專利名稱：光讀寫頭裝置和使用該光讀寫頭裝置的光信息裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將信息記錄到光信息媒體上或再生記錄在光信息媒體上的信息而使用的光讀寫頭裝置和使用該光讀寫頭裝置的光信息裝置(包括記錄再生裝置、再生專用裝置)以及應(yīng)用它們的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，正在進行增大物鏡的數(shù)值孔徑(NA)、減小光盤上的聚光點的直徑以求實現(xiàn)光盤系統(tǒng)的高密度化的開發(fā)研究。例如，CD系統(tǒng)中的物鏡的NA為0.4，DVD系統(tǒng)中的物鏡的NA為0.6，但是，在下一代光盤系統(tǒng)的物鏡中，預(yù)期NA將大到0.85。這時，入射到物鏡的開口上的光的面內(nèi)分布就成了問題。
這可以通過以下內(nèi)容進行說明?，F(xiàn)在，如果入射到物鏡的開口上的光的面內(nèi)分布恒定，則由物鏡聚光到光盤上的聚光點的直徑可以表為λ/NA。其中，λ是光源的波長。另外，NA＝r/f的關(guān)系成立。其中，r是物鏡的開口半徑，f是物鏡的焦距。
開口半徑r和焦距f本來是由物鏡的物理尺寸決定的，但是，可以很容易地推測，在例如開口周邊部光量成為0時的實質(zhì)上的開口半徑將小于物鏡的物理的開口半徑。因此，即使想通過增大物鏡的NA來實現(xiàn)光盤系統(tǒng)的高密度化，即，即使想減小光盤上的聚光點的直徑，如果入射到物鏡的開口上的光的面內(nèi)分布不是盡可能地均勻，就不能實現(xiàn)高密度化。
迄今，入射到物鏡的開口上的光的面內(nèi)分布不均勻的情況早已成了問題。這是由于從半導(dǎo)體激光光源發(fā)射出的激光的光強度在光束內(nèi)不均勻而引起的。
下面，使用圖16和圖17說明這一問題。圖16是表示從半導(dǎo)體激光光源發(fā)射出的激光與通過準直儀透鏡進入的光量的關(guān)系的圖，圖17是表示從半導(dǎo)體激光光源發(fā)射出的激光相對于擴展角的光強度分布的圖。由圖17可知，從半導(dǎo)體激光光源10發(fā)射出的激光的光強度從準直儀透鏡9的中心開始隨著光束半徑增加而按高斯函數(shù)減小。因此，以往，為了使進入物鏡的開口半徑內(nèi)的平行光束8內(nèi)的強度分布盡可能接近于均勻，通過調(diào)整準直儀透鏡9的半徑rc和焦距fc(即，調(diào)整準直儀透鏡9的進入NA＝rc/fc)，使從半導(dǎo)體激光光源10發(fā)射出的激光中只有在角度θd之內(nèi)的內(nèi)部的激光進入物鏡的開口中。
當然，越減小準直儀透鏡9的進入NA，平行光束8內(nèi)的強度分布就變得越少，而從半導(dǎo)體激光光源發(fā)射出的激光的利用效率就降低。因此，準直儀透鏡9的進入NA是考慮了平行光束8內(nèi)的強度分布與激光的利用效率的平衡而決定的。通常，將該值設(shè)計為約0.2。如上所述，在下一代的光盤系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)比DVD系統(tǒng)還要高密度化，物鏡的數(shù)值孔徑NA將增大到0.85，并且使用波長405nm的半導(dǎo)體激光光源。
另一方面，透鏡制造用的玻璃材料隨著光源波長的短波長化，折射率隨波長的變化而變化的程度增大。通常，透鏡所使用的玻璃材料的折射率在光源波長在405nm附近變化1nm時其變化約為在DVD再生波長650nm附近的變化量的約3～4倍。
波長405nm的半導(dǎo)體激光光源的溫度變化時，振蕩波長就發(fā)生變化，所以，物鏡的折射率發(fā)生變化。而且，物鏡的折射率將因此而偏離設(shè)計時的折射率，所以，由物鏡聚光的聚光點距光盤表面的移動量就是DVD時的約3～4倍(物鏡的色差)。另外，越是透鏡的外周部，光線彎曲得越厲害，所以，通過物鏡的外周部的光線受到折射率的變化的影響就越大。因此，由于上述物鏡的色差影響，越是通過物鏡的外周部的光線，其焦點移動就越厲害，而近軸光線的焦點移動則幾乎不發(fā)生。
另一方面，為了實現(xiàn)高密度化而增大物鏡的NA時，焦深將與NA的平方成反比地減小。因此，NA0.85的系統(tǒng)的焦深只有NA0.6的系統(tǒng)的焦深的1/2。
因此，下一代光盤系統(tǒng)(NA0.85、光源波長405nm)中由于色差引起的焦點移動將成為DVD系統(tǒng)時的8倍，這是很嚴重的。因此，在下一代光盤系統(tǒng)中，必須關(guān)注該光源波長的變化引起的焦點位置的移動。該焦點位置的移動花費10msec以上的時間時，如果利用焦點誤差檢測法檢測焦點移動并相應(yīng)地移動物鏡，就可以抵消該焦點移動，所以，光源波長的變化引起的焦點位置的移動不會成為問題，但是，焦點位置的移動在10msec以下的時間內(nèi)發(fā)生時，例如在半導(dǎo)體激光光源的記錄/再生切換時焦點發(fā)生偏離，就不能很好地進行記錄再生，這就成了很大的問題。
如圖18所示，為了降低色差，物鏡1由2組3片透鏡1c、1f和1e構(gòu)成。其中，透鏡1c是凸透鏡，透鏡1f是凹透鏡，所以，半導(dǎo)體激光光源的振蕩波長比中心波長405nm短時，構(gòu)成凸透鏡的玻璃材料的折射率將略微增加。因此，凸透鏡2b、1c、1e使光線強烈地彎曲，所以，聚光到光盤3的信號面上的聚光點4就向透鏡1e一側(cè)移動。另一方面，半導(dǎo)體激光光源的振蕩波長比中心波長405nm長時，構(gòu)成凸透鏡的玻璃材料的折射率降低。因此，凸透鏡2b、1c、1e使光線彎曲的力減弱，故聚光到光盤3的信號面上的聚光點4就向與透鏡1e相反的一側(cè)移動。
另一方面，凹透鏡2a、1f對光線的作用與凸透鏡2b、1c、1e相反，所以，在半導(dǎo)體激光光源的振蕩波長發(fā)生變化時，通過利用凹透鏡2a、1f引起的光線的變化抵消凸透鏡2b、1c、1e引起的光線的變化，可以抑制聚光點4的移動。透鏡球面的曲率越大，該半導(dǎo)體激光光源的振蕩波長的變化引起的聚光點4的移動量就越大。因此，凸透鏡2b、1c、1e引起的聚光點4的移動幾乎被曲率大的凹透鏡1f所抵消。因此，通過利用這樣的2組3片的透鏡1c、1f、1e構(gòu)成物鏡1，即使半導(dǎo)體激光光源的振蕩波長從405nm變化1nm，也可以將距光盤3的信號面的聚光點4的移動量限制到約0.001μm。但是，在這樣的透鏡結(jié)構(gòu)的情況下，與CD系統(tǒng)、DVD系統(tǒng)的由單透鏡構(gòu)成的物鏡相比，透鏡增加了2片，所以，調(diào)整工序變得復(fù)雜。另外，將物鏡1采用圖19所示的單透鏡結(jié)構(gòu)時，雖然可以通過組裝工序的簡化和透鏡片數(shù)的減少而實現(xiàn)成本降低，但是，色差引起的聚光點4的移動量將達到0.5μm。因此，這時，為了降低色差就必須增加某種元件。
在圖20所示的光讀寫頭裝置中，為了降低成本而使用了2片結(jié)構(gòu)的物鏡1。按照該結(jié)構(gòu)，不僅實現(xiàn)了成本降低，而且色差也比1片結(jié)構(gòu)的物鏡時降低了。但是，即使這樣，色差引起的聚光點4的移動量還有約為0.35μm，為了降低色差仍然必須附加某種元件。
使用圖19、圖20所示的物鏡1時，為了降低半導(dǎo)體激光光源的振蕩波長變化時發(fā)生的色差，插入了由衍射光柵構(gòu)成的色差校正元件7。這時，與圖18所示的2組3片結(jié)構(gòu)的物鏡1相比，減少了1片或2片透鏡，增加了色差校正元件7。但是，該色差校正元件7可以利用通過樹脂成形制作構(gòu)成光束擴展器2的凸透鏡2 b時的一面簡單地形成，所以，與使用圖18所示的2組3片結(jié)構(gòu)的物鏡1的情況相比，預(yù)計可以大大降低成本。
這種色差降低法已是迄今大家所熟知的(例如，特開2001-60336號公報，以下稱為『第1現(xiàn)有例』)，如果物鏡的色差增大，就減小色差校正元件7的光柵間距。
利用該色差校正元件7可以降低色差的理由如下。即，如上所述，例如半導(dǎo)體激光光源的振蕩波長比中心波長405nm短時，構(gòu)成凸透鏡的玻璃材料的折射率將增大，從而凸透鏡的放大率增大，于是，光線將強烈地彎曲，焦距將縮短。另一方面，在構(gòu)成色差校正元件7的衍射光柵中波長λ與衍射角θh的關(guān)系為θh＝λ/p(p是衍射光柵的光柵間距)，所以，波長短時，衍射角減小。因此，色差校正元件7對光線的作用與凸透鏡相反。于是，通過插入這樣的色差校正元件7，可以抵消起因于波長變化的由物鏡1引起的焦點移動。這時，利用了衍射角與波長的依賴關(guān)系，所以，應(yīng)校正的色差量越大，對于波長變化就越需要增大衍射角θh。因此，如果物鏡1的色差量增大，就減小色差校正元件7的光柵間距，并且越靠近內(nèi)周近軸，色差校正元件7的光柵間距就越大。
如上所述，使用2片結(jié)構(gòu)的物鏡1時的色差引起的聚光點4的移動量約為0.35μm，用于抵消色差的色差校正元件7的光柵間距在物鏡1的有效直徑最外周部約為6μm、在中心部約為150μm。這樣，在光柵間距大幅度變化時，色差校正元件7的各半徑位置的衍射效率就如圖2A的實線所示的那樣變化。因此，物鏡1的中心附近的光線由150μm間距的衍射光柵消色差，所以，這部分的衍射效率為99％。另一方面，物鏡1的有效直徑最外周部的光線由6.5μm間距的衍射光柵消色差，所以，這部分的衍射效率約為92％(對該間距的衍射效率是從理論值中扣除了由于實際的加工誤差引起的降低量之后的估計值)。
下面，作為第2現(xiàn)有例，使用圖21說明特開平7-262594號公報所公開的結(jié)構(gòu)。在圖21中，41是光盤、42是半導(dǎo)體激光光源。43是使衍射光431相對于入射光束光軸向傾斜方向分支出來并且不入射到其他光學元件上的全息圖。從半導(dǎo)體激光光源42出射而入射到全息圖43上的激光，通過衍射而變換為中心附近的光強度恒定的光束，并透過(0級衍射)全息圖43。再有，構(gòu)成全息圖面的光柵的上表面形狀具有光滑的曲線。45是將透過全息圖43的在中心附近的光強度恒定的光束聚光到光盤41上而用于形成聚光點的物鏡。由于全息圖43引起的衍射而成為中心附近的光強度恒定的光束，所以，可以使由物鏡45聚光而在光盤41上形成的聚光點的直徑小到1/e2寬度略等于0.96λ/NA。
用于校正在物鏡1中發(fā)生的色差的色差校正元件7隨著向外周部而光柵間距減小，另外，隨著向外周部而衍射效率降低。因此，物鏡1的在外周部附近的光強度由于半導(dǎo)體激光光源的強度相對于光束半徑距離按高斯函數(shù)降低而大幅度地降低。
在物鏡的外周部，光強度大幅度降低時，物鏡的有效NA將降低，結(jié)果，光線在光盤就不能充分集聚，從而就不能與NA成正比地提高光盤上的記錄密度。
另外，在第2現(xiàn)有例中，為了使衍射光431相對于入射光束光軸向傾斜方向分支出來并且不入射到其他光學元件上，必須增大衍射角度。結(jié)果，全息圖43的光柵間距就變得非常小，小到2μm以下，存在難于制造的問題。另外，中心附近的光強度保持恒定。此外，從半導(dǎo)體激光光源42出射的光束421為中心的強度最強而隨著到外周逐漸地光量減弱的所謂的高斯分布。因此，全息圖43的衍射效率必須在中心點為最高即0級的透射率低，隨著到外周而逐漸地降低即0級的透射率增高。這樣，全息圖43的衍射效率就隨場所而變化，所以，在有與光束421的光強度中心的位置偏離時，0級的透過光的光量分布將顯著地變化，從而難于在光盤上如所設(shè)想的那樣形成小的聚光點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的上述課題而提出的，其目的在于提供可以增大物鏡的數(shù)值孔徑(NA)、縮小光盤上的聚光點的直徑從而實現(xiàn)光盤系統(tǒng)的高密度化并且可以得到高的光利用效率的光讀寫頭裝置和使用該光讀寫頭裝置的光信息裝置以及應(yīng)用它們的系統(tǒng)。
為了達到上述目的，本發(fā)明的光讀寫頭裝置的第1結(jié)構(gòu)是具有使用物鏡將從半導(dǎo)體激光光源發(fā)射出的激光聚集到光信息媒體上的聚光光學系統(tǒng)的光讀寫頭裝置，其特征在于在上述半導(dǎo)體激光光源與上述光信息媒體之間設(shè)置了校正在上述物鏡中發(fā)生的色差的色差校正元件，并且為了校正入射到上述物鏡的開口面上的光的強度隨離開上述開口面的中心的距離而降低的現(xiàn)象設(shè)置了隨離開上述物鏡的上述開口面的中心的距離而透射率增加的光分布校正元件。
在上述本發(fā)明的光讀寫頭裝置的第1結(jié)構(gòu)中，上述光分布校正元件最好是具有相位級差的同心圓狀的衍射光柵。另外，這時，上述色差校正元件和上述光分布校正元件最好分別在1片透鏡的兩面形成。
另外，本發(fā)明的光讀寫頭裝置的第2結(jié)構(gòu)是具有使用物鏡將從半導(dǎo)體激光光源發(fā)射出的激光聚集到光信息媒體上的聚光光學系統(tǒng)的光讀寫頭裝置，其特征在于在上述半導(dǎo)體激光光源與上述光信息媒體之間，為了校正入射到上述物鏡的開口面上的光的強度隨離開上述開口面的中心的距離而降低的現(xiàn)象設(shè)置了使上述物鏡的上述開口面的中心附近的透射率降低一定量的光分布校正元件。
在上述本發(fā)明的光讀寫頭裝置的第2結(jié)構(gòu)中，上述光分布校正元件的透射率降低的部分最好利用金屬蒸鍍膜形成。
在上述本發(fā)明的光讀寫頭裝置的第2結(jié)構(gòu)中，上述光分布校正元件的透射率降低的部分最好利用全息圖形成。
在上述本發(fā)明的光讀寫頭裝置的第2結(jié)構(gòu)中，上述光分布校正元件的透射率降低的部分最好利用電介質(zhì)的多層膜形成。
在上述本發(fā)明的光讀寫頭裝置的第2結(jié)構(gòu)中，上述光分布校正元件的透射率降低的部分的該透射率最好在65％～85％的范圍內(nèi)。
在上述本發(fā)明的光讀寫頭裝置的第2結(jié)構(gòu)中，在上述半導(dǎo)體激光光源與上述光信息媒體之間還設(shè)置了校正在上述物鏡中發(fā)生的色差的色差校正元件，并且上述光分布校正元件的透射率降低的部分的該透射率最好在60％～75％的范圍內(nèi)。
在上述本發(fā)明的光讀寫頭裝置的第1或第2結(jié)構(gòu)中，還具有檢測由上述光信息媒體反射的光的光檢測器和將由上述光信息媒體反射的光從上述半導(dǎo)體激光光源的方向分支出來而導(dǎo)向上述光檢測器的光路分支裝置，上述光分布校正元件最好配置在上述半導(dǎo)體激光光源與上述光路分支裝置之間。
另外，本發(fā)明的光讀寫頭裝置的第3結(jié)構(gòu)是具有使用物鏡將從半導(dǎo)體激光光源發(fā)射出的激光聚集到光信息媒體上的聚光光學系統(tǒng)的光讀寫頭裝置，其特征在于在上述半導(dǎo)體激光光源與上述光信息媒體之間，為了校正入射到上述物鏡的開口面上的光的強度隨離開上述開口面的中心的距離而降低的現(xiàn)象設(shè)置了使上述物鏡的上述開口面的中心附近的反射率降低一定量的光分布校正元件。
在上述本發(fā)明的光讀寫頭裝置的第3結(jié)構(gòu)中，上述光分布校正元件的反射率降低的部分最好利用電介質(zhì)的多層膜形成。
在上述本發(fā)明的光讀寫頭裝置的第3結(jié)構(gòu)中，上述光分布校正元件的反射率降低的部分的反射率最好在65％～85％的范圍內(nèi)。
在上述本發(fā)明的光讀寫頭裝置的第3結(jié)構(gòu)中，在上述半導(dǎo)體激光光源與上述光信息媒體之間還設(shè)置了校正在上述物鏡中發(fā)生的色差的色差校正元件，并且上述光分布校正元件的反射率降低的部分的反射率最好在60％～75％的范圍內(nèi)。
在上述本發(fā)明的光讀寫頭裝置的第3結(jié)構(gòu)中，還具有檢測由上述光信息媒體反射的光的光檢測器和將由上述光信息媒體反射的光從上述半導(dǎo)體激光光源的方向分支出來而導(dǎo)向上述光檢測器的光路分支裝置，上述光分布校正元件最好配置在上述光路分支裝置與上述光信息媒體之間。
另外，本發(fā)明的光讀寫頭裝置的第4結(jié)構(gòu)是具有使用物鏡將從半導(dǎo)體激光光源發(fā)射出的激光聚集到光信息媒體上的聚光光學系統(tǒng)的光讀寫頭裝置，其特征在于在上述半導(dǎo)體激光光源與上述光信息媒體之間設(shè)置了校正在上述物鏡中發(fā)生的色差的由起伏型的炫耀光柵構(gòu)成的色差校正元件，并且為了校正入射到上述物鏡的開口面上的光的強度隨離開上述開口面的中心的距離而降低的現(xiàn)象而將上述色差校正元件的與上述物鏡的開口面的中心附近對應(yīng)的部分的上述炫耀光柵的高度設(shè)定為與衍射效率成為最大的高度不同的高度。
在上述本發(fā)明的光讀寫頭裝置的第4結(jié)構(gòu)中，上述色差校正元件與上述物鏡最好一體地固定。另外，這時，上述色差校正元件在上述物鏡的表面上最好一體地形成。
在上述本發(fā)明的光讀寫頭的第1、第2、第3或第4結(jié)構(gòu)中，與不進行光分布校正的情況相比，從上述半導(dǎo)體激光光源到上述聚光光學系統(tǒng)的數(shù)值孔徑最好設(shè)定為大的數(shù)值。
另外，本發(fā)明的光讀寫頭裝置的第5結(jié)構(gòu)是具有使用物鏡將從半導(dǎo)體激光光源發(fā)射出的激光聚集到光信息媒體上的聚光光學系統(tǒng)的光讀寫頭裝置，其特征在于在上述半導(dǎo)體激光光源與上述光信息媒體之間，為了校正入射到上述物鏡的開口面上的光的強度隨離開上述開口面的中心的距離而降低的現(xiàn)象設(shè)置了使上述物鏡的上述開口面的中心附近的透射率降低一定量的光分布校正元件，使用被上述光分布校正元件損耗了的上述物鏡的上述開口面的中心附近的光，監(jiān)測從上述光源發(fā)射出的光的功率。
另外，本發(fā)明的光讀寫頭裝置的第6結(jié)構(gòu)是具有使用物鏡將從半導(dǎo)體激光光源發(fā)射出的激光聚集到光信息媒體上的聚光光學系統(tǒng)的光讀寫頭裝置，其特征在于在上述半導(dǎo)體激光光源與上述光信息媒體之間，為了校正入射到上述物鏡的開口面上的光的強度隨離開上述開口面的中心的距離而降低的現(xiàn)象設(shè)置了使上述物鏡的上述開口面的中心附近的透射率降低一定量的光分布校正元件，使用被上述光分布校正元件損耗了的上述物鏡的上述開口面的中心附近的光，監(jiān)測從上述光源發(fā)射出的光的功率。
另外，本發(fā)明的光信息裝置的結(jié)構(gòu)的特征在于具有上述本發(fā)明的光讀寫頭裝置；驅(qū)動上述光信息媒體的光信息媒體驅(qū)動部；以及接收從上述光讀寫頭裝置得到的信號并根據(jù)上述信號控制上述光信息媒體驅(qū)動部、上述光讀寫頭裝置內(nèi)的上述半導(dǎo)體激光光源和物鏡的控制部。
另外，本發(fā)明的計算機的結(jié)構(gòu)的特征在于具有上述本發(fā)明的光信息裝置；進行信息的輸入的輸入裝置；根據(jù)從上述輸入裝置輸入的信息或由上述光信息裝置讀出的信息進行運算的運算裝置；以及顯示或輸出從上述輸入裝置輸入的信息或由上述光信息裝置讀出的信息或由上述運算裝置運算的結(jié)果的輸出裝置。
另外，本發(fā)明的光盤播放機的結(jié)構(gòu)的特征在于具有上述本發(fā)明的光信息裝置；以及將從上述光信息裝置得到的信息信號變換為圖像的從信息向圖像變換的變換裝置。
另外，本發(fā)明的車輛駕駛導(dǎo)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的特征在于具有上述本發(fā)明的光盤播放機。
另外，本發(fā)明的光盤記錄裝置的結(jié)構(gòu)的特征在于具有本發(fā)明的光信息裝置；以及將圖像信息變換為由上述光信息裝置向上述光信息媒體記錄的信息的從圖像向信息變換的變換裝置。
另外，本發(fā)明的光盤服務(wù)器的結(jié)構(gòu)的特征在于具有上述本發(fā)明的光信息裝置；以及與外部進行信息的交換的輸入輸出端子。


圖1是表示本發(fā)明實施例1中的光讀寫頭裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖2A是表示離開色差校正元件的光軸中心的距離與光柵間距和衍射效率的關(guān)系的圖，圖2B是表示離開本發(fā)明實施例1中的光分布校正元件的光軸中心的距離與光柵間距和衍射效率的關(guān)系的圖。
圖3是表示本發(fā)明實施例1中的光讀寫頭裝置的其他例的物鏡周圍的情況的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖4是表示本發(fā)明實施例2中的光讀寫頭裝置的物鏡周圍的情況的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖5是表示本發(fā)明實施例2中的光分布校正元件和色差校正元件的平面圖。
圖6是表示本發(fā)明實施例2中的光讀寫頭裝置的另一例的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖7A是表示本發(fā)明實施例2中的光分布校正元件的另一例的概略剖面圖，圖7B是表示本發(fā)明實施例2中的光分布校正元件的又一例的概略剖面圖。
圖8是表示本發(fā)明實施例3中的形成了兼作光分布校正元件的色差校正元件的透鏡的概略剖面圖。
圖9是表示本發(fā)明實施例3中的形成了兼作光分布校正元件的色差校正元件的透鏡的其他例的概略剖面圖。
圖10是表示本發(fā)明實施例4中的光讀寫頭裝置的物鏡周圍的情況的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖11是表示本發(fā)明實施例5中的光信息裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖12是表示本發(fā)明實施例6中的計算機的概略斜視圖。
圖13是表示本發(fā)明實施例7中的光盤播放機的概略斜視圖。
圖14是表示本發(fā)明實施例8中的光盤記錄裝置的概略斜視圖。
圖15是表示本發(fā)明實施例9中的光盤服務(wù)器的概略斜視圖。
圖16是表示現(xiàn)有技術(shù)中從半導(dǎo)體激光光源發(fā)射出的激光與由準直儀透鏡進入的光量的關(guān)系的圖。
圖17是表示現(xiàn)有技術(shù)中從半導(dǎo)體激光光源發(fā)射出的激光相對于擴展角的光強度分布的圖。
圖18是表示現(xiàn)有技術(shù)中具有2組3片結(jié)構(gòu)的物鏡的光讀寫頭裝置的物鏡周圍的情況的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖19是表示現(xiàn)有技術(shù)中具有單透鏡結(jié)構(gòu)的物鏡的光讀寫頭裝置的物鏡周圍的情況的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖20是表示現(xiàn)有技術(shù)中具有2片結(jié)構(gòu)的物鏡的光讀寫頭裝置的物鏡周圍的情況的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖21是表示現(xiàn)有技術(shù)中光讀寫頭裝置的其他例的主要部分的概略剖面圖。
具體實施例方式
下面，使用實施例進一步具體地說明本發(fā)明。
實施例1.
圖1是表示本發(fā)明實施例1中的光讀寫頭裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
如圖1所示，本實施例的光讀寫頭裝置具有將從半導(dǎo)體激光光源10發(fā)射出的激光使用物鏡1聚集到光盤(光信息媒體)3上的聚光光學系統(tǒng)。這里，物鏡1由從半導(dǎo)體激光光源10一側(cè)起依次配置的凹透鏡1a和凸透鏡1b構(gòu)成(2片結(jié)構(gòu))。
在半導(dǎo)體激光光源10與物鏡1之間，設(shè)置了由從半導(dǎo)體激光光源10一側(cè)起依次配置的凹透鏡2a和凸透鏡2b構(gòu)成的光束擴展器2。這樣插入光束擴展器2的理由如下。即，為了實現(xiàn)光盤系統(tǒng)的高密度化，如果增大物鏡1的數(shù)值孔徑(NA)，則由于光盤3的保護層的厚度誤差，光盤3上的聚光點4的大小將由于面像差而發(fā)生變化。因此，通過插入光束擴展器2，使其入射側(cè)凹透鏡2a與出射側(cè)凸透鏡2b的間隔發(fā)生變化，來校正該球面像差。另外，光束擴展器2也是為了使物鏡1的開口半徑與來自準直儀透鏡9的平行光束8的光束直徑匹配而插入的。
在構(gòu)成光束擴展器2的凸透鏡2b的凹透鏡2a一側(cè)的面上，為了校正在物鏡1中發(fā)生的色差，形成了由衍射光柵構(gòu)成的色差校正元件7。
這樣，在本實施例中，在物鏡1中發(fā)生的色差就由在構(gòu)成光束擴展器2的凸透鏡2a上形成的色差校正元件7進行校正，在進行記錄/再生切換時半導(dǎo)體激光光源10的激光輸出發(fā)生變化時，光盤3上的聚光點4也不發(fā)生焦點移動。但是，如在現(xiàn)有技術(shù)的說明中所述的那樣，色差校正元件7隨著向光束的半徑方向而間距減小，最短間距長度在光束的最外周部約為6μm，衍射效率也降低到約90％。另一方面，從半導(dǎo)體激光光源10發(fā)射出的發(fā)散光(激光)由準直儀透鏡9變換為平行光束8。這時，如圖16所示，作為由準直儀透鏡9決定的激光的取入角，采取比激光的擴展角θ小的角度θd，以使透鏡有效直徑最外周部的光強度相對于光軸上的光強度盡可能不降低。因此，激光的取入角θd越小，邊緣強度就越高，但是，準直儀透鏡9中激光的傳輸效率將降低。按照該方法，的確使用色差校正元件7可以解決由于在外周部發(fā)生的衍射效率降低而引起的光量分布降低的問題。但是，該方法存在光量損失很大這樣的問題。
因此，在本實施例中，為了解決這一問題，在構(gòu)成光束擴展器2的凸透鏡2b的物鏡1一側(cè)的面上形成由透射率隨離開物鏡1的開口面的中心(光軸)的距離而增加的衍射光柵構(gòu)成的光分布校正元件6。色差校正元件7在中央部衍射效率高，隨著到周邊部，衍射效率降低，由此產(chǎn)生了光量分布。即，入射到物鏡1的開口面上的光的強度隨離開上述開口面的中心的距離而降低。為了校正該降低現(xiàn)象，必須形成在中央部透射率低、在隨著到周邊部而透射率增高的光分布校正元件6。作為光分布校正元件6，可以形成例如在中心部有使衍射效率增高的溝槽深度而越到周邊部溝槽深度就越淺的相位型衍射光柵。另外，通過改變衍射光柵的凸面與凹面在1間距內(nèi)的比值，也可以校正入射到物鏡1的開口面上的光的強度隨離開上述開口面的中心的距離而降低的現(xiàn)象。這時，通過使在周邊部凸面與凹面之比大于1或小于1并越到中心部該比值就越接近于1，而越到中心部就可以越使衍射效率提高并越使透射率降低。
此外，通過使光分布校正元件6的衍射效率恒定而僅在凸透鏡2b的中心部形成該光分布校正元件6，可以提高光分布校正元件6對光軸的位置誤差的允許度。而且，由此也可以得到光讀寫頭裝置的組裝變得容易這樣顯著的效果。
另外，將衍射光柵做成同心圓狀，還可以有效地使光分布校正元件6具有透鏡的效果。這時，在光盤3上，透射光聚焦時衍射光散焦，從而不會帶有不需要的信息反射回來。因此，如第2現(xiàn)有例那樣，不必通過減小光柵間距來增大衍射角度，從而光分布校正元件6的制造變得容易。
另外，光分布的校正也可以通過使用由例如鉻(Cr)或銀(Ag)這樣的金屬的蒸鍍膜僅在中心部分形成的濾光片構(gòu)成的光分布校正元件而實現(xiàn)。這里，形成金屬蒸鍍膜的區(qū)域的大小即金屬蒸鍍膜的直徑最好大于凸透鏡2b的直徑的1/2而小于3/4。這時，當然也如第2現(xiàn)有例那樣不必形成小間距的光柵，從而光分布校正元件6的制造變得容易。
光分布校正元件6的中心部分(形成金屬蒸鍍膜而透射率降低一定量的部分)的透射率在不是將光分布校正元件6與色差校正元件7同時使用時，最好約為65％～85％。這是將不使用中心部分的光量的光量損失用于獲得增大準直儀透鏡9的進入NA的效果，從而總體上可以獲得能夠提高光利用效率的效果的值。
另外，光分布校正元件6的中心部分(形成金屬蒸鍍膜而透射率降低一定量的部分)的透射率在將光分布校正元件6與色差校正元件7同時使用時，最好約為60％～75％。這是相對于不將上述的光分布校正元件6與色差校正元件7同時使用的情況可以進一步獲得校正約1成的由色差校正元件引起的外周部的透射率降低的效果的值。
通過這樣形成光分布校正元件6，也可以采取與色差校正元件7的一體成形而制作光分布校正元件6。由此，便能以約5μm的誤差使色差校正元件7與光分布校正元件6的中心一致，從補償由色差校正元件7引起的外周部的光量降低的觀點考慮，可以更正確地進行輪廓校正。如果利用該光分布校正元件6進行光分布的校正，可以比現(xiàn)有技術(shù)中減小準直儀透鏡9的進入NA而使光量分布變得平坦的方法大幅度地改善從半導(dǎo)體激光光源10發(fā)射出的激光的利用效率。
另外，在本實施例的光讀寫頭裝置中，設(shè)置了用于分支為從半導(dǎo)體激光光源10到光盤3的光路(往路)和由光盤3反射的光達到光檢測器12的光路(復(fù)路)的作為光路分支裝置的偏振光分束器13。再有，作為光路分支裝置，除了偏振光分束器13以外，也可以使用半反射鏡或衍射元件等。這時，通過將光分布校正元件6插入到半導(dǎo)體激光光源10與光路分支裝置之間，光分布校正元件6僅在往路起作用，而在復(fù)路不起作用，這就提高了復(fù)路的光利用效率和信噪比(S/N)，從而可以實現(xiàn)穩(wěn)定的信號再生。再有，在圖1中，5表示向物鏡1入射的入射光。
作為一例，對于減小準直儀透鏡9的進入NA而校正光分布的情況和利用光分布校正元件6校正光分布情況，利用模擬計算了哪種方式可以改善從半導(dǎo)體激光光源10發(fā)射出的激光的利用效率。再有，通過光盤系統(tǒng)的記錄再生實驗，已判明在物鏡1的最外周的光強度小于中心部的光強度的60％時，記錄再生信號的品質(zhì)開始惡化。因此，作為物鏡1的最外周的光強度，用確保大于中心部的光強度的60％的條件進行了模擬。
首先，在不存在色差校正元件7和光分布校正元件6時，物鏡1的有效直徑為3.4mm、激光的擴展角為27度、準直儀透鏡9的進入NA為0.2、物鏡1的最外周的光強度為中心部的光強度的60％時，從半導(dǎo)體激光光源10發(fā)射出的激光的利用效率為40％。其次，在上述條件下僅插入色差校正元件7時，從半導(dǎo)體激光光源10發(fā)射出的激光的利用效率降低到37.8％，物鏡1的最外周的光強度降低到中心部的光強度的56％。但是，色差校正元件7在有效最大直徑位置處的光柵間距為6.5μm，衍射效率為91％，中心部的衍射效率成為98％。
這樣，僅插入色差校正元件7時，由于物鏡1的最外周的光強度小于中心部的光強度的60％，所以，為了將其校正提高到60％以上，首先，將準直儀透鏡9的進入NA從0.2減小到0.188。但是，這時，從半導(dǎo)體激光光源10發(fā)射出的激光的利用效率進一步降低到33.7％。
其次，插入本實施例的光分布校正元件6，使物鏡1的最外周的光強度提高到中心部的光強度的60％以上。這時，從半導(dǎo)體激光光源10發(fā)射出的激光的利用效率成為36.2％。
但是，光分布校正元件6的衍射效率按以下方式進行設(shè)定。即，在與色差校正元件7的中心部相向的位置處的光分布校正元件6的衍射效率被設(shè)定為91.5％，在與色差校正元件7的光柵間距為15μm的位置相向的位置處的光分布校正元件6的衍射效率被設(shè)定為91.3％；在與色差校正元件7的光柵間距為10μm的位置相向的位置處的光分布校正元件6的衍射效率被設(shè)定為91.1％；在與色差校正元件7的光柵間距為6.5μm的位置相向的位置處的光分布校正元件6的衍射效率被設(shè)定為100％。
圖2A表示離開色差校正元件的光軸中心的距離與衍射效率和光柵間距的關(guān)系，圖2B表示離開本實施例的光分布校正元件的光軸中心的距離與衍射效率和光柵間距的關(guān)系。
從半導(dǎo)體激光光源10發(fā)射出的激光的利用效率在現(xiàn)有的方式(減小準直儀透鏡9的進入NA的方式)中為33.7％，但是，在本實施例的方式中則為36.2％，通過插入光分布校正元件6，估計得到了3％(考慮現(xiàn)有的方式中的33.7％為基準時約為1成)的改善。這個值雖然看起來很小，但是，將本實施例的方式應(yīng)用于現(xiàn)實的記錄再生光讀寫頭裝置時，所需要的半導(dǎo)體激光光源10的輸出光量將發(fā)生很大的變化。
對于這一點，例如將信息記錄到光盤3上時，作為來自物鏡1的輸出光量，以需要12mW的情況為例進行說明?，F(xiàn)在，不存在色差校正元件7時所需要的半導(dǎo)體激光光源10的輸出是12/0.4＝30mW。
這時，利用本實施例的光分布校正元件6校正在色差校正元件7中發(fā)生的光分布不均勻時，使用12/0.36＝33mW的半導(dǎo)體激光光源10就行了。即，對半導(dǎo)體激光光源10的負擔增加10％就行了。
但是，要想通過減小現(xiàn)有的準直儀透鏡9的進入NA來解決這種光分布不均勻的問題，所需要的半導(dǎo)體激光光源10的輸出就應(yīng)為12/0.33＝36mW，必須增加20％的輸出。即，按照本實施例，與不使用光分布校正元件的情況相比，通過將從半導(dǎo)體激光光源10到聚光光學系統(tǒng)的數(shù)值孔徑設(shè)定成較大，可以獲得提高光利用效率、將外周部的光強度保持為與光軸附近的光強度大致相同從而可以確保對光盤3的聚光性能這樣顯著的效果。
在記錄時所需要的輸出光量為50mW時，如果應(yīng)用本實施例的方式，使用激光輸出為55mW的半導(dǎo)體激光光源10就可以了，但是，使用現(xiàn)有的降低進入NA的方法時，就需要激光輸出為60mW的半導(dǎo)體激光光源10。
這樣，在將信息記錄到光盤3上時，通常，需要高輸出的半導(dǎo)體激光光源10，所以，該傳輸效率的改善是非常重要的。
再有，在本實施例中，設(shè)置了光束擴展器2，但是，即使不設(shè)置光束擴展器2，也必然能得到所期望的效果，從而也可以有未設(shè)置光束擴展器2的結(jié)構(gòu)。
另外，在本實施例中，物鏡1由凹透鏡1a和凸透鏡1b構(gòu)成(2片結(jié)構(gòu))，但是，即使是圖3所示的1片結(jié)構(gòu)的情況，在原理上也是完全相同的。
實施例2.
圖4是表示本發(fā)明實施例2中的光讀寫頭裝置的物鏡周圍的情況的概略結(jié)構(gòu)圖，圖5是表示光分布校正元件和色差校正元件的平面圖。
如圖4和圖5所示，在本實施例中，光分布校正元件6和色差校正元件7通過同時成形而分別在與光束擴展器2分開的1片成形板11的兩面形成。并且，該成形板11與物鏡1一體地固定。因此，即使物鏡1沿光盤3上的信息溝槽在橫向移動，物鏡1的中心和色差校正元件7的中心以及光分布校正元件6的中心也不會偏離。因此，色差校正元件7也不必使用超過所需要的小的間距，從而元件的制造也就變得簡單。另外，通過擴大光柵間距，還可以提高光利用效率。
光分布校正元件6所需要的半徑方向的衍射效率如圖2B所示的那樣幾乎是恒定的，所以，不必改變衍射光柵的溝槽深度，但是，如果有必要大幅度地改變半徑方向的衍射效率時，也可以改變衍射光柵的溝槽深度。而且，如果由于衍射光柵的溝槽深度的變化而透射光的相位成為問題時，也可以改變物鏡1的形狀或構(gòu)成光束擴展器2的透鏡的形狀用以校正該相位。
此外，光分布的校正也可以通過變更為了防止物鏡1的表面的反射而形成的反射防止膜(AR鍍膜)的設(shè)計而實現(xiàn)。增大物鏡1的NA時，如圖1所示，必須增大物鏡1的半導(dǎo)體激光光源10一側(cè)的面(例如在透鏡1a的圖中為左側(cè)的凸面)的曲率。因此，光線的入射角度在光軸附近和最外周差別很大。例如，設(shè)物鏡1的NA為0.85時，在光軸附近和最外周，光線的入射角度相差約40度以上。AR鍍膜的反射率隨光線的入射角度而變化，所以，如果對在最外周的光線的入射角度設(shè)計成反射率最低而透射率增高，則在光軸附近的內(nèi)周部就發(fā)生反射，從而透射率降低。此外，通過增大從半導(dǎo)體激光光源10到準直儀透鏡9的NA，不增加零部件數(shù)和加工工時就可以取得實現(xiàn)提高光利用效率和聚光性能即提高光記錄密度這樣的效果。這樣，對AR鍍膜的設(shè)計所作的努力已在特開2001-6204號公報中公開了，但是，沒有公開本專利申請中的『還通過增大光源到準直儀透鏡的NA而實現(xiàn)提高光利用效率』這樣的結(jié)構(gòu)。
另外，光分布校正元件可以用上述以外的其它方法實現(xiàn)。在圖6中示出了使用本發(fā)明實施例2中的上述以外的光分布校正元件的光讀寫頭裝置的概略結(jié)構(gòu)。如圖6所示，該光讀寫頭裝置具有使用物鏡907將從半導(dǎo)體激光光源901發(fā)射出的激光聚集到光盤908上的聚光光學系統(tǒng)。在半導(dǎo)體激光光源901與物鏡907之間設(shè)置從半導(dǎo)體激光光源901一側(cè)起由依次配置了的凹透鏡904和凸透鏡905構(gòu)成的光束擴展器。
另外，在光束擴展器與物鏡907之間配置了用電介質(zhì)的多層膜(例如，可用SiO2與氧化鈦交互層疊多層的膜)形成的鏡而構(gòu)成的光分布校正元件906。該光分布校正元件(鏡)906的反射率隨偏振方向而不同。例如，其規(guī)定部(光軸附近的內(nèi)周部)的反射率對P偏振光為K1，對S偏振光為K2。另外，規(guī)定部以外(規(guī)定部的外周部)的反射率對P偏振光和S偏振光均為K3。在本實施例中，設(shè)定K1＝70％，K2＝K3＝100％。
另外，在光讀寫頭裝置中，設(shè)置了作為用于分支成從半導(dǎo)體激光光源901至光盤908的光路(往路)和由光盤908反射的光至光檢測器910的光路(復(fù)路)的光路分支裝置的偏振光分束器903。再有，在圖6中，902是將從半導(dǎo)體激光光源901發(fā)射出的發(fā)散光(激光)變換為平行光束的準直儀透鏡，909為聚光透鏡，911為L/4波長片(L為1以上的奇數(shù))。另外，912是接收往路的光中透過光分布校正元件906的光的光檢測器。
以下，參照圖6對這樣構(gòu)成的光讀寫頭裝置的工作進行說明。從半導(dǎo)體激光光源901發(fā)射出的線偏振光的光(偏振方向為對光分布校正元件906成為P偏振光的方向)利用準直儀透鏡902變換為平行光束。透過準直儀透鏡902的光又透過偏振光分束器903后經(jīng)過凹透鏡904成為發(fā)散光。然后，該發(fā)散光經(jīng)過凸透鏡905變換為平行光束，被光分布校正元件906反射，在其行進方向被彎曲90度。利用光分布校正元件906使行進方向被彎曲了的光經(jīng)過L/4波長片911變換成圓偏振光后，利用物鏡907聚集到光盤908上。
其次，被光盤908反射的光透過物鏡907后，經(jīng)過L/4波長片911變換為與從半導(dǎo)體激光光源901發(fā)射出的光的偏振方向正交的方向的光。透過L/4波長片911的光在被光分布校正元件906反射并依次透過凸透鏡905、凹透鏡904后，被偏振光分束器903反射，經(jīng)過聚光透鏡909聚集到光檢測器910上。然后，光檢測器910輸出示出了光盤908上的光的聚焦狀態(tài)的聚焦誤差信號，還輸出示出了光的照射位置的跟蹤誤差信號。這里，聚焦誤差信號和跟蹤誤差信號用眾所周知的技術(shù)，例如非點像差法和推挽法等檢測。聚焦控制裝置(未圖示)根據(jù)聚焦誤差信號在物鏡907的光軸方向控制該物鏡907的位置，使得光總是呈聚焦狀態(tài)聚集在光盤908上。另外，跟蹤控制裝置(未圖示)根據(jù)跟蹤誤差信號控制物鏡907的位置，使得光聚集在光盤908上所希望的軌道上。另外，從光檢測器910也可得到記錄在光盤908上的信息。
這里，由于光分布校正元件906具有上述那樣的反射率特性，對于往路而言，光軸附近的內(nèi)周部的反射率下降，其結(jié)果是，可以相對地提高物鏡907的最外周的光強度。另外，對復(fù)路而言，由于光分布校正元件906的反射率是均勻的，不隨位置而變化，所以，光分布校正元件906是通常的鏡。
如上所述，即使通過使用用電介質(zhì)的多層膜形成的、具有上述那樣的反射率特性的鏡，也可以進行光分布的校正。另外，由于不必使光柵間距像現(xiàn)有例2那樣變窄，光分布校正元件906的制造變得容易。再有，該光分布校正元件906與上述透射型的光分布校正元件不同，是反射型的光分布校正元件。
另外，由于光分布校正元件906處于接近于物鏡907的位置，所以，如進行使光強度分布的中心與物鏡907的中心一致的調(diào)整，則規(guī)定部(光軸附近的內(nèi)周部)的中心與光強度分布的中心的偏差減小。其結(jié)果是，在不進行光分布校正元件906的位置調(diào)整的情況下，組裝光讀寫頭裝置成為可能。此外，由于往路的光之中透過光分布校正元件906的光軸附近的內(nèi)周部的光被光檢測器912所接收，從半導(dǎo)體激光光源901發(fā)射出的光的功率受到監(jiān)測。由于通過采用該結(jié)構(gòu)，使用并監(jiān)測不將從半導(dǎo)體激光光源901發(fā)射出的光的功率用于記錄或再生的光成為可能，所以，可以實現(xiàn)光利用效率高的光讀寫頭裝置。
另外，在本結(jié)構(gòu)中，使光分支出來的偏振光分束器903與光盤908之間配置光分布校正元件906，但是，光分布校正元件906的反射率隨偏振方向而不同，所以，在復(fù)路中不產(chǎn)生光量損失。
在光分布校正元件906不與色差校正元件同時使用的情況下，光分布校正元件906的中心部分的反射率最好與上述實施例1一樣，為65％～85％左右。這是準直儀透鏡902使進入NA增大的效果超過不用中心部分的光量的光量損失，從而作為整體得到可以提高光利用效率這樣的效果的值。
在光分布校正元件906與色差校正元件同時使用的情況下，光分布校正元件906的中心部分的反射率最好與上述實施例一樣，為60％～75％左右。這是相對于上述光分布校正元件906不與色差校正元件同時使用的情況還降低約1成，從而取得校正色差校正元件造成的外周部的透射效率降低的效果的值。
另外，作為上述以外的光分布校正元件，也可以考慮只在玻璃片的中央部分形成全息圖、降低該部分的透射率的光學元件。這里，在透過形成了全息圖的部分的光和透過形成了全息圖的部分以外的部分的光的相位不同，光讀寫頭裝置的特性受到損失的情況下，可以進行相位重合。例如，如圖7A所示，這種相位重合可以通過減薄形成了全息圖913的部分以外的部分的厚度來實現(xiàn)。另外，作為進行相位重合的其它方法，例如，如圖7B所示，也有在形成了全息圖913的部分的背面設(shè)置薄膜914(例如，可以以單層來應(yīng)用SiO2)的方法。再有，即使用其它方法進行相位重合也沒有任何問題。另外，也可以只在玻璃片的中央部分形成電介質(zhì)的多層膜來降低該部分的透射率。
另外，在上述中，通過用光檢測器912接收透過光分布校正元件906的光軸附近的內(nèi)周部的光，說明了監(jiān)測從半導(dǎo)體激光光源901發(fā)射出的光的功率的情況，但是，即使是應(yīng)用了光分布校正元件906以外的光分布校正元件的情況，也可以監(jiān)測從半導(dǎo)體激光光源901發(fā)射出的光的功率。例如，在形成全息圖，降低該部分的透射率來校正光分布的元件(圖1的2b或圖7)的情況下，可以應(yīng)用其衍射光監(jiān)測從半導(dǎo)體激光光源發(fā)射出的光的功率。另外，在形成金屬蒸鍍膜，降低該部分的透射率來校正光分布的元件的情況下，可以應(yīng)用其反射光監(jiān)測從半導(dǎo)體激光光源發(fā)射出的光的功率。再有，為了接收上述的衍射光或反射光，也可以采用用于改變該光的行進方向的光學元件(例如鏡)。另外，即使應(yīng)用供記錄或再生的光學系統(tǒng)中使用的光學元件來改變光的行進方向也沒有任何問題。這時，由于可以任意設(shè)定用于接收衍射光或反射光的光檢測器的位置，所以，對光讀寫頭裝置在設(shè)計上是有利的。
實施例3.
也可以將光分布校正元件兼作色差校正元件使用。下面，應(yīng)用圖8說明這種情況。圖8是表示構(gòu)成光束擴展器的凸透鏡的概略剖面圖。如圖8所示，在凸透鏡2b的左側(cè)的面上，為了校正在物鏡中發(fā)生的色差，一體地形成由起伏型的炫耀光柵(鋸齒狀的炫耀全息圖)構(gòu)成的色差校正元件7b。這里，與物鏡的開口面的中心附近對應(yīng)的部分的炫耀光柵的高度比衍射效率為最大的高度低，由此，色差校正元件7b的中心附近的衍射效率將降低。因此，不另外設(shè)置光分布校正元件就可以進行光分布的校正，從而可以實現(xiàn)縮小聚光點的直徑和提高光利用效率，同時還可以減少零部件數(shù)。
另外，如圖9所示，通過使與物鏡的開口面的中心附近對應(yīng)的部分的炫耀光柵的高度高于衍射效率為最大的高度，也可以降低色差校正元件7c的衍射效率。
實施例4.
物鏡1為組合透鏡時，如圖10所示，也可以將光分布校正元件配置在構(gòu)成組合透鏡的某兩個透鏡(例如，透鏡1d與1e)之間。此外，通過在透鏡(例如，在圖10中為1d)表面形成兼作光分布校正元件的色差校正元件7，可以減少零部件數(shù)。
實施例5.
圖11是表示本發(fā)明實施例5中的光信息裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。如圖11所示，光盤3置于轉(zhuǎn)臺82上，由作為光信息媒體驅(qū)動部的電機64進行轉(zhuǎn)動驅(qū)動(使用光卡取代光盤3時，該光卡則進行平移驅(qū)動)。55是上述實施例1～實施例4所示的光讀寫頭裝置，該光讀寫頭裝置55由光讀寫頭裝置的驅(qū)動裝置51粗驅(qū)動到光盤3上存在所希望的信息的軌跡的部位。
另外，光讀寫頭裝置55將聚焦誤差信號及軌跡誤差信號與和光盤3的位置關(guān)系對應(yīng)地向作為控制部的電路53傳送。電路53根據(jù)這些信號將用于微驅(qū)動物鏡的信號向光讀寫頭裝置55傳送。并且，光讀寫頭裝置55根據(jù)該信號對光盤3進行聚焦控制和跟蹤控制之后，進行信息的讀出、寫入(記錄)或消除。另外，該電路53也根據(jù)從光讀寫頭裝置55得到的信號來控制電機64及光讀寫頭裝置55內(nèi)的半導(dǎo)體激光光源。
在本實施例的光信息裝置67中，作為光讀寫頭裝置55，使用上述實施例1～實施例4所示的光讀寫頭裝置，所以，可以在光盤3上形成微小的聚光點，從而可以對高的記錄密度的光盤進行記錄或再生。
實施例6.
圖12是表示本發(fā)明實施例6中的計算機的概略斜視圖。
如圖12所示，本實施例的計算機100具有上述實施例5的光信息裝置67；用于進行信息的輸入的鍵盤或鼠標以及觸摸屏等輸入裝置65；根據(jù)從輸入裝置65輸入的信息或由光信息裝置67讀出的信息等而進行運算的中央運算裝置(CPU)等運算裝置84；以及用于顯示或輸出由運算裝置84運算的結(jié)果等信息的陰極射線管裝置、液晶顯示裝置或打印機等輸出裝置81。
實施例7.
圖13是表示本發(fā)明實施例7中的光盤播放機的概略斜視圖。
如圖13所示，本實施例的光盤播放機121具有上述實施例5的光信息裝置67；以及將從光信息裝置得到的信息信號變換為圖像的從信息向圖像變換的變換裝置(例如，譯碼器66)。
再有，本結(jié)構(gòu)可以作為車輛駕駛導(dǎo)向系統(tǒng)使用。另外，也可以采用附加了液晶監(jiān)視器等的顯示裝置120的結(jié)構(gòu)。
實施例8.
圖14是表示本發(fā)明實施例8中的光盤記錄裝置的概略斜視圖。
如圖14所示，本實施例的光盤記錄裝置110具有上述實施例5的光信息裝置67和將圖像信息變換為由光信息裝置67向光盤上記錄的信息的從圖像向信息變換的變換裝置(例如，編碼器68)。
再有，也可以采用附加了將從光信息裝置67得到的信息信號變換為圖像的從信息向圖像變換的變換裝置(例如，譯碼器66)的結(jié)構(gòu)，由此，也可以再生已記錄的部分。
另外，也可以采用附加了顯示信息的陰極射線管裝置、液晶顯示裝置、打印機等輸出裝置81的結(jié)構(gòu)。
具有上述實施例5的光信息裝置67的或者采用了上述記錄/再生方法的計算機、光盤播放機、光盤記錄器可以對高的記錄密度的光盤進行記錄或再生，所以，可以存儲和處理更多的信息。
實施例9.
圖15是表示本發(fā)明實施例9的光盤服務(wù)器的概略斜視圖。
如圖15所示，本實施例的光盤服務(wù)器130具有上述實施例5的光信息裝置67和用于取入光信息裝置67記錄的信息或?qū)⒂晒庑畔⒀b置67讀出的信息向外部輸出的有線或無線的輸入輸出端子69。
利用上述結(jié)構(gòu)，光盤服務(wù)器130可以與網(wǎng)絡(luò)135即多個裝置例如計算機、電話、電視調(diào)諧器等交換信息并且可以作為對這些多個裝置的共有的信息服務(wù)器使用。另外，對不同種類的光盤可以穩(wěn)定地進行記錄或再生，所以，可以使用于廣泛的用途。
另外，也可以采用附加了顯示信息的陰極射線管裝置、液晶顯示裝置、打印機等輸出裝置81的結(jié)構(gòu)。
此外，通過采用附加了將多個光盤取出和放入光信息裝置的變換器131的結(jié)構(gòu)，可以記錄/存儲多種信息。
再有，在上述實施例6～實施例9中，圖12～圖15表示出了輸出裝置81和液晶監(jiān)視器120，但是，不用說，也可以僅具有輸出端子而不具有輸出裝置81和液晶監(jiān)視器120，把它們作為另外銷售的商品形態(tài)。另外，在圖13和圖14中未表示輸入裝置，但是，也可以有具有鍵盤、觸摸屏、鼠標、遙控裝置等輸入裝置的商品形態(tài)。相反，在上述實施例6和實施例9中，也可以具有將輸入裝置作為另外銷售的商品，而僅包括輸入端子的形態(tài)。
另外，作為本發(fā)明的光信息裝置，使用光卡取代光盤時，也可以獲得與使用光盤時相同的效果。即，本發(fā)明通過形成微小的聚光點，可以應(yīng)用于進行記錄或再生的所有的光信息媒體。
如上所述，按照本發(fā)明，可以實現(xiàn)增大物鏡的數(shù)值孔徑(NA)、減小光盤上的聚光點的直徑從而獲得光盤系統(tǒng)的高密度化的光讀寫頭裝置。并且，這時，可以使記錄再生光讀寫頭所需要的半導(dǎo)體激光輸出比現(xiàn)有的降低進入NA的方法降低約1成或1成以上。即，可以提高光利用效率。
權(quán)利要求
1.一種光讀寫頭裝置，它是具有使用物鏡將從半導(dǎo)體激光光源發(fā)射出的激光聚集到光信息媒體上的聚光光學系統(tǒng)的光讀寫頭裝置，其特征在于在上述半導(dǎo)體激光光源與上述光信息媒體之間設(shè)置了校正在上述物鏡中發(fā)生的色差的色差校正元件，并且為了校正入射到上述物鏡的開口面上的光的強度隨離開上述開口面的中心的距離而降低的現(xiàn)象設(shè)置了隨離開上述物鏡的上述開口面的中心的距離而透射率增加的光分布校正元件。
2.如權(quán)利要求1所述的光讀寫頭裝置，其特征在于上述光分布校正元件是具有相位級差的同心圓狀的衍射光柵。
3.如權(quán)利要求2所述的光讀寫頭裝置，其特征在于上述色差校正元件和上述光分布校正元件分別在1片透鏡的兩面形成。
4.一種光讀寫頭裝置，它是具有使用物鏡將從半導(dǎo)體激光光源發(fā)射出的激光聚集到光信息媒體上的聚光光學系統(tǒng)的光讀寫頭裝置，其特征在于在上述半導(dǎo)體激光光源與上述光信息媒體之間，為了校正入射到上述物鏡的開口面上的光的強度隨離開上述開口面的中心的距離而降低的現(xiàn)象設(shè)置了使上述物鏡的上述開口面的中心附近的透射率降低一定量的光分布校正元件。
5.如權(quán)利要求4所述的光讀寫頭裝置，其特征在于上述光分布校正元件的透射率降低的部分利用金屬蒸鍍膜形成。
6.如權(quán)利要求4所述的光讀寫頭裝置，其特征在于由全息圖形成上述光分布校正元件中的透射率降低的部分。
7.如權(quán)利要求4所述的光讀寫頭裝置，其特征在于由電介質(zhì)的多層膜形成上述光分布校正元件中的透射率降低的部分。
8.如權(quán)利要求4或5所述的光讀寫頭裝置，其特征在于上述光分布校正元件的透射率降低的部分的透射率在65％～85％的范圍內(nèi)。
9.如權(quán)利要求4或5所述的光讀寫頭裝置，其特征在于在上述半導(dǎo)體激光光源與上述光信息媒體之間還設(shè)置了校正在上述物鏡中發(fā)生的色差的色差校正元件，并且上述光分布校正元件的透射率降低的部分的該透射率在60％～75％的范圍內(nèi)。
10.如權(quán)利要求1～9的任一權(quán)項所述的光讀寫頭裝置，其特征在于還具有檢測由上述光信息媒體反射的光的光檢測器和由上述光信息媒體反射的光從上述半導(dǎo)體激光光源的方向分支出來而導(dǎo)向上述光檢測器的光路分支裝置，上述光分布校正元件配置在上述半導(dǎo)體激光光源與上述光路分支單元之間。
11.一種光讀寫頭裝置，它是具有使用物鏡將從半導(dǎo)體激光光源發(fā)射出的激光聚集在光信息媒體上的聚光光學系統(tǒng)的光讀寫頭裝置，其特征在于在上述半導(dǎo)體激光光源與上述光信息媒體之間，為了校正入射到上述物鏡的開口面上的光的強度隨離開上述開口面的中心的距離而降低的現(xiàn)象設(shè)置了使上述物鏡的上述開口面的中心附近的反射率降低一定量的光分布校正元件。
12.如權(quán)利要求11所述的光讀寫頭裝置，其特征在于由電介質(zhì)的多層膜形成上述光分布校正元件中的反射率降低的部分。
13.如權(quán)利要求11或12所述的光讀寫頭裝置，其特征在于上述光分布校正元件中的反射率降低的部分的反射率在65％～85％的范圍內(nèi)。
14.如權(quán)利要求11或12所述的光讀寫頭裝置，其特征在于在上述半導(dǎo)體激光光源與上述光信息媒體之間還設(shè)置了校正在上述物鏡中發(fā)生的色差的色差校正元件，并且上述光分布校正元件的反射率降低的部分的反射率在60％～75％的范圍內(nèi)。
15.如權(quán)利要求11～14的任何以一項所述的光讀寫頭裝置，其特征在于還具有檢測由上述光信息媒體反射的光的光檢測器和將由上述光信息媒體反射的光從上述半導(dǎo)體激光光源的方向分支出來而導(dǎo)向上述光檢測器的光路分支裝置，上述光分布校正元件配置在上述光路分支裝置與上述光信息媒體之間。
16.一種光讀寫頭裝置，它是具有使用物鏡將從半導(dǎo)體激光光源發(fā)射出的激光聚集到光信息媒體上的聚光光學系統(tǒng)的光讀寫頭裝置，其特征在于在上述半導(dǎo)體激光光源與上述光信息媒體之間設(shè)置了校正在上述物鏡中發(fā)生的色差的由起伏型的炫耀光柵構(gòu)成的色差校正元件，并且為了校正入射到上述物鏡的開口面上的光的強度隨離開上述開口面的中心的距離而降低的現(xiàn)象而將上述色差校正元件的與上述物鏡的開口面的中心附近對應(yīng)的部分的上述炫耀光柵的高度設(shè)定為與衍射效率成為最大的高度不同的高度。
17.如權(quán)利要求16所述的光讀寫頭裝置，其特征在于上述色差校正元件與上述物鏡一體地固定。
18.如權(quán)利要求17所述的光讀寫頭裝置，其特征在于上述色差校正元件與上述物鏡的表面一體形成。
19.如權(quán)利要求1～18的任一權(quán)項所述的光讀寫頭裝置，其特征在于與不進行光分布校正的情況相比，從上述半導(dǎo)體激光光源到上述聚光光學系統(tǒng)的數(shù)值孔徑設(shè)定為大的數(shù)值。
20.一種光讀寫頭裝置，它是具有使用物鏡將從半導(dǎo)體激光光源發(fā)射出的激光聚集在光信息媒體上的聚光光學系統(tǒng)的光讀寫頭裝置，其特征在于在上述半導(dǎo)體激光光源與上述光信息媒體之間，為了校正入射到上述物鏡的開口面上的光的強度隨離開上述開口面的中心的距離而降低的現(xiàn)象設(shè)置了使上述物鏡的上述開口面的中心附近的透射率降低一定量的光分布校正元件，使用被上述光分布校正元件損耗了的上述物鏡的上述開口面的中心附近的光，監(jiān)測從上述光源發(fā)射出的光的功率。
21.一種光讀寫頭裝置，它是具有使用物鏡將從半導(dǎo)體激光光源發(fā)射出的激光聚集在光信息媒體上的聚光光學系統(tǒng)的光讀寫頭裝置，其特征在于在上述半導(dǎo)體激光光源與上述光信息媒體之間，為了校正入射到上述物鏡的開口面上的光的強度隨離開上述開口面的中心的距離而降低的現(xiàn)象設(shè)置了使上述物鏡的上述開口面的中心附近的透射率降低一定量的光分布校正元件，使用被上述光分布校正元件損耗了的上述物鏡的上述開口面的中心附近的光，監(jiān)測從上述光源發(fā)射出的光的功率。
22.一種光信息裝置，其特征在于具有權(quán)利要求1～21的任意一項所述的光讀寫頭裝置、驅(qū)動上述光信息媒體的光信息媒體驅(qū)動部和接收從上述光讀寫頭裝置得到的信號并根據(jù)上述信號控制上述光信息媒體驅(qū)動部和上述光讀寫頭裝置內(nèi)的上述半導(dǎo)體激光光源及物鏡的控制部。
23.一種計算機，其特征在于具有權(quán)利要求22所述的光信息裝置；進行信息的輸入的輸入裝置；根據(jù)從上述輸入裝置輸入的信息或由上述光信息裝置讀出的信息進行運算的運算裝置；以及顯示或輸出從上述輸入裝置輸入的信息或由上述光信息裝置讀出的信息或由上述運算裝置運算的結(jié)果的輸出裝置。
24.一種光盤播放機，其特征在于具有權(quán)利要求22所述的光信息裝置和將從上述光信息裝置得到的信息信號變換為圖像的從信息向圖像變換的變換裝置。
25.一種車輛駕駛導(dǎo)向系統(tǒng)，其特征在于具有權(quán)利要求24所述的光盤播放機。
26.一種光盤記錄裝置，其特征在于具有權(quán)利要求22所述的光信息裝置和將圖像信息變換為由上述光信息裝置向上述光信息媒體上記錄的信息的從圖像向信息變換的變換裝置。
27.一種光盤服務(wù)器，其特征在于具有權(quán)利要求22所述的光信息裝置和與外部進行信息交換的輸入輸出端子。
全文摘要
增大物鏡的數(shù)值孔徑(NA)、減小光盤上的聚光點的直徑，獲得光盤系統(tǒng)的高密度化。在半導(dǎo)體激光光源10與光盤3之間設(shè)置了校正在物鏡1中發(fā)生的色差的色差校正元件7，為了校正入射到物鏡1的開口面上的光的強度隨到上述開口面的中心的距離而降低的現(xiàn)象，設(shè)置了透射率隨到物鏡1的上述開口面的中心的距離而增加的光分布校正元件6。
文檔編號G11B7/135GK1409309SQ02144208
公開日2003年4月9日 申請日期2002年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月2日
發(fā)明者西野清治, 和田秀彥, 金馬慶明, 水野定夫, 松崎圭一 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社