专利名称：光头装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及进行光记录媒体的再现的光头装置，更详细地，涉及将来自光源的出射光与来自光记录媒体的返回光相分离用的光学系统。
对小型碟片(CD)等的光记录媒体进行再现用的光头装置，已知有使来自光源的出射光与来自光记录媒体的返回光通过1／4波长移相板(1／4波长板)，从而可将出射光与返回光相分离的偏振光系的光头装置。例如如图10及图11所示，在激光光源至光检测器的光路中途位置配置有偏振光束分离器11(偏振光分离元件)、1／4波长移相板12及物镜16的装置中，从激光二极管构成的激光光源13射出的光通过偏振光束分离器11及1／4波长移相板12之后，作为光点照射在光记录媒体5的记录面上，而来自光记录媒体5的返回光再次通过波长移相板12及偏振光束分离器11。来自光记录媒体5的返回光一旦通过1／4波长移相板12，即变为偏振光方位与来自激光光源13的出射光的偏振光方位相差90°的激光，并通过偏振光束分离器11被导向设于与激光光源13不同方向的光检测器14。
此外如图1及图2所示，有时也会在激光光源13与1／4波长移相板12之间配置衍射型元件21(全息图元件)作为偏振光分离元件，利用该衍射型元件21将来自光记录媒体5的返回光导向光检测器14。
这些偏振光系统的光头装置1A、1B均如在图12(A)、(B)中概略示出的光学系统展开图及光的偏振光状态所示，利用1／4波长移相板12将从激光光源13射出的直线偏振光变换成圆偏振光，并且利用1／4波长移相板12将来自激光光源5的返回光(圆偏振光)变换成偏振光方位与激光光源13射出的直线偏振光相差90°的直线偏振光，再导向设于与激光光源13不同方向的的光检测器14。
因此，利用该种光头装置1A、1B，其优点是能使来自激光光源13的出射光有效照射到光记录媒体5上，且能将来自光记录媒体5的返回光高效率导向光检测器14。
但是，上述说明在光记录媒体5的双折射量δ为0时，有效光量为100％，光记录媒体5本身具有双折射性时，由于该双折射性，光的偏振光状态发生变化，所以存在有效光量低于100％的问题。
例如如图12(C)所示，假定光记录媒体5本身具有反复一次时相当于1／4波长的双折射量δ时，由光记录媒体5反射后就已变成直线偏振光。其结果是，由光记录媒体5反射的返回光一旦再次通过1／4波长移相板12，则上述直线偏振光就变成圆偏振光，有效光量下降至50％。还有，如图12(D)所示，假定光记录媒体5具有往复一次相当于λ／2(λ=波长)的双折射量δ时，一旦返回光通过1／4波长移相板12，在该时刻即变为偏振光方位与从激光光源13射出的直线偏振光的偏振光方位相同直线偏振光。其结果是，不能分离返回光与激光光源13的出射光，到达光检测器14的光的有效光量为0％。
这样的光记录媒体5的双折射量δ与检测光量的关系可以用图5中的虚线LO所示的关系来表示。即，设当光记录媒体5的双折射量δ为0时的光检测器14的检测光量为1时，光记录媒体5的双折射量δ从0变为λ／2时，用光检测器14测出的信号强度下降，光记录媒体5的双折射量δ-变为λ／2时信号强度为0。
光记录媒体5的基体一般通过注塑成形制造，此时，树脂从光记录媒体5的中心侧流向半径方向外侧，所以，光记录媒体5容易具有在半径方向与周向之间折射率不同这样的双折射性。为了确认该现状而对光记录媒体5测量从其中心侧至半径方向外侧的信号强度，作为具有很强的双折射性的例子，有一例具有图13所示的特性。该图13所示的特性，信号强度首先在碟片中心侧非常低，从此处起稍趋向半径方向外侧呈最小值，而从该位置至半径方向最外侧，信号强度变高。考察该结果可知，该图13所示特性的碟片，在半径方向的中心至稍外侧存在双折射量δ为λ／2的区域，而从那儿起至半径方向外侧，双折射量δ渐渐变小。虽然该例子是极端的例子，但可以想见，利用相同制造方法制造的碟片具有相同的倾向，可以认为，在整个半径方向一般均具有一定量的双折射。
对此，可以考虑，使移相板12的各向异性轴的方向(以下仅称为方位)朝向光记录媒体5具有的双折射性的方向，从而使光记录媒体5本身与移相板12构成一个移相板起作用，同时，作为移相板12，不使用具有1／4波长的移相板，代之以使用移相量与1／4波长相位差的量相当于光记录媒体5本身具有的双折射量的移相板。
如果这样，因为移相板12与光记录媒体5本身组合而起1／4波长移相板的作用，所以，即使光记录媒体5具有双折射性，从激光光源13射出的光的返回光通过移相板12之后，也会变成偏振光方位与从激光光源13射出的直线偏振光相差90°的直线偏振光。因此，即使光记录媒体5具有双折射性，也能制成有效光量高的光头装置。
要采用这样的构成时，一般将从激光光源13射出的激光的偏振光方位与移相板12的轴向设定为45°的角度。这样的设定一般通过使激光光源13绕出射光光轴转动，调整其角度位置来进行的。然而，这样的调整方法在如图10及图11所示，激光光源13与光检测器14为各自独立的构件时，可以使激光光源13单独绕出射光光轴转动，但在如图1至图3所示的光头装置1A那样，激光光源13作为光源单元20是与光检测器14一体形成的情况下，就不能采用这样的调整方法等，存在光学系统的配置受到很大限制的问题。
鉴于以上现有技术存在的问题，本发明的目的在于，提供一种即使光记录媒体本身具有双折射性，光学系统的配置也不会受到很大的限制，能进行稳定的光检测的光头装置。
为了解决上述问题，在本发明中，光头装置具有对来自激光光源的出射光和来自光记录媒体的返回光的偏振光状态进行变换的移相板，以及根据所述出射光和所述返回光的偏振光状态，将所述返回光从自所述激光光源射向所述光记录媒体的光轴上分离出来并导向光检测器的偏振光分离元件，其特征在于，将所述移相板的相位差及各向异性轴的方向(以下仅称为移相板的方位)设定为，在计量所述光记录媒体具有的双折射量与所述检测器测出的信号强度的关系时，在该双折射量从0变至1／4波长期间，出现所述信号强度的峰值。
在本发明中，以吸收沿着通过注塑成形制造光记录媒体的基体时树脂流动的方向在光记录媒体上出现的双折射性为条件，来设定移相板的相位差及方位。即，与传统技术不同，无论光记录媒体实际具有哪一方向的双折射性，均首先固定激光光源的朝向，固定从光源射出的出射光的偏振光方位，并设定移相板的相位差及方位，以此使光记录媒体具有的双折射量从0变为1／4波长期间出现光检测器测出的信号强度的峰值。
此外，在本发明中，光头装置具有对来自激光光源的出射光和来自光记录媒体的返回光的偏振光状态进行变换的移相板，以及根据所述出射光和所述返回光的偏振光状态，将所述返回光从自所述激光光源射向所述光记录媒体的光轴上分离出来并导向光检测器的偏振光分离元件，其特征在于，通过相对从所述激光光源射出的直线偏振光有50度至60度相位差的移相板变换成椭圆偏振光后照射在上述光记录媒体上。
此外，在本发明中，光头装置具有对来自激光光源的出射光和来自光记录媒体的返回光的偏振光状态进行变换的移相板，以及根据所述出射光和所述返回光的偏振光状态，将所述返回光从自所述激光光源射向所述光记录媒体的光轴上分离出来并导向光检测器的偏振光分离元件，其特征在于，将所述来自激光光源的出射光的偏振光方向配置为相对所述光记录媒体的半径方向为45°，并使所述移相板的相位差相对1／4波长板的相位差45度，错开约5度至15度的范围。
因此，在本发明中，如果光记录媒体具有的双折射量是在0至1／4波长之间，则无论光记录媒体具有的双折射性方向为何方向，均能高强度测出来自光记录媒体的返回光，所以能构成有效光量高的光头装置。此外，与光记录媒体的双折射性实际朝向哪一方向无关，可以将激光光源配置成从设计等考虑为最佳的状态。因此，即使是将激光光源与检测器做成一体的光头装置，也能进行稳定的信号检测。
在本发明中，所述偏振光分离元件最好具有部分偏振光性，能从含有偏振光方向朝向相互正交方向的第1直线偏振光及第2直线偏振光的返回光中，使该第1及第2直线偏振光均以一定比例射向所述光检测器。若采用该构成，即使光记录媒体具有双折射量，入射到偏振光分离元件的返回光中含有第1直线偏振光及第2直线偏振光，也能用光检测器测出任一直线偏振光的一部分。
因此，即使返回光所含直线偏振光全部为第2直线偏振光，也能在一定程度上抑制信号强度的电平，另一方面，即使由于光记录媒体具有双折射性，返回光所含直线偏振光全部为第1直线偏振光，也能以一定程度的强度测出信号。
在此，在光头装置中，检测返回光时，如果测出的信号强度高到一定程度，检测方向不产生问题。在本发明中，即使在如果是用传统方法信号强度为0的条件下，由于偏振光分离元件的部分偏振光性，也能以一定程度测出信号。因此，无论光记录媒体具有怎样的双折射性，也能可靠地进行信号检测。此外，从光记录媒体的半径方向任一部位，都能可靠地进行信号检测。
在本发明中，所述偏振光分离元件例如可以使用衍射型元件，此时，所述衍射型元件也可以用聚联乙炔衍生物膜来形成衍射光栅。
在本发明中，所述移相板也可以用聚联乙炔衍生物膜或者在基板上倾斜蒸镀的电介质膜来形成。
附图简介。
图1所示为在使用衍射型元件作为光头装置的偏振光分离元件的光盘驱动装置中，简略示出其主要部分平面配置的说明图。
图2所示为简略示出图1所示光盘驱动装置所使用的光头装置的光学系统配置的说明图。
图3(A)、(B)分别为示出图2所示光头装置所使用光源单元外观的立体图及示出其内部结构的俯视图。
图4所示为在图2所示的光头装置中，改变移相板的相位差量及方位时光记录媒体具有的双折射量与光检测器测出的信号强度之间关系的曲线图。
图5所示为在图2所示的光头装置中，光记录媒体具有的双折射量与光检测器测出的信号强度之间关系的曲线图，其示出了采取了第1对策时的效果。
图6所示为在图2所示的光头装置中，光记录媒体具有的双折射量与光检测器测出的信号强度之间关系的曲线图，其示出了采取第1对策及第2对策时的效果。
图7(A)、(B)、(C)分别为示出使用移相板与衍射型元件成为一体的复合光学元件的光头装置的光学系统主要部分的说明图、示出该复合光学元件构成的说明图及示出为了制造该复合光学元件而倾斜蒸镀电介质膜的情况的说明图。
图8(A)、(B)分别为示出将使用聚联乙炔衍生物膜的移相板与衍射型元件做成一体的复合光学元件之构成的说明图，以及示出该移相板原理的说明图。
图9(A)、(B)、(C)、(D)均为在移相板上形成使用聚联乙炔衍生物膜的部分偏振光性衍射型元件，来制造复合光学元件用的工序剖面图。
图10为简略示出在使用立方棱镜状偏振光束分离器作为光头装置的偏振光分离元件的光盘驱动装置中，其主要部分平面配置的说明图。
图11为简略示出图10所示的光盘驱动装置所使用的光头装置的光学系统配置的说明图。
图12(A)所示为构成光头装置的光学系统的展开图，(B)至(D)分别为简略示出光记录媒体本身具有的往复的双折射量与光的偏振光状态的说明图。
图13所示为在传统的光头装置中，光记录媒体半径方向的位置与光检测器从此处测出的信号强度之间关系的曲线图。
以下参照
本发明的实施形态。在以下的说明中，作为偏振光分离元件，以衍射型元件为例子进行说明，即使如此，本实施形态的光头装置与参照图9及图10说明过的光头装置在基本构成上是相同的，所以对对应的要素标上相同的符号进行说明。
先说明整体构成。图1及图2分别为平面示出应用本发明的碟片驱动装置主要部分的说明图，以及示出其光学系统配置的说明图。
如图1和图2所示，光盘驱动装置由旋转驱动光记录媒体5的电动机6及从光记录盘读取信息的光头装置1A构成。在光头装置1A中，作为其光学系统，在激光二极管构成的激光光源13至光记录媒体5的记录面51的光路上，以如下顺序配置有偏振光性的衍射型元件21(全息元件／偏振光分离元件)、移相板12、上提镜17及物镜16。此外，靠近激光光源13配置有由光电二极管构成的光检测器14。与通常的一样，对物镜16形成有使该物镜16向循迹方向及聚焦方向驱动的物镜致动器7，该物镜致动器7及光学系统设置在可以沿光记录媒体5的半径方向移动的框架8上。
图3(A)、(B)分别为示出图2所示光头装置所用光源单元外观的立体图，以及示出其内部结构的俯视图。
如图3(A)、(B)所示，激光光源13作为光源单元20，与光检测器14形成在同一块基板上。该光源单元20从管壳23向外伸出多个引线架22，在管壳23内的基板上，形成有由激光二极管构成的激光光源13、将从该激光光源13射出的激光向上提90°的反射镜24，以及形成于激光光源13侧旁的分割型光电二极管构成的光检测器14。
在图2中，衍射型元件21的一个面上形成有衍射光栅210，该衍射光栅210仅对常光进行衍射，让异常光原封不动地通过。作为这样的衍射型元件21，可以使用后面将叙述的各种元件，也可以使用对铌酸锂晶体进行了质子更换的元件。
因为该种衍射型元件21是众所周知的，故省略详细说明，在作为双折射性基板的铌酸锂晶体板的表面形成衍射光栅210，在该衍射光栅210中，在作为双折射性晶体板的铌酸锂晶体板表面，以一定的宽度及深度格子形状地形成质子离子交换区域。在相邻的质子离子交换区域之间，留有不进行质子离子交换的非质子离子交换区域。在该非质子离子交换区域的表面，形成有一定厚度的电介质膜例如SiO2的膜，质子离子交换区域的表面则照原样暴露在外。因此，在铌酸锂晶体板的表面，交替(周期性地)形成有质子离子交换区域与非质子离子交换区域。晶体板的质子离子交换区域相对非质子离子交换区域，对异常光的折射率ne增加0．11左右，相反，对常光的折射率no减少0．04左右。
这里，为了使异常光不受到衍射作用，在非质子离子交换区域的表面形成规定厚度的电介质膜，使异常光通过质子离子交换区域及非质子离子交换区域时产生的相位差相抵消。常光在通过质子离子交换区域时相位前移。但通过非质子离子交换区域时相位相对滞后，并由于其表面形成的电介质膜，相位更延迟。因此，常光通过衍射型元件21时发生相位差，受到衍射作用。异常光分量通过任一区域时，受到的相位变化是相同的，所以不受到衍射作用，原封不动地笔直前进而通过。
这样构成的光头装置1A基本上，从激光光源13射出激光之后，由1／4波长移相板12将通过衍射型元件21的直线偏振光变换成圆偏振光，并利用1／4波长移相板12将来自光记录媒体5的返回光(圆偏振光)变换成其偏振光方位与从激光光源13射出的直线偏振光相差90°的直线偏振光，从而衍射型元件21将返回光导向设于与激光光源13不同方向的光检测器14。
上述原理在光记录媒体5无双折射性时没有问题地会成立，但如己说明过的那样，因为光头装置1A所使用的光记录媒体5在基体通过注塑成形制造时，一般树脂是从内周侧沿半径方向流动的，所以，光记录媒体5如图1中的箭头D所示，具有半径方向的双折射性。因此，在本发明中，防止因该双折射性引起的检测灵敏度的下降时，采取了以下说明的两个对策。
图4所示为在图2所示的光头装置中，改变移相板的相位差量及方位时光记录媒体具有的双折射量与光检测器测出的信号强度之间关系的曲线图。图5所示为在图2所示的光头装置中，改变移相板的相位差量及方位时光记录媒体具有的双折射量与光检测器测出的信号强度之间关系的曲线图，示出了采取了后面将叙述的第1对策时的效果。图6所示为在图2所示的光头装置中，改变移相板的相位差量及方位时光记录媒体具有的双折射量与光检测器测出的信号强度之间关系的曲线图，示出了采取了上述第1对策及后面将叙述的第2对策时的效果。
首先第1对策是，即使光记录媒体5的双折射方向实际位于哪一方向不清楚，也将光记录媒体5作为具有半径方向的双折射性的光记录媒体进行设计，并以这样设计的姿势配置光源单元20。即，光源单元20配置成从激光光源13射出的激光的偏振光方向相对光记录媒体5的半径方向朝向45度。此外，衍射型元件21配置成位于配置在光源单元20上的光检测器14能接受光的位置的朝向。接着，对移相板12适当设定移相板12的相位差φ及方位θ，以使当光记录媒体5具有的双折射量从0变化成1／4波长时(判定在0至1／4波长的范围存在双折射量)，在该期间检测器14测出的信号强度出现峰值。
在这样的条件下设定移相板12的相位差φ及方位θ时，使用以下所示各试样的移相板12来测量信号强度。
试样1移相板12的相位差φ=90°，方位θ=45°试样2移相板12的相位差φ=98．4°，方位θ=45°试样3移相板12的相位差φ=120°，方位θ=45°试样4移相板12的相位差φ=90°，方位θ=55．4°试样5移相板12的相位差φ=90°，方位θ=70°试样6移相板12的相位差φ=98．4°，方位θ=55．4°使用这些试样来测量光记录媒体5具有的双折射量从0变为3／4波长时的信号强度，测量结果在图4示出。在此，在图4中分别用线L1-L6表示各试样1-6的各数据。
从该图4所示结果可知，如果改变移相板12的相位差φ及方位θ，则光记录媒体5具有的双折射量与信号强度的关系发生变化。
但如在图4中线L2、L3示出的试样2、3的特性所示那样可知，当以相当于传统例子的试样1(其特性在图4中用线L1表示)为基准，在将移相板12的方位θ设定并保持为45°的情况下，仅使移相板12的相位差φ从90°变为98．4°、120°时，在光记录媒体5具有的双折射量从0变为1／4波长的变化期间，未出现信号强度的峰值。
此外，如图4中线L5示出的试样5特性所示，以作为传统例的试样1为基准，在将移相板12的相位差φ设定并保持为90°的情况下，使移相板12的方位θ变为70°时，在光记录媒体5具有的双折射量从0变为1／4波长的变化期间，虽然出现信号强度的峰值，但信号强度变低。
与之相对照，如图4中线L4示出的试样4特性所示，以作为传统例的试样1为基准，在将移相板12的相位差φ设定并保持为90°的情况下，使移相板12的方位θ设定为55．4°时，在光记录媒体5具有的双折射量从0变为1／4波长的变化期间，出现信号强度的峰值，且获得很高的信号强度。
此外，如图4中线L6示出的试样6特性所示，以作为传统例的试样1为基准，将移相板12的方位θ设定为55．4°，将移相板12的相位差φ设定为98．4°时，在光记录媒体5具有的双折射量从0变为1／4波长的变化期间，出现信号强度的峰值，且信号强度也很强。并且，试样6在对于光记录媒体5估计可能性最高的双折射性为1／8波长的位置出现信号强度的峰值。因此，如果与该试样相当地构成光头装置1B，则如在图5中将作为传统例的试样1的数据与作为本发明最佳实施例的试样6的数据进行比较所示的那样，因为在光记录媒体5的双折射性从0变为1／2波长期间信号强度出现峰值，所以，可以在比光记录媒体5的双折射率从0变为1／2波长的范围更窄的条件范围内，防止因光记录媒体5具有双折射性而引起的错误的发生。
又，如上所述，在光记录媒体具有的双折射量从0变为1／4波长的期间出现信号强度的峰值且信号强度也高的范围，是将移相板12的方位θ设定为50°至60°范围的范围，将移相板的相位差设定在以90度为中心、约20度的范围以内的场合。
但即使是这样构成的光头装置1A，如图4所示，也有光记录媒体5的双折射性从1／2波长变为3／4波长期间、信号强度变为0的条件。一般可以认为，光记录媒体5的双折射率在0至1／4波长的范围，但为了当光记录媒体5的双折射性在1／2波长至3／4波长之间时也能适应，可以采取以下对策。
本发明的第2对策是，使作为偏振光分离元件使用的衍射型元件21具有部分偏振光性，该部分偏振光性能从含有偏振光方向朝向相互正交方向的s偏振光(第1直线偏振光)和p偏振光(第2直线偏振光)的返回光中，以一定的比例且朝向光检测器14分离出s偏振光和p偏振光。
即，在衍射型元件21中，设对s偏振光的穿透率和衍射率为Ts和Rs时，使对s偏振光的穿透率Ts与衍射率Rs之比原来为0∶1的装置变为对s偏振光的穿透率Ts与衍射率Rs之比为0．5∶0．5。反言之，当将对p偏振光的穿透率和衍射率设为Tp和Rp时，使对p偏振光的穿透率Tp和衍射率Rp之比原来为1∶0的装置变为对p偏振光的穿透率Tp和衍射率Rp之比为0．5∶0．5。
例如，作为光头装置的偏振光分离元件，如图10及图11所示，使用由立方棱镜构成的偏振光束分离器11时，设对s偏振光的穿透率及反射率为Ts及Rs时，使对s偏振光的穿透率Ts及反射率Rs之比为0．5∶0．5。相反，设对p偏振光的穿透率及反射率为Tp及Rp时，使对p偏振光的穿透率Tp及反射率Rp之比为0．5∶0．5。
另外，穿透率T与反射率R之比理想的是0．50．5这样相同的，但即使不相同，根据设计的需要保证一定的比例，即，双方基本上保证在0．3以上也可以。
因此，在本实施形态的光头装置1A中，如图6中的虚线L7所示，因光记录媒体5的双折射性而引起、入射衍射型元件14的返回光中含有s偏振光和p偏振光双方，这些偏振光的一部分分别入射光检测器14。因此，返回光所含偏振光例如全部为s偏振光时，在一定程度上信号强度的电平被抑制这样的情况被取代，即使由于光记录媒体5具有双折射性，返回光所含偏振光全部为p偏振光，也能以一定程度的强度测出信号。因此，作为光头装置1A，检测返回光时，测出的信号强度高到一定程度不会有问题。
因此，在本实施形态中，即使如果在传统情况下信号强度为0的条件下，也能以高到一定程度的电平进行信号检测。因此，即使在因光记录媒体5具有双折射性而引起、返回光中仅含有p偏振光的情况下，利用衍射型元件21的部分偏振光性，也始终能测出一定电平以上的信号。因此，无论光记录媒体5具有怎样的双折射性，均能可靠进行信号检测。
在上述实施例中，作为偏振光分离元件的衍射型元件21与移相板12使用了各自独立的构件，但也可以如图7(A)中的衍射型元件21所示，或如图10及图11中的立方棱镜状偏振光束分离器11等所示，偏振光分离元件使用与移相板12成为一体的复合光学元件25。采用这样的构成，将衍射型元件21或立方棱镜状偏振光束分离器11与移相板12作为复合光学元件25处理即可，所以，可以提高光头装置装配作业的效率，提高衍射型元件21的双折射方向和移相板12方位的调整作业的效率及实现部件的小型化。作为形成这样的复合光学元件25时的方法，可以在分别形成衍射型元件21等的偏振光分离元件及移相板12之后，用粘接剂粘接。
如以下说明所示，如果在衍射型元件21或立方棱镜状偏振光束分离器11上形成移相板12而形成复合光学元件25，则可以提高光头装置装配作业的效率，提高衍射型元件21的双折射方向和移相板12方位的调整作业效率及实现部件的小型化，而且还可以降低部件成本。
要制造这样的复合光学元件25，例如如图7(B)、(C)所示，在衍射型元件21的两个面之中，在与形成有衍射光栅210侧相反侧的面21B上，倾斜蒸镀电介质膜121，由该电介质膜121形成移相板12。此时，从相对衍射型元件21的法线方向H成规定角度的箭头A的方向，倾斜蒸镀五氧化钽、氧化钨、三氧化铋及氧化钛等的无机氧化物。由这样形成膜的电介质膜构成的双折射膜121例如将法线方向H与双折射膜晶体轴所夹的角度例如设定为70°，通过调整膜厚度，倾斜蒸镀的双折射膜121就起作为1／4波长移相板12的光学作用。此外，如果调整法线方向H与双折射膜晶体轴所成的角度及膜厚度，不限于1／4波长板用，可以形成各种移相板12。此时，相位差量可以通过蒸镀的膜厚度进行控制，而方位可以通过蒸镀方向进行控制。
此外，要将移相板12形成在衍射型元件21上，也可以用聚联乙炔衍生物膜来代替电介质膜的倾斜蒸镀。此时，例如如图8(A)所示，对衍射型元件21的里面侧涂敷规定厚度的例如PET膜(聚对苯二甲酸乙二醇酯膜)125或聚酰亚胺膜之后，用聚酯等纤维进行摩擦处理。接着，在PET膜125表面，用真空蒸镀法形成具有双折射性的聚联乙炔衍生物膜122。从图8(A)可知，聚联乙炔衍生物膜122按对PET膜125的摩擦方向在X-Y平面内取向，主链方向(取向方向)如箭头YH所示为Y轴方向。这样形成膜的聚联乙炔衍生物膜122具有双折射性，取向方向YH的反射率(ne)与垂直于取向方向YH的方向YI的折射率(no)是不同的。此时，聚联乙炔衍生物膜5的膜厚d例如以满足下式的条件进行确定，可以形成1／4波长移相板12。
2π△nd／λ=π／2另外，在上式中，λ、△n分别为入射到聚联乙炔衍生物膜5上的光的波长及异常光与常光的折射率差(ne-no)。所谓异常光，是在聚联乙炔衍生物膜5的取向方向YH振动的偏振光，所谓常光，是在与聚联乙炔衍生物膜5的取向方向YH垂直的方向YI振动的偏振光。
这样的聚联乙炔衍生物膜122如果如图8(B)所示，相对在Y’-Z’平面内边沿Y’轴向振动边前进的直线偏振光，将聚联乙炔衍生物膜5的取向方向YH在X’-Y’平面内配置在相对Y’轴倾斜45度的方向，则入射移相板12的直线偏振光在取向方向YH分量与垂直于取向方向YH的分量之间产生1／4波长的相位差，作为圆偏振光出射。该圆偏振光若被光记录媒体反射后再次通过聚联乙炔衍生物膜122，则变为与最初入射的直线偏振光的振动方向相差90度的直线偏振光出射。即，本例的移相板12作为1／4波长板起作用。此外，如果调整膜厚度，则可以形成各种移相板。这样形成的移相板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。
还有，形成衍射型元件15时也可以使用聚联乙炔衍生物膜。此时，首先如图9(A)所示，在移相板12的里面侧涂布规定厚度的例如PET膜(聚对苯二甲酸乙二醇酯膜)212或聚酰亚胺膜，然后用聚酯等纤维进行摩擦处理。接着，如图9(B)所示，在PET膜212表面真空蒸镀联乙炔单体，再照射紫外线使其聚合，从而形成聚联乙炔衍生物膜213。此时，聚联乙炔衍生物膜213沿PET膜212的摩擦方向自行取向。接着如图9(C)所示，在聚联乙炔衍生物膜213的表面配置遮光掩模214。该遮光掩模214由铬之类具有紫外线遮蔽性能的材料形成，形成有细微的周期光栅图作为紫外线穿透部分214a。配置遮光掩模214之后，从其表面侧照射高强度的紫外线215。其结果，由于照射的光透过遮光掩膜214的紫外线透过部分214a，故在聚联乙炔衍生物膜213表面，与形成于遮光掩模214的细微周期光栅图对应的区域被曝光。在此，聚联乙炔衍生物膜213是着有颜色的，一旦照射紫外线215，该照射部分分解而变为透明。此外，被照射到紫外线215的区域的双折射性消失，变成具有与着有颜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与着色部分的膜厚相等，就成为完全偏振光性的衍射光栅。
此时如果调整紫外线照射量，透明部分(紫外线照射到的区域)发生收缩，变得比着色部分(紫外线未照射到的区域)薄。结果如图9(D)所示，由凸部213c和凹部213b形成周期光栅。因此，即使常光入射，也由于表面的阶梯差而产生衍射，所以不会有完全的偏振光特性，成为具有部分偏振光性的衍射型元件21。
对于这样形成的衍射型元件21，通过调整紫外线照射量，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，变更对常光的衍射特性时，通过改变工艺条件也能对应。还有，不使用蚀刻等工艺，只要改变曝光图，就能形成非常细微的衍射光栅，所以，制造出价廉且光学系统的配置方面设计自由度相当高的光栅型元件21。
另外，在上述实施形态中，以使用衍射型元件21作为偏振光分离元件的光头装置1A为例进行了说明，但在如图9及图10所示那样，将立方棱镜状的偏振光束分离器11用作偏振光分离元件的光头装置1B中应用本发明也行。
如以上说明过的那样，在本发明的光头装置中，并不以使移相板的方位与光记录媒体的双折射性方向对准为前提，而是设定移相板的相位差和方位，以使在光记录媒体具有的双折射量从0变至1／4波长期间，光检测器测出的信号强度出现峰值。
此外，使出射光穿过相对从激光光源射出的激光为50度至60度方位的移相板后照射到上述光记录媒体上。
此外，将来自上述激光光源的出射光的偏振光方向配置成相对上述光记录媒体的半径方向朝向45度，并使所述移相板的方位相对方位45度错开约5度至15的范围。
因此，在本发明中，如果光记录媒体具有的双折射量是在0至1／4波长之间，则即使移相板的方位不向着光记录媒体具有的双折射性的方向，也能高强度测出来自记录媒体的返回光，所以，能构成有效光量高的光头装置。无论光记录媒体的双折射性实际上朝向哪个方向，都可以将光源配置在从设计等方面考虑为最佳的状态。因此，即使在光源与检测器成为一体的光头装置等中，也能吸收光记录媒体具有的双折射性，进行稳定的信号检测。
权利要求
1．一种光头装置，具有对来自激光光源的出射光和来自光记录媒体的返回光的偏振光状态进行变换的移相板，以及根据所述出射光和所述返回光的偏振光状态，将所述返回光从自所述激光光源射向所述光记录媒体的光轴上分离出来并导向光检测器的偏振光分离元件，其特征在于，将所述移相板的相位差及各向异性轴的方向设定为，在计量所述光记录媒体具有的双折射量与所述检测器测出的信号强度之关系时，在所述光记录媒体具有的双折射量从0变至1／4波长的期间，出现所述信号强度的峰值。
2．根据权利要求1所述的光头装置，其特征在于，所述偏振光分离元件具有部分偏振光性，该偏振光性从含有偏振光方向朝向相互正交方向的第1直线偏振光及第2直线偏振光的返回光中，使该第1及第2直线偏振光均以一定比例向着所述光检测器射出。
3．根据权利要求2所述的光头装置，其特征在于，所述偏振光分离元件为衍射型元件，所述衍射型元件的衍射光栅由聚联乙炔衍生物膜形成。
4．根据权利要求1所述的光头装置，其特征在于，所述移相板由倾斜蒸镀的电介质膜或聚联乙炔衍生物膜所形成。
5．根据权利要求1所述的光头装置，其特征在于，所述偏振光分离元件与所述移相板形成为一体，所述激光光源及所述光检测器作为光源单元形成为一体。
6．一种光头装置，具有对来自激光光源的出射光和来自光记录媒体的返回光的偏振光状态进行变换的移相板，以及根据所述出射光和所述返回光的偏振光状态，将所述返回光从自所述激光光源射向所述光记录媒体的光轴上分离出来并导向光检测器的偏振光分离元件，其特征在于，通过相对从所述激光光源射出的激光设定为50度至60度方位的移相板后照射在上述光记录媒体上。
7．根据权利要求6所述的光头装置，其特征在于，所述偏振光分离元件具有部分偏振光性，该部分偏振光性能从含有偏振光方向朝向相互正交方向的s偏振光和p偏振光的直线偏振光的返回光中，以一定的比例且朝向所述光检测器分离出所述s偏振光和p偏振光。
8．根据权利要求7所述的光头装置，其特征在于，设对所述s偏振光的穿透率和衍射率为Ts和Rs时，使对所述s偏振光的穿透率Ts和衍射率Rs均在0．3以上，并且设对p偏振光的穿透率和衍射率为Tp和Rp时，使对所述p偏振光的穿透率Tp和衍射率Rp均基本在0．3以上。
9．根据权利要求8所述的光头装置，其特征在于，设对所述s偏振光的穿透率和衍射率为Ts和Rs时，使对所述s偏振光的穿透率Ts与衍射率Rs之比基本为0．5∶0．5，并且，设对p偏振光的穿透率和衍射率设为Tp和Rp时，使对p偏振光的穿透率Tp与衍射率Rp之比基本为0．5∶0．5。
10．根据权利要求6所述的光头装置，其特征在于，将所述移相板的相位差设定在以90度为中心约20度的范围内。
11．一种光头装置，具有对来自激光光源的出射光和来自光记录媒体的返回光的偏振光状态进行变换的移相板，以及根据所述出射光和所述返回光的偏振光状态，将所述返回光从自所述激光光源射向所述光记录媒体的光轴上分离出来并导向光检测器的偏振光分离元件，其特征在于，将所述来自激光光源的出射光的偏振光方向配置为相对所述光记录媒体的半径方向为45°，并使所述移相板的方位相对45度错开约5度至15度的范围。
12．根据权利要求11所述的光头装置，其特征在于，将所述移相板的相位差设定为大致90度，并将所述移相板的方位设定为50度至60度。
13．根据权利要求12所述的光头装置，其特征在于，所述移相板的方位设定为约55度。
14．根据权利要求11所述的光头装置，其特征在于，将所述移相板的相位差设定为以90度为中心约20度的范围以内，并将所述移相板的方位设定为50度至60度的相位差。
15．根据权利要求14所述的光头装置，其特征在于，将所述移相板的方位设定为约55度。
16．根据权利要求15所述的光头装置，其特征在于，所述偏振光分离元件具有部分偏振光性，该部分偏振光性从含有偏振光方向朝向相互正交方向的第1直线偏振光与第2直线偏振光的返回光中，使所述第1偏振光及第2偏振光以一定比例向着所述光检测器分离出来。
全文摘要
即使光记录媒体本身有双折射性也不强烈制约光学系配置,能进行稳定光检测的光头装置1A,具有改变激光光源13的出射光和光记录媒体5的返回光的偏振光状态的移相板12,及利用往、返光间偏振光状态之差,从光轴上分离出返回光并将其导向光检测器14的衍射型元件21,使出射光的偏振光方位朝向光记录媒体5的半径方向配置,且光记录媒体5的双折射量从0变为1/4波长期间,检测器14测出的信号强度出现峰值,以此条件设定移相板的方位及相位量。
文档编号G11B7/12GK1278640SQ0011868
公开日2001年1月3日 申请日期2000年6月16日 优先权日1999年6月16日
发明者武田正, 武居勇一, 林善雄 申请人:株式会社三协精机制作所