DE3938639C2 - - Google Patents

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DE3938639C2 DE3938639A DE3938639A DE3938639C2 DE 3938639 C2 DE3938639 C2 DE 3938639C2 DE 3938639 A DE3938639 A DE 3938639A DE 3938639 A DE3938639 A DE 3938639A DE 3938639 C2 DE3938639 C2 DE 3938639C2
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Description

Die Erfindung betrifft eine optische Aufzeichnungs-/Wiedergabeeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Eine derartige optische Aufzeichnungs-/Wiedergabeeinrichtung ist bereits aus der EP 02 53 442 A1 bekannt. Zur Abtastung einer Vorlage gelangt bei dieser bekannten optischen Aufzeichnungs-/Wiedergabeeinrichtung ein Doppel- oder Zweifachgitter zur Anwendung, und zwar in Form eines ersten Beugungsgitters und eines zweiten Beugungsgitters, wobei das erste Beugungsgitter auftreffendes Licht erhält, das von einem optischen Aufzeichnungsmedium reflektiert worden ist und das auftreffende Licht in ein erstes Durchlicht und ein erstes gebeugtes Licht aufteilt. Das zweite Beugungsgitter ist so angeordnet, daß es das erste Durchlicht und das erste gebeugte Licht erhält und ein zweites Durchlicht und ein zweites gebeugtes Licht abgeben kann. Die bekannte Einrichtung umfaßt ferner Mittel zum Feststellen eines Spurführungs-Fehlersignals und Mittel zum Feststellen eines Fokussier-Fehlersignals. Die Spurführungs-Fehlersignal-Feststelleinrichtung und die Fokussier-Fehlersignal-Feststelleinrichtung sind annähernd in derselben Ebene angeordnet.
Das optische Aufzeichnungsmedium bei einer derartigen optischen Aufzeichnungs-/Wiedergabeeinrichtung kann beispielsweise die Form einer optischen Platteneinrichtung haben und es wird angestrebt, die Zugriffszeit bei derartigen optischen Platteneinrichtungen zu verringern, wozu es wichtig ist, die Größe und das Gewicht des gesamten optischen Systems zu verringern. In herkömmlichen Einrich­ tungen dieser Art, in welchen ein Spursignal, ein Fokussiersignal und ein photo-elektromagnetisches Signal durch einzelne optische Systeme festgestellt werden, ist eine große Anzahl optischer Teile und damit ein komplizierter Aufbau erforderlich. Folglich wird das Gewicht des optischen Abtasters größer und die Zugriffszeit wird zwangsläufig lang. Es ist daher der Versuch gemacht worden, die Größe und das Gewicht des optischen Abtasters dadurch zu verringern, daß ein hochdichtes (Beugungs-)Gitter als ein Teil des optischen Abtasters benutzt wird. In diesem System wird jedoch wegen des hochdichten Gitters der Beugungswinkel von gebeugtem Licht infolge von Schwankungen in der Wellenlänge des von einem Halbleiterlaser zugeführten Laserlichts in hohem Maße abgelenkt. Außerdem sind zwei Photosensoren, nämlich einer zum Feststellen eines Fokussiersignals und der andere zum Feststellen eines Spursignals, in einem großen Abstand voneinander angeordnet, was wiederum zu Schwierigkeiten beim Zusammenbau oder der Einstellung führt.
Angesichts der vorstehend angeführten Schwierigkeiten hat die Anmelderin in einer am 6. Januar 1989 eingereichten US-Patentanmeldung S.N. 2 94 466 einen optischen Abtaster vorgeschlagen, bei welchem ebenfalls ein Doppel- oder Zweifachgitter als Lichttrenneinrichtung verwendet ist, um eine Lichtsignal-Feststellfunktion in Form einer zusammengesetzten, integralen Anordnung zu realisieren. In diesem optischen Abtaster können Änderungen in einem Beugungswinkel infolge von Wellenlängenschwankungen in einer Lichtquelle stark verringert werden, da zwei (Beugungs-)Gitter des Zweifachgitters dazu dienen, derartige Wellenlängenschwankungen mit Hilfe der Doppelanordnung gegeneinander aufzuheben. In diesem optischen Abtaster geht das von der optischen Platte reflektierte Licht durch ein Objektiv und einen Polarisations-Strahlungsteiler hindurch, um auf eine Fokussierlinse und dann auf das Zweifach- oder Doppelgitter zu treffen. Dieses Doppelgitter läßt Licht durch, da ein erstes und ein zweites Gitter auf gegenüberliegenden Flächen eines Substrats angeordnet sind, wobei das erste Gitter, das als ein hochdichtes (Beugungs-)Gitter ausgebildet ist, auf einer Seite näher bei der Fokussierlinse angeordnet ist, während das zweite Gitter, das als ein Modulations-Abstandsgitter angeordnet ist, auf der Ausgangsseite festgelegt ist, von welcher das Licht austritt. Das Zweifachgitter ist in der Weise angeordnet, daß es unter einem vorherbestimmten Winkel bezüglich der optischen Achse des von der optischen Platte reflektierten Lichts geneigt ist.
In einer solchen Ausführung und Anordnung wird das Licht, das an dem Zweifachgitter durch die Fokussierlinse fokussiert worden ist, in ein gebeugtes Licht und Durchlicht aufgeteilt. Ein Fokussiersignal wird mittels einer Astigmatismusmethode festgestellt, bei welcher ein viergeteiltes Photosensorelement zum Empfangen des Durchlichts verwendet wird, während ein Spursignal durch ein Gegentaktverfahren festgestellt wird, bei welchem ein zweigeteiltes Photosensorelement zum Empfangen des gebeugten Lichts verwendet wird. Außerdem wird ein bestimmtes photo-elektromagnetisches Signal auf der optischen Platte dadurch abgenommen, daß die Differenz zwischen den Fühlausgängen der jeweiligen Photosensorelemente gebildet wird.
In dem vorerwähnten System mit dem Doppel- oder Zweifachgitter erfährt, selbst wenn Wellenlängenschwankungen in dem Laserlicht von dem Halbleiterlaser auftreten, das gebeugte Licht, das von dem Doppelgitter austritt, eine geringe Versetzung, und ist daher unempfindlich bezüglich des Einflusses der Wellenlängenschwankungen, da das erste und das zweite Gitter dazu dienen, die Wellenlängenschwankungen gegeneinander aufzuheben. Außerdem kann ein optischer Abtaster vorgesehen werden, der eine geringe Anzahl von Teilen und eine verhältnismäßig geringe Größe aufweist.
In dem vorerwähnten System, bei welchem das Doppel- oder Zweifachgitter verwendet ist, ergeben sich jedoch die folgenden Schwierigkeiten. Die erste Schwierigkeit besteht darin, daß, selbst wenn der Beugungsbildabstand an dem ersten Gitter gleich dem Beugungsbildabstand an dem zweiten Gitter gemacht wird, so daß Schwankungen in dem Beugungswinkel klein werden, die Schwankungen doch noch in einem gewissen Grad vorhanden sind, da sie auftreten, während das gebeugte Licht von dem ersten Gitter in dem Doppelgitter zu dem zweiten Gitter kommt. Folglich kann der Einfluß der Wellenlängenschwankungen nicht wirksam beseitigt werden.
Die zweite Schwierigkeit besteht darin, daß es zu einer starken Beschränkung bei einer Verringerung der Gesamtgröße des optischen Systems des optischen Abtasters kommt. Wenn der optische Abtaster dieses Systems weiter miniaturisiert werden soll, muß eine Fokussierlinse mit einer kleinen Brennweite f verwendet werden; da jedoch der Abstand zwischen den Photosensorelementen zum Feststellen eines Spursignals bzw. eines Fokussiersignals genau festgelegt ist, wird der Trennwinkel zwischen dem Durchlicht und dem gebeugten Licht in dem Doppel- oder Zweifachgitter zwangsläufig groß, und der Widerstand des Doppelgitters gegen Wellenlängenschwankungen verschlechtert sich. Somit wird der Nutzeffekt des gesamten optischen Abtasters beeinträchtigt und auch eine Verkleinerung der Gesamtgröße des optischen Systems des optischen Abtasters ist in hohem Maße eingeschränkt.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine optische Aufzeichnungs-/Wiedergabeeinrichtung der angegebenen Gattung zu schaffen, bei welcher die Gesamtgröße des optischen Systems der optischen Abtasteinrichtung miniaturisiert werden kann, jedoch gleichzeitig der Einfluß von Wellenlängenschwankungen wirksam herabgesetzt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Da die Spurfehlersignal- und die Fokussier-Fehlersignalfühleinrichtungen annähernd in derselben Ebene angeordnet sind und die Abstandsverteilungen des ersten und des zweiten Gitters in spezifischer Weise vorgeschrieben sind, kann der Widerstand des Doppel- oder Zweifachgitters gegen die Wellenlängenschwankungen verbessert werden, während der Trennwinkel zwischen dem zweiten Durchlicht und dem zweiten gebeugten Licht verringert wird. Folglich kann auch die Gesamtgröße des optischen Systems verringert werden, ohne dabei jedoch den Nutzeffekt und die Wirksamkeit des optischen Abtasters zu beeinträchtigen.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 14.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Vorderansicht des gesamten Auf­ baus einer ersten Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung;
Fig. 2 eine schematische perspektivische Darstellung eines Doppel- oder Zweifachgitters gemäß der er­ sten Ausführungsform;
Fig. 3 einen Teil einer schematischen perspektivischen Darstellung des Doppel- oder Zweifachgitters der ersten Ausführungsform;
Fig. 4 einen Teil einer schematischen Schnittansicht des Doppel- oder Zweifachgitters der ersten Ausfüh­ rungsform;
Fig. 5 einen Teil einer schematischen Draufsicht der zu­ lässigen Fläche einer Anordnung von Photosensor­ elementen der ersten Ausführungsform;
Fig. 6 einen Teil einer schematischen Draufsicht der zu­ lässigen Fläche der Anordnung von Photosensorele­ menten der ersten Ausführungsform;
Fig. 7 einen Teil einer schematischen Vorderansicht der ersten Ausführungsform;
Fig. 8(a) eine schematische Draufsicht der Konfiguration eines ersten Gitters in Fig. 7;
Fig. 8(b) eine schematische Draufsicht der Konfiguration eines zweiten Gitters in Fig. 7;
Fig. 9 eine schematische Draufsicht auf die Anordnung der in Fig. 7 dargestellten Photoelemente;
Fig. 10 einen Teil einer schematischen Vorderansicht einer zweiten Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung;
Fig. 11(a) eine schematische Draufsicht der Konfiguration des zweiten Gitters der Fig. 10;
Fig. 11(b) eine schematische Draufsicht der Anordnung der Pho­ toelemente in Fig. 10;
Fig. 12 einen Teil einer schematischen Vorderansicht einer dritten Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung;
Fig. 13(a) eine schematische Draufsicht der Konfiguration des zweiten Gitters der Fig. 12;
Fig. 13(b) eine schematische Draufsicht der Anordnung der Photosensorelemente der Fig. 12;
Fig. 14 einen Teil einer schematischen Vorderansicht einer vierten Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung;
Fig. 15(a) eine schematische Draufsicht der Konfiguration des ersten Gitters der Fig. 14;
Fig. 15(b) eine schematische Draufsicht der Konfiguration des zweiten Gitters der Fig. 14;
Fig. 16 eine schematische Draufsicht der Anordnung der Photosensorelemente der Fig. 14;
Fig. 17 einen Teil einer schematischen Vorderansicht einer fünften Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung;
Fig. 18 eine schematische Draufsicht eines optischen Sy­ stems einer herkömmlichen Einrichtung;
Fig. 19 eine schematische Draufsicht auf ein Doppel- oder Zweifachgitter, wobei der Aufteilwinkel darge­ stellt ist, und
Fig. 20 ein Vektordiagramm des Trennwinkels.
Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm des Gesamtaufbaus einer ersten Ausführungsform einer optischen Aufzeichnungs-/Wie­ dergabeeinrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung. Laserlicht, das von einem Halbleiterlaser 1 abgegeben worden ist, fällt durch eine Kopplungslinsenanordnung 2 und Strahlformungsprismen 3 und 4, wird dann an einer polarisierenden Fläche 5a eines Polarisations-Strahlteilers 5 polarisiert und dann durch ein Objektiv 6 auf einem optischen Aufzeichnungsmedium in Form einer photo-elektromagnetischen Platte 7 fo­ kussiert. Licht, das von der photo-elektromagnetischen Plat­ te 7 reflektiert worden ist, geht dann wieder durch das Ob­ jektiv 6 und den Polarisations-Strahlteiler 5 hindurch und wird dann von dem einfallenden Licht durch den Polarisations- Strahlteiler 5 abgetrennt. Das Licht, welches aus dem Polari­ sations-Strahlteiler 5 austritt, fällt dann auf eine Halb­ wellenlängenplatte 8, welche bewirkt, daß die Polarisations­ richtung des Lichts um einen Winkel von 45° gedreht wird. Dieses Licht fällt dann auf eine Fokussierlinsenanordnung 9 und dann auf ein Doppel- oder Zweifachgitter 10. (Im folgen­ den wird im allgemeinen nur noch von Zweifachgitter gespro­ chen.) Dieses Zweifachgitter 10 ist lichtdurchlässig und hat ein erstes Gitter 11 und ein zweites Gitter 12, welche auf gegenüberliegenden Seiten eines gemeinsamen Substrats 12 ausgebildet sind; das erste Gitter 11 ist auf der Seite an­ geordnet, welche der Fokussierlinsenanordnung 9 gegenüber­ liegt (d. h. auf der Einfallsseite), während das zweite Git­ ter auf der Austrittsseite angeordnet ist. Das Zweifachgit­ ter 10 ist auf der optischen Achse von reflektiertem Licht 13 von der photo-elektrischen Platte 7, d. h. auf der opti­ schen Achse des Objektivs 10 in der Weise angeordnet, daß die Längsachse des Zweifachgitters 10 um einen vorherbestimm­ ten Winkel bezüglich dieser optischen Achse geneigt ist. Die Austrittsseite des Zweifachgitters 10 ist mit einem zweige­ teilten Photosensorelement 16, welches als ein Spursignal fühlender Photosensor zum Aufnehmen eines zweiten Durchlich­ tes 14 dient, und mit einem viergeteilten Photosensorelement 17 versehen, welches als ein Fokussiersignal fühlender Photosen­ sor zum Aufnehmen eines zweiten gebeugten Lichts 15 dient.
In der vorstehend beschriebenen Anordnung und Ausführung wird Licht, das durch die Fokussierlinse 9 fokussiert und auf das Zweifachgitter 10 gelangt ist, in Durchlicht 14 und gebeugtes Licht 15 aufgeteilt. Das Durchlicht 14 wird einem Spurfeststellprozeß durch das zweigeteilte Photosensorelement 16 unterzogen, wobei ein sogenanntes Gegentaktverfahren be­ nutzt wird. Das gebeugte Licht 15, welches in einer Richtung entsprechend dem Modulationsabstand des Gitters 12 gebeugt wird, wird einem Brennpunkt-Feststellprozeß durch das vierge­ teilte Photosensorelement unterzogen, wobei eine Astigmatis­ musmethode angewendet wird. Photo-elektromagnetische Signale, welche auf der photo-elektromagnetischen Platte 7 aufgezeich­ net sind, werden abgetastet, indem die Differenz zwischen den Fühlausgängen von den entsprechenden Photosensorelemen­ ten 16 und 17 gebildet wird.
Das in der ersten Ausführungsform verwendete Zweifachgitter 10 wird im einzelnen anhand von Fig. 2 bis 6 erläutert. Das in Fig. 2 dargestellte Zweifachgitter 10 weist das transpa­ rente Substrat 18 sowie die lichtdurchlassenden ersten und zweiten Gitter 11 und 12 auf, welche auf gegenüberliegenden Seiten des Subtrats 18 angeordnet sind, wobei die Gitterebe­ nen des ersten und zweiten Gitters 11 und 12 parallel ange­ ordnet sind.
Wenn, wie in Fig. 3 dargestellt, dx und dy den Gitterabstand in der x- bzw. der y-Richtung auf der Einfallsseite darstel­ len, wenn dx′ und dy′ den Gitterabstand in der x- bzw. der y-Richtung auf der Austrittsseite darstellen, (l0, m0, n0) den Richtungsvektor des reflektierten Lichts 13 darstellen, welcher auf das Zweifachgitter 10 auftrifft, (l1, m1, n1) den Richtungsvektor eines ersten gebeugten Lichts 65 darstel­ len, welches durch das erste Gitter 11 gebeugt worden ist, und λ die Wellenlänge des gebeugten Lichts 65 darstellt, werden die folgenden Gleichungen (5) bis (7) erhalten:
l₁ = l₀ ± λ/dx (5)
m₁ = m₀ ± λ/dy (6)
Wenn (l₂, m₂, n₂) den Richtungsvektor des gebeugten Lichts 15 darstellen, welches durch das zweite Gitter 12 gebeugt worden ist, werden die folgenden Gleichungen (8) bis (10) erhalten:
l₂ = l₁ ∓ λ/dx′ (8)
m₂ = m₁ ∓ λ/dy′ (9)
Die x- und y-Koordinaten an einer Stelle, an welcher die z-Koordinate des gebeugten Lichts 15 T (T<0) ist, werden folgendermaßen dargestellt:
Wenn l₀<0 und m₀<0 ist, dann gilt: l₁=l₀- λ/dx, m₁=m₀-λ/dx, l₂=l₁+λ/dx′ und m₂=m₁+λ/dy′. Zu diesem Zeitpunkt werden Veränderungen in den x- und y-Richtungen während Wellenlängenschwankungen durch Δx und Δy dargestellt:
Δx und Δy werden, wie folgt, durch Berechnungen aus den Gleichungen (5) bis (14) erhalten:
Aus Gleichungen (3) und (4) ist zu ersehen, daß Δx und Δy bei entsprechenden Werten von dx, dx′ bzw. dy, dy′ klein gemacht werden kann. Folglich können, wenn angenommen wird, daß ein Mikroschwankungswert von 20 µm eine zulässige Schwankung dar­ stellt, welche an einer Lichtfleckstelle auftritt, wenn eine Wellenlängenschwankung, welche Δλ entspricht, wie in Fig. 4 dargestellt ist, durch die Instabilität des Betriebs eines Lasers hervorgerufen wird, die Werte von dx, dx′, dy und dy′ festgelegt werden, um den folgenden Beziehungen zu genügen:
20 µm ΔxΔλ (1)
20 µm ΔyΔλ (2)
(Wobei Δx und Δy durch Gleichungen (3) bzw. (4) dargestellt sind.)
Wenn ein Strahl aus parallelen Lichtstrahlen auf das Zwei­ fachgitter 10 fällt, sind die Werte von dx, dx′, dy und dy′ über der entsprechenden Gitterfläche dieselben; im Falle des Auftreffens eines Strahls aus nicht-parallelen Lichtstrahlen wird mit Hilfe von (l0, m0, n0) unter einzelnen Teilen des einfallenden Lichts unterschieden. Folglich kann jeder Wert von dx, dx′, dy und dy′ ausgewählt werden, um eine ganz be­ stimmte Verteilung zu zeigen, welche die Unterschiede von (l0, m0, n0) ausgleicht. Insbesondere soll das Gitter mit einer großen Fläche eine Zusammenstellung von vielen Gittern mit einer kleinen Fläche sein, und die Teile der jeweiligen Gitter können dann so ausgebildet sein, daß sie den vorer­ wähnten Beziehungen (1) und (2) genügen.
In dem Signalfühlsystem des optischen Abtasters, welcher das Zweifachgitter 10 benutzt, welches in der beschriebenen Art und Weise angeordnet ist, können die Photosensorelemente an verschiedenen Stellen eingesetzt werden. Wenn die zulässige Schwankung in der Lichtfleckstelle und die Größe von Wellen­ längenschwankungen festgesetzt werden, und die Bedingungen des einfallenden Lichts 13 eingestellt werden, kann die Po­ sition, an welcher das Photosensorelement 12 bezüglich der Position des Photosensorelements 18 einzustellen ist, durch Berechnungen erhalten werden, so daß den vorerwähnten Unglei­ chungen (1) und (2) genügt ist.
In Fig. 5 und 6 sind Beispiele der Berechnungsergebnisse dar­ gestellt. In jeder der Fig. 5 und 6 stellt ein schraffierter Teil die Fläche dar, in welcher der Lichtfleck von gebeugtem Licht infolge von Schwankungen in der Wellenlänge schwanken darf. Das Photosensorelement 17 ist bezüglich des Photosen­ sorelements 16 in diesem Bereich gesetzt. Wenn eine Brenn­ punkt-Feststellfunktion in der Praxis mit Hilfe von gebeug­ tem Licht erreicht wird, wird vorzugsweise eine Abstandsver­ teilung gewählt, bei welcher sich Astigmatismus ergeben kann, indem zumindest die Linsenanordnung 9, die Abstandsverteilun­ gen der Gitter 11 und 12 oder das Substrat 18 entsprechend vorgeschrieben werden.
Wenn in der in Fig. 1 dargestellten Ausführung die Linsenan­ ordnung 9 auf der Einfallsseite des Zweifachgitters 10 weg­ gelassen wird, kann der Astigmatismus noch dadurch erzeugt werden, daß zumindest die Abstandsverteilungen der Gitter 11 und 12 oder das Substrat 13 entsprechend vorgeschrieben wer­ den. Beispielsweise kann der Astigmatismus dadurch erzeugt werden, daß die Abstandsverteilung eines der Gitter 11 und 12 vorgeschrieben wird, um eine Licht-Fokussier-Charakteristik in einer Richtung zu haben, und indem die Abstandsverteilung in dem anderen der beiden Gitter 11 und 12 vorgeschrieben wird, um eine Licht-Fokussier-Charakteristik in zwei Richtun­ gen zu haben. Beispielsweise kann jedoch auch der Astigmatis­ mus erzeugt werden, indem nur die Abstandsverteilung eines der Gitter 11 und 12 entsprechend vorgeschrieben wird, um eine Licht-Fokussier-Charakteristik in zwei Richtungen zu haben, wobei die Fokussiergrade dieser beiden Richtungen sich etwas voneinander unterscheiden. In den vorerwähnten Beispielen kann der Astigmatismus unabhängig von dem Vorhandensein der Linsenanordnung 9 erzeugt werden. Natürlich muß die Abstands­ verteilung den Ungleichungen (1) und (2) genügen.
Selbst wenn in der in Fig. 1 dargestellten Anordnung die Fo­ kussierlinsenanordnung 9 entfallen ist, kann das Photosen­ sorelement in derselben Weise wie in dem vorstehend beschrie­ benen Fall an einer Position gesetzt werden, an welcher es nicht unter dem Einfluß von Wellenlängenschwankungen leidet. Obwohl bei diesem Einsetzen der Durchmesser des Durchlicht­ flecks zunehmen kann, stellt dies kein spezielles Problem dar, da das Photosensorelement 17 zum Aufnehmen von gebeug­ tem Licht 15 vorzugsweise in der z-Richtung getrennt von dem Photosensorelement 16 angeordnet sein kann, so daß das ge­ beugte Licht 15 und das Durchlicht 14 sich nicht überdecken oder einander nicht stören.
Wie oben beschrieben, kann gemäß der vorstehend beschriebe­ nen ersten Ausführungsform, um die Standfestigkeit gegenüber Schwankungen in der Wellenlänge zu verbessern, das Photosen­ sorelement 17 benachbart zu dem Photosensorelement 16 fest­ gelegt werden, oder das Photosensorelement 17 kann zwischen Photosensorelementen 16 festgelegt werden, oder das Photosen­ sorelement 17 kann an einer Stelle festgelegt werden, welche in der z-Richtung im Abstand von dem Photosensorelement 16 angeordnet ist.
Die Ausführungen und Anordnungen des Zweifachgitters 10 und der Photosensorelemente 16 und 17, welche in der ersten Aus­ führungsform der Erfindung verwendet sind, werden anhand von Fig. 7 bis 9 erläutert. Das Zweifachgitter 10 ist auf einer Fläche A, welche der Halbwellenlänge-Platte 8 gegenüberliegt, mit dem ersten Gitter 11 und auf einer Fläche B, welche dem ersten Gitter 11 gegenüberliegt, mit dem zweiten Gitter 12 versehen. Das erste Gitter 11 hat lineare Rillen, deren Ab­ stand P von der rechten zur linken Seite allmählich von dicht nach grob abgestimmt ist, wie in Fig. 8(a) dargestellt ist, während das zweite Gitter 12 konzentrische Rillen hat, deren Abstand P von rechts nach links allmählich von grob nach fein bzw. dicht abgestimmt ist, wie aus Fig. 8(b) zu ersehen ist.
Licht, welches durch das Zweifachgitter 10 durchgegangen ist, wird in Durchlicht 14 und gebeugtes Licht 15 aufgeteilt. Das Photosensorelement 16 mit zweigeteilten lichtempfindli­ chen Flächen a und b ist in dem Lichtweg des Durchlichts 14 angeordnet, während das Photoelement 17 mit einer vierge­ teilten lichtempfindlichen Fläche c, d, e und f angrenzend an das erste Photosensorelement 16 an der Stelle des Brenn­ punkts Q des gebeugten Lichts 15 angeordnet ist.
In einer derartigen Ausführung fällt dann Licht, das von der photo-elektromagnetischen Platte 7 reflektiert worden ist, und welches den Zustand eines ganz bestimmten Signals dar­ stellt, durch die Halbwellenlängenplatte 8 auf das erste Gitter 11. Das einfallende Licht wird durch das erste Gitter 11 in das erste Durchlicht 64, welches nicht gebeugt ist, aber sich in einer Richtung ausbreitet, und das erste gebeug­ te Licht 65 aufgeteilt, welches sich nicht in einer Richtung ausbreitet, sondern gebeugt wird und nur in einer Richtung fokussiert wird. Das gebeugte Licht 65, welches aus dem in einer Richtung fokussierten Licht besteht, läßt nur das zweite Gitter 12 mit den konzentrischen Rillen durch. Wäh­ rend dieser Zeit wird das gebeugte Licht 65 weiter durch das zweite Gitter 12 in ein gebeugtes Licht 15 mit Astigmatismus gebeugt. Auf diese Weise kann eine Wirkung, welche derjeni­ gen einer Zylinderlinse gleicht, realisiert werden, während sehr wenig von dem Durchlicht 64 selbst durch das zweite Gitter 12 gebrochen wird und sich durch dieses hindurch in einer Richtung ausbreitet, um ein Durchlicht 14 zu sein.
Wie vorstehend beschrieben, ist das Photosensorelement 17 an der Stelle des Brennpunkts Q angeordnet, an welchem der Lichtstrahl eine vollständige Kreisform auf dem Lichtweg des gebeugten Lichts 15 annimmt, welchem Astigmatismus gegeben wird, wenn es durch das Zweifachgitter 10 hindurchgeht. Folg­ lich kann der Wert von (c + 3)×(d + f) durch die Astigma­ tismus-Methode berechnet werden, um ein Fokussier-Fehlersig­ nal festzustellen, so daß eine Fokussier-Servosteuerung durchgeführt wird. Dagegen ist das zweigeteilte Photosensor­ element 16 in dem Lichtweg des Durchlichts 14 angeordnet, welches durch das Zweifachgitter 10 hindurchgegangen ist. Folglich kann der Wert von (a-b) durch das sogenannte Ge­ gentaktverfahren berechnet werden, um ein Spurfehlersignal festzustellen, so daß eine Spurführungs-Servosteuerung durchgeführt wird. Die Polarisationsebene des Lichts, das von der photo-elektromagnetischen Platte 7 reflektiert wor­ den ist, wird um ± R (R = 0,3°C) durch den magneto-opti­ schen Kerr-Effekt gedreht, und das Licht 13 geht durch die Halbwellenlänge-Platte 8 hindurch. Folglich kann, da sich das Intensitätsverhältnis des Durchlichts 14 zu dem gebeug­ ten Licht 15 an dem ersten Gitter 11 ändert, der Wert von (a + b) - (c + d + e + f) berechnet werden, um ein photo- elektromagnetisches Signal festzulegen, so daß der Zustand eines ganz bestimmten Signals auf der photo-elektromagneti­ schen Platte 7 ausgelesen werden kann.
Eine zweite Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung wird nachstehend anhand von Fig. 10, 11(a) und 11(b) beschrieben. Da in der folgenden Beschreibung der Gesamtaufbau der photo-elektro­ magnetischen Wiedergabeeinrichtung im wesentlichen derselbe wie bei der ersten in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist, wird dies nicht nochmals beschrieben.
In der zweiten Ausführungsform ist das Photosensorelement 17 angrenzend an das erste Photosensorelement 16 an einer Stel­ le angeordnet, die zu der in der ersten Ausführungsform dar­ gestellten Stelle entgegengesetzt ist. In dieser Ausführungs­ form ist die optische Weglänge des gebeugten Lichts 15, wel­ ches durch das Zweifachgitter 20 hindurchgegangen ist, grö­ ßer und die Lage des Brennpunktes Q ist nach rückwärts ver­ schoben, und es ist daher notwendig, das zweite Photosensor­ element 17 um einen entsprechenden Wert nach rückwärts zu verschieben. Wenn die optische Weglänge zu ändern ist, um das zweite Photosensorelement 17 an einer solchen rückwärti­ gen Stelle anzuordnen, müssen Rillen auf einem zweiten Git­ ter 22 in einer Konfiguration ausgebildet werden, in welcher die konzentrischen Rillen in einem Abstand P voneinander an­ geordnet sind, welcher von der Mitte zu der Peripherie der konzentrischen Kreise allmählich dichter wird, und welcher grober als der in Fig. 8(b) dargestellte Abstand P ist. Das erste Gitter 11 des Zweifachgitters 20 ist in einer Konfigu­ ration mit linearen Rillen ausgebildet, deren Abstand P wie in der ersten vorstehend beschriebenen Ausführungsform allmäh­ lich moduliert bzw. angepaßt wird. Das Verfahren zum Fest­ stellen eines Fokussier-Fehlersignals, eines Spurführungs- Fehlersignals und eines photo-elektromagnetischen Signals ist ähnlich dem, was in Verbindung mit der ersten Ausführungsform beschrieben worden ist. Folg­ lich kann durch Ändern der Konfiguration (des Abstandes der Rillen) des zweiten Gitters 22, wie in der zweiten Ausführungsform dargestellt ist, der Freiheitsgrad bei der Ausführung weiter erhöht werden.
Eine dritte Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung wird anhand von Fig. 12 und 13 erläutert. Da der Gesamtaufbau der photo-elek­ tromagnetischen Wiedergabeeinrichtung im wesentlichen der­ selbe ist, wie bei der ersten, in Fig. 1 dargestellten Aus­ führungsform, wird er nicht noch einmal beschrieben.
In der dritten Ausführungsform ist das Photosensorelement 17 angrenzend an das erste Photosensorelement 16 an einer Stel­ le oberhalb von diesem angeordnet, wie in Fig. 13(b) darge­ stellt ist. In dieser Anordnung ändert sich die optische Weglänge des gebeugten Lichts 15, und die Lage des Brenn­ punkts Q ist ebenfalls zu einer Stelle über dem Photosen­ sorelement 16 geschoben. Daher müssen die konzentrischen Rillen auf einem zweiten Gitter 32 eines Zweifachgitters 30 eine Konfiguration haben, in welcher der Mittelpunkt der konzentrischen Kreise bezüglich der Mitte des beispielsweise in Fig. 11(a) dargestellten konzentrischen Musters nach oben verschoben ist, wie in Fig. 13(a) dargestellt ist. Wenn dage­ gen das Photoelement 17 an eine Stelle unter dem ersten Pho­ tosensorelement 16 zu positionieren ist, müssen die konzen­ trischen Linien auf dem zweiten Gitter 32 eine Konfiguration haben, in welcher der Mittelpunkt der konzentrischen Kreise bezüglich der Mitte des beispielsweise in Fig. 11(a) darge­ stellten, konzentrischen Musters nach unten verschoben ist. Mit jeder dieser Anordnungen können Vorteile und Wirkungen erreicht werden, welche denjenigen der vorbeschriebenen, zweiten Ausführungsform entsprechen.
Wie oben beschrieben, kann bei jeder ersten, zweiten und dritten Ausführungsform eine Abstandsverteilung eingestellt werden, bei welcher Licht wirksam verwendet werden kann, ohne daß die Gefahr besteht, daß sich Durchlicht und reflek­ tiertes Licht überdecken und einander stören, und welche Schwankungen in einer Lichtfleckposition infolge von Wellen­ längenschwankungen unterdrücken kann.
Eine vierte Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung wird nachstehend anhand von Fig. 14 bis 16 erläutert. Da der Gesamtaufbau der photo-elektromagnetischen Wiedergabeeinrichtung im wesentli­ chen derselbe ist wie bei der ersten in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform, wird er nicht noch einmal erläutert.
In der vierten in Fig. 14 dargestellten Ausführungsform ist die Fokussierlinsenanordnung 9 weggelassen. Aus diesem Grund ist ein Zweifachgitter 40, welches in der vierten Ausfüh­ rungsform eine Lichttrenneinrichtung darstellt, mit einem zweiten Gitter 42 versehen, das eine Gitterstruktur hat, welche eine linsenähnliche Wirkung hat, wie in Fig. 15b dargestellt ist, und welche Astigmatismus hat. Ein erstes Gitter 41 hat, wie in Fig. 15(a) dargestellt, eine Struktur mit einem hochdichten, konstanten Abstand. Der Abstand der Mittelpunkte der Rillen des zweiten Gitters 42 ist im we­ sentlichen gleich oder kommt dem Abstand der Rillen des er­ sten Gitters 41 nahe. In der vierten Ausführungsform wird gebeugtes Licht 15, welches aus dem zweiten Gitter 42 aus­ tritt, von dem viergeteilten Photosensorelement 17 aufgenom­ men, welches als ein das Brennpunktsignal fühlender Photo­ sensor dient, während Durchlicht 14 von einem Satz zweige­ teilter Photosensorelemente 16 aufgenommen wird, welche als ein Spursignal feststellender Photosensor dienen. Wie in Fig. 16 dargestellt ist das viergeteilte Photosensorelement 17 zwischen den zweigeteilten Photosensorelementen 16 ange­ ordnet.
In einer derartigen Ausführung und Anordnung geht Licht, das von der photo-elektromagnetischen Platte 7 reflektiert wor­ den ist, durch den Polarisations-Strahlteiler 5 hindurch und fällt wieder auf das Zweifachgitter 40. Das erste Gitter 41, das auf der Einfallsseite festgelegt ist, trennt das Durch­ licht 14 und das gebeugte Licht 15, welches linear-polari­ siertes Licht ist, welche einander unter dem Polarisations­ winkel kreuzen. Das zweite Gitter 42 auf der Austrittsseite läßt zu, daß das Licht, welches von dem ersten Gitter 41 durchgelassen worden ist, sich allmählich parallel ausbrei­ tet, während das Licht, welches durch das erste Gitter 41 gebeugt worden ist, beträchtlich gebeugt worden ist, wodurch konvergiertes Licht mit Astigmatismus gebildet wird. Da der Abstand der Mittelpunkte der Rillen des zweiten Gitters 42 im wesentlichen gleich dem Abstand der Rillen des ersten Gitters 41 ist, bilden das Durchlicht 14 und das gebeugte Licht 15, welche von dem Zweifachgitter 40 erzeugt worden sind, auf den Photosensorelementen 16 und 17 konzentrische Kreise, deren Mittelpunkte sich im wesentlichen fast decken. Mit anderen Worten, der Trennwinkel R zwischen dem Durch­ licht 14 und dem gebeugten Licht 15 ist R = 0 oder R ≃ 0. Da diese Gitter 41 und 42 keine wesentliche Wirkung auf das Durchlicht 14 haben, kann es mittels des zweigeteilten Pho­ tosensorelements 16 gefühlt werden, wobei ein bereits bisher verwendetes Gegentaktverfahren benutzt wird. Da das gebeugte Licht 15 Astigmatismus hat, kann es mittels des viergeteil­ ten Photosensorelements 17 durch Anwenden eines Astigmatis­ mus-Verfahrens festgestellt werden. Ein photo-elektromagnetisches Signal auf der photo-elektromagnetischen Platte 7 kann abge­ nommen werden, indem die Differenz zwischen der Gesamtlicht­ menge, welche auf das zweigeteilte Photosensorelement 16 auf­ trifft und die Gesamtlichtmenge, welche auf das viergeteilte Photosensorelement 17 auftrifft, erhalten wird.
Wie oben beschrieben, ist die Konfiguration und die Anord­ nung der vierten Ausführungsform so, daß der Trennwinkel zwischen dem gebeugten Licht 15 und dem Durchlicht 14 an den Zweifachgitter 40 Null (0) oder nahe Null (0) ist. Folg­ lich wird durch die Schwankungen in der Wellenlänge kein Versatz in dem Trennwinkel hervorgerufen.
Dieser Punkt wird im einzelnen nachstehend anhand von Fig. 19 und 20 erläutert. Der Trennwinkel R zwischen dem Durchlicht 14 und dem gebeugten Licht 15 soll durch Einstellen der zen­ tralen Abstände eines ersten Gitters 107 und eines zweiten Gitters 108, welche beide ein Zweifachgitter 106 bilden, be­ liebig eingestellt werden, wobei der Winkel R durch die Ab­ stände zwischen dem Zweifachgitter 106 und den Photosensor­ elementen 16 und 17 sowie durch den Abstand zwischen den Photosensorelementen 16 und 17 bestimmt wird. Wenn die Pho­ tosensorelemente 16 und 17 in einem bestimmten Abstand von­ einander angeordnet sind, kann der auf dem Zweifachgitter 106 basierende Trennwinkel R nicht Null gemacht werden, und die Photosensorelemente 16 und 17 sind mehr oder weniger dem Einfluß von Wellenlängenschwankungen ausgesetzt.
Wenn λ1 die Wellenlänge von Licht 13 darstellt, welches auf das Zweifachgitter 106 fällt, λ2 eine Wellenlänge des Lichts 13 darstellt, nachdem Wellenlängenschwankungen aufge­ treten sind, x1 und x2 Phasenkonstanten sind, welche den Wellenlängen λ1 bzw. λ2 entsprechen, Ri den Eingangswinkel in das erste Gitter 107 darstellt, R den Trennwinkel zwi­ schen dem gebeugten Licht 15 und dem Durchlicht 14 darstellt, K1 die Gitterkonstante des ersten Gitters 102 und K2 die zen­ trale Gitterkonstante des zweiten Gitters 102 darstellen, wird die durch die folgende Gleichung wiedergegebene Bezie­ hung erhalten (siehe Fig. 20):
x₁ sin Ri - x₁ sin (Ri - R) = K₁ - K₂ (15)
Die Gleichung (15) ist eine Grundgleichung bezüglich des Beugungs­ winkels des Zweifachgitters 106. Wenn die Gleichung (15) hinsicht­ lich des Trennwinkels R gelöst wird, dann ergibt sich:
Wenn dagegen der Trennwinkel beim Auftreten von Wellenlängen­ schwankungen durch R′ dargestellt ist, beträgt der Trennwin­ winkel R′:
Somit beträgt ein Versatz ΔR in dem Trennwinkel beim Vor­ handensein von Wellenlängenschwankungen:
Aus Gleichung (18) ist zu ersehen, daß Δ R ≠ 0, da x1 ≠ x2 ist. Folglich kann, wie oben beschrieben, bei dem Zweifachgitter- System der Einfluß von Wellenlängenschwankungen nicht immer ignoriert werden. Bei der vierten Ausführungsform wird je­ doch K1 = K2 und folglich R = 0 aus Gleichung (18) unter der Vor­ aussetzung erhalten, daß der Abstand der Mittelpunkte der Rillen des zweiten Gitters 42 derselbe ist wie der Abstand der Rillen des ersten Gitters 41. Folglich hat der Einfluß von Wellenlängenschwankungen in einem Halbleiterlaser u. ä. keine wesentliche Wirkung auf Lichtfleckpositionen, oder ist so klein, daß er ignoriert werden kann. Wie oben beschrieben, zeichnet sich die vierte Ausführungsform dadurch aus, daß sie nicht durch Wellenlängenschwankungen beeinflußt wird. Wie ebenso aus Fig. 14 ersehen werden kann, erfordert die vierte Ausführungsform keine Fokussierlinsenanordnung, so daß eine weitere Miniaturisierung der Einrichtung möglich ist.
Eine fünfte Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung wird anhand von Fig. 17 erläutert. Diese Ausführungsform gleicht der vierten Ausführungsform, außer daß die Abstände der Rillen eines er­ sten Gitters 51 und eines zweiten Gitters 52 eines Zweifach­ gitters 50 verschieden sind und die in Fig. 1 dargestellte Fokussierlinsenanordnung 9 verwendet ist. Wenn eine solche Fokussierlinsenanordnung 9 mit dem Aufbau der vierten Aus­ führungsform kombiniert wird, kann die Größe des zweigeteil­ ten Photosensorelements 16 zum Feststellen eines Spursignals im Vergleich zu der vierten Ausführungsform klein gemacht werden, so daß auch mit hochmoduliertem Licht gearbeitet werden kann. In der fünften Ausführungsform kann ein Astig­ matismus zu Fokussierzwecken durch die Kombination der Fo­ kussierlinsenanordnung 9 und des Zweifachgitters 50 erhal­ ten werden, und die Größe des viergeteilten Photosensorele­ ments 17 kann im Vergleich zu der vierten Ausführungsform ebenfalls klein ausgeführt werden.
Nebenbei bemerkt können das erste und das zweite Gitter, welche in jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsfor­ men verwendet sind, beispielsweise durch ein Verfahren her­ gestellt werden, welches die Schritte aufweist, das erste Gitter auf einer Fläche eines Substrats nach der 2P-Methode vervielfältigen, beide die Flächen auf dem Substrat zueinan­ der ausrichten und das zweite Muster auf der anderen Fläche nach der 2P-Methode vervielfältigen.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird das zweite gebeugte Licht 15 als das Fokussier-Fehlersignal ver­ wendet, und das zweite Durchlicht 14 wird als Spurführungs- Fehlersignal verwendet; jedoch kann das zweite gebeugte Licht 15 auch als das Spurführungs-Fehlersignal, das von dem Photosensorelement 16 aufgenommen wird, verwendet werden, während das zweite Durchlicht 14 als das Fokussierfehlersig­ nal verwendet werden kann, welches mittels des Photosensor­ elements 17 aufgenommen wird.
Um einen Vergleich zu ermöglichen, wird eine herkömmliche optische Aufzeichnungs-/Wiedergabeeinrichtung anhand von Fig. 18 beschrieben, in welcher dieselben Elemente wie die in Fig. 1 dargestellten Elemente mit denselben Bezugszeichen be­ zeichnet sind. In dieser herkömmlichen Einrichtung wird Licht, das von der photo-elektromagnetischen Platte 7 re­ flektiert worden ist, durch den Strahlteiler 5 wieder re­ flektiert, geht dann durch das Halbwellenlängen-Plättchen 8 hindurch und wird dann in ein optisches Signalfühlsystem 100 geleitet.
In dem optischen Signalfühlsystem 100 fällt das reflektierte Licht über zwei Linsenelemente 101 (von denen eines eine Konvexlinse und das andere eine Konkavlinse ist) auf einen Polarisations-Strahlteiler 102. Das auftreffende Licht wird dann in zwei Lichtstrahlen aufgeteilt, von denen einer sich in einer Richtung ausbreitet, während der andere reflektiert wird. Das sich in einer Richtung ausbreitende Licht wird auf ein Spur-Photosensorelement 103 mit einer zweigeteilten lichtempfindlichen Fläche geleitet, und durch das Photosen­ sorelement 103 wird ein Spurfehlersignal gefühlt, so daß eine Spurführungs-Servosteuerung durchgeführt wird. Das re­ flektierte Licht wird auf ein Brennpunkt-Photosensorelement 105 mit einer viergeteilten lichtempfindlichen Fläche gelei­ tet, und mittels des Elements 105 wird ein Fokussier-Feh­ lersignal festgestellt, so daß eine Brennpunkt-Servosteue­ rung durchgeführt wird. Außerdem wird ein photo-elektromag­ netisches Signal für eine Wiedergabe abgetastet, indem die Differenz zwischen der Lichtmenge, welche von der zweige­ teilten, lichtempfindlichen Oberfläche des Photoelements 103 und der Lichtmenge erhalten wird, welche von der viergeteil­ ten lichtempfindlichen Oberfläche des Photosensorelements 105 erhalten worden ist.
Die herkömmliche, in Fig. 18 dargestellte Einrichtung erfor­ dert eine große Anzahl Teile, insbesondere in dem optischen Signalfeststellsystem 100 mit dem Ergebnis, daß übermäßig zeitaufwendige Arbeitsgänge erforderlich sind, um einzelne Teile während der Montage genau in die richtige Position zu bringen. Da ferner eine derart große Anzahl Teile enthalten sind, ist es sehr schwierig, die Größe und das Gewicht des gesamten optischen Systems zu verringern, so daß die herkömm­ liche Anordnung eine viel geringere Rentabilität und Lei­ stungsfähigkeit aufweist.
Wie oben beschrieben, ist in jeder der erläuterten Ausführungsformen ein optischer Abtaster vorgesehen, bei welchem ein Doppel- oder Zweifachgitter als eine optische Signalfühleinrichtung verwendet ist. Der optische Abtaster ist so angeordnet, daß ein Photosensorelement für gebeugtes Licht und ein Photosensorelement für Durchlicht annähernd in derselben Ebene angeordnet sind, und die Abstandsverteilun­ gen der ersten und zweiten Gitter durch Ungleichungen (1) und (2) vorgeschrieben sind.
Folglich können die folgenden Hauptvorteile erreicht werden: Erstens kann leicht ein photo-elektromagnetisches Signal für eine Wiedergabe, ein Spurfehlersignal und ein Fokussier- Fehlersignal trotz einer Wellenlängenänderung festgestellt werden. Zweitens kann die Anzahl Teile, die in dem optischen Signalfühlsystem zu verwenden sind, in hohem Maße verringert werden, so daß die Größe und das Gewicht des gesamten, opti­ schen Lichtabtastsystems weiter verringert werden kann, drittens können, da Montagevorgänge viel einfacher durchge­ führt werden können, zeitaufwendige Tätigkeiten entfallen, wodurch die Leistungsfähigkeit weiter verbessert ist.

Claims (14)

1. Optische Aufzeichnungs-/Wiedergabeeinrichtung, mit einem Doppel- oder Zweifachgitter, nämlich ein erstes Beugungsgitter und ein zweites Beugungsgitter, wobei das erste Gitter auftreffendes Licht erhält, das von einem optischen Aufzeichnungsmedium reflektiert worden ist, und das auftreffende Licht in ein erstes Durchlicht und ein erstes gebeugtes Licht aufteilt, und wobei das zweite Gitter das erste Durchlicht und das erste gebeugte Licht erhält und ein zweites Durchlicht und ein zweites gebeugtes Licht abgibt;
mit einer Einrichtung zum Feststellen eines Spurführungs-Fehlersignals; und
mit einer Einrichtung zum Feststellen eines Fokussier-Fehlersignals, wobei die Spurführungs-Fehlersignal-Feststelleinrichtung und die Fokussier-Fehlersignal-Feststelleinrichtung annähernd in derselben Ebene angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
  • - daß das erste und das zweite Beugungsgitter jeweils auf den Oberflächen eines gemeinsamen Substrats ausgebildet sind,
  • - daß entweder das zweite Durchlicht oder das zweite gebeugte Licht der Einrichtung zum Feststellen eines Spurfehlersignals zugeführt wird, während der andere Teil des zweiten Lichts, also entweder das zweite gebeugte Licht oder das Durchlicht, der Einrichtung zum Feststellen eines Fokussier-Fehlersignals zugeführt wird, und
  • - daß bei Wellenlängenschwankungen Δλ des verwendeten Aufzeichnungs-/Wiedergabelichts Abstandsverteilungen in dem ersten Gitter und in dem zweiten Gitter durch die folgenden Ungleichungen (1) und (2) vorgeschrieben sind: 20 µm ΔxΔλ (1)20 µm ΔyΔλ (2)wobei die durch Δx und Δy dargestellten Veränderungen in den x- und y-Richtungen eines zu der Gitterebene parallelen Koordinatensystems bestimmt sind durch wobei bedeuten
    dx: den Abstand des ersten Gitters in x-Richtung
    dy: den Abstand des ersten Gitters in y-Richtung
    dx′: den Abstand des zweiten Gitters in x-Richtung
    dy′: den Abstand des zweiten Gitters in y-Richtung
    t: Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Gitter
    l₀: Vektor des auftreffenden Lichts in x-Richtung
    m₀: Vektor des auftreffenden Lichts in y-Richtung
    n₀: Vektor des auftreffenden Lichts in z-Richtung
    λ: Wellenlänge des auftreffenden Lichts
    T: Abstand zwischen dem zweiten Gitter und der Ebene in z-Richtung, auf welcher Detektoren angeordnet sind, und
    20 µm: zulässige Wellenlängen-Schwankungsgrenze eines Lichtflecks auf der Ebene, auf welcher Detektoren angeordnet sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fokussier-Fehlersignal-Feststelleinrichtung benachbart zu der Spurführungs-Fehlersignal-Feststelleinrichtung angeordnet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spurführungs-Fehlersignal-Feststelleinrichtung zwei geteilte Photosensoren aufweist und daß die Fokussier-Fehlersignal-Feststelleinrichtung zwischen den zwei geteilten Photosensoren angeordnet ist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite gebeugte Licht in ein fokussiertes Licht mit Astigmatismus geformt ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite gebeugte Licht in ein fokussiertes Licht geformt ist und das Substrat angepaßt ist, um dem zweiten gebeugten Licht Astigmatismus zu geben.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Fokussierlinsenanordnung, welche zwischen dem optischen Aufzeichnungsmedium und dem Doppel-Zweifachgitter angeordnet ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fokussierlinsenanordnung und das Substrat so ausgebildet sind, um das zweite gebeugte Licht in ein fokussiertes Licht mit Astigmatismus zu formen.
8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zweite gebeugte Licht mit Hilfe der Fokussierlinsenanordnung in ein fokussiertes Licht mit Astigmatismus geformt ist
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4, 7 oder 8, da­ durch gekennzeichnet, daß eines der beiden Gitter eine Lichtfokussier-Charakteristik in einer Richtung und das andere Gitter eine Lichtfokussier-Charakteristik in zwei Richtungen hat.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4, 7 oder 8, da­ durch gekennzeichnet, daß eines der beiden Gitter keine Lichtfokussier-Charakteristik hat, und das andere Gitter eine Lichtfokussier-Charakteristik in zwei Richtungen hat.
11. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eines der beiden Gitter einen Modulationsabstand mit geraden Rillen hat, und das andere Gitter einen Modulationsabstand mit gekrümmten Rillen hat.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die gekrümmten Rillen konzentrisch ausgebildet sind.
13. Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden Gitter einen konstanten Abstand mit geraden Rillen, und das andere Gitter einen sich ändernden Abstand bei gekrümmten Rillen hat.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die gekrümmten Rillen konzentrisch ausgebildet sind.
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5243583A (en) * 1989-04-06 1993-09-07 Ricoh Company, Ltd. Optical pickup device with dual grating element
US5050153A (en) * 1989-06-06 1991-09-17 Wai-Hon Lee Semiconductor laser optical head assembly
JPH03213802A (ja) * 1990-01-18 1991-09-19 Ricoh Co Ltd 回折格子
CA2043978C (en) * 1990-06-13 1999-08-10 Yoshio Yoshida Polarization diffraction element and polarization detector employing the same
JP2894808B2 (ja) * 1990-07-09 1999-05-24 旭光学工業株式会社 偏光を有する光学系
JP2798185B2 (ja) * 1990-07-26 1998-09-17 キヤノン株式会社 光磁気式情報再生装置用光学ヘッド
US5245596A (en) * 1991-06-26 1993-09-14 Eastman Kodak Company Optical head having a grating with a doubly periodic structure
US5258871A (en) * 1992-06-01 1993-11-02 Eastman Kodak Company Dual diffraction grating beam splitter
US5434708A (en) * 1992-09-08 1995-07-18 Eastman Kodak Company Optical reproducing apparatus ultilizing a polarization beam splitter
JP2810281B2 (ja) * 1992-09-28 1998-10-15 シャープ株式会社 偏光検出装置
US5360970A (en) * 1992-12-29 1994-11-01 Eastman Kodak Company Apparatus and method for a single return path signal sensor system
JPH08221789A (ja) * 1995-02-14 1996-08-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光情報処理装置
WO1996036892A1 (en) * 1995-05-19 1996-11-21 Cornell Research Foundation, Inc. Cascaded self-induced holography
JP4336412B2 (ja) * 1998-06-16 2009-09-30 キヤノン株式会社 回折光学素子及びそれを用いた光学系
US6606432B2 (en) * 2000-05-03 2003-08-12 Georgia Tech Research Corp. Phase mask consisting of an array of multiple diffractive elements for simultaneous accurate fabrication of large arrays of optical couplers and method for making same
IL136849A (en) * 2000-06-18 2004-09-27 Beamus Ltd Optical dynamic devices particularly for beam steering and optical communication
US7064900B2 (en) * 2001-11-22 2006-06-20 Sony Corporation Optical pickup device and optical disk device and optical device and composite optical element
KR100536361B1 (ko) * 2003-12-10 2005-12-12 삼성전기주식회사 광 픽업장치
JP4412142B2 (ja) * 2003-12-19 2010-02-10 Tdk株式会社 光ヘッド
JP2005203011A (ja) * 2004-01-14 2005-07-28 Pioneer Electronic Corp 2波長レーザモジュール及び光ピックアップ装置
JP2006106435A (ja) * 2004-10-06 2006-04-20 Canon Inc 光学機器
US7978060B2 (en) * 2005-02-14 2011-07-12 Inteligistics, Inc. Identification system
CN101430394B (zh) * 2007-11-05 2011-03-23 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 衍射光学元件

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1474049A (en) * 1974-01-12 1977-05-18 Leitz Ernst Gmbh Arrangement for the modulation of light
JPS58130448A (ja) * 1982-01-28 1983-08-03 Toshiba Corp 光学的情報読取装置の回折格子レンズ
US4729640A (en) * 1984-10-03 1988-03-08 Canon Kabushiki Kaisha Liquid crystal light modulation device
CA1257392A (en) * 1985-03-20 1989-07-11 Masayuki Kato Optical pickup with hologram lenses
NL8601876A (nl) * 1986-07-18 1988-02-16 Philips Nv Inrichting voor het aftasten van een optische registratiedrager.
JPH0738260B2 (ja) * 1987-04-01 1995-04-26 日本電気株式会社 光磁気用光ヘツド装置
NL8800133A (nl) * 1988-01-21 1989-08-16 Philips Nv Inrichting voor het met optische straling aftasten van een informatievlak.

Also Published As

Publication number Publication date
DE3938639A1 (de) 1990-05-23
US5029154A (en) 1991-07-02
FR2639460A1 (fr) 1990-05-25
FR2639460B1 (fr) 1993-05-21

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