光头设备制造技术

一种光头设备，它能在具有不同厚度的光盘上稳定地记录或再现信号。在光源和双焦点透镜之间设置校正全息元件或校正滤色片，用以减小远离光轴部分的透射比或改变光路长度。通过校正全息元件或校正滤色片的光在光盘上被双焦点透镜会聚为微光点。双焦点透镜包含衍射部分光束的全息透镜和物镜。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光头设备，用以对诸如光盘(optical disk)或光卡(opticalcard)等光介质进行信息的记录、再现或擦除。光存储技术采用具有一比特方式的光盘作为高密度、高容量的存储介质，而这种技术已将其实际用途拓展至数字音盘(digital au-dio disk)、视盘(video disk)、文献档案盘(document file disk)以及数据存储器(datafile)。以高可靠地转换成微光点(micro-spot)的光束对光盘进行信息记录或再现的装置主要靠它的光学系统。装置以光头设备作为主要部件。光头设备的基本功能主要划分为光束会聚以形成具有衍射限的微光点，光学系统的会聚和跟踪控制以及凹点信号(pit signal)的检测。通过根据一个目标把各种光学系统与各种光电转变系统组合起来以及使用光头设备可以实现这些功能。近来，由于改进了光学系统的设计和做出了能产生较短波长光的用作光源的二极管激光器，因而已开发出具有更大存储容量的更高密度的光盘。获得更高密度的一种方法是增加光学系统在光盘上的数值孔径(NA)，该光学系统在光盘上将光束会聚成微光点。在这种方法中，由于光盘倾斜而使象差增大是一个问题。即，如果数值孔径增大，则由于光盘倾斜产生的象差也增大，可以用减小光盘基片的厚度来防止出现这一问题。例如，为了与NA＝0.5而厚度为1.2mm的光盘具有相同的象差容限，则对于NA＝0.6的光盘，其厚度要减小到0.6mm。于是，高密度光盘希望有较小的厚度。这样，诸如数字多用途盘(digital versatiledisk)等下一代更高密度的光盘，其基片厚度要比诸如激光唱盘(CD)等许多现有技术光盘的基片厚度更小。所以，最终要求有这样一台光盘驱动器，它对于现有技术的光盘和更高密度的下一代光盘都能进行记录和再现。于是需要有这样一种光头设备，它能把衍射限的光束会聚在具有不同基片厚度的光盘上。专利技术人已经提出一种能用于具有不同基片厚度的光盘的光头(日本专利申请NO.5-318230/1993)。在光头中，使来自光源的光束准直，并且用复合透镜将光束会聚成光盘上的微光点。被光盘反射的光沿同一条光路返回。然后，它被分束器反射以由光检测器检测。光头用一个包括物镜和使部分入射光衍射的全息透镜(hologramlens)的双焦点透镜在不同厚度的光盘上形成衍射限的会聚光点。例如，全息透镜具有一同心光栅，用以衍射一部分入射光束，而透射光(或零级衍射光)仍具有足够的强度。被全息透镜衍射的光线和不被它衍射的其他光线会聚在光轴上不同的焦点位置处。这样，能在不同厚度的基片上形成微光点。由于全息透镜起着透镜的作用，两个焦点在光轴上的位置彼此不同。当在一个焦点处记录或再现信息时，在某一个焦点上会聚的光束被大大扩展开来而只有很小的光强，从而不影响记录或再现。在上述采用双焦点透镜的光头设备中，还有一些方面要改进或提高。例如，包含一个物镜和一个全息透镜的双焦点透镜可以具有不同的结构。为了提供一台体积小的光头设备，需用激光二极管作为光源。然而，激光二极管有一个尚待专利技术解决的问题。如附图说明图1所示，激光二极管从位于靠近激光二极管激活层2001一端的点2002发射出光束。光束的远场图样沿平行于激活层2001的X方向的发散角θX，比沿垂直于X方向的Y方向的发散角θY要小。图2A和2B分别表示激光二极管发射的光束(直径为4mm)以及从一个现有技术的全息透镜出射的光束沿X方向和Y方向的光强分布，如上所述，由激光二极管发射的光束的光强分布2003是不同的。如图2A和2B中的打阴影线的部分所示，如果光束入射在全息透镜上，则在外侧的出射光的光强要比在内侧的光强更大。另一方面，如果光束入射在上面提及的衍射一部分入射光的全息透镜上，则在外侧的光强变得比在内侧的光强更大。由于沿Y方向的发散角较大，因此，特别沿Y方向，外侧的光强更大。其次说明光束旁瓣的影响。图3A和3B表示，当采用衍射部分入射光的全息透镜时，在薄的信息介质上沿X方向和Y方向上的发散光点光强的计算结果，其中，将主瓣380的最大值归一化为100。主瓣380是记录和再现所需的光线，而旁瓣381是不需要的光线，它可能会使凹点图形的记录或再现信号变坏。沿X方向旁瓣381的光强低到大约1％，而沿Y方向旁瓣的光强约为4％或更高。如果旁瓣的光强约为4％，则足以能读出信息。然而，为了能顶着诸如振动和温度等的干扰而稳定地读出信息，就需减少旁瓣以减小它带来的不利影响。本专利技术的一个目的是提供一种光头设备，当在具有不同的厚度信息介质或光盘上会聚光束时，通过减少光束外侧较大光强带来的不利影响，该设备能更稳定地读出信息。本专利技术的另一个目的是提供一种改进的光头设备，通过采用一个透射光具有足够强度的全息透镜，该设备能在不同厚度的信息介质或光盘上对衍射限的光束进行会聚。本专利技术的还有一个目的是提供一种简单的校正元件的制造方法。按本专利技术的光头设备的一个方面，透镜在信息介质上把光束会聚成微光点。本专利技术的一个特点是透镜具有多个焦点，这些焦点在相对于透镜的同一侧具有不同的数值孔径。透镜包括一个折射光线的物镜和一个全息透镜的组合。本专利技术的另一个特点是用校正元件来校正光束的光强。校正元件设置在从光源到透镜的光路中，它具有远离光轴的光强减小的部分。例如，通过提供透射比或零级衍射效率的分布来改变光强。透射比代表无反射或吸收时光透射的比值，而零级衍射效率代表无衍射时光透射的比值。校正元件在远离光轴的部分有一个光栅。相对于从光轴到校正元件外周界的径向，假想的等值曲线(透射比或零级衍射效率沿该曲线具有同样的值)最好呈凸状。在远离光轴的部分，校正元件最好包含一块金属膜或者一块电介质膜。按本专利技术的另一方面，光头设备包含一个校正元件，用于校正从光源到透镜的光路长度。校正元件包含远离光轴沿第二方向的第一部分以及围绕光轴高度大于第二部分的第二部分。按本专利技术的又一方面，全息透镜与一个面合为一体，该面是物镜的两个面中曲率较大的那个面。全息透镜可以与物镜的一个面的一部分合为一体。这样，可以简单地形成双焦点透镜。按本专利技术的还有一个方面，提供了一种制造校正元件的方法，该校正元件包含两个第一部分以及在它们之间的第二部分，第一部分的高度小于第二部分。在该方法中，用透明板上的一块掩模来腐蚀在其上没有掩模的板。接下来，在板上形成金属膜或电介质膜，并将掩模除去。在一种不同的方法中，在透明板上形成金属膜或者电介质膜，并在金属膜或电介质膜上形成掩模。然后用此掩模，把在其上不形成掩模的金属膜或电介质膜腐蚀掉。接下来，在板上形成透明膜，并去掉掩模。在这些方法中，图案只形成一次。本专利技术的一个优点在于，由于减小了会聚光点的旁瓣，使光头设备能更稳定地进行信号再现。本专利技术的另一个优点在于，当采用一激光二极管作光源时，能减小象散象差。本专利技术的第三个优点在于，光束具有良好的会聚特性。本专利技术的第四个优点在于，可以减少许多光头设备的元件。通过参考附图结合较佳实施例而作的下述描述，可以清楚本专利技术的这些和其他的目的和特点，在这些图中图1是说明激光二极管发射光束散开情况的激光二极管透视图；图2A和2B分别是光束的光量沿X方向和Y方向分布的曲线图；图3A和3B分别是信息介质上，光束会聚光点的光量沿X本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光头设备，其特征在于包含： 光源，它发射光束； 透镜，它将所述光源发射的光束在信息介质上会聚成微光点，在相应于所述透镜的同一侧，所述透镜具有多个焦点，而这些焦点具有不同的数值孔径，所述透镜包含折射光的物镜以及全息透镜的组合； 校正元件，它校正由所述光源发射的光束的光强，所述校正元件设置在从所述光源到所述透镜的光路中，所述校正元件具有一远离光轴的部分，在那里的光强比围绕光轴的另一部分的光强减小得更多； 光检测器，它检测被信息介质反射的光，以相应于光强输出电信号。

【技术特征摘要】
JP 1995-5-30 131360/951.一种光头设备，其特征在于包含光源，它发射光束；透镜，它将所述光源发射的光束在信息介质上会聚成微光点，在相应于所述透镜的同一侧，所述透镜具有多个焦点，而这些焦点具有不同的数值孔径，所述透镜包含折射光的物镜以及全息透镜的组合；校正元件，它校正由所述光源发射的光束的光强，所述校正元件设置在从所述光源到所述透镜的光路中，所述校正元件具有一远离光轴的部分，在那里的光强比围绕光轴的另一部分的光强减小得更多；光检测器，它检测被信息介质反射的光，以相应于光强输出电信号。2.如权利要求1所述的光头设备，其特征在于，所述光源辐射光束，该光束沿垂直于光束光轴的相互正交的第一方向和第二方向具有不同的光强改变率，而远离光路的所述校正元件的部分沿第二方向设置，第二方向是光强改变率沿该方向为最小的方向。3.如权利要求1所述的光头设备，其特征在于，相应于从校正元件的光轴到外围的径向，所述校正元件的假想等光强曲线是凸的，沿该曲线，透射比或零级衍射效率具有相同的值。4.如权利要求2所述的光头设备，其特征在于，相应于从校正元件的光轴到外围的径向，所述校正元件的假想等光强曲线是凸的，沿该曲线，透射比或零级衍射效率具有相同的值。5.如权利要求1所述的光头设备，其特征在于，所述校正元件在它远离光轴的部分具有光栅。6.如权利要求2所述的光头设备，其特征在于，所述校正元件在它远离光轴的部分具有光栅。7.如权利要求5所述的光头设备，其特征在于，使所述校正元件的所述光栅闪耀，从而使1级衍射光强随着离光轴距离的增加而增加。8.如权利要求6所述的光头设备，其特征在于，使所述校正元件的所述光栅闪耀，从而使1级衍射光强随着离光轴距离的增加而增加。9.如权利要求6所述的光头设备，其特征在于，光栅不平整部分的平均高度等于围绕光轴的另一部分的高度。10.如权利要求6所述的光头设备，其特征在于，围绕所述校正元件光轴的另一部分的高度大于光栅不平整部分的平均高度。11.如权利要求1所述的光头设备，其特征在于，所述校正元件在远离光轴的部分还包含金属膜或电介质膜。12.如权利要求11所述的光头设备，其特征在于，所述校正元件围绕光轴部分的高度大于另一部分的高度。13.如权利要求11所述的光头设备，其特征在于还包含设置在所述光源和所述物镜之间的分束器，其中，所述校正元件设置在所述分束器的表面上。14.如权利要求1所述的光头设备，其特征在于还包含设置在所述光源和所述物镜之间的准直透镜，其中，所述校正元件与所述准直透镜合为一体。15.如权利要求1所述的光头设备，其特征在于，所述光检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：金马庆明，水野定夫，林秀树，浦入贤一郎，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]