專利名稱：光頭裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及進(jìn)行光記錄媒體的再現(xiàn)的光頭裝置，更詳細(xì)地，涉及將來自光源的出射光與來自光記錄媒體的返回光相分離用的光學(xué)系統(tǒng)。
對(duì)小型碟片(CD)等的光記錄媒體進(jìn)行再現(xiàn)用的光頭裝置，已知有使來自光源的出射光與來自光記錄媒體的返回光通過1／4波長移相板(1／4波長板)，從而可將出射光與返回光相分離的偏振光系的光頭裝置。例如如圖10及圖11所示，在激光光源至光檢測(cè)器的光路中途位置配置有偏振光束分離器11(偏振光分離元件)、1／4波長移相板12及物鏡16的裝置中，從激光二極管構(gòu)成的激光光源13射出的光通過偏振光束分離器11及1／4波長移相板12之后，作為光點(diǎn)照射在光記錄媒體5的記錄面上，而來自光記錄媒體5的返回光再次通過波長移相板12及偏振光束分離器11。來自光記錄媒體5的返回光一旦通過1／4波長移相板12，即變?yōu)槠窆夥轿慌c來自激光光源13的出射光的偏振光方位相差90°的激光，并通過偏振光束分離器11被導(dǎo)向設(shè)于與激光光源13不同方向的光檢測(cè)器14。
此外如圖1及圖2所示，有時(shí)也會(huì)在激光光源13與1／4波長移相板12之間配置衍射型元件21(全息圖元件)作為偏振光分離元件，利用該衍射型元件21將來自光記錄媒體5的返回光導(dǎo)向光檢測(cè)器14。
這些偏振光系統(tǒng)的光頭裝置1A、1B均如在圖12(A)、(B)中概略示出的光學(xué)系統(tǒng)展開圖及光的偏振光狀態(tài)所示，利用1／4波長移相板12將從激光光源13射出的直線偏振光變換成圓偏振光，并且利用1／4波長移相板12將來自激光光源5的返回光(圓偏振光)變換成偏振光方位與激光光源13射出的直線偏振光相差90°的直線偏振光，再導(dǎo)向設(shè)于與激光光源13不同方向的的光檢測(cè)器14。
因此，利用該種光頭裝置1A、1B，其優(yōu)點(diǎn)是能使來自激光光源13的出射光有效照射到光記錄媒體5上，且能將來自光記錄媒體5的返回光高效率導(dǎo)向光檢測(cè)器14。
但是，上述說明在光記錄媒體5的雙折射量δ為0時(shí)，有效光量為100％，光記錄媒體5本身具有雙折射性時(shí)，由于該雙折射性，光的偏振光狀態(tài)發(fā)生變化，所以存在有效光量低于100％的問題。
例如如圖12(C)所示，假定光記錄媒體5本身具有反復(fù)一次時(shí)相當(dāng)于1／4波長的雙折射量δ時(shí)，由光記錄媒體5反射后就已變成直線偏振光。其結(jié)果是，由光記錄媒體5反射的返回光一旦再次通過1／4波長移相板12，則上述直線偏振光就變成圓偏振光，有效光量下降至50％。還有，如圖12(D)所示，假定光記錄媒體5具有往復(fù)一次相當(dāng)于λ／2(λ=波長)的雙折射量δ時(shí)，一旦返回光通過1／4波長移相板12，在該時(shí)刻即變?yōu)槠窆夥轿慌c從激光光源13射出的直線偏振光的偏振光方位相同直線偏振光。其結(jié)果是，不能分離返回光與激光光源13的出射光，到達(dá)光檢測(cè)器14的光的有效光量為0％。
這樣的光記錄媒體5的雙折射量δ與檢測(cè)光量的關(guān)系可以用圖5中的虛線LO所示的關(guān)系來表示。即，設(shè)當(dāng)光記錄媒體5的雙折射量δ為0時(shí)的光檢測(cè)器14的檢測(cè)光量為1時(shí)，光記錄媒體5的雙折射量δ從0變?yōu)棣耍?時(shí)，用光檢測(cè)器14測(cè)出的信號(hào)強(qiáng)度下降，光記錄媒體5的雙折射量δ-變?yōu)棣耍?時(shí)信號(hào)強(qiáng)度為0。
光記錄媒體5的基體一般通過注塑成形制造，此時(shí)，樹脂從光記錄媒體5的中心側(cè)流向半徑方向外側(cè)，所以，光記錄媒體5容易具有在半徑方向與周向之間折射率不同這樣的雙折射性。為了確認(rèn)該現(xiàn)狀而對(duì)光記錄媒體5測(cè)量從其中心側(cè)至半徑方向外側(cè)的信號(hào)強(qiáng)度，作為具有很強(qiáng)的雙折射性的例子，有一例具有圖13所示的特性。該圖13所示的特性，信號(hào)強(qiáng)度首先在碟片中心側(cè)非常低，從此處起稍趨向半徑方向外側(cè)呈最小值，而從該位置至半徑方向最外側(cè)，信號(hào)強(qiáng)度變高?？疾煸摻Y(jié)果可知，該圖13所示特性的碟片，在半徑方向的中心至稍外側(cè)存在雙折射量δ為λ／2的區(qū)域，而從那兒起至半徑方向外側(cè)，雙折射量δ漸漸變小。雖然該例子是極端的例子，但可以想見，利用相同制造方法制造的碟片具有相同的傾向，可以認(rèn)為，在整個(gè)半徑方向一般均具有一定量的雙折射。
對(duì)此，可以考慮，使移相板12的各向異性軸的方向(以下僅稱為方位)朝向光記錄媒體5具有的雙折射性的方向，從而使光記錄媒體5本身與移相板12構(gòu)成一個(gè)移相板起作用，同時(shí)，作為移相板12，不使用具有1／4波長的移相板，代之以使用移相量與1／4波長相位差的量相當(dāng)于光記錄媒體5本身具有的雙折射量的移相板。
如果這樣，因?yàn)橐葡喟?2與光記錄媒體5本身組合而起1／4波長移相板的作用，所以，即使光記錄媒體5具有雙折射性，從激光光源13射出的光的返回光通過移相板12之后，也會(huì)變成偏振光方位與從激光光源13射出的直線偏振光相差90°的直線偏振光。因此，即使光記錄媒體5具有雙折射性，也能制成有效光量高的光頭裝置。
要采用這樣的構(gòu)成時(shí)，一般將從激光光源13射出的激光的偏振光方位與移相板12的軸向設(shè)定為45°的角度。這樣的設(shè)定一般通過使激光光源13繞出射光光軸轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)整其角度位置來進(jìn)行的。然而，這樣的調(diào)整方法在如圖10及圖11所示，激光光源13與光檢測(cè)器14為各自獨(dú)立的構(gòu)件時(shí)，可以使激光光源13單獨(dú)繞出射光光軸轉(zhuǎn)動(dòng)，但在如圖1至圖3所示的光頭裝置1A那樣，激光光源13作為光源單元20是與光檢測(cè)器14一體形成的情況下，就不能采用這樣的調(diào)整方法等，存在光學(xué)系統(tǒng)的配置受到很大限制的問題。
鑒于以上現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種即使光記錄媒體本身具有雙折射性，光學(xué)系統(tǒng)的配置也不會(huì)受到很大的限制，能進(jìn)行穩(wěn)定的光檢測(cè)的光頭裝置。
為了解決上述問題，在本發(fā)明中，光頭裝置具有對(duì)來自激光光源的出射光和來自光記錄媒體的返回光的偏振光狀態(tài)進(jìn)行變換的移相板，以及根據(jù)所述出射光和所述返回光的偏振光狀態(tài)，將所述返回光從自所述激光光源射向所述光記錄媒體的光軸上分離出來并導(dǎo)向光檢測(cè)器的偏振光分離元件，其特征在于，將所述移相板的相位差及各向異性軸的方向(以下僅稱為移相板的方位)設(shè)定為，在計(jì)量所述光記錄媒體具有的雙折射量與所述檢測(cè)器測(cè)出的信號(hào)強(qiáng)度的關(guān)系時(shí)，在該雙折射量從0變至1／4波長期間，出現(xiàn)所述信號(hào)強(qiáng)度的峰值。
在本發(fā)明中，以吸收沿著通過注塑成形制造光記錄媒體的基體時(shí)樹脂流動(dòng)的方向在光記錄媒體上出現(xiàn)的雙折射性為條件，來設(shè)定移相板的相位差及方位。即，與傳統(tǒng)技術(shù)不同，無論光記錄媒體實(shí)際具有哪一方向的雙折射性，均首先固定激光光源的朝向，固定從光源射出的出射光的偏振光方位，并設(shè)定移相板的相位差及方位，以此使光記錄媒體具有的雙折射量從0變?yōu)?／4波長期間出現(xiàn)光檢測(cè)器測(cè)出的信號(hào)強(qiáng)度的峰值。
此外，在本發(fā)明中，光頭裝置具有對(duì)來自激光光源的出射光和來自光記錄媒體的返回光的偏振光狀態(tài)進(jìn)行變換的移相板，以及根據(jù)所述出射光和所述返回光的偏振光狀態(tài)，將所述返回光從自所述激光光源射向所述光記錄媒體的光軸上分離出來并導(dǎo)向光檢測(cè)器的偏振光分離元件，其特征在于，通過相對(duì)從所述激光光源射出的直線偏振光有50度至60度相位差的移相板變換成橢圓偏振光后照射在上述光記錄媒體上。
此外，在本發(fā)明中，光頭裝置具有對(duì)來自激光光源的出射光和來自光記錄媒體的返回光的偏振光狀態(tài)進(jìn)行變換的移相板，以及根據(jù)所述出射光和所述返回光的偏振光狀態(tài)，將所述返回光從自所述激光光源射向所述光記錄媒體的光軸上分離出來并導(dǎo)向光檢測(cè)器的偏振光分離元件，其特征在于，將所述來自激光光源的出射光的偏振光方向配置為相對(duì)所述光記錄媒體的半徑方向?yàn)?5°，并使所述移相板的相位差相對(duì)1／4波長板的相位差45度，錯(cuò)開約5度至15度的范圍。
因此，在本發(fā)明中，如果光記錄媒體具有的雙折射量是在0至1／4波長之間，則無論光記錄媒體具有的雙折射性方向?yàn)楹畏较颍芨邚?qiáng)度測(cè)出來自光記錄媒體的返回光，所以能構(gòu)成有效光量高的光頭裝置。此外，與光記錄媒體的雙折射性實(shí)際朝向哪一方向無關(guān)，可以將激光光源配置成從設(shè)計(jì)等考慮為最佳的狀態(tài)。因此，即使是將激光光源與檢測(cè)器做成一體的光頭裝置，也能進(jìn)行穩(wěn)定的信號(hào)檢測(cè)。
在本發(fā)明中，所述偏振光分離元件最好具有部分偏振光性，能從含有偏振光方向朝向相互正交方向的第1直線偏振光及第2直線偏振光的返回光中，使該第1及第2直線偏振光均以一定比例射向所述光檢測(cè)器。若采用該構(gòu)成，即使光記錄媒體具有雙折射量，入射到偏振光分離元件的返回光中含有第1直線偏振光及第2直線偏振光，也能用光檢測(cè)器測(cè)出任一直線偏振光的一部分。
因此，即使返回光所含直線偏振光全部為第2直線偏振光，也能在一定程度上抑制信號(hào)強(qiáng)度的電平，另一方面，即使由于光記錄媒體具有雙折射性，返回光所含直線偏振光全部為第1直線偏振光，也能以一定程度的強(qiáng)度測(cè)出信號(hào)。
在此，在光頭裝置中，檢測(cè)返回光時(shí)，如果測(cè)出的信號(hào)強(qiáng)度高到一定程度，檢測(cè)方向不產(chǎn)生問題。在本發(fā)明中，即使在如果是用傳統(tǒng)方法信號(hào)強(qiáng)度為0的條件下，由于偏振光分離元件的部分偏振光性，也能以一定程度測(cè)出信號(hào)。因此，無論光記錄媒體具有怎樣的雙折射性，也能可靠地進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)。此外，從光記錄媒體的半徑方向任一部位，都能可靠地進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)。
在本發(fā)明中，所述偏振光分離元件例如可以使用衍射型元件，此時(shí)，所述衍射型元件也可以用聚聯(lián)乙炔衍生物膜來形成衍射光柵。
在本發(fā)明中，所述移相板也可以用聚聯(lián)乙炔衍生物膜或者在基板上傾斜蒸鍍的電介質(zhì)膜來形成。
附圖簡介。
圖1所示為在使用衍射型元件作為光頭裝置的偏振光分離元件的光盤驅(qū)動(dòng)裝置中，簡略示出其主要部分平面配置的說明圖。
圖2所示為簡略示出圖1所示光盤驅(qū)動(dòng)裝置所使用的光頭裝置的光學(xué)系統(tǒng)配置的說明圖。
圖3(A)、(B)分別為示出圖2所示光頭裝置所使用光源單元外觀的立體圖及示出其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖4所示為在圖2所示的光頭裝置中，改變移相板的相位差量及方位時(shí)光記錄媒體具有的雙折射量與光檢測(cè)器測(cè)出的信號(hào)強(qiáng)度之間關(guān)系的曲線圖。
圖5所示為在圖2所示的光頭裝置中，光記錄媒體具有的雙折射量與光檢測(cè)器測(cè)出的信號(hào)強(qiáng)度之間關(guān)系的曲線圖，其示出了采取了第1對(duì)策時(shí)的效果。
圖6所示為在圖2所示的光頭裝置中，光記錄媒體具有的雙折射量與光檢測(cè)器測(cè)出的信號(hào)強(qiáng)度之間關(guān)系的曲線圖，其示出了采取第1對(duì)策及第2對(duì)策時(shí)的效果。
圖7(A)、(B)、(C)分別為示出使用移相板與衍射型元件成為一體的復(fù)合光學(xué)元件的光頭裝置的光學(xué)系統(tǒng)主要部分的說明圖、示出該復(fù)合光學(xué)元件構(gòu)成的說明圖及示出為了制造該復(fù)合光學(xué)元件而傾斜蒸鍍電介質(zhì)膜的情況的說明圖。
圖8(A)、(B)分別為示出將使用聚聯(lián)乙炔衍生物膜的移相板與衍射型元件做成一體的復(fù)合光學(xué)元件之構(gòu)成的說明圖，以及示出該移相板原理的說明圖。
圖9(A)、(B)、(C)、(D)均為在移相板上形成使用聚聯(lián)乙炔衍生物膜的部分偏振光性衍射型元件，來制造復(fù)合光學(xué)元件用的工序剖面圖。
圖10為簡略示出在使用立方棱鏡狀偏振光束分離器作為光頭裝置的偏振光分離元件的光盤驅(qū)動(dòng)裝置中，其主要部分平面配置的說明圖。
圖11為簡略示出圖10所示的光盤驅(qū)動(dòng)裝置所使用的光頭裝置的光學(xué)系統(tǒng)配置的說明圖。
圖12(A)所示為構(gòu)成光頭裝置的光學(xué)系統(tǒng)的展開圖，(B)至(D)分別為簡略示出光記錄媒體本身具有的往復(fù)的雙折射量與光的偏振光狀態(tài)的說明圖。
圖13所示為在傳統(tǒng)的光頭裝置中，光記錄媒體半徑方向的位置與光檢測(cè)器從此處測(cè)出的信號(hào)強(qiáng)度之間關(guān)系的曲線圖。
以下參照


本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。在以下的說明中，作為偏振光分離元件，以衍射型元件為例子進(jìn)行說明，即使如此，本實(shí)施形態(tài)的光頭裝置與參照?qǐng)D9及圖10說明過的光頭裝置在基本構(gòu)成上是相同的，所以對(duì)對(duì)應(yīng)的要素標(biāo)上相同的符號(hào)進(jìn)行說明。
先說明整體構(gòu)成。圖1及圖2分別為平面示出應(yīng)用本發(fā)明的碟片驅(qū)動(dòng)裝置主要部分的說明圖，以及示出其光學(xué)系統(tǒng)配置的說明圖。
如圖1和圖2所示，光盤驅(qū)動(dòng)裝置由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)光記錄媒體5的電動(dòng)機(jī)6及從光記錄盤讀取信息的光頭裝置1A構(gòu)成。在光頭裝置1A中，作為其光學(xué)系統(tǒng)，在激光二極管構(gòu)成的激光光源13至光記錄媒體5的記錄面51的光路上，以如下順序配置有偏振光性的衍射型元件21(全息元件／偏振光分離元件)、移相板12、上提鏡17及物鏡16。此外，靠近激光光源13配置有由光電二極管構(gòu)成的光檢測(cè)器14。與通常的一樣，對(duì)物鏡16形成有使該物鏡16向循跡方向及聚焦方向驅(qū)動(dòng)的物鏡致動(dòng)器7，該物鏡致動(dòng)器7及光學(xué)系統(tǒng)設(shè)置在可以沿光記錄媒體5的半徑方向移動(dòng)的框架8上。
圖3(A)、(B)分別為示出圖2所示光頭裝置所用光源單元外觀的立體圖，以及示出其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的俯視圖。
如圖3(A)、(B)所示，激光光源13作為光源單元20，與光檢測(cè)器14形成在同一塊基板上。該光源單元20從管殼23向外伸出多個(gè)引線架22，在管殼23內(nèi)的基板上，形成有由激光二極管構(gòu)成的激光光源13、將從該激光光源13射出的激光向上提90°的反射鏡24，以及形成于激光光源13側(cè)旁的分割型光電二極管構(gòu)成的光檢測(cè)器14。
在圖2中，衍射型元件21的一個(gè)面上形成有衍射光柵210，該衍射光柵210僅對(duì)常光進(jìn)行衍射，讓異常光原封不動(dòng)地通過。作為這樣的衍射型元件21，可以使用后面將敘述的各種元件，也可以使用對(duì)鈮酸鋰晶體進(jìn)行了質(zhì)子更換的元件。
因?yàn)樵摲N衍射型元件21是眾所周知的，故省略詳細(xì)說明，在作為雙折射性基板的鈮酸鋰晶體板的表面形成衍射光柵210，在該衍射光柵210中，在作為雙折射性晶體板的鈮酸鋰晶體板表面，以一定的寬度及深度格子形狀地形成質(zhì)子離子交換區(qū)域。在相鄰的質(zhì)子離子交換區(qū)域之間，留有不進(jìn)行質(zhì)子離子交換的非質(zhì)子離子交換區(qū)域。在該非質(zhì)子離子交換區(qū)域的表面，形成有一定厚度的電介質(zhì)膜例如SiO2的膜，質(zhì)子離子交換區(qū)域的表面則照原樣暴露在外。因此，在鈮酸鋰晶體板的表面，交替(周期性地)形成有質(zhì)子離子交換區(qū)域與非質(zhì)子離子交換區(qū)域。晶體板的質(zhì)子離子交換區(qū)域相對(duì)非質(zhì)子離子交換區(qū)域，對(duì)異常光的折射率ne增加0．11左右，相反，對(duì)常光的折射率no減少0．04左右。
這里，為了使異常光不受到衍射作用，在非質(zhì)子離子交換區(qū)域的表面形成規(guī)定厚度的電介質(zhì)膜，使異常光通過質(zhì)子離子交換區(qū)域及非質(zhì)子離子交換區(qū)域時(shí)產(chǎn)生的相位差相抵消。常光在通過質(zhì)子離子交換區(qū)域時(shí)相位前移。但通過非質(zhì)子離子交換區(qū)域時(shí)相位相對(duì)滯后，并由于其表面形成的電介質(zhì)膜，相位更延遲。因此，常光通過衍射型元件21時(shí)發(fā)生相位差，受到衍射作用。異常光分量通過任一區(qū)域時(shí)，受到的相位變化是相同的，所以不受到衍射作用，原封不動(dòng)地筆直前進(jìn)而通過。
這樣構(gòu)成的光頭裝置1A基本上，從激光光源13射出激光之后，由1／4波長移相板12將通過衍射型元件21的直線偏振光變換成圓偏振光，并利用1／4波長移相板12將來自光記錄媒體5的返回光(圓偏振光)變換成其偏振光方位與從激光光源13射出的直線偏振光相差90°的直線偏振光，從而衍射型元件21將返回光導(dǎo)向設(shè)于與激光光源13不同方向的光檢測(cè)器14。
上述原理在光記錄媒體5無雙折射性時(shí)沒有問題地會(huì)成立，但如己說明過的那樣，因?yàn)楣忸^裝置1A所使用的光記錄媒體5在基體通過注塑成形制造時(shí)，一般樹脂是從內(nèi)周側(cè)沿半徑方向流動(dòng)的，所以，光記錄媒體5如圖1中的箭頭D所示，具有半徑方向的雙折射性。因此，在本發(fā)明中，防止因該雙折射性引起的檢測(cè)靈敏度的下降時(shí)，采取了以下說明的兩個(gè)對(duì)策。
圖4所示為在圖2所示的光頭裝置中，改變移相板的相位差量及方位時(shí)光記錄媒體具有的雙折射量與光檢測(cè)器測(cè)出的信號(hào)強(qiáng)度之間關(guān)系的曲線圖。圖5所示為在圖2所示的光頭裝置中，改變移相板的相位差量及方位時(shí)光記錄媒體具有的雙折射量與光檢測(cè)器測(cè)出的信號(hào)強(qiáng)度之間關(guān)系的曲線圖，示出了采取了后面將敘述的第1對(duì)策時(shí)的效果。圖6所示為在圖2所示的光頭裝置中，改變移相板的相位差量及方位時(shí)光記錄媒體具有的雙折射量與光檢測(cè)器測(cè)出的信號(hào)強(qiáng)度之間關(guān)系的曲線圖，示出了采取了上述第1對(duì)策及后面將敘述的第2對(duì)策時(shí)的效果。
首先第1對(duì)策是，即使光記錄媒體5的雙折射方向?qū)嶋H位于哪一方向不清楚，也將光記錄媒體5作為具有半徑方向的雙折射性的光記錄媒體進(jìn)行設(shè)計(jì)，并以這樣設(shè)計(jì)的姿勢(shì)配置光源單元20。即，光源單元20配置成從激光光源13射出的激光的偏振光方向相對(duì)光記錄媒體5的半徑方向朝向45度。此外，衍射型元件21配置成位于配置在光源單元20上的光檢測(cè)器14能接受光的位置的朝向。接著，對(duì)移相板12適當(dāng)設(shè)定移相板12的相位差φ及方位θ，以使當(dāng)光記錄媒體5具有的雙折射量從0變化成1／4波長時(shí)(判定在0至1／4波長的范圍存在雙折射量)，在該期間檢測(cè)器14測(cè)出的信號(hào)強(qiáng)度出現(xiàn)峰值。
在這樣的條件下設(shè)定移相板12的相位差φ及方位θ時(shí)，使用以下所示各試樣的移相板12來測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度。
試樣1移相板12的相位差φ=90°，方位θ=45°試樣2移相板12的相位差φ=98．4°，方位θ=45°試樣3移相板12的相位差φ=120°，方位θ=45°試樣4移相板12的相位差φ=90°，方位θ=55．4°試樣5移相板12的相位差φ=90°，方位θ=70°試樣6移相板12的相位差φ=98．4°，方位θ=55．4°使用這些試樣來測(cè)量光記錄媒體5具有的雙折射量從0變?yōu)?／4波長時(shí)的信號(hào)強(qiáng)度，測(cè)量結(jié)果在圖4示出。在此，在圖4中分別用線L1-L6表示各試樣1-6的各數(shù)據(jù)。
從該圖4所示結(jié)果可知，如果改變移相板12的相位差φ及方位θ，則光記錄媒體5具有的雙折射量與信號(hào)強(qiáng)度的關(guān)系發(fā)生變化。
但如在圖4中線L2、L3示出的試樣2、3的特性所示那樣可知，當(dāng)以相當(dāng)于傳統(tǒng)例子的試樣1(其特性在圖4中用線L1表示)為基準(zhǔn)，在將移相板12的方位θ設(shè)定并保持為45°的情況下，僅使移相板12的相位差φ從90°變?yōu)?8．4°、120°時(shí)，在光記錄媒體5具有的雙折射量從0變?yōu)?／4波長的變化期間，未出現(xiàn)信號(hào)強(qiáng)度的峰值。
此外，如圖4中線L5示出的試樣5特性所示，以作為傳統(tǒng)例的試樣1為基準(zhǔn)，在將移相板12的相位差φ設(shè)定并保持為90°的情況下，使移相板12的方位θ變?yōu)?0°時(shí)，在光記錄媒體5具有的雙折射量從0變?yōu)?／4波長的變化期間，雖然出現(xiàn)信號(hào)強(qiáng)度的峰值，但信號(hào)強(qiáng)度變低。
與之相對(duì)照，如圖4中線L4示出的試樣4特性所示，以作為傳統(tǒng)例的試樣1為基準(zhǔn)，在將移相板12的相位差φ設(shè)定并保持為90°的情況下，使移相板12的方位θ設(shè)定為55．4°時(shí)，在光記錄媒體5具有的雙折射量從0變?yōu)?／4波長的變化期間，出現(xiàn)信號(hào)強(qiáng)度的峰值，且獲得很高的信號(hào)強(qiáng)度。
此外，如圖4中線L6示出的試樣6特性所示，以作為傳統(tǒng)例的試樣1為基準(zhǔn)，將移相板12的方位θ設(shè)定為55．4°，將移相板12的相位差φ設(shè)定為98．4°時(shí)，在光記錄媒體5具有的雙折射量從0變?yōu)?／4波長的變化期間，出現(xiàn)信號(hào)強(qiáng)度的峰值，且信號(hào)強(qiáng)度也很強(qiáng)。并且，試樣6在對(duì)于光記錄媒體5估計(jì)可能性最高的雙折射性為1／8波長的位置出現(xiàn)信號(hào)強(qiáng)度的峰值。因此，如果與該試樣相當(dāng)?shù)貥?gòu)成光頭裝置1B，則如在圖5中將作為傳統(tǒng)例的試樣1的數(shù)據(jù)與作為本發(fā)明最佳實(shí)施例的試樣6的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較所示的那樣，因?yàn)樵诠庥涗浢襟w5的雙折射性從0變?yōu)?／2波長期間信號(hào)強(qiáng)度出現(xiàn)峰值，所以，可以在比光記錄媒體5的雙折射率從0變?yōu)?／2波長的范圍更窄的條件范圍內(nèi)，防止因光記錄媒體5具有雙折射性而引起的錯(cuò)誤的發(fā)生。
又，如上所述，在光記錄媒體具有的雙折射量從0變?yōu)?／4波長的期間出現(xiàn)信號(hào)強(qiáng)度的峰值且信號(hào)強(qiáng)度也高的范圍，是將移相板12的方位θ設(shè)定為50°至60°范圍的范圍，將移相板的相位差設(shè)定在以90度為中心、約20度的范圍以內(nèi)的場合。
但即使是這樣構(gòu)成的光頭裝置1A，如圖4所示，也有光記錄媒體5的雙折射性從1／2波長變?yōu)?／4波長期間、信號(hào)強(qiáng)度變?yōu)?的條件。一般可以認(rèn)為，光記錄媒體5的雙折射率在0至1／4波長的范圍，但為了當(dāng)光記錄媒體5的雙折射性在1／2波長至3／4波長之間時(shí)也能適應(yīng)，可以采取以下對(duì)策。
本發(fā)明的第2對(duì)策是，使作為偏振光分離元件使用的衍射型元件21具有部分偏振光性，該部分偏振光性能從含有偏振光方向朝向相互正交方向的s偏振光(第1直線偏振光)和p偏振光(第2直線偏振光)的返回光中，以一定的比例且朝向光檢測(cè)器14分離出s偏振光和p偏振光。
即，在衍射型元件21中，設(shè)對(duì)s偏振光的穿透率和衍射率為Ts和Rs時(shí)，使對(duì)s偏振光的穿透率Ts與衍射率Rs之比原來為0∶1的裝置變?yōu)閷?duì)s偏振光的穿透率Ts與衍射率Rs之比為0．5∶0．5。反言之，當(dāng)將對(duì)p偏振光的穿透率和衍射率設(shè)為Tp和Rp時(shí)，使對(duì)p偏振光的穿透率Tp和衍射率Rp之比原來為1∶0的裝置變?yōu)閷?duì)p偏振光的穿透率Tp和衍射率Rp之比為0．5∶0．5。
例如，作為光頭裝置的偏振光分離元件，如圖10及圖11所示，使用由立方棱鏡構(gòu)成的偏振光束分離器11時(shí)，設(shè)對(duì)s偏振光的穿透率及反射率為Ts及Rs時(shí)，使對(duì)s偏振光的穿透率Ts及反射率Rs之比為0．5∶0．5。相反，設(shè)對(duì)p偏振光的穿透率及反射率為Tp及Rp時(shí)，使對(duì)p偏振光的穿透率Tp及反射率Rp之比為0．5∶0．5。
另外，穿透率T與反射率R之比理想的是0．50．5這樣相同的，但即使不相同，根據(jù)設(shè)計(jì)的需要保證一定的比例，即，雙方基本上保證在0．3以上也可以。
因此，在本實(shí)施形態(tài)的光頭裝置1A中，如圖6中的虛線L7所示，因光記錄媒體5的雙折射性而引起、入射衍射型元件14的返回光中含有s偏振光和p偏振光雙方，這些偏振光的一部分分別入射光檢測(cè)器14。因此，返回光所含偏振光例如全部為s偏振光時(shí)，在一定程度上信號(hào)強(qiáng)度的電平被抑制這樣的情況被取代，即使由于光記錄媒體5具有雙折射性，返回光所含偏振光全部為p偏振光，也能以一定程度的強(qiáng)度測(cè)出信號(hào)。因此，作為光頭裝置1A，檢測(cè)返回光時(shí)，測(cè)出的信號(hào)強(qiáng)度高到一定程度不會(huì)有問題。
因此，在本實(shí)施形態(tài)中，即使如果在傳統(tǒng)情況下信號(hào)強(qiáng)度為0的條件下，也能以高到一定程度的電平進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)。因此，即使在因光記錄媒體5具有雙折射性而引起、返回光中僅含有p偏振光的情況下，利用衍射型元件21的部分偏振光性，也始終能測(cè)出一定電平以上的信號(hào)。因此，無論光記錄媒體5具有怎樣的雙折射性，均能可靠進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)。
在上述實(shí)施例中，作為偏振光分離元件的衍射型元件21與移相板12使用了各自獨(dú)立的構(gòu)件，但也可以如圖7(A)中的衍射型元件21所示，或如圖10及圖11中的立方棱鏡狀偏振光束分離器11等所示，偏振光分離元件使用與移相板12成為一體的復(fù)合光學(xué)元件25。采用這樣的構(gòu)成，將衍射型元件21或立方棱鏡狀偏振光束分離器11與移相板12作為復(fù)合光學(xué)元件25處理即可，所以，可以提高光頭裝置裝配作業(yè)的效率，提高衍射型元件21的雙折射方向和移相板12方位的調(diào)整作業(yè)的效率及實(shí)現(xiàn)部件的小型化。作為形成這樣的復(fù)合光學(xué)元件25時(shí)的方法，可以在分別形成衍射型元件21等的偏振光分離元件及移相板12之后，用粘接劑粘接。
如以下說明所示，如果在衍射型元件21或立方棱鏡狀偏振光束分離器11上形成移相板12而形成復(fù)合光學(xué)元件25，則可以提高光頭裝置裝配作業(yè)的效率，提高衍射型元件21的雙折射方向和移相板12方位的調(diào)整作業(yè)效率及實(shí)現(xiàn)部件的小型化，而且還可以降低部件成本。
要制造這樣的復(fù)合光學(xué)元件25，例如如圖7(B)、(C)所示，在衍射型元件21的兩個(gè)面之中，在與形成有衍射光柵210側(cè)相反側(cè)的面21B上，傾斜蒸鍍電介質(zhì)膜121，由該電介質(zhì)膜121形成移相板12。此時(shí)，從相對(duì)衍射型元件21的法線方向H成規(guī)定角度的箭頭A的方向，傾斜蒸鍍五氧化鉭、氧化鎢、三氧化鉍及氧化鈦等的無機(jī)氧化物。由這樣形成膜的電介質(zhì)膜構(gòu)成的雙折射膜121例如將法線方向H與雙折射膜晶體軸所夾的角度例如設(shè)定為70°，通過調(diào)整膜厚度，傾斜蒸鍍的雙折射膜121就起作為1／4波長移相板12的光學(xué)作用。此外，如果調(diào)整法線方向H與雙折射膜晶體軸所成的角度及膜厚度，不限于1／4波長板用，可以形成各種移相板12。此時(shí)，相位差量可以通過蒸鍍的膜厚度進(jìn)行控制，而方位可以通過蒸鍍方向進(jìn)行控制。
此外，要將移相板12形成在衍射型元件21上，也可以用聚聯(lián)乙炔衍生物膜來代替電介質(zhì)膜的傾斜蒸鍍。此時(shí)，例如如圖8(A)所示，對(duì)衍射型元件21的里面?zhèn)韧糠笠?guī)定厚度的例如PET膜(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜)125或聚酰亞胺膜之后，用聚酯等纖維進(jìn)行摩擦處理。接著，在PET膜125表面，用真空蒸鍍法形成具有雙折射性的聚聯(lián)乙炔衍生物膜122。從圖8(A)可知，聚聯(lián)乙炔衍生物膜122按對(duì)PET膜125的摩擦方向在X-Y平面內(nèi)取向，主鏈方向(取向方向)如箭頭YH所示為Y軸方向。這樣形成膜的聚聯(lián)乙炔衍生物膜122具有雙折射性，取向方向YH的反射率(ne)與垂直于取向方向YH的方向YI的折射率(no)是不同的。此時(shí)，聚聯(lián)乙炔衍生物膜5的膜厚d例如以滿足下式的條件進(jìn)行確定，可以形成1／4波長移相板12。
2π△nd／λ=π／2另外，在上式中，λ、△n分別為入射到聚聯(lián)乙炔衍生物膜5上的光的波長及異常光與常光的折射率差(ne-no)。所謂異常光，是在聚聯(lián)乙炔衍生物膜5的取向方向YH振動(dòng)的偏振光，所謂常光，是在與聚聯(lián)乙炔衍生物膜5的取向方向YH垂直的方向YI振動(dòng)的偏振光。
這樣的聚聯(lián)乙炔衍生物膜122如果如圖8(B)所示，相對(duì)在Y’-Z’平面內(nèi)邊沿Y’軸向振動(dòng)邊前進(jìn)的直線偏振光，將聚聯(lián)乙炔衍生物膜5的取向方向YH在X’-Y’平面內(nèi)配置在相對(duì)Y’軸傾斜45度的方向，則入射移相板12的直線偏振光在取向方向YH分量與垂直于取向方向YH的分量之間產(chǎn)生1／4波長的相位差，作為圓偏振光出射。該圓偏振光若被光記錄媒體反射后再次通過聚聯(lián)乙炔衍生物膜122，則變?yōu)榕c最初入射的直線偏振光的振動(dòng)方向相差90度的直線偏振光出射。即，本例的移相板12作為1／4波長板起作用。此外，如果調(diào)整膜厚度，則可以形成各種移相板。這樣形成的移相板12可以利用摩擦方向控制方位，且可以利用膜厚控制相位量。
還有，形成衍射型元件15時(shí)也可以使用聚聯(lián)乙炔衍生物膜。此時(shí)，首先如圖9(A)所示，在移相板12的里面?zhèn)韧坎家?guī)定厚度的例如PET膜(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜)212或聚酰亞胺膜，然后用聚酯等纖維進(jìn)行摩擦處理。接著，如圖9(B)所示，在PET膜212表面真空蒸鍍聯(lián)乙炔單體，再照射紫外線使其聚合，從而形成聚聯(lián)乙炔衍生物膜213。此時(shí)，聚聯(lián)乙炔衍生物膜213沿PET膜212的摩擦方向自行取向。接著如圖9(C)所示，在聚聯(lián)乙炔衍生物膜213的表面配置遮光掩模214。該遮光掩模214由鉻之類具有紫外線遮蔽性能的材料形成，形成有細(xì)微的周期光柵圖作為紫外線穿透部分214a。配置遮光掩模214之后，從其表面?zhèn)日丈涓邚?qiáng)度的紫外線215。其結(jié)果，由于照射的光透過遮光掩膜214的紫外線透過部分214a，故在聚聯(lián)乙炔衍生物膜213表面，與形成于遮光掩模214的細(xì)微周期光柵圖對(duì)應(yīng)的區(qū)域被曝光。在此，聚聯(lián)乙炔衍生物膜213是著有顏色的，一旦照射紫外線215，該照射部分分解而變?yōu)橥该?。此外，被照射到紫外線215的區(qū)域的雙折射性消失，變成具有與著有顏色部分的常光折射率基本相等的折射率的各向同性。因此，如果透明部分的膜厚與著色部分的膜厚相等，就成為完全偏振光性的衍射光柵。
此時(shí)如果調(diào)整紫外線照射量，透明部分(紫外線照射到的區(qū)域)發(fā)生收縮，變得比著色部分(紫外線未照射到的區(qū)域)薄。結(jié)果如圖9(D)所示，由凸部213c和凹部213b形成周期光柵。因此，即使常光入射，也由于表面的階梯差而產(chǎn)生衍射，所以不會(huì)有完全的偏振光特性，成為具有部分偏振光性的衍射型元件21。
對(duì)于這樣形成的衍射型元件21，通過調(diào)整紫外線照射量，既可以具有完全的偏振光性，也可以具有部分偏振光性。此外，變更對(duì)常光的衍射特性時(shí)，通過改變工藝條件也能對(duì)應(yīng)。還有，不使用蝕刻等工藝，只要改變曝光圖，就能形成非常細(xì)微的衍射光柵，所以，制造出價(jià)廉且光學(xué)系統(tǒng)的配置方面設(shè)計(jì)自由度相當(dāng)高的光柵型元件21。
另外，在上述實(shí)施形態(tài)中，以使用衍射型元件21作為偏振光分離元件的光頭裝置1A為例進(jìn)行了說明，但在如圖9及圖10所示那樣，將立方棱鏡狀的偏振光束分離器11用作偏振光分離元件的光頭裝置1B中應(yīng)用本發(fā)明也行。
如以上說明過的那樣，在本發(fā)明的光頭裝置中，并不以使移相板的方位與光記錄媒體的雙折射性方向?qū)?zhǔn)為前提，而是設(shè)定移相板的相位差和方位，以使在光記錄媒體具有的雙折射量從0變至1／4波長期間，光檢測(cè)器測(cè)出的信號(hào)強(qiáng)度出現(xiàn)峰值。
此外，使出射光穿過相對(duì)從激光光源射出的激光為50度至60度方位的移相板后照射到上述光記錄媒體上。
此外，將來自上述激光光源的出射光的偏振光方向配置成相對(duì)上述光記錄媒體的半徑方向朝向45度，并使所述移相板的方位相對(duì)方位45度錯(cuò)開約5度至15的范圍。
因此，在本發(fā)明中，如果光記錄媒體具有的雙折射量是在0至1／4波長之間，則即使移相板的方位不向著光記錄媒體具有的雙折射性的方向，也能高強(qiáng)度測(cè)出來自記錄媒體的返回光，所以，能構(gòu)成有效光量高的光頭裝置。無論光記錄媒體的雙折射性實(shí)際上朝向哪個(gè)方向，都可以將光源配置在從設(shè)計(jì)等方面考慮為最佳的狀態(tài)。因此，即使在光源與檢測(cè)器成為一體的光頭裝置等中，也能吸收光記錄媒體具有的雙折射性，進(jìn)行穩(wěn)定的信號(hào)檢測(cè)。
權(quán)利要求
1．一種光頭裝置，具有對(duì)來自激光光源的出射光和來自光記錄媒體的返回光的偏振光狀態(tài)進(jìn)行變換的移相板，以及根據(jù)所述出射光和所述返回光的偏振光狀態(tài)，將所述返回光從自所述激光光源射向所述光記錄媒體的光軸上分離出來并導(dǎo)向光檢測(cè)器的偏振光分離元件，其特征在于，將所述移相板的相位差及各向異性軸的方向設(shè)定為，在計(jì)量所述光記錄媒體具有的雙折射量與所述檢測(cè)器測(cè)出的信號(hào)強(qiáng)度之關(guān)系時(shí)，在所述光記錄媒體具有的雙折射量從0變至1／4波長的期間，出現(xiàn)所述信號(hào)強(qiáng)度的峰值。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的光頭裝置，其特征在于，所述偏振光分離元件具有部分偏振光性，該偏振光性從含有偏振光方向朝向相互正交方向的第1直線偏振光及第2直線偏振光的返回光中，使該第1及第2直線偏振光均以一定比例向著所述光檢測(cè)器射出。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的光頭裝置，其特征在于，所述偏振光分離元件為衍射型元件，所述衍射型元件的衍射光柵由聚聯(lián)乙炔衍生物膜形成。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的光頭裝置，其特征在于，所述移相板由傾斜蒸鍍的電介質(zhì)膜或聚聯(lián)乙炔衍生物膜所形成。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的光頭裝置，其特征在于，所述偏振光分離元件與所述移相板形成為一體，所述激光光源及所述光檢測(cè)器作為光源單元形成為一體。
6．一種光頭裝置，具有對(duì)來自激光光源的出射光和來自光記錄媒體的返回光的偏振光狀態(tài)進(jìn)行變換的移相板，以及根據(jù)所述出射光和所述返回光的偏振光狀態(tài)，將所述返回光從自所述激光光源射向所述光記錄媒體的光軸上分離出來并導(dǎo)向光檢測(cè)器的偏振光分離元件，其特征在于，通過相對(duì)從所述激光光源射出的激光設(shè)定為50度至60度方位的移相板后照射在上述光記錄媒體上。
7．根據(jù)權(quán)利要求6所述的光頭裝置，其特征在于，所述偏振光分離元件具有部分偏振光性，該部分偏振光性能從含有偏振光方向朝向相互正交方向的s偏振光和p偏振光的直線偏振光的返回光中，以一定的比例且朝向所述光檢測(cè)器分離出所述s偏振光和p偏振光。
8．根據(jù)權(quán)利要求7所述的光頭裝置，其特征在于，設(shè)對(duì)所述s偏振光的穿透率和衍射率為Ts和Rs時(shí)，使對(duì)所述s偏振光的穿透率Ts和衍射率Rs均在0．3以上，并且設(shè)對(duì)p偏振光的穿透率和衍射率為Tp和Rp時(shí)，使對(duì)所述p偏振光的穿透率Tp和衍射率Rp均基本在0．3以上。
9．根據(jù)權(quán)利要求8所述的光頭裝置，其特征在于，設(shè)對(duì)所述s偏振光的穿透率和衍射率為Ts和Rs時(shí)，使對(duì)所述s偏振光的穿透率Ts與衍射率Rs之比基本為0．5∶0．5，并且，設(shè)對(duì)p偏振光的穿透率和衍射率設(shè)為Tp和Rp時(shí)，使對(duì)p偏振光的穿透率Tp與衍射率Rp之比基本為0．5∶0．5。
10．根據(jù)權(quán)利要求6所述的光頭裝置，其特征在于，將所述移相板的相位差設(shè)定在以90度為中心約20度的范圍內(nèi)。
11．一種光頭裝置，具有對(duì)來自激光光源的出射光和來自光記錄媒體的返回光的偏振光狀態(tài)進(jìn)行變換的移相板，以及根據(jù)所述出射光和所述返回光的偏振光狀態(tài)，將所述返回光從自所述激光光源射向所述光記錄媒體的光軸上分離出來并導(dǎo)向光檢測(cè)器的偏振光分離元件，其特征在于，將所述來自激光光源的出射光的偏振光方向配置為相對(duì)所述光記錄媒體的半徑方向?yàn)?5°，并使所述移相板的方位相對(duì)45度錯(cuò)開約5度至15度的范圍。
12．根據(jù)權(quán)利要求11所述的光頭裝置，其特征在于，將所述移相板的相位差設(shè)定為大致90度，并將所述移相板的方位設(shè)定為50度至60度。
13．根據(jù)權(quán)利要求12所述的光頭裝置，其特征在于，所述移相板的方位設(shè)定為約55度。
14．根據(jù)權(quán)利要求11所述的光頭裝置，其特征在于，將所述移相板的相位差設(shè)定為以90度為中心約20度的范圍以內(nèi)，并將所述移相板的方位設(shè)定為50度至60度的相位差。
15．根據(jù)權(quán)利要求14所述的光頭裝置，其特征在于，將所述移相板的方位設(shè)定為約55度。
16．根據(jù)權(quán)利要求15所述的光頭裝置，其特征在于，所述偏振光分離元件具有部分偏振光性，該部分偏振光性從含有偏振光方向朝向相互正交方向的第1直線偏振光與第2直線偏振光的返回光中，使所述第1偏振光及第2偏振光以一定比例向著所述光檢測(cè)器分離出來。
全文摘要
即使光記錄媒體本身有雙折射性也不強(qiáng)烈制約光學(xué)系配置,能進(jìn)行穩(wěn)定光檢測(cè)的光頭裝置1A,具有改變激光光源13的出射光和光記錄媒體5的返回光的偏振光狀態(tài)的移相板12,及利用往、返光間偏振光狀態(tài)之差,從光軸上分離出返回光并將其導(dǎo)向光檢測(cè)器14的衍射型元件21,使出射光的偏振光方位朝向光記錄媒體5的半徑方向配置,且光記錄媒體5的雙折射量從0變?yōu)?/4波長期間,檢測(cè)器14測(cè)出的信號(hào)強(qiáng)度出現(xiàn)峰值,以此條件設(shè)定移相板的方位及相位量。
文檔編號(hào)G11B7/12GK1278640SQ0011868
公開日2001年1月3日 申請(qǐng)日期2000年6月16日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月16日
發(fā)明者武田正, 武居勇一, 林善雄 申請(qǐng)人:株式會(huì)社三協(xié)精機(jī)制作所