DE69932138T2

DE69932138T2 - Optischer Kopf

Info

Publication number: DE69932138T2
Application number: DE69932138T
Authority: DE
Inventors: c/o NEC Corporation Ryuichi Katayama
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1998-11-18
Filing date: 1999-11-18
Publication date: 2006-11-09
Anticipated expiration: 2019-11-19
Also published as: JP3662751B2; JP2000155973A; DE69932138D1; US20090052301A1; EP1003161A3; US20030058759A1; EP1003161B1; US6894958B2; US20050135207A1; EP1003161A2

Description

Die Erfindung betrifft einen optischen Kopf zur Aufzeichnung auf ein optisches Speichermedium und zur Wiedergabe von dem Speichermedium, und insbesondere einen optischen Kopf, der ein Spurfehlersignal sowohl durch ein Phasendifferenzverfahren als auch durch ein Gegentaktverfahren erfassen kann.
Für ein optisches Speichermedium vom Festwerttyp, wie z. B. einen DVD-ROM, wird im allgemeinen als Verfahren zur Erfassung eines Spurfehlersignals ein Phasendifferenzverfahren angewandt.
Andererseits wird für ein wiederbeschreibbares optisches Speichermedium, wie z. B. einen DVD-RAM, im allgemeinen ein Gegentaktverfahren zur Erfassung eines Spurfehlersignals angewandt.
Um sowohl ein optisches Festwert-Speichermedium als auch ein wiederbeschreibbares optisches Speichermedium mit einem einzigen Lesekopftyp zu bearbeiten, ist dementsprechend die Erfassung eines Spurfehlersignals sowohl nach dem Phasendifferenzverfahren als auch nach dem Gegentaktverfahren erforderlich.
Ferner werden als Verfahren zur Erfassung eines Fokusfehlersignals im allgemeinen ein Foucault-Verfahren (oder Doppelschneidenverfahren), ein Astigmatismus-Verfahren und ein Lichtpunktgrößenverfahren angewandt.
In diesem Fall zeichnet sich das Foucault-Verfahren dadurch aus, daß das Rauschen des Fokusfehlersignals beim Überqueren von Spuren kleiner ist als das Rauschen beim Astigmatismus-Verfahren und beim Lichtpunktgrößenverfahren. Die Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (JP-A) Nr. 143878/1998 und die Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (JP-A) Nr. 143883/1998 offenbaren einen optischen Kopf, der imstande ist, ein Spurfehlersignal sowohl nach dem Phasendifferenzverfahren als nach dem Gegentaktverfahren zu erfas sen, und der außerdem ein Fokusfehlersignal nach dem Foucault-Verfahren erfassen kann.
1 zeigt eine Struktur eines ersten herkömmlichen optischen Kopfes, der in der Japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 143878/1998 offenbart wird.
Von einem Halbleiterlaser 1 emittiertes Licht wird durch eine Kollimatorlinse 2 zu einem Parallelstrahl geformt, trifft als p-polarisiertes Licht auf einen Polarisationsstrahlteiler 3, wird von diesem zu nahezu 100% durchgelassen, durch ein Viertelwellenplättchen bzw. λ/4-Plättchen 4 aus linear polarisiertem Licht in zirkular polarisiertes Licht umgewandelt und durch eine Objektlinse 5 auf eine Platte 6 fokussiert.
Von der Platte 6 reflektiertes Licht wird durch die Objektlinse 5 in umgekehrter Richtung durchgelassen, durch das λ/4-Plättchen 4 aus zirkular polarisiertem Licht in linear polarisiertes Licht umgewandelt, trifft als s-polarisiertes licht auf den Polarisationsstrahlteiler 3 auf, wird von diesem zu nahezu 100% reflektiert, wird durch ein optisches Hologrammelement 158 gebeugt, geht durch eine Linse 8 hindurch und wird durch einen optischen Detektor 159 empfangen.
2 zeigt eine Draufsicht des optischen Hologrammelements 158. Das optische Hologrammelement 158 wird durch zwei Trennlinien, die parallel zur Radialrichtung bzw. zur Tangentialrichtung der Platte 6 verlaufen, in vier Bereiche 160 bis 163 unterteilt.
3 zeigt eine Struktur eines optischen Detektors 159 und Lichtpunkte auf dem optischen Detektor 159.
Der optische Detektor 159 weist Lichtempfangsabschnitte 164 bis 171 auf. Bei dieser Struktur bildet gebeugtes Licht +1. Ordnung vom Bereich 160 des optischen Hologrammelements 158 einen Lichtpunkt 173 auf einer Grenzlinie zwischen dem Lichtempfangsabschnitt 164 und dem Lichtempfangsabschnitt 165. Von dort ausgehendes gebeugtes Licht –1. Ordnung bildet einen Lichtpunkt 178 auf dem Lichtempfangsabschnitt 170.
Gebeugtes Licht +1. Ordnung vom Bereich 161 des optischen Hologrammelements 158 bildet einen Lichtpunkt 172 außerhalb der Lichtempfangsabschnitte, während gebeugtes Licht –1.
Ordnung von dort einen Lichtpunkt 179 auf dem Lichtempfangsabschnitt 171 bildet.
Gebeugtes Licht +1. Ordnung aus dem Bereich 162 des optischen Hologrammelements 158 bildet einen Lichtpunkt 174 auf einer Grenzlinie zwischen dem Lichtempfangsabschnitt 166 und dem Lichtempfangsabschnitt 167, während gebeugtes Licht –1. Ordnung von dort einen Lichtpunkt 177 auf dem Lichtempfangsabschnitt 169 bildet.
Gebeugtes Licht +1. Ordnung aus dem Bereich 163 des optischen Hologrammelements 158 bildet einen Lichtpunkt 175 außerhalb der Lichtempfangsabschnitte, während gebeugtes Licht –1. Ordnung von dort einen Lichtpunkt 176 auf dem Lichtempfangsabschnitt 168 bildet.
Wenn Ausgangssignale von den Lichtempfangsabschnitten 164 bis 171 jeweils mit V164 bis V171 bezeichnet werden, erhält man das Fokusfehlersignal nach dem Foucault-Verfahren durch Berechnung von (V164 + V167) – (V165 + V166).
Das Spurfehlersignal nach dem Phasendifferenzverfahren erhält man aus einer Phasendifferenz zwischen V168 + V170 und V169 + V171.
Ferner erhält man das Spurfehlersignal nach dem Gegentaktverfahren durch Berechnung von (V168 + V171) – (V169 + V170).
Darüberhinaus erhält man ein auf der Platte 6 aufgezeichnetes Datensignal durch Berechnung von V168 + V169 + V170 + V171 oder V164 + V165 + V166 + V167 + V168 + V169 + V170 + V171.
4 zeigt eine Struktur eines Moduls 180, der ein Hauptteil des in der Japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 143883/1998 offenbart zweiten herkömmlichen optischen Kopfes ist.
Innerhalb des Moduls 180 sind ein Halbleiterlaser 181 und ein optischer Detektor 182 installiert, und ein optisches Hologrammelement 183 ist an einem Fensterabschnitt des Moduls 180 angeordnet.
Von dem Halbleiterlaser 181 emittiertes Licht wird teilweise durch das optische Hologrammelement 183 durchgelassen und breitet sich zu einer Platte aus. Von der Platte re flektiertes Licht wird teilweise durch das optische Hologrammelement 183 gebeugt und durch den optischen Detektor 182 empfangen.
5 zeigt eine Draufsicht des optischen Hologrammelements 183. Das optische Hologrammelement 183 wird durch zwei Trennlinien, die parallel zu einer Radialrichtung bzw. einer Tangentialrichtung der Platte sind, in vier Bereiche 184 bis 187 unterteilt.
6 zeigt eine Struktur des optischen Detektors 182 und Lichtpunkte auf dem optischen Detektor 182.
Der optische Detektor 182 ist mit Lichtempfangsabschnitten 188 bis 193 ausgestattet. Gebeugtes Licht +1. Ordnung vom Bereich 184 des optischen Hologrammelements 183 bildet einen Lichtpunkt 195 auf einer Grenzlinie zwischen dem Lichtempfangsabschnitt 189 und dem Lichtempfangsabschnitt 190.
Gebeugtes Licht +1. Ordnung vom Bereich 185 des optischen Hologrammelements 183 bildet einen Lichtpunkt 194 auf dem Lichtempfangsabschnitt 188.
Gebeugtes Licht +1. Ordnung vom Bereich 186 des optischen Hologrammelements 183 bildet einen Lichtpunkt 197 auf dem Lichtempfangsabschnitt 193.
Gebeugtes Licht +1. Ordnung vom Bereich 187 des optischen Hologrammelements 183 bildet einen Lichtpunkt 196 auf einer Grenzlinie zwischen dem Lichtempfangsabschnitt 191 und dem Lichtempfangsabschnitt 192.
Wenn Ausgangssignale von den Lichtempfangsabschnitten 188 bis 193 mit V188 bis V193 bezeichnet werden, dann erhält man das Fokusfehlersignal nach dem Foucault-Verfahren durch Berechnung von (189 + V192) – (V190 + V191). Das Spurfehlersignal nach dem Phasendifferenzverfahren erhält man durch eine Phasendifferenz zwischen V189 + V190 + V191 + V192 und V188 + V193.
Das Spurfehlersignal nach dem Gegentaktverfahren erhält man durch Berechnung von (V189 + V190 + V193) – (V188 + V191 + V192). Ferner erhält man ein auf der Platte aufgezeichnetes Datensignal durch Berechnung von V188 + V189 + V190 + V191 + V192 + V193.
7 zeigt eine Schnittansicht des optischen Hologrammelements 183. Das optische Hologrammelement 183 ist so aufgebaut, daß auf einem Glassubstrat 14 eine dielektrische Schicht 198 ausgebildet ist.
Bei einer solchen Struktur trifft vom Halbleiterlaser 181 emittiertes Licht als einfallendes Licht 199 auf das optische Hologrammelement 183 auf, wird von diesem als Durchlicht 200 durchgelassen und breitet sich zur Platte aus.
Von der Platte reflektiertes Licht trifft als einfallendes Licht 201 auf das optische Hologrammelement 183 auf, wird als gebeugtes Licht +1. Ordnung 202 gebeugt und durch den optischen Detektor 182 empfangen.
Durch sägezahnförmige Ausbildung einer Querschnittsform der dielektrischen Schicht 198 wird der Beugungswirkungsgrad des gebeugten Lichts +1. Ordnung erhöht, und es wird fast kein gebeugtes Licht –1. Ordnung erzeugt.
In dem ersten herkömmlichen optischen Kopf erhält man das auf der Platte 6 aufgezeichnete Datensignal durch Berechnung von V168 + V169 + V170 + V171 oder V164 + V165 + V166 + V167 + V168 + V169 + V170 + V171.
Im letzteren Fall werden der auf der Grenze zwischen dem Lichtempfangsabschnitt 164 und del Lichtempfangsabschnitt 165 gebildete Lichtpunkt 173 und der auf der Grenzlinie zwischen dem Lichtempfangsabschnitt 166 und dem Lichtempfangsabschnitt 167 gebildete Lichtpunkt 174 zur Erfassung des Datensignals verwendet.
Die Frequenzkennlinie als optischer Detektor auf der Grenzlinie ist jedoch niedriger als die auf dem Lichtempfangsabschnitt. Daher trägt der auf der Grenzlinie gebildete Lichtpunkt nicht wesentlich zur Erfassung des Datensignals bei, das ein Hochfrequenzsignal ist.
Daher ist nur ein Fall zu betrachten, in dem man das auf der Platte 6 aufgezeichnete Datensignal aus der Berechnung von V168 + V169 + V170 + V171 erhält.
Für das auf der Platte 6 aufgezeichnete und das Spurfehlersignal nach dem Phasendifferenzverfahren wird ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis (S/N) gefordert, da beide Hochfrequenzsignale sind.
Um ein hohes S/N-Verhältnis zu erreichen, muß ein Verhältnis A einer bei der Erfassung dieser Signale verwendeten Lichtmenge zu einer Lichtmenge des von der Platte 6 reflektierten Lichts so groß wie möglich sein.
Eine Querschnittsform des optischen Hologrammelements 158 ist rechteckig. Daher sind der Beugungswirkungsgrad des gebeugten Lichts +1. Ordnung und der Beugungswirkungsgrad gebeugten Lichts –1. Ordnung gleich groß.
In diesem Fall sind die Höchstwerte der Beugungswirkungsgrade des gebeugten Lichts ±1. Ordnung jeweils etwa 40,5%. Das heißt, der Höchstwert der oben erwähnten Größe A ist gleich 0,405. Der Wert wird nicht unbedingt als ausreichend groß angesehen.
In dem zweiten herkömmlichen optischen Kopf erhält man das auf der Platte aufgezeichnete Datensignal durch Berechnung von V188 + V189 + V190 + V191 + V192 + V193. In diesem Fall werden der auf der Grenzlinie zwischen dem Lichtempfangsabschnitt 189 und dem Lichtempfangsabschnitt 190 gebildete Lichtpunkt und der auf der Grenzlinie zwischen dem Lichtempfangsabschnitt 191 und dem Lichtempfangsabschnitt 192 gebildete Lichtpunkt zur Erfassung des Datensignals verwendet.
Die Frequenzkennlinie als optischer Detektor auf der Grenzlinie ist jedoch niedriger als die auf dem Lichtempfangsabschnitt. Dementsprechend trägt der auf der Grenzlinie gebildete Lichtpunkt nicht wesentlich zur Erfassung des Datensignals bei, das ein Hochfrequenzsignal ist.
Das heißt, dies ist äquivalent zur Erfassung des Datensignals nur durch Verwendung des Lichtpunkts 194 und des Lichtpunkts 197, was einer Hälfte des Abschnitts für das von der Platte reflektierte Licht entspricht. Folglich verschlechtern sich die Auflösung des Datensignals und die Kreuzkopplung zwischen aneinandergrenzenden Spuren, und das Datensignal kann nicht richtig erfaßt werden.
Ferner wird das Fokusfehlersignal nur unter Verwendung des Lichtpunkts 195 und des Lichtpunkts 196 erfaßt, was einer Hälfte des Abschnitts des von der Platte reflektierten Lichts entspricht. Folglich erhöht sich das Rauschen des Fokusfehler signals beim Überqueren von Spuren, und das Fokusfehlersignal kann nicht richtig erfaßt werden.
Es ist eine Struktur vorstellbar, bei der anstelle des optischen Hologrammelements 158 in dem ersten herkömmlichen optischen Kopf das optische Hologrammelement 183 in dem zweiten herkömmlichen optischen Kopf verwendet wird, das Fokusfehlersignal aus dem gebeugten Licht –1. Ordnung erfaßt wird und das Spurfehlersignal nach dem Phasendifferenzverfahren, das Spurfehlersignal nach dem Gegentaktverfahren und das auf der Platte 6 aufgezeichnete Datensignal aus dem gebeugten Lichts +1. Ordnung erfaßt werden.
In diesem Fall ist jedoch der Beugungswirkungsgrad des gebeugten Lichts +1. Ordnung hoch. Daher kann sich der oben erwähnte Wert A erhöhen. Es wird aber fast kein gebeugtes Licht –1. Ordnung erzeugt. Infolgedessen kann das Spurfehlersignal eigentlich nicht erfaßt werden.
US-A-5 231 620 offenbart ein magnetooptisches Aufzeichnungs-/Wiedergabegerät, in dem von einer magnetooptischen Platte reflektiertes Licht auf ein erstes Strahlteilerelement auftrifft, so daß Licht +1. Ordnung und Licht –1. Ordnung erzeugt wird, wobei die Intensität des Lichts +1. Ordnung größer ist als die des Lichts –1. Ordnung. 60 bis 80 Prozent des von der Platte reflektierten Lichts werden zur Erfassung eines magnetooptischen Signals genutzt, und die übrigen 40 bis 20 Prozent des reflektierten Lichts werden zur Erfassung eines Fokusfehlersignals und eines Spurfehlersignals genutzt.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen optischen Kopf bereitzustellen, der ein großes Verhältnis A einer Lichtmenge, die bei der Erfassung eines auf einer Platte aufgezeichneten Datensignals und eines Spurfehlersignals nach einem Phasendifferenzverfahren genutzt wird, zu einer Lichtmenge des von der Platte reflektierten Lichts aufweist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines optischen Kopfes, der ein hohes S/N-Verhältnis bezüglich dieser Signale realisieren kann.
Diese Aufgaben werden mit den Merkmalen der Ansprüche gelöst.
Wenn das von der Platte reflektierte Licht auf diese Weise in eine erste Lichtgruppe und eine zweite Lichtgruppe unterteilt wird, ergibt sich hoher Wert des Lichtmengenverhältnisses A.
Ferner kann in Bezug auf das auf der Platte aufgezeichnete Datensignal und das Spurfehlersignal nach dem Phasendifferenzverfahren ein hohes S/N-Verhältnis erreicht werden. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Lichtmenge der ersten Lichtgruppe größer als die Lichtmenge der zweiten Lichtgruppe ist.
Nachstehend werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
1 zeigt eine Ansicht, die einen ersten herkömmlichen optischen Kopf darstellt;
2 zeigt eine Draufsicht eines optischen Hologrammelements gemäß dem ersten herkömmlichen optischen Kopf;
3 zeigt eine Ansicht, die eine Struktur eine optischen Detektors und Lichtpunkte auf dem optischen Detektor gemäß dem ersten herkömmlichen optischen Kopf darstellt;
4 zeigt eine Ansicht, die ein Modul darstellt, das ein Hauptteil eines zweiten herkömmlichen optischen Kopfes ist;
5 zeigt eine Draufsicht eines optischen Hologrammelements gemäß dem zweiten herkömmlichen optischen Kopf;
6 zeigt eine Ansicht, die eine Struktur eines optischen Detektors und Lichtpunkte auf dem optischen Detektor gemäß dem zweiten herkömmlichen optischen Kopf darstellt;
7 zeigt eine Schnittansicht eine optischen Hologrammelements gemäß dem zweiten herkömmlichen optischen Kopf;
8 zeigt eine Ansicht, die eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen optischen Kopfes darstellt;
9 zeigt eine Draufsicht eines optischen Hologrammelements gemäß der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Kopfes;
10 zeigt eine Schnittansicht des optischen Hologrammelements gemäß der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Kopfes;
11 zeigt eine Ansicht, die eine Struktur eines optischen Detektors und Lichtpunkte auf dem optischen Detektor gemäß der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Kopfes darstellt;
12 zeigt eine Draufsicht eines optischen Hologrammelements gemäß einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen optischen Kopfes;
Die 13A und 13B zeigen Schnittansichten des optischen Hologrammelements gemäß der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Kopfes;
14 zeigt eine Ansicht, die eine Struktur eines optischen Detektors und Lichtpunkte auf dem optischen Detektor gemäß der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Kopfes darstellt;
15 zeigt eine Ansicht, die eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen optischen Kopfes darstellt;
16 zeigt eine Schnittansicht eines polarisierenden optischen Hologrammelements gemäß der dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Kopfes;
17 zeigt eine Ansicht, die eine Struktur eines optischen Detektors und Lichtpunkte auf dem optischen Detektor gemäß der dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Kopfes darstellt,
Die 18A und 18B zeigen Schnittansichten eines polarisierenden optischen Hologrammelements gemäß einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen optischen Kopfes, und 18A entspricht den Bereichen 36 und 37, während 18B den Bereichen 38 und 39 entspricht;
19 zeigt eine Ansicht, die eine Struktur eines optischen Detektors und Lichtpunkte auf dem optischen Detektor gemäß der vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Kopfes darstellt;
20 zeigt eine Ansicht, die eine fünfte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen optischen Kopfes darstellt;
Die 21A und 21B zeigen Ansichten, die einen Aufbau eines Wollaston-Prismas gemäß der fünften Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Kopfes darstellen;
Die 22A, 22B und 22C zeigen Ansichten, die einen Aufbau eines vierteiligen Prismas gemäß der fünften Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Kopfes darstellen;
23 zeigt eine Draufsicht eines optischen Hologrammelements gemäß einer sechsten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen optischen Kopfes; und
Die 24A und 24B zeigen Schnittansichten des optischen Hologrammelements gemäß der sechsten Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Kopfes.
Erste Ausführungsform
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf 8 eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
In 8 wird von dem Halbleiterlaser 1 emittiertes Licht durch die Kollimatorlinse 2 zu einem Parallelstrahl geformt, trifft als p-polarisiertes Licht auf den polarisierenden Strahlteiler 3 auf, wird von diesem im wesentlichen zu 100% durchgelassen, wird durch das λ/4-Plättchen 4 aus linear polarisiertem Licht in zirkular polarisiertes Licht umgewandelt und durch die Objektlinse 5 auf die Platte 6 fokussiert.
Von der Platte 6 reflektiertes Licht wird durch die Objektlinse 5 durchgelassen, durch das λ/4-Plättchen 4 aus zirkular polarisiertem Licht in linear polarisiertes Licht umgewandelt, trifft als s-polarisiertes Licht auf den polarisierenden Strahlteiler 3 auf, wird im wesentlichen zu nahezu 100 reflektiert, wird durch das optische Hologrammelement 7 gebeugt, tritt durch die Linse 8 hindurch und wird durch den optischen Detektor 9 empfangen.
In 9 ist das optische Hologrammelement 7 durch zwei Trennlinien, die zur Radialrichtung bzw. zur Tangentialrichtung der Platte 6 parallel sind, in vier Bereiche 10 bis 13 unterteilt. Zu beachten ist, daß in jedem der Bereiche 10 bis 13 eine Gitterrichtung parallel zur Tangentialrichtung der Platte 6 ist. Ferner werden die Gitterabstände in der Reihenfolge vom Bereich 10 über Bereich 11, Bereich 12 zum Bereich 13 breiter.
In 10 ist das optische Hologrammelement 7 so aufgebaut, daß auf dem Glassubstrat 14 eine dielektrische Schicht 15 ausgebildet ist. Das von der Platte 6 reflektierte Licht trifft als einfallendes Licht 16 auf das optische Hologrammelement 7 auf, wird als gebeugtes Licht –1. Ordnung 17 und als gebeugtes Licht +1. Ordnung 18 gebeugt und durch den optischen Detektor 9 empfangen.
Die Querschnittsform der dielektrischen Schicht 15 ist in einer stufenähnlichen Form von vier Niveaus ausgebildet. Alle Höhenunterschiede der zwei aneinandergrenzenden Niveaus sind gleich groß. Wenn eine Phasendifferenz des durch die zwei aneinandergrenzenden Niveaus durchfallenden Lichts mit ϕ und die Gitterbreiten einer ersten bis vierten Stufe mit p/2-w, w, p/2-w bzw. w bezeichnet werden, sind der Beugungswirkungsgrad η_-1 des gebeugten Lichts –1. Ordnung bzw. der Beugungswirkungsgrad η₊₁ des gebeugten Lichts +1. Ordnung durch Gleichung (1) bzw. Gleichung (2) gegeben. η-1 = (2/π2)(1 – cos2ϕ){1 – sin(2πw/p)sinϕ} (1) η+1 = (2/π2)(1 – cos2ϕ){1 + sin(2πw/p)sinϕ} (2)
Für f = π/2, w/p = 0,135 oder w/p = 0,365 gilt η_-1 = 0,10 und η₊₁ = 0,71. Wenn das Fokusfehlersignal aus dem gebeugten Licht –1. Ordnung 17 erfaßt wird und das Spurfehlersignal nach dem Phasendifferenzverfahren, das Spurfehlersignal nach dem Gegentaktverfahren und das auf der Platte 6 aufgezeichnete Datensignal durch das gebeugte Licht +1. Ordnung erfaßt werden, wird dementsprechend der Wert der oben erwähnten Größe A gleich 0,71, das heißt größer als der Wert in dem ersten herkömmlichen optischen Kopf. In diesem Fall, liegt w/p das die Bedingungen η_-1 < η₊₁ und η_-1 ≠ 0 erfüllt, innerhalb des Bereichs 0 < w/p < 0,25 oder 0,25 < w/p < 0,5.
Wenn die Höhendifferenz der beiden aneinandergrenzenden Niveaus der dielektrischen Schicht 15 mit h/4, der Brechungsindex der dielektrischen Schicht 15 mit n und die Wellenlänge des einfallenden Lichts 16 mit λ bezeichnet werden, ist ϕ durch Gleichung (3) wie folgt gegeben. ϕ = (2π/λ)(n – 1)h/4 (3)
Wenn im Fall λ = 660 nm SiO₂ als dielektrische Schicht 15 verwendet wird, kann wegen n = 1,46 h = 1,43 μm sein, um ϕ auf ϕ = π/2 einzustellen.
In 11 weist der optische Detektor 9 einen Lichtempfangsabschnitt 19 bis 26 auf. Gebeugtes Licht –1. Ordnung aus dem Bereich 10 des optischen Hologrammelements 7 bildet einen Lichtpunkt 27 auf einer Grenzlinie zwischen dem Lichtempfangsabschnitt 19 und dem Lichtempfangsabschnitt 20, während gebeugtes Licht +1. Ordnung von dort einen Lichtpunkt 34 auf dem Lichtempfangsabschnitt 26 bildet.
Gebeugtes Licht –1. Ordnung aus dem Bereich 11 des optischen Hologrammelements 7 bildet einen Lichtpunkt 28 auf der Grenzlinie zwischen dem Lichtempfangsabschnitt 19 und dem Lichtempfangsabschnitt 20, während gebeugtes Licht +1. Ordnung von dort einen Lichtpunkt 33 auf dem Lichtempfangsabschnitt 25 bildet.
Gebeugtes Licht –1. Ordnung aus dem Bereich 12 des optischen Hologrammelements 7 bildet einen Lichtpunkt 29 auf einer Grenzlinie zwischen dem Lichtempfangsabschnitt 21 und dem Lichtempfangsabschnitt 22, während gebeugtes Licht +1. Ordnung von dort einen Lichtpunkt 32 auf dem Lichtempfangsabschnitt 24 bildet.
Gebeugtes Licht –1. Ordnung aus dem Bereich 13 des optischen Hologrammelements 7 bildet einen Lichtpunkt 30 auf der Grenzlinie zwischen dem Lichtempfangsabschnitt 21 und dem Lichtempfangsabschnitt 22, während gebeugtes Licht +1. Ordnung einen Lichtpunkt 31 auf dem Lichtempfangsabschnitt 23 bildet.
Wenn Ausgangssignale von den Lichtempfangsabschnitten 19 bis 26 jeweils mit V19 bis V26 bezeichnet werden, erhält man das Fokusfehlersignal nach dem Foucault-Verfahren durch Berechnung von (V19 + V22) – (V20 + V21). Das Spurfehlersignal nach dem Phasendifferenzverfahren erhält man aus der Phasendifferenz zwischen V23 + V26 und V24 + V25.
Das Spurfehlersignal nach dem Gegentaktverfahren erhält man durch Berechnung von (V23 + V25) – (V24 + V26). Ferner erhält man das auf der Platte 6 aufgezeichnete Datensignal durch Berechnung von V23 + V24 + V25 + V26.
Zweite Ausführungsform
Nachstehend wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der zweiten Ausführungsform werden das optische Hologrammelement 7 bzw. der optische Detektor 9 in der in 8 dargestellten ersten Ausführungsform durch ein optisches Hologrammelement 35 bzw. einen optischen Detektor 48 ersetzt.
In 12 wird das optische Hologrammelement 35 durch zwei zur Radialrichtung bzw. zur Tangentialrichtung der Platte 6 parallele Trennlinien in Bereiche 36 bis 39 unterteilt. Die Richtungen der Gitter sind im Bereich 36 und im Bereich 37 um einen vorgegebenen Winkel in Minus-Richtung gegen die Tangentialrichtung der Platte 6 und im Bereich 38 sowie im Bereich 39 um einen vorgegebenen Winkel in Plus-Richtung gegen die Tangentialrichtung der Platte 6 geneigt.
Ferner sind die Gitterabstände bzw. Gitterteilungen jeweils im Bereich 36 und im Bereich 39 gleich groß und im Bereich 37 und im Bereich 38 gleich groß, und der letztere Abstand ist breiter als der erstere.
In 13A ist das optische Hologrammelement 35 so aufgebaut, daß auf dem Glassubstrat 14 eine dielektrische Schicht 40 ausgebildet ist. Von der Platte reflektiertes Licht 6 trifft als einfallendes Licht 42 auf das optische Hologrammelement 35 auf, wird als gebeugtes Licht –1. Ordnung 43 und gebeugtes Licht +1. Ordnung 44 gebeugt und durch den optischen Detektor 48 empfangen.
Unterdessen ist in 13B das optische Hologrammelement 35 so aufgebaut, daß auf dem Glassubstrat 14 eine dielektrische Schicht 41 ausgebildet wird. Von der Platte 6 reflektiertes Licht trifft als einfallendes Licht 45 auf das optische Hologrammelement 35 auf, wird als gebeugtes Licht –1. Ordnung 46 und gebeugtes Licht +1. Ordnung 47 gebeugt und durch den optischen Detektor 48 empfangen.
13A zeigt eine Schnittansicht von Abschnitten des Bereichs 36 und des Bereichs 37, während 13B eine Schnittansicht von Abschnitten des Bereichs 38 und des Bereichs 39 zeigt.
Die Querschnittsformen der dielektrischen Schicht 40 und der dielektrischen Schicht 41 sind die gleichen wie die Querschnittsform der dielektrischen Schicht 15 in dem in 10 dargestellten optischen Hologrammelement 7.
Wenn dementsprechend das Fokusfehlersignal aus dem gebeugten Licht –1. Ordnung 43 und dem gebeugten Licht –1. Ordnung 46 erfaßt wird und das Spurfehlersignal nach dem Phasendifferenzverfahren, das Spurfehlersignal nach dem Gegentaktverfahren und das auf der Platte 6 aufgezeichnete Datensignal aus dem gebeugten Licht +1. Ordnung 44 und dem gebeugten Licht +1. Ordnung 47 erfaßt werden, wird der Wert der oben erwähnten Größe A gleich 0,71, das heißt größer als der Wert in dem ersten herkömmlichen optischen Kopf.
In 14 weist der optische Detektor 48 Lichtempfangsabschnitte 49 bis 56 auf. Das gebeugte Licht –1. Ordnung aus dem Bereich 36 des optischen Hologrammelements 35 bildet einen Lichtpunkt 57 auf einer Grenzlinie zwischen dem Lichtempfangsabschnitt 49 und dem Lichtempfangsabschnitt 50, während das gebeugte Licht +1. Ordnung von dort einen Lichtpunkt 64 auf dem Lichtempfangsabschnitt 56 bildet.
Das gebeugte Licht –1. Ordnung aus dem Bereich 37 des optischen Hologrammelements 35 bildet einen Lichtpunkt 58 auf der Grenzlinie zwischen dem Lichtempfangsabschnitt 49 und dem Lichtempfangsabschnitt 50, während das gebeugte Licht +1. Ordnung von dort einen Lichtpunkt 63 auf dem Lichtempfangsabschnitt 55 bildet.
Das gebeugte Licht –1. Ordnung aus dem Bereich 38 des optischen Hologrammelements 35 bildet einen Lichtpunkt 59 auf einer Grenzlinie zwischen dem Lichtempfangsabschnitt 51 und dem Lichtempfangsabschnitt 52, während das gebeugte Licht +1. Ordnung von dort einen Lichtpunkt 62 auf dem Lichtempfangsabschnitt 54 bildet.
Das gebeugte Licht –1. Ordnung aus dem Bereich 39 des optischen Hologrammelements 35 bildet einen Lichtpunkt 60 auf der Grenzlinie zwischen dem Lichtempfangsabschnitt 51 und dem Lichtempfangsabschnitt 52, während das gebeugte Licht +1. Ordnung von dort einen Lichtpunkt 61 auf dem Lichtempfangsabschnitt 53 bildet.
Wenn Ausgangssignale von den Lichtempfangsabschnitten 49 bis 56 jeweils mit V49 bis V56 bezeichnet werden, erhält man das Fokusfehlersignal nach dem Foucault-Verfahren durch Berechnung von (V49 + V52) – (V50 + V51). Das Spurfehlersignal nach dem Phasendifferenzverfahren erhält man durch die Phasendifferenz zwischen V53 + V56 und V54 + V55. Das Spurfehlersignal nach dem Gegentaktverfahren erhält man durch Berechnung von (V53 + V55) – (V54 + V56). Ferner erhält man das auf der Platte 6 aufgezeichnete Datensignal durch Berechnung von V53 + V54 + V55 + V56.
Dritte Ausführungsform
Nachstehend wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 15 beschrieben.
In 15 sind ein Halbleiterlaser 66 und ein optischer Detektor 67 innerhalb eines Moduls 65 installiert. Von dem Halbleiterlaser 66 emittiertes Licht wird durch die Kollimatorlinse 2 zu einem Parallelstrahl geformt, wird durch das polarisierende optische Hologrammelement 68 im wesentlichen vollständig durchgelassen, wird durch das λ/4-Plättchen 4 aus linear polarisiertem Licht in zirkular polarisiertes Licht umgewandelt und wird durch die Objektlinse 5 auf die Platte 6 fokussiert.
Von der Platte 6 reflektiertes Licht tritt in umgekehrter Richtung durch die Objektlinse 5 hindurch, wird durch das λ/4-Plättchen 4 aus zirkular polarisiertem Licht in linear polarisiertes Licht umgewandelt, wird durch das polarisierende optische Hologrammelement 68 im wesentlichen vollständig gebeugt, tritt durch die Kollimatorlinse 2 hindurch und wird durch den optischen Detektor 67 empfangen.
Hierbei ist zu beachten, daß eine Draufsicht des polarisierenden optischen Hologrammelements 68 die gleiche ist wie eine Draufsicht des in 9 dargestellten optischen Hologrammelements 7. Das polarisierende optische Hologrammelement 68 wird durch zwei Trennlinien, die parallel zur Radialrichtung bzw. zur Tangentialrichtung der Platte 6 sind, in vier Bereiche 10 bis 13 unterteilt.
Die Gitterrichtungen sind in jedem der Bereiche 10 bis 13 parallel zur Tangentialrichtung der Platte 6. Ferner werden die Gitterabstände in der Reihenfolge vom Bereich 10 über Bereich 11, Bereich 12 und zum Bereich 13 breiter.
In 16 ist das polarisierende optische Hologrammelement 68 so aufgebaut, daß ein Protonenaustauschbereich 70 in einem doppelbrechenden Lithiumniobat-Substrat 69 ausgebildet ist bzw. auf dem Substrat eine dielektrische Schicht 71 ausgebildet ist.
Von dem Halbleiterlaser 66 emittiertes Licht trifft als einfallendes Licht 72 auf das polarisierende optische Hologrammelement 68 auf, wird als Durchlicht 73 durchgelassen und breitet sich zur Platte 6 aus. Von der Platte 6 reflektiertes Licht trifft als einfallendes Licht 74 auf das polarisierende optische Hologrammelement 68 auf, wird als gebeugtes Licht –1. Ordnung 75 und gebeugtes Licht +1. Ordnung 76 gebeugt und durch den optischen Detektor 67 empfangen.
Unterdessen ist zu beachten, daß die Querschnittsformen des Protonenaustauschbereichs 70 und der dielektrischen Schicht 71 stufenförmig in vier Niveaus ausgebildet sind. Alle Tiefendifferenzen der zwei aneinandergrenzenden Niveaus in dem Protonenaustauschbereich 70 sind gleich groß, und alle Höhendifferenzen der zwei aneinandergrenzenden Niveaus in der dielektrischen Schicht 71 sind gleich groß.
Wenn Phasendifferenzen von Licht, das durch die zwei aneinandergrenzenden Niveaus hindurchtritt, in Bezug auf ordentliches Licht und außerordentliches Licht mit ϕo und ϕe bezeichnet werden und Gitterbreiten auf einer ersten bis vierten Stufe mit p/2-w, w, p/2-w bzw. w bezeichnet werden, sind die Durchlässigkeiten ηo₀ bzw. ηe₀ für das ordentliche Licht bzw. das außerordentliche Licht, die Beugungswirkungsgrade ηo_-1 bzw. ηe_-1 des gebeugten Lichts –1. Ordnung für das ordentliche Licht bzw. das außerordentliche Licht und die Beugungswirkungsgrade ηo₊₁ bzw. ηe₊₁ des gebeugten Lichts +1. Ordnung für das ordentliche Licht bzw. das außerordentliche Licht durch die Gleichungen (4) bis (9) gegeben. ηo0 = (1/2)(1 + cos2ϕo) × {1 – 4w/p(1 – 2w/p)(1 – cosϕo)} (4) ηe0 = (1/2)(1 + cos2ϕe) × {1 – 4w/p(1 – 2w/p)(1 – cosϕe)} (5) ηo-1 = (2/π2)(1 – cos2ϕo){1 – sin(2πw/p)sinϕo} (6) ηe-1 = (2/π2)(1 – cos2ϕe){1 – sin(2πw/p)sinϕe} (7) ηo+1 = (2/π2)(1 – cos2ϕo){1 + sin(2πw/p)sinϕo} (8) ηe+1 = (2/π2) (1 – cos2ϕe) × {1 + sin(2πw/p)sinϕe} (9)
Wenn ϕo = 0, ϕe = π/2, w/p = 0,135 oder w/p = 0,365 gilt, dann ist ηo₀ = 1, ηo_-1 = 0, ηo₊₁ = 0, ηe₀ = 0, ηe_-1 = 0,10 und ηe₊₁ = 0,71. Das heißt, wenn das vom Halbleiterlaser 66 emittierte Licht als ordentliches licht auf das polarisierende optische Hologrammelement 68 auftrifft, wird das emittierte Licht zu 100 als Durchlicht durchgelassen. Wenn von der Platte 6 reflektiertes Licht als außerordentliches Licht auf das polarisierende optische Hologrammelement 68 auftrifft, wird das Durchlicht zu 10% als gebeugtes Licht –1. Ordnung gebeugt und zu 71% als gebeugtes Licht +1. Ordnung gebeugt.
Wenn daher das Fokusfehlersignal aus dem gebeugten Licht –1. Ordnung 75 erfaßt wird und das Spurfehlersignal nach dem Phasendifferenzverfahren, das Spurfehlersignal nach dem Gegentaktverfahren und das auf der Platte 6 aufgezeichnete Datensignal aus dem gebeugten Licht +1. Ordnung 76 erfaßt werden, dann wird der Wert der oben erwähnten Größe A gleich 0,71, das heißt größer als der Wert in dem ersten herkömmlichen optischen Kopf. In diesem Fall liegt w/p, da ηe_-1 < ηe₊₁ erfüllt und ηe_-1 ≠ 0 ist, im Bereich 0 < w/p < 0,25 oder 0,25 < w/p < 0,5.
Wenn eine Tiefendifferenz der zwei aneinandergrenzenden Niveaus des Protonenaustauschbereichs 70 mit d/4 bezeichnet wird, eine Höhendifferenz der zwei aneinandergrenzenden Niveaus der dielektrischen Schicht 71 mit h/4 bezeichnet wird, Änderungen der Brechungsindizes durch Protonenaustausch für das ordentliche Licht und das außerordentliche Licht mit Δno und Δne bezeichnet werden, der Brechungsindex der dielektrischen Schicht 71 mit n bezeichnet wird und Wellenlängen des einfallenden Lichts 72 und des einfallenden Lichts 74 mit λ bezeichnet werden, sind ϕo und ϕe durch Gleichung (10) bzw. Gleichung (11) gegeben. ϕo = (2π/λ){Δnod/4 + (n – 1)h/4} (10) ϕe = (2π/λ){Δned/4 + (n – 1)h/4} (11)
Im Fall λ = 660 nm ist Δno = –0,04 und Δne = 0,12, und wenn Nb₂O₅ als dielektrische Schicht 71 verwendet wird, können wegen n = 2,2 d und h durch d = 4,13 μm und h = 138 nm gegeben sein, um ϕo und ϕe auf ϕo = 0 und ϕe = π/2 einzustellen.
In 17 sind der Halbleiterlaser 66 und ein Spiegel 77 auf dem optischen Detektor 67 angeordnet. Der optische Detektor 67 weist Lichtempfangsabschnitte 78 bis 85 auf. Vom Halbleiterlaser 66 emittiertes Licht wird durch den Spiegel 77 reflektiert und breitet sich zur Platte 6 aus.
Das gebeugte Licht –1. Ordnung aus dem Bereich 10 des polarisierenden optischen Hologrammelements 68 bildet einen Lichtpunkt 86 auf einer Grenzlinie zwischen dem Lichtempfangsabschnitt 78 und dem Lichtempfangsabschnitt 79, während das gebeugte Licht +1. Ordnung von dort einen Lichtpunkt 93 auf dem Lichtempfangsabschnitt 85 bildet.
Das gebeugte Licht –1. Ordnung aus dem Bereich 11 des polarisierenden optischen Hologrammelements 68 bildet einen Lichtpunkt 88 auf der Grenzlinie zwischen dem Lichtempfangsabschnitt 78 und dem Lichtempfangsabschnitt 79, während das gebeugte Licht +1. Ordnung von dort einen Lichtpunkt 92 auf dem Lichtempfangsabschnitt 84 bildet.
Das gebeugte Licht –1. Ordnung aus dem Bereich 12 des polarisierenden optischen Hologrammelements 68 bildet einen Lichtpunkt 89 auf der Grenzlinie zwischen dem Lichtempfangsabschnitt 80 und dem Lichtempfangsabschnitt 81, während das gebeugte Licht +1. Ordnung von dort einen Lichtpunkt 91 auf dem Lichtempfangsabschnitt 83 bildet.
Das gebeugte Licht –1. Ordnung aus dem Bereich 13 des polarisierenden optischen Hologrammelements 68 bildet einen Lichtpunkt auf der Grenzlinie zwischen dem Lichtempfangsabschnitt 80 und dem Lichtempfangsabschnitt 81, während das gebeugte Licht +1. Ordnung von dort einen Lichtpunkt 90 auf dem Lichtempfangsabschnitt 82 bildet.
Wenn Ausgangssignale aus den Lichtempfangsabschnitten 78 bis 85 jeweils mit V78 bis V85 bezeichnet werden, erhält man das Fokusfehlersignal nach dem Foucault-Verfahren durch Berechnung von (V78 + V81) – (V79 + V80).
Das Spurfehlersignal nach dem Phasendifferenzverfahren erhält man durch die Phasendifferenz zwischen V82 + V85 und V83 + V84. Das Spurfehlersignal nach dem Gegentaktverfahren erhält man durch Berechnung von (V82 + V84) – (V83 + V85). Ferner erhält man das auf der Platte 6 aufgezeichnete Datensignal durch Berechnung von V82 + V83 + V84 + V85.
Vierte Ausführungsform
Nachstehend wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der vierten Ausführungsform werden das polarisierende optische Hologrammelement 68 bzw. der optische Detektor 67 in der in 15 dargestellten dritten Ausführungsform des optischen Kopfes durch ein polarisierendes optisches Hologrammelement 94 bzw. einen optischen Detektor 109 ersetzt.
Hierbei ist zu beachten, daß die Draufsicht des polarisierenden optischen Hologrammelements 94 die gleiche ist wie bei dem in 12 dargestellten optischen Hologrammelement 35.
Das polarisierende optische Hologrammelement 94 wird durch zwei Trennlinien, die parallel zur Radialrichtung bzw. zur Tangentialrichtung der Platte 6 sind, in vier Bereiche 36 bis 39 unterteilt.
Die Gitterrichtungen sind im Bereich 36 und im Bereich 37 um einen vorgegebenen Winkel in Minus-Richtung gegen die Tangentialrichtung der Platte 6 geneigt, und sind im Bereich 38 und im Bereich 39 um einen vorgegebenen Winkel in Plus-Richtung gegen die Tangentialrichtung der Platte 6 geneigt.
Ferner sind die Gitterabstände in den Bereichen 36 39 gleich groß und in den Bereichen 37 und 38 gleich groß, und der letztere Abstand ist breiter als der erstere.
In 18A ist das polarisierende optische Hologrammelement 94 so aufgebaut, daß in dem doppelbrechenden Lithiumniobat-Substrat 69 ein Protonenaustauschbereich 95 ausgebildet ist bzw. auf dem Substrat eine dielektrische Schicht 96 ausgebildet ist. Vom Halbleiterlaser 66 emittiertes Licht trifft als einfallendes Licht 99 auf das polarisierende optische Ho logrammelement 94 auf, wird von diesem als Durchlicht 100 durchgelassen und breitet sich zur Platte 6 aus.
Von der Platte 6 reflektiertes Licht trifft als einfallendes Licht 101 auf das polarisierende optische Hologrammelement 94 auf, wird als gebeugtes Licht –1. Ordnung 102 und gebeugtes Licht +1. Ordnung 103 gebeugt und durch den optischen Detektor 109 empfangen.
Unterdessen ist in 18B das polarisierende optische Hologrammelement 94 so aufgebaut, daß in einem doppelbrechenden Lithiumniobat-Substrat 69 ein Protonenaustauschbereich 97 bzw. auf dem Substrat eine dielektrische Schicht 98 ausgebildet ist. Vom Halbleiterlaser 66 emittiertes Licht trifft als einfallendes Licht 104 auf das polarisierende optische Hologrammelement 94 auf, wird von diesem als Durchlicht 105 durchgelassen und breitet sich zur Platte 6 aus.
Von der Platte 6 reflektiertes Licht trifft als einfallendes Licht 106 auf das polarisierende optische Hologrammelement 94 auf, wird als gebeugtes Licht –1. Ordnung 107 und gebeugtes Licht +1. Ordnung 108 gebeugt und durch den optischen Detektor 109 empfangen.
18A zeigt eine Schnittansicht von Abschnitten des Bereichs 36 und des Bereichs 37, während 18B eine Schnittansicht von Abschnitten des Bereichs 38 und des Bereichs 39 zeigt.
Die Querschnittsformen des Protonenaustauschbereichs 95 und des Protonenaustauschbereichs 97 sind die gleichen wie die Querschnittsform des Protonenaustauschbereichs 70 in dem in 16 dargestellten polarisierenden optischen Hologrammelement 68, während die Querschnittsformen des dielektrischen Schicht 96 und der dielektrischen Schicht 98 die gleichen sind wie die Querschnittsform der dielektrischen Schicht 71 in dem in 16 dargestellten polarisierenden optischen Hologrammelement 68.
Das heißt, wenn von dem Halbleiterlaser 66 emittiertes Licht als ordentliches Licht auf das polarisierende optische Hologrammelement 94 auftrifft, wird das emittierte Licht zu 100% als Durchlicht durchgelassen. Wenn von der Platte 6 reflektiertes Licht als außerordentliches Licht auf das polari sierende optische Hologrammelement 94 auftrifft, wird das reflektierte Licht zu 10% als gebeugtes Licht –1. Ordnung bzw. zu 71% als gebeugtes Licht +1. Ordnung gebeugt.
Dementsprechend wird das Fokusfehlersignal aus dem gebeugten Licht –1. Ordnung 102 und dem gebeugten Licht –1. Ordnung 107 erfaßt, und das Spurfehlersignal nach dem Phasendifferenzverfahren, das Spurfehlersignal nach dem Gegentaktverfahren und das auf der Platte 6 aufgezeichnete Datensignal werden aus dem gebeugten Licht +1. Ordnung 103 und dem gebeugten Licht +1. Ordnung 108 erfaßt. Unter diesen Umständen wird der Wert der oben erwähnten Größe A gleich 0,71, das heißt größer als der Wert in dem herkömmlichen ersten optischen Kopf.
In 19 sind der Halbleiterlaser 66 und der Spiegel 77 auf dem optischen Kopf 109 angeordnet. Der optische Detektor 109 weist Lichtempfangsabschnitte 110 bis 117 auf. Vom Halbleiterlaser 66 emittiertes Licht wird durch den Spiegel 77 reflektiert und breitet sich zur Platte 6 aus.
Das gebeugte Licht –1. Ordnung aus dem Bereich 36 des polarisierenden optischen Hologrammelements 94 bildet einen Lichtpunkt 118 auf einer Grenzlinie zwischen dem Lichtempfangsabschnitt 110 und dem Lichtempfangsabschnitt 111, während das gebeugte Licht +1. Ordnung von dort einen Lichtpunkt 125 auf dem Lichtempfangsabschnitt 117 bildet.
Das gebeugte Licht –1. Ordnung aus dem Bereich 37 des polarisierenden optischen Hologrammelements 94 bildet einen Lichtpunkt 119 auf der Grenzlinie zwischen dem Lichtempfangsabschnitt 110 und dem Lichtempfangsabschnitt 111, während das gebeugte Licht +1. Ordnung von dort einen Lichtpunkt 124 auf dem Lichtempfangsabschnitt 116 bildet.
Das gebeugte Licht –1. Ordnung aus dem Bereich 38 des polarisierenden optischen Hologrammelements 94 bildet einen Lichtpunkt 120 auf einer Grenzlinie zwischen dem Lichtempfangsabschnitt 112 und dem Lichtempfangsabschnitt 113, während das gebeugte Licht +1. Ordnung von dort einen Lichtpunkt 123 auf dem Lichtempfangsabschnitt 115 bildet.
Das gebeugte Licht –1. Ordnung aus dem Bereich 39 des polarisierenden optischen Hologrammelements 94 bildet einen Lichtpunkt 121 auf der Grenzlinie zwischen dem Lichtempfangsabschnitt 112 und dem Lichtempfangsabschnitt 113, während das gebeugte Licht +1. Ordnung von dort einen Lichtpunkt 122 auf dem Lichtempfangsabschnitt 114 bildet.
Wenn Ausgangssignale von den Lichtempfangsabschnitten 110 bis 117 jeweils mit V110 bis V117 bezeichnet werden, erhält man das Fokusfehlersignal nach dem Foucault-Verfahren durch Berechnung von (V110 + V113) – (V111 + V112). Das Spurfehlersignal nach dem Phasendifferenzverfahren erhält man durch die Phasendifferenz zwischen V114 + V117 und V115 + V116. Das Spurfehlersignal nach dem Gegentaktverfahren erhält man durch Berechnung von (V114 + V116) – (V115 + V117). Ferner erhält man das auf der Platte 6 aufgezeichnete Datensignal durch Berechnung von V114 + V115 + V116 + V117.
Wenn in der dritten und der vierten Ausführungsform Phasendifferenzen von Licht, das durch die zwei aneinandergrenzenden Niveaus hindurchtritt, für ordentliches Licht und außerordentliches Licht in dem polarisierenden optischen Hologrammelement 68 und dem polarisierenden optischen Hologrammelement 94 mit ϕo und ϕe bezeichnet werden, dann ist ϕo = 0 und ϕe = π/2.
Ferner trifft von dem Halbleiterlaser 66 emittiertes Licht als ordentliches Licht auf das polarisierende optische Hologrammelement 68 oder das polarisierende optische Hologrammelement 94 auf.
Andererseits trifft von der Platte 6 reflektiertes Licht als außerordentliches Licht auf das polarisierende optische Hologrammelement 68 oder das polarisierende optische Hologrammelement 94 auf.
Wenn alternativ Phasendifferenzen von Licht, das durch die zwei aneinandergrenzenden Niveaus hindurchtritt, für ordentliches Licht und außerordentliches Licht in dem polarisierenden optischen Hologrammelement 68 und dem polarisierenden optischen Hologrammelement 94 mit ϕo und ϕe bezeichnet werden, dann ist ϕo = π/2 und ϕe = 0. Ferner kann das von dem Halbleiterlaser 66 emittierte Licht als außerordentliches Licht auf das polarisierende optische Hologrammelement 68 oder das polarisierende optische Hologrammelement 94 auftreffen. Das von der Platte 6 reflektierte Licht kann als ordentliches Licht auf das polarisierende optische Hologrammelement 68 oder das polarisierende optische Hologrammelement 94 auftreffen.
Fünfte Ausführungsform
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf 20 eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
In 20 wird von dem Halbleiterlaser 1 emittiertes Licht durch die Kollimatorlinse 2 zu einem Parallelstrahl geformt, trifft als p-polarisiertes Licht auf den polarisierenden Strahlteiler 3 auf, wird von diesem im wesentlichen zu 100% durchgelassen, wird durch das λ/4-Plättchen 4 aus linear polarisiertem Licht in zirkular polarisiertes Licht umgewandelt und durch die Objektlinse 5 auf die Platte 6 fokussiert.
Von der Platte 6 reflektiertes Licht wird durch die Objektlinse 5 in umgekehrter Richtung durchgelassen, durch das λ/4-Plättchen 4 aus zirkular polarisiertem Licht in linear polarisiertes Licht umgewandelt, trifft als s-polarisiertes Licht auf den polarisierenden Strahlteiler 3 auf, wird dadurch im wesentlichen zu 100% reflektiert, durch das Wollaston-Prisma 126 und ein vierteiliges Prisma 127 gebrochen, tritt durch die Linse 8 hindurch und wird durch den optischen Detektor 9 empfangen.
In den 21A und 21B ist die Struktur des Wollaston-Prismas 126 dargestellt. Hierbei ist zu beachten, daß 21A eine Seitenansicht und 21B eine Draufsicht ist.
Das Wollaston-Prismas 126 wird durch Verkitten eines Prismas 128 und eines Prismas 129 aufgebaut, die aus Lithiumniobat bestehen und doppelbrechend sind. Von der Platte 6 reflektiertes Licht trifft als einfallendes Licht 130 auf das Wollaston-Prismas 126 auf, wird als gebrochenes Licht 131 und gebrochenes Licht 132 gebrochen und breitet sich zu dem vierteiligen Prisma 127 aus.
Die Polarisationsrichtung des einfallenden Lichts 130 bezüglich einer verkitteten Fläche des Prismas 128 und des Prismas 129 ist die von s-polarisiertem Licht. Eine optische Achse 133 des Prismas 128 ist im Winkel θ zur Richtung des s-polarisierten Lichts geneigt, während eine optische Achse 134 des Prismas 129 im Winkel θ zur Richtung von p-polarisiertem Licht geneigt ist.
Im Fall von Lithiumniobat ist der Brechungsindex für ordentliches Licht größer als der Brechungsindex für außerordentliches Licht. Als Ergebnis wird eine Komponente des einfallenden Lichts 130, die ordentliches Licht im Prisma 128 und außerordentliches Licht im Prisma 129 bildet, zu dem gebrochenen Licht 131. Ferner wird eine Komponente des einfallenden Lichts, die außerordentliches Licht im Prisma 128 und ordentliches Licht in Prisma 129 bildet, zu dem gebrochenen Licht 132.
In diesem Fall sind die Intensitätsverhältnisse des gebrochenen Lichts 131 bzw. des gebrochenen Lichts 132 zum einfallenden Licht 130 durch sin²θ bzw. cos²θ gegeben. Wenn θ = –22° oder θ = 22° ist, dann ist sin²θ = 0,14 und cos²θ = 0,86. Ferner liegt θ, da die Bedingungen sin²θ < co²θ und sin²θ ≠ 0 erfüllt sind, im Bereich –45° < θ < 0° oder 0° < θ < 45°.
In den 22A, 22B und 22C ist der Aufbau des vierteiligen Prismas 127 dargestellt. In diesem Fall sind die 22A und 22B Schnittansichten, während 22C eine Draufsicht ist.
Das vierteilige Prisma 127 besteht aus Kunststoff und wird durch zwei Trennlinien, die parallel zur Radialrichtung bzw. zur Tangentialrichtung der Platte 6 sind, in vier Bereiche 135 bis 138 unterteilt.
22A zeigt eine Schnittansicht von Abschnitten des Bereichs 135 und des Bereichs 136, während 22B eine Schnittansicht von Abschnitten des Bereichs 137 und des Bereichs 138 zeigt.
Eine Emissionsfläche des Prismas ist in den Bereichen 135 und 136 in Plus-Richtung bezüglich der Tangentialrichtung der Platte 6 und in den Bereichen 137 und 138 in Minus-Richtung bezüglich der Tangentialrichtung der Platte 6 gegen die Einfallsfläche des Prismas geneigt. Durch die Emissionsfläche und die Einfallsfläche aufgespannte Winkel sind in den Bereichen 135 und 138 bzw. in den Bereichen 136 und 137 gleich groß, und der erstere ist größer als der letztere.
In 22A trifft gebrochenes Licht aus dem Wollaston-Prisma 126 als einfallendes Licht 139 bzw. einfallendes Licht 141 auf den Bereich 135 bzw. den Bereich 136 des vierteiligen Prismas 127 auf, wird als gebrochenes Licht 140 bzw. gebrochenes Licht 142 gebrochen und durch den optischen Detektor 9 empfangen.
Unterdessen trifft in 22B das gebrochene Licht aus dem Wollaston-Prisma 126 als einfallendes Licht 143 bzw. einfallendes Licht 145 auf den Bereich 137 bzw. den Bereich 138 des vierteiligen Prismas 127 auf, wird als gebrochenes Licht 144 bzw. gebrochenes Licht 146 gebrochen und durch den optischen Detektor 9 empfangen.
Bei einer derartigen Struktur wird das Fokusfehlersignal aus dem Licht erfaßt, das durch das Wollaston-Prisma 126 als gebrochenes Licht 131 und durch das vierteilige Prisma 127 als gebrochenes Licht 140, gebrochenes Licht 142, gebrochenes Licht 144 und gebrochenes Licht 146 gebrochen wird.
Ferner werden das Spurfehlersignal nach dem Phasendifferenzverfahren, das Spurfehlersignal nach dem Gegentaktverfahren und das auf der Platte 6 aufgezeichnete Datensignal aus dem Licht erfaßt, das durch das Wollaston-Prisma 126 als gebrochenes Licht 132 und durch das vierteilige Prisma 127 als gebrochenes Licht 140, gebrochenes Licht 142, gebrochenes Licht 144 und gebrochenes Licht 146 gebrochen wird.
Unter diesen Umständen hat die oben erwähnte Größe A den Wert 0,86, der größer ist als der Wert in dem herkömmlichen ersten optischen Kopf.
Eine Struktur des optischen Detektors 9 und Lichtpunkte auf dem optischen Detektor 9 sind in 11 dargestellt. Von dem Licht, das als gebrochenes Licht 131 durch das Wollaston-Prismas 126 gebrochen wird, bildet Licht, das als gebrochenes Licht 140 im Bereich 135 des vierteiligen Prismas 127 gebrochen wird, den Lichtpunkt 27 auf der Grenzlinie zwischen dem Lichtempfangsabschnitt 19 und dem Lichtempfangsabschnitt 20.
Ferner bildet Licht, das als gebrochenes Licht 142 durch den Bereich 136 des vierteiligen Prismas 127 gebrochen wird, den Lichtpunkt 28 auf der Grenzlinie zwischen dem Lichtempfangsabschnitt 19 und dem Lichtempfangsabschnitt 20.
Ferner bildet Licht, das als gebrochenes Licht 144 durch den Bereich 137 des vierteiligen Prismas 127 gebrochen wird, den Lichtpunkt 29 auf der Grenzlinie zwischen dem Lichtempfangsabschnitt 21 und dem Lichtempfangsabschnitt 22.
Außerdem bildet Licht, das als gebrochenes Licht 146 durch den Bereich 138 des vierteiligen Prismas 127 gebrochen wird, den Lichtpunkt 30 auf der Grenzlinie zwischen dem Lichtempfangsabschnitt 21 und dem Lichtempfangsabschnitt 22.
Von dem Licht, das als gebrochenes Licht 132 durch das Wollaston-Prisma 126 gebrochen wird, bildet Licht, das als gebrochenes Licht 140 durch den Bereich 135 des vierteiligen Prismas 127 gebrochen wird, den Lichtpunkt 31 auf dem Lichtempfangsabschnitt 23.
Ferner bildet Licht, das als gebrochenes Licht 142 durch den Bereich 136 des vierteiligen Prismas 127 gebrochen wird, den Lichtpunkt 32 auf dem Lichtempfangsabschnitt 24.
Ferner bildet Licht, das als gebrochenes Licht 144 durch den Bereich 137 des vierteiligen Prismas 127 gebrochen wird, den Lichtpunkt 33 auf dem Lichtempfangsabschnitt 25.
Außerdem bildet Licht, das als gebrochenes Licht 146 durch den Bereich 138 des vierteiligen Prismas 127 gebrochen wird, den Lichtpunkt 34 auf dem Lichtempfangsabschnitt 26.
Das Fokusfehlersignal nach dem Foucault-Verfahren, das Spurfehlersignal nach dem Phasendifferenzverfahren, das Spurfehlersignal nach dem Gegentaktverfahren und das auf der Platte 6 aufgezeichnete Datensignal erhält man durch die gleiche Berechnung wie in der ersten Ausführungsform.
In der fünften Ausführungsform ist das vierteilige Prisma 127 zwischen dem Wollaston-Prisma 126 und der Linse 8 angeordnet. Alternativ kann das vierteilige Prisma 127 zwischen dem Polarisationsstrahlteiler 3 und dem Wollaston-Prisma 126 angeordnet sein.
Sechste Ausführungsform
Nachstehend wird eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der sechsten Ausführungsform wird das vierteilige Prisma 127 in der in 20 darge stellten fünften Ausführungsform durch ein optisches Hologrammelement 147 ersetzt.
Bei dieser Struktur wird von der Platte 6 reflektiertes Licht durch das Wollaston-Prisma 126 gebrochen, durch das optische Hologrammelement 147 gebeugt und durch den optischen Detektor 9 empfangen.
In 23 ist das optische Hologrammelement 147 durch zwei Trennlinien, die parallel zur Radialrichtung bzw. zur Tangentialrichtung der Platte 6 sind, in vier Bereiche 148 bis 151 unterteilt.
Die Gitterrichtungen sind in jedem der Bereiche 148 bis 151 parallel zur Tangentialrichtung der Platte 6. Ferner sind die Gitterabstände in den Bereichen 148 und 151 bzw. in den Bereichen 149 und 150 gleich groß, und der letztere ist breiter als der erstere.
24A zeigt eine Schnittansicht von Abschnitten des Bereichs 148 und des Bereichs 149, während 24B eine Schnittansicht von Abschnitten des Bereichs 150 und des Bereichs 151 zeigt.
In 24A ist das optische Hologrammelement 147 so aufgebaut, daß auf dem Glassubstrat 14 eine dielektrische Schicht 152 ausgebildet ist. Bei dieser Struktur trifft gebrochenes Licht von dem Wollaston-Prisma 126 als einfallendes Licht 154 auf das optische Hologrammelement 147 auf, wird als gebeugtes Licht +1. Ordnung gebeugt und durch den optischen Detektor 9 empfangen.
Unterdessen ist in 24B das optische Hologrammelement 147 so aufgebaut, daß auf dem Glassubstrat 14 eine dielektrische Schicht 153 ausgebildet ist. Bei einer solchen Struktur trifft gebrochenes Licht von dem Wollaston-Prisma 126 als einfallendes Licht 156 auf das optische Hologrammelement 147 auf, wird als gebeugtes Licht +1. Ordnung gebeugt und durch den optischen Detektor 9 empfangen.
Hierbei ist zu beachten, daß die Querschnittsformen der dielektrischen Schicht 152 und der dielektrischen Schicht 153 stufenförmig in 8 Niveaus ausgebildet sind. Alle Höhenunterschiede von zwei aneinandergrenzenden Niveaus sind untereinander gleich.
Wenn eine Phasendifferenz des durch die zwei aneinandergrenzenden Niveaus durchgelassenen Lichts mit ϕ bezeichnet wird und alle Gitterbreiten in einer ersten bis achten Stufe mit p/8 bezeichnet werden, ist der Beugungswirkungsgrad η₊₁ des gebeugten Lichts +1. Ordnung durch Gleichung (12) gegeben. η+1 = (4/π2)(1 – 1/√2){1 + cos(ϕ – π/4)}{1 + cos(2ϕ – π/2)} {1 + cos(4ϕ – π)} (12)
Wenn ϕ als ϕ = π/4 festgesetzt wird, dann ist η₊₁ = 0,95.
Unter diesen Umständen wird das Fokusfehlersignal aus dem Licht erfaßt, das als gebrochenes Licht 131 durch das Wollaston-Prisma 126 gebrochen und als gebeugtes Licht +1. Ordnung 155 und gebeugtes Licht +1. Ordnung 157 durch das optische Hologrammelement 147 gebeugt wird.
Ferner werden das Spurfehlersignal nach dem Phasendifferenzverfahren, das Spurfehlersignal nach dem Gegentaktverfahren und das auf der Platte 6 aufgezeichnete Datensignal aus dem Licht erfaßt, das als gebrochenes Licht 132 durch das Wollaston-Prisma 126 gebrochen und als gebeugtes Licht +1. Ordnung 155 und gebeugtes Licht +1. Ordnung 157 durch das optische Hologrammelement 147 gebeugt wird.
In diesem Zustand wird der Wert der oben erwähnten Größe A gleich 0,86 × 0,95 = 0,82, das heißt größer als der Wert in dem herkömmlichen ersten optischen Kopf.
Wenn Höhenunterschiede der zwei aneinandergrenzenden Niveaus der dielektrischen Schicht 152 und der dielektrischen Schicht 153 mit h/8 bezeichnet werden, die Brechungsindizes der dielektrischen Schicht 152 und der dielektrischen Schicht 153 mit n und die Wellenlängen des einfallenden Lichts 154 und des einfallenden Lichts 156 mit λ bezeichnet werden, ist ϕ durch Gleichung (13) gegeben. ϕ = (2π/λ)(n – 1)h/8 (13)
Wenn im Fall λ = 660 nm SiO₂ als dielektrische Schicht 152 und als dielektrische Schicht 153 verwendet wird, kann wegen n = 1,46 h = 1,43 μm sein, um ϕ = π/4 einzustellen.
Eine Struktur des optischen Detektors 9 und Lichtpunkte auf dem optischen Detektor 9 sind in 11 dargestellt. Von dem Licht, das als gebrochenes Licht 131 durch das Wollaston-Prisma 126 gebrochen wird, bildet Licht, das als gebeugtes Licht +1. Ordnung 155 durch den Bereich 148 des optischen Hologrammelements 147 gebeugt wird, den Lichtpunkt 27 auf der Grenzlinie zwischen dem Lichtempfangsabschnitt 19 und dem Lichtempfangsabschnitt 20.
Ferner bildet Licht, das als gebeugtes Licht +1. Ordnung 155 durch den Bereich 149 des optischen Hologrammelements 147 gebeugt wird, den Lichtpunkt 28 auf der Grenzlinie zwischen dem Lichtempfangsabschnitt 19 und dem Lichtempfangsabschnitt 20.
Ferner bildet Licht, das als gebeugtes Licht +1. Ordnung 157 durch den Bereich 150 des optischen Hologrammelements 147 gebeugt wird, den Lichtpunkt 29 auf der Grenzlinie zwischen dem Lichtempfangsabschnitt 21 und dem Lichtempfangsabschnitt 22.
Außerdem bildet Licht, das als gebeugtes Licht +1. Ordnung 157 durch den Bereich 151 des optischen Hologrammelements 147 gebeugt wird, den Lichtpunkt 30 auf der Grenzlinie zwischen dem Lichtempfangsabschnitt 21 und dem Lichtempfangsabschnitt 22.
Von dem Licht, das als gebrochenes Licht 132 durch das Wollaston-Prisma 126 gebrochen wird, bildet Licht, das als gebeugtes Licht +1. Ordnung 155 durch den Bereich 148 des optischen Hologrammelements 147 gebeugt wird, den Lichtpunkt 31 auf dem Lichtempfangsabschnitt 23.
Ferner bildet Licht, das als gebeugtes Licht +1. Ordnung 155 durch den Bereich 149 des optischen Hologrammelements 147 gebeugt wird, den Lichtpunkt 32 auf dem Lichtempfangsabschnitt 24.
Ferner bildet Licht, das als gebeugtes Licht +1. Ordnung 157 durch den Bereich 150 des optischen Hologrammelements 147 gebeugt wird, den Lichtpunkt 33 auf dem Lichtempfangsabschnitt 25.
Außerdem bildet Licht, das als gebeugtes Licht +1. Ordnung 157 durch den Bereich 151 des optischen Hologrammelements 147 gebeugt wird, den Lichtpunkt 34 auf dem Lichtempfangsabschnitt 26.
Das Fokusfehlersignal nach dem Foucault-Verfahren, das Spurfehlersignal nach dem Phasendifferenzverfahren, das Spurfehlersignal nach dem Gegentaktverfahren und das auf der Platte 6 aufgezeichnete Datensignal erhält man durch die gleiche Berechnung wie in der ersten Ausführungsform.
In der sechsten Ausführungsform ist das optische Hologrammelement 147 zwischen dem Wollaston-Prisma 126 und der Linse 8 angeordnet. Alternativ kann das optische Hologrammelement 147 zwischen der Polarisationsstrahlteiler 3 und dem Wollaston-Prisma 126 angeordnet sein.
Ferner ist in der sechsten Ausführungsform eine Phasenverteilung des Gitters in dem optischen Hologrammelement 147 stufenförmig in 8 Niveaus ausgebildet, und wenn die Phasendifferenz von Licht, das durch die zwei aneinandergrenzenden Niveaus durchgelassen wird, mit ϕ bezeichnet wird und alle Gitterbreiten einer ersten bis achten Stufe mit p/8 bezeichnet werden, dann ist ϕ = π/4.
Wenn alternativ eine Phasenverteilung des Gitters in dem optischen Hologrammelement 147 stufenförmig mit N Stufen ausgebildet ist (N ist eine ganze Zahl größer oder gleich 3), die Phasendifferenz von Licht, das durch die aneinandergrenzenden Niveaus hindurchtritt, allgemein mit ϕ bezeichnet werden können und alle Gitterbreiten einer ersten bis N-ten Stufe mit p/N bezeichnet werden, dann ist ϕ = 2π/N.
In der fünften und der sechsten Ausführungsform ist die optische Achse 133 des Prismas 128 im Winkel θ gegen die Richtung des s-polarisierten Lichts geneigt. Die optische Achse 134 des Prismas 129 ist im Winkel θ gegen die Richtung des p-polarisierten Lichts geneigt. Das Fokusfehlersignal wird aus dem gebrochenen Licht 131 erfaßt, das eine Komponente des einfallenden Lichts 130 ist, die ordentliches Licht im Prisma 128 und außerordentliches Licht im Prisma 129 bildet.
Ferner werden das Spurfehlersignal nach dem Phasendifferenzverfahren, das Spurfehlersignal nach dem Gegentaktverfahren und das auf der Platte 6 aufgezeichnete Datensignal aus dem gebrochenen Licht 132 erfaßt, das eine Komponente des ein fallenden Lichts 130 ist, die außerordentliches Licht im Prisma 128 und ordentliches Licht im Prisma 129 bildet, und θ liegt innerhalb des Bereichs –45° < θ < 0° oder 0° < θ < 45°.
In diesem Fall sind die Intensitätsverhältnisse des gebrochenen Lichts 131 bzw. des gebrochenen Lichts 132 zum einfallenden Licht 130 durch sin²θ bzw. cos²θ gegeben, und es gilt sin²θ < cos²θ und sin²θ ≠ 0.
Dagegen ist die optische Achse 133 des Prismas 128 im Winkel θ gegen die Richtung des s-polarisierten Lichts geneigt. Die optische Achse 134 des Prismas 129 ist im Winkel θ gegen die Richtung des p-polarisierten Lichts geneigt. Das Fokusfehlersignal wird aus dem gebrochenen Licht 132 erfaßt, das eine Komponente des einfallenden Lichts 130 ist, die außerordentliches Licht im Prisma 128 und ordentliches Licht im Prisma 129 bildet.
Ferner werden das Spurfehlersignal nach dem Phasendifferenzverfahren, das Spurfehlersignal nach dem Gegentaktverfahren und das auf der Platte 6 aufgezeichnete Datensignal aus dem gebrochenen Licht 131 erfaßt, das eine Komponente des einfallenden Lichts 130 ist, die das ordentliche Licht im Prisma 128 und das außerordentliche Licht im Prisma 129 bildet, und θ liegt innerhalb des Bereichs –90° < θ < –45° oder 45° < θ < 90°.
In diesem Fall sind die Intensitätsverhältnisse des gebrochenen Lichts 131 bzw. des gebrochenen Lichts 132 zum einfallenden Licht 130 durch sin²θ bzw. cos²θ gegeben, und es gilt sin²θ > cos²θ und sin²θ ≠ 0.
Gemäß dem oben erwähnten optischen Kopf wird von der Platte reflektiertes Licht in eine erste Lichtgruppe und eine zweite Lichtgruppe unterteilt. Das Spurfehlersignal nach dem Phasendifferenzverfahren, das Spurfehlersignal nach dem Gegentaktverfahren und das auf der Platte aufgezeichnete Datensignal werden aus der ersten Lichtgruppe erfaßt, während das Fokusfehlersignal aus der zweiten Lichtgruppe erfaßt wird.
In diesem Fall ist eine Lichtmenge der ersten Lichtgruppe größer als eine Lichtmenge der zweiten Lichtgruppe.
Bei dieser Struktur ist das Verhältnis A der bei der Erfassung des auf der Platte aufgezeichneten Datensignals und des Spurfehlersignals nach dem Phasendifferenzverfahren verwendeten Lichtmenge zur Lichtmenge des von der Platte reflektierten Lichts hoch, und in Bezug auf diese Signale wird ein hohes Signal/Rausch-Verhältnis (S/N) erreicht. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Lichtmenge der ersten Lichtgruppe größer ist.

Claims

Optischer Kopf, der aufweist: eine Lichtquelle (1); eine Objektlinse (5) zur Fokussierung des von der Lichtquelle emittierten Lichts auf ein optisches Speichermedium (6); eine erste Lichttrenneinrichtung (3), die zwischen der Lichtquelle und der Objektlinse vorgesehen ist und einen Strahlengang des von dem optischen Speichermedium reflektierten Lichts von einem Strahlengang des von der Lichtquelle emittierten Lichts trennt; eine zweite Lichttrenneinrichtung (7), die das von dem optischen Speichermedium über die erste Lichttrenneinrichtung reflektierte Licht in eine erste Lichtgruppe und eine zweite Lichtgruppe trennt; und einen optischen Detektor (9) zum Empfang der ersten Lichtgruppe und der zweiten Lichtgruppe; wobei ein Spurfehlersignal nach dem Phasendifferenzverfahren, ein Spurfehlersignal nach dem Gegentaktverfahren und ein auf dem optischen Speichermedium aufgezeichnetes Datensignal aus der ersten Lichtgruppe erfaßt werden, während ein Fokusfehlersignal aus der zweiten Lichtgruppe erfaßt wird; dadurch gekennzeichnet, daß eine Lichtmenge der ersten Lichtgruppe größer ist als eine Lichtmenge der zweiten Lichtgruppe.
Optischer Kopf nach Anspruch 1, wobei: die zweite Lichttrenneinrichtung ein optisches Hologrammelement aufweist, die erste Lichtgruppe gebeugtes Licht +1. Ordnung des optischen Hologrammelements ist, und die zweite Lichtgruppe gebeugtes Licht –1. Ordnung des optischen Hologrammelements ist.
Optischer Kopf nach Anspruch 2, wobei: das optische Hologrammelement durch zwei Trennlinien, die parallel zu einer Radialrichtung bzw. einer Tangentialrichtung des optischen Speichermediums sind, in vier Bereiche unterteilt wird, und Gitterrichtungen oder Gitterabstände der vier Bereiche voneinander verschieden sind.
Optischer Kopf nach Anspruch 2 oder 3, wobei: eine Phasenverteilung der Gitter in dem optischen Hologrammelement stufenförmig mit vier Niveaus ausgebildet ist, und wenn eine Phasendifferenz von Licht, das durch die zwei aneinandergrenzenden Niveaus durchgelassen wird, mit ϕ bezeichnet wird und Gitterbreiten in der ersten bis vierten Stufe mit p/2-w, w, p/2-w bzw. w bezeichnet werden, ϕ im wesentlichen gleich π/2 ist und w/p innerhalb des Bereichs 0 < w/p < 0,25 oder 0,25 < w/p < 0,5 liegt, wobei p einen Gitterabstand bezeichnet.
Optischer Kopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: die erste Lichttrenneinrichtung und die zweite Lichttrenneinrichtung ein integriertes polarisierendes optisches Hologrammelement sind, das polarisierende optische Hologrammelement das von der Lichtquelle emittierte Licht durchläßt und das von dem optischen Speichermedium reflektierte Licht beugt, und die erste Lichtgruppe gebeugtes Licht +1. Ordnung des polarisierenden optischen Hologrammelements ist, während die zweite Lichtgruppe gebeugtes Licht –1. Ordnung des polarisierenden optischen Hologrammelements ist.
Optischer Kopf nach Anspruch 5, wobei: das polarisierende optische Hologrammelement durch zwei Trennlinien, die parallel zu einer Radialrichtung bzw. einer Tangentialrichtung des optischen Speichermediums sind, in vier Bereiche unterteilt wird, und Gitterrichtungen oder Gitterabstände der vier Bereiche voneinander verschieden sind.
Optischer Kopf nach Anspruch 5 oder 6, wobei: eine Phasenverteilung von Gittern in dem polarisierenden optischen Hologrammelement stufenförmig mit vier Niveaus ausgebildet ist, wenn Phasendifferenzen von Licht, das durch die zwei aneinandergrenzenden Niveaus durchgelassen wird, für ordentliches Licht bzw. außerordentliches Licht mit ϕo bzw. ϕe bezeichnet werden und Gitterbreiten einer ersten bis vierten Stufe mit p/2-w, w, p/2-w bzw. w bezeichnet werden, ϕo im wesentlichen gleich 0, ϕe im wesentlichen gleich π/2 ist und w/p innerhalb des Bereichs 0 < w/p < 0,25 oder 0,25 < w/p < 0,5 liegt, und das von der Lichtquelle emittierte Licht als ordentliches Licht auf das polarisierende optische Hologrammelement auftrifft, während das von dem optischen Speichermedium reflektierte Licht als außerordentliches Licht auf das polarisierende optische Hologrammelement auftrifft.
Optischer Kopf nach Anspruch 5 oder 6, wobei: eine Phasenverteilung von Gittern in dem polarisierenden optischen Hologrammelement stufenförmig mit vier Niveaus ausgebildet ist, wenn Phasendifferenzen von Licht, das durch die zwei aneinandergrenzenden Niveaus durchgelassen wird, für ordentliches Licht bzw. außerordentliches Licht mit ϕo bzw. ϕe bezeichnet werden und Gitterbreiten einer ersten bis vierten Stufe mit p/2-w, w, p/2-w bzw. w bezeichnet werden, ϕo im wesentlichen gleich π/2, ϕe im wesentlichen gleich 0 ist und w/p innerhalb des Bereichs 0 < w/p < 0,25 oder 0,25 < w/p <0,5 liegt, und das von der Lichtquelle emittierte Licht als außerordentliches Licht auf das polarisierende optische Hologrammelement auftrifft, während das von dem optischen Speichermedium reflektierte Licht als ordentliches Licht auf das polarisierende optische Hologrammelement auftrifft.
Optischer Kopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei: die zweite Lichttrenneinrichtung ein Wollaston-Prisma aufweist, die erste Lichtgruppe einer der zwei gebrochenen Lichtstrahlen des Wollaston-Prismas ist, und die zweite Lichtgruppe der andere der zwei gebrochenen Lichtstrahlen des Wollaston-Prismas ist.
Optischer Kopf nach Anspruch 9, wobei: das Wollaston-Prisma ein erstes Prisma, das auf einer Einfallsseite des vom optischen Speichermedium reflektierten Lichts angeordnet ist, und ein zweites Prisma aufweist, das auf einer Emissionsseite des vom optischen Speichermedium reflektierten Lichts angeordnet ist, eine optische Achse des ersten Prismas in einem Winkel θ gegen eine Richtung parallel zu einer Polarisierungsrichtung des vom optischen Speichermedium reflektierten Lichts geneigt ist, eine optische Achse des zweiten Prismas in dem Winkel θ gegen eine Richtung senkrecht zur Polarisierungsrichtung des vom optischen Speichermedium reflektierten Lichts geneigt ist, die erste Lichtgruppe gebrochenes Licht ist, das im ersten Prisma den außerordentlichen Lichtstrahl und im zweiten Prisma den ordentlichen Lichtstrahl des vom optischen Speichermedium reflektierten Lichts bildet, die zweite Lichtgruppe gebrochenes Licht ist, das im ersten Prisma den ordentlichen Lichtstrahl und im zweiten Prisma den außerordentlichen Lichtstrahl in dem vom optischen Speichermedium reflektierten Licht bildet, und θ innerhalb des Bereichs –45° < θ < 0° oder 0° < θ < 45° liegt.
Optischer Kopf nach Anspruch 9 oder 10, wobei: das Wollaston-Prisma ein erstes Prisma, das auf einer Einfallsseite des vom optischen Speichermedium reflektierten Lichts angeordnet ist, und ein zweites Prisma enthält, das auf einer Emissionsseite des vom optischen Speichermedium reflektierten Lichts angeordnet ist, eine optische Achse des ersten Prismas in einem Winkel θ gegen eine Richtung parallel zu einer Polarisierungsrichtung des vom optischen Speichermedium reflektierten Lichts geneigt ist, eine optische Achse des zweiten Prismas in dem Winkel θ gegen eine Richtung senkrecht zur Polarisierungsrichtung des vom optischen Speichermedium reflektierten Lichts geneigt ist, die erste Lichtgruppe gebrochenes Licht ist, das im ersten Prisma den ordentlichen Lichtstrahl und im zweiten Prisma den außerordentlichen Lichtstrahl in dem vom optischen Speichermedium reflektierten Licht bildet, die zweite Lichtgruppe gebrochenes Licht ist, das im ersten Prisma den außerordentlichen Lichtstrahl und im zweiten Prisma den ordentlichen Lichtstrahl des vom optischen Speichermedium reflektierten Lichts bildet, und θ innerhalb des Bereichs –90° < θ < –45° oder 45° < θ < 90° liegt.
Optischer Kopf nach einem der Ansprüche 9, 10 oder 11, wobei: ein vierteiliges Prisma zur Brechung des vom optischen Speichermedium reflektierten Lichts zwischen dem Wollaston-Prisma und dem optischen Detektor oder zwischen der ersten Lichttrenneinrichtung und dem Wollaston-Prisma vorgesehen ist, das vierteilige Prisma durch zwei Trennlinien, die parallel zu einer Radialrichtung bzw. einer Tangentialrichtung des optischen Speichermediums sind, in vier Bereiche unterteilt wird, und Neigungsrichtungen der Emissionsflächen bezüglich der Einfallsflächen oder Winkel, die durch die Emissionsflächen und die Einfallsflächen der vier Bereiche aufgespannt werden, voneinander verschieden sind.
Optischer Kopf nach Anspruch 9, 10, 11 oder 12, wobei: ein optisches Hologrammelement zur Beugung des von dem optischen Speichermedium reflektierten Lichts als gebeugtes Licht +1. Ordnung zwischen dem Wollaston-Prisma und dem optischen Detektor oder zwischen der ersten Lichttrenneinrichtung und dem Wollaston-Prisma vorgesehen ist, das optische Hologrammelement durch zwei Trennlinien, die parallel zu einer Radialrichtung bzw. parallel einer Tangentialrichtung des optischen Speichermediums sind, in vier Bereiche unterteilt wird, und Gitterrichtungen, Gitterabstände oder Phasenverteilungen der Gitter voneinander verschieden sind.
Optischer Kopf nach Anspruch 13, wobei: die Phasenverteilung der Gitter in dem optischen Hologrammelement stufenförmig mit N Niveaus (N ist eine ganze Zahl größer oder gleich 3) ausgebildet ist, und wenn eine Phasendifferenz von Licht, das durch die zwei aneinandergrenzenden Niveaus hindurchtritt, mit ϕ bezeichnet wird und alle Gitterbreiten einer ersten bis N-ten Stufe mit p/N bezeichnet werden, ϕ im wesentlichen gleich 2π/N ist, wobei p einen Gitterabstand bezeichnet.