DE69524489T2

DE69524489T2 - Vorrichtung mit optischem Kopf

Info

Publication number: DE69524489T2
Application number: DE69524489T
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Komma; Seiji Nishino; Tetsuo Saimi; Hidenori Wada; Hiroaki Yamamoto
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1994-06-30
Filing date: 1995-06-29
Publication date: 2002-07-18
Anticipated expiration: 2015-06-30
Also published as: EP0692785A2; US5757754A; EP0692785B1; DE69524489D1; EP0692785A3; US5748599A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND AUSFÜHRUNGEN ZUM STAND DER TECHNIK

1. GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Optischer-Kopf- Vorrichtung zum Aufzeichnen, Wiedergeben oder Löschen von Information auf einem optischen Medium oder einem magnetooptischen Medium, wie etwa einer optischen Platte und einer optischen Karte.

2. BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

Die Anwendung der optischen Speichertechnik unter Verwendung einer optischen Platte, die ein Pit-Muster auf einem Speichermedium mit hoher Dichte und großer Kapazität aufweist, breitet sich auf digitale Audioplatten, Videoplatten, Dokumentendateiplatten und Datendateiplatten aus. Bei der optischen Speichertechnik wird Information in die optische Platte mit hoher Genauigkeit und Zuverlässigkeit unter Verwendung eines konvergenten Lichtstrahls aufgezeichnet und aus dieser wiedergegeben. Die Eigenschaften der optischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorgänge hängt vollständig von dem optischen System ab.
Eine grundsätzliche Funktion der Optischer-Kopf-Vorrichtung, die einen Hauptteil des optischen Systems bildet, ist grob unterteilt in (i) Licht zur Konvergenz bringen, um einen mikroskopischen Lichtstrahlfleck mit einer Beugungsgrenze zu bilden, (ii) Fokussiersteuerung und Spurführungssteuerung des optischen Systems und (iii) Ermitteln eines Pit-Signals. Diese Funktionen werden realisiert durch eine Kombination verschiedener optischer Systeme mit photoelektrischen Wandlungsermittlungsverfahren entsprechend den Objekten und Einsatzzwecken.
Die Verwendung eines Hologramms für eine Optischer-Kopf-Vorrichtung ist vor kurzem offenbart worden, um deren Dicke zu verringern und sie zu miniaturisieren.
Ein erstes Beispiel der vorstehend genannten herkömmlichen Optischer-Kopf-Vorrichtung wird unter Bezug auf Fig. 9 und 10 erläutert. Auf x-y-z-Koordinaten, die in unteren linken Teilen dieser Figuren gezeigt sind, entsprechen die Richtungen der Achsen x, y und z in Fig. 9 den Richtungen der Achsen x, y und z in Fig. 10.
Fig. 9 zeigt eine Seitenansicht der herkömmlichen Optischer- Kopf-Vorrichtung. Die Optischer-Kopf-Vorrichtung umfasst einen Halbleiterlaser 101, den Photodetektor 190, eine Kollimationslinse 102, ein holographisches optisches Element 170, eine Objektivlinse 103 und eine optische Platte 105.
Ein von dem Halbleiterlaser 110 emittierter Lichtstrahl LO wird durch die Kollimationslinse 102 zur Konvergenz gebracht und tritt in die Objektivlinse 103 durch das holographische optische Element 170 ein. Der Lichtstrahl LO wird auf der optischen Platte 105 durch die Objektivlinse 103 fokussiert. Ein Lichtstrahl, der durch die optische Platte 105 reflektiert wird, tritt in der holographische optische Element 170 ein, durchsetzt in entgegengesetzter Richtung den oberen Teil des optischen Pfads bis zum holographischen optischen Element 170. Ein Lichtstrahl L1, der durch das holographische optische Element 170 in einem ersten Rückführpfad gebeugt wird, wird an den Photodetektor 190 angelegt und ermittelt. Ein Servosignal und ein Informationssignal werden erhalten durch Berechnen des Ausgangssignals des Photodetektors 190.
Konfigurationen und Anordnungen des holographischen optischen Elements 170 und des Photodetektors 190 sind in Fig. 10 gezeigt. Fig. 10 zeigt Draufsichten des holographischen optischen Elements 170 und des Photodetektors 190 in der negativen Richtung der z-Achse in Fig. 9 gesehen (d. h. in der. Richtung ausgehend von der optischen Platte 105 zu dem Halbleiterlaser 101 entlang der Papierfläche). In Fig. 10 sind das holographische optische Element 170 und der Photodetektor 190 entfernt in einem oberen Teil bzw. einem unteren Teil dargestellt. In einer tatsächlichen Positionsbeziehung auf der y-Achse fällt das Zentrum des holographischen optischen Elements 170 mit dem Zentrum des Photodetektors 190 zusammen, und dadurch muss das holographische optische Element 170 den Photodetektor 190 überlappen, wenn beide in der negativen Richtung der z-Achse beobachtet werden. In Fig. 10 ist das Aussehen des holographischen optischen Elements 170 zur besseren Darstellung der Konfiguration in den Draufsichten in Richtung der y-Achse um eine Distanz verschoben. Zum selben Zweck ist das Aussehen des Photodetektors 190 im Vergleich zu demjenigen des holographischen optischen Elements 170 vergrößert gezeigt. Das holographische optische Element 170 umfasst drei Bereiche 170a, 170b und 170c, die sich bezüglich des Hologrammmusters unterscheiden. Der Ermittlungsbereich des Photodetektors 190 ist außerdem in Bereiche S2a, S1b, S1a, S1c, S1b', S1a', S1c' und S2b unterteilt.
Der größte und kreisförmige Bereich 170a ist so ausgelegt, dass der gebeugte Lichtstrahl +1-ter Ordnung in dem Rückführpfad von dem holographischen optischen Element 170 zwei Arten von Kugelwellen bildet, die in Bezug aufeinander unterschiedliche Krümmungen haben. Eine erste Kugelwellenart ist in einer Position in der Nähe des holographischen optischen Elements 170 fokussiert als die Fläche des Photodetektors 190 (in einer Position über der Papierfläche von Fig. 11 in Richtung der z- Achse), und eine zweite Kugelwellenart ist jenseits der Fläche des Photodetektors 190 fokussiert (in einer Position unter der Papierfläche in Richtung der z-Achse). Die ersten und zweiten Arten von Kugelwellen sind angewendet bzw. angelegt auf Querschnitte L1a, L1a', die Lichtstrahlflecken auf dem Photodetektor 190 wiedergeben. Der Begriff "Querschnitt" repräsentiert eine Form oder Größe des Lichtstrahlflecks, der auf die Oberfläche des Photodetektors auftrifft, und auf ihn wird nachfolgend der Einfachheit halber als Querschnitt Bezug genommen.
Ein Fokusfehlersignal FE wird durch ein bekanntes SSD-Verfahren (Fleckgrößen-Ermittlungsverfahren bzw. Spot Size Detection method) unter Verwendung der Differenz der Fokussierpositionen ermittelt. Wenn Ausgangswerte der Ermittlungsbereiche durch jeweilige Bezugsziffern in den Ermittlungsbereichen des Photodetektors 190 wiedergegeben werden, wird das Fokusfehlersignal FE durch Berechnung der Gleichung (1) erhalten.
FE = (S1a - S1b - S1c) - (S1a' - S1b' - S1c') (1)
Das holographische optische Element 170 ist so aufgebaut, dass die Bereiche 170a und 170b des holographischen optischen Elements 170 durchsetzenden Lichtstrahlen auf die Bereiche S2a und S2b des Photodetektors 190 angelegt bzw. angewendet sind. Ein Spurführungssignal TE wird durch ein Push-Pull-Verfahren ermittelt. Wenn die Ausgangswerte der Ermittlungsbereiche wiedergegeben sind durch jeweilige Bezugsziffern, ist das Spurführungssignal TE durch die folgende Gleichung (2) wiedergegeben.
TE = S2a - S2b (2)
Wie in Fig. 9 gezeigt, ist der Halbleiterlaser 101 benachbart zum Photodetektor 190 in der vorstehend genannten herkömmlichen Konfiguration angeordnet.
Ein zweites Beispiel der herkömmlichen Optischer-Kopf-Vorrichtung wird unter Bezug auf Fig. 11 und Fig. 12 erläutert. Auf den in diesen Figuren dargestellten x-y-z-Koordinaten sind die Richtungen der Achsen x, y und z in Fig. 19 identisch zu den Richtungen der Achsen x, y und z in Fig. 12.
Wie in Fig. 11 gezeigt, umfasst die Optischer-Kopf-Vorrichtung ein Beugungsgitter 111, die Kollimationslinse 102, das holographische optische Element 170, die Objektivlinse 130 und die optische Platte 105.
Die Optischer-Kopf-Vorrichtung umfasst außerdem ein LD-PD- Modul (ein Laserdiodenphotodetektormodul) 114 mit einem in Fig. 2 gezeigten Aufbau, das gemeinsam mit der Optischer-Kopf- Vorrichtung gemäß der Erfindung verwendet wird. Wie in Fig. 2 gezeigt, umfasst das LD-PD-Modul 114 ein Siliziumsubstrat, einen Halbleiterlaser 101, der auf dem Siliziumsubstrat 204 fest angebracht ist, und Photodetektoren 191, 192, die auf der Oberfläche des Siliziumsubstrats 204 gebildet sind.
Darüber hinaus ist ein geätzter Spiegel 205 auf dem Siliziumsubstrat 204 gebildet, und ein von dem Halbleiterlaser 101 in Richtung der y-Achse emittierter Lichtstrahl wird durch den geätzten Spiegel 205 reflektiert und aufwärts in Richtung der z-Achse als Lichtstrahl LO gerichtet. Der Lichtstrahl LO wird damit aus einem virtuellen Emissionspunkt 101A in der positiven Richtung der z-Achse emittiert.
In Fig. 11 wird der Lichtstrahl LO durch das Beugungsgitter 111 übertragen, und ein Paar von (nicht gezeigten) Teilstrahlen wird derart bereitgestellt, dass das Spurführungsfehlersignal erzeugt wird. Infolge hiervon werden diese Lichtstrahlen durch das holographische optische Element 170 übertragen und treten in die Objektivlinse 110 ein, und sie werden auf der optischen Platte 105 fokussiert.
Ein durch die optische Platte 105 reflektierter Lichtstrahl tritt in das holographische optische Element 170 ein, indem es einen ersten halben optischen Pfad in inverser bzw. entgegengesetzter Richtung durchläuft. Lichtstrahlen L1 und L2 mit ±1- ten Ordnungen, die durch das holographische optische Element 170 in dem Rückführungspfad gebeugt werden, werden an die Photodetektoren 191 und 192 in dem LD-PD-Modul 114 angelegt und ermittelt. Ein Servosignal mit einem Fokusfehlersignal FE und einem Spurführungsfehlersignal TE und ein Informationssignal werden gewonnen durch Berechnen der Ausgangssignale der Photodetektoren 191 und 192.
Detaillierte Konfigurationen des holographischen optischen Elements 170 und des LD-PD-Moduls 114 sind in Fig. 12 gezeigt. Fig. 12 zeigt Draufsichten des holographischen optischen Elements 170 und des LD-PD-Moduls 114 in der negativen Richtung der z-Achse in Fig. 11 (d. h. in der Richtung von der optischen Platte 105 zu dem LD-PD-Modul 114 entlang der Papierfläche). In Fig. 12 sind das optische Element 170 und das LD-PD-Modul 114 entfernt in einem oberen Teil und einem unteren Teil gezeigt. In einer tatsächlichen Positionsbeziehung auf der y- Achse fällt das Zentrum des holographischen optischen Elements 170 mit dem Zentrum des LD-PD-Moduls 114 zusammen, und damit muss das holographische optische Element 170 des LD-PD-Moduls 114 überlappen, wenn beide in der negativen Richtung der z- Achse betrachtet werden. In Fig. 12 ist zugunsten einer detaillierten Darstellung die Figur des holographischen optischen Elements 170 in Richtung der y-Achse um eine Distanz verschoben. Zu denselben Zwecken sind die Abmessungen des Photodetektors 190 vergrößert in Bezug auf diejenigen des LD-PD- Moduls 114.
Bei dem holographischen optischen Element 170 handelt es sich um eine Fresnel-Zonenplatte, die durch einen einzigen Bereich eines Hologrammmusters gebildet ist, wie in Fig. 1 gezeigt. Fig. 12 zeigt außerdem Positionsbeziehungen von dem virtuellen Emissionspunkt 101A des Halbleiterlasers 101, den Photodetektoren 191 und 192. Eine Ermittlungsfläche des Photodetektors 191 ist in Bereiche S1a, S1b, S1c, S3a und S3b unterteilt. In entsprechender Weise ist die Ermittlungsfläche des Photodetektors 192 in Bereiche S2a, S2b, S2c, S4a und S4b unterteilt.
Die gebeugten Lichtstrahlen L1 und L2 von dem holographischen optischen Element 170 in Fig. 11 sind an die Photodetektoren 191 und 192 angelegt. Querschnitte der Lichtstrahlen, die auf die Flächen bzw. Oberflächen der Photodetektoren 191 und 192 angelegt sind, sind in Fig. 12 mit Kreisen L1a, L1b, L1c, L2a, L2b und L2c gezeigt. Die Querschnitte L1a und L2a stellen Lichtstrahlflecke entsprechend den Hauptlichtstrahlen dar. Die Querschnitte L1b, L1c, L2b und L2c stellen Lichtstrahlflecke entsprechend den Teilstrahlen dar.
Da das holographische optische Element 170 von der Fresnel- Zonenplatte gebildet ist, wird der gebeugte Lichtstrahl L1 vor einem virtuellen Emissionspunkt 101A des Halbleiterlasers 101 (in der positiven Richtung der Z-Achse, die senkrecht zur Papieroberfläche sowie oberhalb von dieser verläuft) zur Konvergenz gebracht. Darüber hinaus wird der gebeugte Lichtstrahl L2 in eine Position jenseits des Emissionspunkts des Emissionspunkts des Halbleiterlasers 101 zur Konvergenz gebracht (d. h. in der negativen Richtung der Z-Achse).
Das Fokusfehlersignal FE wird durch ein bekanntes SSD-Verfahren (Fleckgrößen-Ermittlungsverfahren) unter Verwendung der Differenz der Konvergenzpositionen ermittelt. Wenn die Ausgangswerte von den Ermittlungsbereichen der Photodetektoren 191 und 192 durch die jeweiligen Bezugsziffern der Ermittlungsbereiche dargestellt werden, wird das Fokusfehlersignal FE durch Berechnen der Gleichung (3) erhalten.
FE = (S1a - S1b-S1c) - (S2a - S2b - S2c) (3)
Andererseits wird das Spurführungsfehlersignal TE durch ein bekanntes Dreistrahlverfahren ermittelt. Wenn die Ausgangswerte von den Ermittlungsbereichen der Photodetektoren 191 und 192 durch die jeweiligen Bezugsziffern der Ermittlungsbereiche dargestellt werden, wird das Spurführungsfehlersignal TE durch Berechnen der Gleichung (4) erhalten.
TE = (S3a + S4a) - (S3b + S4b) (4)
Im ersten Beispiel des herkömmlichen optischen Kopfes werden sowohl das Fokusfehlersignal FE wie das Spurführungsfehlersignal TE durch Unterteilen des gebeugten Lichtstrahls +1-ter Ordnung erhalten, der durch das holographische optische Element 170 erzeugt wird. Bei dem herkömmlichen Verfahren wurde der gebeugte Lichtstrahl -1-ter Ordnung nicht verwendet, und dadurch war der Ausnutzungswirkungsgrad des Lichtstrahls niedrig.
Ein Signal-/Rauschverhältnis (S/N-Verhältnis) wird durch den niedrigen Lichtnutzungswirkungsgrad in dem Fall verringert, dass eine Lichtintensität der Strahlungsquelle niedrig ist, in dem Fall, dass ein Reflexionsvermögen des Informationsmediums niedrig ist, oder in dem Fall, dass ein Lichtübertragungswirkungsgrad in dem optischen System niedrig ist, oder in dem Fall, dass eine Lichtintensität auf dem Informationsmedium auf einen unteren Pegel begrenzt werden muss, um ein Signal von einem Informationsmedium auszulesen, dessen Information löschbar ist.
In dem Fall, dass eine Versetzung in einem Schaltungssystem (Versetzung in einem Kopfoperationsverstärker beispielsweise) durch eine Temperaturänderung oder eine Änderung bei Ablauf der Zeit geändert wird, besteht das Problem, dass eine große Versetzung in dem Servosignal auftreten kann.
In Übereinstimmung mit dieser herkömmlichen Konfiguration sind die Lichtstrahlen, die durch die Bereiche 170b und 170c des holographischen optischen Elements 170 zum Ermitteln des Spurführungssignals TE erzeugt werden, nicht in den Lichtstrahlen zum Ermitteln des Fokusfehlersignals FE enthalten, die auf die Querschnitte L1a und L1a' angelegt sind. Eine Linearität des Fokusfehlersignals FE wird deshalb gestört und eine Servoeigenschaft bzw. -charakteristik wird beeinträchtigt.
Da das Spurführungsfehlersignal TE ausschließlich durch diejenigen Lichtstrahlen ermittelt wird, die von einem Teil von Bereichen des holographischen optischen Elements 170 übertragen werden, besteht das Problem, dass dann, wenn auf der optischen Platte Kratzer oder Risse vorliegen, der Betriebsablauf instabil wird.
Da bei dem zweiten Beispiel das LD-PD-Modul 114 der in Fig. 2 gezeigten Konfiguration genutzt wird, liegt eine Fokusversetzung in dem Fokusfehlersignal FE spezifisch vor.
Da die Konkavität auf dem Siliziumsubstrat 204 gebildet ist, um den Ätzspiegel 205 bereitzustellen, und weil der Lichtstrahl, der von dem Halbleiterlaser 101 emittiert wird, durch den Ätzspiegel 205 reflektiert wird, wird ein virtueller Emissionspunkt 101A des Halbleiterlasers 101 nach hinten (in der negativen Richtung der Z-Achse) in Bezug auf die Oberfläche des Siliziumsubstrats 204, nämlich die Fläche bzw. die Oberfläche des Photodetektoren 191 und 192 verschoben.
Andererseits werden die gebeugten Lichtstrahlen L1 und L2, die durch das holographische optische Element 170 erzeugt werden, in Punkten zur Konvergenz gebracht, die dieselben Distanzen zu der positiven Richtung und der negativen Richtung auf der Z- Achse in Bezug auf den virtuellen Lichtemissionspunkt aufweisen. Die Fleckgrößen der gebeugten Lichtstrahlen L1 und L2 unterscheiden sich deshalb voneinander auf den Oberflächen der Photodetektoren 191 und 192 durch die Verschiebung des Lichtemissionspunkts, und dadurch wird das Fokusfehlersignal FE, das durch die Gleichung (1) erhalten wird, unter fokussiertem Zustand nicht zu null.
Wie vorstehend erläutert, besteht das Problem, dass die Optischer-Kopf-Vorrichtung gemäß dieser Konfiguration eine Versetzung aufgrund einer Positionsdifferenz zwischen den Photodetektoren 191, 192 und dem Emissionspunkt 101B aufweist, die zu Beeinträchtigungen nicht nur der Stabilität der Fokus- Servosteuerung, sondern auch der Qualität der Signale führt.
Da die Teilstrahlen darüber hinaus auf der ersten Hälfte des optischen Pfads erzeugt werden, um das Spurführungsfehlersignal TE zu ermitteln, besteht das Problem, dass eine ausreichende Lichtintensität für einen Aufzeichnungs- und Wiedergabekopf nicht beibehalten werden kann, wobei eine hohe Lichtintensität auf der Oberfläche der optischen Platte benötigt wird.
Da bei dem zweiten Beispiel darüber hinaus das Spurführungsfehlersignal TE durch das Dreistrahlverfahren ermittelt wird, ist ein Paar von Teilstrahlen erforderlich. Folglich wird die Lichtintensität der Hauptstrahls auf der Oberfläche der optischen Platte verringert. Der optische Kopf zum Aufzeichnen und Wiedergeben erfordert insbesondere eine große Lichtintensität, und ein optischer Kopf dieses Typs steht deshalb nicht zur Verfügung.
Eine Optischer-Kopf-Vorrichtung, die in der JP-A-2 121 131 offenbart ist und die den Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2 wiedergibt, umfasst eine Lichtquelle und mehrere Photodetektoren auf einem monolithischen Substrat, ein Ermittlungshologramm, das zwischen dem Substrat und einem Lichtfluss-Unterteilungshologramm zusätzlich vorgesehen ist, um das von einem Aufzeichnungsmedium rückgeführte Licht in einen Strahl zur Ermittlung eines Fokusfehlersignals und einen Strahl zur Ermittlung eines Spurführungsfehlersignals zu unterteilen. Diese unterteilten Strahlen werden durch unterschiedliche Photodetektoren derart empfangen, dass sowohl die Fokus- wie die Spurführungsfehlersignale unabhängig voneinander ohne gegenseitigen störenden Eingriff ermittelt werden.
In einer Optischer-Kopf-Vorrichtung, die in der JP-A-3 029 129 offenbart ist, wird ein linear polarisiertes Licht, das von einem Halbleiterlaser ausgestrahlt wird, auf einem Doppelbeugungsbrechungselement zum Einfallen gebracht, das aus einem Lithiumniobatkristall besteht, dessen Z-Achse in der Richtung rechtwinklig zu dem polarisierten Licht verläuft, wobei kein Einfluss des einfallenden Lichts ausgeübt wird, weil das einfallende Licht in neues Licht umgesetzt wird. Licht wird deshalb gebrochen durch die Wirkung des Gittermusters. Ein Fokusfehlersignal und ein Spurführungsfehlersignal werden durch zwei Photodetektoren ermittelt.
Die Optischer-Kopf-Vorrichtung, die aus der EP-A-0 612 068 A3 bekannt ist, verwendet einen doppelbrechenden Beugungsgitterpolarisator, der als Reflexionstyp konfiguriert ist. Die Vorrichtung umfasst ein Polarisationshologrammelement, welches das Licht von einer Lichtquelle zu einem Konvergenzlinsensystem reflektiert und das polarisierte Licht beugt, das von einem Aufzeichnungsmedium rückgeführt wird. Eine total reflektierende Dünnschicht ist auf einer Oberfläche des Beugungsgitters gebildet, das periodisch bereitgestellt ist durch einen Ionentauschbereich und eine dielektrische Dünnschicht auf einer Oberfläche einer Kristallplatte-mit optischer anisotropen Eigenschaften. Eine Polarisationsstrahl-Teilerdünnschicht, die auf einer Oberfläche des Polarisationshologrammelements gebildet ist, besitzt Reflexionsvermögen und Durchlassvermögen abhängig von der Polarisation des einfallenden Lichts. In einer anderen Form umfasst ein Polarisationshologrammelement ein Polarisationshologramm, das Beugungsvermögen besitzt mit einer Abhängigkeit von der Polarisation des einfallenden Lichts, und eine Polarisationsstrahl-Teilerdünnschicht, die Reflexionsvermögen und Durchlässigkeit mit Abhängigkeit von der Polarisation des einfallenden Lichts aufweist. Das gebeugte Licht wird durch mehrfach geteilte Photodetektoren empfangen.
Die US-A-5,231,620 offenbart eine Vorrichtung zum Aufzeichnen und Wiedergeben von optischer Information. Ein Lichtstrahlteiler ist auf einem optischen Pfad zwischen einer Laserstrahlquelle und einem optischen Informationsaufzeichnungsmedium angeordnet. Der Lichtstrahlteiler weist ein Beugungsgitter zum Beugen von drei Strahlen auf einer Seite dieses Lichtstrahlteilers, und zwar auf seiner lichtemittierenden Seite auf. Der Lichtstrahlteiler weist außerdem ein lichtabzweigendes Beugungsgitter auf seiner anderen Seite auf. Ein von der Laserstrahlquelle emittierender Lichtstrahl wird in drei Strahlen durch das Beugungsgitter zum Bilden von drei Strahlen unterteilt. Das Lichtaufzweigungs-Beugungsgitter wird verwendet, um von dem optischen Informationsaufzeichnungsmedium reflektiertes Licht zu verzweigen. Ein Polarisations-/Auftrennbeugungsgitter ist in dem Lichtstrahlteiler auf derselben Ebene wie das Beugungsgitter zum Bilden von drei Strahlen gebildet. Das Polarisations-/Trennbeugungsgitter wird verwendet, um einen durch das Lichtverzweigungs-Beugungsgitter abgezweigten Lichtstrahl abzutrennen.
Eine Optischer-Kopf-Vorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist in den anliegenden Ansprüchen 1 und 2 festgelegt. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen 3 bis 8 festgelegt.
Da das Fokusfehlersignal auf Grundlage von ausschließlich dem gebeugten Lichtstrahl +n-ter Ordnung erhalten wird, kann das Problem der Differenz zwischen dem Emissionspunkt des LD-PD- Modulsund der Oberfläche des Photodetektors durch angemessene Auslegung des holographischen optischen Elements gelöst werden. Das LD-PD-Modul ist deshalb im Zustand des Nicht-Vorliegens der Fokusversetzung nutzbar.
Folglich wird die Größe des optischen Kopfs miniaturisiert und sein Gewicht wird verringert; außerdem wird die Stabilität verbessert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht der Optischer-Kopf-Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines LD-PD-Moduls;
Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht eines holographischen Polarisationsstrahlteilers;
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht einer Positionsbeziehung zwischen dem holographischen Polarisationsstrahlteiler und dem LD-PD- Modul in der Optischer-Kopf-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
Fig. 5A zeigt eine Draufsicht eines Photodetektors 191 in dem Zustand, in welchem ein Lichtstrahl auf eine optische Platte bei der ersten Ausführungsform fokussiert wird;
Fig. 5B zeigt eine Draufsicht des Photodetektors 191 in demjenigen Zustand, in welchem der Lichtstrahl auf der optischen Platte defokussiert wird durch Verringern der Distanz zwischen der optischen Platte und einer Objektivlinse bei der ersten Ausführungsform;
Fig. 5C zeigt eine Draufsicht des Photodetektors 191 in demjenigen Zustand, in welchem der Lichtstrahl defokussiert wird auf der optischen Platte durch Vergrößern der Distanz zwischen der optischen Platte und der Objektivlinse bei der ersten Ausführungsform;
Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht eines LD-PD-Moduls bei einem weiteren Beispiel;
Fig. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines LD-PD-Moduls bei einem weiteren Beispiel;
Fig. 8 zeigt eine Draufsicht eines holographischen Polarisationsstrahlteilers der Optischer-Kopf-Vorrichtung bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 zeigt eine Seitenansicht des ersten Beispiels des optischen Kopfs gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 10 zeigt eine Draufsicht der Positionsbeziehung zwischen dem holographischen optischen Element und dem Photodetektör bei dem ersten Beispiel gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 11 zeigt die Seitenansicht des zweiten Beispiels der Optischer-Kopf-Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 12 zeigt eine Draufsicht zur Erläuterung der Positionsbeziehung zwischen dem holographischen optischen Element und dem LD-PD-Modul bei der Kopfvorrichtung bei dem zweiten Beispiel gemäß dem Stand der Technik.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

In den im linken unteren Teil jeder Figur dargestellten x-y-z- Koordinaten bezeichnet die jeweilige Achse dieselbe Richtung in den entsprechenden Figuren.

[ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM]

Unter Bezug auf die Figuren wird die Optischer-Kopf-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht der optischen Kopfvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist ein LD-PD- Modul (Laserdioden-Photodetektormodul) 114 so angeordnet, dass es einen Lichtstrahl LO emittiert, der in Richtung der x-Achse der x-y-z-Koordinaten polarisiert ist, die im unteren linken Teil von Fig. 1 dargestellt sind. Eine Kollimationslinse 102 kollimiert den emittierten Lichtstrahl LO. Ein holographischer Polarisationsstrahlteiler 181, der einen polarisierten Lichtstrahl in einer bestimmten Richtung durchlässt und einen polarisierten Lichtstrahl beugt, der in der Richtung senkrecht zu der bestimmten Richtung polarisiert ist, ist so angeordnet, dass er einen polarisierten Lichtstrahl durchlässt, der in Richtung der x-Achse polarisiert ist. Ein λ/4-Plättchen 115, eine Objektivlinse 103 und der holographische Polarisationsstrahlteiler 181 sind durch ein Halteelement 106 in einer vorbestimmten Positionsbeziehung gehalten. Eine optische Platte 105 ist derart angeordnet, dass die tangentiale Richtung in einer Position, die durch den Lichtstrahl LO bestrahlt wird, mit der Richtung der y-Achse zusammenfällt. Das Halteelement 116 wird durch eine Antriebseinrichtung 112 angetrieben.
Zunächst werden das LD-PD-Modul 114 und der holographische Polarisationsstrahlteiler 181 im Einzelnen erläutert.
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des LD-PD-Moduls 114. Wie in Fig. 2 gezeigt, umfasst das LD-PD-Modul ein Siliziumsubstrat 204, einen Halbleiterlaser 101, der auf dem Siliziumsubstrat 204 angebracht ist, und Photodetektoren 191 und 192, die auf der Oberfläche des Siliziumsubstrats 204 gebildet sind. Ein geätzter Spiegel 205 ist auf einem Teil des Siliziumsubstrats 204 gebildet, und ein Lichtstrahl, der von dem Halbleiterlaser 101 in Richtung der y-Achse emittiert wird, wird in Aufwärtsrichtung auf der Oberfläche des Siliziumsubstrats 204 als Lichtstrahl LO reflektiert.
Bei dem vorstehend genannten LD-PD-Modul ist der Halbleiterlaser 101 einer Lichtquelle bzw. als Lichtquelle direkt auf dem Siliziumsubstrat 204 fest angebracht, das mit den Photodetektoten 191 und 192 versehen ist, die darauf angeordnet sind. Eine Änderung der Positionsbeziehung dazwischen aufgrund der Einflüsse einer Temperaturänderung und Vibration bzw. Schwingung kann deshalb verhindert werden, und genaue Positionen können stabil beibehalten werden. Außerdem ist der Halbleiterlaser 101 auf der Oberfläche des Siliziumsubstrats 204 durch ,eine bekannte Oberflächenhalterung angebracht. Eine hohe Positionsgenauigkeit wird deshalb bei einem Anbringungsvorgang aufrechterhalten, und die Konfiguration ist für die Massenproduktion geeignet.
Fig. 3 zeigt eine Querschnittsseitenansicht des holographischen Polarisationsstrahlteilers 181. Mehrere Nuten bzw. Rillen 209 mit einer Tiefe dP sind gebildet durch Ätzen einer x- Ebene auf der Oberfläche eines Lithiumniobatsubstrats 207 mit einem vorbestimmten Zwischenraum. Eine Protonenaustauschschicht 208 ist in jeder Rille 209 gebildet.
Die Arbeitsweise des holographischen Polarisationsstrahlteilers 181 ist nachfolgend erläutert. Ein Teil des an den holographischen Polarisationsstrahlteiler 181 angelegten Lichtstrahls wird durch die Protonenaustauschschichten 208 und die Rillen 209 durchgelassen. Der restliche Teil des Lichtstrahls wird durch das Lithiumniobatsubstrat 207 durchgelassen. Folglich wird die Phase des Lichtstrahls, der durch die Protonenaustauschschichten 208 und die Rillen 209 hindurchgelassen wird, bezüglich der Phase des Lichtstrahls verschoben, der durch das Lithiumniobatsubstrat 207 hindurchtritt.
Im Fall des Einfalls eines gewöhnlichen Strahls wird der Brechungsindex in der Protonaustauschschicht 208 um 0,04 verringert. Die Phase des gewöhnlichen Strahls eilt damit in der Protonaustauschschicht 208 voraus und außerdem in der Nut 209 voraus. Im Fall des Einfalls eines außergewöhnlichen Strahls wird andererseits der Brechungsindex in der Protoaustauschschicht 208 um 0,145 erhöht, und seine Phase eilt deshalb hinterher. Die Phase läuft in der Rille 209 voraus, und die Phasenverschiebungen sowohl in der Protonaustauschschicht 208 wie in der Rille 209 werden ausgeglichen. Wie vorstehend ausgeführt, wird eine Polarisationsstrahl-Teilfunktion, demnach der gewöhnliche Strahl gebeugt wird und der außergewöhnliche Strahl nicht gebeugt wird, verwirklicht durch geeignetes Wählen der Tiefen der Protontauschschicht 208 und der Rille 209.
Beispielsweise in dem Fall von einfallendem Licht mit einer Wellenlänge von 0,78 um ist es zur Verwirklichung der Polarisationsstrahlteilerfunktion bevorzugt, dass die Tiefe da der Rille 209 0,25 um beträgt und dass die Tiefe dp der Protontauschschicht 208 2,22 um beträgt. Die Nut 209 kann in beliebige Bereiche unterteilt werden, und ein beliebiges Muster kann auf der Oberfläche des Lithiumniobatsubstrats 207 gebildet werden. Folglich kann eine beliebige Wellenoberfläche für das gebeugte Licht verwirklicht werden.
Die Arbeitsweise der wie vorstehend aufgebauten Optischer- Kopf-Vorrichtung ist nachfolgend erläutert. Der Lichtstrahl LO, der von dem LD-PD-Modul 114 emittiert wird, wird in einen kollimierten Lichtfluss durch die Kollimationslinse 102 transformiert. Da der Lichtstrahl des kollimierten Lichtflusses ein polarisiertes Licht in Richtung der x-Achse ist, lässt der holographische Polarisationsstrahlteiler 181 das Licht beugungsfrei hindurch.
Der Lichtstrahl LO wird durch das λ/4-Plättchen 115 zirkular polarisiert und auf der optischen Platte 105 durch die Objektivlinse 103 zur Konvergenz gebracht. Der durch die optische Platte 105 reflektierte Lichtstrahl gelangt erneut in das λ/4- Plättchen 115, indem er den optischen Pfad des ursprünglichen Emissionslichts in umgekehrter Richtung durchläuft, und er wird in einen linear polarisierten Lichtstrahl mit der Richtung der y-Achse transformiert. Der Lichtstrahl wird zu dem holographischen Polarisationsstrahlteiler 181 geleitet.
Ein gebeugter Lichtstrahl L1 +1-ter Ordnung und ein gebeugter Lichtstrahl L2 -1-ter Ordnung in dem Rückführpfad werden durch den holographischen Polarisationsstrahlteiler 181 erzeugt und an die Photodetektoren 191 und 192 auf dem LD-PD-Modul 114 angelegt. Die Lichtstrahlen werden durch die Photodetektoren 191 und 192 ermittelt und in mehrere Bereiche unterteilt, und ein Servosignal und ein Informationssignal werden durch Berechnen dieser Signale erhalten.
Eine Beziehung zwischen dem holographischen Polarisationsstrahlteiler 181 und dem LD-PD-Modul 114 ist in Fig. 4 gezeigt. Fig. 4 zeigt eine Draufsicht des holographischen Polarisationsstrahlteilers 181 und des LD-PD-Moduls 114 in der negativen Richtung der z-Achse in Fig. 1 (in der Richtung ausgehend von der optischen Platte 105 zu dem Halbleiterlaser 101 entlang der Papieroberfläche). In Fig. 4 sind das holographische optische Element 181 und das LD-PD-Modul 114 entfernt in einem oberen Teil bzw. einem unteren Teil dargestellt. In einer tatsächlichen Positionsbeziehung auf der y-Achse fällt das Zentrum des holgraphischen Polarisationsstrahlteilers 181 mit dem Zentrum des LD-PD-Moduls 114 zusammen, und dadurch muss der holographische Polarisationsstrahlteiler 181 das LD-PD- Modul 114 überlappen, wenn beide in der negativen Richtung der z-Achse beobachtet werden. In Fig. 4 ist zugunsten einer deutlichen Darstellung der Konfigurationen die Gestalt des holographischen optischen Elements 181 in Richtung der y-Achse um einen vorbestimmten Abstand verschoben gezeigt. Aus demselben Grund ist die Größe der Photodetektoren 191 und 192 relativ zu denjenigen des holographischen Polarisationsstrahlteilers 181 vergrößert dargestellt. Der holographische Polarisationsstrahlteiler 181 umfasst ein in Fig. 4 gezeigtes Muster. In Fig. 4 ist außerdem eine Positionsbeziehung zwischen dem virtuellen Emissionspunkt 101A des Halbleiterlasers 101 und den Photodetektoren 191 und 192 dargestellt.
Die Ermittlungsoberfläche des Photodetektors 191 des LD-PD- Moduls 114 ist in mehrere Streifenbereiche S1b, S1a, S1c, S1b', S1a', S1c' unterteilt, und ihre Längserstreckung liegt in Richtung der x-Achse. Die Ermittlungsoberfläche des Photodetektors 192 ist außerdem in zwei Bereiche S2a und S2b durch eine Linie parallel zur y-Achse unterteilt.
Wie in Fig. 4 gezeigt, ist der holographische Polarisationsstrahlteiler 181 in mehrere Streifenbereiche unterteilt, und ihre Längserstreckung verläuft in Richtung der y-Achse. Diese Bereiche umfassen grundsätzlich vier Muster, und dasselbe Muster ist durch denselben schraffierten Teil dargestellt.
Ein erstes Muster in einem Bereich 181a ist so ausgelegt, dass ein den Bereich 181 durchsetzender Lichtstrahl, der an der Kollimationslinse 102 eintrifft, in eine Position zur Konvergenz gebracht wird, die weiter als die Oberfläche des Photodetektors 191 von dem holographischen Polarisationsstrahlteiler 181 (im negativen Bereiche der z-Achse) zur Konvergenz gelangt, und er wird in einer Position eines Querschnitts L1a des Lichtstrahls an dem Photodetektor 191 angelegt. Zu diesem Zeitpunkt wird auch der gebeugte Lichtstrahl -1-ter Ordnung, erzeugt von dem Bereich 181a gleichzeitig mit dem vorstehend genannten Lichtstrahl, zur Konvergenz gebracht vor der Oberfläche des Photodetektors (in der positiven Richtung der z- Achse) und in einer Position eines Querschnitts L2a des Lichtstrahls an dem Photodetektor 192 angelegt. Die Lichtstrahlen treffen auf halbkreisförmigen Bereichen auf dem Photodetektor 191 und 192 auf.
Ein zweites Muster in einem Bereich 181b ist so ausgelegt, dass ein den Bereich 181b durchsetzender und an der Kollimationslinse 102 anlangender Lichtstrahl in einer Position näher als der Photodetektor 191 (im positiven Bereich der z-Achse) zur Konvergenz gebracht wird, und er wird in einer Position eines Querschnitts L1b des Lichtstrahls an dem Photodetektor 191 angelegt. Zu diesem Zeitpunkt wird ein gebeugter Lichtstrahl -1-ter Ordnung, erzeugt von dem Bereich 181b, in einer Position weiter als der Photodetektor 192 von dem holographischen Polarisationsstrahlteiler 181 (d. h. im negativen Bereich der z-Achse) zur Konvergenz gebracht und in der Position eines Querschnitts L2b an dem Photodetektor 192 angelegt.
Ein drittes Muster in einem Bereich 181c ist so ausgelegt; dass ein den Bereich 181c durchsetzender und an der Kollimationslinse 102 eintreffender Lichtstrahl in einer Position weiter entfernt als die Oberfläche des Photodetektors 191 von dem holographischen Polarisationsstrahlteiler 181 (d. h. im negativen Bereich der z-Achse) zur Konvergenz gebracht wird, und er wird in der Position eines Querschnitts L1c des Lichtstrahls an dem Photodetektor 191 angelegt. Zu diesem Zeitpunkt wird ein gebeugter Lichtstrahl -1-ter Ordnung, der gleichzeitig erzeugt wird, in einer Position näher als dem Photodetektor 192 (im positiven Bereich der z-Achse) zur Konvergenz gebracht und in der Position eines Querschnitts L2c des Lichtstrahls an dem Photodetektor 192 angelegt.
Ein viertes Muster in einem Bereich 181d ist so ausgelegt, dass ein den Bereich 181d durchsetzender und an der Kollimationslinse 102 ankommender Lichtstrahl in einer Position näher als der holographische Polarisationsstrahlteiler 181 als der Photodetektor 191 (in dem positiven Bereich der z-Achse) zur Konvergenz gebracht wird, und er wird in der Position eines Querschnitts L1d des Lichtstrahls an dem Photodetektor 191 angelegt. Zu diesem Zeitpunkt wird gebeugtes Licht -1-ter Ordnung, erzeugt von dem Bereich 181d in einer Position weiter entfernt als die Oberfläche des Photodetektors 192 von dem holographischen Polarisationsstrahlteiler 181 (in der negativen Richtung der z-Achse), zur Konvergenz gebracht und in der Position eines Querschnitts L2d des Lichtstrahls an dem Photodetektor 192 angelegt.
Die Ermittlung eines Informationssignals, eines Spurführungsfehlersignals und eines Fokusfehlersignals ist nachfolgend erläutert.
Das Informationssignal ergibt sich als Summe der ermittelten Ausgangssignale der Photodetektoren 191 und 192. Das Informationssignal ergibt sich außerdem ausschließlich als Summe der ermittelten Ausgangssignale des Photodetektors 191 oder ausschließlich einer Summe der ermittelten Ausgangssignale des Photodetektors 192. Das letztgenannte Verfahren ist für den Fall effektiv, dass die Anzahl von Ausgangssignalen des LD-PD- Moduls 114 beschränkt ist.
Ein Ermittlungsverfahren für das Spurführungsfehlersignal ist nachfolgend erläutert. Bei der vorstehend genannten Konfiguration ist der holographische Polarisationsstrahlteiler 181 so ausgelegt, dass die gebeugten Lichtstrahlen -1-ter Ordnung, gebeugt durch die Bereiche 181a und 181b, an den Bereich S2b des Photodetektors 192 angelegt werden. Der holographische Polarisationsstrahlteiler 181 ist außerdem so ausgelegt, dass der gebeugte Lichtstrahl -1-ter Ordnung, gebeugt durch die Bereiche 181c und 181d, an den Bereich S2a des Photodetektors 192 angelegt wird.
Das Spurführungsfehlersignal TE kann deshalb ermittelt werden durch das bekannte Push-Pull-Verfahren. Wenn die Ausgangswerte von den Ermittlungsbereichen des Photodetektors 192 dargestellt sind durch die jeweiligen Bezugsziffern der Ermittlungsbereiche, wird das Spurführungsfehlersignal TE durch Berechnen der Gleichung (5) erhalten.
TE = S2a - S2b (5)
Ein Verfahren zum Erzeugen des Fokusfehlersignals FE wird nunmehr erläutert. Das Fokusfehlersignal FE wird durch das bekannte SSD-Verfahren (Spot Size Detection method bzw. Fleckgrößen-Ermittlungsverfahren) durch Ermitteln von Größen des Lichtstrahlflecks auf dem Photodetektor 191 ermittelt. Wenn die Ausgangswerte von den Ermittlungsbereichen des Photodetektors 191 durch die jeweiligen Bezugsziffern der Ermittlungsbereiche dargestellt werden, wird das Fokusfehlersignal FE durch Berechnung der Gleichung (6) erhalten.
FB = (S1a - S1b - S1c) - (S1a' - S1b' - S1c') (6)
Das Fokusfehlersignal FE wird außerdem durch Berechnen der Ausgangswerte von den Bereiche S1a und S1a' durch die Gleichung (7) erhalten.
FE = S1a - S1a' (7)
Die Berechnung der Gleichung (7) ist effektiv für den Fall, dass die Anzahl von Ausgangssignalen des LD-PD-Moduls 114 beschränkt ist oder dass der Einfluss der Signale, hervorgerufen durch das Pit-Muster, auf das Fokusfehlersignal FE verringert werden muss.
Der detaillierte Vorgang zum Ermitteln des Fokusfehlersignals FE ist nachfolgend unter Bezug auf Fig. 5A, Fig. 5B und Fig. 5C erläutert.
Fig. 5A, 5B und 5C zeigen Draufsichten des Photodetektors 191.
Fig. 5A zeigt eine Draufsicht des Photodetektors 191 in demjenigen Zustand, in welchem der Lichtstrahl auf der optischen Platte 105 (Fig. 1) in der erwünschten Weise zur Konvergenz gebracht wird (fokussierter Zustand). Die halbkreisförmigen Querschnitte L1a und L1c zeigen Querschnitte, mit denen die rückwärts auf die Oberfläche des Photodetektors 191 zur Konvergenz zu bringenden Lichtstrahlen (negative Richtung der z- Achse unterhalb der Papieroberfläche) an die Oberfläche des Photodetektors 191 angelegt werden. Der Bereich des Querschnitts L1a ist im Wesentlichen gleich zu demjenigen des Querschnitts L1c. Die halbkreisförmigen Querschnitte L1b und L1c zeigen Querschnitte der Lichtstrahlen, die auf eine Position fokussiert oder zur Konvergenz gebracht sind, die näher zum holographischen Polarisationsstrahlteiler 181 liegt als zum Photodetektor 191, und sie werden an die Oberfläche des. Photodetektors 191 angelegt. Die Fläche des Querschnitts L1b ist im Wesentlichen gleich zu derjenigen des Querschnitts L1d.
Das Fokusfehlersignal FE, das durch die Gleichung (6) oder (7) erhalten wird, beträgt deshalb im Wesentlichen null.
Wenn unter Bezug auf Fig. 1 die optische Platte 105 näher an eine bestimmte normale Position in Richtung zur Objektivlinse 103 gebracht wird und der Lichtstrahl eine defokussierten Zustand einnimmt, werden, wie in Fig. 5B gezeigt, die Querschnitte L1a und L1c der Lichtstrahlen auf dem Photodetektor 191 groß, weil die Fokuspunkte oder Konvergenzpositionen von der Oberfläche des Photodetektors 191 abweichen. Infolge hiervon wird der Ausgangswert des Bereichs S1a kleiner, und die Ausgangswerte der Bereiche S1b und S1c werden größer. Die Querschnitte Mb und L1d werden hingegen auf der Oberfläche des Photodetektors 191 klein, weil die Fokus- oder Konvergenzpositionen näher an die Oberfläche des Photodetektors 191 gebracht werden. Infolge hiervon nimmt der Ausgangswert des Bereichs S1a' zu, und die Ausgangswerte der Bereiche S1b' und S1c' werden kleiner. Das Fokusfehlersignal FE, das durch die Gleichung (6) oder die Gleichung (7) gegeben ist, nimmt deshalb einen negativen Wert ein.
Fig. 5C zeigt eine Draufsicht des Photodetektors 191 in dem Zustand, in welchem die optische Platte 105 von der Objektivlinse 103 entfernt ist gegenüber einer normalen Position und der Lichtstrahl zum defokussierten Zustand führt. Die Querschnitte L1a und L1c werden auf dem Photodetektor 191 klein, weil die Umwandlungs- bzw. Konversionsposition des Lichtstrahls näher an die Oberfläche des Photodetektors 191 als eine bestimmte normale Position gebracht wird. Folglich nimmt der Ausgangswert des Bereichs S1a zu, und die Ausgangswerte der Bereiche S1b und S1c werden kleiner. Die Querschnitte L1b und L1d werden hingegen auf der Oberfläche des Photodetektors 191 groß, weil die Konvergenzpositionen der Lichtstrahlen von der Oberfläche des Photodetektors 191 abweichen. Folglich nimmt der Ausgangswert des Bereichs S1a' zu, und die Ausgangswerte der Bereiche S1b' und S1c' nehmen ab. Das Fokusfehlersignal FE, gegeben durch die Gleichung (6) oder (7), nimmt deshalb einen positiven Wert ein.
Wie vorstehend angeführt, ist das Fokusfehlersignal durch die vorstehend genannten Verfahren festgelegt. Bei der vorstehend genannten Konfiguration wird der Lichtstrahl in Richtung der x-Achse unterteilt, um das Spurführungsfehlersignal zu erzeugen. Da die Unterteilungsrichtung jedoch mit einer Hauptbeugungsrichtung (der Richtung der x-Achse) des holographischen Polarisationsstrahlteilers 181 zusammenfällt, kann der Einfluss auf das Fokusfehlersignal außer Betracht bleiben.
Der Ermittlungsbereich des Photodetektors 191 wird außerdem in mehrere Bereiche durch Linien parallel zur x-Achse bei der Ausführungsform unterteilt. Auf der Ermittlungsoberfläche des Photodetektors 192 in Fig. 4 sind die Distanzen in Richtung der x-Achse zwischen den Querschnitten L2d und L2b und zwischen den Querschnitten L2c und L2a der Lichtstrahlen zum Gewinnen des Spurführungssignals ausreichend groß gewählt. Die Längen der jeweiligen Ermittlungsbereiche der Photodetektoren 191 und 192 in Richtung der x-Achse sind außerdem ausreichend größer als die Größen der Querschnitte der Lichtstrahlen. Selbst dann, wenn die Lichtstrahlen sich in Richtung der x- Achse durch eine Veränderung der Wellenlänge des Halbleiterlasers 101 bewegen, neigen die Lichtstrahlen deshalb nicht dazu, von den jeweiligen Ermittlungsbereichen abzuweichen.
Selbst dann, wenn der Emissionspunkt 101b des Halbleiterlasers 101 in Richtung der x-Achse verschoben wird, wird bei dieser Konfiguration das Ermittlungssignal nicht beeinflusst.
Bei dem Herstellungsprozess für das LD-PD-Modul 114, das in Fig. 2 gezeigt ist, muss der Halbleiterlaser 101 auf dem Siliziumsubstrat 204 fest angebracht werden. Bei diesem Fixierungsprozess wird der Halbleiterlaser 101 durch Beobachtung aus der z-Achsenrichtung positioniert. Da der Emissionspunkt des Halbleiterlasers 101 auf der Oberfläche senkrecht zur y- Achse zu diesem Zeitpunkt platziert ist, kann der Emissionspunkt in Richtung der y-Achse exakt positioniert werden durch Beobachtung der Oberfläche des Halbleiterlasers 101 und Positionieren der Oberfläche in einer vorbestimmten Position in Richtung der y-Achse. Im Hinblick auf die Richtung der x-Achse wird der Emissionspunkt stets im Zentrum des Halbleiterlaserchips platziert und verschoben durch einen Schneidprozess für den Chip. Die exakte Positionierung in Richtung der x-Achse ist deshalb unmöglich durch Beobachten der äußeren Form des Chips. Folglich liegt unvermeidlich ein kleiner Positionsfehler vor.
Bei der ersten Ausführungsform beeinflusst die Abweichung des Emissionspunkts 101B in Richtung der x-Achse jedoch das Servosignal ebenso wenig wie die Verschiebung der Querschnitte L1a --- L1d, L2a --- L2d aufgrund einer Wellenlängenveränderung, wie vorstehend angeführt, weil die Länge des Photodetektors 192 in Richtung der x-Achse größer ist als die Querschnitte L1a --- L1d, L2a --- L2d.
Da bei der ersten Ausführungsform, wie vorstehend erläutert, das Fokusfehlersignal erhalten werden kann durch Verwendung des gesamten Lichtflusses des gebeugten Lichtstrahls +1-ter Ordnung und da das Spurführungsfehlersignal bereitgestellt wird unter Verwendung des gesamten Lichtflusses des gebeugten Lichtstrahls -1-ter Ordnung, ist das Servosignal mit großer Signalintensität und hohem Signal-/Rauschverhältnis (S/N) erzielbar.
Da außerdem das Fokusfehlersignal erhalten werden kann unter Verwendung des gesamten Lichtflusses des gebeugten Lichts +1- ter Ordnung, ist der gebeugte Lichtstrahl zum Ermitteln des Fokusfehlersignals in Richtung der y-Achse (der Richtung senkrecht zur Unterteilungslinie des Photodetektors 191) gleichmäßig. Das Fokusfehlersignal besitzt deshalb überlegene Linearität.
Da der Spurführungsfehler außerdem erhalten wird unter Verwendung des gesamten Lichtflusses des gebeugten Lichtstrahls -1- ter Ordnung, ist selbst dann, wenn beispielsweise Kratzer auf der optischen Platte 105 vorliegen, eine stabile Ermittlung des Spurführungsfehlersignals realisierbar.
Wie vorstehend angeführt, vermag die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sämtliche Probleme beim erstgenannten Stand der Technik zu überwinden.
Mit der ersten Ausführungsform kann außerdem das Problem bezüglich der Fokusversetzung des LD-PD-Moduls 114 beim Stand der Technik überwunden werden.
Das Problem der Versetzung wird überwunden durch Vergrößern des Beugungswinkels des holographischen optischen Elements 170 und durch Einsetzen eines Verfahrens, demnach die Hauptebene der Kollimationslinse 102 eine Kugelfläche beim Stand der Technik wird. Ein Abstand im Gitter des holographischen optischen Elements 170, das bei diesem Verfahren verwendet wird, beträgt mehrere Mikrometer (um) und weniger, weshalb es für die Massenherstellung weniger geeignet ist.
Bei dem holographischen Polarisationsstrahlteiler 181, der bei der ersten Ausführungsform zum Einsatz gelangt, ist diese feine Unterteilung bzw. dieser feine Gitterabstand nicht ausgeführt, weshalb das Problem durch dieses Verfahren nicht lösbar ist.
Aus diesem Grund wird bei der ersten Ausführungsform ein holographischer Polarisationsstrahlteiler 181 verwendet, damit zwei Wellenoberflächen, die in getrennten Punkten zur Konvergenz gelangen, als die gebeugten Lichtstrahlen +1-ter Ordnung unabhängig in denselben Distanzen und in entgegengesetzten Richtungen auf der z-Achse von dem Photodetektor 191 gebildet werden. Das LD-PD-Modul, von welchem der Emissionspunkt 101B auf einem Niveau angeordnet wird, das sich unterscheidet von demjenigen der Oberfläche des Photodetektors 191, ist in Richtung der z-Achse in einem Zustand ohne Fokusversetzung verfügbar. Folglich ist eine stabile Fokus-Servosteuerung realisierbar.
Bei der Konfiguration der ersten Ausführungsform ist im Gegensatz zum Stand der Technik der Teilstrahl zum Ermitteln des Spurführungsfehlersignals nicht erforderlich, und damit unterscheidet sich die Erfindung vom als zweiten genannten Stand der Technik. Eine ausreichende Lichtintensität steht deshalb auf der Oberfläche der optischen Platte zur Verfügung. In Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der Erfindung und wie vorstehend angeführt sind deshalb die Probleme, die beim zweitgenannten Stand der Technik angetroffen werden, vollständig überwunden.
Da bei der ersten Ausführungsform das LD-PD-Modul 114 so eingesetzt werden kann, wie vorstehend angeführt, kann ein stabiles optisches System kostengünstig hergestellt werden.
Der optische Kopf unter Verwendung des holographischen optischen Elements nutzt allgemein ein Modul, in welchem eine LD (Laserdiode) und ein PD (Photodetektor) monolithisch auf einem Körper realisiert sind. Da bei dem Modul ein Halbleiterlaser und ein Photodetektor nahe zueinander und stationär fest angebracht sind, tritt aufgrund thermischer Expansion oder Vibration eine Positionsverschiebung nicht auf, und ein stabiler Betrieb ist realisierbar. Ein Modul, von welchem eine bestimmte Positionsbeziehung unter diesen Elementen eingestellt wird, ist hingegen schwierig erhältlich, und seine Kosten sind deshalb hoch.
Da bei dem LD-PD-Modul 114 gemäß der ersten Ausführungsform die Photodetektoren 191 und 192 auf demselben Siliziumsubstrat 204 gebildet sind, kann eine Positionsbeziehung zwischen dem Photodetektor 191 und dem Photodetektor 192 hochgenau, wie etwa in der Untermikrometer-Größenordnung, problemlos gewählt werden durch einen Herstellungsprozess für eine integrierte Schaltung.
Der Halbleiterlaser 101 kann außerdem auf dem Siliziumsubstrat 204 ausgehend von seiner Oberfläche angebracht werden. Der Montagevorgang kann insbesondere ausgehend von der Richtung einer Achse durchgeführt werden. Ein Positionsfehler zum Zeitpunkt einer Änderung der Halterungsposition eines Werkstücks (beispielsweise des Halbleiterlasers 101) wird folglich verhindert, und der Halbleiterlaser 101 kann hochgenau montiert werden.
Bei der ersten Ausführungsform wird beispielsweise das Problem gelöst, demnach das LD-PD-Modul 114 bezüglich seines Fokus versetzt wird, und ein kostengünstiges und stabiles optisches System ist erzielbar unter Verwendung des LD-PD-Moduls 114.
In Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform und wie vorstehend angeführt, ist ferner eine Positionstoleranz in Richtung der x-Achse des Emissionspunkts 101B des Halbleiterlasers groß, weshalb ein kostengünstiges und stabiles optisches System erzielbar ist.
Da bei der ersten Ausführungsform der holographische Polarisationsstrahlteiler 181 und das λ/4-Plättchen 115 verwendet werden, tritt eine unerwünschte Beugung in der ersten Hälfte des optischen Pfads nicht auf. Im Rückführpfad wird der gebeugte Lichtstrahl zum Gewinnen des Servosignals oder dergleichen erzeugt. Folglich ist ein hoher Wirkungsgrad bei der Verwendung des Lichts erzielbar, und eine große Signalamplitude ist erzielbar. Rauschen durch einen unerwünschten gebeugten Lichtstrahl wird außerdem nicht erzeugt, und ein sehr hohes Signal- /Rauschverhältnis ist erzielbar. In der Optischer-Kopf-Vorrichtung für eine optische Platte höherer Dichte als für eine Compact Disk (CD) ist insbesondere ein bemerkenswerter Effekt erzielbar, demnach ein Servosignal und ein Informationssignal von höherer Qualität erzielbar sind durch Verringern des unerwünschten gebeugten Lichtstrahls, um diesen auf null zu minimieren.
Da der Beugungswirkungsgrad der Lichtstrahlen +1-ter Ordnung und -1-ter Ordnung in dem Rückführpfad erhöht werden kann und da der Beugungswirkungsgrad für den Lichtstrahl nullter Ordnung (d. h. Durchlässigkeit) verringert werden kann, kann eine Intensität für den Rückführlichtstrahl zu dem Halbleiterlaser 101 verringert werden. In dem Fall, dass der Halbleiterlaser als Strahlungsquelle verwendet wird, kann folglich Scoop- Rauschen durch Interferenz zwischen dem emittierten Licht und dem Rückführlicht verhindert werden.
Ferner werden bei der ersten Ausführungsform der holographische Polarisationsstrahlteiler 181, das λ/4-Plättchen 115 und die Objektivlinse 103 durch das Halteelement 110 mit konstanter Relativposition getragen. Wenn die Objektivlinse 103 zur Spurführungssteuerung bewegt wird, wird folglich der holographische Polarisationsstrahlteiler 181 zusammen mit der Objektivlinse 103 ebenfalls bewegt, und der von der optischen Platte 105 reflektierte Lichtstrahl bewegt sich nicht auf dem holographischen Polarisationsstrahlteiler 181. Trotz einer Bewegung der Objektivlinse 103 werden deshalb durch die Photodetektoren 191 und 192 gewonnene Signale nicht beeinträchtigt, und eine stabile Servosteuerung wird verwirklicht.
Der holographische Polarisationsstrahlteiler 181 gemäß der ersten Ausführungsform ist so aufgeteilt, dass er in mehrere Streifenbereiche unterteilt ist, die durch Linien parallel zur y-Achse unterteilt sind, wie in Fig. 4 gezeigt. Da bei dieser Konfiguration ausschließlich eine Gitterart in einer Position vorliegt, wird ein unnötiger gebeugter Lichtstrahl aufgrund der Interferenz zwischen Gittern nicht erzeugt, und Streulicht wird verringert. Außerdem wird das Rauschen verringert, und ein hoher Wirkungsgrad wird realisiert bei der Nutzung des Lichts.
Das Muster des holographischen Polarisationsstrahlteilers 181 ist so ausgelegt, dass es Übersprechen des Spurführungsfehlersignals auf das Fokusfehlersignal auf ein Minimum unterdrückt. D. h., Paare aus den Bereichen 181a und 181c zum Fokussieren in Positionen jenseits der Oberfläche des Photodetektors 191 und Paare aus den Bereichen 181b und 181d zum Fokussieren in Positionen vor dieser Oberfläche sind abwechselnd in ausreichender Wiederholungsanzahl angeordnet. Ein Einfluss aufgrund einer Ungleichheit bei der Verteilung der Lichtintensität im gesamten Bereich des holographischen Polarisationsstrahlteilers 181 wird dadurch im Ermittlungssignal des Photodetektors 191 verringert. D. h. der an jeden der Querschnitte L1a, L1b, L1c und Lld angelegte Lichtstrahl ist eine Aggregation von mehreren Lichtstrahlen, die von mehreren Streifenbereichen des holographischen Polarisationsstrahlteilers 181 herrühren. Selbst dann, wenn die Intensitätsverteilung des Lichtstrahls, der in den holographischen Polarisationsstrahlteiler 181 eintritt, nicht gleichmäßig und teilweise ungleichmäßig ist, wird die Ungleichmäßigkeit bezüglich der mittleren Lichtintensität von den Querschnitten L1a, L1b, L1c und L1d verringert. Folglich ist die Intensität der gebeugten Lichtstrahlen -1-ter Ordnung, gemischt mit den Lichtstrahlen der Querschnitte L1a, L1b, L1c und L1d, im Wesentlichen identisch, und dadurch werden die gemischten gebeugten Lichtstrahlen -1-ter Ordnung ausgeglichen durch Subtraktion der Gleichung 6 oder 7. Insbesondere wird das vorstehend genannte Übersprechen des Spurführungssignals verringert.
Obwohl der in Fig. 3 gezeigte holographische Polarisationsstrahlteiler 181 bei der ersten Ausführungsform zum Einsatz gelangt, kann ein holographisches optisches Element, das sich bezüglich seines Beugungswirkungsgrads in der Polarisationsrichtung unterscheidet, für den holographischen Polarisationsstrahlteiler 181 verwendet werden. Beispielsweise ist ein holographisches optisches Element einsetzbar, das in der japanischen veröffentlichten, ungeprüften Patentanmeldung Sho 63- 314502 offenbart ist. Ein holographisches optisches Element unter Verwendung eines Flüssigkristalls ist ebenfalls nutzbar.
Ferner ist das LD-PD-Modul 114 nicht auf das LD-PD-Modul beschränkt, dessen Aufbau in Fig. 4 gezeigt ist, und ein LD-PD- Modul, bei welchem ein Halbleiterlaser und ein Photodetektor in einem Körper gebildet sind, ist einsetzbar. Beispielsweise sind auch die in Fig. 6 und Fig. 7 gezeigten LD-PD-Module verwendbar.
Das in Fig. 6 gezeigte LD-PD-Modul umfasst das Siliziumsubstrat 204, die Photodetektoren 191 und 192, die auf der Oberfläche des Siliziumsubstrats 204 an beiden Endabschnitten gebildet sind, und einen Halbleiterlaser 117 vom Oberflächenemissionstyp, der auf der Oberfläche des Siliziumsubstrats 204 im zentralen Abschnitt angebracht ist. Der Halbleiterlaser 117 vom Oberflächemissionstyp emittiert einen Laserstrahl LO in der Richtung im Wesentlichen normal zu bzw. auf die Oberfläche des Siliziumsubstrats 204 (Richtung der z-Achse in Fig. 6) durch Reflektieren eines Laserstrahls, der in Richtung der y- Achse emittiert wird, durch einen eingebauten Spiegel.
Das in Fig. 7 gezeigte LD-PD-Modul unterscheidet sich von dem in Fig. 6 gezeigten LD-PD-Modul bezüglich des Oberflächenemissions-Halbleiterlasers 118. Der Oberflächenemissions-Halbleiterlaser 118 emittiert den Lichtstrahl LO in einer Richtung im Wesentlichen normal zu bzw. senkrecht auf die Oberfläche des Siliziumsubstrats 204.
Bei dieser Ausführungsform werden das Spurführungsfehlersignal TE, das Fokusfehlersignal FE und das Informationssignal auf Grundlage der gebeugten Lichtstrahlen +1-ter Ordnung und -1- ter Ordnung erzeugt. Die gebeugten Lichtstrahlen zum Ermitteln dieser Signale sind nicht auf die +1-te Ordnung und -1-te Ordnung beschränkt. Diese Signale sind auch ermittelbar auf Grundlage von gebeugten Lichtstrahlen +n-ter Ordnung und -n- ter Ordnung (n ist eine natürliche Zahl).

[ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM]

Die Optischer-Kopf-Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist nachfolgend erläutert. Die Optischer-Kopf-Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform ist effektiv, wenn das Übersprechen des Spurführungsfehlersignals auf das Fokusfehlersignal im Vergleich zu der Optischer-Kopf-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform mit größerem Vorrang unterdrückt werden soll.
Eine fundamentale Konfiguration der Optischer-Kopf-Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform ist dieselbe wie diejenige der ersten Ausführungsform, die in Fig. 1 gezeigt ist. Ein Unterschied der zweiten Ausführungsform von der ersten Ausführungsform besteht in der Verwendung eines holographischen Polarisationsstrahlteilers 182 mit einem in Fig. 8 gezeigten Hologrammmuster als Austausch für den holographischen Polarisationsstrahlteiler. Die Arbeitsweise der zweiten Ausführungsform ist im Wesentlichen identisch zu derjenigen der ersten Ausführungsform.
Der holographische Polarisationsstrahlteiler 182 umfasst zwei Bereiche 182a und 182b, wie in Fig. 8 gezeigt. Der Bereich 182a ist so ausgelegt, dass zwei Lichtstrahlen entsprechend den Querschnitten L1a und L2b in Fig. 4 erzeugt werden. Darüber hinaus ist der Bereich 182b so ausgelegt, dass zwei Lichtstrahlen entsprechend den Querschnitten L1c und L2d in Fig. 4 erzeugt werden.
Diese Bereiche 181a und 182b werden grundsätzlich gebildet durch Zur-Überlappung-Bringen von zwei unterschiedlichen Fresnel-Zonenplatten. In der Optischer-Kopf-Vorrichtung mit dem vorstehend genannten Aufbau werden ein gebeugter Lichtstrahl, fokussiert vor die Oberfläche des optischen Detektors 191, und ein gebeugter Lichtstrahl, fokussiert auf jenseits dieser Oberfläche, aus im Wesentlichen sämtlichen Teilen der Oberfläche des holographischen Polarisationsstrahlteilers 182 erzeugt.
Mehrere gebeugte Lichtstrahlen, die aus mehreren Spuren der optischen Platte 105 herrühren, werden in den gebeugten Lichtstrahlen in gleicher Weise gemischt, die durch die Bereiche 182a und 182b erzeugt werden. Die durch diese gemischten gebeugten Lichtstrahlen hervorgerufenen Ausgangswerte werden jedoch ausgelöscht durch Subtraktion in der Gleichung (6).
Durch Übersprechen des Spurführungsfehlersignals oder dergleichen erzeugtes Rauschen wird infolge hiervon in dem erzeugten Fokusfehlersignal verringert, und ein stabiler Fokus-Servosteuervorgang ist realisierbar. Die vorstehend angeführte Konfiguration ist besonders effektiv für den Fall, dass die Unterdrückung des Übersprechens des Spurführungsfehlersignals auf das Fokusfehlersignal von entscheidender Bedeutung ist.
Obwohl ein unnötiger gebeugter Lichtstrahl durch Interferenz zwischen Gittern erzeugt wird, stellt die zweite Ausführungsform sämtliche Merkmale der ersten Ausführungsform bereit.
Bei der zweiten Ausführungsform wird als holographischer Polarisationsstrahlteiler 182 der in Fig. 3 gezeigte holographische Polarisationsstrahlteiler verwendet. Abgesehen hiervon ist ein holographisches optisches Element, das sich bezüglich des Beugungswirkungsgrads relativ zur Polarisationsrichtung unterscheidet, für den holographischen Polarisationsstrahlteiler 182 verwendbar. Beispielsweise ist das holographische optische Element verwendbar, das in der japanischen veröffentlichten, ungeprüften Patentanmeldung Sho 63-314502 offenbart ist, und das holographische optische Element unter Verwendung eines Flüssigkristalls ist ebenfalls verwendbar. Das LD-PD- Modul 114 ist nicht auf die in Fig. 2 gezeigte Konfiguration beschränkt. Ein LD-PD-Modul, in welchem ein Halbleiterlaser und ein Photodetektor monolithisch in einem gemeinsamen Körper gebildet sind, ist einsetzbar, und das in Fig. 6 oder Fig. 7 gezeigte LD-PD-Modul ist ebenfalls einsetzbar.

Claims

1. Optischer-Kopf-Vorrichtung, aufweisend:

eine Strahlungsquelle (101) zum Emittieren eines Lichtstrahls (LO),

eine Abbildungsoptik (102, 103) zum Zur-Konvergenz-Bringen des Lichtstrahls von der Strahlungsquelle in einem winzigen Fleck auf einem Informationsaufzeichnungsmedium (105),

ein holographisches optisches Element (181) zum Erzeugen mehrerer gebeugter Lichtstrahlen durch Beugen eines Reflexionslichtstrahls, der durch das Informationsaufzeichnungsmedium (105) reflektiert wird, einen Photodetektor (191, 192) mit mehreren Bereichen zum Ermitteln der gebeugten Lichtstrahlen,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Strahlungsquelle (101) auf einem Substrat (204) des Photodetektors (191, 192) fest angebracht und auf einem Niveau angeordnet ist, das sich von demjenigen unterscheidet, das den Photodetektor (191, 192) enthält; und

die mehreren gebeugten Lichtstrahlen zumindest einen gebeugten Lichtstrahl +n-ter Ordnung und einen gebeugten Lichtstrahl -n-ter Ordnung aufweisen, das holographische optische Element (181) in mehrere Bereiche (181a bis 181d) unterteilt ist, ein erster gebeugter Lichtstrahl -n-ter Ordnung (n ist eine natürliche Zahl), erzeugt von einem Teil (z. B. 1B1a) der mehreren Bereiche, eine Kugelwelle mit einem Brennpunkt in einer Position vor dem Photodetektor (191, 192) ist,

ein zweiter gebeugter Lichtstrahl +n-ter Ordnung (n ist eine natürliche Zahl), erzeugt von einem anderen Teil (beispielsweise 181b) der mehreren Bereiche, eine Kugelwelle mit einem Brennpunkt in einer Position hinter dem Photodetektor (191, 192) ist, und ein Fokusfehlersignal auf Grundlage der gebeugten Lichtstrahlen +n-ter Ordnung ermittelt wird und ein Spurführungsfehlersignal auf Grundlage der gebeugten Lichtstrahlen -n-ter Ordnung ermittelt wird.

2. Optischer-Kopf-Vorrichtung, aufweisend:

eine Strahlungsquelle (101) zum Emittieren eines Lichtstrahls (LO),

eine Abbildungsoptik (102, 103) zum Zur-Konvergenz-Bringen des Lichtstrahls (LO) von der Strahlungsquelle (101) in einen winzigen Fleck auf dem Informationsaufzeichnungsmedium (105),

ein holographisches optisches Element (182) zum Erzeugen mehrerer gebeugter Lichtstrahlen durch Beugen eines Reflexionslichtstrahls, der durch Reflexion des Informationsaufzeichnungsmediums (105) erzeugt wird,

einen Photodetektor (191, 192) mit mehreren Bereichen zum Ermitteln der gebeugten Lichtstrahlen,

dadurch gekennzeichnet, dass

die mehreren gebeugten Lichtstrahlen zumindest einen gebeugten Lichtstrahl +n-ter Ordnung und einen gebeugten Lichtstrahl -n-ter Ordnung umfassen,

eine Kugelwelle mit einem Brennpunkt in einer Position vor dem Photodetektor (191) und eine Kugelwelle mit einem Brennpunkt in einer Position hinter dem Photodetektor als gebeugte Lichtstrahlen +n-ter Ordnung (n ist eine natürliche Zahl) durch einen Teil des holographischen optischen Elements (182) erzeugt werden, und

ein Fokusfehlersignal auf Grundlage der gebeugten Lichtstrahlen +n-ter Ordnung ermittelt wird und ein Spurführungsfehlersignal auf Grundlage der gebeugten Lichtstrahlen -n-ter Ordnung ermittelt wird.

3. Optischer-Kopf-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei auf dem Substrat des Photodetektors eine Konkavität gebildet ist, wobei die Strahlungsquelle in der Konkavität angebracht ist, und wobei ein Reflexionsspiegel, der durch eine schräg verlaufende Seitenwand der Konkavität gebildet ist, bereitgestellt ist, um den Lichtstrahl zu reflektieren, der von der Strahlungsquelle emittiert wird.

4. Optischer-Kopf-Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Strahlungsquelle (101) auf einem Substrat des Photodetektors (191, 192) fest angebracht ist und wobei der Lichtstrahl von der Strahlungsquelle (101) mit einem vorbestimmten Winkel relativ zur Oberfläche emittiert wird, um die Strahlungsquelle zu fixieren.

5. Optischer-Kopf-Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei das holographische optische Element ein holographischer Polarisationsstrahlteiler ist, der linear polarisiertes Licht einer vorbestimmten Richtung nicht merklich beugt, sondern linear polarisiertes Licht der Richtung senkrecht zu der vorbestimmten Richtung beugt, und wobei ein λ/4- Plättchen benachbart zu dem holographischen optischen Element angeordnet ist.

6. Optischer-Kopf-Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, wobei eine Ermittlungseinrichtung für das Spurführungsfehlersignal vom Push-Pull-Typ vorgesehen ist.

7. Optischer-Kopf-Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, wobei das holographische optische Element (181) und eine Objektivlinse (103), bei der es sich um ein strukturelles Element der Abbildungsoptik handelt, eine feststehende Positionsbeziehung untereinander aufweisen (Fig. 1).

8. Optischer-Kopf-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das holographische optische Element (181) in mehrere Streifenbereiche (181a-181d) unterteilt ist, die parallel zueinander angeordnet sind (Fig. 4, 11).