[发明专利]光头装置和光盘存储系统

说明书

本发明属于光头和光盘存储系统领域。具体地说，本发明涉及一种光头和光盘存储系统，在这种系统中，装有光传感器的滑块与以运行速度旋转的存储介质接触，利用摩擦吸引效应大大降低磨损。

在磁存储系统中，通过将一个磁场聚集到磁盘的一个小体积元上使该体积元内的磁畴朝向所要求的方向，存储一个信息位。在光存储系统中，通过将一个激光波束聚集到光盘的一个小斑上对介质加热使该斑点的介质材料发生物理变化，存储一个信息位。在磁光存储系统的情况下，激光波束所产生的热量使斑点处的磁畴与一个所加的磁场对准。在所有这几种运动盘存储系统中，目前都是通过增加存储盘的面位密度(areal bit densify)来增加存储容量的。

在磁盘存储系统中，增加面位密度必需减小三个基本参数——磁写入传感器(磁头)间隙长度、磁存储介质厚度、磁头至磁盘的间距。如果间隙长度和介质厚度一定，那么磁头——磁盘间距越小，即磁头飞行高度越低，可能达到的位单元面积也就越小。接触录取的飞行高度最低，此时，滑块与旋转着的磁盘物理(机械)接触，也就是说，滑块在磁盘表面上连续滑动和摩擦，因此紧靠滑块边缘的读写磁头也就紧靠磁盘表面。在颁发给勃列绍斯基(Brczoczky)等人的美国专利No.4,819,091中披露了一种接触式磁录取系统，在这种系统中，安装在滑块上的读写磁头与旋转的存储介质物理接触。在运动磁盘表面和滑块之间所产生的摩擦引力抵制了磁盘表面邻近的运动空气层所产生的升力，使得数据的读写可以接触进行，并且无论对磁头和滑块还是对记录介质磨损都不大。

在光存储系统中，投射到光存储介质(光盘)上的激光束由光传感器(光头)聚集到光盘表面的一个小斑点上。在原有技术的光录取系统中，光头很好地保持在介质表面上方，光束斑点的大小由激光波长(λ)和普通光学确定。通常相信，大约为λ/1.5的空气中绕射极限对于任何光象录取来说是分辨率的基本下限。因此，增加光录取系统或磁光录取系统的面位密度的主要措施习惯上是采用波长较短的激光束。目前使用的发射激光器的输出光束波长大致为1微米(μm)量级。使用二次或高次谐波和倍频器的新型激光器目前也正在探索之中。然而，所遇到的困难是相当大的，要在不久的将来研制出具有满意特性的新型激光器的可能性不大。在另一方面，目前使用的通用半导体激光器在可靠性和功率容量上一直有着提高。由于这种激光器使用广泛，看来还要继续使用。

为了达到或接近采用普通半导体激光器进行高密度光录取的绕射极限。必需对激光束聚焦有十分严格的要求。这需要用高数值孔径的物镜，意味着必需将透镜十分精确地保持在离光介质的距离等于焦距的距离上。通常，聚焦是由保持光头离开介质一定距离的机电伺服系统来实现的，因此也就增加了光头的重量和体积。或者，在不对光头离介质的距离作物理调整的系统中，就需要在系统某处外加一个颇为复杂的聚焦系统来补偿光头高度的变化。

本发明的主要目的是为运动光(或磁光)存储系统提供一种高密度接触录取系统。在这种系统中，所产生的摩擦引力使光记录头与运动记录介质保持接触，并且对光头和记录介质都没有多大磨损。

按照本发明的一个方面，提供了一种光头装置，配合一个光存储介质使用，所述光存储介质具有选定材料的表面层，其特征是所述光头装置包括：将一个光束聚焦到一个光存储介质上的聚焦装置；以及与所述光存储介质保持滑动物理接触的支承装置，所述支承装置由一种材料制成，其中所述光存储介质的表面层和支承装置的材料具有以下特性，即由于支承装置和光存储介质之间的滑动接触可在二者之间产生摩擦吸引力，所述聚焦装置刚性安装在所述支承装置上，紧邻所述光存储介质的一个主表面。

根据本发明的另一方面，提供了一种光盘存储系统，其特征是所述光盘存储系统包括：一个光存储介质，所述光存储介质有一块上面有一层光存储材料和选定材料的表面层的硬质基片；一个光头和支持装置，所述支持装置支承与所述光存储装置充分滑动物理接触的所述光头，所述光头包括用一种材料制成的基片，其中所述光存储介质的表面层和支承装置的材料具有如下特性，即由于支承装置和光存储介质之间的滑动接触，可在二者之间产生摩擦吸引力，以及驱动装置，所述驱动装置与所述光存储介质连接，用来使所述光存储介质与所述光头之间产生速度高达一个选定运行速度的相对运动，产生所述的摩擦吸引力，所述摩擦吸引力的幅度足以使所述光头与以所述选定运行速度运动的所述光存储介质保持充分滑动物理接触，从而可以在对所述光头和所述光存储介质并无多大磨损的情况下读写数据。