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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Erfindung bezieht sich auf eine optische Aufnahmevorrichtung, die in der Lage ist, eine Aufzeichnung, Wiedergabe oder dergleichen von Informationen auf mehreren Arten von optischen Aufzeichnungsmedien durchzuführen. Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf eine optische Aufnahmevorrichtung und eine optische Plattenvorrichtung mit einem gemeinsamen Lichtdetektor, der Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen empfängt, die von einer integrierten Laseremissionsvorrichtung mit drei Wellenlängen emittiert wurden.
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STAND DER TECHNIK
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Herkömmlich wird eine optische Aufnahmevorrichtung vom Typ mit zwei Lichtquellen verwendet, um eine Aufzeichnung, Wiedergabe oder dergleichen (Aufzeichnung, Wiedergabe oder beides) von Informationen auf einer DVD (Digital Versatile Disk) und einer CD (Compact Disk) durchzuführen. Die optische Vorrichtung vom Typ mit zwei Lichtquellen enthält eine Laseremissionsvorrichtung für DVD, die Licht mit der Wellenlänge von angenähert 650 nm emittiert, und eine Lichtemissionsvorrichtung für CD, die Licht mit der Wellenlänge von angenähert 780 nm emittiert. Weiterhin wurde, um die Größen der jeweiligen Lichtquellen herabzusetzen, eine integrierte Laseremissionsvorrichtung für zwei Wellenlängen, die in der Lage ist, zwei Arten von Wellenlängen mit einem Gehäuse zu emittieren, in der Praxis verwendet. Als die integrierte Laseremissionsvorrichtung mit zwei Wellenlängen sind eine monolithische Laseremissionsvorrichtung mit zwei Laserdioden, die auf einem monolithischen Halbleiter gebildet sind, eine Laseremissionsvorrichtung vom Hybridtyp, die zwei verbundene Halbleitersubstrate, auf denen jeweils Laserdioden gebildet sind, oder dergleichen bekannt.
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In dem Fall der integrierten Laseremissionsvorrichtung mit zwei Wellenlängen sind jeweilige Emissionspositionen der beiden Laserdioden (Laserdioden für DVD und CD) leicht gegeneinander versetzt, und der Abstand zwischen ihnen beträgt im Allgemeinen angenähert 110 μm. Daher ist, wenn die optische Achse von einer der Laserdioden mit einer optischen Systemachse ausgerichtet ist, die durch eine Objektivlinse oder eine Kollimatorlinse einer optischen Aufnahmevorrichtung hindurchgeht, die optische Achse des von der anderen Laserdiode emittierten Laserlichts gegenüber der optischen Systemachse verschoben. In diesem Zustand ist es für einen gemeinsamen Lichtdetektor nicht möglich, beiden von den Laserdioden für DVD und CD emittierten und von dem optischen Aufzeichnungsmedium reflektierten Rückkehr-Lichtstrahlen zu empfangen. Daher wird vorgeschlagen, beide oder einen der Rückkehr-Lichtstrahlen der von den Laserdioden für DVD und CD emittierten Lichtstrahlen unter Verwendung eines Beugungsgitters oder dergleichen so zu beugen, dass beide Rückkehr-Lichtstrahlen in den gemeinsamen Lichtdetektor eingeführt werden (siehe Patentdokumente Nrn. 1 und 2).
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Weiterhin wurde, da es in letzter Zeit erforderlich war, ein optisches Aufzeichnungsmedium mit großer Kapazität einzusetzen, ein optisches Aufzeichnungsmedium wie eine optische Platte für einen blauvioletten Laser oder dergleichen mit einer Kapazität, die das Mehrfache von der einer DVD oder CD ist, praktisch verwendet. Als eine Folge wird hinsichtlich der Herabsetzung der Größe und der Kosten gefordert, dass Aufzeichnen, Wiedergeben oder dergleichen von Informationen auf optischen Aufzeichnungsmedien (wie DVD, CD, eine optische Platte für blauvioletten Laser oder dergleichen) unter Verwendung einer gemeinsamen optischen Aufnahmevorrichtung zu ermöglichen. Daher wurde eine optische Aufnahmevorrichtung vom Typ mit drei Lichtquellen, die die Laserdiode für Blauviolett zusätzlich zu den Laserdioden für DVD und CD hat, entwickelt.
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Die folgenden ersten und zweiten Konfigurationen wurden als Beispiele für die optische Aufnahmevorrichtung vom Typ mit drei Lichtquellen vorgeschlagen. Die erste Konfiguration enthält drei Laseremissionsvorrichtungen, die Lichtstrahlen mit verschiedenen Wellenlängen emittieren. Die optischen Achsen der Lichtstahlen (der unterschiedlichen Wellenlängen), die von den jeweiligen Laseremissionsvorrichtungen emittiert werden, sind mit einer optischen Systemachse ausgerichtet durch Verwendung von Prismen, die entsprechend den jeweiligen Wellenlängen vorgesehen sind, und die Lichtstrahlen der jeweiligen Wellenlängen werden zu einem optischen Aufzeichnungsmedium geführt. Die Rückkehr-Lichtstrahlen der drei Arten von Wellenlängen, die von dem optischen Aufzeichnungsmedium reflektiert wurden, werden über das jeweilige Prisma in einen gemeinsamen Lichtdetektor eingeführt und von dem Lichtdetektor erfasst (siehe beispielsweise das Nichtpatentdokument Nr. 1).
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Die zweite Konfiguration verwendet eine integrierte Laseremissionsvorrichtung mit drei Wellenlängen, die drei in einem Gehäuse integrierte Halbleitersubstrate enthält, die Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen λ1, λ2 und λ3 emittieren. Die Emissionsposition des Lichtstrahls mit der Wellenlänge λ1 (405 nm) und die Emissionsposition des Lichtstrahls mit der Wellenlänge λ2 (660 nm) sind angenähert dieselbe, gesehen in der Richtung der optischen Achse des emittierten Lichts der Laseremissionsvorrichtung. Die Emissionsposition des Lichtstrahls mit der Wellenlänge λ3 (785 nm) ist von den jeweiligen Emissionspositionen der Lichtstrahlen mit den Wellenlängen λ1 und λ2 um angenähert 110 μm entfernt. Unter den von der integrierten Laseremissionsvorrichtung mit drei Wellenlängen emittierten und von dem optischen Aufzeichnungsmedium reflektierten Rückkehr-Lichtstrahlen werden die Rückkehr-Lichtstrahlen mit den Wellenlängen λ2 und λ3 durch einen gemeinsamen Lichtdetektor erfasst. Der Rückkehr-Lichtstrahl mit der Wellenlänge λ1 wird durch das Prisma getrennt und durch einen anderen Lichtdetektor erfasst (siehe beispielsweise das Nichtpatentdokument Nr. 2).
Patentdokument Nr. 1:
Japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2001-143312 .
Patentdokument Nr. 2:
Japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2001-256670 .
Nichtpatentdokument Nr. 1: ”Philips, Netherlands, has developed an optical head capable of performing recording and reproducing an CD, DVD and Blu-ray Disk” [online], 16. Juli 2004 Nikkei BP corporation [Zugriff vom 20. Februar 2005], Internet <http://techon.nikkeibp.co.jp/members/NEWS/20040716/1 04521/>.
Nichtpatentdokument Nr. 2: ”An optical head for three-wavelength recording and reproducing corresponding to Blu-ray disk, DVD and CD has been developed” [online], 17. Mai 2004, Sony corporation [Zugriff vom 20. Februar 2005], Internet <http://www.sony.co.jp/SonyInfo/Neves/Press/200405/04026/>.
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Die Druckschrift
JP 11-134702 offenbart eine optische Aufnahmevorrichtung, wobei drei Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Lichtstrahlen von einem Aufnahmemedium reflektiert werden und auf ein Beugungsgitter gelenkt werden. Die Rückkehrlichtstrahlen werden von dem Beugungsgitter gebeugt und treffen alle drei als Licht erster Beugungsordnung auf einen Lichtdetektor auf.
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Die
JP 20002-092933 ebenfalls eine Aufnahmevorrichtung mit einer Laserquelle mit einem oder mehreren Substraten, welche zwei Laserstrahlen emittiert. Zur Fokussierung der Rückstrahlen an einem Punkt eines Detektors werden Hologrammelemente eingesetzt.
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In der
JP 7-211991 wird ein Mehrstrahldiodenlaser offenbart. Dabei werden zwei Substrate, welche an einer Seite mehrere Laseremissionsbereiche aufweisen, derart zusammengesetzt, dass der Abstand zwischen den Laseremissionsbereichen der beiden Substrate möglichst gering ist.
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Die
EP 1 472 682 B1 beschreibt eine optische Abtasteinrichtung mit drei Laserstrahlen unterschiedlicher Wellenlänge, wobei die drei Lichtstrahle durch ein beugendes Teil auf die abzutastende Informationsschicht fokussiert werden. Die Rückkehrlichtstrahlen werden von einer Sammellinse gebeugt und treffen auf den Detektor auf.
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In der
DE 690 26 958 T2 beschreibt ein Laufwerk mit drei Laserstrahlen verschiedener Wellenlänge und einem löschbaren Optikplattenspeicher, wobei das Speichermedium ein Elektronen-einfangendes optisches Speichermedium ist. Ein Laserstrahl wird zum Lesen von Daten verwendet, ein zweiter zum Schreiben von Daten und ein dritter zum Fokussieren.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
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Jedoch wird es bei der vorbeschriebenen ersten Konfiguration (Nichtpatentdokument Nr. 1), obgleich die durch das optische Aufzeichnungsmedium reflektierten Rückkehr-Lichtstrahlen durch den gemeinsamen Detektor erfasst werden können, erforderlich, eine große Anzahl von optischen Komponenten (Prisma oder dergleichen) zum Ausrichten der optischen Achse der jeweiligen Laseremissionsvorrichtungen mit der optischen Systemachse der optischen Aufnahmevorrichtung vorzusehen. Als eine Folge besteht das Problem, dass die Herabsetzung der Größe und der Kosten der Vorrichtung schwierig wird.
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Weiterhin wird es bei der vorbeschriebenen zweiten Konfiguration (Nichtpatentdokument Nr. 2) erforderlich, ein Prisma zum Trennen des Rückkehr-Lichtstrahls mit der Wellenlänge λ1 und einen besonderen Lichtdetektor zum Erfassen des Rückkehr-Lichtstrahls der Wellenlänge λ1 vorzusehen, und es wird erforderlich, eine Art von Einstellvorrichtung von optischen Achsen vorzusehen, um zu bewirken, dass die Rückkehr-Lichtstrahlen mit den Wellenlängen λ2 und λ3 von dem gemeinsamen Lichtdetektor empfangen werden. Daher besteht das Problem, dass die Herabsetzung der Größe und der Kosten schwierig wird.
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In dieser Hinsicht wird bei der optischen Aufnahmevorrichtung vom Typ mit zwei Lichtquellen die Herabsetzung der Größe und der Kosten erreicht durch Verwendung eines Beugungsgitters vom Phasendifferenztyp (Patentdokumente Nrn. 1 und 2), und daher wird in Betracht gezogen, in gleicher Weise das Beugungsgitter vom Phasendifferenztyp bei der optischen Aufnahmevorrichtung vom Typ mit drei Lichtquellen zu verwenden. Jedoch genügen bei dem Beugungsgitter vom Phasendifferenztyp eine Wellenlänge λ des auftreffenden Lichts, ein Auftreffwinkel θ des auftreffenden Lichts, ein Brechungsindex n eines Mediums, ein Austrittswinkel θ' eines emittierten Lichts, ein Brechungsindex n' eines Mediums, eine Ordnung m des gebeugten Lichts und eine Teilung P des Beugungsgitters der Beziehung: nsinθ – n'sinθ' = mλ/p, und daher haben die gebeugten Lichtstrahlen erster oder höherer Ordnung mit drei unterschiedlichen Wellenlängen, die (einander parallel) auf das Beugungsgitter auftreffen, unterschiedliche Beugungswinkel. Daher besteht das Problem, das es schwierig ist, die Rückkehr-Lichtstrahlen mit den drei unterschiedlichen Wellenlängen in den gemeinsamen Lichtdetektor einzuführen.
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Weiterhin wird auch in Betracht gezogen, dass Beugungsgitter vom Phasendifferenztyp (Patentdokumente Nrn. 1 und 2) bei der vorbeschriebenen optischen Aufnahmevorrichtung (Nichtpatentdokumente Nrn. 1 und 2), die die integrierte Laseremissionsvorrichtung mit drei Wellenlängen verwendet, so anzuwenden, dass die nullte Ordnung der gebeugten Lichtstrahlen mit den Wellenlängen λ1 (405 nm) und λ2 (660 nm) und die erste oder höhere Ordnung des gebeugten Lichtstrahls mit der Wellenlänge λ3 (785 nm) in den gemeinsamen Lichtdetektor eingeführt werden. In diesem Fall jedoch besteht das Problem, dass, um ein Beugungsgitter herzustellen, das in der Lage ist, effizient die nullte Ordnung von gebeugten Lichtstrahlen mit den Wellenlängen λ1 und λ2 herzustellen, es erforderlich wird, dass das Beugungsgitter tiefe Nuten hat, und es schwierig wird, das Beugungsgitter herzustellen.
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Die vorliegende Erfindung soll die vorbeschriebenen Probleme lösen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Erfassung von drei Arten von Rückkehr-Lichtstrahlen, die durch ein optisches Aufzeichnungsmedium reflektiert wurden, unter Verwendung eines gemeinsamen Lichtdetektors zu ermöglichen, um eine Aufzeichnung, Wiedergabe oder dergleichen bei mehreren Arten von optischen Aufzeichnungsmedium (beispielsweise DVD, CD und eine optische Platte für blauvioletten Laser), für die Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen verwendet werden, durchzuführen.
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Weiterhin besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine optische Plattenvorrichtung vorzusehen, die so ausgebildet ist, dass sie die vorbeschriebene optische Aufnahmevorrichtung aufweist.
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Die genannten Aufgaben werden durch die optische Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1 und die optische Plattenvorrichtung nach Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der optischen Aufnahmevorrichtung werden in den zugehörigen abhängigen Ansprüchen gegeben.
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MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
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Eine optische Aufnahmevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine optische Aufnahmevorrichtung, welche enthält: eine Laseremissionsvorrichtung enthalten einen ersten Lichtemissionsteil, der Licht mit einer ersten Wellenlänge emittiert, einen zweiten Lichtemissionsteil, der Licht mit einer zweiten Wellenlänge emittiert, und einen dritten Lichtemissionsteil, der Licht mit einer dritten Wellenlänge emittiert, wobei eine Lichtemissionsposition des ersten Licht emittierenden Teils und eine Lichtemissionsposition des zweiten lichtemittierenden Teils angenähert dieselbe Position aufweisen, gesehen in einer Richtung einer optischen Achse des emittierten Lichts. Einen Lichtdetektor, und ein Einstellelement für die optische Achse zum Einstellen einer optischen Achse des Rückkehr-Lichtstrahls mit zumindest einer der Wellenlängen unter den Rückkehr-Lichtstrahlen mit der ersten, zweiten und dritten Wellenlänge, so dass jeweilige Rückkehr-Lichtstrahlen, die von dem ersten, zweiten und dritten lichtemittierenden Teil der Laseremissionsvorrichtung emittiert und durch ein optisches Aufzeichnungsmedium reflektiert wurden, von dem Lichtdetektor empfangen werden.
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WIRKUNG DER ERFINDUNG
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Bei der optischen Aufnahmevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Lichtstrahlen mit der ersten und der dritten Wellenlänge, die von dem ersten und dem dritten lichtemittierenden Teil emittiert wurden, über angenähert denselben Lichtpfad zu einem optischen Aufzeichnungsmedium geführt, und der Lichtstrahl mit der zweiten Wellenlänge, der von dem zweiten lichtemittierenden Teil emittiert wurde, wird über einen Lichtpfad zu dem optischen Aufzeichnungsmedium geführt, der einen geringen Abstand von dem Lichtpfad für die Lichtstrahlen mit der erst en und der dritten Wellenlänge hat. Unter den Rückkehr-Lichtstrahlen, mit der ersten, zweiten und dritten Wellenlänge, die von dem optischen Aufzeichnungsmedium reflektiert wurden, wird die optische Achse des Rückkehr-Lichtstrahls mit zumindest einer der Wellenlängen durch das Einstellelement für die optische Achse eingestellt, und die jeweiligen Rückkehr-Lichtstrahlen werden von dem gemeinsamen Lichtdetektor empfangen. Da drei Arten von Rückkehr-Lichtstrahlen, die von dem optischen Aufzeichnungsmedium reflektiert wurden, durch den gemeinsamen Lichtdetektor erfasst werden können, kann eine Verringerung der Größe und der Kosten der optischen Aufnahmevorrichtung (und der die optische Aufnahmevorrichtung verwendenden optischen Plattenvorrichtung) erzielt werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Laseremissionsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist eine Ansicht, die Lichtpfade einer optischen Aufnahmevorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3 ist eine vergrößerte Ansicht, die die Laseremissionsvorrichtung und einen Lichtdetektor der optischen Aufnahmevorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 ist eine Ansicht zur Illustration der Beugung bei einem Einstellelement für die optische Achse gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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5 ist eine veranschaulichende Ansicht eines binär geflammten (blazed) Beugungsgitters gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung;
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6 ist ein Diagramm, das den Beugungswirkungsgrad des binär geblazten Beugungsgitters, dessen Anzahl von Pegeln gleich 2 ist, gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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7 ist ein Diagramm, das den Beugungswirkungsgrad des binär geblazten Beugungsgitters, dessen Anzahl von Pegeln gleich 3, gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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8 ist ein Diagramm, das den Beugungswirkungsgrad des binär geblazten Beugungsgitters, dessen Anzahl von Pegeln gleich 4 ist, gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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9 ist ein Diagramm, das den Beugungswirkungsgrad des binär geblazten Beugungsgitters, dessen Anzahl von Pegeln gleich 5 ist, gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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10 ist ein Diagramm, das den Beugungswirkungsgrad des binär geblazten Beugungsgitters, dessen Anzahl von Pegeln gleich 6 ist, gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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11 ist ein Diagramm, das den Beugungswirkungsgrad des binär geblazten Beugungsgitters, dessen Anzahl von Pegeln gleich 7 ist, gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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12 ist ein Diagramm, das den Beugungswirkungsgrad des binär geblazten Beugungsgitters, dessen Anzahl von Pegeln gleich 8 ist, gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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13 ist ein Diagramm, das die Wirkungsgrade der Beugung erster Ordnung bei der jeweiligen Anzahl von Pegeln bei der Wellenlänge λ2 gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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14 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Laseremissionsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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15 ist eine perspektivische Ansicht, die ein anderes Beispiel für die Laseremissionsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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16 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Grundkonfiguration einer optischen Aufnahmevorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 5 der vorliegenden Erfindung zeigt.
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BESCHREIBUNG VON BEZUGSZEICHEN
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- 1, 2, 3, 7, 8 ... Halbleitersubstrat, 4, 5, 6 ... lichtemittierender Teil, 9 ... Laseremissionsvorrichtung, 10 ... Gitter, 11 ... Prisma, 12 ... Spiegel, 13 ... Kollimatorlinse, 14 ... Wellenlängenplatte, 15 ... Objektivlinse, 16 ... optische Platte, 17 ... Sensorlinse, 18 ... Einstellelement für die optische Achse, 19 ... Beugungsgitter, 19a ... Beugungsfläche des Beugungsgitters, 20 ... Lichtdetektor, 100 ... optische Aufnahmevorrichtung, 101 ... Steuerschaltung.
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BESTE ART DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
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Ausführungsbeispiel 1.
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1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine integrierte Laseremissionsvorrichtung mit drei Wellenlängen einer optischen Aufnahmevorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung in einem vergrößerten Maßstab zeigt. Die optische Aufnahmevorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 ist ausgebildet zur Durchführung des Aufzeichnens, Wiedergebens oder dergleichen (Aufzeichnen, Wiedergeben oder beides) auf DVD und CD, d. h., herkömmlichen optischen Aufzeichnungsmedien, und auf einem optischen Aufzeichnungsmedium für blauvioletten Laser mit einer Kapazität, die das Mehrfache von der des herkömmlichen optischen Aufzeichnungsmediums ist.
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Die optische Aufnahmevorrichtung enthält eine integrierte Laseremissionsvorrichtung 9 für drei Wellenlängen (nachfolgend einfach als eine Laseremissionsvorrichtung 9 bezeichnet), die in 1 gezeigt ist, als eine Lichtquelle. Die Laseremissionsvorrichtung 9 enthält drei Halbleitersubstrate 1, 2 und 3, die zur Bildung eines Bauteils kombiniert sind. Lichtemissionsteile 4, 5 und 6, die jeweils aus Laserdioden zusammengesetzt sind, sind auf den jeweiligen Halbleitersubstraten 1, 2 und 3 gebildet. Die lichtemittierenden Teile 4, 5 und 6 sind jeweils ausgebildet zum Emittieren der Lichtstrahlen mit den Wellenlängen λ1 (angenähert 405 nm), der Wellenlänge λ2 (angenähert 650 nm) und der Wellenlänge λ3 (angenähert 780 nm) gemäß den angelegten Spannungen. Die Laseremissionsvorrichtung 9 ist so ausgebildet, dass sie den Lichtstrahl mit einer der Wellenlängen λ1, λ2 und λ3 emittiert durch Anlagen einer Spannung an einen der lichtemittierenden Teile 4, 5 und 6.
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Genauer gesagt, die Laseremissionsvorrichtung 9 enthält ein Halbleitersubstrat 2, das das Licht mit der Wellenlänge λ2 emittiert, und ein Halbleitersubstrat 3, das das Licht mit der Wellenlänge λ3 emittiert, die beide auf einem Halbleitersubstrat 1 (benachbart miteinander), das den Lichtstrahl mit der Wellenlänge λ1 emittiert. Die Haftpositionen der Halbleitersubstrate 2 und 3 sind so bestimmt, dass der lichtemittierende Teil 4, der das Licht mit der Wellenlänge λ1 emittiert, und der lichtemittierende Teil 6, der das Licht mit der Wellenlänge λ3 emittiert, einander angenähert dieselben sind, gesehen in der Richtung der optischen Achse (angezeigt durch die Markierung X) des von der Laseremissionsvorrichtung 9 emittierten Lichts. Demgegenüber ist der lichtemittierende Teil 5, der den Lichtstrahl mit der Wellenlänge λ2 emittiert, leicht gegenüber den lichtemittierenden Teilen 4 und 6, die die Lichtstrahlen mit den Wellenlängen λ1 und λ3 emittieren, versetzt aufgrund räumlicher Begrenzung (wegen der Anwesenheit des Halbleitersubstrats 3). Der Abstand von den lichtemittierenden Teilen 4 und 6 zu dem lichtemittierenden Teil 3 beträgt beispielsweise 110 μm.
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2 ist eine Ansicht, die ein optisches System einer optischen Aufnahmevorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 zeigt. 3 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Teil des optischen Systems einer optischen Aufnahmevorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 zeigt. In den 2 und 3 sind die Lichtpfade der Lichtstrahlen der jeweiligen Wellenlängen, die von der Laseremissionsvorrichtung 9 ausgegeben wurden, durch die Markierung L angezeigt. Wie in 2 gezeigt ist, enthält die optische Aufnahmevorrichtung eine Gitterlinse 10, auf das von der Laseremissionsvorrichtung 9 emittierte Licht auftrifft. Die Gitterlinse 10 ist vorgesehen zum Erzeugen eines für die Erfassung eines Spurfolge-Fehlersystems erforderlichen Substrahls (ein Dreistrahlenverfahren, ein Differenz-Gegentaktverfahren oder dergleichen), die allgemein in einer optischen Aufnahmevorrichtung durchgeführt wird.
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Die optische Aufnahmevorrichtung enthält weiterhin ein Prisma 11, auf das das durch die Gitterlinse 10 hindurchgegangene Licht auftrifft. Das Prisma 11 hat eine Funktion als ein Polarisationsstrahlenteiler, der zwischen Reflexion und Durchgang gemäß der Polarisationsrichtung des auftreffenden Lichts umschaltet. Das Prisma 11 lässt das von der Laseremissionsvorrichtung 9 emittierte und durch die Gitterlinse 10 hindurchgegangene Licht (d. h., ein sich annäherndes Licht) hindurch.
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Die optische Aufnahmevorrichtung enthält weiterhin einen Spiegel 12, der das durch das Prisma 11 hindurchgegangene Licht reflektiert, eine Kollimatorlinse 13, auf die das von dem Spiegel 12 reflektierte Licht auftrifft, und eine Wellenlängenplatte 14, auf die das durch die Kollimatorlinse 13 hindurchgegangene Licht auftrifft. Die Kollimatorlinse 13 wandelt das auftreffende Licht in paralleles Licht um. Die Wellenlängenplatte 14 ist eine so genannte Viertelwellenlängenplatte (λ/4) mit einer Funktion zur Umwandlung einer linearen Polarisation in eine Kreispolarisation. Das durch die Wellenlängenplatte 14 hindurchgegangene Licht trifft auf eine Objektivlinse 15 auf und wird auf eine Signalaufzeichnungsfläche einer optischen Platte 16 (DVD, CD oder eine optische Platte für blauvioletten Laser) fokussiert.
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Das auf die Signalaufzeichnungsfläche der optischen Platte 16 fokussierte Licht wird gemäß dem auf der Signalaufzeichnungsfläche aufgezeichneten Informationssignal moduliert und als das Rückkehrlicht reflektiert. Das Rückkehrlicht geht durch die Objektivlinse 15 hindurch um wieder paralleles Licht zu werden, und es trifft auf die Wellenlängenplatte 14 auf. Die Wellenlängenplatte 14 wandelt die Kreispolarisation in die lineare Polarisation um, und die Polarisationsrichtung unterscheidet sich von der des sich annähernden Lichts um 90 Grad. Das durch die Wellenlängenplatte 14 hindurchgegangene Rückkehrlicht geht weiterhin durch die Kollimatorlinse 13 hindurch, um konvergierendes Licht zu werden, wird durch den Spiegel 12 reflektiert und trifft auf das Prisma 11 auf.
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Wie in 3 gezeigt ist, reflektiert das Prisma 11 (lenkt um 90 Grad ab) das Rückkehrlicht, dessen Polarisationsrichtung von der des sich annähernden Lichts aufgrund der Polarisationsabhängigkeit unterschiedlich ist, und führt das Rückkehrlicht in eine Sensorlinse 17 ein. Die Sensorlinse 17 ist ausgebildet, um dem Rückkehrlicht einen Astigmatismus zu erteilen (erforderlich für die Erfassung des Fokusfehlersignals, die allgemein in einer optischen Abtastvorrichtung durchgeführt wird.
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Das durch die Sensorlinse 17 hindurchgegangene Licht trifft auf das Einstellelement 18 für die optische Achse.
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Das Einstellelement 18 für die optische Achse hat eine Funktion zur Änderung der Richtung der optischen Achse des Rückkehrlichts von zumindest einer Wellenlänge unter den Rückkehr-Lichtstrahlen der drei Arten von Wellenlängen λ1, λ2 und λ3. Genauer gesagt, aufgrund des Beugungsvorgangs eines Beugungsgitters 19, das an dem Einstellelement 18 für die optische Achse vorgesehen ist, ändert das Einstellelement 18 für die optische Achse die Richtung der optischen Achse des Rückkehr-Lichtstrahls mit der Wellenlänge λ2 derart, dass die Rückkehr-Lichtstrahlen mit den Wellenlängen λ1, λ2 und λ3 von einem gemeinsamen Lichtdetektor 20 empfangen werden.
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Die Rückkehr-Lichtstrahlen mit den Wellenlängen λ1 und λ3 pflanzen sich in einer solchen Weise fort. dass die jeweiligen optischen Achsen angenähert mit der optischen Achse, die durch die Mitten der Kollimatorlinse 13 und der Objektivlinse 15 hindurchgeht (eine optische Systemachse der optischen Aufnahmevorrichtung: gezeigt durch die Markierung A in den 2 und 3) ausgerichtet sind, gehen durch das Einstellelement 18 für die optische Achse hindurch und treffen auf den Lichtdetektor 20. Demgegenüber trifft, da der lichtemittierende Teil 5 (1) des Halbleitersubstrats 2, das das Licht mit der Wellenlänge λ2 emittiert, leicht gegenüber den lichtemittierenden Teilen 4 und 6 (1) für die Wellenlängen λ1 und λ3 versetzt ist, der Rückkehr-Lichtstrahl mit der Wellenlänge λ2 in einer solchen Weise auf das Einstellelement 18 für die optische Achse auf, dass die optische Achse hiervon gegenüber der optischen Systemachse A verschoben ist, wird durch das binär geblazte Beugungsgitter 19, das an dem Einstellelement 18 für die optische Achse vorgesehen ist, gebeugt und trifft auf den Lichtdetektor 20 auf. Mit anderen Worten, die Rückkehr-Lichtstrahlen mit den Wellenlängen λ1, λ2 und λ3 können von dem Lichtdetektor 20 empfangen werden, in welchem die Signalerfassung durchgeführt wird.
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Als Nächstes werden die Funktion und die Ausbildung des binär geblazten Beugungsgitters 19 des Einstellelements 18 für die optische Achse beschrieben. 4 ist eine Ansicht zur Illustration der Funktion des an dem Einstellelement 18 für die optische Achse vorgesehenen binär geblazten Beugungsgitters 19 gemäß dem Ausführungsbeispiel 1. 5 ist eine Ansicht, die die Ausbildung des binär geblazten Beugungsgitters 19 zeigt. In 4 sind die Lichtpfade der Lichtstrahlen mit den jeweiligen Wellenlängen, die auf den Lichtdetektor 20 auftreffen, durch die Markierung L gezeigt.
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Wie in 5 gezeigt ist, hat das binär geflammte Beugungsgitter 19 eine geflammte (blazed) Beugungsfläche, die in einer stufenförmigen Weise auf einer Auftrefffläche oder einer Austrittsfläche (in diesem Beispiel die Austrittsfläche) hiervon gebildet ist. Die stufenartige Beugungsfläche 19a ist so gebildet, dass sie fünf Stufen einschließlich einer Beugungsbodenfläche (gezeigt durch die Markierung B), einer zweiten Stufe (= 2), einer dritten Stufe (P = 3), einer vierten Stufe (P = 4) und einer fünften Stufe (P = 5) hat. Die Höhe (Tiefe) jeder Stufe des Beugungsgitters 19 wird als eine Pegeldifferenz d bezeichnet. Weiterhin wird die Anzahl von Stufen (einschließlich der Beugungsbodenfläche) des Beugungsgitters 19 als die Anzahl von Pegeln P bezeichnet. Weiterhin wird der Abstand von der Beugungsbodenfläche B zu der Beugungsfläche der höchsten Stufe (in diesem Beispiel P = 5) als eine Nutentiefe h bezeichnet.
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Wie in 4 gezeigt ist, pflanzen sich die Rückkehr-Lichtstrahlen mit den Wellenlängen λ1 und λ3 entlang angenähert demselben Lichtpfad fort, und sie treffen senkrecht auf die Auftrefffläche 19b (5) des binär geblazten Beugungsgitters 19 (nachfolgend einfach als das Beugungsgitter 19 bezeichnet) auf. Dann wird das gebeugte Licht nullter Ordnung (dessen Beugungswinkel gleich 0 Grad ist) durch die Beugungsfläche 19a (5) des Beugungsgitters 19 emittiert. Das gebeugte Licht nullter Ordnung der Rückkehr-Lichtstrahlen mit den Wellenlängen λ1 und λ3 trifft senkrecht auf die Erfassungsfläche des Lichtdetektors 20 an derselben Position auf.
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Demgegenüber schreitet der Rückkehr-Lichtstrahl mit der Wellenlänge λ2 entlang des Lichtpfads fort, der gegenüber dem Lichtpfad der Rückkehr-Lichtstrahlen mit den Wellenlängen λ1 und λ3 verschoben ist, und er trifft auf die Auftrefffläche 19b (5) des Beugungsgitters 19 unter einem bestimmten Auftreffwinkel auf. Dann wird das gebeugte Licht erster Ordnung von der Beugungsfläche 19a (5) des Beugungsgitters 19 emittiert. Das gebeugte Licht erster Ordnung des Rückkehr-Lichtstrahls mit der Wellenlänge λ2 trifft auf den Lichtdetektor 20 unter einem bestimmten Auftreffwinkel auf (unterschiedlich gegenüber dem Auftreffwinkel von diesem auf das Beugungsgitter).
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Bei einer derartigen Konfiguration ist es durch Bewegen des Einstellelements 18 für die optische Achse und des Lichtdetektors 20 in der Richtung der optischen Achse des auftreffenden Lichts (der Richtung der optischen Achse A der Rückkehr-Lichtstrahlen mit den Wellenlängen λ1 und λ3) möglich, die Empfangsposition des Rückkehr-Lichtstrahls mit der Wellenlänge λ2 auf der Erfassungsfläche (eine Oberfläche senkrecht zu der optischen Achse des auftreffenden Lichts) des Lichtdetektors 20 einzustellen. Hinsichtlich der Rückkehr-Lichtstrahlen mit den Wellenlängen λ1 und λ3 werden die gebeugten Lichtstrahlen nullter Ordnung hiervon verwendet, und daher ändern sich die Empfangspositionen hiervon auf dem Lichtdetektor 20 nicht, selbst wenn das Einstellelement 18 für die optische Achse und der Lichtdetektor 20 in der Richtung der optischen Achse bewegt werden. Als eine Folge ist es möglich, die Empfangsposition des Rückkehr-Lichtstrahls mit der Wellenlängen λ2 mit den Empfangspositionen der Rückkehr-Lichtstrahlen mit den Wellenlängen λ1 und λ3 auszurichten.
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Hier wird, wenn der Brechungsindex des Materials des Beugungsgitters 19 bei der Wellenlänge λ3 als n3 ausgedrückt wird, und m eine ganze Zahl größer als oder gleich 1 darstellt, die in 5 gezeigte Pegeldifferenz d ausgedrückt als: d = mλ3/(n3 – 1) (1)
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Wenn die Wellenlänge λ1 gleich 405 nm ist, die Wellenlänge λ3 gleich 780 nm ist und die Ordnung m gleich 1 ist, und wenn der Brechungsindex bestimmt ist auf der Grundlage von Daten entsprechend BK7 (ein allgemeines Glasmaterial), beträgt die Pegeldifferenz d auf der Grundlage der Gleichung (1) angenähert 1,53 μm. Auf dieser Grundlage wird die Pegeldifferenz d des Beugungsgitters 19 bei diesem Ausführungsbeispiel auf 1,53 μm eingestellt.
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Bei dem binär geblazten Beugungsgitter 19 ist, wenn die Pegeldifferenz g ein integrales Mehrfaches von λ/(n – 1) ist, die Differenz in der Lichtpfadlänge (aufgrund der Pegeldifferenz d) ein integrales Vielfaches der Wellenlänge λ, und daher kann der höchste Wirkungsgrad der Beugung nullter Ordnung erhalten werden. Wenn die Wellenlänge λ1 gleich 405 nm ist und die Wellenlänge λ3 gleich 780 nm ist, beträgt das Verhältnis der Wellenlängen angenähert 1,92, was nahe 2 ist. Wenn daher die Pegeldifferenz d so eingestellt ist, dass die Differenz in der Lichtpfadlänge ein integrales Vielfaches der Wellenlänge λ3 ist, ist die Differenz in der Lichtpfadlänge auch nahezu ein integrales Vielfaches der Wellenlänge λ1. Daher können die hohen Wirkungsgrade der Beugung nullter Ordnung bei beiden Wellenlängen λ1 und λ3 erhalten werden.
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Weiterhin wird im Allgemeinen der Brechungsindex des Materials wie Glas oder Kunststoff etwas größer, wenn die Wellenlänge kürzer wird. Beispielsweise ist in dem Fall BK7 (ein allgemeines Glasmaterial) n = 1,53 bei der Wellenlänge von 405 nm, und n = 1,51 bei der Wellenlänge von 1780 nm. Wenn die Berechnung durchgeführt wird unter Verwendung der Daten des Brechungsindex entsprechend BK7 (ein allgemeines Glasmaterial) als dem Material des Beugungsgitters 19, ist das Verhältnis von λ3/(n3 – 1) zu λ1/(n1 – 1) gleich 1,99. Daher wird, wenn die Pegeldifferenz d des Beugungsgitters 19 auf ein integrales Vielfaches von λ3/(n3 – 1) gesetzt ist, so dass der höchste Wirkungsgrade der Beugung nullter Ordnung bei der Wellenlänge λ3 erhalten werden kann, die Pegeldifferenz nahe einem integralen Vielfachen von λ1/(n1 – 1), bei dem der höchste Wirkungsgrad der Beugung nullter Ordnung bei der Wellenlänge λ1 erhalten werden kann. Daher können die hohen Wirkungsgrade der Beugung nullter Ordnung bei beiden Wellenlängen λ1 und λ3 erhalten werden.
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Die Beugungswirkungsgrade der jeweiligen Rückkehr-Lichtstrahlen werden berechnet, während die Daten des Brechungsindex entsprechend BK7 (ein allgemeines Glasmaterial) verwendet werden, wobei die Anzahl von Pegeln P = 2 (bei der die Struktur am einfachsten wird) gesetzt wird und die Pegeldifferenz d des Beugungsgitters 19 (d = h, wenn die Anzahl von Pegeln gleich 2 ist) variiert wird. Die Beugungswirkungsgrade ändern sich in Sinuskurven, und die Wirkungsgrade der Beugung nullter Ordnung zeigen nahezu die Maxima bei beiden Wellenlängen λ1 und λ3, wenn die Pegeldifferenz d gleich 1,53 μm ist.
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Wie vorstehend beschrieben ist, bedeutet die Anzahl von Pegeln P des Beugungsgitters 19 die Anzahl von Stufen des stufenartigen Beugungsgitters 19 (einschließlich der Beugungsbodenfläche), und die Anzahl von Pegeln P ist gleich 5 (P = 5) bei dem in 5 gezeigten Beispiel. Bei dem Beugungsgitter 19 sind die höchsten Beugungswirkungsgrade (die erhalten werden können) auf der Grundlage der Anzahl von Pegel P unterschiedlich.
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Die 6 bis 12 zeigen die Beziehung zwischen der Nutentiefe h und den berechneten Werten der Beugungswirkungsgrade der jeweiligen Rückkehr-Lichtstrahlen, wenn die Anzahl von Pegeln P des Beugungsgitters 19 als 2, 3, 4, 5, 6, 7 und 8 (sieben Wege) variiert wird. Bei der Berechnung werden die Daten des Brechungsindex von BK7 (ein allgemeines Glasmaterial) verwendet.
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Wie in 6 gezeigt ist, zeigen in dem Fall, in welchem die Anzahl von Pegeln P gleich 2 ist, die Wirkungsgrade der Beugung nullter Ordnung bei den Wellenlängen λ1 und λ3 nahezu ihre Maxima, wenn die Nutentiefe h angenähert 1,5 μm ist. Unter dieser Bedingung (h = 1,5 μm) ist der Wirkungsgrad η der Beugung erster Ordnung bei der Wellenlänge λ2 gleich 0,15.
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Wie in 7 gezeigt ist, zeigen in dem Fall, in welchem die Anzahl von Pegeln P gleich 3 ist, die Wirkungsgrade der Beugung nullter Ordnung bei den Wellenlängen λ1 und λ3 nahezu ihre Maxima, wenn die Nutentiefe h angenähert 3,1 μm beträgt. Unter dieser Bedingung (h = 3,1 μm) ist der Wirkungsgrad η der Beugung erster Ordnung bei der Wellenlänge λ2 gleich 0,44.
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Wie in 8 gezeigt ist, zeigen in dem Fall, in welchem die Anzahl von Pegeln P gleich 4 ist, die Wirkungsgrade der Beugung nullter Ordnung bei den Wellenlängen λ1 und λ3 nahezu ihre Maxima, wenn die Nutentiefe h angenähert 4,6 μm ist. Unter dieser Bedingung (h = 4,6 μm) ist der Wirkungsgrad η der Beugung erster Ordnung bei der Wellenlänge λ2 gleich 0,74.
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Wie in 9 gezeigt ist, zeigen in dem Fall, in welchem die Anzahl von Pegeln P gleich 5 ist, die Wirkungsgrade der Beugung nullter Ordnung bei den Wellenlängen λ1 und λ3 nahezu ihre Maxima, wenn die Nutentiefe h angenähert 6,1 μm ist. Unter dieser Bedingung (h = 6,1 μm) ist der Wirkungsgrad η der Beugung erster Ordnung bei der Wellenlänge λ2 gleich 0,87.
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Wie in 10 gezeigt ist, zeigen in dem Fall, in dem welchem die Anzahl der Pegel P gleich 6 ist, die Wirkungsgrade der Beugung nullter Ordnung bei den Wellenlängen λ1 und λ3 nahezu ihre Maxima, wenn die Nutentiefe h angenähert 7,6 μm ist. Unter dieser Bedingung (h = 7,6 μm) ist der Wirkungsgrade η der Beugung erster Ordnung bei der Wellenlänge λ2 gleich 0,75.
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Wie in 11 gezeigt ist, zeigen in dem Fall, in welchem die Anzahl der Pegel P gleich 7 ist, die Wirkungsgrade der Beugung nullter Ordnung bei den Wellenlängen λ1 und λ3 nahezu ihre Maxima, wenn die Nutentiefe h angenähert 9,2 μm ist. Unter dieser Bedingung (h = 9,2 μm) ist der Wirkungsgrad η der Beugung erster Ordnung bei der Wellenlänge λ2 gleich 0,45.
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Wie in 12 gezeigt ist, zeigen in dem Fall, in welchem die Anzahl von Pegel P gleich 8 ist, die Wirkungsgrade der Beugung nullter Ordnung bei den Wellenlängen λ1 und λ3 nahezu ihre Maxima, wenn die Nutentief h angenähert 10,7 μm ist. Unter dieser Bedingung (h = 10,7 μm) ist der Wirkungsgrad η der Beugung erster Ordnung bei der Wellenlänge λ2 gleich 0,17.
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13 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Anzahl von Pegeln P und dem Wirkungsgrad der Beugung erster Ordnung bei der Wellenlänge λ2 zeigt, wenn die Wirkungsgrade der Beugung nullter Ordnung bei den Wellenlängen λ1 und λ3 nahezu ihre Maxima zeigen.
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Im Allgemeinen wird die Erfassung des Signals leichter, wenn die Menge des von dem Lichtdetektor 20 empfangenen Lichts zunimmt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Anzahl von Pegeln P auf 5 gesetzt, so dass ein hoher Wirkungsgrad der Beugung erster Ordnung bei der Wellenlänge λ2 (wenn die Wirkungsgrade der Beugung nullter Ordnung bei den Wellenlängen λ1 und λ3 ihre Maxima zeigen) erhalten wird. Daher ist es möglich, das Signal des Rückkehr-Lichtstrahls mit der Wellenlänge λ2 sowie die Rückkehr-Lichtstrahlen mit den Wellenlängen λ1 und λ3 zu erfassen.
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Wie vorstehend beschrieben ist, wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel die optische Achse des Rückkehr-Lichtstrahls von zumindest einer Wellenlänge (in diesem Beispiel der Wellenlänge λ2) unter den Rückkehr-Lichtstrahlen mit den Wellenlängen λ1, λ2 und λ3, die durch das optische Aufzeichnungsmedium reflektiert wurden, durch das Einstellelement 18 für die optische Achse eingestellt, mit dem Ergebnis, dass die Rückkehr-Lichtstrahlen der jeweiligen Wellenlängen durch den gemeinsamen Lichtdetektor 10 erfasst werden können. Bei einer derartigen Konfiguration kann die Herabsetzung der Größe und der Kosten der optischen Aufnahmevorrichtung (und der die optische Aufnahmevorrichtung verwendenden optischen Plattenvorrichtung) erzielt werden.
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Weiterhin werden bei diesem Ausführungsbeispiel die gebeugten Lichtstrahlen nullter Ordnung bei den Wellenlängen λ1 und λ3 in den Lichtdetektor 20 eingeführt, und daher wird es möglich, das Beugungsgitter 19 und den Lichtdetektor 20 in der Richtung der optischen Achse des auftreffenden Lichts zu bewegen, ohne die Empfangsposition der Rückkehr-Lichtstrahlen mit den Wellenlängen λ1 und λ3 auf dem Lichtdetektor 20 zu verändern. Demgemäß kann durch die Bewegungseinstellung des Beugungsgitters 19 und des Lichtdetektors 20 die Empfangsposition des Rückkehr-Lichtstrahls mit der Wellenlänge λ2 mit der Empfangsposition der Rückkehr-Lichtstrahlen mit den Wellenlängen λ1 und λ3 auf dem Lichtdetektor 20 ausgerichtet werden. Bei einer derartigen Konfiguration kann die Einstellung der optischen Achse für die Einführung der Rückkehr-Lichtstrahlen mit den Wellenlängen λ1, λ2 und λ3 in den gemeinsamen Lichtdetektor 20 in einer einfachen Weise durchgeführt werden.
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Weiterhin verwendet dieses Ausführungsbeispiel die gebeugten Lichtstrahlen nullter Ordnung bei den Wellenlängen λ1 (angenähert 405 nm) und λ3 (angenähert 780 nm). In dieser Hinsicht kann, wie in den 6 bis 12 gezeigt ist, das gebeugte Licht nullter Ordnung mit hohem Wirkungsgrad erhalten werden, ohne die Nutentiefe h des Beugungsgitters 19 zu vergrößern. Daher wird es möglich, das Beugungsgitter 19 leicht herzustellen, mit dem die gebeugten Lichtstrahlen nullter Ordnung bei den Wellenlängen λ1 und λ2 mit hohem Wirkungsgrad erhalten werden können.
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Weiterhin ist bei dem binär geblazten Beugungsgitter, wenn die Pegeldifferenz d ein integrales Vielfaches von λ/(n – 1) ist, die Differenz in der Lichtpfadlänge aufgrund der Pegeldifferenz d ein integrales Vielfaches der Wellenlänge λ, so dass der höchste Wirkungsgrad der Beugung nullter Ordnung erhalten werden kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Pegeldifferenz d des Beugungsgitters 19 so eingestellt, dass sie d = mλ3/(n3 – 1) genügt, wobei n3 ein Brechungsindex des Beugungsgitters bei der Wellenlänge λ3 ist und m eine ganze Zahl größer als oder gleich 1 ist. Daher kann der höchste Wirkungsgrad der Beugung nullter Ordnung bei der Wellenlänge λ3 erhalten werden. Wenn die Wellenlänge λ1 auf 405 nm gesetzt ist und die Wellenlänge λ3 auf 780 nm gesetzt ist, beträgt das Verhältnis der Wellenlängen angenähert 1,92, was nahe 2 ist. Daher ist, wenn die Pegeldifferenz d so eingestellt ist, dass die Differenz in der Lichtpfadlänge ein integrales Vielfaches der Wellenlänge λ3 ist, die Differenz in der Lichtpfadlänge auch nahe einem integralen Vielfachen der Wellenlänge λ1. Daher können die hohen Wirkungsgrade der Beugung nullter Ordnung bei beiden Wellenlängen λ1 und λ3 erhalten werden. Als eine Folge wird es möglich, das Signal aus den Rückkehr-Lichtstrahlen mit den Wellenlängen λ1 und λ3 ausgezeichnet zu erfassen.
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Ausführungsbeispiel 2
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14 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration einer integrierten Laseremissionsvorrichtung 9 mit drei Wellenlängen (nachfolgend einfach als eine Laseremissionsvorrichtung 9 bezeichnet) gemäß dem Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Konfiguration der Laseremissionsvorrichtung 9 gegenüber dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel 1 unterschiedlich. Die Komponenten der optischen Aufnahmevorrichtung nach diesem Ausführungsbeispiel, die andere als die Laseremissionsvorrichtung 9 sind, sind dieselben wie diejenigen des vorbeschriebenen Ausführungsbeispiels 1.
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Die Laseremissionsvorrichtung 9 nach diesem Ausführungsbeispiel ist so ausgebildet, dass ein Halbleitersubstrat 7 vom monolithischen Typ, auf dem lichtemittierende Teile (Laserdioden) 5 und 6 gebildet sind, auf einem Halbleitersubstrat 1, auf dem ein lichtemittierender Teil (eine Laserdiode) 4 gebildet ist, befestigt ist, um ein Bauteil zu bilden. Der lichtemittierende Teil 4, der auf dem Halbleitersubstrat 1 gebildet ist, und die lichtemittierenden Teile 5 und 6, die auf dem Halbleitersubstrat 7 gebildet sind, emittieren jeweils die Lichtstrahlen mit den Wellenlängen λ1 (angenähert 405 nm), λ2 (angenähert 650 nm) und λ3 (angenähert 780 nm) gemäß den angelegten Spannungen. Weiterhin sind die Halbleitersubstrate 1 und 7 so ausgebildet, dass die Lichtemissionsposition des lichtemittierenden Teils 4 und die Lichtemissionsposition des lichtemittierenden Teils 6 einander angenähert dieselben sind, gesehen in der Richtung der optischen Achse des emittierten Lichts der Laseremissionsvorrichtung 9. Der lichtemittierende Teil 5 des Halbleitersubstrats 7 vom monolithischen Typ ist so ausgebildet, dass die Lichtemissionsposition von diesem einen Abstand von beispielsweise von 110 μm von der Lichtemissionsposition der lichtemittierenden Teile 4 und 6 hat.
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15 ist eine perspektivische Ansicht, die eine andere beispielhafte Konfiguration der Laseremissionsvorrichtung 9 gemäß dem Ausführungsbeispiel 2 zeigt. Die in 15 gezeigte Laseremissionsvorrichtung ist so ausgebildet, dass ein Halbleitersubstrat 3, auf dem ein lichtemittierender Teil (eine Laserdiode) 6 gebildet ist, auf einem Halbleitersubstrat 8 vom monolithischen Typ, auf dem lichtemittierende Teile (Laserdioden) 4 und 5 gebildet sind, so befestigt ist, dass ein Bauteil gebildet ist. Die lichtemittierenden Teile 4 und 5, die auf dem Halbleitersubstrat 8 gebildet sind, lichtemittierende Teile (Laserdioden) 4 und 5 gebildet sind, so befestigt ist, dass ein Bauteil gebildet ist. Die lichtemittierenden Teile 4 und 5, die auf dem Halbleitersubstrat 8 gebildet sind, und der lichtemittierende Teil 6, der auf dem Halbleitersubstrat 3 gebildet ist, emittieren jeweils die Lichtstrahlen mit den Wellenlängen λ1 (angenähert 405 nm), λ2 (angenähert 650 nm) und λ3 (angenähert 780 nm) gemäß den angelegten Spannungen. In dieser Hinsicht sind die Halbleitersubstrate 8 und 3 so ausgebildet, dass die Lichtemissionsposition des lichtemittierenden Teils 4 und die Lichtemissionsposition des lichtemittierenden Teils 6 angenähert miteinander dieselben sind, gesehen in der Richtung der optischen Achse des emittierten Lichts der Laseremissionsvorrichtung 9. Der lichtemittierende Teil 5 des Halbleitersubstrats 8 vom monolithischen Typ ist so ausgebildet, dass die Lichtemissionsposition von diesem einen Abstand von beispielsweise 110 μm von der Lichtemissionsposition der lichtemittierenden Teile 4 und 6 hat.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel (14 und 15) sind die Lichtemissionsposition des Lichtstrahls mit der Wellenlänge λ3 und die Lichtemissionsposition des Lichtstrahls mit der Wellenlänge λ1 angenähert dieselben, gesehen in der Richtung der optischen Achse des emittierten Lichts der Laseremissionsvorrichtung 9. Daher ist es möglich, dasselbe Ergebnis wie bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel 1 zu erhalten.
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Ausführungsbeispiel 3
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Bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel 1 ist die Anzahl von Pegeln P des Beugungsgitters 1 des Einstellelements 18 für die optische Achse auf 5 gesetzt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Anzahl von Pegeln P des Beugungsgitters 19 in dem Bereich von 4 bis 6 gesetzt. Die andere Ausbildung der optischen Aufnahmevorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist dieselbe wie bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel 1.
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Die Konfiguration des vorbeschriebenen, in 5 gezeigten Beugungsgitters 19 entspricht bei diesem Ausführungsbeispiel derjenigen in dem Fall, in welchem die Anzahl von Pegeln P auf 5 gesetzt ist. Wenn die Nutentiefe h des Beugungsgitters 19 (dessen Anzahl von Pegeln P in dem Bereich von 2 bis 8 ist) variiert wird, ändern sich der Wirkungsgrad der Beugung nullter Ordnung und der Wirkungsgrad der Beugung erster Ordnung bei den jeweiligen Wellenlängen, wie in den 6 bis 12 gezeigt ist. Weiterhin besteht eine in 13 gezeigte Beziehung zwischen der Anzahl von Pegeln P und dem Wirkungsgrad der Beugung erster Ordnung bei der Wellenlänge λ2, wenn die Wirkungsgrade der Beugung nullter Ordnung bei den Wellenlängen λ1 und λ3 nahezu ihre Maxima zeigen. Wie bei dem Ausführungsbeispiel 1 beschrieben wurde, werden die Daten des Brechungsindex entsprechend BK7 (ein allgemeines Glasmaterial) als der Brechungsindex des Beugungsgitters 19 bei der Berechnung verwendet.
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Wie in 13 gezeigt ist, ist, wenn die Anzahl von Pegeln P des Beugungsgitters 19 in dem Bereich von 4 bis 6 ist, der Wirkungsgrad der Beugung erster Ordnung bei der Wellenlänge λ2 (wenn die Wirkungsgrade der Beugung nullter Ordnung bei den Wellenlängen λ1 und λ3 ihr Maximum zeigen) größer als oder gleich 0,7, d. h., der hohe Wirkungsgrad der Beugung erster Ordnung kann erhalten werden. Im Allgemeinen wird, wenn die Menge des auf den Lichtdetektor 20 auftreffenden Lichts zunimmt, die Erfassung des Signals leichter. Daher wird es möglich, das Signal unter Verwendung des Lichtdetektors 20 ausgezeichnet zu erfassen, wenn die Anzahl von Pegeln P des Beugungsgitters 19 im Bereich von 4 bis 6 liegt.
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Wie vorstehend beschrieben ist, wird es durch Verwendung des binär geblazten Beugungsgitters 19, dessen Anzahl von Pegeln in dem Bereich von 4 bis 6 ist, möglich, den hohen Beugungswirkungsgrad des Rückkehr-Lichtstrahls mit der Wellenlänge λ2 sowie der Rückkehr-Lichtstrahlen mit den Wellenlängen λ1 und λ3 zu erhalten. Daher wird es möglich, das Signal unter Verwendung des Lichtdetektors 20 ausgezeichnet zu erfassen.
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Insbesondere ist, wenn die Anzahl von Pegeln P gleich 4 ist, die Anzahl von Stufen des Beugungsgitters 19 kleiner als in dem Fall, in welchem die Anzahl von Pegeln P gleich 5 oder 6 ist, und die Struktur wird einfacher. Daher besteht ein Vorteil dahingehend, dass die Herstellung des Beugungsgitters 19 einfach wird.
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Ausführungsbeispiel 4
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Bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel 1 ist der Brechungsindex des Beugungsgitters 19 des Einstellelements 18 für die optische Achse äquivalent dem Brechungsindex von BK7, d. h., einem allgemeinen Glasmaterial gesetzt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Material, das den folgenden Bedingungen genügt, als das Material des Beugungsgitters 19 ausgewählt. Die andere Konfiguration der optischen Aufnahmevorrichtung nach diesem Ausführungsbeispiel ist dieselbe wie bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel 1.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Material des Beugungsgitters 19 aus Materialien ausgewählt, bei denen der Brechungsindex n1 bei der Wellenlänge λ1 und der Brechungsindex n2 bei der Wellenlänge λ2 der Bedingung genügen: 1,0 ≦ (n1 – 1)/(n3 – 1) ≦ 1,08 (2)
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Bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel 1 wird die Wellenlänge λ1 als angenähert 405 nm ausgedrückt, und die Wellenlänge λ3 wird als angenähert 780 nm ausgedrückt. Jedoch haben die Wellenlängen der emittierten Lichtstrahlen der Halbleiter-Laseremissionsvorrichtung für Blauviolett und der Laseremissionsvorrichtung für CD bestimmte Bereiche, so dass λ1 = 405 ± 8 nm und λ3 = 780 ± 15 nm sind, d. h., die Wellenlängen λ1 und λ3 sind nicht immer 405 nm und 780 nm.
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Wie bei dem Ausführungsbeispiel 1 beschrieben wurde, kann der höchste Wirkungsgrad der Beugung nullter Ordnung erhalten werden, wenn die Pegeldifferenz d ein integrales Vielfaches von λ/(n – 1) ist. Daher ist die optimale Pegeldifferenz d bei der Wellenlänge λ1 ein integrales Vielfaches von λ1/(n1 – 1), und die optimale Pegeldifferenz d bei der Wellenlänge λ3 ist ein integrales Vielfaches von λ3/(n3 – 1). Das Verhältnis von λ3/λ1 ist angenähert 2. Unter Berücksichtigung der Differenz zwischen den Brechungsindizes n1 und n3 wird der höchste Wirkungsgrad der Beugung nullter Ordnung erhalten, wenn der folgenden Beziehung genügt ist: 2λ1/(n1 – 1) = λ3/(n3 – 1) (3)
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Durch Transformieren der vorbeschriebenen Gleichung (3) wird die folgende Gleichung (4) erhalten: (n1 – 1)/(n3 – 1) = 2λ1/λ3 (4)
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Durch Anwenden der vorgenannten Bereiche für die Wellenlängen der emittierten Lichtstrahlen (λ1 = 405 ± 8 nm, λ3 = 780 ± 15 nm) auf die Gleichung (4) wird die vorgenannte Gleichung (2) erhalten. Durch Ausbilden des Beugungsgitters 19 unter Verwendung des Materials, das der Gleichung (2) genügt, wird es möglich, die höchsten Wirkungsgrade der Beugung nullter Ordnung bei beiden Wellenlängen λ1 und λ3 unter Verwendung derselben Pegeldifferenz d zu erhalten. Durch Wählen des geeigneten Materials für Beugungsgitter 19 gemäß der Wellenlänge des emittierten Lichts der Laseremissionsvorrichtung 9 wird es möglich, die hohen Beugungswirkungsgrade bei den Wellenlängen λ1 und λ3 zu erhalten.
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Wie vorstehend beschrieben ist, wird bei diesem Ausführungsbeispiel das binär geblazte Beugungsgitter 19 aus dem Material gebildet, das 1,0 ≦ (n1 – 1)/(n3 – 1) ≦ 1,08 genügt, und daher wird es möglich, die hohen Wirkungsgrade der Beugung nullter Ordnung für beide Wellenlänge λ1 und λ3 zu erhalten und das Signal unter Verwendung des Lichtdetektors 20 ausgezeichnet zu erfassen, selbst wenn die Laseremissionsvorrichtung, die das Licht mit der Wellenlänge in einem Bereich emittiert, verwendet wird.
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Ausführungsbeispiel 5
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16 ist eine Ansicht, die eine grundsätzliche Konfiguration einer optischen Plattenvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 5 der vorliegenden Erfindung zeigt. Die optische Plattenvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel hat eine optische Aufnahmevorrichtung 100. Als die optische Aufnahmevorrichtung 100 ist es möglich, jede der optischen Aufnahmevorrichtungen gemäß den Ausführungsbeispielen 1 bis 4 zu verwenden.
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Die optische Plattenvorrichtung nach diesem Ausführungsbeispiel enthält einen Drehantriebsmechanismus 102, der eine DVD, eine CD oder eine optische Platte für blau-violetten Laser, der eine mehrfache Kapazität von der der DVD oder CD hat (nachfolgend als eine optische Platte 16 bezeichnet) hält und dreht. Der Drehantriebsmechanismus 102 bestimmt die Position der optischen Platte 16 an einem Einspannloch 16a, das in der Mitte der optischen Platte 16 gebildet ist, und dreht die optische Platte 16.
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Die optische Aufnahmevorrichtung 100 ist in einer solchen Weise angeordnet, dass die Objektivlinse der Informationsaufzeichnungsfläche der von dem Drehantriebsmechanismus 102 angetriebenen optischen Platte 16 zugewandt ist, und bewegt sich in der radialen Richtung der optischen Platte 16 mittels eines Zuführungsmechanismus 103. Die optische Aufnahmevorrichtung 100, der Drehantriebsmechanismus 102 und der Zuführmechanismus 103 werden durch eine Steuerschaltung 101 gesteuert. Die optische Aufnahmevorrichtung 100 führt eine Aufzeichnung, Wiedergabe oder beides von Informationen auf der optischen Platte 16 unter Verwendung des Lichts mit der gemäß dem Typ der optischen Platte 16 (DVD, CD oder eine optische Platte für blau-violetten Laser) ausgewählten Wellenlänge aus den Lichtstrahlen von drei Arten von Wellenlängen λ1, λ2 und λ3, die die Laseremissionsvorrichtung 9 (1) in der Lage zu emittieren ist, durch. Das von der optischen Platte 16 durch die optische Aufnahmevorrichtung 100 gelesene Signal wird durch eine Demodulationsschaltung 105 demoduliert.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die optischen Plattenvorrichtung unter Verwendung der in den Ausführungsbeispielen 1 bis 4 beschriebenen optischen Aufnahmevorrichtung ausgebildet, und daher kann die Herabsetzung der Größe und der Kosten der optischen Aufnahmevorrichtung erzielt werden.
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Bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen ist es, obgleich die jeweiligen Wellenlängen λ1, λ2 und λ3 angenähert 405 nm, angenähert 650 nm und angenähert 780 nm sind, möglich, jede beliebige Kombination aus anderen Wellenlängen gemäß dem Typ des zu verwendenden Aufzeichnungsmediums zu verwenden.
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Weiterhin wird bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen das binär geblazte Beugungsgitter 19 verwendet. Jedoch ist es nur erforderlich, ein Einstellelement für die optische Achse zu verwenden (nicht auf das binär geblazte Beugungsgitter beschränkt), das in der Lage ist, die optische Achse des Rückkehr-Lichtstrahls mit zumindest einer der Wellenlängen so einzustellen, dass die Rückkehr-Lichtstrahlen mit den Wellenlängen λ1, λ2 und λ3 von dem gemeinsamen Lichtdetektor 20 empfangen werden.
