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 Fotodetektor 17 das gebeugte Licht L2 erster Ordnung empfangen.
  • Im Fotodetektor 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 Fotodetektor 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 Fotodetektor 17 in unerwünschter Weise 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 Fotodetektor 17 empfangenen unnötigen Lichts verringert wird.
  • Da eine Objektivlinse eines herkömmlichen Mikroskops nur einen Brennpunkt hat, können auch nur innerhalb einer Abbildungstiefe bzw. Schärfentiefe gelegene Bilder mit dem herkömmlichen Mikroskop beobachtet werden.
  • Auf einem Halbleiter wie zum Beispiel einen Verbindungshalbleiter der Gruppen III–V ist eine winzige Schaltung ausgebildet, um eine Mikrowellenschaltung, einen optoelektronischen Detektor oder einen Festkörperlaser zu bilden. In diesem Fall wird auf einer aus dem Halbleiter hergestellten Probe ein lichtempfindliches Material aufgetragen. Danach wird eine relative Position zwischen der Probe und einer Fotomaske, die die Probe bedeckt, justiert, indem eine Justiervorrichtung genutzt wird, und das lichtempfindliche Material wird durch die Fotomaske einem Lichtstrahl zur Belichtung ausgesetzt, um ein auf der Fotomaske gezeichnetes Schaltungsmuster auf das lichtempfindliche Material in einem Belichtungspro zess unter Ausnutzung einer Belichtungsvorrichtung zu übertragen. Zum Beispiel ist ein Justiermuster auf einer Rückseite der Probe gezeichnet, und eine relative Position zwischen der Probe und der Fotomaske wird mit hoher Genauigkeit justiert, während gleichzeitig das Justiermuster der Probe und das Schaltungsmuster der Fotomaske mit dem herkömmlichen Mikroskop beobachtet werden. Danach wird das Schaltungsmuster der Fotomaske auf eine Vorderseite der Probe übertragen.
  • Da in diesem Fall innerhalb einer Schärfentiefe einer im herkömmlichen Mikroskop genutzten Objektivlinse gelegene Bilder nur mit dem herkömmlichen Mikroskop beobachtet werden können, ist es erforderlich, das herkömmliche Mikroskop mit einer tiefen Schärfentiefe in der Justiervorrichtung zu nutzen, falls das Justiermuster und das Schaltungsmuster mit dem herkömmlichen Mikroskop gleichzeitig beobachtet werden. Daher wird die Vergrößerung des herkömmlichen Mikroskops mit der tiefen Schärfentiefe 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 Systems 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 Optikkopfsystem 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.
  • Beim herkömmlichen Mikroskop gibt es ebenfalls ein Problem. Das heißt, da eine Objektivlinse des herkömmlichen Mikroskops nur einen Brennpunkt hat und nur innerhalb einer Schärfentiefe der Objektivlinse gelegene Bilder mit dem herkömmlichen Mikroskop beobachtet werden können, wird zwischen der Vergrößerung des herkömmlichen Mikroskops und einem beobachteten Bereich in Richtung der optischen Achse ein Kompromiss geschlossen. Daher gibt es einen Nachteil, dass es unmöglich ist, die Bilder über einen weiten beobachteten Bereich in Richtung der optischen Achse mit hoher Vergrößerung zu beobachten.
  • In der Justiervorrichtung gibt es ebenfalls ein Problem. Das heißt, wenn ein auf der Fotomaske gezeichnetes Schaltungsmuster auf die Vorderseite der Probe übertragen wird, nachdem ein Justiermuster auf der Rückseite der Probe gezeichnet ist, wird die Justierung der Fotomaske und der Probe durchgeführt, indem das Schaltungsmuster der Fotomaske und das Justiermuster der Probe mit dem herkömmlichen Mikroskop mit einer tiefen Schärfentiefe und einer geringen Vergrößerung gleichzeitig beobachtet werden. Da das herkömmliche Mikroskop eine geringe Vergrößerung aufweist, gibt es daher den Nachteil, dass es unmöglich ist, die Fotomaske mit der Probe mit einer hohen Genauigkeit innerhalb eines Bereichs von 5 μm zu justieren. EP 0 470 807A offenbart eine Vorrichtung zum Lesen optischer Platten mit mehreren Objektivlinsen zum Lesen von Platten verschiedener Dicken.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine zusammengesetzte Objektivlinse geschaffen, durch die ein Strahl eines Einfallslichts durch ein transparentes Substrat mit einer ersten Dicke T1 auf einer Informationsaufzeichnungsebene eines ersten Informationsmediums oder durch ein transparentes Substrat mit einer zweiten Dicke T2, die größer als die erste Dicke T1 ist (T1 < T2), auf einer Informationsaufzeichnungsebene eines zweiten Aufzeichnungsmediums fokussiert werden kann, mit einer Objektivlinse zum Minimieren einer Aberration, die in einem Strahl eines Einfallslichts auftritt, falls ein durch die Objektivlinse durchgehender Einfallslichtstrahl durch das transparente Substrat des ersten Informationsmediums gelangt und auf der Informationsaufzeichnungsebene des ersten Informationsmediums fokussiert wird, gekennzeichnet durch eine Hologrammlinse, die auf einer Oberfläche der Objektivlinse angeordnet ist, um eine Phase eines Teils eines Einfallslichtstrahls zu verschieben, um eine Wellenfrontaberration eines Einfallslichts zu reduzieren, die durch eine Differenz zwischen der ersten Dicke T1 des ersten Informationsmediums und der zweiten Dicke T2 des zweiten Informationsmediums hervorgerufen wird, falls ein Einfallslichtstrahl durch das transparente Substrat des zweiten Informationsmediums gelangt, und um die Objektivlinse einen Einfallslichtstrahl auf der Informationsaufzeichnungsebene des ersten Informationsmediums oder der Informationsaufzeichnungsebene des zweiten Informationsmediums durch das transparente Substrat mit der ersten Dicke T1 oder das transparente Substrat mit der ersten Dicke T1 oder das transparente Substrat mit der zweiten Dicke T2 konvergieren zu lassen.
  • In der obigen Konfiguration geht ein Teil des Einfallslichts ohne jegliche Beugung durch das Hologrammmittel. Daher wird ein Strahl eines durchgelassenen Lichts gebildet, der vom Hologrammmittel nicht divergiert wird oder nicht konvergiert. Danach wird das durchgelassene Licht durch das Linsenmittel gebrochen und konvergiert, so dass das durchgelassene Licht auf einem ersten konvergierenden Fleck fokussiert wird, der bei einem ersten Brennpunkt liegt.
  • Im Gegensatz dazu wird ein restlicher Teil des Einfallslichts durch das Hologrammmittel gebeugt. Daher wird ein Strahl eines gebeugten Lichts wie zum Beispiel ein Strahl eines gebeugten Lichts erster Ordnung gebildet, der von der Hologrammlinse divergiert wird oder konvergiert. Danach wird das gebeugte Licht durch das Linsenmittel gebrochen und konvergiert, so dass das gebeugte Licht auf einem zweiten konvergierenden Fleck fokussiert wird, der bei einem zweiten Brennpunkt liegt.
  • Da die Ausbreitungsrichtung des durchgelassenen Lichts sich von derjenigen des gebeugten Lichts unterscheidet, unterscheidet sich in diesem Fall der erste Brennpunkt der zusammengesetzten Objektivlinse für das durchgelassene Licht vom zweiten Brennpunkt der zusammengesetzten Objektivlinse für das gebeugte Licht. Daher weist die zusammengesetzte Objektivlinse zwei Brennpunkte auf, und das durch die zusammengesetzte Objektivlinse durchgehende Einfallslicht wird auf zwei konvergierenden Punkten konvergiert.
  • Dementsprechend kann das durch die zusammengesetzte Objektivlinse durchgelassene Einfallslicht auf einem Informationsmedium zuverlässig konvergiert werden ungeachtet davon, ob das Informationsmedium eine erste Dicke oder eine zweite Dicke hat.
  • Es wird bevorzugt, daß ein Gittermuster im Hologrammmittel in einer konzentrischen Kreisform gezeichnet ist, wobei das Gittermuster des Hologrammmittels im Relief ausgebildet ist, um abwechselnde Reihen von unteren Teilen und oberen Teilen konzentrisch zu schaffen, wobei eine Höhe H eines Reliefs im Gittermuster auf H < λ/(n(λ) – 1) eingestellt wird, wobei das Symbol λ eine Wellenlänge des Einfallslichts repräsentiert und ein Symbol n(λ) einen Brechungsindex des aus einem Glasmaterial geschaffenen Hologrammmittels für das Einfallslicht mit der Wellenlänge λ bezeichnet, und eine Differenz im Phasenmodulationsgrad zwischen dem durch den unteren Teil des Gittermusters durchgehenden Einfallslicht und dem durch einen oberen Teil des Beugungsgitters durchgehenden Einfallslicht geringer als 2π Radiant ist, um eine Beugungseffizienz des Hologrammmittels auf einen niedrigeren Wert als 100% einzustellen.
  • In der obigen Konfiguration wird, da die Höhe des Reliefs im Gittermuster niedriger als ein Wert λ/(n(λ) – 1) ist, die Differenz im Phasenmodulationsgrad zu weniger als 2π Radiant induziert. Daher wird die Beugungseffizienz des Hologrammmittels über das gesamte Gittermuster auf einen niedrigeren Wert als 100% eingestellt, so daß das durchgelassene Licht und das gebeugte Licht in der Hologrammlinse gleichzeitig gebildet werden.
  • Die erste Aufgabe wird auch gelöst durch die Schaffung einer zusammengesetzten Objektivlinse, mit:
    einem Linsenmittel zum Konvergieren eines Strahls eines ersten Einfallslichts auf einer Vorderseite eines ersten Informationsmediums mit einer ersten Dicke T1 und Konvergieren eines Strahls eines zweiten Einfallslichts auf einer Vorderseite eines zweiten Informationsmediums mit einer zweiten Dicke T2 (T2 < T1), wobei das erste Einfallslicht durch das erste Informationsmedium von dessen Rückseite aus durchgeht und das zweite Einfallslicht durch das zweite Informationsmedium von dessen Rückseite aus gelangt; und
    einem Aperturbegrenzungsmittel, um eine Apertur des Linsenmittels für das zweite Einfallslicht, welches auf das Linsenmittel fällt, selektiv zu begrenzen, wobei eine zweite numerische Apertur des Linsenmittels für das zweite Einfallslicht, das auf das Linsenmittel fällt, geringer als eine erste numerische Apertur des Linsenmittels für das erste Einfallslicht ist, welches auf das Linsenmittel fällt.
  • In der obigen Konfiguration ist eine Apertur des Linsenmittels für das zweite Einfallslicht durch das Aperturbegrenzungsmittel begrenzt, und eine andere Apertur des Linsenmittels für das erste Einfallslicht ist begrenzt. Danach wird das erste Einfallslicht durch das Linsenmittel auf dem ersten Informationsmedium mit einer hohen numerischen Apertur konvergiert, und das zweite Einfallslicht wird durch das Linsenmittel auf dem zweiten Informationsmedium mit einer niedrigen numerischen Apertur konvergiert. Dementsprechend hat die zusammengesetzte Objektivlin se zwei Brennpunkte. Die Intensität des ersten Einfallslichts kann außerdem größer als diejenige des zweiten Einfallslichts sein.
  • Die erste Aufgabe wird auch gelöst durch die Schaffung einer zusammengesetzten Objektivlinse, mit:
    einem Linsenmittel zum Konvergieren eines Strahls eines ersten Einfallslichts auf einer Vorderseite eines ersten Informationsmediums mit einer ersten Dicke und Konvergieren eines Strahls eines zweiten Einfallslichts auf einer Vorderseite eines zweiten Informationsmediums mit einer zweiten Dicke, wobei das erste Einfallslicht durch das erste Informationsmedium von dessen Rückseite aus gelangt und das zweite Einfallslicht durch das zweite Informationsmedium von dessen Rückseite aus gelangt; und
    einem Krümmungsänderungsmittel, um eine Krümmung sphärischer Wellen eines Teils des Einfallslichts zu ändern, um das erste Einfallslicht zu bilden, das auf das Linsenmittel fällt, und eine Krümmung sphärischer Wellen eines restlichen Teils des Einfallslichts nicht zu ändern, um das zweite Einfallslicht zu bilden, welches auf das Linsenmittel fällt.
  • In der obigen Konfiguration wird eine Krümmung sphärischer Wellen eines Teils des Einfallslichts durch das Krümmungsänderungsmittel geändert, um einen Strahl eines ersten Einfallslichts zu bilden, und eine Krümmung sphärischer Wellen eines restlichen Teils des Einfallslichts wird nicht geändert, um einen Strahl des zweiten Einfallslichts zu bilden. Danach wird das erste Einfallslicht auf dem ersten Informationsmedium konvergiert, und das zweite Einfallslicht wird auf dem zweiten Informationsmedium konvergiert.
  • Dementsprechend hat die zusammengesetzte Objektivlinse zwei Brennpunkte.
  • Die zweite Aufgabe wird gelöst durch die Schaffung eines optischen Bilderzeugungssystems, mit:
    einer Lichtquelle zum Aussenden eines Strahls eines Einfallslichts, wovon ein Fernfeldmuster verteilt wird, um die Intensität des Einfallslichts in Richtung auf einen Umfangsteil des Strahls zu verringern;
    einem Hologrammmittel zum Durchlassen eines Teils des Einfallslichts, das von der Lichtquelle abgestrahlt wird, ohne jegliche Beugung, um einen Strahl eines durchgelassenen Lichts zu bilden, und Beugen eines restlichen Teils des Einfallslichts, um einen Strahl gebeugten Lichts zu bilden, wobei ein Gittermuster in einem Relief im Hologrammmittel ausgebildet ist, um abwechselnde Reihen von unteren Teilen und oberen Teilen unter der Bedingung konzentrisch zu schaffen, dass eine Höhe H eines Reliefs im Gittermuster auf H < ⎕ (n(⎕) – 1) eingestellt ist, wobei das Symbol ⎕ eine Wellenlänge des Einfallslichts repräsentiert und ein Symbol n(⎕) einen Brechungsindex eines aus einem Glasmaterial geschaffenen Hologrammmittels für das Einfallslicht mit der Wellenlänge ⎕ bezeichnet, und eine Differenz im Phasenmodulationsgrad zwischen dem durch die unteren Teile des Gittermusters durchgelassenen Einfallslicht und dem durch die oberen Teile des Gittermusters durchgelassenen Einfallslicht geringer als 2⎕ Radiant ist, um eine Beugungseffizienz bzw. einen Beugungswirkungsgrad des Hologrammmittels auf einen niedrigeren Wert als 100% einzustellen, wobei die Höhe H des Reliefs im Gittermuster in Richtung auf eine äußere Richtung eines Musterbereichs allmählich verringert wird, in welchem das Gittermuster gezeichnet ist, und die Beugungseffizienz des Hologrammmittels für das Einfallslicht in Richtung auf die äußere Richtung des Musterbereichs allmählich verringert wird, um die Intensität des durchgelassenen Lichts in einer Form mit sanfter Steigung zu verteilen; und
    einem Linsenmittel zum Konvergieren des im Hologrammmittel gebildeten durchgelassenen Lichts, um einen ersten konvergierenden Fleck bei einem ersten Brennpunkt zu bilden, und Konvergieren des im Hologrammmittel gebildeten gebeugten Lichts, um einen zweiten konvergierenden Fleck bei einem zweiten Brennpunkt zu bilden.
  • In der obigen Konfiguration wird ein Strahl eines Einfallslichts von einer Lichtquelle ausgesandt. Ein Fernfeldmuster des Einfallslichts wird verteilt, um die Intensität des Einfallslichts in Richtung auf den Umfangsteil des Strahls zu verringern. Zum Beispiel ist die Lichtquelle ein Halbleiterlaser, und das Fernfeldmuster des Einfallslichts ist in der Gaußschen Verteilung verteilt. Danach geht das Einfallslicht durch das Hologrammmittel durch. Da ein Gittermuster im Relief im Hologrammmittel gezeichnet ist und die Höhe des Reliefs geringer als ein Wert ⎕/(n(⎕) – 1) ist, wird in diesem Fall bewirkt, dass die Differenz im Phasenmodulationsgrad zwischen dem Einfallslicht, das durch einen unteren Teil des Gittermusters durchgeht, und dem Einfallslicht, das durch einen oberen Teil des Gittermusters durchgeht, geringer als 2⎕ Radiant ist. Daher ist die Beugungseffizienz des Hologrammmittels für das Einfallslicht über das gesamte Gittermuster auf einen geringeren Wert als 100% eingestellt, so dass das durchgelassene Licht und das gebeugte Licht in der Hologrammlinse gleichzeitig gebildet werden. Da die Höhe H des Reliefs im Gittermuster in Richtung der äußeren Richtung des Musterbereichs allmählich bzw. nach und nach verringert ist, wird außerdem die Beugungseffizienz des Hologrammmittels für das Einfallslicht in Richtung auf die äußere Richtung des Musterbereichs allmählich verringert. Das an einem zentralen Teil seines Strahls gelegene Einfallslicht wird daher hauptsächlich in das gebeugte Licht geändert, und das an einem Umfangsteil seines Strahls gelegene Einfallslicht wird hauptsächlich in das durchgelassene Licht geändert.
  • Danach wird das durchgelassene Licht durch das Linsenmittel gebrochen und konvergiert, so dass das durchgelassene Licht auf einem ersten kon vergierenden Fleck fokussiert wird, der bei einem ersten Brennpunkt liegt. Das gebeugte Licht wird ebenfalls durch das Linsenmittel gebrochen und konvergiert, so dass das gebeugte Licht auf einem zweiten konvergierenden Fleck fokussiert wird, der bei einem zweiten Brennpunkt liegt. Da die Ausbreitungsrichtung des durchgelassenen Lichts sich von derjenigen des gebeugten Lichts unterscheidet, unterscheidet sich in diesem Fall der erste Brennpunkt für das durchgelassene Licht vom zweiten Brennpunkt für das gebeugte Licht.
  • Selbst wenn das Fernfeldmuster des Einfallslichts in der Gaußschen Verteilung verteilt ist, ist dementsprechend das Fernfeldmuster des durchgelassenen Lichts in einer Form mit sanfter Steigung verteilt. Daher kann verhindert werden, dass sekundäre Maxima (oder Nebenkeulen) des durchgelassenen Lichts im ersten konvergierenden Fleck auftreten.
  • Da die Höhe H des Reliefs im Gittermuster über den gesamten Musterbereich nach und nach verringert ist, kann auch eine numerische Apertur des Linsenmittels für das gebeugte Licht ausreichend erhöht werden.
  • Die zweite Aufgabe wird auch gelöst durch die Schaffung eines optischen Bilderzeugungssystems, mit:
    einer Lichtquelle zum Aussenden eines Strahls eines Einfallslichts, von welchem ein Fernfeldmuster verteilt wird, um die Intensität des Einfallslichts in Richtung auf einen Umfangsteil des Strahls zu verringern;
    einem Hologrammmittel zum Durchlassen eines Teils des Einfallslichts, das von der Lichtquelle ausgestrahlt wird, ohne jegliche Beugung, um einen Strahl eines durchgelassenen Lichts zu bilden, und Beugen eines restlichen Teils des Einfallslichts, um einen Strahl gebeugten Lichts zu bilden, wobei ein Gittermuster im Relief in dem Hologrammmittel gebildet wird, um abwechselnde Reihen unterer Teile und oberer Teile unter der Bedingung konzentrisch zu bilden, dass eine Höhe H eines Reliefs im Gittermuster auf H < ⎕/(n(⎕) – 1) eingestellt ist, wobei das Symbol ⎕ eine Wellenlänge des Einfallslichts bezeichnet und das Symbol n(⎕) einen Brechungsindex des Hologrammmittels, das aus einem Glasmaterial hergestellt ist, für das Einfallslicht mit der Wellenlänge ⎕ bezeichnet, wobei eine Differenz im Phasenmodulationsgrad zwischen dem Einfallslicht, das durch die unteren Teile des Gittermusters durchgeht, und dem Einfallslicht, das durch die oberen Teile des Gittermusters durchgeht, geringer als 2π Radiant ist, um eine Beugungseffizienz des Hologrammmittels auf einen geringeren Wert als 100% einzustellen, wobei die Höhe H des Reliefs im Gittermuster in Richtung auf eine innere Richtung eines Musterbereichs allmählich bzw. fortschreitend verringert ist, in welchem das Gittermuster gezeichnet ist, und die Beugungseffizienz des Hologrammmittels für das Einfallslicht in Richtung auf die innere Richtung des Musterbereichs allmählich verringert ist, um die Intensität des gebeugten Lichts in einer Form mit sanfter Steigung zu verteilen; und
    einem Linsenmittel zum Konvergieren des durchgelassenen Lichts, das im Hologrammmittel gebildet wird, um einen ersten konvergierenden Fleck bei einem ersten Brennpunkt zu bilden, und Konvergieren des im Hologrammmittel gebildeten gebeugten Lichts, um einen zweiten konvergierenden Fleck bei einem zweiten Brennpunkt zu bilden.
  • In der obigen Konfiguration wird das durchgelassene Licht und das gebeugte Licht in der Hologrammlinse in der gleichen Weise gleichzeitig gebildet. Da die Höhe H des Reliefs im Gittermuster in Richtung auf die innere Richtung des Musterbereichs allmählich verringert ist, ist auch die Beugungseffizienz des Hologrammmittels für das Einfallslicht in Richtung auf die innere Richtung des Musterbereichs nach und nach verringert. Daher wird das Einfallslicht, das an einem mittleren Teil seines Strahls liegt, hauptsächlich in das durchgelassene Licht geändert, und das Ein fallslicht, das an einem Umfangsteil seines Strahls liegt, wird hauptsächlich in das gebeugte Licht geändert.
  • Selbst wenn das Fernfeldmuster des Einfallslichts in der Gaußschen Verteilung verteilt ist, wird dementsprechend das Fernfeldmuster des gebeugten Lichts in einer Form mit sanfter Steigung verteilt. Daher kann verhindert werden, dass sekundäre Maxima (oder Nebenkeulen) des gebeugten Lichts am zweiten konvergierenden Fleck auftreten.
  • Da die Höhe H des Reliefs im Gittermuster über den gesamten Musterbereich allmählich verringert ist, kann auch eine numerische Apertur des Linsenmittels für das durchgelassene Licht ausreichend erhöht werden.
  • Die dritte Aufgabe wird gelöst durch die Schaffung einer Optikkopfvorrichtung zum Aufzeichnen oder Reproduzieren eines Stücks einer Information auf oder von einem dünnen ersten Informationsmedium mit einer ersten Dicke oder einem dicken zweiten Informationsmedium mit einer zweiten Dicke, die größer als die erste Dicke ist, mit:
    einer Lichtquelle zum Aussenden eines Strahls eines Einfallslichts;
    einem Hologrammmittel zum Durchlassen eines Teils des Einfallslichts, das von der Lichtquelle ausgesandt wird, ohne jegliche Beugung auf einem Ausgangsweg, um einen Strahl eines durchgelassenen Lichts zu bilden, und Beugen eines restlichen Teils des Einfallslichts, das von der Lichtquelle ausgesandt wird, auf dem Ausgangsweg, um einen Strahl eines gebeugten Lichts zu bilden, wobei ein Hologrammmittel als eine Linse für das gebeugte Licht dient, um das gebeugte Licht vom Hologrammmittel zu divergieren oder das gebeugte Licht zu konvergieren;
    einem Linsenmittel zum Konvergieren des im Hologrammmittel gebildeten durchgelassenen Lichts bei einer ersten Brennweite auf dem Ausgangsweg, um einen ersten konvergierenden Fleck an einer Vorderseite des ersten Informationsmediums zu bilden, oder Konvergieren des im Hologrammmittel gebildeten gebeugten Lichts bei einer zweiten Brennweite auf dem Ausgangsweg, um einen zweiten konvergierenden Fleck an einer Vorderseite des zweiten Informationsmediums zu bilden, welches durchgelassene Licht auf eine Rückseite des ersten Informationsmediums fällt und an der Vorderseite des ersten Informationsmediums konvergiert wird, wobei das durchgelassene Licht an der Rückseite des ersten Informationsmediums reflektiert wird und auf einem Eingangsweg wieder durch das Linsenmittel und das Hologrammmittel gelangt, wobei das gebeugte Licht auf eine Rückseite des zweiten Informationsmediums fällt und an der Vorderseite des zweiten Informationsmediums konvergiert und das gebeugte Licht an der Rückseite des ersten Informationsmediums reflektiert wird und auf dem Eingangsweg wieder durch das Linsenmittel und das Hologrammmittel gelangt;
    einem Wellenfrontänderungsmittel, um eine Wellenfront des durchgelassenen Lichts oder des gebeugten Lichts, das auf dem Eingangsweg durch das Linsenmittel und das Hologrammmittel gelangt, zu ändern, um einen oder mehrere Strahlen des Informationslichts zu bilden; und
    einem Nachweismittel, um Intensitäten des durch das Wellenfrontänderungsmittel gebildeten Informationslichts festzustellen bzw. zu detektieren und ein Informationssignal gemäß den Intensitäten des Informationslichts zu erzeugen, wobei das Informationssignal ein Informationsstück, das auf dem ersten Informationsmedium oder dem zweiten Informationsmedium aufgezeichnet ist, ausdrückt.
  • In der obigen Konfiguration wird ein Strahl eines Einfallslichts von der Lichtquelle ausgesandt, und ein Teil des Einfallslichts geht durch die Hologrammlinse durch, um einen Strahl durchgelassenen Lichts zu bilden. Ein restlicher Teil des Einfallslichts wird ebenfalls durch die Hologrammlinse gebeugt, um einen Strahl des gebeugten Lichts zu bilden.
  • Danach werden das durchgelassene Licht und das gebeugte Licht durch das Konvergiermittel konvergiert. Falls ein Informationsstück auf dem ersten Informationsmedium aufgezeichnet oder von diesem reproduziert wird, fällt das durchgelassene Licht auf die Rückseite des ersten Informationsmediums und wird an der Vorderseite des ersten Informationsmediums konvergiert, um den ersten konvergierenden Fleck zu bilden. Danach wird das durchgelassene Licht an der Rückseite des ersten Informationsmediums reflektiert und geht wieder ohne jegliche Beugung durch das Linsenmittel und das Hologrammmittel. Falls ein Informationsstück auf dem zweiten Informationsmedium aufgezeichnet oder von diesem reproduziert wird, fällt im Gegensatz dazu das gebeugte Licht auf die Rückseite des zweiten Informationsmediums und wird an der Vorderseite des zweiten Informationsmediums konvergiert, um den zweiten konvergierenden Fleck zu bilden. Danach wird das gebeugte Licht an der Rückseite des zweiten Informationsmediums reflektiert und gelangt wieder durch das Linsenmittel. Danach wird das gebeugte Licht durch das Hologrammmittel wieder gebeugt.
  • Eine Wellenfront des durchgelassenen Lichts oder des gebeugten Lichts wird danach durch das Wellenfrontänderungsmittel geändert, um mehrere Strahlen reflektierten Lichts zu bilden, und die Intensitäten des reflektierten Lichts werden durch das Nachweismittel festgestellt. Ein Informationssignal, das die auf dem ersten oder zweiten Informationsmedium aufgezeichnete Information ausdrückt, wird daher gemäß den Intensitäten des reflektierten Lichts erzeugt.
  • Da der erste konvergierende Fleck des durchgelassenen Lichts sich vom zweiten konvergierenden Fleck des gebeugten Lichts unterscheidet, hat dementsprechend eine aus der Hologrammlinse und dem Linsenmittel bestehende zusammengesetzte Objektivlinse zwei Brennpunkte. Daher kann ein Informationsstück auf einem Informationsmedium aufgezeichnet oder von diesem reproduziert werden, ungeachtet davon ob das Informationsmedium die erste Dicke oder die zweite Dicke hat.
  • Die dritte Aufgabe wird auch gelöst durch die Schaffung einer Objektivkopfvorrichtung zum Aufzeichnen oder Reproduzieren eines Informationsstücks auf oder von einem ersten Informationsmedium mit einer ersten Dicke T1 oder einem zweiten Informationsmedium mit einer zweiten Dicke T2 (T1 < T2), mit:
    einem Linsenmittel zum Konvergieren eines Strahls eines ersten Einfallslichts auf einer Vorderseite eines ersten Informationsmediums mit einer ersten Dicke T1 oder Konvergieren eines Strahls eines zweiten Einfallslichts auf einer Vorderseite eines zweiten Informationsmediums mit einer zweiten Dicke T2 (T2 < T1), wobei das erste Einfallslicht durch das erste Informationsmedium von dessen Rückseite aus gelangt und das zweite Einfallslicht durch das zweite Informationsmedium von dessen Rückseite aus gelangt;
    einem Aperturbegrenzungsmittel, um eine Apertur des Linsenmittels für das zweite Einfallslicht, das auf das Linsenmittel fällt, selektiv zu begrenzen, wobei eine zweite numerische Apertur des Linsenmittels für das zweite Einfallslicht, das auf das Linsenmittel fällt, geringer ist als eine erste numerische Apertur des Linsenmittels für das erste Einfallslicht, das auf das Linsenmittel fällt, wobei das erste Einfallslicht an der Vorderseite des ersten Informationsmediums reflektiert wird und auf einem Eingangsweg wieder durch das Linsenmittel und das Aperturbegrenzungsmittel gelangt und das zweite Einfallslicht an der Vorderseite des zweiten Informationsmediums reflektiert wird und auf dem Eingangsweg wieder durch das Linsenmittel und das Aperturbegrenzungsmittel gelangt;
    einer Lichtquelle zum Aussenden des ersten Einfallslichts und des zweiten Einfallslichts zum Aperturbegrenzungsmittel;
    einem Wellenfrontänderungsmittel, um eine Wellenfront des ersten oder zweiten Einfallslichts, das auf dem Eingangsweg durch das Linsenmittel und das Aperturbegrenzungsmittel gelangt, zu ändern, um einen oder mehrere Strahlen eines Informationslichts zu bilden; und
    einem Nachweismittel, um Intensitäten des durch das Wellenfrontänderungsmittel gebildeten Informationslichts festzustellen und ein Informationssignal gemäß den Intensitäten des Informationslichts zu erzeugen, wobei das Informationssignal ein Informationsstück ausdrückt, das auf dem ersten Informationsmedium oder dem zweiten Informationsmedium aufgezeichnet ist.
  • In der obigen Konfiguration hat eine aus dem Linsenmittel und dem Aperturbegrenzungsmittel bestehende zusammengesetzte Objektivlinse zwei Brennpunkte, und die Intensität des ersten Einfallslichts ist größer als diejenige des zweiten Einfallslichts.
  • Dementsprechend kann ein Informationsstück auf ein Informationsmedium aufgezeichnet oder von diesem reproduziert werden, ungeachtet davon ob das Informationsmedium die erste Dicke oder die zweite Dicke hat. Ein Informationsstück kann auch auf dem ersten Informationsmedium mit dem ersten Einfallslicht mit hoher Intensität effizient aufgezeichnet werden, und ein Informationsstück kann vom zweiten Informationsmedium mit dem zweiten Einfallslicht mit einer vergleichsweise geringen Intensität effizient reproduziert werden.
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  • Die dritte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch die Schaffung einer Optikkopfvorrichtung zum Aufzeichnen oder Reproduzieren eines Informationsstücks auf oder von einem ersten Informationsmedium mit einer ersten Dicke oder einem zweiten Informationsmedium mit einer zweiten Dicke, mit:
    einem Linsenmittel zum Konvergieren eines Strahls eines ersten Einfallslichts auf einer Vorderseite des ersten Informationsmediums und Konvergieren eines Strahls eines zweiten Einfallslichts auf einer Vorderseite des zweiten Informationsmediums, wobei das erste Einfallslicht durch das erste Informationsmedium von dessen Rückseite aus gelangt und das zweite Einfallslicht durch das zweite Informationsmedium von dessen Rückseite aus gelangt; und
    einem Krümmungsänderungsmittel, um eine Krümmung sphärischer Wellen eines Teils des Einfallslichts zu ändern, um das erste Einfallslicht zu bilden, das auf das Linsenmittel fällt, und eine Krümmung sphärischer Wellen eines restlichen Teils des Einfallslichts nicht zu ändern, um das zweite Einfallslicht zu bilden, welches auf das Linsenmittel fällt, wobei das erste Einfallslicht an der Vorderseite des ersten Informationsmediums reflektiert wird und auf dem Eingangsweg wieder durch das Linsenmittel und das Krümmungsänderungsmittel gelangt und das zweite Einfallslicht an der Vorderseite des zweiten Informationsmediums reflektiert wird und auf dem Eingangsweg wieder durch das Linsenmittel und das Krümmungsänderungsmittel gelangt;
    einer Lichtquelle zum Aussenden des Einfallslichts zum Krümmungsänderungsmittel;
    einem Wellenfrontänderungsmittel, um eine Wellenfront des ersten oder zweiten Einfallslichts zu ändern, das auf dem Eingangsweg durch das Linsenmittel und das Krümmungsänderungsmittel gelangt, um einen oder mehrere Strahlen eines Informationslichts zu bilden; und
    einem Nachweismittel, um Intensitäten des durch das Wellenfrontänderungsmittel gebildeten Informationslichts festzustellen und ein Informationssignal gemäß den Intensitäten des Informationslichts zu erzeugen, wobei das Informationssignal ein auf dem ersten Informationsmedium oder dem zweiten Informationsmedium aufgezeichnetes Informationsstück ausdrückt.
  • Da eine zusammengesetzte Objektivlinse in der obigen Konfiguration aus dem Linsenmittel und dem Krümmungsänderungsmittel besteht, hat die zusammengesetzte Objektivlinse zwei Brennpunkte. Dementsprechend kann ein Informationsstück auf einem Informationsmedium aufgezeichnet oder von diesem reproduziert werden, ungeachtet davon ob das Informationsmedium die erste Dicke oder die zweite Dicke hat.
  • Die vierte Aufgabe wird gelöst durch die Schaffung einer optischen Platte, mit:
    einem Informationsaufzeichnungssubstrat, das in einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich unterteilt wird, wobei der erste Bereich eine erste Dicke und der zweite Bereich eine zweite Dicke hat, die kleiner als die erste Dicke ist;
    mehreren ersten Aufzeichnungsvertiefungen, die im ersten Bereich des Informationsaufzeichnungssubstrats angeordnet sind, um Stücke einer Aufzeichnungsinformation mit hoher Aufzeichnungsdichte aufzuzeichnen, wobei die ersten Aufzeichnungsvertiefungen in engen Intervallen ausgebildet sind; und
    mehreren zweiten Aufzeichnungsvertiefungen, die beim zweiten Bereich des Informationsaufzeichnungssubstrats angeordnet sind, um Stücke einer Unterscheidungsinformation in einer gewöhnlichen Aufzeichnungsdichte einer Kompaktdisk aufzuzeichnen, wobei die Unterscheidungsinformation darüber informiert, dass die Aufzeichnungsinformation auf dem Informationsaufzeichnungssubstrat mit der ersten Dicke aufgezeichnet ist und die Aufzeichnungsdichte der Aufzeichnungsinformation höher als diejenige der Unterscheidungsinformation ist.
  • In der obigen Konfiguration hat ein Substrat einer herkömmlichen Kompaktdisk die gleiche zweite Dicke wie diejenige, des zweiten Bereichs des Informationsaufzeichnungsmediums in der optischen Platte gemäß der vorliegenden Erfindung. Falls ein Strahl eines reproduzierenden Lichts auf einen vorgeschriebenen Bereich einer unbekannten Platte fällt, die aus einer Gruppe einer herkömmlichen Kompaktdisk und der optischen Platte ausgewählt wurde, wird daher das reproduzierende Licht auf einer Aufzeichnungsvertiefung der herkömmlichen Kompaktdisk oder einer der zweiten Aufzeichnungsvertiefungen der optischen Platte ungeachtet davon fokussiert, ob die unbekannte Platte die herkömmliche Kompaktdisk oder die optische Platte ist.
  • Falls die unbekannte Platte die optische Platte ist, wird ein Stück der Unterscheidungsinformation durch das reproduzierende Licht gelesen. Da die Unterscheidungsinformation darüber informiert, dass Stücke einer Aufzeichnungsinformation auf dem Informationsaufzeichnungssubstrat mit der ersten Dicke aufgezeichnet sind, wird eine Krümmung des reproduzierenden Lichts automatisch geändert, um das reproduzierende Licht auf dem Informationsaufzeichnungssubstrat mit der ersten Dicke zu fokussieren, und das reproduzierende Licht wird auf einer der ersten Aufzeichnungsvertiefungen automatisch fokussiert. Folglich wird ein Stück einer Aufzeichnungsinformation reproduziert.
  • Falls die unbekannte Platte die herkömmliche Kompaktdisk ist, wird im Gegensatz dazu ein Stück einer Aufzeichnungsinformation durch das reproduzierende Licht in der gleichen Weise wie im Stand der Technik gelesen.
  • Dementsprechend kann ein Stück einer Aufzeichnungsinformation, die auf einem Informationsaufzeichnungssubstrat gebildet ist, zuverlässig reproduziert werden, selbst wenn die Dicke des Informationsaufzeichnungssubstrats unbekannt ist.
  • Die vierte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch die Schaffung einer optischen Platte, mit:
    einem Informationsaufzeichnungssubstrat mit einer dünnen Dicke, wobei die dünne Dicke des Informationsaufzeichnungssubstrats dünner als diejenige einer Kompaktdisk ist;
    mehreren ersten Aufzeichnungsvertiefungen, die bei einem ersten Bereich des Informationsaufzeichnungssubstrats angeordnet sind, um Stücke einer Aufzeichnungsinformation mit einer hohen Aufzeichnungsdichte aufzuzeichnen, wobei die Aufzeichnungsvertiefungen in engen Intervallen ausgebildet sind; und
    mehreren zweiten Aufzeichnungsvertiefungen, die bei einem zweiten Bereich des Informationsaufzeichnungssubstrats angeordnet sind, um Stücke einer Unterscheidungsinformation mit einer geringen Aufzeichnungsdichte aufzuzeichnen, wobei die Unterscheidungsinformation darüber informiert, dass die Aufzeichnungsinformation auf dem Informationsaufzeichnungssubstrat mit der dünnen Dicke aufgezeichnet ist, wobei die Aufzeichnungsdichte der Aufzeichnungsinformation höher als diejenige der Unterscheidungsinformation ist, wobei jede der zweiten Aufzeichnungsvertiefungen größer als eine Aufzeichnungsvertiefung in der Kompaktdisk ist, und wobei ein konvergierender Fleck eines Strahls des reproduzierenden Lichts, der konvergiert wird, um auf einer auf einem Substrat mit einer gewöhnlichen Dicke der Kompaktdisk ausgebildeten gewöhnlichen Aufzeichnungsvertiefung einen Fokus zu bilden, in einer der zweiten Aufzeichnungsvertiefungen gebildet wird, um die Unterscheidungsinformation zu lesen.
  • In der obigen Konfiguration fällt ein Strahl eines reproduzierenden Lichts, dessen Krümmung eingestellt wird, um das reproduzierende Licht auf einer auf einem Informationsaufzeichnungssubstrat der Kompaktdisk gebildeten Aufzeichnungsvertiefung zu fokussieren, auf einen vorgeschriebenen Bereich einer unbekannten Platte, die aus einer Gruppe der Kompaktdisk mit der gewöhnlichen Dicke und der optischen Platte gemäß der vorliegenden Erfindung ausgewählt wurde. Falls die unbekannte Platte die optische Platte ist, wird das reproduzierende Licht auf einer der zweiten Aufzeichnungsvertiefungen im Defokus konvergiert, weil das Informationsaufzeichnungssubstrat der optischen Platte die dünne Dicke aufweist. Da jede der zweiten Aufzeichnungsvertiefungen groß ist, wird jedoch ein konvergierender Fleck des reproduzierenden Lichts in der zweiten Aufzeichnungsvertiefung gebildet. Daher wird durch das reproduzierende Licht ein Stück der Unterscheidungsinformation gelesen. Da die Unterscheidungsinformation darüber informiert, dass Stücke einer Aufzeichnungsinformation auf dem Informationsaufzeichnungssubstrat mit der dünnen Dicke aufgezeichnet sind, wird eine Krümmung des reproduzierenden Lichts automatisch geändert, um das reproduzierende Licht auf dem Informationsaufzeichnungssubstrat mit der dünnen Dicke zu fokussieren, und das reproduzierende Licht wird auf einer der ersten Aufzeichnungsvertiefungen automatisch fokussiert. Ein Stück einer Aufzeichnungsinformation wird daher reproduziert.
  • Falls im Gegensatz dazu die unbekannte Platte die Kompaktdisk ist, wird ein Stück der Aufzeichnungsinformation durch das reproduzierende Licht in der gleichen Weise wie im Stand der Technik gelesen.
  • Dementsprechend kann ein Stück einer Aufzeichnungsinformation, die auf einem Informationsaufzeichnungssubstrat gebildet ist, zuverlässig reproduziert werden, selbst wenn die Dicke des Informationsaufzeichnungssubstrats unbekannt ist.
  • Die fünfte Aufgabe wird gelöst durch die Schaffung einer optischen Plattenvorrichtung zum Aufzeichnen oder Reproduzieren von Stücken einer Aufzeichnungsinformation auf oder von einer optischen Platte, in der die Aufzeichnungsinformation mit einer hohen Dichte auf einem ersten Substrat mit einer ersten Dicke aufgezeichnet oder von diesem reproduziert wird und ein Stück einer Unterscheidungsinformation, die darüber informiert, dass die Aufzeichnungsinformation auf dem ersten Substrat mit der ersten Dicke aufgezeichnet oder reproduziert wird, mit einer gewöhnlichen Dichte auf einem zweiten Substrat mit einer zweiten Dicke aufgezeichnet ist, die größer als die erste Dicke ist, mit:
    einem Drehmittel zum Drehen der optischen Platte mit einer regulären Drehzahl;
    einer Lichtquelle zum Aussenden eines Strahls eines Einfallslichts;
    einem Hologrammmittel, um einen Teil des Einfallslichts, das von der Lichtquelle ausgesandt wird, ohne jegliche Beugung auf einem Ausgangsweg durchzulassen, um einen Strahl durchgelassenen Lichts zu bilden, und Beugen eines restlichen Teil des von der Lichtquelle ausgesandten Einfallslichts auf dem Ausgangsweg, um einen Strahl gebeugten Lichts zu erzeugen, wobei das Hologrammmittel als Linse für das gebeugte Licht dient, um das gebeugte Licht vom Hologrammmittel zu divergieren;
    einem Linsenmittel, um das vom Hologrammmittel gebildete durchgelassene Licht auf dem ersten Substrat der optischen Platte, die durch das Drehmittel gedreht wird, zu konvergieren, um ein Stück einer Aufzeichnungsinformation auf der optischen Platte aufzuzeichnen oder von dieser zu reproduzieren und das im Hologrammmittel gebildete gebeugte Licht auf dem zweiten Substrat der optischen Platte, die vom Drehmittel gedreht wird, zu konvergieren, um die Unterscheidungsinformation von der opti schen Platte zu reproduzieren, wobei das durchgelassene Licht durch das erste Substrat der optischen Platte reflektiert wird und auf dem Eingangsweg wieder durch das Linsenmittel und das Hologrammmittel gelangt und das gebeugte Licht durch das zweite Substrat der optischen Platte reflektiert wird und auf dem Eingangsweg wieder durch das Linsenmittel und das Hologrammmittel gelangt;
    einem Wellenfrontänderungsmittel, um eine Wellenfront des auf dem Eingangsweg durch das Linsenmittel und das Hologrammmittel gelangenden durchgelassenen Lichts zu ändern, um einen oder mehrere Strahlen des Lichts einer Aufzeichnungsinformation zu bilden, und eine Wellenfront des gebeugten Lichts, das auf dem Eingangsweg durch das Linsenmittel und das Hologrammmittel durchgeht, zu ändern, um einen oder mehrere Strahlen des Lichts der Unterscheidungsinformation zu bilden;
    einem Nachweismittel, um Intensitäten des Aufzeichnungsinformationslichts, das durch das Wellenfrontänderungsmittel gebildet wird, festzustellen, um gemäß den Intensitäten des Aufzeichnungsinformationslichts ein Aufzeichnungsinformationssignal zu erzeugen, und Intensitäten des durch das Wellenfrontänderungsmittel gebildeten Unterscheidungsinformationslichts festzustellen, um ein Unterscheidungsinformationssignal gemäß den Intensitäten des Lichts der Unterscheidungsinformation zu erzeugen, wobei das Unterscheidungsinformationssignal die auf dem zweiten Substrat der optischen Platte aufgezeichnete Unterscheidungsinformation ausdrückt und das Aufzeichnungsinformationssignal die auf dem ersten Substrat der optischen Platte aufgezeichnete Aufzeichnungsinformation ausdrückt; und
    einem Bewegungsmittel, um eine Optikkopfvorrichtung mit der Lichtquelle, dem Hologrammmittel, dem Linsenmittel und dem Nachweismittel zu bewegen, um das im Hologrammmittel gebildete gebeugte Licht auf dem zweiten Substrat der optischen Platte zu konvergieren, und die optische Platte zu bewegen, in der das im Hologrammmittel gebildete gebeugte Licht auf dem zweiten Substrat der optischen Platte konvergiert wird, um das im Hologrammmittel gebildete durchgelassene Licht auf dem ersten Substrat der optischen Platte zu konvergieren, falls die Unterscheidungsinformation im Nachweismittel festgestellt wird.
  • In der obigen Konfiguration hat eine Optikkopfvorrichtung mit der Lichtquelle, dem Hologrammmittel, dem Linsenmittel und dem Nachweismittel die gleiche Konfiguration wie die vorher beschriebene. Zu Anfang wird die Optikkopfvorrichtung durch das Bewegungsmittel bewegt, um das im Hologrammmittel gebildete gebeugte Licht auf dem zweiten Substrat der optischen Platte, die vom Drehmittel gedreht wird, im Fokus zu konvergieren. Daher wird die auf dem zweiten Substrat aufgezeichnete Unterscheidungsinformation im Nachweismittel reproduziert, und es wird mitgeteilt, dass Stücke einer Aufzeichnungsinformation auf dem ersten Substrat mit der ersten Dicke aufgezeichnet oder von diesem reproduziert werden. Danach wird die Optikkopfvorrichtung durch das Bewegungsmittel bewegt, um das im Hologrammmittel gebildete durchgelassene Licht auf dem ersten Substrat der durch das Drehmittel gedrehten optischen Platte im Fokus zu konvergieren. Daher wird ein Stück einer Aufzeichnungsinformation auf dem ersten Substrat der optischen Platte aufgezeichnet oder von diesem reproduziert.
  • Selbst wenn eine optische Platte mit hoher Dichte genutzt wird, in der Stücke einer Aufzeichnungsinformation auf dem Substrat mit der ersten Dicke, die kleiner als die zweite Dicke der herkömmlichen optischen Platte ist, aufgezeichnet werden oder von diesem reproduziert werden, kann dementsprechend die Aufzeichnungsinformation zuverlässig aufgezeichnet oder reproduziert werden.
  • Die fünfte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch die Schaffung einer optischen Plattenvorrichtung zum Aufzeichnen oder Reproduzieren von Stücken einer Aufzeichnungsinformation auf oder von einer optischen Platte, in der die Aufzeichnungsinformation mit einer hohen Dichte auf einem ersten Substrat mit einer dünnen Dicke, die dünner als diejenige einer Kompaktdisk ist, aufgezeichnet oder von ihm reproduziert wird und ein Stück einer Unterscheidungsinformation, die darüber informiert, dass die Aufzeichnungsinformation auf dem ersten Substrat mit der dünnen Dicke aufgezeichnet oder von ihm reproduziert wird, mit einer geringen Dichte auf einem zweiten Substrat mit der dünnen Dicke aufgezeichnet wird, mit:
    einem Drehmittel, um die optische Platte mit einer regulären Drehzahl zu drehen;
    einer Lichtquelle, um einen Strahl des Einfallslichts auszusenden;
    einem Hologrammmittel, um einen Teil des von der Lichtquelle ausgesandten Einfallslichts ohne jegliche Beugung auf einem Ausgangsweg durchzulassen, um einen Strahl durchgelassenen Lichts zu bilden, und einen restlichen Teil des von der Lichtquelle ausgesandten Einfallslichts auf dem Ausgangsweg zu beugen, um einen Strahl gebeugten Lichts zu erzeugen, wobei das Hologrammmittel als Linse für das gebeugte Licht dient, um das gebeugte Licht vom Hologrammmittel zu divergieren;
    einem Linsenmittel, um das im Hologrammmittel gebildete durchgelassene Licht auf dem ersten Substrat der optischen Platte, die vom Drehmittel gedreht wird, im Fokus zu konvergieren, um ein Stück einer Aufzeichnungsinformation auf der optischen Platte aufzuzeichnen oder von ihr zu reproduzieren, und das im Hologrammmittel gebildete gebeugte Licht auf dem zweiten Substrat der vom Drehmittel gedrehten optischen Platte im Defokus zu konvergieren, um die Unterscheidungsinformation von der optischen Platte zu reproduzieren, wobei das durchgelassene Licht vom ersten Substrat der optischen Platte reflektiert wird und auf einem Eingangsweg wieder durch das Linsenmittel und das Hologrammmittel ge langt und das gebeugte Licht vom zweiten Substrat der optischen Platte reflektiert wird und wieder auf dem Eingangsweg durch das Linsenmittel und das Hologrammmittel gelangt;
    einem Wellenfrontänderungsmittel, um eine Wellenfront des durchgelassenen Lichts, das durch das Linsenmittel und das Hologrammmittel auf dem Eingangsweg gelangt, zu ändern, um einen oder mehrere Strahlen eines Aufzeichnungsinformationslichts zu bilden, und eine Wellenfront des auf dem Eingangsweg durch das Linsenmittel und das Hologrammmittel gelangenden gebeugten Lichts zu ändern, um einen oder mehrere Strahlen des Unterscheidungsinformationslichts zu bilden;
    einem Nachweismittel, um Intensitäten des vom Wellenfrontänderungsmittel gebildeten Aufzeichnungsinformationslichts festzustellen, um gemäß den Intensitäten des Aufzeichnungsinformationslichts ein Aufzeichnungsinformationssignal zu erzeugen, und Intensitäten des durch das Wellenfrontänderungsmittel gebildeten Unterscheidungsinformationslichts festzustellen, um gemäß den Intensitäten des Unterscheidungsinformationslichts ein Unterscheidungsinformationssignal zu erzeugen, wobei das Unterscheidungsinformationssignal die auf dem zweiten Substrat der optischen Platte aufgezeichnete Unterscheidungsinformation ausdrückt und das Aufzeichnungsinformationssignal die auf dem ersten Substrat der optischen Platte aufgezeichnete Aufzeichnungsinformation ausdrückt; und einem Bewegungsmittel, um eine Optikkopfvorrichtung mit der Lichtquelle, dem Hologrammmittel, dem Linsenmittel und dem Nachweismittel zu bewegen, um das im Hologrammmittel gebildete gebeugte Licht auf dem zweiten Substrat der optischen Platte im Defokus zu konvergieren, und die optische Platte zu bewegen, in der das im Hologrammmittel gebildete gebeugte Licht auf dem zweiten Substrat der optischen Platte im Defokus konvergiert wird, um das im Hologrammmittel gebildete durchgelassene Licht auf dem ersten Substrat der optischen Platte im Fokus zu konvergie ren, falls eine Intensität des Unterscheidungsinformationssignals, das im Nachweismittel erzeugt wurde, größer als ein Schwellenwert ist.
  • In der obigen Konfiguration hat eine Optikkopfvorrichtung mit der Lichtquelle, dem Hologrammmittel, dem Linsenmittel und dem Nachweismittel die gleiche Konfiguration wie die vorher beschriebene. Zu Anfang wird die Optikkopfvorrichtung durch das Bewegungsmittel bewegt, um das im Hologrammmittel gebildete gebeugte Licht auf dem zweiten Substrat der vom Drehmittel gedrehten optischen Platte im Defokus zu konvergieren. Da die Unterscheidungsinformation mit einer geringen Dichte aufgezeichnet ist, sind in diesem Fall mehrere Aufzeichnungsvertiefungen, die die Unterscheidungsinformation ausdrücken, jeweils groß. Selbst wenn das gebeugte Licht auf jeder der Aufzeichnungsvertiefungen im Defokus konvergiert wird, wird daher ein konvergierender Fleck des gebeugten Lichts in jeder der Aufzeichnungsvertiefungen gebildet. Daher wird die auf dem zweiten Substrat aufgezeichnete Unterscheidungsinformation im Nachweismittel reproduziert, und es wird mitgeteilt, dass Stücke einer Aufzeichnungsinformation auf dem ersten Substrat mit der dünnen Dicke aufgezeichnet oder von ihm reproduziert werden. Danach wird die Optikkopfvorrichtung durch des Bewegungsmittel bewegt, um das im Hologrammmittel gebildete durchgelassene Licht auf dem ersten Substrat der mit dem Drehmittel gedrehten optischen Platte im Fokus zu konvergieren. Daher wird ein Stück einer Aufzeichnungsinformation auf dem ersten Substrat der optischen Platte aufgezeichnet oder von diesem reproduziert.
  • Selbst wenn eine optische Platte mit hoher Dichte, in der Stücke einer Aufzeichnungsinformation auf dem Substrat mit der dünnen Dicke, die geringer als eine übliche Dicke einer herkömmlichen optischen Platte ist, aufgezeichnet oder von ihm reproduziert werden, genutzt wird, kann dem entsprechend die Aufzeichnungsinformation zuverlässig aufgezeichnet oder reproduziert werden.
  • Die sechste Aufgabe wird gelöst durch Schaffung eines Binärfokusmikroskops, um ein auf einer ersten Bildebene gelegenes erstes Bild und ein auf einer zweiten Bildebene gelegenes zweites Bild gleichzeitig zu beobachten, mit:
    einer Objektivlinse, um einen Strahl eines ersten Lichts, der vom ersten Bild aus divergiert, und einen Strahl eines zweiten Lichts, der vom zweiten Bild aus divergiert, zu brechen, wobei sich eine erste Distanz zwischen der Objektivlinse und dem ersten Bild der ersten Bildebene von einer zweiten Distanz zwischen der Objektivlinse und dem zweiten Bild der zweiten Bildebene unterscheidet;
    einer Hologrammlinse, um das durch die Objektivlinse gebrochene erste Licht ohne Beugung durchzulassen, um einen Strahl durchgelassenen Lichts zu bilden, und das durch die Objektivlinse gebrochene zweite Licht zu beugen, um einen Strahl gebeugten Lichts zu bilden, wobei die Hologrammlinse als eine Linse für das zweite Licht dient, um das gebeugte Licht über den gleichen optischen Weg durchzulassen, den das durchgelassene Licht durchläuft, und ein Strahl eines überlagerten Lichts des durchgelassenen Lichts und des gebeugten Lichts gebildet wird;
    einer inneren Linse, um das durch die Hologrammlinse gebildete überlagerte Licht an einem Bildpunkt einer dritten Bildebene zu konvergieren, um gleichzeitig das erste Bild und das zweite Bild auf der dritten Bildebene vergrößert zu bilden; und
    einer Okularlinse, um das überlagerte Licht, welches durch die innere Linse konvergiert wird und von dem Bildpunkt aus divergiert, zu konvergieren, um das erste Bild und das zweite Bild weiter vergrößert gleichzeitig zu bilden.
  • In der obigen Konfiguration werden ein Strahl eines ersten Lichts, der von dem ersten Bild aus divergiert, und ein Strahl eines zweiten Lichts, der vom zweiten Bild aus divergiert, zusammen durch die Objektivlinse gebrochen. Da eine erste Distanz zwischen der Objektivlinse und dem ersten Bild der ersten Bildebene sich von einer zweiten Distanz zwischen der Objektivlinse und dem zweiten Bild der zweiten Bildebene unterscheidet, unterscheidet sich in diesem Fall eine Krümmung des gebrochenen ersten Lichts von einer anderen Krümmung des gebrochenen zweiten Lichts. Danach geht das gebrochene erste Licht ohne jegliche Beugung durch die Hologrammlinse, um einen Strahl durchgelassenen Lichts zu bilden, und das gebrochene zweite Licht wird von der Hologrammlinse gebeugt, um einen Strahl gebeugten Lichts zu erzeugen. Da die Hologrammlinse als Linse für das gebeugte Licht dient, stimmt in diesem Fall eine Krümmung des gebeugten Lichts mit derjenigen des durchgelassenen Lichts überein. Mit anderen Worten gelangt das gebeugte Licht über den gleichen optischen Weg, den das durchgelassene Licht durchläuft. Aus dem durchgelassenen Licht und dem gebeugten Licht wird ein Strahl überlagerten Lichts gebildet. Das überlagerte Licht wird dann durch die innere Linse an einem Bildpunkt einer dritten Bildebene konvergiert, so dass gleichzeitig das erste Bild und das zweite Bild vergrößert auf der dritten Bildebene gebildet werden. Danach wird das vom Bildpunkt aus divergierende überlagerte Licht durch die Okularlinse konvergiert bzw. gesammelt, so dass gleichzeitig das erste Bild und das zweite Bild weiter vergrößert erzeugt werden.
  • Dementsprechend kann ein Bediener das erste Bild und das zweite Bild ausreichend vergrößert beobachten.
  • Die sechste Aufgabe wird auch gelöst durch die Schaffung eines Binärfokusmikroskops, um ein auf einer ersten Bildebene gelegenes erstes Bild und einer auf einer zweiten Bildebene gelegenes zweites Bild gleichzeitig zu beobachten, mit:
    einer Objektivlinse, um einen Strahl eines ersten Lichts, der vom ersten Bild aus divergiert, und einen Strahl eines zweiten Lichts, der vom zweiten Bild aus divergiert, zu brechen, wobei eine erste Distanz zwischen der Objektivlinse und dem ersten Bild der ersten Bildebene sich von einer zweiten Distanz zwischen der Objektivlinse und dem zweiten Bild der zweiten Bildebene unterscheidet;
    einer Hologrammlinse, um das durch die Objektivlinse gebrochene erste Licht ohne jegliche Beugung durchzulassen, um einen Strahl durchgelassenen Lichts zu bilden, und das durch die Objektivlinse gebrochene zweite Licht zu beugen, um einen Strahl gebeugten Lichts zu bilden, wobei die Hologrammlinse als Linse für das zweite Licht dient, um das gebeugte Licht über den gleichen optischen Weg durchzulassen, den das durchgelassene Licht durchläuft, und ein Strahl eines überlagerten Lichts aus dem durchgelassenen und dem gebeugten Licht gebildet wird;
    einer inneren Linse, um das durch die Hologrammlinse gebildete überlagerte Licht an einem Bildpunkt einer dritten Bildebene zu konvergieren, um gleichzeitig das erste Bild und das zweite Bild auf der dritten Bildebene vergrößert zu erzeugen; und
    einem Fotografiermittel, um ein aus dem ersten und zweiten vergrößerten Bild erzeugtes überlagertes Bild auf der dritten Bildebene zu fotografieren, indem das überlagerte Bild in der inneren Linse konvergiert wird.
  • In der obigen Konfiguration werden das erste Bild und das zweite Bild auf der dritten Bildebene in der gleichen Weise gleichzeitig erzeugt. Danach werden durch das Fotografiermittel das erste Bild und das zweite Bild vergrößert als ein überlagertes Bild fotografiert.
  • Dementsprechend können das erste Bild und das zweite Bild vergrößert betrachtet werden.
  • Die siebte Ausführungsform wird erreicht durch die Schaffung einer Justiervorrichtung, um ein erstes Referenzbild, das auf einer Fotomaske gezeichnet ist, mit einem zweiten Referenzbild, das auf einer Probe gezeichnet ist, auszurichten bzw. zu justieren, mit:
    einer Lichtquelle, um Strahlen eines Justierlichts auszusenden, um das erste und zweite Referenzbild zu beleuchten;
    einer Objektivlinse, um sowohl einen Strahl eines ersten Justierlichts, der vom ersten Referenzbild aus divergiert, als auch einen Strahl eines zweiten Justierlichts zu brechen, der vom zweiten Referenzbild aus divergiert, welche mit dem Justierlicht beleuchtet werden, das von der Lichtquelle ausgesandt wird, wobei eine erste Distanz zwischen der Objektivlinse und dem ersten Referenzbild der Fotomaske sich von einer zweiten Distanz zwischen der Objektivlinse und dem zweiten Referenzbild der Probe unterscheidet;
    einer Hologrammlinse, um das durch die Objektivlinse gebrochene erste Justierlicht ohne jegliche Beugung durchzulassen, um einen Strahl durchgelassenen Lichts zu bilden, und das durch die Objektivlinse gebrochene zweite Justierlicht zu beugen, um einen Strahl gebeugten Lichts zu bilden, wobei die Hologrammlinse als Linse für das zweite Justierlicht dient, um das gebeugte Licht über den gleichen optischen Weg, den das durchgelassene Licht durchläuft, durchzulassen, und ein Strahl eines überlagerten Lichts aus dem durchgelassenen Licht und dem gebeugten Licht gebildet wird;
    einer inneren Linse, um das durch die Hologrammlinse gebildete überlagerte Licht an einem Bildpunkt einer Bildebene zu konvergieren, um gleichzeitig das erste und zweite Referenzbild vergrößert auf der Bildebene zu erzeugen, wobei eine optische Achse durch Mitten der Objektivlinse, der Hologrammlinse und der inneren Linse durchgeht;
    einem Fotografiermittel, um ein überlagertes Bild zu fotografieren, das aus dem ersten und zweiten Bild vergrößert auf der Bildebene erzeugt wurde, indem das überlagerte Licht in der inneren Linse konvergiert wird; und
    einem Bewegungsmittel, um die Fotomaske oder die Probe gemäß dem durch das Fotografiermittel fotografierten überlagerten Bild zu bewegen, um das erste Referenzbild mit dem zweiten Referenzbild entlang der optischen Achse zu justieren bzw. auszurichten.
  • In der obigen Konfiguration sind die Objektivlinse, die Hologrammlinse und die innere Linse die gleichen wie diejenigen im Binärfokusmikroskop. Daher werden das erste und zweite Bild, die auf der Bildebene vergrößert sind, durch das Fotografiermittel als überlagertes Bild fotografiert. Danach wird die Fotomaske oder die Probe durch das Bewegungsmittel in einer Richtung senkrecht zur optischen Achse bewegt, um das erste Referenzbild mit dem zweiten Referenzbild entlang der optischen Achse zu justieren.
  • Da das überlagerte Bild, das aus dem ersten und zweiten Referenzbild vergrößert erzeugt wurde, durch das Fotografiermittel fotografiert wird, kann dementsprechend eine relative Position zwischen dem ersten und zweiten Referenzbild genau beobachtet werden. Das erste Referenzbild kann daher mit dem zweiten Referenzbild genau justiert werden.
  • Die achte Ausführungsform wird erreicht durch die Schaffung eines Fokussierverfahrens, um Licht auf einem ersten Informationsmedium mit einer ersten Dicke oder einem zweiten Informationsmedium mit einer zweiten Dicke zu fokussieren, um ein Stück einer Information auf dem ersten Informationsmedium oder dem zweiten Informationsmedium aufzuzeichnen oder von diesem zu reproduzieren, mit den Schritten:
    Bewegen einer Optikkopfvorrichtung in einer Richtung, um die Distanz zwischen der Optikkopfvorrichtung und dem ersten oder zweiten Informationsmedium zu verringern oder zu vergrößern, wobei die Optikkopfvorrichtung aufweist:
    eine Lichtquelle, um einen Strahl eines Einfallslichts auszusenden;
    ein Hologrammmittel, um einen Teil des von der Lichtquelle ausgesandten Einfallslichts ohne jegliche Beugung auf einem Ausgangsweg durchzulassen, um einen Strahl durchgelassenen Lichts zu bilden, und einen restlichen Teil des Einfallslichts, das von der Lichtquelle ausgesandt wurde, auf dem Ausgangsweg zu beugen, um einen Strahl gebeugten Lichts zu bilden, wobei das Hologrammmittel als Linse für das gebeugte Licht dient, um das gebeugte Licht vom Hologrammmittel zu divergieren oder das gebeugte Licht zu konvergieren,
    ein Linsenmittel, um das im Hologrammmittel gebildete durchgelassene Licht bei einer ersten Brennweite auf dem Ausgangsweg zu konvergieren, um einen ersten konvergieren Fleck an einer Vorderseite des ersten Informationsmediums zu bilden, oder das gebeugte Licht, das im Hologrammmittel gebildet wurde, bei einer zweiten Brennweite auf dem Ausgangsweg zu konvergieren, um einen zweiten konvergierenden Fleck an einer Vorderseite des zweiten Informationsmediums zu bilden, wobei das durchgelassene Licht auf eine Rückseite des ersten Informationsmediums fällt und an der Vorderseite des ersten Informationsmediums konvergiert wird, das durchgelassene Licht an der Rückseite des ersten Informationsmediums reflektiert wird und auf einem Eingangsweg wieder durch das Linsenmittel oder das Hologrammmittel gelangt, wobei das gebeugte Licht auf eine Rückseite des zweiten Informationsmediums fällt und an der Vorderseite des zweiten Informationsmediums konvergiert wird und das gebeugte Licht an der Rückseite des ersten Informationsmediums reflektiert wird und auf dem Eingangsweg wieder durch das Linsenmittel und das Hologrammmittel gelangt,
    ein Wellenfrontänderungsmittel, um eine Wellenfront des durchgelassenen Lichts oder des gebeugten Lichts, das auf dem Eingangsweg durch das Linsenmittel und das Hologrammmittel gelangt, zu ändern, um einen oder mehrere Strahlen eines Informationslichts zu bilden, und
    ein Nachweismittel, um Intensitäten des durch das Wellenfrontänderungsmittel gebildeten Informationslichts festzustellen und gemäß den Intensitäten des Informationslichts ein Informationssignal und ein Brennpunkt-Fehlersignal zu erzeugen, wobei das Informationssignal ein Stück einer auf dem ersten Informationsmedium oder dem zweiten Informationsmedium aufgezeichneten Information ausdrückt;
    Beurteilen, ob eine Intensität des Brennpunkt-Fehlersignals, das im Nachweismittel erzeugt wurde, größer als ein Schwellenwert ist oder nicht; und
    Justieren der Position der Optikkopfvorrichtung, um die Intensität des Brennpunkt-Fehlersignals auf Null zu verringern, wenn die Intensität des Brennpunkt-Fehlersignals größer als der Schwellenwert ist.
  • In den obigen Schritten wird das Fokussierverfahren durchgeführt, indem die oben beschriebene Optikkopfvorrichtung genutzt wird. Die Intensität des Brennpunkt-Fehlersignals wird stark erhöht, wenn die Distanz zwischen dem Linsenmittel und dem ersten oder zweiten Informationsmedium nahe einer Brennweite des Linsenmittels ist. Wenn die Intensität des Brennpunkt-Fehlersignals größer als ein Schwellenwert wird, wird daher das Linsenmittel in die Nähe eines Beinahe-Brennpunktes platziert, in welchem das durchgelassene Licht oder das gebeugte Licht auf dem ersten oder zweiten Informationsmittel im Fokus konvergiert wird.
  • Falls die Position der Optikkopfvorrichtung eingestellt wird, um die Intensität des Brennpunkt-Fehlersignals auf Null zu verringern, wenn die Intensität des Brennpunkt-Fehlersignals größer als der Schwellenwert wird, kann dementsprechend das durchgelassene Licht oder das gebeugte Licht auf dem ersten oder zweiten Informationsmedium fokussiert werden.
  • Die neunte Ausführungsform wird erreicht durch die Schaffung eines Informationsreproduzierverfahren zum Reproduzieren eines Stücks einer Aufzeichnungsinformation von einer optischen Platte, worin die Aufzeichnungsinformation mit einer hohen Dichte auf einem ersten Substrat mit einer ersten Dicke aufgezeichnet ist, und ein Stück einer Unterscheidungsinformation, die darüber informiert, dass die Aufzeichnungsinformation auf dem ersten Substrat aufgezeichnet ist, in einer gewöhnlichen Dichte auf einem zweiten Substrat mit einer zweiten Dicke aufgezeichnet ist, die größer als die erste Dicke ist, mit dem Schritt:
    Bewegen einer optischen Plattenvorrichtung unter dem zweiten Substrat der optischen Platte, welche optische Plattenvorrichtung umfasst:
    ein Drehmittel, um die optische Platte mit einer regulären Drehzahl zu drehen,
    eine Lichtquelle, um einen Strahl eines Einfallslichts auszusenden;
    ein Hologrammmittel, um einen Teil des Einfallslichts, das von der Lichtquelle ausgesandt wurde, ohne jegliche Beugung auf einem Ausgangsweg durchzulassen, um einen Strahl durchgelassenen Lichts zu bilden, und
    einen restlichen Teil des von der Lichtquelle ausgesandten Einfallslichts auf dem Ausgangsweg zu beugen, um einen Strahl gebeugten Lichts zu bilden, wobei das Hologrammmittel als Linse für das gebeugte Licht dient, um das gebeugte Licht vom Hologrammmittel zu divergieren,
    ein Linsenmittel, um das im Hologrammmittel gebildete durchgelassene Licht auf dem ersten Substrat der optischen Platte, die vom Drehmittel gedreht wird, zu konvergieren, um ein Stück einer Aufzeichnungsinformation auf der optischen Platte aufzuzeichnen oder von ihr wiederzugeben, und das im Hologrammmittel gebildete gebeugte Licht auf dem zweiten Substrat der optischen Platte, die vom Drehmittel gedreht wird, zu konvergieren, um die Unterscheidungsinformation von der optischen Platte zu reproduzieren, wobei das durchgelassene Licht vom ersten Substrat der optischen Platte reflektiert wird und auf einem Eingangsweg wieder durch das Linsenmittel und das Hologrammmittel gelangt und das gebeugte Licht durch das zweite Substrat der optischen Platte reflektiert wird und auf dem Eingangsweg wieder durch das Linsenmittel und das Hologrammmittel gelangt,
    ein Wellenfrontänderungsmittel, um eine Wellenfront des auf dem Eingangsweg durch das Linsenmittel und das Hologrammmittel durchgehenden durchgelassenen Lichts zu ändern, um ein oder mehrere Strahlen eines Aufzeichnungsinformationslichts zu bilden, und eine Wellenfront des auf dem Eingangsweg durch das Linsenmittel und das Hologrammmittel durchgehenden gebeugten Lichts zu ändern, um einen oder mehrere Strahlen eines Unterscheidungsinformationslichts zu bilden, und
    ein Nachweismittel, um Intensitäten des durch das Wellenfrontänderungsmittel gebildeten Aufzeichnungsinformationslichts festzustellen, um gemäß den Intensitäten des Aufzeichnungsinformationslichts ein Aufzeichnungsinformationssignal zu erzeugen, und Intensitäten des von dem Wellenfrontänderungsmittel gebildeten Unterscheidungsinformationslichts festzustellen, um gemäß den Intensitäten des Unterscheidungsinformationslichts ein Unterscheidungsinformationssignal zu erzeugen, wobei das Unterscheidungsinformationssignal die auf dem zweiten Substrat der optischen Platte aufgezeichnete Unterscheidungsinformation ausdrückt und das Aufzeichnungsinformationssignal die auf dem ersten Substrat der optischen Platte aufgezeichnete Aufzeichnungsinformation ausdrückt; und
    Konvergieren des gebeugten Lichts auf dem zweiten Substrat der optischen Platte, um die Unterscheidungsinformation zu reproduzieren;
    Bewegen der optischen Plattenvorrichtung zu einer Position unter dem ersten Substrat der optischen Platte, um das durchgelassene Licht auf dem ersten Substrat der optischen Platte zu konvergieren, wenn die Unterscheidungsinformation im Nachweismittel festgestellt wird; und
    Reproduzieren der Aufzeichnungsinformation durch Erzeugen des Aufzeichnungsinformationssignals im Nachweismittel.
  • In den obigen Schritten wird das Informationen reproduzierende Verfahren durchgeführt, indem die oben beschriebene optische Plattenvorrichtung genutzt wird. Die auf dem zweiten Substrat der optischen Platte befindliche Unterscheidungsinformation wird mit dem gebeugten Licht reproduziert. Da das zweite Substrat die zweite Dicke aufweist, wird in diesem Fall das gebeugte Licht genau auf dem zweiten Substrat fokussiert. Wenn die Unterscheidungsinformation festgestellt wird, wird danach die optische Plattenvorrichtung zu einer Position unter dem ersten Substrat der optischen Platte bewegt, und das durchgelassene Licht wird auf dem ersten Substrat der optischen Platte konvergiert. Da in diesem Fall das erste Substrat die erste Dicke hat, wird das gebeugte Licht genau auf dem ersten Substrat fokussiert.
  • Dementsprechend kann die Aufzeichnungsinformation zuverlässig reproduziert werden.
  • 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, wobei ein Strahl eines nicht gebeugten 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 kon vergiert 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 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 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 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 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 Fotodetektor auftritt;
  • 24 eine Draufsicht eines Fotodetektors 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-Fotodetektors gestrahlt wird, bzw. einen anderen konvergierenden Fleck eines gebeugten Lichts minus erster Ordnung, das auf Nachweisabschnitte SE4, SE5 und SE6 des Sextant-Fotodetektors 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-Fotodetektors gestrahlt wird, und einen anderen konvergierenden Fleck eines gebeugten Lichts minus erster Ordnung, das auf die Nachweisabschnitte SE4, SE5 und SE6 des Sextant-Fotodetektors 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 Fotodetektor 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 Fotodetektors ist;
  • 29A, 29B, 29C verschiedene Formen konvergierender Flecke zeigen, die auf dem in 28 dargestellten Fotodetektor 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 grafisch 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 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 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 grafisch 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-Fotodetektors gestrahlt wird, bzw. einen anderen konvergierenden Fleck eines gebeugten Lichts minus erster Ordnung zeigen, der auf Nachweisabschnitte SE4, SE5 und SE6 des Sextant-Fotodetektors 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-Fotodetektors gestrahlt wird, und einen anderen konvergierenden Fleck eines gebeugten Lichts minus erster Ordnung, das zu den Nachweisabschnitten SE4, SE5 und SE6 des Sextant-Fotodetektors 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 Fotodetektor auftreten;
  • 50 eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer sechzehnten Ausführungsform ist;
  • 51 eine Strukturansicht einer Lichtquelle und von Fotodetektoren 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 gemäß einer achtzehnten Ausführungsform ist, wobei teilweise eine Querschnittansicht der Platte dargestellt ist;
  • 54 eine diagonale Ansicht einer zweiten optischen Platte hoher Dichte gemäß einer neunzehnten Ausführungsform 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 zwanzigsten 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 einundzwanzigsten Ausführungsform ist;
  • 58 ein Flußdiagramm ist, das die Operation der in 57 dargestellten optischen Plattenvorrichtung zeigt;
  • 59 eine Strukturansicht eines Binärfokusmikroskops gemäß einer zweiundzwanzigsten Ausführungsform ist;
  • 60 eine Teilansicht des in 59 dargestellten Binärfokusmikroskops, falls sich eine erste und eine zweite Probe an den Unterseiten von Probenhaltern befinden;
  • 61 eine Strukturansicht eines Binärfokusmikroskops gemäß einer Modifikation der zweiundzwanzigsten Ausführungsform ist; und
  • 62 eine Strukturansicht einer Justiervorrichtung gemäß einer dreiundzwanzigsten Ausführungsform ist.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Bevorzugte Ausführungsformen einer zusammengesetzten Objektivlinse und ihre Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung werden mit Verweis auf Zeichnungen beschrieben.
  • Erste Ausführungsform
  • 4A ist eine Strukturansicht eines optischen Bilderzeugungssystems mit einer zusammengesetzten Objektivlinse gemäß einer ersten Ausführungsform, 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 Informa tionsmedium 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 25 gebeugt und gebrochen, und ein Strahl eines gebeugten Lichts L5 erster Ordnung wird gebildet. 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 Musterbereich 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 Phasen modulationstyp 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 des 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 36B 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 verschiedenen 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 Informationsaufzeichnungsebene. 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.
  • 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 fH0 und eine andere Brennweite der Hologrammlinse 26M für das Einfallslicht L3 mit einer Wellenlänge λ1 durch fH1 repräsentiert wird, ist eine Gleichung (2) erfüllt. fH1 = fH0 × λ01 (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. fD1) = fD0) × (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: 1/fH0 + 1/fD0) = 1/fH1 + 1/fD1) = 1/(fH0 × λ01) + (n(λ1) – 1)/{fD0) × (n(λ0) – 1)} (4)
  • 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 einer 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, 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 ge strahlt, 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 plaziert und vier Arten Beugungsbereiche 33A, 33B, 33C und 33D plaziert 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, 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, 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 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 Aus führungsform 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 im 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 verhindert 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 durchge lassenen 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. 43 auch in einem Relief ausgebildet, um einen Phasenmodulationstyp einer Hologrammlinse herzustellen. Wie in der vorläufigen Anmeldung Nr. 189504/86 (S61-189504) 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 Hologrammlinsen 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 25 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 Fotodetektor 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 Fotodetektor 57 gebildet werden. Danach werden die Intensitäten der konvergierenden Flecke des durchgelassenen Lichts L4R in dem Fotodetektor 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 Fotodetektor 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 Fotodetektor 57 festgestellt. Daher werden ein Informationssignal und Servosignale wie z. B. ein Brennpunkt-Fehlersignal und ein Nachführungs-Fehlersignal erhalten. Die Stellgliedeinheit 38 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 Fotodetektor 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 Fotodetektor 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 Fotodetektor 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 vergrößert 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 Fotodetektors 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 Fotodetektors 57, und der Strahl des gebeugten Lichts L8 minus erster Ordnung hat einen Brennpunkt FP2 in der Rückseite des Fotodetektors 57.
  • Wie in 24 dargestellt ist, umfaßt der Fotodetektor 57 einen Sextant-Fotodetektor 59 (oder einen Fotodetektor 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-Fotodetektors 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 Nachweisab schnitte SE4, SE5 und SE6 des Sextant-Fotodetektors 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-Fotodetektors 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-Fotodetektors 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-Fotodetektors 59 gestrahlten gebeugten Lichts L7 erster Ordnung und einen anderen konvergierenden Fleck des zu den Nachweisabschnitten SE4, SE5 und SE6 des Sextant-Fotodetektors 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-Fotodetektor 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-Fotodetektor 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-Fotodetektor 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-Fotodetektor 59 gebildet. Die Intensität des gebeugten Lichts L7 wird in jedem der Nachweisabschnitte SE1, SE2 und SE3 des Sextant-Fotodetektors 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-Fotodetektors 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 Fotodetektor 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 Fotodetektor 57 gemäß dem Fleckgröße-Nachweisverfahren festgestellt wird, ist es erforderlich, daß ein eindimensionaler Brennpunkt des gebeugten Lichts L7 in der Vorderseite des Fotodetektors 57 positioniert wird und ein eindimensionaler Brennpunkt des gebeugten Lichts L8 in der Rückseite des Fotodetektors 57 positioniert wird. Daher ist es möglich, daß ein eine astigmatische Aberration enthaltendes gebeugtes Licht zum Fotodetektor 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 Fotodetektor 57 ferner vier Nachführungs-Fotodetektoren 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-Fotodetektor 60a festgestellt und in ein elektrisches Stromsignal SC7 geändert, wird die Intensität des gebeugten Lichts L10 durch den Nachführungs-Fotodetektor 60d festgestellt und in ein elektrisches Stromsignal SC10 geändert, wird die Intensität des gebeugten Lichts L11 durch den Nachführungs-Fotodetektor 60b festgestellt und in ein elektrisches Stromsignal SC8 geändert, und die Intensität des gebeugten Lichts L12 wird durch den Nachführungs-Fotodetektor 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 erzeugende 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 Fotodetektor 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 Fotodetektor 63 einen Quadranten-Fotodetektor 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 Fotodetektor 57 konvergiert, um einem konvergierenden Fleck S10 auf den Nachweisabschnitten SE7, SE8, SE9 und SE10 des Quadranten-Fotodetektors 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-Fotodetektor 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-Fotodetektor 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-Fotodetektors 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 übereinstimmt, und eine Radialrichtung Dr senkrecht zu sowohl der optischen Achse als auch den gemusterten Aufzeichnungsvertiefungen definiert. In diesem Fall wird, wenn der Quadranten-Fotodetektor 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 Fotodetektor 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 Oberfläche der Hologrammlinse 26 reflektiertes Streulicht auf den Fotodetektor 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 Polarisationsstrahltei ler 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 plaziert 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 plaziert 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 Fotodetektor 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 plaziert 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 Fotodetektor 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-Fotodetektors 59 und des Quadranten-Fotodetektors 64. Daher besteht ein Nachteil, daß sich ein Signal-Rausch-Verhältnis des Informationssignals verschlechtert.
  • Um den Nachteil aufzuheben, wird bevorzugt, daß der Fotodetektor 57 (oder 63) ferner einen Informations-Fotodetektor 73 aufweist, der den Sextant-Fotodetektor 59 (oder den Quadranten-Fotodetektor 64) umgibt. Die Größe des Informations-Fotodetektors 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-Fotodetektor 59 (oder dem Quadranten-Fotodetektor 64) festgestellt wird, und der Intensität des in dem Informations-Fotodetektor 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 ein Verfahren zum Fokussieren beschrieben, das in den Optikkopfvorrichtungen 51, 61, 65, 67, 70 und 71 durchgeführt wird.
  • 35A zeigt grafisch 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 grafisch 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 Optikkopfvorrich tungen 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 plazierte 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 Fotodetektor 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 durchge führt wird, wird ebenfalls die von dem zweiten Informationsmedium 25 entfernt plazierte 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 Fotodetektor 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 plaziert 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 grafisch 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 grafisch 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 fokussiert 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 plazierte Objektivlinse 27 von dem ersten Informationsmedium 23 allmählich wegbewegt. Wenn die Stärke des Brennpunkt-Fehlersignals einen Schwellenwert erreicht, wird danach eine in dem Fotodetektor 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 plazierte 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 Fotodetektor 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 plazierte 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 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 Fotodetektor 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 Fotodetektor 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 Fotodetektor 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 Fotodetektor 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 Fotodetektor 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 Fotodetektor 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 konver giert, 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 Fotodetektor 63 gebildete konvergierende Fleck S12 nicht auf einen Strahlpunkt der Lichtquelle 52 in einem Spiegelbild, während sich der konvergierende Fleck S7, der auf dem Fotodetektor 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 Fotodetektor 57 zum Feststellen der Intensität des durchgelassenen Lichts L4R und der Fotodetektor 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 Fotodetektor 63 reproduziert wird, kann ein Signal-Rausch-Verhältnis jedes der Servosignale und des Informationssignals, die im Fotodetektor 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 Fotodetektor 57 reproduziert wird, kann ein Signal-Rausch-Verhältnis jedes Signals, das im Fotodetektor 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 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 Fotodetektor 63 zum Feststellen der Intensität des durch den Strahlteiler 92 durchgehenden durchgelassenen Lichts L4R, um Servosignale und ein Informationssignal, die in dem ersten Informationsmedium 23 aufgezeichnet sind, zu erhalten, und den Fotodetektor 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 Fotodetektor 57 zu erhalten. Das auf jeden der gebeugtes Licht erzeugenden Bereiche 93b, 93c einfallende gebeugte Licht L5R wird gebeugt, um ein Nachführungs-Fehlersignal im Fotodetektor 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 astig matische Aberration erzeugt. Danach wird das durchgelassene Licht L4R auf dem Fotodetektor 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 Fotodetektor 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 Fotodetektor 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-Fotodetektors 59 im Fotodetektor 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-Fotodetektoren 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-Fotodetektoren 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 Fotodetektor 63 gebildete konvergierende Fleck S13 nicht auf einen Strahlpunkt der Lichtquelle 52 in einem Spiegelbild. Der Fotodetektor 57 zum Feststellen der Intensität des gebeugten Lichts L5R und der Fotodetektor 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 Fotodetektor 57 erhaltenen Signale gesteigert werden.
  • Ein Beispiel der Nutzung der Optikkopfvorichtung 91 für verschiedene Arten optischer Platten wird beschrieben.
  • In Fällen, in denen die Optikkopfvorichtung 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 Fotodetektor 57 reproduziert wird, kann daher ein Signal-Rausch-Verhältnis von jedem der Servosignale und des Informationssignals gesteigert werden, die im Fotodetektor 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 Fotodetektor 63 reproduziert wird, kann auch ein Signal-Rausch-Verhältnis jedes im Fotodetektor 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 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.
  • 40A, 40B sind jeweils eine Strukturansicht einer 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 Fotodetektor 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 Fotodetektor 104 umfaßt den Sextant-Fotodetektor 59, in welchem die Nachweisabschnitte SE1, SE2, SE3, SE4, SE5 und SE6 in der gleichen Weise wie beim Fotodetektor 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 Fotodetektor 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 Fotodetektor 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 Fotodetektors 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 Fotodetektor 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 Fotodetektor 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 Fotodetektors 104 nicht auf den Strahlungspunkt der Lichtquelle 52 im Spiegelbild. Deshalb wird das gebeugte Licht L5R auf dem Fotodetektor 104 außerhalb des Brennpunkts bzw. im Defokus konvergiert. Da die gesamte Intensität des im Defokus konvergierten gebeugten Lichts L5R im Fotodetektor 104 festgestellt wird, wird jedoch ein Informationssignal in der gleichen Weise wie in der siebten Ausführungsform erhalten.
  • Das durchgelassene Licht L4R 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 Fotodetektor 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 Fotodetektors 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 Fotodetektors 104 liegt. Danach wird, wie in 42A bis 42C gezeigt ist, die erste sphärische Welle SW1 auf den Nachweisabschnitten SE1 bis SE3 des Sextant-Fotodetektors 59 im Fotodetektor 104 konvergiert, um einen konvergierenden Fleck S15A zu bilden, und die zweite sphärische Welle SW2 wird auf den Nachweisabschnitten SE4 bis SE6 des Sextant-Fotodetektors 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-Fotodetektor 59 gebildet. In Fällen, in denen das gebeug te 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-Fotodetektor 59 gebildet. Die Intensität des durchgelassenen Lichts L4R wird in jedem der Nachweisabschnitte SE1 bis SE6 des Sextant-Fotodetektors 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 Fotodetektor 104 erhaltenen Brennpunkt-Fehlersignals gesteigert werden.
  • Das Informationssignal und die Servosignale werden auch in dem Fotodetektor 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 Fotodetektor 104 reproduziert wird, kann daher ein Signal-Rausch-Verhältnis von jedem der Servosignale und des Informationssignals gesteigert werden, die in dem Fotodetektor 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 Fotodetektor 63 reproduziert wird, kann auch ein Signal-Rausch-Verhältnis jedes im Fotodetektor 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 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 konvergie rende Linse 55, den Strahlteiler 82, den Fotodetektor 63, die Wellenfrontänderungsvorrichtung 56 und den Fotodetektor 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 Fotodetektor 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 Fotodetektor 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 Fotodetektor 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 Fotodetektor 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 Fotodetektor 57 gebildete konvergierende Fleck S18 nicht auf einen Strahlungspunkt der Lichtquelle 52 in einem Spiegelbild, während der konvergierende Fleck S10, der auf dem Fotodetektor 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 Fotodetektor 57 zum Feststellen der Intensität des durchgelassenen Lichts L4R und der Fotodetektor 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 Fotodetektor 57 reproduziert wird, kann daher ein Signal-Rausch-Verhältnis jedes der Servosignale und des Informationssignals gesteigert werden, die im Fotodetektor 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 reprodu ziert 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 Fotodetektor 63 reproduziert wird, kann auch ein Signal-Rausch-Verhältnis jedes Signals, das im Fotodetektor 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 beschrieben.
  • 44 ist eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer dreizehnten Ausführungsform.
  • Wie in 24 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 konvergie rende Linse 55, den Strahlteiler 92 mit dem Hologramm 93 von Reflexionstyp, den Fotodetektor 60 und den Fotodetektor 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 Fotodetektor 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 Fotodetektor 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 Fotodetektor 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 Fotodetektor 63 gebildete konvergierende Fleck S19 nicht auf einen Strahlungspunkt der Lichtquelle 52 in einem Spiegelbild. Der Fotodetektor 57 zum Feststellen der Intensität des gebeugten Lichts L6R und der Fotodetektor 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 Fotodetektor 57 reproduziert wird, kann daher ein Signal-Rausch-Verhältnis jedes der Servosignale und des Informationssignals gesteigert werden, die im Fotodetektor 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 Fotodetektor 63 reproduziert wird, kann auch ein Signal-Rausch-Verhältnis jedes Signals, das im Fotodetektor 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 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 Fotodetektor 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 Fotodetektor 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 Fotodetektor 136 umfaßt den Quadranten-Fotodetektor 64 mit den Nachweisabschnitten SE7 bis SE10 und einen Rauschen unterdrückenden bzw. Rauschunterdrückungs-Fotodetektor 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 Fotodetektors 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 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 Umfangsbe reich 135b der Hologrammlinse 135 gebeugt und konvergiert und fällt auf den Rauschenunterdrückungs-Fotodetektor 138. Im Fotodetektor 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 Patentschrift 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 Fotodetektors 136 fällt, durch Konvergieren des Rauschunterdrückungslichts L14R auf dem Fotodetektor 138 reduziert wird, kann auch eine Positioniergenauigkeit des Fotodetektors 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 Fotodetektor 136 behandelt, selbst wenn das unnötige gebeugte Licht auf den Fotodetektor 136 fällt. Demgemäß beeinflußt die durch das unnötige gebeugte Licht gelesene Information das Informationssignal Snc als Rauschen nicht nachteilig.
  • 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 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 Durch lassen eines Teils des Einfallslichts L3 ohne jegliche Beugung und Beugen eines restlichen Teils des Einfallslichts L3, die Objektivlinse 27, die Stellgliedeinheit 58 und einen Fotodetektor 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 Fotodetektor 143 umfaßt einen Quadranten-Fotodetektor 64 mit den Nachweisabschnitten SE7 bis SE10, ein Paar Rauschunterdrückungs-Fotodetektoren 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 Fotodetektors 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 Informationsmedium 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 Umfangsbe reich 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-Fotodetektor 138a, und ein Teil des Rauschunterdrückungslichts L16R wird in dem Umfangsbereich 142c der Hologrammlinse 142c gebeugt und konvergiert und fällt auf den Rauschunterdrückungs-Fotodetektor 138b. Im Fotodetektor 138a wird ein Ausgangssignal SC30 gemäß der Intensität des Rauschunterdrückungslichts L15R erzeugt. Gemäß der Intensität des Rauschunterdrückungslichts L16R wird im Fotodetektor 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 Fotodetektors 143 fällt, reduziert wird, indem das Rauschunterdrückungslicht L15R, L16R auf den Fotodetektoren 138a, 138b konvergiert sind, kann eine Positioniergenauigkeit des Fotodetektors 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 Defo kus 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 Fotodetektor 143 behandelt, selbst wenn das unnötige gebeugte Licht auf den Fotodetektor 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 Fotodetektor 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 Fotodetektors 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 Fotodetektors 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 Fotodetektors 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 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 Fotodetektoren, 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 holografisches 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 Beugungsrichtung 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 Fotodetektor 153 zum Feststellen der Intensität des durch das holografische Element 152 gebeugten Lichts L4R oder L5R.
  • Wie in 51 gezeigt ist, befinden sich die Lichtquelle 52 und der Fotodetektor 153 auf einem Substrat 154, um eine relative Lage zwischen der Lichtquelle 52 und dem Fotodetektor 153 genau zu fixieren. Der Fotodetektor 153 umfaßt den Sextant-Fotodetektor 59 mit den Nachweisabschnitten SE1 bis SE6 und die Nachführungs-Fotodetektoren 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 holografische 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 holografische Element 152. Im Gegensatz dazu wird durch das holografische 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 holografische 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 holografische Element 152 gebeugt, so daß eine Mehrzahl an konvergierenden Flecken auf den Fotodetektoren 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 Fotodetektor 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 holografische Element 152 auf dem optischen Ausgangsweg durchgeht und da das Gesamtlicht L4R oder L5R durch das holografische 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 holografische Element 152 ohne jegliche Beugung auf dem optischen Eingangsweg durchgeht, nicht erforderlich ist, wird auch bevorzugt, daß eine Beugungseffizienz des holografischen Elements 152 erhöht wird, um eine Transmissionseffizienz des holografischen Elements 152 auf beinahe Null einzustellen. In diesem Fall dient die Kombination der Funktion des holografischen 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 Fotodetektor 53 sich auf dem gleichen Substrat 154 befinden, können die Lichtquelle 52 und der Fotodetektor 153 auch eng beieinander angeordnet werden. Daher kann eine relative Lage zwischen der Lichtquelle 52 und dem Fotodetektor 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 Fotodetektor 153 ist über zweite Drähte mit einer anderen externen Schaltung elektrisch verbunden. Da die Lichtquelle 52 und der Fotodetektor 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 Fotodetektor 153 mit den externen Schaltungen einfach und automatisch verbunden werden. Da Referenzleitungen, die erforderlich sind, um die Lichtquelle 52 und den Fotodetektor 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 Fotodetektor 153 mit hoher Genauigkeit einfach festgelegt werden.
  • In der sechzehnten Ausführungsform wird die Optikkopfvorrichtung 151 mit dem holografischen Element 152 beschrieben. In Fällen, in denen die Intensität des Einfallslichts L3 ausreicht, ist es jedoch möglich, daß an stelle des holografischen 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 Fotodetektor 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 oberen 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 Ausführungsform, 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 Fotodetektor 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 Fotodetektor 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 Optikkopfvorrichtung 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 werden 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 wird eine optische Platte mit hoher Dichte mit der Unterscheidungsinformation gemäß einer achtzehnten und neunzehnten Ausführungsform beschrieben.
  • Achtzehnte Ausführungsform
  • 53 ist eine diagonale Ansicht einer ersten optischen Platte mit 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 Aufzeich nungsvertiefungen 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, 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 festgestellt, die mitteilt, daß das Licht L5 (oder L4) auf der optischen Platte 171 mit der Dicke T1 konvergiert wird. 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 L6) auf dem inneren Bereich 171b der herkömmlichen optischen Platte konvergiert wird. In diesem Fall wird die Brennpunktsteuerung entsprechend dem zweiten Informationsmedium 25 durchgeführt, um ein Informationssignal 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 aufgezeichnet wird, kann der innere Bereich auch klein sein. Deshalb wird die Speicherkapazität einer optischen Platte 171 durch die Hinzufügung der zweiten Aufzeichnungsvertiefung 173 nicht gesenkt.
  • Neunzehnte Ausführungsform
  • 54 ist eine Diagonalansicht einer zweiten optischen Platte hoher Dichte gemäß einer neunzehnten Ausführungsform, 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 hat eine gleichmäßige Dicke T1. Die ersten Aufzeichnungsvertiefungen 172 sind auf einem Informationsaufzeichnungssubstrat 174c des äußeren Bereichs 174a aufgezeichnet, um Informationsstücke mit hoher Dichte aufzuzeichnen. Mehrere zweite Aufzeichnungsvertiefungen 175 mit großer Größe sind auch auf dem Informationsaufzeichnungssubstrat 174c des inneren Bereichs 174b in weiten Intervallen geschaffen, um Stücke einer Unterscheidungsinformation in niedrigerer Dichte als der üblichen 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) auf jeder der zweiten Aufzeichnungsvertiefungen 175 im Defokus konvergiert. Da jede der zweiten Aufzeichnungsvertiefungen 175 eine große Größe hat, wird jedoch ein konvergierender Fleck des Lichts L5 (oder L4) in einer der zweiten Aufzeichnungsvertiefungen 175 zuverlässig geschaffen. Ein Stück einer Unterscheidungsinformation, die mitteilt, daß das Licht L5 (oder L4) auf der optischen Platte 174 mit der Dicke T1 konvergiert wird, wird daher festgestellt. 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 durchgeführt, 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 174 durch die Hinzufügung der zweiten Aufzeichnungsvertiefung 173 nicht gesenkt.
  • Da die Dicke der optischen Platte 174 gleichmäßig ist, kann auch die optische Platte 174 mit geringen Kosten einfach hergestellt werden. Die optische Platte 174 kann auch abgedünnt werden.
  • Zwanzigste 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. 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 mit hoher Dichte in die optische Plattenvorrichtung 176 eingesetzt ist, wird die Unterscheidungsinformation 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.
  • Einundzwanzigste 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 einundzwanzigsten 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 geringer als der Schwellenwert ist, bezeichnet, daß das gebeugte Licht L5 auf der optischen Platte 182 oder 25 im Defokus konvergiert ist.
  • In Fällen, in denen die optische Platte 182 hoher Dichte in die optische Plattenvorrichtung 181 eingesetzt ist, wird die Intensität des Informationssignals, die den Schwellenwert nicht übersteigt, festgestellt. In diesem Fall wird das durchgelassene Licht L4 automatisch auf der optischen Platte 182 konvergiert, während in einem Schritt 225 eine Brennpunktsteuerung entsprechend der optischen Platte 182 hoher Dichte mit der Dicke T1 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.
  • Zweiundzwanzigste Ausführungsform
  • Ein Binärfokusmikroskop mit zwei Brennpunkten, in welchen zwei auf verschiedenen Ebenen erzeugte Bilder gleichzeitig beobachtet werden, wird gemäß einer zweiundzwanzigsten Ausführungsform beschrieben.
  • 59 ist eine Strukturansicht eines Binärfokusmikroskops gemäß einer zweiundzwanzigsten Ausführungsform.
  • Wie in 59 gezeigt ist, umfasst ein Binärfokusmikroskop 191 zum gleichzeitigen Beobachten eines ersten Bildes einer ersten Probe SP1, die auf einer ersten Probenebene PL1 gelegt ist, und eines zweiten Bildes einer zweiten Probe SP2, die auf einer zweiten Probenebene PL2 gelegt ist, eine Objektivlinse 192 mit einer ersten Brennweite F1 zum Brechen eines Strahls eines ersten Lichts L17, der vom ersten Bild aus divergiert, und Brechen eines Strahls eines zweiten Lichts L18, der vom zweiten Bild aus divergiert, die Hologrammlinse 26 (oder 26M, 32, 33 oder 42), um einen Teil des ersten Lichts L17 ohne jegliche Beugung durchzulassen und einen Teil des zweiten Lichts L18 zu beugen, um das zweite Licht L18 über den gleichen optischen Weg, den das erste Licht L17 genommen hat, durchzulassen, eine innere Linse 193, um einen Strahl eines überlagerten Lichts L19, das aus dem ersten und zweiten Licht L17, L18 besteht, an einem inneren Brennpunkt Pf1 zu konvergieren, eine Okularlinse 194, um das erste und zweite Bild gleichzeitig zu erzeugen, indem das vom inneren Brennpunkt Pf1 aus divergierende überlagerte Licht L19 konvergiert wird, einen inneren Objektivtubus 195, um ein Kombinationselement der inneren Linse 193 und der Hologrammlinse 26 entlang einer optischen Achse zu bewegen, um eine Distanz zwischen dem Kombinationselement und der Okularlinse 194 einzustellen, und einen äußeren Objektivtubus 196, um die Objektivlinse 192 entlang der optischen Achse zu bewegen, um die Distanz zwischen der ersten Probenebene PL1 und der Objektivlinse 192 auf die Brennweite F1 der Objektivlinse 192 einzustellen.
  • Die optische Achse geht durch die Mitten der Objektivlinse 192, der Hologrammlinse 26, der inneren Linse 195 und der Okularlinse 194. Die Position der ersten Probenebene PL1 unterscheidet sich von derjenigen der zweiten Probenebene PL2 entlang der optischen Achse.
  • In der obigen Konfiguration wird die Position der Objektivlinse 192 so eingestellt, dass die Distanz zwischen der ersten Probenebene PL1 und der Objektivlinse 192 auf die erste Brennweite F1 der Objektivlinse 192 eingestellt ist. In diesem Fall wird die Distanz zwischen der zweiten Probenebene PL2 und der Objektivlinse 192 auf eine zweite Brennweite F2 eingestellt. Die Position des Kombinationselements wird ebenfalls eingestellt, um das erste und zweite Bild deutlich zu betrachten. Das heißt, ein Strahl eines Lichts L17, der vom ersten Bild auf der ersten Probenebene PL1 aus divergiert, wird in der Objektivlinse 192 kollimiert, und ein Teil des ersten Lichts L17 geht durch die Hologrammlinse 26. Ein Strahl eines zweiten Lichts L18, der vom zweiten Bild auf der zweiten Probenebene PL2 aus divergiert, wird in der Objektivlinse 192 gebrochen, und ein Teil des zweiten Lichts L18 wird in der Hologrammlinse 26 gebeugt, um das zweite Licht L18 über den gleichen optischen Weg, den das erste Licht L17 durchlaufen hat, durchzulassen. Daher besteht ein Strahl eines überlagerten Lichts L19 aus dem ersten und zweiten Licht L17, L18. Danach wird das überlagerte Licht L19 durch die innere Linse 193 bei einem inneren Brennpunkt Pf1 konvergiert, um das erste und zweite Bild auf einer Bildebene PL3 vergrößert gleichzeitig zu erzeugen, und das überlagerte Licht L19, das vom Punkt Pf1 aus divergiert, wird durch die Okularlinse 194 konvergiert, um gleichzeitig das erste und zweite Bild weiter vergrößert am Auge des Bedieners zu erzeugen.
  • Da die Hologrammlinse 26, 26M, 32, 33 oder 42 genutzt wird, um das überlagerte Licht L19 zu bilden, können demgemäß das erste Bild der ersten Probe SP1, die auf der ersten Probenebene PL1 liegt, und das zweite Bild der zweiten Probe SP2, das auf der zweiten Probenebene PL2 liegt, gleichzeitig beobachtet werden, indem das Binärfokusmikroskop 191 gleichzeitig auf die erste und zweite Probe SP1, SP2 fokussiert wird.
  • Selbst wenn die Intensitäten des ersten und zweiten Lichts L17, L18 reduziert sind, wenn das Licht L17, L18 durch die Hologrammlinse 26 durchgeht, reicht die Intensität des überlagerten Lichts L19 auch aus, um das erste und zweite Bild zu beobachten, weil die Intensität des überlagerten Lichts L19 bestimmt wird, indem die Intensitäten des ersten und zweiten Lichts L17, L18 addiert werden.
  • Da die Hologrammlinse 26 wie in 6 gezeigt mit einem Gittermuster mit Blaze-Winkel versehen ist, wird die Erzeugung unnötigen gebeugten Lichts wie z. B. gebeugten Lichts minus erster Ordnung reduziert, wenn das zweite Licht L18 in der Hologrammlinse 26 gebeugt wird. Die Intensität des überlagerten Lichts L19 kann daher erhöht werden, so dass die beobachteten ersten und zweiten Bilder stärker aufgehellt werden können.
  • Wie in 60 gezeigt ist, wird in Fällen, in denen die erste Probe SP1 an einer Unterseite eines ersten Probenhalters 197 platziert ist, und in Fällen, in denen die zweite Probe SP2 an der Unterseite eines zweiten Probenhalters 198 platziert ist, der sich unter dem ersten Probenhalter 197 befindet, eine Aberration wie zum Beispiel eine chromatische Aberration in dem ersten und zweiten Licht L17, L18 erzeugt, das auf die Objektivlinse 192 fällt, weil eine optische Weglänge im ersten Probenhalter 197 für das erste Licht L17 sich von derjenigen in dem ersten und zweiten Probenhalter 197, 198 für das zweite Licht L18 unterscheidet. Die Aberration kann jedoch in der Hologrammlinse 26 verschwinden, indem die chromatische Aberration einer Hologrammlinse 26 übermäßig korrigiert wird, wie in der ersten Ausführungsform beschrieben ist.
  • Die Differenz zwischen der ersten und zweiten Brennweite kann ebenfalls geändert werden, indem der innere und äußere Objektivtubus 195, 196 bewegt werden, weil die Distanz zwischen der Hologrammlinse 26 und der Objektivlinse 192 geändert wird. Selbst wenn die Dicke des zweiten Probenhalters 198 geändert wird, können daher das erste und zweite Bild zuverlässig beobachtet werden.
  • In der zweiundzwanzigsten Ausführungsform wird die Okularlinse 194 im Binärfokusmikroskop 191 genutzt. Die Okularlinse 194 ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. Wie in 61 gezeigt ist, ist es jedoch möglich, dass anstelle der Okularlinse 194 eine Kamera 199 wie z. B. eine Kamera mit ladungsgekoppelten Schaltelementen (CCD) auf der Bildebene PL3 platziert wird. In diesem Fall kann ein überlagertes Bild, das aus dem ersten und zweiten vergrößerten Bild besteht, mit der CCD-Kamera 199 fotografiert werden, so dass das erste und zweite Bild gleichzeitig aufgezeichnet werden können.
  • Dreiundzwanzigste Ausführungsform
  • Falls eine winzige Schaltung auf einem Halbleiterwafer geschaffen wird, wird ein lichtempfindliches Material auf dem Halbleiterwafer aufgetragen, und das den Halbleiterwafer bedeckende lichtempfindliche Material wird durch eine Fotomaske mit einem Maskenmuster in einem Belichtungsprozess ultraviolettem Licht ausgesetzt. Daher wird das Maskenmuster der Fotomaske auf das lichtempfindliche Material übertragen. In diesem Fall ist es erforderlich, dass der Halbleiterwafer mit der Fotomaske in einem vor dem Belichtungsprozess durchgeführten Justierprozess mit hoher Genauigkeit justiert wird. Daher werden ein Referenzbild, das auf dem Halbleiterwafer gezeichnet ist und ein Maskenmuster, das auf der Fotomaske gezeichnet ist, mit einem herkömmlichen Mikroskop mit einer tiefen Schärfentiefe gleichzeitig beobachtet. Da die Vergrößerung des herkömmlichen Mikroskops mit einer tiefen Schärfentiefe gering ist, ist es jedoch unmöglich, das Referenzbild und das Maskenmuster mit einer Genauigkeit von weniger als 5 μm zu justieren.
  • Um den obigen Nachteil zu überwinden, wird gemäß einer dreiundzwanzigsten Ausführungsform eine Justiervorrichtung beschrieben, die im Justierprozess genutzt wird, worin der Halbleiterwafer mit der Fotomaske mit einer hohen Genauigkeit justiert wird, während ein Referenzbild, das auf dem Halbleiterwafer gezeichnet ist, und das auf der Fotomaske gezeichnete Maskenmuster gleichzeitig beobachtet werden.
  • 62 ist eine Strukturansicht einer Justiervorrichtung gemäß einer dreiundzwanzigsten Ausführungsform.
  • Wie in 62 gezeigt ist, umfasst eine Justiervorrichtung 201 zum Justieren eines ersten Referenzbildes RF1 eines auf einer Unterseite einer Foto maske 202 gezeigten Maskenmusters mit einem zweiten Referenzbild RF2, das auf einer Unterseite einer Probe wie z. B. eines Halbleitersubstrats 203 gezeichnet ist, eine Lichtquelle 204, um Strahlen eines Justierlichts mit einer bestimmten Wellenlänge auszusenden, um das erste und zweite Referenzbild RF1, RF2 zu beleuchten, die Objektivlinse 192, um einen Strahl eines ersten Justierlichts L20 zu empfangen, der vom ersten Referenzbild RF1 aus divergiert, das mit dem Justierlicht beleuchtet wird, und einen Strahl eines zweiten Justierlichts L21 zu empfangen, der vom zweiten Referenzbild RF2 aus divergiert, das mit dem Justierlicht beleuchtet wird, die Hologrammlinse 26 (oder 26M, 32, 33 oder 42), um einen Teil des ersten Justierlichts L20 ohne jegliche Beugung durchzulassen und einen Teil des zweiten Justierlichts L21 zu beugen, um das zweite Justierlicht L21 über den gleichen optischen Weg, den das erste Justierlicht L20 durchlaufen hat, durchzulassen, die innere Linse 193, um einen Strahl eines überlagerten Justierlichts L22, das aus dem ersten und zweiten Justierlicht L20, L21 besteht, bei einem inneren Brennpunkt Pf2 zu konvergieren, eine Kamera 205 wie zum Beispiel eine Kamera mit ladungsgekoppelten Schaltelementen (CCD), die an einem inneren Brennpunkt Pf2 platziert ist, um das erste und zweite Referenzbild RF1, RF2 gleichzeitig zu fotografieren und aufzuzeichnen, den inneren Objektivtubus 195, den äußeren Objektivtubus 196, ein Bewegungsmittel 206, um die Fotomaske 202 in einer horizontalen Richtung senkrecht zu einer optischen Achse zu bewegen, um das erste Referenzbild RF1 mit dem zweiten Referenzbild RF2 entlang der optischen Achse zu justieren, und ein Steuerungsmittel 207, um die Bewegung der Fotomaske 202 gemäß dem ersten und zweiten Referenzbild RF1, RF2 zu steuern, die in der Kamera 205 aufgezeichnet werden.
  • Die bestimmte Wellenlänge des Justierlichts wird unter der Bedingung bestimmt, dass die Durchlässigkeit des Halbleitersubstrats 203 für das Justierungslicht ausreichend hoch ist. Die optische Achse verläuft durch die Mitten der Objektivlinse 192, der Hologrammlinse 26 und der inneren Linse 193.
  • Ein Binärmikroskop 208 besteht in der gleichen Weise wie in der zweiundzwanzigsten Ausführungsform aus der Objektivlinse 192, der Hologrammlinse 26 (oder 26M, 32, 33 oder 42), der inneren Linse 193, dem inneren Objektivtubus 195 und dem äußeren Objektivtubus 196.
  • In der obigen Konfiguration wird ein Strahl eines ersten Justierlichts L20, der vom ersten Referenzbild RF1 aus divergiert, in der Objektivlinse 192 kollimiert, und ein Teil des ersten Justierlichts L20 geht durch die Hologrammlinse 26 durch. Ein Strahl eines zweiten Justierlichts L21, der vom zweiten Referenzbild RF2 aus divergiert, wird in der Objektivlinse 192 auch gebrochen, und ein Teil des zweiten Justierlichts L21 wird durch die Hologrammlinse 26 gebeugt, um das zweite Justierlicht L21 über den gleichen optischen Weg, den das erste Justierlicht L20 genommen hat, durchzulassen. Daher wird aus dem ersten und zweiten Justierlicht L20, L21 ein Strahl eines überlagerten Justierlichts L22 gebildet. Danach wird das überlagerte Justierlicht L22 an einem inneren Brennpunkt Pf2 konvergiert, um gleichzeitig das erste und zweite vergrößerte Referenzbild RF1, RF2 zu erzeugen. Danach werden das erste und zweite vergrößerte Referenzbild RF1, RF2 mit der Kamera 205 fotografiert und aufgezeichnet. Eine relative Position zwischen dem ersten und zweiten Referenzbild RF1, RF2 wird danach im Steuerungsmittel 207 geprüft, und die Fotomaske 202 wird durch das Bewegungsmittel 206 in der horizontalen Richtung unter der Steuerung des Steuerungsmittels 207 bewegt, um das erste Referenzbild RF1 mit dem zweiten Referenzbild RF2 auszurichten bzw. zu justieren.
  • Da die Hologrammlinse 26, 26M, 32, 33 oder 42 genutzt wird, um das Binärmikroskop 208 mit zwei Brennpunkten zu bilden, können dementsprechend das erste Referenzbild RF1 und das zweite Referenzbild RF2 gleichzeitig beobachtet werden, selbst wenn eine Schärfentiefe des Binärmikroskops 208 gering ist. Da die Schärfentiefe des Binärmikroskops 208 verringert werden kann, kann auch die Vergrößerung des Binärmikroskops 208 erhöht werden. Deshalb kann das erste Referenzbild RF1 der Fotomaske 202 mit dem zweiten Referenzbild RF2 des Halbleitersubstrats 203 mit hoher Genauigkeit justiert werden.
  • Nachdem die Grundlagen unserer Erfindung in ihrer bevorzugten Ausführungsform veranschaulicht und beschrieben worden sind, sollte es für den Fachmann offenkundig sein, dass die Erfindung in Anordnung und Einzelheiten modifiziert werden kann, ohne von solchen Prinzipien abzuweichen. Wir beanspruchen alle Modifikationen, die in den Umfang der beiliegenden Ansprüche fallen.

Claims (3)

  1. Verbundobjektivlinse (46, 47), mit der ein Strahl von einfallendem Licht auf eine Informationsaufzeichnungsebene eines ersten Informationsmediums (23) durch ein transparentes Substrat mit einer ersten Dicke (T1) oder auf eine Informationsaufzeichnungsebene eines zweiten Informationsmediums (25) durch ein transparentes Substrat mit einer zweiten Dicke (T2) fokussiert werden kann, die größer als die erste Dicke (T1) ist, mit: einer Objektivlinse zur Minimierung der in einem Strahl von einfallendem Licht auftretenden Aberration in dem Fall, wenn ein Strahl von einfallendem Licht, der durch die Objektivlinse gelangt, durch das transparente Substrat des ersten Informationsmediums (23) gelangt und auf die Informationsaufzeichnungsebene des ersten Informationsmediums (23) fokussiert wird, gekennzeichnet durch: eine Hologrammlinse (26), die auf einer Oberfläche der Objektivlinse angeordnet ist, um eine Phase eines Teils eines Strahls von einfallendem Licht zu verschieben und damit eine Wellenfrontaberration eines einfallenden Lichtes, die einer Differenz zwischen der ersten Dicke (T1) des ersten Informationsmediums (23) und der zweiten Dicke (T2) des zweiten Informationsmediums (25) entspricht, in dem Fall zu verringern, wenn ein Strahl von einfallendem Licht durch das transparente Substrat des zweiten Informationsmediums (25) gelangt, und um zu veranlassen, dass die Objektivlinse einen Strahl von einfallendem Licht auf der Informationsaufzeichnungsebene des ersten Infor mationsmediums (23) oder der Informationsaufzeichnungsebene des zweiten Informationsmediums (25) durch das transparente Substrat mit der ersten Dicke (T1) oder das transparente Substrat mit der ersten Dicke (T1) oder das transparente Substrat mit der zweiten Dicke (T2) konvergiert.
  2. Vorrichtung mit optischem Kopf, mit: einer Verbundobjektivlinse nach Anspruch 1; einer Lichtquelle (52) zum Ausstrahlen eines Strahls von einfallendem Licht; einem optischen Lichtfokussiersystem (21, 41) zur Fokussierung eines Strahls von einfallendem Licht auf die Informationsaufzeichnungsebene des ersten Informationsmediums (23) oder die Informationsaufzeichnungsebene des zweiten Informationsmediums (25) durch das transparente Substrat mit der ersten Dicke (T1) oder das transparente Substrat mit der zweiten Dicke (T2); und einem Photodetektor (63) zur Detektion eines Strahls von einfallendem Licht, das auf der Informationsaufzeichnungsebene des ersten Informationsmediums oder der Informationsaufzeichnungsebene des zweiten Informationsmediums durch das optische Lichtfokussiersystem (21, 41) konvergiert wird und durch das erste Informationsmedium (23) oder das zweite Informationsmedium (25) reflektiert wird, um in dem ersten Informationsmedium (23) oder dem zweiten Informationsmedium (25) aufgezeichnete Information wiederzugeben.
  3. Vorrichtung mit optischer Scheibe, mit: einer Vorrichtung mit optischem Kopf nach Anspruch 2; einer Bewegungsvorrichtung (177) zur Bewegung der Vorrichtung mit optischem Kopf; und einer Rotationsvorrichtung (178) zur Rotation des ersten Informationsmediums oder des zweiten Informationsmediums.
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