專利名稱：光頭、光信息再生裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從光信息記錄媒體再生或記錄信息的光頭、再生或/和記錄光信息的裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
作為光信息記錄再生裝置，一般普及的有CD或DVD等光盤裝置。在CD中，光頭隔著1.2mm厚度的基板，以數(shù)值孔徑(numerical aperture)(NA)0.45聚焦波長為780nm的光。在DVD中瞄準(zhǔn)超越CD的大容量化，使波長縮短到650nm，并使NA增加到0.6。與此同時(shí)，為了減輕光盤傾斜時(shí)產(chǎn)生的慧形像差的影響，基板的厚度變?yōu)?.6mm。近年來，一種利用藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器(blue-violet laser diode)的、被稱為藍(lán)光光盤(BD)的大容量光盤也在被商品化。其中，為了進(jìn)一步的大容量化而將物鏡的NA增加到了0.85。其中，為了加大容量而使物鏡的NA增加到0.85。因而，與此同時(shí)，為了減輕盤片傾斜的影響，基板的厚度要減少到0.1mm。實(shí)際上，因?yàn)樵?.1mm的基板上無法固定120mm的盤片，所以要在1.1mm厚度的基板上貼上0.1mm的保護(hù)層，使光隔著保護(hù)層被聚焦。
作為其中所使用的光頭的現(xiàn)有例子，例如有專利文獻(xiàn)1(特開平11-144297)。其中，使半導(dǎo)體激光芯片與棱鏡、光檢測器(photo detector)基板一體化，并且使其對(duì)應(yīng)DVD和CD等兩種光盤，使其上下兩段疊置后進(jìn)行集成。來自該模塊的光，被搭載在與該模塊不同的致動(dòng)器上的物鏡聚焦到光盤上，然后再射入到該模塊上，在棱鏡內(nèi)被反射之后被光檢測器接收。
另外，作為另外的光頭的現(xiàn)有例子例如有專利文獻(xiàn)2(特開2004-10324)。其中，也將半導(dǎo)體激光器與棱鏡、光檢測器做成一體被模塊化。模塊發(fā)射的光，仍然被外部的物鏡聚焦到光盤上，然后再返回到該模塊中。與專利文獻(xiàn)1不同，在模塊中附加有衍射光柵(diffraction grating)，由該衍射光柵將來自光盤的光導(dǎo)入到光檢測器中。
另外，作為另外的光頭的現(xiàn)有例子例如有專利文獻(xiàn)3(特開2004-27295)。其中，在將半導(dǎo)體激光器和光檢測器一體化的模塊中，添設(shè)衍射光柵并且將物鏡進(jìn)行一體化。衍射光柵應(yīng)該在來自半導(dǎo)體激光器的光被豎立的反射鏡反射之前發(fā)揮作用，并被豎立配置在模塊內(nèi)。在使用其的光盤裝置中，該光頭安裝在搖臂致動(dòng)器上，并通過驅(qū)動(dòng)整個(gè)光頭來再生來自光盤的信號(hào)。
再者，作為其他的光頭的現(xiàn)有例有專利文獻(xiàn)4(特開平6-251410，對(duì)應(yīng)USP5,481,386)。其中，面發(fā)光激光器、光檢測器、衍射透鏡、衍射光柵被整體模塊化。使用衍射透鏡將來自面發(fā)光激光器的光聚焦到光盤上，并通過衍射光柵將反射光導(dǎo)入到光檢測器中。作為使用其的光盤裝置，是在搖臂上配置該光頭，驅(qū)動(dòng)光頭整體，并使光斑定位在信息道上。
專利文獻(xiàn)1特開平11-144297號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開2004-103241號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3特開2004-272951號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4特開平6-251410號(hào)公報(bào)伴隨光盤的大容量化，覆蓋光盤的記錄膜的透明基板或者保護(hù)層越來越薄。這樣，不僅記錄膜上的光斑越來越小，而且基板或者保護(hù)層表面上的光斑也越來越小。如果將基板的折射率與波長無關(guān)地設(shè)為1.6，則在CD中為0.45/1.6×1.2×2＝0.68mm，在DVD中為0.6/1.6×0.6×2＝0.45mm，在BD中為0.85/1.6×0.1×2＝0.11mm。另外，例如距離基板或者保護(hù)層表面0.1mm的位置上的光束直徑，在CD中為0.68+0.45×0.1×2＝0.77mm，在DVD中為0.45+0.6×0.1×2＝0.57mm，在BD中為0.11+0.85×0.1×2＝0.28mm。這樣，隨著基板或者保護(hù)層的變薄，可使光束直徑變小。因此，原理上可以使透鏡小型化并使光源和光檢測器成為一體。但是，會(huì)產(chǎn)生這樣的問題，即如果透鏡變小，則其它的光學(xué)部件也會(huì)變小，用于安裝調(diào)整的操作也會(huì)變得十分困難。
在專利文獻(xiàn)1中，雖然將半導(dǎo)體激光器和光檢測器、棱鏡進(jìn)行了一體化，但是，如果未將物鏡一體化，則仍不會(huì)實(shí)現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的小型化。另外，因?yàn)楸仨氁硗赓N設(shè)棱鏡，所以產(chǎn)生了這樣的問題，即操作困難，調(diào)整花費(fèi)時(shí)間，同時(shí)，難以使其制造成本降低。
在專利文獻(xiàn)2中，與專利文獻(xiàn)1相同，如果物鏡不被一體化，就不會(huì)實(shí)現(xiàn)整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的小型化。另外，必須個(gè)別調(diào)整復(fù)雜的粘合棱鏡使其粘貼在半導(dǎo)體激光器/光檢測器模塊，所以花費(fèi)調(diào)整時(shí)間和制造成本。
在專利文獻(xiàn)3中，雖然物鏡被一體化，但是會(huì)產(chǎn)生部件數(shù)量多調(diào)整困難、而難以降低制造成本的問題。尤其因?yàn)檠苌涔鈻乓Q立配置在光學(xué)系統(tǒng)中所以很難確保衍射光柵的位置的精度。
在專利文獻(xiàn)4中，雖然具有這樣的特征，即物鏡被整一體化，制作過程全部按照半導(dǎo)體工藝過程進(jìn)行，但是會(huì)產(chǎn)生這樣的問題，即如果發(fā)光角的半全寬度狹窄，而為了得到足夠小的聚焦聚焦光斑所必需的光學(xué)系統(tǒng)的倍率變大，所以從激光器到物鏡的厚度變厚。例如，如果激光器的發(fā)光角的半全寬度為10°，物鏡的有效直徑為0.5mm，對(duì)物鏡的有效光束的最外緣部的光線的強(qiáng)度的中心軸上的強(qiáng)度的比(RIM強(qiáng)度)為0.2，則從激光器到透鏡的距離必須大概為1.9mm。其中，如果加上激光器的厚度和透鏡的厚度，則可能形成3mm以上的厚度。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上問題，本發(fā)明的目的在于實(shí)現(xiàn)將物鏡整體化、容易組裝調(diào)整、薄型且超小型的光頭。
為了解決上述問題，在本發(fā)明中，在透明晶片上將微型透鏡制作成陣列狀，同樣，在透明晶片上將具有兼由棱鏡和反射鏡的斜面的空洞制作成陣列狀，在硅等半導(dǎo)體基板上將光檢測器制作成陣列狀，并在半導(dǎo)體基板上貼上光源，與棱鏡/反射鏡基板、透鏡基板粘結(jié)，之后進(jìn)行切斷，由此，形成光頭。半導(dǎo)體激光器，使用目前可以容易進(jìn)行高輸出的端面發(fā)光型，利用反射鏡使發(fā)射的光垂直豎立，并通過透鏡聚焦在盤片上。反射的光再次通過透鏡射入到反射鏡面中，透過、折射反射鏡面后，在由棱鏡基板的下面、上面反射之后，被導(dǎo)入到光檢測器中。
另外，為了實(shí)現(xiàn)小型化，物鏡的有效光束直徑做成小于等于0.5mm，光信息記錄媒體的保護(hù)層的厚度做成小于等于0.1mm。由此，可以將一體型光頭的厚度做成小于等于2mm。例如，在近年來的筆記本型個(gè)人計(jì)算機(jī)等中幾乎標(biāo)準(zhǔn)地搭載有可以安裝被稱為PC卡的、大概有名片尺寸厚度5mm的卡的插槽。如果制成厚度2mm或2mm以下的光頭，則媒體厚度是0.6mm，加上上下殼體的厚度0.2mm，電路基板等的厚度是1mm，此外，考慮到了光盤盤面振動(dòng)的光頭和盤片的間隔是0.4mm，主軸馬達(dá)的定子基板部是0.8mm，與光頭厚度合起來可以做成5mm或5mm厚度以下。
另外，考慮到安裝的容易性和激光器的散熱性，將棱鏡/鏡片基板的空洞做成通孔，半導(dǎo)體激光器安裝在半導(dǎo)體基板上之后與棱鏡/鏡片基板、透鏡基板粘合起來。
將棱鏡/鏡片基板、透鏡基板與半導(dǎo)體基板粘合之后切斷，這樣，光頭的側(cè)面在同一面上配置各自的基板的側(cè)面。
透鏡，在高NA化下，做成準(zhǔn)直器透鏡和物鏡的粘合。
透過棱鏡內(nèi)的折射光線，若確保光學(xué)系統(tǒng)的倍率，被聚焦聚焦之前的光路要變長，所以做成使其在棱鏡/反射鏡基板的下面和上面反射一次或一次以上之后將其入射到檢測器中。
使如上述制成的光頭配置在致動(dòng)器中，通過驅(qū)動(dòng)整體來被置位于光信息記錄媒體上的信息道上。
這樣制作出的光頭，成為這樣的結(jié)構(gòu)，即設(shè)置有具有使光聚焦到信息記錄媒體上的透鏡的第一基板、表面上具有檢測器的第二基板、和在該第一和第二基板之間具有棱鏡和反射鏡的層，并在該層上具有設(shè)置了光源的空洞部。因而，由光源照射出的光，被反射鏡反射，通過透鏡，并被聚焦到外部的信息記錄媒體上，之后，被信息記錄媒體反射的光，通過透鏡，通過棱鏡，被檢測器檢測出來。此時(shí)，可以做成被棱鏡/鏡片基板的下面和上面反射一次或一次以上后將其入射到檢測器中。
作為制造方法，在將透鏡、反射鏡、棱鏡、光源、光檢測器都被配置在晶片上的狀態(tài)下，可以通過對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記等進(jìn)行調(diào)整，所以容易調(diào)整，也無需操作小元件來進(jìn)行調(diào)整，故此，可以便宜、大量、高精度地制作超小型的光頭。
另外，作為光頭或者裝置，通過使其在棱鏡/反射鏡基板的下面和上面反射一次或一次以上后入射到檢測器中，這樣，可以在將棱鏡/反射鏡基板做得很薄的狀態(tài)下，來提高光學(xué)系統(tǒng)的倍率。


圖1是表示本發(fā)明的光頭的基本結(jié)構(gòu)的圖示；圖2是從側(cè)面觀察圖1的剖面圖；圖3是圖1和圖2表示的光頭的元件分解圖；圖4是制作工藝過程的概念圖；圖5是表示晶片粘合之后的圖；圖6是表示切斷粘合晶片后制作成光頭的概念圖；圖7是表示透鏡基板、棱鏡基板的制作工藝過程的圖示；圖8是表示本發(fā)明的光頭的第二實(shí)施例的圖示；圖9是圖8的俯視圖；圖10是表示圖8的光學(xué)常數(shù)的表；圖11是表示圖10的非球面的非球面系數(shù)的表；圖12是圖8的光學(xué)系統(tǒng)的盤面上的光斑象差特性；圖13是檢測器之間的光斑的光盤上散焦依存性；圖14是檢測器模式和信號(hào)運(yùn)算式；圖15是檢測器上的光斑分布的光盤上散焦依存性；圖16是焦點(diǎn)失調(diào)信號(hào)；圖17是使用本發(fā)明的光斑的超小型光盤裝置的實(shí)施例；圖18是表示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的光頭的圖示；圖19是圖18的實(shí)施例的俯視圖；圖20是圖18的實(shí)施例的檢測器模式和信號(hào)運(yùn)算式。
符號(hào)說明101硅基板 102、103光檢測器104半導(dǎo)體激光器105反射鏡106空洞部 107棱鏡/反射鏡基板108物鏡109透鏡基板201光束202光信息記錄媒體203記錄膜 204保護(hù)層401硅晶片 402棱鏡/反射鏡基板晶片403透鏡基板晶片404、405、406對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記
701玻璃基板 702感光膠703灰色標(biāo)度掩膜 801散熱棒802準(zhǔn)直透鏡 803準(zhǔn)直透鏡基板804無窮系統(tǒng)物鏡 805物鏡基板806、807、808、809通孔1701光頭1702主軸馬達(dá)1703搖臂1704旋轉(zhuǎn)馬達(dá)1705平衡塊 1706控制電路基板1707聚焦致動(dòng)器 1708致動(dòng)器搖臂1709光盤1801λ/4板1802再生信號(hào)檢測用光檢測器1803通孔具體實(shí)施方式
以下，利用附圖對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的最佳方式進(jìn)行說明。
實(shí)施例1圖1是表示本發(fā)明的光頭的基本結(jié)構(gòu)的圖。在硅基板101上制作光監(jiān)測器102、103，并安裝有端面發(fā)光型(Fabry-Perot type)的半導(dǎo)體激光器104。在硅基板上連接了制成了具有反射鏡105的空洞部106的棱鏡/反射鏡基板107，進(jìn)而，在其上面還連接了制成了物鏡108的透鏡基板109。三個(gè)基板的各自四個(gè)側(cè)面一致，實(shí)質(zhì)上處于同一面上。此處，所謂實(shí)質(zhì)上同一面，是按照下面所述的制造方法，在刻模重合基板晶片進(jìn)行形成的時(shí)候，包含實(shí)際生成的若干個(gè)凹凸。
圖2是從側(cè)面觀察到圖1的剖面圖，將光束201和光信息記錄媒體202合在一起進(jìn)行表示。半導(dǎo)體激光器104發(fā)射出的光束201被反射鏡105反射，并被物鏡108隔著保護(hù)層204聚焦到光信息記錄媒體202的記錄膜203。反射光再次射入到物鏡108中，穿透反射鏡105的反射面之后被折射，其一部分被射入到光檢測器102形成檢測信號(hào)，一部分被反射，在被透鏡基板109和棱鏡/鏡片基板107的接合面反射后被光檢測器103接收。
圖3是圖1和圖2表示的光頭的部件分解圖。半導(dǎo)體激光器104被安裝在硅基板101上，粘接硅基板101和棱鏡/反射鏡基板107以使能完全裝入棱鏡/玻璃基板107的空洞部106。進(jìn)而，在其上方還粘接透鏡基板109。在半導(dǎo)體激光器104的安裝中，使未圖示的半導(dǎo)體激光器的活性層條紋(activelayer stripe)的透射圖像，或者在半導(dǎo)體激光器表面上被模式化過的未圖示的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(alignment mark)，與硅基板上的未圖示的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)，然后由預(yù)先在硅基板上被模式化過的軟釬料進(jìn)行固定。
這樣，通過使其在棱鏡/反射鏡基板的下面和上面反射一次或一次以上之后射入到檢測器中，就可以使棱鏡/反射鏡基板變薄的同時(shí)提高光學(xué)系統(tǒng)的倍率。此處，所謂光學(xué)系統(tǒng)的倍率，是相對(duì)于光源側(cè)的有效NA的成像側(cè)的NA的比。尤其在組合無窮系統(tǒng)(infinitive)物鏡和無窮系統(tǒng)準(zhǔn)直透鏡的情況下，是與準(zhǔn)直透鏡的焦距相對(duì)與物鏡焦距的比相同的。亦即，盡管激光器的發(fā)射角狹窄，而為了提高RIM強(qiáng)度(rimintensitv)做成了加長從光源到透鏡的距離的時(shí)候，為棱鏡內(nèi)的折射光線進(jìn)行聚束所必要的的距離也加長，通過增加反射的次數(shù)，使用棱鏡/反射鏡基板可使其成為可能。
圖4是實(shí)際的制作工藝過程的概念圖。在硅晶片401上將光檢測器102、103制作成陣列狀，半導(dǎo)體激光器104被安裝在各自的每個(gè)光檢測器上。在硅基板上設(shè)置了多個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記404，并對(duì)準(zhǔn)這些對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記404將棱鏡/鏡片基板晶片402上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記405、透鏡基板單晶片043上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記406合起來進(jìn)行粘合。在透鏡基板晶片403和棱鏡/反射鏡基板晶片402的粘合中最好例如夾持紫外線硬化樹脂(UV resin)等緊密粘接，并照射紫外線。此時(shí)，必須注意樹脂的分量，使在空洞部中樹脂不溢出，并且沒有遺漏地涂滿每個(gè)單元。另外，棱鏡/反射鏡基板402和硅晶片401的粘合方法除了紫外線硬化樹脂之外，還有陽極接合(anodic bonding)等方法。
圖5是進(jìn)行圖4的粘合的狀態(tài)的圖，圖6是將其切斷之后形成光頭的狀態(tài)的概念圖。因?yàn)樵趫D6中是接合三個(gè)基板之后進(jìn)行切斷，所以切斷后的三個(gè)基板的四個(gè)側(cè)面被配置在實(shí)質(zhì)同一平面上。
圖7是表示透鏡晶片403和棱鏡/反射鏡基板晶片402的制作工藝過程的圖。在玻璃基板701上涂上感光膠702，并且緊密粘接具有濃淡模式圖案的灰色標(biāo)度光掩膜703然后進(jìn)行曝光。如果進(jìn)行現(xiàn)像處理，則在保護(hù)層上形成透鏡形狀和棱鏡形狀，并利用C4F8對(duì)其進(jìn)行干刻蝕來復(fù)制在玻璃上。另外，例如也考慮到棱鏡基板等通過機(jī)械加工制作模具來復(fù)制在玻璃和塑料的基板上的方法。
這樣，在將半導(dǎo)體激光器安裝在半導(dǎo)體基板上之后，通過粘合貫通空洞的棱鏡/反射鏡基板，可以從比玻璃或塑料等的熱傳導(dǎo)性高的半導(dǎo)體基板容易地進(jìn)行半導(dǎo)體激光器的散熱。進(jìn)而，比起在空洞部配置調(diào)整半導(dǎo)體激光器芯片，在周圍沒有障礙物的狀態(tài)下安裝半導(dǎo)體基板的方法，半導(dǎo)體激光器芯片的操作會(huì)更容易。
通過粘合半導(dǎo)體基板、棱鏡/反射鏡基板、棱鏡基板之后進(jìn)行切斷，來使各個(gè)基板的側(cè)面配置在相同平面上，所以不容易引起伴隨溫度變化的應(yīng)力集中，并也可做成對(duì)于致動(dòng)器來說也容易安裝的形狀。
另外，通過粘合物鏡和準(zhǔn)直透鏡來形成透鏡基板，從而使物鏡的高NA化變得容易。
實(shí)施例2圖8是表示本發(fā)明第二實(shí)施例的圖。來自半導(dǎo)體激光器104的光被反射鏡105反射，并通過準(zhǔn)直透鏡802變?yōu)槠叫泄?，該平行光通過厚度為0.1mm的保護(hù)層204被無窮系統(tǒng)物鏡804聚焦到光信息記錄媒體202的記錄膜上。半導(dǎo)體激光器104，被安裝在用SiC制成的散熱棒801上。準(zhǔn)直透鏡802由形成在準(zhǔn)直透鏡基板803的兩個(gè)側(cè)面上的非球面形成，為了在保持焦距距離固定的情況下盡量縮短從半導(dǎo)體激光器104的端面到準(zhǔn)直透鏡802的間隔，形成凸凹型形狀。物鏡804是被形成在了物鏡基板805的兩個(gè)側(cè)面上的、有效孔徑為0.5mm、NA為0.85的非球面透鏡。物鏡804的記錄媒體的面為了減小與保護(hù)層204的沖突的可能性，由基板周邊突出0.1mm左右。反射光再次射入到反射鏡105的反射面，透過反射面之后被折射，在被棱鏡/反射鏡基板107的底面和上面反射之后，一部分被光檢測器102接收，其余的光被反射而再次被上面反射之后被光檢測器103接收。這樣，因?yàn)楸粯?gòu)成為光源104發(fā)射出的光在被與棱鏡107內(nèi)的第二基板101的接合面、與第一基板803的接合面反射多次之后，被射入到檢測器中，所以可以在將棱鏡/反射鏡基板做得薄的情況下，可進(jìn)一步提高光學(xué)系統(tǒng)的倍率。去往半導(dǎo)體激光器104、光檢測器102、103的電子布線從硅基板101的底面通過通孔806、807、808、809來進(jìn)行連線，從光頭的電的輸入輸出，通過在硅基板101的底面上未圖示的撓性塑料電纜來進(jìn)行。光頭的厚度是2mm，長度是4.2mm。
圖9是圖8的俯視圖。光頭的寬度大約是2mm。
圖10是表示圖8的光學(xué)常數(shù)的表。TYPE表示面的種類，S表示球面或者平面，A表示非球面，SDM表示面的中心從光軸偏離的平面或者球面鏡，SD表示面的中心從光軸偏離的平面或者球面。RADIUS用單位mm表示面的曲率半徑，Infinity表示曲率半徑無窮大，所以面是平面。DISTANCE用單位mm表示與正后的面的距離，負(fù)值表示進(jìn)行奇數(shù)次數(shù)反射之后的面間隔。ST0表示存在頸縮的面。玻璃都是M-LAF81，波長為405nm，INDEX是此時(shí)的折射率。其中，奇數(shù)次反射后為負(fù)值。APE-Y是光線追蹤圖上表示的各個(gè)面的半徑，用單位mm表示。因?yàn)镾T0面的開口半徑是0.25mm，所以物鏡的有效孔徑是0.5mm。AP是各個(gè)面的開口的形狀，C是圓形，R是長方形。ADE是面的傾斜度。第七面是信息記錄媒體的記錄膜面，其后直至13面反向地探巡與去路相同的面。第十四面以后是棱鏡內(nèi)的反射面。
圖11是圖10的非球面的非球面系數(shù)。圖10的第二面、第三面是準(zhǔn)直透鏡802的兩面，分別是由表中的非球面系數(shù)給出的的非球面。另外，第四面(頸縮面)、第五面是物鏡805的兩面。非球面式由式(1)給出。
z(r)=r2R+R2-(k+1)r2+Ar4+Br6+Cr8+Dr10]]>圖12表示圖8的記錄膜上的光斑的波像差(wave aberration)的場角(fieldangle)特性。波長在405nm±5nm的范圍內(nèi)變化并繪制曲線，哪個(gè)都是最佳焦點(diǎn)(best focus)的波像差。從該結(jié)果中可以了解到可以得到大致良好的聚焦特性。
圖13表示在光盤上的散焦量，即，在物鏡804和保護(hù)層204之間的間隔錯(cuò)開的情況下，求出圖8的光檢測器102和103之間的、棱鏡/反射鏡基板上面的光斑的分布。由此，可以了解到在檢測器上產(chǎn)生了像散(astigmatism)。這是由于聚束光射入到傾斜的折射面上產(chǎn)生的，雖然圖8的光學(xué)系統(tǒng)不能避免，但是因?yàn)椴粫?huì)對(duì)光盤面上的光斑造成任何影響，所以，只要能進(jìn)行焦點(diǎn)檢測和追蹤檢測就不會(huì)產(chǎn)生任何問題。
圖14是表示用于從存在圖13的光斑這種像散的斑點(diǎn)中檢測出焦點(diǎn)失調(diào)信號(hào)和追蹤誤差信號(hào)的檢測器模式和信號(hào)運(yùn)算公式的圖示。在焦點(diǎn)的前后分別設(shè)計(jì)了三分割、六分割的帶狀光檢測器，并根據(jù)圖示的運(yùn)算公式從各自的輸出信號(hào)中得到信號(hào)。此處，F(xiàn)ES是焦點(diǎn)失調(diào)信號(hào)(Focus Error Signal)，TES是跟蹤錯(cuò)誤信號(hào)(Tracking Error Signal)，RFS是再生RF信號(hào)(Radio FrequencySignal)。K是用于補(bǔ)正焦點(diǎn)前后的總光量的不平衡的運(yùn)算增益。
圖15是變換信息記錄媒體的散焦量來計(jì)算射入到圖14的光檢測器中的光的分布。圖左的數(shù)字是散焦量。由此可以了解到通過圖14的運(yùn)算公式可以得到焦點(diǎn)失調(diào)信號(hào)。另外，可以了解到利用遠(yuǎn)側(cè)的光檢測器可以檢測出垂直于記錄媒體的磁道方向的強(qiáng)度的不平衡，仍然利用圖14的運(yùn)算公式求解出推挽方式下的追蹤信號(hào)。
圖16是由此得到的焦點(diǎn)失調(diào)信號(hào)的示意圖。由此可知，大致有±2μm的焦點(diǎn)失調(diào)檢測范圍。
圖17是本發(fā)明的超小型光頭1701的小型光盤裝置的實(shí)施方式。圖17(a)是平面圖，(b)是側(cè)視圖。小型光頭1701被安裝在致動(dòng)器搖臂1708上，致動(dòng)器搖臂1708可以通過聚焦驅(qū)動(dòng)器1707動(dòng)在向光頭的物鏡的光軸方向上微動(dòng)。進(jìn)而，致動(dòng)器搖臂1708和聚焦致動(dòng)器1707，與平衡塊1705一起被固定在搖臂1703上，搖臂1703通過旋轉(zhuǎn)馬達(dá)1704沿光盤1709的半徑方向驅(qū)動(dòng)小型光頭。光盤1709被主軸馬達(dá)1702旋轉(zhuǎn)。對(duì)光頭的信號(hào)輸入輸出通過未圖示的撓性塑料電纜與控制電路1706連接。
通過將如上制作的光頭搭載在驅(qū)動(dòng)器上并進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，即使縮小透鏡的有效直徑也可以對(duì)應(yīng)大的光盤偏心。在一般的光盤中，雖然對(duì)于光盤的偏心僅驅(qū)動(dòng)搭載在致動(dòng)器器上的透鏡，但是，因?yàn)樵谶@種情況下會(huì)對(duì)固定光學(xué)系統(tǒng)透鏡的軸會(huì)移動(dòng)，所以在通過反射光的分布檢測出追蹤信號(hào)的推挽方法下，產(chǎn)生伴隨透鏡移動(dòng)的偏移。該影響有效光束的半徑越小就越大。為了避免這種狀況，利用在DVD等中將三束光線聚焦到光盤上，并通過來自兩側(cè)的次光斑的推挽信號(hào)和來自主光盤的推挽信號(hào)的差動(dòng)運(yùn)算來消除偏移的差動(dòng)推挽方法。但是，在聚焦三個(gè)光斑的光學(xué)系統(tǒng)中必需衍射光柵等，另外，還有以下缺點(diǎn)，即主光斑的光使用效率會(huì)降低次光斑部分那么多，并會(huì)產(chǎn)生不必要的雜散光。此處，因?yàn)楣忸^可以容易地進(jìn)行小型的集成，所以可以通過整體驅(qū)動(dòng)來防止偏移的產(chǎn)生。
實(shí)施例4圖18是本發(fā)明的光頭的另一個(gè)實(shí)施例。此處，物鏡804和準(zhǔn)直透鏡802之間插入了大概0.1mm厚度的λ/4板1801。為了使該λ/4板1801不與透鏡面接觸，而由物鏡透鏡基板805和準(zhǔn)直透鏡基板803可加緊固定，在透鏡周邊部分別設(shè)置平坦且比透鏡的面更突出的面。由該面夾住λ/4板1801。在實(shí)際的固定中最好使用未圖示的黏合劑等。設(shè)定λ/4板1801的結(jié)晶方位角(crystal axis direction)，以使射入到該λ/4板1801中的直線偏光(linearlypolarized light)的穿透光變?yōu)閳A偏光(circularly polarized light)。如果來自記錄膜203的光再次透過物鏡804，并再次透過λ/4板1801，則被轉(zhuǎn)換為偏光方向與最初射入到λ/4板1801中的時(shí)候旋轉(zhuǎn)90度的直線偏光。此處，S(s-polarized light)偏光被反射鏡105的表面反射，通過蒸鍍等的方法預(yù)先形成P偏光透過的未圖示的多層膜，這樣，來自光盤的光可以再次被反射鏡反射，并且可以防止其返回到半導(dǎo)體激光器104。由此，可以降低由返回到半導(dǎo)體激光器104的光導(dǎo)致的激光器振蕩強(qiáng)度的噪音。在本實(shí)施例中，通過附加λ/4板，與圖8所示的實(shí)施例相比，原理上光頭整體的厚度會(huì)增加。但是，此處，因?yàn)橹匦略u(píng)價(jià)準(zhǔn)直透鏡802的設(shè)計(jì)并提高光束的擴(kuò)大效果，所以可以抑制為與圖8相同的厚度。另外，在本實(shí)施例中，做成在棱鏡/反光鏡基板107內(nèi)的紙面內(nèi)方向最聚焦的位置設(shè)為第五次的反射面位置，將用于焦點(diǎn)失調(diào)檢測的光檢測器102、103分別配置在第三次和第七次的反射位置上。在第五次的反射位置上也重新配置光檢測器1802。通過將來自該檢測器的輸出作為為再生信號(hào)，而無需將用于檢測再生信號(hào)的光檢測器做成分割型，可以改善RF信號(hào)的信號(hào)噪音比。
圖19是圖18的光頭的俯視圖。
圖20是表示用于本實(shí)施例的信號(hào)檢測的光檢測器的配置和信號(hào)運(yùn)算公式的圖。如上所述，通過將來自中央的光檢測區(qū)域的輸出信號(hào)做為RFS，就可以改善再生信號(hào)的信號(hào)噪音比。一般，來自各個(gè)光接收部的信號(hào)，一旦由放大器進(jìn)行電流電壓變換和放大，之后就進(jìn)行加減運(yùn)算。此時(shí)，由放大器加進(jìn)的的放大器噪音比是在運(yùn)算之后的信號(hào)中僅被加上有貢獻(xiàn)的的放大器的個(gè)數(shù)。因此，尤其在必須要提高信號(hào)噪音比的再生信號(hào)(RFS)中，最好利用一個(gè)光接收部進(jìn)行檢測，并利用一個(gè)放大器進(jìn)行電流電壓轉(zhuǎn)換和放大。
根據(jù)本發(fā)明，光信息再生裝置的光頭可以實(shí)現(xiàn)超小型化，且調(diào)整容易，可便宜地進(jìn)行制造。由此，例如大容量的光盤裝置可以實(shí)現(xiàn)超小型化，也可以搭載在移動(dòng)電話等中，并且可以實(shí)現(xiàn)在移動(dòng)電話中的各種應(yīng)用。另外，通過在攝像機(jī)中使用，也可以實(shí)現(xiàn)與數(shù)碼照相機(jī)尺寸相當(dāng)?shù)臄z像機(jī)。在一個(gè)光盤裝置中使用多個(gè)超小型的光頭來并行地進(jìn)行信息記錄再生，這樣，可以有效地提高傳送速度(transfer rate)。
權(quán)利要求
1.一種光頭，其特征在于，具有第一基板(substrate)，其具有將光聚焦到信息記錄媒體(information storagemedia)的透鏡；第二基板，其表面具有檢測器；和被設(shè)置在上述第一基板和上述第二基板之間的、具有棱鏡和反射鏡的層；在上述層上設(shè)置有空洞部，在上述空洞部設(shè)置有光源(light source)，由上述光源照射出的光，被上述反射鏡反射，并通過上述棱鏡而被聚焦到上述信息記錄媒體，由上述信息記錄媒體所反射出的光，通過上述透鏡，通過上述棱鏡，由上述檢測器來進(jìn)行檢測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光頭，其特征在于，上述透鏡的有效直徑(effective pupil diameter)在0.5mm或0.5mm以下，上述信息記錄媒體的保護(hù)層(cover layer)在0.1mm或0.1mm以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光頭，其特征在于，上述第一基板、上述層、上述第二基板的相毗鄰的各側(cè)面，實(shí)質(zhì)上都處在同一面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光頭，其特征在于，上述透鏡，是由兩片透鏡的粘合而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光頭，其特征在于，上述第一基板，是將形成了準(zhǔn)直器透鏡的基板和形成了物鏡的基板粘合起來的基板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光頭，其特征在于，上述第一基板，是將形成了準(zhǔn)直器透鏡(collimator lens)、λ/4板(quarierwave plate)和形成了物鏡的基板粘合起來的基板。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光頭，其特征在于，被構(gòu)成為上述光源發(fā)射的光由上述信息記錄媒體反射后入射到棱鏡，在與棱鏡內(nèi)的上述第二基板的接合面和與上述第一基板的接合面各反射一次或一次以上之后，入射到檢測器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光頭，其特征在于，上述光源發(fā)射的光，在與上述棱鏡內(nèi)的上述第二基板的接合面和與上述第一基板的接合面反射多次之后，入射到檢測器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光頭，其特征在于，形成了上述第一基板的上述透鏡的區(qū)域，比上述第一基板的其他區(qū)域更突出地被形成。
10.一種光再生裝置，其特征在于，包含光頭，該光頭被構(gòu)成為包含具有使光聚焦到信息記錄媒體的透鏡的第一基板、表面具有檢測器的第二基板和設(shè)置在上述第一基板與上述第二基板之間的，具有棱鏡和反射鏡的層；在上述層上設(shè)置有空洞部；在上述空洞部設(shè)置有光源；上述光源發(fā)射出的光，被上述反射鏡反射，通過上述棱鏡被聚焦到上述信息記錄媒體；被上述信息記錄媒體所反射出的光，通過上述透鏡，通過上述棱鏡，由上述檢測器進(jìn)行檢測；搭載有上述光頭的致動(dòng)器；和驅(qū)動(dòng)上述致動(dòng)器的單元。
11.一種光頭的制造方法，其特征在于，具有將多個(gè)透鏡形成了陣列狀的第一基板；將多個(gè)棱鏡和鏡片形成了陣列狀的第二基板；將多個(gè)檢測器和光源形成了陣列狀的第三基板；進(jìn)行上述第一、第二、第三的基板的位置對(duì)準(zhǔn)后進(jìn)行粘合的工序；和在上述粘合過的工序之后，按每個(gè)陣列進(jìn)行切斷的工序。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光頭的制造方法，其特征在于，上述第二基板，具有陣列狀的貫通的空洞部，并位置對(duì)準(zhǔn)為使其在上述空洞部可設(shè)置上述光源。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光頭的制造方法，其特征在于，在上述第一、第二、第三基板上，分別設(shè)置位置對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，通過對(duì)這些位置對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行位置對(duì)準(zhǔn)，來粘合上述第一、第二、第三基板。
全文摘要
如果要想使透鏡小型化來使光源和光檢測器做成一體化，則會(huì)產(chǎn)生必須減小透鏡以及其他光學(xué)部件、從而使得用于安裝調(diào)整的操作變得顯著困難的問題。采用這樣的構(gòu)成，即設(shè)置具有使光聚焦到信息記錄媒體的透鏡(108)的第一基板(109)、表面具有檢測器(102)、(103)的第二基板(101)、和在其第一基板和第二基板之間具有棱鏡和反射鏡(105)的層(107)，在該層上具有設(shè)置有光源(104)的空洞部(106)。這是在透鏡、棱鏡、光源、和光檢測器都被配置在晶片上的狀態(tài)下，利用對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記調(diào)整而形成的。由此，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)整容易、無需處理小型部件來進(jìn)行調(diào)整，故此，可便宜、大量、高精度地制造超小型的光頭。
文檔編號(hào)G11B7/135GK1828741SQ20051009309
公開日2006年9月6日 申請(qǐng)日期2005年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月28日
發(fā)明者島野健, 金丸昌敏, 堀野正也 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所