信息裝置和光學拾波器的製作方法
2023-09-23 00:19:00 1
專利名稱:信息裝置和光學拾波器的製作方法
技術領域:
本發明涉及對媒體進行光學記錄或檢測信息(數據)的信息裝置,特別涉及具有控制光束的波陣面的波陣面修正機構的信息裝置和光學拾波器。
背景技術:
在象光碟裝置那樣在光學上記錄和再現信息的裝置中,為了補償由於記錄媒體即光碟的傾斜或襯底厚度(信息面的深度)的變化等而產生的像差,在光路中配置液晶元件或可變形反射鏡等波陣面修正機構。這時,防止光束和物鏡的光軸偏移(以下稱作透鏡移位)引起的像差修正性能的下降是重要的。
一般,光碟裝置的所述物鏡安裝在光學拾波器內,用於把同樣從光學拾波器內的光源發出的雷射匯聚到光碟的信息面上,形成射束點。
在光碟裝置中,為了使雷射的射束點正確地跟蹤光碟的目的磁軌,進行跟蹤控制。通過促動器驅動光學拾波器內的物鏡,執行該跟蹤控制,從而使射束點對於光碟上的目的磁軌的位置偏移最小化。
如果通過所述跟蹤控制,把物鏡向與光碟的信息面平行並且垂直於磁軌的方向移動,就產生透鏡移位,所以無法恰當實現用於補償像差的波陣面修正。
減少透鏡移位引起的影響的一個方法是把波陣面修正機構與物鏡一體構成。如果這樣,則物鏡的光軸和波陣面修正圖案的中心總一致,所以防止像差修正性能的下降。可是,產生伴隨著可動部的重量增加的響應特性的下降、用於向波陣面修正元件的布線的促動器構造的複雜化、向光學拾波器的薄型化的障礙等問題。對于波陣面修正機構要求高精度的修正,波陣面修正圖案的多分割化和向多種像差模式的對應越必要,則與這些問題的同時解決變得越困難。
從這樣的理由出發,提出各種不是物鏡,而在光學拾波器的基臺一側配置波陣面修正機構,減少透鏡移位的影響的結構。作為一個例子,在波陣面修正機構和物鏡之間插入平行平板,按照透鏡移位使它傾斜(例如,參照專利文獻1)。在專利文獻1中,除此之外,還描述按照透鏡移位使光源或光檢測器移動的結構。
此外,波陣面修正機構除了在沒有透鏡移位時使用的第一電極組,還具有與向外方向的透鏡移位對應的第二電極組、與向內方向的透鏡移位對應的第三電極組,對於給定量以上的透鏡移位,分開使用這些電極的結構(參照專利文獻2)。在專利文獻2中,公開了對於用於修正光碟襯底的傾斜(翹起)的液晶元件的第一電極組,組合第二和第三電極組的實施例。此外,作為其它實施例,公開了對於用於修正球面像差的液晶元件的第一電極組,組合第二和第三電極組的實施例。
特開平11-96577號公報[專利文獻2]特開2001-167470號公報可是,在所述以往技術中存在以下的課題。
第一,在專利文獻1中記載的透鏡修正結構中,存在引起裝置的大型化、高成本的課題。為了修正透鏡移位,追加平行平板或用於把它傾斜的驅動部等構件,此外為了進行正確的透鏡移位的修正,用於使這些機構的動作以高精度跟蹤物鏡的移動的控制機構成為必要。這樣無法避免伴隨著透鏡移位修正機構的追加的裝置複雜化。
第二,在使用專利文獻2所述的第二、第三電極組的結構中,在取得的波陣面修正精度和能修正的波陣面種類的靈活性上存在課題。在配置第二、第三電極組的部分無法配置第一電極組,所以用於提高波陣面修正精度的電極組配置和用於減少透鏡移位的影響的電極組配置彼此存在抵消的關係。因此,在保證充分的波陣面修正精度的前提下,難以對應廣範圍的透鏡移位。在修正傾斜時、修正球面像差時,分別個別設計減少透鏡移位的影響的電極圖案,但是根據裝置,有時有必要對應傾斜引起的像差和球面像差複合的像差、或更寬的任意像差。對於這樣的任意像差,以高精度減少透鏡移位的影響的靈活性上存在課題。
第三,在專利文獻2所述的結構中,存在無法實現對於微小的透鏡移位的極細微的波陣面修正的課題。在專利文獻2中,對於200μm以下的透鏡移位,不進行修正,對於200μm以上的透鏡移位,只在一個等級進行修正。這樣,只用進行修正或不進行修正等兩個等級選擇,難以細緻地對應微小的透鏡移位。
發明內容
本發明是鑑於所述事實而提出的,其目的在於提供不需要特別的與物鏡匹配光軸的專用構件,以高精度進行減少透鏡移位的影響的波陣面修正的信息裝置和光學拾波器。
本發明的信息裝置用光束對媒體寫入數據和/或從所述媒體讀出數據,包括生成所述光束的光源;把所述光束匯聚到所述媒體上的物鏡;檢測所述物鏡的光軸對於所述光束的光軸的位置偏移量的透鏡移位檢測機構;把局部修正所述光束的波陣面的修正要素排列為二維陣列狀,各修正要素彼此獨立驅動的波陣面修正機構;進行所述光束的截面的各坐標位置和所述光束的波陣面相位的關聯的波陣面演算機構;根據所述透鏡移位檢測機構的輸出,變更所述坐標位置和所述波陣面相位的關聯的透鏡移位修正演算機構;根據所述透鏡移位修正演算機構的輸出,控制所述波陣面修正機構的控制機構。
在優選實施方式中,還具有檢測所述光束的波陣面的波陣面傳感器;所述波陣面演算機構根據所述波陣面傳感器的輸出,進行所述光束的截面的各坐標位置和所述光束的波陣面相位的關聯。
在優選實施方式中,還具有檢測所述媒體對所述光束的傾斜的機構;所述波陣面演算機構按照所述媒體對所述光束的傾斜,進行所述光束的截面的各坐標位置和所述光束的波陣面相位的關聯。
在優選實施方式中,還具有檢測所述媒體的球面像差的機構;所述波陣面演算機構按照所述球面像差,進行所述光束的截面的各坐標位置和所述光束的波陣面相位的關聯。
在優選實施方式中,所述透鏡移位修正演算機構使所述光束的坐標位置向所述物鏡的光軸對於所述光束的光軸的位置偏移方向移動,從而變更所述坐標位置和所述波陣面相位的對應關係。
在優選實施方式中,當關於所述物鏡的光軸對於所述光束的光軸的位置偏移方向的所述修正要素的相鄰間隔為p時,所述透鏡移位修正演算機構對於比所述p還小的所述光軸的偏移量,使所述光軸的坐標位置移動。
在優選實施方式中,所述波陣面演算機構通過伴隨著所述媒體的基體材料厚度變化的第一像差模式與伴隨著所述媒體的傾斜的第二像差模式的合成,計算全體像差。
在優選實施方式中,所述第一像差模式在單一模式內,關於離所述光軸中心的距離r,包含6次以上的項。
在優選實施方式中,所述第二像差模式在單一模式內,關於離所述光軸中心的距離r,包含5次以上的項。
在優選實施方式中,所述波陣面修正機構的各修正要素具有反射所述光束的微小反射鏡,所述波陣面修正機構作為可變形反射鏡起作用。
在優選實施方式中,所述波陣面修正機構包含液晶元件,所述所述波陣面修正機構的各修正要素具有對所述光束進行光學調製的液晶區域。
本發明的光學拾波器包括基臺;設置在基臺上的光源;可自由移動地支撐在所述基臺上,把從所述光源射出的光束匯聚,照射到媒體上的物鏡;能使所述物鏡在與所述光束的光軸正交的方向移動的物鏡促動器;設置在所述光學拾波器的所述基臺上,把局部修正所述光束的波陣面的修正要素排列為二維陣列狀,獨立控制這些修正要素,形成空間的波陣面修正圖案的波陣面修正機構;使所述波陣面修正機構形成的波陣面修正圖案在所述物鏡光軸對於所述光束的光軸偏移的方向移動。
圖1是本發明實施方式1的信息裝置的概略結構圖。
圖2是本發明實施方式1可變形發射鏡的分解立體圖。
圖3是表示可變形發射鏡的驅動點和波陣面近似精度的關係的一維說明圖。
圖4是表示可變形發射鏡的驅動點和波陣面近似精度的關係的二維說明圖。
圖5是本發明實施方式1的光檢測器的感光部的俯視圖。
圖6是本發明實施方式1的光檢測器的檢測電路的概略結構圖。
圖7是表示具有透鏡移位時的可變形發射鏡的修正波陣面形狀的說明圖。
圖8是本發明實施方式2的信息裝置的概略結構圖。
圖9是表示按照物鏡6的光軸的移位,波陣面修正圖案移動的樣子的模式圖。
圖10是本發明實施方式3的信息裝置的概略結構圖。
圖11是表示本發明實施方式3的動作的程序流程圖。
圖中5-可變形反射鏡;6-物鏡;11-光檢測器;11b-光檢測器;12-控制電路;12b-控制電路;13-波陣面演算部;13b-波陣面演算部;14-透鏡移位修正演算部;15-全體控制部;15b-全體控制部;16-波陣面修正控制部。
具體實施例方式
下面,參照圖1~圖7說明本發明的信息裝置的實施方式1。本實施方式的信息裝置是光碟裝置。
首先,參照圖1。圖1是本實施方式的光碟裝置的概略結構圖。該光碟裝置是用光束對媒體(光碟)寫入數據和/或從光碟讀出數據的信息裝置。
從GaN雷射器等光源1射出的光束由視準透鏡2變換為平行光束,輸入到偏振分光鏡3。該光束中只有P偏振光成分透射偏振分光鏡3,剩下的S偏振光成分反射,入射到未圖示的前光監視器中。透射的P偏振光成分由1/4波長板4變換為圓偏振光。
本實施方式的可變形反射鏡5是在襯底5a上設置多個能變位的微小反射鏡5b的反射鏡。這樣的可變形反射鏡5具有基於本申請人的國際公開WO03/061488號文本(國際申請日2002年1月29日)或國際公開WO03/065103號文本(國際申請日2002年11月26日)中描述的結構。與國際公開WO03/061488號文本有關的申請在2003年7月29日進入到美國國家階段(申請號10/470685),與國際公開WO03/065103號文本有關的申請在2004年7月23日進入到美國國家階段。
各微小反射鏡5b配列為二維陣列狀,由多個微小反射鏡5b形成反射面。各微小反射鏡5b連接在其背面的驅動部5c驅動。獨立控制各微小反射鏡5b的從襯底5a的垂直方向變位和/或對襯底5a的傾斜。作為本實施方式的可變形反射鏡5所要求的功能,重點在於各微小反射鏡5b對於襯底5a不僅傾斜,在對襯底5a傾斜或平行的狀態下,能作為全體變位。除了傾斜,還能進行這樣的變位,所以能以高精度修正波陣面的相位。
通過微小反射鏡5b的變位,能局部改變光束的波陣面,所以各微小反射鏡5b和驅動部5c作為用於進行波陣面修正的最小單位起作用。光對於可變形反射鏡5的入射角和出射角例如分別設定為45度。後面將詳細描述可變形反射鏡5的構造。
由可變形反射鏡5調製相位的光束通過物鏡6匯聚到光碟7的記錄層上。物鏡6通過物鏡促動器8,能與光束的光軸方向A以及垂直於光軸的方向B等2方向平行移動,能進行對所需記錄層的對焦、對所需記錄磁軌的跟蹤。與光軸正交的方向B是光碟7的半徑方向,是垂直於圖面的方向。
光碟7是由以給定間隔配置的多個記錄層、覆蓋保護記錄層的光能透過的基體材料部構成光記錄媒體。跟蹤方式為採樣伺服方式,在各層伺服區域中形成曲折的預凹坑。由光碟7的記錄層反射的光束再度通過可變形反射鏡5和1/4波長板4。該光束大部分是S偏振光,所以由偏振分光鏡3反射,通過由全息圖9、透鏡10和光檢測器11構成的波陣面傳感器檢測波陣面。該波陣面傳感器是普通型,例如能使用以下的文獻中描述的公開技術構成。
M.A.A.Neil,M.J.Booth,and T.Wilson,「New modal wavefront sensora theoretical analysis,」J.Opt.Soc.Am.A/Vol.17,No.6,pp,1098-1107(2000)全息圖9關於n個(n為2以上的整數)正交的像差模式Mi(i=1~n),分別在不同的方向生成±1次光。對於與各模式Mi對應的這些±1次光,預先決定的偏置係數為Bi,對+1次光付與+BiMi的偏置像差,對-1次光付與-BiMi的偏置像差。全息圖9是截面接近正弦波的多級的二進位全息圖或截面為等腰三角形的火焰形狀全息圖,設計為減少±1次光以外的高次光的比率,提高衍射效率。此外,衍射溝的深度設定為適當的值,設定為0次光以給定比率透過。
透鏡10把由全息圖9偏轉的n對光束匯聚到光檢測器11上。如果透鏡10的焦距為f,則全息圖9和光檢測器11分別配置在離透鏡10的主平面距離f的位置,透鏡10作為傅立葉變換透鏡起作用。
光檢測器11關於各n對,生成±1次光的強度信號的差動輸出Si。與像差模式Mi對應的差動輸出Si成為與像差模式Mi的大小Ai對應的信號。對於像差模式Mi的靈敏度Si/Ai預先由偏置係數Bi等設計參數決定。
作為正交的像差模式的基本函數,可以使用基於多項式的基本函數Zi,但是作為更直接地表示光碟7的基體材料厚度變化和傾斜引起的像差的基本函數,選擇(表達式1)~(表達式3)所示的M1~M3。如物鏡6的散焦引起的像差M4(表達式4)所示,應用關於通常的多項式的散焦的基本函數Z2。
(表達式1)M1=1.78-8.75r2+4.50r4+2.49r6+1.27r8+0.67r10+0.37r12(表達式2)M2=(4.47r-4.60r3-1.78r5-0.75r7-0.34r9)cosθ(表達式3)M3=(4.47r-4.60r3-1.78r5-0.75r7-0.34r9)sinθ(表達式4)M4=Z2=3(2r2-1)]]>M1是伴隨著光碟7的基體材料厚度變化的球面像差模式,M2是伴隨著光碟7的半徑方向的傾斜的像差模式,M3是伴隨著光碟7的切線方向的傾斜的像差模式,都是彼此幾乎正交,標準也幾乎是1。須指出的是,(r,θ)是全息圖9面上的極坐標位置,r是標準化為0≤r≤1的半徑。
關於1次球面像差的Zernike多項式的基本函數Z11如(表達式5)所示,包含到半徑r的4次項,關於1次彗差的Zernike多項式的基本函數Z7、Z8如(表達式6)、(表達式7)所示,包含到半徑r的3次項。而像差模式M1在一個模式內包含半徑r的6次以上的項,像差模式M2、M3包含半徑r的5次以上的項。
(表達式5)Z11=5(6r4-6r2+1)]]>(表達式6)Z7=22(3r3-2r)cos]]>(表達式7)Z8=22(3r3-2r)sin]]>Zernike多項式也能任意考慮高次的基本函數,所述像差模式Mi能用包含到高次項的Zernike多項式的基本函數Zj的組合Mi=∑kjZj近似,但是這樣的基本變換具有實用上的效果。即發生像差的主要原因能預先確定為光碟7的基體材料厚度變化和傾斜時,通過利用該性質,大幅度減少檢測的像差模式的數,能修正高次的像差模式。如(表達式1)~(表達式3)所示,伴隨著光碟7的基體材料厚度變化和傾斜的像差,關於半徑r的高次項的收斂性比較低。因此,當在像差模式中選擇Zernike多項式的基本函數Zi時,從低次模式到高次模式,需要相當多的光檢測器對,或當只把低次模式作為修正對象時,高次模式的殘留誤差增大。而當選擇光碟7的基體材料厚度變化和傾斜引起的像差模式M1~M3時,能用一個模式數進行高次項之前的像差檢測,一個檢測器的光量多,S/N比也好。
從光檢測器11輸出表示該像差模式M1~M4的大小的信號S1~S4。此外,從全息圖9的0次光的聚光點輸出由光碟7的預凹坑和記錄標記調製的信號S5。後面詳細描述光檢測器11。須指出的是,(表達式1)~(表達式3)的係數是在光碟7的基體材料厚度85μm,NA0.85、盤基體材料的折射率1.62等的條件下求出的,這些數值自身根據條件而不同。
光源1、視準透鏡2、偏振分光鏡3、1/4波長板4、可變形反射鏡5、物鏡促動器8、全息圖9、透鏡10、光檢測器11固定在未圖示的光學拾波器基臺上,物鏡6在該光學拾波器基臺上,由4條線結構的支撐結構支撐,能自由移動。
控制電路12具有波陣面演算部13、透鏡移位修正演算部14、全體控制部15、波陣面修正控制部16。
波陣面演算部13使用光檢測器11的輸出信號S1~S3,計算用於修正伴隨著光碟7的基體材料厚度變化和傾斜的波陣面像差的相位函數Ψ(x,y)。這裡,x、y是與可變形反射鏡5的反射鏡位置對應的坐標。作為步驟,最初從信號S1~S3求出基本函數M1~M3的係數A1~A3,根據(表達式1)~(表達式3)和(表達式8),求出全息圖9面上的由表示極坐標的相位函數Ψ(r,θ)。
(表達式8)ψ(r,θ)=ΣAiMi接著,波陣面演算部13把由全息圖9面上的極坐標提供的相位函數Ψ(r,θ)變換為可變形反射鏡5面上的由正交坐標表示的相位函數Ψ(x,y)。結果輸出到透鏡移位修正演算部14。
透鏡移位修正演算部14從全體控制部15輸入物鏡6的透鏡移位量x0,根據它,把從波陣面演算部13輸入的相位函數Ψ(x,y)變換為Ψ(x-x0,y)。該Ψ(x-x0,y)成為波陣面修正控制部16控制可變形反射鏡5時的目標波陣面。
全體控制部15根據從光檢測器11輸入的S4、S5,生成對物鏡促動器8的聚焦控制信號Fo、跟蹤控制信號Tr。此外,通過使跟蹤控制信號Tr通過低通濾波器,計算物鏡6的透鏡移位量x0。求出透鏡移位量x0的方法並不局限於此,例如可以用變位傳感器檢測物鏡6對於光學拾波器的基臺的變位。
波陣面修正控制部16根據來自透鏡移位修正演算部14的輸出Ψ(x-x0,y),控制可變形反射鏡5的各微小透鏡5b的變位和傾斜。後面將描述波陣面修正控制部16的動作,但是當控制收斂時,可變形反射鏡5的全體的反射面形狀以足夠的精度近似於目標波陣面。該Ψ(x-x0,y)是按照物鏡6的透鏡移位量x0,保持波陣面形狀,只使位置錯開x0,所以可變形反射鏡5上的波陣面修正圖案移動,總跟蹤物鏡6的位置。
圖9模式地表示按照物鏡6的移位,波陣面修正圖案變化的樣子。由虛線表示的部分表示透鏡移位前的狀態,用實線表示的部分表示透鏡移位後的狀態。在圖9中,向右為x方向。從圖9可知,當物鏡6在x方向只變位x0時,各微小透鏡5b的變位和傾斜變化,作為全體,反射面只向x方向變位x0。照射可變形反射鏡5的光束為直徑例如為數mm左右的大小,但是透鏡移位量x0的大小在0~200μm的範圍中。與波陣面修正圖案的全體大小相比,透鏡移位量x0充分小。
須指出的是,當透鏡移位量x0比微小透鏡5b的排列間隔小時,有必要適當使所述波陣面修正圖案移位。向以後參照圖7詳細說明的那樣,根據本實施方式中使用的可變形反射鏡5,能恰當對應於透鏡移位量x0。
下面,參照圖2。圖2是本實施方式的可變形反射鏡5的分解立體圖。在圖2中,放大記載一個修正要素,但是實際上在襯底5a上排列多個修正要素,形成二維的陣列。
在驅動部5c的固定部一側具有設置在襯底5a上的絕緣層21、設置在該絕緣層21上的基極22和三對固定電極23~25。通過把鋁(Al)或多晶矽等的導電膜構圖,形成基極22和固定電極23~25。固定電極23~25分別分割為兩個固定電極片23a、23b~25a、25b。固定電極片23a、23b~25a、25b通過形成在絕緣層21上的轉接孔(未圖示),連接在襯底5a上形成的的驅動電路上。驅動電路能在0~5V的範圍內,把分別獨立的電壓提供給固定電極片23a、23b~25a、25b。外加在這六個固定電極片23a、23b~25a、25b上的電壓例如能設定為16位左右的多級的值。而基極22設定為接地電位。
作為驅動部5c的可動部一側,三個軛27~29分別由1對鉸鏈26安裝,還設置有用於把這些軛27~29連結在微小反射鏡5b上的中間連結構件30。本實施方式的鉸鏈26與基極22接合為一體。
軛27~29與對應的固定電極23~25相對,分別作為可動電極工作。通過把鋁(Al)或多晶矽等的導電性構件構圖,形成軛27~29,與基極22導通,設定為接地電位。軛27~29分別在與固定電極片23a、23b~25a、25b相對的位置具有第一部分27a~29a和第二部分27b~29b。軛27~29彼此為同一形狀,只要不預先說明,關於一個軛的說明內容也適用於其它軛。
把軛28支撐為以轉動軸A1為中心自由旋轉,把軛27、29支撐為以轉動軸A2為中心自由旋轉。如果與轉動軸A1(或A2)正交的方向為x,在x方向相鄰的驅動部的間隔為p,則轉動軸A1和轉動軸A2彼此設置為在x方向錯開半個間隔(=p/2)的位置。這樣在y方向相鄰的軛彼此的轉動軸在x方向錯開半個間隔,排列為方格花紋。支撐軛27的鉸鏈26沿著軛28和相鄰的驅動部28』之間的間隙配置。通過這樣構成,不會碰上相鄰的軛,能延伸鉸鏈26的y方向的長度。因此可以降低與軛的轉動相關的鉸鏈26的彈簧指數,並且能把與轉動力直接相關的軛的面積下降抑制在最下限度。象本實施方式那樣,鉸鏈26和軛27~29以同一工藝形成,材料和厚度變為同一時,通過這樣的結構,能同時確保軛27~29的剛性和鉸鏈26的柔軟性。
當對固定電極片23a提供驅動電壓時,軛27的第一部分27a被吸引到固定電極片23a一側。而對固定電極片23b提供驅動電壓時,第二部分27b被吸引到固定電極片23b一側。這樣,以轉動軸A為中心,對於CW(順時針)方向、CCW(逆時針)方向的任意一個,都能有選擇地付與轉動力。
在第一部分27a的浮動端附近的驅動點27c(用斜線表示),軛27與中間連結構件30的突起30a結合。此外,在驅動點27c的附近設置貫通軛27的溝孔27d。該溝孔27d同時產生以下的兩個效果。第一個效果是緩和軛27~29分別變位時產生的扭轉應力,防止軛間的變位量的串擾的效果。第二個效果是取得驅動點27c的向上(z方向正)和向下(z方向負)的變位量的平衡的效果。因為設置溝孔27d,所以第一部分27a的面積比第二部分27b的面積小,圍繞轉動軸A2產生的轉動扭矩在CCW方向比CW方向還小。因此,考慮伴隨著圍繞轉動軸A2的轉動的驅動點27c的變位時,向上的變位比向下的變位大。而作用於軛27和固定電極23之間的靜電引力不僅對鉸鏈26提供單純的轉動變形,而且提供向下的撓曲變形。它在驅動固定電極片23a和23b的任意一個時,也對驅動片27c提供向下的變位。驅動片27c的變位成為伴隨著這些轉動的變位與伴隨著撓曲的變位的和,所以向上和向下的變位的差彼此抵消,改善向兩方向的變位量的平衡。並且轉動變位和撓曲變位都與靜電引力成一次比例,所以,如果按照鉸鏈26的扭轉剛性和撓曲剛性的大小,適當設定溝孔27d的面積,則跨寬闊的變位範圍,能發揮改善平衡的效果。須指出的是,在本實施例中,通過設置溝孔27d,實現這兩個效果,但是如果減小向吸引驅動點27c的方向的轉動扭矩,就能用任意結構實現相同的效果。這包含使第一部分27a的面積比第二部分27b小或使固定電極片23a的面積比固定電極片23b小的結構。通過這樣的結構,按照外加在固定電極片23a、23b上的電壓,能在向上、向下都以良好的對稱性控制驅動點27c的變位量。
中間連結構件30具有3點的突起30a~30c,突起30a與軛27的驅動點27c連結,突起30b與軛28的驅動點28c連結,突起30c與軛29的驅動點29c連結。因此,如果使軛27~29分別轉動驅動,就能獨立控制突起30a~30c的變位,據此,決定中間連結構件30的姿態。在突起30a~30c的附近設置貫通中間連結構件30的溝孔32a~32c。溝孔32a~32c與軛27~29的溝孔27d~29d同樣,緩和軛27~29分別個別變位時產生的扭轉應力,防止軛間的變位量的串擾。
微小反射鏡5b從與襯底5a不同的SOI襯底形成,通過突起33與中間連結構件30的斜線部31通過Au接合。微小反射鏡5b和中間連結構件30結合為一體,所以微小反射鏡5b的姿態由中間連結構件30的姿態決定。在x方向相鄰的微小反射鏡5b的間隔為p,x方向的反射鏡長度為L。
根據這樣的結構,如果適當選擇固定電極片23a、23b~25a、25b,獨立設定驅動電壓,則關於z方向的變位、圍繞x軸的傾斜、圍繞y軸的傾斜,能在正負上方向驅動微小反射鏡5b。
下面,參照圖3和圖4,說明用於提高可變形反射鏡5的波陣面的折線近似精度的驅動點27c~29c的坐標位置。圖3是表示可變形反射鏡5的驅動點和波陣面近似精度的關係的說明圖。這裡,為了簡化說明,首先用一維的曲線圖說明。
最初,參照圖3(a)說明一般的波陣面的折線近似方法。
在圖3(a)中,橫軸是可變形反射鏡5的x方向的坐標位置,縱軸是波陣面的相位。在可變形反射鏡5成為修正目標的相位函數Ψ由雙點劃線表示。相位函數Ψ如上所述,由坐標位置x的函數形式提供。可變形反射鏡5的微小反射鏡5b能控制對襯底5a的變位和傾斜,所以用折線近似再現該相位函數Ψ。微小反射鏡5b的相鄰間隔為p,所以對各間隔p取坐標點xj(j為整數),連結對於相鄰的兩個坐標點xj、xj+1的相位函數Ψ的值Ψ(xj)、Ψ(xj+1),能求出微小反射鏡5b的變位和傾斜。用實線表示該近似折線Ψ』。該方法的演算量小,能實現高速的計算處理,但是波陣面誤差大。
作為其它折線近似方法,對各區間[xj、xj+1],能用最小二乘法求出從相位函數Ψ的誤差為最小的變位和傾斜。根據該方法,能減小波陣面誤差,但是演算量增多。
因此,參照圖3(b),說明以少的演算量提高精度的波陣面的折線近似方法。這裡,在區間[xj、xj+1]內取兩個坐標點xj,a、xj,b。坐標點xj,a、xj,b關於反射鏡中心,位於對稱的位置,彼此位於分開d的距離。把該距離d的值設定為適當的值,考慮反射鏡面規定為通過坐標(xj,a,Ψ(xj,a))和(xj,b,Ψ(xj,b))兩點的線段。
圖3(c)描繪區間[xj、xj+1]中的相位函數Ψ的曲率半徑R和波陣面誤差為極小的距離d的值的關係。反射鏡的大小為L,無量綱的曲率半徑R/L為橫軸,波陣面誤差為極小的無量綱的距離d/L為縱軸。波陣面誤差定義為長度L的反射鏡內的誤差的二乘的定積分值∫(Ψ-Ψ』)2dx的平方根。相位函數Ψ的曲率半徑R能取任意的值,但是從圖3(c)可知,波陣面誤差為極小的無量綱距離d/L幾乎不依存於無量綱的曲率半徑R/L,取一定值,約為0.58。因此,如果使設定為距離d=0.58L的坐標點xj,a、xj,b與可變形反射鏡5的驅動點的坐標位置一致,各驅動點的變位目標值為Ψ(xj,a)、Ψ(xj,b),與使用最小二乘法的方法同程度地能使波陣面誤差極小化,能從相位函數Ψ直接計算驅動點的變位目標值,所以能極大地減少演算量。
參照圖4說明把所述事項擴展為二維模型時的情形。圖4是以二維表示可變形反射鏡5的驅動點和波陣面近似精度的關係的說明圖。
圖4(a)是可變形反射鏡5的俯視圖,記載了微小反射鏡5b和驅動點27c~29c。驅動點27c~29c實質上位於以微小反射鏡5b的中心為中心的直徑d的圓周上。
圖4(b)描繪微小反射鏡5b內的相位函數Ψ的曲率半徑R和波陣面誤差為極小的距離d的值的關係。微小反射鏡5b為1邊的長度L的正方形,無量綱的曲率半徑R/L為橫軸,波陣面誤差為極小的無量綱直徑d/L為縱軸。把波陣面誤差定義為L×L的反射鏡面內的誤差的二乘的定積分值∫∫(Ψ-Ψ』)2dxdy的平方根。
用實線表示相位函數Ψ為球面時的結果。波陣面誤差為極小的無量綱距離d/L幾乎不依存於無量綱的曲率半徑R/L,為一定值,約為0.82。此外,用虛線表示剛才的1維模型的結果。它相當於相位函數Ψ只在x方向具有曲率,在y方向不具有曲率的圓筒面的情形,但是如上所述無量綱直徑d/L為0.58。如果相位函數Ψ為球面時,扁平率為0,相位函數Ψ為圓筒面時,扁平率為1,則一般的波陣面具有中間的扁平率。因此,如圖的斜線部所示,無量綱直徑d/L的範圍可以為0.58以上,0.82以下。
通過這樣把驅動點27c~29c配置在以微小反射鏡5b的中心點O為中心的直徑d=0.58L的第一圓和直徑d=0.82L的第二圓之間的區域內,能提高波陣面誤差的近似精度。對相位函數Ψ的函數輸入各驅動點的坐標位置(x,y),直接計算驅動點27c~29c的變位目標值,所以演算量極少。如圖4(a)所示,在本實施方式中,把驅動點的坐標位置設置為平行向量(p/2,p/4)、(p/2,-p/4)的單純的格子形狀。因此,只通過單純的增加計算,就能實施對全部可變形反射鏡5的坐標點的設定。
下面,參照圖5、圖6說明光檢測器11的細節。圖5是本實施方式的光檢測器11的感光部的俯視圖。光檢測器11是PIN光電二極體陣列。
如圖5(a)所示,光檢測器11具有與用於檢測像差的差動信號S1~S4對應的感光區域41a、41b~44a、44b、與用於檢測盤信息的信號S5對應的感光區域45。
感光區域41a、41b分別對檢測伴隨著盤基體材料厚度變化的球面像差模式M1的+1次光、-1次光感光。感光區域42a、42b分別對檢測伴隨著盤的徑向傾斜的球面像差模式M2的+1次光、-1次光感光。區域43a、43b分別對檢測伴隨著盤的切向傾斜的球面像差模式M3的+1次光、-1次光感光。感光區域44a、44b分別對檢測伴隨著物鏡6的散焦的球面像差模式M4的+1次光、-1次光感光。
圖5(b)表示感光區域41a的放大圖。其它感光區域的構造基本上相同。感光區域41a由6×6個獨立的感光元件41a(1,1)~41a(6,6)構成。向各感光元件41a(1,1)~41a(6,6)的布線由ITC)等的透明電極或下層的布線層的轉接布線進行,布線設置為不經過感光元件間的間隙內。據此,提高感光元件的有效感光面積。
斜線部表示無像差時的光點A0的大小,該光點A0的愛裡斑(Airydisk)半徑為r0。感光元件的大小Le設置為比愛裡斑半徑r0還小的值。在檢測感光區域41的光量時,只使用這些感光元件41a(1,1)~41a(6,6)中位於光點A0的中心部的。在圖示的狀態下,有效檢測來自41a(3,3)、41a(3,4)、41a(4,3)、41a(4,4)等四個感光元件的輸出信號。例如伴隨著溫度變化等,當光點A0的中心位置偏移時,新使用偏移的中心位置附近的4個感光元件。這樣,從多個微小的感光元件中選擇有效工作的感光元件,能只檢測光點A0的中心附近的光強度。參照圖6,說明該檢測結構。
圖6是本實施方式的光檢測器11的檢測電路的概略結構圖。這裡,以區域41a、41b為例進行說明,但是關於其它感光區域,也幾乎同樣。切換部45a具有連接在感光區域41a內的感光元件41a(1,1)~41a(6,6)端子上的36個開關45a1~45a36、連接在接地端子46a上的開關45a37,選擇任意的端子,與差動放大器47的+側輸入連接。切換部45b具有連接在感光區域41b內的感光元件41b(1,1)~41b(6,6)端子上的36個開關45b1~45b36、連接在接地端子46b上的開關45b37,選擇任意的端子,與差動放大器47的-側輸入連接。
由差動放大器47放大的輸出由AD轉換器48數位化,輸出到控制電路12。
在裝置的起動時、或由未圖示的溫度傳感器檢測到裝置的給定值以上的溫度變化時,控制電路12為了修正光點的位置偏移,進行感光元件的選擇動作。這時,光源1工作,光檢測器11處於對來自光碟7的反射光感光的狀態。
最初說明感光區域41a一側的感光元件的選擇。首先,切換部45b只使開關45b37接通,把差動放大器47的-側輸入與接地端子46b連接。在該狀態下,切換部45a一邊一個一個按順序切換開關45a1~45a36,一邊一個一個接通。這樣,感光元件41a(1,1)~41a(6,6)的各輸出由差動放大器47放大,由AD轉換器48數位化。各感光元件的輸出數據保持在控制電路12的存儲器中。這些輸出數據表示感光區域41a內的光量分布。控制電路12比較各輸出數據,判斷取得最大光量的部分為光點中心,把該光點中心周圍的4個感光元件決定為選擇對象。
感光區域41b一側的感光元件的選擇也完全同樣進行。即切換部45a只使開關45a37接通,把差動放大器47的+側輸入連接在接地端子46b上。在該狀態下,切換部45b一邊一個一個按順序切換開關45b1~45b36,一邊一個一個接通。這樣,感光元件41b(1,1)~41b(6,6)的各輸出由差動放大器47放大,由AD轉換器48數位化。各感光元件的輸出數據保持在控制電路12的存儲器中。這些輸出數據表示感光區域41b內的光量分布。控制電路12比較各輸出數據,判斷取得最大光量的部分為光點中心,把該光點中心周圍的4個感光元件決定為選擇對象。
如果這樣結束感光元件的選擇,控制電路12就對切換部45a、45b指示像差檢測信號S1。切換部45a把連接在選擇的四個感光元件的端子上的開關接通,與差動放大器47的+側輸入連接。同樣,切換部45b把連接在選擇的四個感光元件的端子上的開關接通,與差動放大器47的-側輸入連接。
這樣,從差動放大器47能取得從感光區域41a、41b分別選擇的感光元件的差動放大輸出。作為把它用AD轉換器48數位化的數據,取得像差檢測信號S1。
只要不從控制電路12要求光點位置的再修正,切換部45a、45b就總保持該連接,信息裝置的記錄和再現動作中總輸出有效的像差檢測信號S1。因此,能進行響應性高的像差檢測。
此外,因為能對應光點的位置偏移,所以大幅度緩和光檢測器11的組裝調整精度,並且對伴隨著溫度特性等信息裝置的狀態變化的光點位置偏移也強,能提高裝置的可靠性。
切換部45設置在感光元件和差動放大器47之間,所以差動放大器47或AD轉換器48對於感光元件數,能大幅度削減。因此,電路結構變得極端簡潔,能實現電路成本的降低和省電化。
也用與所述同樣的結構生成信號S2~S4。信號S5的不同點只在於不是差動信號,由同樣的結構生成。信號S5也採用只是用這樣的微小有效感光區域的共焦點光學結構,所以能減少來自多層盤的其它層的雜散光的影響。
須指出的是,這裡,說明有效工作的感光元件為4個,固定在正方形的配置中的情形,但是它可以按像差模式改變數量或配置形狀,或按時間系列變化。最初,增多有效工作的感光元件數,設定為光點位置稍微偏移時,也能進行像差的粗調整,這樣的像差的粗調整和光點位置的檢測結束後,減少有效工作的感光元件數,進行精密的調整。這在減少過渡性產生的大像差使光點位置的檢測精度降低時,使像差和光點位置雙方迅速收斂到目標精度,提高動作可靠性上具有效果。
此外,關於裝置的組裝誤差引起的光點中心位置的偏移,預先測定組裝後的光點中心位置,保存在控制電路12內的ROM存儲器中,在裝置的起動時讀出該值,使用。
再次參照圖1,說明本實施方式的信息裝置的動作。
在裝置的起動時,接通光源1,使可變形反射鏡5為平坦的狀態,把物鏡6的焦點引入光碟7的記錄層。該給定的記錄層位於最上層和最下層的中間位置,是設計為在變形反射鏡5為平坦的狀態下,物鏡6的球面像差為最小的位置。這裡,進行光檢測器11的光點位置檢測,決定有效工作的感光元件。
然後,使物鏡6移動到實際進行數據的記錄再現的記錄層的目標磁軌上。從全體控制部15,根據這時的跟蹤控制信號Tr,輸出物鏡6的透鏡移位量x0。而從光檢測器11輸出像差信號S1~S3,在波陣面演算部13中,使用它,輸出換算到可變形反射鏡5面上的相位函數Ψ(x,y)。
相位函數Ψ(x,y)用透鏡移位修正演算部14加上與透鏡移位量x0相應的錯開變換Ψ(x-x0,y),它成為控制可變形反射鏡5時的目標波陣面。波陣面修正控制部16在目標波陣面的相位函數Ψ(x-x0,y)中帶入各微小反射鏡5b的驅動點的坐標位置,決定目標變位,乘以給定的增益常數,進行閉環控制。據此,修正伴隨著光碟7的基體材料厚度變化和傾斜的波陣面像差模式M1~M3。
如上所述,關於伴隨著光碟7的基體材料厚度變化和傾斜的波陣面像差模式M1~M3和散焦引起的像差模式M4,使用檢測的各像差模式彼此正交的光檢測器11,進行波陣面檢測,關於與這些像差模式M1~M4不正交的透鏡移位要因的像差,不直接測定它,檢測物鏡6的透鏡移位量x0,僅以這部分把相位函數Ψ(x,y)的坐標只錯開x0,應用於可變形反射鏡5。因此,用簡單的結構能防止像差檢測時的模式間的幹涉,能提高近似精度。
像差模式M1~M4與Zernike多項式的基本函數Zi同樣,關於坐標軸的轉動,是不變的。即M1、M4是旋轉對稱的,能用M2和M3的組合表現M2、M3旋轉取得的模式。用在關於坐標軸的轉動不變的系統修正透鏡移位,所以需要直到高次的多個像差模式,但是根據所述結構,只用像差模式的組合,高精度的像差修正就成為可能。
下面,參照圖7,說明透鏡移位量x0取任意小的值,也能實現適當的波陣面修正。圖7是表示存在透鏡移位量x0時的可變形反射鏡5的修正波陣面的說明圖。這裡,為了簡單化,用1維的曲線圖說明。
在圖7(a)中,首先表示透鏡移位量x0正好等於微小反射鏡5b的間隔p時。
在圖中的左側曲線中,用單點劃線表示沒有透鏡移位時的相位函數Ψ(x,y),用虛線表示可變形反射鏡5的修正波陣面形狀。驅動點xj,a、xj,b的目標變位量分別是Ψ(xj,a)、Ψ(xj,b)。此外,在圖中右側的曲線中,用雙點劃線表示透鏡移位量為p時的相位函數Ψ(x-p,y),用實線表示可變形反射鏡5的修正波陣面形狀。驅動點xj+1,a、xj+1,b的目標變位量分別是Ψ(xj+1-p,a)、Ψ(xj+1-p,b)。
從圖中可知,但是透鏡移位量x0正好等於微小反射鏡5b的間隔p時,可以把沒有透鏡移位時的驅動點xj,a、xj,b的目標變位量Ψ(xj,a)、Ψ(xj,b)錯開到相鄰的微小反射鏡的驅動點xj+1,a、xj+1,b,應用。這時,很清楚沒有伴隨著透鏡移位的可變形反射鏡5的修正波陣面精度的惡化。
在圖7(b)中,表示透鏡移位量x0是比微小反射鏡5b的間隔p小的α·p(α<1)的情形。
在圖中左側的曲線中,用單點劃線表示沒有透鏡移位時的相位函數Ψ(x,y),用虛線表示可變形反射鏡5的修正波陣面形狀。驅動點xj,a、xj,b的目標變位量分別是Ψ(xj,a)、Ψ(xj,b)。此外,在圖中右側的曲線中,用雙點劃線表示透鏡移位量為α·p時的相位函數Ψ(x-α·p,y),用實線表示可變形反射鏡5的修正波陣面形狀。驅動點xj+1,a、xj+1,b的目標變位量分別是Ψ(xi+1-α·p,a)、Ψ(xi+1-α·p,b)。
這裡,進行透鏡移位時的驅動點xj+1,a、xj+1,b的目標變位量Ψ(xj+1-α·p,a)、Ψ(xj+1-α·p,b)與沒有透鏡移位時的目標變位量Ψ(xj,a)、Ψ(xi,b)不同,提高波面近似精度。
這樣,當透鏡移位量x0比微小反射鏡5b的間隔p還小時,以多級控制各微小反射鏡5b的目標變位量,把目標變位置錯開,所以不使波面近似精度下降,能修正波陣面的透鏡移位。因此,對於任意的微小的透鏡移位量x0,能夠進行波振面的透鏡移位補正。
如上所述,本實施方式的信息裝置中,根據光檢測器11的輸出,波陣面演算部13生成進行光束的坐標位置和波陣面相位的關聯的相位函數Ψ(x,y),透鏡移位修正演算部14按照透鏡移位量x0,生成變更坐標位置和波陣面相位的關聯的相位函數Ψ(x-x0,y),根據該相位函數Ψ(x-x0,y),波陣面修正控制部16控制可變形反射鏡5。根據該結構,不需要用於修正透鏡移位的專用構件,只用演算處理就能進行修正動作。此外,伴隨著透鏡移位的修正動作,實際變位的只是微小反射鏡5b,它質量小,變位量小,是nm級,所以極高速的跟蹤響應成為可能。此外,沒有進行透鏡移位的修正時的波陣面修正精度惡化,對任意波陣面能應用同一處理。對於任意微小的透鏡移位量,也能修正透鏡移位。
須指出的是,在本實施方式中,關於光檢測器11檢測時的像差模式、波陣面演算部13再現相位函數Ψ(r,θ)時的像差模式,公共使用由(表達式1)~(表達式3)表示的M1~M3,但是也考慮此外的結構。例如光檢測器11使用(表達式5)~(表達式7)所示的Zernike多項式的像差模式Zi,檢測相差,波陣面演算部13使用由(表達式1)~(表達式3)表示的Mi再現相位函數Ψ(r,θ)。如果預先求出像差模式Zi和像差模式Mi之間的相關關係,就能以這樣的結構取得一定的效果。
(實施方式2)下面,參照圖8,說明本發明的信息裝置的實施方式2。圖8是實施方式的信息裝置的概略結構圖。
在本實施方式中,光源1、視準透鏡2、可變形反射鏡5、物鏡6、光碟7、物鏡促動器8、光檢測器11、控制電路12、波陣面演算部13、透鏡移位修正演算部14、全體控制部15、波陣面修正控制部16與實施方式1中說明的同樣。
從光源1射出的光束由視準透鏡2變換為平行光束,入射到半透半反鏡50。光束中透過半透半反鏡50的成分輸入到偏振分光鏡51,其中的P偏振光成分透過偏振分光鏡51,由1/4波長板52變換為圓偏振光。該光束由可變形反射鏡5反射,把相位調製,再次透過1/4波長板52,變換為S偏振光成分。
該S偏振光成分由偏振分光鏡51反射,入射到物鏡6,匯聚到光碟7的記錄層上。由光碟7的記錄層反射的光束再度通過物鏡6、偏振分光鏡51、1/4波長板52,入射到可變形反射鏡5。由可變形反射鏡5反射的光束被調製相位,再次透過1/4波長板52,變換為P偏振光成分,入射到半透半反鏡50。
該光束中由半透半反鏡50反射的成分由全息圖53和光檢測器11構成的波陣面傳感器檢測波陣面。全息圖53設置為與光檢測器11接合為一體。
全息圖53形成與實施方式1中說明的把全息圖9和透鏡10加在一起相同的聚光點對。即關於由(表達式1)~(表達式4)表示的像差模式Mi、其偏置係數Bi,形成付與+BiMi的偏置像差的光點、付與-BiMi的偏置像差的光點。此外,也同時形成用於檢測由光碟7的預凹坑和記錄標記調製的信號S5的光點。
根據本實施方式,因為光束垂直入射可變形反射鏡5,所以能簡化與波陣面演算部13的反射鏡位置對應的坐標計算。此外,因為採用全息圖53和光檢測器11一體的結構,所以簡化結構,簡化組裝調整步驟,並且能有效防止溫度變化等引起的聚光點的位置偏移。
(實施方式3)下面,參照圖10,說明本發明的信息裝置實施方式3。圖10是本實施方式的信息裝置的概略結構圖。
在本實施方式,光源1、視準透鏡2、偏振分光鏡3、1/4波長板4、可變形反射鏡5、物鏡6、光碟7、物鏡促動器8、透鏡10、透鏡移位修正演算部14、波陣面修正控制部16的結構和動作與實施方式1的信息裝置具有的對應部分的結構和動作相同。
從光碟7返回偏振分光鏡3的光束反射,通過透鏡10,由柱面透鏡20付與象散,入射到光檢測器11b。光檢測器11b具有未圖示的四個感光部,根據象散,生成聚焦誤差信號,並且通過推挽法,生成跟蹤誤差信號。聚焦誤差信號和跟蹤誤差信號輸入到全體控制部15b。
全體控制部15b計算光碟7的記錄層的基體材料厚度變化量和記錄層的傾斜量,根據這些量,決定基本函數M1~M3的係數A1~A3。
波陣面演算部13b從全體控制部15b取得表示基本函數M1~M3的係數A1~A3的信號,計算相位函數Ψ(x,y)。表示相位函數Ψ(x,y)的信號發送給透鏡移位修正演算部14。
圖11是表示全體控制部15b決定係數A1~A3的步驟的程序流程圖。
在圖11所示的步驟ST01中,判別光碟7的種類。如果光碟7插入裝置,就迅速執行步驟ST01。在步驟ST02中,根據步驟ST01的判別結果,從未圖示的存儲器中存儲的各種盤信息中讀出對應的盤信息。在盤信息中包含光碟7具有的記錄層數、各記錄層的基體材料厚度(記錄層的深度)的值。
在步驟ST03中,計算進行記錄再現的層的基體材料厚度變化量。物鏡6設計為在給定的基體材料厚度,球面像差變為最小,球面像差的大小與基體材料厚度與實施記錄再現的記錄層的基體材料厚度的差即基體材料厚度變化量成比例產生。
在步驟ST04中,計算基本函數M1的係數A1。通過對基體材料厚度變化量乘以預先設定的比例常數,計算係數A1。
在步驟ST05中,物鏡6移動到光碟7的內周一側。在步驟ST06中,在內周一側驅動物鏡促動器8,對於應該進行記錄再現的記錄層,對焦。把這時的物鏡促動器8的聚焦方向的驅動量C1記錄到未圖示的存儲器中。
在步驟ST07中,把物鏡6向外周一側移動給定的距離D。在步驟ST08中,與步驟ST06同樣,對於應該進行記錄再現的記錄層,對焦,把這時的物鏡促動器8的聚焦方向的驅動量C2記錄到未圖示的存儲器中。
在步驟ST09中,根據物鏡促動器驅動量C1和C2和距離D,計算記錄層的傾斜量。把物鏡促動器驅動量C1和物鏡促動器驅動量C2的差除以距離D,能取得記錄層的傾斜量。
在步驟ST10中,計算基本函數M2、M3的係數A2、A3。通過對記錄層的傾斜量乘以預先設定的比例常數,計算係數A2、A3。
根據本實施方式,不使用波陣面傳感器,生成波陣面函數,所以能以簡易的結構實現光檢測部。須指出的是,光碟7中包含的各記錄層的基體材料厚度(記錄層深度)的決定方法並不局限於所述方法。例如可以根據物鏡促動器8對各記錄層對焦時的各驅動量,計算各記錄層的基體材料厚度。例如另外設置檢測光碟7的傾斜量的傾斜傳感器,根據它的輸出,計算。
這樣,在本實施方式中,未使用波陣面傳感器,但是決定作為波陣面修正機構起作用的可變形反射鏡的各修正要素(微小反射鏡)的狀態後,如果檢測物鏡光軸對於光束光軸的位置偏移量,就能恰當修正各可變形反射鏡的狀態,從而補償該位置偏移。
本發明中的重點在於按照透鏡移位,再構成作為波陣面修正機構工作的元件的狀態。檢測光束的波陣面,也能決定作為波陣面修正機構工作的元件的初始狀態,但是也能根據光碟的傾斜(翹起)、光碟記錄層離表面的深度(基體材料厚度),決定。光碟的傾斜(翹起)是補償彗差所必要的信息,光碟的基體材料厚度是補償球面像差所必要的信息。
根據本發明的優選實施方式,適當最優化可變形反射鏡的反射面的形狀(微小反射鏡的狀態),使所述像差為最小限度,此後當產生透鏡移位時,進行與透鏡移位相應的修正。
須指出的是,在所述各實施方式中,作為波陣面修正機構,使用具有多個能在襯底上微小變位的反射鏡的可變形反射鏡,但是代替這樣的元件,可以使用在光束的截面內能形成所需的折射率分布的液晶元件。
本發明廣泛應用於在產生透鏡移位的狀況下,需要像差修正的光碟裝置等信息裝置中。
權利要求
1.一種信息裝置,用光束對媒體寫入數據和/或從所述媒體讀出數據,包括生成所述光束的光源;把所述光束匯聚到所述媒體上的物鏡;檢測所述物鏡的光軸對於所述光束的光軸的位置偏移量的透鏡移位檢測機構;把局部修正所述光束的波陣面的修正要素排列為二維陣列狀,各修正要素彼此被獨立驅動的波陣面修正機構;進行所述光束的截面上的各坐標位置與所述光束的波陣面相位的關聯的波陣面演算機構;根據所述透鏡移位檢測機構的輸出,變更所述坐標位置與所述波陣面相位的關聯的透鏡移位修正演算機構;根據所述透鏡移位修正演算機構的輸出,控制所述波陣面修正機構的控制機構。
2.根據權利要求1所述的信息裝置,其中還具有檢測所述光束的波陣面的波陣面傳感器;所述波陣面演算機構根據所述波陣面傳感器的輸出,進行所述光束的截面上的各坐標位置與所述光束的波陣面相位的關聯。
3.根據權利要求1所述的信息裝置,其中還具有檢測所述媒體相對所述光束的傾斜的機構;所述波陣面演算機構按照所述媒體相對所述光束的傾斜,進行所述光束的截面上的各坐標位置與所述光束的波陣面相位的關聯。
4.根據權利要求1所述的信息裝置,其中還具有檢測所述媒體的球面像差的機構;所述波陣面演算機構按照所述球面像差,進行所述光束的截面上的各坐標位置與所述光束的波陣面相位的關聯。
5.根據權利要求1所述的信息裝置,其中所述透鏡移位修正演算機構,通過使所述光束的坐標位置向所述物鏡的光軸對於所述光束的光軸的位置偏移方向位移,從而變更所述坐標位置與所述波陣面相位的關聯。
6.根據權利要求5所述的信息裝置,其中在與所述物鏡的光軸對於所述光束的光軸的位置偏移方向相關的所述修正要素的相鄰間隔為p時,所述透鏡移位修正演算機構,相對於比所述p還小的所述光軸的偏移量,使所述光軸的坐標位置位移。
7.根據權利要求1所述的信息裝置,其中所述波陣面演算機構,通過伴隨著所述媒體的基體材料厚度變化的第一像差模式與伴隨著所述媒體的傾斜的第二像差模式的合成,計算全體像差。
8.根據權利要求7所述的信息裝置,其中所述第一像差模式在單一模式內,關於離所述光軸中心的距離r,包含6次以上的項。
9.根據權利要求7所述的信息裝置,其中所述第二像差模式在單一模式內,關於離所述光軸中心的距離r,包含5次以上的項。
10.根據權利要求1所述的信息裝置,其中所述波陣面修正機構的各修正要素,具有反射所述光束的微小反射鏡,所述波陣面修正機構作為可變形反射鏡起作用。
11.根據權利要求1所述的信息裝置,其中所述波陣面修正機構包含液晶元件,所述波陣面修正機構的各修正要素具有對所述光束進行光學調製的液晶區域。
12.一種光學拾波器,包括基臺;設置在基臺上的光源;可自由移動地支撐在所述基臺上,把從所述光源射出的光束匯聚,照射到媒體上的物鏡;能使所述物鏡在與所述光束的光軸正交的方向移動的物鏡促動器;設置在所述光學拾波器的所述基臺上,把局部修正所述光束的波陣面的修正要素排列為二維陣列狀,獨立控制這些修正要素,形成空間的波陣面修正圖案的波陣面修正機構;使所述波陣面修正機構形成的波陣面修正圖案在所述物鏡光軸相對所述光束的光軸偏移的方向移位。
全文摘要
一種信息裝置,用光束對光碟寫入數據和/或從光碟讀出數據,包括生成所述光束的光源;把所述光束匯聚到光碟上的物鏡;檢測光束的波陣面的波陣面傳感器;檢測物鏡的光軸對光束光軸的位置偏移量的透鏡移位檢測機構;把局部修正光束的波陣面的修正要素排列為二維陣列狀,各修正要素彼此獨立驅動的波陣面修正機構;根據波陣面傳感器的輸出,進行光束的截面的各坐標位置和光束的波陣面相位的關聯的波陣面演算機構;根據透鏡移位檢測機構的輸出,變更坐標位置和波陣面相位的關聯的透鏡移位修正演算機構;根據透鏡移位修正機構的輸出,控制所述可變形反射鏡的控制機構。根據本發明不需要專用構件,能夠以高精度進行減少透鏡移位的影響的波陣面修正。
文檔編號G11B7/135GK1601625SQ200410011849
公開日2005年3月30日 申請日期2004年9月22日 優先權日2003年9月24日
發明者蟲鹿由浩, 梶野修 申請人:松下電器產業株式會社