專(zhuān)利名稱(chēng)：具有兩個(gè)焦點(diǎn)的復(fù)合物鏡,成象光學(xué)系統(tǒng)和光度頭裝置的制作方法
]發(fā)明涉及一種由一個(gè)物鏡和一個(gè)全息圖透鏡組成的具有兩個(gè)焦點(diǎn)的復(fù)合物鏡，一種用復(fù)合透鏡把光會(huì)聚到位于信息媒體不同深度的兩個(gè)聚光點(diǎn)的成象光學(xué)系統(tǒng)，一個(gè)用成象光學(xué)系統(tǒng)在或從像光盤(pán)或光卡那樣的光學(xué)媒體或磁光媒體之類(lèi)的信息媒體上記錄、復(fù)現(xiàn)或擦除信息的光度頭(optical head)裝置，一種其中設(shè)有一系列高密度記錄凹坑(pit)和一系列較低密度記錄凹坑的光盤(pán)，一種用復(fù)合物鏡在或從光盤(pán)上記錄或復(fù)現(xiàn)信息的光盤(pán)裝置，一種有兩個(gè)焦點(diǎn)的其中同時(shí)觀察畫(huà)于不同深度的兩種圖象的雙焦點(diǎn)顯微鏡，以及一種用雙焦點(diǎn)顯微鏡把畫(huà)于不同深度的兩種圖象對(duì)準(zhǔn)的對(duì)準(zhǔn)裝置。
光學(xué)存儲(chǔ)器技術(shù)已經(jīng)付諸實(shí)際使用以便制造一種光盤(pán)，其中畫(huà)出一系列凹坑形成的凹坑圖形以便記錄信息。光盤(pán)用作高密度大容量信息媒體。例如，光盤(pán)用作數(shù)字音頻盤(pán)、視頻盤(pán)、文件檔案盤(pán)和數(shù)據(jù)檔案盤(pán)。為了在光盤(pán)上記錄信息和從光盤(pán)上復(fù)現(xiàn)信息，一個(gè)從光源發(fā)射的光束在成象光學(xué)系統(tǒng)中會(huì)聚得極小，而會(huì)聚得極小的光束經(jīng)成象光學(xué)系統(tǒng)照射到光盤(pán)上。因而，光束需要在成象光學(xué)系統(tǒng)中以很高的精度可靠地控制。
成象光學(xué)系統(tǒng)用于光度頭裝置，其中附加設(shè)置探測(cè)系統(tǒng)以便探測(cè)從光盤(pán)反射的光束強(qiáng)度。光度頭裝置的基本功能分為，把光束會(huì)聚得極小以便形成照射在光盤(pán)上的光束的衍射受限(diffraction limited)微光點(diǎn)的聚光性能，焦點(diǎn)伺服系統(tǒng)中的焦點(diǎn)控制，跟蹤伺服系統(tǒng)中的跟蹤控制，以及探測(cè)通過(guò)把光束照射在光盤(pán)的凹坑圖形上而得到的凹坑信號(hào)(或信息信號(hào))。光度頭裝置的基本功能取決于按照目的和用途光學(xué)子系統(tǒng)與光電轉(zhuǎn)換探測(cè)過(guò)程的組合。確切地說(shuō)，最近已經(jīng)提出一種光度頭裝置，在該裝置中利用一個(gè)全息光學(xué)元件(或全息圖)來(lái)縮小并減薄光度頭裝置。


圖1是由本發(fā)明的發(fā)明人提出的日本專(zhuān)利申請(qǐng)1991年第46630號(hào)中所提出的常規(guī)光度頭裝置的結(jié)構(gòu)圖。
如圖1中所示，一種在或從光盤(pán)之類(lèi)的信息媒體12上記錄或復(fù)現(xiàn)信息的常規(guī)光度頭裝置設(shè)有一個(gè)半導(dǎo)體激光器之類(lèi)的光束源13，一個(gè)在出射光路中沒(méi)有任何衍射地透射從光束源13發(fā)射的光束L1并在返回光路中衍射反射到信息媒體12上的光束L2的透射型閃耀(blazed)全息圖14，一個(gè)把經(jīng)全息圖14透射的光束L1會(huì)聚到信息媒體12上以便讀出信息的物鏡15，一個(gè)把物鏡15連同閃耀全息圖14整體移動(dòng)以便用物鏡15把光束L1聚焦于信息媒體12上的執(zhí)行器16，以及探測(cè)在信息媒體12上所反射的光束L2的強(qiáng)度以便復(fù)現(xiàn)信息的光電探測(cè)器17。
如圖2A中所示，閃耀全息圖14與物鏡15之間的相對(duì)位置由固定裝置18來(lái)固定?；蛘呷鐖D2B中所示，一個(gè)閃耀圖形可以在物鏡15的一側(cè)上形成以便整體地形成帶物鏡15的閃耀全息圖14。
在以上的結(jié)構(gòu)中，從光束源13發(fā)射的光束L1(或激光束)照射到閃耀全息圖14，而且光束L1主要經(jīng)閃耀全息圖14在出射光路里沒(méi)有任何衍射地透射。經(jīng)閃耀全息圖14透射的光束L1稱(chēng)為零級(jí)衍射光。此后，零級(jí)衍射光L1被物鏡15會(huì)聚到信息媒體12上。在信息媒體12中，由一系列圖形凹坑指示的信息被零級(jí)衍射光L1記錄和讀出。此后，帶有信息的光束L2沿返回光路向物鏡15反射并且射入閃耀全息圖14。在閃耀全息圖14中，光L2主要被衍射。所衍射的光L2稱(chēng)為一級(jí)衍射光。此后，一級(jí)衍射光L2被收到光電探測(cè)器17中。
在光電探測(cè)器17中，探測(cè)一級(jí)衍射光L2的強(qiáng)度分布。因而，得到一個(gè)用執(zhí)行器16的動(dòng)作調(diào)整物鏡15位置的伺服信號(hào)。此外，在光電探測(cè)器17中探測(cè)一級(jí)衍射光L2的強(qiáng)度。由于信息媒體12高速旋轉(zhuǎn)，由光L2所照射的圖形凹坑變化，以致所探測(cè)到的一級(jí)衍射光L2的強(qiáng)度變化。因而，通過(guò)探測(cè)一級(jí)衍射光L2的強(qiáng)度變化而得到指示記錄在信息媒體12中信息的信息信號(hào)。
在以上操作中，光束L1的一部分在光束L1沿出射光路照射到閃耀全息圖14時(shí)必然在閃耀全息圖14中衍射。因而，像一級(jí)衍射光和負(fù)一級(jí)衍射光之類(lèi)的多余衍射光必然存在。在全息圖14不閃耀的情況下，出射光路中的多余衍射光也讀出記錄于信息媒體12中的信息，而且多余衍射光被不希望地收入光電探測(cè)器17。為了防止多余光透射到信息媒體12上，把閃耀全息圖制成在其表面形成閃耀全息圖形，從而減少收入光電探測(cè)器17中的多余光。
此外，由于常規(guī)顯微鏡的物鏡只有一個(gè)焦點(diǎn)，用常規(guī)顯微鏡只能觀察處于物鏡的焦深之內(nèi)的圖象。
此外，在像一組Ⅲ-V復(fù)合半導(dǎo)體之類(lèi)的半導(dǎo)體上形成一個(gè)微小電路，以便形成一個(gè)微波電路、一個(gè)光電探測(cè)器或固態(tài)激光器。在這種情況下，在半導(dǎo)體制成的樣件上涂敷光敏材料。然后，利用對(duì)準(zhǔn)裝置調(diào)整樣件與覆蓋樣件的光掩模之間的相對(duì)位置，利用曝光裝置在曝光處理中用曝光光束通過(guò)光掩模給光敏材料曝光以便把畫(huà)在光掩模上的電路圖形轉(zhuǎn)移到光敏材料上。例如，在樣件的后側(cè)上畫(huà)著對(duì)準(zhǔn)圖形而在用常規(guī)顯微鏡同時(shí)觀察樣件的對(duì)準(zhǔn)圖形和光掩模的電路圖形時(shí)高精度地調(diào)整樣件和光掩模之間的相對(duì)位置。然后，光掩模的電路圖形轉(zhuǎn)移到樣件的前側(cè)。
在這種情況下，由于只有處于常規(guī)顯微鏡中所用物鏡的焦深之內(nèi)的圖象才能用常規(guī)顯微鏡觀察，在用常規(guī)顯微鏡同時(shí)觀察對(duì)準(zhǔn)圖形和電路圖形時(shí)需要在對(duì)準(zhǔn)裝置中采用具有深焦深的常規(guī)顯微鏡。因而，具有深焦深的常規(guī)顯微鏡的放大率降低。
由于光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的改進(jìn)和從半導(dǎo)體激光器發(fā)射的光的波長(zhǎng)的縮短，最近已開(kāi)發(fā)出具有高密度存儲(chǔ)容量的光盤(pán)。例如，在成象光學(xué)系統(tǒng)中會(huì)聚在光盤(pán)上的光束被縮得直徑極小，成象光學(xué)系統(tǒng)的光盤(pán)側(cè)面處的數(shù)值孔徑被放大以得到具有高密度存儲(chǔ)容量的光盤(pán)。在這種情況下，在成象光學(xué)系統(tǒng)中出現(xiàn)的象差程度增加，因?yàn)橄到y(tǒng)的光軸從光盤(pán)的垂線傾斜。隨著數(shù)值孔徑的加大，象差程度加大。為了防止數(shù)值孔徑的加大，減薄光盤(pán)的厚度是有效的。光盤(pán)厚度表示從光盤(pán)(或信息媒體)由光束所照射的表面到其上形成一系列圖形凹坑的信息記錄平面的距離。
圖3表示在光軸傾角恒定的條件下光盤(pán)厚度與數(shù)值孔徑之間的關(guān)系。
如圖3中所示，由于當(dāng)光盤(pán)厚度為1.2mm時(shí)數(shù)值孔徑為0.5，當(dāng)數(shù)值孔徑增大到0.6時(shí)把光盤(pán)厚度減薄到0.6mm是有效的。在這種情況下，即使在光軸傾角不變的條件下數(shù)值孔徑加大，象差程度也不加大。因而，最好減薄光盤(pán)的厚度以得到具有高密度存儲(chǔ)容量的光盤(pán)。
因此，預(yù)計(jì)未來(lái)的具有高密度存儲(chǔ)容量的光盤(pán)厚度變得薄于現(xiàn)在市場(chǎng)上出現(xiàn)的緊致盤(pán)CD(compact disk)之類(lèi)的現(xiàn)有光盤(pán)。例如，CD的厚度約為1.2mm，而未來(lái)的光盤(pán)厚度預(yù)計(jì)從0.4mm至0.8mm不等。在這種情況下，需要用光度頭系統(tǒng)在或從光盤(pán)上記錄或復(fù)現(xiàn)信息而不論光盤(pán)究竟是現(xiàn)有的還是未來(lái)的具有高密度存儲(chǔ)容量的光盤(pán)。就是說(shuō)，需要一種具有成象光學(xué)系統(tǒng)的光度頭裝置，在該成象光學(xué)系統(tǒng)中，光束在衍射極限內(nèi)會(huì)聚在光盤(pán)上而不管光盤(pán)是厚還是薄。
然而，在常規(guī)的光度頭裝置中，一段信息僅在或從具有固定厚度的光盤(pán)上記錄或復(fù)現(xiàn)。例如，在信息媒體12的厚度偏離正常范圍大約±0.1mm以上的情況下，當(dāng)光度頭裝置11工作時(shí)出現(xiàn)球面象差之類(lèi)的象差。因而，信息的記錄或復(fù)現(xiàn)是不可能的。因此，在常規(guī)技術(shù)中存在一個(gè)缺點(diǎn)，即無(wú)法制造這樣一種光度頭裝置，在該裝置中，在或從光盤(pán)上記錄或復(fù)現(xiàn)一段信息，不論光盤(pán)究竟是現(xiàn)有光盤(pán)還是未來(lái)具有高密度存儲(chǔ)容量的光盤(pán)。
此外，在傳統(tǒng)的顯微鏡中還存在著一個(gè)問(wèn)題。就是說(shuō)，由于傳統(tǒng)顯微鏡的物鏡只有一個(gè)焦點(diǎn)，而且用傳統(tǒng)顯微鏡只能觀察處于物鏡的焦深之內(nèi)的圖象，傳統(tǒng)顯微鏡的放大率與在光軸方向上的觀察范圍處于矛盾關(guān)系。因而，存在著一個(gè)缺點(diǎn)，即不可能以高放大率在光軸方向上在很寬的觀察范圍內(nèi)觀察圖象。
此外，在對(duì)準(zhǔn)設(shè)備中還存在著一個(gè)問(wèn)題。就是說(shuō)，當(dāng)在對(duì)準(zhǔn)圖形畫(huà)在樣件的后側(cè)之后把畫(huà)在光掩模上的電路圖形向樣件的前側(cè)轉(zhuǎn)移時(shí)，通過(guò)用具有深焦深和低放大率的常規(guī)顯微鏡同時(shí)觀察光掩模的電路圖形和樣件的對(duì)準(zhǔn)圖形來(lái)實(shí)現(xiàn)光掩模與樣件的對(duì)準(zhǔn)。因而，因?yàn)槌Ｒ?guī)顯微鏡放大率低，存在著不可能以5μm以?xún)?nèi)的高精度把光掩模與樣件對(duì)準(zhǔn)的問(wèn)題。
本發(fā)明的第一個(gè)目的在于，充分考慮到這樣一種具有一個(gè)焦點(diǎn)的常規(guī)物鏡的缺點(diǎn)，提供一種具有兩個(gè)焦點(diǎn)的復(fù)合物鏡。
本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供一種帶有復(fù)合物鏡的成象光學(xué)系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，經(jīng)復(fù)合物鏡透射的光以衍射極限會(huì)聚在位于信息媒體的不同深度的兩個(gè)聚光點(diǎn)。
本發(fā)明的第三個(gè)目的在于提供一種帶有成象光學(xué)系統(tǒng)的光度頭裝置，在該裝置中，從或在借助于成象光學(xué)系統(tǒng)的作用聚光于其上的信息媒體的聚光點(diǎn)之一記錄、復(fù)現(xiàn)或擦除信息。
本發(fā)明的第四個(gè)目的在于提供一種高密度光盤(pán)，在該光盤(pán)中形成一系列第一記錄凹坑，以便在薄基片上以高密度記錄諸信息段。
本發(fā)明的第五個(gè)目的在于提供一種光盤(pán)裝置，在該裝置中，用復(fù)合物鏡在或從光盤(pán)上記錄或復(fù)現(xiàn)信息，不論究竟是在或從薄的高密度光盤(pán)還是在或從普通厚度的常規(guī)光盤(pán)上記錄或復(fù)現(xiàn)表示諸信息段的一系列記錄凹坑。
本發(fā)明的第六個(gè)目的在于提供具有兩個(gè)焦點(diǎn)的雙焦點(diǎn)顯微鏡，在這種顯微鏡中，同時(shí)觀察到畫(huà)在不同深度上的兩種圖象。
本發(fā)明的第七個(gè)目的在于提供一種對(duì)準(zhǔn)裝置，在該裝置中，用雙焦點(diǎn)顯微鏡把畫(huà)在不同深度上的兩種圖象對(duì)準(zhǔn)。
本發(fā)明的第八個(gè)目的在于提供一種用光度頭裝置把光聚焦在信息媒體上的聚焦方法。
本發(fā)明的第九個(gè)實(shí)施例在于提供一種用來(lái)復(fù)現(xiàn)記錄在薄的高密度光盤(pán)上的記錄信息段的信息復(fù)現(xiàn)方法。
第一個(gè)目的通過(guò)設(shè)置一種具有兩個(gè)焦點(diǎn)的復(fù)合物鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)，該復(fù)合物鏡包括用來(lái)沒(méi)有任何衍射地透射部分入射光以形成一束透射光并衍射其余部分入射光以形成一束衍射光的全息圖裝置，全息圖裝置對(duì)于衍射光起透鏡的作用以便從全息圖裝置發(fā)散衍射光或會(huì)聚該衍射光;以及用來(lái)會(huì)聚在全息圖裝置中形成的透射光以便在第一焦點(diǎn)處形成第一聚光點(diǎn)并會(huì)聚在全息圖裝置中形成的衍射光以便在第二焦點(diǎn)處形成第二聚光點(diǎn)的透鏡裝置，第二焦點(diǎn)與第一焦點(diǎn)不同。
在以上結(jié)構(gòu)中，一部分入射光沒(méi)有任何衍射地經(jīng)全息圖裝置透射。因而，形成一束從全息圖裝置不發(fā)散或不會(huì)聚的透射光。此后，透射光被透鏡裝置折射和會(huì)聚，以致透射光在位于第一焦點(diǎn)處的第一聚光點(diǎn)上聚焦。
與此不同，入射光的其余部分被全息圖裝置衍射。因而，形成從全息圖透鏡或聚光鏡發(fā)散的一級(jí)衍射光束之類(lèi)的衍射光束。此后，衍射光被透鏡裝置折射和會(huì)聚，以致衍射光在位于第二焦點(diǎn)處的第二聚光點(diǎn)上聚焦。
在這種情況下，由于透射光的傳播方向與衍射光的傳播方向不同，所以用于透射光的復(fù)合物鏡的第一焦點(diǎn)與用于衍射光的復(fù)合物鏡的第二焦點(diǎn)不同。因而，復(fù)合物鏡有兩個(gè)焦點(diǎn)，而經(jīng)復(fù)合物鏡透射的光會(huì)聚在兩個(gè)聚光點(diǎn)上。
因此，不論信息媒體究竟有第一厚度還是第二厚度，經(jīng)復(fù)合物鏡透射的入射光能可靠地會(huì)聚在信息媒體上。
最好在全息圖裝置中畫(huà)出同心圓形狀的光柵圖形，全息圖裝置的光柵圖形形成浮雕(relief)以便同心地形成底部和頂部的交替排，光柵圖形中的浮雕高度H設(shè)成H＜λ/(n(λ)-1)，式中符號(hào)λ代表入射光的波長(zhǎng)而符號(hào)n(λ)代表由玻璃材料制成的全息圖裝置對(duì)有波長(zhǎng)λ的入射光的折射率，而經(jīng)光柵圖形底部透射的入射光與經(jīng)光柵圖形頂部透射的入射光之間的相位調(diào)制度之差小于2π弧度以便把全息圖裝置的衍射效率設(shè)到小于100%的值。
在以上結(jié)構(gòu)中，由于光柵圖形中浮雕的高度小于值λ/(n(λ)-1)，使得相位調(diào)制度之差小于2π弧度。因而，全息圖裝置的衍射效率在整個(gè)光柵圖形上被設(shè)定成小于100%的值，以致在全息圖透鏡中同時(shí)形成透射光和衍射光。
第一個(gè)目的還通過(guò)設(shè)置一種復(fù)合物鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)，該復(fù)合物鏡包括用來(lái)把一束第一入射光會(huì)聚到具有第一厚度T1的第一信息媒體的前表面上并把一束第二入射光會(huì)聚到具有第二厚度T2(T2＜T1)的第二信息媒體的前表面上的透鏡裝置，第一入射光從第一信息媒體的后表面穿過(guò)第一信息媒體而第二入射光從第二信息媒體的后表面穿過(guò)第二信息媒體;以及用來(lái)有選擇地限制入射在透鏡裝置上的第二入射光的透鏡裝置孔徑的孔徑限制裝置，入射在透鏡裝置上的第二入射光的透鏡裝置第二數(shù)值孔徑小于入射在透鏡裝置上的第一入射光的透鏡裝置第一數(shù)值孔徑。
在以上結(jié)構(gòu)中，第二入射光的透鏡裝置孔徑受孔徑限制裝置的限制，而第一入射光的透鏡裝置另一孔徑有限。此后，第一入射光被透鏡裝置以高數(shù)值孔徑會(huì)聚在第一信息媒體上，而第二入射光被透鏡裝置以低數(shù)值孔徑會(huì)聚在第二信息媒體上。因此，復(fù)合物鏡有兩個(gè)焦點(diǎn)。此外，第一入射光的強(qiáng)度可大于第二入射光的強(qiáng)度。
第一個(gè)目的還通過(guò)設(shè)置一種復(fù)合物鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)，該復(fù)合物鏡包括用來(lái)把一束第一入射光會(huì)聚到具有第一厚度的第一信息媒體的前表面上并把一束第二入射光會(huì)聚到具有第二厚度的第二信息媒體的前表面上的透鏡裝置，第一入射光從第一信息媒體的后表面穿過(guò)第一信息媒體而第二入射光從第二信息媒體的后表面穿過(guò)第二信息媒體;以及用來(lái)改變一部分入射光的球面波曲率以形成入射在透鏡裝置上的第一入射光而不改變其余部分入射光的球面波曲率以形成入射在透鏡裝置上的第二入射光的曲率改變裝置。
在以上結(jié)構(gòu)中，一部分入射光的球面波曲率被曲率改變裝置改變以形成一束第一入射光，其余部分入射光的球面波曲率不改變以形成一束第二入射光，此后，第一入射光會(huì)聚到第一信息媒體上，而第二入射光會(huì)聚到第二信息媒體上。
因此，復(fù)合物鏡有兩個(gè)焦點(diǎn)。
第二個(gè)目的通過(guò)設(shè)置一種成象光學(xué)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)包括一個(gè)發(fā)射入射光束的光源，分布入射光的一個(gè)遠(yuǎn)場(chǎng)圖以便朝向光束周緣部降低入射光的強(qiáng)度;
用來(lái)沒(méi)有任何衍射地透射從光源發(fā)射的一部分入射光以形成一束透射光并衍射其余部分入射光以形成一束衍射光的全息圖裝置，一種光柵圖形在全息圖裝置中形成浮雕，以便按光柵圖形中的浮雕高度H設(shè)成H＜λ/(n(λ)-1)的條件同心地形成諸底部和諸頂部的交替排，式中符號(hào)λ代表入射光的波長(zhǎng)而符號(hào)n(λ)代表由玻璃材料制成的全息圖裝置對(duì)有波長(zhǎng)λ的入射光的折射率，經(jīng)光柵圖形底部透射的入射光與經(jīng)光柵圖形頂部透射的入射光之間的相位調(diào)制度之差小于2π弧度，以便把全息圖裝置的衍射效率設(shè)到小于100%的值，光柵圖形中浮雕的高度H沿著畫(huà)有光柵圖形的圖形區(qū)的朝外方向逐漸降低，而且全息圖裝置對(duì)入射光的衍射效率沿著圖形區(qū)的朝外方向逐漸降低，以便使透射光的強(qiáng)度按緩坡形狀分布;以及用來(lái)會(huì)聚在全息圖裝置中形成的透射光以便在第一焦點(diǎn)處形成第一聚光點(diǎn)并會(huì)聚在全息圖裝置中形成的衍射光以便在第二焦點(diǎn)處形成第二聚光點(diǎn)的透鏡裝置。
在以上結(jié)構(gòu)中，從光源發(fā)射一束入射光。入射光的遠(yuǎn)場(chǎng)圖分布成朝向光束周緣部降低入射光的強(qiáng)度。例如，光源是半導(dǎo)體激光器，入射光的遠(yuǎn)場(chǎng)圖按高斯分布來(lái)分布。此后，入射光穿過(guò)全息圖裝置。在這種情況下，由于光柵圖形在全息圖裝置中畫(huà)成浮雕而且由于浮雕的高度小于值λ/(n(λ)-1)，經(jīng)光柵圖形底部透射的入射光與經(jīng)光柵圖形頂部透射的入射光之間的相位調(diào)制度之差小于2π弧度。因而，全息圖裝置對(duì)入射光的衍射效率在整個(gè)光柵圖形上設(shè)定成小于100%的值，以致在全息圖透鏡中同時(shí)形成透射光和衍射光。此外，由于光柵圖形中浮雕的高度H沿著圖形區(qū)的朝外方向逐漸降低，全息圖裝置對(duì)入射光的衍射效率沿著圖形區(qū)的朝外方向逐漸降低。因而，位于入射光束中部的入射光大部分變成衍射光，而位于入射光束周緣部的入射光大部分變成透射光。
此后，透射光被透鏡裝置折射和會(huì)聚，以致透射光在位于第一焦點(diǎn)處的第一聚光點(diǎn)上聚焦。此外，衍射光被透鏡裝置折射和會(huì)聚，以致衍射光在位于第二焦點(diǎn)處的第二聚光點(diǎn)上聚焦。在這種情況下，由于透射光的傳播方向與衍射光的傳播方向不同，所以用于透射光的第一焦點(diǎn)與用于衍射光的第二焦點(diǎn)不同。
因此，即使入射光的遠(yuǎn)場(chǎng)圖按高斯分布來(lái)分布，透射光的遠(yuǎn)場(chǎng)圖也按緩坡形狀分布。因而，可以防止在第一聚光點(diǎn)處出現(xiàn)透射光的次極大(側(cè)波瓣)。
此外，由于光柵圖形中浮雕的高度H在整個(gè)圖形區(qū)逐漸降低，所以透鏡裝置對(duì)衍射光的數(shù)值孔徑可被足夠地增大。
第二個(gè)目的還通過(guò)設(shè)置一種成象光學(xué)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)包括一個(gè)發(fā)射一束入射光的光源，分布入射光的一個(gè)遠(yuǎn)場(chǎng)圖以便朝向光束周緣部降低入射光的強(qiáng)度;
用來(lái)沒(méi)有任何衍射地透射從光源發(fā)射的一部分入射光以形成一束透射光并衍射其余部分入射光以形成一束衍射光的全息圖裝置，一種光柵圖形在全息圖裝置中形成浮雕以便按光柵圖形中的浮雕高度H設(shè)成H＜λ/(n(λ)-1)的條件同心地形成底部和頂部的交替排，式中符號(hào)λ代表入射光的波長(zhǎng)而符號(hào)n(λ)代表由玻璃材料制成的全息圖裝置對(duì)有波長(zhǎng)λ的入射光的折射率，穿過(guò)光柵圖形底部的入射光與穿過(guò)光柵圖形頂部的入射光之間的相位調(diào)制度之差小于2π弧度以便把全息圖裝置的衍射效率設(shè)到小于100%的值，光柵圖形中浮雕的高度H沿著畫(huà)有光柵圖形的圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸降低，而且全息圖裝置對(duì)入射光的衍射效率沿著圖形區(qū)朝內(nèi)方向逐漸降低，以便使衍射光的強(qiáng)度按緩坡形狀分布;以及用來(lái)會(huì)聚在全息圖裝置中形成的透射光以便在第一焦點(diǎn)處形成第一聚光點(diǎn)并會(huì)聚在全息圖裝置中形成的衍射光以便在第二焦點(diǎn)處形成第二聚光點(diǎn)的透鏡裝置。
在以上結(jié)構(gòu)中，以同樣方式在全息圖透鏡里同時(shí)形成透射光和衍射光。此外，由于光柵圖形中浮雕的高度H沿著圖形區(qū)朝內(nèi)方向逐漸降低，全息圖裝置對(duì)入射光的衍射效率沿著圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸降低。因而，位于入射光束中部的入射光大部分變成透射光，而位于入射光束周緣部的入射光大部分變成衍射光。
因此，即使入射光的遠(yuǎn)場(chǎng)圖按高斯分布來(lái)分布，衍射光的遠(yuǎn)場(chǎng)圖也按緩坡形狀分布。因而，可以防止在第二聚光點(diǎn)處出現(xiàn)衍射光的次極大(側(cè)波瓣)。
此外，由于光柵圖形中浮雕的高度H在整個(gè)圖形區(qū)逐漸降低，所以透鏡裝置對(duì)透射光的數(shù)值孔徑可被足夠地增大。
第三個(gè)目的通過(guò)設(shè)置用來(lái)在或從有第一厚度的薄型第一信息媒體或有大于第一厚度的第二厚度的厚型第二信息媒體上記錄或復(fù)現(xiàn)一段信息的光度頭裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，該光度頭裝置包括一個(gè)用來(lái)發(fā)射一束入射光的光源;
用來(lái)在出射光路上沒(méi)有任何衍射地透射從光源發(fā)射的一部分入射光以形成一束透射光并在出射光路上衍射從光源發(fā)射的其余部分入射光以形成一束衍射光的全息圖裝置，全息圖裝置對(duì)衍射光起透鏡作用以便從全息圖裝置發(fā)散衍射光或會(huì)聚衍射光;
用來(lái)把在全息圖裝置中形成的透射光會(huì)聚在出射光路上的第一焦距處、以便在第一信息媒體的前表面形成第一聚光點(diǎn)、或把在全息圖裝置中形成的衍射光會(huì)聚在出射光路的第二焦距處、以便在第二信息媒體的前表面形成第二聚光點(diǎn)的透鏡裝置，透射光入射在第一信息媒體的后表面上并會(huì)聚于第一信息媒體的前表面，透射光在第一信息媒體的后表面處被反射并再次穿過(guò)入射光路上的透鏡裝置和全息圖裝置，衍射光入射在第二信息媒體的后表面上并會(huì)聚于第二信息媒體的前表面，而且衍射光在第二信息媒體的后表面處被反射并再次穿過(guò)入射光路上的透鏡裝置和全息圖裝置;
用來(lái)改變穿過(guò)入射光路上的透鏡裝置和全息圖裝置的透射光或衍射光的波陣面以形成一個(gè)或多個(gè)信息光束的波陣面改變裝置;以及用來(lái)探測(cè)由波陣面改變裝置形成的信息光的強(qiáng)度并按照信息光的強(qiáng)度生成信息信號(hào)的探測(cè)裝置，信息信號(hào)代表記錄在第一信息媒體或第二信息媒體上的一段信息。
在以上結(jié)構(gòu)中，從光源發(fā)射出一束入射光，而且一部分入射光經(jīng)全息圖透鏡透射以形成一束透射光。此外，其余部分入射光被全息圖透鏡衍射以形成一束衍射光。此后，透射光和衍射光被聚光裝置會(huì)聚。在此處在或從第一信息媒體上記錄或復(fù)現(xiàn)一段信息的情況下，透射光入射在第一信息媒體的后表面上并會(huì)聚于第一信息媒體的前表面以形成第一聚光點(diǎn)。此后，透射光在第一信息媒體的后表面處被反射并且沒(méi)有任何衍射地再次穿過(guò)透鏡裝置和全息圖裝置。不同的是，在此處在或從第二信息媒體上記錄或復(fù)現(xiàn)一段信息的情況下，衍射光入射在第二信息媒體的后表面上并會(huì)聚于第二信息媒體的前表面以形成第二聚光點(diǎn)。此后，衍射光在第二信息媒體的后表面處被反射并再次穿過(guò)透鏡裝置。此后，衍射光被全息圖裝置再次衍射。
此后，透射光或衍射光的波陣面被波陣面改變裝置所改變以形成多個(gè)反射光束，而反射光的強(qiáng)度被探測(cè)裝置所探測(cè)。因而，按照反射光的強(qiáng)度生成代表記錄在第一或第二信息媒體上信息的信息信號(hào)。
因此，由于透射光的第一聚光點(diǎn)與衍射光的第二聚光點(diǎn)不同，由全息圖透鏡和透鏡裝置組成的復(fù)合物鏡有兩個(gè)焦點(diǎn)。因而，在或從信息媒體上可以記錄或復(fù)現(xiàn)一段信息，而無(wú)論信息媒體究竟有第一厚度還是第二厚度。
第三個(gè)目的還通過(guò)設(shè)置一種用來(lái)在或從具有第一厚度T1的第一信息媒體或具有第二厚度T2(T2＜T1)的第二信息媒體上記錄或復(fù)現(xiàn)一段信息的光度頭裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，該光度頭裝置包括用來(lái)把一束第一入射光會(huì)聚到具有第一厚度T1的第一信息媒體的前表面上或把一束第二入射光會(huì)聚到具有第二厚度T2(T2＜T1)的第二信息媒體的前表面上的透鏡裝置，第一入射光從第一信息媒體的后表面穿過(guò)第一信息媒體，而第二入射光從第二信息媒體的后表面穿過(guò)第二信息媒體;
用來(lái)有選擇地限制透鏡裝置對(duì)入射在透鏡裝置上的第二入射光的孔徑的孔徑限制裝置，透鏡裝置對(duì)入射在透鏡裝置上的第二入射光的第二數(shù)值孔徑小于透鏡裝置對(duì)入射在透鏡裝置上的第一入射光的第一數(shù)值孔徑，第一入射光在第一信息媒體的前表面處被反射并再次穿過(guò)入射光路上的透鏡裝置和孔徑限制裝置，而第二入射光在第二信息媒體的前表面處被反射并再次穿過(guò)入射光路上的透鏡裝置和孔徑限制裝置;
一個(gè)向孔徑限制裝置發(fā)射第一入射光和第二入射光的光源;
用來(lái)改變穿過(guò)入射光路上的透鏡裝置和孔徑限制裝置的第一或第二入射光的波陣面以形成一個(gè)或多個(gè)信息光束的波陣面改變裝置;以及用來(lái)探測(cè)由波陣面改變裝置所形成的信息光的強(qiáng)度并按照信息光的強(qiáng)度生成信息信號(hào)的探測(cè)裝置，信息信號(hào)代表記錄在第一信息媒體或第二信息媒體上的一段信息。
在以上結(jié)構(gòu)中，由透鏡裝置和孔徑限制裝置組成的復(fù)合物鏡有兩個(gè)焦點(diǎn)，而且第一入射光的強(qiáng)度大于第二入射光的強(qiáng)度。
因此，在或從信息媒體上可以記錄或復(fù)現(xiàn)一段信息，而不論信息媒體究竟有第一厚度還是第二厚度。此外，一段信息可以用具有高強(qiáng)度的第一入射光有效地記錄在第一信息媒體上，而且一段信息可以用具有較低強(qiáng)度的第二入射光有效地從第二信息媒體上復(fù)現(xiàn)。
第三個(gè)目的還通過(guò)設(shè)置一種用來(lái)在或從具有第一厚度的第一信息媒體或具有第二厚度的第二信息媒體上記錄或復(fù)現(xiàn)一段信息的光度頭裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，該光度頭裝置包括用來(lái)把一束第一入射光會(huì)聚在第一信息媒體的前表面上和把一束第二入射光會(huì)聚在第二信息媒體的前表面上的透鏡裝置，第一入射光從第一信息媒體的后表面穿過(guò)第一信息媒體，而第二入射光從第二信息媒體的后表面穿過(guò)第二信息媒體;
用來(lái)改變一部分入射光的球面波的曲率以形成入射在透鏡裝置上的第一入射光并且不改變其余部分入射光的球面波的曲率以形成入射在透鏡裝置上的第二入射光的曲率改變裝置，第一入射光在第一信息媒體的前表面處被反射并再次穿過(guò)入射光路上的透鏡裝置和曲率改變裝置，而第二入射光在第二信息媒體的前表面處被反射并再次穿過(guò)入射光路上的透鏡裝置和曲率改變裝置;
一個(gè)向曲率改變裝置發(fā)射入射光的光源;
用來(lái)改變穿過(guò)入射光路上的透鏡裝置和曲率改變裝置的第一或第二入射光的波陣面以形成一個(gè)或多個(gè)信息光束的波陣面改變裝置;以及用來(lái)探測(cè)由波陣面改變裝置所形成的信息光的強(qiáng)度并按照信息光的強(qiáng)度生成信息信號(hào)的探測(cè)裝置，信息信號(hào)代表記錄在第一信息媒體或第二信息媒體上的一段信息。
在以上結(jié)構(gòu)中，由于復(fù)合物鏡由透鏡裝置和曲率改變裝置組成，所以復(fù)合物鏡有兩個(gè)焦點(diǎn)。因此，在或從信息媒體上可以記錄或復(fù)現(xiàn)一段信息，而不論信息媒體究竟有第一厚度還是第二厚度。
第四個(gè)目的通過(guò)提供一個(gè)光盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該光盤(pán)包括一個(gè)劃分成第一區(qū)和第二區(qū)的信息記錄基片，第一區(qū)有第一厚度，而第二區(qū)有小于第一厚度的第二厚度;
多個(gè)位于信息記錄基片的第一區(qū)的用來(lái)以高記錄密度記錄記錄信息段的第一記錄凹坑，第一記錄凹坑以窄間隔形成;以及多個(gè)位于信息記錄基片的第二區(qū)的用來(lái)以CD的正常記錄密度記錄辨別信息段的第二記錄凹坑，辨別信息告知記錄信息記錄在具有第一厚度的信息記錄基片上，而記錄信息的記錄密度高于辨別信息的記錄密度。
在以上結(jié)構(gòu)中，常規(guī)CD的基片具有與按照本發(fā)明的光盤(pán)中信息記錄基片的第二區(qū)相同的第二厚度。因而，在一束復(fù)現(xiàn)光入射到從一組常規(guī)CD和光盤(pán)中選出的未知盤(pán)的指定區(qū)上的情況下，復(fù)現(xiàn)光聚焦在常規(guī)CD的記錄凹坑或光盤(pán)的第二記錄凹坑之一上，而不論未知盤(pán)究竟是常規(guī)CD還是光盤(pán)。
在未知盤(pán)是光盤(pán)的情況下，由復(fù)現(xiàn)光讀出一段辨別信息。由于辨別信息告知記錄信息段記錄在具有第一厚度的信息記錄基片上，復(fù)現(xiàn)光的曲率自動(dòng)改變以便把復(fù)現(xiàn)光聚焦在具有第一厚度的信息記錄基片上，而且復(fù)現(xiàn)光自動(dòng)聚焦在第一記錄凹坑之一上。因而，一段記錄信息被復(fù)現(xiàn)。
與此不同，在未知盤(pán)是常規(guī)CD的情況下，一段記錄信息由復(fù)現(xiàn)光以與現(xiàn)有技術(shù)相同的方式讀出。
因此，即使不知道信息記錄基片的厚度，也能可靠地復(fù)現(xiàn)在信息記錄基片上形成的一段記錄信息。
第四個(gè)目的還通過(guò)提供一個(gè)光盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該光盤(pán)包括一個(gè)薄的信息記錄基片，信息記錄基片的薄厚度薄于CD的厚度;
多個(gè)位于信息記錄基片的第一區(qū)的用來(lái)以高記錄密度記錄記錄信息段的第一記錄凹坑，第一記錄凹坑以窄間隔形成;以及多個(gè)位于信息記錄基片的第二區(qū)的用來(lái)以低記錄密度記錄辨別信息段的第二記錄凹坑，辨別信息告知記錄信息記錄在薄的信息記錄基片上，記錄信息的記錄密度高于辨別信息的記錄密度，每個(gè)第二記錄凹坑大于CD上的記錄凹坑，而且復(fù)現(xiàn)光被會(huì)聚以便聚焦于在具有CD的普通厚度的基片上形成的普通記錄凹坑上，該復(fù)現(xiàn)光的聚光點(diǎn)在第二記錄凹坑之一中形成以便讀出辨別信息。
在以上結(jié)構(gòu)中，一束復(fù)現(xiàn)光的曲率被調(diào)整以便把復(fù)現(xiàn)光聚焦于在CD的信息記錄基片上所形成的記錄凹坑上，這束復(fù)現(xiàn)光入射在從一組具有普通厚度的CD和按照本發(fā)明的光盤(pán)中選出的未知盤(pán)的規(guī)定區(qū)上。在未知盤(pán)是光盤(pán)的情況下，復(fù)現(xiàn)光散焦地會(huì)聚在第二記錄凹坑之一上，因?yàn)楣獗P(pán)的信息記錄基片具有薄厚度。然而，由于每個(gè)第二記錄凹坑尺寸大，在第二記錄凹坑中形成復(fù)現(xiàn)光聚光點(diǎn)。因而，由復(fù)現(xiàn)光讀出一段辨別信息。由于辨別信息告知記錄信息段記錄在具有薄厚度的信息記錄基片上，復(fù)現(xiàn)光的曲率自動(dòng)改變以便把復(fù)現(xiàn)光聚焦在具有薄厚度的信息記錄基片上，而且復(fù)現(xiàn)光自動(dòng)聚焦在第一記錄凹坑之一上。因而，一段記錄信息被復(fù)現(xiàn)。
與此不同，在未知盤(pán)是CD的情況下，一段記錄信息被復(fù)現(xiàn)光以與現(xiàn)有技術(shù)相同的方式讀出。
因此，即使不知道信息記錄基片的厚度，也能可靠地復(fù)現(xiàn)在信息記錄基片上形成的一段記錄信息。
第五個(gè)目的通過(guò)設(shè)置一個(gè)用來(lái)在或從一個(gè)光盤(pán)上記錄或復(fù)現(xiàn)記錄信息段的光盤(pán)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，在該光盤(pán)中以高密度在或從具有第一厚度的第一基片上記錄或復(fù)現(xiàn)記錄信息，而以普通密度在具有大于第一厚度的第二厚度的第二基片上記錄一段辨別信息，該段辨別信息告知在或從具有第一厚度的第一基片上記錄或復(fù)現(xiàn)記錄信息，該光盤(pán)裝置包括用來(lái)使光盤(pán)以固定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)裝置;
一個(gè)發(fā)射一束入射光的光源;
用來(lái)在出射光路上沒(méi)有任何衍射地透射從光源發(fā)射的一部分入射光以形成一束透射光并且在出射光路上衍射從光源發(fā)射的其余部分入射光以形成一束衍射光的全息圖裝置，全息圖裝置對(duì)衍射光起透鏡作用以便發(fā)散來(lái)自全息圖裝置的衍射光;
用來(lái)把在全息圖裝置中形成的透射光會(huì)聚在由旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)的光盤(pán)的第一基片上以便在或從光盤(pán)上記錄或復(fù)現(xiàn)一段記錄信息并把在全息圖裝置中形成的衍射光會(huì)聚在由旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)的光盤(pán)的第二基片上以便從光盤(pán)上復(fù)現(xiàn)辨別信息的透鏡裝置，透射光被光盤(pán)的第一基片反射并再次穿過(guò)入射光路上的透鏡裝置和全息圖裝置，而衍射光被光盤(pán)的第二基片反射并再次穿過(guò)入射光路上的透鏡裝置和全息圖裝置。
用來(lái)改變穿過(guò)入射光路上的透鏡裝置和全息圖裝置的透射光的波陣面以形成一個(gè)或多個(gè)記錄信息光束并改變穿過(guò)入射光路上的透鏡裝置和全息圖裝置的衍射光的波陣面以形成一個(gè)或多個(gè)辨別信息光束的波陣面改變裝置;
用來(lái)探測(cè)由波陣面改變裝置所形成的記錄信息光的強(qiáng)度以便按照記錄信息光的強(qiáng)度生成記錄信息信號(hào)并探測(cè)由波陣面改變裝置所形成的辨別信息光的強(qiáng)度以便按照辨別信息光的強(qiáng)度生成辨別信息信號(hào)的探測(cè)裝置，辨別信息信號(hào)代表記錄在光盤(pán)的第二基片上的辨別信息，而記錄信息信號(hào)代表記錄在光盤(pán)的第一基片上的記錄信息;以及用來(lái)在其中在探測(cè)裝置中探測(cè)辨別信息的情況下，移動(dòng)包括光源、全息圖裝置、透鏡裝置和探測(cè)裝置在內(nèi)的光頭裝置，以便把在全息圖裝置中所形成的衍射光會(huì)聚到光盤(pán)的第二基片上，并移動(dòng)其中在全息圖裝置中所形成的衍射光被會(huì)聚到光盤(pán)的第二基片上的光盤(pán)，以便把在全息圖裝置中所形成的透射光會(huì)聚到光盤(pán)的第一基片上的移動(dòng)裝置。
在以上結(jié)構(gòu)中，一個(gè)包括光源、全息圖裝置、透鏡裝置和探測(cè)裝置在內(nèi)的光度頭裝置具有與前述者相同的結(jié)構(gòu)。最初，光度頭裝置移動(dòng)裝置移動(dòng)，以便把在全息圖裝置中所形成的衍射光聚焦會(huì)聚到由旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)的光盤(pán)的第二基片上。因而，記錄在第二基片上的辨別信息在探測(cè)裝置中被復(fù)現(xiàn)，而且它告知在或從具有第一厚度的第一基片上記錄或復(fù)現(xiàn)記錄信息段。此后，光度頭裝置被移動(dòng)裝置移動(dòng)，以便把在全息圖裝置中所形成的透射光聚焦會(huì)聚在由旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)的光盤(pán)的第一基片上。因而，在或從光盤(pán)的第一基片上記錄或復(fù)現(xiàn)一段記錄信息。
因此，即使使用其中記錄信息段在或從具有小于常規(guī)光盤(pán)的第二厚度的第一厚度的基片上被記錄或復(fù)現(xiàn)的高密度光盤(pán)，記錄信息也能可靠地記錄或復(fù)現(xiàn)。
第五個(gè)目的還通過(guò)提供一個(gè)用來(lái)在或從一個(gè)光盤(pán)上記錄或復(fù)現(xiàn)記錄信息段的光盤(pán)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，在該光盤(pán)中，以高密度在或從具有薄于CD的厚度的薄厚度的第一基片上記錄或復(fù)現(xiàn)記錄信息，而以低密度在具有薄厚度的第二基片上記錄告知在或從具有薄厚度的第一基片上記錄或復(fù)現(xiàn)記錄信息的一段辨別信息，該光盤(pán)裝置包括用來(lái)使光盤(pán)以固定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)裝置;
一個(gè)發(fā)射一束入射光的光源;
用來(lái)在出射光路上沒(méi)有任何衍射地透射從光源發(fā)射的一部分入射光以形成一束透射光并且在出射光路上衍射從光源發(fā)射的其余部分入射光以形成一束衍射光的全息圖裝置，全息圖裝置對(duì)衍射光起透鏡作用以便發(fā)散來(lái)自全息圖裝置的衍射光;
用來(lái)把在全息圖裝置中形成的透射光聚焦會(huì)聚(conuerging in focus)在由旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)的光盤(pán)的第一基片上以便在或從光盤(pán)上記錄或復(fù)現(xiàn)一段記錄信息，并把在全息圖裝置中形成的衍射光散焦會(huì)聚(conuerging in defocus)在由旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)的光盤(pán)的第二基片上以便復(fù)現(xiàn)來(lái)自的光盤(pán)辨別信息的透鏡裝置，透射光被光盤(pán)的第一基片反射并再次穿過(guò)入射光路上的透鏡裝置和全息圖裝置，而衍射光被光盤(pán)的第二基片反射并再次穿過(guò)入射光路上的透鏡裝置和全息息圖裝置;
用來(lái)改變穿過(guò)入射光路上的透鏡裝置和全息圖裝置的透射光的波陣面以形成一個(gè)或多個(gè)記錄信息光束，并改變穿過(guò)入射光路上的透鏡裝置和全息圖裝置的衍射光的波陣面以形成一個(gè)或多個(gè)辨別信息光束的波陣面改變裝置;
用來(lái)探測(cè)由波陣面改變裝置所形成的記錄信息光的強(qiáng)度以便按照記錄信息光的強(qiáng)度生成記錄信息信號(hào)，并探測(cè)由波陣面改變裝置所形成的辨別信息光的強(qiáng)度以便按照辨別信息光的強(qiáng)度生成辨別信息信號(hào)的探測(cè)裝置，辨別信息信號(hào)代表記錄在光盤(pán)的第二基片上的辨別信息，而記錄信息信號(hào)代表記錄在光盤(pán)的第一基片上的記錄信息;以及用來(lái)在其中在探測(cè)裝置中生成的辨別信息信號(hào)的強(qiáng)度大于一個(gè)閾值的情況下，移動(dòng)包括光源、全息圖裝置、透鏡裝置和探測(cè)裝置在內(nèi)的光度頭裝置，以便把在全息圖裝置中所形成的衍射光散焦會(huì)聚到光盤(pán)的第二基片上，并移動(dòng)其中在全息圖裝置中所形成的衍射光被散焦會(huì)聚到光盤(pán)的第二基片上的光盤(pán)，以便把在全息圖裝置中所形成的透射光聚焦會(huì)聚到光盤(pán)的第一基片上的移動(dòng)裝置。
在以上結(jié)構(gòu)中，一個(gè)包括光源、全息圖裝置、透鏡裝置和探測(cè)裝置在內(nèi)的光度頭裝置具有與前述者相同的結(jié)構(gòu)。最初，光度頭裝置由移動(dòng)裝置移動(dòng)，以便把在全息圖裝置中所形成的衍射光散焦會(huì)聚到由旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)的光盤(pán)的第二基片上。在這種情況下，由于辨別信息是以低密度記錄的，多個(gè)代表辨別信息的記錄凹坑分別是大尺寸的。因而，即使衍射光散焦會(huì)聚在每個(gè)記錄凹坑上，也在每個(gè)記錄凹坑中形成一個(gè)衍射光的聚光點(diǎn)。因而，記錄在第二基片上的辨別信息在探測(cè)裝置中被復(fù)現(xiàn)，而且告知在或從具有薄厚度的第一基片上記錄或復(fù)現(xiàn)，而且告知在或從具有薄厚度的第一基片上記錄或復(fù)現(xiàn)記錄信息段。此后，光度頭裝置被移動(dòng)裝置移動(dòng)，以便把在全息裝置中所形成的透射光聚焦會(huì)聚在由旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)的光盤(pán)的第一基片上。因而，在或從光盤(pán)的第一基片上記錄或復(fù)現(xiàn)一段記錄信息。
因此，即使使用其中記錄信息段在或從具有小于常規(guī)光盤(pán)的普通厚度的薄厚度的基片上記錄或復(fù)現(xiàn)的高密度類(lèi)型的光盤(pán)，記錄信息也能可靠地記錄或復(fù)現(xiàn)。
第六個(gè)目的通過(guò)設(shè)置一個(gè)用來(lái)同時(shí)觀察置于第一象平面上的第一圖象和置于第二象平面上的第二圖象的雙焦點(diǎn)顯微鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)，該顯微鏡包括一個(gè)用來(lái)折射一束從第一圖象發(fā)散的第一光和一束從第二圖象發(fā)散的第二光的物鏡，物鏡與第一象平面的第一圖象之間的第一距離不同于物鏡與第二象平面的第二圖象之間的第二距離;
一個(gè)用來(lái)沒(méi)有任何衍射地透射由物鏡所折射的第一光以形成一束透射光、并衍射由物鏡所折射的第二光以形成一束衍射光的全息圖透鏡，全息圖透鏡對(duì)第二光起透鏡作用，以便使衍射光與透射光穿過(guò)相同的光路，并由透射光和衍射光形成一束疊加光;
一個(gè)用來(lái)把由全息圖透鏡所形成的疊加光會(huì)聚于第三象平面的象點(diǎn)以便在第三象平面上同時(shí)形成放大的第一圖象和第二圖象的內(nèi)透鏡;以及一個(gè)用來(lái)會(huì)聚由內(nèi)透鏡會(huì)聚并從象點(diǎn)發(fā)散的疊加光以便同時(shí)形成進(jìn)一步放大的第一圖象和第二圖象的目鏡。
在以上結(jié)構(gòu)中，從第一圖象發(fā)散的第一光束和從第二圖象發(fā)散的第二光束一起被物鏡折射。在這種情況下，由于物鏡與第一象平面的第一圖象之間的第一距離不同于物鏡與第二象平面的第二圖象之間的第二距離，所以第一折射光的曲率不同于第二折射光的另一曲率。此后，第一折射光經(jīng)全息圖透鏡沒(méi)有任何衍射地透射以形成一束透射光，而第二折射光被全息圖透鏡衍射以形成一束衍射光。在這種情況下，由于全息圖透鏡對(duì)衍射光起透鏡作用，所以衍射光的曲率與透射光的曲率一致。換句話說(shuō)，衍射光與透射光穿過(guò)相同的光路。因而，由透射光和衍射光形成一個(gè)疊加光束。此后，疊加光被內(nèi)透鏡會(huì)聚于第三象平面的一個(gè)象點(diǎn)處，以致在第三象平面上同時(shí)形成放大的第一圖象和第二圖象。此后，從象點(diǎn)發(fā)散的疊加光被目鏡會(huì)聚，以致同時(shí)形成進(jìn)一步放大的第一圖象和第二圖象。
因此，操作者可以觀察到足夠放大的第一圖象和第二圖象。
第六個(gè)目的還通過(guò)設(shè)置一個(gè)用來(lái)同時(shí)觀察置于第一象平面上的第一圖象和置于第二象平面上的第二圖象的雙焦點(diǎn)顯微鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)，該顯微鏡包括
一個(gè)用來(lái)折射一束從第一圖象發(fā)散的第一光和一束從第二圖象發(fā)散的第二光的物鏡，物鏡與第一象平面的第一圖象之間的第一距離不同于物鏡與第二象平面的第二圖象之間的第二距離;
一個(gè)用來(lái)沒(méi)有任何衍射地透射由物鏡所折射的第一光以形成一束透射光，并衍射由物鏡所折射的第二光以形成一束衍射光的全息圖透鏡，全息圖透鏡對(duì)第二光起透鏡作用，以便使衍射光與透射光穿過(guò)相同的光路，并由透射光和衍射光形成一束疊加光;
一個(gè)用來(lái)把由全息圖透鏡所形成的疊加光會(huì)聚于第三象平面的象點(diǎn)處以便在第三象平面上同時(shí)形成放大的第一圖象和第二圖象的內(nèi)透鏡;以及通過(guò)在內(nèi)透鏡中會(huì)聚疊加光在第三象平面上拍攝由放大的第一圖象和第二圖象形成的疊加圖象的照相裝置。
在以上結(jié)構(gòu)中，放大的第一圖象和第二圖象以相同方式在第三象平面上同時(shí)形成。此后，放大的第一圖象和第二圖象作為疊加圖象被照相裝置拍攝。
因此，可以觀察放大的第一圖象和第二圖象。
第七個(gè)實(shí)施例通過(guò)提供一個(gè)用來(lái)把畫(huà)在光掩模上的第一參考圖象與畫(huà)在樣件上的第二參考圖象對(duì)準(zhǔn)的對(duì)準(zhǔn)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，該對(duì)準(zhǔn)裝置包括一個(gè)發(fā)射對(duì)準(zhǔn)光束以便照明第一和第二參考圖象的光源;
一個(gè)用來(lái)既折射從第一參考圖象發(fā)散的一束第一對(duì)準(zhǔn)光又折射從第二參考圖象發(fā)散的一束第二對(duì)準(zhǔn)光的物鏡，這些參考圖象被從光源發(fā)射的對(duì)準(zhǔn)光所照明，物鏡與光掩模的第一參考圖象之間的距離不同于物鏡與樣件的第二參考圖象之間的距離;
一個(gè)用來(lái)沒(méi)有任何衍射地透射由物鏡所折射的第一對(duì)準(zhǔn)光以形成一束透射光，并衍射由物鏡所折射的第二對(duì)準(zhǔn)光以形成一束衍射光的全息圖透鏡，全息圖透鏡對(duì)第二對(duì)準(zhǔn)光起透鏡作用以便使衍射光與透射光穿過(guò)相同的光路，并由透射光和衍射光形成一束疊加光;
一個(gè)用來(lái)把由全息圖透鏡所形成的疊加光會(huì)聚于一個(gè)象平面的象點(diǎn)以便在象平面上同時(shí)形成放大的第一和第二參考圖象的內(nèi)透鏡，一個(gè)光軸穿過(guò)物鏡、全息圖透鏡和內(nèi)透鏡的中心;
通過(guò)在內(nèi)透鏡中會(huì)聚疊加光在象平面上拍攝由放大的第一圖象和第二圖象形成的疊加圖象的照相裝置;以及用來(lái)按照由照相裝置所拍攝的疊加圖象來(lái)移動(dòng)光掩?；驑蛹员惆训谝粎⒖紙D象與第二參考圖象沿光軸對(duì)準(zhǔn)的移動(dòng)裝置。
在以上結(jié)構(gòu)中，物鏡、全息圖透鏡和內(nèi)透鏡與雙焦點(diǎn)顯微鏡中的那些相同。因而，象平面上的放大的第一圖象和第二圖象作為疊加圖象被照相裝置拍攝。此后，光掩?；驑蛹灰苿?dòng)裝置沿與光軸垂直的方向移動(dòng)，以便把第一參考圖象與第二參考圖象沿光軸對(duì)準(zhǔn)。
因此，由于由放大的第一和第二參考圖象所形成的疊加圖象被照相裝置所拍攝，可以準(zhǔn)確地觀察第一和第二參考圖象之間的相對(duì)位置。因而，第一參考圖象可以準(zhǔn)確地與第二參考圖象對(duì)準(zhǔn)。
第八個(gè)實(shí)施例通過(guò)提供一種用來(lái)把光聚焦在具有第一厚度的第一信息媒體或具有第二厚度的第二信息媒體上以便在或從第一信息媒體或第二信息媒體上記錄或復(fù)現(xiàn)一段信息的聚焦方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，該方法包括步驟沿減小或加大光度頭裝置與第一或第二信息媒體之間距離的方向移動(dòng)光度頭裝置，光度頭裝置包括一個(gè)發(fā)射一束入射光的光源，用來(lái)在出射光路上沒(méi)有任何衍射地透射一部分從光源發(fā)射的入射光以形成一束透射光，并在出射光路上衍射其余部分從光源發(fā)射的入射光以形成一束衍射光的全息圖裝置，全息圖裝置對(duì)衍射光起透鏡作用以便從全息圖裝置發(fā)散衍射光或會(huì)聚衍射光，用來(lái)在出射光路上把在全息圖裝置中所形成的透射光會(huì)聚于第一焦距以便在第一信息媒體的前表面上形成第一聚光點(diǎn)，或在出射光路上把在全息圖裝置中所形成的衍射光會(huì)聚于第二焦距以便在第二信息媒體的前表面上形成第二聚光點(diǎn)的透鏡裝置，透射光在第一信息媒體的后表面上入射并會(huì)聚于第一信息媒體的前表面，透射光在第一信息媒體的后表面處被反射并再次穿過(guò)入射光路上的透鏡裝置和全息圖裝置，衍射光在第二信息媒體的后表面上入射并會(huì)聚于第二信息媒體的前表面，而且衍射光在第二信息媒體的后表面處被反射并再次穿過(guò)入射光路上的透鏡裝置和全息圖裝置，用來(lái)改變穿過(guò)入射光路上的透鏡裝置和全息圖裝置的透射光或衍射光的波陣面以形成一個(gè)或多個(gè)信息光束的波陣面改變裝置，以及用來(lái)探測(cè)由波陣面改變裝置所形成的信息光的強(qiáng)度并按照信息光的強(qiáng)度生成信息信號(hào)和聚焦誤差信號(hào)的探測(cè)裝置，信息信號(hào)表示記錄在第一信息媒體或第二信息媒體上的一段信息;
判斷在探測(cè)裝置中生成的聚焦誤差信號(hào)的強(qiáng)度是否大于一個(gè)閾值;以及當(dāng)聚焦誤差信號(hào)的強(qiáng)度變成大于閾值時(shí)，調(diào)整光度頭裝置的位置以便把聚焦誤差信號(hào)的強(qiáng)度減小到零。
在以上步驟中，利用上述光度頭裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)聚焦方法。當(dāng)透鏡裝置與第一或第二信息媒體之間的距離接近于透鏡裝置的焦距時(shí)，聚焦誤差信號(hào)的強(qiáng)度大大增加。因而，當(dāng)聚焦誤差信號(hào)的強(qiáng)度變成大于閾值時(shí)，透鏡裝置位于接近真正焦點(diǎn)，在透鏡裝置中透射光或折射光聚焦會(huì)聚在第一或第二信息媒體上。
因而，在當(dāng)聚焦誤差信號(hào)的強(qiáng)度變成大于閾值時(shí)調(diào)整光度頭裝置的位置以便把聚焦誤差信號(hào)的強(qiáng)度減小到零的情況下，透射光或衍射光可以聚焦在第一或第二信息媒體上。
第九個(gè)實(shí)施例通過(guò)提供一種用來(lái)從光盤(pán)上復(fù)現(xiàn)一段記錄信息的信息復(fù)現(xiàn)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，在該光盤(pán)中記錄信息以高密度記錄在具有第一厚度的第一基片上而一段告知記錄信息記錄在第一基片上的辨別信息以普通密度記錄在具有大于第一厚度的第二厚度的第二基片上，該方法包括步驟在光盤(pán)的第二基片下移動(dòng)一個(gè)光盤(pán)裝置，光盤(pán)包括用來(lái)使光盤(pán)以固定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)裝置，一個(gè)發(fā)射一束入射光的光源，用來(lái)在出射光路上沒(méi)有任何衍射地透射一部分從光源發(fā)射的入射光以形成一束透射光，并在出射光路上衍射其余部分從光源發(fā)射的入射光以形成一束衍射光的全息圖裝置，全息圖裝置對(duì)衍射光起透鏡作用以便從全息圖裝置發(fā)散衍射光，用來(lái)把在全息圖裝置中的形成的透鏡光會(huì)聚在由旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)的光盤(pán)的第一基片上便在或從光盤(pán)上記錄或復(fù)現(xiàn)一段記錄信息，并把在全息圖裝置中的形成的衍射光會(huì)聚在由旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)的光盤(pán)的第二基片上以便復(fù)現(xiàn)來(lái)自光盤(pán)的辨別信號(hào)的透鏡裝置，透射光被光盤(pán)的第一基片反射并再次穿過(guò)入射光路上的透鏡裝置和全息圖裝置，而衍射光被光盤(pán)的第二基片反射并再次穿過(guò)入射光路上的透鏡裝置和全息圖裝置，用來(lái)改變穿過(guò)入射光路上的透鏡裝置和全息圖裝置的透射光的波陣面以形成一個(gè)或多個(gè)記錄信息光束，并改變穿過(guò)入射光路上的透鏡裝置和全息圖裝置的衍射光的波陣面以形成一個(gè)或多個(gè)辨別信息光束的波陣面改變裝置，以及用來(lái)探測(cè)由波陣面改變裝置所形成的記錄信息光的強(qiáng)度以便按照記錄信息光的強(qiáng)度生成記錄信息信號(hào)，并探測(cè)由波陣面改變裝置所形成的辨別信息光的強(qiáng)度以便按照辨別信息光的強(qiáng)度生成辨別信息信號(hào)的探測(cè)裝置，辨別信息信號(hào)代表記錄在光盤(pán)的第二基片上的辨別信息，而記錄信息信號(hào)代表記錄在光盤(pán)的第一基片上的記錄信息;
把衍射光會(huì)聚在光盤(pán)的第二基片上以便復(fù)現(xiàn)辨別信息;
在光盤(pán)的第一基片下移動(dòng)光盤(pán)裝置到一個(gè)位置以便當(dāng)在探測(cè)裝置中探測(cè)到辨別信息時(shí)把透射光會(huì)聚在光盤(pán)的第一基片上;以及通過(guò)在探測(cè)裝置中生成記錄信息信號(hào)來(lái)復(fù)現(xiàn)記錄信息。
在以上步驟中，利用上述光盤(pán)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)信息復(fù)現(xiàn)方法。用衍射光來(lái)復(fù)現(xiàn)位于光盤(pán)的第二基片上的辨別信息。在這種情況下，由于第二基片有第二厚度，衍射光剛好聚焦在第二基片上。此后，當(dāng)探測(cè)到辨別信息時(shí)，光盤(pán)裝置在光盤(pán)的第一基片下移動(dòng)到位，而透射光會(huì)聚在光盤(pán)的第一基片上。在這種情況下，由于第一基片有第一厚度，透射光剛好聚焦在第一基片上。
因此，可以可靠地復(fù)現(xiàn)記錄信息。
從結(jié)合附圖所作的以下描述中，本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見(jiàn)的，在這些附圖中圖1是在日本專(zhuān)利申請(qǐng)1991年第46630中所提出的常規(guī)光度頭裝置的組合圖;
圖2A、2B分別是圖1中所示的物鏡和閃耀全息圖組件的剖面圖;
圖3表示在光軸傾角恒定的條件下光盤(pán)的厚度與物鏡的數(shù)值孔徑之間的關(guān)系;
圖4A是帶有按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的復(fù)合物鏡的成象光學(xué)系統(tǒng)的組合圖，一束無(wú)衍射的透射光會(huì)聚在薄型信息媒體上;
圖4B是圖4A中所示的成象光學(xué)系統(tǒng)的組合圖，一束一級(jí)衍射光會(huì)聚在一個(gè)厚型信息媒體上;
圖5是圖4A、4B中所示的全息圖透鏡的平面圖，畫(huà)出全息圖透鏡的光柵圖形;
圖6是圖5中所示的全息圖透鏡的剖面圖，表示在全息圖透鏡上形成浮雕的光柵圖形;
圖7是表示會(huì)聚在第一信息媒體的聚光點(diǎn)S1處的透射光L4的強(qiáng)度分布的說(shuō)明圖，在聚光點(diǎn)S1中出現(xiàn)主極大和受遏次極大;
圖8A是圖5中所示全息圖透鏡的剖面圖，表示近似于由四個(gè)臺(tái)階組成的階梯形的光柵;
圖8B是圖5中所示全息圖透鏡的剖面圖，表示近似于由多個(gè)臺(tái)階組成的階梯形的光柵圖形;
圖9A是帶有按照第一實(shí)施例的修改的復(fù)合物鏡的成象光學(xué)系統(tǒng)的組合圖，一束一級(jí)衍射光會(huì)聚在薄型信息媒體上;
圖9B是圖9A中所示成象光學(xué)系統(tǒng)的組合圖，一束無(wú)衍射的透射光會(huì)聚在厚型信息媒體上;
圖10A是帶有按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的復(fù)合物鏡的成象光學(xué)系統(tǒng)的組合圖，一束無(wú)衍射的透射光會(huì)聚在薄型信息媒體上;
圖10B是圖10A中所示成象光學(xué)系統(tǒng)的組合圖，一束一級(jí)衍射光會(huì)聚在厚型信息媒體上;
圖11表示圖10A、10B中所示全息圖透鏡衍射效率的變化;
圖12A至12E分別是圖10A、10B中所示全息圖透鏡的剖面圖，全息圖透鏡的光柵圖形近似于階梯形;
圖13A表示第二實(shí)施例中所用的入射光的強(qiáng)度分布，入射光的遠(yuǎn)場(chǎng)圖按高斯分布來(lái)分布;
圖13B表示經(jīng)圖10、10B中所示全息圖透鏡透射的透射光的強(qiáng)度分布，入射光的遠(yuǎn)場(chǎng)圖按緩坡形狀分布;
圖14A至14C表示經(jīng)圖10A、10B中所示全息圖透鏡透射的透射光和衍射光的強(qiáng)度分布;
圖15A是按照第二實(shí)施例的修改的全息圖透鏡的平面圖，畫(huà)出全息圖透鏡的光柵圖形;
圖15B、15C分別是帶有按照第二實(shí)施例的另一修改的復(fù)合物鏡的成象光學(xué)系統(tǒng)的組合圖;
圖16A是帶有按照本發(fā)明的第三實(shí)施例的復(fù)合物鏡的成象光學(xué)系統(tǒng)的組合圖，一束一級(jí)衍射光會(huì)聚在薄型信息媒體上;
圖16B是圖16A中所示成象光學(xué)系統(tǒng)的組合圖，一束無(wú)衍射的透射光會(huì)聚在厚型信息媒體上;
圖17表示圖16A、16B中所示全息圖透鏡的衍射效率的變化;
圖18A至18C表示經(jīng)圖16A、16B中所示全息圖透鏡透射的透射光和衍射光的強(qiáng)度分布;
圖19A是按照本發(fā)明的第四實(shí)施例的復(fù)合物鏡的剖面圖;
圖19B是按照本發(fā)明的第四實(shí)施例的修改的復(fù)合物鏡的剖面圖;
圖20是按照本發(fā)明的第五實(shí)施例的復(fù)合物鏡的剖面圖;
圖21是按照本發(fā)明的第六實(shí)施例的光度頭裝置的組合圖;
圖22是用于第六、第九和第十二實(shí)施例中的波陣面改變裝置的平面圖，畫(huà)出用作波陣面改變裝置的全息圖透鏡的光柵圖形;
圖23表示出現(xiàn)在圖22中所示波陣面改變裝置和光電探測(cè)器中的衍射光焦點(diǎn)之間的位置關(guān)系;
圖24是用于第六、第九、第十、第十二、第十三和第十七實(shí)施例中的光電探測(cè)器的平面圖;
圖25A和25C分別表示在圖21中所示物鏡在信息媒體上散焦的條件下向圖24中所示六分儀光電探測(cè)器的探測(cè)區(qū)SE1、SE2和SE3發(fā)射的一級(jí)衍射光的聚光點(diǎn)和向六分儀光電探測(cè)的探測(cè)區(qū)SE4、SE5和SE6發(fā)射的負(fù)一級(jí)衍射光的另一聚光點(diǎn);
圖25B表示在物鏡正好聚焦在信息媒體上的條件下向六分儀光電探測(cè)器的探測(cè)區(qū)SE1、SE2和SE3發(fā)射的一級(jí)衍射光的聚光點(diǎn)和向六分儀光電探測(cè)器的探測(cè)區(qū)SE4、SE5和SE6發(fā)射的負(fù)一級(jí)衍射光的另一聚光點(diǎn);
圖26表示出現(xiàn)在圖22中所示的波陣面改變裝置與圖24中所示的光電探測(cè)器中的衍射光束之間的關(guān)系;
圖27是按照第七實(shí)施例的光度頭裝置的組合圖;
圖28是用于第七、第九、第十、第十二和第十三實(shí)施例中的光電探測(cè)器的平面圖;
圖29A、29B、29C表示會(huì)聚在圖28中所示的光電探測(cè)器上的聚光點(diǎn)的各種形狀;
圖29D表示徑向Dr和切向Dt;
圖30是按照第七實(shí)施例的第一修改的光度頭裝置的組合圖;
圖31是按照第七實(shí)施例的第二修改的光度頭裝置的組合圖;
圖32是按照第七實(shí)施例的第三修改的光度頭裝置的組合圖;
圖33是按照第七實(shí)施例的第四修改的光度頭裝置的組合圖;
圖34表示一束在入射光路上無(wú)衍射的透射光和一束在入射光路上衍射的透射光，光束用來(lái)探測(cè)信息信號(hào);
圖35A圖示通過(guò)探測(cè)透射光的強(qiáng)度而得到的聚焦誤差信號(hào)的變化，聚焦誤差信號(hào)的強(qiáng)度取決于物鏡與第一信息媒體之間的距離;
圖35B圖示通過(guò)探測(cè)衍射光的強(qiáng)度而得到的聚焦誤差信號(hào)的變化，聚焦誤差信號(hào)的強(qiáng)度取決于物鏡與第二信息媒體之間的距離;
圖36A圖示通過(guò)探測(cè)衍射光的強(qiáng)度而得到的聚焦誤差信號(hào)的變化，聚焦誤差信號(hào)的強(qiáng)度取決于物鏡與第一信息媒體之間的距離;
圖36B圖示通過(guò)探測(cè)透射光的強(qiáng)度而得到的聚焦誤差信號(hào)的變化，聚焦誤差信號(hào)的強(qiáng)度取決于物鏡與第二信息媒體之間的距離;
圖37是按照第九實(shí)施例的光度頭裝置的組合圖;
圖38是按照第十實(shí)施例的光度頭裝置的組合圖;
圖39是用于圖38中所示光度頭裝置中的帶有反射型全息圖的分束器的平面圖;
圖40A、40B分別是按照第十一實(shí)施例的光度頭裝置的組合圖;
圖41是用于圖38中所示光度頭裝置中的帶有反射型全息圖的分束器的平面圖;
圖42A和42C分別表示在衍射光散焦會(huì)聚在第二信息媒體上的條件下向圖24中所示六分儀光電探測(cè)器的探測(cè)區(qū)SE1、SE2和SE3發(fā)射的一級(jí)衍射光的聚光點(diǎn)和向六分儀光電探測(cè)器的探測(cè)區(qū)SE4、SE5和SE6發(fā)射的負(fù)一級(jí)衍射光的另一聚光點(diǎn);
圖42B表示在衍射光聚焦會(huì)聚在第二信息媒體上的條件下向圖24中所示六分儀光電探測(cè)器的探測(cè)區(qū)SE1、SE2和SE3發(fā)射的一級(jí)衍射光的聚光點(diǎn)和向六分儀光電探測(cè)器的探測(cè)區(qū)SE4、SE5和SE6發(fā)射的負(fù)一級(jí)衍射光的另一聚光點(diǎn);
圖43是按照第十二實(shí)施例的光度頭裝置的組合圖;
圖44是按照第十三實(shí)施例的光度頭裝置的組合圖;
圖45是按照第十四實(shí)施例的光度頭裝置的組合圖;
圖46是用于圖45中所示的光度頭裝置中的全息圖透鏡的平面圖;
圖47是按照第十五實(shí)施例的光度頭裝置的組合圖;
圖48是用于圖47中所示的光度頭裝置中的全息圖透鏡的平面圖;
圖49A、49B分別表示圖48中所示全息圖透鏡與圖47中所示光電探測(cè)器中出現(xiàn)的多余光之間的位置關(guān)系;
圖50是按照第十六實(shí)施例的光度頭裝置的組合圖;
圖51是用于圖50中所示光度頭裝置中的光源和光電探測(cè)器的軸測(cè)圖;
圖52是按照第十七實(shí)施例的光度頭裝置的組合圖;
圖53是按照第十八實(shí)施例的高密度光盤(pán)的軸測(cè)圖，局部表示盤(pán)的剖面圖;
圖54是按照第十九實(shí)施例的高密度光盤(pán)的軸測(cè)圖，局部表示盤(pán)的剖面圖;
圖55是按照第二十實(shí)施例的帶有圖21、27、30、31、32、33、37、38、40A、43、44、50和52中所示光度頭裝置之一的光盤(pán)裝置的方塊圖;
圖56是表示圖55中所示的光盤(pán)裝置的工作的流程圖;
圖57是按照第二十一實(shí)施例的帶有圖21、27、30、31、32、33、37、38、40A、43、44、50和52中所示光度頭裝置之一的光盤(pán)裝置的方塊圖;
圖58是表示圖57中所示光盤(pán)裝置的工作的流程圖;
圖59是按照第二十二實(shí)施例的雙焦點(diǎn)顯微鏡的組合圖;
圖60是在第一和第二樣件位于樣件支架底部的情況下圖59中所示雙焦點(diǎn)顯微鏡的局部圖;
圖61是按照第二十二實(shí)施例的修改的雙焦點(diǎn)顯微鏡的組合圖;
圖62是按照第二十三實(shí)施例的對(duì)準(zhǔn)裝置的組合圖。
對(duì)照附圖描述按照本發(fā)明的復(fù)合物鏡、成象光學(xué)系統(tǒng)、光學(xué)頭裝置、光盤(pán)、光盤(pán)裝置、雙焦點(diǎn)顯微鏡和對(duì)準(zhǔn)裝置的最佳實(shí)施例。
(第一實(shí)施例)圖4A是帶有按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的復(fù)合物鏡的成象光學(xué)系統(tǒng)的組合圖，一束無(wú)衍射的透射光會(huì)聚在薄型信息媒體上。圖4B是圖4A中所示的成象光學(xué)系統(tǒng)的組合圖，一束一級(jí)衍射光會(huì)聚在一個(gè)厚型信息媒體上。圖5是圖4A、4B中所示的全息圖透鏡的平面圖，畫(huà)出全息圖透鏡的光柵圖形。
如圖4A、4B中所示，一個(gè)用來(lái)把光會(huì)聚在薄型第一信息媒體23(厚度T1)的第一基片22或厚型第二信息媒體25(厚度T2)的第二基片24上以形成衍射受限聚光點(diǎn)的成象光學(xué)系統(tǒng)21，包括一個(gè)用來(lái)沒(méi)有任何衍射地透射一部分從光源發(fā)射的入射光L3以形成一束透射光L4并衍射入射光L3的其余部分以形成一束一級(jí)衍射光L5的閃耀全息圖透鏡26，以及一個(gè)用來(lái)把透射光L4會(huì)聚在第一信息媒體23上或把一級(jí)衍射光L5會(huì)聚在第二信息媒體25上的物鏡27。
第一信息媒體23代表具有高密度存儲(chǔ)容量的未來(lái)的光盤(pán)，而第一信息媒體23的厚度T1在0.4mm至0.8mm范圍內(nèi)。第二信息媒體25代表目前市場(chǎng)上出現(xiàn)的CD或激光盤(pán)，而第二信息媒體25的厚度T2約為1.2mm。
“會(huì)聚”一詞在本說(shuō)明書(shū)中表示發(fā)散光或平行光被聚焦以形成衍射極限微光點(diǎn)。
在以上結(jié)構(gòu)中，平行入射光L3的一部分沒(méi)有任何衍射地經(jīng)全息透鏡26透射而形成一束透射光(即一束零級(jí)衍射光L4)。此后，透射光L4被物鏡27會(huì)聚。此外，入射光L3的其余部分被全息圖透鏡26衍射并折射而形成一束一級(jí)衍射光L5。在這種情況下，全息圖透鏡26對(duì)一級(jí)衍射光L5有選擇地起凹透鏡的作用，以致一級(jí)衍射光L5從全息圖透鏡26發(fā)散。此后，一級(jí)衍射光L5被物鏡27會(huì)聚。
在薄型第一信息媒體23被用來(lái)在或從媒體23的前表面上記錄或復(fù)現(xiàn)信息段的情況下，如圖4A中所示，透射光L4入射在第一信息媒體23的后表面上并被物鏡27聚焦在第一信息媒體23的前表面上以便在第一信息媒體23上形成衍射受限聚光點(diǎn)S1。與此不同，在厚型第二信息媒體25被用來(lái)在或從媒體25的前表面上記錄或復(fù)現(xiàn)信息段的情況下，衍射光L5入射在第二信息媒體25的后表面上并聚焦在其前表面上以便在第二信息媒體25上形成衍射受限聚光點(diǎn)S2。由于全息圖透鏡26起凹透鏡作用以發(fā)散一段衍射光L5，即使第一信息媒體23的厚度T1不同于第二信息媒體25的厚度T2，也形成衍射受限聚光點(diǎn)S1、S2。因而，由全息圖透鏡26和物鏡27組成的復(fù)合物鏡29實(shí)際上有兩個(gè)焦點(diǎn)。
此外，如圖5中所示，通過(guò)在透明基片28的圖形區(qū)26A中以同心圓形狀畫(huà)出光柵圖形P1來(lái)形成全息圖透鏡26。圖形區(qū)26A位于透明基片28的中部，而無(wú)圖形區(qū)26B位于透明基片28的周緣部以便環(huán)繞圖形區(qū)26A。成象光學(xué)系統(tǒng)21的光軸穿過(guò)光柵圖形P1的中心點(diǎn)和物鏡27的中心軸。
此外，如圖6中所示，全息圖透鏡26的光柵圖形P1形成浮雕以產(chǎn)生相位調(diào)制型全息圖透鏡。就是說(shuō)，在光柵圖形P1中同心地形成各由底部和頂部組成的塊。光柵圖形P1中浮雕的高度H設(shè)成H＜λ/(n(λ)-1)(1)式中符號(hào)λ代表入射光L3的波長(zhǎng)而符號(hào)n(λ)代表透明基片28對(duì)入射光L3的折射率。在這種情況下，在經(jīng)光柵圖形P1的底部透射的入射光L3與經(jīng)光柵圖形P1的頂部透射的入射光L3之間相位調(diào)制度之差小于2π弧度。因而，全息圖透鏡26對(duì)經(jīng)光柵圖形P1透射的入射光L3的衍射效率小于100%以便生成經(jīng)光柵圖形P1透射的光L4。再者，經(jīng)無(wú)圖形區(qū)26B透射的入射光L3未被衍射。結(jié)果，透射光L4的強(qiáng)度可能足以在或從第一信息媒體23上記錄或復(fù)現(xiàn)信息段。
再者，由于透射光L4的強(qiáng)度在全息圖透鏡26的整個(gè)表面上是足夠的，可以抑制不希望地出現(xiàn)在聚光點(diǎn)S1中的次極大(側(cè)波瓣)。詳細(xì)地說(shuō)，當(dāng)全聚在聚光點(diǎn)S1上的透射光L4的強(qiáng)度分布如圖7中所示時(shí)，位于聚光點(diǎn)S1中心的透射光L4的主極大(主波瓣)用于在或從第一信息媒體23上記錄或復(fù)現(xiàn)一段信息，而位于主極大周?chē)拇螛O大是多余的，因?yàn)榇螛O大損壞由主極大形成的記錄凹坑或復(fù)現(xiàn)信號(hào)。
形成浮雕的全息圖透鏡26的光柵圖形P1如圖6中所示被激發(fā)(blazed)，以致明顯地抑制負(fù)一級(jí)衍射光的出現(xiàn)。因而，透射光L4和一級(jí)衍射光L5的強(qiáng)度和最大。換句話說(shuō)，提高了入射光L3的利用率。
物鏡27的數(shù)值孔徑NA等于或大于0.6。再者，當(dāng)透射光L4被物鏡27會(huì)聚時(shí)，在具有厚度T1的第一信息媒體23上形成衍射受限聚光點(diǎn)S1。
全息圖透鏡26的直徑幾乎與物鏡27的孔徑相相同，以致圖形區(qū)26A的直徑小于物鏡27的孔徑。由于經(jīng)無(wú)圖形區(qū)26B透射的入射光L3未被衍射，不僅經(jīng)圖形區(qū)26A透射的光L4而且經(jīng)無(wú)圖形區(qū)26B透射的光L4都被具有大數(shù)值孔徑的物鏡27會(huì)聚在第一信息媒體23上。因而，可以增加會(huì)聚于聚光點(diǎn)S1的透射光L4的強(qiáng)度。與透射光L4不同，僅經(jīng)全息圖透鏡26的圖形區(qū)26A透射的入射光L3變成一級(jí)衍射光L5，而且一級(jí)衍射光L5被實(shí)際上具有小數(shù)值孔徑的物鏡27會(huì)聚在第二信息媒體25上。
經(jīng)圖形區(qū)26A的光柵圖形P1透射的光L4的相位取決于經(jīng)光柵圖形P1的底部和頂部透射的光L4中的相位調(diào)制度的平均值。與此不同，由于無(wú)圖形區(qū)26B的高度恒定，經(jīng)無(wú)圖形區(qū)26B透射的光L4的相位以一個(gè)相位調(diào)制度調(diào)制。因而，如圖6中所示，無(wú)圖形區(qū)26B的高度設(shè)成與光柵圖形P1的平均高度取齊以便提高物鏡27的會(huì)聚作用。
例如，如圖8A中所示，在圖6中所示全息圖透鏡26中光柵圖形P1的每塊近似于由四個(gè)臺(tái)階組成的階梯形狀的情況下，第一臺(tái)階蝕刻成深h1+h2和寬W1，第二臺(tái)階蝕刻成深h1和寬W2，第三臺(tái)階蝕刻成深h2和寬W2，而第四臺(tái)階蝕刻成寬W1。因而，在圖形區(qū)26A中形成近似于階梯形狀的光柵圖形P1。此后，透明基片28的周緣部分被蝕刻成深h1或h2以形成無(wú)圖形區(qū)26B。因而，無(wú)圖形區(qū)26B的高度幾乎與圖形區(qū)26A的平均高度相同，以致經(jīng)圖形區(qū)26A透射的光L4的相位幾乎與經(jīng)無(wú)圖形區(qū)26B透射的光L4的相位相同。
此外，如圖8B所示，圖6中所示全息圖透鏡26的理想的閃耀形狀可能近似于通過(guò)多次蝕刻透明基片28中部而得到的階梯形狀。在這種情況下，階梯形狀的高度H0設(shè)成滿足方程式H0＜λ/(n(λ)-1)以致相位調(diào)制度之差設(shè)成小于2π弧度的值。具體地說(shuō)，在此處全息圖透鏡26的階梯形狀由具有相同高度差n0的一段N個(gè)臺(tái)階組成的情況下，高度差n0設(shè)成滿足方程式n0＜λ/〔(n(λ)-1)＊N〕以便把每個(gè)臺(tái)階的相位調(diào)制度之差設(shè)成小于2π/N弧度的值。透明基片28的周緣部分被蝕刻以便把無(wú)圖形區(qū)26B的厚度設(shè)成既非頂臺(tái)階也非底臺(tái)階的N個(gè)臺(tái)階之一處的圖形區(qū)26A的厚度。因而，無(wú)圖形區(qū)26B的高度幾乎與圖形區(qū)26A的平均高度相同，以致經(jīng)圖形區(qū)26A透射的光L4的相位幾乎與經(jīng)無(wú)圖形區(qū)26B透射的光L4的相位相同。
全息圖透鏡26的光柵圖形P1設(shè)計(jì)成修正在物鏡27和第二信息媒體25中出現(xiàn)的任何象差，以致一級(jí)衍射光L5經(jīng)具有厚度T2的第二信息媒體25透射并會(huì)聚在媒體25上，以便設(shè)有任何象差地形成衍射受限聚光點(diǎn)S2。描述一種用來(lái)設(shè)計(jì)具有象差修正功能的全息圖透鏡26的方法。
在一級(jí)衍射光L5被會(huì)聚在第二信息媒體25上之后，球面波從聚光點(diǎn)S2發(fā)散并經(jīng)第二基片24和物鏡27透射。此后，球面波經(jīng)透明基片28透射并與入射光L3光學(xué)干涉。因而，由球面波與入射光L3之間的干涉形成一個(gè)干涉圖形。從翻轉(zhuǎn)入射光L3的相位而得到的倒相位中減去球面波的相位可以算出干涉圖形。因此，按照計(jì)算機(jī)全息圖生成法可以很很容易地形成符合所算出的干涉圖形的全息透鏡26的光柵圖形P1。
因此，由于復(fù)合物鏡29由物鏡27和全息圖透鏡26組成，在全息圖透鏡26中一部分入射光L3被衍射和折射，所以無(wú)論信息媒體究竟具有厚度T1還是厚度T2，都能在信息媒體上可靠地形成衍射受限聚光點(diǎn)。再者，兩個(gè)衍射受限聚光點(diǎn)可在信息媒體不同深度上同時(shí)形成。換句話說(shuō)，復(fù)合物鏡實(shí)際上有兩個(gè)焦點(diǎn)。
再者，由于全息圖透鏡26的衍射效率小于100%而且經(jīng)全息透鏡26透射的光L4的強(qiáng)度足以在或從第一信息媒體23上記錄或復(fù)現(xiàn)信息，所以可以抑制會(huì)聚在聚光點(diǎn)S1上的透射光L4的次極大。
再者，由于全息圖透鏡26被激發(fā)，可以顯著地抑制負(fù)一級(jí)衍射光的出現(xiàn)。因而，透射光L4和一級(jí)衍射光L5的強(qiáng)度和為最大，并可提高入射光L3的利用率。
再者，由于全息透鏡26僅對(duì)一級(jí)衍射光起透鏡作用，沿光軸方向由透射光L4形成的聚光點(diǎn)S1的位置不同于由一級(jí)衍射光L5形成的聚光點(diǎn)S2的位置。因而，當(dāng)透射光L4聚焦會(huì)聚在信息媒體23的信息記錄平面上以便記錄或讀出一段信息時(shí)，會(huì)聚在信息媒體23上的一級(jí)衍射光L5在信息記錄平面處離焦。同理，當(dāng)一級(jí)衍射光L5聚焦會(huì)聚在信息媒體25的信息記錄平面上時(shí)，會(huì)聚在信息媒體25上的透射光L4在信息記錄平面處離焦。因此，當(dāng)光L4(或L5)聚焦會(huì)聚在聚光點(diǎn)S1(或S2)上以便記錄或讀出信息時(shí)，不聚焦會(huì)聚在聚光點(diǎn)S1(或S2)上的光L5(或L4)對(duì)信息的記錄或讀出沒(méi)有不良影響。為了可靠地防止對(duì)信息的記錄或讀出的不良影響，要求聚光點(diǎn)S1、S2之間沿光軸方向之差等于或大于50μm。就是說(shuō)，當(dāng)該差等于或大于50μm時(shí)，在光L4(或L5)以高強(qiáng)度會(huì)聚在信息記錄平面的聚光點(diǎn)S1(或S2)上的同時(shí)，光L5(或L4)大量地發(fā)散以便降低光L5(或L4)在信息記錄平面處的強(qiáng)度。
再者，由于代表CD或激光盤(pán)的第二信息媒體25的厚度T2約為1.2mm，而且由于代表未來(lái)的光盤(pán)的第一信息媒體23的厚度T1在從0.4mm至0.8mm的范圍內(nèi)，考慮到借以按照聚焦伺服信號(hào)調(diào)整由物鏡27和全息圖透鏡26組成的復(fù)合物鏡的位置所用的執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)范圍，要求聚光點(diǎn)S1、S2之間沿光軸方向的位置差等于或小于1.0mm。由于全息圖透鏡26對(duì)一級(jí)衍射光起凹透鏡作用，聚光點(diǎn)S1、S2之間的差可增加到1mm左右。
因此，即使透射光L4和一級(jí)衍射光L5同時(shí)被物鏡27會(huì)聚，在聚光點(diǎn)S1、S2之間的位置差在50μm至1mm范圍內(nèi)的條件下就不會(huì)對(duì)信息的記錄或復(fù)現(xiàn)產(chǎn)生不良影響。
現(xiàn)在描述成象光學(xué)系統(tǒng)21用于各種光盤(pán)的例子。
在成象光學(xué)系統(tǒng)21用于一種光盤(pán)裝置，在該光盤(pán)裝置中僅復(fù)現(xiàn)記錄在薄型高密度光盤(pán)和厚型緊致盤(pán)中的信息段的情況下，全息圖透鏡26把入射光L3變成衍射光L5的衍射效率設(shè)成從約20%至70%的范圍。在這種情況下，會(huì)聚在高密度光盤(pán)上的透射光L4的強(qiáng)度幾乎與會(huì)聚在CD上的一級(jí)衍射光L5的強(qiáng)度相同。因而，入射光L3的輸出功率可以減至最小。
再者，在成象光學(xué)系統(tǒng)21用于一種光盤(pán)裝置，在該光盤(pán)裝置中，記錄或復(fù)現(xiàn)記錄在薄型高密度光盤(pán)中的信息段而僅復(fù)現(xiàn)記錄在厚型光盤(pán)中的信息段的情況下，全息圖透鏡26把入射光L3變成一級(jí)衍射光L5的衍射效率設(shè)成等于或小于30%的值。在這種情況下，即使在高密度光盤(pán)上記錄一段信息需要高強(qiáng)度的透射光L4，也可以不增加入射光L3的強(qiáng)度而可靠地實(shí)現(xiàn)信息的記錄，因?yàn)槿D透鏡26對(duì)入射光L3的透射效率很高。換句話說(shuō)，當(dāng)一段信息記錄在高密度光盤(pán)上時(shí)可以提高入射光L3的利用率，以致入射光L3的輸出功率可以減至最小。
在第一實(shí)施例中，全息圖透鏡26對(duì)一級(jí)衍射光L5起凹透鏡作用。然而，可以適當(dāng)?shù)赜脤?duì)一級(jí)衍射光L5起凸透鏡作用的全息圖透鏡26M代替全息圖透鏡26。就是說(shuō)，如圖9A、9B中所示，衍射光L5被物鏡27會(huì)聚在第一信息媒體23上以形成衍射受限聚光點(diǎn)S1，而透射光L4被物鏡27會(huì)聚在第二信息媒體25上以形成衍射受限聚光點(diǎn)S2。在這種情況下，考慮到執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)范圍，要求聚光點(diǎn)S1、S2之間的位置差等于或小于0.5mm。然而，在成象光學(xué)系統(tǒng)21M中，使用對(duì)衍射光L5起凹透鏡作用的全息圖透鏡26M，可以防止色差的出現(xiàn)。詳細(xì)描述成象光學(xué)系統(tǒng)中的消色差功能。
當(dāng)用fHO代表全息圖透鏡26M對(duì)具有波長(zhǎng)λ0的入射光L3的焦距而用fH1代表全息圖透鏡26M對(duì)具有波長(zhǎng)λ1的入射光L3的另一焦距時(shí)，滿足公式(2)。
fH1＝fH0×λ0/λ1(2)隨著入射光L3的波長(zhǎng)λ變長(zhǎng)，全息圖透鏡22的焦距fH縮短。再者，當(dāng)用n(λ0)代表物鏡27對(duì)具有波長(zhǎng)λ0的入射光L3的折射率而用n(λ1)代表物鏡27對(duì)具有波長(zhǎng)λ1的入射光L3的另一折射率時(shí)，物鏡27對(duì)具有波長(zhǎng)λ的入射光L3的焦距fD(λ)用公式(3)表達(dá)。
fD(λ1)＝fD(λ0)×(n(λ0)-1)/(n(λ1)-1)-(3)隨著入射光L3的波長(zhǎng)λ變長(zhǎng)，物鏡27的焦距fD(λ)加長(zhǎng)。就是說(shuō)，物鏡27中焦距fD(λ)對(duì)波長(zhǎng)λ的相關(guān)關(guān)系與全息圖透鏡26M中焦距fH對(duì)波長(zhǎng)λ的相關(guān)關(guān)系相反。因而，由物鏡27和全息圖透鏡26M組成的復(fù)合物鏡29M起消色差透鏡作用的條件由等式(4)表達(dá)。
1/fHO+1/fD(λ0)＝1/fH1+1/fD(λ1)＝1/(fHO×λ0/λ1)+(n(λ1)-1)/｛fD(λ0)×(n(λ0)-1)｝-(4)因此，由于物鏡27中焦距fD(λ)對(duì)波長(zhǎng)λ的相關(guān)關(guān)系與全息圖透鏡26M中的關(guān)系相反，通過(guò)透鏡26M、27的組合可以形成具有消色差功能的復(fù)合物鏡29M，并可防止色差的出現(xiàn)。再者，即使未嚴(yán)格地滿足等式(4)，也可以大大抑制色差的出現(xiàn)。
再者，由于全息圖透鏡26M對(duì)一級(jí)衍射光L5起凸透鏡作用，物鏡27的曲率可以很小。再者，由于全息圖透鏡26M是個(gè)平面型元件，可以以大規(guī)模生產(chǎn)方式制造具有消色差功能的輕型復(fù)合物鏡。消象差的原理已在第一文獻(xiàn)(D.Faklis和M.Morris，光子學(xué)譜(1991)，11月205頁(yè)和12月131頁(yè))、第二文獻(xiàn)(M.A.Gan等人，攝影光學(xué)儀器工程師學(xué)會(huì)(1991)，第1507卷，116頁(yè))和第三文獻(xiàn)(P.Twardowski和P.Meirueis，攝影光學(xué)儀器工程師學(xué)會(huì)(1991)，第1507卷，55頁(yè))中提出。
(第二實(shí)施例)圖10A是帶有按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的復(fù)合物鏡的成象光學(xué)系統(tǒng)的組合圖，一束無(wú)衍射的透射光會(huì)聚在薄型信息媒體上。圖10B是圖10A中所示成象光學(xué)系統(tǒng)的組合圖，一束一級(jí)衍射光會(huì)聚在厚型信息媒體上。
如圖10A、10B中所示，一個(gè)用來(lái)把光會(huì)聚在第一信息媒體23(厚度T1)的第一基片22或第二信息媒體25(厚度T2)的第二基片24上以便形成衍射受限聚光點(diǎn)的成象光學(xué)系統(tǒng)31，包括一個(gè)用來(lái)沒(méi)有任何衍射地透射入射光的一部分以形成一束透射光L4并衍射入射光L3的其余部分以形成一束一級(jí)衍射光L5的閃耀全息圖透鏡32，以及用來(lái)把透射光L4會(huì)聚在第一信息媒體23上或把一級(jí)衍射光L5會(huì)聚在第二信息媒體25上的物鏡27。
通過(guò)在透明基片28的圖形區(qū)32A中以同心圓形狀畫(huà)出光柵圖形P2來(lái)形成全息透鏡32。圖形區(qū)32A位于透明基片28的中部。光柵圖形P2的直徑等于或大于物鏡27的孔徑。再者，全息圖透鏡32對(duì)經(jīng)光柵圖形P2透射的入射光L3的衍射效率以與第一實(shí)施例中相同的方式小于100%，以致透射光L4的強(qiáng)度足以在或從第一信息媒體23上記錄或復(fù)現(xiàn)一段信息。
此外，如圖11中所示，在圖形區(qū)32A的中部的衍射效率很高，而且衍射效率沿著圖形區(qū)32A的朝外方向逐漸降低。換句話說(shuō)，在全息圖透鏡32的光柵圖形P2形成浮雕的情況下，光柵圖形P2中浮雕的高度H沿著圖形區(qū)32A的朝外方向逐漸降低?；蛘哒f(shuō)，在全息圖透鏡26的理想閃耀形狀近似于階梯形狀的情況下，位于透明基片28中心部分的每塊光柵圖形P2形成圖12A中所示的階梯形狀，在圖12A中臺(tái)階的斜角Q1大并且在第一蝕刻寬度W1與第二蝕刻寬度W2之間滿足關(guān)系式W1＞W(wǎng)2，并且形成圖12A中所示階梯形狀的光柵圖形P2逐漸改變，辦法是沿著圖形區(qū)32A的朝外方向減小第一蝕刻寬度W1和加大第二蝕刻寬度W2，同時(shí)逐漸減小圖形區(qū)P2的高度H。因而，位于透明基片28的周緣部分的每塊光柵圖形P2形成圖12B中所示的階梯形狀，在圖12B中臺(tái)階的斜角Q2小并且在第一蝕刻寬度W1與第二蝕刻寬度W2之間滿足關(guān)系式W1＜W2。再者，位于中心部分與周緣部分之間的中間部分的每塊光柵圖形P2形成圖12C中所示的階梯形狀，在圖12C中蝕刻寬度W1、W2相同。
在成象光學(xué)系統(tǒng)31的以上結(jié)構(gòu)中，入射光L3的一部分沒(méi)有任何衍射地經(jīng)全息圖透鏡32透射以形成一束透射光L4，而透射光L4被物鏡27會(huì)聚。再者，入射光L3的其余部分被全息圖透鏡32衍射和折射。在這種情況下，全息圖透鏡32對(duì)入射光L3起凹透鏡作用，以致一級(jí)衍射光L5從全息圖透鏡32發(fā)散。此后，一級(jí)衍射光L5被物鏡27會(huì)聚。
在薄型第一信息媒體23用來(lái)在或從媒體23的前表面上記錄或復(fù)現(xiàn)信息段的情況下，如圖10A中所示，透射光L4入射在第一信息媒體23的后表面上并被物鏡27聚焦在第一信息媒體前表面上以便在第一信息媒體23上形成衍射受限聚光點(diǎn)S3。在這種情況下，由于光柵圖形P2的中心部分中的衍射效率高而且由于衍射效率沿著光柵圖形P2的朝外方向逐漸降低，入射光L3的衍射概率在光柵圖形P2的周緣部分中降低。因而，在物鏡27的數(shù)值孔徑NA大的條件下光L4經(jīng)物鏡27透射。
與此不同，在厚型第二信息媒體25用來(lái)在或從媒體25的前表面上記錄或復(fù)現(xiàn)信息段的情況下，衍射光L5入射在第二信息媒體25的后表面上并被聚焦在第二信息媒體25的前表面上以便在第二信息媒體25上形成衍射受限聚光點(diǎn)S4。在這種情況下，由于全息圖透鏡32起凹透鏡作用以發(fā)散一級(jí)衍射光L5，即使第一信息媒體23的厚度T1不同于第二信息媒體25的厚度T2，也能形成衍射受限聚光點(diǎn)S3、S4。因而，由全息圖透鏡32和物鏡27組成的復(fù)合物鏡34實(shí)際上有兩個(gè)焦點(diǎn)。
因此，由于光L4在物鏡27的數(shù)值孔徑NA大的條件下經(jīng)物鏡27透射，會(huì)聚在第一信息媒體23上的透射光L4的強(qiáng)度可很高。
再者，在入射光L3由半導(dǎo)體激光器發(fā)射的情況下，入射光13的遠(yuǎn)場(chǎng)圖按如圖13A中所示的高斯分布來(lái)分布。因而，由于衍射效率沿著光柵圖形P2的朝外方向逐漸降低，透射光L4的遠(yuǎn)場(chǎng)圖按圖13B中所示的緩坡形狀分布。與第二實(shí)施例不同，由于在第一實(shí)施例中入射光L3在全息圖透鏡26的無(wú)圖形區(qū)26B未被衍射，透射光L4的強(qiáng)度在全息圖透鏡26的周緣部分突然增加。
因此，與第一實(shí)施例相比，在第二實(shí)施例中會(huì)聚在聚光點(diǎn)S3上的透射光L4的次極大可以進(jìn)一步抑制。就是說(shuō)，利用成象光學(xué)系統(tǒng)31可以實(shí)現(xiàn)信息的記錄和復(fù)現(xiàn)而對(duì)信息沒(méi)有任何破壞。
此外，在一級(jí)衍射光L5會(huì)聚在第二信息媒體25上以形成衍射受限聚光點(diǎn)S4的情況下，物鏡27對(duì)一級(jí)衍射光L5的數(shù)值孔徑小，因?yàn)槿D透鏡32的衍射效率沿著圖形區(qū)32A的朝外方向降低。結(jié)果，一級(jí)衍射光L5的強(qiáng)度變低。在此處提高全息圖透鏡32的衍射效率以便提高一級(jí)衍射光L5的強(qiáng)度的情況下，透射光L4在其內(nèi)光束部分的強(qiáng)度大為降低，而透射光L4在聚光點(diǎn)S3上的次極大(或側(cè)波瓣)卻討厭地加大。因而，其遠(yuǎn)場(chǎng)圖按高斯分布來(lái)分布的入射光L3向全息圖透鏡32發(fā)射以提高一級(jí)衍射光L5的強(qiáng)度而沒(méi)有次極大的任何增加。詳細(xì)地說(shuō)，如圖14A中所示，不僅分布在高斯分布的中心部分而且也分布在高斯分布的周緣部分的入射光L3都經(jīng)全息圖透鏡32透射并被物鏡27折射，因?yàn)楣鈻艌D形P2的直徑等于或大于物鏡27的孔徑。因而，物鏡27在光源側(cè)對(duì)入射光L3的數(shù)值孔徑NA變成比第一實(shí)施例中的大，并且提高了全息圖透鏡32的衍射效率。結(jié)果，會(huì)聚在第二信息媒體25上的一級(jí)衍射光L5的強(qiáng)度可以提高，如圖14B中所示。再者，由于在高斯分布的周緣部分入射光L3的強(qiáng)度很低而且由于全息圖透鏡32的衍射效率沿著光柵圖形區(qū)32A的朝向方向增加，透射光L4的強(qiáng)度按如圖14C中所示的緩坡形狀分布。因此，在聚光點(diǎn)S3處透射光L4的次極大可被抑制。
描述成象光學(xué)系統(tǒng)31用于各種光盤(pán)的例子。
在成象光學(xué)系統(tǒng)31用于這樣一種光盤(pán)裝置、在該光盤(pán)裝置中，僅復(fù)現(xiàn)記錄在薄型高密度光盤(pán)和厚型緊致盤(pán)中的信息段的情況下，全息圖透鏡32對(duì)入射光L3的衍射效率設(shè)成從約20%至70%的范圍。在這種情況下，會(huì)聚在高密度光盤(pán)上的透射光L4的強(qiáng)度幾乎與會(huì)聚在緊致盤(pán)上的一級(jí)衍射光L5的強(qiáng)度相同。因而，入射光L3的輸出功率可以減至最小。
再者，在成象光學(xué)系統(tǒng)31用于這樣一種光盤(pán)裝置、在該光盤(pán)裝置中，記錄或復(fù)現(xiàn)記錄在薄型高密度光盤(pán)中的信息段而僅復(fù)現(xiàn)記錄在厚型光盤(pán)中的信息段的情況下，全息圖透鏡32對(duì)入射光L3的衍射效率設(shè)成等于或小于30%的值。在這種情況下，即使在高密度光盤(pán)上記錄一段信息需要高強(qiáng)度的透射光L4，也可以不增加入射光L3的強(qiáng)度而可靠地實(shí)現(xiàn)信息的記錄，因?yàn)槿D透鏡32對(duì)入射光L3的透射效率很高。換句話說(shuō)，當(dāng)一段信息記錄在高密度光盤(pán)上時(shí)可以提高入射光L3的利用率，以致入射光L3的輸出功率可以減至最小。
在第二實(shí)施例中，位于透明基片28中部的光柵圖形P2沿著圖形區(qū)32A的朝外方向逐漸從圖12A中所示的階梯形狀經(jīng)由圖12C中所示的階梯形狀變成圖12B中所示的階梯形狀。然而，由于在透明基片28中光柵圖形P2形成圖12C中所示的階梯形狀，在透明基片28的中間部分可以有效地防止負(fù)一級(jí)衍射光之類(lèi)的多余衍射光的出現(xiàn)，最好中間部分占據(jù)全息圖透鏡32的圖形區(qū)32A的一大部分。在這種情況下，透射光L4和衍射光L5的強(qiáng)度和可以最大，以致可以提高入射光L3的利用率。
再者，由于光柵圖形P2的第一蝕刻寬度W1沿圖形區(qū)32A的朝外方向逐漸減小，當(dāng)?shù)谝粚挾萕1減小到小于1μm的值時(shí)，形成圖12B中所示的階梯形狀的光柵圖形P2可以適當(dāng)?shù)刈兂蓤D12D中所示的階梯形狀。就是說(shuō)，圖12B中所示的一段四臺(tái)階變成一段兩臺(tái)階。在這種情況下，形成圖12D中所示的階梯形狀的光柵圖形P2可以很容易制造。此外，在形成圖12D中所示階梯形狀的光柵圖形P2的高度H4沿著圖形區(qū)32A的朝外方向進(jìn)一步減小的情況下，光柵圖形P2最好形成圖12E中所示的階梯形狀。就是說(shuō)，在光柵圖形P2的高度H5減小的同時(shí)，第三蝕刻寬度W3沿著圖形區(qū)32A的朝外方向逐漸減小。因而，全息圖透鏡32的衍射效率可沿著圖形區(qū)32A的朝外方向逐漸減小而沒(méi)有任何光柵圖形P2的制造困難。
此外，如圖15A中所示，可以通過(guò)在透明基片28的中心部分設(shè)置圖形區(qū)32A的光柵圖形P1并設(shè)置環(huán)繞光柵圖形P1的四種衍射區(qū)33A、33B、33C和33D，代替全息圖透鏡32而形成全息圖透鏡33。經(jīng)每個(gè)衍射區(qū)33A至33D透射的一部分入射光L3被衍射以控制全息圖透鏡33的透射效率。在這種情況下，透射光L4在其周緣部分的強(qiáng)度下降，以致出現(xiàn)在聚光點(diǎn)S3的次最大受到抑制。再者，全息圖的光柵圖形P1可以換成光柵圖形P2。再者，衍射區(qū)33A至33D的光柵方向可以互不相同。在這種情況下，即使在衍射區(qū)33A中衍射的一級(jí)衍射光L5在衍射光L5被第二信息媒體25反射之后比如說(shuō)入射在衍射區(qū)33C上，在衍射區(qū)33C中再次衍射的衍射光L5并不與光軸平行地穿過(guò)。因而，在在探測(cè)器中探測(cè)到從第二信息媒體25上讀出的一段信息以復(fù)現(xiàn)該信息的情況下，在衍射區(qū)33A至33D中衍射的一級(jí)衍射光L5作為漫射光不被探測(cè)器探測(cè)。因此，信息的復(fù)現(xiàn)不被破壞。
再者，如圖15B中所示，全息圖32可以適于起凸透鏡作用。在這種情況下，衍射光L5會(huì)聚在第一信息媒體23上，而透射光L4會(huì)聚在第二信息媒體25上，如圖15C中所示。
(第三實(shí)施例)圖16A是帶有按照本發(fā)明的第三實(shí)施例的復(fù)合物鏡的成象光學(xué)系統(tǒng)的組合圖，一束一級(jí)衍射光會(huì)聚在薄型信息媒體上。圖16B是圖16A中所示成象光學(xué)系統(tǒng)的組合圖，一束無(wú)衍射的透射光會(huì)聚在厚信息媒體上。
如圖16A、16B中所示，用來(lái)把光會(huì)聚在第一信息媒體23(厚度T1)的第一基片22或第二信息媒體25(厚度T2)的第二基片24上以形成衍射極限聚光點(diǎn)的成象光學(xué)系統(tǒng)41包括一個(gè)用來(lái)沒(méi)有任何衍射地透射入射光L3的一部分以形成一束透射光L4并衍射入射光L3的其余部分以形成一束一級(jí)衍射光L6的閃耀全息圖透鏡42，以及用來(lái)把一級(jí)衍射光L6會(huì)聚在第一信息媒體23上或把透射光L4會(huì)聚在第二信息媒體25上的物鏡27。
通過(guò)在透明基片28的圖形區(qū)42A中以同心圓形狀畫(huà)出光柵圖形P3來(lái)形成全息圖透鏡42。圖形區(qū)42A位于透明基片28的中心部分。光柵圖形P3的直徑等于或大于物鏡27的孔徑。再者，全息圖透鏡42對(duì)經(jīng)光柵圖形P3透射的入射光L3的衍射效率以與第一實(shí)施例中相同的方式小于100%，以致透射光14的強(qiáng)度足以在或從第二信息媒體25上記錄或復(fù)現(xiàn)一段信息。
此外，如圖17中所示，全息圖透鏡42在圖形區(qū)42A的周緣部分的衍射效率很高，而且衍射效率沿著圖形區(qū)42A的朝內(nèi)方向逐漸降低。換句話說(shuō)，在全息圖透鏡42的光柵圖形P3形成浮雕的情況下，光柵圖形P3中浮雕的高度H沿著圖形區(qū)42A的朝內(nèi)方向逐漸降低?；蛘哒f(shuō)，在全息圖透鏡26的理想閃耀形狀近似于階梯形狀的情況下，位于透明基片28的周緣部分的每節(jié)光柵圖形P3形成圖12A中所示的階梯形狀，在圖12A中臺(tái)階的斜角Q1大而且第一和第二蝕刻寬度W1、W2滿足關(guān)系式W1＞W(wǎng)2，形成為圖12A中所示階梯形狀的光柵圖形P3逐漸變化，辦法是沿著圖形區(qū)42A的朝內(nèi)方向減小第一蝕刻寬度W1并加大第二蝕刻寬度W2，同時(shí)逐漸減小光柵圖形的高度。因而，位于透明基片28的中心部分的每節(jié)光柵圖形P3形成圖12B中所示的階梯形狀，在圖12B中臺(tái)階的斜角Q2小而且滿足關(guān)系式W1＜W2。再者，位于中心和周緣部分之間的中間部分的每節(jié)光柵圖形P3形成圖12C中所示的階梯形狀，在圖12C中蝕刻寬度W1、W2相同。
在成象光學(xué)系統(tǒng)41的以上結(jié)構(gòu)中，如圖16B中所示，入射光L3的一部分沒(méi)有任何衍射地經(jīng)全息圖透鏡42透射以形成一束透射光L4，而透鏡光L4被物鏡27會(huì)聚。再者，入射光L3的其余部分被全息圖透鏡42衍射以形成一束一級(jí)衍射光L6。在這種情況下，全息圖透鏡42對(duì)入射光L3起凸透鏡作用，以致在全息圖透鏡42中的一級(jí)衍射光L6會(huì)聚。此后，衍射光L6被物鏡27會(huì)聚。
在薄型第一信息媒體23用于在或從媒體23的前表面上記錄或復(fù)現(xiàn)信息段的情況下，如圖16A中所示，衍射光L6入射在第一信息媒體23的后表面上并聚焦在其前表面上以便在第一信息媒體23上形成衍射受限聚光點(diǎn)S5。與此不同，在厚型第二信息媒體25用于在或從媒體25的前表面上記錄或復(fù)現(xiàn)信息段的情況下，透射光L4入射在第二信息媒體25的后表面上并聚焦在其前表面上以便在第二信息媒體25上形成衍射受限聚光點(diǎn)S6。
在這種情況下，由于全息圖透鏡42起會(huì)聚衍射光L6的凸透鏡作用，即使第一信息媒體23的厚度T1不同于第二信息媒體25的厚度T2，也形成衍射受限聚光點(diǎn)S5、S6。因而，由全息圖透鏡42和物鏡27組成的復(fù)合物鏡43實(shí)際上有兩個(gè)焦點(diǎn)。
再者，由于全息圖透鏡42對(duì)衍射光L6起凸透鏡作用，在物鏡27的數(shù)值孔徑NA實(shí)際上大的條件下衍射光L6經(jīng)物鏡27透射。
此外，由于在光柵圖形P3的周緣部分的衍射效率很高而且由于衍射效率沿著光柵圖形P3的朝內(nèi)方向逐漸降低，在光柵圖形P3的周緣部分入射光L3的衍射概率較高。
全息圖透鏡42的光柵圖形P3設(shè)計(jì)成修正在物鏡27和第一信息媒體23中出現(xiàn)的任何象差，以致衍射光L6經(jīng)具有厚度T1的第一信息媒體23透射并會(huì)聚在媒體23上以便沒(méi)有任何象差地形成衍射受限聚光點(diǎn)S5。描述了一種具有象差修正功能的全息圖透鏡42的設(shè)計(jì)方法。
在衍射光L6會(huì)聚在第一信息媒體23上后，球面波從聚光點(diǎn)S5發(fā)散并經(jīng)第一基片22和物鏡27透射。此后，球面波經(jīng)透明基片28透射并與入射光L3光學(xué)干涉。因而，由球面波與入射光L3之間的干涉形成干涉圖形。通過(guò)把球面波的相位與倒相入射光L3相位而得到的反相位相加可算出干涉圖形。因此，按照計(jì)算機(jī)生成全息圖法可以很容易形成符合算出的干涉圖形的全息圖透鏡42的光柵圖形P3。
因此，由于全息圖透鏡42對(duì)一級(jí)衍射光L6起凸透鏡作用，物鏡27的曲率可以降低。再者，制造物鏡27不需要具有高折射率的玻璃材料。
再者，因?yàn)樵谌D透鏡42中形成的一級(jí)衍射光L6在衍射光L6入射物鏡27之前會(huì)聚，聚光點(diǎn)S5、S6之間沿光軸方向的距離可加長(zhǎng)到約1mm。因而，即使透射光L4(或一級(jí)衍射光L6)聚焦會(huì)聚在聚光點(diǎn)S6(或S5)上以便記錄或讀出一段信息時(shí)，光L6(或L4)也不聚焦會(huì)聚在聚光點(diǎn)S6(或S5)上以便降低L6(或L4)在聚光點(diǎn)S6(或S5)處的強(qiáng)度。因而，對(duì)信息的記錄或復(fù)現(xiàn)沒(méi)有不良影響。
再者，由于全息圖透鏡42對(duì)一級(jí)衍射光L6起凸透鏡作用，在成象光學(xué)系統(tǒng)41中可以防止色差的發(fā)生。詳細(xì)地說(shuō)，全息圖透鏡42的焦距隨著入射光L3波長(zhǎng)變長(zhǎng)而縮短。與此不同，物鏡27的焦距隨著入射光L3波長(zhǎng)變長(zhǎng)而加長(zhǎng)。就是說(shuō)，物鏡27中焦距對(duì)波長(zhǎng)的依賴(lài)關(guān)系與全息圖透鏡42中焦距對(duì)波長(zhǎng)的依賴(lài)關(guān)系相反。因而，通過(guò)透鏡27、42的組合可以形成具有消色差功能的復(fù)合物鏡43，并可防止色差的發(fā)生。
再者，由于全息圖透鏡42是個(gè)平面型元件，所以可以按大規(guī)模制造方式制造輕型復(fù)合物鏡。
再者，由于全息圖透鏡42的衍射效率沿著圖形區(qū)42A的朝內(nèi)方向逐漸降低，物鏡27對(duì)一級(jí)衍射光L6的數(shù)值孔徑實(shí)際上變大。因而，一級(jí)衍射光L6的強(qiáng)度可以加大以便在或從第一信息媒體23上記錄或復(fù)現(xiàn)一段信息。
再者，在入射光L3從半導(dǎo)體激光器發(fā)射的情況下，入射光L3的遠(yuǎn)場(chǎng)圖按如圖13A中所示的高斯分布來(lái)分布。因而，由于全息圖透鏡42的衍射效率沿著光柵圖形P2的朝內(nèi)方向逐漸降低，一級(jí)衍射光L6的遠(yuǎn)場(chǎng)圖按緩坡形狀分布。因此，會(huì)聚在聚光點(diǎn)S5上的一級(jí)衍射光L6的次極大在第三實(shí)施例中可以比在第一實(shí)施例中進(jìn)一步受到抑制。就是說(shuō)，用成象光學(xué)系統(tǒng)41可以對(duì)信息沒(méi)有任何破壞地實(shí)現(xiàn)信息的記錄和復(fù)現(xiàn)。
此外，在透射光L4會(huì)聚在第二信息媒體25上以形成衍射受限聚光點(diǎn)S6的情況下，物鏡27對(duì)透射光L4的數(shù)值徑小，因?yàn)槿D透鏡42的衍射效率沿著光柵圖形42A的朝外方向增加。結(jié)果，透射光L4的強(qiáng)度變低。在提高全息圖透鏡42的透射效率以加大透射光L4的強(qiáng)度的情況下，一級(jí)衍射光L6在其內(nèi)光束部分的強(qiáng)度大大降低，而一級(jí)衍射光L6在聚光點(diǎn)S6處的次極大(或側(cè)波瓣)討厭地加大。因而，其遠(yuǎn)場(chǎng)圖按高斯分布來(lái)分布的入射光L3向全息圖透鏡42發(fā)射以提高透射光L4的強(qiáng)度而沒(méi)有次極大的任何增大。詳細(xì)地說(shuō)，如圖18A中所示，不僅分布在高斯分布的中心部分而且分布在高斯分布的周緣部分的入射光L3經(jīng)全息圖透鏡42透射并被物鏡27折射，因?yàn)楣鈻艌D形P3的直徑等于或大于物鏡27的孔徑。因而，物鏡27在光源側(cè)對(duì)入射光L3的數(shù)值孔徑NA變成大于在第一實(shí)施例中的數(shù)值孔徑，而且提高了全息圖透鏡42的透射效率。結(jié)果，會(huì)聚在第二信息媒體25上的透射光L4的強(qiáng)度可以提高，如圖18B中所示。再者，由于入射光L3在高斯分布的周緣部分的強(qiáng)度低而且由于全息圖透鏡42的衍射效率沿著光柵圖形42A的朝內(nèi)方向降低，一級(jí)衍射光L6按緩坡形狀分布，如圖18C中所示。因此，一級(jí)衍射光L6在聚光點(diǎn)S5處的次極大可受抑制。
現(xiàn)描述把成象光學(xué)系統(tǒng)41用于各種光盤(pán)的例子。
在成象光學(xué)系統(tǒng)41用于這樣的光盤(pán)裝置、該光盤(pán)裝置中僅復(fù)現(xiàn)記錄在薄型高密度光盤(pán)和厚型CD中的信息段的情況下，全息圖透鏡42對(duì)入射光L3的衍射效率設(shè)成在從大約20%至70%的范圍內(nèi)。在這種情況下，會(huì)聚在CD上的透射光L4的強(qiáng)度幾乎與會(huì)聚在高密度光盤(pán)上的一級(jí)衍射光L6的強(qiáng)度相同。因而，入射光L3的輸出功率可以減至最小。
再者，在成象光學(xué)系統(tǒng)41用于這樣的光盤(pán)裝置、在該裝置中記錄或復(fù)現(xiàn)記錄在薄型高密度光盤(pán)中的信息段而僅復(fù)現(xiàn)記錄在厚型光盤(pán)中的信息段的情況下，全息圖透鏡42對(duì)入射光L3的衍射效率設(shè)成等于或大于55%的值。在這種情況下，即使在高密度光盤(pán)上記錄一段信息需要高強(qiáng)度的一級(jí)衍射光L6，不提高入射光L3的強(qiáng)度也可以可靠地實(shí)現(xiàn)信息的記錄，因?yàn)槿D透鏡42把入射光L3變成一級(jí)衍射光L6的衍射效率很高。換句話說(shuō)，當(dāng)在高密度光盤(pán)上記錄一段信息時(shí)可以提高入射光L3的利用率，以致入射光L3的輸出功率可以減至最小。再者，由于全息圖透鏡42的衍射效率沿著圖形區(qū)42A的朝內(nèi)方向逐漸降低，物鏡27對(duì)一級(jí)衍射光L6的數(shù)值孔徑實(shí)際上變大。因而，一級(jí)衍射光L6的強(qiáng)度可以提高以便在或從高密度光盤(pán)上記錄或復(fù)現(xiàn)一段信息。
在第三實(shí)施例中，位于透明基片28的圖形區(qū)42A中的光柵圖形P3沿著圖形區(qū)42A的朝外方向逐漸從圖12B中所示的階梯形狀經(jīng)由圖12C中所示的階梯形狀變成圖12A中所示的階梯形狀，同時(shí)加大光柵圖形P3的高度H。然而，由于在其中光柵圖形P3形成為圖12C中所示的階梯形狀的透明基片28的中間部分可以有效地防止像負(fù)一級(jí)衍射光之類(lèi)的多余衍射光的發(fā)生，所以最好中間部分占據(jù)全息圖透鏡42的圖形區(qū)42A的一大部分。在這種情況下，透射光L4和一級(jí)衍射光L6的強(qiáng)度可以最大，以致可以提高入射光L3的利用率。
再者，由于光柵圖形P3的第一蝕刻寬度W1沿著圖形區(qū)42A的朝內(nèi)方向逐漸減小，當(dāng)?shù)谝粚挾萕1減小到小于1μm的值時(shí)，形成為圖12B中所示的階梯形狀的光柵圖形P3可變成圖12D中所示的階梯形狀。在這種情況下，形成圖12D中所示的階梯形狀的光柵圖形P3可以容易地制造。此外，在形成圖12D中所示的階梯形狀的光柵圖形P3的高度H4沿著圖形區(qū)42A的朝內(nèi)方向進(jìn)一步減小的情況下，最好光柵圖形P3形成圖12E中所示的階梯形狀。在這種情況下，第三蝕刻寬度W3沿著圖形區(qū)42A的朝內(nèi)方向逐漸減小，同時(shí)減小光柵圖形P3的高度H5。因而，全息圖透鏡42的衍射效率可沿著圖形區(qū)42A的朝內(nèi)方向逐漸減小而光柵圖形P3的制造沒(méi)有任何困難。
在成象光學(xué)系統(tǒng)21、31和41的第一至第三實(shí)施例中，全息圖透鏡26、32和42的光柵圖形P1、P2和P3分別在透明基面28的不面對(duì)物鏡27的前側(cè)上形成。因而，在透明基片28的前側(cè)反射的一束光不會(huì)作為漫射光對(duì)信息的記錄或復(fù)現(xiàn)產(chǎn)生不良影響。詳細(xì)地說(shuō)，由于反射光被全息圖透鏡衍射，反射光被散射。再者，即使一級(jí)衍射光L5或L6在透明基片28的后側(cè)處被反射，所反射的衍射光也再次被全息圖透鏡衍射而散射。因而，在全息圖透鏡的前側(cè)或后側(cè)反射的光對(duì)信息的記錄或復(fù)現(xiàn)不產(chǎn)生不良影響。
然而，在全息圖透鏡28的前側(cè)上不形成光柵圖形、而在該處覆蓋一層防反射膜的情況下，全息圖透鏡26、32和42的光柵圖形P1、P2和P3可以分別在透明基片28的不面對(duì)物鏡27的后側(cè)上形成。在這種情況下，由于一級(jí)衍射光L5、L6不在全息圖透鏡28的前側(cè)處折射，成象光學(xué)系統(tǒng)21、31和41的設(shè)計(jì)可以簡(jiǎn)化。
再者，在第一至第三實(shí)施例中，全息圖透鏡26、32和42的光柵圖形P1、P2和P3分別形成浮雕以便制成相位調(diào)制型全息圖透鏡。然而，如在臨時(shí)公開(kāi)第189504/86號(hào)(昭和61-189504)和臨時(shí)公開(kāi)第241735/88號(hào)(昭和63-241735)中所述，相位調(diào)制型全息圖透鏡可以用液晶盒(cell)制成。再者，相位調(diào)制型全息圖透鏡可以用像鈮酸鋰之類(lèi)的雙折射材料制成。例如，相位調(diào)制型全息圖透鏡可以通過(guò)對(duì)鈮酸鋰基片表面部分的質(zhì)子交換制成。
(第四實(shí)施例)再者，在第一至第三實(shí)施例中，具有兩個(gè)焦點(diǎn)的復(fù)合物鏡29、34或43由物鏡27和全息圖透鏡26、32或42組成。然而，像按照?qǐng)D19A中所示的第四實(shí)施例的復(fù)合物鏡那樣，最好用封裝裝置44把每個(gè)全息圖透鏡26、32和42與物鏡27弄成一體以形成一個(gè)復(fù)合物鏡45，在該復(fù)合物鏡中每個(gè)全息圖透鏡26、32和42與物鏡27之間的相對(duì)位置是固定的。在這種情況下，通過(guò)用執(zhí)行器調(diào)整封裝裝置44的位置可以很容易地把透射光L4和一級(jí)衍射光L5、L6會(huì)聚在第一或第二信息媒體23、25上。再者，像按照?qǐng)D19B中所示修改的第四實(shí)施例的另一個(gè)復(fù)合物鏡那樣，最好每個(gè)光柵圖形P1、P2和P3直接畫(huà)在物鏡27的面對(duì)光源側(cè)的曲面上以形成一個(gè)復(fù)合物鏡46，在物鏡46中每個(gè)全息圖透鏡26、32和42與物鏡27形成整體。
因此，物鏡27的中心軸可始終與每個(gè)全息圖透鏡26、32和42的中心軸一致，以致在第四實(shí)施例中可以防止在一級(jí)衍射光中出現(xiàn)像彗形象差和象散象差之類(lèi)的每個(gè)全息圖透鏡26、32和42的離軸象差。
(第五實(shí)施例)再者，像按照?qǐng)D20中所示的第五實(shí)施例的復(fù)合物鏡那樣，最好每個(gè)光柵圖形P1、P2和P3直接畫(huà)在物鏡27的面對(duì)信息媒體23或25的側(cè)面上以形成一個(gè)復(fù)合物鏡47，在物鏡47中每個(gè)全息圖透鏡26、32和42與物鏡27形成整體。在這種情況下，物鏡27側(cè)面上的曲率可以很小或呈平面形狀。因而，可以以低成本制造每個(gè)光柵圖形P1、P2和P3。再者，在由全息圖透鏡從光軸傾斜引起象差的情況下，可以通過(guò)把全息圖透鏡與入射光L3的光源固定在同一基座上來(lái)防止象差。
(第六實(shí)施例)對(duì)照?qǐng)D21至26描述按照本發(fā)明第六實(shí)施例的帶有第一至第五實(shí)施例中所示的復(fù)合物鏡29、29M、34、43、45、46和47的光度頭裝置。圖21至26中所示的X、Y和Z坐標(biāo)是相同的。
圖21是按照第六實(shí)施例的光度頭裝置的組合圖。
如圖21中所示，一種用來(lái)在或從信息媒體23或25上記錄或復(fù)現(xiàn)信息段的光度頭裝置51包括一個(gè)用來(lái)發(fā)射入射光L3的像半導(dǎo)體激光器之類(lèi)的光源52，一個(gè)用來(lái)準(zhǔn)直入射光L3的準(zhǔn)直透鏡53，一個(gè)用來(lái)在出射光路上透射入射光L3并在入射光路上反射一束通過(guò)在信息媒體23或25上反射透射光L4而形成的透射光L4R或一束通過(guò)在信息媒體23或25上反射衍射光L5(或L6)而形成的衍射光L5R(或L6R)的分束器54，一個(gè)由全息圖透鏡26(或26M、32、33或42)和物鏡27組成的復(fù)合物鏡29(或29M、34、43、45、46或47)，一個(gè)用來(lái)會(huì)聚由分束器54反射的透射光L4R或衍射光L5R的聚光鏡55，一個(gè)用來(lái)改變透射光L4R或衍射光L5R的波陣面以形成透射光L4R或衍射光L5R的多個(gè)聚光點(diǎn)的像全息圖之類(lèi)的波陣面改變裝置56，一個(gè)用來(lái)探測(cè)其波陣面被波陣改變裝置56改變的透射光L4R或衍射光L5R的聚光點(diǎn)的強(qiáng)度以得到記錄在信息媒體23或25上的信息信號(hào)及像聚焦誤差信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)之類(lèi)的伺服信號(hào)的光電探測(cè)器57，以及用來(lái)按照伺服信號(hào)移動(dòng)由全息圖透鏡26和物鏡27組成的復(fù)合物鏡的執(zhí)行裝置58。
在以上結(jié)構(gòu)中，一束從光源52發(fā)射的入射光L3在準(zhǔn)直透鏡53中準(zhǔn)直并經(jīng)分束器54透射。此后，入射光L3的一部分沒(méi)有任何衍射地經(jīng)復(fù)合物鏡29透射，而入射光L3的其余部分被衍射。
此后，在在或從第一信息媒體23上記錄或復(fù)現(xiàn)一段信息的情況下，透射光L4會(huì)聚在第一信息媒全23上以形成第一聚光點(diǎn)S1。就是說(shuō)，透射光L4入射在第一信息媒體23的后表面上，而在第一信息媒體23的前表面上形成第一聚光點(diǎn)S1。此后，一束在第一信息媒體23的前表面處反射的透射光L4R沿相反方向穿過(guò)同一光路。就是說(shuō)，一部分透射光L4R沒(méi)有任何衍射地再次經(jīng)復(fù)合物鏡29透射并被分束器54反射。在這種情況下，透射光L4R被對(duì)準(zhǔn)。此后，透射光L4R被聚光鏡55會(huì)聚，而大部分透射光L4R的波陣面被改變以便在光電探測(cè)器57上形成多個(gè)聚光點(diǎn)。此后，透射光L4R的聚光點(diǎn)強(qiáng)度在光電探測(cè)器57中被探測(cè)。因而，得到信息信號(hào)及像聚焦誤差信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)之類(lèi)的伺服信號(hào)。執(zhí)行裝置58按照伺服信號(hào)操作以便以高速移動(dòng)復(fù)合物鏡29，以致透射光L4聚焦會(huì)聚在第一信息媒體23上。
再者，在在或從第二信息媒體25上記錄或復(fù)現(xiàn)一段信息的情況下，衍射光L5會(huì)聚在第二信息媒體25上以形成第二聚光點(diǎn)S2。就是說(shuō)，衍射光L5入射在第二信息媒體25的后表面上，并在第二信息媒體25的前表面上形成第二聚光點(diǎn)S2。此后，一束在第二信息媒體25的前表面處反射的衍射光L5R沿相反方向穿過(guò)同一光路。就是說(shuō)，一部分衍射光L5R再次被全息圖透鏡26衍射并被分束器54反射。在這種情況下，衍射光L5R被準(zhǔn)直。此后，衍射光L5R被聚光鏡55會(huì)聚，而大部分衍射光L5R的波陣面被改變以便在光電探測(cè)器57上形成多個(gè)聚光點(diǎn)。在這種情況下，入射在聚光鏡55上的衍射光L5R被以與入射在聚光鏡55上的透射光L4R相同的方式對(duì)準(zhǔn)，衍射光L5R的聚光點(diǎn)與透射光L4R的聚光點(diǎn)在相同的位置上形成。此后，衍射光L5R的聚光點(diǎn)的強(qiáng)度在光電探測(cè)器57中被探測(cè)。因而，得到信息信號(hào)及像聚焦誤差信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)之類(lèi)的伺服信號(hào)。執(zhí)行裝置58按照伺服信號(hào)操作，以便以高速移動(dòng)復(fù)合物鏡29，以致衍射光L5聚焦會(huì)聚在第二信息媒體25上。
在這種情況下，由于透射光L4R再次沒(méi)有任何衍射地經(jīng)復(fù)合物鏡透射而衍射光L5R再次被全息圖透鏡26衍射，即使聚光點(diǎn)S1不同于聚光點(diǎn)S2，在信息媒體23或25與分束器54之間的范圍內(nèi)出射光路也與入射光路一致。因而，光電探測(cè)器57上的其上光L4R或L5R不被波陣面改變裝置56衍射的聚光點(diǎn)S7被相對(duì)于光源52的發(fā)射點(diǎn)按鏡象會(huì)聚，以致不被波陣面改變裝置56衍射的光L4R和L5R會(huì)聚于同一聚光點(diǎn)S7。同理，被波陣面改變裝置56衍射的光L4R和L5R會(huì)聚在另一個(gè)同一聚光點(diǎn)。
因此，即使復(fù)合物鏡有兩個(gè)焦點(diǎn)，探測(cè)透射光L4R的強(qiáng)度所需的波陣面改變裝置56和光電探測(cè)器57也可以用來(lái)探測(cè)衍射光L5R的強(qiáng)度。因而，制造光度頭裝置51所需的零件數(shù)可以減少，并且既使不論信息媒體究竟是厚還是薄而用光度頭裝置51在或從信息媒體上記錄或復(fù)現(xiàn)信息段時(shí)，也可以以低成本和輕重量制造小尺寸的光學(xué)頭裝置。
在全息圖透鏡26(或32、33、42)如圖19A、19B或20中所示與物鏡27形成整體的情況下，每個(gè)復(fù)合物鏡45、46和47可以以輕重量制造，因?yàn)槿D透鏡26(或32、33、42)是個(gè)平面型光學(xué)元件。例如，全息圖透鏡26(或32、33、42)的重量小于幾十毫克。因而，與物鏡27形成整體的全息圖透鏡26可以很容易地被執(zhí)行裝置58移動(dòng)。
接下來(lái)描述伺服信號(hào)的探測(cè)方法。圖22是被陣面改變裝置56的平面圖。圖23是在光電探測(cè)器57中探測(cè)的一級(jí)衍射光和透射光的放大圖。如圖22中所示，波陣面改變裝置56被分割成一個(gè)其中畫(huà)著光柵圖形P4的衍射光生成區(qū)56a和一對(duì)其中畫(huà)著一對(duì)光柵圖形P5、P6的衍射光生成區(qū)56b、56c。入射在衍射光生成區(qū)56a上的光L4R或L5R被衍射以得到聚焦誤差信號(hào)。入射在每個(gè)衍射光生成區(qū)56b、56c上的光L4R或L5R被衍射以得到跟蹤誤差信號(hào)。
起初，作為聚焦誤差信號(hào)探測(cè)方法的例子描述用來(lái)探測(cè)聚焦誤差信號(hào)的光點(diǎn)尺寸測(cè)定法。該方法是在日本專(zhuān)利申請(qǐng)1990年第185722號(hào)中提出的。簡(jiǎn)單地說(shuō)，在采用該方法的情況下，光度頭裝置中的允許裝配誤差可以明顯地加大，而且即使入射光L3的波長(zhǎng)變化時(shí)也可以穩(wěn)定地得到像聚焦誤差信號(hào)之類(lèi)的伺服信號(hào)以調(diào)整復(fù)合物鏡的位置。
詳細(xì)地說(shuō)，如圖23中所示，光柵圖形P4設(shè)計(jì)成把經(jīng)波陣面改變裝置56的衍射光生成區(qū)56a透射的透射光L4R(或衍射光L5R)改變成一束一級(jí)衍射光L7和一束負(fù)一級(jí)衍射光L8。衍射光L7、L8由兩種具有不同曲率的球面波來(lái)表示。就是說(shuō)，通過(guò)具有在光電探測(cè)器57前面的焦點(diǎn)FP1的球面波與從聚光點(diǎn)S7發(fā)散的另一球面波的實(shí)際干涉，按照雙光束干涉計(jì)量過(guò)程產(chǎn)生干涉條紋，以致形成與干涉條紋一致的光柵圖形P4。在其他情況下，按照計(jì)算機(jī)生成全息圖法算出干涉條紋。結(jié)果，經(jīng)波陣面改變裝置56的衍射光生成區(qū)56a透射的透射光L4R(或衍射光L5R)被衍射并變成像一束一級(jí)衍射光L7和一束負(fù)一級(jí)衍射光L8之類(lèi)的共軛衍射光束。一級(jí)衍射光束L7在光電探測(cè)器57的前表面處有焦點(diǎn)FP1，而負(fù)一級(jí)衍射光束L8在光電探測(cè)器57后面有焦點(diǎn)FP2。
如圖24中所示，光電探測(cè)器57包括一個(gè)六分儀光電探測(cè)器59(或六分光電探測(cè)器)，在探測(cè)器59中設(shè)有六個(gè)探測(cè)區(qū)SE1、SE2、SE3、SE4、SE5和SE6。一級(jí)衍射光L7的強(qiáng)度被六分儀光電探測(cè)器59的每個(gè)探測(cè)區(qū)SE1、SE2和SE3探測(cè)并變成電流信號(hào)SC1、SC2和SC3。同樣，負(fù)一級(jí)衍射光L8的強(qiáng)度被六分儀光電探測(cè)器59的每個(gè)探測(cè)區(qū)SE4、SE5和SE6探測(cè)并變成電流信號(hào)SC4、SC5和SC6。
圖25A和25C分別表示在物鏡27在信息媒體23或25上散焦的條件下照射于六分儀光電探測(cè)器59的探測(cè)區(qū)SE1、SE2、和SE3的一級(jí)衍射光L7的聚光點(diǎn)和照射于六分儀光電探測(cè)器59的探測(cè)區(qū)SE4、SE5和SE6的負(fù)一級(jí)衍射光L8的另一聚光點(diǎn)。圖25B表示在物鏡27剛好在信息媒體23或25上聚焦的條件下照射于六分儀光電探測(cè)器59的探測(cè)區(qū)SE1、SE2和SE3的一級(jí)衍射光L7的聚光點(diǎn)和照射于六分儀光電探測(cè)器59的探測(cè)區(qū)SE4、SE5和SE6的負(fù)一級(jí)衍射光L8的另一聚光點(diǎn)。
如圖25A至25C中所示，在透射光L4(或衍射光L5)在物鏡27在信息媒體23(或25)上散焦的條件下會(huì)聚在信息媒體23(或25)的情況下，在六分儀光電探測(cè)器59上形成圖25A、25C的左側(cè)所示的衍射光L7的聚光點(diǎn)S8，并在六分儀光電探測(cè)器59上形成圖25A、25C的右側(cè)所示的衍射光L8的聚光點(diǎn)S9。與此不同，在透射光L4(或衍射光L5)在物鏡27剛好在信息媒體23(或25)上聚焦的條件下會(huì)聚在信息媒體23(或25)的情況下，在六儀光電探測(cè)器59上形成圖25B的左側(cè)所示的衍射光L7的聚光點(diǎn)S8，并在六分儀光電探測(cè)器59上形成圖25B的右側(cè)所示的衍射光L8的另一聚光點(diǎn)S9。衍射光L7的強(qiáng)度在六分儀光電探測(cè)器59的每個(gè)探測(cè)區(qū)SE1、SE2和SE3中被探測(cè)并變成電流信號(hào)SC1、SC2、SC3。同樣，衍射光L8的強(qiáng)度在六分儀光電探測(cè)器59的探測(cè)區(qū)SE4、SE5和SE6中被探測(cè)并變成電流信號(hào)SC4、SC5和SC6。此后，按照光點(diǎn)尺寸探測(cè)法通過(guò)計(jì)算公式(5)得到聚焦誤差信號(hào)Sfe。
Sfe＝(SC1+SC3-SC2)-(SC4+SC6-SC5)(5)此后，沿光軸方向以高速移動(dòng)復(fù)合物鏡的位置，以便把聚焦誤差信號(hào)Sfe的絕對(duì)值減至最小。
在光點(diǎn)尺寸探測(cè)法中，衍射光L7、L8用兩種具有不同曲率的球面波來(lái)表示以便探測(cè)聚焦誤差信號(hào)Sfe。然而，照射于光電探測(cè)器57的兩束衍射光L7、L8不限于球面波。就是說(shuō)，由于衍射光L7、L8沿Y方向的變化由光電探測(cè)器57按照光點(diǎn)尺寸探測(cè)法來(lái)探測(cè)，需要衍射光L7的一維焦點(diǎn)位于光電探測(cè)器57之前而衍射光L8的一維焦點(diǎn)位于光電探測(cè)器57之后。因而，包含象散象差的衍射光可以照射于光電探測(cè)器57上。
此外，通過(guò)按照公式(6)把所有電流信號(hào)相加而得到信息信號(hào)Sin。
Sin＝SC1+SC2+SC3+SC4+SC5+SC6(6)由于信息媒體23或25高速旋轉(zhuǎn)，被衍射光L7、L8的聚光點(diǎn)S8、S9照射的圖形軌跡凹坑一個(gè)接一個(gè)地快速變換，以致信息信號(hào)Sin的強(qiáng)度改變。因而，按照信息信號(hào)Sin可以復(fù)現(xiàn)存儲(chǔ)在信息媒體23或25中的信息。
接下來(lái)描述根據(jù)信息媒體23或25上的聚光點(diǎn)與圖形軌跡凹坑之間的相對(duì)位置來(lái)探測(cè)跟蹤誤差信號(hào)。
畫(huà)在圖22中所示的衍射光生成區(qū)56b中的光柵圖形P5設(shè)計(jì)成把經(jīng)波陣面改變裝置56的衍射光生成區(qū)56b透射的透射光L4R(或衍射光L5R)變成一束一級(jí)衍射光L9和一束負(fù)一級(jí)衍射光L10。再者，畫(huà)在圖22中所示的衍射光生成區(qū)56c中的光柵圖形P6設(shè)計(jì)成把經(jīng)波陣面改變裝置56的衍射光生成區(qū)56c透射的透射光L4R(或衍射光L5R)變成一束一級(jí)衍射光L11和一束負(fù)一級(jí)衍射光L12。
如圖24中所示，光電探測(cè)器57還包括四個(gè)用來(lái)探測(cè)衍射光L9至L12的強(qiáng)度的跟蹤光電探測(cè)器60a至60d。如圖26中所示，衍射光L9的強(qiáng)度被跟蹤光電探測(cè)器60a探測(cè)并變成電流信號(hào)SC7，衍射光L10的強(qiáng)度被跟蹤光電探測(cè)器60d探測(cè)并變成電流信號(hào)SC10，衍射光11的強(qiáng)度被跟蹤光電探測(cè)器60b探測(cè)并變成電流信號(hào)SC8，而衍射光L12的強(qiáng)度被跟蹤光電探測(cè)器60c探測(cè)并變成電流信號(hào)SC9。按照公式(7)計(jì)算跟蹤誤差信號(hào)Ste。
Ste＝SC7-SC8-SC9+SC10(7)因而，入射在波陣面改變裝置56上的透射光L4R(或衍射光L5R)的強(qiáng)度分布的不對(duì)稱(chēng)性由跟蹤誤差信號(hào)Ste來(lái)表示，該不對(duì)稱(chēng)性根據(jù)聚光點(diǎn)S1(或S2)與被光L4或L5照射的圖形軌跡凹坑之間的位置關(guān)系而變化。
此后，沿徑向移動(dòng)物鏡27以減小由跟蹤誤差信號(hào)Ste所指示的跟蹤誤差。徑向被定義成既垂直于一系列圖形軌跡凹坑的方向。因而，透射光L4(或衍射光L5)在信息媒體23(或25)上的聚光點(diǎn)S1(或S2)可以在圖形軌跡凹坑的中間形成，以致跟蹤誤差變?yōu)榱恪?br> 因此，在光度頭裝置51中可以穩(wěn)定地得到聚焦和跟蹤伺服特性。就是說(shuō)，由于波陣面改變裝置56具有波陣面改變功能，可以很容易地得到聚焦誤差信號(hào)。同樣，由于在波陣面改變裝置56中設(shè)置有衍射光發(fā)生區(qū)56b、56c，可以很容易得到跟蹤誤差信號(hào)。因而，制造光度頭裝置51所需的零件數(shù)可以減少，并且制造步驟數(shù)可以減少。此外，制造的光度頭裝置成本低、重量輕。
再者，由于在光度頭裝置51中使用具有兩個(gè)焦點(diǎn)的復(fù)合物鏡，無(wú)論信息媒體究竟是厚是薄，用光度頭裝置51都能從信息媒體上可靠地記錄或復(fù)現(xiàn)信息段。
(第七實(shí)施例)接下來(lái)描述按照本發(fā)明第七實(shí)施例的光度頭裝置，在該裝置中按照象散象差法來(lái)探測(cè)像聚焦誤差信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)之類(lèi)的伺服信號(hào)。
圖27是按照第七實(shí)施例的光度頭裝置的組合圖。
如圖27中所示，一種用來(lái)在或從信息媒體23或25上記錄或復(fù)現(xiàn)信息段的光度頭裝置61包括光源52，準(zhǔn)直透鏡53，分束器54，由全息圖透鏡26(或26M、32、33或42)和物鏡27組成的復(fù)合物鏡29(或29M、34、43、45、46或47)，執(zhí)行裝置58，聚光鏡55，一個(gè)像平行平面片之類(lèi)的用來(lái)在由聚光鏡55所會(huì)聚的透射光L4R或衍射光L5R中生成象散象差的象散象差生成裝置62，以及一個(gè)用來(lái)探測(cè)透射光L4R或衍射光L5R的強(qiáng)度的光電探測(cè)器63，在其中生成象散象差以得到信息信號(hào)和像聚焦誤差信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)之類(lèi)的伺服信號(hào)。
象散象差生成裝置62屬于波陣面改變裝置56之一，因?yàn)橥干涔釲4R或衍射光L5R的波陣面被生成裝置62改變以便在光L4R或L5R中生成象散象差。再者，裝置62的法線從光軸傾斜。
如圖28中所示，光電探測(cè)器63包括一個(gè)四分儀光電探測(cè)器64，在探測(cè)器64中設(shè)有四個(gè)探測(cè)區(qū)SE7、SE8、SE9和SE10。
在以上結(jié)構(gòu)中，由信息媒體23(或25)所反射的透射光L4R(或衍射光L5R)被聚光鏡55以與第六實(shí)施例中相同方式會(huì)聚。此后，透射光L4R(或衍射光L5R)經(jīng)象散象差生成裝置62透射并會(huì)聚在光電探測(cè)器63上以便在四分儀光電探測(cè)器64的探測(cè)區(qū)SE7、SE8、SE9和SE10上形成聚光點(diǎn)S10。在這種情況下，由于被聚光鏡55會(huì)聚的透射光L4R(或衍射光L5R)是球面波，象散象差由象散象差生成裝置62在透射光L4R(或衍射光L5R)中生成。因而，如圖29A至29C中所示，聚光點(diǎn)S10的形狀根據(jù)復(fù)合物鏡29與信息媒體23(或25)之間的距離而明顯地變化。
例如，在透射光L4(或衍射光L5)在物鏡27在信息媒體23(或25)上散焦的條件下會(huì)聚在信息媒體23(或25)上的情況下，在四分儀光電探測(cè)器64上形成圖29A、29C中所示的透射光L4R(或衍射光L5R)的聚光點(diǎn)S10。與此不同，在透射光L4(或衍射光L5)在物鏡27剛好在信息媒體23(或25)上聚焦的條件下會(huì)聚在信息媒體23(或25)上的情況下，在四分儀光電探測(cè)器64上形成圖29B中所示的透射光L4R(或衍射光L5R)的聚光點(diǎn)S10。
透射光L4R(或衍射光L5R)的強(qiáng)度在四分儀光電探測(cè)器64的探測(cè)區(qū)SE7、SE8、SE9或SE10中被探測(cè)并變成電流信號(hào)SC11、SC12、S13和SC14。此后，按照象散象差法通過(guò)計(jì)算公式(8)而得到聚焦誤差信號(hào)Sfe。
Sfe＝(SC11+SC14)-(SC12+SC13)(8)此后，沿著與光軸平行的方向高速移動(dòng)復(fù)合物鏡29的位置，以便把聚焦誤差信號(hào)Sfe的絕對(duì)值減至最小。
再者，如圖29D中所示定義了與圖形記錄凹坑的延長(zhǎng)方向一致的切向Dt和既與光軸垂直又與圖形記錄凹坑垂直的徑向Dr。在這種情況下，當(dāng)四分儀光電探測(cè)器64如圖29A至29C中所示取向時(shí)，按照公式(9)利用透射光L4R(或衍射光L5R)的強(qiáng)度分布變化來(lái)計(jì)算跟蹤誤差信號(hào)Ste，該強(qiáng)度分布變化取決于聚光點(diǎn)S10與被光L4或L5照射的記錄凹坑之間的位置關(guān)系。
Ste＝SC11+SC13-(SC12+SC14)(9)此后，沿徑向移動(dòng)物鏡27以減小由跟蹤誤差信號(hào)Ste所指示的跟蹤誤差。因而，透射光L4(或衍射光L5)在信息媒體23(或25)上的聚光點(diǎn)S1(或S2)可以在記錄凹坑的中間形成，以致跟蹤誤差變?yōu)榱恪?br> 在其他情況下，按照相位差法用式(9)中的計(jì)算結(jié)果得到跟蹤誤差信號(hào)Stc。
此外，通過(guò)按照公式(10)把所有電流信號(hào)相加得到信息信號(hào)Sin。
Sin＝SC11+SC12+SC13+SC14(10)因此，在光度頭裝置61中可以穩(wěn)定地得到聚焦和跟蹤伺服特性。就是說(shuō)，由于在透射光L4R(或衍射光L5R)中靠由平行平面片組成的象散象差生成裝置62生成象散象差，可以很容易地得到像聚焦誤差信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)之類(lèi)的伺服信號(hào)。因而，制造光度頭裝置61所需的零件數(shù)可以減少，并且制造步驟數(shù)可以減少。此外，制造的光度頭裝置成本低、重量輕。
再者，由于在光度頭裝置61中使用具有兩個(gè)焦點(diǎn)的復(fù)合物鏡，無(wú)論信息媒體究竟是厚是薄，用光度頭裝置61都能從信息媒體上可靠地記錄或復(fù)現(xiàn)信息段。
在第七實(shí)施例中，由平行平面片形成的象散象差生成裝置62布置在聚光鏡55與光電探測(cè)器63之間。然而，像圖30中所示的光度頭裝置65那樣，可以設(shè)置與聚光鏡55形成整體的柱面透鏡66來(lái)代替平行平面片以便在透射光L4R(或衍射光L5R)中生成象散象差。在這種情況下，由于柱面透鏡66與聚光鏡55形成整體，可以以更低的成本制造光度頭裝置。此外，如圖30中所示，全息圖透鏡26(或32、33、42)的法線可以從穿過(guò)物鏡27中心的光軸傾斜大約一度以防止在全息圖透鏡26的表面反射的漫射光入射到光電探測(cè)器57或63上。再者，全息圖透鏡26(或32、33、42)可以用防反射涂層覆蓋以防止漫射光的發(fā)生。
再者，像圖31中所示的光度頭裝置67那樣，可以設(shè)置偏振分束器68來(lái)代替分束器54以便完全透射入射光L3并在全息圖透鏡26(或32、33、42)與偏振分束器68之間加設(shè)1/4-λ平片69。在這種情況下，由于入射光L3在出射光路上經(jīng)1/4-λ平片69透射而且由于透射光L4R(或衍射光L5R)在入射光路上再次經(jīng)1/4-λ平片69透射，所以透射光L4R(或衍射光L5R)被偏振分束器68完全反射。因此可以提高入射光L3的利用率。再者，可以提高每個(gè)伺服信號(hào)和信息信號(hào)的信噪比。
同樣，像圖32中所示的光度頭裝置70那樣，可以設(shè)置偏振分束器68來(lái)代替分束器54以便完全透射入射光L3并在全息圖透鏡26(或32、33、42)與物鏡27之間加設(shè)1/4-λ平片69。在這種情況下，透射光L4R(或衍射光L5R)被偏振分束器68以與圖31中所示光度頭裝置相同的方式完全反射。此外，由于從全息透鏡26(或32、33、42)反射的漫射光經(jīng)偏振分束器68透射，漫射光不入射到光電探測(cè)器63上。因此，每個(gè)伺服信號(hào)和信息信號(hào)的信噪比可以進(jìn)一步提高。
同樣，像圖33中所示的光度頭裝置71那樣，可以在準(zhǔn)直透鏡53和偏振分束器68之間加設(shè)用來(lái)對(duì)從光源52發(fā)射的入射光L3整形的楔形棱鏡72。在這種情況下，入射光L3的橢圓形波陣面被楔形棱鏡72整形成圓形波陣面。因此可以提高入射光L3的利用率。
在第六和第七實(shí)施例中，當(dāng)會(huì)聚在第一信息媒體23上的透射光L4(即零級(jí)衍射光L4)朝向復(fù)合物鏡反射以復(fù)現(xiàn)記錄在第一信息媒體23上的一段信息時(shí)，一部分透射光L4R在入射光路上在全息圖透鏡26(或32、33、42)中被衍射，以致該部分透射光L4R變成一束一級(jí)衍射光L13。因而，一級(jí)衍射光L13從全息圖透鏡26發(fā)散，而且以較大的尺寸在光電探測(cè)器57或63上形成衍射光L13的聚光點(diǎn)S11，如圖34中所示。聚光點(diǎn)S11的尺寸大于六分儀光電探測(cè)器59和四分儀光電探測(cè)順64的聚光點(diǎn)尺寸。因而，存在著信息信號(hào)中信噪比變壞的缺點(diǎn)。
為了解決該缺點(diǎn)，最好光電探測(cè)器57(或63)還包括一個(gè)環(huán)繞六分儀光電探測(cè)器59(或四分儀光電探測(cè)器64)的信息光電探測(cè)器73。信息光電探測(cè)器73的尺寸等于或大于1mm見(jiàn)方。因而，在信息信號(hào)取決于在六分儀光電探測(cè)器59(或四分儀光電探測(cè)器64)中所探測(cè)的透射光L4的強(qiáng)度與在信息光電探測(cè)器73中所探測(cè)的衍射光L13的強(qiáng)度之和的情況下，可以提高信息信號(hào)中的信噪比，并可提高信息信號(hào)的頻率特性。
(第八實(shí)施例)接下來(lái)，描述按照本發(fā)明第八實(shí)施例在光度頭裝置51、61、65、67、70和71中進(jìn)行聚焦的方法。
圖35A圖示通過(guò)探測(cè)在全息圖透鏡26、32或33中形成的透射光L4的強(qiáng)度而得到的聚焦誤差信號(hào)的變化，聚焦誤差信號(hào)的強(qiáng)度取決于物鏡27與第一信息媒體23之間的距離。圖35B圖示通過(guò)探測(cè)在全息圖透鏡26、32或33中衍射光L5的強(qiáng)度而得到的聚焦誤差信號(hào)的變化，聚焦誤差信號(hào)的強(qiáng)度取決于物鏡27與第二信息媒體25之間的距離。
透射光L4的強(qiáng)度很高，因?yàn)槲镧R27對(duì)透射光L4的數(shù)值孔徑很大。因而，如圖35A所示，在物鏡27幾乎聚焦在第一信息媒體23上的情況下得到的聚焦誤差信號(hào)FE1的變化與在物鏡27在第一信息媒體23上散焦的情況下得到的多余聚焦誤差信號(hào)FE2的變化相比明顯地較大。此外，在全息圖透鏡26、32或33用于每個(gè)光度裝置頭裝置51、61、65、70和71中的情況下，當(dāng)物鏡27與第一信息媒體23之間的距離大于物鏡27對(duì)透射光L4的焦距時(shí)生成多余聚焦誤差信號(hào)FE2。
與此不同，衍射光L5的強(qiáng)度降低，因?yàn)槲镧R27對(duì)衍射光L5的數(shù)值孔徑較小。因而，如圖35B中所示，在物鏡27幾乎聚焦在第二信息媒體25上的情況下得到的聚焦誤差信號(hào)FE3的變化與在物鏡27在第二信息媒體25上散焦的情況下得到的多余聚焦誤差信號(hào)FE4的變化幾乎相同。此外，在全息圖透鏡26、32或33用于每個(gè)光度頭裝置51、61、65、67、70和71中的情況下，當(dāng)物鏡27與第二信息媒體25之間的距離小于物鏡27對(duì)衍射光L5的焦距時(shí)生成多余誤差信號(hào)FE4。
因而，在實(shí)現(xiàn)透射光L4在第一信息媒體23上聚焦的情況下，置于遠(yuǎn)離第一信息媒體23的物鏡27逐漸接近第一信息媒體23。此后，當(dāng)聚焦誤差信號(hào)的強(qiáng)度達(dá)到閾值時(shí)，把設(shè)在光電探測(cè)器57或63中的聚焦伺服環(huán)路投入工作狀態(tài)，以致調(diào)整物鏡27聚焦在第一信息媒體23上。同樣，在實(shí)現(xiàn)衍射光L5在第二信息媒體25上聚焦的情況下，置于遠(yuǎn)離第二信息媒體25的物鏡27以同樣方式逐漸接近第二信息媒體25。此后，當(dāng)聚焦誤差信號(hào)的強(qiáng)度達(dá)到閾值時(shí)，把設(shè)在光電探測(cè)器57或63中的聚焦伺服環(huán)路投入工作狀態(tài)，以致調(diào)整物鏡27使之聚焦在第二信息媒體25上。
因此，可以防止多余聚焦誤差信號(hào)FE4對(duì)衍射光L5的聚焦的不良影響。再者，由于置于遠(yuǎn)離信息媒體23或25的物鏡27逐漸接近信息媒體23或25而不論信息媒體厚度究竟是T1還是T2，所以在每個(gè)帶有全息圖透鏡26、32或33的光度頭裝置51、61、65、67、70和71中可以按照同一程序進(jìn)行聚焦操作，辦法是改變閾值或進(jìn)行自動(dòng)增益控制，在這種控制中通過(guò)探測(cè)透射光L4R或衍射光L5R的總強(qiáng)度而把聚焦誤差信號(hào)歸一化。因而，可以以低成本制造進(jìn)行聚焦操作所需的控制電路。
圖36A圖示通過(guò)探測(cè)在全息圖透鏡42中形成的衍射光L6的強(qiáng)度得到的聚焦誤差信號(hào)的變化，聚焦誤差信號(hào)的強(qiáng)度取決于物鏡27與第一信息媒體23之間的距離。圖36B圖示通過(guò)探測(cè)在全息透鏡42中形成的透射光L4的強(qiáng)度得到的聚焦誤差信號(hào)的變化，聚焦誤差信號(hào)的強(qiáng)度取決于物鏡27與第二信息媒體25之間的距離。
如圖36A中所示，在物鏡27幾乎聚焦在第一信息媒體23上的情況下得到的聚焦誤差信號(hào)FE5的變化與在物鏡27在第一信息媒體23上散焦的情況下得到的多余聚焦誤差信號(hào)FE6的變化相比明顯地較大。此外，在全息圖透鏡42用于每個(gè)光度頭裝置51、61、65、67、70和71中的情況下，當(dāng)物鏡27與第一信息媒體23之間的距離小于物鏡27對(duì)衍射光L6的焦距時(shí)生成多余聚焦誤差信號(hào)FE6。
與此不同，如圖36B中所示，在物鏡27幾乎聚焦在第二信息媒體25上的情況下得到的聚焦誤差信號(hào)FE7的變化與在物鏡27在第二信息媒體25上散焦的情況下得到的多余聚焦誤差信號(hào)FE8的變化幾乎相同。此外，在全息圖透鏡42用于每個(gè)光度頭裝置51、61、65、67、70和71中的情況下，當(dāng)物鏡27與第二信息媒體25之間的距離大于物鏡27對(duì)透射光L4的焦距時(shí)生成多余聚焦誤差信號(hào)FE8。
因而，在實(shí)現(xiàn)衍射光L6在第一信息媒體23上聚焦的情況下，置于靠近第一信息媒體23的物鏡27逐漸離開(kāi)第一信息媒體23。此后，當(dāng)聚焦誤差信號(hào)的強(qiáng)度達(dá)到閾值時(shí)，把設(shè)在光電探測(cè)器57或63中的聚焦伺服環(huán)路投入工作狀態(tài)，以致調(diào)整物鏡27使之聚焦在第一信息媒體23上。同樣，在實(shí)現(xiàn)透射光L4在第二信息媒體25上聚焦在情況下，置于靠近第二信息媒體25的物鏡27以同樣方式逐漸離開(kāi)第二信息媒體25。此后，當(dāng)聚焦誤差信號(hào)的強(qiáng)度達(dá)到閾值時(shí)，把設(shè)在光電探測(cè)器57或63中的聚焦伺服環(huán)路投入工作狀態(tài)，以致調(diào)整物鏡27使之聚焦在第二信息媒體25上。
因此，可以防止多余聚焦誤差信號(hào)FE8對(duì)透射光L4聚焦的不良影響。再者，由于置于靠近信息媒體23或25的物鏡27逐漸離開(kāi)信息媒體23或25而不論信息媒體厚度究竟是T1還是T2，所以在每個(gè)帶有全息圖透鏡42的光度頭裝置51、61、65、67、70或71中可以按照同一程序進(jìn)行聚焦操作，辦法是改變閾值或進(jìn)行自動(dòng)增益控制。因而，可以以低成本制造進(jìn)行聚焦操作所需的控制電路。
(第九實(shí)施例)對(duì)照?qǐng)D29、37描述按照本發(fā)明第九實(shí)施例的帶有復(fù)合物鏡29、34、45、46或47的光度頭裝置，在該裝置中有效地利用入射光L3來(lái)得到信息信號(hào)和伺服信號(hào)。
圖37是按照第九實(shí)施例的光度頭裝置的組合圖。
如圖37中所示，用來(lái)在或從信息媒體23或25上記錄或復(fù)現(xiàn)信息段的光度頭裝置81包括光源52、準(zhǔn)直透鏡53、分束器54、由全息圖透鏡26(或32或33)和物鏡27組成的復(fù)合物鏡29(34、45、46或47)、執(zhí)行裝置58、聚光鏡55、用來(lái)透射一束衍射光L5R或反射一束透射光L4R的分束器82、用來(lái)探測(cè)經(jīng)分束器82透射的衍射光L5R的強(qiáng)度以得到伺服信號(hào)和記錄在第二信息媒體25上的信息信號(hào)的光電探測(cè)器63、像用來(lái)改變分束器82反射的透射光L4R的波陣面的全息圖之類(lèi)的波陣面改變裝置56、以及用來(lái)探測(cè)透射光L4R的強(qiáng)度以得到伺服信號(hào)和記錄在第一信息媒體23上的信息信號(hào)的光電探測(cè)器57。分束器82由其法線從光路傾斜的平行平面片構(gòu)成，以致在穿過(guò)分束器82的衍射光L5R中生成象散象差。同樣，在平行平面片表面涂敷有覆蓋層。
在以上結(jié)構(gòu)中，透射光L4(或衍射光L5)被聚光鏡27以與第六實(shí)施例中相同的方式會(huì)聚。此后，在在或從第一信息媒體23上記錄或復(fù)現(xiàn)一段信息的情況下，透射光L4會(huì)聚在第一信息媒體23上以形成第一聚光點(diǎn)S1。此后，一束被第一信息媒體23反射的透射光L4R沿相反方向穿過(guò)同一光路。就是說(shuō)，透射光L4R的大部分沒(méi)有任何衍射地再次經(jīng)復(fù)合物鏡透射并被分束器54反射。此后，透射光L4R被聚光鏡55會(huì)聚，而且一部分透射光L4R被分束器82反射。此后，大部分透射光L4R的波陣面被波陣面改變裝置56改變，而且大部分透射光L4R會(huì)聚在光電探測(cè)器57上以形成聚光點(diǎn)S8、S9。因而，以與第六實(shí)施例中相同的方式得到信息信號(hào)和像聚焦誤差信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)之類(lèi)的伺服信號(hào)。再者，未改變其波陣面的其余部分透射光L4R會(huì)聚在光電探測(cè)器57上以形成聚光點(diǎn)S7。
與此不同，在在或從第二信息媒體25上記錄或復(fù)現(xiàn)一段信息的情況下，衍射光L5會(huì)聚在第二信息媒體25上以形成第二聚光點(diǎn)S2。此后，一束被第二信息媒體25反射的衍射光L5R沿相反方向穿過(guò)同一光路，而且大部分衍射光L5R沒(méi)有任何衍射地經(jīng)全息圖透鏡26透射。因而，衍射光L5R穿過(guò)與出射光路不同的入射光路。此后，衍射光L5R被分束器54反射并被聚光鏡55會(huì)聚。此后，一部分衍射光L5R經(jīng)分束器82反射。在這種情況下，在衍射光L5R中生成象散象差。此后，衍射光L5R會(huì)聚在光電探測(cè)器63上以形成其形狀與圖29A至29C中所示的聚光點(diǎn)S10形狀相同的聚光點(diǎn)S12，而且衍射光L5R的強(qiáng)度在光電探測(cè)器63中被探測(cè)。因而，以與第七實(shí)施例中相同的方式得到信息信號(hào)和像聚焦誤差信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)之類(lèi)的伺服信號(hào)。
在這種情況下，雖然其余部分透射光L4R經(jīng)分束器82透射，但其余部分透射光L4R不會(huì)聚在聚光點(diǎn)S12處，因?yàn)橥干涔釲4R穿過(guò)同一光路。再者，雖然其余部分衍射光L5R被分束器82反射，但其余部分衍射光L5R不會(huì)聚在聚光點(diǎn)S7、S8或S9，因?yàn)檠苌涔釲5R穿過(guò)與出射光路不同的入射光路。
在第九實(shí)施例中，由于衍射光L5R沒(méi)有任何衍射地經(jīng)全息圖透鏡26透射，在光電探測(cè)器63上形成的聚光點(diǎn)S12與光源52在鏡象中的發(fā)射點(diǎn)無(wú)關(guān)，而在光電探測(cè)器57上形成的聚光點(diǎn)S7與光源52在鏡象中的發(fā)射點(diǎn)有關(guān)。換句話說(shuō)，被聚光鏡55會(huì)聚的衍射光L5R的焦點(diǎn)與被聚光鏡55會(huì)聚的透射光L4R的焦點(diǎn)不同。因而，需要用來(lái)探測(cè)透射光L4R的強(qiáng)度的光電探測(cè)器57和用來(lái)探測(cè)衍射光L5R的強(qiáng)度的光電探測(cè)器63。
因此，由于在光度頭裝置81中使用具有兩個(gè)焦點(diǎn)的復(fù)合物鏡，可以在或從信息媒體上可靠地記錄或復(fù)現(xiàn)信息段，而不論信息媒體究竟是厚是薄。
現(xiàn)描述光度頭裝置81用于各種光盤(pán)的例子。
在光度頭裝置81用于這樣一種光盤(pán)裝置，在這種光盤(pán)裝置中記錄或復(fù)現(xiàn)記錄在薄型高密度光盤(pán)23中的信息段并且僅復(fù)現(xiàn)記錄在厚型光盤(pán)25中的信息段的情況下，復(fù)合物鏡29、34、45、46或47中的全息圖透鏡26、32或33把一束光變成一束一級(jí)衍射光的衍射效率設(shè)成等于或小于30%的值。因而，在光電探器63中復(fù)現(xiàn)記錄在厚型光盤(pán)25上的一段信息的情況下，可以提高在光電探測(cè)器63中得到的每個(gè)伺服信號(hào)和信息信號(hào)的信噪比，因?yàn)橐愿咄干湫式?jīng)全息圖透鏡26、32或33透射的衍射光L5R用來(lái)得到伺服信號(hào)和信息信號(hào)。換句話說(shuō)，當(dāng)復(fù)現(xiàn)記錄在厚型光盤(pán)25上的一段信息時(shí)可以提高入射光L3的利用率，以致入射光L3的輸出功率可以減至最小。再者，即使在高密度光盤(pán)23上記錄一段信息需要高強(qiáng)度透射光L4時(shí)，不增加入射光L3的強(qiáng)度也可以可靠地進(jìn)行信息的記錄，因?yàn)槿D透鏡26、32或33對(duì)入射光L3的透射效率很高。再者，在光電探測(cè)器57中復(fù)現(xiàn)記錄在高密度光盤(pán)23上的一段信息的情況下，可以提高在光電探測(cè)器57中得到的每個(gè)信號(hào)的信噪比，因?yàn)槿D透鏡26、32或33對(duì)光L3、L4R的透射效率很高。
(第十實(shí)施例)對(duì)照?qǐng)D38、39描述按照本發(fā)明第十實(shí)施例的帶有復(fù)合物鏡29、34、45、46或47的光度頭裝置，在該裝置中，有效地利用入射光L3來(lái)得到信息信號(hào)和伺服信號(hào)。圖38、39中所示的座標(biāo)X1和Y1是相同的。
圖38是按照第十實(shí)施例的光度頭裝置的組合圖。圖39是用于圖38中所示的光度頭裝置中的帶有反射型全息圖的分束器的平面圖。
如圖38中所示，用來(lái)在或從信息媒體23或25上記錄或復(fù)現(xiàn)信息段的光度頭裝置91包括光源52、準(zhǔn)直透鏡53、分束器54、由全息圖透鏡26(或32或33)和物鏡27組成的復(fù)合物鏡29(或34、35、46或47)、執(zhí)行裝置58、聚光鏡55、帶有反射型全息圖93的用來(lái)透射大部分透射光L4R或反射全部入射在全息圖93上的衍射光L5R的分束器92、用來(lái)探測(cè)經(jīng)分束器92透射的透射光L4R的強(qiáng)度以得到伺服信號(hào)和記錄在第一信息媒體23中的信息信號(hào)的光電探測(cè)器63、以及用來(lái)探測(cè)衍射光L5R的強(qiáng)度以得到伺服信號(hào)和記錄在第二信息媒體25中的信息信號(hào)的光電探測(cè)器57。
分束器92由傾斜于光路的平行平面片構(gòu)成，以致在穿過(guò)分束器92的透射光L4R中生成象散象差。再者，如圖39中所示，反射型全息圖93布置在分束器92的中心部分，而光透射區(qū)92a布置在分束器92的環(huán)繞全息圖93的周緣部分。入射在光透射區(qū)92a上的光沒(méi)有任何衍射地透射。全息圖93分割成其中畫(huà)有光柵圖形P7的衍射光生成區(qū)93a和一對(duì)其中畫(huà)有一對(duì)光柵圖形P8、P9的衍射光生成區(qū)93b、93c。入射在衍射光生成區(qū)93a上的衍射光L5R被衍射以便在光電探測(cè)器57中得到聚焦誤差信號(hào)。入射在每個(gè)衍射光生成區(qū)93b、93c上的衍射光L5R被衍射以便在光電探測(cè)器57中得到跟蹤誤差信號(hào)。
在以上結(jié)構(gòu)中，透射光L4和衍射光L5被聚光鏡27以與第六實(shí)施例中相同的方式會(huì)聚。此后，在在或從第一信息媒體23上記錄或復(fù)現(xiàn)一段信息的情況下，透射光L4會(huì)聚在第一信息媒體23上以形成第一聚光點(diǎn)S1。此后，一束被第一信息媒體23反射的透射光L4R沿相反方向穿過(guò)同一光路。就是說(shuō)，大部分透射光L4R沒(méi)有任何衍射地再次經(jīng)復(fù)合物鏡29透射并被分束器54反射。此后，透射光L4R被聚光鏡55會(huì)聚，并且大部分透射光L4R經(jīng)分束器92透射。在這種情況下，在透射光L4R中生成象散象差。此后，透射光L4R會(huì)聚在光電探測(cè)器63上以形成形狀與圖29A至29C中所示的聚光點(diǎn)S10相同的聚光點(diǎn)S13，而且透射光L4R的強(qiáng)度在光電探測(cè)器63中被探測(cè)。因而，以與第七實(shí)施例中相同的方式得到信息信號(hào)和像聚焦誤差信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)之類(lèi)的伺服信號(hào)。
與此不同，在在或從第二信息媒體25上記錄或復(fù)現(xiàn)一段信息的情況下，衍射光L5會(huì)聚在第二信息媒體25上以形成第二聚光點(diǎn)S2。此后，一束被第二信息媒體25反射的衍射光L5R沿相反方向穿過(guò)同一光路，而且大部分衍射光L5R沒(méi)有任何衍射地經(jīng)全息圖透鏡26透射。因而，衍射光L5R以與第九實(shí)施例中相同的方式在與出射光路不同的入射光路上透射。此后，衍射光L5R被分束器54反射并被聚光鏡55會(huì)聚在分束器92上以便在分束器92的反射型全息圖93上形成聚光點(diǎn)。因而，全部衍射光L5R被全息圖93衍射和反射以會(huì)聚在光電探測(cè)器57上。就是說(shuō)，在全息圖93的衍射光生成區(qū)93a中所衍射并反射的衍射光L5R分成兩束并以與第六實(shí)施例中相同方式會(huì)聚在光電探測(cè)器57中的六分儀光電探測(cè)器59的探測(cè)區(qū)SE1至SE6上。再者，在全息圖93的衍射光生成區(qū)93b中所衍射并反射的衍射光L5R分成兩束，并且衍射光L5R的強(qiáng)度在跟蹤光電探測(cè)器60a和60d中被探測(cè)。再者，在全息圖93的衍射光生成區(qū)93c中所衍射并反射的衍射光L5R分成兩束，并且衍射光L5R的強(qiáng)度在跟蹤光電探測(cè)器60b和60c中被探測(cè)。因而，以與第六實(shí)施例中相同的方式得到信息信號(hào)和像聚焦誤差信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)之類(lèi)的伺服信號(hào)。
在第十實(shí)施例中，由于透射光L4R沒(méi)有任何衍射地經(jīng)全息圖透鏡26透射，在光電探測(cè)器63上形成的聚光點(diǎn)S13與光源52在鏡象中的發(fā)射點(diǎn)無(wú)關(guān)。因而，需要用來(lái)探測(cè)衍射光L5R的強(qiáng)度的光電探測(cè)器57和用來(lái)探測(cè)透射光L4R的強(qiáng)度的光電探測(cè)器63。
因此，由于在光度頭裝置91中使用具有兩個(gè)焦點(diǎn)的復(fù)合物鏡，可以在或從信息媒體上可靠地記錄或復(fù)現(xiàn)信息段，而無(wú)論信息媒體究竟是厚是薄。
再者，由于全部衍射光L5R被分束器92的全息圖93完全衍射和反射，可以高效地利用衍射光L5R。因而，可以提高在光電探測(cè)器57中得到的信號(hào)的信噪比。
現(xiàn)在描述光度頭裝置91用于各種光盤(pán)的例子。
在光度頭裝置91用于這樣一種光盤(pán)裝置，在該光盤(pán)裝置中記錄或復(fù)現(xiàn)記錄在薄型高密度光盤(pán)23中的信息段并且僅復(fù)現(xiàn)記錄在厚型光盤(pán)25中的信息段的情況下，復(fù)合物鏡29、34、45、46或47中的全息圖透鏡26、32或33把一束光變成一束一級(jí)衍射光的衍射效率設(shè)成等于或小于30%的值。因而，在光電探測(cè)器57中復(fù)現(xiàn)記錄在厚型光盤(pán)25上的一段信息的情況下，可以提高在光電探測(cè)器57中得到的每個(gè)伺服信號(hào)和信息信號(hào)的信噪比，因?yàn)橐愿咄干湫式?jīng)全息圖透鏡26、32或33透射的衍射光L5R用來(lái)得到伺服信號(hào)和信息信號(hào)。換句話說(shuō)，當(dāng)復(fù)現(xiàn)記錄在厚型光盤(pán)25上的一段信息時(shí)可以提高入射光L3的利用率，以致入射光L3的輸出功率可以減至最小。再者，即使在高密度光盤(pán)23上記錄一段信息需要高強(qiáng)度透射光L4R時(shí)，不增加入射光L3的強(qiáng)度也可以可靠地實(shí)現(xiàn)信息的記錄，因?yàn)槿D透鏡26、32或33對(duì)入射光L3的透射效率很高。再者，在光電探測(cè)器63中復(fù)現(xiàn)記錄在高密度光盤(pán)23上的一段信息的情況下，可以提高在光電探測(cè)器63中得到的每個(gè)信號(hào)的信噪比，因?yàn)槿D透鏡26、32或33對(duì)光L3、L4R的透射效率很高。
(第十一實(shí)施例)對(duì)照?qǐng)D40至42描述按照本發(fā)明第十一實(shí)施例的帶有復(fù)合物鏡29、34、45、46或47的光度頭裝置，在該裝置中有效地利用入射光來(lái)得到信息信號(hào)和伺服信號(hào)。圖40、41中所示的座標(biāo)X1和Y1是相同的，而圖40、42中所示的座標(biāo)X、Y和Z是相同的。
圖40A、40B分別是按照第十一實(shí)施例的光度頭裝置的組合圖。圖41是用于圖40中所示的光度頭裝置中的帶有反射型全息圖的分束器的平面圖。
如圖40A、40B中所示，用來(lái)在或從信息媒體23和25上記錄或復(fù)現(xiàn)信息段的光度頭裝置101包括光源52、準(zhǔn)直透鏡53、分束器54、由全息圖透鏡26(或32或33)和物鏡27組成的復(fù)合物鏡29(或34、45、46或47)、執(zhí)行裝置58、聚光鏡55、帶有透射型全息圖103的用來(lái)透射會(huì)聚在第一信息媒體23上的透射光L4R和會(huì)聚在第二信息媒體25上的衍射光L5R并衍射散焦會(huì)聚在第二信息媒體25上的透射光L4R的分束器102、用來(lái)探測(cè)會(huì)聚在第一信息媒體23上的透射光L4R的強(qiáng)度以得到伺服信號(hào)和記錄在第一信息媒體23中的信息信號(hào)、散焦探測(cè)衍射光L5R的強(qiáng)度以得到記錄在第二信息媒體25中的信息信號(hào)、以及探測(cè)散焦會(huì)聚在第二信息媒體25上的透射光L4R的強(qiáng)度以得到聚焦誤差信號(hào)的光電探測(cè)器104。
分束器102由傾斜于光路的平行平面片構(gòu)成，以致在穿過(guò)分束器102的光L4R、L5R中生成象散象差。再者，如圖41中所示，透射型全息圖103布置在分束器102的中心部分，而光透射區(qū)102a布置在分束器102的環(huán)繞全息圖103的周緣部分。入射在光透射區(qū)102a上的透射光L4R沒(méi)有任何衍射地透射，全息圖103分割成交替排列的衍射光生成區(qū)103a、103b以便按照第六實(shí)施例中所述的光點(diǎn)尺寸探測(cè)法來(lái)探測(cè)聚焦誤差信號(hào)。就是說(shuō)，在每個(gè)衍射光生成區(qū)103a中畫(huà)上光柵圖形P10，并且由在區(qū)103a中衍射的透射光L4R形成一個(gè)聚光點(diǎn)。同樣，在每個(gè)衍射光生成區(qū)103b中畫(huà)出光柵圖形P11，并且由在區(qū)103b中衍射的透射光L4R形成另一個(gè)聚光點(diǎn)。
光電探測(cè)器104包括六分儀光電探測(cè)器59，在探測(cè)器59中以與光電探測(cè)器57相同的方式設(shè)置探測(cè)區(qū)SE1、SE2、SE3、SE4、SE5和SE6。
在以上結(jié)構(gòu)中，透射光L4和衍射光L5被聚光鏡27以與第六實(shí)施例中相同的方式會(huì)聚。此后，在在或從第一信息媒體23上記錄或復(fù)現(xiàn)一段信息的情況下，如圖40A中所示，透射光L4會(huì)聚在第一信息媒體23上以形成第一聚光點(diǎn)S1。此后，一束被第一信息媒體23反射的透射光L4R沿相反方向穿過(guò)同一光路。就是說(shuō)，透射光L4R沒(méi)有任何衍射地再次經(jīng)復(fù)合物鏡透射并被分束器54反射。此后，透射光L4R被聚光鏡55會(huì)聚，并且大部分透射光L4R經(jīng)分束器102透射。在這種情況下，在透射光L4R中生成象散象差。此后，透射光L4R會(huì)聚在光電探測(cè)器104上以形成形狀與圖29A至29C中所示的聚光點(diǎn)S10相同的聚光點(diǎn)S14，而且透射光L4R的強(qiáng)度在光電探測(cè)器104中被探測(cè)。因而，以與第七實(shí)施例中相同的方式得到信息信號(hào)和像聚焦誤差信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)之類(lèi)的伺服信號(hào)。在這種情況下，由于探測(cè)透射光L4R的光電探測(cè)器104的位置與光源52在鏡象中的發(fā)射點(diǎn)有關(guān)，透射光L4R剛好聚焦會(huì)聚在光電探測(cè)器104上。
與此不同，在在或從第二信息媒體25上記錄或復(fù)現(xiàn)一段信息的情況下，如圖40B中所示，衍射光L5會(huì)聚在第二信息媒體25上以形成第二聚光點(diǎn)S2。此后，一束被第二信息媒體25反射的衍射光L5R沿相反方向穿過(guò)同一光路并且沒(méi)有任何衍射地經(jīng)全息圖透鏡26透射。因而，衍射光L5R以與第九實(shí)施例中相同的方式在與出射光路不同的入射光路上透射。此后，衍射光L5R被分束器54反射并被聚光鏡55會(huì)聚。此后，大部分衍射光L5R經(jīng)分束器102透射，而且衍射光L5R會(huì)聚在光電探測(cè)器57上。在此情況下，在衍射光L5R中生成散象差。再者，由于衍射光L5R在入射路上不被全息圖透鏡26衍射，探測(cè)衍射光L5R的光電探測(cè)器104的位置與光源52在鏡象中的發(fā)射點(diǎn)無(wú)關(guān)。因而，衍射光L5R散焦會(huì)聚在光電探測(cè)器104上。然而，由于散焦會(huì)聚的衍射光L5R的總強(qiáng)度在光探測(cè)器104中被探測(cè)，所以以與第七實(shí)施例中相同的方式得到信息信號(hào)。
再者，透射光L4散焦會(huì)聚在第二信息媒體25上，如圖40B中所示。就是說(shuō)，入射在第二信息媒體25的后表面上的透射光L4會(huì)聚于第二信息媒體25的前表面處。此后，一束在第二信息媒體25的前表面反射的透射光L4R沒(méi)有任何衍射地再次經(jīng)復(fù)合物鏡透射并被分束器54反射。此后，透射光L4R被聚光鏡55會(huì)聚在分束器102上以便在分束器102的全息圖103上形成聚光點(diǎn)。因而，全部透射光L4R被全息圖103衍射并會(huì)聚在光電探測(cè)器104上。就是說(shuō)，在全息圖103的衍射光生成區(qū)103a中衍射的透射光L4R變成其焦點(diǎn)位于光電探測(cè)器104前面的第一球面波SW1，而在全息圖103的衍射光生成區(qū)103b中衍射的透射光L4R變成其焦點(diǎn)位于光電探測(cè)器104后面的第二球面波SW2。此后，如圖42A至42C中所示，第一球面波SW1會(huì)聚在光電探測(cè)器104中六分儀光電探測(cè)器59的探測(cè)區(qū)SE1至SE3上以形成聚光點(diǎn)S15A，而第二球面波SW2會(huì)聚在六分儀光電探測(cè)器59的探測(cè)區(qū)SE4至SE6上以形成聚光點(diǎn)S15B。由于區(qū)103a、103b分成許多塊，聚光點(diǎn)S15A、S15B也分別分成許多塊。
在衍射光L5散焦會(huì)聚在信息媒體25上的情況下，在六分儀光電探測(cè)器59上形成圖42A、42C中所示的透射光L4R的聚光點(diǎn)S15A、S15B。與此不同，在衍射光L5聚焦會(huì)聚在信息媒體25上的情況下，在六分儀光電探測(cè)器59上形成圖42B中所示的透射光L4R的聚光點(diǎn)S15A、S15B。透射光L4R的強(qiáng)度在六分儀光電探測(cè)器59的每個(gè)探測(cè)區(qū)SE1至SE6中被探測(cè)并變成電流信號(hào)SC15至SC20。此后，按照光點(diǎn)尺寸探測(cè)法通過(guò)計(jì)算公式(11)得到聚焦誤差信號(hào)Sfe。
Sfe＝(SC15+SC17-SC16)-(SC18+SC20-SC19)(11)此后，沿光軸方向高速移動(dòng)復(fù)合物鏡的位置，以便把聚焦誤差信號(hào)Sfe的絕對(duì)值減至最小。因而，以與第六實(shí)施例中相同方式得到聚焦誤差信號(hào)。
因此，由于在光度頭裝置101中使用具有兩個(gè)焦點(diǎn)的復(fù)合物鏡，可以在或從信息媒體上可靠地記錄或復(fù)現(xiàn)信息段，無(wú)論信息媒體究竟是厚是薄。
再者，由于第二信息媒體25所反射的全部透射光L4R完全被分束器102的全息圖103完全衍射以便探測(cè)聚焦誤差信號(hào)，透射光L4R可高效利用。因而，可以提高在光電探測(cè)器104中得到的聚焦誤差信號(hào)的信噪比。
再者，可以在光電探測(cè)器104中得到信息信號(hào)和伺服信號(hào)，而無(wú)論信息媒體23或25究竟是薄是厚。因而，制造光度頭裝置101所需的零件數(shù)可以減少，并且即使無(wú)論信息媒體究竟是厚是薄都用光度頭裝置101在或從信息媒體上記錄或復(fù)現(xiàn)信息段，也可以以低成本和輕重量制造小尺寸的光度頭裝置。
描述光度頭裝置101用于各種光盤(pán)的例子。
在光度頭裝置101用于這樣一種光盤(pán)裝置，該光盤(pán)裝置中記錄或復(fù)現(xiàn)記錄在薄型高密度光盤(pán)23中的信息段并且僅復(fù)現(xiàn)記錄在厚型光盤(pán)25中的信息段的情況下，復(fù)合物鏡29、34、45、46或47中的全息圖透鏡26、32或33的衍射效率設(shè)成等于或小于30%的值。因而，在在光電探測(cè)器104中復(fù)現(xiàn)記錄在厚型光盤(pán)25上的一段信息的情況下，可以提高在光電探測(cè)器104中得到的每個(gè)伺服信號(hào)和信息信號(hào)的信噪比，因?yàn)橐愿咄干湫式?jīng)全息圖透鏡26、32或33透射的衍射光L5R用來(lái)得到信息信號(hào)。換句話說(shuō)，當(dāng)復(fù)現(xiàn)記錄在厚型光盤(pán)25上的一段信息時(shí)可以提高入射光L3的利用率，以致入射光L3的輸出功率可以減至最小。再者，即使在高密度光盤(pán)23上記錄一段信息需要高強(qiáng)度透射光L4時(shí)，不增加入射光L3的強(qiáng)度也可以可靠地實(shí)現(xiàn)信息的記錄，因?yàn)槿D透鏡26、32或33對(duì)入射光L3的透射效率很高。再者，在在光電探測(cè)器63中復(fù)現(xiàn)記錄在高密度光盤(pán)23上的一段信息的情況下，可以提高在光電探測(cè)器63中得到的每個(gè)信號(hào)的信噪比，因?yàn)槿D透鏡26、32或33對(duì)光L3、L4R的透射效效率很高。
(第十二實(shí)施例)對(duì)照?qǐng)D43描述按照本發(fā)明第十二實(shí)施例的帶有復(fù)合物鏡29M、43、45、46或47的光度頭裝置，在該裝置中有效地利用入射光L3來(lái)得到信息信號(hào)和伺服信號(hào)。
圖43是按照第十二實(shí)施例的光度頭裝置的組合圖。
如圖43中所示，用來(lái)在或從信息媒體23或25上記錄或復(fù)現(xiàn)信息段的光度頭裝置111包括光源52、準(zhǔn)直透鏡53、分束器54、由全息圖透鏡42(或26M或32)和物鏡27組成的復(fù)合物鏡29M(或43、45、46或47)、執(zhí)行裝置58、聚光鏡55、分束器82、光電探測(cè)器63、波陣面改變裝置56、以及光電探測(cè)器57。
在以上結(jié)構(gòu)中，由光源52發(fā)射的一束入射光L3在準(zhǔn)直透鏡53中準(zhǔn)直并經(jīng)分束器54透射。此后，一部分入射光L3沒(méi)有任何衍射地經(jīng)復(fù)合物鏡29透射，而其余部分入射光L3被衍射。
此后，在在或從第一信息媒體23上記錄或復(fù)現(xiàn)一段信息的情況下，衍射光L6會(huì)聚在第一信息媒體23上以形成聚光點(diǎn)S5。就是說(shuō)，衍射光L6入射在第一信息媒體23的后表面上，而且在第一信息媒體23的前表面上形成聚光點(diǎn)S5。此后，一束在第一信息媒體23的前表面處反射的衍射光L6R沿相反方向穿過(guò)同一光路，并且大部分衍射光L6R再次被全息圖透鏡42衍射。因而，衍射光L6R在與出射光路一致的入射光路上透射。此后，衍射光L6R被分束器54反射并被聚光鏡55會(huì)聚。此后，一部分衍射光L6R經(jīng)分束器82透射。在這種情況下，在衍射光L6R中生成象散象差。此后，衍射光L6R會(huì)聚在光電探測(cè)器63上以形成形狀如圖29A至29C中所示的聚光點(diǎn)S10。而衍射光L6R的強(qiáng)度在光電探測(cè)器63中被探測(cè)。因而，以與第七實(shí)施例中相同的方式得到信息信號(hào)和像聚焦誤差信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)之類(lèi)的伺服信號(hào)。
與此不同，在在或從第二信息媒體25上記錄或復(fù)現(xiàn)一段信息的情況下，透射光L4會(huì)聚在第二信息媒體25上以形成聚光點(diǎn)S6。就是說(shuō)，透射光L4入射在第二信息媒體25的后表面上，而且在第二信息媒體25的前表面上形成聚光點(diǎn)S6。此后，一束在第二信息媒體25的前表面處反射的透射光L4R沿相反方向穿過(guò)同一光路。就是說(shuō)，透射光L4R在入射光路上被物鏡27對(duì)準(zhǔn)。此后，大部分透射光L4R被全息圖透鏡42衍射。因而，透射光L4R在與出射光路不同的入射光路上透射。此后，透射光L4R被分束器54反射并被聚光鏡55會(huì)聚。此后，一部分透射光L4R被分束器82反射。此后，大部分透射光L4R的波陣面被波陣面改變裝置56改變，而且大部分透射光L4R會(huì)聚在光電探測(cè)器57上以形成聚光點(diǎn)S16、S17。因而，以與第六實(shí)施例中相同的方式得到信息信號(hào)和像聚焦誤差信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)之類(lèi)的伺服信息。再者，未被波陣面改變裝置56改變其波陣面的其余部分透射光L4R會(huì)聚在光電探測(cè)器57上以形成聚光點(diǎn)S18。
在第十二實(shí)施例中，由于透射光L4R在入射光路上被全息圖透鏡42衍射，在光電探測(cè)器57上形成的聚光點(diǎn)S18與光源52在鏡象中的發(fā)射點(diǎn)無(wú)關(guān)，而在光電探測(cè)器63上形成的聚光點(diǎn)S10卻與光源52在鏡象中的發(fā)射點(diǎn)有關(guān)。換句話說(shuō)，被聚光鏡55會(huì)聚的透射光L4R的焦點(diǎn)與被聚光鏡55會(huì)聚的衍射光L6R的焦點(diǎn)不同。因而，需要用來(lái)探測(cè)透射光L4R的強(qiáng)度的光電探測(cè)器57和用來(lái)探測(cè)衍射光L6R的強(qiáng)度的光電探測(cè)器63。
因此，即使在或從信息媒體上記錄或復(fù)現(xiàn)信息段，也可以在或從信息媒體上可靠地記錄或復(fù)現(xiàn)信息，而無(wú)論信息媒體究竟是厚是薄。
再者，由于在全息圖透鏡42中形成的衍射光L6在衍射光L6入射在物鏡27上之前會(huì)聚，聚光點(diǎn)S5、S6之間沿光軸方向的距離可以加長(zhǎng)到1mm左右。因而，即使透射光L4(或衍射光L6)聚焦會(huì)聚在聚光點(diǎn)S6(或S5)上以便記錄或讀出一段信息，光L6(或L4)也不聚焦會(huì)聚在聚光點(diǎn)S6(或S5)上以便減小光L6(或L4)在聚光點(diǎn)S6(或S5)處的強(qiáng)度。因此，對(duì)信息的記錄或復(fù)現(xiàn)沒(méi)有不良影響。
再者，由于全息圖透鏡42對(duì)一級(jí)衍射光L6起凸透鏡作用，在光度頭裝置111中可以防止色象差的出現(xiàn)。
現(xiàn)在描述光度頭裝置111用于各種光盤(pán)的例子。
在光度裝置111用于這樣一種光盤(pán)裝置，在該光盤(pán)裝置中記錄或復(fù)現(xiàn)記錄在薄型高密度光盤(pán)23上的信息段并且僅復(fù)現(xiàn)記錄在厚型光盤(pán)25上的信息段的情況下，復(fù)合物鏡29M、43、45、46或47中的全息圖透鏡26M或42把一束光變成一束一級(jí)衍射光的衍射效率設(shè)成等于或大于55%的值。因而，在在光電探測(cè)器57中復(fù)現(xiàn)記錄在厚型光盤(pán)25上的一段信息的情況下，可以提高在光電探測(cè)器57中得到的每個(gè)伺服信號(hào)和信息信號(hào)的信噪比，因?yàn)橐愿哐苌湫时蝗D透鏡26M或42衍射的透射光L4R用來(lái)得到伺服信號(hào)和信息信號(hào)。換句話說(shuō)，當(dāng)復(fù)現(xiàn)記錄在厚型光盤(pán)25上的一段信息時(shí)可以提高入射光L3的利用率，以致入射光L3的輸出功率可以減至最小。再者，即使在高密度光盤(pán)23上記錄一段信息需要高強(qiáng)度衍射光L6，不增加入射光L3的強(qiáng)度也可以可靠地實(shí)現(xiàn)信息的記錄，因?yàn)槿D透鏡26M或42對(duì)入射光L3和衍射光L6R的衍射效率很高。再者，在在光電探測(cè)器63中復(fù)現(xiàn)記錄在高密度光盤(pán)23上的一段信息的情況下，可以提高在光電探測(cè)器63中得到的每個(gè)信號(hào)的信噪比，因?yàn)槿D透鏡26M或42對(duì)光L3、L6R的衍射效率很高。
(第十三實(shí)施例)對(duì)照?qǐng)D44描述按照本發(fā)明第十三實(shí)施例的帶有復(fù)合物鏡29M、43、45、46或47的光度頭裝置，在該裝置中有效地利用入射光L3來(lái)得到信息信號(hào)和伺服信號(hào)。
圖44是按照第十三實(shí)施例的光度頭裝置的組合圖。
如圖44中所示，用來(lái)在或從信息媒體23或25上記錄或復(fù)現(xiàn)信息段的光度頭裝置121包括光源52、準(zhǔn)直透鏡53、分束器54、由全息圖透鏡42(或26M或32)和物鏡27組成的復(fù)合物鏡43M(或29M、45、46或47)、執(zhí)行裝置58、聚光鏡55、帶有反射型全息圖93的分束器92、光探測(cè)器63、以及光電探測(cè)器57。
在以上結(jié)構(gòu)中，透射光L4和衍射光L6被聚光鏡27以與第十二實(shí)施例中相同的方式會(huì)聚。此后，在在或從第一信息媒體23上記錄或復(fù)現(xiàn)一段信息的情況下，衍射光L6會(huì)聚在第一信息媒體23上以形成聚光點(diǎn)S5。此后，一束被第一信息媒體23反射的衍射光L6R沿相反方向穿過(guò)同一光路，而且大部分衍射光L6R被全息圖透鏡42衍射。因而，衍射光L6R在與出射光路一致的入射光路上以與第十二實(shí)施例中相同的方式透射。此后，衍射光L6R被分束器54反射并被聚光鏡55會(huì)聚在分束器92上以便在分束器92的反射型全息圖93上形成聚光點(diǎn)。因而，全部衍射光L6R被全息圖93衍射和反射以便以與第十實(shí)施例中相同的方式會(huì)聚在光電探測(cè)器57上。因而，以與第六實(shí)施例中相同的方式得到信息信號(hào)和像聚焦誤差信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)之類(lèi)的伺服信號(hào)。
與此不同，在在或從第二信息媒體25上記錄或復(fù)現(xiàn)一段信息的情況下，透射光L4會(huì)聚在第二信息媒體25上以形成聚光點(diǎn)S6。此后，一束被第二信息媒體25反射的透射光L4R沿相反方向穿過(guò)同一光路。就是說(shuō)，大部分透射光L4R在入射光路上被物鏡27對(duì)準(zhǔn)。此后，大部分透射光L4R被全息圖透鏡42衍射。因而，透射光L4R在與出射光路不同的入射光路上以與第十二實(shí)施例中相同的方式透射。此后，透射光L4R被分束器54反射并被聚光鏡55會(huì)聚。此后，大部分透射光L4R經(jīng)分束器92透射。在這種情況下，在透射光L4R中生成象散象差。此后，透射光L4R會(huì)聚在光電探測(cè)器63上以形成形狀與圖29A至29C中所示的聚光點(diǎn)S10相同的聚光點(diǎn)S19，而且透射光L4R的強(qiáng)度在光電探測(cè)器63中被探測(cè)。因而，以與第七實(shí)施例中相同的方式得到信息信號(hào)和像聚焦誤差信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)之類(lèi)的伺服信號(hào)。
在第十三實(shí)施例中，由于透射光L4R被全息圖透鏡42衍射，在光電探測(cè)器63上形成的聚光點(diǎn)S19與光源52在鏡象中的發(fā)射點(diǎn)無(wú)關(guān)，因而，需要用來(lái)探測(cè)衍射光L6R的強(qiáng)度的光電探測(cè)器57和用來(lái)探測(cè)透射光L4R的強(qiáng)度的光電探測(cè)器63。
因此，由于在光度頭裝置121中使用具有兩個(gè)焦點(diǎn)的復(fù)合物鏡，可以在或從信息媒體上可靠地記錄或復(fù)現(xiàn)信息段，而無(wú)論信息體究竟是厚是薄。
再者，由于在全息圖透鏡42中形成的衍射光L6在衍射光L6入射在物鏡27上之前會(huì)聚，聚光點(diǎn)S5、S6之間沿光軸方向的距離可以加長(zhǎng)到1mm左右。因而，即使透射光L4(或衍射光L6)聚焦會(huì)聚在聚光點(diǎn)S6(或S5)上以便記錄或讀出一段信息時(shí)，光L6(或L4)也不聚焦會(huì)聚在聚光點(diǎn)S6(或S5)上以便減小光L6(或L4)在聚光點(diǎn)S6(或S5)處的強(qiáng)度。因此，對(duì)信息的記錄或復(fù)現(xiàn)沒(méi)有不良影響。
再者，由于全息圖透鏡42對(duì)一級(jí)衍射光L6起凸透鏡作用，在光度頭裝置121中可以防止色象差的出現(xiàn)。
現(xiàn)在描述光度頭裝置121用于各種光盤(pán)的例子。
在光度頭裝置121用于這樣一種光盤(pán)裝置，該光盤(pán)裝置中記錄或復(fù)現(xiàn)記錄在薄型高密度光盤(pán)23上的信息段并且僅復(fù)現(xiàn)記錄在厚型光盤(pán)25上的信息段的情況下，復(fù)合物鏡29M、43、45、46或47中的全息圖透鏡26M或42把一束光變成一束一級(jí)衍射光的衍射效率設(shè)成等于或大于70%的值。因而，當(dāng)在光電探測(cè)器57中復(fù)現(xiàn)記錄在厚型光盤(pán)25上的一段信息的情況下，可以提高在光電探測(cè)器57中得到的每個(gè)伺服信號(hào)和信息信號(hào)的信噪比，因?yàn)橐愿哐苌湫时蝗D透鏡26M或42衍射的透射光L4R用來(lái)得到伺服信號(hào)和信息信號(hào)。換句話說(shuō)，當(dāng)復(fù)現(xiàn)記錄在厚型光盤(pán)25上的一段信息時(shí)可以提高入射光L3的利用率，以致入射光L3的輸出功率可以減至最小。再者，即使在高密度光盤(pán)23上記錄一段信息需要高強(qiáng)度衍射光L6時(shí)，不增加入射光L3的強(qiáng)度也可以可靠地進(jìn)行信息的記錄，因?yàn)槿D透鏡26M或42對(duì)入射光L3和衍射光L6R的衍射效率很高。再者，當(dāng)在光電探測(cè)器63中復(fù)現(xiàn)記錄在高密度光盤(pán)23上的一段信息的情況下，可以提高在光電探測(cè)器63中得到的每個(gè)信號(hào)的信噪比，因?yàn)槿D透鏡26M或42對(duì)光L3、L6R的衍射效率很高。
(第十四實(shí)施例)對(duì)照?qǐng)D44、46描述按照本發(fā)明第十四實(shí)施例的光度頭裝置，在該裝置中降低包含在信息信號(hào)中的噪聲。
圖45是按照第十四實(shí)施例的光度頭裝置的組合圖。圖46是用于圖45中所示的光度頭裝置的全息圖透鏡的平面圖。
如圖45中所示，用來(lái)在或從信息媒體23或25上記錄或復(fù)現(xiàn)信息段的光度頭裝置131包括光源52，一個(gè)在其表面上帶有偏振分色片133的用來(lái)在出射光路上反射從光源52發(fā)射的入射光L3并在入射光路上透射在信息媒體23或25上反射的光L4R或L5R的分束器132，一個(gè)用來(lái)在出射光路上對(duì)準(zhǔn)入射光L3并在入射光路上會(huì)聚光L4R或L5R的準(zhǔn)直透鏡134，一個(gè)用來(lái)沒(méi)有任何衍射地透射一部分入射光L3并衍射其余部分入射光L3的全息圖透鏡135，1/4-λ片69，物鏡27，執(zhí)行裝置58，以及用來(lái)探測(cè)在入射光路上經(jīng)全息圖透鏡135透射的或被它衍射的光的光電探測(cè)器136。
如圖46中所示，通過(guò)在透明基片28的中心區(qū)135a中畫(huà)出光柵圖形P1并在環(huán)繞中心區(qū)135a的周緣區(qū)135b中畫(huà)出光柵圖形P12而形成全息圖透鏡135。光柵圖形P12畫(huà)成非同心形狀。由于在全息圖透鏡135中畫(huà)出光柵圖形P1，由全息圖透鏡135和物鏡27組成具有兩個(gè)焦點(diǎn)的復(fù)合物鏡137。穿過(guò)全息圖透鏡135的周緣區(qū)135b的光被光電探測(cè)器136探測(cè)以消除包含在信息信號(hào)中的噪聲。光度頭裝置131的光軸穿過(guò)光柵圖形P1的中心點(diǎn)和物鏡27的中心軸。
光電探測(cè)器136包括帶有探測(cè)區(qū)SE7至SE10的四分儀光電探測(cè)器64及用來(lái)探測(cè)穿過(guò)全息圖透鏡135的周緣區(qū)135b的光強(qiáng)度的噪聲消除光電探測(cè)器138。由于周緣區(qū)135b的光柵圖形P12畫(huà)成非同心形狀，在周緣區(qū)135b中衍射的光不會(huì)聚在探測(cè)區(qū)SE7至SE10上。
在以上結(jié)構(gòu)中，沿第一方向線偏振的入射光L3從光源52發(fā)射并被分束器132反射，因?yàn)槠穹稚?33對(duì)沿第一方向線偏振的入射光L3起鏡子作用。因而，入射光L3被引到朝上方向并被準(zhǔn)直透鏡134對(duì)準(zhǔn)。此后，一部分入射在全息圖透鏡135的中心區(qū)135a上的入射光L3沒(méi)有任何衍射地經(jīng)中心區(qū)135a透射以形成透射光L4，而其余部分入射在全息圖透鏡135的中心區(qū)135a上的入射光L3在中心區(qū)135a中被衍射以形成衍射光L5。再者，一部分入射在全息圖透鏡135的周緣區(qū)135b上的入射光L3沒(méi)有任何衍射地經(jīng)周緣區(qū)135b透射以形成一束噪聲消除光L14。此后，光L4、L5和L14穿過(guò)1/4-λ片以致沿第一方向線偏振的光L4、L5和L14變成圓偏振的光L4、L5和L14。此后，光L4、L5和L14被聚光鏡27會(huì)聚。
此后，當(dāng)在或從第一信息媒體23(或第二信息媒體25)上記錄或復(fù)現(xiàn)一段信息的情況下，透射光L4(或衍射光L5)會(huì)聚在信息媒體23(或25)上以形成聚光點(diǎn)S1(或S2)。此后，被信息媒體23(或25)反射的一束透射光L4R(或一束衍射光L5R)沿相反方向穿過(guò)一光路。就是說(shuō)，透射光L4R(或衍射光L5R)反向圓偏振并再次穿過(guò)聚光鏡27和1/4-λ片69。因而，光L4R(或L5R)沿與第一方向垂直的第二方向線偏振。此后，一部分透射光L4R沒(méi)有任何衍射地經(jīng)全息圖透鏡135的中心區(qū)135a透射，或者一部分衍射光L5R在中心區(qū)135a中再次被衍射。此后，透射光L4R(或衍射光L5R)被準(zhǔn)直透鏡134會(huì)聚并沒(méi)有任何衍射地穿過(guò)分束器132，因?yàn)槠穹稚?33對(duì)沿第二方向線偏振的光L4R(或L5R)起透明片作用。在這種情況下，以與第七實(shí)施例中相同的方式在透射光L4R(或衍射光L5R)中生成象散象差。此后，透射光L4R(或衍射光L5R)入射在光探測(cè)器136的探測(cè)區(qū)SE7至SE10上以形成其形狀與圖29A至29C中所示的聚光點(diǎn)S10相同的聚光點(diǎn)S20。透射光L4R(或衍射光L5R)的強(qiáng)度在探測(cè)器SE7至SE10中變成電流信號(hào)SC21至SC24。因而，以與第七實(shí)施例中相同的方式得到像聚焦誤差信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)之類(lèi)的伺服信號(hào)，以致調(diào)整復(fù)合透鏡137的位置以便把透射光L4(或衍射光L5)聚焦會(huì)聚在信息媒體23(或25)上。再者，按照公式(12)得到代表記錄在信息媒體23(或25)上的一段信息的信息信號(hào)。
Sin＝SC21+SC22+SC23+SC24(12)再者，噪聲消除光L14會(huì)聚在信息媒體23上以形成環(huán)繞聚光點(diǎn)S1的聚光點(diǎn)。此后，一束被第一信息媒體23反射的噪聲消除光L14R沿相反方向穿過(guò)同一光路。就是說(shuō)，噪聲消除光L14R再次穿過(guò)聚光鏡27和1/4-λ片69，而且一部分噪聲消除光L14R在全息圖透鏡135的周緣區(qū)135b中衍射并會(huì)聚，并入射在噪聲消除光電探測(cè)器138上。在光電探測(cè)器138中，按照噪聲消除光L14R的強(qiáng)度生成輸出信號(hào)SC25。此后，通過(guò)按照公式(13)把所有信號(hào)相加得到代表記錄在第一信息媒體23上的一段信息的噪聲消除的信息信號(hào)SncSnc＝(SC21+SC22+SC23+SC24)+R×SC25(13)式中符號(hào)R是權(quán)重因數(shù)。
在這種情況下，由于加上R×SC25項(xiàng)以得到信息信號(hào)Snc，包含在(SC21+SC22+SC23+SC24)項(xiàng)中的噪聲對(duì)噪聲消除的信息信號(hào)Snc的不良影響可以減少。描述其原因。
如已經(jīng)公知(例如，日本專(zhuān)利公報(bào)1990年第22452號(hào)1985年7月23日公開(kāi)審查的屬于臨時(shí)公布1985年第138748號(hào)和公布的未審查專(zhuān)利申請(qǐng)1986年第131245號(hào))的那樣，代表記錄在光盤(pán)上的信息段的信號(hào)隨著所記錄信息的密度變高而移向更高的頻率。再者，在按穿過(guò)全息圖透鏡中心區(qū)的光來(lái)產(chǎn)生信號(hào)的情況下，與具有低頻率的信號(hào)的振幅相比，具有高頻率的信號(hào)的振幅變低。與此不同，在按穿過(guò)全息圖透鏡周緣區(qū)的光來(lái)產(chǎn)生信號(hào)的情況下，具有高頻率的信號(hào)的振幅被加強(qiáng)。因而，在按照式(13)得到信息信號(hào)Snc的情況下，包含在信息信號(hào)Snc中的高頻分量被加強(qiáng)，而包含在(SC21+SC22+SC23+SC24)項(xiàng)中的低頻噪聲分量相對(duì)降低。結(jié)果，可以提高信息信號(hào)Snc的信噪比。
因此，由于在光度頭裝置131中使用具有兩個(gè)焦點(diǎn)的復(fù)合物鏡，可以在或從信息媒體上可靠地記錄或復(fù)現(xiàn)信息段，而無(wú)論信息媒體究竟是厚是薄。
再者，即使信息段密集地記錄在由第一信息媒體23所代表的薄型高密度光盤(pán)上，也可以以很高的信噪比可靠地復(fù)現(xiàn)信息信號(hào)Snc。
再者，由于入射在光電探測(cè)器136的探測(cè)區(qū)SE7至SE10上的光L4R或L5R的強(qiáng)度通過(guò)把噪聲消除光L14R會(huì)聚在光電探測(cè)器138上而被降低，光電探測(cè)器136的定位精度可大約降低到1/100。
再者，在周緣區(qū)135b的光柵圖形P12對(duì)在周緣區(qū)135b中衍射的入射光L3起透鏡作用的情況下，在出射光路上在周緣區(qū)135b中生成的多余衍射光在第一信息媒體23上形成較大的散焦聚光點(diǎn)。因而，記錄在第一信息媒體23上的信息段被多余衍射光讀出，并且即使多余衍射光入射在光電探測(cè)器136上，該信息在光電探測(cè)器136中也被當(dāng)成一段平均信息而處理。因此，被多余衍射光讀出的信息作為噪聲對(duì)信息信號(hào)Snc沒(méi)有不良影響。
再者，在全息圖透鏡135的周緣區(qū)135b的透射效率與中心區(qū)135a的另一透射效率一致的情況下，與第一實(shí)施例相比環(huán)繞聚光點(diǎn)S1出現(xiàn)的次極大(或側(cè)波瓣)可以降低。因此，可以提高信息信號(hào)Snc的信噪比。
(第十五實(shí)施例)對(duì)照?qǐng)D47至49描述按照本發(fā)明第十五實(shí)施例的光度頭裝置，在該裝置中降低包含在信息信號(hào)中的噪聲。
圖47是按照第十五實(shí)施例的光度頭裝置的組合圖。圖48是用于圖45中所示的光度頭裝置的全息圖透鏡的平面圖。
如圖47中所示，用來(lái)在或從信息媒體23或25上記錄或復(fù)現(xiàn)信息段的光度頭裝置141包括光源52，分束器82，準(zhǔn)直透鏡134，一個(gè)用來(lái)沒(méi)有任何衍射地透射一部分入射光L3并衍射其余部分入射光L3的全息圖透鏡142，物鏡27，操作裝置58，以及用來(lái)探測(cè)在入射光路上經(jīng)全息圖透鏡142透射的或被它衍射的光的光電探測(cè)器143。
如圖48中所示，全息圖透鏡142分割成一個(gè)其中畫(huà)著光柵圖形P1的中心區(qū)142a，一對(duì)其中畫(huà)著光柵圖形P13、P14以便消除包含在信息信號(hào)中的噪聲的側(cè)周緣區(qū)142b、142c，以及一對(duì)其中沒(méi)有畫(huà)著光柵圖形的不降低光強(qiáng)度的無(wú)圖樣區(qū)142d、142e。由于光柵圖形P1畫(huà)在全息圖透鏡142中，由全息圖透鏡142和物鏡27組成具有兩個(gè)焦點(diǎn)的復(fù)合物鏡144。光度頭裝置141的光軸穿過(guò)光柵圖形P1的中心點(diǎn)和物鏡27的中心軸。
光電探測(cè)器143包括具有探測(cè)區(qū)SE7至SE10的四分儀光學(xué)探測(cè)器64，一對(duì)用來(lái)探測(cè)穿過(guò)全息圖透鏡142的周緣區(qū)142b、142c的光的強(qiáng)度的噪聲消除光電探測(cè)器138a、138b。
在以上結(jié)構(gòu)中，在全息圖透鏡142的中心區(qū)142a中生成的透射光L4(或衍射光L5)在出射光路上會(huì)聚在第一信息媒體23(或第二信息媒體25)上以形成聚光點(diǎn)S1(或S2)。此后，透射光L4R(或衍射光L5R)沿相反方向穿過(guò)同一光路。就是說(shuō)，透射光L4R(或衍射光L5R)再次穿過(guò)聚光鏡27，而且一部分透射光L4R沒(méi)有任何衍射地經(jīng)全息圖透鏡142的中心區(qū)142a透射或者一部分衍射光L5R在中心區(qū)142a中被再次衍射。此后，透射光L4R(或衍射光L5R)被準(zhǔn)直透鏡134會(huì)聚并穿過(guò)分束器82。在這種情況下，以與第七實(shí)施例中相同的方式在透射光L4R(或衍射光L5R)中生成象散象差。此后，透射光L4R(或衍射光L5R)入射在光電探測(cè)器143的探測(cè)區(qū)SE7至SE10上以形成形狀與圖29A至29C中所示的聚光點(diǎn)S10相同的聚光點(diǎn)S21。在探測(cè)區(qū)SE7至SE10中透射光L4R(或衍射光L5R)變?yōu)殡娏餍盘?hào)SC26至SC29。因而，以與第七實(shí)施例中相同的方式得到像聚焦誤差信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)之類(lèi)的伺服信號(hào)，以致調(diào)整復(fù)合物鏡144的位置以便把透射光L4(或衍射光L5)聚焦會(huì)聚在信息媒體23(或25)上。再者，按照公式(14)得到記錄在第二信息媒體25上的信息信號(hào)。
Sin＝SC26+SC27+SC28+SC29(14)再者，一部分入射在全息圖透鏡142的周緣區(qū)142b上的入射光L3沒(méi)有任何衍射地經(jīng)周緣區(qū)142b透射以形成一束噪聲消除光L15，而且一部分入射在全息圖透鏡142的周緣區(qū)142c上的入射光L3沒(méi)有任何衍射地經(jīng)周緣區(qū)142c透射以形成一束噪聲消除光L16。此后，噪聲消除光L15、L16會(huì)聚在信息媒體23上以形成環(huán)繞聚光點(diǎn)S1的聚光點(diǎn)。此后，被第一信息媒體23反射的噪聲消除光L15R、L16R沿相反方向穿過(guò)同一光路。就是說(shuō)，噪聲消除光L15R、L16R再次穿過(guò)聚光鏡27。一部分噪聲消除光L15R在全息圖透鏡142的周緣區(qū)142b中被衍射和會(huì)聚，并入射在噪聲消除光電探測(cè)器138a上，而一部分噪聲消除光L16R在全息圖透鏡142的周緣區(qū)142c中被衍射和會(huì)聚，并入射在噪聲消除光電探測(cè)器138b上。在光電探測(cè)器138a中，按照噪聲消除光L15R的強(qiáng)度生成輸出信號(hào)SC30。再者，在光電探測(cè)器138b中按照噪聲消除光L16R的強(qiáng)度生成輸出信號(hào)SC31。此后，通過(guò)按照公式(15)把所有信號(hào)相加得到代表記錄在第一信息媒體23上信息的噪聲消除的信息信號(hào)Snc
Snc＝(SC26+SC27+SC28+SC29)+R×(SC30+SC31)(15)式中符號(hào)R是權(quán)重因數(shù)。
因此，由于光度頭裝置141中使用具有兩個(gè)焦點(diǎn)的復(fù)合物鏡，可以從信息媒體上可靠地記錄或復(fù)現(xiàn)信息段，而無(wú)論信息媒體究竟是厚是薄。
再者，可以以與第十四實(shí)施例中相同的方式提高信息信號(hào)Snc中的信噪比。
再者，即使信息段密集地記錄在由第一信息媒體23所代表的薄型高密度光盤(pán)上，也可以以很高的信噪比可靠地復(fù)現(xiàn)信息信號(hào)Snc。
再者，由于入射在光電探測(cè)器143的探測(cè)區(qū)SE7至SE10上的光L4R或L5R的強(qiáng)度通過(guò)把噪聲消除光L15R、L16R會(huì)聚在光電探測(cè)器138a、138b上而被降低，光電探測(cè)器143的定位精度可放寬降低到1/100。
再者，在周緣區(qū)142b、142c的光柵圖形P13、P14對(duì)在周緣區(qū)142b、142c中衍射的入射光L3起透鏡作用的情況下，在出射光路上在周緣區(qū)142b、142c中通過(guò)對(duì)入射光L3的衍射而生成的多余衍射光在第一信息媒體23形成較大的散焦聚光點(diǎn)。而且，與第十四實(shí)施例中區(qū)135b的數(shù)值數(shù)相比，每個(gè)周緣區(qū)142b、142c的數(shù)值數(shù)被降低，因?yàn)槿D透鏡142被分成許多區(qū)域。因而，在第一信息媒體23上散焦形成的多余衍射光的聚光點(diǎn)的尺寸變成比第十四實(shí)施例中的更大。結(jié)果，更多的記錄在第一信息媒體23上的信息段被多余衍射光讀出，而且即使多余衍射光入射在光電探測(cè)器143上，該信息在光電探測(cè)器143中也被當(dāng)成一段平均信息來(lái)處理。因此，被多余衍射光讀出的信息被進(jìn)一步平均，而平均信息作為噪聲對(duì)信息信號(hào)Snc沒(méi)有不良影響。
再者，如圖49A、49B中所示，可以防止多余衍射光入射在光電探測(cè)器64上，在該光電探測(cè)器64中每個(gè)探測(cè)區(qū)SE7至SE10有SL0見(jiàn)方的尺寸。詳細(xì)地說(shuō)，在出射光路上在周緣區(qū)142c中生成的光在周緣區(qū)142b中再次被衍射以形成一束多余衍射光Lu1的情況下，光Lu1會(huì)聚在離光電探測(cè)器64的中心SP1(SP1＞SL0)的第一位置PT1上。在出射光路上在周緣區(qū)142b中生成的光在周緣142c中再次被衍射以形成一束多余衍射光Lu2的情況下，光Lu2會(huì)聚在離光電探測(cè)器64的中心SP2(SP2＞SL0)的第二位置ST2上。在出射光路上在周緣區(qū)142b、142c中生成的光再次在相同的周緣區(qū)142b、142c中被衍射以形成多余衍射光束Lu3、Lu4的情況下，光Lu3、Lu4會(huì)聚在離光電探測(cè)器64的中心SP3(SP3＞SL0)、SP4(SP4＞SL0)的第三和第四位置PT3、PT4上。因此，可以防止多余衍射光Lu1至Lu4的不良影響。
在光源52由半導(dǎo)體激光器構(gòu)成的情況下，入射在全息圖透鏡142上的入射光L3的遠(yuǎn)場(chǎng)圖按圖13A中所示的高斯分布來(lái)分布，而且按高斯分布來(lái)分布的入射光L3的橫截面光束輪廓為橢圓形。就是說(shuō)，入射光L3在垂直方向的光束發(fā)散角(或半極大處的全角)大于水平方向的發(fā)散角。在此實(shí)施例中，入射光L3的垂直方向指向圖48中所示的X2方向，而入射光L3的水平方向指向圖48中所示的Y2方向。在這種情況下，由于區(qū)142b、142c對(duì)入射光L3的透射效率小于區(qū)142d、142e的透射效率，沒(méi)有任何衍射地經(jīng)全息圖透鏡142透射的入射光L3的強(qiáng)度在垂直方向上與在水平方向上相比大為降低。因而，入射光L3的橫截面光束輪廓在全息圖透鏡142中被修正成圓形，就是說(shuō)，在第一信息媒體23上形成的聚光點(diǎn)S1被修正成圓形。因此，環(huán)繞聚光點(diǎn)S1出現(xiàn)的次極大(或側(cè)波瓣)可以降低，而信息信號(hào)Snc的信噪比可以提高。
在第十五實(shí)施例中，按照公式(15)得到噪聲消除的信息信號(hào)Snc。然而，最好按公式(16)得到噪聲消除的信息信號(hào)SncSnc＝(SC26+SC27+SC28+SC29)+(R1×SC30+R2×SC31)(16)式中符號(hào)R1、R2是權(quán)重因數(shù)。在這種情況下，可以進(jìn)一步降低包含在信息中的噪聲。
(第十六實(shí)施例)對(duì)照?qǐng)D50、51描述按照本發(fā)明第十六實(shí)施例制成小尺寸并穩(wěn)定工作的光度頭裝置。
圖50是按照第十六實(shí)施例的光度頭裝置的組合圖。圖51是用于圖50中所示的光度頭裝置的光源和光電探測(cè)器的軸測(cè)圖。
如圖50中所示，用來(lái)在或從信息媒體23或25上記錄或復(fù)現(xiàn)信息段的光度頭裝置151包括用來(lái)發(fā)射沿與X3軸平行的無(wú)衍射方向線偏振的入射光L3的光源52，用在出射光路上沒(méi)有任何衍射地透射入射光L3并在入射光路上衍射沿與Y3軸平行的衍射方向線偏振的透射光L4R或衍射光L5R的全息圖元件152，準(zhǔn)直透鏡53，1/4-λ基片69，全息圖透鏡26(或26M、32、33、42、135或142)，物鏡27，執(zhí)行裝置58，以及用來(lái)探測(cè)被全息圖元件152衍射的光L4R或L5R的強(qiáng)度的光電探測(cè)器153。
如圖51中所示，光源52和光電探測(cè)器153布置在基片154上以便精密地固定光源52與光電探測(cè)器153之間的相對(duì)位置。光電探測(cè)器153包括帶有探測(cè)區(qū)SE1至SE6的六分儀光電探測(cè)器59和跟蹤光電探測(cè)器60a到60d。再者，基片154上布置一個(gè)鏡面元件155以便把從光源52發(fā)射的入射光L3引向Z3方向。
全息圖元件152通過(guò)鈮酸鋰基片的質(zhì)子交換表面部分或利用液晶盒制成，如臨時(shí)公布第189504/86(昭和61-189504)號(hào)和臨時(shí)公布第241735/88(昭和63-241735)號(hào)中所述。因而，沿與X3軸平行的無(wú)衍射方向線偏振的光無(wú)衍射地經(jīng)全息圖元件152透射。與此不同，沿與垂直于X3軸的Y3軸平行的衍射方向線偏振的光被全息圖元件152衍射。
在以上結(jié)構(gòu)中，沿與X3軸平行的無(wú)衍射方向線偏振的入射光L3從光源52發(fā)射交且沒(méi)有任何衍射地經(jīng)全息圖元件152透射。此后，入射光L3被準(zhǔn)直透鏡53對(duì)準(zhǔn)，而且線偏振入射光L3被1/4-λ片69變成圓偏振入射光L3。此后，一部分入射光L3沒(méi)有任何衍射地經(jīng)全息圖透鏡26透射以形成透射光L4，而其余部分入射光L3被全息圖透鏡62衍射以形成衍射光L5。此后，光L4、L5被物鏡27會(huì)聚，并且在第一信息媒體23(或第二信息媒體25)上形成透射光L4的聚光點(diǎn)S1(或衍射光L5的聚光點(diǎn)S2)。當(dāng)光L4或L5被信息媒體23(或25)反射并變成光L4R(或L5R)時(shí)，光L4中圓偏振的旋轉(zhuǎn)方向反向。因而，具有反向圓偏振的光L4R(或L5R)沿相反方向穿過(guò)同一光路。就是說(shuō)，透射光L4R(或衍射光L5R)再次穿過(guò)聚光鏡27，而且一部分透射光L4R沒(méi)有任何衍射地經(jīng)全息圖透鏡142透射或者一部分衍射光L5R再次被全息圖透鏡142衍射。此后，反向圓偏振的透鏡光L4R(或衍射光L5R)被1/4-λ片69變成沿與Y3軸平行的衍射光方向線性偏振的光L4R(或L5R)。此后，光L4R(或L5R)被準(zhǔn)直透鏡53會(huì)聚并被全息圖元件152衍射以便在光電探測(cè)器153上形成多個(gè)聚光點(diǎn)。因而，在光電探測(cè)器153中以與第六實(shí)施例相同的方式得到代表記錄在信息媒體23(或25)上的一段信息的信息信號(hào)和像聚焦誤差信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)之類(lèi)的伺服信號(hào)。
因此，由于在光度頭裝置151中使用具有兩個(gè)焦點(diǎn)的復(fù)合物鏡，可以在或從信息媒體上可靠地記錄或復(fù)現(xiàn)信息段，而無(wú)論信息媒體究竟是厚是薄。
再者，由于全部入射光L3在出射光路上經(jīng)全息圖元件152透射并由于全部光L4R或L5R在入射光路上被全息圖元件152衍射，可以提高入射光L3的利用率。因而，即使光源52中入射光L3的發(fā)射強(qiáng)度很低，也可以可靠地得到具有高信噪比的信息信號(hào)和伺服信號(hào)。
再者，由于在光度頭裝置151中沒(méi)有使用分束器，可以以小尺寸、輕重量和低成本制造光度頭裝置151。
再者，由于光度頭裝置151的光學(xué)零件沿其光軸布置，即使在周?chē)鷾囟却蠓茸兓把b置長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí)，也可以得到穩(wěn)定工作的光度頭裝置151。
再者，由于不需要在入射光路上沒(méi)有任何衍射地經(jīng)全息圖元件152透射的光L4R或L5R，最好提高全息圖元件152的衍射效率以便把全息圖元件152的透射效率幾乎設(shè)成零。在這種情況下，全息圖元件152與1/4-λ片69功能的組合起隔離器作用以防止光L4R或L5R返回光源52。因而，在用半導(dǎo)體激光器作光源52的情況下，沒(méi)有任何光返回半導(dǎo)體激光器的活性層。因而，可以防止被返回半導(dǎo)體激光器的光所誘發(fā)的噪聲。
再者，由于光源52和光電探測(cè)器153布置在同一基片154上，光源52和光電探測(cè)器153可以互相緊密地布置。因而，光源52與光電探測(cè)器153之間的相對(duì)位置可以很容易地以高精度確定。例如，相對(duì)位置可以以幾μm以?xún)?nèi)的精度來(lái)確定。因此，可以降低光度頭裝置151的制造成本，而且光度頭裝置151可以進(jìn)一步以小尺寸、輕重量和低成本來(lái)制造。
再者，光源52通過(guò)第一導(dǎo)線與外電路電氣連接，而光電探測(cè)器153通過(guò)第二導(dǎo)線與另一外電路電氣連接。在這種情況下，由于光源52和光電探測(cè)器153布置在同一基片154上，第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線可以同時(shí)穿過(guò)X3-Y3平面。因而，光源52和光電探測(cè)器153可以很容易自動(dòng)地與外電路連接。此外，由于把光源52和光電探測(cè)器153與外電路連接所需的參考線僅畫(huà)在X3-Y3平面上，光源52與光電探測(cè)器153之間的相對(duì)位置可以很容易地以高精度確定。
在第十六實(shí)施例中，描述了帶有全息圖元件152的光度頭裝置151。然而，在入射光L3的強(qiáng)度足夠大的情況下，也可以代替全息圖元件152使用具有小光柵柵格的全息圖或閃耀全息圖。在這種情況下，可以在或從信息媒體上可靠地記錄或復(fù)現(xiàn)信息段，而不論信息媒體究竟是厚是薄。再者，由于在光度頭裝置151中沒(méi)有使用分束器，光度頭裝置151可以以小尺寸、輕重量和低成本來(lái)制造。再者，由于光度頭裝置151的光學(xué)零件沿其光軸布置，即使周?chē)鷾囟却蠓茸兓把b置長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí)，也可以得到穩(wěn)定工作的光度頭裝置151。
(第十七實(shí)施例)對(duì)照?qǐng)D52描述按照本發(fā)明第十七實(shí)施例制成小尺寸并穩(wěn)定工作的光度頭裝置。
圖52是按照第十七實(shí)施例的光度頭裝置的組合圖。
如圖52中所示，用來(lái)在或從信息媒體23或25上記錄或復(fù)現(xiàn)信息段的光度頭裝置161包括用來(lái)發(fā)射沿第一方向線偏振的入射光L3的光源52，準(zhǔn)直透鏡53，在透明基片162的前表面上形成的用來(lái)反射沿第一方向線偏振的入射光L3并透射沿垂直于第一方向的第二方向線偏振的光的偏振分色片(Separation film)162，1/4-λ片69，全息圖透鏡26(或26M、32、33、42、135或142)、物鏡27、執(zhí)行裝置58、在透明基片162的后表面上形成的用來(lái)衍射和反射光L4R、L5R的反射型全息圖164，以及光電探測(cè)器57。
在以上結(jié)構(gòu)中，沿第一方向線偏振的入射光L3從光源52發(fā)射，并被準(zhǔn)直透鏡53對(duì)準(zhǔn)。此后，所有入射光L3被偏振分色片162反射，因?yàn)槿肷涔釲3沿第一方向線偏振。因而，入射光L3指向朝上方向。此后，入射光L3的線偏振在1/4-λ片69中變成圓偏振，并且一部分入射光L3經(jīng)全息圖透鏡26透射以形成透射光L4。再者，其余部分入射光L3被全息圖透鏡26衍射以形成衍射光L5。此后，光L4、L5被物鏡27會(huì)聚，并在第一信息媒體23(或第二信息媒體25)上形成透射光L4的聚光點(diǎn)S1(或衍射光L5的聚光點(diǎn)S2)。此后，反向圓偏振的透射光L4R(或衍射光L5R)以與第十六實(shí)施例中相同的方式再次穿過(guò)聚光鏡27，而且一部分透射光L4R沒(méi)有任何衍射地經(jīng)全息透鏡26透射或者一部分衍射光L5R再次被全息圖透鏡26衍射。此后，反向圓偏振的透射光L4R(或衍射光L5R)被1/4-λ片69變成沿垂直于第一方向的第二方向線偏振的光L4R(或L5R)。此后，所有光L4R(或L5R)被偏振分色片162折射并被全息圖164衍射和反射。此后，光L4R(或L5R)經(jīng)偏振分色片162透射并被準(zhǔn)直透鏡53會(huì)聚以便在光電探測(cè)器57上形成多個(gè)聚光點(diǎn)。因而，在光電探測(cè)器57中以與第六實(shí)施例中相同的方式得到代表記錄在信息媒體23(或25)上的一段信息的信息信號(hào)和像聚焦誤差信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)之類(lèi)的伺服信號(hào)。
因此，由于光度頭裝置161中使用具有兩個(gè)焦點(diǎn)的復(fù)合物鏡，可以在或從信息媒體上可靠地記錄或復(fù)現(xiàn)信息段，而無(wú)論信息媒體究竟是厚是薄。
再者，由于入射在偏振分色片162上的入射光L3是準(zhǔn)直的，對(duì)入射光L3的反射率在整個(gè)膜片162上是均勻的。因而，很容易在信息媒體23或25上形成光L4或L5的衍射受限光點(diǎn)。再者，由于入射在偏振分色片162上的L4R、L5R是準(zhǔn)直的，對(duì)光L4R、L5R的透射率在整個(gè)片162上是均勻的。因而，可以防止在伺服信號(hào)中出現(xiàn)的偏移。
再者，由于所有入射光L3在出射光路上經(jīng)全息圖164透射并由于所有光L4R、L5R在入射光路上被全息圖164衍射，可以提高入射光L3的利用率。因而，即使光源52中入射光L3的發(fā)射強(qiáng)度低，也可以可靠地得到具有高信噪比的信息信號(hào)和伺服信號(hào)。
再者，由于由片162、基片163和全息圖164組成的混合元件起分束器和增長(zhǎng)(rising)鏡作用，光度頭裝置161可以以小尺寸、輕重量和低成本來(lái)制造。
再者，由于光度頭裝置161的光學(xué)零件沿其光軸布置，即使在周?chē)鷾囟却蠓茸兓脱b置長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí)，也可以得到穩(wěn)定工作的光度頭裝置161。
再者，片162和1/4-λ片69功能的組合起隔離器作用以防止光L4R或L5R返回光源52。因而，在用半導(dǎo)體激光器作光源52的情況下，沒(méi)有任何光返回到半導(dǎo)體激光器的活性層。因此，可以防止由返回到半導(dǎo)體激光器的光誘發(fā)的噪聲。
再者，全息圖164最好是閃耀的。在這種情況下，由于防止在全息圖164中生成像負(fù)一級(jí)衍射光之類(lèi)的多余衍射光，全息圖164把光變成一級(jí)衍射光的衍射效率可設(shè)成幾乎100%。因而，可以有效地利用入射光L3以得到信號(hào)。
再者，由于入射在全息圖10A的光被衍射成一級(jí)衍射光，光L4R、L5R中出現(xiàn)的色象差可在全息圖16A中被補(bǔ)償。因而，可以穩(wěn)定的得到伺服信號(hào)。
在第十七實(shí)施例中，準(zhǔn)直透鏡53布置在光源52與片162之間。然而，準(zhǔn)直透鏡53在光度頭裝置161中不是必須的。
再者，描述了帶有片162和1/4-λ片69的光度頭裝置。然而，在入射光L3的強(qiáng)度足夠大的情況下，也可代替片162使用具有大約1/3反射率的反射片并省掉1/4-λ片69。在這種情況下，可以在或從信息媒體上可靠地記錄或復(fù)現(xiàn)信息段，而無(wú)論信息媒體究竟是厚是薄。再者，由于片162、基片163和全息圖164組成的混合元件起分束器和增長(zhǎng)鏡作用，光度頭裝置161可以以小尺寸、輕重量和低成本來(lái)制造。再者，由于光度頭裝置161的光學(xué)零件沿光軸布置，即使在周?chē)鷾囟却蠓茸兓把b置長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí)，也可以得到穩(wěn)定工作的光度頭裝置161。
在第六至第十七實(shí)施例中，可以在或從信息媒體上可靠地記錄或復(fù)現(xiàn)信息段，而無(wú)論信息媒體究竟是代表像具有大約1.2mm的厚度的CD之類(lèi)的常規(guī)光盤(pán)還是具有從0.4mm至0.8mm范圍的厚度的未來(lái)高密度光盤(pán)。然而，在或從信息媒體上記錄或復(fù)現(xiàn)信息時(shí)，需要預(yù)先檢查信息媒體的厚度。因而，在預(yù)先在信息媒體上記錄一段辨別信息以辨別信息媒體的厚度的情況下，對(duì)用戶(hù)是很方便的。由于在常規(guī)光盤(pán)上設(shè)有記錄辨別信息，最好在未來(lái)市場(chǎng)上出現(xiàn)的未來(lái)高密度光盤(pán)上記錄辨別信息。因而，按照第十八和第十九實(shí)施例描述帶有辨別信息的高密度光盤(pán)。
(第十八實(shí)施例)圖53是按照第十八實(shí)施例的高密度光盤(pán)的軸測(cè)圖，局部表示盤(pán)的剖面圖。
如圖53中所示，高密度光盤(pán)171分割成外區(qū)171a和內(nèi)區(qū)171b。外區(qū)171a占據(jù)光盤(pán)171的大部分，而外區(qū)171a的信息記錄基片171c具有厚度T1，內(nèi)區(qū)171b的信息記錄基片171c具有厚度T2。在外區(qū)171a的信息記錄基片171c上以窄間隔依次形成多個(gè)第一記錄凹坑172以便以高密度記錄信息段。再者，在內(nèi)區(qū)171b的信息記錄基片171c上以正常間隔依次形成多個(gè)第二記錄凹坑173以便以CD的普通密度記錄辨別信息段。辨別信息告知光盤(pán)171具有厚度T1。外區(qū)171a的厚度T1例如從0.4mm至0.8mm不等，而內(nèi)區(qū)171b的厚度T2例如約為1.2mm。
在以上結(jié)構(gòu)中，按照第一或第二實(shí)施例的衍射光L5(或按照第三實(shí)施例的透射光L4)最初會(huì)聚在信息媒體23、25的內(nèi)區(qū)上，同時(shí)進(jìn)行與具有厚度T2的第二信息媒體25對(duì)應(yīng)的聚焦控制。在信息媒體23或25是光盤(pán)171的情況下，探測(cè)出告知具有厚度T1的光盤(pán)被光L5(或L4)會(huì)聚的一段辨別信息。此后，透射光L4(或衍射光L6)自動(dòng)地會(huì)聚在光盤(pán)171的外區(qū)171a上，同時(shí)進(jìn)行與具有厚度T1的第一信息媒體23對(duì)應(yīng)的聚焦控制。
與此不同，在信息媒體23或25是具有厚度T2的厚型常規(guī)光盤(pán)的情況下，當(dāng)光L5(或L4)會(huì)聚在常規(guī)光盤(pán)的內(nèi)區(qū)171b上時(shí)探測(cè)不到辨別信息。在這種情況下，繼續(xù)進(jìn)行與第二信息媒體25對(duì)應(yīng)的聚焦控制，以便探測(cè)代表記錄在常規(guī)光盤(pán)上的一段信息的信息信號(hào)。
因此，在使用圖21、27、30、31、32、33、37、38、40A、43、44、50和52中所示的光度頭裝置之一的情況下，可以在或從信息媒體上自動(dòng)記錄或復(fù)現(xiàn)信息段，而無(wú)論信息媒體究竟是厚是薄。
再者，由于在內(nèi)區(qū)中僅記錄辨別信息，內(nèi)區(qū)可以很小。因而，光盤(pán)171的存儲(chǔ)容量并不因增加第二記錄凹坑173而降低。
(第十九實(shí)施例)圖54是按照第十九實(shí)施例的高密度光盤(pán)的軸測(cè)圖，局部表示盤(pán)的剖面圖。
如圖54中所示，高密度光盤(pán)174分割成外區(qū)174a和內(nèi)區(qū)174b。外區(qū)174a占據(jù)光盤(pán)174的大部分。光盤(pán)174具有均勻的厚度T1。在外區(qū)174a的信息記錄基片174c上形成第一記錄凹坑172以便以高密度記錄信息段。再者，在內(nèi)區(qū)174b的信息記錄基片174c上以寬間隔形成多個(gè)具有大尺寸的第二記錄凹坑175以便以比正常密度低的密度記錄辨別信息段。辨別信息告知整個(gè)光盤(pán)174具有厚度T1。例如光盤(pán)174的厚度T1從0.4mm至0.8mm不等。
在以上結(jié)構(gòu)中，按照第一或第二實(shí)施例的衍射光L5(或按照第三實(shí)施例的透射光L4)最初會(huì)聚在信息媒體23或25的內(nèi)區(qū)上，同時(shí)進(jìn)行與具有厚度T2的第二信息媒體25對(duì)應(yīng)的聚焦控制。在信息媒體23或25是光盤(pán)174的情況下，光L5(或L4)散焦會(huì)聚在每個(gè)第二記錄凹坑175上。然而，由于每個(gè)第二記錄凹坑175尺寸和很大，在第二記錄凹坑175之一中可靠地形成光L5(或L4)的聚光點(diǎn)。因而，探測(cè)到告知具有厚度T1的光盤(pán)174被光L5(或L4)會(huì)聚的一段辨別信息。此后，透射光L4(或衍射光L6)自動(dòng)地會(huì)聚在光盤(pán)174的外區(qū)174a上，同時(shí)進(jìn)行與具有厚度T1的第一信息媒體23對(duì)應(yīng)的聚焦控制。
與此不同，在信息媒體23或25是具有厚度T2的厚型常規(guī)光盤(pán)的情況下，當(dāng)光L5(或L4)會(huì)聚在常規(guī)光盤(pán)的內(nèi)區(qū)174b上時(shí)探測(cè)不到辨別信息。在這種情況下，繼續(xù)進(jìn)行與第二信息媒體25對(duì)應(yīng)的聚焦控制，以便探測(cè)代表記錄在常規(guī)光盤(pán)上的一段信息的信息信號(hào)。
因此，在使用圖21、27、30、31、32、33、37、38、40A、43、44、50和52中所示的光度頭裝置之一的情況下，可以在或從信息媒體上自動(dòng)記錄或復(fù)現(xiàn)信息段，而無(wú)論信息媒體究竟是厚是薄。
再者，由于在內(nèi)區(qū)中僅記錄辨別信息，內(nèi)區(qū)可以很小。因而，光盤(pán)174的存儲(chǔ)容量并不因增加第二記錄凹坑173而降低。
(第二十實(shí)施例)描述一種帶有光度頭裝置的光盤(pán)裝置，在光度頭裝置中自動(dòng)地控制究竟使用的是具有厚度T1的高密度光盤(pán)還是具有厚度T2的常規(guī)光盤(pán)。
圖55是按照第二十實(shí)施例的帶有圖21、27、30、31、32、33、37、38、40A、43、44、50和52中所示的光度頭裝置之一的光盤(pán)裝置的方塊圖。圖56是表示圖55中所示的光盤(pán)裝置的工作流程圖。
如圖55中所示，用來(lái)在或從高密度光盤(pán)171(或174)或常規(guī)光盤(pán)25上記錄或復(fù)現(xiàn)信息段的光盤(pán)裝置176包括光度頭裝置51(或61、65、67、70、71、81、91、101、111、121、151或161)，一個(gè)像進(jìn)給機(jī)構(gòu)之類(lèi)的用來(lái)把光度頭裝置51移到預(yù)定位置的移動(dòng)裝置177，以及一個(gè)像主軸電動(dòng)機(jī)之類(lèi)的用來(lái)旋轉(zhuǎn)高密度光盤(pán)171(或174)或常規(guī)光盤(pán)25的旋轉(zhuǎn)裝置178。
在以上結(jié)構(gòu)中，高密度光盤(pán)171或常規(guī)光盤(pán)25被置于光盤(pán)裝置176的預(yù)定位置，而且光盤(pán)171或25被旋轉(zhuǎn)裝置178旋轉(zhuǎn)。此后，在步驟211中光度頭裝置51被移到剛好在光盤(pán)171或25的最里邊記錄軌跡之下的位置，而且在步驟212中衍射光L5會(huì)聚在光盤(pán)171或25的最里邊記錄軌跡上，同時(shí)進(jìn)行與具有厚度T2的常規(guī)光盤(pán)25對(duì)應(yīng)的聚焦控制。此后，在步驟213中進(jìn)行跟蹤控制，并探測(cè)記錄在光盤(pán)171或25的最里邊記錄軌跡上的一段信息。此后，在步驟214中判斷信息是否與告知具有厚度T1的光盤(pán)171被置于光盤(pán)裝置176的一段辨別信息一致。
在高密度光盤(pán)171被置于光盤(pán)裝置176的情況下，探測(cè)到辨別信息。此后，在步驟215中透射光L4自動(dòng)地會(huì)聚在光盤(pán)171上，同時(shí)進(jìn)行與具有厚度T1的光盤(pán)171對(duì)應(yīng)的聚焦控制。因而，在或從光盤(pán)171上記錄或復(fù)現(xiàn)信息段。
與此不同，在常規(guī)光盤(pán)25被置于光盤(pán)裝置176的情況下，探測(cè)不到辨別信息。在這種情況下，在步驟216中繼續(xù)把衍射光L5會(huì)聚在會(huì)聚在常規(guī)光盤(pán)25上，同時(shí)進(jìn)行與常規(guī)光盤(pán)25對(duì)應(yīng)的聚焦控制和跟蹤控制。因而，在或從常規(guī)光盤(pán)25上記錄或復(fù)現(xiàn)信息段。
因此，可以高精度地迅速判斷置于光盤(pán)裝置176中的光盤(pán)的厚度。再者，可以在或從光盤(pán)上穩(wěn)定地記錄或復(fù)現(xiàn)信息段，而無(wú)論光盤(pán)究竟是高密度光盤(pán)171(或174)還是常規(guī)光盤(pán)25。
(第二十一實(shí)施例)描述一種帶有一個(gè)光度頭裝置的光盤(pán)裝置，在該光盤(pán)裝置中自動(dòng)地判斷究竟使用的是具有厚度T1的高密度光盤(pán)還是具有厚度T2的常規(guī)光盤(pán)。
圖57是按照第二十一實(shí)施例的帶有圖21、27、30、31、32、33、37、38、40A、43、44、50和52中所示的光度頭裝置之一的光盤(pán)裝置的方塊圖。圖58是表示圖57中所示的光盤(pán)裝置的工作流程圖。
如圖57中所示，用來(lái)在或從高密度光盤(pán)182或常規(guī)光盤(pán)25上記錄或復(fù)現(xiàn)信息段的光盤(pán)裝置176包括光度頭裝置51(或61、65、67、70、71、81、91、101、111、121、151或161)，移動(dòng)裝置177，以及一個(gè)像主軸電動(dòng)機(jī)之類(lèi)的用來(lái)旋轉(zhuǎn)高密度光盤(pán)182或常規(guī)光盤(pán)25的旋轉(zhuǎn)裝置182。高密度光盤(pán)182沒(méi)有辨別信息而具有厚度T1。
在以上結(jié)構(gòu)中，高密度光盤(pán)182或常規(guī)光盤(pán)25被置于光盤(pán)裝置181的預(yù)定位置，而且光盤(pán)182或25被旋轉(zhuǎn)裝置182旋轉(zhuǎn)。此后，在步驟221中光度頭裝置51被移到剛好在光盤(pán)182或25的最里邊記錄軌跡之下的位置，因?yàn)樵谧罾镞呌涗涇壽E上可靠地記錄一段信息，并且在步驟222中衍射光L5會(huì)聚在光盤(pán)182或25的最里邊記錄軌跡上，同時(shí)進(jìn)行與具有厚度T2的常規(guī)光盤(pán)25對(duì)應(yīng)的聚焦控制。此后，在步驟223中進(jìn)行跟蹤控制并探測(cè)記錄在光盤(pán)182或25的最里邊記錄軌跡上的一段信息。此后，在步驟224中判斷代表所探測(cè)信息的信息信號(hào)的強(qiáng)度是否大于閾值。就是說(shuō)，大于閾值的信息信號(hào)的強(qiáng)度代表衍射光L5聚焦會(huì)聚在光盤(pán)182或25上，而不大于閾值的信息信號(hào)的強(qiáng)度代表衍射光L5散焦會(huì)聚在光盤(pán)182或25上。
在高密度光盤(pán)182被置于光盤(pán)裝置181的情況下，探測(cè)到不大于閾值的信息信號(hào)強(qiáng)度。在這種情況下，在步驟225中透射光L4自動(dòng)地會(huì)聚在光盤(pán)182上，同時(shí)進(jìn)行與具有厚度T1的高密度光盤(pán)182對(duì)應(yīng)的聚焦控制。因而，在或從光盤(pán)182上記錄或復(fù)現(xiàn)信息段。
與此不同，在常規(guī)光盤(pán)25被置于光盤(pán)裝置181的情況下，探測(cè)到大于閾值的信息信號(hào)強(qiáng)度。在這種情況下，在步驟226中衍射光L5繼續(xù)會(huì)聚在常規(guī)光盤(pán)25上，同時(shí)進(jìn)行與常規(guī)光盤(pán)25對(duì)應(yīng)的聚焦控制和跟蹤控制。因而，在或從常規(guī)光盤(pán)25上記錄或復(fù)現(xiàn)信息段。
因此，即使不使用光盤(pán)171或174也可以判斷置于光盤(pán)裝置181中的光盤(pán)厚度。再者，可以在或從光盤(pán)上穩(wěn)定地記錄或復(fù)現(xiàn)信息段，而無(wú)論光盤(pán)究竟是高密度光盤(pán)182還是常規(guī)光盤(pán)25。
(第二十二實(shí)施例)按照第二十二實(shí)施例描述一種具有兩個(gè)焦點(diǎn)的雙焦點(diǎn)顯微鏡，在這種顯微鏡中同時(shí)觀察到在不同平面上形成的兩個(gè)象。
圖59是按照第二十二實(shí)施例的雙焦點(diǎn)顯微鏡的組合圖。
如圖59中所示，用來(lái)同時(shí)觀察置于第一樣件平面PL1上的第一樣件SP1的第一象和置于第二樣件平面PL2上的第二樣件SP2的第二象的雙焦點(diǎn)顯微鏡191包括一個(gè)具有用來(lái)折射一束從第一象發(fā)散的第一光L17和折射一束從第二象發(fā)散的第二光L18的。具有第一焦距F1的物鏡192，用來(lái)沒(méi)有任何衍射地透射一部分第一光L17并衍射一部分第二光L18以便使第二光L18穿過(guò)第一光L17所穿過(guò)的同一光路的全息圖透鏡26(或26M、32、33或42)，一個(gè)用來(lái)把一束由第一光和第二光L17、L18組成的疊加光L19會(huì)聚于內(nèi)焦點(diǎn)Pf1的內(nèi)透鏡193，一個(gè)用來(lái)通過(guò)會(huì)聚從內(nèi)焦點(diǎn)Pf1發(fā)散的疊光L19而同時(shí)形成第一和第二象的目鏡194，一個(gè)用來(lái)沿光軸移動(dòng)內(nèi)透鏡193和全息圖透鏡26的組合元件以便調(diào)整組合元件與目鏡194之間的距離的內(nèi)透鏡鏡筒195，以及用來(lái)沿光軸移動(dòng)物鏡192以便把第一樣件平面PL1與物鏡192之間的距離設(shè)定成物鏡192的焦距F1的外透鏡鏡筒196。
光軸穿過(guò)物鏡192、全息圖透鏡26、內(nèi)透鏡195和目鏡194的中心。沿著光軸第一樣件平面PL1的位置不同于第二樣件平面PL2的位置。
在以上結(jié)構(gòu)中，調(diào)整物鏡192的位置以便把第一樣件平面PL1與物鏡192之間的距離設(shè)定成物鏡192的第一焦距F1。在這種情況下，第二樣件平面PL2與物鏡192之間的距離被設(shè)定成第二焦距F2。再者，調(diào)整組合元件的位置以便清晰地看到第一和第二象。就是說(shuō)，一束從第一樣件平面PL1上的第一象發(fā)散的第一光L17在物鏡192中被對(duì)準(zhǔn)，而且一部分第一光L17經(jīng)全息圖透鏡26透射。再者，一束從第二樣件平面PL2上的第二象發(fā)散的第二光L18在物鏡192中被折射，而且一部分第二光L18在全息圖透鏡26中被衍射以便使第二光L18穿過(guò)第一光L17所穿過(guò)的同一光路。因而，由第一和第二光L17、L18形成一束疊加光L19。此后，疊加光L19被內(nèi)透鏡193會(huì)聚于內(nèi)焦點(diǎn)Pf1以便在象平面PL3上同時(shí)形成放大的第一象和第二象，并且從點(diǎn)Pf1發(fā)散的疊加光L19被目鏡194會(huì)聚以便在操作者的眼睛上同時(shí)形成放大的第一象和第二象。
因此，由于用全息圖透鏡26、26M、32、33或42來(lái)形成疊加光L19，通過(guò)把雙焦點(diǎn)顯微鏡191同時(shí)聚焦在第一和第二樣件SP1、SP2上可以同時(shí)觀察置于第一樣件平面PL1上的第一樣件SP1的第一象和置于第二樣件平面PL2上的第二樣件SP2的第二象。
再者，即使當(dāng)光L17、L18穿過(guò)全息圖透鏡時(shí)第一和第二光L17、L18的強(qiáng)度下降，疊加L19的強(qiáng)度對(duì)于觀察第一和第二象來(lái)說(shuō)也是足夠的，因?yàn)榀B加光L19的強(qiáng)度取決于第一和第二光的強(qiáng)度之和。
再者，由于全息圖透鏡26如圖6中所示是閃耀的，當(dāng)?shù)诙釲18在全息圖透鏡26中被衍射時(shí)可以減少像負(fù)一級(jí)衍射光之類(lèi)的多余衍射光的生成。因而，可以提高疊加光L19的強(qiáng)度，以致所觀察到的第一和第二象可以更明亮。
再者，如圖60中所示，在第一樣件SP1放在第一樣件臺(tái)197的底部而第二樣件SP2放在位于第一樣件臺(tái)197下方的第二樣臺(tái)198的底部的情況下，由于在第一樣件臺(tái)197中對(duì)第一光L17的光程不同于在第一和第二樣件臺(tái)197、198中對(duì)第二光L18的光程，在入射在物鏡192的第一和第二光L17、L18中生成像色象差之類(lèi)的象差。然而，通過(guò)在全息圖透鏡26中如第一實(shí)施例中所述對(duì)色象差的過(guò)剩修正，可以在全息圖透鏡26中消除象差。
再者，通過(guò)移動(dòng)內(nèi)外透鏡鏡筒195、196可以改變第一與第二焦距之差，因?yàn)楦淖兞巳D透鏡26與物鏡192之間的距離。因而，即使第二樣件臺(tái)198的厚度改變，仍能可靠地觀察第一和第二象。
在第二十二實(shí)施例中，在雙焦點(diǎn)顯微鏡191中使用目鏡194。然而，目鏡194不是必須的。再者，如圖61中所示，像電荷耦合器件(CCD)照相機(jī)之類(lèi)的照相機(jī)199可以代替目鏡194設(shè)在象平面PL3上。在這種情況下，可用CCD照相機(jī)199拍攝由放大的第一和第二象形成的疊加象，以致可以同時(shí)記錄第一和第二象。
(第二十三實(shí)施例)在在半導(dǎo)體晶片上形成微電路的情況下，在半導(dǎo)體晶片上涂敷光敏材料，并在曝光處理中通過(guò)帶有掩模圖形的光掩模用紫外光對(duì)涂敷在半導(dǎo)體晶片上的光敏材料曝光。因而，光掩模的掩模圖形轉(zhuǎn)移到光敏材料上。在這種情況下，需要在曝光處理之前進(jìn)行的對(duì)準(zhǔn)處理中以很高的精度把半導(dǎo)體晶片與光掩模對(duì)準(zhǔn)，因而，用具有深焦深的常規(guī)顯微鏡同時(shí)觀察畫(huà)在半導(dǎo)體晶體片上的參考象和畫(huà)在光掩膜上的掩模圖形。然而，由于具有深焦深的常規(guī)顯微鏡的放大率很低，不可能以5μm以?xún)?nèi)的精度把參考象與掩模圖形對(duì)準(zhǔn)。
為了在本發(fā)明中解決以上缺點(diǎn)，描述一種按照第二十三實(shí)施例用于對(duì)準(zhǔn)處理的對(duì)準(zhǔn)裝置，在該裝置中，在同時(shí)觀察畫(huà)在半導(dǎo)體晶片上的參考象和畫(huà)在光掩模上的掩模圖形的同時(shí)，以高精度把半導(dǎo)體晶體片與光掩模對(duì)準(zhǔn)。
圖62是按照第二十三實(shí)施例的對(duì)準(zhǔn)裝置的組合圖。
如圖62中所示，用來(lái)把畫(huà)在光掩模202下表面上的掩模圖形的第一參考象RF1與畫(huà)在像半導(dǎo)體基片203之類(lèi)的樣件的下表面上的第二參考象RF2對(duì)準(zhǔn)的對(duì)準(zhǔn)裝置201包括一個(gè)用來(lái)發(fā)散具有特定波長(zhǎng)的對(duì)準(zhǔn)光束以照亮第一和第二參考象RF1、RF2的光源204，用來(lái)接收一束從被對(duì)準(zhǔn)光照亮的第一參考象RF1發(fā)散的第一對(duì)準(zhǔn)光L20和接收一束從被對(duì)準(zhǔn)光照亮的第二參考象RF2發(fā)散的第二對(duì)準(zhǔn)光L21的物鏡192，用來(lái)沒(méi)有任何衍射地透射一部分第一對(duì)準(zhǔn)光L20并衍射一部分第二對(duì)準(zhǔn)光L21以便使第二對(duì)準(zhǔn)光L21穿過(guò)第一對(duì)準(zhǔn)光L20所穿過(guò)的同一光路的全息圖透鏡26(或26M、32、33或42)，用來(lái)把由第一對(duì)準(zhǔn)光L20和第二對(duì)準(zhǔn)光L21形成的疊加對(duì)準(zhǔn)光L22會(huì)聚在內(nèi)焦點(diǎn)Pf2的內(nèi)透鏡193，像電荷耦合器件(CCD)照相機(jī)之類(lèi)的設(shè)于內(nèi)焦點(diǎn)Pf2處的用來(lái)同時(shí)拍攝和記錄第一和第二參考象RF1、RF2的照相機(jī)205，內(nèi)透鏡鏡筒195，外透鏡鏡筒196，用來(lái)沿與光軸垂直的水平方向移動(dòng)光掩模202以便把第一參考象RF1與第二參考象RF2沿光軸對(duì)準(zhǔn)的移動(dòng)裝置206，以及用來(lái)根據(jù)記錄在照相機(jī)205中的第一和第二參考圖RF1、RF2來(lái)控制光掩模202的運(yùn)動(dòng)的控制裝置207。
對(duì)準(zhǔn)光的特定波長(zhǎng)根據(jù)半導(dǎo)體基片203對(duì)對(duì)準(zhǔn)光的透射率足夠高的條件確定。光軸穿過(guò)物鏡192、全息圖透鏡26和內(nèi)透鏡193的中心。
以與第二十二實(shí)施例中相同方式雙焦點(diǎn)顯微鏡208由物鏡192，全息圖透鏡26(或26M、32、33或42)，內(nèi)透鏡193，內(nèi)透鏡鏡筒195和外透鏡鏡筒196組成。
在以上結(jié)構(gòu)中，一束從第一參考象RF1發(fā)散的第一對(duì)準(zhǔn)光L20在物鏡192中對(duì)準(zhǔn)，而一部分第一對(duì)準(zhǔn)光L20經(jīng)全息圖透鏡26透射。再者，一束從第二參考象RF2發(fā)散的第二對(duì)準(zhǔn)光L21在物鏡192中折射，而一部分第二對(duì)準(zhǔn)光L21被全息圖透鏡26衍射以便使第二對(duì)準(zhǔn)光L21穿過(guò)第一對(duì)準(zhǔn)光L20所穿過(guò)的同一光路。因而，由第一和第二對(duì)準(zhǔn)光L20、L21形成一束疊加對(duì)準(zhǔn)光L22。此后，疊加對(duì)準(zhǔn)光L22會(huì)聚于內(nèi)焦點(diǎn)Pf2處以便同時(shí)形成放大的第一和第二參考象RF1、RF2。此后，放大的第一和第二參考象RF1、RF2被照相機(jī)205拍攝和記錄。此后，在控制裝置207中檢查第一和第二參考象RF1、RF2之間的相對(duì)位置，并在控制裝置207的控制之下由移動(dòng)裝置206沿水平方向移動(dòng)光掩模202，以便把第一參考象RF1與第二參考象RF2對(duì)準(zhǔn)。
因此，由于使用全息圖透鏡26、26M、32、33或42以形成具有兩個(gè)焦點(diǎn)的雙焦點(diǎn)顯微鏡208，即使雙焦點(diǎn)顯微鏡208的焦深很小也同時(shí)觀察第一參考象RF1和第二參考象RF2。再者，由于雙焦點(diǎn)顯微鏡208的焦深可以降低，可以提高雙焦點(diǎn)顯微鏡208的放大率。因而，能以很高精度把光掩模202的第一參考象RF1與半導(dǎo)體基片203的第二參考象RF2對(duì)準(zhǔn)。
用其最佳實(shí)施例圖示和描述了本發(fā)明的原則，對(duì)于本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的是本發(fā)明可在方案上和細(xì)節(jié)上加以修改而不脫離這些原則。我們申明所有修改都落入所附權(quán)利要求書(shū)的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有兩個(gè)焦點(diǎn)的復(fù)合物鏡，它包括用來(lái)沒(méi)有任何衍射地透射入射光的一部分以形成一束透射光，并衍射該入射光的其余部分以形成一束衍射光的全息圖裝置，該全息圖裝置對(duì)該衍射光起透鏡作用以便從全息圖裝置發(fā)散該衍射光或會(huì)聚該衍射光；以及用來(lái)會(huì)聚在全息圖裝置中形成的該透射光以便在一個(gè)第一焦點(diǎn)處形成一個(gè)第一聚光點(diǎn)，并會(huì)聚在全息圖裝置中形成的該衍射光以便在一個(gè)第二焦點(diǎn)處形成一個(gè)第二聚光點(diǎn)的透鏡裝置，該第二焦點(diǎn)不同于該第一焦點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的復(fù)合物鏡，其中一個(gè)光柵圖形以同心圓的形狀畫(huà)在該全息圖裝置中，全息圖裝置的所述光柵圖形形成浮雕以便同心地形成底部和頂部的交替排，光柵圖形中浮雕的高度H設(shè)成H＜λ/(n(λ)-1)，式中符號(hào)λ表示所述入射光的波長(zhǎng)而符號(hào)n(λ)表示由玻璃材料制成的所述全息圖裝置對(duì)具有波長(zhǎng)λ的所述入射光的折射率，以及穿過(guò)所述光柵圖形的諸底部的所述入射光與穿過(guò)所述光柵圖形的諸頂部的所述入射光之間的相位調(diào)制度之差小于2π弧度以便把所述全息圖裝置的衍射效率設(shè)成小于100%的值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的一種復(fù)合物鏡，其中全息圖裝置的光柵圖形分割成多個(gè)各由該諸底部的一個(gè)和該諸頂部的一個(gè)組成的圖形塊，以及該光柵圖形的每一塊形成階梯形狀以便使該光柵圖形閃耀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的一種復(fù)合物鏡，其中所述全息圖裝置是由液晶盒制成的相位調(diào)制型衍射器件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的一種復(fù)合物鏡，其中所述全息圖裝置是由其表面部分經(jīng)質(zhì)子交換的雙折射材料制成的相位調(diào)制型衍射器件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的一種復(fù)合物鏡，其中所述全息圖裝置分割成一個(gè)圖形區(qū)和一個(gè)環(huán)繞圖形區(qū)的無(wú)圖形區(qū)，一個(gè)光柵圖形以同心圓形狀畫(huà)在該圖形區(qū)中，而且光柵圖形的直徑小于所述透鏡裝置的孔徑以便沒(méi)有任何衍射地經(jīng)全息圖裝置的所述無(wú)圖形區(qū)透射入射光。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的一種復(fù)合物鏡，其中全息圖裝置的光柵圖形形成浮雕以便在圖形區(qū)中同心地形成諸底部和諸頂部的交替排，全息圖裝置中無(wú)圖形區(qū)的厚度設(shè)成圖形區(qū)厚度的平均值，而且穿過(guò)全息圖裝置的無(wú)圖形區(qū)的入射光的相位與穿過(guò)全息圖裝置的圖形區(qū)的入射光相位的平均值一致。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的一種復(fù)合物鏡，其中全息圖裝置分割成一個(gè)圖形區(qū)和一個(gè)無(wú)圖形區(qū)，所述光柵圖形畫(huà)在全息圖裝置的圖形區(qū)中，光柵圖形的直徑小于透鏡裝置的孔徑以便沒(méi)有任何衍射地經(jīng)全息圖裝置的無(wú)圖形區(qū)透射入射光，全息圖裝置的光柵圖形分割成多個(gè)各由諸底部的一個(gè)和諸頂部的一個(gè)組成的圖形塊，每塊光柵圖形形成階梯形狀并由一段臺(tái)階組成，無(wú)圖形區(qū)的厚度設(shè)成臺(tái)階當(dāng)中既不是頂臺(tái)階也不是底臺(tái)階的一個(gè)臺(tái)階處圖形區(qū)的厚度，以及穿過(guò)全息圖裝置無(wú)圖形區(qū)的入射光的相位與穿過(guò)全息圖裝置圖形區(qū)的入射光相位的平均值一致。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的一種復(fù)合物鏡，其中全息圖裝置在第一區(qū)對(duì)入射光的第一衍射效率不同于全息圖裝置在第二區(qū)對(duì)入射光的第二衍射效率。
10.根據(jù)權(quán)利要求2的一種復(fù)合物鏡，其中光柵圖形中浮雕的高度H沿著其中畫(huà)著光柵圖形的圖形區(qū)的朝外方向逐漸降低，以及全息圖裝置對(duì)入射光的衍射效率沿著圖形區(qū)的朝外方向逐漸降低。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的一種復(fù)合物鏡，其中由透鏡裝置會(huì)聚的透射光從前表面向后表面穿過(guò)具有第一厚度的第一信息媒體以便在第一信息媒體的后表面上形成第一聚光點(diǎn)，而且由透鏡裝置會(huì)聚的衍射光從前表面向后表面穿過(guò)具有第二厚度的第二信息媒體以便在第二信息媒體的后表面上形成第二聚光點(diǎn)，第二厚度不同于第一厚度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的一種復(fù)合物鏡，其中全息圖裝置對(duì)衍射光起凹透鏡作用，以便從全息圖裝置散射衍射光，以及第一信息媒體的第一厚度小于第二信息媒體的第二厚度。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的一種復(fù)合物鏡，其中一個(gè)光柵圖形以同心圓的形狀畫(huà)在全息圖裝置的圖形區(qū)中，全息圖裝置的光柵圖形形成浮雕以便同心地形成底部和頂部的交替排，經(jīng)光柵圖形的底部透射的入射光與經(jīng)光柵圖形的頂部透射的入射光之間的相位調(diào)制度之差小于2π弧度以便把全息圖裝置對(duì)入射光的衍射效率設(shè)成小于100%的值，以及衍射效率沿著圖形區(qū)的朝外方向逐漸降低。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的一種復(fù)合物鏡，其中第一厚度與第二厚度之差為50μm至1.0mm不等。
15.根據(jù)權(quán)利要求2的一種復(fù)合物鏡，其中全息圖裝置的光柵圖形分割成多個(gè)各由一個(gè)底部和一個(gè)頂部組成的圖形塊，每塊光柵圖形形成階梯形狀并由一段臺(tái)階組成，臺(tái)階的傾角沿著其中畫(huà)著光柵圖形的圖形區(qū)的朝外方向逐漸減小，以便使光柵圖形中浮雕的高度H沿著圖形區(qū)的朝外方向逐漸降低，以及全息圖裝置對(duì)入射光的衍射效率沿著圖形區(qū)的朝外方向逐漸降低。
16.根據(jù)要求2的一種復(fù)合物鏡，其中全息圖裝置的光柵圖形分割成多個(gè)各由一個(gè)底部和一個(gè)頂部組成的圖形塊，在其中畫(huà)著光柵圖形的圖形區(qū)的中心部分的每塊光柵圖形形成第一階梯形狀并由有四個(gè)臺(tái)階的第一段組成，第一段的傾角沿著圖形區(qū)的朝外方向逐漸減小，以便使中心部分中浮雕的高度H沿著圖形區(qū)的朝外方向逐漸降低，在圖形區(qū)的周緣部分的每塊光柵圖形形成第二階梯形狀并由有兩個(gè)臺(tái)階的第二段組成，第二段的傾角沿著圖形區(qū)的朝外方向逐漸減小，以便使周緣部分中浮雕的高度H沿著圖形區(qū)的朝外方向逐漸降低，以及全息圖裝置對(duì)入射光的衍射效率沿著圖形區(qū)的朝外方向逐漸降低。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的一種復(fù)合物鏡，其中全息圖裝置對(duì)衍射光起凸透鏡作用以便會(huì)聚被全息圖裝置衍射的衍射光，被透鏡裝置會(huì)聚的衍射光從前表面向其后表面穿過(guò)具有第一厚度的第一信息媒體以便在第一信息媒體的后表面上形成第二聚光點(diǎn)，被透鏡裝置會(huì)聚的透射光從前表面向其后表面穿過(guò)具有第二厚度的第二信息媒體以便在第二信息媒體的后表面上形成第一聚光點(diǎn)，以及第一厚度小于第二厚度。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的一種復(fù)合物鏡，其中一個(gè)光柵圖形以同心圓的形狀畫(huà)在全息圖裝置的圖形區(qū)中，全息圖裝置的光柵圖形形成浮雕以便同心地形成底部和頂部的交替排，穿過(guò)光柵圖形底部的入射光與穿過(guò)光柵圖形頂部的入射光之間的相位調(diào)制度之差小于2π弧度以便把全息圖裝置的衍射效率設(shè)成小于100%的值，以及全息圖裝置對(duì)入射光的衍射效率沿著圖形區(qū)的朝外方向逐漸降低。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的一種復(fù)合物鏡，其中第一厚度與第二厚度之差為50μm至0.5mm不等。
20.根據(jù)權(quán)利要求2的一種復(fù)合物鏡，其中光柵圖形中浮雕的高度H沿著其中畫(huà)著光柵圖形的圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸降低，以及全息圖裝置對(duì)入射光的衍射效率沿著圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸降低。
21.根據(jù)權(quán)利要求2的一種復(fù)合物鏡，其中全息圖裝置的光柵圖形分割成多個(gè)各由一個(gè)底部和一個(gè)頂部組成的圖形塊，每塊光柵圖形形成階梯形狀并由一段臺(tái)階組成，臺(tái)階的傾角沿著其中畫(huà)著光柵圖形的圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸減小，以便使光柵圖形中浮雕的高度H沿著圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸降低，以及全息圖裝置對(duì)入射光的衍射效率沿著圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸降低。
22.根據(jù)權(quán)利要求2的一種復(fù)合物鏡，其中全息圖裝置的光柵圖形分割成多個(gè)各由一個(gè)底部和一個(gè)頂部組成的圖形塊，在其中畫(huà)著光柵圖形的圖形區(qū)的周緣部分的每塊光柵圖形形成第一階梯形狀并由有四個(gè)臺(tái)階的第一段組成，第一段的傾角沿著圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸減小，以便使周緣部分中浮雕的高度H沿著圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸降低，在圖形區(qū)的中心部分的每塊光柵圖形形成第二階梯形狀并由有兩個(gè)臺(tái)階的第二段組成，第二段的傾角沿著圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸減小，以便使中心部分中浮雕的高度H沿著圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸降低，以及全息圖裝置對(duì)入射光的衍射效率沿著圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸降低。
23.根據(jù)權(quán)利要求17的一種復(fù)合物鏡，其中一個(gè)光柵圖形以同心圓的形狀畫(huà)在全息圖裝置的圖形區(qū)中，全息圖裝置的光柵圖形形成浮雕以便同心地形成底部和頂部的交替排，穿過(guò)光柵圖形底部的入射光與穿過(guò)光柵圖形頂部的入射光之間的相位調(diào)制度之差小于2π弧度以便把全息圖裝置的衍射效率設(shè)成小于100%的值，以及全息圖裝置對(duì)入射光的衍射效率沿著圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸降低。
24.根據(jù)權(quán)利要求1的一種復(fù)合物鏡，它還包括用來(lái)把全息圖裝置和透鏡裝置形成一體以便固定全息圖裝置與透鏡裝置之間的相對(duì)位置的封裝裝置。
25.根據(jù)權(quán)利要求1的一種復(fù)合物鏡，其中全息圖裝置在透鏡裝置的彎曲表面上形成以便整體地形成全息圖裝置和透鏡裝置。
26.根據(jù)權(quán)利要求1的一種復(fù)合物鏡，其中全息圖裝置在透鏡裝置的平坦表面上形成以便整體地形成全息裝置和透鏡裝置。
27.根據(jù)權(quán)利要求1的一種復(fù)合物鏡，其中把入射光變成衍射光的效率定義為全息圖裝置的衍射效率，該效率的范圍為30%至70%。
28.根據(jù)權(quán)利要求1的一種復(fù)合物鏡，其中全息圖裝置對(duì)衍射光起凹透鏡作用以便從全息圖裝置發(fā)散衍射光，以及把入射光變成衍射光的效率定義為全息圖裝置的衍射效率，該效率等于或小于30%。
29.根據(jù)權(quán)利要求1的一種復(fù)合物鏡，其中全息圖裝置對(duì)衍射光起凸透鏡作用以便會(huì)聚由全息圖裝置衍射的衍射光，以及把入射光變成衍射光的效率定義為全息圖裝置的衍射效率，該效率等于或大于70%。
30.根據(jù)權(quán)利要求1的一種復(fù)合物鏡，其中光柵圖形畫(huà)在全息圖裝置的平坦表面上，以及全息裝置的平坦表面的法線從透鏡裝置的光軸傾斜。
31.一種復(fù)合物鏡，它包括用來(lái)把一束第一入射光會(huì)聚在具有第一厚度T1的第一信息媒體的前表面上并把一束第二入射光會(huì)聚在具有第二厚度T2(T2＜T1)的第二信息媒體的前表面上的透鏡裝置，第一入射光從其后表面穿過(guò)第一信息媒體，而第二入射光從其后表面穿過(guò)第二信息媒體，以及用來(lái)有選擇地限制透鏡裝置對(duì)入射在透鏡裝置上的第二入射光的孔徑的孔徑限制裝置，透鏡裝置對(duì)入射在透鏡裝置上的第二入射光的數(shù)值孔徑小于透鏡裝置對(duì)入射在透鏡裝置上的第一入射光的數(shù)值孔徑。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的一種復(fù)合物鏡，其中數(shù)值孔徑限制裝置由沒(méi)有任何衍射地透射第一入射光并衍射第二入射光的全息圖透鏡構(gòu)成，全息圖透鏡對(duì)第二入射光起凹透鏡作用以便從全息圖透鏡發(fā)散第二入射光，一個(gè)光柵圖形以同心圓的形狀畫(huà)在全息圖透鏡中，全息圖透鏡的光柵圖形形成浮雕以便同心地形成底部和頂部的交替排，光柵圖形中浮雕的高度H設(shè)成H＜λ/(n(λ)-1)，式中符號(hào)λ表示入射光的波長(zhǎng)而符號(hào)n(λ)表示由玻璃材料制成的全息圖透鏡對(duì)具有波長(zhǎng)λ的入射光的折射率，以及穿過(guò)光柵圖形的底部的入射光與穿過(guò)光柵圖形的頂部的入射光之間的相位調(diào)制度之差小于2π弧度以便把全息圖透鏡的衍射效率設(shè)成小于100%的值。
33.一種復(fù)合物鏡，它包括用來(lái)把一束第一入射光會(huì)聚在具有第一厚度的第一信息媒體的前表面上并把一束第二入射光會(huì)聚在具有第二厚度的第二信息媒體的前表面上的透鏡裝置，第一透射光從后表面穿過(guò)第一信息媒體，而第二入射光從后表面穿過(guò)第二信息媒體，以及用來(lái)改變一部分入射光的球面波的曲率以形成入射在透鏡裝置上的第一入射光并且不改變其余部分入射光的球面波的曲率以形成入射在透鏡裝置上的第二入射光的曲率改變裝置。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的一種復(fù)合物鏡，其中曲率改變裝置由沒(méi)有任何衍射地透射其余部分入射光以形成第二入射光并衍射部分入射光以形成第一入射光的全息圖透鏡構(gòu)成，一個(gè)光柵圖形以同心圓的形狀畫(huà)在全息圖透鏡中，全息圖透鏡的光柵圖形形成浮雕以便同心地形成底部和頂部的交替排，光柵圖形中浮雕的高度H設(shè)成H＜λ/(n(λ)-1)，式中符號(hào)λ表示入射光的波長(zhǎng)而符號(hào)n(λ)表示由玻璃材料制成的全息圖透鏡對(duì)具有波長(zhǎng)λ的入射光的折射率，以及穿過(guò)光柵圖形的底部的入射光與穿過(guò)光柵圖形的頂部的入射光之間的相位調(diào)制度之差小于2π弧度以便把全息圖透鏡的衍射效率設(shè)成小于100%的值。
35.一種成象光學(xué)系統(tǒng)，它包括一個(gè)用來(lái)發(fā)射一束入射光的光源，該入射光的遠(yuǎn)場(chǎng)圖分布成朝向光束的周緣部分降低入射光的強(qiáng)度;用來(lái)沒(méi)有任何衍射地透射一部分從光源發(fā)射的入射光以形成一束透射光并衍射其余部分入射光以形成一束衍射光的全息圖裝置，一個(gè)光柵圖形在全息圖裝置中形成浮雕以便同心地形成底部和頂部的交替排，其符合光柵圖形中浮雕的高度H設(shè)成H＜λ/(n(λ)-1)的條件，式中符號(hào)λ表示入射光的波長(zhǎng)而符號(hào)n(λ)表示由玻璃材料制成的全息圖裝置對(duì)具有波長(zhǎng)λ的入射光的折射率，經(jīng)光柵圖形的底部透射的入射光與經(jīng)光柵圖形的頂部透射的入射光之間的相位調(diào)制度之差小于2π弧度以便把全息圖裝置的衍射效率設(shè)成小于100%的值，光柵圖形中浮雕的高度H沿著其中畫(huà)著光柵圖形的圖形區(qū)的朝外方向逐漸降低，而且全息圖裝置對(duì)入射光的衍射效率沿著圖形區(qū)的朝外方向逐漸降低以便使透射光的強(qiáng)度按緩坡形狀分布;以及用來(lái)會(huì)聚在全息圖裝置中形成的透射光以便在第一焦點(diǎn)處形成第一聚光點(diǎn)并會(huì)聚在全息圖裝置中形成的衍射光以便在第二焦點(diǎn)處形成第二聚光點(diǎn)的透鏡裝置。
36.根據(jù)權(quán)利要求35的一種成象光學(xué)系統(tǒng)，其中全息圖裝置對(duì)衍射光起凹透鏡作用以便從全息圖裝置發(fā)散衍射光，由透鏡裝置會(huì)聚的透射光從前表面向后表面穿過(guò)具有第一厚度的第一信息媒體以便在第一信息媒體的后表面上形成第一聚光點(diǎn)，由透鏡裝置會(huì)聚的衍射光從前表面向后表面穿過(guò)具有第二厚度的第二信息媒體以便在第二信息媒體的后表面上形成第二聚光點(diǎn)，第二厚度不同于第一厚度，以及第一厚度小于第二厚度。
37.根據(jù)權(quán)利要求35的一種成象光學(xué)系統(tǒng)，其中全息圖裝置的光柵圖形分割成多個(gè)各由一個(gè)底部和一個(gè)頂部組成的圖形塊，每塊光柵圖形形成階梯形狀并由一段臺(tái)階組成，以及臺(tái)階的傾角沿著圖形區(qū)的朝外方向逐漸減小，以便使光柵圖形中浮雕高度H沿著圖形區(qū)的朝外方向逐漸降低。
38.根據(jù)權(quán)利要求35的一種成象光學(xué)系統(tǒng)，其中全息圖裝置對(duì)衍射光起凸透鏡作用以便會(huì)聚由全息圖裝置衍射的衍射光，由透鏡裝置會(huì)聚的衍射光從前表面向后表面穿過(guò)具有第一厚度的第一信息媒體以便在第一信息媒體的后表面上形成第二聚光點(diǎn)，由透鏡裝置會(huì)聚的透射光從前表面向后表面穿過(guò)具有第二厚度的第二信息媒體以便在第二信息媒體的后表面上形成第一聚光點(diǎn)，以及第一厚度小于第二厚度。
39.一種成象光學(xué)系統(tǒng)，它包括;一個(gè)用來(lái)發(fā)射一束入射光的光源，該入射光的遠(yuǎn)場(chǎng)圖分布成朝向光束的周緣部分降低入射光的強(qiáng)度，用來(lái)沒(méi)有任何衍射地透射一部分從光源發(fā)射的入射光以形成一束透射光并衍射其余部分入射光以形成一束衍射光的全息圖裝置，一個(gè)光柵圖形在全息圖裝置中形成浮雕以便同心地形成底部和頂部的交替排，其符合光柵圖形中浮雕的高度H設(shè)成H＜λ/(n(λ)-1)的條件，式中符號(hào)λ表示入射光的波長(zhǎng)而符號(hào)n(λ)表示由玻璃材料制成的全息圖裝置對(duì)具有波長(zhǎng)λ的入射光的折射率，穿過(guò)光柵圖形底部的入射光與穿過(guò)光柵圖形頂部的入射光之間的相位調(diào)制度之差小于2π弧度以便把全息圖裝置的衍射效率設(shè)成小于100%的值，光柵圖形中浮雕的高度H沿著其中畫(huà)著光柵圖形的圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸降低，而且全息圖裝置對(duì)入射光的衍射效率沿著圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸降低以便使透射光的強(qiáng)度按緩坡形狀分布;以及用來(lái)會(huì)聚在全息圖裝置中形成的透射光以便在第一焦點(diǎn)處形成第一聚光點(diǎn)并會(huì)聚在全息圖裝置中形成的衍射光以便在第二焦點(diǎn)處形成第二聚光點(diǎn)的透鏡裝置。
40.根據(jù)權(quán)利要求39的一種成象光學(xué)系統(tǒng)，其中全息圖裝置對(duì)衍射光起凹透鏡作用以便從全息圖裝置發(fā)散衍射光，由透鏡裝置會(huì)聚的透射光從前表面向后表面穿過(guò)具有第一厚度的第一信息媒體以便在第一信息媒體的后表面上形成第一聚光點(diǎn)，由透鏡裝置會(huì)聚的衍射光從前表面向后表面穿過(guò)具有第二厚度的第二信息媒體以便在第二信息媒體的后表面上形成第二聚光點(diǎn)，第二厚度不同于第一厚度，以及第一厚度小于第二厚度。
41.根據(jù)權(quán)利要求39的一種成象光學(xué)系統(tǒng)，其中全息圖裝置的光柵圖分割成多個(gè)各由一個(gè)底部和一個(gè)頂部組成的圖形塊，每塊光柵圖形形成階梯形狀并由一段臺(tái)階組成，以及臺(tái)階的傾角沿著圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸減小，以便使光柵圖形中浮雕的高度H沿著圖形區(qū)的朝向方向逐漸降低。
42.根據(jù)權(quán)利要求39的一種成象光學(xué)系統(tǒng)，其中全息圖裝置對(duì)衍射光起凸透鏡作用以便會(huì)聚由全息圖裝置衍射的衍射光，由透鏡裝置會(huì)聚的衍射光從前表面向后表面穿過(guò)具有第一厚度的第一信息媒體以便在第一信息媒體的后表面上形成第二聚光點(diǎn)，由透鏡裝置會(huì)聚的透射光從前表面向后表面穿過(guò)具有第二厚度的第二信息媒體以便在第二信息媒體的后表面上形成第一聚光點(diǎn)，以及第一厚度小于第二厚度。
43.一種用來(lái)在或從具有第一厚度的第一信息媒體或具有第二厚度的第二信息媒體上記錄或復(fù)現(xiàn)一段信息的光度頭裝置，它包括一個(gè)用來(lái)發(fā)射一束入射光的光源;用來(lái)在出射光路上沒(méi)有任何衍射地透射一部分從光源發(fā)射的入射光以形成一束透射光并且在出射光路上衍射其余部分從光源發(fā)射的入射光以形成一束衍射光的全息圖裝置，全息圖裝置對(duì)衍射光起透鏡作用以便從全息圖裝置發(fā)散衍射光或會(huì)聚衍射光;用來(lái)在出射光路上把在全息圖裝置中形成的透射光會(huì)聚在第一焦距處以便在第一信息媒體的前表面處形成第一聚光點(diǎn)或者在出射光路上把在全息裝置中形成的衍射光會(huì)聚在第二焦距處以便在第二信息媒體的前表面處形成第二聚光點(diǎn)的透鏡裝置，透射光從其后表面穿過(guò)第一信息媒體，透射光在第一信息媒體的前表面處被反射并在入射光路上再次穿過(guò)透鏡裝置和全息圖裝置，衍射光從其后表面穿過(guò)第二信息媒體，而且衍射光在第二信息媒體的前表面處被反射并在入射光路上再次穿過(guò)透鏡裝置和全息圖裝置;用來(lái)改變?cè)谌肷涔饴飞洗┻^(guò)透鏡裝置和全息圖裝置的透射光或衍射光的波陣面以形成一束或多束信息光的波陣面改變裝置，以及用來(lái)探測(cè)由波陣面改變裝置形成的信息光的強(qiáng)度并按照信息光的強(qiáng)度生成信息信號(hào)的探測(cè)裝置，信息信號(hào)代表記錄在第一信息媒體或第二信息媒體上的一段信息。
44.根據(jù)權(quán)利要求43的一種光度頭裝置，其中一個(gè)光柵圖形以同心圓的形狀畫(huà)在全息圖裝置中，全息圖裝置的光柵圖形形成浮雕以便同心地形成底部和頂部的交替排，光柵圖形中浮雕的高度H設(shè)成H＜λ/(n(λ)-1)，式中符號(hào)λ表示入射光的波長(zhǎng)而符號(hào)n(λ)表示由玻璃材料制成的全息圖透鏡對(duì)具有波長(zhǎng)λ的入射光的折射率，以及穿過(guò)光柵圖形的底部的入射光與穿過(guò)光柵圖形的頂部的入射光之間的相位調(diào)制度之差小于2π弧度以便把全息圖透鏡的衍射效率設(shè)成小于100%的值。
45.根據(jù)權(quán)利要求44的一種光度頭裝置，其中從光源發(fā)射的入射光的遠(yuǎn)場(chǎng)圖分布成朝向其光束的周緣部分降低入射光的強(qiáng)度，以及全息圖裝置對(duì)入射光的衍射效率沿著全息圖裝置的朝外方向逐漸降低以便使透射光的強(qiáng)度按緩坡形狀分布。
46.根據(jù)權(quán)利要求43的一種光度頭裝置，其中從光源發(fā)射的入射光的遠(yuǎn)場(chǎng)圖分布成朝向其光束的周緣部分降低入射光的強(qiáng)度，以及全息圖裝置對(duì)入射光的衍射效率沿著全息圖裝置的朝內(nèi)方向逐漸降低以便使衍射光的強(qiáng)度按緩坡形狀分布。
47.根據(jù)權(quán)利要求43的一種光度頭裝置，其中全息圖裝置對(duì)衍射光起凹透鏡作用以便從全息圖裝置發(fā)散衍射光，以及第一信息媒體的第一厚度小于第二信息媒體的第二厚度。
48.根據(jù)權(quán)利要求43的一種光度頭裝置，其中全息圖裝置對(duì)衍射光起凸透鏡作用以便會(huì)聚被全息圖裝置衍射的衍射光，以及第一信息媒體的第一厚度大于第二信息媒體的第二厚度。
49.根據(jù)權(quán)利要求44的一種光度頭裝置，其中全息圖裝置的光柵圖形分割成多個(gè)各由一個(gè)底部和一個(gè)頂部組成的圖形塊，以及每塊光柵圖形形成階梯形狀以便使光柵圖形閃耀。
50.根據(jù)權(quán)利要求43的一種光度頭裝置，其中全息圖裝置分割成圖形區(qū)和環(huán)繞圖形區(qū)的無(wú)圖形區(qū)，一個(gè)光柵圖形以同心圓形狀畫(huà)在全息圖裝置的圖形區(qū)中，而且光柵圖形的直徑小于透鏡裝置的孔徑以便沒(méi)有任何衍射地經(jīng)全息圖裝置的無(wú)圖形區(qū)透射入射光。
51.根據(jù)權(quán)利要求50的一種光度頭裝置，其中全息圖裝置的光柵圖形形成浮雕以便在圖形區(qū)中同心地形成底部和頂部的交替排，全息圖裝置中無(wú)圖形區(qū)的厚度設(shè)成圖形區(qū)厚度的平均值，以及穿過(guò)全息圖裝置無(wú)圖形區(qū)的入射光相位與穿過(guò)全息圖裝置圖形區(qū)的入射光相位的平均值一致。
52.根據(jù)權(quán)利要求44的一種光度頭裝置，其中光柵圖形中浮雕的高度H沿著其中畫(huà)著光柵圖形的圖形區(qū)的朝外方向逐漸降低，以及全息圖裝置對(duì)入射光的衍射效率沿著圖形區(qū)的朝外方向逐漸降低。
53.根據(jù)權(quán)利要求44的一種光度頭裝置，其中全息圖裝置的光柵圖形分割成多個(gè)各由一個(gè)底部和一個(gè)頂部組成的圖形塊，每塊光柵圖形形成階梯形狀并由一段臺(tái)階組成，臺(tái)階的傾角沿著畫(huà)有光柵圖形的圖形區(qū)的朝外方向逐漸減小，以便使光柵圖形中浮雕的高度H沿著圖形區(qū)的朝外方向逐漸降低，以及全息圖裝置對(duì)入射光的衍射效率沿著圖形區(qū)的朝外方向逐漸降低。
54.根據(jù)權(quán)利要求44的一種光度頭裝置，其中光柵圖形中浮雕的高度H沿著其中畫(huà)有光柵圖形的圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸降低，以及全息圖裝置對(duì)入射光的衍射效率沿著圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸降低。
55.根據(jù)權(quán)利要求44的一種光度頭裝置，其中全息圖裝置的光柵圖形分割成多個(gè)各由一個(gè)底部和一個(gè)頂部組成的圖形塊，每塊光柵圖形形成階梯形狀并由一段臺(tái)階組成，臺(tái)階的傾角沿著其中畫(huà)有光柵圖形的圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸減小，以便使光柵圖形中浮雕的高度H沿著圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸降低，以及全息圖裝置對(duì)入射光的衍射效率沿著圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸降低。
56.根據(jù)權(quán)利要求43的一種光度頭裝置，其中探測(cè)裝置包括一對(duì)用來(lái)探測(cè)在信息光中間選出的兩束第一信息光的強(qiáng)度以生成信息信號(hào)和聚焦誤差信號(hào)的聚信誤差探測(cè)器，及四個(gè)用來(lái)探測(cè)在信息光中間選出的四束第二信息光的強(qiáng)度以生成跟蹤誤差信號(hào)的跟蹤誤差探測(cè)器，按照聚焦誤差信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)調(diào)整透鏡裝置的位置以便把透射光或衍射光聚焦在第一信息媒體或第二信息媒體上。
57.根據(jù)權(quán)利要求43的一種光度頭裝置，其中在波陣面改變裝置中生成一束第一信息光以便在探測(cè)裝置的前面有第一焦點(diǎn)，在波陣面改變裝置中生成一束第二信息光以便在探測(cè)裝置的后表面有第二焦點(diǎn)，以及探測(cè)裝置包括一對(duì)用來(lái)探測(cè)第一信息光的強(qiáng)度和第二信息光的強(qiáng)度以生成聚焦誤差信號(hào)的聚焦誤差探測(cè)器，按照聚焦誤差信號(hào)調(diào)整透鏡裝置的位置以便把透射光或衍射光聚焦在第一信息媒體或第二信息媒體上，并且在聚焦誤差探測(cè)器中探測(cè)信息信號(hào)。
58.根據(jù)權(quán)利要求43的一種光度頭裝置，其中波陣面改變裝置是一個(gè)帶有多種光柵圖形的全息圖，以及穿過(guò)全息裝置的光柵圖形之一的透射光或衍射光變成信息光之一。
59.根據(jù)權(quán)利要求43的一種光度頭裝置，其中波陣面改變裝置是一個(gè)用來(lái)在信息光中生成象散象差的象散象差生成裝置，以及探測(cè)裝置包括一個(gè)帶有四個(gè)探測(cè)區(qū)的用來(lái)探測(cè)具有象散象差的信息光的強(qiáng)度以生成信息信號(hào)和像聚焦誤差信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)之類(lèi)的伺服信號(hào)的四分儀光電探測(cè)器，按照伺服信號(hào)調(diào)整透鏡裝置的位置以便把透射光或衍射光聚焦在第一信息媒體或第二信息媒體上。
60.根據(jù)權(quán)利要求59的一種光度頭裝置，其中象散象差生成裝置由其法線從光軸傾斜的平行平面片構(gòu)成。
61.根據(jù)權(quán)利要求59的一種光度頭裝置，其中象散象差生成裝置由柱面透鏡構(gòu)成。
62.根據(jù)權(quán)利要求43的一種光度頭裝置，其中一個(gè)光柵圖形畫(huà)在全息圖裝置的平坦表面上，以及全息圖裝置的平坦表面的法線從透鏡裝置的光軸傾斜。
63.根據(jù)權(quán)利要求43的一種光度頭裝置，它還包括一個(gè)用來(lái)完全透射從光源發(fā)射的并沿第一方向線偏振的入射光并且完全反射沿與第一方向垂直的第二方向線偏振的光的偏振分束器;以及一個(gè)用來(lái)通過(guò)使經(jīng)偏振分束器透射的入射光或一對(duì)透射光和衍射光在出射光路上穿過(guò)，并使透射光或衍射光在入射光路上穿過(guò)，而形成沿第二方向線偏振的透射光或衍射光的1/4-λ片，由1/4-λ片沿第二方向線偏振的透射光或衍射光在出射光路上被偏振分束器反射并入射在波陣面改變裝置上。
64.根據(jù)權(quán)利要求43的一種光度頭裝置，它還包括一個(gè)用來(lái)對(duì)從光源發(fā)射的入射光整形的楔形棱鏡，經(jīng)整形的入射光入射在全息圖裝置上。
65.根據(jù)權(quán)利要求43的一種光度頭裝置，其中第一信息媒體的第一厚度小于第二信息媒體的第二厚度，波陣面改變裝置包括一個(gè)用來(lái)透射在入射光路上沒(méi)有任何衍射地經(jīng)全息圖裝置透射的衍射光以形成一束具有象散象差的第一信息光并且反射在入射光路上沒(méi)有任何衍射地經(jīng)全息圖裝置透射的透射光的分束器，和一個(gè)用來(lái)改變被分束器反射的透射光的波陣面以形成多束第二信息光的波陣面改變單元，以及探測(cè)裝置包括一個(gè)帶有四個(gè)探測(cè)區(qū)的用來(lái)探測(cè)經(jīng)分束器透射的第一信息光的強(qiáng)度以生成第一信息信號(hào)和像第一聚焦誤差信號(hào)和第一跟蹤誤差信號(hào)之類(lèi)的伺服信號(hào)的四分儀光電探測(cè)器，一對(duì)用來(lái)探測(cè)在波陣面改變單元中形成的兩束第二信息光的強(qiáng)度以生成第二信息信號(hào)和第二聚焦誤差信號(hào)的聚焦誤差探測(cè)器，以及四個(gè)用來(lái)探測(cè)在波陣面改變單元中形成的四束第二信息光的強(qiáng)度以生成第二跟蹤誤差信號(hào)的跟蹤誤差探測(cè)器，按照伺服信息調(diào)整透鏡裝置與第二信息媒體之間的位置關(guān)系以便把衍射光聚焦在第二信息媒體上，按照第二聚焦誤差信號(hào)和第二跟蹤誤差信號(hào)調(diào)整透鏡裝置與第一信息媒體之間的位置關(guān)系以便把透射光聚焦在第一信息媒體上，第一信息信號(hào)代表記錄在第二信息媒體上的信息，而第二信息信號(hào)代表記錄在第一信息媒體上的信息。
66.根據(jù)權(quán)利要求43的一種光度頭裝置，其中第一信息媒體的第一厚度小于第二信息媒體的第二厚度，波陣面改變裝置包括一個(gè)帶有波陣面改變單元的用來(lái)透射在入射光路上沒(méi)有任何衍射地經(jīng)全息圖裝置透射的透射光以形成一束具有象散象差的第一信息光并衍射和反射在入射光路上沒(méi)有任何衍射地經(jīng)全息圖裝置透射并入射在波陣面改變單元上的衍射光以形成多束第二信息光的分束器，以及探測(cè)裝置包括一個(gè)帶有四個(gè)探測(cè)區(qū)的用來(lái)探測(cè)經(jīng)分束器透射的第一信息光的強(qiáng)度以生成第一信息信號(hào)和像第一聚焦誤差信號(hào)和第一跟蹤誤差信號(hào)之類(lèi)的伺服信號(hào)的四分儀光電探測(cè)器，一對(duì)用來(lái)探測(cè)在波陣面改變單元中形成的兩束第二信息光的強(qiáng)度以生成第二信息信號(hào)和第二聚焦誤差信號(hào)的聚焦誤差探測(cè)器，以及四個(gè)用來(lái)探測(cè)在波陣面改變單元中形成的四束第二信息光的強(qiáng)度以生成第二跟蹤誤差信號(hào)的跟蹤誤差探測(cè)器，按照伺服信號(hào)調(diào)整透鏡裝置與第一信息媒體之間的位置關(guān)系以便把衍射光聚焦在第一信息媒體上，按照第二聚焦誤差信號(hào)和第二跟蹤誤差信號(hào)調(diào)整透鏡裝置與第二信息媒體之間的位置關(guān)系以便把衍射光聚焦在第二信息媒體上，第一信息信號(hào)代表記錄在第一信息媒體上的信息，而第二信息信號(hào)代表記錄在第二信息媒體上的信息。
67.根據(jù)權(quán)利要求43的一種光度頭裝置，其中第一信息媒體的第一厚度小于第二信息媒體的第二厚度，在出射光路上被透鏡裝置會(huì)聚的透射光還散焦會(huì)聚在第二信息媒體的前表面處并被反射以便在入射光路上沒(méi)有任何衍射地再次穿過(guò)透鏡裝置和全息圖裝置，波陣面改變裝置包括一個(gè)帶有波陣面改變單元的用來(lái)透射在入射光路上沒(méi)有任何衍射地經(jīng)全息圖裝置透射的衍射光以形成一束具有象散象差的第一信息光并且衍射散焦會(huì)聚在第二信息媒體上并入射在波陣面改變單元上的透射光以形成多束第二信息光的分束器，以及探測(cè)裝置包括一個(gè)帶有四個(gè)探測(cè)區(qū)的用來(lái)散焦探測(cè)經(jīng)分束器透射的第一信息光的強(qiáng)度以生成代表記錄在第二信息媒體上的信息的第一信息信號(hào)并聚焦探測(cè)在波陣面改變單元中衍射的第二信息光的強(qiáng)度以生成聚焦誤差信號(hào)的四分儀光電探測(cè)器，按照聚焦誤差信號(hào)調(diào)整透鏡裝置與第二信息媒體之間的關(guān)系以便把衍射光聚焦在第二信息媒體上。
68.根據(jù)權(quán)利要求43的一種光度頭裝置，其中第一信息媒體的第一厚度大于第二信息媒體的第二厚度，波陣面改變裝置包括一個(gè)用來(lái)透射在入射光路上再次被全息圖裝置衍射的衍射光以形成一束具有象散象差的第一信息光并反射在入射光路上被全息圖裝置衍射的透射光的分束器，及一個(gè)用來(lái)改變被分束器反射的透射光的波陣面以形成多束第二信息光的波陣面改變單元，以及探測(cè)裝置包括一個(gè)帶有四個(gè)探測(cè)區(qū)的用來(lái)探測(cè)經(jīng)分束器透射的第一信息光的強(qiáng)度以生成第一信息信號(hào)和像第一聚焦誤差信號(hào)和第一跟蹤誤差信號(hào)之類(lèi)的伺服信號(hào)的四分儀光電探測(cè)器，一對(duì)用來(lái)探測(cè)在波陣面改變單元中形成的兩束第二信息光的強(qiáng)度以生成第二信息信號(hào)和第二聚焦誤差信號(hào)的聚焦誤差探測(cè)器，以及四個(gè)用來(lái)探測(cè)在波陣面改變單元中形成的四束第二信息光的強(qiáng)度以生成第二跟蹤誤差信號(hào)的跟蹤誤差探測(cè)器，按照伺服信號(hào)調(diào)整透鏡裝置與第二信息媒體之間的位置關(guān)系以便把衍射光聚焦在第二信息媒體上，按照第二聚焦誤差信號(hào)和第二跟蹤誤差信號(hào)調(diào)整透鏡裝置與第一信息媒體之間的位置關(guān)系以便把透射光聚焦在第一信息媒體上，第一信息信號(hào)代表記錄在第二信息媒體上的信息，而第二信息信號(hào)代表記錄在第一信息媒體上的信息。
69.根據(jù)權(quán)利要求43的一種光度頭裝置，其中第一信息媒體的第一厚度大于第二信息媒體的第二厚度，波陣面改變裝置包括一個(gè)帶有波陣面改變單元的用來(lái)透射在入射光路上被全息圖裝置衍射的透射光以形成一束具有象散象差的第一信息光并衍射和反射在入射光路上再次被全息圖裝置衍射并入射在波陣面改變單元上的衍射光以形成多束第二信息光的分束器，以及，探測(cè)裝置包括一個(gè)帶有四個(gè)探測(cè)區(qū)的用來(lái)探測(cè)經(jīng)分束器透射的第一信息光的強(qiáng)度以生成第一信息信號(hào)和像第一聚焦誤差信號(hào)和第一跟蹤誤差信號(hào)之類(lèi)的伺服信號(hào)的四分儀光電探測(cè)器，一對(duì)用來(lái)探測(cè)在波陣面改變單元中形成的兩束第二信息光的強(qiáng)度以生成第二信息信號(hào)和第二聚焦誤差信號(hào)的聚焦誤差探測(cè)器，以及四個(gè)用來(lái)探測(cè)在波陣面改變單元中形成的四束第二信息光的強(qiáng)度以生成第二跟蹤誤差信號(hào)的跟蹤誤差探測(cè)器，按照伺服信號(hào)調(diào)整透鏡裝置與第一信息媒體之間的位置關(guān)系以便把透射光聚焦在第一信息媒體上，按照第二聚焦誤差信號(hào)和第二跟蹤誤差信號(hào)調(diào)整透鏡裝置與第二信息媒體之間的位置關(guān)系以便把衍射光聚焦在第二信息媒體上，第一信息信號(hào)代表記錄在第一信息媒體上的信息，而第二信息信號(hào)代表記錄在第二信息媒體上的信息。
70.根據(jù)權(quán)利要求43的一種光度頭裝置，其中全息圖裝置分割成中心區(qū)和環(huán)繞中心區(qū)的周緣區(qū)，第一光柵圖形以同心圓形狀畫(huà)在全息圖裝置的中心區(qū)中，第二光柵圖形以非同心形狀畫(huà)在全息圖裝置的周緣區(qū)中，透射光在出射和入射光路上沒(méi)有任何衍射地經(jīng)全息圖裝置的中心區(qū)透射，從光源發(fā)射的一部分入射光在出射光路上經(jīng)全息圖裝置的周緣區(qū)透射以形成一束噪聲消除光，該噪聲消除光被透鏡裝置會(huì)聚以便形成環(huán)繞第一聚光點(diǎn)的第三聚光點(diǎn)，形成第三聚光點(diǎn)的噪聲消除光在入射光路上穿過(guò)透鏡裝置并在全息圖裝置的周緣區(qū)中被衍射，探測(cè)裝置包括用來(lái)探測(cè)在入射光路上沒(méi)有任何衍射地經(jīng)全息圖裝置的中心區(qū)透射的透射光的強(qiáng)度以生成代表記錄在第一信息媒體上的一段信息的第一信息信號(hào)分量SC1的第一光電探測(cè)器，及用來(lái)探測(cè)在入射光路上在全息圖裝置的周緣區(qū)中衍射的噪聲消除光的強(qiáng)度以生成代表信息的第二信息信號(hào)分量SC2的第二光電探測(cè)器，把第一信息信息分量SC1與通過(guò)把第二信息信號(hào)分量SC2乘以加權(quán)因數(shù)R得到乘積后的第二信息信號(hào)分量R×SC2相加而得到噪聲消除的信息信號(hào)Snc。
71.根據(jù)要求70的一種光度頭裝置，其中全息圖裝置的周緣區(qū)分割成互相面對(duì)的第一側(cè)周緣區(qū)和第二側(cè)周緣區(qū)，中心區(qū)在第一和第二側(cè)周緣區(qū)之間，從光源發(fā)射的入射光的遠(yuǎn)場(chǎng)圖分布成入射光的強(qiáng)度向該光束的周緣部分降低，從光源發(fā)射的入射光的光束橫截面為橢圓形狀，入射光沿垂直方向的光束發(fā)散角大于沿水平方向的發(fā)散角，沿垂直方向位于其光束另一側(cè)的入射光穿過(guò)全息圖裝置的第二側(cè)周緣區(qū)以形成其余部分噪聲消除光，以及定義為透射光和噪聲消除光的組合的光的光束橫截面為圓形。
72.根據(jù)要求70的一種光度頭裝置，其中全息圖裝置的周緣區(qū)分割成互相面對(duì)的第一側(cè)周緣區(qū)和第二側(cè)周緣區(qū)，中心區(qū)在第一和第二側(cè)周緣區(qū)之間，探測(cè)裝置的一個(gè)第二光電探測(cè)器包括用來(lái)探測(cè)在全息圖裝置的第一側(cè)周緣區(qū)中形成的噪聲消除光的強(qiáng)度以形成代表信息的第三信息信號(hào)分量SC3的第一噪聲消除探測(cè)器，及用來(lái)探測(cè)在全息圖裝置的第二側(cè)周緣區(qū)中形成的噪聲消除光的強(qiáng)度以形成代表信息的第四信息信號(hào)分量SC4的第二噪聲消除探測(cè)器，按照公式Snc＝SC1+R1×SC3+R2×SC4得到噪聲消除的信息信號(hào)Snc，式中R1是第一權(quán)重因數(shù)而R2是第二權(quán)重因數(shù)。
73.根據(jù)要求43的一種光度頭裝置，其中光源和探測(cè)裝置布置在一個(gè)基片上以固定光源與探測(cè)裝置之間的相對(duì)位置，以及光源緊挨著探測(cè)裝置布置。
74.根據(jù)要求43的一種光度頭裝置，其中從光源發(fā)射的入射光沿第一方向線偏振，波陣面改變裝置包括一個(gè)透明基片，一個(gè)在透明基片的前表面上形成的用來(lái)在出射光路上反射沿第一方向線偏振的入射光并在入射光并在入射光路上折射沿與第一方向垂直的第二方向線偏振的透射光或衍射光的偏振分色片(separation film)，一個(gè)在透明基片的后表面上形成的用來(lái)衍射由偏振分色片折射的透射光或衍射光以形成信息光束的全息圖，以及一個(gè)用來(lái)通過(guò)穿過(guò)由偏振分色片反射的入射光并在入射光路上穿過(guò)透射光或衍射光而形成沿第二方向線偏振的透射光或衍射光的1/4-λ片。
75.一種用來(lái)在或從具有第一厚度T1的第一信息媒體或具有第二厚度T2(T1＜T1)的第二信息媒體上記錄或復(fù)現(xiàn)一段信息的光度頭裝置，它包括用來(lái)把一束第一入射光會(huì)聚在具有第一厚度T1的第一信息媒體的前表面上或把一束第二入射光會(huì)聚在具有第二厚度T2(T2＜T1)的第二信息媒體的前表面上的透鏡裝置，第一入射光從后表面穿過(guò)第一信息媒體，而第二入射光從后表面穿過(guò)第二信息媒體;用來(lái)有選擇地限制透鏡裝置對(duì)入射在透鏡裝置上的第二入射光的孔徑的孔徑限制裝置，透鏡裝置對(duì)入射在透鏡裝置上的第二入射光的第二數(shù)值孔徑小于透鏡裝置對(duì)入射在透鏡裝置上的第一入射光的第一數(shù)值孔徑，第一入射光在第一信息媒體的前表面處反射并在入射光路上再次穿過(guò)透鏡裝置和孔徑限制裝置，而第二入射光在第二信息媒體的前表面處反射并在入射光路上再次穿過(guò)透鏡裝置和孔徑限制裝置;一個(gè)用來(lái)向孔徑限制裝置發(fā)射第一入射光和第二入射光的光源;用來(lái)改變?cè)谌肷涔饴飞洗┻^(guò)透鏡裝置和孔徑限制裝置的第一或第二入射光的波陣面以形成一束或多束信息光的波陣面改變裝置;以及用來(lái)探測(cè)由波陣面改變裝置形成的信息光的強(qiáng)度并按照信息光的強(qiáng)度生成信息信號(hào)的探測(cè)裝置，信息信號(hào)代表記錄在第一信息媒體或第二信息媒體上的一段信息。
76.根據(jù)權(quán)利要求75的一種光度頭裝置，其中數(shù)值孔徑限制裝置由一個(gè)沒(méi)有任何衍射地透射第一入射光并衍射第二入射光的全息圖透鏡構(gòu)成，全息圖透鏡對(duì)第二入射光起凹透鏡作用以便從全息圖透鏡發(fā)散第二入射光，一個(gè)光柵圖形以同心圓形狀畫(huà)在全息圖透鏡中，全息圖透鏡的光柵圖形形成浮雕以便同心地形成底部和頂部的交替排，光柵圖形中浮雕的高度H設(shè)成H＜λ/(n(λ)-1)，式中符號(hào)λ表示入射光的波長(zhǎng)而符號(hào)n(λ)表示由玻璃材料制成的全息圖透鏡對(duì)具有波長(zhǎng)λ的入射光的折射率，以及穿過(guò)光柵圖形底部的入射光與穿過(guò)光柵圖形的頂部的入射光之間的相位調(diào)制度之差小于2π弧度以便把全息圖透鏡的衍射效率設(shè)成小于100%的值。
77.一種用來(lái)在或從具有第一厚度的第一信息媒體或具有第二厚度的第二信息媒體上記錄或復(fù)現(xiàn)一段信息的光度頭裝置，它包括用來(lái)把一束第一入射光會(huì)聚在第一信息媒體的前表面上并把一束第二入射光會(huì)聚在第二信息媒體的前表面上的透鏡裝置，第一入射光從后表面穿過(guò)第一信息媒體，而第二入射光從后表面穿過(guò)第二信息媒體;用來(lái)改變一部分入射光的球面波的曲率以形成入射在透鏡裝置上的第一入射光并且不改變其余部分入射光的球面波的曲率以形成入射在透鏡裝置上的第二入射光的曲率改變裝置，第一入射光在第一信息媒體的前表面處反射并在入射光路上再次穿過(guò)透鏡裝置和曲率改變裝置，而第二入射光在第二信息媒體的前表面處反射并在入射光路上再次穿過(guò)透鏡裝置和曲率改變裝置;一個(gè)用來(lái)向曲率改變裝置發(fā)射入射光的光源;用來(lái)改變?cè)谌肷涔饴飞洗┻^(guò)透鏡裝置和曲率改變裝置的第一或第二入射光的波陣面以形成一束或多束信息光的波陣面改變裝置;以及用來(lái)探測(cè)由波陣面改變裝置形成的信息光的強(qiáng)度并按照信息光的強(qiáng)度生成信息信號(hào)的探測(cè)裝置，信息信號(hào)代表記錄在第一信息媒體或第二信息媒體上的一段信息。
78.根據(jù)權(quán)利要求77的一種光度頭裝置，其中曲率改變裝置由沒(méi)有任何衍射地透射其余部分入射光以形成第二入射光并衍射部分入射光以形成第一入射光的全息圖透鏡組成，一個(gè)光柵圖形以同心圓形狀畫(huà)在全息圖透鏡中，全息圖透鏡的光柵圖形形成浮雕以便同心地形成底部和頂部的交替排，光柵圖形中浮雕的高度H設(shè)成H＜λ/(n(λ)-1)，式中符號(hào)λ表示入射光的波長(zhǎng)而符號(hào)n(λ)表示由玻璃材料制成的全息圖透鏡對(duì)具有波長(zhǎng)λ的入射光的折射率，以及穿過(guò)光柵圖形底部的入射光與穿過(guò)光柵圖形頂部的入射光之間的相位調(diào)制度之差小于2π弧度以便把全息圖透鏡的衍射效率設(shè)成小于100%的值。
79.一種光盤(pán)，它包括一個(gè)分割成第一區(qū)和第二區(qū)的信息記錄基片，第一區(qū)有第一厚度，而第二區(qū)有大于第一厚度的第二厚度;多個(gè)布置在信息記錄基片的第一區(qū)的用來(lái)以高記錄密度記錄信息段的第一記錄凹坑，第一記錄凹坑以窄間隔形成;以及多個(gè)布置在信息記錄基片的第二區(qū)的用來(lái)以CD的普通記錄密度記錄辨別信息段的第二記錄凹坑，辨別信息告知記錄信息記錄在具有第一厚度的信息記錄基片上，而記錄信息的記錄密度高于辨別信息的記錄密度。
80.根據(jù)權(quán)利要求79的一種光盤(pán)，其中第一區(qū)的第一厚度為0.4mm至0.8mm不等，而第二區(qū)的第二厚度為1.2mm。
81.一種光盤(pán)，它包括一個(gè)薄的信息記錄基片，信息記錄基片的厚度比CD的厚度薄;多個(gè)布置在信息記錄基片的第一區(qū)的用來(lái)以高記錄密度記錄記錄信息段的第一記錄凹坑，第一記錄凹坑以窄間隔形成;以及多個(gè)布置在信息記錄基片的第二區(qū)的用來(lái)以低記錄密度記錄辨別信息段的第二記錄凹坑，辨別信息告知記錄信息記錄在薄的信息記錄基片上，記錄信息的記錄密度高于辨別信息的記錄密度，每個(gè)第二記錄凹坑大于CD上的一個(gè)記錄凹坑，而且一束復(fù)現(xiàn)光的聚光點(diǎn)在第二記錄凹坑之一中形成以讀出辨別信息，該復(fù)現(xiàn)光聚焦會(huì)聚在具有CD的普通厚度的基片上所形成的普通記錄凹坑上。
82.根據(jù)權(quán)利要求81的一種光盤(pán)，其中信息記錄基片的薄厚度為0.4mm至0.8mm不等。
83.一種用來(lái)在或從一個(gè)光盤(pán)上記錄或復(fù)現(xiàn)記錄信息段的光盤(pán)裝置，其中記錄信息在或從具有第一厚度的第一基片上以高密度記錄或復(fù)現(xiàn)，而一段告知記錄信息在或從具有第一厚度的第一基片上記錄或復(fù)現(xiàn)的辨別信息以普通密度記錄在具有大于第一厚度的第二厚度的第二基片上，該光盤(pán)裝置包括用來(lái)使光盤(pán)以固定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)裝置;一個(gè)用來(lái)發(fā)射一束入射光的光源;用來(lái)在出射光路上沒(méi)有任何衍射地透射一部分從光源發(fā)射的入射光以形成一束透射光并在出射光路上衍射其余部分從光源發(fā)射的入射光以形成一束衍射光的全息圖裝置，全息圖裝置對(duì)衍射光起透鏡作用以便從全息圖裝置發(fā)散衍射光;用來(lái)把在全息圖裝置中形成的透射光會(huì)聚在由旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)的光盤(pán)的第一基片上以便在或從光盤(pán)上記錄或復(fù)現(xiàn)一段記錄信息，并且把在全息圖裝置中形成的衍射光會(huì)聚在由旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)的光盤(pán)的第二基片上以便從光盤(pán)上復(fù)現(xiàn)辨別信息的透鏡裝置，透射光被光盤(pán)的第一基片反射并在入射光路上再次穿過(guò)透鏡裝置和全息圖裝置，而衍射光被光盤(pán)的第二基片反射并在入射光路上再次穿過(guò)透鏡裝置和全息圖裝置;用來(lái)改變?cè)谌肷涔饴飞洗┻^(guò)透鏡裝置和全息圖裝置的透射光的波陣面以形成一束或多束記錄信息并改變?cè)谌肷涔饴飞洗┻^(guò)透鏡裝置和全息圖裝置的衍射光的波陣面以形成一束或多束辨別信息光的波陣面改變裝置;用來(lái)探測(cè)由波陣面改變裝置形成的記錄信息光的強(qiáng)度以便按照記錄信息光的強(qiáng)度生成記錄信息信號(hào)并探測(cè)由波陣面改變裝置形成的辨別信息光的強(qiáng)度以便按照辨別信息光的強(qiáng)度生成辨別信息信號(hào)的探測(cè)裝置，辨別信息信號(hào)代表記錄在光盤(pán)的第二基片上的辨別信息，而記錄信息信號(hào)代表記錄在光盤(pán)的第一基片上的記錄信息;以及移動(dòng)裝置，用來(lái)移動(dòng)包括光源、全息圖裝置、透鏡裝置和探測(cè)裝置在內(nèi)的光度頭裝置以便把在全息圖裝置中形成的衍射光會(huì)聚在光盤(pán)的第二基片上，并且在探測(cè)裝置中探測(cè)到辨別信息的情況下移動(dòng)其中在全息圖中形成的衍射光會(huì)聚在光盤(pán)的第二基片上的光度頭裝置以便把在全息圖裝置中形成的透射光會(huì)聚在光盤(pán)的第一基片上。
84.根據(jù)權(quán)利要求83的一種光盤(pán)裝置，其中一個(gè)光柵圖形以同心圓形狀畫(huà)在全息圖裝置中，全息圖裝置的光柵圖形形成浮雕以便同心地形成底部和頂部的交替排，光柵圖形中浮雕的高度H設(shè)成H＜λ/(n(λ)-1)，式中符號(hào)λ表示入射光的波長(zhǎng)而符號(hào)n(λ)表示由玻璃材料制成的全息圖透鏡對(duì)具有波長(zhǎng)λ的入射光的折射率，以及穿過(guò)光柵圖形的底部的入射光與穿過(guò)光柵圖形的頂部的入射光之間的相位調(diào)制度之差小于2π弧度以便把全息圖透鏡的衍射效率設(shè)成小于100%的值。
85.根據(jù)權(quán)利要求83的一種光盤(pán)裝置，其中探測(cè)裝置包括一對(duì)用來(lái)探測(cè)兩束在記錄信息光中選出的第一記錄信息光的強(qiáng)度以生成記錄信息信號(hào)和第一聚焦誤差信號(hào)、并探測(cè)兩束在辨別信息光中選出的第一辨別信息光的強(qiáng)度以生成辨別信息信號(hào)和第二聚焦誤差信號(hào)的聚焦誤差探測(cè)器，及四個(gè)用來(lái)探測(cè)四束在記錄信息光中選出的第二記錄信息光的強(qiáng)度以生成第一跟蹤誤差信號(hào)并探測(cè)四束在辨別信息光中選出的第二辨別信息光的強(qiáng)度以生成第二跟蹤誤差信號(hào)的跟蹤誤差探測(cè)器，按照第一聚焦誤差信號(hào)和第一跟蹤誤差信號(hào)調(diào)整透鏡裝置的位置以便把透鏡光聚焦在光盤(pán)的第一基片上，而按照第二聚焦誤差信號(hào)和第二跟蹤誤差信號(hào)調(diào)整透鏡裝置的位置以便把衍射光聚焦在光盤(pán)的第二基片上。
86.根據(jù)權(quán)利要求83的一種光盤(pán)裝置，其中波陣面改變裝置是一個(gè)用來(lái)在記錄信息光和辨別信息光中生成象散象差的象散象差生成單元，以及探測(cè)裝置包括一個(gè)帶有四個(gè)探測(cè)區(qū)的用來(lái)探測(cè)具有象散象差的記錄信息的強(qiáng)度以生成記錄信息信號(hào)和像第一聚焦誤差信號(hào)和第一跟蹤誤差信號(hào)之類(lèi)的第一伺服信號(hào)并且探測(cè)具有象散象差的辨別信息光的強(qiáng)度以生成辨別信息信號(hào)和像第二聚焦誤差信號(hào)和第二跟蹤誤差信號(hào)之類(lèi)的第二伺服信號(hào)的四分儀光電探測(cè)器，按照第一伺服信號(hào)調(diào)整透鏡裝置的位置以便把透射光聚焦在光盤(pán)的第一基片上，而按照第二伺服信號(hào)調(diào)整透鏡裝置的位置以便把衍射光聚焦在光盤(pán)的第二基片上。
87.一種用來(lái)在或從一個(gè)光盤(pán)上記錄或復(fù)現(xiàn)記錄信息段的光盤(pán)裝置，其中，記錄信息在或從具有薄于CD厚度的薄厚度的第一基片上以高密度記錄或復(fù)現(xiàn)，而一段告知記錄信息在或從具有薄厚度的第一基片上記錄或復(fù)現(xiàn)的辨別信息以低密度記錄在具有薄厚度的第二基片上，該光盤(pán)裝置包括用來(lái)使光盤(pán)以固定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)裝置;一個(gè)用來(lái)發(fā)射一束入射光的光源;用來(lái)在出射光路上沒(méi)有任何衍射地透射一部分從光源發(fā)射的入射光以形成一束透射光并在出射光路上衍射其余部分從光源發(fā)射的入射光以形成一束衍射光的全息圖裝置，全息圖裝置對(duì)衍射光起透鏡作用以便從全息圖裝置發(fā)散衍射光;用來(lái)把在全息圖裝置中形成的透射光聚焦會(huì)聚在由旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)的光盤(pán)的第一基片上以便在或從光盤(pán)上記錄或復(fù)現(xiàn)一段記錄信息、并把在全息圖裝置中形成的衍射光散焦會(huì)聚在由旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)的光盤(pán)的第二基片上以便從光盤(pán)上復(fù)現(xiàn)辨別信息的透鏡裝置，透射光被光盤(pán)的第一基片反射并在入射光路上再次穿過(guò)透鏡裝置和全息圖裝置，而衍射光被光盤(pán)的第二基片反射并在入射光路上再次穿過(guò)透鏡裝置和全息圖裝置;用來(lái)改變?cè)谌肷涔饴飞洗┻^(guò)透鏡裝置和全息圖裝置的透射光的波陣面以形成一束或多束記錄信息光并改變?cè)谌肷涔饴飞洗┻^(guò)透鏡裝置和全息圖裝置的衍射光的波陣面以形成一束或多束辨別信號(hào)光的波陣面改變裝置;用來(lái)探測(cè)由波陣面改變裝置形成的記錄信息光的強(qiáng)度以便按照記錄信息光的強(qiáng)度生成記錄信息信號(hào)并探測(cè)由波陣面改變裝置形成的辨別信息光的強(qiáng)度以便按照辨別信息光的強(qiáng)度生成辨別信息信號(hào)的探測(cè)裝置，辨別信息信號(hào)代表記錄在光盤(pán)的第二基片上的辨別信息，而記錄信息信號(hào)代表記錄在光盤(pán)的第一基片上的記錄信息;以及用來(lái)移動(dòng)包括光源、全息圖裝置、透鏡裝置和探測(cè)裝置在內(nèi)的光度頭裝置，以便把全息圖裝置中形成的衍射光散焦會(huì)聚在光盤(pán)的第二基片上，并在探測(cè)裝置中生成的辨別信息信號(hào)的強(qiáng)度大于一個(gè)閾值的情況下，移動(dòng)其中在全息圖裝置中形成的衍射光散焦會(huì)聚在光盤(pán)的第二基片上的光度頭裝置，以便把在全息圖裝置中形成的透射光聚焦會(huì)聚在光盤(pán)的第一基片上的移動(dòng)裝置。
88.根據(jù)權(quán)利要求87的一種光盤(pán)裝置，其中一個(gè)光柵圖形以同心圓形狀畫(huà)在全息圖裝置中，全息圖裝置的光柵圖形形成浮雕以便同心地形成底部和頂部的交替排，光柵圖形中浮雕的高度H設(shè)成H＜λ/(n(λ)-1)，式中符號(hào)λ表示入射光的波長(zhǎng)而符號(hào)n(λ)表示由玻璃材料制成的全息圖透鏡對(duì)具有波長(zhǎng)λ的入射光的折射率，以及穿過(guò)光柵圖形的底部的入射光與穿過(guò)光柵圖形的頂部的入射光之間的相位調(diào)制度之差小于2π弧度以便把全息圖透鏡的衍射效率設(shè)成小于100%的值。
89.根據(jù)權(quán)利要求87的一種光盤(pán)裝置，其中探測(cè)裝置包括一對(duì)用來(lái)探測(cè)兩束在記錄信息光中選出的第一記錄信息光的強(qiáng)度以生成記錄信息信號(hào)和第一聚焦誤差信號(hào)，并探測(cè)兩束在辨別信息光中選出的第一辨別信息光的強(qiáng)度以生成辨別信息信號(hào)和第二聚焦誤差信號(hào)的聚焦誤差探測(cè)器，及四個(gè)用來(lái)探測(cè)四束在記錄信息光中選出的第二記錄信息光的強(qiáng)度以生成第一跟蹤誤差信號(hào)并探測(cè)四束在辨別信息光中選出的第二辨別信息的強(qiáng)度以生成第二跟蹤誤差信號(hào)的跟蹤誤差探測(cè)器，按照第一聚焦誤差信號(hào)和第一跟蹤誤差信號(hào)調(diào)整透鏡裝置的位置以便把透射光聚焦在光盤(pán)的第一基片上，而按照第二聚焦誤差信號(hào)和第二跟蹤誤差信號(hào)調(diào)整透鏡裝置的位置以便把衍射光聚焦在光盤(pán)的第二基片上。
90.根據(jù)權(quán)利要求87的一種光盤(pán)裝置，其中波陣面改變裝置是一個(gè)用來(lái)在記錄信息光和辨別信息光中生成象散象差的象散象差生成單元，以及探測(cè)裝置包括一個(gè)帶有四個(gè)探測(cè)區(qū)的用來(lái)探測(cè)具有象散象差的記錄信息的強(qiáng)度以生成記錄信息信號(hào)和像第一聚焦誤差信號(hào)和第一跟蹤誤差信號(hào)之類(lèi)的第一伺服信號(hào)并且探測(cè)具有象散象差的辨別信息光的強(qiáng)度以生成辨別信息信號(hào)和像第二聚焦誤差信號(hào)和第二跟蹤誤差信號(hào)之類(lèi)的第二伺服信號(hào)的四分儀光電探測(cè)器，按照第一伺服信號(hào)調(diào)整透鏡裝置的位置以便把透射光聚焦在光盤(pán)的第一基片上，而按照第二伺服信號(hào)調(diào)整透鏡裝置的位置以便把衍射光聚焦在光盤(pán)的第二基片上。
91.一種用來(lái)同時(shí)觀察置于第一象平面上的第一象和置于第二象平面上的第二象的雙焦點(diǎn)顯微鏡，該顯微鏡包括一個(gè)用來(lái)折射一束從第一象發(fā)散的第一光和一束從第二象發(fā)散的第二光的物鏡，物鏡與第一象平面的第一象之間的第一距離不同于物鏡與第二象平面的第二象之間的第二距離;一個(gè)用來(lái)沒(méi)有任何衍射地透射被物鏡折射的第一光以形成一束透射光并衍射被物鏡折射的第二光以形成一束衍射光的全息圖透鏡，全息圖透鏡對(duì)第二光起透鏡作用以便使衍射光穿過(guò)透射光所穿過(guò)的同一光路，并由透射光和衍射光組成一束疊加光;一個(gè)用來(lái)把由全息圖透鏡形成的疊加光會(huì)聚于第三象平面的象點(diǎn)處以便在第三象平面上同時(shí)形成放大的第一象和第二象的內(nèi)透鏡;以及一個(gè)用來(lái)會(huì)聚被內(nèi)透鏡會(huì)聚并從象點(diǎn)發(fā)散的疊加光以便同時(shí)形成進(jìn)一步放大的第一象和第二象的目鏡。
92.根據(jù)權(quán)利要求91的一種雙焦點(diǎn)顯微鏡，其中一個(gè)光柵圖形以同心圓形狀畫(huà)在全息圖透鏡中，全息圖透鏡的光柵圖形形成浮雕以便同心地形成底部和頂部的交替排，光柵圖形中浮雕的高度H設(shè)成H＜λ/(n(λ)-1)，式中符號(hào)λ表示入射光的波長(zhǎng)而符號(hào)n(λ)表示由玻璃材料制成的全息圖透鏡對(duì)具有波長(zhǎng)λ的入射光的折射率，以及穿過(guò)光柵圖形的底部的入射光與穿過(guò)光柵圖形的頂部的入射光之間的相位調(diào)制度之差小于2π弧度以便把全息圖透鏡的衍射效率設(shè)成小于100%的值。
93.根據(jù)權(quán)利要求92的一種雙焦點(diǎn)顯微鏡，其中全息圖透鏡的光柵圖形分割成多個(gè)各由一個(gè)底部和一個(gè)頂部組成的圖形塊，以及每塊光柵圖形形成階梯形狀以便使光柵圖形閃耀。
94.根據(jù)權(quán)利要求91的一種雙焦點(diǎn)顯微鏡，其中全息圖透鏡分割成圖形區(qū)和環(huán)繞圖形區(qū)的無(wú)圖形區(qū)，一個(gè)光柵圖形以同心圓形狀畫(huà)在全息圖透鏡的圖形區(qū)中，以及光柵圖形直徑小于物鏡的孔徑以便沒(méi)有任何衍射地經(jīng)全息圖透鏡的無(wú)圖形區(qū)透射第一光。
95.根據(jù)權(quán)利要求94的一種雙焦點(diǎn)顯微鏡，其中全息圖透鏡的光柵圖形形成浮雕以便在圖形區(qū)中同心地形成底部和頂部的交替排，全息圖透鏡中無(wú)圖形區(qū)的厚度設(shè)成圖形區(qū)厚度的平均值，以及穿過(guò)全息圖透鏡的無(wú)圖形區(qū)的第一光的相位與穿過(guò)全息圖透鏡的圖形區(qū)的第一光的相位平均值一致。
96.根據(jù)權(quán)利要求92的一種雙焦點(diǎn)顯微鏡，其中光柵圖形中浮雕的高度H沿著其中畫(huà)有光柵圖形的圖形區(qū)的朝外方向逐漸降低，以及全息圖透鏡對(duì)第二光的衍射效率沿著圖形區(qū)的朝外方向逐漸降低。
97.根據(jù)權(quán)利要求92的一種雙焦點(diǎn)顯微鏡，其中全息圖透鏡的光柵圖形分割成多個(gè)各由一個(gè)底部和一個(gè)頂部組成的圖形塊，每塊光柵圖形形成階梯形狀并由一段臺(tái)階組成，臺(tái)階傾角沿著其中畫(huà)有光柵圖形的圖形區(qū)的朝外方向逐漸減小，以便使光柵圖形中浮雕的高度H沿著圖形區(qū)的朝外方向逐漸降低，以及全息圖透鏡對(duì)第二光的衍射效率沿著圖形區(qū)的朝外方向逐漸降低。
98.根據(jù)權(quán)利要求92的一種雙焦點(diǎn)顯微鏡，其中光柵圖形中浮雕的高度H沿著其中畫(huà)有光柵圖形的圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸降低，以及全息圖透鏡對(duì)第二光的衍射效率沿著圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸降低。
99.根據(jù)權(quán)利要求92的一種雙焦點(diǎn)顯微鏡，其中全息圖透鏡的光柵圖形分割成多個(gè)各由一個(gè)底部和一個(gè)頂部組成的圖形塊，每塊光柵圖形形成階梯形狀并由一段臺(tái)階組成，臺(tái)階傾角沿著其中畫(huà)有光柵圖形的圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸減小，以便使光柵圖形中浮雕的高度H沿著圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸降低，以及全息圖透鏡對(duì)第二光的衍射效率沿著圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸降低。
100.一種用來(lái)同時(shí)觀察置于第一象平面上的第一象和置于第二象平面上的第二象的雙焦點(diǎn)顯微鏡，該顯微鏡包括一個(gè)用來(lái)折射一束從第一象發(fā)散的第一光和一束從第二象發(fā)散的第二光的物鏡，物鏡與第一象平面的第一象之間的第一距離不同于物鏡與第二象平面的第二象之間的第二距離;一個(gè)用來(lái)沒(méi)有任何衍射地透射被物鏡折射的第一光以形成一束透射光并衍射被物鏡折射的第二光以形成一束衍射光的全息圖透鏡，全息圖透鏡對(duì)第二光起透鏡使用以便使衍射光穿過(guò)透射光所穿過(guò)的同一光路，并由透射光和衍射光形成一束疊加光;一個(gè)用來(lái)把由全息圖透鏡形成的疊加光會(huì)聚在第三象平面的象點(diǎn)處以便在第三象平面上同時(shí)形成放大的第一象和第二象的內(nèi)透鏡;以及用來(lái)拍攝通過(guò)在內(nèi)透鏡中會(huì)聚疊加光而在第三象平面上由放大的第一和第二象組成的疊加象的照相裝置。
101.根據(jù)權(quán)利要求100的一種雙焦點(diǎn)顯微鏡，其中一個(gè)光柵圖形以同心圓形狀畫(huà)在全息圖透鏡中，全息圖透鏡的光柵圖形形成浮雕以便同心地形成底部和頂部的交替排，光柵圖形中浮雕的高度H設(shè)成H＜λ/(n(λ)-1)，式中符號(hào)λ表示入射光的波長(zhǎng)而符號(hào)n(λ)表示由玻璃材料制成的全息圖透鏡對(duì)具有波長(zhǎng)λ的入射光的折射率，以及穿過(guò)光柵圖形的底部的入射光與穿過(guò)光柵圖形的頂部的入射光之間的相位調(diào)制度之差小于2π弧度以便把全息圖透鏡的衍射效率設(shè)成小于100%的值。
102.根據(jù)權(quán)利要求101的一種雙焦點(diǎn)顯微鏡，其中全息透鏡的光柵圖形分割成多個(gè)各由一個(gè)底部和一個(gè)頂部組成的圖形塊，以及每塊光柵圖形形成階梯形狀以便使光柵圖形閃耀。
103.根據(jù)權(quán)利要求100的一種雙焦點(diǎn)顯微鏡，其中全息圖透鏡分割成圖形區(qū)和環(huán)繞圖形區(qū)的無(wú)圖形區(qū)，一個(gè)光柵圖形以同心圓形狀畫(huà)在全息圖透鏡的圖形區(qū)中，以及光柵圖形的直徑小于物鏡的孔徑以便沒(méi)有任何衍射地經(jīng)全息圖透鏡的無(wú)圖形區(qū)透射第一光。
104.根據(jù)權(quán)利要求103的一種雙焦點(diǎn)顯微鏡，其中全息圖透鏡的光柵圖形形成浮雕以便在圖形區(qū)中同心地形成底部和頂部的交替排，全息圖透鏡中無(wú)圖形區(qū)的厚度設(shè)成圖形區(qū)厚度的平均值，以及穿過(guò)全息圖透鏡的無(wú)圖形區(qū)的第一光的相位與穿過(guò)全息圖透鏡的圖形區(qū)的第一光相位的平均值一致。
105.根據(jù)權(quán)利要求101的一種雙焦點(diǎn)顯微鏡，其中光柵圖形中浮雕的高度H沿著其中畫(huà)有光柵圖形的圖形區(qū)的朝外方向逐漸降低，以及全息圖透鏡對(duì)第二光的衍射效率沿著圖形區(qū)的朝外方向逐漸降低。
106.根據(jù)權(quán)利要求101的一種雙焦點(diǎn)顯微鏡，其中全息圖透鏡的光柵圖形分割成多個(gè)各由一個(gè)底部和一個(gè)頂部組成的圖形塊，每塊光柵圖形形成階梯形狀并由一段臺(tái)階組成，臺(tái)階傾角沿著其中畫(huà)有光柵圖形的圖形區(qū)的朝外方向逐漸減小，以便使光柵圖形中浮雕的高度H沿著圖形區(qū)的朝外方向逐漸降低，以及全息圖透鏡對(duì)第二光的衍射效率沿著圖形區(qū)的朝外方向逐漸降低。
107.根據(jù)權(quán)利要求101的一種雙焦點(diǎn)顯微鏡，其中光柵圖形中浮雕的高度H沿著其中畫(huà)有光柵圖形的圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸降低，以及全息圖透鏡對(duì)第二光的衍射效率沿著圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸降低。
108.根據(jù)權(quán)利要求101的一種雙焦點(diǎn)顯微鏡，其中全息透鏡的光柵圖形分割成多個(gè)各由一個(gè)底部和一個(gè)頂部組成的圖形塊，每塊光柵圖形形成階梯形狀并由一段臺(tái)階組成，臺(tái)階傾角沿著其中畫(huà)有光柵圖形的圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸減小，以便使光柵圖形中浮雕的高度H沿著圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸降低，以及全息圖透鏡對(duì)第二光的衍射效率沿著圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸降低。
109.一種用來(lái)把畫(huà)在光掩模上的第一參考象與畫(huà)在樣件上的第二參考象對(duì)準(zhǔn)的對(duì)準(zhǔn)裝置，它包括一個(gè)用來(lái)發(fā)射對(duì)準(zhǔn)光束以照亮第一和第二參考象的光源;一個(gè)用來(lái)折射一束從第一參考象發(fā)散的第一對(duì)準(zhǔn)光和一束從第二參考象發(fā)散的第二對(duì)準(zhǔn)光的物鏡，這些參考象被從光源發(fā)射的對(duì)準(zhǔn)光所照亮，物鏡與光掩模的第一參考象之間的第一距離不同于物鏡與樣件的第二參考象之間的第二距離;一個(gè)用來(lái)沒(méi)有任何衍射地透射被物鏡折射的第一對(duì)準(zhǔn)光以形成一束透射光并衍射被物鏡折射的第二對(duì)準(zhǔn)光以形成一束衍射光的全息圖透鏡，全息圖透鏡對(duì)第二對(duì)準(zhǔn)光起透鏡作用以便使衍射光穿過(guò)透射光所穿過(guò)的同一光路，并由透射光和衍射光形成一束疊加光;一個(gè)用來(lái)把由全息圖透鏡形成的疊加光會(huì)聚于象平面的象點(diǎn)處以便在象平面上同時(shí)形成放大的第一和第二參考象的內(nèi)透鏡，一個(gè)光軸穿過(guò)物鏡、全息圖透鏡和內(nèi)透鏡的中心;用來(lái)拍攝通過(guò)在內(nèi)透鏡中會(huì)聚疊加光而在象平面上由放大的第一和第二象形成的疊加象的照相裝置;以及用來(lái)按照由照相裝置所拍攝的疊加象移動(dòng)光掩?；驑蛹员惆训谝粎⒖枷笈c第二參考象沿光軸對(duì)準(zhǔn)的移動(dòng)裝置。
110.根據(jù)權(quán)利要求109的一種對(duì)準(zhǔn)裝置，其中一個(gè)光柵圖形以同心圓形狀畫(huà)在全息圖透鏡中，全息圖透鏡的光柵圖形形成浮雕以便同心地形成底部和頂部的交替排，光柵圖形中浮雕的高度H設(shè)成H＜λ/(n(λ)-1)，式中符號(hào)λ表示第一和第二參考光的波長(zhǎng)而符號(hào)n(λ)表示由玻璃材料制成的全息圖透鏡對(duì)具有波長(zhǎng)λ的第一和第二參考光的折射率，以及穿過(guò)光柵圖形的底部的第一和第二參考光與穿過(guò)光柵圖形的頂部的第一和第二參考光之間的相位調(diào)制度之差小于2π弧度以便把全息圖透鏡的衍射效率設(shè)成小于100%的值。
111.根據(jù)權(quán)利要求110的一種對(duì)準(zhǔn)裝置，其中全息透鏡的光柵圖形分割成多個(gè)各由一個(gè)底部和一個(gè)頂部組成的圖形塊，以及每塊光柵圖形形成階梯形狀以便使光柵圖形閃耀。
112.根據(jù)權(quán)利要求109的一種對(duì)準(zhǔn)裝置，其中全息圖透鏡分割成圖形區(qū)和環(huán)繞圖形區(qū)的無(wú)圖形區(qū)，一個(gè)光柵圖形以同心圓形狀畫(huà)在全息圖透鏡的圖形區(qū)中，以及光柵圖形的直徑小于物鏡的孔徑以便沒(méi)有任何衍射地經(jīng)全息圖透鏡的無(wú)圖形區(qū)透射第一參考光。
113.根據(jù)權(quán)利要求112的一種對(duì)準(zhǔn)裝置，其中全息圖透鏡的光柵圖形形成浮雕以便在圖形區(qū)中同心地形成底部和頂部的交替排，全息圖透鏡中無(wú)圖形區(qū)的厚度設(shè)成圖形區(qū)厚度的平均值，以及穿過(guò)全息圖透鏡的無(wú)圖形區(qū)的第一參考光的相位與穿過(guò)全息圖透鏡的圖形區(qū)的第一參考光相位的平均值一致。
114.根據(jù)權(quán)利要求110的一種對(duì)準(zhǔn)裝置，其中光柵圖形中浮雕的高度H沿著其中畫(huà)有光柵圖形的圖形區(qū)的朝外方向逐漸降低，以及全息圖透鏡對(duì)第二參考光的衍射效率沿著圖形區(qū)的朝外方向逐漸降低。
115.根據(jù)權(quán)利要求110的一種對(duì)準(zhǔn)裝置，其中全息透鏡的光柵圖形分割成多個(gè)各由一個(gè)底部和一個(gè)頂部組成的圖形塊，每塊光柵圖形形成階梯形狀并由一段臺(tái)階組成，臺(tái)階傾角沿著其中畫(huà)有光柵圖形的圖形區(qū)的朝外方向逐漸減小，以便使光柵圖形中浮雕的高度H沿著圖形區(qū)的朝外方向逐漸降低，以及全息圖透鏡對(duì)第二參考光的衍射效率沿著圖形區(qū)的朝外方向逐漸降低。
116.根據(jù)權(quán)利要求110的一種對(duì)準(zhǔn)裝置，其中光柵圖形中浮雕的高度H沿著其中畫(huà)有光柵圖形的圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸降低，以及全息圖透鏡對(duì)第二參考光的衍射效率沿著圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸降低。
117.根據(jù)權(quán)利要求110的一種對(duì)準(zhǔn)裝置，其中全息透鏡的光柵圖形分割成多個(gè)各由一個(gè)底部和一個(gè)頂部組成的圖形塊，每塊光柵圖形形成階梯形狀并由一段臺(tái)階組成，臺(tái)階傾角沿著其中畫(huà)有光柵圖形的圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸減小，以便使光柵圖形中浮雕的高度H沿著圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸降低，以及全息圖透鏡對(duì)第二參考光的衍射效率沿著圖形區(qū)的朝內(nèi)方向逐漸降低。
118.一種用來(lái)把光聚焦在具有第一厚度的第一信息媒體或具有第二厚度的第二信息媒體上以便在或從第一信息媒體或第二信息媒體上記錄或復(fù)現(xiàn)一段信息的聚焦方法，該方法包括步驟沿著增加或減小光度頭裝置與第一或第二信息媒體之間的距離的方向移動(dòng)光度頭裝置，光度頭裝置包括一個(gè)用來(lái)發(fā)射一束入射光的光源，用來(lái)在出射光路上沒(méi)有任何衍射地透射一部分從光源發(fā)射的入射光以形成一束透射光并衍射其余部分從光源發(fā)射的入射光以形成一束衍射光的全息圖裝置，全息圖裝置對(duì)衍射光起透鏡作用，以便從全息圖裝置發(fā)散衍射光或會(huì)聚衍射光，用來(lái)在出射光路上把在全息圖裝置中形成的透射光會(huì)聚于第一焦距處以便在第一信息媒體的前表面處形成第一聚光點(diǎn)，或在出射光路上把在全息圖裝置中形成的衍射光會(huì)聚在第二焦距處以便在第二信息媒體的前表面處形成第二聚光點(diǎn)的透鏡裝置，透射光入射在第一信息媒體的后表面上并會(huì)聚于第一信息媒體的前表面處，透射光在第一信息媒體的后表面處被反射并在入射光路上再次穿過(guò)透鏡裝置和全息圖裝置，衍射光入射在第二信息媒體的后表面上并會(huì)聚于第二信息媒體的前表面處，以及衍射光在第二信息媒體的后表面處被反射并在入射光路上再次穿過(guò)透鏡裝置和全息圖裝置，用來(lái)改變?cè)谌肷涔饴飞洗┻^(guò)透鏡裝置和全息圖裝置的透射光或衍射光的波陣面以形成一束或多束信息光的波陣面改變裝置，以及用來(lái)探測(cè)波陣面改變裝置形成的信息光的強(qiáng)度并按照信息光的強(qiáng)度生成信息信號(hào)和聚焦誤差信號(hào)的探測(cè)裝置，信息信號(hào)代表記錄在第一信息媒體或第二信息媒體上的一段信息;判斷在探測(cè)裝置中生成的聚焦誤差信號(hào)的強(qiáng)度是否大于閾值;以及當(dāng)聚焦誤差信號(hào)的強(qiáng)度變成大于閾值時(shí)，調(diào)整光度頭的位置以便把聚焦誤差信號(hào)的強(qiáng)度降低到零。
119.一種用來(lái)從光盤(pán)上復(fù)現(xiàn)一段記錄信息的信息復(fù)現(xiàn)方法，其中記錄信息以高密度記錄在具有第一厚度的第一基片上而一段告知記錄信息記錄在第一基片上的辨別信息以普通密度記錄在具有大于第一厚度的第二厚度的第二基片上，該方法包括步驟把光盤(pán)裝置移到光盤(pán)的第二基片之下，光盤(pán)裝置包括用來(lái)使光盤(pán)以固定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)裝置，一個(gè)用來(lái)發(fā)射一束入射光的光源，用來(lái)在出射光路上沒(méi)有任何衍射地透射一部分從光源發(fā)射的入射光以形成一束透射光并衍射其余部分從光源發(fā)射的入射光以形成一束衍射光的全息圖裝置，全息圖裝置對(duì)衍射光起透鏡作用以便從全息圖裝置發(fā)散衍射光，用來(lái)把在全息圖裝置中形成的透射光會(huì)聚在由旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)的光盤(pán)的第一基片上以便在或從光盤(pán)上記錄或復(fù)現(xiàn)一段記錄信息，并把在全息圖裝置中形成的衍射光會(huì)聚在由旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)的光盤(pán)的第二基片上以便從光盤(pán)上復(fù)現(xiàn)辨別信息的透鏡裝置，透射光被光盤(pán)的第一基片反射并在入射光路上再次穿過(guò)透裝置和全息圖裝置，而衍射光被光盤(pán)的第二基片反射并在入射光路上再次穿過(guò)透鏡裝置和全息圖裝置，用來(lái)改變?cè)谌肷涔饴飞洗┻^(guò)透鏡裝置和全息圖裝置的透射光的波陣面以形成一束或多束記錄信息光并改變?cè)谌肷涔饴飞洗┻^(guò)透鏡裝置和全息圖裝置的衍射光的波陣面以形成一束或多束辨別信息光的波陣面改變裝置;以及用來(lái)探測(cè)波陣面改變裝置形成的記錄信息光的強(qiáng)度以便按照記錄信息光的強(qiáng)度生成記錄信息信號(hào)并探測(cè)由波陣面改變裝置形成的辨別信息光的強(qiáng)度以便按照辨別信息光的強(qiáng)度生成辨別信息信號(hào)的探測(cè)裝置，辨別信息信號(hào)代表記錄在光盤(pán)的第二基片上的辨別信息，而記錄信息信號(hào)代表記錄在光盤(pán)的第一基片上的記錄信息;把衍射光會(huì)聚在光盤(pán)的第二基片上以復(fù)現(xiàn)辨別信息;當(dāng)在探測(cè)裝置中探測(cè)到辨別信息時(shí)，把光盤(pán)裝置移到光盤(pán)的第一基片之下的位置以便把透射光會(huì)聚在光盤(pán)的第一基片上;以及通過(guò)在探測(cè)裝置中生成記錄信息信號(hào)來(lái)復(fù)現(xiàn)記錄信息。
全文摘要
一種復(fù)合物鏡包括用來(lái)沒(méi)有任何衍射地透射一部分入射光以形成一束透射光并衍射其余部分入射光以形成一束一級(jí)衍射光的全息圖透鏡，及用來(lái)會(huì)聚透射光以便在薄型第一信息媒體的前表面上形成第一薄光點(diǎn)并會(huì)聚衍射光以便在厚型第二信息媒體的前表面上形成第二聚光點(diǎn)的物鏡。由于全息圖透鏡對(duì)衍射光有選擇地起凹透鏡的作用，透射光的曲率不同于衍射光的曲率。因而，復(fù)合透鏡有兩個(gè)焦點(diǎn)。
文檔編號(hào)G11B7/1353GK1098508SQ94103940
公開(kāi)日1995年2月8日 申請(qǐng)日期1994年4月1日 優(yōu)先權(quán)日1993年8月4日
發(fā)明者金馬慶明, 水野定夫, 西野清治 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社