DE69434502T2 - Zusammengesetzte Objektivlinse mit zwei Brennpunkten und Vorrichtung mit dieser Linse - Google Patents

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

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennpunktsteuerverfahren zur Verwendung mit zumindest zwei Arten von Informationsmedien wie ein optisches Medium oder ein magnetooptisches Medium wie eine optische Platte oder eine optische Karte mit dem optischen Bilderzeugungssystem.
  • 2. BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK
  • Eine optische Speichertechnik wurde in die Praxis eingeführt, um eine optische Platte herzustellen, in der ein aus einer Reihe von Vertiefungen gebildetes Vertiefungsmuster gezeichnet wird, um Informationen aufzuzeichnen. Die optische Platte wird als Informationsmedium mit hoher Dichte und großer Kapazität genutzt. Zum Beispiel wird die optische Platte für eine digitale Audioplatte, eine Videoplatte, eine Dokumentendateiplatte und eine Datendateiplatte genutzt. Um Informationen auf der optischen Platte aufzuzeichnen und die Information von der optischen Platte zu reproduzieren, wird ein von einer Lichtquelle ausgestrahlter Lichtstrahl in einem optischen Bilderzeugungssystem genauestens konvergiert und der genauestens konvergierte Lichtstrahl wird durch das optische Bilderzeugungssystem auf die optische Platte gestrahlt. Daher ist es erforderlich, dass der Lichtstrahl in dem optischen Bilderzeugungssystem mit hoher Genauigkeit zuverlässig gesteuert wird.
  • Das optische Bilderzeugungssystem wird für eine Optikkopfvorrichtung genutzt, in der zusätzlich ein Detektionssystem vorgesehen ist, um die Intensität des von der optischen Platte reflektierten Lichtstrahls zu detektieren. Fundamentale Funktionen der Optikkopfvorrichtung werden in eine konvergierende Funktion, um einen Lichtstrahl genauestens zu konvergieren, um einen beugungsbegrenzten Mikrofleck des auf die optische Platte gestrahlten Lichtstrahls zu bilden, eine Brennpunktsteuerung in einem Brennpunkt-Servosystem, eine Nachführungssteuerung in einem Nachführungs-Servosystem und die Detektion von Vertiefungssignalen (oder Informationssignalen) klassifiziert, die durch Strahlen des Lichtstrahls auf ein Vertiefungsmuster der optischen Platte erhalten werden. Die fundamentale Funktion der Optikkopfvorrichtung wird durch die Kombination optischer Teilsysteme und einen fotoelektrischen Übertragungsdetektionsprozess gemäß Zweck und Verwendung bestimmt. Konkret wurde jüngst eine Optikkopfvorrichtung vorgeschlagen, in der ein holographisches optisches Element (oder Hologramm) genutzt wird, um die Optikkopfvorrichtung zu minimieren und zu verdünnen.
  • 2.1. FRÜHER VORGESCHLAGENE TECHNIK
  • 1 ist eine Aufbaudarstellung einer herkömmlichen Optikkopfvorrichtung, die in der japanischen Patentanmeldung Nr. 46630 von 1991 vorgeschlagen wurde, welche von den Erfindern der vorliegenden Erfindung angemeldet ist.
  • Wie in 1 gezeigt ist, ist eine herkömmliche Optikkopfvorrichtung 11 zum Aufzeichnen oder Reproduzieren von Information auf oder von einem Informationsmedium 12 wie z. B. einer optischen Platte versehen mit einer Lichtstrahlquelle 13 wie beispielsweise einem Halbleiterlaser, einem Glanzwinkel-Hologramm 14 vom Transmissionstyp zum Durchlassen eines von der Lichtstrahlquelle 12 ausgestrahlten Lichtstrahls L1 ohne jegliche Beugung in einem optischen Ausgangsweg und Beugen eines auf dem Informationsmedium 12 reflektierten Lichtstrahls L2 in einem optischen Rückweg, einer Objektivlinse 15 zum Konvergieren des durch das Holo gramm 13 durchgelassenen Lichtstrahls L1 auf dem Informationsmedium 14, um die Information zu lesen, einem Stellglied 16 zum integralen Bewegen der Objektivlinse 15 mit dem Glanzwinkel-Hologramm 13, um den Lichtstrahl L1 auf dem Informationsmedium 12 mit der Objektivlinse 15 zu fokussieren, und einem Foto-Detektor 17 zum Detektieren der Intensität des auf dem Informationsmedium 12 reflektierten Lichtstrahls L2, um die Information zu reproduzieren.
  • Wie in 2A gezeigt ist, ist eine relative Position zwischen dem Glanzwinkel-Hologramm 14 und der Objektivlinse 15 durch ein Fixiermittel 18 fixiert. Wie in 2B gezeigt ist, ist andererseits ein Glanzwinkelmuster auf einer Seite der Objektivlinse 15 gebildet, um das Glanzwinkel-Hologramm 14 mit der Objektivlinse 15 integral auszubilden.
  • In der obigen Konfiguration wird ein von der Lichtstrahlquelle 13 ausgesandter Lichtstrahl L1 (oder Laserstrahl) auf das Glanzwinkel-Hologramm 14 gestrahlt und der Lichtstrahl L1 geht hauptsächlich durch das Glanzwinkel-Hologramm 14 ohne jegliche Beugung in einem optischen Ausgangsweg durch. Der durch das Glanzwinkel-Hologramm 14 durchgehende Lichtstrahl L1 wird gebeugtes Licht nullter Ordnung genannt. Danach wird das gebeugte Licht L1 nullter Ordnung auf dem Informationsmedium 12 durch die Objektivlinse 15 konvergiert. Eine durch eine Reihe von gemusterten Vertiefungen angegebene Information ist in dem Informationsmedium 12 aufgezeichnet und wird durch das gebeugte Licht L1 nullter Ordnung gelesen. Danach wird ein Lichtstrahl L2 mit der Information in Richtung auf die Objektivlinse 15 in einem optischen Rückweg reflektiert und fällt auf das Glanzwinkel-Hologramm 14. In dem Glanzwinkel-Hologramm 14 wird das Licht L2 hauptsächlich gebeugt. Das gebeugte Licht L2 wird gebeugtes Licht erster Ordnung genannt. Danach wird im Foto-Detektor 17 das gebeugte Licht L2 erster Ordnung empfangen.
  • Im Foto-Detektor 17 wird die Intensitätsverteilung des gebeugten Lichts L2 erster Ordnung detektiert. Daher wird ein Servosignal zum Einstellen der Position der Objektivlinse 15 durch die Tätigkeit bzw. Funktion des Stellglieds 16 erhalten. Die Intensität des gebeugten Lichts L2 erster Ordnung wird ebenfalls im Foto-Detektor 17 detektiert. Da das Informationsmedium 12 mit hoher Geschwindigkeit rotiert wird, werden die durch das Licht 17 bestrahlten gemusterten Vertiefungen geändert, so dass die Intensität des detektierten gebeugten Lichts L2 erster Ordnung geändert wird. Daher wird ein Informationssignal erhalten, das die im Informationsmedium 12 aufgezeichnete Information angibt, indem die Änderung in der Intensität des gebeugten Lichts L2 erster Ordnung detektiert wird.
  • In der obigen Operation wird ein Teil des Lichtstrahls L1 notwendigerweise in dem Glanzwinkel-Hologramm 14 gebeugt, wenn der Lichtstrahl L1 zum Glanzwinkel-Hologramm 14 im optischen Ausgangsweg gestrahlt wird. Daher tritt notwendigerweise unnötiges gebeugtes Licht wie z. B. gebeugtes Licht erster Ordnung und gebeugtes Licht minus erster Ordnung auf. In Fällen, in denen das Hologramm 14 nicht mit Glanzwinkel-Vorrichtungen versehen ist, liest das unnötige gebeugte Licht im optischen Ausgangsweg ebenfalls die im Informationsmedium 12 aufgezeichnete Information, und das unnötige Licht wird im Foto-Detektor 17 unerwünschterweise empfangen. Um zu verhindern, dass unnötiges Licht zum Informationsmedium 12 durchgelassen wird, wird das Glanzwinkel-Hologramm 14 so hergestellt, um ein Glanzwinkel-Hologrammuster auf seiner Oberfläche auszubilden, so dass die Intensität des im Foto-Detektor 17 empfangenen unnötigen Lichts verringert wird.
  • Da eine Objektivlinse eines herkömmlichen Mikroskops nur einen Brennpunkt aufweist, können Bilder, die innerhalb einer Brennweite der Objek tivlinse angeordnet sind, auch nur mit dem herkömmlichen Mikroskop betrachtet werden.
  • Auch ist auf einem Halbleiter wie z. B. einem Halbleiter aus einer Verbindung der Gruppen III–V eine Minutenschaltung gebildet, um eine Mikrowellenschaltung, einen optoelektronischen Detektor oder einen Festkörperlaser zu bilden. In diesem Fall wird ein aus einem Halbleiter hergestelltes Probestück mit einem lichtempfindlichen Material beschichtet. Danach wird mit Hilfe einer Ausrichtungsvorrichtung eine relative Position zwischen dem Probestück und einer Fotomaske, die das Probestück bedeckt, eingestellt, und das lichtempfindliche Material wird einem Strahl von Expositionslicht durch die Fotomaske ausgesetzt, um in einem Expositionsprozess unter Verwendung einer Expositionsvorrichtung ein auf die Fotomaske gezeichnetes Schaltungsmuster auf das lichtempfindliche Material zu übertragen. Zum Beispiel wird ein Ausrichtungsmuster auf eine Rückseite des Probestücks gezeichnet und eine relative Position zwischen dem Probestück und der Fotomaske wird mit hoher Präzision eingestellt, während gleichzeitig das Ausrichtungsmuster des Probestücks und das Schaltungsmuster der Fotomaske mit einem herkömmlichen Mikroskop beobachtet werden. Danach wird das Schaltungsmuster der Fotomaske auf eine Vorderseite des Probestücks übertragen.
  • In diesem Fall ist es notwendig, da Bilder, die innerhalb eines Brennpunktes einer in dem herkömmlichen Mikroskop verwendeten Objektivlinse nur mit dem herkömmlichen Mikroskop beobachtet werden können, in Fällen, in denen das Ausrichtungsmuster und das Schaltungsmuster gleichzeitig mit dem herkömmlichen Mikroskop beobachtet werden, das herkömmliche Mikroskop mit einer tiefen Brennweite zu verwenden. Daher wird die Vergrößerung des herkömmlichen Mikroskops mit einer tiefen Brennweite verringert.
  • 2.2. DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
  • Eine optische Platte mit einer Speicherkapazität hoher Dichte wurde wegen der Verbesserung in einer Entwurfstechnik eines optischen Systems und der Verkürzung der Wellenlänge von einem Halbleiterlaser ausgesandtem Licht jüngst entwickelt. Beispielsweise wird eine numerische Apertur auf einer Seite einer optischen Platte eines optischen Bilderzeugungssystems, worin ein auf einer optischen Platte konvergierter Lichtstrahl im Durchmesser genauestens verengt wird, vergrößert, um die optische Platte mit einer Speicherkapazität hoher Dichte zu erhalten. In diesem Fall wird der Grad einer in dem optischen Bilderzeugungssystem auftretenden Aberration vergrößert, weil sich eine optische Achse des Systems aus einer Normallinie der optischen Platte neigt. Während die numerische Apertur vergrößert wird, wird der Grad der Aberration vergrößert. Um die Zunahme der numerischen Apertur zu verhindern, ist es effektiv, die Dicke der optischen Platte zu verdünnen. Die Dicke der optischen Platte bezeichnet einen Abstand von einer Oberfläche der optischen Platte (oder einem Informationsmedium), die durch einen Lichtstrahl bestrahlt wird, zu einer Informationsaufzeichnungsebene, auf der eine Reihe von gemusterten Vertiefungen gebildet ist.
  • 3 zeigt eine Beziehung zwischen der Dicke der optischen Platte und der numerischen Apertur unter der Bedingung, dass die Neigung der optischen Achse konstant ist.
  • Wie in 3 dargestellt ist, ist es, da die numerische Apertur 0,5 beträgt, wenn die Dicke der optischen Platte 1,2 mm beträgt, effektiv, die optische Platte auf eine Dicke von 0,6 mm zu verdünnen, wenn die numerische Apertur auf 0,6 vergrößert wird. Selbst wenn die numerische Apertur unter der Bedingung vergrößert wird, dass die Neigung der optischen Achse nicht geändert wird, wird in diesem Fall der Grad der Aberration nicht vergrößert. Daher wird bevorzugt, dass die Dicke der optischen Platte verdünnt wird, um die optische Platte mit einer Speicherkapazität hoher Dichte zu erhalten.
  • Dementsprechend wird erwartet, dass die Dicke einer zukünftigen optischen Platte mit einer Speicherkapazität hoher Dichte dünner wird als die einer gegenwärtigen optischen Platte wie z. B. einer auf dem Markt nun auftauchenden Kompaktplatte. Beispielsweise beträgt die Dicke der Kompaktplatte etwa 1,2 mm und es wird erwartet, dass die Dicke der zukünftigen optischen Platte von 0,4 mm bis 0,8 mm reicht. In diesem Fall wird gefordert, Information auf oder von einer optischen Platte mit einem Optikkopfsystem aufzuzeichnen oder zu reproduzieren ungeachtet davon, ob die optische Platte die gegenwärtige optische Platte oder die zukünftige optische Platte mit einer Speicherkapazität hoher Dichte ist. Das heißt, eine Optikkopfvorrichtung wird gefordert, die ein optisches Bilderzeugungssystem aufweist, in welchem ein Lichtstrahl auf einer optischen Platte innerhalb des Beugungslimits konvergiert wird ungeachtet davon, ob die optische Platte dick oder dünn ist.
  • In einer herkömmlichen Optikkopfvorrichtung wird nur ein Informationsstück auf oder von einer optischen Platte mit einer festgelegten Dicke aufgezeichnet oder reproduziert. In Fällen beispielsweise, in denen die Dicke des Informationsmediums 12 um etwa ±0,1 mm oder mehr außerhalb eines regulären Bereiche liegt, tritt eine Aberration wie z. B. eine sphärische Aberration auf, wenn die Optikkopfvorrichtung 11 betrieben wird. Daher ist die Aufzeichnung oder Reproduktion der Information unmöglich. Dementsprechend gibt es einen Nachteil, dass eine Optikkopfvorrichtung, in der ein Informationsstück auf oder von einer optischen Platte aufgezeich net oder reproduziert wird ungeachtet davon, ob die optische Platte die gegenwärtige optische Platte oder die zukünftige optische Platte mit einer Speicherkapazität hoher Dichte ist, in einer herkömmlichen Technik nicht hergestellt werden kann.
  • Die EP 0 470 807 offenbart eine optische Plattenvorrichtung, in der unterschiedliche Objektivlinsen gemäß der Dicke des Mediums, auf oder von dem Information aufgezeichnet oder reproduziert werden soll, gewählt werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Brennpunktsteuerverfahren zum Durchführen einer Brennpunktsteuerung an mindestens zwei Arten von Informationsmedien bereitgestellt, die Schichten mit unterschiedlichen Dicken aufweisen, unter Verwendung einer optischen Linse, die eine Vielzahl von Bereichen aufweist, die jeweils eine numerische Apertur gemäß einer der unterschiedlichen Dicken besitzen, wobei einer der Bereiche eine Hologrammlinse umfasst, wobei das Brennpunktsteuerverfahren umfasst:
    einen Schritt zum Ändern eines Abstandes zwischen einem Informationsmedium und der optischen Linse; und
    einen Schritt zum Starten einer Brennpunktsteuerung, wenn ein Brennpunktfehlersignal, das von dem Informationsmedium detektiert wird, ein vorbestimmtes Niveau erreicht, um eine Brennpunktsteuerung durchzuführen.
  • Die Erfindung stellt auch eine optische Plattenvorrichtung zum Durchführen einer Brennpunktsteuerung an mindestens zwei Arten von Medien bereit, die Schichten mit unterschiedlichen Dicken aufweisen, umfassend:
    eine optische Linse mit einer Vielzahl von Bereichen, die jeweils eine numerische Apertur gemäß einer der unterschiedlichen Dicken besitzen, wobei einer der Bereiche eine Hologrammlinse umfasst; und
    einen Brennpunkt-Controller zum Ändern eines Abstandes zwischen einem Informationsmedium und der optischen Linse und zum Starten einer Brennpunktsteuerung, wenn ein Brennpunktfehlersignal, das von dem Informationsmedium detektiert wird, ein vorbestimmtes Niveau erreicht, um eine Brennpunktsteuerung durchzuführen.
  • Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen und den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, in denen:
  • 1 eine Strukturansicht einer herkömmlichen Optikkopfvorrichtung ist, die in der japanischen Patentanmeldung Nr. 46630 von 1991 vorgeschlagen ist;
  • 2A, 2B jeweils eine Querschnittansicht einer Baugruppe aus einer Objektivlinse und einem Glanzwinkel-Hologramm sind, die in 1 dargestellt sind;
  • 3 eine Beziehung zwischen der Dicke einer optischen Platte und einer numerischen Apertur einer Objektivlinse unter der Bedingung zeigt, dass die Neigung der optischen Achse konstant ist;
  • 4A eine Strukturansicht eines optischen Bilderzeugungssystems mit einer zusammengesetzten Objektivlinse gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, wobei ein Strahl eines nicht gebeugten durchgelassenen Lichts auf einem dünnen Informationsmedium konvergiert wird;
  • 4B eine Strukturansicht des in 4A gezeigten optischen Bilderzeugungssystems ist, wobei ein Strahl eines gebeugten Lichts erster Ordnung auf einem dicken Informationsmedium konvergiert wird;
  • 5 eine Draufsicht einer in 4A, 4B gezeigten Hologrammlinse ist, wobei ein Gittermuster der Hologrammlinse dargestellt ist;
  • 6 eine Querschnittansicht der in 5 gezeigten Hologrammlinse ist, wobei das im Relief auf die Hologrammlinse ausgebildete Gittermuster dargestellt ist;
  • 7 ein erläuterndes Diagramm ist, das eine Intensitätsverteilung eines durchgelassenen Lichts L4 zeigt, das auf einem konvergierenden Fleck S1 eines ersten Informationsmediums konvergiert wird, wobei ein primäres Maximum und unterdrückte sekundäre Maxima im konvergierenden Fleck S1 auftreten;
  • 8A eine Querschnittansicht der in 5 gezeigten Hologrammlinse ist, wobei das eine aus vier Stufen bestehende abgestufte Form approximierende Gittermuster dargestellt ist;
  • 8B eine Querschnittansicht der in 5 gezeigten Hologrammlinse ist, wobei das eine aus mehreren Stufen bestehende abgestufte Form approximierende Gittermuster dargestellt ist;
  • 9A eine Strukturansicht eines optischen Bilderzeugungssystems mit einer zusammengesetzten Objektivlinse gemäß einer Modifikation der ersten Ausführungsform ist, wobei ein Strahl eines gebeugten Lichts erster Ordnung auf einem dünnen Informationsmedium konvergiert wird;
  • 9B eine Strukturansicht des in 9A gezeigten optischen Bilderzeugungssystems ist, wobei ein Strahl eines nicht gebeugten durchgelassenen Lichts auf einem dicken Informationsmedium konvergiert wird;
  • 10A eine Strukturansicht eines optischen Bilderzeugungssystems mit einer zusammengesetzten Objektivlinse gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, wobei ein Strahl eines nicht gebeugten durchgelassenen Lichts auf einem dünnen Informationsmedium konvergiert wird;
  • 10B eine Strukturansicht des in 10A gezeigten optischen Bilderzeugungssystems ist, wobei ein Strahl eines gebeugten Lichts erster Ordnung auf einem dicken Informationsmedium konvergiert wird;
  • 11 eine Änderung einer Beugungseffizienz einer in 10A, 10B gezeigten Hologrammlinse zeigt;
  • 12A bis 12E jeweils eine Querschnittansicht der in 10A, 10B gezeigten Hologrammlinse sind, wobei das Gittermuster der Hologrammlinse eine abgestufte Form approximiert;
  • 13A eine Intensitätsverteilung eines Einfallslichts zeigt, die in der zweiten Ausführungsform genutzt wird, wobei ein Fernfeldmuster des Einfallslichts in einer Gaußschen Verteilung verteilt ist;
  • 13B eine Intensitätsverteilung eines durchgelassenen Lichts zeigt, das durch eine in 10A, 10B gezeigte Hologrammlinse durchgeht, wobei ein Fernfeldmuster des Einfallslichts in einer Form mit sanfter Steigung verteilt ist;
  • 14A bis 14C Intensitätsverteilungen eines durchgelassenen Lichts und gebeugten Lichts zeigen, die durch eine in 10A, 10B dargestellte Hologrammlinse durchgehen;
  • 15A eine Draufsicht einer Hologrammlinse gemäß einer Modifikation der zweiten Ausführungsform ist, wobei ein Gittermuster der Hologrammlinse dargestellt ist;
  • 15B, 15C jeweils eine Strukturansicht eines optischen Bilderzeugungssystems mit einer zusammengesetzten Objektivlinse gemäß einer weiteren Modifikation der zweiten Ausführungsform sind;
  • 16A eine Strukturansicht eines optischen Bilderzeugungssystems mit einer zusammengesetzten Objektivlinse gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, wobei ein Strahl eines gebeugten Lichts erster Ordnung auf einem dünnen Informationsmedium konvergiert wird;
  • 16B eine Strukturansicht des in 16A gezeigten optischen Bilderzeugungssystems ist, wobei ein Strahl eines nicht gebeugten durchgelassenen Lichts auf einem dicken Informationsmedium konvergiert wird;
  • 17 eine Änderung einer Beugungseffizienz einer in 16A, 16B gezeigten Hologrammlinse zeigt;
  • 18A bis 18C Intensitätsverteilungen eines durchgelassenen Lichts und gebeugten Lichts zeigen, die durch eine in 16A, 16B dargestellte Hologrammlinse durchgehen;
  • 19A eine Querschnittansicht einer zusammengesetzten Objektivlinse gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 19B eine Querschnittansicht einer zusammengesetzten Objektivlinse gemäß einer Modifikation der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 20 eine Querschnittansicht einer zusammengesetzten Objektivlinse gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 21 eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 22 eine Draufsicht einer Wellenfrontänderungsvorrichtung ist, die in der sechsten Ausführungsform genutzt wird, wobei ein Gittermuster einer Hologrammlinse dargestellt ist, die als Wellenfrontänderungsvorrichtung genutzt wird;
  • 23 eine Positionsbeziehung zwischen Brennpunkten eines gebeugten Lichts zeigt, die in der in 22 dargestellten Wellenfrontänderungsvorrichtung und einem Foto-Detektor auftritt;
  • 24 eine Draufsicht eines Foto-Detektors ist, der in der sechsten Ausführungsform genutzt wird;
  • 25A und 25C jeweils einen konvergierenden Fleck eines gebeugten Lichts erster Ordnung zeigen, das auf die Detektionsabschnitte SE1, SE2 und SE3 eines in 24 gezeigten Sextant-Foto-Detektors gestrahlt wird, bzw. einen anderen konvergierenden Fleck eines gebeugten Lichts minus erster Ordnung, das auf die Detektionsabschnitte SE4, SE5 und SE6 des Sextant-Foto-Detektors gestrahlt wird, unter der Bedingung, dass eine in 21 gezeigte Objektivlinse auf einem Informationsmedium defokussiert ist;
  • 25B einen konvergierenden Fleck eines gebeugten Lichts erster Ordnung zeigt, der auf die Detektionsabschnitte SE1, SE2 und SE3 des Sextant-Foto-Detektors gestrahlt wird, und einen anderen konvergierenden Fleck eines gebeugten Lichts minus erster Ordnung, das auf die Detektionsabschnitte SE4, SE5 und SE6 des Sextant-Foto-Detektors gestrahlt wird, unter der Bedingung, dass die Objektivlinse auf dem Informationsmedium gerade fokussiert ist;
  • 26 eine Beziehung zwischen Strahlen eines gebeugten Lichts zeigt, das in der in 22 dargestellten Wellenfrontänderungsvorrichtung und dem in 24 gezeigten Foto-Detektor auftritt;
  • 27 eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform ist;
  • 28 eine Draufsicht eines in der siebten Ausführungsform genutzten Foto-Detektors ist;
  • 29A, 29B, 29C verschiedene Formen konvergierender Flecke zeigen, die auf dem in 28 dargestellten Foto-Detektor konvergiert werden;
  • 29D eine radiale Richtung Dr und eine tangentiale Richtung Dt darstellt;
  • 30 eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer ersten Modifikation der siebten Ausführungsform ist;
  • 31 eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer zweiten Modifikation der siebten Ausführungsform ist;
  • 32 eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer dritten Modifkation der siebten Ausführungsform ist;
  • 33 eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer vierten Modifikation der siebten Ausführungsform ist;
  • 34 einen Strahl eines durchgelassenen, nicht gebeugten Lichts auf einem optischen Eingangsweg und einen Strahl eines gebeugten durchgelassenen Lichts auf dem optischen Eingangsweg zeigt, wobei die Strahlen genutzt werden, um ein Informationssignal zu detektieren;
  • 35A eine Änderung eines Brennpunktfehlersignals graphisch darstellt, das erhalten wird, indem die Intensität eines durchgelassenen Lichts detektiert wird, wobei die Stärke des Brennpunktfehlersignals von einem Abstand zwischen einer Objektivlinse und einem ersten Informationsmedium abhängt;
  • 35B graphisch eine Änderung eines Brennpunktfehlersignals zeigt, das durch Detektieren der Intensität von gebeugtem Licht erhalten wird, wobei die Stärke des Brennpunktfehlersignals von einem Abstand zwischen einer Objektivlinse und einem zweiten Informationsmedium abhängt;
  • 36A graphisch eine Änderung eines Brennpunktfehlersignals zeigt, das durch Detektieren der Intensität von gebeugtem Licht erhalten wird, wobei die Stärke des Brennpunktfehlersignals von einem Abstand zwischen einer Objektivlinse und einem ersten Informationsmedium abhängt; und
  • 36B graphisch eine Änderung eines Brennpunktfehlersignals zeigt, das durch Detektieren der Intensität von durchgelassenem Licht erhalten wird, wobei die Stärke des Brennpunktfehlersignals von einem Abstand zwischen einer Objektivlinse und einem zweiten Informationsmedium abhängt.
  • Bevorzugte Ausführungsformen einer zusammengesetzten Objektivlinse, eines optischen Bilderzeugungssystems, einer Optikkopfvorrichtung, einer optischen Platte, einer optischen Plattenvorrichtung, eines Bifokal-Mikroskops und einer Ausrichtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • (Erste Ausführungsform)
  • 4A ist eine Strukturansicht eines optischen Bilderzeugungssystems mit einer zusammengesetzten Objektivlinse gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein Strahl eines nicht ge beugten durchgelassenen Lichts auf einem dünnen Informationsmedium konvergiert wird. 4B ist eine Strukturansicht des in 4A dargestellten optischen Bilderzeugungssystems, wobei ein Strahl eines gebeugten Lichts erster Ordnung auf einem dicken Informationsmedium konvergiert wird. 5 ist eine Draufsicht einer in 4A, 4B gezeigten Hologrammlinse, wobei ein Gittermuster der Hologrammlinse dargestellt ist.
  • Wie in 4A, 4B dargestellt ist, umfasst ein optisches Bilderzeugungssystem 21 zum Konvergieren von Licht auf einem ersten Substrat 22 eines dünnen ersten Informationsmediums 23 (eine Dicke T1) oder eines zweiten Substrats 24 eines dicken zweiten Informationsmediums 25 (ein Dicke T2), um einen beugungsbegrenzten konvergierenden Fleck zu bilden, eine Glanzwinkel-Hologrammlinse 26 zum Durchlassen eines Teils eines von einer Lichtquelle ausgesandten Einfallslichts L3 ohne jegliche Beugung, um einen Strahl durchgelassenen Lichts L4 zu bilden, und Beugen eines restlichen Teils des Einfallslichts L3, um einen Strahl gebeugten Lichts L5 erster Ordnung zu bilden, und eine Objektivlinse 27 zum Konvergieren des durchgelassenen Lichts L4 auf dem ersten Informationsmedium 23 oder Konvergieren des gebeugten Lichts L5 erster Ordnung auf dem zweiten Informationsmedium 25.
  • Das erste Informationsmedium 23 repräsentiert eine zukünftige optische Platte mit einer Speicherkapazität hoher Dichte, und die Dicke T1 des ersten Informationsmediums 23 reicht von 0,4 mm bis 0,8 mm. Das zweite Informationsmedium 25 repräsentiert eine Kompaktplatte oder eine Laserplatte, die nun auf dem Markt erscheint, und die Dicke T2 des zweiten Informationsmediums 25 beträgt etwa 1,2 mm.
  • Der Ausdruck „Konvergenz" bezeichnet in dieser Beschreibung, dass divergentes Licht oder kollimiertes Licht fokussiert wird, um einen beugungsbegrenzten Mikrofleck zu bilden.
  • In der obigen Konfiguration geht ein Teil eines kollimierten Einfallslichts L3 durch die Holgrammlinse 26 ohne jegliche Beugung, und ein Strahl eines durchgelassenen Lichts L4 (d.h., ein Strahl eines gebeugten Lichts L4 nullter Ordnung) wird gebildet. Danach wird das durchgelassene Licht L4 durch die Objektivlinse 27 konvergiert. Ein restlicher Teil des Einfallslichts L3 wird ebenfalls durch die Hologrammlinse 26 gebeugt und gebrochen, und ein Strahl eines gebeugten Lichts L5 erster Ordnung wird gebildet. In diesem Fall dient die Hologrammlinse 26 selektiv als konkave Linse für das gebeugte Licht L5 erster Ordnung, so dass das gebeugte Licht L5 erster Ordnung von der Hologrammlinse 26 divergiert. Danach wird das gebeugte Licht L5 erster Ordnung durch die Objektivlinse 27 konvergiert.
  • In Fällen, in denen das dünne erste Informationsmedium 23 genutzt wird, um Informationsstücke auf oder von einer Vorderseite des Mediums 23 aufzuzeichnen oder zu reproduzieren, wie in 4A dargestellt ist, fällt das durchgelassene Licht L4 auf eine Rückseite des ersten Informationsmediums 23 und wird durch die Objektivlinse 27 auf dessen Vorderseite fokussiert, um einen beugungsbegrenzten konvergierenden Fleck S1 auf dem ersten Informationsmedium 23 zu bilden. In Fällen, in denen das dicke zweite Informationsmedium 25 genutzt wird, um Informationsstücke auf oder von einer Vorderseite des Mediums 25 aufzuzeichnen oder zu reproduzieren, fällt im Gegensatz dazu das gebeugte Licht L5 auf die Rückseite des zweiten Informationsmediums 25 und wird auf dessen Vorderseite fokussiert, um einen beugungsbegrenzten konvergierenden Fleck S5 auf dem zweiten Informationsmedium 25 zu bilden. Da die Hologrammlinse 26 als konkave Linse dient, um das gebeugte Licht L5 erster Ordnung zu divergieren, werden die beugungsbegrenzten konvergierenden Flecke S2, S2 gebildet, selbst wenn sich die Dicke T1 des ersten Informationsmediums 23 von der Dicke T2 des zweiten Informationsmediums 25 unterscheidet. Daher weist eine aus der Hologrammlinse 26 und der Objektivlinse 27 bestehende zusammengesetzte Objektivlinse 29 im Wesentlichen zwei Brennpunkte auf.
  • Wie in 5 dargestellt ist, wird die Hologrammlinse 26 gebildet, indem ein Gittermuster P1 in einem Musterbereich 26A eines transparenten Substrats 28 in einer konzentrischen Kreisform gezeichnet wird. Der Musterbereich 26A ist in einem zentralen Teil des transparenten Substrats 28 angeordnet, und ein musterfreier Bereich 26B ist in einem Umfangsteil des transparenten Substrats 28 angeordnet, so dass er den Musterbereich 26A umgibt. Eine optische Achse des optischen Bilderzeugungssystems 21 geht durch einen Mittelpunkt des Gittermusters P1 und eine zentrale Achse der Objektivlinse 27.
  • Wie in 6 dargestellt ist, ist außerdem das Gittermuster P1 der Hologrammlinse 26 im Relief gebildet, um eine Hologrammlinse vom Phasenmodulationstyp herzustellen. Das heißt, Blöcke, welche jeweils aus einem unteren Teil und einem oberen Teil bestehen, sind im Gittermuster P1 konzentrisch ausgebildet. Die Höhe H des Reliefs im Gittermuster P1 ist eingestellt auf: H = λ/(n(λ) – 1) (1)wobei das Symbol λ eine Wellenlänge des Einfallslichts L3 bezeichnet und das Symbol n(λ) einen Brechungsindex des transparenten Substrats 28 für das Einfallslicht L3 bezeichnet. In diesem Fall ist eine Differenz im Phasenmodulationsgrad zwischen dem Einfallslicht L3, das durch einen unteren Teil des Gittermusters P1 durchgeht, und dem Einfallslicht L3, das durch einen oberen Teil des Gittermusters P1 durchgeht, geringer als 2π Radiant. Daher ist eine Beugungseffizienz der Hologrammlinse 26 für das Einfallslicht L3, das durch das Gittermuster P1 durchgeht, geringer als 100%, um das durch das Gittermuster P1 durchgehende Licht L4 zu erzeugen. Das durch den musterfreien Bereich 26B durchgehende Einfallslicht L3 wird auch nicht gebeugt. Als Folge kann die Intensität des durchgelassenen Lichts L4 ausreichen, um Informationsstücke auf oder von dem ersten Informationsmedium 23 aufzuzeichnen oder zu reproduzieren.
  • Da die Intensität des durchgelassenen Lichts L4 über die gesamte Oberfläche der Hologrammlinse 26 ausreicht, können auch Sekundärmaxima (Nebenkeulen) des durchgelassenen Lichts L4, die im konvergierenden Fleck S1 in unerwünschter Weise auftreten, unterdrückt werden. Im Einzelnen wird, während eine Intensitätsverteilung des durchgelassenen Lichts L4, das auf dem konvergierenden Fleck S1 konvergiert wird, in 7 dargestellt ist, ein Primärmaximum (eine Hauptkeule) des durchgelassenen Lichts L4, das in einer Mitte des konvergierenden Flecks S1 liegt, genutzt, um ein Informationsstück auf oder von dem ersten Informationsmedium 23 aufzuzeichnen oder zu reproduzieren, und Sekundärmaxima, die um das primäre Maximum liegen, sind unnötig, da die Sekundärmaxima eine Aufzeichnungsvertiefung oder ein Reproduziersignal verschlechtern, die oder das durch das Primärmaximum gebildet wird.
  • Das Gittermuster P1 der Hologrammlinse 26, das im Relief ausgebildet ist, ist wie in 6 gezeigt mit Glanzwinkeln ausgebildet bzw. gefurcht, so dass das Auftreten von gebeugtem Licht minus erster Ordnung erheblich unterdrückt wird. Daher wird die Intensitätssumme des durchgelassenen Lichts L4 und des gebeugten Lichts L5 erster Ordnung maximiert. Mit anderen Worten, die Nutzeffizienz des Einfallslichts L3 wird gesteigert.
  • Die numerische Apertur NA der Objektivlinse 27 ist gleich 0,6 oder größer. Wenn das durchgelassene Licht L4 durch die Objektivlinse 27 konvergiert wird, wird auch der beugungsbegrenzte Fleck S1 auf dem ersten Informationsmedium 23 mit einer Dicke T1 gebildet.
  • Ein Durchmesser der Hologrammlinse 26 ist nahezu der gleiche wie eine Apertur der Objektivlinse 27, so dass ein Durchmesser des Musterbereichs 26A kleiner als die Apertur der Objektivlinse 27 ist. Da das durch den musterfreien Bereich 26B durchgehende Einfallslicht L3 nicht gebeugt wird, werden nicht nur das durch den Musterbereich 26A durchgehende Licht L4, sondern auch das durch den musterfreien Bereich 26B durchgehende Licht L4 durch die Objektivlinse 27 mit einer hohen numerischen Apertur auf dem ersten Informationsmedium 23 konvergiert. Daher kann die Intensität des am konvergierenden Punkt S1 konvergierten durchgelassenen Lichts L4 erhöht werden. Im Gegensatz zum durchgelassenen Licht L4 wird nur das durch den Musterbereich 26A der Hologrammlinse 26 durchgehende Einfallslicht L3 in das gebeugte Licht L5 erster Ordnung geändert, und das gebeugte Licht L5 erster Ordnung wird durch die Objektivlinse 27 mit einer im Wesentlichen niedrigen numerischen Apertur auf dem zweiten Informationsmedium 25 konvergiert.
  • Die Phase des durch das Gittermuster P1 des Musterbereichs 26A durchgehenden Lichts L4 ist durch den Durchschnittswert der Phasenmodulationsgrade in dem durch die unteren und die oberen Teile des Gittermusters P1 durchgehenden Lichts L4 bestimmt. Da die Höhe des musterfreien Bereichs 26B konstant ist, wird im Gegensatz dazu die Phase des durch den musterfreien Bereich 26B durchgehenden Lichts L4 bei einem Pha senmodulationsgrad moduliert. Wie in 6 gezeigt ist, ist daher die Höhe des musterfreien Bereichs 26B eben mit einer Durchschnittshöhe des Gittermusters P1 eingestellt, um die Konvergenzfunktion der Objektivlinse 27 zu steigern.
  • Wie in 8A gezeigt ist, wird beispielsweise in Fällen, in denen jeder Block des Gittermusters P1 in der Hologrammlinse 26, die in 6 dargestellt ist, eine aus vier Stufen bestehende abgestufte Form approximiert, eine erste Stufe bei einer Tiefe h1 + h2 und einer Breite W1 geätzt, wird eine zweite Stufe bei einer Tiefe h1 und einer Breite W2 geätzt, wird eine dritte Stufe bei einer Tiefe h2 und einer Breite W2 geätzt, und eine vierte Stufe wird bei einer Breite W1 geätzt. Daher wird im Musterbereich 26A das die abgestufte Form approximierende Gittermuster P1 geschaffen. Ein Umfangsteil des transparenten Substrats 28 wird danach gemäß einer Tiefe h1 oder h2 geätzt, um den musterfreien Bereich 26B zu bilden. Die Höhe des musterfreien Bereichs 26B ist daher nahezu die gleiche wie eine Durchschnittshöhe des Musterbereichs 26A, so dass die Phase des durch den Musterbereich 26A durchgehenden Lichts L4 nahezu die gleiche wie des durch den musterfreien Bereich 26B durchgehenden Lichts L4 ist.
  • Wie in 8B gezeigt ist, kann außerdem eine ideale Glanzwinkelform der Hologrammlinse 26, die in 6 dargestellt ist, eine abgestufte Form approximieren, welche erhalten wird, indem ein zentraler Teil des transparenten Substrats 28 viele Male geätzt wird. In diesem Fall wird die Höhe H0 der abgestuften Form eingestellt, um eine Gleichung H0 < λ/(n(λ) – 1) zu erfüllen, so dass die Differenz in dem Phasenmodulationsgrad auf einem geringeren Wert als 2π Radiant eingestellt ist. Konkret wird in Fällen, in denen die abgestufte Form der Hologrammlinse 26 aus einer Treppe mit N Stufen mit der gleichen Differenz n0 im Niveau besteht, die Differenz n0 im Niveau eingestellt, um eine Gleichung n0 < λ/{(n(λ) – 1)·N} zu erfüllen, um die Differenz in dem Phasenmodulationsgrad jeder Stufe auf einen geringeren Wert als 2π/N Radiant einzustellen. Ein Umfangsteil des transparenten Substrats 28 wird geätzt, um die Dicke des musterfreien Bereichs 26B auf eine Dicke des Musterbereichs 26A bei einer der N Stufen einzustellen, welche nicht die oberste Stufe oder die unterste Stufe ist. Die Höhe des musterfreien Bereichs 26B ist daher nahezu die gleiche wie eine Durchschnittshöhe des Musterbereichs 26A, so dass die Phase des durch den Musterbereich 26A durchgehenden Lichts L4 nahezu die gleiche wie des durch den musterfreien Bereich 26B durchgehenden Lichts L4 ist.
  • Das Gittermuster P1 der Hologrammlinse 26 ist entworfen, um eine etwaige Aberration zu korrigieren, die in der Objektivlinse 27 und dem zweiten Informationsmedium 25 auftritt, so dass das gebeugte Licht L5 erster Ordnung durch das zweite Informationsmedium 25 mit einer Dicke T2 durchgeht und auf dem Medium 25 konvergiert wird, um den beugungsbegrenzten konvergierenden Fleck S2 ohne jede Aberration zu bilden. Ein Verfahren zum Entwerfen der Hologrammlinse 26 mit einer eine Aberration korrigierenden Funktion wird beschrieben.
  • Nachdem das gebeugte Licht L5 erster Ordnung auf dem zweiten Informationsmedium 25 konvergiert ist, divergieren sphärische Wellen vom konvergierenden Fleck S2 und gehen durch das zweite Substrat 24 und die Objektivlinse 27. Die sphärischen Wellen gehen danach durch das transparente Substrat 28 und interferieren optisch mit dem Einfallslicht L3. Daher wird ein Interferenzmuster durch die Interferenz zwischen den sphärischen Wellen und dem Einfallslicht L3 geschaffen. Das Interferenzmuster kann berechnet werden, indem die Phase der sphärischen Wellen von einer invertierten Phase subtrahiert wird, die durch Invertieren der Phase des Einfallslichts L3 erhalten wird. Dementsprechend kann das Gittermuster P1 der Hologrammlinse 26, welches mit dem berechneten Inter ferenzmuster übereinstimmt, gemäß einer Technik für im Computer erzeugte Hologramme einfach gebildet werden.
  • Da die zusammengesetzte Objektivlinse 29 aus der Objektivlinse 27 und der Hologrammlinse 26 besteht, in der ein Teil des Einfallslichts L3 gebeugt und gebrochen wird, kann dementsprechend ein beugungsbegrenzter konvergierender Fleck zuverlässig auf einem Informationsmedium gebildet werden, ungeachtet davon, ob das Informationsmedium eine Dicke T1 oder eine Dicke T2 aufweist. Es können auch zwei beugungsbegrenzte konvergierende Flecke gleichzeitig auf einem Informationsmedium bei verschiedenen Tiefen gebildet werden. Mit anderen Worten, die zusammengesetzte Objektivlinse hat im Wesentlichen zwei Brennpunkte.
  • Da die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 26 geringer als 100% ist, und die Intensität des durch die Hologrammlinse 26 durchgehenden Lichts L4 ausreicht, um Information auf oder von dem ersten Informationsmedium 23 aufzuzeichnen oder zu reproduzieren, können auch die Sekundärmaxima des auf dem konvergierenden Fleck S1 durchgelassenen Lichts L4 unterdrückt werden.
  • Da die Hologrammlinse 26 mit Glanzwinkeln versehen ist, kann auch das Auftreten von gebeugtem Licht minus erster Ordnung erheblich unterdrückt werden. Die Intensitätssumme des durchgelassenen Lichts L4 und des gebeugten Lichts L5 erster Ordnung kann daher maximiert werden, und eine Nutzungseffizienz des Einfallslichts L3 kann gesteigert werden.
  • Da die Hologrammlinse 26 als eine Linse nur für das gebeugte Licht erster Ordnung dient, unterscheidet sich auch die Position des durch das durchgelassene Licht L4 gebildeten konvergierenden Punktes S1 von der durch das gebeugte Licht L5 erster Ordnung gebildeten konvergierenden Punktes S2 in Richtung der optischen Achse. Wenn das durchgelassene Licht L4 auf einer Informationsaufzeichnungsebene des Informationsmediums 23 im Brennpunkt konvergiert wird, um ein Informationsstück aufzuzeichnen oder zu lesen, ist daher das auf dem Informationsmedium 23 konvergierte gebeugte Licht L5 erster Ordnung außerhalb des Brennpunktes der Informationsaufzeichnungsebene. In der gleichen Weise ist, wenn das gebeugte Licht L5 erster Ordnung auf einer Informationsaufzeichnungsebene des Informationsmediums 25 im Brennpunkt konvergiert wird, das auf dem Informationsmedium 25 konvergierte durchgelassene Licht L4 außerhalb des Brennpunkts bei der Informationsauszeichnungsebene. Wenn das Licht L4 (oder L5) auf dem konvergierenden Fleck S1 (oder S2) im Brennpunkt konvergiert wird, um die Information aufzuzeichnen oder zu lesen, beeinflusst dementsprechend das Licht L5 (oder L4), das nicht auf dem konvergierenden Fleck S1 (oder S2) im Brennpunkt konvergiert ist, das Aufzeichnen oder Lesen der Information nicht nachteilig. Um den nachteiligen Einfluss auf das Aufzeichnen oder Lesen der Information zuverlässig zu verhindern, ist erforderlich, dass eine Differenz in Richtung der optischen Achse zwischen den konvergierenden Flecken S1, S2 gleich 50 μm oder größer ist. Das heißt, wenn die Differenz gleich 50 μm oder größer ist, divergiert das Licht L5 (oder L4) stark, so dass die Intensität des Lichts L5 (oder L4) bei einer Informationsaufzeichnungsebene reduziert wird, wenn das Licht L4 (oder L5) auf dem konvergierenden Fleck S1 (oder S2) der Informationsaufzeichnungsebene mit einer hohen Intensität konvergiert wird.
  • Da die Dicke T2 des zweiten Informationsmediums 25, das die Kompaktplatte oder die Laserplatte repräsentiert, etwa 1,2 mm beträgt und da die Dicke T1 des ersten Informationsmediums 23, das eine zukünftige optische Platte repräsentiert, zwischen 0,4 mm und 0,8 mm liegt, ist es auch erforderlich, dass die Differenz in Richtung der optischen Achse zwischen den konvergierenden Punkten S1, S2 gleich 1,0 mm oder geringer ist, indem ein Bewegungsbereich eines Stellgliedes in Betracht gezogen wird, mit welchem die Position der aus der Objektivlinse 27 und der Hologrammlinse 26 bestehenden zusammengesetzten Objektivlinse 29 gemäß einem Brennpunkt-Servosignal eingestellt wird. Da die Hologrammlinse 26 als konkave Linse für das gebeugte Licht erster Ordnung dient, kann die Differenz zwischen den konvergierenden Punkten S1, S2, auf etwa 1 mm erhöht werden.
  • Selbst wenn das durchgelassene Licht L4 und das gebeugte Licht L5 erster Ordnung durch die Objektivlinse 27 gleichzeitig konvergiert werden, wird dementsprechend kein nachteiliger Einfluss auf die Aufzeichnung oder Reproduktion der Information unter der Bedingung ausgeübt, dass die Differenz zwischen den konvergierenden Punkten S1, S2 zwischen 50 μm und 1 mm liegt.
  • Beispiele für die Nutzung des optischen Bilderzeugungssystems 21 für verschiedene Arten optischer Platten werden beschrieben.
  • In Fällen, in denen das optische Bilderzeugungssystem 21 für eine optische Plattenvorrichtung genutzt wird, in der Informationsstücke, die in einer dünnen optischen Platte hoher Dichte und einer dicken Kompaktplatte aufgezeichnet sind, ausschließlich reproduziert werden, wird die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 26 zum Ändern des Einfallslichts L3 in das gebeugte Licht L5 in einem Bereich von etwa 20% bis 70% eingestellt. In diesem Fall ist die Intensität des auf der optischen Platte hoher Dichte konvergierten durchgelassenen Lichts L4 nahezu die gleiche wie die des gebeugten Lichts L5 erster Ordnung, das auf der Kompaktplatte konvergiert wird. Daher kann die Ausgangsleistung des Einfallslichts L3 minimiert werden.
  • In Fällen, in denen das optische Bilderzeugungssystem 21 für eine optische Plattenvorrichtung genutzt wird, in der Informationsstücke, die in einer dünnen optischen Platte hoher Dichte aufgezeichnet sind, aufgezeichnet oder reproduziert werden und Informationsstücke, die in einer dicken optischen Platte aufgezeichnet sind, ausschließlich reproduziert werden, wird die Beugungseffizient der Hologrammlinse 26 zum Ändern des Einfallslichts L3 in das gebeugte Licht L5 erster Ordnung ebenfalls auf einem Wert gleich 30% oder niedriger eingestellt. Selbst wenn eine hohe Intensität eines durchgelassenen Lichts L4 erforderlich ist, um ein Informationsstück auf der optischen Platte hoher Dichte aufzuzeichnen, kann in diesem Fall die Aufzeichnung der Information zuverlässig durchgeführt werden, ohne die Intensität des Einfallslichts L3 zu erhöhen, weil eine Transmissionseffizienz der Hologrammlinse 26 für das Einfallslicht L3 hoch ist. Mit anderen Worten eine Nutzungseffizienz des Einfallslichts L3 kann gesteigert werden, wenn ein Informationsstück auf der optischen Platte hoher Dichte aufgezeichnet wird, so dass die Ausgangsleistung des Einfallslichts L3 minimiert werden kann.
  • In der ersten Ausführungsform dient die Hologrammlinse 26 als eine konkave Linse für das gebeugte Licht L5 erster Ordnung. Es ist jedoch möglich, dass anstelle der Hologrammlinse 26 eine als konvexe Linse für das gebeugte Licht L5 erster Ordnung dienende Hologrammlinse 26M genutzt wird. Das heißt, wie in den 9A, 9B dargestellt ist, dass das gebeugte Licht L5 auf dem ersten Informationsmedium 23 durch die Objektivlinse 27 konvergiert, um den beugungsbegrenzten konvergierenden Fleck S1 zu bilden, und das durchgelassene Licht L4 wird auf dem zweiten Informationsmedium 25 durch die Objektivlinse 27 konvergiert, um den beugungsbegrenzten konvergierenden Fleck S2 zu bilden. In diesem Fall ist erforderlich, dass die Differenz zwischen den konvergierenden Punkten S1, S2 gleich 0,5 mm oder geringer ist, indem der Bewegungsbereich des Stellglieds in Betracht gezogen wird. Das Auftreten einer chromatischen Aberration kann jedoch in einem optischen Bilderzeugungssystem 21M, in welchem die als eine konkave Linse für das gebeugte Licht L5 dienende Hologrammlinse 26M genutzt wird, verhindert werden. Die Achromasiefunktion in dem optischen Bilderzeugungssystem wird ausführlich beschreiben.
  • Wenn eine Brennweite der Hologrammlinse 26M für das Einfallslicht L3 mit einer Wellenlänge λ0 durch fH0 und eine andere Brennweite der Hologrammlinse 26M für das Einfallslicht L3 mit einer Wellenlänge λ1 durch fH1 repräsentiert wird, ist eine Gleichung (2) erfüllt. fH1 = fH0 × λ0/λ1 (2)
  • Die Brennweite fH der Hologrammlinse 22 wird verkürzt, wenn die Wellenlänge λ des Einfallslichts L3 länger wird. Wenn ein Brechungsindex der Objektivlinse 27 für das Einfallslicht L3 mit einer Wellenlänge λ0 durch n(λ0) repräsentiert wird und ein anderer Brechungsindex der Objektivlinse 27 für das Einfallslicht L3 mit einer Wellenlänge λ1 durch n(λ1) repräsentiert wird, wird eine Brennweite fD(λ) der Objektivlinse 27 für das Einfallslicht L3 mit einer Wellenlänge λ durch eine Gleichung (3) formuliert. fD(λ1) = fD(λ0) × (n(λ0) – 1)/(n(λ1) – 1) (3)
  • Die Brennweite fD(λ) der Objektivlinse 27 wird verlängert, wenn die Wellenlänge λ des Einfallslichts L3 länger wird. Das heißt, die Abhängigkeit der Brennweite fD(λ) von der Wellenlänge λ in der Objektivlinse 27 ist derjenigen der Brennweite fH von der Wellenlänge λ in der Hologrammlinse 26M entgegengesetzt. Daher wird eine Bedingung, dass die aus der Objektivlinse 27 und der Hologrammlinse 26M bestehende zusammengesetzte Objektivlinse 29M als eine achromatische Linse dient, durch eine Gleichung (4) formuliert: 1/fH0 + 1/fD(λ0) = 1/fH1 + 1/fD(λ1) = 1/(fH0 × λ0/λ1) + (n(λ1) – 1)/{fD(λ0) × (n(λ0) – 1)} (4)
  • Da die Abhängigkeit der Brennweite fD(λ) von der Wellenlänge λ in der Objektivlinse 27 derjenigen in der Hologrammlinse 22 entgegengesetzt ist, kann dementsprechend die zusammengesetzte Objektivlinse 29M mit einer achromatischen Funktion durch die Kombination der Linsen 26M, 27 gebildet werden, und das Auftreten der chromatischen Aberration kann verhindert werden. Selbst wenn die Gleichung (4) nicht streng erfüllt ist, kann auch das Auftreten der chromatischen Aberration stark unterdrückt werden.
  • Eine Krümmung der Objektivlinse 27 kann auch klein sein, da die Hologrammlinse 26M als konvexe Linse für das gebeugte Licht L5 erster Ordnung dient. Da die Hologrammlinse 26M ein ebenes Element ist, kann auch eine leichte zusammengesetzte Objektivlinse mit einer achromatischen Funktion in großen Stückzahlen hergestellt werden. Ein Prinzip der Achromasie wurde in einer ersten Literaturstelle (D. Faklis und M. Morris, Fotonics Spectra (1991), November S. 205 & Dezember S. 131), einer zweiten Literaturstelle (M. A. Gan et al., S. P. I. E. (1991), Bd. 1507, S. 116), und einer dritten Literaturstelle (P. Twardowski und P. Meirueis, S. P. I. E. (1991), Bd. 1507, S. 55) vorgeschlagen.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • 10A ist eine Strukturansicht eines optischen Bilderzeugungssystems mit einer zusammengesetzten Objektivlinse gemäß einer zweiten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein Strahl eines nicht gebeugten durchgelassenen Lichts auf einem dünnen Informationsmedium konvergiert wird. 10B ist eine Strukturansicht des in 10A gezeigten optischen Bilderzeugungssystems, wobei ein Strahl eines gebeugten Lichts erster Ordnung auf einem dicken Informationsmedium konvergiert wird.
  • Wie in 10A, 10B gezeigt ist, umfasst ein optisches Bilderzeugungssystem 31 zum Konvergieren von Licht auf dem ersten Substrat 22 des ersten Informationsmediums 23 (die Dicke T1) oder dem zweiten Substrat 24 des zweiten Informationsmediums 25 (die Dicke T2), um einen beugungsbegrenzten konvergierenden Fleck zu bilden, eine Glanzwinkel- Hologrammlinse 32 zum Durchlassen eines Teils des Einfallslichts L3 ohne jegliche Beugung, um einen Strahl eines durchgelassenen Lichts L4 zu bilden, und Beugen eines restlichen Teils des Einfallslichts L3, um einen Strahl eines gebeugten Lichts L5 erster Ordnung zu bilden, und die Objektivlinse 27 zum Konvergieren des durchgelassenen Lichts L4 auf dem ersten Informationsmedium 23 oder Konvergieren des gebeugten Lichts L5 erster Ordnung auf dem zweiten Informationsmedium 25.
  • Die Hologrammlinse 32 wird gebildet, indem ein Gittermuster P2 in einem Musterbereich 32A des transparenten Substrats 28 in einer konzentrischen Kreisform gezeichnet wird. Der Musterbereich 32A ist in einem zentralen Teil des transparenten Substrats 28 angeordnet. Ein Durchmesser des Gittermusters P2 ist gleich einer Apertur der Objektivlinse 27 oder größer. Eine Beugungseffizienz der Hologrammlinse 32 für das durch das Gittermuster P2 durchgehende Einfallslicht L3 ist, in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführungsform, ebenfalls geringer als 100%, so dass die Intensität des durchgelassenen Lichts L4 ausreicht, um ein Informati onsstück auf oder von dem ersten Informationsmedium 23 aufzuzeichnen oder zu reproduzieren.
  • Wie in 11 gezeigt ist, ist die Beugungseffizienz in einem zentralen Teil des Musterbereichs 32A hoch, und die Beugungseffizienz ist zur äußeren Richtung des Musterbereichs 32A hin nach und nach verringert. Mit anderen Worten, in Fällen, in denen das Gittermuster P2 der Hologrammlinse 32 in einem Relief ausgebildet ist, ist die Höhe H des Reliefs in dem Gittermuster P2 zur äußeren Richtung des Musterbereichs 32A hin nach und nach verringert. Oder in Fällen, in denen eine ideale Glanzwinkelform der Hologrammlinse 26 eine abgestufte Form approximiert, ist jeder Block des Gittermusters P2, das im zentralen Teil des transparenten Substrats 28 angeordnet ist, in einer in 12A dargestellten abgestuften Form ausgebildet, in der ein Neigungswinkel 8i von Stufen groß ist und eine Beziehung W1 > W2 zwischen einer ersten Ätzbreite W1 und einer zweiten Ätzbreite W2 erfüllt ist, und das in der in 12A gezeigten abgestuften Form ausgebildete Gittermuster P2 wird nach und nach geändert, indem die erste Ätzbreite W1 verringert und die zweite Ätzbreite W2 zur äußeren Richtung des Musterbereichs 32A hin vergrößert wird, während die Höhe H des Gittermusters P2 allmählich verringert wird. Jeder Block des Gittermusters P2, das in einem Umfangsteil des transparenten Substrats 28 angeordnet ist, ist daher in einer in 12B gezeigten abgestuften Form ausgebildet, in der ein Neigungswinkel θ2 von Stufen klein ist und eine Beziehung W1 < W2 zwischen den Ätzbreiten erfüllt ist. Jeder Block des Gittermusters P2, der in einem mittleren Teil zwischen dem Zentral- und Unfangsteil angeordnet ist, ist in einer in 12C dargestellten abgestuften Form ausgebildet, in der die Ätzbreiten W1, W2 dieselben sind.
  • In der obigen Konfiguration des optischen Bilderzeugungssystems 31 geht ein Teil des Einfallslichts L3 durch die Hologrammlinse 32 ohne jegliche Beugung, um einen Strahl eines durchgelassenen Lichts L4 zu bilden, und das durchgelassene Licht L4 wird durch die Objektivlinse 27 konvergiert. Ein restlicher Teil des Einfallslichts L3 wird durch die Hologrammlinse 32 ebenfalls gebeugt und gebrochen. In diesem Fall dient die Hologrammlinse 32 als eine konkave Linse für das Einfallslicht L3, so dass ein gebeugtes Licht L5 erster Ordnung von der Hologrammlinse 32 divergiert. Danach wird das gebeugte Licht L5 erster Ordnung durch die Objektivlinse 27 konvergiert.
  • In Fällen, in denen das dünne erste Informationsmedium 23 genutzt wird, um Stücke einer Information auf oder von einer Vorderseite des Mediums 23 aufzuzeichnen oder zu reproduzieren, wie in 10A gezeigt ist, fällt das durchgelassene Licht L4 auf eine Rückseite des ersten Informationsmediums 23 und wird auf dessen Vorderseite durch die Objektivlinse 27 fokussiert, um einen beugungsbegrenzten konvergierenden Fleck S3 auf dem ersten Informationsmedium 23 zu bilden. Da die Beugungseffizienz in Richtung auf die äußere Richtung des Gittermusters P2 nach und nach verringert ist, ist in diesem Fall die Beugungswahrscheinlichkeit des Einfallslichts L3 im Umfangteil des Gittermusters P2 verringert. Das Licht L4 geht daher durch die Objektivlinse 27 unter der Bedingung, dass die numerische Apertur NA der Objektivlinse 27 hoch ist.
  • In Fällen, in denen das dicke zweite Informationsmedium 25 genutzt wird, um Informationsstücke auf oder von einer Vorderseite des Mediums 25 aufzuzeichnen oder zu reproduzieren, fällt im Gegensatz dazu das gebeugte Licht L5 auf eine Rückseite des zweiten Informationsmediums 25 und wird auf dessen Vorderseite fokussiert, um einen beugungsbegrenzten konvergierenden Fleck S5 auf dem zweiten Informationsmedium 25 zu bilden. Da die Hologrammlinse 32 als eine konkave Linse dient, um das gebeugte Licht L5 erster Ordnung zu divergieren, werden in diesem Fall die beugungsbegrenzten konvergierenden Flecken S3, S4 gebildet, selbst wenn die Dicke T1 des ersten Informationsmediums 23 sich von der Dicke T2 des zweiten Informationsmediums 25 unterscheidet. Daher weist eine aus der Hologrammlinse 32 und der Objektivlinse 27 zusammengesetzte Objektivlinse 34 im Wesentlichen zwei Brennpunkte auf.
  • Da das Licht L4 durch die Objektivlinse 27 unter der Bedingung durchgeht, dass die numerischen Apertur NA der Objektivlinse 27 hoch ist, kann dementsprechend die Intensität des auf dem ersten Informationsmedium 23 konvergierten durchgelassenen Lichts L4 hoch sein.
  • In Fällen, in denen das Einfallslicht L3 von einem Halbleiterlaser ausgesandt wird, ist ein Fernfeldmuster des Einfallslichts L3 auch in einer Gaußschen Verteilung wie in 13A gezeigt verteilt. Da die Beugungseffizienz in Richtung auf die äußere Richtung des Gittermusters P2 allmählich verringert wird, ist daher ein Fernfeldmuster des durchgelassenen Lichts L4 in einer Form mit sanfter Steigung wie in 13B gezeigt verteilt. Im Gegensatz zur zweiten Ausführungsform wird, da das Einfallslicht L3 in dem musterfreien Bereich 26b der Hologrammlinse 26 in der ersten Ausführungsform nicht gebeugt wird, die Intensität des durchgelassenen Lichts L4 am Umfangsteil der Hologrammlinse 26 plötzlich erhöht.
  • Sekundärmaxima des durchgelassenen Lichts L4, das auf dem konvergierenden Fleck S3 konvergiert wurde, können dementsprechend im Vergleich zur ersten Ausführungsform außerdem in der zweiten Ausführungsform unterdrückt werden. Das heißt, die Aufzeichnung und Reproduktion der Information kann ohne jegliche Verschlechterung der Information durch Nutzung des optischen Bilderzeugungssystems 31 durchgeführt werden.
  • In Fällen, in denen das gebeugte Licht L5 erster Ordnung auf dem zweiten Informationsmedium 25 konvergiert wird, um den beugungsbegrenzten konvergierenden Fleck S4 zu bilden, ist außerdem eine numerische Apertur der Objektivlinse 27 für das gebeugte Licht L5 erster Ordnung niedrig, da die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 32 in Richtung auf eine äußere Richtung des Musterbereichs 32A verringert ist. Als Folge wird die Intensität des gebeugten Lichts L5 erster Ordnung verringert. In Fällen, in denen die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 32 erhöht wird, um die Intensität des gebeugten Lichts L5 erster Ordnung zu erhöhen, wird die Intensität des durchgelassenen Lichts L4 an dessen innerem Strahlteil stark verringert, und Sekundärmaxima (oder Nebenkeulen) des durchgelassenen Lichts L4 am konvergierenden Fleck S3 werden in unerwünschter Weise vergrößert. Daher wird das Einfallslicht L3, dessen Fernmeldemuster in der Gaußschen Verteilung verteilt ist, zur Hologrammlinse 32 gestrahlt, um die Intensität des gebeugten Lichts L5 erster Ordnung ohne jegliche Zunahme der zweiten Maxima zu erhöhen. Im Einzelnen geht, wie in 14A gezeigt ist, das Einfallslicht L3, das nicht nur in einem zentralen Teil der Gaußschen Verteilung sondern auch in einem Umfangteil der Gaußen Verteilung verteilt ist, durch die Hologrammlinse 32 durch und wird durch die Objektivlinse 27 gebrochen, da der Durchmesser des Gittermusters P2 gleich der Apertur der Objektivlinse 27 oder größer ist. Daher wird eine numerische Apertur NA der Objektivlinse 27 bei einer Lichtquellenseite für das Einfallslicht L3 höher als diejenige in der ersten Ausführungsform, und die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 32 wird erhöht. Als Folge kann die Intensität des gebrochenen Lichts L5 erster Ordnung, das auf dem zweiten Informationsmedium 25 konvergiert wird, erhöht werden, wie in 14B gezeigt ist. Da die Intensität des Einfallslichts L3 am Umfangsteil der Gaußschen Verteilung niedrig ist und da die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 32 in Richtung auf die innere Richtung des Gittermusterbereichs 32A erhöht ist, wird auch die Intensität des durchgelassenen Lichts L4 in einer leicht schrägen Form wie in 14C gezeigt verteilt. Dementsprechend können die Sekundärmaxima des durchgelassenen Lichts L4 am konvergierenden Fleck S3 unterdrückt werden.
  • Beispiele der Nutzung des optischen Bilderzeugungssystems 31 für verschiedenen Typen optischer Platten werden beschreiben.
  • In Fällen, in denen das optische Bilderzeugungssystem 31 für eine optische Plattenvorrichtung genutzt wird, in der Informationsstücke, die in einer dünnen optischen Platte hoher Dichte und einer dicken Kompaktplatte aufgezeichnet sind, ausschließlich reproduziert werden, wird die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 32 für das Einfallslicht L3 in einem Bereich von etwa 20% bis 70% eingestellt. In diesem Fall ist die Intensität des auf der optischen Platte hoher Dichte konvergierten durchgelassenen Lichts L4 nahezu die gleiche wie die des auf der Kompaktplatte konvergierten gebeugten Lichts L5 erster Ordnung. Daher kann die Ausgangsleistung des Einfallslichts L3 minimiert werden.
  • In Fällen, in denen das optische Bilderzeugungssystem 31 für eine optische Plattenvorrichtung genutzt wird, in der Informationsstücke, die in einer dünnen optischen Platte hoher Dichte aufgezeichnet sind, aufgezeichnet oder reproduziert werden, und Informationsstücke, die in einer dicken optischen Platte aufgezeichnet ist, ausschließlich reproduziert werden, wird die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 32 für das Einfallslicht L3 ebenfalls auf einen Wert gleich 30% oder geringer eingestellt. Selbst wenn eine hohe Intensität eines durchgelassenen Lichts L4 erforderlich ist, um ein Informationsstück auf der optischen Platte hoher Dichte aufzuzeichnen, kann in diesem Fall die Aufzeichnung der Information zuverlässig durchgeführt werden, ohne die Intensität des Einfallslichts L3 zu erhöhen, da eine Transmissionseffizienz der Hologrammlinse 32 für das Einfallslicht L3 hoch ist. Mit anderen Worten, die Nutzungseffizienz des Einfallslichts L3 kann gesteigert werden, wenn ein Informationsstück auf der optischen Platte hoher Dichte aufgezeichnet wird, so dass die Ausgangsleistung des Einfallslichts L3 minimiert werden kann.
  • In der zweiten Ausführungsform ist das in dem zentralen Teil des transparenten Substrats 28 gelegene Gittermuster P2 in Richtung auf die äußere Richtung des Musterbereichs 32A von der in 12A gezeigten abgestuften Form über die in 12C gezeigte abgestufte Form allmählich in die in 12B gezeigte abgestufte Form geändert. Da das Auftreten des unnötigen gebeugten Lichts wie z. B. eines gebeugten Lichts minus erster Ordnung, in dem mittleren Teil des transparenten Substrats 28 effektiv verhindert werden kann, in welchem das Gittermuster P2 in der 12C gezeigten abgestuften Form ausgebildet ist, wird jedoch bevorzugt, dass der mittlere Teil einen großen Teil des Musterbereichs 32A der Hologrammlinse 32 einnimmt. In diesem Fall kann die Intensitätssumme des durchgelassenen Lichts L4 und des gebeugten Lichts L5 erster Ordnung maximiert werden, so dass eine Nutzeffizienz des Einfallslichts L3 gesteigert werden kann.
  • Da die erste Ätzbreite W1 des Gittermusters P2 in Richtung auf die äußere Richtung des Musterbereichs 32A allmählich verringert wird, ist es auch möglich, dass das in der 12B gezeigten abgestuften Form ausgebildete Gittermuster P2 in eine in 12D gezeigte abgestufte Form geändert wird, wenn die erste Ätzbreite W1 auf einen niedrigeren Wert als etwa 1 μm verringert wird. Das heißt, eine Treppe mit vier Stufen, die in 12B gezeigt ist, wird in eine Treppe mit zwei Stufen geändert. In diesem Fall kann das in der in 12D gezeigten abgestuften Form ausgebildete Gittermuster P2 leicht hergestellt werden. In Fällen, in denen eine Höhe H4 des in der in 12D gezeigten abgestuften Form ausgebildeten Gittermusters P2 überdies in Richtung auf die äußere Richtung des Musterbereichs 32A verringert wird, wird außerdem bevorzugt, dass das Gittermuster P2 in einer in 12E dargestellten abgestuften Form ausgebildet wird. Das heißt, eine dritte Ätzbreite W3 wird in Richtung auf die äußere Richtung des Musterbereiches 32A allmählich verringert, während eine Höhe H5 des Gittermusters P2 abnimmt. Daher kann die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 32 in Richtung auf die äußere Richtung des Musterbereichs 32A ohne jegliche Schwierigkeit bei der Herstellung des Gittermusters P2 allmählich verringert werden.
  • Wie in 15A gezeigt, ist es außerdem möglich, dass an Stelle der Hologrammlinse 32 eine Hologrammlinse 33 gebildet wird, indem das Gittermuster P1 des Musterbereichs 32A in einem zentralen Teil des transparenten Substrats 28 platziert und vier Arten Beugungsbereiche 33A, 33B, 33C und 33D platziert werden, welche das Gittermuster P1 umgeben. Ein Teil des durch jeden der Beugungsbereiche 33A bis 33D durchgehenden Einfallslichts L3 wird gebeugt, um eine Transmissionseffizienz der Hologrammlinse 33 zu steuern. In diesem Fall wird die Intensität des durchgelassenen Lichts L4 an ihrem Umfangsteil verringert, so dass in dem konvergierenden Fleck S3 auftretende Sekundärmaxima unterdrückt werden können. Es ist auch möglich, dass das Gittermuster P1 des Hologramms durch das Gittermuster P2 ersetzt wird. Es ist ebenfalls möglich, dass Gitterrichtungen der Beugungsbereiche 33A bis 33D sich voneinander unterscheiden. Selbst wenn das gebeugte Licht L5 erster Ordnung, das im Beugungsbereich 33A gebeugt wird, z. B. auf den Beugungsbereich 33c fällt, nachdem das gebeugte Licht L5 durch das zweite Informationsmedium 25 reflektiert ist, verläuft in diesem Fall das gebeugte Licht L5, das im Beugungsbereich 33c wieder gebeugt wird, nicht parallel zur optischen Achse. In Fällen, in denen ein Stück einer vom zweiten Informationsmedium 25 gelesenen Information 25 in einem Detektor detektiert wird, um die Information zu reproduzieren, wird das gebeugte Licht L5 erster Ordnung, das in den Beugungsbereichen 33A bis 33D gebeugt wird, durch den Detektor als Streulicht nicht detektiert. Dementsprechend verschlechtert sich die Reproduktion der Information nicht.
  • Wie in 15B gezeigt ist, ist es ebenfalls möglich, dass die Hologrammlinse 32 als eine konvexe Linse dient. In diesem Fall wird das gebeugte Licht L5 auf dem ersten Informationsmedium 23 konvergiert, und das durchgelassene Licht L4 wird auf dem zweiten Informationsmedium 25 wie in 15C gezeigt konvergiert.
  • (Dritte Ausführungsform)
  • 16A ist eine Strukturansicht eines optischen Bilderzeugungssystems mit einer zusammengesetzten Objektivlinse gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein Strahl eines gebeugten Lichts erster Ordnung auf einem dünnen Informationsmedium konvergiert wird. 16B ist eine Strukturansicht des in 16A gezeigten optischen Bilderzeugungssystems, wobei ein Strahl eines nicht gebeugten durchgelassenen Lichts auf einem dicken Informationsmedium konvergiert wird.
  • Wie in den 16A und 16B gezeigt ist, umfasst ein optisches Bilderzeugungssystem 41 zum Konvergieren von Licht auf dem ersten Substrat 22 des ersten Informationsmediums 23 (die Dicke T1) oder dem zweiten Substrat 24 des zweiten Informationsmediums 25 (die Dicke T2), um einen beugungsbegrenzten konvergierenden Fleck zu bilden, eine Glanzwinkel-Hologrammlinse 42 zum Durchlassen eines Teils eines Einfallslichts L3 ohne jegliche Beugung, um einen Strahl eines durchgelassenen Lichts L4 zu bilden, und Beugen eines restlichen Teils des Einfallslichts L3, um ei nen Strahl gebeugten Lichts L6 erster Ordnung zu bilden, und die Objektivlinse 27 zum Konvergieren des gebeugten Lichts L6 erster Ordnung auf dem ersten Informationsmedium 23 oder Konvergieren des durchgelassenen Lichts L4 auf dem zweiten Informationsmedium 25.
  • Die Hologrammlinse 42 wird gebildet, indem ein Gittermuster P3 in einem Gitterbereich 42A des transparenten Substrats 28 in einer konzentrischen Kreisform gezeichnet wird. Der Musterbereich 42A ist in einem zentralen Teil des transparenten Substrats 28 angeordnet. Ein Durchmesser des Gittermusters P3 ist gleich einer Apertur der Objektivlinse 27 oder größer. Eine Beugungseffizienz der Hologrammlinse 42 für das Einfallslicht L3, das durch das Gittermuster P3 durchgeht, ist in der gleichen Art und Weise wie in der ersten Ausführungsform ebenfalls geringer als 100%, so dass die Intensität des durchgelassenen Lichts L4 ausreicht, um ein Informationsstück auf oder von dem zweiten Informationsmedium 25 aufzuzeichnen oder zu reproduzieren.
  • Wie in 17 gezeigt ist, ist außerdem die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 42 in einem Umfangsteil des Musterbereichs 42A hoch, und die Beugungseffizienz wird in Richtung auf eine innere Richtung des Musterbereichs 42A allmählich verringert. Mit anderen Worten, in Fällen, in denen das Gittermuster P3 der Hologrammlinse 42 in einem Relief ausgebildet ist, wird die Höhe H des Reliefs im Gittermuster P3 in Richtung auf die innere Richtung des Musterbereichs 42A allmählich verringert. Oder in Fällen, in denen eine ideale Glanzwinkelform der Hologrammlinse 26 eine abgestufte Form approximiert, ist jeder Abstand des Gittermusters P3, das in dem Umfangsteil des transparenten Substrats 28 angeordnet ist, in einer in 12A gezeigten abgestuften Form ausgebildet, in der der Neigungswinkel θ1 von Stufen groß ist und die Beziehung W1 > W2 zwischen der ersten und zweiten Ätzbreite W1, W2 erfüllt ist, und das in der in 12A gezeigten abgestuften Form ausgebildete Gittermuster P3 wird allmählich geändert, indem in Richtung auf die innere Richtung des Musterbereichs 42A die erste Ätzbreite W1 verringert und die zweite Ätzbreite W2 vergrößert wird, während die Höhe H des Gittermusters P3 allmählich verringert wird. Jeder Abstand des in einem zentralen Teil des transparenten Substrats 28 angeordneten Gittermusters P3 ist daher in einer in 12B gezeigten abgestuften Form ausgebildet, in der der Neigungswinkel θ2 von Stufen klein und die Beziehung W1 < W2 erfüllt ist. Jeder Abstand des in einem mittleren Teil zwischen dem zentralen Teil und Umfangsteil angeordneten Gittermuster P3 ist in einer in 12C gezeigten abgestuften Form ausgebildet, in der die Ätzbreiten W1, W2 die gleichen sind.
  • In der obigen Konfiguration des optischen Bilderzeugungssystems 41, wie in 16B gezeigt, geht ein Teil des Einfallslichts L3 durch die Hologrammlinse 42 ohne jegliche Beugung, um einen Strahl eines durchgelassenen Lichts L4 zu bilden, und das durchgelassene Licht L4 wird durch die Objektivlinse 27 konvergiert. Ein restlicher Teil des Einfallslichts L3 wird ebenfalls durch die Hologrammlinse 42 gebeugt, um einen Strahl gebeugten Lichts L5 erster Ordnung zu bilden. In diesem Fall dient die Hologrammlinse 42 als eine konvexe Linse für das Einfallslicht L3, so dass ein in der Hologrammlinse 42 gebildetes gebeugtes Licht L6 erster Ordnung konvergiert. Danach wird das gebeugte Licht L6 durch die Objektivlinse 27 konvergiert.
  • In Fällen, in denen das dünne erste Informationsmedium 23 genutzt wird, um Informationsstücke auf oder von einer Vorderseite des Mediums 23 aufzuzeichnen oder zu reproduzieren, fällt, wie in 16A gezeigt ist, das gebeugte Licht L6 auf eine Rückseite des ersten Informationsmediums 23 und wird auf dessen Vorderseite fokussiert, um einen beugungsbegrenzten konvergierenden Fleck S5 auf dem ersten Informationsmedium 23 zu bilden. Im Gegensatz dazu fällt in Fällen, in denen das dicke zweite Informationsmedium 25 genutzt wird, um Informationsstücke auf oder von einer Vorderseite des Mediums 25 aufzuzeichnen oder zu reproduzieren, das durchgelassene Licht L4 auf eine Rückseite des zweiten Informationsmediums 25 und wird auf dessen Vorderseite fokussiert, um einen beugungsbegrenzten konvergierenden Fleck S6 auf dem zweiten Informationsmedium 25 zu bilden.
  • Da die Hologrammlinse 42 als eine konvexe Linse dient, um das gebeugte Licht L6 zu konvergieren, werden in diesem Fall die beugungsbegrenzten konvergierenden Flecke S5, S6 gebildet, selbst wenn die Dicke T1 des ersten Informationsmediums 23 sich von der Dicke T2 des zweiten Informationsmediums 25 unterscheidet. Daher hat eine aus der Hologrammlinse 42 und der Objektivlinse 27 bestehende zusammengesetzte Objektivlinse 43 im Wesentlichen zwei Brennpunkte.
  • Da die Hologrammlinse 42 als eine konvexe Linse für das gebeugte Licht L6 dient, geht auch das gebeugte Licht L6 durch die Objektivlinse 27 unter der Bedingung durch, dass die numerische Apertur NA der Objektivlinse 27 im Wesentlichen hoch ist.
  • Da die Beugungseffizienz im Umfangsteil des Gittermusters P3 hoch ist und da die Beugungseffizienz in Richtung auf die innere Richtung des Gittermusters P3 allmählich verringert wird, ist außerdem eine Beugungswahrscheinlichkeit des Einfallslichts L3 im Umfangsteil des Gittermusters P3 höher.
  • Das Gittermuster P3 der Hologrammlinse 42 ist entworfen, um eine in der Objektivlinse 27 und dem ersten Informationsmedium 23 auftretende etwaige Aberration zu korrigieren, so dass das gebeugte Licht L6 durch das erste Informationsmedium 23 mit der Dicke T1 durchgeht und auf dem Medium 23 konvergiert wird, um den beugungsbegrenzten konvergierenden Fleck S5 ohne jegliche Aberration zu bilden. Ein Verfahren zum Entwerfen der Hologrammlinse 42 mit einer eine Aberration korrigierenden Funktion wird beschrieben.
  • Nachdem das gebeugte Licht L6 auf dem ersten Informationsmedium 23 konvergiert ist, divergieren sphärische Wellen von dem konvergierenden Fleck S5 und gehen durch das erste Substrat 22 und die Objektivlinse 27 durch. Danach gehen die sphärischen Wellen durch das transparente Substrat 28 und interferieren optisch mit dem Einfallslicht L3. Daher wird durch die Interferenz zwischen den sphärischen Wellen und dem Einfallslicht L3 ein Interferenzmuster gebildet. Das Interferenzmuster kann berechnet werden, indem die Phase der sphärischen Wellen zu einer invertierten Phase addiert wird, die durch Invertieren der Phase des Einfallslichts L3 erhalten wird. Dementsprechend kann das Gittermuster P3 der Hologrammlinse 42, das mit dem berechneten Interferenzmuster übereinstimmt, gemäß einer Technik mit computererzeugten Hologrammen leicht geschaffen werden.
  • Da die Hologrammlinse 42 als eine konvexe Linse für das gebeugte Licht L6 erster Ordnung dient, kann dementsprechend eine Krümmung der Objektivlinse 27 verringert werden. Ein Glasmaterial mit einem hohen Brechungsindex ist ebenfalls nicht erforderlich, um die Objektivlinse 27 herzustellen.
  • Da das gebeugte Licht L6 erster Ordnung, das in der Hologrammlinse 42 gebildet wird, konvergiert, bevor das gebeugte Licht L6 auf die Objektivlinse 27 fällt, kann auch der Abstand in Richtung der optischen Achse zwischen den konvergierenden Flecken S5, S6 auf etwa 1 mm verlängert wer den. Selbst wenn das durchgelassene Licht L4 (oder das gebeugte Licht L6 erster Ordnung) auf dem konvergierenden Fleck S6 (oder S5) im Brennpunkt konvergiert wird, um ein Informationsstück aufzuzeichnen oder zu lesen, wird das Licht L6 (oder L4) nicht auf dem konvergierenden Fleck S6 (oder S5) im Brennpunkt konvergiert, um die Intensität des Lichte L6 (oder L4) am konvergierenden Fleck S6 (oder S5) zu reduzieren. Demgemäss wird auf die Aufzeichnung oder Reproduktion der Information kein nachteiliger Einfluss ausgeübt.
  • Da die Hologrammlinse 42 als eine konvexe Linse für das gebeugte Licht L6 erster Ordnung dient, kann auch das Auftreten einer chromatischen Aberration im optischen Bilderzeugungssystem 41 verhindert werden. Im Einzelnen wird die Brennweite der Hologrammlinse 42 verkürzt, wenn die Wellenlänge des Einfallslichts L3 länger wird. Im Gegensatz dazu wird die Brennweite der Objektivlinse 27 verlängert, wenn die Wellenlänge des Einfallslichts L3 länger wird. Das heißt, die Abhängigkeit der Brennweite von der Wellenlänge in der Objektivlinse 27 ist derjenigen der Brennweite von der Wellenlänge in der Hologrammlinse 42 entgegengesetzt. Daher kann die zusammengesetzte Objektivlinse 43 mit einer achromatischen Funktion durch die Kombination der Linsen 27, 42 gebildet werden, und das Auftreten der chromatischen Aberration kann verhindert werden.
  • Da die Hologrammlinse 42 ein ebenes Element ist, kann auch eine zusammengesetzte Objektivlinse mit geringem Gewicht in Großproduktion hergestellt werden.
  • Da die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 42 in Richtung auf eine innere Richtung des Musterbereichs 42A allmählich verringert wird, wird auch die numerische Apertur der Objektivlinse 27 für das gebeugte Licht L6 erster Ordnung wesentlich vergrößert. Daher kann die Intensität des gebeugten Lichts L6 erster Ordnung vergrößert werden, um ein Informationsstück auf oder von dem ersten Informationsmedium 23 aufzuzeichnen oder zu reproduzieren.
  • In Fällen, in denen das Einfallslicht L3 von einem Halbleiterlaser ausgesandt wird, ist auch ein Fernfeldmuster des Einfallslichts L3 in einer Gaußschen Verteilung verteilt, wie in 13A gezeigt ist. Da die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 42 in Richtung auf die innere Richtung des Gittermusters P2 allmählich verringert wird, ist daher ein Fernfeldmuster des gebeugten Lichts L6 erster Ordnung in einer Form mit sanfter Steigung verteilt. Dementsprechend können im Vergleich zur ersten Ausführungsform Sekundärmaxima des auf dem konvergierenden Fleck S5 konvergierten gebeugten Lichts L6 erster Ordnung außerdem in der dritten Ausführungsform unterdrückt werden. Das heißt, die Aufzeichnung und Reproduktion der Information kann ohne jegliche Verschlechterung der Information durch Ausnutzen des optischen Bilderzeugungssystems 41 durchgeführt werden.
  • In Fällen, in denen das durchgelassene Licht L4 auf dem zweiten Informationsmedium 25 konvergiert wird, um den beugungsbegrenzten konvergierenden Fleck S6 zu bilden, ist außerdem eine numerische Apertur der Objektivlinse 27 für das durchgelassene Licht L4 gering, da die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 42 in Richtung auf eine äußere Richtung des Gittermusters 42A erhöht wird. Als Folge wird die Intensität des durchgelassenen Lichts L4 verringert. In Fällen, in denen eine Transmissionseffizienz der Hologrammlinse 42 erhöht wird, um die Intensität des durchgelassenen Lichts L4 zu erhöhen, wird die Intensität des gebeugten Lichts L6 erster Ordnung an dessen innerem Strahlteil stark verringert, und Sekundarmaxima (oder Nebenkeulen) des gebeugten Lichts L6 erster Ordnung an dem konvergierenden Fleck S6 werden in unerwünschter Weise vergrößert. Daher wird das Einfallslicht L3, dessen Fernfeldmuster in der Gaußschen Verteilung verteilt ist, zur Hologrammlinse 42 gestrahlt, um die Intensität des durchgelassenen Lichts L4 ohne jegliche Zunahme der zweiten Maxima zu erhöhen. Im Einzelnen geht, wie in 18A gezeigt ist, das Einfallslicht L3, das in nicht nur einem zentralen Teil der Gaußschen Verteilung, sondern auch einem Umfangsteil der Gaußschen Verteilung verteilt ist, durch die Hologrammlinse 42 durch und wird durch die Objektivlinse 27 gebrochen, weil der Durchmesser des Gittermusters P3 gleich der Apertur der Objektivlinse 27 oder größer ist. Daher wird eine numerische Apertur NA der Objektivlinse 27 an einer Lichtquellenseite für das Einfallslicht L3 höher als die in der ersten Ausführungsform, und eine Transmissionseffizienz der Hologrammlinse 42 wird erhöht. Als Folge kann die Intensität des auf dem zweiten Informationsmedium 25 konvergierten durchgelassenen Lichts L4 erhöht werden, wie in 18B dargestellt ist. Da die Intensität des Einfallslichts L3 am Umfangsteil der Gaußschen Verteilung gering ist und da die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 42 in Richtung auf die innere Richtung des Gittermusters 42A verringert wird, ist das gebeugte Licht L6 erster Ordnung in einer leicht schrägen Form verteilt, wie in 18C gezeigt ist. Dementsprechend können die Sekundärmaxima des gebeugten Lichte L6 erster Ordnung am konvergierenden Fleck S5 unterdrückt werden.
  • Beispiele der Nutzung des optischen Bilderzeugungssystems 41 für verschiedene Arten optischer Platten werden beschrieben.
  • In Fällen, in denen das optische Bilderzeugungssystem 41 für eine optische Plattenvorrichtung genutzt wird, in der Informationsstücke, die in einer dünnen optischen Platte hoher Dichte und einer dicken Kompaktplatte aufgezeichnet sind, ausschließlich reproduziert werden, wird die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 42 für das Einfallslicht L3 in einem Bereich von etwa 20% bis 70% eingestellt. In diesem Fall ist die Intensität des auf der Kompaktplatte konvergierten durchgelassenen Lichts L4 nahezu dieselbe wie die des auf der optischen Platte hoher Dichte konvergierten gebeugten Lichts L6 erster Ordnung. Daher kann die Ausgangsleistung des Einfallslichts L3 minimiert werden.
  • In Fällen, in denen das optische Bilderzeugungssystem 41 für eine optische Plattenvorrichtung genutzt wird, in der Informationsstücke, die in einer dünnen optischen Platte hoher Dichte aufgezeichnet ist, aufgezeichnet oder reproduziert werden und Stücke einer in einer dicken optischen Platte aufgezeichneten Information ausschließlich reproduziert werden, wird auch die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 42 für das Einfallslicht L3 auf einen Wert gleich 55% oder höher eingestellt. Selbst wenn eine hohe Intensität des gebeugten Lichts L6 erster Ordnung erforderlich ist, um ein Informationsstück auf der optischen Platte hoher Dichte aufzuzeichnen, kann in diesem Fall die Aufzeichnung der Information zuverlässig durchgeführt werden, ohne die Intensität des Einfallslichts L3 zu erhöhen, da die Beugungseffzienz der Hologrammlinse 42 zum Ändern des Einfallslichts L3 in das gebeugte Licht L6 erster Ordnung hoch ist. Mit anderen Worten, eine Nutzungseffizienz des Einfallslichts L3 kann gesteigert werden, wenn ein Informationsstück auf der optischen Platte hoher Dichte aufgezeichnet wird, so dass die Ausgangsleistung des Einfallslichts L3 minimiert werden kann. Da die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 42 in Richtung auf eine innere Richtung des Musterbereichs 42A allmählich verringert wird, wird auch die numerische Apertur der Objektivlinse 27 für das gebeugte Licht L6 erster Ordnung wesentlich vergrößert. Daher kann die Intensität des gebeugten Lichts L6 erster Ordnung erhöht werden, um ein Informationsstück auf oder von der optischen Platte hoher Dichte aufzuzeichnen oder zu reproduzieren.
  • In der dritten Ausführungsform wird das in dem Musterbereich 42A des transparenten Substrats 28 gelegene Gittermuster P3 in Richtung auf die äußere Richtung des Musterbereichs 42A von der in 12B gezeigten abgestuften Form über die in 12C gezeigte abgestufte Form nach und nach in die in 12A gezeigte abgestufte Form geändert, während die Höhe H des Gittermusters P3 erhöht wird. Da das Auftreten eines unnötigen gebeugten Lichts wie z. B. eines gebeugten Lichts minus erster Ordnung in dem mittleren Teil des transparenten Substrats 28 effektiv verhindert werden kann, in welchem das Gittermuster P3 in der in 12C gezeigten abgestuften Form ausgebildet ist, wird jedoch bevorzugt, dass der mittlere Teil einen großen Teil des Musterbereichs 42A der Hologrammlinse 42 einnimmt. In diesem Fall kann die Intensitätssumme des durchgelassenen Lichts L4 und des gebeugten Lichte L6 erster Ordnung maximiert werden, so dass eine Nutzungseffizienz des Einfallslichts L3 gesteigert werden kann.
  • Da die erste Ätzbreite W1 des Gittermusters P3 in Richtung auf die innere Richtung des Musterbereichs 42A allmählich verringert wird, ist es ebenfalls möglich, dass das in der in 12B dargestellten abgestuften Form ausgebildete Gittermuster P3 in eine in 12D gezeigte abgestufte Form geändert wird, wenn die erste Breite W1 auf einen niedrigeren Wert als etwa 1 μm verringert wird. In diesem Fall kann das in der in 12D dargestellten abgestuften Form gebildete Gittermuster P3 einfach hergestellt werden. In Fällen, in denen eine Höhe H4 des Gittermusters P3, das in der in 12D dargestellten abgestuften Form ausgebildet ist, überdies in Richtung auf die innere Richtung des Musterbereichs 42A verringert wird, wird außerdem bevorzugt, dass das Gittermuster P3 in einer in 12E dargestellten abgestuften Form ausgebildet wird. In diesem Fall wird eine dritte Ätzbreite W3 in Richtung auf die innere Richtung des Musterbereichs 42A allmählich verringert, während eine Höhe H5 des Gittermus ters P3 verringert wird. Daher kann die Beugungseffizienz der Hologrammlinse 42 in Richtung auf die innere Richtung des Musterbereichs 42A ohne jegliche Schwierigkeit bei der Herstellung des Gittermusters P3 verringert werden.
  • In den ersten bis dritten Ausführungsformen der optischen Bilderzeugungssysteme 21, 31 und 41 sind die Gittermuster P1, P2 und P3 und der Hologrammlinsen 26, 32 bzw. 42 auf einer Vorderseite des transparenten Substrats 28 ausgebildet, die der Objektivlinse 27 nicht zugewandt ist. Daher hat ein Strahl eines an der Vorderseite des transparenten Substrats 28 reflektierten Lichts keinen nachteiligen Einfluss als Streulicht auf die Aufzeichnung oder Reproduktion der Information. Da das reflektierte Licht durch die Hologrammlinse gebeugt wird, wird im Einzelnen das reflektierte Licht gestreut. Selbst wenn das gebeugte Licht L5 oder L6 erster Ordnung an einer Rückseite des transparenten Substrats 28 reflektiert wird, wird auch das reflektierte gebeugte Licht wieder durch die Hologrammlinse gebeugt und gestreut. Daher hat das an der Vorder- oder Rückseite der Hologrammlinse reflektierte Licht keinen nachteiligen Einfluss auf die Aufzeichnung oder Reproduktion der Information.
  • In Fällen, in denen ein Antireflexionsfilm auf einer Vorderseite der Hologrammlinse 28 beschichtet ist, an der das Gittermuster nicht ausgebildet ist, ist es jedoch möglich, dass die Gittermuster P1, P2 und P3 der Hologrammlinsen 26, 32 bzw. 42 auf einer Rückseite des transparenten Substrats 28, die der Objektivlinse 27 zugewandt ist, gebildet werden. Da das gebeugte Licht L5, L6 erster Ordnung an der Vorderseite der Hologrammlinse 28 nicht gebrochen wird, kann in diesem Fall der Entwurf der optischen Bilderzeugungssysteme 21, 31 und 41 vereinfacht werden.
  • In den ersten bis dritten Ausführungsformen sind die Gittermuster P1, P2 und P3 der Hologrammlinsen 26, 32 bzw. 42 auch in einem Relief ausgebildet, um einen Phasenmodulationstyp einer Hologrammlinse herzustellen. Wie in der vorläufigen Veröffentlichung Nr. 189504/86 (S61-189504) und der vorläufigen Veröffentlichung Nr. 241735/88 (S63-241735) beschrieben ist, kann jedoch der Phasenmodulationstyp der Hologrammlinse erzeugt werden, indem eine Flüssigkristallzelle genutzt wird. Der Phasenmodulationstyp der Hologrammlinse kann auch erzeugt werden, indem ein doppelbrechendes Material wie z. B. Lithiumniobat verwendet wird. Der Phasenmodulationstyp einer Hologrammlinse kann z. B. durch Protonenaustausch eines Oberflächenteils eines Lithiumniobatsubstrats erzeugt werden.
  • (Vierte Ausführungsform)
  • In den ersten bis dritten Ausführungsformen besteht die zusammengesetzte Objektivlinse 29, 34 oder 43 mit zwei Brennpunkten aus der Objektivlinse 27 und der Hologrammlinse 26, 32 oder 42. Als eine zusammengesetzte Objektivlinse gemäß einer vierten Ausführungsform, die in 19A dargestellt ist, wird jedoch bevorzugt, dass jede der Hologrammlinsen 26, 32 und 42 und die Objektivlinse 27 mit einem Verpackungsmittel 44 vereint sind, so dass eine zusammengesetzte Objektivlinse 45 gebildet wird, in der eine relative Position zwischen jeder der Hologrammlinsen 26, 32 und 42 und der Objektivlinse 27 festgelegt ist. In diesem Fall können das durchgelassene Licht L4 und das gebeugte Licht L5, L6 erster Ordnung durch Einstellen der Position des Verpackungsmittels 44 mit einem Stellglied leicht auf dem ersten oder zweiten Informationsmedium 23, 25 konvergiert werden. Als eine andere zusammengesetzte Objektivlinse gemäß einer modifizierten vierten Ausführungsform, die in 19B dargestellt ist, wird auch bevorzugt, dass jedes der Gittermuster P1, P2 und P3 auf einer gekrümmten Seite der Objektivlinse 27, die der Lichtquellenseite zugewandt ist, direkt gezeichnet wird, um eine zusammengesetzte Objektivlinse 46 zu bilden, in der jede der Hologrammlinsen 26, 32 und 42 mit der Objektivlinse 27 integral gebildet wird.
  • Dementsprechend kann die zentrale Achse der Objektivlinse 27 immer mit derjenigen von jeder der Hologrammlinsen 26, 32 und 42 übereinstimmen, so dass abaxiale Aberrationen von jeder der Hologrammlinsen 26, 32 und 42 wie z. B. eine Koma-Aberration und eine astigmatische Aberration, die im gebeugten Licht erster Ordnung auftreten, in der vierten Ausführungsform verhindert werden können.
  • (Fünfte Ausführungsform)
  • Bei einer in 20 gezeigten zusammengesetzten Objektivlinse gemäß einer fünften Ausführungsform wird auch bevorzugt, dass jedes der Gittermuster P1, P2 und P3 direkt auf einer dem Informationsmedium 23 oder 25 zugewandten Seite der Objektivlinse 27 gezeichnet wird, um eine zusammengesetzte Objektivlinse 47 zu bilden, in der jede der Hologrammlinsen 26, 32 und 42 mit der Objektivlinse 27 einteilig gebildet ist. In diesem Fall kann eine Krümmung an der Seite der Objektivlinse 27 klein oder in einer ebenen Form vorliegen. Daher kann jedes der Gittermuster P1, P2 und P3 mit geringen Kosten hergestellt werden. In Fällen, in denen eine Aberration hervorgerufen wird durch Neigen der Hologrammlinse aus der optischen Achse, kann auch eine Aberration verhindert werden, indem die Hologrammlinse und eine Lichtquelle des Einfallslichts L3 auf der gleichen Basis fixiert werden.
  • (Sechste Ausführungsform)
  • Eine Optikkopfvorrichtung mit einer der zusammengesetzten Objektivlinsen 29, 29M, 34, 43, 45, 46 und 47, die in den ersten bis fünften Ausführungsformen dargestellt sind, wird mit Verweis auf 21 bis 26 gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In den 21 bis 26 dargestellte X-, Y- und Z-Koordinaten werden gemeinsam genutzt.
  • 21 ist eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform.
  • Wie in 21 dargestellt ist, umfasst eine Optikkopfvorrichtung 51 zum Aufzeichnen oder Reproduzieren von Informationsstücken auf oder von dem Informationsmedium 23 oder 25 eine Lichtquelle 52 wie z. B. einen Halbleiterlaser zum Aussenden des Einfallslichts L3, eine Kollimatorlinse 53 zum Kollimieren des Einfallslichts L3, einen Strahlteiler 54 zum Durchlassen des Einfallslichts L3 auf einem optischen Ausgangsweg und Reflektieren eines Strahls des durchgelassenen Lichts L4R, das gebildet wird, indem das durchgelassene Licht L4 auf dem Informationsmedium 23 oder 25 reflektiert wird, und eines Strahls des gebeugten Lichts L5R (oder L6R), das durch Reflektieren des gebeugten Lichte L5 (oder L6) auf dem Informationsmedium 23 oder 25 auf einem optischen Eingangsweg gebildet wird, eine zusammengesetzte Objektivlinse 29 (oder 29M, 34, 43, 45, 46 oder 47), die aus der Hologrammlinse 26 (oder 26M, 32, 33 oder 42) und der Objektivlinse 27 besteht, eine konvergierende Linse 55 zum Konvergieren des durchgelassenen Lichts L4R oder des gebeugten Lichts L5R, die durch den Strahlteiler 54 reflektiert wurden, eine Wellenfrontänderungsvorrichtung 56, wie z. B. ein Hologramm zum Ändern einer Wellenfront des durchgelassenen Lichts L4R oder des gebeugten Lichts L5R, um mehrere konvergierende Flecke des durchgelassenen Lichts L4R oder des gebeugten Lichts L5R zu bilden, einen Fotodetektor 57 zum Detektieren von Intensitäten der konvergierenden Flecke des durchgelassenen Lichts L4R oder des gebeugten Lichts L5R, dessen Wellenfront durch die Wellenfrontänderungsvorrichtung 56 geändert wird, um ein Informationssignal, das auf dem Informationsmedium 23 oder 25 aufgezeichnet wird, und Servosignale, wie z. B. ein Brennpunktfehlersignal und ein Nachführungs-Fehlersignal zu erhalten, und eine Stellgliedeinheit 58 zum Bewegen der aus der Hologrammlinse 26 und der Objektivlinse 27 bestehenden zusammengesetzten Objektivlinse gemäß den Servosignalen.
  • In der obigen Konfiguration wird ein von der Lichtquelle 52 ausgesandter Strahl des Einfallslichts L3 in der Kollimatorlinse 53 kollimiert und geht durch den Strahlteiler 54 durch. Danach geht ein Teil des Einfallslichts L3 ohne jegliche Beugung durch die zusammengesetzte Objektivlinse 29, und ein restlicher Teil des Einfallslichts L3 wird gebeugt.
  • In Fällen, in denen ein Informationsstück auf oder von dem ersten Informationsmedium 23 aufgezeichnet oder reproduziert wird, wird danach das durchgelassene Licht L4 auf dem ersten Informationsmedium 23 konvergiert, um den ersten konvergierenden Fleck S1 zu bilden. Das heißt, das durchgelassene Licht L4 fällt auf eine Rückseite des ersten Informationsmediums 23, und der erste konvergierende Fleck S1 wird auf einer Vorderseite des ersten Informationsmediums 23 gebildet. Danach gelangt ein Strahl eines durchgelassenen Lichts L4R, das an der Vorderseite des ersten Informationsmediums 23 reflektiert wird, über den gleichen optischen Weg in der umgekehrten Richtung. Das heißt, ein Teil des durchgelassenen Lichts L4R geht wieder ohne jegliche Beugung durch die zusammengesetzte Objektivlinse 29 und wird durch den Strahlteiler 54 reflektiert. In diesem Fall wird das durchgelassene Licht L4R kollimiert. Danach wird das durchgelassene Licht L4R durch die konvergierende Linse 55 konvergiert, und die Wellenfront eines großen Teils des durchgelassenen Lichts L4R wird geändert, so dass mehrere konvergierende Flecke auf dem Fotodetektor 57 gebildet werden. Danach werden die Intensitäten der konvergierenden Flecke des durchgelassenen Lichts L4R in dem Fotodetektor 57 detektiert. Daher werden ein Informationssignal und Servosignale, wie z. B. ein Brennpunktfehlersignal und ein Nachführungs-Fehlersignal erhalten. Die Stellgliedeinheit 58 wird gemäß den Servosignalen betätigt, um die zusammengesetzte Objektivlinse 29 mit hoher Geschwindigkeit zu bewegen, so dass das durchgelassene Licht L4 auf dem ersten Informationsmedium 23 im Brennpunkt konvergiert wird.
  • In Fällen, in denen ein Informationsstück auf dem zweiten Informationsmedium 25 aufgezeichnet oder reproduziert wird, wird auch das gebeugte Licht L5 auf dem zweiten Informationsmedium 25 konvergiert, so dass der zweite konvergierende Fleck S2 gebildet wird. Das heißt, das gebeugte Licht L5 fällt auf eine Rückseite des zweiten Informationsmediums 25, und der zweite konvergierende Fleck S2 wird auf einer Vorderseite des zweiten Informationsmediums 25 gebildet. Danach gelangt ein Strahl eines gebeugten Lichts L5R, das an der Vorderseite des zweiten Informationsmediums 25 reflektiert wird, über den gleichen optischen Weg in der umgekehrten Richtung. Das heißt, ein Teil des gebeugten Lichts L5R wird wieder durch die Hologrammlinse 26 gebeugt und durch den Strahlteiler 54 reflektiert. In diesem Fall wird das gebeugte Licht L5R kollimiert. Danach wird das gebeugte Licht L5R durch die konvergierende Linse 55 konvergiert, und die Wellenfront eines großen Teils des gebeugten Lichts L5R wird geändert, um mehrere konvergierende Flecke auf dem Fotodetektor 57 zu bilden. In diesem Fall wird das auf die konvergierende Linse 55 einfallende gebeugte Licht L5R in der gleichen Weise wie das auf die konvergierende Linse 55 einfallende durchgelassene Licht L4R kollimiert und die konvergierenden Flecke des gebeugten Lichts L5R werden an den gleichen Positionen wie diejenigen des durchgelassenen Lichts L4R gebildet. Danach werden die Intensitäten der konvergierenden Flecke des gebeugten Lichts L5R im Fotodetektor 57 detektiert. Daher werden ein Informationssignal und Servosignale wie z. B. ein Brennpunktfehlersignal und ein Nachführungs-Fehlersignal erhalten. Die Stellgliedeinheit 58 wird gemäß den Servosignalen betätigt, um die zusammengesetzte Objektivlinse 29 mit hoher Geschwindigkeit zu bewegen, so dass das gebeugte Licht L5 auf dem zweiten Informationsmedium 25 im Brennpunkt konvergiert wird.
  • Da das durchgelassene Licht L4R wieder ohne jegliche Beugung durch die zusammengesetzte Objektivlinse durchgeht und das gebeugte Licht L5R wieder durch die Hologrammlinse 26 gebeugt wird, stimmt in diesem Fall in einem Bereich zwischen dem Informationsmedium 23 oder 25 und dem Strahlteiler 54 der optische Ausgangsweg mit dem optischen Eingangsweg überein, selbst wenn der konvergierende Fleck S1 sich vom konvergierenden Fleck S2 unterscheidet. Daher bezieht sich ein konvergierender Fleck S7 auf dem Fotodetektor 57, bei dem das Licht L4R oder L5R, das durch die Wellenfrontänderungsvorrichtung 56 nicht gebeugt wurde, konvergiert wird, auf einen Strahlungspunkt der Lichtquelle 52 in einem Spiegelbild, so dass das Licht L4R und L5R, die durch die Wellenfrontänderungsvorrichtung 56 nicht gebeugt wurden, am gleichen konvergierenden Punkt S7 konvergiert werden. In der gleichen Art und Weise wird das durch die Wellenfrontänderungsvorrichtung 56 gebeugte Licht L4R und L5R an den gleichen anderen konvergierenden Punkten konvergiert.
  • Selbst wenn die zusammengesetzte Objektivlinse zwei Brennpunkte aufweist, können demgemäß die Wellenfrontänderungseinheit 56 und der Fotodetektor 57, die erforderlich sind, um die Intensität des durchgelassenen Lichts L4R zu detektieren, genutzt werden, um die Intensität des ge beugten Lichts L5R zu detektieren. Daher kann die Zahl von Teilen, die erforderlich sind, um die Optikkopfvorrichtung 51 herzustellen, reduziert werden, und eine Optikkopfvorrichtung kleiner Größe kann mit geringen Kosten und geringem Gewicht hergestellt werden, selbst wenn Informationsstücke auf oder von einem Informationsmedium durch Nutzen der Optikkopfvorrichtung 51 aufgezeichnet oder reproduziert werden ungeachtet davon, ob das Informationsmedium dick oder dünn ist.
  • In Fällen, in denen die Hologrammlinse 26 (oder 32, 33, 42) mit der Objektivlinse 27 integral gebildet ist, wie in 19A, 19B oder 20 dargestellt ist, kann jede der zusammengesetzten Objektivlinsen 45, 46 und 47 mit geringem Gewicht hergestellt werden, da die Hologrammlinse 26 (oder 32, 33, 42) eine ebene optische Vorrichtung ist. Zum Beispiel ist die Hologrammlinse 26 (oder 32, 33, 42) mehrere zehn mg leicht. Daher kann die mit der Objektivlinse 27 integral ausgebildete Hologrammlinse 26 durch die Stellgliedeinheit 58 leicht bewegt werden.
  • Als Nächstes wird ein Detektionsverfahren der Servosignale beschrieben. 22 ist eine Draufsicht der Wellenfrontänderungseinheit 56. 23 ist eine vergrößerte Ansicht eines gebeugten Lichts erster Ordnung und eines durchgelassenen Lichts, die im Fotodetektor 57 detektiert werden. Wie in 22 dargestellt ist, ist die Wellenfrontänderungseinheit 56 in einen gebeugtes Licht erzeugenden Bereich 56a, in welchem ein Gittermuster P4 gezeichnet ist, und ein Paar gebeugtes Licht erzeugende Bereiche 56b, 56c unterteilt, in denen ein Paar Gittermuster P5, P6 gezeichnet sind. Das Licht L4R oder L5R, das auf den gebeugtes Licht erzeugenden Bereich 56a fällt, wird gebeugt, um ein Brennpunktfehlersignal zu erhalten. Das auf jeden der gebeugtes Licht erzeugenden Bereiche 56b, 56c fallende Licht L4R, oder L5R wird gebeugt, um ein Nachführungs-Fehlersignal zu erhalten.
  • Zu Anfang wird ein Fleckgröße-Nachweisverfahren, das genutzt wird, um ein Brennpunktfehlersignal zu detektieren, als Beispiel eines Deteketionsverfahrens für ein Brennpunktfehlersignal beschrieben. Das Verfahren ist in der japanischen Patentanmeldung Nr. 185722 von 1990 vorgeschlagen. Kurz gesagt kann in Fällen, in denen das Verfahren übernommen wird, ein zulässiger Aufbaufehler in der Optikkopfvorrichtung erheblich vergrößert werden, und das Servosignal wie z. B. ein Brennpunktfehlersignal kann stabil erhalten werden, um die Position der Objektivlinse einzustellen, selbst wenn die Wellenlänge des Einfallslichts L3 variiert.
  • Im Einzelnen ist, wie in 23 dargestellt ist, das Gittermuster P4 entworfen, um das durchgelassene Licht L4R (oder das gebeugte Licht L5R), das durch den gebeugtes Licht erzeugenden Bereich 56a der Wellenfrontänderungseinheit 56 durchgeht, in einen Strahl gebeugten Lichts L7 erster Ordnung und einen Strahl gebeugten Lichts L8 minus erster Ordnung zu ändern. Die gebeugten Lichtstrahlen L7, L8 werden durch zwei Arten sphärischer Wellen mit verschiedenen Krümmungen ausgedrückt. Das heißt, Interferenzstreifen werden erzeugt, indem eine sphärische Welle mit einem Brennpunkt FP1 in der Vorderseite des Fotodetektors 57 mit einer anderen, von dem konvergierenden Fleck S7 divergierenden sphärischen Welle gemäß einem Zwei-Strahl-Interferometrieprozess tatsächlich interferiert werden, so dass damit das mit Interferenzstreifen übereinstimmende Gittermuster P4 gebildet wird. In einem anderen Fall werden die Interferenzstreifen gemäß einem Verfahren für ein computererzeugtes Hologrammverfahren berechnet. Als Ergebnis wird das durchgelassene Licht L4R (oder das gebeugte Licht L5R), das durch den gebeugtes Licht erzeugenden Bereich 56a der Wellenfrontänderungseinheit 56 durchgeht, gebeugt und in Strahlen eines konjugierten gebeugten Lichts wie z. B. einen Strahl gebeugten Lichts L7 erster Ordnung und einen Strahl gebeugten Lichts L8 minus erster Ordnung geändert. Der Strahl gebeugten Lichts L7 erster Ordnung hat den Brennpunkt FP1 an der Vorderseite des Fotodetektors 51, und der Strahl des gebeugten Lichts L8 minus erster Ordnung hat einen Brennpunkt FP2 in der Rückseite des Fotodetektors 57.
  • Wie in 24 dargestellt ist, umfasst der Fotodetektor 57 einen Sextant-Fotodetektor 59 (oder einen Fotodetektor mit sechsfacher Teilung), in welchem sechs Detektionsabschnitte SE1, SE2, SE3, SE4, SE5 und SE6 vorgesehen sind. Die Intensität des gebeugten Lichts L7 erster Ordnung wird durch jeden der Detektionsabschnitte SE1, SE2 und SE3 des Sextant-Fotodetektors 59 detektiert und in elektrische Stromsignale SC1, SC2 und SC3 umgewandelt. Die Intensität des gebeugten Lichts L8 minus erster Ordnung wird ebenfalls durch jeden der Detektionsabschnitte SE4, SE5 und SE6 des Sextant-Fotodetektors 59 detektiert und in elektrische Stromsignale SC4, SC5 und SC6 umgewandelt.
  • 25A und 25C zeigen jeweils einen konvergierenden Fleck des gebeugten Lichts L7 erster Ordnung, das zu den Detektionsabschnitten SE1, SE2 und SE3 des Sextant-Fotodetektors 59 gestrahlt wird, und einen anderen konvergierenden Fleck des gebeugten Lichts L8 minus erster Ordnung, das zu den Detektionsabschnitten SE4, SE5 und SE6 des Sextant- Fotodetektors 59 gestrahlt wird, unter der Bedingung, dass die Objektivlinse 27 auf dem Informationsmedium 23 oder 25 defokussiert ist. 25B zeigt einen konvergierenden Fleck des zu den Detektionsabschnitten SE1, SE2 und SE3 des Sextant-Fotodetektors 59 gestrahlten gebeugten Lichts L7 erster Ordnung und einen anderen konvergierenden Fleck des zu den Detektionsabschnitten SE4, SE5 und SE des Sextant-Fotodetektors 59 gestrahlten gebeugten Lichte L8 minus erster Ordnung unter der Bedingung, dass die Objektivlinse 27 auf dem Informationsmedium 23 oder 25 gerade fokussiert ist.
  • Wie in den 25A bis 25C gezeigt ist, wird in Fällen, in denen das durchgelassene Licht L4 (oder das gebeugte Licht L5) auf dem Informationsmedium 23 (oder 25) unter der Bedingung konvergiert wird, dass die Objektivlinse 27 auf dem Informationsmedium 23 (oder 25) defokussiert ist, ein konvergierender Fleck S8 des gebeugten Lichts L7, der auf der linken Seite der 25A, 25C dargestellt ist, auf dem Sextant-Fotodetektor 59 gebildet, und ein anderer konvergierender Fleck S9 des gebeugten Lichts L8, der auf der rechten Seite von 25A oder 25C dargestellt ist, wird auf dem Sextant-Fotodetektor 59 gebildet. In Fällen, in denen das durchgelassene Licht L4 (oder das gebeugte Licht L5) auf dem Informationsmedium 23 (oder 25) unter der Bedingung konvergiert wird, dass die Objektivlinse 27 auf dem Informationsmedium 23 (oder 25) gerade fokussiert ist, wird im Gegensatz dazu ein konvergierender Fleck S8 des gebeugten Lichts L7, der auf der linken Seite von 25B gezeigt ist, auf dem Sextant-Fotodetektor 59 gebildet, und ein anderer konvergierender Fleck S9 des gebeugten Lichts L8, der auf der rechten Seite von 25B gezeigt ist, wird auf dem Sextant-Fotodetektor 59 gebildet. Die Intensität des gebeugten Lichts L7 wird in jedem der Detektionsabschnitte SE1, SE2 und SE3 des Sextant-Fotodetektors 59 nachgewiesen und in elektrische Stromsignale SC1, SC2, SC3 umgewandelt. Die Intensität des gebeugten Lichts L8 wird ebenfalls in den Detektionsabschnitten SE4, SE5 und SE6 des Sextant-Fotodetektors 59 nachgewiesen und in elektrische Stromsignale SC4, SC5 und SC6 umgewandelt. Danach wird ein Brennpunktfehlersignal Sfe gemäß dem Fleckgröße-Detektionsverfahren erhalten, indem eine Gleichung (5) berechnet wird. Sfe = (SC1 + SC3 – SC2) – (SC4 + SC6 – SC5) (5)
  • Danach wird die Position der zusammengesetzten Objektivlinse mit hoher Geschwindigkeit in einer Richtung entlang einer optischen Achse verschoben, um den Absolutwert des Brennpunktfehlersignals Sfe zu minimieren.
  • In dem Fleckgröße-Detektionsverfahren wird gebeugtes Licht L7, L8 durch zwei Arten sphärischer Wellen mit verschiedenen Krümmungen ausgedrückt, um das Brennpunkt- Fehlersignal Sfe zu detektieren. Zwei Strahlen eines gebeugten Lichts L7, L8, die zum Fotodetektor 57 gestrahlt werden, sind jedoch nicht auf sphärische Wellen beschränkt. Das heißt, da die Änderung des gebeugten Lichts L7, L8 in einer Y-Richtung durch den Fotodetektor 57 gemäß dem Fleckgröße-Detektionsverfahren detektiert wird, ist es erforderlich, dass ein eindimensionaler Brennpunkt des gebeugten Lichts L7 in der Vorderseite des Fotodetektors 57 positioniert wird und ein eindimensionaler Brennpunkt des gebeugten Lichts L8 in der Rückseite des Fotodetektors 57 positioniert wird. Daher ist es möglich, dass ein eine astigmatische Aberration enthaltendes gebeugtes Licht zum Fotodetektor 57 gestrahlt wird.
  • Außerdem wird ein Informationssignal Sin erhalten, indem alle elektrischen Stromsignale gemäß einer Gleichung (6) addiert werden. Sin = SC1 + SC2 + SC3 + SC4 + SC5 + SC6 (6)
  • Da das Informationsmedium 23 oder 25 mit hoher Geschwindigkeit gedreht wird, wird eine gemusterte Spurvertiefung (track pit), die durch die konvergierenden Flecke S8, S9 des gebeugten Lichts L7, L8 bestrahlt wird, schnell eine nach der anderen geändert, so dass die Intensität des Informationssignals Sin geändert wird. Daher kann die im Informationsmedium 23 oder 25 gespeicherte Information gemäß dem Informationssignal Sin reproduziert werden.
  • Als Nächstes wird die Detektion eines Nachführungs-Fehlersignals in Abhängigkeit von einer relativen Position zwischen einem konvergierenden Fleck und einer gemusterten Spurvertiefung auf dem Informationsmedium 23 oder 25 beschrieben.
  • Das in dem in 22 dargestellten gebeugtes Licht erzeugenden Bereich 56b gezeichnete Gittermuster P5 ist entworfen, um das durchgelassene Licht L4R (oder das gebeugte Licht L5R), das durch den gebeugtes Licht erzeugenden Bereich 56b der Wellenfrontänderungseinheit 56 durchgeht, in einen Strahl gebeugten Lichts L9 erster Ordnung und einen Strahl gebeugten Lichts L10 minus erster Ordnung zu ändern. Das in dem in 22 gezeigten gebeugtes Licht erzeugenden Bereich 56c gezeichnete Gittermuster P6 ist entworfen, um das durchgelassene Licht L4R (oder das gebeugte Licht L5R), das durch den gebeugten Licht erzeugenden Bereich 56c der Wellenfrontänderungseinheit 56 durchgeht, in einen Strahl gebeugten Lichts L11 erster Ordnung und einen Strahl gebeugten Lichts L12 minus erster Ordnung zu ändern.
  • Wie in 24 gezeigt ist, umfasst der Fotodetektor 57 ferner vier Nachführungs-Fotodetektoren 60a bis 60d zum Detektieren von Intensitäten des gebeugten Lichts L9 bis L12. Wie in 26 gezeigt ist, wird die Intensität des gebeugten Lichts L9 durch den Nachführungs-Fotodetektor 60a detektiert und in ein elektrisches Stromsignal SC7 geändert, wird die Intensität des gebeugten Lichts L10 durch den Nachführungs-Fotodetektor 60d detektiert und in ein elektrisches Stromsignal SC10 geändert, wird die Intensität des gebeugten Lichts L11 durch den Nachführungs-Fotodetektor 60b detektiert und in ein elektrisches Stromsignal SC8 geändert, und die Intensität des gebeugten Lichts L12 wird durch den Nachführungs-Fotodetektor 60c detektiert und in ein elektrisches Stromsignal SC9 geändert. Ein Nachführungs-Fehlersignal Ste wird gemäß einer Gleichung (7) berechnet. Ste = SC7 – SC8 – SC9 + SC10 (7)
  • Daher wird durch das Nachführungs-Fehlersignal Ste die Asymmetrie der Intensitätsverteilung des durchgelassenen Lichts L4R (oder des gebeugten Lichts LSR) ausgedrückt, das auf die Wellenfrontänderungseinheit 56 fällt, die sich in Abhängigkeit von der Lagebeziehung zwischen dem konvergierenden Fleck S1 (oder S2) und einer durch das Licht L4 oder L5 bestrahlten gemusterten Spurvertiefung ändert.
  • Danach wird die Objektivlinse 27 in einer radialer Richtung bewegt, um einen durch das Nachführungs-Fehlersignal Ste angegebenen Nachführungsfehler zu reduzieren. Die radiale Richtung ist als eine Richtung definiert, die senkrecht zu sowohl der optischen Achse als auch einer Reihe von gemusterten Spurvertiefungen ist. Daher kann der konvergierende Fleck S1 (oder S2) des durchgelassenen Lichts L4 (oder des gebeugten Lichts L5) auf dem Informationsmedium 23 (oder 25) in der Mitte der gemusterten Spurvertiefung gebildet werden, so dass der Nachführungsfehler null wird.
  • Dementsprechend können Brennpunkt- und Nachführungs-Servocharakteristiken in der Optikkopfvorrichtung 51 stabil erhalten werden. Das heißt, da die Wellenfrontänderungseinheit 56 eine Wellenfrontänderungfunktion hat, kann ein Brennpunktfehlersignal leicht erhalten werden. Da die gebeugtes Licht erzeugenden Bereiche 56b, 56c in der Wellenfrontänderungseinheit 56 vorgesehen sind, kann auch ein Nachführungs-Fehlersignal leicht erhalten werden. Daher kann die Anzahl von Teilen reduziert werden, die erforderlich sind, um die Optikkopfvorrichtung 51 herzustellen, und die Anzahl der Herstellschritte kann verringert werden. Außerdem kann die Optikkopfvorrichtung mit geringen Kosten und geringem Gewicht hergestellt werden.
  • Da in der Optikkopfvorrichtung 51 die zusammengesetzte Objektivlinse mit zwei Brennpunkten genutzt wird, können auch Informationsstücke zuverlässig aufgezeichnet oder von einem Informationsmedium reproduziert werden, indem die Optikkopfvorrichtung 51 genutzt wird, ungeachtet davon, ob das Informationsmedium dick oder dünn ist.
  • (Siebte Ausführungsform)
  • Als Nächstes wird eine Optikkopfvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, in der Servosignale wie z. B. ein Brennpunktfehlersignal und ein Nachführungs-Fehlersignal gemäß einem Verfahren einer astigmatischen Aberration detektiert werden.
  • 27 ist eine Strukturansicht einer Optikkopfvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform.
  • Wie in 27 gezeigt ist, umfasst eine Optikkopfvorrichtung 61 zum Aufzeichnen oder Reproduzieren von Informationsstücken auf oder von dem Informationsmedium 23 oder 25 die Lichtquelle 52, die Kollimatorlinse 53, den Strahlteiler 54, die zusammengesetzte Objektivlinse 29 (oder 29M, 34, 43, 45, 46 oder 47), die aus der Hologrammlinse 26 (oder 26M, 32, 33, oder 42) und der Objektivlinse 27 besteht, die Stellgliedeinheit 58, die konvergierende Linse 55, eine eine astigmatische Aberration erzeugende Einheit 62 wie z. B. eine ebene parallele Platte zum Erzeugen einer astigmatischen Aberration in dem durchgelassenen Licht L4R oder dem gebeugten Licht L5R, das durch die konvergierende Linse 55 konvergiert wird, und einen Fotodetektor 63 zum Detektieren der Intensität des durchgelassenen Lichts L4R oder des gebeugten Lichts L5R, in welchem die astigmatische Aberration erzeugt wird, um ein Informationssignal und Servosignale wie z. B. ein Brennpunktfehlersignal und ein Nachführungs-Fehlersignal zu erhalten.
  • Die eine astigmatische Aberration erzeugende Einheit 62 ist klassifiziert in eine der Wellenfrontänderungseinheit 56, da eine Wellenfront des durchgelassenen Lichts L4R oder des gebeugten Licht L5R durch die Erzeugungseinheit 62 geändert wird, um die astigmatische Aberration in dem Licht L4R oder L5R zu erzeugen. Eine Normallinie der Einheit 62 ist auch aus einer optischen Achse geneigt.
  • Wie in 28 dargestellt ist, umfasst der Fotodetektor 63 einen Quadranten-Fotodetektor 64, in welchem vier Detektionsabschnitte SE7, SE8, SE9 und SE10 vorgesehen sind.
  • In der obigen Konfiguration wird das durchgelassene Licht L4R (oder das gebeugte Licht L5R), das von dem Informationsmedium 23 (oder 25) reflektiert wird, durch die konvergierende Linse 55 in der gleichen Weise wie in der sechsten Ausführungsform konvergiert. Danach geht das durchgelassene Licht L4R (oder das gebeugte Licht L5R), durch die eine astigmatische Aberration erzeugende Einheit 62 und wird auf dem Fotodetektor 57 konvergiert, um einen konvergierenden Fleck S10 auf den Detektionsabschnitten SE7, SE8, SE9 und SE10 des Quadranten-Fotodetektors 64 zu bilden. Da das durchgelassene Licht L4R (oder das gebeugte Licht L5R), das durch die konvergierende Linse 55 konvergiert wird, eine sphärische Welle ist, wird in diesem Fall in dem durchgelassenen Licht L4R (oder dem gebeugten Licht L5R) durch die eine astigmatische Aberration erzeugende Einheit 62 eine astigmatische Aberration erzeugt. Wie in 29A bis 29C gezeigt ist, ändert sich daher die Form des konvergierenden Flecks S10 beträchtlich in Abhängigkeit von einem Abstand zwischen der zusammengesetzten Objektivlinse 29 und dem Informationsmedium 23 (oder 25).
  • In Fällen, in denen das durchgelassene Licht L4 (oder das gebeugte Licht L5) beispielweise auf dem Informationsmedium 23 (oder 25) unter der Bedingung konvergiert wird, dass die Objektivlinse 27 auf dem Informationsmedium 23 (oder 25) defokussiert ist, wird der konvergierende Fleck S10 des durchgelassenen Lichts L4R (oder des gebeugten Lichts L5R) auf dem Quadranten-Fotodetektor 64 wie in 29A, 29C gezeigt gebildet. Im Gegensatz dazu wird in Fällen, in denen das durchgelassene Licht L4 (oder das gebeugte Licht L5) auf dem Informationsmedium 23 (oder 25) unter der Bedingung konvergiert wird, dass die Objektivlinse 27 gerade auf dem Informationsmedium 23 (oder 25) fokussiert ist, der konvergierende Fleck S10 des durchgelassenen Lichts L4R (oder des gebeugten Lichts L5R) auf dem Quadranten-Fotodetektor 64 wie in 25B gezeigt gebildet.
  • Die Intensität des durchgelassenen Lichts L4R (oder des gebeugten Lichts L5R) wird in den Detektionsabschnitten SE7, SE8, SE9 und SE10 des Quadranten-Fotodetektors 64 detektiert und in elektrische Stromsignale SC11, SC12, SC13 und SC14 umgewandelt. Danach wird ein Brennpunktfehlersignal Sfe gemäß einem Verfahren für eine astigmatische Aberration durch Berechnen einer Gleichung (8) erhalten. Sfe – (SC11 + SC14) – (SC12 + SC13) (8)
  • Danach wird die Position der zusammengesetzten Objektivlinse 29 mit hoher Geschwindigkeit in einer Richtung parallel zu einer optischen Achse verschoben, um den Absolutwert des Brennpunktfehlersignals Sfe zu minimieren.
  • Wie in 29D gezeigt ist, werden auch eine Tangentialrichtung Dt, die mit einer Verlaufsrichtung gemusterter Aufzeichnungsvertiefungen übereinstimmt, und eine Radialrichtung Dr senkrecht zu sowohl der optischen Achse als auch den gemusterten Aufzeichnungsvertiefungen definiert. In diesem Fall wird, wenn der Quadranten-Fotodetektor 64 wie in 29A bis 29C gerichtet ist, ein Nachführungs-Fehlersignal Ste, gemäß einer Gleichung (9) berechnet, indem eine Intensitätsverteilungsänderung des durchgelassenen Lichts L4R (oder des gebeugten Lichts L5R) genutzt wird, welche von einer Lagebeziehung zwischen dem konvergierenden Fleck S10 und einer durch das Licht L4 oder L5 bestrahlten Aufzeichnungsvertiefung abhängt. Ste = SC11 + S13 – (SC12 + SC14) (9)
  • Danach wird die Objektivlinse 27 in der radialen Richtung bewegt, um einen durch das Nachführungs-Fehlersignal Ste, angezeigten Nachführungsfehler zu korrigieren. Der konvergierende Fleck S1 (oder S2) des durchgelassenen Licht L4 (oder des gebeugten Lichts L5) auf dem Informationsmedium 23 (oder 25) kann daher in der Mitte der Aufzeichnungsvertiefung gebildet werden, so dass der Nachführungsfehler null wird.
  • In einem anderen Fall wird das Nachführungs-Fehlersignal Ste gemäß einem Phasendifferenzverfahren durch Nutzen des in der Gleichung (8) berechneten Ergebnisses erhalten.
  • Außerdem wird ein Informationssignal Sin durch Addieren aller elektrischen Stromsignale gemäß einer Gleichung (10) erhalten. Sin = SC11 + SC12 + SC13 + SC14 (10)
  • Demgemäss können Brennpunkt- und Nachführungs-Servocharakteristiken in der Optikkopfvorrichtung 61 stabil erhalten werden. Das heißt, da eine astigmatische Aberration in dem durchgelassenen Licht L4R (oder dem gebeugten Licht L5R) durch die eine astigmatische Aberration erzeugende Einheit 62 aus einer ebenen parallelen Platte erzeugt wird, können die Servosignale wie z. B. ein Brennpunktfehlersignal und ein Nachführungs-Fehlersignal leicht erhalten werden. Daher kann die Anzahl von Teilen, die erforderlich sind, um die Optikkopfvorrichtung 61 herzustellen, reduziert werden, und die Anzahl an Herstellungsschritten kann verringert werden. Außerdem kann die Optikkopfvorrichtung 61 mit geringen Kosten und geringem Gewicht hergestellt werden.
  • Da die zusammengesetzte Objektivlinse mit zwei Brennpunkten in der Optikkopfvorrichtung 61 genutzt wird, können auch Informationsstücke zuverlässig aufgezeichnet oder von einem Informationsmedium reproduziert werden, indem die Optikkopfvorrichtung 61 genutzt wird, ungeachtet davon, ob das Informationsmedium dick oder dünn ist.
  • In der siebten Ausführungsform ist die aus der ebenen parallelen Platte gebildete, eine astigmatische Aberration erzeugende Einheit 62 zwischen der konvergierenden Linse 55 und dem Fotodetektor 63 angeordnet. Da eine Optikkopfvorrichtung 65 in 30 dargestellt ist, ist es jedoch möglich, dass eine zylindrische Linse 66, die mit der konvergierenden Linse 55 integral gebildet ist, anstelle der ebenen parallelen Platte angeordnet wird, um eine astigmatische Aberration in dem durchgelassenen Licht L4R (oder dem gebeugten Licht L5R) zu erzeugen. Da die zylindrische Linse 66 mit der konvergierenden Linse 55 integral gebildet ist, kann in diesem Fall au ßerdem die Optikkopfvorrichtung mit geringen Kosten hergestellt werden. Wie in 30 gezeigt ist, ist es außerdem möglich, dass eine Normallinie der Hologrammlinse 26 (oder 32, 33, 42) aus einer durch die Mitte der Objektivlinse 27 verlaufenden optischen Achse um etwa ein Grad geneigt wird, um zu verhindern, dass in einer Oberfläche der Hologrammlinse 26 reflektiertes Streulicht auf den Fotodetektor 57 oder 63 einfällt. Es ist auch möglich, dass die Hologrammlinse 26 (oder 32, 33, 42) mit einer Antireflexionsschicht beschichtet wird, um das Auftreten von Streulicht zu verhindern.
  • Bei einer Optikkopfvorrichtung 67, die in 31 dargestellt ist, ist es auch möglich, dass anstelle des Strahlteilers 54 ein Polarisationsstrahlteiler 68 angeordnet wird, um das Einfallslicht L3 perfekt durchzulassen, und zwischen der Hologrammlinse 26 (oder 32, 33, 42) und dem Polarisationsstrahlteiler 68 zusätzlich eine 1/4-λ-Platte 69 platziert wird. Da das Einfallslicht L3 durch die 1/4-λ-Platte 69 in einem optischen Ausgangsweg durchgeht und da das durchgelassene Licht L4R (oder das gebeugte Licht L5R) wieder durch die 1/4-λ-Platte 69 in einem optischen Eingangsweg durchgeht, wird in diesem Fall das durchgelassene Licht L4R (oder das gebeugte Licht L5R) durch den Polarisationsstrahlteiler 68 perfekt reflektiert. Dementsprechend kann eine Nutzungseffizienz des Einfallslichts L3 gesteigert werden. Ein Signal-Rausch-Verhältnis jedes der Servosignale und des Informationssignals kann ebenfalls gesteigert werden.
  • Bei einer Optikkopfvorrichtung 70, wie in 32 dargestellt, ist es ebenfalls möglich, dass anstelle des Strahlteilern 54 der Polarisationsstrahlteiler 68 angeordnet wird, um das Einfallslicht L3 perfekt durchzulassen, und die 1/4-λ-Platte 69 zwischen der Hologrammlinse 26 (oder 32, 33, 42) und der Objektivlinse 27 zusätzlich platziert wird. In diesem Fall wird das durchgelassene Licht L4R (oder das gebeugte Licht L5R) durch den Polari sationsstrahlteiler 68 in der gleichen Weise wie in der in 31 dargestellten Optikkopfvorrichtung perfekt reflektiert. Da von der Hologrammlinse 26 (oder 32, 33, 42) reflektiertes Streulicht durch den Polarisationsstrahlteiler 68 geht, fällt außerdem das Streulicht nicht auf den Fotodetektor 63. Dementsprechend kann außerdem das Signal-Rausch-Verhältnis jedes der Servosignale und des Informationssignals gesteigert werden.
  • Bei einer Optikkopfvorrichtung 71, wie in 33 dargestellt, ist es ebenfalls möglich, dass ein keilförmiges Prisma 72 zum Umformen des von der Lichtquelle 52 ausgesandten Einfallslichts L3 zusätzlich zwischen der Kollimatorlinse 53 und dem Polarisationsstrahlteiler 68 platziert wird. In diesem Fall wird eine elliptische Wellenfront des Einfallslichts L3 durch das keilförmige Prisma 72 in eine kreisförmige Wellenfront umgeformt. Dementsprechend kann eine Nutzungseffizienz des Einfallslichts L3 gesteigert werden.
  • In der sechsten und der siebten Ausführungsform wird, wenn das durchgelassene Licht L4 (d.h. das gebeugte Licht L4 nullter Ordnung), das auf dem ersten Informationsmedium 23 konvergiert wird, in Richtung auf die zusammengesetzte Objektivlinse reflektiert wird, um ein auf dem ersten Informationsmedium 23 aufgezeichnetes Informationsstück zu reproduzieren, ein Teil des durchgelassenen Lichts L4R in der Hologrammlinse 26 (oder 32, 33, 42) auf dem optischen Eingangsweg gebeugt, so dass der Teil des durchgelassenen Lichts L4R in einen Strahl gebeugten Lichts L13 erster Ordnung umgewandelt wird. Daher divergiert das gebeugte Licht L13 erster Ordnung von der Hologrammlinse 26, und ein konvergierender Fleck S11 des gebeugten Lichts L13 wird auf dem Fotodetektor 57 oder 63 in einer relativ großen Größe gebildet, wie in 34 gezeigt ist. Die Größe des konvergierenden Flecks S11 ist größer als diejenige des Sextant-Fotodetektors 59 und des Quadranten-Fotodetektors 64. Daher besteht ein Nachteil, dass sich ein Signal-Rausch-Verhältnis des Informationssignals verschlechtert.
  • Um den Nachteil aufzulösen, wird bevorzugt, dass der Fotodetektor 57 (oder 63) ferner einen Informations-Fotodetektor 73 aufweist, der den Sextant-Fotodetektor 59 (oder den Quadranten-Fotodetektor 64) umgibt. Die Größe des Informations-Fotodetektors 73 ist gleich einem Quadrat von 1 mm oder größer. In Fällen, in denen das Informationssignal durch die Summe der Intensität des durchgelassenen Lichts L4, die in dem Sextant-Fotodetektor 59 (oder dem Quadranten-Fotodetektor 64) detektiert wird, und der Intensität des in dem Informations-Fotodetektor 73 detektierten gebeugten Lichts L13 bestimmt wird, kann das Signal-Rausch-Verhältnis im Informationssignal gesteigert werden, und Frequenzcharakteristiken des Informationssignals können verbessert werden.
  • (Achte Ausführungsform)
  • Als Nächstes wird gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Fokussieren beschrieben, das in den Optikkopfvorrichtungen 51, 61, 65, 67, 70 und 71 durchgeführt wird.
  • 35A zeigt graphisch eine Änderung des Brennpunktfehlersignals, das durch Detektieren der Intensität des in der Hologrammlinse 26, 32 oder 33 gebildeten durchgelassenen Lichts 24 erhalten wird, wobei die Stärke des Brennpunktfehlersignals von einem Abstand zwischen der Objektivlinse 27 und dem ersten Informationsmedium 23 abhängt. 35B zeigt graphisch eine Änderung des Brennpunktfehlersignals, das durch Detektieren der Intensität des in der Hologrammlinse 26, 32 oder 33 gebildeten gebeugten Lichts L5 erhalten wird, wobei die Stärke des Brennpunktfehlersignals von einem Abstand zwischen der Objektivlinse 27 und dem zweiten Informationsmedium 25 abhängt.
  • Die Intensität des durchgelassenen Lichts L4 ist hoch, da die numerische Apertur der Objektivlinse 27 für das durchgelassene Licht L4 groß ist. Wie in 35A gezeigt ist, ist daher eine Änderung eines Brennpunktfehlersignals FE1, das in Fällen erhalten wird, in denen die Objektivlinse 27 auf dem ersten Informationsmedium 23 nahezu fokussiert ist, erheblich groß im Vergleich zu einer Änderung eines unnötigen Brennpunktfehlersignals FE2, das in Fällen erhalten wird, in denen die Objektivlinse 27 auf dem ersten Informationsmedium 23 defokussiert ist. In Fällen, in denen die Hologrammlinse 26, 32 oder 33 in jeder der Optikkopfvorrichtungen 51, 61, 65, 67, 70 und 71 genutzt wird, wird außerdem das unnötige Brennpunktfehlersignal FE2 erzeugt, wenn der Abstand zwischen der Objektivlinse 27 und dem ersten Informationsmedium 23 größer als die Brennweite der Objektivlinse 27 für das durchgelassene Licht L4 ist.
  • Im Gegensatz dazu ist die Intensität des gebeugten Lichts L5 vergleichsweise niedrig, weil die numerische Apertur der Objektivlinse 27 für das gebeugte Licht L5 vergleichsweise klein ist. Wie in 35B gezeigt ist, ist daher eine Änderung eines Brennpunktfehlersignals FE3, das in Fällen erhalten wird, in denen die Objektivlinse 27 auf dem zweiten Informationsmedium 25 nahezu fokussiert ist, nahezu die selbe wie die eines unnötigen Brennpunktfehlersignals FE4, das in Fällen erhalten wird, in denen die Objektivlinse 27 auf dem zweiten Informationsmedium 25 defokussiert ist. In Fällen, in denen die Hologrammlinse 26, 32 oder 33 in jeder der Optikkopfvorrichtungen 51, 61, 65, 67, 70 und 71 genutzt wird, wird außerdem das unnötige Brennpunktfehlersignal FE4 erzeugt, wenn der Abstand zwischen der Objektivlinse 27 und dem zweiten Informationsmedium 25 kleiner als die Brennweite der Objektivlinse 27 für das gebeugte Licht L5 ist.
  • In Fällen, in denen das Fokussieren des durchgelassenen Lichts L4 auf dem ersten Informationsmedium 23 durchgeführt wird, wird daher die von dem ersten Informationsmedium 23 entfernt platzierte Objektivlinse 27 allmählich in die Nähe des ersten Informationsmediums 23 gebracht. Wenn die Stärke des Brennpunktfehlersignals einen Schwellenwert erreicht, wird danach eine Brennpunkt-Servoschleife, die in dem Foto-Detektor 57 oder 63 vorgesehen ist, auf einen Betriebszustand eingestellt, so dass die Objektivlinse 27 eingestellt wird, um auf dem ersten Informationsmedium 23 fokussiert zu sein. In Fällen, in denen das Fokussieren des gebeugten Lichts L5 auf dem zweiten Informationsmedium 25 durchgeführt wird, wird ebenfalls die von dem zweiten Informationsmedium 25 entfernt platzierte Objektivlinse 27 in der gleichen Art und Weise allmählich in die Nähe des zweiten Informationsmediums 25 gebracht. Wenn die Stärke des Brennpunktfehlersignals einen Schwellenwert erreicht, wird danach eine in dem Foto-Detektor 57 oder 63 vorgesehene Brennpunkt-Servoschleife auf einen Betriebszustand eingestellt, so dass die Objektivlinse 27 eingestellt wird, um auf dem zweiten Informationsmedium 25 fokussiert zu sein.
  • Der entgegengesetzte Einfluss des unnötigen Brennpunktfehlersignals FE4 auf das Fokussieren des gebeugten Lichts L5 kann demgemäss verhindert werden. Da die Objektivlinse 27, die von dem Informationsmedium 23 oder 25 entfernt platziert ist, nach und nach in die Nähe des Informationsmediums 23 oder 25 gebracht wird, kann auch ungeachtet davon, ob das Informationsmedium eine Dicke T1 oder T2 aufweist, eine Fokussieroperation in jeder der Optikkopfvorrichtungen 51, 61, 65, 67, 70 und 71 mit der Hologrammlinse 26, 32 oder 33 gemäß einer üblichen Prozedur durchge führt werden, indem der Schwellenwert geändert oder eine Steuerung mit selbsttätiger Verstärkungsregelung durchgeführt wird, in der das Brennpunktfehlersignal normiert wird, indem die gesamte Intensität des durchgelassenen Lichts L4R oder des gebeugten Lichts L5R detektiert wird. Daher kann eine Steuerschaltung, die erforderlich ist, um die Fokussieroperation durchzuführen, mit geringen Kosten hergestellt werden.
  • 36A zeigt graphisch eine Änderung des Brennpunktfehlersignals, das erhalten wird, indem die Intensität des in der Hologrammlinse 42 gebildeten gebeugten Lichts L6 detektiert wird, wobei die Stärke des Brennpunktfehlersignals von einem Abstand zwischen der Objektivlinse 27 und dem ersten Informationsmedium 23 abhängt. 36B zeigt graphisch eine Änderung des Brennpunktfehlersignals, die erhalten wird, indem die Intensität des durchgelassenen Lichts L4 detektiert wird, das in der Hologrammlinse 42 gebildet wird, wobei die Stärke des Brennpunktfehlersignals von einem Abstand zwischen der Objektivlinse 27 und dem zweiten Informationsmedium 25 abhängt.
  • Wie in 36A gezeigt ist, ist eine Änderung eines Brennpunktfehlersignal FE5, das in Fällen erhalten wird, in denen die Objektivlinse 27 auf dem ersten Informationsmedium 23 nahezu fokussiert ist, im Vergleich zu einer Änderung eines unnötigen Brennpunktfehlersignals FE6 erheblich groß, das in Fällen erhalten wird, in denen die Objektivlinse 27 auf dem ersten Informationsmedium 23 defokussiert ist. In Fällen, in denen die Hologrammlinse 42 in jeder der Optikkopfvorrichtungen 51, 61, 65, 67, 70 und 71 genutzt wird, wird außerdem das unnötige Brennpunktfehlersignal FE6 erzeugt, wenn der Abstand zwischen der Objektivlinse 27 und dem ersten Informationsmedium 23 kleiner als die Brennweite der Objektivlinse 27 für das gebeugte Licht L6 ist.
  • Wie in 36B gezeigt ist, ist im Gegensatz dazu eine Änderung eines Brennpunktfehlersignals FE7, das in Fällen erhalten wird, in denen die Objektivlinse 27 auf dem zweiten Informationsmedium 25 nahezu fokussiert ist, beinahe die gleiche wie die eines unnötigen Brennpunktfehlersignals FE8, das in Fällen erhalten wird, in denen die Objektivlinse 27 auf dem zweiten Informationsmedium 25 defokussiert ist. In Fällen, in denen die Hologrammlinse 42 in jeder der Optikkopfvorrichtungen 51, 61, 65, 67, 70 und 71 genutzt wird, wird außerdem das unnötige Brennpunktfehlersignal FE8 erzeugt, wenn der Abstand zwischen der Objektivlinse 27 und dem zweiten Informationsmedium 25 größer als die Brennweite der Objektivlinse 27 für das durchgelassene Licht L4 ist.
  • In Fällen, in denen das Fokussieren des gebeugten Lichts L6 auf dem ersten Informationsmedium 23 durchgeführt wird, wird daher die nahe dem ersten Informationsmedium 23 platzierte Objektivlinse 27 von dem ersten Informationsmedium 23 allmählich wegbewegt. Wenn die Stärke des Brennpunktfehlersignals einen Schwellenwert erreicht, wird danach eine in dem Foto-Detektor 57 oder 63 vorgesehene Brennpunkt-Servoschleife in einen Betriebszustand versetzt, so dass die Objektivlinse 27 eingestellt wird, um auf dem ersten Informationsmedium 23 fokussiert zu sein. In Fällen, in denen das Fokussieren des durchgelassenen Lichts L4 auf dem zweiten Informationsmedium 25 durchgeführt wird, wird die nahe dem zweiten Informationsmedium 25 platzierte Objektivlinse 27 ebenfalls in der gleichen Weise von dem zweiten Informationsmedium 25 allmählich weg bewegt. Wenn die Stärke des Brennpunktfehlersignals einen Schwellenwert erreicht, wird danach eine in dem Foto-Detektor 57 oder 63 vorgesehene Brennpunkt-Servoschleife in einen Betriebszustand versetzt, so dass die Objektivlinse 27 eingestellt wird, um auf dem zweiten Informationsmedium 25 fokussiert zu sein.
  • Demgemäss kann der entgegengesetzte Einfluss des unnötigen Brennpunktfehlersignals FE8 auf das Fokussieren des durchgelassenen Lichts L4 verhindert werden. Da die nahe dem Informationsmedium 23 oder 25 platzierte Objektivlinse 27 von dem Informationsmedium 23 oder 25 allmählich weg bewegt wird, kann demgemäss ungeachtet davon, ob das Informationsmedium eine Dicke T1 oder T2 hat, eine Fokussieroperation in jeder der Optikkopfvorrichtungen 51, 61, 65, 67, 70 und 71 mit der Hologrammlinse 42 gemäß einer üblichen Prozedur durchgeführt werden, indem der Schwellenwert geändert oder die selbsttätige Verstärkungsregelung ausgeführt wird. Daher kann eine Steuerschaltung, die erforderlich ist, um die Fokussieroperation durchzuführen, mit geringen Kosten hergestellt werden.
  • Nachdem die Prinzipien unserer Erfindung in ihrer bevorzugten Ausführungsform veranschaulicht und beschrieben wurden, sollte dem Fachmann ohne weiteres ersichtlich sein, dass die Erfindung in Aufbau und Detail abgewandelt werden kann, ohne von solchen Prinzipien abzuweichen. Wir beanspruchen alle in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallenden Abwandlungen.

Claims (4)

  1. Brennpunktsteuerverfahren zum Durchführen einer Brennpunktsteuerung an mindestens zwei Arten von Informationsmedien (23, 25), die Schichten mit unterschiedlichen Dicken (T1, T2) aufweisen, unter Verwendung einer optischen Linse (29), die eine Vielzahl von Bereichen aufweist, die jeweils eine numerische Apertur gemäß einer der unterschiedlichen Dicken besitzen, wobei einer der Bereiche eine Hologrammlinse umfasst, wobei das Brennpunktsteuerverfahren umfasst: einen Schritt zum Ändern eines Abstandes zwischen einem Informationsmedium (23, 25) und der optischen Linse (29); und einen Schritt zum Starten einer Brennpunktsteuerung, wenn ein Brennpunktfehlersignal, das von dem Informationsmedium detektiert wird, ein vorbestimmtes Niveau erreicht, um eine Brennpunktsteuerung durchzuführen.
  2. Brennpunktsteuerverfahren nach Anspruch 1, mit dem Schritt, dass das Brennpunktfehlersignal mit einem Gesamtsummensignal normiert wird, das von dem Informationsmedium detektiert wird.
  3. Optische Plattenvorrichtung zum Durchführen einer Brennpunktsteuerung an mindestens zwei Arten von unterschiedlichen Medien (23, 25), die Schichten mit unterschiedlichen Dicken aufweisen, umfassend: eine optische Linse (29) mit einer Vielzahl von Bereichen, die jeweils eine numerische Apertur gemäß einer der unterschiedlichen Dicken besitzen, wobei einer der Bereiche eine Hologrammlinse umfasst; und einen Brennpunkt-Controller (57, 63) zum Ändern eines Abstandes zwischen einem Informationsmedium und der optischen Linse und zum Starten einer Brennpunktsteuerung, wenn ein Brennpunktfehlersignal, das von dem Informationsmedium detektiert wird, ein vorbestimmtes Niveau erreicht, um eine Brennpunktsteuerung durchzuführen.
  4. Optische Plattenvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Bereiche der Linse abhängig von Differenzen in einem Abstand von einer optischen Achse der Linse unterteilt sind und einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich umfassen, wobei der erste Bereich einer ersten Dicke (T1) entspricht, der zweite Bereich näher bei der optischen Achse angeordnet ist als der erste Bereich, und der zweite Bereich der zweiten Dicke (T2) entspricht, und die zweite Dicke (T2) dicker als die erste Dicke (T1) ist.
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