DE69701919T2

DE69701919T2 - Anordnung mit optischem Kopf

Info

Publication number: DE69701919T2
Application number: DE69701919T
Authority: DE
Inventors: Ryuichi Katyama
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1996-02-06
Filing date: 1997-02-06
Publication date: 2001-02-01
Anticipated expiration: 2017-02-07
Also published as: JPH09274730A; EP0803867A2; JP3062099B2; EP0803867B1; EP0803867A3; US5875167A; DE69701919D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit optischem Kopf, die zur Aufzeichnung oder Wiedergabe eines optischen Aufzeichnungsmediums benutzt wird, und insbesondere eine Vorrichtung mit optischem Kopf, die zur Aufzeichnung oder Wiedergabe von zwei Arten von optischen Aufzeichnungsmedien mit verschiedenen Substratdicken benutzt wird.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

In der letzten Zeit wurde die Standardisierung von optischen Platten mit großem Speichervermögen wie z. B. digitalen Bildplatten erörtert. Bei der standardmäßigen digitalen Bildplatte verwendet man eine optische Platte mit einer Substratdicke von 0,6 mm. Andererseits verwendet man bei der standardmäßigen konventionellen Kompakt- Platte oder Compact-Disk eine optische Platte mit einer Substratdicke von 1,2 mm. Daher wünscht man eine Vorrichtung mit optischem Kopf, die zur Wiedergabe sowohl von digitalen Bildplatten als auch Compact-Disks benutzt werden kann.
Bei einer konventionellen Vorrichtung mit optischem Kopf ist deren Objektivlinse allerdings so gestaltet, dass sie eine sphärische Aberration hinsichtlich einer Platte mit einer vorbestimmten Substratdicke aufhebt, weshalb hinsichtlich einer anderen Platte mit einer verschiedenen Substratdicke sphärische Aberration übrigbleibt, was zu einem Versagen der Wiedergabe führt. Man hat daher viele Vorrichtungen mit optischem Kopf vorgeschlagen, die zur Wiedergabe sowohl von digitalen Bildplatten als auch Compact- Disks mit verschiedenen Substratdicken benutzt werden können (zum Beispiel japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 7-65407 (1995)).
Fig. 1 zeigt eine Struktur einer konventionellen Vorrichtung mit optischem Kopf. Wie in Fig. 1 gezeigt, wird ungefähr die Hälfte des von einem Halbleiterlaser 237 emittierten Lichts von einem Halbspiegel 238 reflektiert, durch eine Öffnung 239 hindurchgehen gelassen und in eine Lichtweg-Steuervorrichtung 240 eintreten gelassen, wodurch es in erstes Licht und zweites Licht geteilt wird. Das von der Lichtweg-Steuervorrichtung 240 emittierte erste Licht wird durch eine Kollimatorlinse 4 hindurchgehen gelassen und tritt als kollimiertes Licht in eine Objektivlinse 6 ein, wodurch es auf einer Platte 7 fokussiert wird, die eine erste optische Platte wie z. B. eine digitale Bildplatte mit einer Substratdicke von 0,6 mm ist. Anderseits wird das von der Lichtweg-Steuervorrichtung 240 emittierte zweite Licht durch die Kollimatorlinse 4 hindurchgehen gelassen und tritt als divergentes Licht in die Objektivlinse 6 ein, wodurch es auf einer Platte 8 fokussiert wird, die eine zweite optische Platte wie z. B. eine Compact-Disk mit einer Substratdicke von 1,2 mm ist.
Das erste und das zweite Licht werden dann an der Platte 7 bzw. der Platte 8 reflektiert und umgekehrt durch die Objektivlinse 6, die Kollimatorlinse 4, die Lichtweg-Steuervorrichtung 240 und die Öffnung 239 hindurchgehen gelassen, und ungefähr die Hälfte davon wird durch den Halbspiegel 238 hindurchgehen gelassen, weiterhin durch eine Konkavlinse 241 hindurchgehen gelassen und von einem optischen Detektor 242 empfangen.
Fig. 2A und 2B zeigen eine Struktur der Lichtweg-Steuervorrichtung 240. Die Lichtweg- Steuervorrichtung 240 besteht aus einem Prisma 243 und einem Prisma 244, die durch einen Polarisationstrennfilm 245 zusammengeklebt sind. Der Polarisationstrennfilm 245 hat die Wirkung, dass eine P-Polarisations-Komponente von einfallendem Licht vollständig durchgelassen wird und eine S-Polarisations-Komponente des einfallenden Lichts vollständig reflektiert wird. Von dem in die Lichtweg-Steuervorrichtung 240 einfallenden Licht wird einfallendes Licht 248, das eine P-Polarisations-Komponente für den Polarisationstrennfilm 245 ist, wie in Fig. 2A gezeigt, vollständig durch den Polarisationstrennfilm 245 durchgelassen, an Reflexionsfilmen 246, 247 des Prismas 244 reflektiert, erneut vollständig durch den Polarisationstrennfilm 245 durchgelassen und dann als das erste Licht vom Prisma 243 emittiert. Andererseits wird von dem in die Lichtweg-Steuervorrichtung 240 einfallenden Licht einfallendes Licht 249, das eine S- Polarisations-Komponente für den Polarisationstrennfilm 245 ist, wie in Fig. 2B gezeigt, vollständig am Polarisationstrennfilm 245 reflektiert und als das zweite Licht vom Prisma 243 emittiert.
Dementsprechend sind bei der in Fig. 1 gezeigten konventionellen Vorrichtung mit optischem Kopf durch die Lichtweg-Steuervorrichtung 240 wirksame Lichtweglängen hinsichtlich des ersten und zweiten Lichts voneinander verschieden, d. h., die wirksame Lichtweglänge vom Halbleiterlaser 237 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des zweiten Lichts ist kürzer als hinsichtlich des ersten Lichts. Wird daher die wirksame Lichtweglänge vom Halbleiterlaser 237 zur Kollimatorlinse 4 so eingestellt, dass das erste Licht als kollimiertes Licht in die Objektivlinse 6 eintritt, so tritt das zweite Licht als divergentes Licht in die Objektivlinse 6 ein. Die Objektivlinse 6 hat eine sphärische Aberration, die die sphärische Aberration aufhebt, die auftritt, wenn in die Objektivlinse 6 eintretendes kollimiertes Licht durch ein Substrat mit einer Dicke von 0,6 mm hindurchgehen gelassen wird. Wenn daher das in die Objektivlinse 6 eintretende kollimierte Licht durch ein Substrat mit einer Dicke von 1,2 mm hindurchgehen gelassen wird, bleibt sphärische Aberration übrig. Wenn aber divergentes Licht in die Objektivlinse 6 eintritt, gibt es aufgrund einer Verschiebung des Bildpunktes der Objektivlinse 6 eine neue sphärische Aberration, wodurch die restliche sphärische Aberration beim Hindurchgehen durch das Substrat mit 1,2 mm Dicke aufgehoben wird. Wenn daher die Differenz der wirksamen Lichtweglängen vom Halbleiterlaser 237 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des ersten und des zweiten Lichts passend eingestellt wird, kann das erste Licht ohne Aberration auf der Platte 7 mit einer Substratdicke von 0,6 mm fokussiert werden und kann das zweite Licht ohne Aberration auf der Platte 8 mit einer Substratdicke von 1,2 mm fokussiert werden.
Unterdessen muss eine numerische Apertur der Objektivlinse im Standard der Compact-Disk kleiner sein als diejenige im Standard der digitalen Bildplatte. Bei der in Fig. 1 gezeigten Struktur sind die wirksamen Lichtweglängen hinsichtlich des ersten und des zweiten Lichts voneinander verschieden, und indem man die Öffnung 239 im optischen System vorsieht, kann der Strahldurchmesser des in die Objektivlinse 6 eintretenden zweitens Lichts kleiner sein als der Strahldurchmesser des in die Objektivlinse 6 eintretenden ersten Lichts. Daher ist die wirksame numerische Apertur hinsichtlich des zweiten Lichts der Objektivlinse 6 kleiner als die wirksame numerische Apertur hinsichtlich des ersten Lichts der Objektivlinse 6, wodurch die obigen Anforderungen erfüllt werden.
Fig. 3A und 3B zeigen eine andere Struktur der Lichtweg-Steuervorrichtung 240 in der Vorrichtung mit optischem Kopf in Fig. 1. Wie in Fig. 3A und 3B gezeigt, besteht die Lichtweg-Steuervorrichtung 240 aus einem Prisma 10 und einem Hologramm 250, das auf der schiefen Ebene des Prismas 10 gebildet ist. Von dem in die Lichtweg-Steuervorrichtung 240 eintretenden Licht wird einfallendes Licht 248, das eine P-Polarisations- Komponente für das Hologramm 250 ist, wie in Fig. 3A gezeigt, vom Hologramm 250 reflektiert und als Beugungslicht +1. Ordnung gebeugt und dann als das zweite Licht vom Prisma 10 emittiert. Andererseits wird von dem in die Lichtweg-Steuervorrichtung 240 eintretenden Licht einfallendes Licht 249, das eine S-Polarisations-Komponente für das Hologramm 250 ist, wie in Fig. 3B gezeigt, vollständig vom Hologramm 250 reflektiert und als das erste Licht vom Prisma 10 emittiert.
Fig. 4 zeigt eine Struktur des Hologramms 250 in Fig. 3A und 3B. Das Hologramm 250 besteht aus einem Polarisationstrennfilm 251 und einer Hologrammschicht 252, die auf der schiefen Ebene des Prismas 10 gebildet sind. Der Polarisationstrennfilm 251 hat die Wirkung, dass eine P-Polarisations-Komponente von einfallendem Licht vollständig durchgelassen wird und eine S-Polarisations-Komponente des einfallenden Lichts vollständig reflektiert wird. Das Hologramm 250 wirkt für Beugungslicht +1. Ordnung als ein Spiegel mit konvexer Oberfläche. Von dem in das Hologramm 250 einfallenden Licht wird das einfallende Licht 248, das eine P-Polarisations-Komponente für den Polarisationstrennfilm 251 ist, vollständig durch den Polarisationstrennfilm 251 durchgelassen, von der Hologrammschicht 252 reflektiert und als Beugungslicht +1. Ordnung gebeugt, erneut vollständig durch den Polarisationstrennfilm 251 durchgelassen und dann als das zweite Licht vom Hologramm 250 emittiert. Anderseits wird von dem in das Hologramm 250 einfallenden Licht das einfallende Licht 249, das eine S-Polarisations-Komponente für den Polarisationstrennfilm 251 ist, vollständig vom Polarisationstrennfilm 251 reflektiert und als das erste Licht vom Hologramm 250 emittiert. Wie in Fig. 4 gezeigt, kann der Beugungswirkungsgrad für Beugungslicht +1. Ordnung verbessert werden, indem ein stufenförmiges Profil der Hologrammschicht 252 gebildet wird.
Durch Verwendung der Lichtweg-Steuervorrichtung 240 wie in Fig. 3A und 3B gezeigt kommt ein scheinbarer Leuchtpunkt für das zweite Licht näher an die Lichtweg-Steuervorrichtung 240 als derjenige für das erste Licht. Daher kann die wirksame Lichtweglänge vom Halbleiterlaser 237 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des zweiten Lichts kürzer als diejenige hinsichtlich des ersten Lichts sein.
Die in Fig. 1 gezeigte konventionelle Vorrichtung mit optischem Kopf hat jedoch ein erstes Problem, dass der Ausnutzungswirkungsgrad hinsichtlich des jeweiligen Lichts um die Hälfte vermindert ist, da das einfallende Licht von der Lichtweg-Steuervorrichtung 240 in das erste und das zweite Licht geteilt wird. Und zwar, wenn der Halbleiter laser 237 die gleiche Ausgangsleistung wie derjenige einer üblichen Vorrichtung mit optischem Kopf hat, wird die vom optischen Detektor 242 empfangene Lichtmenge um die Hälfte derjenigen bei der üblichen Vorrichtung mit optischem Kopf vermindert, wodurch das Signal-Rausch-Verhältnis (S/N = Verhältnis) eines wiedergegebenen Signals vermindert wird. Um daher die vom optischen Detektor 242 empfangene Lichtmenge gleich derjenigen bei der üblichen Vorrichtung mit optischem Kopf zu machen, muss die Ausgangsleistung des Halbleiterlasers 237 zweimal diejenige bei der üblichen Vorrichtung mit optischem Kopf sein. Wird sowohl die Aufzeichnung als auch die Wiedergabe der Platten 7, 8 durchgeführt, muss die Ausgangsleistung des Halbleiterlasers 237 weiter vergrößert werden, d. h., es ist im wesentlichen unmöglich.
Außerdem hat die in Fig. 1 gezeigte konventionelle Vorrichtung mit optischem Kopf ein zweites Problem, das mit der Wellenlänge des vom Halbleiterlaser 237 emittierten Lichts zu tun hat. Im Standard der digitalen Bildplatte verwendet man eine Wellenlänge von 635 bis 650 nm, und im Standard der Compact-Disk verwendet man eine Wellenlänge von 785 nm. Um sowohl digitale Bildplatten als auch Compact-Disks wiederzugeben, muss man einen Halbleiterlaser verwenden, der Licht mit einer Wellenlänge von 635 bis 650 nm aussendet, da es einen stärker verminderten Durchmesser des fokussierten Leuchtflecks liefern kann. Als eine Art von Compact-Disk gibt es Compact-Disks vom wiederbeschreibbaren Typ. Die Compact-Disk vom wiederbeschreibbaren Typ hat bei 785 nm Wellenlänge zwar einen hohen Reflexionsfaktor von mehr als 70%, bei einer Wellenlänge von 635 bis 650 nm hat sie aber einen niedrigen Reflexionsfaktor von ungefähr 10%. Daher ist es unmöglich, eine konventionelle Vorrichtung mit optischem Kopf, die für eine Wellenlänge von 635 bis 650 nm eingerichtet ist, zur Wiedergabe der Compact-Disk vom wiederbeschreibbaren Typ zu verwenden.
Die JP-A-6259804 offenbart einen optischen Kopf zur Wiedergabe von Daten von optischen Platten, die verschiedene Dicken haben.
Die US-A-5 281 797 offenbart einen Kopf für optische Platten mit einer Lichtquelle kurzer Wellenlänge, bei dem eine Öffnungsblende in den Verlauf seines optischen Fokussiersystems gelegt ist, die ihren Öffnungsdurchmesser in Abhängigkeit von der Lochgröße auf einer optischen Platte ändern kann, um Aufzeichnung auf und Wiedergabe nicht nur von einer optischen Platte für kurze Wellenlänge, sondern auch von einer optischen Platte für lange Wellenlänge zu ermöglichen. Der Öffnungsdurchmesser wird für die kleinere Lochgröße größer gemacht und umgekehrt, und die Ausgangsleistung der Lichtquelle wird in Abhängigkeit vom Öffnungsdurchmesser eingestellt, so dass sich die von der Plattenoberfläche zu einem Fotodetektor gelangende Lichtmenge nicht mit dem Öffnungsdurchmesser ändern kann.
Die EP-0 747 893, die vor dem Anmeldetag der vorliegenden Anmeldung angemeldet, aber danach veröffentlicht wurde, offenbart eine Vorrichtung mit optischem Kopf für verschiedene Typen von Platten. Weiterhin offenbart sie eine Öffnungssteuervorrichtung, bei der verschiedene Öffnungen für verschiedene Wellenlängen durch ein holografisches optisches Element erzielt werden.

ABRISS DER ERFINDUNG

Dementsprechend ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung mit optischem Kopf zu schaffen, die zur Aufzeichnung oder Wiedergabe von zwei Arten von optischen Aufzeichnungsmedien mit verschiedenen Substratdicken verwendet wird, bei der ein wiedergegebenes Signal ein S/N-Verhältnis gleich demjenigen bei einer üblichen Vorrichtung mit optischem Kopf hat und ein Halbleiterlaser nur eine Ausgangsleistung gleich derjenigen bei einer üblichen Vorrichtung mit optischem Kopf haben muss.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung mit optischem Kopf zu schaffen, die zur Aufzeichnung oder Wiedergabe von zwei Arten von optischen Aufzeichnungsmedien mit verschiedenen Substratdicken verwendet wird, durch die eine Compact-Disk vom wiederbeschreibbaren Typ wiedergegeben werden kann.
Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung mit optischem Kopf geschaffen, wie im unabhängigen Patentanspruch 1 angegeben. Die abhängigen Patentansprüche geben besondere Ausführungsformen der Erfindung an.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung wird in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen detaillierter beschrieben, in denen:
Fig. 1 zeigt eine Struktur einer konventionellen Vorrichtung mit optischem Kopf,
Fig. 2A und 2B zeigen eine Struktur einer Lichtweg-Steuervorrichtung, die in der Vorrichtung mit optischem Kopf in Fig. 1 verwendet wird,
Fig. 3A und 3B zeigen eine Struktur einer anderen Lichtweg-Steuervorrichtung, die in der Vorrichtung mit optischem Kopf in Fig. 1 verwendet wird,
Fig. 4 zeigt eine Struktur eines Hologramms, das in der Lichtweg-Steuervorrichtung in Fig. 3A und 3B verwendet wird,
Fig. 5 zeigt eine Struktur einer Vorrichtung mit optischem Kopf in einer ersten bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung,
Fig. 6A und 6B zeigen eine Struktur einer optischen Koppel- und Teilvorrichtung, die in der ersten Ausführungsform verwendet wird,
Fig. 7 zeigt eine Struktur einer Vorrichtung mit optischem Kopf in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung,
Fig. 8A und 8B zeigen eine Struktur eines ersten Beispiels für eine in der zweiten Ausführungsform verwendete optische Koppel- und Teilvorrichtung,
Fig. 9A und 9B zeigen eine Struktur eines zweiten Beispiels für die in der zweiten Ausführungsform verwendete optische Koppel- und Teilvorrichtung,
Fig. 10A und 10B zeigen eine Struktur eines dritten Beispiels für die in der zweiten Ausführungsform verwendete optische Koppel- und Teilvorrichtung,
Fig. 11A und 11B zeigen eine Struktur einer anderen optischen Koppel- und Teilvorrichtung, die in der ersten Ausführungsform verwendet wird,
Fig. 12A und 12B zeigen Strukturen eines Hologramms, das in der optischen Koppel- und Teilvorrichtung in Fig. 11A und 11B verwendet wird,
Fig. 13A und 13B zeigen eine Struktur eines vierten Beispiels für die in der zweiten Ausführungsform verwendete optische Koppel- und Teilvorrichtung,
Fig. 14A und 14B zeigen Strukturen eines Hologramms, das in der optischen Koppel- und Teilvorrichtung in Fig. 13A und 13B verwendet wird,
Fig. 15 zeigt ein Muster von Interferenzstreifen der Hologramme der optischen Koppel- und Teilvorrichtungen in Fig. 11A und 11B und Fig. 13A und 13B,
Fig. 16A und 16B zeigen eine Struktur einer Öffnungssteuervorrichtung, die in der ersten und der zweiten Ausführungsform verwendet wird,
Fig. 17A und 17B zeigen eine Struktur einer anderen Öffnungssteuervorrichtung, die in der ersten und der zweiten Ausführungsform verwendet wird,
Fig. 18 zeigt eine Struktur eines Moduls, das in der ersten und der zweiten Ausführungsform verwendet wird,
Fig. 19A und 19B zeigen eine Struktur einer optischen Beugungsvorrichtung, die in dem Modul in Fig. 18 verwendet wird, bzw. ein Muster von Interferenzstreifen einer optischen Hologrammvorrichtung, die in dem Modul in Fig. 18 verwendet wird,
Fig. 20A zeigt ein Muster von lichtempfangenden Teilen eines optischen Detektors in Fig. 18 und Orte von Leuchtflecken auf den lichtempfangenden Teilen in dem Fall, dass die optische Beugungsvorrichtung und optische Hologrammvorrichtung in Fig. 19A und 19B verwendet werden,
Fig. 20B ist eine Seitenansicht im mittleren Teil des optischen Detektors in Fig. 20A,
Fig. 21 zeigt ein Muster von Interferenzstreifen einer anderen optischen Hologrammvorrichtung, die in dem Modul in Fig. 18 verwendet wird,
Fig. 22 zeigt ein Muster von lichtempfangenden Teilen des optischen Detektors in Fig. 18 und Orte von Leuchtflecken auf den lichtempfangenden Teilen in dem Fall, dass die optische Beugungsvorrichtung und optische Hologrammvorrichtung in Fig. 19A bzw. 21 verwendet werden,
Fig. 23 zeigt eine Struktur eines Vorrichtung mit optischem Kopf in einer dritten bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung,
Fig. 24 zeigt eine Struktur eines Vorrichtung mit optischem Kopf in einer vierten bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung,
Fig. 25 zeigt eine Struktur eines Moduls, das in der dritten und der vierten Ausführungsform verwendet wird,
Fig. 26A und 26B zeigen ein Muster von Interferenzstreifen bzw. eine Querschnittsform einer optischen Polarisations-Hologrammvorrichtung, die in der dritten und der vierten Ausführungsform verwendet wird,
Fig. 27 zeigt ein Muster von lichtempfangenden Teilen eines optischen Detektors in Fig. 25 und Orte von Leuchtflecken auf den lichtempfangenden Teilen in dem Fall, dass die optische Polarisations-Hologrammvorrichtung in Fig. 26A und 26B verwendet wird,
Fig. 28 zeigt ein Muster von Interferenzstreifen einer anderen optischen Polarisations- Hologrammvorrichtung, die in der dritten und der vierten Ausführungsform verwendet wird,
Fig. 29 zeigt ein Muster von lichtempfangenden Teilen des optischen Detektors in Fig. 25 und Orte von Leuchtflecken auf den lichtempfangenden Teilen in dem Fall, dass die optische Polarisations-Hologrammvorrichtung in Fig. 28 verwendet wird,
Fig. 30 zeigt eine Struktur einer Vorrichtung mit optischem Kopf in einer fünften bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung,
Fig. 31A bis 31C zeigen eine Struktur einer optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung, die in der fünften Ausführungsform verwendet wird,
Fig. 32 zeigt eine Struktur einer Vorrichtung mit optischem Kopf in einer sechsten bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung,
Fig. 33A bis 33C zeigen eine Struktur einer optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung, die in der sechsten Ausführungsform verwendet wird,
Fig. 34 zeigt eine Struktur einer Vorrichtung mit optischem Kopf in einer siebten bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung,
Fig. 35A bis 35C zeigen eine Struktur einer optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung, die in der siebten Ausführungsform verwendet wird,
Fig. 36 zeigt eine Struktur einer Vorrichtung mit optischem Kopf in einer achten bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung,
Fig. 37A bis 37C zeigen eine Struktur einer optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung, die in der achten Ausführungsform verwendet wird,
Fig. 38A bis 38C zeigen eine andere Struktur der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung, die in der fünften Ausführungsform verwendet wird,
Fig. 39A und 39B zeigen Strukturen eines Hologramms der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung in Fig. 38A bis 38C,
Fig. 40A bis 40C zeigen eine andere Struktur der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung, die in der siebten Ausführungsform verwendet wird,
Fig. 41A und 41B zeigen Strukturen eines Hologramms der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung in Fig. 40A bis 40C;
Fig. 42 zeigt eine Struktur einer Vorrichtung mit optischem Kopf in einer neunten bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung,
Fig. 43A bis 43C zeigen eine Struktur einer optischen Koppel- und Teilvorrichtung, die in der neunten Ausführungsform verwendet wird,
Fig. 44A und 44B zeigen eine Struktur einer Lichtweg-Steuervorrichtung, die in der neunten Ausführungsform verwendet wird,
Fig. 45 zeigt eine Struktur einer Vorrichtung mit optischem Kopf in einer zehnten bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung,
Fig. 46A bis 46C zeigen eine Struktur einer Lichtweg-Steuervorrichtung, die in der zehnten Ausführungsform verwendet wird,
Fig. 47 zeigt eine Struktur einer Vorrichtung mit optischem Kopf in einer elften bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung,
Fig. 48A bis 48C zeigen eine Struktur einer optischen Koppel- und Teilvorrichtung, die in der elften Ausführungsform verwendet wird,
Fig. 49 zeigt eine Struktur einer Vorrichtung mit optischem Kopf in einer zwölften bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung,
Fig. 50A und 50B zeigen eine andere Struktur der Lichtweg-Steuervorrichtung, die in der neunten Ausführungsform verwendet wird,
Fig. 51A und 51B zeigen Strukturen eines Hologramms der Lichtweg-Steuervorrichtung in Fig. 50A und 50B,
Fig. 52 zeigt eine Struktur einer Vorrichtung mit optischem Kopf in einer dreizehnten bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung, und
Fig. 53 zeigt eine Struktur einer Vorrichtung mit optischem Kopf in einer vierzehnten bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Eine Vorrichtung mit optischem Kopf in der ersten bevorzugten Ausführungsform wird in Fig. 5 erläutert, worin gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet angezeigt werden.
In Fig. 5 enthalten ein Modul 1 und ein Modul 2, wie nachfolgend erläutert, beide einen Halbleiterlaser und einen optischen Detektor, der Licht empfängt, das an einer Platte reflektiert wird. Der Halbleiterlaser des Moduls 1 emittiert Licht mit 635 nm Wellenlänge, und der Halbleiterlaser des Moduls 2 emittiert Licht mit 785 nm Wellenlänge.
Von dem Halbleiterlaser des Moduls 1 emittiertes Licht wird durch eine optische Koppel- und Teilvorrichtung 3, eine Kollimatorlinse 4 und eine Öffnungssteuervorrichtung 5 hindurchgehen gelassen, tritt als kollimiertes Licht in eine Objektivlinse 6 ein und wird dann auf einer Platte 7 wie z. B. einer digitalen Bildplatte mit einer Substratdicke von 0,6 mm fokussiert. An der Platte 7 reflektiertes Licht wird umgekehrt durch die Objektivlinse 6, die Öffnungssteuervorrichtung 5, die Kollimatorlinse 4 und die optische Koppel- und Teilvorrichtung 3 hindurchgehen gelassen und vom optischen Detektor des Moduls 1 empfangen.
Andererseits wird von dem Halbleiterlaser des Moduls 2 emittiertes Licht von der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 3 reflektiert und dann durch die Kollimatorlinse 4 und die Öffnungssteuervorrichtung 5 hindurchgehen gelassen. Es tritt als divergentes Licht in die Objektivlinse 6 ein und wird dann auf einer Platte 8 wie z. B. einer Compact-Disk mit einer Substratdicke von 1,2 mm fokussiert. An der Platte 8 reflektiertes Licht wird umgekehrt durch die Objektivlinse 6, die Öffnungssteuervorrichtung 5, die Kollimatorlinse 4 und die optische Koppel- und Teilvorrichtung 3 hindurchgehen gelassen und vom optischen Detektor des Moduls 2 empfangen. Mittels eines Aktuators (nicht gezeigt) kann die Öffnungssteuervorrichtung 5 integral mit der Objektivlinse 6 in den Fokussier- und Nachführrichtungen angetrieben werden.
Fig. 6A und 6B zeigen eine Struktur der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 3 in Fig. 5. Die optische Koppel- und Teilvorrichtung 3 besteht aus einem Prisma 9 und einem Prisma 10, die durch einen dielektrischen Mehrschicht-Film 11 zusammengeklebt sind.
Der dielektrische Mehrschicht-Film 11 hat die Wirkung, dass Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen wird und Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig reflektiert wird.
Wie in Fig. 6A gezeigt, wird daher einfallendes Licht 12 mit 635 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser des Moduls 1 emittiert wird und dann in das Prisma 9 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 3 eintritt, vollständig durch den dielektrischen Mehrschicht- Film 11 hindurchgehen gelassen und vom Prisma 10 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 3 emittiert. Wie in Fig. 6B gezeigt, wird andererseits einfallendes Licht 11 mit 785 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser des Moduls 2 emittiert wird und dann in das Prisma 10 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 3 eintritt, vollständig am dielektrischen Mehrschicht-Film 11 reflektiert und vom Prisma 10 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 3 emittiert.
In der in Fig. 5 gezeigten ersten Ausführungsform ist die Lichtweglänge vom Modul 2 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 785 nm Wellenlänge kürzer als die .Lichtweglänge vom Modul 1 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 635 nm Wellenlänge. Wird daher die Lichtweglänge vom Modul 1 und Modul 2 zur Kollimatorlinse 4 so eingestellt, dass das Licht mit 635 nm Wellenlänge als kollimiertes Licht in die Objektivlinse 6 eintritt, so tritt das Licht mit 785 nm Wellenlänge als divergentes Licht in die Objektivlinse 6 ein.
Die Objektivlinse 6 hat eine sphärische Aberration, die die sphärische Aberration aufhebt, die auftritt, wenn in die Objektivlinse 6 eintretendes kollimiertes Licht durch ein Substrat mit einer Dicke von 0,6 mm hindurchgehen gelassen wird. Wenn daher das in die Objektivlinse 6 eintretende kollimierte Licht durch ein Substrat mit einer Dicke von 1,2 mm hindurchgehen gelassen wird, bleibt sphärische Aberration übrig. Wenn aber divergentes Licht in die Objektivlinse 6 eintritt, gibt es aufgrund einer Verschiebung des Bildpunktes der Objektivlinse 6 eine neue sphärische Aberration, wodurch die restliche sphärische Aberration beim Hindurchgehen durch das Substrat mit 1,2 mm Dicke aufgehoben wird.
Wenn daher die Differenz der Lichtweglängen vom Modul 1 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 635 nm Wellenlänge und der Lichtweglängen vom Modul 2 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 785 nm Wellenlänge passend eingestellt wird, kann das Licht mit 635 nm Wellenlänge ohne Aberration auf der Platte 7 mit einer Substratdicke von 0,6 mm fokussiert werden und kann das Licht mit 785 nm Wellenlänge ohne Aberration auf der Platte 8 mit einer Substratdicke von 1,2 mm fokussiert werden.
In der in Fig. 5 gezeigten ersten Ausführungsform weist die optische Koppel- und Teilvorrichtung 3 den dielektrischen Mehrschicht-Film 11 auf, an dem das Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen wird und das Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig reflektiert wird. Alternativ kann die optische Koppel- und Teilvorrichtung 3 einen dielektrischen Mehrschicht-Film aufweisen, an dem das Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig reflektiert wird und das Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen wird. In diesem Fall müssen die Positionen des Moduls 1 und des Moduls 2 miteinander vertauscht werden.
Eine Vorrichtung mit optischem Kopf in der zweiten bevorzugten Ausführungsform wird in Fig. 7 erläutert, worin gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 5 verwendet angezeigt werden.
In Fig. 7 enthalten ein Modul 1 und ein Modul 2 beide einen Halbleiterlaser und einen optischen Detektor, der Licht empfängt, das an einer Platte reflektiert wird. Der Halbleiterlaser des Moduls 1 emittiert Licht mit 635 nm Wellenlänge, und der Halbleiterlaser des Moduls 2 emittiert Licht mit 785 nm Wellenlänge.
Von dem Halbleiterlaser des Moduls 1 emittiertes Licht wird durch eine optische Koppel- und Teilvorrichtung 14, eine Kollimatorlinse 4 und eine Öffnungssteuervorrichtung 5 hindurchgehen gelassen, tritt als konvergentes Licht in eine Objektivlinse 15 ein und wird dann auf einer Platte 7 wie z. B. einer digitalen Bildplatte mit einer Substratdicke von 0,6 mm fokussiert. An der Platte 7 reflektiertes Licht wird umgekehrt durch die Objektivlinse 15, die Öffnungssteuervorrichtung 5, die Kollimatorlinse 4 und die optische Koppel- und Teilvorrichtung 14 hindurchgehen gelassen und vom optischen Detektor des Moduls 1 empfangen.
Andererseits wird von dem Halbleiterlaser des Moduls 2 emittiertes Licht durch die optische Koppel- und Teilvorrichtung 14, die Kollimatorlinse 4 und die Öffnungssteuervorrichtung 5 hindurchgehen gelassen. Es tritt als kollimiertes Licht in die Objektivlinse 15 ein und wird dann auf einer Platte 8 wie z. B. einer Compact-Disk mit einer Substratdicke von 1,2 mm fokussiert. An der Platte 8 reflektiertes Licht wird umgekehrt durch die Objektivlinse 15, die Öffnungssteuervorrichtung 5, die Kollimatorlinse 4 und die optische Koppel- und Teilvorrichtung 14 hindurchgehen gelassen und vom optischen Detektor des Moduls 2 empfangen. Mittels eines Aktuators (nicht gezeigt) kann die Öffnungssteuervorrichtung 5 integral mit der Objektivlinse 15 in den Fokussier- und Nachführrichtungen angetrieben werden.
Fig. 8A und 8B zeigen eine Struktur der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14 in Fig. 7. Die optische Koppel- und Teilvorrichtung 14 besteht aus einem Prisma 9 und einem Prisma 10, die durch einen dielektrischen Mehrschicht-Film 16 zusammengeklebt sind. Der dielektrische Mehrschicht-Film 16 hat die Wirkung, dass Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig reflektiert wird und Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen wird.
Wie in Fig. 8A gezeigt, wird daher einfallendes Licht 17 mit 635 nm Wellenfänge, das vom Halbleiterlaser des Moduls 1 emittiert wird und dann in das Prisma 10 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14 eintritt, vollständig am dielektrischen Mehrschicht-Film 16 reflektiert und vom Prisma 10 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14 emittiert. Wie in Fig. 8B gezeigt, wird andererseits einfallendes Licht 18 mit 785 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser des Moduls 2 emittiert wird und dann in das Prisma 9 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14 eintritt, vollständig durch den dielektrischen Mehrschicht-Film 16 durchgelassen und vom Prisma 10 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14 emittiert.
In der in Fig. 7 gezeigten zweiten Ausführungsform ist die Lichtweglänge vom Modul 1 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 635 nm Wellenlänge länger als die Lichtweglänge vom Modul 2 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 785 nm Wellenlänge. Wird daher die Lichtweglänge vom Modul 1 und Modul 2 zur Kollimatorlinse 4 so eingestellt, dass das Licht mit 785 nm Wellenlänge als kollimiertes Licht in die Objektivlinse 15 eintritt, so tritt das Licht mit 635 nm Wellenlänge als konvergentes Licht in die Objektivlinse 15 ein.
Die Objektivlinse 15 hat eine sphärische Aberration, die die sphärische Aberration aufhebt, die auftritt, wenn in die Objektivlinse 15 eintretendes kollimiertes Licht durch ein Substrat mit einer Dicke von 1,2 mm hindurchgehen gelassen wird. Wenn daher das in die Objektivlinse 15 eintretende kollimierte Licht durch ein Substrat mit einer Dicke von 0,6 mm hindurchgehen gelassen wird, bleibt sphärische Aberration übrig. Wenn aber konvergentes Licht in die Objektivlinse 15 eintritt, gibt es aufgrund einer Verschiebung des Bildpunktes der Objektivlinse 15 eine neue sphärische Aberration, wodurch die restliche sphärische Aberration beim Hindurchgehen durch das Substrat mit 0,6 mm Dicke aufgehoben wird.
Wenn daher die Differenz der Lichtweglängen vom Modul 1 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 635 nm Wellenlänge und der Lichtweglängen vom Modul 2 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 785 nm Wellenlänge passend eingestellt wird, kann das Licht mit 635 nm Wellenlänge ohne Aberration auf der Platte 7 mit einer Substratdicke von 0,6 mm fokussiert werden und kann das Licht mit 785 nm Wellenlänge ohne Aberration auf der Platte 8 mit einer Substratdicke von 1,2 mm fokussiert werden.
In der in Fig. 7 gezeigten zweiten Ausführungsform weist die optische Koppel- und Teilvorrichtung 14 den dielektrischen Mehrschicht-Film 16 auf, an dem das Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig reflektiert wird und das Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen wird. Alternativ kann die optische Koppel- und Teilvorrichtung 14 einen dielektrischen Mehrschicht-Film aufweisen, an dem das Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen wird und das Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig reflektiert wird. In diesem Fall müssen die Positionen des Moduls 1 und des Moduls 2 miteinander vertauscht werden.
Fig. 9A und 9B zeigen eine zweite Struktur der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14 in der in Fig. 7 gezeigten zweiten Ausführungsform. Die optische Koppel- und Teilvorrichtung 14 besteht aus einem Prisma 19 und einem Prisma 20, die durch einen dielektrischen Mehrschicht-Film 21 zusammengeklebt sind. Der dielektrische Mehrschicht-Film 21 hat die Wirkung, dass Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig reflektiert wird und Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen wird.
Wie in Fig. 9A gezeigt, wird daher einfallendes Licht 17 mit 635 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser des Moduls 1 emittiert wird und dann in das Prisma 20 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14 eintritt, an einem Reflexionsfilm 22 reflektiert und dann vollständig am dielektrischen Mehrschicht-Film 21 reflektiert und vom Prisma 20 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14 emittiert. Wie in Fig. 9B gezeigt, wird andererseits einfallendes Licht 18 mit 785 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser des Moduls 2 emittiert wird und dann in das Prisma 19 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14 eintritt, vollständig durch den dielektrischen Mehrschicht-Film 21 durchgelassen und vom Prisma 20 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14 emittiert.
Fig. 10A und 10B zeigen eine dritte Struktur der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14 in der in Fig. 7 gezeigten zweiten Ausführungsform. Die optische Koppel- und Teilvorrichtung 14 besteht aus einem Prisma 23 und einem Prisma 24, die durch einen dielektrischen Mehrschicht-Film 25 zusammengeklebt sind. Der dielektrische Mehrschicht-Film 25 hat die Wirkung, dass Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig reflektiert wird und Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen wird.
Wie in Fig. 10A gezeigt, wird daher einfallendes Licht 17 mit 635 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser des Moduls 1 emittiert wird und dann in das Prisma 24 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14 eintritt, zweimal an Grenzflächen des Prismas 24 und der Luft totalreflektiert, dann vollständig am dielektrischen Mehrschicht-Film 25 reflektiert und vom Prisma 24 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14 emittiert. Wie in Fig. 10B gezeigt, wird andererseits einfallendes Licht 18 mit 785 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser des Moduls 2 emittiert wird und dann in das Prisma 23 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14 eintritt, vollständig durch den dielektrischen Mehrschicht-Film 25 durchgelassen und vom Prisma 24 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14 emittiert.
In der in Fig. 7 gezeigten Struktur ist der Abstand vom Modul 1 zur optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14 länger als der Abstand vom Modul 2 zur optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14. Wird hier die in Fig. 9A bis 10B gezeigte optische Koppel- und Teilvorrichtung 14 gegen die optische Koppel- und Teilvorrichtung 14 in Fig. 7 ausge tauscht, kann die wirksame Lichtweglänge vom Modul 1 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 635 nm Wellenlänge länger sein als die wirksame Lichtweglänge vom Modul 2 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 785 nm Wellenlänge, selbst wenn der Abstand vom Modul 1 zur optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14 gleich dem Abstand vom Modul 2 zur optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14 ist.
In den in Fig. 5 und 7 gezeigten Ausführungsformen eins und zwei ist das optische Ausnutzungsverhältnis auf beiden Wegen in den optischen Koppel- und Teilvorrichtungen 3 und 14 für beide Wellenlängen 635 und 785 gleich 100%. In Bezug auf 635 nm Wellenlänge hat daher ein von der Platte 7 wiedergegebenes Signal ein S/N- Verhältnis gleich demjenigen bei einer üblichen Vorrichtung mit optischem Kopf, und ein Halbleiterlaser des Moduls 1 muss nur eine Ausgangsleistung gleich derjenigen bei einer üblichen Vorrichtung mit optischem Kopf haben, und es kann sowohl die Aufzeichnung der Platte 7 als auch die Wiedergabe durchgeführt werden. In Bezug auf 785 nm Wellenlänge hat ein von der Platte 8 wiedergegebenes Signal ein S/N-Verhältnis gleich demjenigen bei einer üblichen Vorrichtung mit optischem Kopf, und ein Halbleiterlaser des Moduls 2 muss nur eine Ausgangsleistung gleich derjenigen bei einer üblichen Vorrichtung mit optischem Kopf haben, und es kann sowohl die Aufzeichnung der Platte 8 als auch die Wiedergabe durchgeführt werden. Da der Halbleiterlaser des Moduls 2 die Wellenlänge 785 nm hat, kann die Wiedergabe überdies durchgeführt werden, selbst wenn die Platte 8 eine Compact-Disk vom wiederbeschreibbaren Typ ist.
Fig. 11A und 11B zeigen eine andere Struktur der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 3, die in der ersten Ausführungsform in Fig. 5 verwendet wird. Die optische Koppel- und Teilvorrichtung 3 besteht aus einem Prisma 9 und einem Prisma 10, die durch ein Hologramm 26 zusammengeklebt sind. Bei dieser Struktur wird einfallendes Licht 12 mit 635 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser des Moduls 1 emittiert wird und dann in das Prisma 9 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 3 eintritt, wie in Fig. 11A gezeigt, vollständig durch das Hologramm 26 hindurchgehen gelassen und dann vom Prisma 10 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 3 emittiert. Andererseits wird einfallendes Licht 13 mit 785 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser des Moduls 2 emittiert wird und dann in das Prisma 10 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 3 eintritt, wie in Fig. 11B gezeigt, vom Hologramm 26 reflektiert und als Beugungslicht +1. Ordnung gebeugt und dann vom Prisma 10 der optischen Koppel- und Teilvor richtung 3 emittiert.
Fig. 12A und 12B zeigen Strukturen des Hologramms 26 in Fig. 11A und 11B. Wie in Fig. 12A gezeigt, besteht das Hologramm 26 aus einem dielektrischen Mehrschicht- Film 28 und einem SiO&sub2;-Film 27 als Hologrammschicht, die auf der schiefen Ebene des Prismas 9 gebildet sind, wobei zwischen sie und die schiefe Ebene des Prismas 10 ein Klebstoff 29 gefüllt ist. Wie in Fig. 12B gezeigt, kann das Hologramm 26 andererseits aus einem dielektrischen Mehrschicht-Film 31 und einem SiO&sub2;-Film 30 als Hologrammschicht bestehen, die auf der schiefen Ebene des Prismas 9 gebildet sind, wobei zwischen sie und die schiefe Ebene des Prismas 10 ein Klebstoff 32 gefüllt ist. Das Hologramm 26 in Fig. 12B unterscheidet sich von demjenigen in Fig. 12A in den Querschnittsformen des SiO&sub2;-Films 30 und des dielektrischen Mehrschicht-Films 31.
Die dielektrischen Mehrschicht-Filme 28 und 31 haben die Wirkung, dass Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen wird und Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig reflektiert wird. Die Klebstoffe 29, 32 und die SiO&sub2;-Filme 27, 30 haben gleiche Brechungsindizes. Durch die Kombination des SiO&sub2;-Films 27 oder 30, des dielektrischen Mehrschicht-Films 28 oder 31 und des Klebstoffs 29 oder 32 wird das Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen und wird das Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig reflektiert und gebeugt. Für Beugungslicht +1. Ordnung wirkt das Hologramm 26 wie ein Spiegel mit konvexer Oberfläche.
Bei diesen Strukturen wird einfallendes Licht 12 mit 635 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser des Moduls 1 emittiert wird und dann in das Hologramm 26 eintritt, wie in Fig. 12A und 12B gezeigt, vollständig durch den SiO&sub2;-Film 27 oder 30, den dielektrischen Mehrschicht-Film 28 oder 31 und den Klebstoff 29 oder 32 hindurchgehen gelassen und dann vom Hologramm 26 emittiert. Andererseits wird einfallendes Licht 13 mit 785 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser des Moduls 2 emittiert wird und dann in das Hologramm 26 eintritt, wie in Fig. 12A und 12B gezeigt, von dem Klebstoff 29 oder 32 und dem dielektrischen Mehrschicht-Film 28 oder 31 reflektiert und als Beugungslicht +1. Ordnung gebeugt und dann vom Hologramm 26 emittiert.
Wenn SiO&sub2;-Film 27 eine rechteckige Querschnittsform hat, wie in Fig. 12A gezeigt, beträgt der Beugungswirkungsgrad für Beugungslicht +1. Ordnung maximal 40,5%. Wenn andererseits der SiO&sub2;-Film 30 eine stufenförmige Querschnittsform hat, wie in Fig. 12B gezeigt, wird der Beugungswirkungsgrad für Beugungslicht +1. Ordnung vergrößert, d. h., maximal 81% bei einer Stufenform mit vier Ebenen und maximal 95% bei einer Stufenform mit acht Ebenen.
Bei der Struktur der in Fig. 5 gezeigten ersten Ausführungsform ist der Abstand vom Modul 2 zur optischen Koppel- und Teilvorrichtung 3 kürzer als der Abstand vom Modul 1 zur optischen Koppel- und Teilvorrichtung 3. Durch Verwendung der in Fig. 11A und 11B gezeigten optischen Koppel- und Teilvorrichtung 3 kommt hier ein scheinbarer Leuchtpunkt für das Licht mit 785 nm Wellenlänge näher an die optische Koppel- und Teilvorrichtung 3 als derjenige für das Licht mit 635 nm Wellenlänge. Daher kann die wirksame Lichtweglänge vom Modul 2 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 785 nm Wellenlänge kürzer sein als die wirksame Lichtweglänge vom Modul 1 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 635 nm Wellenlänge, selbst wenn der Abstand vom Modul 1 zur optischen Koppel- und Teilvorrichtung 3 gleich dem Abstand vom Modul 2 zur optischen Koppel- und Teilvorrichtung 3 ist.
Das optische Ausnutzungsverhältnis auf beiden Wegen in den in Fig. 11A und 11B gezeigten Koppel- und Teilvorrichtungen 3 beträgt für 635 nm Wellenlänge 100% und für 785 nm Wellenlänge maximal 66% bei einer Stufenform mit vier Ebenen des SiO&sub2;- Films 30 oder maximal 90% bei einer Stufenform mit acht Ebenen des SiO&sub2;-Films 30. In Bezug auf 635 nm Wellenlänge hat daher ein von der Platte 7 wiedergegebenes Signal ein S/N-Verhältnis gleich demjenigen bei einer üblichen Vorrichtung mit optischem Kopf, und ein Halbleiterlaser des Moduls 1 muss nur eine Ausgangsleistung gleich derjenigen bei einer üblichen Vorrichtung mit optischem Kopf haben, und es kann sowohl die Aufzeichnung der Platte 7 als auch die Wiedergabe durchgeführt werden.
In Bezug auf 785 nm Wellenlänge beträgt die vom optischen Detektor des Moduls 2 empfangene Lichtmenge im Vergleich zu derjenigen bei einer üblichen Vorrichtung mit optischem Kopf 66 bis 90%, wenn der Halbleiterlaser des Moduls 2 eine Ausgangsleistung gleich derjenigen bei einer üblichen Vorrichtung mit optischem Kopf hat, jedoch ist das S/N-Verhältnis eines von der Platte 8 wiedergegebenen Signals im Vergleich zu demjenigen bei einer üblichen Vorrichtung mit optischem Kopf nicht so vermindert. Um die vom optischen Detektor des Moduls 2 empfangene Lichtmenge gleich derjenigen einer üblichen Vorrichtung mit optischem Kopf zu machen, muss der Halbleiterlaser des Moduls 2 überdies eine Ausgangsleistung vom 1,1- bis 1,5-fachen derjenigen bei einer üblichen Vorrichtung mit optischem Kopf haben. Im Vergleich zu der konventionellen Vorrichtung mit optischem Kopf kann die Anforderung aber leicht erfüllt werden.
Fig. 13A und 13B zeigen eine vierte Struktur der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14, die in der in Fig. 7 gezeigten zweiten Ausführungsform verwendet wird. Die optische Koppel- und Teilvorrichtung 14 besteht aus einem Prisma 9 und einem Prisma 10, die durch ein Hologramm 33 zusammengeklebt sind. Bei dieser Struktur wird einfallendes Licht 17 mit 635 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser des Moduls 1 emittiert wird und dann in das Prisma 10 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14 eintritt, wie in Fig. 13A gezeigt, vom Hologramm 33 reflektiert und als Beugungslicht +1. Ordnung gebeugt und dann vom Prisma 10 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14 emittiert. Andererseits wird einfallendes Licht 18 mit 785 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser des Moduls 2 emittiert wird und dann in das Prisma 9 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14 eintritt, wie in Fig. 13B gezeigt, vollständig durch das Hologramm 33 hindurchgehen gelassen und dann vom Prisma 10 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14 emittiert.
Fig. 14A und 14B zeigen Strukturen des Hologramms 33 in Fig. 13A und 13B. Wie in Fig. 14A gezeigt, besteht das Hologramm 33 aus einem dielektrischen Mehrschicht- Film 35 und einem SiO&sub2;-Film 34 als Hologrammschicht, die auf der schiefen Ebene des Prismas 9 gebildet sind, wobei zwischen sie und die schiefe Ebene des Prismas 10 ein Klebstoff 36 gefüllt ist. Wie in Fig. 14B gezeigt, kann das Hologramm 33 andererseits aus einem dielektrischen Mehrschicht-Film 38 und einem SiO&sub2;-Film 37 als Hologrammschicht bestehen, die auf der schiefen Ebene des Prismas 9 gebildet sind, wobei zwischen sie und die schiefe Ebene des Prismas 10 ein Klebstoff 39 gefüllt ist. Das Hologramm 33 in Fig. 14B unterscheidet sich von demjenigen in Fig. 14A in den Querschnittsformen des SiO&sub2;-Films 37 und des dielektrischen Mehrschicht-Films 38.
Die dielektrischen Mehrschicht-Filme 35 und 38 haben die Wirkung, dass Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig reflektiert wird und Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen wird. Die Klebstoffe 36, 39 und die SiO&sub2;-Filme 34, 37 haben gleiche Brechungsindizes. Durch die Kombination des SiO&sub2;-Films 34 oder 37, des dielektrischen Mehrschicht-Films 35 oder 38 und des Klebstoffs 36 oder 39 wird das Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig reflektiert und gebeugt und wird das Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen. Für Beugungslicht +1. Ordnung wirkt das Hologramm 33 wie ein Spiegel mit konkaver Oberfläche.
Bei diesen Strukturen wird einfallendes Licht 17 mit 635 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser des Moduls 1 emittiert wird und dann in das Hologramm 33 eintritt, wie in Fig. 14A und 14B gezeigt, von dem Klebstoff 36 oder 39 und dem dielektrischen Mehrschicht-Film 35 oder 38 reflektiert und als Beugungslicht +1. Ordnung gebeugt und dann vom Hologramm 33 emittiert. Andererseits wird einfallendes Licht 18 mit 785 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser des Moduls 2 emittiert wird und dann in das Hologramm 33 eintritt, wie in Fig. 14A und 14B gezeigt, vollständig durch den SiO&sub2;- Film 34 oder 37, den dielektrischen Mehrschicht-Film 35 oder 38 und den Klebstoff 36 oder 39 hindurchgehen gelassen und dann vom Hologramm 33 emittiert.
Wenn der SiO&sub2;-Film 34 eine rechteckige Querschnittsform hat, wie in Fig. 14A gezeigt, beträgt der Beugungswirkungsgrad für Beugungslicht +1. Ordnung maximal 40,5%. Wenn andererseits der SiO&sub2;-Film 37 eine stufenförmige Querschnittsform hat, wie in Fig. 14B gezeigt, wird der Beugungswirkungsgrad für Beugungslicht +1. Ordnung vergrößert, d. h., maximal 81% bei einer Stufenform mit vier Ebenen und maximal 95% bei einer Stufenform mit acht Ebenen.
Bei der Struktur der in Fig. 7 gezeigten zweiten Ausführungsform ist der Abstand vom Modul 1 zur optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14 länger als der Abstand vom Modul 2 zur optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14. Durch Verwendung der in Fig. 13A und 13B gezeigten optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14 kommt hier ein scheinbarer Leuchtpunkt für das Licht mit 635 nm Wellenlänge weiter weg von der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14 als derjenige für das Licht mit 785 nm Wellenlänge. Daher kann die wirksame Lichtweglänge vom Modul 1 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 635 nm Wellenlänge länger sein als die wirksame Lichtweglänge vom Modul 2 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 785 nm Wellenlänge, selbst wenn der Abstand vom Modul 1 zur optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14 gleich dem Abstand vom Modul 2 zur optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14 ist.
Das optische Ausnutzungsverhältnis auf beiden Wegen in den in Fig. 13A und 13B gezeigten Koppel- und Teilvorrichtungen 14 beträgt für 635 nm Wellenlänge maximal 66% bei einer Stufenform mit vier Ebenen des SiO&sub2;-Films 30 oder maximal 90% bei einer Stufenform mit acht Ebenen des SiO&sub2;-Films 30 und für 785 nm Wellenlänge 100%. In Bezug auf 635 nm Wellenlänge beträgt daher die vom optischen Detektor des Moduls 1 empfangene Lichtmenge im Vergleich zu derjenigen bei einer üblichen Vorrichtung mit optischem Kopf 66 bis 90%, wenn der Halbleiterlaser des Moduls 1 eine Ausgangsleistung gleich derjenigen bei einer üblichen Vorrichtung mit optischem Kopf hat, jedoch ist das S/N-Verhältnis eines von der Platte 7 wiedergegebenen Signals im Vergleich zu demjenigen bei einer üblichen Vorrichtung mit optischem Kopf nicht so vermindert. Um die vom optischen Detektor des Moduls 1 empfangene Lichtmenge gleich derjenigen einer üblichen Vorrichtung mit optischem Kopf zu machen, muss der Halbleiterlaser des Moduls 1 überdies eine Ausgangsleistung vom 1,1- bis 1,5-fachen derjenigen bei einer üblichen Vorrichtung mit optischem Kopf haben. Im Vergleich zu der konventionellen Vorrichtung mit optischem Kopf kann die Anforderung aber leicht erfüllt werden. Andererseits hat in Bezug auf 785 nm Wellenlänge ein von der Platte 8 wiedergegebenes Signal ein S/N-Verhältnis gleich demjenigen bei einer üblichen Vorrichtung mit optischem Kopf, und ein Halbleiterlaser des Moduls 2 muss nur eine Ausgangsleistung gleich derjenigen bei einer üblichen Vorrichtung mit optischem Kopf haben, und es kann sowohl die Aufzeichnung der Platte 8 als auch die Wiedergabe durchgeführt werden.
Fig. 15 zeigt ein Muster von Interferenzstreifen des Hologramms 26, das in der in Fig. 11A und 11B gezeigten optischen Koppel- und Teilvorrichtung 3 verwendet wird, und des Hologramms 33, das in der in Fig. 13A und 13B gezeigten optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14 verwendet wird,
Fig. 16A und 16B zeigen eine Struktur der Öffnungssteuervorrichtung 5, die in der ersten und der zweiten Ausführungsform verwendet wird, wie in Fig. 5 und 7 gezeigt, wobei Fig. 16A eine Draufsicht darauf ist und Fig. 16B eine entlang der Linie A-A' in Fig. 16A geschnittene Schnittansicht ist. Wie in Fig. 16A und 16B gezeigt, besteht die Öffnungssteuervorrichtung 5 aus einem Glassubstrat 20, einem dielektrischen Mehrschicht-Film 41, der auf der Außenseite eines kreisförmigen Bereichs im mittleren Teil des Glassubstrats 40 gebildet ist, und einem SiO&sub2;-Film 42 als Phasenausgleichsfilm, der auf der Innenseite des kreisförmigen Bereichs gebildet ist.
Der Durchmesser des kreisförmigen Bereichs ist kleiner als die wirksamen Durchmesser der Objektivlinse 6, die in der in Fig. 5 gezeigten ersten Ausführungsform verwendet wird, und der Objektivlinse 15, die in der in Fig. 7 gezeigten zweiten Ausführungsform verwendet wird. Der dielektrische Mehrschicht-Film 41 hat die Wirkung, dass Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen wird und Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig reflektiert wird. Der SiO&sub2;-Film 42 hat die Wirkung, dass er eine Phasendifferenz zwischen Licht, das durch den dielektrischen Mehrschicht-Film 41 auf der Außenseite des kreisförmigen Bereichs und die Luft hindurchgeht, und Licht, das durch den SiO&sub2;-Film 42 auf der Innenseite des kreisförmigen Bereichs hindurchgeht, in Bezug auf 635 nm Wellenlänge auf null einstellt.
Somit wird das Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig sowohl durch die Außenseite als auch die Innenseite des kreisförmigen Bereichs der Öffnungssteuervorrichtung 5 durchgelassen. Andererseits wird das Licht mit 735 nm Wellenlänge vollständig an der Außenseite des kreisförmigen Bereichs reflektiert und vollständig durch die Innenseite des kreisförmigen Bereichs durchgelassen.
Fig. 17A und 17B zeigen eine andere Struktur der Öffnungssteuervorrichtung 5, die in der ersten und der zweiten Ausführungsform verwendet wird, wie in Fig. 5 und 7 gezeigt, wobei Fig. 17A eine Draufsicht darauf ist und Fig. 17B eine entlang der Linie A-A' in Fig. 17A geschnittene Schnittansicht ist. Wie in Fig. 17A und 17B gezeigt, besteht die Öffnungssteuervorrichtung 5 aus einem Glassubstrat 40, wobei auf der Außenseite eines kreisförmigen Bereichs im mittleren Teil des Glassubstrats 40 ein SiO&sub2;-Film 43 und ein dielektrischer Mehrschicht-Film 44 als Beugungsgitterschicht gebildet sind, und einem Glassubstrat 46, wobei auf der Innenseite eines kreisförmigen Bereichs im mittleren Teil des Glassubstrats 46 ein SiO&sub2;-Film 46 als Phasenausgleichsfilm gebildet ist, die durch einen Klebstoff 45 zusammengeklebt sind.
Der Durchmesser des kreisförmigen Bereichs ist kleiner als die wirksamen Durchmesser der Objektivlinse 6, die in der in Fig. 5 gezeigten ersten Ausführungsform verwendet wird, und der Objektivlinse 15, die in der in Fig. 7 gezeigten zweiten Ausführungsform verwendet wird. Der dielektrische Mehrschicht-Film 44 hat die Wirkung, dass Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen wird und Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig reflektiert wird. Der Klebstoff 45 und der SiO&sub2;-Film 43 haben gleiche Brechungsindizes.
Durch die Kombination des SiO&sub2;-Films 43, des dielektrischen Mehrschicht-Films 44 und des Klebstoffs 45 wird das Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen und wird das Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig reflektiert und gebeugt. Der SiO&sub2;- Film 47 hat die Wirkung, dass er eine Phasendifferenz zwischen Licht, das durch den SiO&sub2;-Film 43, den dielektrischen Mehrschicht-Film 44 und den Klebstoff 45 auf der Außenseite des kreisförmigen Bereichs und die Luft hindurchgeht, und Licht, das durch den Klebstoff 45 und den SiO&sub2;-Film 47 auf der Innenseite des kreisförmigen Bereichs hindurchgeht, in Bezug auf 635 nm Wellenlänge auf null einstellt.
Somit wird das Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig sowohl durch die Außenseite als auch die Innenseite des kreisförmigen Bereichs der Öffnungssteuervorrichtung 5 durchgelassen. Andererseits wird das Licht mit 735 nm Wellenlänge vollständig an der Außenseite des kreisförmigen Bereichs reflektiert und gebeugt und vollständig durch die Innenseite des kreisförmigen Bereichs durchgelassen. Das SiO&sub2;-Muster, das als gerade Linien gebildet ist, wie in Fig. 17A gezeigt, kann auch in einer anderen Form gebildet werden, z. B. konzentrischen Kreisen.
Die wirksamen numerischen Aperturen der Objektivlinse 6, die in der ersten Ausführungsform verwendet wird, wie in Fig. 5 gezeigt, und der Objektivlinse 15, die in der zweiten Ausführungsform verwendet wird, wie in Fig. 7 gezeigt, werden durch die wirksamen Durchmesser der Objektivlinsen 6 bzw. 15 für das Licht mit 635 nm Wellenlänge bestimmt, und sie werden durch den Durchmesser des kreisförmigen Bereichs der in Fig. 16A oder 17A gezeigten Öffnungssteuervorrichtung 5 für das Licht mit 785 nm Wellenlänge bestimmt. Die numerische Apertur hinsichtlich einer digitalen Bildplatte kann somit kleiner sein als die numerische Apertur hinsichtlich einer Compact-Disk, wobei zum Beispiel die erstere 0,6 beträgt und die letztere 0,45 beträgt.
Unterdessen, wenn nur die Objektivlinse 6, die in der ersten Ausführungsform verwendet wird, wie in Fig. 5 gezeigt, oder die Objektivlinse 15, die in der zweiten Ausführungsform verwendet wird, wie in Fig. 7 gezeigt, in der Nachführrichtung durch einen Aktuator angetrieben wird, kann das Licht mit 785 nm Wellenlänge, das auf einem Hinweg durch die in Fig. 16A oder 17A gezeigte Öffnungssteuervorrichtung 5 hindurchgeht, auf einem Rückweg nicht vollständig durch die Öffnungssteuervorrichtung 5 durchgelassen werden, da die Lichtachse von der Mittelachse des kreisförmigen Bereichs der Öffnungssteuervorrichtung 5 verschoben ist, was in einem Verlust an Lichtmenge resultiert. So ein Verlust an Lichtmenge kann jedoch verhindert werden, indem die Öffnungssteuervorrichtung 5 integral mit der Objektivlinse 6 oder 15 durch einen Aktuator angetrieben wird.
Der dielektrische Mehrschicht-Film 11 der in Fig. 6A und 6B gezeigten optischen Koppel- und Teilvorrichtung 3, der dielektrische Mehrschicht-Film 16 der in Fig. 8A und 8B gezeigten optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14, der dielektrische Mehrschicht- Film 21 der in Fig. 9A und 9B gezeigten optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14, der dielektrische Mehrschicht-Film 25 der in Fig. 10A und 10B gezeigten optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14, die dielektrischen Mehrschicht-Filme 28, 31 des in Fig. 12A und 12B gezeigten Hologramms 26, die dielektrischen Mehrschicht-Filme 35, 38 des in Fig. 14A und 14B gezeigten Hologramms 33, der dielektrische Mehrschicht-Film 41 der in Fig. 16B gezeigten Öffnungssteuervorrichtung 5 und der dielektrische Mehrschicht-Film 44 der in Fig. 17B gezeigten Öffnungssteuervorrichtung 5 können hergestellt werden, indem man eine ungerade Anzahl von Schichten bildet, wobei eine Schicht mit hohem Brechungsindex wie z. B. TiO&sub2; und eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex wie z. B. SiO&sub2; abwechselnd aufgebracht werden.
Wenn die Brechungsindizes, Dicken und Einfallswinkel der Schicht mit hohem Brechungsindex und der Schicht mit niedrigem Brechungsindex hier n1, n2, d1, d2 bzw. 1, 2 betragen, muss in dem Fall, dass Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen wird und Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig reflektiert wird, n1d1/cos 1 = n2d2/cos 2 = /4 (= 785 nm) erfüllt sein, oder muss in dem Fall, dass Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig reflektiert wird und Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen wird, n1d1/cos 1 = n2d2/cos 2 = /4 (= 635 nm) erfüllt sein.
Fig. 18 zeigt eine Struktur der Module 1 und 2, die in der ersten und der zweiten Ausführungsform verwendet werden, wie in Fig. 5 und 7 gezeigt. Das Modul besteht aus einem Halbleiterlaser 48, einem optischen Detektor 49, einer Packung 50, um sie zu packen, und einer optischen Beugungsvorrichtung 51 und einer optischen Hologrammvorrichtung 52, die mit einer dazwischen eingefügten Abstandsschicht 53 auf dem Fenster der Packung 50 angeordnet sind. Die optische Beugungsvorrichtung 51 und die optische Hologrammvorrichtung 52 sind so strukturiert, dass SiO&sub2;-Muster auf Glassubstraten gebildet sind, und haben die Wirkung, dass ein Teil von einfallendem Licht durchgelassen wird und ein Teil des einfallendem Lichts gebeugt wird.
In so einem Modul wird vom Halbleiterlaser 48 emittiertes Licht durch die optische Beugungsvorrichtung 51 in durchgelassenes Licht und Beugungslicht ±1. Ordnung geteilt, von denen jedes zu ungefähr 50% durch die optische Hologrammvorrichtung 52 durchgelassen und dann auf die Platte gelenkt wird. Die beiden an der Platte reflektierten Lichte werden zu ungefähr 40% als Beugungslicht ±1. Ordnung an der optischen Hologrammvorrichtung 52 gebeugt, durch die optische Beugungsvorrichtung 51 hindurchgehen gelassen und vom optischen Detektor 49 empfangen.
Fig. 19A zeigt ein Muster von Interferenzstreifen der optischen Beugungsvorrichtung 51. Die optische Beugungsvorrichtung 51 weist das Muster nur in ihrem mittleren Teil 54 auf. Das vom Halbleiterlaser 48 emittierte Licht wird durch die Innenseite des Bereichs 54 hindurchgehen gelassen, und das an der Platte reflektierte Licht wird durch die Außenseite des Bereichs 54 hindurchgehen gelassen. Fig. 19B zeigt ein Muster von Interferenzstreifen der optischen Hologrammvorrichtung 52. Die optische Hologrammvorrichtung 52 weist ein Muster aus nichtaxialen konzentrischen Kreisen auf und wirkt für Beugungslicht +1. Ordnung als Konvexlinse und für Beugungslicht 1. Ordnung als Konkavlinse.
Fig. 20A und 20B zeigen ein Muster des lichtempfangenden Teils des optischen Detektors 49 und Orte von Leuchtflecken auf dem lichtempfangenden Teil in dem Fall, dass die optische Beugungsvorrichtung 51 mit dem in Fig. 19A gezeigten Muster von Interferenzstreifen und die optische Hologrammvorrichtung 52 mit dem in Fig. 19B gezeigten Muster von Interferenzstreifen verwendet werden, wobei Fig. 20A eine Draufsicht und Fig. 20B eine Seitenansicht des mittleren Teils in Fig. 20A ist. Wie in Fig. 10A und 20B gezeigt, ist der Halbleiterlaser 48 über eine Wärmesenke 55 auf dem optischen Detektor 49 angeordnet. Licht, das seitlich vom Halbleiterlaser 48 emittiert wird, wird an einem Spiegel 56 reflektiert und nach oben gelenkt, wie in Fig. 20B gezeigt.
Von dem Licht, das auf dem Hinweg durch die optische Beugungsvorrichtung 51 hindurchgeht, bildet das Beugungslicht +1. Ordnung von der optischen Hologrammvorrichtung 52 auf dem Rückweg einen Leuchtfleck 67 auf lichtempfangenden Teilen 57 bis 59, die in drei Teile unterteilt sind, und bildet das Beugungslicht 1. Ordnung von der optischen Hologrammvorrichtung 52 auf dem Rückweg einen Leuchtfleck 68 auf lichtempfangenden Teilen 60 bis 62, die in drei Teile unterteilt sind. Außerdem bildet von dem Beugungslicht +1. Ordnung von der optischen Beugungsvorrichtung 51 auf dem Hinweg das Beugungslicht +1. Ordnung von der optischen Hologrammvorrichtung 52 auf dem Rückweg Leuchtflecken 69, 70 auf lichtempfangenden Teilen 63 bzw. 64 und bildet von dem Beugungslicht 1. Ordnung von der optischen Beugungsvorrichtung 51 auf dem Hinweg das Beugungslicht ±1- Ordnung von der optischen Hologrammvorrichtung 52 auf dem Rückweg Leuchtflecken 71, 72 auf lichtempfangenden Teilen 62 bzw. 66. Die lichtempfangenden Teile 57 bis 59, 63 und 65 liegen hinter dem Brennpunkt, und die lichtempfangenden Teile 60 bis 62, 64 und 66 liegen vor dem Brennpunkt.
Wenn man die Pegel der elektrischen Signale, die man durch fotoelektrische Wandlung der lichtempfangenden Teile 57 bis 66 erhält, jeweils durch V57 bis V66 darstellt, erhält man durch die Operation {(V57+V59+V61)-(V58+V60+V62)} nach der bekannten Fleckgrößenmethode ein Fokusfehlersignal und erhält man durch die Operation {(V63+V64)- (V65+V66)} nach der bekannten Dreistrahlmethode ein Fokusfehlersignal. Außerdem erhält man durch die Operation (V57+V58+V59+V60+V61+V62) ein Wiedergabesignal der Platte.
Fig. 21 zeigt ein anderes Muster von Interferenzstreifen der optischen Hologrammvorrichtung 52. Die optische Hologrammvorrichtung 52 ist in zwei Bereiche 73, 74 unterteilt.
Fig. 22 zeigt ein Muster des lichtempfangenden Teils des optischen Detektors 49 und Orte von Leuchtflecken auf dem lichtempfangenden Teil in dem Fall, dass die optische Beugungsvorrichtung 51 mit dem in Fig. 19A gezeigten Muster von Interferenzstreifen und die optische Hologrammvorrichtung 52 mit dem in Fig. 21B gezeigten Muster von Interferenzstreifen verwendet werden. Der Halbleiterlaser 48 ist auf dem optischen Detektor 49 angeordnet, wie in Fig. 20B gezeigt.
In Fig. 22 bildet von dem Licht, das auf dem Hinweg durch die optische Beugungsvorrichtung 51 hindurchgeht, das Beugungslicht +1. Ordnung vom Bereich 73 der optischen Hologrammvorrichtung 52 auf dem Rückweg einen Leuchtfleck 87 auf der Trennlinie von lichtempfangenden Teilen 75, 76, die in zwei Teile unterteilt sind, und bildet das Beugungslicht +1. Ordnung vom Bereich 74 der optischen Hologrammvorrichtung 52 auf dem Rückweg einen Leuchtfleck 88 auf der Trennlinie von lichtempfangenden Teilen 77, 78, die in zwei Teile unterteilt sind. Außerdem bildet von dem Licht, das auf dem Hinweg durch die optische Beugungsvorrichtung 51 hindurchgeht, das Beugungslicht 1. Ordnung vom Bereich 73 der optischen Hologrammvorrichtung 52 auf dem Rückweg einen Leuchtfleck 89 auf der Trennlinie von lichtempfangenden Teile 79, 80, die in zwei Teile unterteilt sind, und bildet das Beugungslicht 1. Ordnung vom Bereich 74 der optischen Hologrammvorrichtung 52 auf dem Rückweg einen Leuchtfleck 90 auf der Trennlinie von lichtempfangenden Teilen 81, 82, die in zwei Teile unterteilt sind.
Andererseits bildet von dem Beugungslicht +1. Ordnung von der optischen Beugungsvorrichtung 51 auf dem Hinweg das Beugungslicht +1. Ordnung von den Bereichen 73, 74 der optischen Hologrammvorrichtung 52 auf dem Rückweg Leuchtflecken 91 bzw. 92 auf einem lichtempfangenden Teil 83 und bildet das Beugungslicht 1. Ordnung von den Bereichen 73, 74 der optischen Hologrammvorrichtung 52 auf dem Rückweg Leuchtflecken 93 bzw. 94 auf einem lichtempfangenden Teil 84. Außerdem bildet von dem Beugungslicht 1. Ordnung von der optischen Beugungsvorrichtung 51 auf dem Hinweg das Beugungslicht +1. Ordnung von den Bereichen 73, 74 der optischen Hologrammvorrichtung 52 auf dem Rückweg Leuchtflecken 95 bzw. 96 auf einem lichtempfangenden Teil 85 und bildet das Beugungslicht 1. Ordnung von den Bereichen 73, 74 Leuchtflecken 97 bzw. 98 auf einem lichtempfangenden Teil 86.
Wenn man die Pegel der elektrischen Signale, die man durch fotoelektrische Wandlung der lichtempfangenden Teile 75 bis 86 erhält, jeweils durch V75 bis V86 darstellt, erhält man durch die Operation {(V77+V78+V79+V82)-(V76+V77+V80+V81)} nach der bekannten Focault-Methode ein Fokusfehlersignal und erhält man durch die Operation {(V83+V84)-(V85+V86)} nach der bekannten Dreistrahlmethode ein Fokusfehlersignal.
Außerdem erhält man durch die Operation (V75+V76+V77+V78+V79+V80+V81+V82) ein Wiedergabesignal der Platte.
Eine Vorrichtung mit optischem Kopf in der dritten bevorzugten Ausführungsform wird in Fig. 23 erläutert, worin gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 5 verwendet angezeigt werden.
In Fig. 23 enthalten ein Modul 99 und ein Modul 100, wie nachfolgend erläutert, beide einen Halbleiterlaser und einen optischen Detektor, der Licht empfängt, das an einer Platte reflektiert wird. Der Halbleiterlaser des Moduls 99 emittiert Licht mit 635 nm Wellenlänge, und der Halbleiterlaser des Moduls 100 emittiert Licht mit 785 nm Wellenlänge.
Von dem Halbleiterlaser des Moduls 99 emittiertes Licht wird durch ein 1/2-Wellenlängen-Plättchen 101, eine optische Koppel- und Teilvorrichtung 3, eine Kollimatorlinse 4, eine optische Polarisations-Hologrammvorrichtung 102, ein 1/4-Wellenlängen-Plättchen 103 und eine Öffnungssteuervorrichtung 5 hindurchgehen gelassen, tritt als kollimiertes Licht in eine Objektivlinse 6 ein und wird dann auf einer Platte 7 wie z. B. einer digitalen Bildplatte mit einer Substratdicke von 0,6 mm fokussiert. An der Platte 7 reflektiertes Licht wird umgekehrt durch die Objektivlinse 6, die Öffnungssteuervorrichtung 5 und das 1/4-Wellenlängen-Plättchen 103 hindurchgehen gelassen, von der optischen Polarisations-Hologrammvorrichtung 102 als ±-Beugungslicht gebeugt, dann durch die Kollimatorlinse 4, die optische Koppel- und Teilvorrichtung 3 und das 1/2-Wellenlängen- Plättchen 101 hindurchgehen gelassen und vom optischen Detektor des Moduls 99 empfangen.
Andererseits wird von dem Halbleiterlaser des Moduls 100 emittiertes Licht an der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 3 reflektiert und durch die Kollimatorlinse 4, die optische Polarisations-Hologrammvorrichtung 102, das 1/4-Wellenlängen-Plättchen 103 und die Öffnungssteuervorrichtung 5 hindurchgehen gelassen. Es tritt als divergentes Licht in die Objektivlinse 6 ein und wird dann auf einer Platte 8 wie z. B. einer Compact- Disk mit einer Substratdicke von 1,2 mm fokussiert. An der Platte 8 reflektiertes Licht wird umgekehrt durch die Objektivlinse 6, die Öffnungssteuervorrichtung 5 und das 1/4- Wellenlängen-Plättchen 103 hindurchgehen gelassen, von der optischen Polarisations- Hologrammvorrichtung 102 als ±-Beugungslicht gebeugt, dann durch die Kollimatorlinse 4 und die optische Koppel- und Teilvorrichtung 3 hindurchgehen gelassen und vom optischen Detektor des Moduls 100 empfangen. Mittels eines Aktuators (nicht gezeigt) können die optische Polarisations-Hologrammvorrichtung 102, das 1/4-Wellenlängen- Plättchen 103 und die Öffnungssteuervorrichtung 5 integral mit der Objektivlinse 6 in den Fokussier- und Nachführrichtungen angetrieben werden.
Die optische Koppel- und Teilvorrichtung 3 hat die gleiche Struktur wie in Fig. 6A und 6B gezeigt, und die Öffnungssteuervorrichtung 5 hat die gleiche Struktur wie in Fig. 16A und 16B oder Fig. 17A und 17B gezeigt. Die Lichtweglänge vom Modul 100 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 785 nm Wellenlänge ist kürzer als die Lichtweglänge vom Modul 99 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 635 nm Wellenlänge.
Wenn man die Phasendifferenzen zwischen Licht, das durch den Linienteil und Raumteil der optischen Polarisations-Hologrammvorrichtung 102 hinsichtlich ordentlichem Licht und außerordentlichem Licht hindurchgeht, hier durch &sub0; bzw. e darstellt, ergeben sich hinsichtlich 785 nm Wellenlänge &sub0; = 0, e = 0,81, da die optische Polarisations-Hologrammvorrichtung 102 so gestaltet ist, das sich hinsichtlich 635 nm Wellenlänge &sub0; = 0, e = ergeben. Wenn man die Durchsichtigkeiten hinsichtlich ordentlichem Licht und außerordentlichem Licht hier durch &sub0;o bzw. &sub0;e darstellt, und wenn man die Wirkungsgrade für Beugung ±1. Ordnung hinsichtlich ordentlichem Licht und außerordentlichem Licht durch &sub1;&sub0; bzw. 1e darstellt, ergeben sich folgende Gleichungen:
&sub0;o = cos³ (&sub0;/2) (1)
&sub0;e = cos³ (e/2) (2)
1o = (8/ ²)sin² (&sub0;/²) (3)
1e = (8/ ²)sin² (e/²) (4)
Daher ergeben sich hinsichtlich 635 nm Wellenlänge &sub0;o = 1, &sub0;e = 0, &sub1;&sub0; = 0 und 1e = 0,81 und ergeben sich hinsichtlich 785 nm Wellenlänge &sub0;o = 1, &sub0;e = 0,09, &sub1;&sub0; = 0 und 1e = 0,74.
Andererseits, wenn man die Phasendifferenz zwischen ordentlichem Licht und außerordentlichem Licht in dem 1/4-Wellenlängen-Plättchen 103 durch darstellt und das 1/4-Wellenlängen-Plättchen 103 so gestaltet ist, dass sich hinsichtlich 635 nm Wellenlänge = /2 ergibt, ergibt sich hinsichtlich 785 nm Wellenlänge = 0,40. Wenn linear polarisiertes Licht in das 1/4-Wellenlängen-Plättchen 103 eintritt, werden die Werte der Polarisationskomponenten parallel und senkrecht zu einfallendem Licht von dem Licht, das auf dem Hinweg und dem Rückweg durch das 1/4-Wellenlängen- Plättchen 103 hindurchgeht, durch cos² bzw. sin² dargestellt. Daher ergeben sich hinsichtlich 635 nm Wellenlänge cos² = 0, sin² = 1 und ergeben sich hinsichtlich 785 nm Wellenlänge cos² = 0,06, sin² = 0,91.
Dementsprechend wird das vom Halbleiterlaser des Moduls 99 emittierte Licht durch das 1/2-Wellenlängen-Plättchen 101 um 90º Polarisationsrichtung gedreht. Es tritt als ordentliches Licht in die optische Polarisations-Hologrammvorrichtung 102 ein, die es vollständig durchlässt, wird dann durch das 1/4-Wellenlängen-Plättchen 103 von einer Linearpolarisation in eine Zirkularpolarisation umgewandelt und auf die Platte 7 gelenkt. Das an der Platte 7 reflektierte Licht wird durch das 1/4-Wellenlängen-Plättchen 103 von einer Zirkularpolarisation in eine Linearpolarisation umgewandelt, tritt als außerordentliches Licht in die optische Polarisations-Hologrammvorrichtung 102 ein und wird zu 81% als Beugungslicht von ±-Ordnung gebeugt und wird dann vom optischen Detektor des Moduls 99 empfangen.
Andererseits tritt das vom Halbleiterlaser des Moduls 100 emittierte Licht als ordentliches Licht in die optische Polarisations-Hofogrammvorrichtung 102 ein, die es vollständig durchlässt, wird dann durch das 1/4-Wellenlängen-Plättchen 103 von einer Linearpolarisation in eine Ellipsenpolarisation umgewandelt und auf die Platte 8 gelenkt. Das an der Platte 8 reflektierte Licht wird durch das 1/4-Wellenlängen-Plättchen 103 von der Ellipsenpolarisation in eine andere Ellipsenpolarisation umgewandelt und tritt dann in die optische Polarisations-Hologrammvorrichtung 102 ein. Die Werte der Komponenten ordentlichen und außerordentlichen Lichts dieser Ellipsenpolarisation sind 9% bzw. 91%. 9% des ordentlichen Lichts und 74% des außerordentlichen Lichts werden dann als Beugungslicht von ±-Ordnung gebeugt und vom optischen Detektor des Moduls 100 empfangen.
In der dritten Ausführungsform, wie in Fig. 23 gezeigt, verwendet die optische Koppel- und Teilvorrichtung 3 den dielektrischen Mehrschicht-Film 11, in dem das Licht mit 635 nm Wellenfänge vollständig durchgelassen wird und das Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig reflektiert wird, die optische Koppel- und Teilvorrichtung 3 kann aber auch einen anderen dielektrischen Mehrschicht-Film verwenden, in dem das Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig reflektiert wird und das Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen wird. In diesem Fall müssen die Positionen des Moduls 99 und des Moduls 100 miteinander vertauscht werden.
Eine Vorrichtung mit optischem Kopf in der vierten bevorzugten Ausführungsform wird in Fig. 24 erläutert, worin gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 7 verwendet angezeigt werden.
In Fig. 24 enthalten ein Modul 99 und ein Modul 100 beide einen Halbleiterlaser und einen optischen Detektor, der Licht empfängt, das an einer Platte reflektiert wird. Der Halbleiterlaser des Moduls 99 emittiert Licht mit 635 nm Wellenlänge, und der Halbleiterlaser des Moduls 100 emittiert Licht mit 785 nm Wellenlänge.
Von dem Halbleiterlaser des Moduls 99 emittiertes Licht wird an einer optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14 reflektiert, durch eine Kollimatorlinse 4, eine optische Polarisations-Hologrammvorrichtung 105, ein 1/4-Wellenlängen-Plättchen 106 und eine Öffnungssteuervorrichtung 5 hindurchgehen gelassen, tritt als konvergentes Licht in eine Objektivlinse 15 ein und wird dann auf einer Platte 7 wie z. B. einer digitalen Bildplatte mit einer Substratdicke von 0,6 mm fokussiert. An der Platte 7 reflektiertes Licht wird umgekehrt durch die Objektivlinse 15, die Öffnungssteuervorrichtung 5 und das 1/4-Wellenlängen-Plättchen 106 hindurchgehen gelassen, von der optischen Polarisations-Hologrammvorrichtung 105 als ±-Beugungslicht gebeugt, dann durch die Kollimatorlinse 4 und die optische Koppel- und Teilvorrichtung 14 hindurchgehen gelassen und vom optischen Detektor des Moduls 99 empfangen.
Andererseits wird von dem Halbleiterlaser des Moduls 100 emittiertes Licht durch ein 1/2-Wellenlängen-Plättchen 104, die optische Koppel- und Teilvorrichtung 14, die Kollimatorlinse 4, die optische Polarisations-Hologrammvorrichtung 105, das 1/4-Wellenlängen-Plättchen 106 und die Öffnungssteuervorrichtung 5 hindurchgehen gelassen. Es tritt als kollimiertes Licht in die Objektivlinse 15 ein und wird dann auf einer Platte 8 wie z. B. einer Compact-Disk mit einer Substratdicke von 1,2 mm fokussiert. An der Platte 8 reflektiertes Licht wird umgekehrt durch die Objektivlinse 15, die Öffnungssteuervor richtung 5 und das 1/4-Wellenlängen-Plättchen 106 hindurchgehen gelassen, von der optischen Polarisations-Hologrammvorrichtung 105 als ±-Beugungslicht gebeugt, dann durch die Kollimatorlinse 4, die optische Koppel- und Teilvorrichtung 14 und ein 1/2- Wellenlängen-Plättchen 102 hindurchgehen gelassen und vom optischen Detektor des Moduls 100 empfangen. Mittels eines Aktuators (nicht gezeigt) können die optische Polarisations-Hologrammvorrichtung 105, das 1 /4-Wellenlängen-Plättchen 106 und die Öffnungssteuervorrichtung 5 integral mit der Objektivlinse 15 in den Fokussier- und Nachführrichtungen angetrieben werden.
Die optische Koppel- und Teilvorrichtung 3 hat die gleiche Struktur wie in Fig. 8A und 8B gezeigt, und die Öffnungssteuervorrichtung 5 hat die gleiche Struktur wie in Fig. 16A und 16B oder Fig. 17A und 17B gezeigt. Die Lichtweglänge vom Modul 99 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 635 nm Wellenlänge ist länger als die Lichtweglänge vom Modul 100 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 785 nm Wellenlänge.
Wenn man die Phasendifferenzen zwischen Licht, das durch den Linienteil und Raumteil der optischen Polarisations-Hologrammvorrichtung 105 hinsichtlich ordentlichem Licht und außerordentlichem Licht hindurchgeht, hier durch o bzw. e darstellt, ergeben sich hinsichtlich 635 nm Wellenlänge &sub0; = 0, e = 0,24, da die optische Polarisations-Hologrammvorrichtung 105 so gestaltet ist, das sich hinsichtlich 785 nm Wellenlänge &sub0; = 0, e = ergeben. Wenn man die Durchsichtigkeiten hinsichtlich ordentlichem Licht und außerordentlichem Licht hier durch &sub0;o bzw. &sub0;e darstellt, und wenn man die Wirkungsgrade für Beugung ±1. Ordnung hinsichtlich ordentlichem Licht und außerordentlichem Licht durch 10 bzw. 1e darstellt, ergeben sich die oben angegebenen Gleichungen (1) bis (4).
Daher ergeben sich hinsichtlich 635 nm Wellenlänge &sub0;o = 1, &sub0;e = 0,13, &sub1;&sub0; = 0 und 1e = 0,70 und ergeben sich hinsichtlich 785 nm Wellenlänge &sub0;o = 1, &sub0;e = 0,, &sub1;&sub0; = 0 und 1e = 0,81.
Andererseits, wenn man die Phasendifferenz zwischen ordentlichem Licht und außerordentlichem Licht in dem 1/4-Wellenlängen-Plättchen 106 durch darstellt und das 1/4-Wellenlängen-Plättchen 106 so gestaltet ist, dass sich hinsichtlich 785 nm Wellen länge = /2 ergibt, ergibt sich hinsichtlich 635 nm Wellenlänge = 0,62. Wenn linear polarisiertes Licht in das 1/4-Wellenlängen-Plättchen 106 eintritt, werden die Werte der Polarisationskomponenten parallel und senkrecht zu einfallendem Licht von dem Licht, das auf dem Hinweg und dem Rückweg durch das 1/4-Wellenlängen-Plättchen 106 hindurchgeht, durch cos² bzw. sin² dargestellt. Daher ergeben sich hinsichtlich 635 nm Wellenlänge cos² = 0,13, sin² = 0,87 und ergeben sich hinsichtlich 785 nm Wellenlänge cos² = 0, sin² = 1.
Dementsprechend tritt das vom Halbleiterlaser des Moduls 99 emittierte Licht als ordentliches Licht in die optische Polarisations-Hologrammvorrichtung 105 ein, die es vollständig durchlässt. Es wird dann durch das 1/4-Wellenlängen-Plättchen 106 von einer Linearpolarisation in eine Ellipsenpolarisation umgewandelt und auf die Platte 7 gelenkt. Das an der Platte 7 reflektierte Licht wird durch das 1/4-Wellenlängen-Plättchen 106 von der Ellipsenpolarisation in eine andere Ellipsenpolarisation umgewandelt und tritt dann in die optische Polarisations-Hologrammvorrichtung 105 ein. Die Werte der Komponenten ordentlichen und außerordentlichen Lichts dieser Ellipsenpolarisation sind 13% bzw. 87%. 13% des ordentlichen Lichts und 70% des außerordentlichen Lichts werden dann als Beugungslicht von ±-Ordnung gebeugt und vom optischen Detektor des Moduls 99 empfangen.
Andererseits wird das vom Halbleiterlaser des Moduls 100 emittierte Licht durch das 1/2-Wellenlängen-Plättchen 104 um 90º Polarisationsrichtung gedreht. Es tritt als ordentliches Licht in die optische Polarisations-Hologrammvorrichtung 105 ein, die es vollständig durchlässt, und wird dann durch das 1/4-Wellenlängen-Plättchen 106 von einer Linearpolarisation in eine Zirkularpolarisation umgewandelt und auf die Platte 8 gelenkt. Das an der Platte 8 reflektierte Licht wird durch das 1/4-Wellenlängen-Plättchen 106 von einer Zirkularpolarisation in eine Linearpolarisation umgewandelt, tritt als außerordentliches und zu 81% als Beugungslicht von ±-Ordnung gebeugtes Licht in die optische Polarisations-Hologrammvorrichtung 105 ein und wird dann vom optischen Detektor des Moduls 100 empfangen.
In der vierten Ausführungsform, wie in Fig. 24 gezeigt, verwendet die optische Koppel- und Teilvorrichtung 14 den dielektrischen Mehrschicht-Film 15, in dem das Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig reflektiert wird und das Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen wird, die optische Koppel- und Teilvorrichtung 14 kann aber auch einen anderen dielektrischen Mehrschicht-Film verwenden, in dem das Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen wird und das Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig reflektiert wird. In diesem Fall müssen die Positionen des Moduls 99 und des Moduls 100 miteinander vertauscht werden.
Es folgt eine detaillierte Beschreibung von Komponenten, die in der dritten und der vierten Ausführungsform verwendet werden, wie in Fig. 23 und 24 gezeigt.
Fig. 25 zeigt eine Struktur der Module 99 und 100. Das Modul besteht aus einem Halbleiterlaser 107, einem optischen Detektor 107 und einer Packung 50, um sie zu packen. Das vom Halbleiterlaser 107 emittierte Licht wird durch die optische Polarisations-Hologrammvorrichtung 102 oder 105 hindurchgehen gelassen und auf die Platte gelenkt. Das an der Platte reflektierte Licht wird durch die optische Polarisations-Hologrammvorrichtung 102 oder 105 als Beugungslicht von ±-Ordnung gebeugt und vom optischen Detektor 108 empfangen.
Fig. 26A zeigt ein Muster von Interferenzstreifen der optischen Polarisations-Hologrammvorrichtungen 102, '105, und Fig. 26B ist eine Schnittansicht davon. Wie in Fig. 26B gezeigt, sind die optischen Polarisations-Hologrammvorrichtungen 102, 105, so aufgebaut, dass ein Muster aus Protonenaustauschbereichen und Nb&sub2;O&sub5; auf einem Lithiumniobat-Substrat 109 gebildet ist, das eine Doppelbrechungseigenschaft hat.
Wie in Fig. 26A gezeigt, ist das Interferenzstreifenmuster der optischen Polarisations- Hologrammvorrichtungen 102, 105 in vier Bereiche 102 bis 105 unterteilt. Jeder Bereich weist ein Muster aus nichtaxialen konzentrischen Kreisen auf. Die Bereiche 112, 115 wirken für Beugungslicht von ±-Ordnung als Konvexlinse und für Beugungslicht_1. Ordnung als Konkavlinse, und die Bereiche 113, 114 wirken für Beugungslicht +1. Ordnung als Konkavlinse und für Beugungslicht_1. Ordnung als Konvexlinse. Die optischen Achsen der optischen Polarisations-Hologrammvorrichtungen 102, 105 sind in den Richtungen X, Y angeordnet, wie in Fig. 26A gezeigt.
Fig. 27 zeigt ein Muster des lichtempfangenden Teils des optischen Detektors 108 und Orte von Leuchtflecken auf dem lichtempfangenden Teil in dem Fall, dass die optische Polarisations-Hologrammvorrichtung 102 oder 105 mit dem in Fig. 26A gezeigten Interferenzstreifenmuster verwendet wird. Der Halbleiterlaser 107 ist auf dem optischen Detektor 108 angeordnet, wie in Fig. 20B gezeigt.
Das Beugungslicht +1. Ordnung vom Bereich 112 der optischen Polarisations-Hologrammvorrichtung 102 oder 105 bildet einen Leuchtfleck 128 auf der Trennlinie von lichtempfangenden Teilen 116, 117, die in zwei Teile unterteilt sind, und das Beugungslicht_1. Ordnung vom Bereich 112 bildet einen Leuchtfleck 132 auf einem lichtempfangenden Teil 124.
Das Beugungslicht +1. Ordnung vom Bereich 113 der optischen Polarisations-Hologrammvorrichtung 102 oder 105 bildet einen Leuchtfleck 129 auf der Trennlinie von lichtempfangenden Teilen 118, 119, die in zwei Teile unterteilt sind, und das Beugungslicht_1. Ordnung vom Bereich 113 bildet einen Leuchtfleck 133 auf einem lichtempfangenden Teil 125. Das Beugungslicht +1. Ordnung vom Bereich 114 der optischen Polarisations-Hologrammvorrichtung 102 oder 105 bildet einen Leuchtfleck 130 auf der Trennlinie von lichtempfangenden Teilen 120, 121, und das Beugungslicht_1. Ordnung vom Bereich 114 bildet einen Leuchtfleck 134 auf einem lichtempfangenden Teil 126.
Außerdem bildet das Beugungslicht +1. Ordnung vom Bereich 115 der optischen Polarisations-Hologrammvorrichtung 102 oder 105 einen Leuchtfleck 131 auf der Trennlinie von lichtempfangenden Teilen 122, 123, und das Beugungslicht_1. Ordnung vom Bereich 115 bildet einen Leuchtfleck 135 auf einem lichtempfangenden Teil 127. Die lichtempfangenden Teile 116, 117, 122, 123, 125 und 126 liegen hinter dem Brennpunkt, und die lichtempfangenden Teile 118, 119, 120, 121, 124 und 127 liegen vor dem Brennpunkt.
Wenn man die Pegel der elektrischen Signale, die man durch fotoelektrische Wandlung der lichtempfangenden Teile 116 bis 127 erhält, jeweils durch V116 bis V127 darstellt, erhält man durch die Operation {(V116+V118+V121+V123)-(V117+V119+V120+V122)} nach der bekannten Fleckgrößenmethode ein Fokusfehlersignal und erhält man durch die Operation ((V124+V126)-(V125+V127)} nach der bekannten Gegentaktmethode ein Spurfehlersignal. Außerdem erhält man durch die Operation (V124+V125+V126+V127) ein Wiedergabesignal der Platte. Das Spurfehlersignal erhält man auch nach der bekannten Überlagerungsmethode durch das Abtast-Halten von {(V124-V126)- (V125+V127)} an einer Abfallstelle und einer Anstiegsstelle des Wiedergabesignals der Platte.
Fig. 28 zeigt ein anderes Muster von Interferenzstreifen der optischen Polarisations- Hologrammvorrichtungen 102, 105. Wie in Fig. 28 gezeigt, ist das Interferenzstreifenmuster der optischen Polarisations-Hologrammvorrichtungen 102, 105 in vier Bereiche 136 bis 139 unterteilt. Die optischen Achsen der optischen Pol arisations-Hologrammvorrichtungen 102, 105 sind in den Richtungen X, Y angeordnet, wie in Fig. 28 gezeigt.
Fig. 29 zeigt ein Muster des lichtempfangenden Teils des optischen Detektors 108 und Orte von Leuchtflecken auf dem lichtempfangenden Teil in dem Fall, dass die optische Polarisations-Hologrammvorrichtung 102 oder 105 mit dem in Fig. 26A gezeigten Interferenzstreifenmuster verwendet wird. Der Halbleiterlaser 107 ist auf dem optischen Detektor 108 angeordnet, wie in Fig. 20B gezeigt.
Das Beugungslicht +1. Ordnung vom Bereich 136 der optischen Polarisations-Hologrammvorrichtung 102 oder 105 bildet einen Leuchtfleck 152 auf der Trennlinie von lichtempfangenden Teilen 140, 141, die in zwei Teile unterteilt sind, und das Beugungslicht_1. Ordnung vom Bereich 136 bildet einen Leuchtfleck 152 auf einem lichtempfangenden Teil 148.
Das Beugungslicht +1. Ordnung vom Bereich 137 der optischen Polarisations-Hologrammvorrichtung 102 oder 105 bildet einen Leuchtfleck 153 auf der Trennlinie von lichtempfangenden Teilen 142, 143, die in zwei Teile unterteilt sind, und das Beugungslicht_1. Ordnung vom Bereich 137 bildet einen Leuchtfleck 157 auf einem lichtempfangenden Teil 149. Das Beugungslicht +1. Ordnung vom Bereich 138 der optischen Polarisations-Hologrammvorrichtung 102 oder 105 bildet einen Leuchtfleck 154 auf der Trennlinie von lichtempfangenden Teilen 144, 145, und das Beugungslicht_1. Ordnung vom Bereich 138 bildet einen Leuchtfleck 158 auf einem lichtempfangenden Teil 150.
Außerdem bildet das Beugungslicht +1. Ordnung vom Bereich 139 der optischen Polarisations-Hologrammvorrichtung 102 oder 105 einen Leuchtfleck 155 auf der Trennlinie von lichtempfangenden Teilen 146, 147, und das Beugungslicht_1. Ordnung vom Bereich 139 bildet einen Leuchtfleck 159 auf einem lichtempfangenden Teil 151.
Wenn man die Pegel der elektrischen Signale, die man durch fotoelektrische Wandlung der lichtempfangenden Teile 140 bis 151 erhält, jeweils durch V140 bis V151 darstellt, erhält man durch die Operation {(V140+V142+V145+V147)-(V141+V143+V144+V146)} nach der bekannten Focault-Methode ein Fokusfehlersignal und erhält man durch die Operation {(V148+V150)-(V149+V151)} nach der bekannten Gegentaktmethode ein Spurfehlersignal. Außerdem erhält man durch die Operation (V148+V149+V150+V151) ein Wiedergabesignal der Platte. Das Spurfehlersignal erhält man auch nach der bekannten Überlagerungsmethode durch das Abtast-Halten von {(V148+V151)- (V149+V150)} an einer Abfallstelle und einer Anstiegsstelle des Wiedergabesignals der Platte.
In den in Fig. 5, 7, 23 und 24 gezeigten Ausführungsformen eins bis vier werden die beiden Module, die den Halbleiterlaser und optischen Detektor enthalten, zur Größenminiaturisierung verwendet, man kann aber auch zwei Paare von Blöcken verwenden, wobei in jedem Paar Blöcke ein Halbleiterlaser und ein optischer Detektor getrennt enthalten sind.
Eine Vorrichtung mit optischem Kopf in der fünften bevorzugten Ausführungsform wird in Fig. 30 erläutert. Ein Modul 100 enthält einen Halbleiterlaser und einen optischen Detektor, der Licht empfängt, das an einer Platte reflektiert wird. Ein Halbleiterlaser 160 emittiert Licht mit 635 nm Wellenlänge, und der Halbleiterlaser des Moduls 100 emittiert Licht mit 785 nm Wellenlänge.
Von dem Halbleiterlaser 160 emittiertes Licht wird durch eine optische Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 161, eine Kollimatorlinse 4, eine optische Polarisations-Hologrammvorrichtung 102, ein 1/4-Wellenlängen-Plättchen 103 und eine Öffnungssteuervorrichtung 5 hindurchgehen gelassen, tritt als kollimiertes Licht in eine Objektivlinse 6 ein und wird dann auf einer Platte 7 wie z. B. einer digitalen Bildplatte mit einer Substratdicke von 0,6 mm fokussiert. An der Platte 7 reflektiertes Licht wird umgekehrt durch die Objektivlinse 6, die Öffnungssteuervorrichtung 5 und das 1/4- Wellenlängen-Plättchen 103 hindurchgehen gelassen, von der optischen Polarisations- Hologrammvorrichtung 102 als ±-Beugungslicht gebeugt, dann umgekehrt durch die Kollimatorlinse 4 hindurchgehen gelassen, von der optischen Koppel- und Teilvorrich tung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 161 reflektiert und vom optischen Detektor des Moduls 100 empfangen.
Andererseits wird von dem Halbleiterlaser des Moduls 100 emittiertes Licht von der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 161 reflektiert und dann durch die Kollimatorlinse 4, die optische Polarisations-Hologrammvorrichtung 102, das 1/4-Wellenlängen-Plättchen 103 und die Öffnungssteuervorrichtung 5 hindurchgehen gelassen. Es tritt als divergentes Licht in die Objektivlinse 6 ein und wird dann auf einer Platte 8 wie z. B. einer Compact-Disk mit einer Substratdicke von 1,2 mm fokussiert. An der Platte 8 reflektiertes Licht wird umgekehrt durch die Objektivlinse 6, die Öffnungssteuervorrichtung 5 und das 1/4-Wellenlängen-Plättchen 103 hindurchgehen gelassen, von der optischen Polarisations-Hologrammvorrichtung 102 als ±- Beugungslicht gebeugt, dann umgekehrt durch die Kollimatorlinse 4 und die optische Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 161 hindurchgehen gelassen und vom optischen Detektor des Moduls 100 empfangen. Mittels eines Aktuators (nicht gezeigt) können die optische Polarisations-Hologrammvorrichtung 102, das 1/4-Wellenlängen-Plättchen 103 und die Öffnungssteuervorrichtung 5 integral mit der Objektivlinse 6 in den Fokussier- und Nachführrichtungen angetrieben werden.
Die Öffnungssteuervorrichtung 5 hat die gleiche Struktur wie in Fig. 16A, 16B oder Fig. 17A, 17B gezeigt. Die optische Polarisations-Hologrammvorrichtung 102 und das 1/4- Wellenlängen-Plättchen 103 wirken wie diejenigen in der dritten Ausführungsform, wie in Fig. 23 gezeigt.
Fig. 31A bis 31C zeigen eine Struktur der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 161, die in der fünften Ausführungsform verwendet wird, wie in Fig. 30 gezeigt. Wie in Fig. 31A bis 31C gezeigt, besteht die optische Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 161 aus Prismen 162, 163 und 164, die durch dielektrische Mehrschicht-Filme 165, 166 zusammengeklebt sind. Der dielektrische Mehrschicht-Film 165 hat die Wirkung, dass von einfallendem Licht mit 635 nm Wellenlänge eine P-Polarisations-Komponente vollständig durchgelassen wird und eine S-Polarisations-Komponente vollständig reflektiert wird. Der dielektrische Mehrschicht-Film 166 hat die Wirkung, dass Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen wird und Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig reflektiert wird.
Einfallendes Licht 168 mit 635 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser 160 emittiert wird und dann in das Prisma 162 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 161 eintritt, wie in Fig. 31A gezeigt, wird als P-polarisiertes Licht auf den dielektrischen Mehrschicht-Film 165 projiziert und vollständig dadurch hindurchgehen gelassen, weiterhin vollständig durch den dielektrischen Mehrschicht- Füm 166 hindurchgehen gelassen und dann vom Prisma 164 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 161 emittiert. Außerdem wird einfallendes Licht 169 mit 635 nm Wellenlänge, das von der Platte 7 reflektiert wird und dann in das Prisma 164 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg- Steuervorrichtung 161 eintritt, wie in Fig. 31B gezeigt, vollständig durch den dielektrischen Mehrschicht-Film 166 hindurchgehen gelassen und als S-polarisiertes Licht auf den dielektrischen Mehrschicht-Film 165 projiziert und vollständig daran reflektiert, von einem Reflexionsfilm 167 vollständig reflektiert, erneut durch den dielektrischen Mehrschicht-Film 166 hindurchgehen gelassen und dann vom Prisma 164 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 161 emittiert.
Andererseits wird einfallendes Licht 170 mit 785 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser 160 des Moduls 100 emittiert wird und dann in das Prisma 164 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 161 eintritt, wie in Fig. 31 C gezeigt, vollständig vom dielektrischen Mehrschicht-Film 166 reflektiert und dann vom Prisma 164 emittiert. Einfallendes Licht mit 785 nm Wellenlänge, das von der Platte 8 reflektiert wird und dann in das Prisma 164 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 161 eintritt, läuft umgekehrt über den gleichen Weg wie das einfallende Licht 170 und wird vom Prisma 164 emittiert.
Eine Vorrichtung mit optischem Kopf in der sechsten bevorzugten Ausführungsform wird in Fig. 32 erläutert. In der sechsten Ausführungsform ist die optische Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 161, die in der fünften Ausführungsform verwendet wird, wie in Fig. 30 gezeigt, durch eine optische Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 171 ersetzt.
Fig. 33A bis 33C zeigen eine Struktur der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 171. Wie in Fig. 33A bis 33C gezeigt, besteht die optische Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 171 aus Prismen 172, 173 und 174, die durch dielektrische Mehrschicht-Filme 175, 176 zusammengeklebt sind. Der dielektrische Mehrschicht-Film 175 hat die Wirkung, dass von einfallendem Licht mit 635 nm Wellenlänge eine P-Polarisations-Komponente vollständig durchgelassen wird und eine S-Polarisations-Komponente vollständig reflektiert wird. Der dielektrische Mehrschicht-Film 176 hat die Wirkung, dass Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen wird und Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig reflektiert wird.
Einfallendes Licht 168 mit 635 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser 160 emittiert wird und dann in das Prisma 172 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 171 eintritt, wie in Fig. 33A gezeigt, wird als P-polarisiertes Licht auf den dielektrischen Mehrschicht-Film 175 projiziert und vollständig dadurch hindurchgehen gelassen, weiterhin vollständig durch den dielektrischen Mehrschicht- Film 176 hindurchgehen gelassen und dann vom Prisma 174 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 171 emittiert. Außerdem wird einfallendes Licht 169 mit 635 nm Wellenlänge, das von der Platte 7 reflektiert wird und dann in das Prisma 174 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg- Steuervorrichtung 171 eintritt, wie in Fig. 338 gezeigt, vollständig durch den dielektrischen Mehrschicht-Film 176 hindurchgehen gelassen und als S-polarisiertes Licht auf den dielektrischen Mehrschicht-Film 175 projiziert und vollständig daran reflektiert, an Grenzflächen des Prismas 173 und der Luft zweimal totalreflektiert, erneut durch den dielektrischen Mehrschicht-Film 176 hindurchgehen gelassen und dann vom Prisma 174 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 171 emittiert.
Andererseits wird einfallendes Licht 170 mit 785 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser 170 des Moduls 100 emittiert wird und dann in das Prisma 174 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 171 eintritt, wie in Fig. 33C gezeigt, vollständig vom dielektrischen Mehrschicht-Film 176 reflektiert und dann vom Prisma 174 emittiert. Einfallendes Licht mit 785 nm Wellenlänge, das von der Platte 8 reflektiert wird und dann in das Prisma 174 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 171 eintritt, läuft umgekehrt über den gleichen Weg wie das einfallende Licht 170 und wird vom Prisma 174 emittiert.
In der fünften und der sechsten Ausführungsform, wie in Fig. 30 und 32 gezeigt, ist der Abstand vom Modul 100 zur optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg- Steuervorrichtung 161 oder 171 kürzer als der Abstand vom Halbleiterlaser 160 zur optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 161 oder 171. Durch Verwendung der in Fig. 31A bis 31C gezeigten optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 161 oder der in Fig. 33A bis 33C gezeigten optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 171 kann hier die wirksame Lichtweglänge vom Halbleiterlaser 160 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 635 nm Wellenlänge gleich der wirksamen Lichtweglänge vom Modul 100 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 635 nm Wellenlänge sein, und die wirksame Lichtweglänge vom Modul 100 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 785 nm Wellenlänge kann kürzer als diese wirksamen Lichtweglängen sein.
Eine Vorrichtung mit optischem Kopf in der siebten bevorzugten Ausführungsform wird in Fig. 34 erläutert. Ein Modul 99 enthält einen Halbleiterlaser und einen optischen Detektor, der Licht empfängt, das an einer Platte reflektiert wird. Der Halbleiterlaser des Moduls 99 emittiert Licht mit 635 nm Wellenlänge, und ein Halbleiterlaser 177 emittiert Licht mit 785 nm Wellenlänge.
Von dem Halbleiterlaser des Moduls 99 emittiertes Licht wird von einer optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 178 reflektiert, durch eine Kollimatorlinse 4, eine optische Polarisations-Hologrammvorrichtung 105, ein 1/4- Wellenlängen-Plättchen 106 und eine Öffnungssteuervorrichtung 5 hindurchgehen gelassen, tritt als konvergentes Licht in eine Objektivlinse 15 ein und wird dann auf einer Platte 7 wie z. B. einer digitalen Bildplatte mit einer Substratdicke von 0,6 mm fokussiert. An der Platte 7 reflektiertes Licht wird umgekehrt durch die Objektivlinse 15, die Öffnungssteuervorrichtung 5 und das 1/4-Wellenlängen-Plättchen 106 hindurchgehen gelassen, von der optischen Polarisations-Hologrammvorrichtung 105 als ±- Beugungslicht gebeugt, dann umgekehrt durch die Kollimatorlinse 4 und die optische Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 178 hindurchgehen gelassen und vom optischen Detektor des Moduls 99 empfangen.
Andererseits wird von dem Halbleiterlaser 177 emittiertes Licht durch die optische Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 178, die Kollimatorlinse 4, die optische Polarisations-Hologrammvorrichtung 105, das 1/4-Wellenlängen-Plättchen 106 und die Öffnungssteuervorrichtung 5 hindurchgehen gelassen. Es tritt als kollimiertes Licht in die Objektivlinse 15 ein und wird dann auf einer Platte 8 wie z. B. einer Compact-Disk mit einer Substratdicke von 1,2 mm fokussiert. An der Platte 8 reflektiertes Licht wird umgekehrt durch die Objektivlinse 15, die Öffnungssteuervorrichtung 5 und das 1/4-Wellenlängen-Plättchen 106 hindurchgehen gelassen, von der optischen Polarisations-Hologrammvorrichtung 105 als ±-Beugungslicht gebeugt, dann umgekehrt durch die Kollimatorlinse 4 hindurchgehen gelassen, von der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 178 reflektiert und vom optischen Detektor des Moduls 99 empfangen. Mittels eines Aktuators (nicht gezeigt) können die optische Polarisations-Hofogrammvorrichtung 105, das 1/4-Wellenlängen-Plättchen 106 und die Öffnungssteuervorrichtung 5 integral mit der Objektivlinse 15 in den Fokussier- und Nachführrichtungen angetrieben werden.
Die optische Koppel- und Teilvorrichtung 5 hat die gleiche Struktur wie in Fig. 16A, 16B oder Fig. 17A, 17B gezeigt. Die optische Polarisations-Hologrammvorrichtung 105 und das 1/4-Wellenlängen-Plättchen 106 wirken wie diejenigen in der vierten Ausführungsform, wie in Fig. 24 gezeigt.
Fig. 35A bis 35C zeigen eine Struktur der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 178, die in der siebten Ausführungsform verwendet wird, wie in Fig. 34 gezeigt. Wie in Fig. 35A bis 35C gezeigt, besteht die optische Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 178 aus Prismen 162, 163 und 164, die durch dielektrische Mehrschicht-Filme 179, 180 zusammengeklebt sind. Der dielektrische Mehrschicht-Film 179 hat die Wirkung, dass Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig reflektiert wird und Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen wird. Der dielektrische Mehrschicht-Film 180 hat die Wirkung, dass Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen wird und dass von einfallendem Licht mit 785 nm Wellenlänge eine P-Polarisations-Komponente vollständig durchgelassen wird und eine S-Polarisations-Komponente vollständig reflektiert wird.
Einfallendes Licht 181 mit 635 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser des Moduls 99 emittiert wird und dann in das Prisma 164 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 178 eintritt, wie in Fig. 35A gezeigt, wird vollständig durch den dielektrischen Mehrschicht-Film 180 hindurchgehen gelassen, von einem Reflexionsfilm des Prismas 163 und dem dielektrischen Mehrschicht-Film 179 vollständig reflektiert, erneut durch den dielektrischen Mehrschicht-Film 180 hindurchgehen gelassen und dann vom Prisma 164 emittiert. Einfallendes Licht mit 635 nm Wellenlänge, das von der Platte 7 reflektiert wird und dann in das Prisma 164 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 178 eintritt, läuft umgekehrt über den gleichen Weg wie das einfallende Licht 181 und wird vom Prisma 164 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 178 emittiert.
Andererseits wird einfallendes Licht 182 mit 785 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser 177 emittiert wird und dann in das Prisma 162 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 178 eintritt, wie in Fig. 33B gezeigt, vollständig durch den dielektrischen Mehrschicht-Film 179 hindurchgehen gelassen, weiterhin als P-polarisiertes Licht auf den dielektrischen Mehrschicht-Film 180 projiziert und vollständig dadurch hindurchgehen gelassen und dann vom Prisma 164 emittiert. Außerdem wird einfallendes Licht mit 785 nm Wellenlänge, das von der Platte 8 reflektiert wird und dann in das Prisma 164 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 178 eintritt, wie in Fig. 33C gezeigt, als S-polarisiertes Licht auf den dielektrischen Mehrschicht-Film 180 projiziert und vollständig daran reflektiert und dann vom Prisma 164 emittiert.
Eine Vorrichtung mit optischem Kopf in der achten bevorzugten Ausführungsform wird in Fig. 36 erläutert. In der achten Ausführungsform ist die in der siebten Ausführungsform verwendete optische Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 178 durch eine optische Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 184 ersetzt.
Fig. 37A bis 37C zeigen eine Struktur der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 184. Wie in Fig. 37A bis 37C gezeigt, besteht die optische Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 184 aus Prismen 172, 173 und 174, die durch dielektrische Mehrschicht-Filme 185, 186 zusammengeklebt sind. Der dielektrische Mehrschicht-Film 185 hat die Wirkung, dass Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig reflektiert wird und Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen wird. Der dielektrische Mehrschicht-Film 186 hat die Wirkung, dass Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen wird und dass von einfallendem Licht mit 785 nm Wellenlänge eine P-Polarisations-Komponente vollständig durchgelassen wird und eine S-Polarisations-Komponente vollständig reflektiert wird.
Einfallendes Licht 181 mit 635 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser des Moduls 99 emittiert wird und dann in das Prisma 174 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 184 eintritt, wie in Fig. 37A gezeigt, wird vollständig durch den dielektrischen Mehrschicht-Film 186 hindurchgehen gelassen, zweimal an Grenzflächen des Prismas 173 und der Luft totalreflektiert, dann vom dielektrischen Mehrschicht-Film 185 reflektiert, erneut durch den 186 hindurchgehen gelassen und von der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 184 emittiert. Außerdem läuft das Licht mit 635 nm Wellenlänge, das von der Platte 7 reflektiert wird und dann in das Prisma 174 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 184 eintritt, umgekehrt über den gleichen Weg wie das einfallende Licht 181 und wird vom Prisma 174 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 184 emittiert.
Andererseits wird einfallendes Licht 182 mit 785 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser 177 emittiert wird und dann in das Prisma 172 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 184 eintritt, wie in Fig. 33B gezeigt, vollständig durch die dielektrischen Mehrschicht-Filme 185 und das Prisma 173 hindurchgehen gelassen, als P-polarisiertes Licht auf den dielektrischen Mehrschicht-Film 186 projiziert und vollständig dadurch hindurchgehen gelassen und dann vom Prisma 174 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 184 emittiert. Außerdem wird einfallendes Licht mit 785 nm Wellenlänge, das von der Platte 8 reflektiert wird und dann in das Prisma 174 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 184 eintritt, wie in Fig. 37C gezeigt, als S-polarisiertes Licht auf den dielektrischen Mehrschicht-Film 186 projiziert und vollständig daran reflektiert und dann vom Prisma 174 emittiert.
In der siebten und der achten Ausführungsform, wie in Fig. 34 und 36 gezeigt, ist der Abstand vom Halbleiterlaser 177 zur optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 178 oder 184 gleich dem Abstand vom Modul 99 zur optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 178 oder 184. Durch Verwendung der in Fig. 35A bis 35C gezeigten optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 178 oder der in Fig. 37A bis 37C gezeigten optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 184 kann hier die wirksame Lichtweglänge vom Halbleiterlaser 177 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 785 nm Wellenlänge gleich der wirksamen Lichtweglänge vom Modul 99 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 785 nm Wellenlänge sein, und die wirksame Lichtweglänge vom Modul 99 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 635 nm Wellenlänge kann länger als diese wirksamen Lichtweglängen sein.
Fig. 38A bis 38C zeigen eine andere Struktur der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 161, die in der fünften Ausführungsform verwendet wird, wie in Fig. 30 gezeigt. Wie in Fig. 38A bis 38C gezeigt, besteht die optische Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 161 aus Prismen 9, 10, die durch ein Hologramm 187 zusammengeklebt sind.
Einfallendes Licht 168 mit 635 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser 160 emittiert wird und dann in das Prisma 9 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 161 eintritt, wie in Fig. 38A gezeigt, wird als P-Polarisationslicht auf das Hologramm 187 projiziert und vollständig dadurch hindurchgehen gelassen und von der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 161 emittiert. Außerdem wird einfallendes Licht 169 mit 635 nm Wellenlänge, das von der Platte 7 reflektiert wird und dann in das Prisma 10 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 161 eintritt, wie in Fig. 38B gezeigt, als S- Polarisationslicht auf das Hologramm 187 projiziert, wodurch es reflektiert und als Beugungslicht +1. Ordnung gebeugt wird, und von der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 161 emittiert.
Andererseits wird einfallendes Licht 170 mit 785 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser 160 des Moduls 100 emittiert wird und dann in das Prisma 10 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 161 eintritt, wie in Fig. 38C gezeigt, vollständig vom Hologramm 187 reflektiert und vom Prisma 10 emittiert. Das Licht mit 785 nm Wellenlänge, das von der Platte 8 reflektiert wird und dann in das Prisma 10 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 161 eintritt, läuft umgekehrt über den gleichen Weg wie das einfallende Licht 170 und wird vom Prisma 10 emittiert.
Fig. 39A und 39B zeigen Strukturen des in Fig. 38A bis 38C gezeigten Hologramms 187. Wie in Fig. 39A gezeigt, besteht das Hologramm 187 aus einem SiO&sub2;-Film 188 als Hologrammschicht, einem dielektrischen Mehrschicht-Film 189, die auf der schiefen Ebene des Prismas 9 gebildet sind, einem dielektrischen Mehrschicht-Film 191, der auf der schiefen Ebene des Prismas 10 gebildet ist, und einem dazwischen gefüllten Klebstoff 190. Wie in Fig. 39B gezeigt, kann das Hologramm 187 andererseits aus einem SiO&sub2;-Film 192 als Hologrammschicht, einem dielektrischen Mehrschicht-Film 193, die auf der schiefen Ebene des Prismas 9 gebildet sind, einem dielektrischen Mehrschicht-Film 195, der auf der schiefen Ebene des Prismas 10 gebildet ist, und einem dazwischen gefüllten Klebstoff 194 bestehen.
Die dielektrischen Mehrschicht-Filme 189 und 193 haben die Wirkung, dass von Lieht mit 635 nm Wellenlänge eine P-Polarisations-Komponente vollständig durchgelassen wird und eine S-Polarisations-Komponente vollständig reflektiert wird. Andererseits haben die dielektrischen Mehrschicht-Filme 191 und 195 die Wirkung, dass Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen wird und Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig reflektiert wird. Die Klebstoffe 190, 194 und die SiO&sub2;-Filme 188, 192 haben gleiche Brechungsindizes. Durch die Kombination des SiO&sub2;-Films 188 oder 192, des dielektrischen Mehrschicht-Films 189 oder 193 und des Klebstoffs 190 oder 194 wird von Licht mit 635 nm Wellenlänge eine P-Polarisations-Komponente vollständig durchgelassen und wird eine S-Polarisations-Komponente vollständig reflektiert und gebeugt. Für Beugungslicht +1. Ordnung wirkt das Hologramm 187 als Spiegel mit konkaver Oberfläche.
Bei diesen Strukturen wird einfallendes Licht 168 mit 635 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser 160 emittiert wird und dann in das Hologramm 187 eintritt, wie in Fig. 39A und 39B gezeigt, als P-Polarisationslicht auf den SiO&sub2;-Film 188 oder 192, den dielektrischen Mehrschicht-Film 189 oder 193 und den Klebstoff 190 oder 194 projiziert und vollständig dadurch hindurchgehen gelassen, dann durch den dielektrischen Mehrschicht-Film 191 oder 195 hindurchgehen gelassen und vom Hologramm 187 emittiert. Einfallendes Licht 169, das an der Platte 7 reflektiert wird und dann in das Hologramm 187 eintritt, wird vollständig durch den dielektrischen Mehrschicht-Film 191 oder 195 hindurchgehen gelassen und dann als S-Polarisationslicht auf den Klebstoff 190 oder 194 und den dielektrischen Mehrschicht-Film 189 oder 193 projiziert, reflektiert und als Beugungslicht +1. Ordnung gebeugt, erneut durch den dielektrischen Mehrschicht-Film 191 oder 195 hindurchgehen gelassen und vom Hologramm 187 emittiert.
Andererseits wird einfallendes Licht 170 mit 785 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser des Moduls 100 emittiert wird und dann in das Hologramm 187 eintritt, vollständig am dielektrischen Mehrschicht-Film 191 oder 195 reflektiert und dann vom Hologramm 187 emittiert. Das Licht mit 785 nm Wellenlänge, das an der Platte 8 reflektiert wird und in das Hologramm 187 eintritt, läuft umgekehrt über den gleichen Weg wie das einfallende Licht 170 und wird vom Hologramm 187 emittiert.
Wenn der SiO&sub2;-Film 188 eine rechteckige Querschnittsform hat, wie in Fig. 39A gezeigt, beträgt der Beugungswirkungsgrad für Beugungslicht +1. Ordnung maximal 40,5%. Wenn andererseits der SiO&sub2;-Film 192 eine stufenförmige Querschnittsform hat, wie in Fig. 39B gezeigt, wird der Beugungswirkungsgrad für Beugungslicht +1. Ordnung vergrößert, d. h., maximal 81% bei einer Stufenform mit vier Ebenen und maximal 95% bei einer Stufenform mit acht Ebenen.
Bei der Struktur der in Fig. 30 gezeigten fünften Ausführungsform ist der Abstand vom Modul 100 zur optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 161 kürzer als der Abstand vom Halbleiterlaser 160 zur optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 161. Durch Verwendung der in Fig. 38A bis 38C gezeigten optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 161 kommt hier ein Brennpunkt für das an der Platte 7 reflektierte Licht mit 635 nm Wellenlänge näher an die optische Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg- Steuervorrichtung 161 als derjenige für das an der Platte 8 reflektierte Licht mit 785 nm Wellenlänge. Daher kann die wirksame Lichtweglänge vom Halbleiterlaser 160 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 635 nm Wellenlänge gleich der wirksamen Lichtweglänge vom Modul 100 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 635 nm Wellenlänge sein, und die wirksame Lichtweglänge vom Modul 100 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 785 nm Wellenlänge kann kürzer als diese wirksamen Lichtweglängen sein.
Fig. 40A bis 40C zeigen eine andere Struktur der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 178, die in der siebten Ausführungsform verwendet wird, wie in Fig. 34 gezeigt. Wie in Fig. 40A bis 40C gezeigt, besteht diese optische Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 178 aus Prismen 9, 10, die durch ein Hologramm 196 zusammengeklebt sind.
Einfallendes Licht 181 mit 635 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser des Moduls 99 emittiert wird und dann in das Prisma 10 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 178 eintritt, wie in Fig. 40A gezeigt, wird vom Hologramm 196 reflektiert und als Beugungslicht +1. Ordnung gebeugt und vom Prisma 10 emittiert. Das Licht mit 635 nm Wellenlänge, das an der Platte 7 reflektiert wird und in das Prisma 10 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 178 eintritt, läuft umgekehrt über den gleichen Weg wie das einfallende Licht und wird vom Prisma 10 emittiert.
Andererseits wird einfallendes Licht mit 785 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser 177 emittiert wird und dann in das Prisma 9 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 178 eintritt, wie in Fig. 40B gezeigt, als P-Polarisationslicht auf das Hologramm 196 projiziert und vollständig dadurch hindurchgehen gelassen, dann durch das Prisma 10 hindurchgehen gelassen und vom Hologramm 187 emittiert. Einfallendes Licht 183, das an der Platte 8 reflektiert wird und dann in das Prisma 10 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 178 eintritt, wie in Fig. 40C gezeigt, wird als S-Polarisationslicht auf das Hologramm 187 projiziert, vollständig daran reflektiert und vom Prisma 10 emittiert.
Fig. 41A und 41B zeigen Strukturen des in Fig. 40A bis 40C gezeigten Hologramms 196. Wie in Fig. 41A gezeigt, besteht das Hologramm 196 aus einem SiO&sub2;-Film 197 als Hologrammschicht, einem dielektrischen Mehrschicht-Film 198, die auf der schiefen Ebene des Prismas 9 gebildet sind, einem dielektrischen Mehrschicht-Film 200, der auf der schiefen Ebene des Prismas 10 gebildet ist, und einem dazwischen gefüllten Klebstoff 199. Wie in Fig. 41B gezeigt, kann das Hologramm 196 andererseits aus einem SiO&sub2;-Film 201 als Hologrammschicht, einem dielektrischen Mehrschicht-Film 202, die auf der schiefen Ebene des Prismas 9 gebildet sind, einem dielektrischen Mehrschicht-Film 204, der auf der schiefen Ebene des Prismas 10 gebildet ist, und einem dazwischen gefüllten Klebstoff 203 bestehen.
Die dielektrischen Mehrschicht-Filme 198 und 202 haben die Wirkung, dass Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig reflektiert wird und Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen wird. Andererseits haben die dielektrischen Mehrschicht- Filme 200 und 204 die Wirkung, dass Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen wird und dass von Licht mit 785 nm Wellenlänge eine P-Polarisations- Komponente vollständig durchgelassen wird und eine S-Polarisations-Komponente vollständig reflektiert wird. Die Klebstoffe 199, 203 und die SiO&sub2;-Filme 197, 201 haben gleiche Brechungsindizes. Durch die Kombination des SiO&sub2;-Films 197 oder 201, des dielektrischen Mehrschicht-Films 198 oder 202 und des Klebstoffs 199 oder 203 wird Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig reflektiert und gebeugt und wird Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen. Für Beugungslicht +1. Ordnung wirkt das Hologramm 196 als Spiegel mit konkaver Oberfläche.
Bei diesen Strukturen wird einfallendes Licht 181 mit 635 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser des Moduls 99 emittiert wird und dann in das Hologramm 196 eintritt, wie in Fig. 41A und 41B gezeigt, durch den dielektrischen Mehrschicht-Film 200 oder 204 hindurchgehen gelassen, vom Klebstoff 199 oder 203 und dem dielektrischen Mehrschicht-Film 198 oder 202 reflektiert und als Beugungslicht +1. Ordnung gebeugt, erneut durch den dielektrischen Mehrschicht-Film 200 oder 204 hindurchgehen gelassen und vom Hologramm 196 emittiert. Das Licht mit 635 nm Wellenlänge, das an der Platte 7 reflektiert wird und dann in das Hologramm 196 eintritt, läuft umgekehrt über den gleichen Weg wie das einfallende Licht 181 und wird vom Hologramm 196 emittiert.
Andererseits wird einfallendes Licht 182 mit 785 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser 177 emittiert wird und dann in das Hologramm 196 eintritt, wie in Fig. 41A und 41B gezeigt, durch den SiO&sub2;-Film 197 oder 201, den dielektrischen Mehrschicht-Film 198 oder 202 und den Klebstoff 199 oder 203 hindurchgehen gelassen, dann als P- Polarisationslicht auf den dielektrischen Mehrschicht-Film 200 oder 204 projiziert und vollständig dadurch hindurchgehen gelassen und dann vom Hologramm 196 emittiert. Einfallendes Licht 183 mit 785 nm Wellenlänge, das an der Platte 8 reflektiert wird und in das Hologramm 196 eintritt, wird als S-Polarisationslicht auf den dielektrischen Mehrschicht-Film 200 oder 204 projiziert und vollständig daran reflektiert und wird dann vom Hologramm 196 emittiert.
Wenn der SiO&sub2;-Film 197 eine rechteckige Querschnittsform hat, wie in Fig. 41A gezeigt, beträgt der Beugungswirkungsgrad für Beugungslicht +1. Ordnung maximal 40,5%. Wenn andererseits der SiO&sub2;-Film 201 eine stufenförmige Querschnittsform hat, wie in Fig. 41B gezeigt, wird der Beugungswirkungsgrad für Beugungslicht +1. Ordnung vergrößert, d. h., maximal 81% bei einer Stufenform mit vier Ebenen und maximal 95% bei einer Stufenform mit acht Ebenen.
Bei der Struktur der in Fig. 34 gezeigten siebten Ausführungsform ist der Abstand vom Halbleiterlaser 177 zur optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 178 gleich dem Abstand vom Halbleiterlaser des Moduls 99 zur optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 178. Durch Verwendung der in Fig. 40A bis 40C gezeigten optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg- Steuervorrichtung 178 kommt hier ein Brennpunkt für das an der Platte 7 reflektierte Licht mit 635 nm Wellenlänge näher an die optische Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 178 als derjenige für das an der Platte 8 reflektierte Licht mit 785 nm Wellenlänge. Daher kann die wirksame Lichtweglänge vom Halbleiterlaser 177 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 785 nm Wellenlänge gleich der wirksamen Lichtweglänge vom Modul 99 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 785 nm Wellenlänge sein, und die wirksame Lichtweglänge vom Modul 99 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 635 nm Wellenlänge kann länger als diese wirksamen Lichtweglängen sein.
In den Fig. 5, 23, 30 bzw. 32 gezeigten Ausführungsformen wird ein Linsensystem verwendet, das aus der Kollimatorlinse 4 und der Objektivlinse 6 besteht, man kann darin aber auch ein Linsensystem verwenden, das nur aus einer Objektivlinse besteht. Außerdem wird in den Fig. 7, 27, 34 bzw. 36 gezeigten Ausführungsformen ein Linsensystem verwendet, das aus der Kollimatorlinse 4 und der Objektivlinse 6 besteht, man kann darin aber auch ein Linsensystem verwenden, das nur aus einer Objektivlinse besteht.
Eine Vorrichtung mit optischem Kopf in der neunten bevorzugten Ausführungsform wird in Fig. 42 erläutert. Ein Modul 100 enthält einen Halbleiterlaser und einen optischen Detektor, der Licht empfängt, das an einer Platte reflektiert wird. Ein Halbleiterlaser 160 emittiert Licht mit 635 nm Wellenlänge, und der Halbleiterlaser des Moduls 100 emittiert Licht mit 785 nm Wellenlänge.
Von dem Halbleiterlaser 160 emittiertes Licht wird durch eine Kollimatorlinse 205, eine optische Koppel- und Teilvorrichtung 206, eine optische Polarisations-Hologrammvorrichtung 102, ein 1/4-Wellenlängen-Plättchen 103 und eine Öffnungssteuervorrichtung 5 hindurchgehen gelassen, tritt als kollimiertes Licht in eine Objektivlinse 6 ein und wird dann auf einer Platte 7 wie z. B. einer digitalen Bildplatte mit einer Substratdicke von 0,6 mm fokussiert. An der Platte 7 reflektiertes Licht wird umgekehrt durch die Objektivlinse 6, die Öffnungssteuervorrichtung 5 und das 1/4-Wellenlängen-Plättchen 103 hindurchgehen gelassen, von der optischen Polarisations-Hologrammvorrichtung 102 als ±-Beugungslicht gebeugt, dann von der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 206 reflektiert, durch eine Kollimatorlinse 4 hindurchgehen gelassen, von einer Lichtweg-Steuervorrichtung 207 reflektiert und vom optischen Detektor des Moduls 100 empfangen.
Andererseits wird von dem Halbleiterlaser des Moduls 100 emittiertes Licht durch die Kollimatorlinse 4 hindurchgehen gelassen, dann von der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 206 reflektiert und durch die optische Polarisations-Hologrammvorrichtung 102, das 1/4-Wellenlängen-Plättchen 103 und die Öffnungssteuervorrichtung 5 hindurchgehen gelassen. Es tritt als divergentes Licht in die Objektivlinse 6 ein und wird dann auf einer Platte 8 wie z. B. einer Compact-Disk mit einer Substratdicke von 1,2 mm fokussiert. An der Platte 8 reflektiertes Licht wird umgekehrt durch die Objektivlinse 6, die Öffnungssteuervorrichtung 5 und das 1/4-Wellenlängen-Plättchen 103 hindurchgehen gelassen, von der optischen Polarisations-Hologrammvorrichtung 102 als ±- Beugungslicht gebeugt, läuft dann umgekehrt durch die optische Koppel- und Teilvorrichtung 206, die Kollimatorlinse 4 und die Lichtweg-Steuervorrichtung 207 und wird dann vom optischen Detektor des Moduls 100 empfangen.
Mittels eines Aktuators (nicht gezeigt) können die optische Polarisations-Hologrammvorrichtung 102, das 1/4-Wellenlängen-Plättchen 103 und die Öffnungssteuervorrich tung 5 integral mit der Objektivlinse 6 in den Fokussier- und Nachführrichtungen angetrieben werden.
Die Öffnungssteuervorrichtung 5 hat die gleiche Struktur wie in Fig. 16A, 16B oder Fig. 17A, 17B gezeigt. Die optische Polarisations-Hologrammvorrichtung 102 und das 1/4- Wellenlängen-Plättchen 103 wirken wie diejenigen in der dritten Ausführungsform, wie in Fig. 23 gezeigt.
Fig. 43A bis 43C zeigen eine Struktur der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 206, die in der neunten Ausführungsform verwendet wird, wie in Fig. 42 gezeigt. Wie in Fig. 43A bis 43C gezeigt, besteht die optische Koppel- und Teilvorrichtung 206 aus einem Prisma 9 und einem Prisma 10, die durch einen dielektrischen Mehrschicht-Film 208 zusammengeklebt sind. Der dielektrische Mehrschicht-Film 208 hat die Wirkung, dass von einfallendem Licht mit 635 nm Wellenlänge eine P-Polarisations-Komponente vollständig durchgelassen wird und eine S-Polarisations-Komponente vollständig reflektiert wird und dass Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig reflektiert wird.
Wie in Fig. 43A gezeigt, wird daher einfallendes Licht 209 mit 635 nm Wellenlänge, das vom 'Halbleiterlaser 160 emittiert wird und dann in das Prisma 9 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 206 eintritt, als P-Polarisationslicht auf den dielektrischen Mehrschicht-Film 208 projiziert und vollständig dadurch hindurchgehen gelassen und vom Prisma 10 emittiert. Einfallendes Licht 210 mit 635 nm Wellenlänge, das an der Platte 7 reflektiert wird und dann in das Prisma 10 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 206 eintritt, wie in Fig. 43B gezeigt, wird als S-Polarisationslicht auf den dielektrischen Mehrschicht-Film 208 projiziert und vollständig daran reflektiert und vom Prisma 10 emittiert.
Andererseits wird einfallendes Licht 211 mit 785 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser des Moduls 100 emittiert wird und dann in das Prisma 10 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 206 eintritt, wie in Fig. 43C gezeigt, vollständig vom dielektrischen Mehrschicht-Film 208 reflektiert und dann vom Prisma 10 emittiert. Das Licht mit 785 nm Wellenlänge, das an der Platte 8 reflektiert wird und dann in das Prisma 10 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 206 eintritt, läuft umgekehrt über den gleichen Weg wie das einfallende Licht 211 und wird vom Prisma 10 emittiert.
Fig. 44A und 44B zeigen eine Struktur der Lichtweg-Steuervorrichtung 207, die in der neunten Ausführungsform verwendet wird, wie in Fig. 42 gezeigt. Wie in Fig. 44A und 44B gezeigt, besteht die Lichtweg-Steuervorrichtung 207 aus Prismen 212, 213, die durch einen dielektrischen Mehrschicht-Film 214 zusammengeklebt sind. Der dielektrische Mehrschicht-Film 214 hat die Wirkung, dass Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen wird und Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig reflektiert wird.
Einfallendes Licht 217 mit 635 nm Wellenlänge, das an der Platte 7 reflektiert wird und dann in das Prisma 212 der Lichtweg-Steuervorrichtung 207 eintritt, wie in Fig. 44A gezeigt, wird vollständig durch den dielektrischen Mehrschicht-Film 214 hindurchgehen gelassen, dann vollständig an einem Reflexionsfilm 215 und einem Reflexionsfilm 216 reflektiert, erneut durch den dielektrischen Mehrschicht-Film 214 hindurchgehen gelassen und vom Prisma 212 emittiert.
Andererseits wird einfallendes Licht 218 mit 785 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser des Moduls 100 emittiert wird und dann in das Prisma 212 der Lichtweg-Steuervorrichtung 207 eintritt, wie in Fig. 44B gezeigt, vollständig am dielektrischen Mehrschicht-Film 214 reflektiert und vom Prisma 212 emittiert. Das Licht mit 785 nm Wellenlänge, das an der Platte 8 reflektiert wird und dann in das Prisma 212 der Lichtweg- Steuervorrichtung 207 eintritt, läuft umgekehrt über den gleichen Weg wie das einfallende Licht 218 und wird vom Prisma 212 emittiert.
Eine Vorrichtung mit optischem Kopf in der zehnten bevorzugten Ausführungsform wird in Fig. 44 erläutert. In der zehnten Ausführungsform ist die in der neunten Ausführungsform verwendete Lichtweg-Steuervorrichtung 207, wie in Fig. 42 gezeigt, durch eine Lichtweg-Steuervorrichtung 219 ersetzt.
Fig. 46A und 46B zeigen eine Struktur der Lichtweg-Steuervorrichtung 219, die in der zehnten Ausführungsform verwendet wird, wie in Fig. 45 gezeigt. Wie in Fig. 46A und 46B gezeigt, besteht die Lichtweg-Steuervorrichtung 219 aus Prismen 220, 221, die durch einen dielektrischen Mehrschicht-Film 222 zusammengeklebt sind. Der dielektrische Mehrschicht-Film 222 hat die Wirkung, dass Licht mit 635 nm Wellenlänge voll ständig durchgelassen wird und Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig reflektiert wird.
Einfallendes Licht 217 mit 635 nm Wellenlänge, das an der Platte 7 reflektiert wird und dann in das Prisma 220 der Lichtweg-Steuervorrichtung 219 eintritt, wird vollständig durch den dielektrischen Mehrschicht-Film 222 hindurchgehen gelassen, dann dreimal an Grenzflächen des Prismas 221 und der Luft totalreflektiert, erneut durch den dielektrischen Mehrschicht-Film 222 hindurchgehen gelassen und vom Prisma 220 emittiert.
Andererseits wird einfallendes Licht 218 mit 785 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser des Moduls 100 emittiert wird und dann in das Prisma 220 der Lichtweg-Steuervorrichtung 219 eintritt, vollständig am dielektrischen Mehrschicht-Film 222 reflektiert und vom Prisma 220 emittiert. Das Licht mit 785 nm Wellenlänge, das an der Platte 8 reflektiert wird und dann in das Prisma 220 der Lichtweg-Steuervorrichtung 219 eintritt, läuft umgekehrt über den gleichen Weg wie das einfallende Licht 218 und wird vom Prisma 220 emittiert.
In der neunten und der zehnten Ausführungsform, wie in Fig. 42 und 45 gezeigt, ist der Abstand vom Halbleiterlaser 160 zur Kollimatorlinse 205 gleich dem Brennpunktabstand der Kollimatorlinse 205 und ist der Abstand vom Modul 100 zur Kollimatorlinse 4 kürzer als der Brennpunktabstand der Kollimatorlinse 205. Bei dieser Struktur kann durch Verwendung der in Fig. 44A und 44B gezeigten Lichtweg-Steuervorrichtung 207 oder der in Fig. 46A und 46B gezeigten Lichtweg-Steuervorrichtung 219 die wirksame Lichtweglänge vom Modul 100 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 635 nm Wellenlänge gleich dem Brennpunktabstand des Kollimators 4 sein und kann die wirksame Lichtweglänge vom Modul 100 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 785 nm Wellenlänge kürzer als der Brennpunktabstand sein.
In der neunten und der zehnten Ausführungsform, wie in Fig. 42 und 45 gezeigt, verwendet die optische Koppel- und Teilvorrichtung 206 den dielektrischen Mehrschicht- Film 208, in dem von einfallendem Licht mit 635 nm Wellenlänge die P-Polarisations- Komponente vollständig durchgelassen wird und die S-Polarisations-Komponente vollständig reflektiert wird und das Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig reflektiert wird, die optische Koppel- und Teilvorrichtung 206 kann aber auch einen anderen dielektrischen Mehrschicht-Film verwenden, in dem von dem einfallendem Licht mit 635 nm Wellenlänge die P-Polarisations-Komponente vollständig durchgelassen wird und die S-Polarisations-Komponente vollständig reflektiert wird und das Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen wird. In diesem Fall müssen die Positionen des Blocks, der aus dem Halbleiterlaser 160 und der Kollimatorlinse 205 besteht, und des Blocks, der aus dem Modul 1 ß0, der Lichtweg-Steuervorrichtung 207 oder 219 und der Kollimatorlinse 4 besteht, miteinander vertauscht werden, und das vom Halbleiterlaser 160 emittierte Licht mit 635 nm Wellenlänge muss als S-Polarisationslicht auf den dielektrischen Mehrschicht-Film der optischen Koppel- und Teilvorrichtung projiziert werden.
Eine Vorrichtung mit optischem Kopf in der elften bevorzugten Ausführungsform wird in Fig. 47 erläutert. Ein Modul 99 enthält einen Halbleiterlaser und einen optischen Detektor, der Licht empfängt, das an einer Platte reflektiert wird. Der Halbleiterlaser des Moduls 99 emittiert Licht mit 635 nm Wellenlänge, und ein Halbleiterlaser 177 emittiert Licht mit 785 nm Wellenlänge.
Von dem Halbleiterlaser des Moduls 99 emittiertes Licht wird von einer Lichtweg- Steuervorrichtung 207 reflektiert, durch eine Kollimatorlinse 4 hindurchgehen gelassen, von einer optischen Koppel- und Teilvorrichtung 223 reflektiert, durch eine optische Polarisations-Hologrammvorrichtung 105, ein 1/4-Wellenlängen-Plättchen 106 und eine Öffnungssteuervorrichtung 5 hindurchgehen gelassen, tritt als konvergentes Licht in eine Objektivlinse 15 ein und wird dann auf einer Platte 7 wie z. B. einer digitalen Bildplatte mit einer Substratdicke von 0,6 mm fokussiert. An der Platte 7 reflektiertes Licht wird umgekehrt durch die Objektivlinse 15, die Öffnungssteuervorrichtung 5 und das 1/4-Wellenlängen-Plättchen 106 hindurchgehen gelassen, von der optischen Polarisations-Hologrammvorrichtung 105 als ±-Beugungslicht gebeugt, läuft dann umgekehrt durch die optische Koppel- und Teilvorrichtung 223, die Kollimatorlinse 4 und die Lichtweg-Steuervorrichtung 207 und wird vom optischen Detektor des Moduls 99 empfangen.
Andererseits wird von dem Halbleiterlaser 177 emittiertes Licht durch die Kollimatorlinse 205, die optische Koppel- und Teilvorrichtung 223, die optische Polarisations- Hologrammvorrichtung 105, das 1/4-Wellenlängen-Plättchen 106 und die Öffnungs steuervorrichtung 5 hindurchgehen gelassen. Es tritt als kollimiertes Licht in die Objektivlinse 15 ein und wird dann auf einer Platte 8 wie z. B. einer Compact-Disk mit einer Substratdicke von 1,2 mm fokussiert. An der Platte 8 reflektiertes Licht wird umgekehrt durch die Objektivlinse 15, die Öffnungssteuervorrichtung 5 und das 1/4- Wellenlängen-Plättchen 106 hindurchgehen gelassen, von der optischen Polarisations- Hologrammvorrichtung 105 als ±-Beugungslicht gebeugt, dann von der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 223 reflektiert, durch die Kollimatorlinse 4 hindurchgehen gelassen, von der Lichtweg-Steuervorrichtung 207 reflektiert und vom optischen Detektor des Moduls 99 empfangen.
Mittels eines Aktuators (nicht gezeigt) können die optische Polarisations-Hologrammvorrichtung 105, das 1/4-Wellenlängen-Plättchen 106 und die Öffnungssteuervorrichtung 5 integral mit der Objektivlinse 15 in den Fokussier- und Nachführrichtungen angetrieben werden.
Die optische Koppel- und Teilvorrichtung 5 hat die gleiche Struktur wie in Fig. 16A, 16B oder Fig. 17A, 17B gezeigt. Die optische Polarisations-Hologrammvorrichtung 105 und das 1/4-Wellenlängen-Plättchen 106 wirken wie diejenigen in der vierten Ausführungsform, wie in Fig. 24 gezeigt.
Fig. 48A bis 48C zeigen eine Struktur der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 223, die in der elften Ausführungsform verwendet wird, wie in Fig. 47 gezeigt. Wie in Fig. 48A bis 48C gezeigt, besteht die optische Koppel- und Teilvorrichtung 223 aus einem Prisma 9 und einem Prisma 10, die durch einen dielektrischen Mehrschicht-Film 224 zusammengeklebt sind. Der dielektrische Mehrschicht-Film 224 hat die Wirkung, dass Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig reflektiert wird und dass von Licht mit 785 nm Wellenlänge eine P-Polarisations-Komponente vollständig durchgelassen wird und eine S-Polarisations-Komponente vollständig reflektiert wird.
Wie in Fig. 48 gezeigt, wird daher einfallendes Licht 225 mit 635 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser des Moduls 99 emittiert wird und dann in das Prisma 10 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 223 eintritt, vollständig am dielektrischen Mehrschicht-Film 224 reflektiert und vom Prisma 10 emittiert. Das Licht mit 635 nm Wellenlänge, das an der Platte 7 reflektiert wird und dann in das Prisma 10 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 223 eintritt, läuft umgekehrt über den gleichen Weg wie das einfallende Licht 225 und wird vom Prisma 10 emittiert.
Andererseits wird einfallendes Licht 226 mit 785 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser 177 emittiert wird und dann in das Prisma 9 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 223 eintritt, wie in Fig. 48B gezeigt, als P-Polarisationslicht auf den dielektrischen Mehrschicht-Film 224 projiziert und vollständig dadurch hindurchgehen gelassen und vom Prisma 10 emittiert. Einfallendes Licht mit 785 nm Wellenlänge, das an der Platte 8 reflektiert wird und dann in das Prisma 10 der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 223 eintritt, wie in Fig. 48C gezeigt, wird als S-Polarisationslicht auf den dielektrischen Mehrschicht-Film 224 projiziert und vollständig daran reflektiert und vom Prisma 10 emittiert.
Eine Vorrichtung mit optischem Kopf in der zwölften bevorzugten Ausführungsform wird in Fig. 49 erläutert. In der zwölften Ausführungsform ist die Lichtweg-Steuervorrichtung 207, die in der elften Ausführungsform verwendet wird, wie in Fig. 47 gezeigt, durch eine Lichtweg-Steuervorrichtung 219 ersetzt. Die Lichtweg-Steuervorrichtung 207, die in der elften Ausführungsform verwendet wird, wie in Fig. 47 gezeigt, hat hier die gleiche Struktur wie die in Fig. 44A und 44B gezeigte Lichtweg-Steuervorrichtung 207, und die Lichtweg-Steuervorrichtung 219, die in der zwölften Ausführungsform verwendet wird, hat die gleiche Struktur wie die in Fig. 46A und 46B gezeigte Lichtweg-Steuervorrichtung 219.
In der elften und der zwölften Ausführungsform, wie in Fig. 47 und 49 gezeigt, ist der Abstand vom Halbleiterlaser 177 zur Kollimatorlinse 205 gleich dem Brennpunktabstand der Kollimatorlinse 205 und ist der Abstand vom Modul 99 zur Kollimatorlinse 4 gleich dem Brennpunktabstand der Kollimatorlinse 4. Bei dieser Struktur kann durch Verwendung der in Fig. 44A und 44B gezeigten Lichtweg-Steuervorrichtung 207 oder der in Fig. 46A und 46B gezeigten Lichtweg-Steuervorrichtung 219 die wirksame Lichtweglänge vom Modul 99 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich Licht mit 785 nm Wellenlänge gleich dem Brennpunktabstand des Kollimators 4 sein und kann die wirksame Lichtweglänge vom Modul 99 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich Licht mit 635 nm Wellenlänge länger als der Brennpunktabstand sein.
In der elften und der zwölften Ausführungsform, wie in Fig. 47 und 49 gezeigt, verwendet die optische Koppel- und Teilvorrichtung 223 den dielektrischen Mehrschicht- Film 224, in dem das Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig reflektiert wird und von dem Licht mit 785 nm Wellenlänge die P-Polarisations-Komponente vollständig durchgelassen wird und die S-Polarisations-Komponente vollständig reflektiert wird, die optische Koppel- und Teilvorrichtung 223 kann aber auch einen anderen dielektrischen Mehrschicht-Film verwenden, in dem das Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen wird und von dem Licht mit 785 nm Wellenlänge die P-Polarisations- Komponente vollständig durchgelassen wird und die S-Polarisations-Komponente vollständig reflektiert wird. In diesem Fall müssen die Positionen des Blocks, der aus dem Halbleiterlaser 177 und der Kollimatorlinse 205 besteht, und des Blocks, der aus dem Modul 99, der Lichtweg-Steuervorrichtung 207 oder 219 und der Kollimatorlinse 4 besteht, miteinander vertauscht werden, und das vom Halbleiterfaser 177 emittierte Licht mit 785 nm Wellenlänge muss als S-Polarisationslicht auf den dielektrischen Mehrschicht-Film der optischen Koppel- und Teilvorrichtung projiziert werden.
Fig. 50A und 50B zeigen eine andere Struktur der Lichtweg-Steuervorrichtung 207, die in der neunten Ausführungsform verwendet wird, wie in Fig. 42 gezeigt. Wie in Fig. 50A und 50B gezeigt, besteht die Lichtweg-Steuervorrichtung 207 aus einem Prisma 9 und einem Hologramm 228, das auf die schiefe Ebene des Prismas 9 geklebt ist. Wie in Fig. 50A gezeigt, wird einfallendes Licht 217 mit 635 nm Wellenlänge, das an der Platte 7 reflektiert wird und dann in das Prisma 9 der Lichtweg-Steuervorrichtung 207 eintritt, vom Hologramm 228 reflektiert und als Beugungslicht +1. Ordnung gebeugt und vom Prisma 9 emittiert. Wie in Fig. 50B gezeigt, wird andererseits einfallendes Licht 218 mit 785 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser des Moduls 100 emittiert wird und dann in das Prisma 9 der Lichtweg-Steuervorrichtung 207 eintritt, vollständig vom Hologramm 228 reflektiert und vom Prisma 9 emittiert. Das Licht mit 785 nm Wellenlänge, das an der Platte 8 reflektiert wird und dann in das Prisma 9 der Lichtweg-Steuervorrichtung 207 eintritt, läuft umgekehrt über den gleichen Weg wie das einfallende Licht 218 und wird vom Prisma 9 emittiert.
Fig. 51A und 51B zeigen Strukturen des Hologramms 228 in Fig. 50A und 50B. Wie in Fig. 51A gezeigt, besteht das Hologramm 228 aus einem dielektrischen Mehrschicht- Film 229 und einem SiO&sub2;-Film 230 als Hologrammschicht, die auf der schiefen Ebene des Prismas 9 gebildet sind. Wie in Fig. 51B gezeigt, kann das Hologramm 228 andererseits aus einem dielektrischen Mehrschicht-Film 231 und einem SiO&sub2;-Film 232 als Hologrammschicht bestehen, die auf der schiefen Ebene des Prismas 9 gebildet sind. Das Hologramm 228 in Fig. 51B unterscheidet sich von demjenigen in Fig. 51A in der Querschnittsform des SiO&sub2;-Films 232.
Die dielektrischen Mehrschicht-Filme 229 und 231 haben die Wirkung, dass Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen wird und Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig reflektiert wird. Für Beugungslicht +1. Ordnung wirkt das Hologramm 228 wie ein Spiegel mit konkaver Oberfläche.
Bei diesen Strukturen wird einfallendes Licht 217 mit 635 nm Wellenlänge, das an der Platte 7 reflektiert wird und dann in das Hologramm 228 eintritt, wie in Fig. 51A und 51B gezeigt, vollständig durch den dielektrischen Mehrschicht-Film 229 oder 231 hindurchgehen gelassen, vom SiO&sub2;-Film 230 oder 232 reflektiert und als Beugungslicht +1. Ordnung gebeugt, erneut durch den dielektrischen Mehrschicht-Film 229 oder 231 hindurchgehen gelassen und vom Hologramm 228 emittiert. Andererseits wird einfallendes Licht 218 mit 785 nm Wellenlänge, das vom Halbleiterlaser des Moduls 100 emittiert wird und dann in das Hologramm 228 eintritt, wie in Fig. 51A und 51B gezeigt, vollständig vom dielektrischen Mehrschicht-Film 229 oder 231 reflektiert und vom Hologramm 228 emittiert. Das Licht mit 785 nm Wellenlänge, das an der Platte 8 reflektiert wird und in das Hologramm 228 eintritt, läuft umgekehrt über den gleichen Weg wie das einfallende Licht 218 und wird vom Hologramm 228 emittiert.
Wenn der SiO&sub2;-Film 230 eine rechteckige Querschnittsform hat, wie in Fig. 51A gezeigt, beträgt der Beugungswirkungsgrad für Beugungslicht +1. Ordnung maximal 40,5%. Wenn andererseits der SiO&sub2;-Film 232 eine stufenförmige Querschnittsform hat, wie in Fig. 51B gezeigt, wird der Beugungswirkungsgrad für Beugungslicht +1. Ordnung vergrößert, d. h., maximal 81% bei einer Stufenform mit vier Ebenen und maximal 95% bei einer Stufenform mit acht Ebenen.
Bei der Struktur der in Fig. 42 gezeigten neunten Ausführungsform ist der Abstand vom Halbleiterlaser 160 zur Kollimatorlinse 205 gleich dem Brennpunktabstand der Kollimatorlinse 205 und ist der Abstand vom Modul 100 zur Kollimatorlinse 4 kürzer als der Brennpunktabstand der Kollimatorlinse 4. Durch Verwendung der in Fig. 50A und 50B gezeigten Lichtweg-Steuervorrichtung 207 kommt hier ein Brennpunkt für das an der Platte 7 reflektierte Licht mit 635 nm Wellenlänge näher an die Lichtweg-Steuervorrichtung 207 als derjenige für das an der Platte 8 reflektierte Licht mit 785 nm Wellenlänge. Daher kann die wirksame Lichtweglänge vom Modul 100 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 635 nm Wellenlänge gleich dem Brennpunktabstand der Kollimatorlinse 4 sein und kann die wirksame Lichtweglänge vom Modul 100 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 785 nm Wellenlänge kürzer als der Brennpunktabstand sein.
Die in Fig. 50A und 50B gezeigte Lichtweg-Steuervorrichtung kann in der elften Ausführungsform verwendet werden, wie in Fig. 47 gezeigt. Bei der Struktur der in Fig. 47 gezeigten elften Ausführungsform ist der Abstand vom Halbleiterlaser 177 zur Kollimatorlinse 205 gleich dem Brennpunktabstand der Kollimatorlinse 205 und ist der Abstand vom Modul 99 zur Kollimatorlinse 4 gleich dem Brennpunktabstand der Kollimatorlinse 205. Durch Verwendung der in Fig. 50A und 50B gezeigten Lichtweg- Steuervorrichtung 207 kommt hier ein Brennpunkt für das an der Platte 7 reflektierte Licht mit 635 nm Wellenlänge näher an die Lichtweg-Steuervorrichtung 207 als derjenige für das an der Platte 8 reflektierte Licht mit 785 nm Wellenlänge. Daher kann die wirksame Lichtweglänge vom Modul 99 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 785 nm Wellenlänge gleich dem Brennpunktabstand der Kollimatorlinse 4 sein und kann die wirksame Lichtweglänge vom Modul 99 zur Kollimatorlinse 4 hinsichtlich des Lichts mit 635 nm Wellenlänge länger als der Brennpunktabstand sein.
Muster von Interferenzstreifen des Hologramms 187, das in der in Fig. 38A bis 38C gezeigten optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 161 verwendet wird, des Hologramms 196, das in der in Fig. 40A bis 40C gezeigten optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 178 verwendet wird, und des Hologramms 228, das in der in Fig. 50A und 50B gezeigten Lichtweg- Steuervorrichtung 207 verwendet wird, sind in Fig. 15 gezeigt.
Die dielektrischen Mehrschicht-Filme 165 und 166 der in Fig. 31 A bis 31 C gezeigten optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 161, die dielektrischen Mehrschicht-Filme 175 und 176 der in Fig. 33A bis 33C gezeigten optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 171, die dielektrischen Mehrschicht-Filme 179 und 180 der in Fig. 35A bis 35C gezeigten optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 178, die dielektrischen Mehrschicht-Filme 185 und 186 der in Fig. 37A bis 37C gezeigten optischen Koppel- und Teilvorrichtung bzw. Lichtweg-Steuervorrichtung 184, die dielektrischen Mehrschicht- Filme 189, 191, 193 und 195 des in Fig. 39A und 39B gezeigten Hologramms 187, die dielektrischen Mehrschicht-Filme 198, 200, 202 und 204 des in Fig. 41A und 41B gezeigten Hologramms 196, der dielektrische Mehrschicht-Film 208 der in Fig. 43A bis 43C gezeigten optischen Koppel- und Teilvorrichtung 206, der dielektrische Mehrschicht-Film 214 der in Fig. 44A und 44B gezeigten Lichtweg-Steuervorrichtung 207, der dielektrische Mehrschicht-Film 222 der in Fig. 46A und 46B gezeigten Lichtweg- Steuervorrichtung 219, der dielektrische Mehrschicht-Film 224 der in Fig. 48A bis 48C gezeigten optischen Koppel- und Teilvorrichtung 223 und die dielektrischen Mehrschicht-Filme 229 und 231 des in Fig. 51 A und 51B gezeigten Hologramms 228 können hergestellt werden, indem eine man ungerade Anzahl von Schichten bildet, wobei eine Schicht mit hohem Brechungsindex wie z. B. TiO&sub2; und eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex wie z. B. SiO&sub2; abwechselnd aufgebracht werden.
In den Ausführungsformen wie in Fig. 30, 32, 34, 36, 42, 45, 47 bzw. 47 gezeigt werden die beiden Module, die den Halbleiterlaser und optischen Detektor enthalten, zur Größenminiaturisierung verwendet, man kann aber auch zwei Paare von Blöcken verwenden, wobei in jedem Paar Blöcke ein Halbleiterlaser und ein optischer Detektor getrennt enthalten sind.
Eine Vorrichtung mit optischem Kopf in der dreizehnten bevorzugten Ausführungsform wird in Fig. 52 erläutert. Ein Modul 1 und ein Modul 2 enthalten jeweils einen Halbleiterlaser und einen optischen Detektor, der Licht empfängt, das an einer Platte reflektiert wird. Der Halbleiterlaser des Moduls 1 emittiert Licht mit 635 nm Wellenlänge, und der Halbleiterlaser des Moduls 2 emittiert Licht mit 785 nm Wellenlänge. Eine optische Koppel- und Teilvorrichtung 3 hat die Struktur wie in Fig. 6A und 6B gezeigt, und eine Öffnungssteuervorrichtung 5 hat die Struktur wie in Fig. 16A und 16B oder Fig. 17A und 17B gezeigt.
Von dem Halbleiterlaser des Moduls 1 emittiertes Licht wird durch eine Kollimatorlinse 205, eine optische Koppel- und Teilvorrichtung 3 und eine Öffnungssteuervorrichtung 5 hindurchgehen gelassen, tritt als kollimiertes Licht in eine Objektivlinse 6 ein und wird dann auf einer Platte 7 wie z. B. einer digitalen Bildplatte mit einer Substratdicke von 0,6 mm fokussiert. An der Platte 7 reflektiertes Licht wird umgekehrt durch die Objektivlinse 6, die Öffnungssteuervorrichtung 5, die optische Koppel- und Teilvorrichtung 3 und die Kollimatorlinse 4 hindurchgehen gelassen und vom optischen Detektor des Moduls 1 empfangen.
Andererseits wird von dem Halbleiterlaser des Moduls 2 emittiertes Licht durch eine Kollimatorlinse 233 und eine Konkavlinse 234 hindurchgehen gelassen, von der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 3 reflektiert und durch die Öffnungssteuervorrichtung 5 hindurchgehen gelassen. Es tritt als divergentes Licht in die Objektivlinse 6 ein und wird dann auf einer Platte 8 wie z. B. einer Compact-Disk mit einer Substratdicke von 1,2 mm fokussiert. An der Platte 8 reflektiertes Licht läuft umgekehrt durch die Objektivlinse 6, die Öffnungssteuervorrichtung 5, die optische Koppel- und Teilvorrichtung 3, die Konkavlinse 234 und die Kollimatorlinse 233 und wird vom optischen Detektor des Moduls 2 empfangen. Mittels eines Aktuators (nicht gezeigt) kann die Öffnungssteuervorrichtung 5 integral mit der Objektivlinse 6 in den Fokussier- und Nachführrichtungen angetrieben werden.
In der vierzehnten Ausführungsform, wie in Fig. 52 gezeigt, verwendet die optische Koppel- und Teilvorrichtung 3 den in Fig. 6A und 6B gezeigten dielektrischen Mehrschicht-Film 11, in dem das Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen wird und das Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig reflektiert wird, die optische Koppel- und Teilvorrichtung 3 kann aber auch einen anderen dielektrischen Mehrschicht-Film verwenden, in dem das Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig reflektiert wird und das Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen wird. In diesem Fall müssen die Positionen des Moduls 1 und des Moduls 2 miteinander vertauscht werden.
In der dreizehnten Ausführungsform, wie in Fig. 52 gezeigt, wird die Konkavlinse 234 verwendet, damit das vom Halbleiterlaser des Moduls 2 emittierte Licht als divergentes Licht in die Objektivlinse 6 eintritt, alternativ kann das emittierte Licht aber auch mittels einer Konvexlinse fokussiert und danach zerstreut werden.
Eine Vorrichtung mit optischem Kopf in der vierzehnten bevorzugten Ausführungsform wird in Fig. 53 erläutert. Ein Modul 1 und ein Modul 2 enthalten jeweils einen Halbleiterlaser und einen optischen Detektor, der Licht empfängt, das an einer Platte reflektiert wird. Der Halbleiterlaser des Moduls 1 emittiert Licht mit 635 nm Wellenlänge, und der Halbleiterlaser des Moduls 2 emittiert Licht mit 785 nm Wellenlänge. Eine optische Koppel- und Teilvorrichtung 14 hat die Struktur wie in Fig. 8A und 8B gezeigt, und eine Öffnungssteuervorrichtung 5 hat die Struktur wie in Fig. 16A und 16B oder Fig. 17A und 17B gezeigt. Die vierzehnte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Konvexlinse 236 verwendet wird, um das vom Halbleiterlaser des Moduls 1 emittierte Licht als konvergentes Licht in eine Objektivlinse 15 eintreten zu lassen.
Wie in Fig. 53 gezeigt, wird das vom Halbleiterlaser des Moduls 1 emittierte Licht durch eine Kollimatorlinse 235 und eine Konvexlinse 236 hindurchgehen gelassen, dann von der optischen Koppel- und Teilvorrichtung 14 reflektiert und durch die Öffnungssteuervorrichtung 5 hindurchgehen gelassen. Es tritt als konvergentes Licht in die Objektivlinse 15 ein und wird dann auf einer Platte 7 wie z. B. einer digitalen Bildplatte mit einer Substratdicke von 0,6 mm fokussiert. An der Platte 7 reflektiertes Licht läuft umgekehrt durch die Objektivlinse 15, die Öffnungssteuervorrichtung 5, die optische Koppel- und Teilvorrichtung 14, die Konvexlinse 236 und die Kollimatorlinse 235 und wird vom optischen Detektor des Moduls 1 empfangen.
Andererseits wird von dem Halbleiterlaser des Moduls 2 emittiertes Licht durch eine Kollimatorlinse 205, die optische Koppel- und Teilvorrichtung 14 und die Öffnungssteuervorrichtung 5 hindurchgehen gelassen. Es tritt als kollimiertes Licht in die Objektivlinse 15 ein und wird dann auf einer Platte 8 wie z. B. einer Compact-Disk mit einer Substratdicke von 1,2 mm fokussiert. An der Platte 8 reflektiertes Licht läuft umgekehrt durch die Objektivlinse 15, die Öffnungssteuervorrichtung 5, die optische Koppel- und Teilvorrichtung 14 und die Kollimatorlinse 205 und wird vom optischen Detektor des Moduls 2 empfangen. Mittels eines Aktuators (nicht gezeigt) kann die Öffnungssteuervorrichtung 5 integral mit der Objektivlinse 15 in den Fokussier- und Nachführrichtungen angetrieben werden.
In der dreizehnten Ausführungsform, wie in Fig. 53 gezeigt, verwendet die optische Koppel- und Teilvorrichtung 14 den in Fig. 8A und 8B gezeigten dielektrischen Mehrschicht-Film 16, in dem das Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig reflektiert wird und das Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen wird, die optische Koppel- und Teilvorrichtung 14 kann aber auch einen anderen dielektrischen Mehrschicht-Film verwenden, in dem das Licht mit 635 nm Wellenlänge vollständig durchgelassen wird und das Licht mit 785 nm Wellenlänge vollständig reflektiert wird. In diesem Fall müssen die Positionen des Moduls 1 und des Moduls 2, wie in Fig. 53 gezeigt, miteinander vertauscht werden.
In der dreizehnten und der vierzehnten Ausführungsform, wie in Fig. 52 und 53 gezeigt, werden die beiden Module, die den Halbleiterlaser und optischen Detektor enthalten, zur Größenminiaturisierung verwendet, man kann aber auch zwei Paare von Blöcken verwenden, wobei in jedem Paar Blöcke ein Halbleiterlaser und ein optischer Detektor getrennt enthalten sind.
Für eine vollständige und deutliche Offenbarung wurde die Erfindung zwar im Hinblick auf spezielle Ausführungsformen beschrieben, die beigefügten Patentansprüche sind aber nicht darauf beschränkt, sondern so auszufegen, dass sie alle Modifizierungen und alternativen Gestaltungen umfassen, denen der Fachmann möglicherweise begegnet und die klar unter die hier dargelegte grundlegende Lehre fallen.

Claims

1. Vorrichtung mit optischem Kopf, mit

einer ersten Lichtquelle (1), die Licht mit einer ersten Wellenlänge emittiert, einer zweiten Lichtquelle (2), die Licht mit einer zweiten Wellenlänge emittiert, einem optischen Detektor (1, 2),

einer optischen Koppel- und Teileinrichtung (3), in der das von der ersten Lichtquelle emittierte Licht und das von der zweiten Lichtquelle emittierte Licht gekoppelt und dann zu einem optischen Aufzeichnungsmedium (7, 8) mit einer ersten und einer zweiten Substratdicke geführt werden, und in der das von der ersten Lichtquelle (1) emittierte und auf dem optischen Aufzeichnungsmedium reflektierte Licht und das von der zweiten Lichtquelle (2) emittierte und auf dem optischen Aufzeichnungsmedium reflektierte Licht zu dem optischen Detektor (1, 2) geführt werden, und

einem Linsensystem, das zwischen der optischen Koppel- und Teileinrichtung und dem optischen Aufzeichnungsmedium angeordnet ist und eine Objektivlinse enthält,

wobei die zweite Substratdicke so eingestellt ist, dass sie größer als die erste Substratdicke ist, und eine wirksame Lichtweglänge von der zweiten Lichtquelle zu dem Linsensystem so eingestellt ist, dass sie kürzer als eine wirksame Lichtweglänge von der ersten Lichtquelle zu dem Linsensystem ist, und

wobei die Aufzeichnung oder Wiedergabe des optischen Aufzeichnungsmediums mit der ersten Substratdicke unter Verwendung des von der ersten Lichtquelle emittierten Lichtes durchgeführt wird und die Aufzeichnung oder Wiedergabe des optischen Aufzeichnungsmediums mit der zweiten Substratdicke unter Verwendung des von der zweiten Lichtquelle emittierten Lichtes durchgeführt wird,

dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der optischen Koppel- und Teileinrichtung und der Objektivlinse eine Öffnungssteuervorrichtung (5) angeordnet ist, die so gestaltet ist, dass sie ermöglicht, dass hinsichtlich der ersten Wellenlänge einfallendes Licht vollständig durchgelassen wird und hinsichtlich der zweiten Wellenlänge nur ein mittlerer Teil im Querschnitt von einfallendem Licht vollständig durchgelassen wird.

2. Vorrichtung mit optischem Kopf, wie in Anspruch 1 angegeben, bei der der optische Detektor einen ersten (1) und einen zweiten (2) optischen Detektor aufweist, wobei das von der ersten Lichtquelle emittierte und auf dem optischen Aufzeichnungsmedium reflektierte Licht zu dem ersten optischen Detektor geführt wird und das von der zwei ten Lichtquelle emittierte und auf dem optischen Aufzeichnungsmedium reflektierte Licht zu dem zweiten optischen Detektor geführt wird.

3. Vorrichtung mit optischem Kopf, nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin mit

einer ersten Kollimatorlinse, die zwischen der ersten Lichtquelle und der optischen Koppel- und Teileinrichtung angeordnet ist, und

einer zweiten Kollimatorlinse (205), die zwischen der zweiten Lichtquelle und der optischen Koppel- und Teileinrichtung angeordnet ist,

wobei die zweite Substratdicke so eingestellt ist, dass sie größer als die erste Substratdicke ist, und eine Differenz zwischen einer wirksamen Lichtweglänge von der zweiten Lichtquelle (2) zu der zweiten Kollimatorlinse (205) und einem Brennpunktabstand der zweiten Kollimatorlinse so eingestellt ist, dass sie kleiner als eine Differenz zwischen einer wirksamen Lichtweglänge von der ersten Lichtquelle (1) zu der ersten Kollimatorlinse (4) und einem Brennpunktabstand der ersten Kollimatorlinse ist, und

wobei die Aufzeichnung oder Wiedergabe des optischen Aufzeichnungsmediums mit der ersten Substratdicke unter Verwendung des von der ersten Lichtquelle (1) emittierten Lichtes durchgeführt wird und die Aufzeichnung oder Wiedergabe des optischen Aufzeichnungsmediums mit der zweiten Substratdicke unter Verwendung des von der zweiten Lichtquelle (2) emittierten Lichtes durchgeführt wird.

4. Vorrichtung mit optischem Kopf, nach Anspruch 1 oder 2, bei der die erste Wellenlänge ungefähr 635 nm ist und die zweite Wellenlänge ungefähr 785 nm ist.

5. Vorrichtung mit optischem Kopf, nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der die Öffnungssteuervorrichtung und die Objektivlinse in den Fokussier- und Nachführrichtungen integral durch einen Aktuator angetrieben wird.

6. Vorrichtung mit optischem Kopf, nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der die Öffnungssteuervorrichtung einen dielektrischen Mehrschicht-Film, der auf der Außenseite eines kreisförmigen Bereichs eines Substrats gebildet ist, dessen Durchmesser kleiner als ein wirksamer Durchmesser der Objektivlinse ist, und einen Phasenausgleichsfilm aufweist, der auf der Innenseite des kreisförmigen Bereichs gebildet ist, wobei der dielektrische Mehrschicht-Film ermöglicht, dass das Licht mit der ersten Wellenlänge vollständig durchgelassen wird, und ermöglicht, dass das Licht mit der zweiten Wellenlänge vollständig reflektiert wird, und wobei der Phasenausgleichsfilm eine Phasendifferenz zwischen Licht, das durch die Außenseite des kreisförmigen Bereichs hindurchgeht, und Licht, das durch die Innenseite des kreisförmigen Bereichs hindurchgeht, hinsichtlich der ersten Wellenlänge auf ungefähr null einstellt.

7. Vorrichtung mit optischem Kopf, nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Öffnungssteuervorrichtung ein erstes Substrat, das eine Beugungsgitterschicht und einen dielektrischen Mehrschicht-Film enthält, die auf der Außenseite eines kreisförmigen Bereichs des ersten Substrats gebildet sind, dessen Durchmesser kleiner als ein wirksamer Durchmesser der Objektivlinse ist, und ein zweites Substrat aufweist, das einen Phasenausgleichsfilm enthält, der oberhalb der Innenseite des kreisförmigen Bereichs gebildet ist, wobei das erste und das zweite Substrat durch einen Klebstoff zusammengeklebt sind, wobei der dielektrische Mehrschicht-Film ermöglicht, dass das Licht mit der ersten Wellenlänge vollständig durchgelassen wird, und ermöglicht, dass das Licht mit der zweiten Wellenlänge vollständig reflektiert wird, und wobei der Phasenausgleichsfilm eine Phasendifferenz zwischen Licht, das durch die Außenseite des kreisförmigen Bereichs hindurchgeht, und Licht, das durch die Innenseite des kreisförmigen Bereichs hindurchgeht, hinsichtlich der ersten Wellenlänge auf ungefähr null einstellt.

8. Vorrichtung mit optischem Kopf, nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Linsensystem eine Kollimatorlinse und eine Objektivlinse aufweist.

9. Vorrichtung mit optischem Kopf, nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Linsensystem aus einer Objektivlinse besteht.

10. Vorrichtung mit optischem Kopf, nach Anspruch 1 oder 2, bei der die erste Lichtquelle und der erste optische Detektor in einer ersten gemeinsamen Packung gepackt sind und die zweite Lichtquelle und der zweite optische Detektor in einer zweiten gemeinsamen Packung gepackt sind.

11. Vorrichtung mit optischem Kopf, nach Anspruch 2 oder 3, bei der eine der ersten und zweiten Lichtquellen und der optische Detektor in einer gemeinsamen Packung gepackt sind.

12. Vorrichtung mit optischem Kopf, nach Anspruch 2 oder 3, bei der die optische Koppel- und Teileinrichtung eine Vorrichtung ist, die einen dielektrischen Mehrschicht- Film enthält, der hinsichtlich einer der ersten und zweiten Wellenlängen ermöglicht, dass einfallendes Licht durchgelassen wird, und hinsichtlich der anderen der ersten und zweiten Wellenlängen ermöglicht, dass einfallendes Licht reflektiert wird.

13. Vorrichtung mit optischem Kopf, nach Anspruch 2, bei der die optische Koppel- und Teileinrichtung eine Vorrichtung ist, die einen dielektrischen Mehrschicht-Film enthält, der hinsichtlich der ersten Wellenlänge ermöglicht, dass einfallendes Licht durchgelassen wird, und hinsichtlich der zweiten Wellenlänge ermöglicht, dass einfallendes Licht reflektiert wird, und die eine Reflexionsoberfläche enthält, die hinsichtlich der ersten Wellenlänge ermöglicht, dass das von der Lichtquelle emittierte Licht mindestens ein Mal reflektiert wird, um zu dem dielektrischen Mehrschicht-Film geführt zu werden.

14. Vorrichtung mit optischem Kopf, nach Anspruch 2, bei der die optische Koppel- und Teileinrichtung eine Vorrichtung ist, die ein Hologramm enthält, das hinsichtlich der ersten Wellenlänge ermöglicht, dass einfallendes Licht durchgelassen wird, und hinsichtlich der zweiten Wellenlänge ermöglicht, dass einfallendes Licht reflektiert und als Beugungslicht +1. Ordnung gebeugt wird, wobei das Hologramm hinsichtlich Beugungslicht +1. Ordnung als ein Spiegel mit konvexer Oberfläche wirkt.

15. Vorrichtung mit optischem Kopf, nach Anspruch 14, bei der das Hologramm aus einem ersten Prisma mit einer schiefen Ebene, auf der eine Hologrammschicht und ein dielektrischer Mehrschicht-Film gebildet sind, und einem zweiten Prisma zusammengesetzt ist, die zusammengeklebt sind, wobei der dielektrische Mehrschicht-Film hinsichtlich der ersten Wellenlänge ermöglicht, dass einfallendes Licht durchgelassen wird, und hinsichtlich der zweiten Wellenlänge ermöglicht, dass einfallendes Licht reflektiert wird.

16. Vorrichtung mit optischem Kopf, nach Anspruch 2, bei der die optische Koppel- und Teileinrichtung eine Vorrichtung ist, die ein Hologramm enthält, das hinsichtlich der ersten Wellenlänge ermöglicht, dass einfallendes Licht reflektiert und als Beugungslicht +1. Ordnung gebeugt wird, und hinsichtlich der zweiten Wellenlänge ermöglicht, dass einfallendes Licht durchgelassen wird, wobei das Hologramm hinsichtlich Beugungslicht +1. Ordnung als ein Spiegel mit konkaver Oberfläche wirkt.

17. Vorrichtung mit optischem Kopf, nach Anspruch 16, bei der das Hologramm aus einem ersten Prisma mit einer schiefen Ebene, auf der eine Hologrammschicht und ein dielektrischer Mehrschicht-Film gebildet sind, und einem zweiten Prisma zusammengesetzt ist, wobei das erste und das zweite Prisma zusammengeklebt sind, wobei der dielektrische Mehrschicht-Film hinsichtlich der ersten Wellenlänge ermöglicht, dass einfallendes Licht reflektiert wird, und hinsichtlich der zweiten Wellenlänge ermöglicht, dass einfallendes Licht durchgelassen wird.

18. Vorrichtung mit optischem Kopf, nach Anspruch 1, die weiterhin eine Lichtweg- Steuereinrichtung aufweist, die zwischen dem Linsensystem und dem optischen Detektor angeordnet ist und in der eine wirksame Lichtweglänge von dem Linsensystem zu dem optischen Detektor hinsichtlich der zweiten Wellenlänge so gesteuert wird, dass sie kürzer als eine wirksame Lichtweglänge von dem Linsensystem zu dem optischen Detektor hinsichtlich der ersten Wellenlänge ist.

19. Vorrichtung mit optischem Kopf, nach Anspruch 18, bei der die optische Koppel- und Teileinrichtung und die Lichtweg-Steuereinrichtung dieselbe Vorrichtung sind, die einen ersten dielektrischen Mehrschicht-Film, der hinsichtlich der ersten Wellenlänge ermöglicht, dass das von der Lichtquelle emittierte Licht durchgelassen wird und das auf dem optischen Aufzeichnungsmedium reflektierte Licht reflektiert wird, und einen zweiten dielektrischen Mehrschicht-Film enthält, der hinsichtlich der ersten Wellenlänge ermöglicht, dass einfallendes Licht durchgelassen wird, und hinsichtlich der zweiten Wellenlänge ermöglicht, dass einfallendes Licht reflektiert wird, und die eine Reflexionsoberfläche enthält, die hinsichtlich der ersten Wellenlänge ermöglicht, dass das auf dem optischen Aufzeichnungsmedium reflektierte Licht mindestens ein Mal reflektiert wird, um wieder zu dem zweiten dielektrischen Mehrschicht-Film geführt zu werden, nachdem es durch den zweiten dielektrischen Mehrschicht-Film durchgelassen und dann auf dem ersten dielektrischen Mehrschicht-Film reflektiert worden ist.

20. Vorrichtung mit optischem Kopf, nach Anspruch 18, bei der die optische Koppel- und Teileinrichtung und die Lichtweg-Steuereinrichtung dieselbe Vorrichtung sind, die einen ersten dielektrischen Mehrschicht-Film, der hinsichtlich der ersten Wellenlänge ermöglicht, dass einfallendes Licht reflektiert wird, und hinsichtlich der zweiten Wellenlänge ermöglicht, dass einfallendes Licht durchgelassen wird, und einen zweiten dielektrischen Mehrschicht-Film enthält, der hinsichtlich der ersten Wellenlänge ermöglicht, dass das von der Lichtquelle emittierte Licht durchgelassen wird, und hinsichtlich der zweiten Wellenlänge ermöglicht, dass das von der Lichtquelle emittierte Licht durchgelassen wird und das auf dem optischen Aufzeichnungsmedium reflektierte Licht reflektiert wird, und die eine Reflexionsoberfläche enthält, die hinsichtlich der ersten Wellenlänge ermöglicht, dass das auf dem optischen Aufzeichnungsmedium reflektierte Licht mindestens ein Mal reflektiert wird, um wieder zu dem zweiten dielektrischen Mehrschicht-Film geführt zu werden, nachdem es durch den zweiten dielektrischen Mehrschicht-Film durchgelassen und dann auf dem ersten dielektrischen Mehrschicht- Film reflektiert worden ist.

21. Vorrichtung mit optischem Kopf, nach Anspruch 18, bei der die optische Koppel- und Teileinrichtung und die Lichtweg-Steuereinrichtung dieselbe Vorrichtung sind, die ein Hologramm enthält, das hinsichtlich der ersten Wellenlänge ermöglicht, dass das von der Lichtquelle emittierte Licht durchgelassen wird und das auf dem optischen Aufzeichnungsmedium reflektierte Licht reflektiert und als Beugungslicht +1. Ordnung gebeugt wird, und hinsichtlich der zweiten Wellenlänge ermöglicht, dass einfallendes Licht reflektiert wird, wobei das Hologramm hinsichtlich Beugungslicht +1. Ordnung als ein Spiegel mit konkaver Oberfläche wirkt.

22. Vorrichtung mit optischem Kopf, nach Anspruch 21, bei der das Hologramm aus einem ersten Prisma mit einer schiefen Ebene, auf der eine Hologrammschicht und ein erster dielektrischer Mehrschicht-Film gebildet sind, und einem zweiten Prisma mit einer schiefen Ebene, auf der ein zweiter dielektrischer Mehrschicht-Film gebildet ist, zusammengesetzt ist, wobei das erste und das zweite Prisma zusammengeklebt sind, wobei der erste dielektrische Mehrschicht-Film hinsichtlich der ersten Wellenlänge ermöglicht, dass das von der Lichtquelle emittierte Licht durchgelassen wird und das auf dem Aufzeichnungsmedium reflektierte Licht reflektiert wird, und der zweite dielektrische Mehrschicht-Film hinsichtlich der ersten Wellenlänge ermöglicht, dass einfallendes Licht durchgelassen wird, und hinsichtlich der zweiten Wellenlänge ermöglicht, dass einfallendes Licht reflektiert wird.

23. Vorrichtung mit optischem Kopf, nach Anspruch 18, bei der die optische Koppel- und Teileinrichtung und die Lichtweg-Steuereinrichtung dieselbe Vorrichtung sind, die ein Hologramm enthält, das hinsichtlich der ersten Wellenlänge ermöglicht, dass einfallendes Licht reflektiert und als Beugungslicht +1. Ordnung gebeugt wird, und hinsichtlich der zweiten Wellenlänge ermöglicht, dass das von der Lichtquelle emittierte Licht durchgelassen wird und das auf dem optischen Aufzeichnungsmedium reflektierte Licht reflektiert wird, wobei das Hologramm hinsichtlich Beugungslicht +1. Ordnung als ein Spiegel mit konkaver Oberfläche wirkt.

24. Vorrichtung mit optischem Kopf, nach Anspruch 23, bei der das Hologramm aus einem ersten Prisma mit einer schiefen Ebene, auf der eine Hologrammschicht und ein erster dielektrischer Mehrschicht-Film gebildet sind, und einem zweiten Prisma mit einer schiefen Ebene, auf der ein zweiter dielektrischer Mehrschicht-Film gebildet ist, zusammengesetzt ist, wobei das erste und das zweite Prisma zusammengeklebt sind, wobei der erste dielektrische Mehrschicht-Film hinsichtlich der ersten Wellenlänge ermöglicht, dass einfallendes Licht reflektiert wird, und hinsichtlich der zweiten Wellenlänge ermöglicht, dass einfallendes Licht durchgelassen wird, und der zweite dielektrische Mehrschicht-Film hinsichtlich der ersten Wellenlänge ermöglicht, dass einfallendes Licht durchgelassen wird, und hinsichtlich der zweiten Wellenlänge ermöglicht, dass das von der Lichtquelle emittierte Licht durchgelassen wird und das auf dem Aufzeichnungsmedium reflektierte Licht reflektiert wird.

25. Vorrichtung mit optischem Kopf, nach Anspruch 3, bei der die optische Koppel- und Teileinrichtung eine Vorrichtung ist, die einen dielektrischen Mehrschicht-Film enthält, der hinsichtlich einer der ersten und zweiten Wellenlängen ermöglicht, dass das von der Lichtquelle emittierte Licht durchgelassen wird und das auf dem optischen Aufzeichnungsmedium reflektierte Licht reflektiert wird, und hinsichtlich der anderen der ersten und zweiten Wellenlängen ermöglicht, dass einfallendes Licht reflektiert wird.

26. Vorrichtung mit optischem Kopf, nach Anspruch 3, bei der die optische Koppel- und Teileinrichtung eine Vorrichtung ist, die einen dielektrischen Mehrschicht-Film enthält, der hinsichtlich einer der ersten und zweiten Wellenlängen ermöglicht, dass das von der Lichtquelle emittierte Licht reflektiert wird und das auf dem optischen Aufzeichnungsmedium reflektierte Licht durchgelassen wird, und hinsichtlich der anderen der ersten und zweiten Wellenlängen ermöglicht, dass einfallendes Licht durchgelassen wird.

27. Vorrichtung mit optischem Kopf, nach Anspruch 3, die weiterhin eine Lichtweg- Steuereinrichtung aufweist, die zwischen dem Linsensystem und dem optischen Detektor angeordnet ist und in der eine wirksame Lichtweglänge von der ersten oder zweiten Kollimatorlinse zu dem optischen Detektor hinsichtlich der zweiten Wellenlänge so gesteuert wird, dass sie kürzer als eine wirksame Lichtweglänge von der ersten oder zweiten Kollimatorlinse zu dem optischen Detektor hinsichtlich der ersten Wellenlänge ist.

28. Vorrichtung mit optischem Kopf, nach Anspruch 27, bei der die Lichtweg-Steuereinrichtung eine Vorrichtung ist, die einen dielektrischen Mehrschicht-Film enthält, der hinsichtlich der ersten Wellenlänge ermöglicht, dass einfallendes Licht durchgelassen wird, und hinsichtlich der zweiten Wellenlänge ermöglicht, dass einfallendes Licht reflektiert wird, und die eine Reflexionsoberfläche enthält, die hinsichtlich der ersten Wellenlänge ermöglicht, dass das auf dem optischen Aufzeichnungsmedium reflektierte Licht mindestens zwei Mal reflektiert wird, um wieder zu dem dielektrischen Mehrschicht-Film geführt zu werden, nachdem es durch den dielektrischen Mehrschicht-Film durchgelassen worden ist.

29. Vorrichtung mit optischem Kopf, nach Anspruch 27, bei der die Lichtweg-Steuereinrichtung eine Vorrichtung ist, die ein Hologramm enthält, das hinsichtlich der ersten Wellenlänge ermöglicht, dass einfallendes Licht reflektiert und als Beugungslicht +1. Ordnung gebeugt wird, und hinsichtlich der zweiten Wellenlänge ermöglicht, dass einfallendes Licht reflektiert wird, wobei das Hologramm hinsichtlich Beugungslicht +1. Ordnung als ein Spiegel mit konkaver Oberfläche wirkt.

30. Vorrichtung mit optischem Kopf, nach Anspruch 29, bei der das Hologramm aus einem Prisma mit einer schiefen Ebene, auf der ein dielektrischer Mehrschicht-Film und eine Hologrammschicht gebildet sind, zusammengesetzt ist, wobei der dielektrische Mehrschicht-Film hinsichtlich der ersten Wellenlänge ermöglicht, dass einfallendes Licht durchgelassen wird, und hinsichtlich der zweiten Wellenlänge ermöglicht, dass einfallendes Licht reflektiert wird.

31. Vorrichtung mit optischem Kopf, nach einem der Ansprüche 15, 17, 22, 24 oder 30, bei der die Hologrammschicht einen stufenförmigen Teil hat.

32. Vorrichtung mit optischem Kopf, nach Anspruch 1, bei der das von einer der ersten und zweiten Lichtquellen emittierte Licht als kollimiertes Licht zu der Objektivlinse des Linsensystems geführt wird und das von der anderen der ersten und zweiten Lichtquellen emittierte Licht als divergentes Licht oder konvergentes Licht zu der Objektivlinse des Linsensystems geführt wird, und bei der die Objektivlinse eine sphärische Aberration hat, die eine sphärische Aberration aufhebt, die auftritt, wenn das zu der Objektivlinse geführte kollimierte Licht durch das optische Aufzeichnungsmedium mit der ersten oder zweiten Substratdicke, das der Aufzeichnung oder Wiedergabe mit dem kollimierten Licht unterzogen wird, durchgelassen wird.

33. Vorrichtung mit optischem Kopf, nach Anspruch 3, bei der die Linseneinrichtung eine Konkavlinse oder eine Konvexlinse ist, die zwischen der zweiten Kollimatorlinse und der optischen Koppel- und Teileinrichtung angeordnet ist und die ermöglicht, dass das von der zweiten Lichtquelle emittierte Licht als divergentes Licht zu der Objektivlinse geführt wird.

34. Vorrichtung mit optischem Kopf, nach Anspruch 3, bei der die Linseneinrichtung eine Konvexlinse ist, die zwischen der ersten Kollimatorlinse und der optischen Koppel- und Teileinrichtung angeordnet ist und die ermöglicht, dass das von der ersten Lichtquelle emittierte Licht als konvergentes Licht zu der Objektivlinse geführt wird.