專利名稱：光頭和光拾取器的制作方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種帶有線軸和光學(xué)透鏡的光頭，和一種帶有該光頭的光拾取器。
2.現(xiàn)有技術(shù)的描述近來，對光盤存儲介質(zhì)在提高存儲密度方面的需求日益增加。因此，在光盤裝置方面用于縮短光源的波長和擴(kuò)大光學(xué)還原系統(tǒng)的數(shù)值孔徑(NA)的研究及發(fā)展已經(jīng)處在進(jìn)行當(dāng)中。而且，人們也期望能在這樣的重放光學(xué)系統(tǒng)中提高數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換速率。
在縮小光源的波長和擴(kuò)大還原光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑時，除了光斑的尺寸會變小外，焦深也會變得較淺，從而以期實現(xiàn)聚焦伺服誤差的減小。而且，光盤存儲介質(zhì)的數(shù)據(jù)記錄寬度(磁道寬度)會變窄，從而也以期實現(xiàn)聚焦伺服誤差的減小。
為了提高數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的速率，要求使用于聚焦伺服系統(tǒng)和隨動系統(tǒng)的激勵器的帶寬更高。從而要求對伺服系統(tǒng)的特性作如下兩方面的改進(jìn)縮減殘余誤差的量和提高帶寬?？赏ㄟ^減小激勵器的重量來對激勵器在伺服系統(tǒng)特性方面作一改進(jìn)。
圖1為一種光頭的構(gòu)造圖，并示出了該光頭的示意性剖面圖。
該光頭100帶有一線軸10和一光學(xué)透鏡20。
在線軸10的外周，沿線軸10的一個表面(上表面)11A上形成有凸起部12A，沿線軸10另一個表面(下表面)11B上形成有凸起部12B。
線軸10上形成有中心孔10H，而且中心孔10H中心軸線垂直或大致垂直于線軸10的上表面11A和下表面11B。
在線軸10中，線圈13纏繞在由凸起部12A和12B形成的外周邊緣之間的凹形部上。通過在線圈13外設(shè)置磁鐵并向線圈13提供一驅(qū)動電流，就可將線軸10和光學(xué)透鏡20作為一個整體加以移動。
光學(xué)透鏡20帶有一用作凸透鏡的凸起部21和位于凸起部21周圍的平面部22。平面部22上襯底24A的厚度是固定不變的或大致固定不變的，而且其厚度小于凸起部21上襯底24A的厚度。當(dāng)在制作凸起部21時，采用蝕刻的技術(shù)在凸起部21的外周形成一稱作“溝”的凹槽29。該凹槽29將凸起部21和平面部22清楚地劃分開來。
平面部表面的圓周邊緣部分與線軸10的底表面11B緊密貼在一起。凸起部21被設(shè)定在適合伸入線軸10中心孔10H的位置上。
線軸10上中心孔10H的中心軸線與光學(xué)透鏡20的光軸相重合或大體上重合。
通常采用塑料注塑成型法來將塑料制作成線軸10，以此來減輕其重量并/或便于加工。
因為塑料材料具有較大的熱膨脹系數(shù)，所以在將光學(xué)透鏡20直接安裝在塑料材料上時，由于線軸10和光學(xué)透鏡10之間熱膨脹系數(shù)的不同，會在光學(xué)透鏡中產(chǎn)生熱應(yīng)力。
例如，當(dāng)在將硅底玻璃片用作光學(xué)透鏡20時，硅底玻璃片的熱膨脹系數(shù)大約是0.4×10-6/℃，同時將聚苯乙烯用作線軸10，聚苯乙烯的熱膨脹系數(shù)大約是50×10-6/℃，因此，在熱膨脹系數(shù)方面就存在著超過100倍的差別。
由于凹槽29形成在光學(xué)透鏡20的凸起部21周圍，這樣壓力就會很容易集中在凹槽29內(nèi)。
而且，也存在著來自熱應(yīng)力的光彈性效應(yīng)所產(chǎn)生的光學(xué)透鏡20的折射率發(fā)生變化的可能性。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個目的就是提供一種光頭，其能減小產(chǎn)生于安裝在線軸上的光學(xué)透鏡的熱應(yīng)力。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種帶有該光頭的光拾取器。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種光頭，其帶有一個形成有中心孔的線軸和通過形成有開口的熱膨脹調(diào)節(jié)部安裝在線軸上的第一光學(xué)透鏡，其中第一光學(xué)透鏡的襯底由熱膨脹系數(shù)不同于線軸的光學(xué)材料制成，襯底帶有一個用作凸透鏡的凸起部和位于在該凸起部周圍的平面部，該平面部固定在熱膨脹調(diào)節(jié)部上以便使凸起部配合在開口中，并且該第一光學(xué)透鏡處在能保證使凸起部的中心軸線或其延長部分能穿過線軸中心孔的位置上。
更好的是，該熱膨脹調(diào)節(jié)部的熱膨脹系數(shù)是介于線軸的熱膨脹系數(shù)和第一光學(xué)透鏡的熱膨脹系數(shù)之間的一個值。
更好的是，該熱膨脹調(diào)節(jié)部固定在線軸上。
例如，該熱膨脹調(diào)節(jié)部可通過一墊片固定在線軸上，或?qū)⒁粋€第二光學(xué)透鏡設(shè)置在線軸的中心孔上。
更好的是，該熱膨脹調(diào)節(jié)部是厚度固定不變或大體上不變的光學(xué)材料，并由制成第一光學(xué)透鏡的同一種光學(xué)材料制成，而且平面部表面上凸起部的高度小于該熱膨脹調(diào)節(jié)部的厚度。
更好的是，凸起部的中心軸線與線軸中心孔的中心軸線重合或大體上重合，一凹槽形成在凸起部周圍，一線圈纏繞在線軸的外圓周上，制成線軸的材料是塑料，而制成第一光學(xué)透鏡的材料是玻璃。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種光頭，其帶有一個形成有中心孔的線軸和通過一熱膨脹調(diào)節(jié)部安裝在線軸上的光學(xué)透鏡，其中光學(xué)透鏡的襯底由熱膨脹系數(shù)不同于線軸的光學(xué)材料制成，該襯底具有一個用作凸透鏡的凸起部、一個位于凸起部周圍的平面部和一個位于該平面部周圍的外圓周部，其中該外圓周部的厚度大于凸起部的厚度，該外圓周部固定在熱膨脹調(diào)節(jié)部上，并且光學(xué)透鏡處在能保證凸起部的中心軸線或其延長部分能穿過線軸中心孔的位置上。
更好的是，該熱膨脹調(diào)節(jié)部的熱膨脹系數(shù)是介于線軸的熱膨脹系數(shù)和光學(xué)透鏡的熱膨脹系數(shù)之間的一個值。
更好的是，該熱膨脹調(diào)節(jié)部固定在線軸上。
更好的是，該熱膨脹調(diào)節(jié)部是厚度固定不變或大體上不變的光學(xué)材料，并且是由制成光學(xué)透鏡的同一種光學(xué)材料制成。
更好的是，該熱膨脹調(diào)節(jié)部帶有一開口，而且光學(xué)透鏡處在能使凸起部伸向開口的位置上。
例如，在外圓周部的表面上形成一層掩模層，并且使該外圓周部的掩模層固定在熱膨脹調(diào)節(jié)部上。
更好的是，凸起部的中心軸線和線軸中心孔的中心軸線重合或大體上重合，一凹槽形成于凸起部周圍，一線圈纏繞在線軸的外圓周上，制成線軸的材料是塑料，而制成光學(xué)透鏡的材料是玻璃。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種光頭，其具有一個形成有中心孔的線軸和一個光學(xué)透鏡，其中光學(xué)透鏡的襯底是由熱膨脹系數(shù)不同于線軸的光學(xué)材料制成，該襯底具有一個用作凸透鏡的的凸起部、一個位于該凸起部周圍的平面部和一個位于該平面部周圍的外圓周部，其中外圓周部的厚度大于凸起部的厚度，并且該外圓周部固定在線軸上，光學(xué)透鏡處在能保證凸起部的中心軸線或其延長部分能穿過線軸中心孔的位置上。
例如，在該外圓周部表面上形成一層掩模層，該外圓周部的掩模層固定在線軸上。
更好的是，凸起部的中心軸線與線軸中心孔的中心軸線重合或大體上重合，在凸起部周圍形成有一凹槽，一線圈纏繞在線軸的外圓周上，線軸的制成材料是塑料，光學(xué)透鏡的制成材料是玻璃。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種帶有光頭的光拾取器，當(dāng)其安裝在一光學(xué)存儲介質(zhì)的記錄和/或重放裝置上時，該光頭用作一物鏡部件，該光拾取器還帶有一個用來接收用作射向和來自光存儲介質(zhì)而進(jìn)行記錄和/或重放的反射光束的光探測器，其中光頭帶有一個形成有中心孔的線軸，和通過形成有開口的熱膨脹調(diào)節(jié)部安裝在線軸上的第一光學(xué)透鏡，該第一光學(xué)透鏡的襯底由熱膨脹系數(shù)不同于線軸的光學(xué)材料制成，該襯底具有一個用作凸透鏡的凸起部和位于該凸起部周圍的平面部，該平面部固定在熱膨脹調(diào)節(jié)部上，以使該凸起部配合在開口中，而且該第一光學(xué)透鏡處在能保證凸起部的中心軸線或其延長部分能穿過線軸的中心孔的位置上。
更好的是，該熱膨脹調(diào)節(jié)部的熱膨脹系數(shù)是介于線軸的熱膨脹系數(shù)和第一光學(xué)透鏡的熱膨脹系數(shù)之間的一個值。
更好的是，該熱膨脹調(diào)節(jié)部固定在線軸上。
例如，該熱膨脹調(diào)節(jié)部可通過一墊片固定在線軸上。
例如，一個第二光學(xué)透鏡可處在線軸的中心孔處，由記錄和/或重放光束產(chǎn)生裝置發(fā)射的光束穿過該第二光學(xué)透鏡射向第一光學(xué)透鏡。
更好的是，該熱膨脹調(diào)節(jié)部是厚度固定不變或大體上不變的光學(xué)材料，并且是由制成第一光學(xué)透鏡的同一種材料制成，平面部表面上的凸起部的高度小于該熱膨脹調(diào)節(jié)部的厚度。
更好的是，該拾取器還帶有一磁鐵，凸起部的中心軸線與線軸中心孔的中心軸線重合或大體上重合，而且在凸起部周圍形成有一凹槽，一線圈纏繞在線軸的外圓周上，該線軸的制成材料是塑料，該第一光學(xué)透鏡的制成材料是玻璃，該磁鐵和線圈構(gòu)成一個用來移動線軸的驅(qū)動器。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了一種帶有光頭的光拾取器，當(dāng)其安裝在一光學(xué)存儲介質(zhì)的記錄和/或重放裝置上時，該光頭用作一物鏡部件，該拾取器還帶有一用來接收用作射向和來自光存儲介質(zhì)而進(jìn)行記錄和/或重放的反射光束的光探測器，其中該光頭帶有一個形成有中心孔的線軸，和通過熱膨脹調(diào)節(jié)部安裝在線軸上的一個光學(xué)透鏡，該光學(xué)透鏡的襯底由熱膨脹系數(shù)不同于線軸的光學(xué)材料制成，該襯底具有一個用作凸透鏡的凸起部、一個位于該凸起部周圍的平面部和一個位于該平面部周圍的外圓周部，該外圓周部的厚度大于凸起部的厚度，該外圓周部固定在熱膨脹調(diào)節(jié)部上，而光學(xué)透鏡處在能保證凸起部的中心軸線或其延長部分能穿過線軸的中心軸線的位置上。
更好的是，該熱膨脹調(diào)節(jié)部的熱膨脹系數(shù)是介于線軸的熱膨脹系數(shù)和光學(xué)透鏡的熱膨脹系數(shù)之間的一個值。
更好的是，該熱膨脹調(diào)節(jié)部固定在線軸上。
例如，該熱膨脹調(diào)節(jié)部可以是厚度固定不變或大體上不變的光學(xué)材料，并且可由制成光學(xué)透鏡的同一種材料制成，由記錄和/或重放光束產(chǎn)生裝置發(fā)射的光束穿過該熱膨脹調(diào)節(jié)部射向光學(xué)透鏡。
更好的是，在熱膨脹調(diào)節(jié)部形成有一開口，并且光學(xué)透鏡處在能使凸起部伸向該開口的位置上。
例如，在外圓周部的表面上形成一層掩模層，而且該外圓周部的掩模層固定在熱膨脹調(diào)節(jié)部上。
更好的是，該拾取器還帶有一磁鐵，凸起部的中心軸線與線軸中心孔的中心軸線重合或大體上重合，在凸起部周圍形成有一凹槽，線軸的制成材料是塑料，光學(xué)透鏡的制成材料是玻璃，該磁鐵和線圈形成一個用來移動線軸的驅(qū)動器。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供了一種帶有光頭的光拾取器，當(dāng)其安裝在一光學(xué)存儲介質(zhì)的記錄和/或重放裝置上時，該光頭用作一物鏡部件，該拾取器還帶有一個用來接收用作射向和來自光存儲介質(zhì)而進(jìn)行記錄和/或重放的反射光束的光探測器，該光頭帶有一個形成有中心孔的線軸和光學(xué)透鏡，該光學(xué)透鏡的襯底是由熱膨脹系數(shù)不同于線軸的光學(xué)材料制成，該襯底帶有一個用作凸透鏡的凸起部、一個位于該凸起部周圍的平面部和一個位于該平面部周圍的外圓周部，該外圓周部固定在線軸上，而且光學(xué)透鏡處在能保證凸起部的中心軸線或其延長部分能穿過線軸中心孔的位置上。
例如，在該外圓周部表面上形成一層掩模層，并且該外圓周部的掩模層固定在線軸上。
更好的是，該拾取器還帶有一磁鐵，凸起部的中心軸線與線軸中心孔的中心軸線重合或大體上重合，在凸起部周圍形成有一凹槽，線軸的制成材料是塑料，光學(xué)透鏡的制成材料是玻璃，并且該磁鐵和線圈形成一個用來移動線軸的驅(qū)動器。
在根據(jù)本發(fā)明第一和第二方面的光頭中，由于該第一光學(xué)透鏡是通過熱膨脹調(diào)節(jié)部安裝在線軸上的，因此可通過熱膨脹調(diào)節(jié)部來調(diào)節(jié)第一光學(xué)透鏡和線軸之間熱應(yīng)力的差別并減小第一光學(xué)透鏡中的熱應(yīng)力，從而可改進(jìn)第一光學(xué)透鏡和光頭的可靠性。
在根據(jù)本發(fā)明第三方面的光頭中，光學(xué)透鏡的外圓周部安裝在線軸上。由于外圓周部的厚度大于凸起部的厚度，因此可通過該較厚的外圓周部來調(diào)節(jié)光學(xué)透鏡和線軸之間熱應(yīng)力的差別，并減小光學(xué)透鏡凸起部外周上的熱應(yīng)力，從而可改進(jìn)光學(xué)透鏡和光頭的可靠性。
附圖的簡要說明本發(fā)明的這些和其他的目的及特征將會在下述結(jié)合附圖的優(yōu)選實施例的描述中變得更加清楚，其中圖1為本發(fā)明相關(guān)技術(shù)的光頭的剖面圖；圖2為本發(fā)明光頭的第一實施例的剖面圖；圖3為本發(fā)明光頭的第二實施例的剖面圖；圖4為本發(fā)明相關(guān)技術(shù)的光頭的剖面圖；圖5A至5D為圖2至4中光頭制造步驟的說明圖；圖6為本發(fā)明光頭的第三實施例的剖面圖；圖7為本發(fā)明光頭的第四實施例的剖面圖；圖8為本發(fā)明光頭的第五實施例的剖面圖；圖9A至9E為圖6至8中光頭制造步驟的說明圖10為帶有本發(fā)明光頭的光拾取器的第一實施例的示意結(jié)構(gòu)圖；圖11為帶有本發(fā)明光頭的光拾取器的第二實施例的示意結(jié)構(gòu)圖；圖12為帶有本發(fā)明光頭的光拾取器的第三實施例的示意結(jié)構(gòu)圖；圖13為帶有本發(fā)明光頭的光拾取器的第四實施例的示意結(jié)構(gòu)圖；圖14為帶有本發(fā)明光頭的光拾取器的第五實施例的示意結(jié)構(gòu)圖。
最佳實施例的描述下面將參考所附


各優(yōu)選實施例。
光頭的第一實施例圖2為依照本發(fā)明光頭的第一實施例的結(jié)構(gòu)圖和該光頭的示意性剖面圖。
該光頭110包括線軸10、光學(xué)透鏡20和熱膨脹調(diào)節(jié)部40。
在線軸10的外圓周上，沿線軸10的一個表面(上表面)11A形成有一凸起部12A，沿線軸另一表面(下表面)11B形成由凸起部12B。
線軸10上形成有一中心孔10H。該中心孔10H的中心軸線垂直于或大體上垂直于線軸10的上表面11A和下表面11B。
在線軸10中，線圈13纏繞在由凸起部12A和12B形成的外周邊緣中的凹形部上。通過將磁鐵安放在線圈13外并對線圈13加一驅(qū)動電流，就可將線軸10和光學(xué)透鏡20作為一個整體加以移動。
光學(xué)透鏡20的襯底24A由光學(xué)材料制成，例如硅底玻璃片。該襯底24A帶有一用作凸透鏡的凸起部21和一位于凸起部21周圍的平面部22。平面部22上襯底24A的厚度是固定不變或大體不變的，而且小于凸起部21上襯底24A的厚度。光學(xué)透鏡20的熱膨脹系數(shù)小于線軸10的熱膨脹系數(shù)。
當(dāng)在制作凸起部21時，采用蝕刻的技術(shù)在凸起部21的外圓周上形成一稱作“溝”的凹槽29。該凹槽29將凸起部21和平面部22清楚地劃分開來。
線軸10的下表面11B和環(huán)狀熱膨脹調(diào)節(jié)部40的一平面(上表面)緊密的相連在一起，同時該環(huán)狀熱膨脹調(diào)節(jié)部40的另一平面(下表面)和平面部22的前表面緊密地連接在一起。
光學(xué)透鏡20處在能使凸起部21伸入熱膨脹調(diào)節(jié)部40的開口40H內(nèi)的位置上。從平面部22前表面上算起的凸起部21的高度低于熱膨脹調(diào)節(jié)部40的厚度。
而且，光學(xué)透鏡20處在能保證凸起部21的中心軸線或其延長的部分能穿過線軸10中心孔10H的位置上。
所有的熱膨脹調(diào)節(jié)部40上開口40H的中心軸線、線軸10上中心孔10H的中心軸線和光學(xué)透鏡20的光軸(凸起部21的中心軸線)都是彼此重合或大體上重合的。
環(huán)狀熱膨脹調(diào)節(jié)部40的寬度和厚度是固定不變或大體上不變的。在一個例子中，熱膨脹調(diào)節(jié)部40的厚度大約是500μm。
熱膨脹調(diào)節(jié)部40是由與制作光學(xué)透鏡20的光學(xué)材料的熱膨脹系數(shù)相等或相接近的材料制成的，以使光學(xué)透鏡不受因溫度變化而給線軸10所帶來的熱脹冷縮效應(yīng)的影響。
通過采用與光學(xué)透鏡20的光學(xué)材料相同的材料來制作熱膨脹調(diào)節(jié)部40(匹配材料)，就會使材料的挑選變得很容易，而且可減小由熱膨脹調(diào)節(jié)部40的厚度所帶來的作用在光學(xué)透鏡20的熱應(yīng)力。
應(yīng)當(dāng)注意，通過挑選該匹配材料，其中該匹配材料能滿足使其和塑料材料之間的熱膨脹系數(shù)的差別大于光學(xué)透鏡20和線軸10的塑料材料之間的熱膨脹系數(shù)的差別，并且通過對熱膨脹調(diào)節(jié)部40厚度的優(yōu)化，就可消除作用在光學(xué)透鏡20上的熱應(yīng)力。
具體地說，當(dāng)熱膨脹調(diào)節(jié)部40在被線軸10塑料材料的熱膨脹力拖拉時，通過選擇熱膨脹調(diào)節(jié)部40的材料和厚度，可使熱膨脹調(diào)節(jié)部40的膨脹速率大體上變得等于光學(xué)透鏡20的熱膨脹速率，從而可消除光學(xué)透鏡20上的熱應(yīng)力。
從而，在光頭10中，通過調(diào)整線軸10和光學(xué)透鏡20之間的熱膨脹調(diào)節(jié)部40，可減小產(chǎn)生在光學(xué)透鏡20上的熱應(yīng)力，還可減小集中在光學(xué)透鏡20凹槽29上的壓力，同時可提高光頭110的可靠性。
光頭的第二實施例圖3為依照本發(fā)明光頭的第二實施例的結(jié)構(gòu)圖和該光頭的示意性剖面圖。
該光頭120包括線軸60、光學(xué)透鏡6和20、熱膨脹調(diào)節(jié)部90和由塑料制成的墊片50。注意，圖3中的光學(xué)透鏡20與圖2中的光學(xué)透鏡20是相同的，因此相應(yīng)的說明在這就省略了。
在線軸60的外圓周上，沿線軸60的一個表面(上表面)61A形成有一凸起部62A，沿線軸另一表面(下表面)61B形成由凸起部62B。線軸10上形成有一中心孔60H，該中心孔60H的中心軸線垂直于或大體上垂直于線軸60的上表面61A和下表面61B。
在線軸60中，線圈63纏繞在由凸起部62A和62B形成的外周邊緣中的凹形部上。通過將磁鐵安放在線圈63外并對線圈63加一驅(qū)動電流，就可將線軸60和光學(xué)透鏡20作為一個整體加以移動。
環(huán)形熱膨脹調(diào)節(jié)部90的一個表面(上表面)與環(huán)形墊片的下表面緊密相連，同時熱膨脹調(diào)節(jié)部90的另一表面(下表面)和光學(xué)透鏡20平面部22的平面緊密相連。
該環(huán)形墊片50通過膠合劑55粘在線軸60的內(nèi)壁上。該環(huán)形墊片50的寬度和厚度是固定不變或大體上不變的。
光學(xué)透鏡20處在能使凸起部21伸入熱膨脹調(diào)節(jié)部90開口90H內(nèi)的位置上。平面部22上凸起部21的高度低于熱膨脹調(diào)節(jié)部90的厚度。光學(xué)透鏡20的熱膨脹系數(shù)小于線軸60的熱膨脹系數(shù)。
而且，光學(xué)透鏡20所處在能保證使凸起部21的中心軸線或其延長部分能穿過線軸60中心孔60H的位置上。
所有的熱膨脹調(diào)節(jié)部90上開口90H的中心軸線、線軸60上中心孔60H的中心軸線和光學(xué)透鏡20的光軸都是彼此重合或大體上重合的。
光學(xué)透鏡6的一個表面上有凸起部6A、另一個表面上有凸起部6B，并且外圓周部6C位于凸起部6A和6B的周圍。
光學(xué)透鏡6上外圓周部6C的周邊緣和線軸60的內(nèi)壁相連或大體相連，并且該外圓周部6C通過膠合劑55粘在線軸60的內(nèi)壁上。注意該外圓周6C可咬合在線軸60的內(nèi)壁上。
環(huán)形熱膨脹調(diào)節(jié)部90的寬度和厚度是固定不變或大體不變的。其熱膨脹系數(shù)等于或接近于制作光學(xué)透鏡20的光學(xué)材料的熱膨脹系數(shù)，以便使光學(xué)透鏡20不受由于溫度變化而給線軸60和/或墊片50所帶來的熱脹冷縮的影響。
通過采用與光學(xué)透鏡20的光學(xué)材料相同的材料來制作熱膨脹調(diào)節(jié)部90(匹配材料)，就會使材料的挑選變得很容易，而且可減小由熱膨脹調(diào)節(jié)部90的厚度所帶來的作用在光學(xué)透鏡20的熱應(yīng)力。
從而，在光頭120中，通過調(diào)整線軸60和光學(xué)透鏡20之間的熱膨脹調(diào)節(jié)部90，可減小產(chǎn)生在光學(xué)透鏡20上的熱應(yīng)力，還可減小集中在光學(xué)透鏡20凹槽29上的壓力，同時可提高光頭120的可靠性。
圖4為本發(fā)明相關(guān)技術(shù)光頭的結(jié)構(gòu)圖和該光頭的示意性剖面圖。
該光頭130包括線軸60、光學(xué)透鏡6和20、和由塑料材料制成的環(huán)形墊片51。注意，在圖4的光頭130中，和圖3所示光頭120中相同的部件就用相同的附圖標(biāo)記來表示，并且省去了對這些相同部件的說明。
環(huán)形墊片51的周壁51C通過膠合劑55粘在線軸60的內(nèi)壁上。墊片51的底表面(下表面)與光學(xué)透鏡20平面部22的平表面緊密相連。
光學(xué)透鏡20處在能使凸起部21伸入墊片51開口51H內(nèi)的位置上。所有的墊片51開口51H的中心軸線、線軸60中心孔60H的中心軸線和光學(xué)透鏡6與20的光軸都是重合或大體重合的。
在光頭130中，由于墊片51的熱膨脹直接傳遞給了光學(xué)透鏡20，因此熱應(yīng)力很容易產(chǎn)生在光學(xué)透鏡20上，從而便易于集中在凸起部21周圍的凹槽29上。因此，圖3所示的光頭120與圖4所示的光頭130相比便有一個優(yōu)點(diǎn)，即光頭120能夠減小集中在光學(xué)透鏡20凹槽29上的應(yīng)力。
光學(xué)透鏡20的制作方法下面將說明光學(xué)透鏡20的制作方法。
圖5A至5D為圖2至4所示光頭的制作方法的說明圖。
在圖5A中，掩模材料25覆蓋在由光學(xué)材料制成的襯底24上。該掩模材料25是由感光性材料(光刻膠)制成的并通過旋涂等方法覆蓋至一預(yù)定厚度。作為一個例子，掩模材料25的厚度大約是25μm。
在圖5B中，圖5A所示的掩模材料25在襯底24上形成一掩模層26，例如將掩模材料25曝光和加工設(shè)計。作為一個例子，該掩模層26的直徑大約是100μm到250μm。
在圖5C中，圖5B所示的襯底24(或襯底24上的掩模層26)被加熱以使掩模層26產(chǎn)生變形，從而由于表面張力等的作用，該掩模層26的表面變小并變形成為具有一輕微曲面的突起的形狀。
通過加熱處理，圖5B所示的掩模層26變成如圖5C所示形狀的掩模層26A。該掩模層26A具有圓形的凸起的形狀(凸透鏡的形狀)。
在圖5D中，圖5所示掩模層26A的形狀被轉(zhuǎn)化為襯底24的形狀以形成襯底24A，從而便制成了光學(xué)透鏡20。例如，采用活性離子蝕刻(RIE)等刻蝕方法來將掩模層26A的形狀轉(zhuǎn)化為襯底24，從而形成光學(xué)透鏡20。注意，在制作凸起部21的刻蝕過程中可采用下面描述的NLD裝置或ICP裝置。
通過轉(zhuǎn)化掩模層26A的形狀來制作凸起部21，同時通過轉(zhuǎn)化掩模層26A的周邊形狀來制作平面部22。平面部22的表面是平的或接近平的。凹槽29形成在凸起部21的周圍并將凸起部21和平面部22清楚的劃開。
根據(jù)圖5A至5D所示的制作方法，就可制得帶有用作凸透鏡的凸起部21的薄平面襯底24A。
在圖5A至5D所示的制作方法中，例如，該掩模材料可由一種玻璃轉(zhuǎn)化溫度大約在45℃至55℃、熱處理溫度大約在110℃至150℃范圍內(nèi)的材料制成。
另外，為了促使掩模層26在一定程度的熱處理下能完全變形而具有一光學(xué)光滑表面，制成該掩模材料25的材料就要是玻璃化溫度(Tg)值比熱處理溫度值低的材料。
此外，在采用干刻蝕或別的處理方式來形成襯底24上掩模層26的形狀時，就必須使掩模層26A在加熱處理后性能方面也不發(fā)生變化。因此，該熱處理溫度就需滿足在該溫度下掩模層26的性能并不發(fā)生變化。例如，該熱處理溫度是一個低于掩模層26炭化溫度的一個溫度。
如果該掩模層26在形成掩模層26的一個存儲狀態(tài)時發(fā)生形變，則重放操作(可重放性)就會變得復(fù)雜起來。另外，如果該掩模層26在干刻蝕處理時發(fā)生形變，則重放操作也會變得復(fù)雜起來。
基于上述原因，該掩模材料25是玻璃化溫度(Tg)值高于存儲溫度(室溫或常溫)或加工溫度(接近于室溫或接近于常溫)的材料。
一般而言，玻璃化溫度(Tg)值是表示材料開始變成玻璃態(tài)即一種具有不確定結(jié)構(gòu)且能流動的狀態(tài)時的分界值，因此在考慮到加工操作的穩(wěn)定性時，該熱處理溫度就要求是一個高于玻璃化溫度(Tg)一定值的溫度。
也就是說，為了促使該掩模層26在熱處理時能產(chǎn)生形變以使其表面面積變小(通過熱處理使該掩模層26變成流體狀態(tài)和在該掩模層26表面張力的作用下使其發(fā)生形變)，就要求該熱處理溫度高于玻璃化溫度(Tg)值10攝氏度。
舉一個例子，通過使熱處理溫度至少高于玻璃化溫度(Tg)值大約40℃，就可引起掩模層26在例如一個小時內(nèi)完全發(fā)生形變，從而就可有效的制作出光學(xué)透鏡(光學(xué)元件)20。
應(yīng)當(dāng)注意，從相似的角度來看，在存儲溫度或加工溫度和玻璃化溫度(Tg)值之間，其差別應(yīng)限定在幾十?dāng)z氏度的范圍內(nèi)。
光頭的第三實施例圖6為本發(fā)明光頭的第三實施例的結(jié)構(gòu)圖和該光頭的示意性剖面圖。
該光頭210包括線軸10、光學(xué)透鏡30和熱膨脹調(diào)節(jié)部40。
在線軸10的外圓周上，沿線軸10的一個表面(上表面)11A形成有一凸起部12A，沿線軸另一表面(下表面)11B形成由凸起部12B。線軸10上形成有一中心孔10H。該中心孔10H的中心軸線垂直于或大體上垂直于線軸10的上表面11A和下表面11B。
在線軸10中，線圈13纏繞在由凸起部12A和12B形成的外周邊緣中的凹形部上。通過將磁鐵安放在線圈13外并對線圈13加一驅(qū)動電流，就可將線軸10和光學(xué)透鏡20作為一個整體加以移動。
光學(xué)透鏡30的襯底34A由光學(xué)材料制成，例如硅底玻璃片等。該襯底34A帶有一用作凸透鏡的凸起部31、一位于凸起部31周圍的平面部32和一位于平面部32周圍的外圓周部33。光學(xué)透鏡30的熱膨脹系數(shù)小于線軸10的熱膨脹系數(shù)。
平面部32上襯底34A的厚度是固定不變或大體上不變的，并小于凸起部31上襯底34A的厚度。
外圓周部33的厚度大于凸起部31的厚度，并且也大于平面部32的厚度。例如，該外圓周部33的厚度可大約是130μm，該熱膨脹調(diào)節(jié)部40的厚度大約是500μm。
當(dāng)在制作凸起部31時，采用蝕刻的技術(shù)在凸起部31的外圓周上形成一稱作“溝”的凹槽39。該凹槽39將凸起部31和平面部32清楚地劃分開來。
采用一無機(jī)材料掩模層37B將外圓周部33的上表面(前表面)形成為平面或接近平面。
線軸10的下表面11B和環(huán)狀熱膨脹調(diào)節(jié)部40的一平面(上表面)緊密的相連在一起，同時該環(huán)狀熱膨脹調(diào)節(jié)部40的另一平面(下表面)和外圓周部33的上表面(具體地說，掩模層37B)緊密地連接在一起。
光學(xué)透鏡30處在能使凸起部31伸入熱膨脹調(diào)節(jié)部40的開口40H內(nèi)的位置上。
而且，光學(xué)透鏡30處在能保證凸起部31的中心軸線或其延長的部分能穿過線軸10中心孔10H的位置上。
所有的熱膨脹調(diào)節(jié)部40上開口40H的中心軸線、線軸10上中心孔10H的中心軸線和光學(xué)透鏡30的光軸都是彼此重合或大體上重合的。
環(huán)狀熱膨脹調(diào)節(jié)部40的寬度和厚度是固定不變或大體上不變的。熱膨脹調(diào)節(jié)部40是由熱膨脹系數(shù)與制作光學(xué)透鏡30的光學(xué)材料相等或相接近的材料制成的，以使光學(xué)透鏡30不受因溫度變化而使線軸10產(chǎn)生的熱脹冷縮效應(yīng)的影響。
通過采用與光學(xué)透鏡30的光學(xué)材料相同的材料來制作熱膨脹調(diào)節(jié)部40(匹配材料)，就會使材料的挑選變得很容易，而且可減小由熱膨脹調(diào)節(jié)部40的厚度所帶來的作用在光學(xué)透鏡30的熱應(yīng)力。
應(yīng)當(dāng)注意，通過挑選該匹配材料，其中該匹配材料能滿足使其和塑料材料之間的熱膨脹系數(shù)的差別大于光學(xué)透鏡30和線軸10的塑料材料之間的熱膨脹系數(shù)的差別，并且通過對熱膨脹調(diào)節(jié)部40厚度的優(yōu)化，就可消除作用在光學(xué)透鏡30上的熱應(yīng)力。
具體地說，當(dāng)熱膨脹調(diào)節(jié)部40在被線軸10塑料材料的熱膨脹力拖拉時，通過選擇熱膨脹調(diào)節(jié)部40的材料和厚度，可使熱膨脹調(diào)節(jié)部40的膨脹速率大體上變得等于光學(xué)透鏡20的熱膨脹速率，從而可消除光學(xué)透鏡30上的熱應(yīng)力。
從而，在光頭210中，通過調(diào)整線軸10和光學(xué)透鏡30之間的熱膨脹調(diào)節(jié)部40，可減小產(chǎn)生在光學(xué)透鏡30上的熱應(yīng)力，還可減小集中在光學(xué)透鏡30凹槽39上的壓力，同時可提高光頭210的可靠性。
光頭的第四實施例圖7為本發(fā)明光頭的第四實施例的結(jié)構(gòu)圖和該光頭的示意性剖面圖。
該光頭220包括線軸10、光學(xué)透鏡30、和環(huán)形熱膨脹調(diào)節(jié)部41。注意，在圖7的光頭220中，和圖6所示光頭210中相同的部件就用相同的附圖標(biāo)記來表示，并且省去了對這些相同部件的說明。
線軸10的下表面11B和平面形熱膨脹調(diào)節(jié)部41的一平面(上表面)緊密相連，同時該平面形熱膨脹調(diào)節(jié)部41的另一個平面(下表面)和外圓周部33的上表面(具體地說，是掩模層37B)緊密相連。
光學(xué)透鏡30的凸起部31伸向熱膨脹調(diào)節(jié)部41的側(cè)面。而且，光學(xué)透鏡30處在能保證凸起部31的中心軸線或其延長的部分能穿過線軸10中心孔10H的位置上。線軸10上中心孔10H的中心軸線和光學(xué)透鏡30的光軸彼此重合或大體上重合的。注意，凸起部31的中心軸線垂直于或大體垂直于該平面形熱膨脹調(diào)節(jié)部41的上、下表面。
由光學(xué)元件制成的該平面形環(huán)狀熱膨脹調(diào)節(jié)部41的寬度和厚度是固定不變或大體上不變的。例如，該熱膨脹調(diào)節(jié)部的厚度大約是500μm。
熱膨脹調(diào)節(jié)部41是由熱膨脹系數(shù)與制作光學(xué)透鏡30的光學(xué)材料相等或相接近的材料制成的，以使光學(xué)透鏡30不受因溫度變化而使線軸10產(chǎn)生的熱脹冷縮效應(yīng)的影響。
通過采用與光學(xué)透鏡30的光學(xué)材料相同的材料來制作熱膨脹調(diào)節(jié)部41(匹配材料)，就會使材料的挑選變得很容易，而且可減小由熱膨脹調(diào)節(jié)部41的厚度所帶來的作用在光學(xué)透鏡30的熱應(yīng)力。
應(yīng)當(dāng)注意，通過挑選該匹配材料，其中該匹配材料能滿足使其和塑料材料之間的熱膨脹系數(shù)的差別大于光學(xué)透鏡30和線軸10的塑料材料之間的熱膨脹系數(shù)的差別，并且通過對熱膨脹調(diào)節(jié)部41厚度的優(yōu)化，就可消除作用在光學(xué)透鏡30上的熱應(yīng)力。
具體地說，當(dāng)熱膨脹調(diào)節(jié)部41在被線軸10塑料材料的熱膨脹力拖拉時，通過選擇熱膨脹調(diào)節(jié)部41的材料和厚度，可使熱膨脹調(diào)節(jié)部40的膨脹速率大體上變得等于光學(xué)透鏡20的熱膨脹速率，從而可消除光學(xué)透鏡30上的熱應(yīng)力。
從而，在光頭220中，通過在線軸10和光學(xué)透鏡30之間插入熱膨脹調(diào)節(jié)部41，可減小產(chǎn)生在光學(xué)透鏡30上的熱應(yīng)力，還可減小集中在光學(xué)透鏡30凹槽39上的壓力，同時可提高光頭220的可靠性。
光頭的第五實施例圖8為依照本發(fā)明光頭的第四實施例的結(jié)構(gòu)圖和該光頭的示意性剖面圖。
該光頭230包括線軸70和光學(xué)透鏡30。注意圖8中的光學(xué)透鏡30與圖6和7中的光學(xué)透鏡30是相同的，因此相應(yīng)的說明在這就省略了。
在線軸70的外圓周上，沿線軸70的一個表面(上表面)71A形成有一凸起部72A，沿線軸另一表面(下表面)71B形成由凸起部723。線軸70上形成有一中心孔70H，該中心孔70H的中心軸線垂直于或大體上垂直于線由70的上表面71A和下表面71B。
在線軸70中，線圈73纏繞在由凸起部72A和72B形成的外周邊緣中的凹形部上。通過將磁鐵安放在線圈73外并對線圈73加一驅(qū)動電流，就可將線軸70和光學(xué)透鏡30作為一個整體加以移動。
該外圓周部33的掩模層37B與線軸70的下表面71B緊密相連。光學(xué)透鏡30的熱膨脹系數(shù)小于線軸70的熱膨脹系數(shù)。
光學(xué)透鏡30的凸起部31伸向線軸70的中心孔70H的側(cè)面。光學(xué)透鏡30處在能保證凸起部31的中心軸線或其延長的部分能穿過線軸70中心孔70H的位置上。線軸70上中心孔70H的中心軸線和光學(xué)透鏡30的光軸彼此重合或大體上重合的。
在光頭230中，使用了帶有較厚的外圓周部33的光學(xué)透鏡30，以使光學(xué)透鏡30不受或幾乎不受由于溫度變化而給線軸70帶來的熱裝冷縮效應(yīng)的影響。
在光頭230中，線軸70的熱脹冷縮效應(yīng)傳遞給了外圓周部33上的平面部。與位于凸起部周圍的平面部直接固定在線軸的底面這一情況相比，這一做法可減小作用在光學(xué)透鏡上的熱應(yīng)力，并且也可減小集中在凸起部周圍凹槽上的應(yīng)力。此外，還可減小由于外圓周部33的厚度引起的作用在光學(xué)透鏡30凹槽39上的熱應(yīng)力。
因此，在光頭230中，由于光學(xué)透鏡30較厚的外圓周部33固定在線軸70上，就可減小產(chǎn)生在光學(xué)透鏡30平面部32上的熱應(yīng)力，同時也可減小集中在光學(xué)透鏡30凹槽39上的應(yīng)力，從而就可提高光頭230的可靠性。
光學(xué)透鏡30的制作方法下面將說明光學(xué)透鏡30的制作方法。
圖9A至9E為圖6至8所示光頭的制作方法的說明圖。
在圖9A中，帶有開口37H的第二掩模層37B覆蓋在由光學(xué)材料制成的襯底24上。該第二掩模層37B是由抗刻蝕材料制成的，并具有例如大約0.1μm的厚度。該第二掩模層37B也可由例如諸如鉑等金屬材料制成或可由硬質(zhì)掩模層制成。
在圖9B中，掩模材料35覆蓋在圖9A所示的襯底上。該掩模層料35是由例如感光性材料(或光刻膠)制成并通過旋涂等覆蓋至一預(yù)定厚度。例如，該掩模材料35的厚度大約是25μm。
在圖9C中，圖9B所示的掩模材料35在襯底34上形成第一掩模層36并將第二掩模層37B暴露。例如將掩模材料35進(jìn)行曝光和加工設(shè)計。例如，該第一掩模層36的直徑大約是100μm到250μm。
在圖9D中，圖9C所示的襯底34(或襯底34上的第一掩模層36)被加熱處理以使掩模層36產(chǎn)生變形，從而由于表面張力等的作用，該掩模層36的表面變小并變形成為具有一輕微曲面的突起的形狀。
通過加熱處理，圖9C所示的掩模層36變成如圖9D所示形狀的掩模層36A。該掩模層36A具有圓形凸起的形狀(凸透鏡的形狀)。
在圖9E中，圖9D所示掩模層36A的形狀被轉(zhuǎn)化為襯底34的形狀以形成襯底34A，從而便制成了光學(xué)透鏡30。
例如，采用活性離子蝕刻(RIE)等刻蝕方法來將掩模層36A的形狀轉(zhuǎn)化為襯底34，從而形成光學(xué)透鏡30。同時在刻蝕形成凸起部31時，采用一不能刻蝕或難于刻蝕或刻蝕速率很低的材料來制成掩模層37B。
例如可使用一采用被稱作磁中性環(huán)路放電等離子體(a magnetic neutral loop discharge plasma)(NLD)設(shè)備作為高密度等離子體源的等離子體刻蝕裝置來刻蝕制成凸起部31。對于該NLD裝置，可參考H.Tsuboi，M.Itoh，M.Tanabe，THayashi，和TUchidaJpn.J.Appl.phys.34(1995)，2476。
此外，也可使用一采用被稱作感應(yīng)耦合等離子體(ICP)作為高密度等離子體源的等離子體刻蝕裝置來進(jìn)行刻蝕。對于該ICP裝置，可參考J.Hopwood，Plasma Source，Sci.&Technol.1(1992)109.和TFukusawa，A.Nakamura，H.Shindo，和Y.HoriikeJpn.J.Appl.phys.33(1994)，2139。
通過轉(zhuǎn)化掩模層36A的形狀來制成凸起部31、通過轉(zhuǎn)化掩模層36A和37A之間的形狀來制成平面部32并且采用掩模層37B將其覆蓋在外周圍部33上但不進(jìn)行刻蝕。該外圓周部33的表面是平的或接近平的。
凹槽39形成在凸起部31的周圍。該凹槽39清楚的將凸起部31和平面部32劃開。
根據(jù)圖9A至9E所示的制作方法，就可制得帶有用作凸透鏡的凸起部31并形成較厚的外圓周部33。而且，由于掩模材料35的成型精度可以保持很高，所以該凸起部31和外圓周部33可以以很高的位置精度來形成。從而，位于凸起部31周圍的薄平面部32可做得更小，例如可把該平面部32做得接近于感光材料的分辨率。
而且，外圓周部33的厚度可制作的大于凸起部31的厚度，從而可使光學(xué)元件30在機(jī)械強(qiáng)度方面得到改進(jìn)并提高了襯底34A厚度方向振動的諧振頻率，從而使其難以發(fā)生共振。
此外，在光學(xué)元件30中，通過使該較厚的外圓周部33形成在平面部32周圍并使用圖9A至9E所示的制作方法，就可制作出帶有在采用玻璃成型制作方法時所很難制成的形狀的光學(xué)元件。
注意，圖9A所示的第二掩模層37B可采用提升(lift-off)的方法來形成。該形成方法就有必要采用去除劑等來去除光致抗蝕劑，因此在當(dāng)掩模層料35是諸如感光性材料等有機(jī)材料時，就要求在形成掩模層35的操作之前進(jìn)行第二掩模層37B的形成操作。
此外，該第二掩模層37B并不要求在圖9E所示襯底34A的加工過程中進(jìn)行處理，從而圖9E所示采用化學(xué)反應(yīng)的活性離子蝕刻(RIE)優(yōu)于離子銑削(ionmilling)的加工方式。
在圖9A至9E所示制作方法中，例如，可采用玻璃轉(zhuǎn)化溫度(值)大約在45℃至55℃、熱處理溫度大約在110℃至150℃的材料來制作。
另外，為了促使第一掩模層36變形而具有一光學(xué)光滑程度的圓形表面，制成該掩模材料35的材料就要是玻璃化溫度(Tg)值比熱處理溫度值低的材料。
此外，在采用干刻蝕或別的處理方式來形成襯底34上掩模層36的形狀時，就必須使掩模層36A在加熱處理后性能方面也不發(fā)生變化。因此，該熱處理溫度就需滿足在該溫度下掩模層26的性能并不發(fā)生變化。例如，該熱處理溫度是一個低于第一掩模層36炭化溫度的一個溫度。
如果該掩模層36在形成掩模層36和37B時襯底34的一個存儲狀態(tài)發(fā)生了形變，則復(fù)原操作(可重現(xiàn)性)就會變得復(fù)雜起來。另外，如果該掩模層36和37B在干刻蝕處理時發(fā)生形變，則復(fù)原操作也會變得復(fù)雜起來。
基于上述原因，該掩模材料35是玻璃化溫度(Tg)值高于存儲溫度(室溫或常溫)或加工溫度(接近于室溫或接近于常溫)的材料。
從加工操作的穩(wěn)定性來看，該熱處理溫度就要求是一個高于玻璃化溫度(Tg)一定值的溫度。
也就是說，為了促使該掩模層36在熱處理時能產(chǎn)生形變以使其表面面積變小(通過熱處理使該掩模層36變成流體狀態(tài)和在該掩模層36表面張力的作用下使其發(fā)生形變)，就要求該熱處理溫度高于玻璃化溫度(Tg)值10攝氏度。
作為一個例子，通過使熱處理溫度至少高于玻璃化溫度(Tg)值大約40℃，就可引起掩模層36在例如一個小時內(nèi)完全發(fā)生形變，從而就可有效的制作出光學(xué)透鏡(光學(xué)元件)30。
應(yīng)當(dāng)注意，從相似的角度來看，在存儲溫度或加工溫度和玻璃化溫度(Tg)值之間，其差別應(yīng)限定在幾十?dāng)z氏度的范圍內(nèi)。
光拾取器圖10是含有本發(fā)明光頭的光拾取器其第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
該光拾取器119含有一激光二極管4、一準(zhǔn)直透鏡5、一分束器3、一1/4波片9、一會聚透鏡7、一光檢測器8、光頭110和磁鐵111。因為該光頭110的結(jié)構(gòu)已在相關(guān)的圖2中描述過，所以在此將其省略。
由于光頭110上的線圈13可利用位于線圈13旁的磁鐵111來產(chǎn)生磁場，因此光頭110能夠在聚焦方向上和/或示蹤方向上進(jìn)行移動。
該激光二極管4輸出包含有可對驅(qū)動信號SL作出響應(yīng)的線偏振光的激光束，并將該輸出的激光束輸入至準(zhǔn)直透鏡5。
準(zhǔn)直透鏡5將來自激光二極管4的該激光束轉(zhuǎn)化成平行光，并將其輸入至分束器3。
來自準(zhǔn)直透鏡5的激光束穿過分束器3并通過1/4波片9射向光頭110。
在光頭110中，該穿過1/4波片9的激光束透過線軸10上的中心孔10H射至凸起部21。
光學(xué)透鏡20用作一物鏡。該凸起部21將來自1/4波片9的激光束聚焦并將其輸入至光盤80的磁道。從而，來自激光二極管4的激光束就聚焦在光盤80的記錄表面上。
此外，光頭110接收光盤80上反射的激光束并通過1/4波片9將其射向分束器3。
分束器3接收來自光頭110的激光束并直接將其射向會聚透鏡7。
會聚透鏡7將來自分束器3的激光束進(jìn)行會聚，并將該會聚了的激光束射向光檢測器8。
光檢測器8在接受部接收來自會聚透鏡7的激光束并產(chǎn)生輸入信號SA。光檢測器8可通過例如四等分光檢測器(quartering photodetector)(四分光檢測器)來進(jìn)行設(shè)定，其中該四等分光檢測器產(chǎn)生用于計算示蹤誤差信號、聚焦誤差信號、RF信號等的信號。
在圖10示的光拾取器119中，通過使用帶有熱膨脹調(diào)節(jié)部40的光頭110，與使用圖1所示光頭100的光拾取器相比，就可擴(kuò)展光拾取器119適用的溫度范圍并且可提高其可靠性。
圖11帶有依照本發(fā)明光頭的光拾取器其第二施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
該光拾取器129帶有一激光二極管4、一準(zhǔn)直透鏡5、一分束器3、一1/4波片(λ/4片)9、一會聚透鏡7、一光檢測器8、光頭120和磁鐵121。因為該光頭120的結(jié)構(gòu)已在相關(guān)的圖3中描述過，所以在此將其省略。
由于光頭120上的線圈63可利用位于線圈63旁的磁鐵121來產(chǎn)生磁場，因此光頭120能夠在聚焦方向上和/或示蹤方向上進(jìn)行移動。磁鐵121和線圈63構(gòu)成移動線軸60的驅(qū)動器。
該激光二極管4輸出包含有可對驅(qū)動信號SL作出響應(yīng)的線偏振光的激光束，并將該輸出的激光束輸入至準(zhǔn)直透鏡5。
準(zhǔn)直透鏡5將來自激光二極管4的該激光束轉(zhuǎn)化成平行光，并將其輸入至分束器3。
來自準(zhǔn)直透鏡5的激光束穿過分束器3并通過1/4波片9射向光頭120的光學(xué)透鏡6。
光學(xué)透鏡6將來自1/4波片9的激光束輸入至光學(xué)透鏡20的凸起部21。該光學(xué)透鏡6和光學(xué)透鏡20用作了物鏡。
光學(xué)透鏡20的凸起部21將來自光學(xué)透鏡6的激光束會聚并將其輸入至光盤80的磁道。從而，來自激光二極管4的激光束就聚焦在光盤80的記錄表面上。
此外，光頭120接收光盤80上反射的激光束并通過1/4波片9將其射向分束器3。
分束器3接收來自光頭120的激光束并直接將其射向會聚透鏡7。
會聚透鏡7將來自分束器3的激光束進(jìn)行會聚，并將該會聚了的激光束射向光檢測器8。
光檢測器8在接受部接收來自會聚透鏡7的激光束并產(chǎn)生輸入信號SA。光檢測器8可通過例如四等分光檢測器(四分光檢測器)來進(jìn)行設(shè)定，其中該四等分光檢測器產(chǎn)生用于計算示蹤誤差信號、焦點(diǎn)誤差信號、RF信號等的信號。
在圖11示的光拾取器129中，通過使用帶有熱膨脹調(diào)節(jié)部90的光頭120，與使用圖4所示光頭130的光拾取器相比，就可擴(kuò)展光拾取器129適用的溫度范圍并且可提高其可靠性。
圖12是含有本發(fā)明光頭的光拾取器其第三實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
該光拾取器219帶有一激光二極管4、一準(zhǔn)直透鏡5、一分束器3、一1/4波片9、一會聚透鏡7、一光檢測器8、光頭210和磁鐵211。因為該光頭210的結(jié)構(gòu)已在相關(guān)的圖6中描述過，所以在此將其省略。
由于光頭210上的線圈13可利用位于線圈13旁的磁鐵211來產(chǎn)生磁場，因此光頭210能夠在聚焦方向上和/或示蹤方向上進(jìn)行移動。磁鐵211和線圈13構(gòu)成一用來移動線軸10的驅(qū)動器。
該激光二極管4輸出包含有可對驅(qū)動信號SL作出響應(yīng)的線偏振光的激光束，并將該輸出的激光束輸入至準(zhǔn)直透鏡5。
準(zhǔn)直透鏡5將來自激光二極管4的該激光束轉(zhuǎn)化成平行光，并將其輸入至分束器3。
來自準(zhǔn)直透鏡5的激光束穿過分束器3并通過1/4波片9射向光頭210。
在光頭110中，該穿過1/4波片9的激光束透過線軸10和熱膨脹調(diào)節(jié)部40上的中心孔10H和熱膨脹調(diào)節(jié)部40上的開口40H射至凸起部31。
光學(xué)透鏡30用作一物鏡。該光學(xué)透鏡30的凸起部將來自1/4波片9的激光束聚焦并將其輸入至光盤80的磁道。從而，來自激光二極管4的激光束就聚焦在光盤80的記錄表面上。
此外，光頭210接收光盤80上反射的激光束并通過1/4波片9將其射向分束器3。
分束器3接收來自光頭210的激光束并直接將其射向會聚透鏡7。
會聚透鏡7將來自分束器3的激光束進(jìn)行會聚，并將該會聚了的激光束射向光檢測器8。
光檢測器8在接受部接收來自會聚透鏡7的激光束并產(chǎn)生輸入信號SA。光檢測器8可通過例如四等分光檢測器(四分光檢測器)來進(jìn)行設(shè)定，其中該四等分光檢測器產(chǎn)生用于計算示蹤誤差信號、焦點(diǎn)誤差信號、RF信號等的信號。
在圖12示的光拾取器219中，通過使用帶有熱膨脹調(diào)節(jié)部40的光頭210，與使用圖1所示光頭100的光拾取器相比，就可擴(kuò)展光拾取器219適用的溫度范圍并且可提高其可靠性。而且，由于光學(xué)透鏡30諧振頻率的提高，就可以較高的轉(zhuǎn)換速率來記錄和/或重放數(shù)據(jù)。
圖13是含有本發(fā)明光頭的光拾取器其第四實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
該光拾取器229帶有一激光二極管4、一準(zhǔn)直透鏡5、一分束器3、一1/4波片(λ/4片)9、一會聚透鏡7、一光檢測器8、光頭220和磁鐵221。因為該光頭220的結(jié)構(gòu)已在相關(guān)的圖7中描述過，所以在此將其省略。
由于光頭220上的線圈13可利用位于線圈13旁的磁鐵221來產(chǎn)生磁場，因此光頭220能夠在聚焦方向上和/或示蹤方向上進(jìn)行移動。磁鐵221和線圈13構(gòu)成一用來移動線軸10的驅(qū)動器。
該激光二極管4輸出包含有可對驅(qū)動信號SL作出響應(yīng)的線偏振光的激光束，并將該輸出的激光束輸入至準(zhǔn)直透鏡5。
準(zhǔn)直透鏡5將來自激光二極管4的該激光束轉(zhuǎn)化成平行光，并將其輸入至分束器3。
來自準(zhǔn)直透鏡5的激光束穿過分束器3并通過1/4皮片9射向光頭110。
在光頭220中，該穿過1/4波片9的激光束透過線軸10和熱膨脹調(diào)節(jié)部41上的中心孔10H射至凸起部31。
光學(xué)透鏡30用作一物鏡。該凸起部31將來自1/4波片9的激光束聚焦并將其輸入至光盤80的磁道。從而，來自激光二極管4的激光束就聚焦在光盤80的記錄表面上。
此外，光頭220接收光盤80上反射的激光束并通過1/4波片9將其射向分束器3。
分束器3接收來自光頭220的激光束并直接將其射向會聚透鏡7。
會聚透鏡7將來自分束器3的激光束進(jìn)行會聚，并將該會聚了的激光束射向光檢測器8。
光檢測器8在接受部接收來自會聚透鏡7的激光束并產(chǎn)生輸入信號SA。光檢測器8可通過例如四等分光檢測器(四分光檢測器)來進(jìn)行設(shè)定，其中該四等分光檢測器產(chǎn)生用于計算示蹤誤差信號、焦點(diǎn)誤差信號、RF信號等的信號。
在圖13示的光拾取器229中，通過使用帶有熱膨脹調(diào)節(jié)部41的光頭220，與使用圖1所示光頭100的光拾取器相比，就可擴(kuò)展光拾取器229適用的溫度范圍并且可提高其可靠性。而且，由于光學(xué)透鏡30諧振頻率的提高，就可以較高的轉(zhuǎn)換速率來記錄和/或重放數(shù)據(jù)。
圖14是含有本發(fā)明光頭的光拾取器其第五實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
該光拾取器239帶有一激光二極管4、一準(zhǔn)直透鏡5、一分束器3、一1/4波片9、一會聚透鏡7、一光檢測器8、光頭230和磁鐵231。因為該光頭230的結(jié)構(gòu)已在相關(guān)的圖8中描述過，所以在此將其省略。
由于光頭230上的線圈73可利用位于線圈73旁的磁鐵231來產(chǎn)生磁場，因此光頭230能夠在聚焦方向上和/或示蹤方向上進(jìn)行移動。磁鐵231和線圈73構(gòu)成一用來移動線軸70的驅(qū)動器。
該激光二極管4輸出包含有可對驅(qū)動信號SL作出響應(yīng)的線偏振光的激光束，并將該輸出的激光束輸入至準(zhǔn)直透鏡5。
準(zhǔn)直透鏡5將來自激光二極管4的該激光束轉(zhuǎn)化成平行光，并將其輸入至分束器3。
來自準(zhǔn)直透鏡5的激光束穿過分束器3并通過1/4波片9射向光頭110。
在光頭230中，該穿過1/4波片9的激光束透過線軸70上的中心孔70H射至凸起部31。
光學(xué)透鏡30用作一物鏡。該凸起部31將來自1/4波片9的激光束聚焦并將其輸入至光盤80的磁道。從而，來自激光二極管4的激光束就聚焦在光盤80的記錄表面上。
此外，光頭230接收光盤80上反射的激光束并通過1/4波片9將其射向分束器3。
分束器3接收來自光頭230的激光束并直接將其射向會聚透鏡7。
會聚透鏡7將來自分束器3的激光束進(jìn)行會聚，并將該會聚了的激光束射向光檢測器8。
光檢測器8在接受部接收來自會聚透鏡7的激光束并產(chǎn)生輸入信號SA。光檢測器8可通過例如四等分光檢測器(四分光檢測器)來進(jìn)行設(shè)定，其中該四等分光檢測器產(chǎn)生用于計算示蹤誤差信號、聚焦誤差信號、RF信號等的信號。
在圖14示的光拾取器239中，通過使用光頭230，與使用圖1所示光頭100的光拾取器相比，就可擴(kuò)展光拾取器239適用的溫度范圍并且可提高其可靠性。而且，由于光學(xué)透鏡30諧振頻率的提高，就可以較高的轉(zhuǎn)換速率來記錄和/或重放數(shù)據(jù)。
應(yīng)當(dāng)注意，在圖6所示的光頭210中，去除了掩模層37B的光學(xué)透鏡30外圓周部33的上表面可固定在熱膨脹調(diào)節(jié)部40上。
在圖7所示的光頭220中，去除了掩模層37B的光學(xué)透鏡30外圓周部33的上表面可在固定熱膨脹調(diào)節(jié)部41上。
在圖8所示的光頭230中，去除了掩模層37B的光學(xué)透鏡30外圓周部33的上表面可在固定線軸70的下表面71B上。
如上述那樣，依照本發(fā)明，就可提供一種能減小產(chǎn)生于安裝在線軸上的光學(xué)透鏡上的熱應(yīng)力的光頭，并可提供一種帶有該光頭的光拾取器。
注意上述的實施例僅僅是本發(fā)明的幾個例子，本發(fā)明并不限于上面描述的
權(quán)利要求
1.一種光頭，含有形成有中心孔的線軸，和通過帶有開口的熱膨脹調(diào)節(jié)部安裝在所述線軸上的第一光學(xué)透鏡，所述第一光學(xué)透鏡具有熱膨脹系數(shù)不同于線軸的光學(xué)材料所制成的襯底，所述襯底帶有用作凸透鏡的凸起部，和位于所述凸起部周圍的平面部，所述平面部固定在所述熱膨脹調(diào)節(jié)部上以使所述凸起部配合在所述開口中，和所述第一光學(xué)透鏡處在能保證所述凸起部中心軸線或其延長部分能穿過所述線軸中心孔的位置上。
2.如權(quán)利要求1所述的光頭，其中所述熱膨脹調(diào)節(jié)部的熱膨脹系數(shù)是介于所述線軸的熱膨脹系數(shù)和所述第一光學(xué)透鏡的熱膨脹系數(shù)之間的一個值。
3.如權(quán)利要求1所述的光頭，其中所述熱膨脹調(diào)節(jié)部固定在所述線軸上。
4.如權(quán)利要求1所述的光頭，其中所述熱膨脹調(diào)節(jié)部通過一墊片固定在所述線軸上。
5.如權(quán)利要求1所述的光頭，其中一個第二光學(xué)透鏡設(shè)置在所述線軸的中心孔處。
6.如權(quán)利要求1所述的光頭，其中所述熱膨脹調(diào)節(jié)部是厚度固定不變或大體上不變的光學(xué)材料，并且是由和所述第一光學(xué)透鏡的光學(xué)材料相同的材料制成的，而且所述平面部表面上的所述凸起部的高度小于所述熱膨脹調(diào)節(jié)部的厚度。
7.如權(quán)利要求1所述的光頭，其中所述凸起部的中心軸線和所述線軸中心孔的中心軸線重合或大體上重合；一凹槽形成在所述凸起部的周圍；一線圈纏繞在所述線軸的外圓周上；所述線軸的制成材料是塑料；和所述第一光學(xué)透鏡的制成材料是玻璃。
8.一種光頭，含有形成有中心孔的線軸，和通過熱膨脹調(diào)節(jié)部安裝在所述線軸上的一光學(xué)透鏡，所述光學(xué)透鏡具有熱膨脹系數(shù)不同于線軸的光學(xué)材料所制成的襯底，所述襯底含有用作凸透鏡的凸起部；位于所述凸起部周圍的平面部；和位于所述平面部周圍的外圓周部；其中所述外圓周部的厚度大于所述凸起部的厚度；所述外圓周部固定在所述熱膨脹調(diào)節(jié)部上；并且所述光學(xué)透鏡處在能保證所述凸起部中心軸線或其延長部分能穿過所述線軸中心孔的位置上。
9.如權(quán)利要求8所述的光頭，其中所述熱膨脹調(diào)節(jié)部的熱膨脹系數(shù)是介于所述線軸的熱膨脹系數(shù)和所述光學(xué)透鏡的熱膨脹系數(shù)之間的一個值。
10.如權(quán)利要求8所述的光頭，其中所述熱膨脹調(diào)節(jié)部固定在所述線軸上。
11.如權(quán)利要求8所述的光頭，其中所述熱膨脹調(diào)節(jié)部是厚度固定不變或大體上不變的光學(xué)材料，并且是由和所述光學(xué)透鏡的光學(xué)材料相同的材料制成的。
12.如權(quán)利要求8所述的光頭，其中所述熱膨脹調(diào)節(jié)部形成有一開口，和所述光學(xué)透鏡處在能使所述凸起部伸入所述開口中的位置。
13.如權(quán)利要求8所述的光頭，其中一掩模層形成在所述外圓周部的表面上，并且所述外圓周部的所述掩模層固定在所述熱膨脹調(diào)節(jié)部上。
14.如權(quán)利要求8所述的光頭，其中所述凸起部的中心軸線和所述線軸中心孔的中心軸線重合或大體上重合；一凹槽形成在所述凸起部的周圍；一線圈纏繞在所述線軸的外圓周上；所述線軸的制作材料是塑料；和所述光學(xué)透鏡的制作材料是玻璃。
15.一種光頭，含有形成有中心孔的線軸，和光學(xué)透鏡，所述光學(xué)透鏡帶有一熱膨脹系數(shù)不同于所述線軸的光學(xué)材料制成的襯底，所述襯底含有用作凸透鏡的凸起部；位于所述凸起部周圍的平面部；和位于所述平面部周圍的外圓周部；其中所述外圓周部的厚度大于所述凸起部的厚度；所述外圓周部固定在所述線軸上；并且所述光學(xué)透鏡處在能保證所述凸起部中心軸線或其延長部分能穿過所述線軸中心孔的位置上。
16.如權(quán)利要求15所述的光頭，其中一掩模層形成在所述外圓周部的表面上，并且所述外圓周部的所述掩模層固定在所述線軸上。
17.如權(quán)利要求15所述的光頭，其中所述凸起部的中心軸線和所述線軸中心孔的中心軸線重合或大體上重合；一凹槽形成在所述凸起部的周圍；一線圈纏繞在所述線軸的外圓周上；所述線軸的制作材料是塑料；和所述光學(xué)透鏡的制作材料是玻璃。
18.一種光拾取器，含有在其安裝在一光學(xué)存儲介質(zhì)的記錄和/或重放裝置上時用作一物鏡部件的光頭，和用來接收用作射向和來自光存儲介質(zhì)而進(jìn)行記錄和/或重放的反射光束的光探測器，所述光頭含有形成有中心孔的線軸，和通過形成有開口的熱膨脹調(diào)節(jié)部安裝在所述線軸上的一個第一光學(xué)透鏡，所述第一光學(xué)透鏡帶有一個由熱膨脹系數(shù)不同于所述線軸的光學(xué)材料制成的襯底，所述襯底具有用作凸透鏡的凸起部，和位于所述凸起部周圍的平面部，所述平面部固定在熱膨脹調(diào)節(jié)部上以使所述凸起部能配合在所述開口中，而且所述第一光學(xué)透鏡處在能保證所述凸起部的中心軸線或其延長部分能穿過所述線軸的中心孔的位置上。
19.如權(quán)利要求18所述的光拾取器，其中所述熱膨脹調(diào)節(jié)部的熱膨脹系數(shù)是介于所述線軸的熱膨脹系數(shù)和所述第一光學(xué)透鏡的熱膨脹系數(shù)之間的一個值。
20.如權(quán)利要求18所述的光拾取器，其中所述熱膨脹調(diào)節(jié)部固定在所述線軸上。
21.如權(quán)利要求18所述的光拾取器，其中所述熱膨脹調(diào)節(jié)部通過一墊片固定在所述線軸上。
22.如權(quán)利要求18所述的光拾取器，其中一個第二光學(xué)透鏡位于所述線軸的中心孔處，而且由記錄和/或重放光束產(chǎn)生裝置發(fā)射的光束穿過所述第二光學(xué)透鏡射向所述第一光學(xué)透鏡。
23.如權(quán)利要求18所述的光拾取器，其中所述熱膨脹調(diào)節(jié)部是厚度固定不變或大體上不變的光學(xué)材料，并且是由制成所述第一光學(xué)透鏡的同一種材料制成，而且所述平面部表面上的凸起部的高度小于所述熱膨脹調(diào)節(jié)部的厚度。
24.如權(quán)利要求18所述的光拾取器，還帶有一磁鐵，所述凸起部的中心軸線和所述線軸中心孔的中心軸線重合或大體上重合，一凹槽形成在所述凸起部周圍，一線圈纏繞在所述線軸的一外圓周上，所述線軸的制成材料是塑料，所述第一光學(xué)透鏡的制成材料是玻璃，所述磁鐵和線圈構(gòu)成一用來移動所述線軸的驅(qū)動器。
25.一種光拾取器，含有其安裝在一光學(xué)存儲介質(zhì)的記錄和/或重放裝置上時用作一物鏡部件的光頭，和用來接收用作射向和來自光存儲介質(zhì)而進(jìn)行記錄和/或重放的反射光束的光探測器，所述光頭含有形成有中心孔的線軸，和通過熱膨脹調(diào)節(jié)部安裝在所述線軸上的光學(xué)透鏡，所述光學(xué)透鏡帶有一個由熱膨脹系數(shù)不同于線軸的光學(xué)材料制成的襯底，所述襯底具有用作凸透鏡的凸起部，位于所述凸起部周圍的平面部，和位于所述平面部周圍的外圓周部，所述外圓周部的厚度大于所述凸起部的厚度，所述外圓周部固定在所述熱膨脹調(diào)節(jié)部上，并且所述光學(xué)透鏡處在能保證所述凸起部的中心軸線或其延長部分能穿過所述線軸的中心軸線的位置上。
26.如權(quán)利要求25所述的光拾取器，其中所述熱膨脹調(diào)節(jié)部的熱膨脹系數(shù)是介于所述線軸的熱膨脹系數(shù)和所述光學(xué)透鏡的熱膨脹系數(shù)之間的一個值。
27.如權(quán)利要求25所述的光拾取器，其中所述熱膨脹調(diào)節(jié)部間固定在所述線軸上。
28.如權(quán)利要求25所述的光拾取器，其中所述熱膨脹調(diào)節(jié)部是厚度固定不變或大體上不變的光學(xué)材料，并且是由和所述光學(xué)透鏡的同一種材料制成，和由記錄和/或重放光束產(chǎn)生裝置射出的光束穿過所述熱膨脹調(diào)節(jié)部施加。
29.如權(quán)利要求25所述的光拾取器，其中所述熱膨脹調(diào)節(jié)部上形成有一開口，并且所述光學(xué)透鏡處于能使凸起部伸至該開口的位置上。
30.如權(quán)利要求25所述的光拾取器，其中一層掩模層形成在所述外圓周部的表面上，而且所述外圓周部的所述掩模層固定在所述熱膨脹調(diào)節(jié)部上。
31.如權(quán)利要求25所述的光拾取器，還帶有一磁鐵，所述凸起部的中心軸線與所述線軸中心孔的中心軸線重合或大體上重合，一凹槽形成在所述凸起部周圍，所述線軸的制成材料是塑料，所述光學(xué)透鏡的制成材料是玻璃，所述磁鐵和所述線圈形成一個用來移動所述線軸的驅(qū)動器。
32.一種光拾取器，含有其安裝在一光學(xué)存儲介質(zhì)的記錄和/或重放裝置上時用作一物鏡部件的光頭，和用來接收用作射向和來自光存儲介質(zhì)進(jìn)行記錄和/或重放的反射光束的光探測器，所述光頭含有形成有中心孔的線軸，和光學(xué)透鏡，所述光學(xué)透鏡帶有一個由熱膨脹系數(shù)不同于線軸的光學(xué)材料制成的襯底，所述襯底含有用作凸透鏡的凸起部；位于所述凸起部周圍的平面部，和位于所述平面部周圍的外圓周部，所述外圓周部固定在所述線軸上，而且所述光學(xué)透鏡處在能保證所述凸起部的中心軸線或其延長部分能穿過所述線軸中心孔的位置上。
33.如權(quán)利要求32所述的光拾取器，其中一掩模層形成在所述外圓周部表面上，并且所述外圓周部的所述掩模層固定在所述線軸上。
34.如權(quán)利要求32所述的光拾取器，還含有一磁鐵，所述凸起部的中心軸線與所述線軸中心孔的中心軸線重合或大體上重合，一凹槽形成在凸起部周圍，所述線軸的制成材料是塑料，所述光學(xué)透鏡的制成材料是玻璃，并且所述磁鐵和所述線圈形成一個用來移動線軸的驅(qū)動器。
全文摘要
一種光頭,能夠減小產(chǎn)生于安裝在線軸上的光學(xué)透鏡上的熱應(yīng)力,其含有一個形成有中心孔的線軸和通過一個形成有開口的熱膨脹調(diào)節(jié)部40安裝在線軸上的光學(xué)透鏡。該光學(xué)透鏡含有一個熱膨脹系數(shù)不同于線軸的光學(xué)材料所制成的襯底。該襯底含有用作凸透鏡的凸起部和位于該凸起部周圍的平面部。該平面部固定在熱膨脹調(diào)節(jié)部上以使凸起部伸入開口中。該光學(xué)透鏡處在能使凸起部的中心軸線或其延長部分能穿過線軸中心孔的位置上,并且凸起部的中心軸線和線軸的中心孔重合。
文檔編號G11B7/22GK1345048SQ0114102
公開日2002年4月17日 申請日期2001年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月1日
發(fā)明者木島公一朗, 河內(nèi)山彰, 山本健二, 橋本學(xué)治, 飯?zhí)锒?申請人:索尼公司