JP3668189B2 - 光学ヘッドおよび光情報処理装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本願発明は、光記録媒体へのデータの記録・再生を行なうための光情報処理装置、および光情報処理装置の構成部品として用いられる光学ヘッドに関する。
【0002】
本明細書において単に「光記録媒体」という場合には、狭義の光記録媒体に加え、光磁気記録媒体も含まれる。したがって、本明細書にいう「光情報処理装置」には、光磁気ディスクなどの光磁気記録媒体へのデータの記録・再生を行なう光磁気ディスク装置も含まれる。また、本明細書でいう「光学ヘッド」には、光磁気ヘッドも含まれる。
【0003】
【従来の技術】
従来の光学ヘッドの一例を図5に示す。この光学ヘッドHeは、レンズホルダ90に2つの対物レンズ91,92が保持されており、対物レンズ92の平面状のレンズ面92aは、光ディスクDに対して空気層94を介して対向している。図示されていない光源から進行してきたレーザ光は、対物レンズ91,92によって集光され、これより光ディスクD上にはビームスポットが形成される。
【0004】
このような光学ヘッドHeにおいては、レンズ面92aが、屈折率が相違する対物レンズ92と空気層94との境界面に相当するために、対物レンズ92内を進行してきたレーザ光の一部がレンズ面92aに到達したときには、その一部がレンズ面92aによって反射される現象を生じる。このレンズ面92aによるレーザ光の反射量が多いと、光ディスクDに対する光の照射効率が悪くなるため、上記反射量を少なくすることが望まれる。そこで、従来においては、レンズ面92aの全体、あるいはレンズ面92aのうちのレーザ光が通過する部分に光反射防止膜93を設けていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の手段においては、次のような不具合があった。
【0006】
すなわち、光学ヘッドHeと光ディスクDとの間隔は微小に設定されるために、光ディスクDの回転振れや撓みに起因して、光学ヘッドHeと光ディスクDとが接触する場合がある。とくに、光ディスクDの回転時に光学ヘッドHeを光ディスクDに対して浮上させる浮上スライダ方式を採用した場合には、光ディスクDの回転停止時に光学ヘッドHeが光ディスクDに接触することとなる。一方、従来においては、光ディスクDに対向するレンズ面92aに光反射防止膜93がむき出し状態で設けられているに過ぎない。このため、従来においては、光学ヘッドHeと光ディスクDとが互いに接触するときに、光反射防止膜93が光ディスクDに直接接触して損傷したり、あるいは直接接触しない場合であっても、その際の衝撃に起因してレンズ面92aから剥離するといった不具合を生じ易くなっていた。
【0007】
光学ヘッドが磁界発生用のコイル(図示略)を備えた光磁気ヘッドとして構成される場合には、その製造過程において、コイルの熱損傷を防止する必要があるため、蒸着やスパッタによる光反射防止膜93の付着形成は比較的低温の雰囲気中で行なわれる。ところが、これでは、光反射防止膜93の密着度が低くなる。その結果、光学ヘッドHeと光ディスクDとの接触時に光反射防止膜93がダメージを一層受け易くなっていた。
【0008】
本願発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、光反射防止膜が損傷するといったことを適切に防止し、光記録媒体に対する光の照射効率を長期にわたって良くすることが可能な光学ヘッドおよび光情報処理装置を提供することをその課題としている。
【0009】
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【0010】
本願発明の第1の側面によって提供される光学ヘッドは、対物レンズと、光記録媒体に対向しており、かつ上記対物レンズによって集束される光ビームを上記光記録媒体に向けて出射する面と、この面に設けられた光反射防止膜と、を有している、光学ヘッドであって、上記面には、凹部が形成されており、かつこの凹部内に上記光反射防止膜が設けられていることを特徴としている。上記光反射防止膜は、上記凹部から突出しないように設けられている構成とすることができる。
【0011】
このような構成によれば、光学ヘッドが光記録媒体に接触する事態を生じた場合であっても、上記光反射防止膜が上記光記録媒体に直接接触しないようにし、接触による損傷を防止することが可能となる。また、上記光反射防止膜が上記凹部内に設けられた構造によれば、光学ヘッドと光記録媒体とが接触するときに衝撃が発生しても、これに起因して上記光反射防止膜が容易に剥離しないようにすることも可能となる。このように、上記構成によれば、光反射防止膜の損傷や剥離を生じ難くすることができるため、上記光反射防止膜を利用して光の照射効率を高めることが好適に図られることとなる。
【0012】
本願発明の好ましい実施の形態においては、上記凹部の深さは、上記光ビームの波長の1/4n(nは、上記光反射防止膜の屈折率である)以上である。上記凹部が形成されている部材の屈折率をng とした場合、n=ng 1/2 の関係式より上記光反射防止膜を単層とする場合の屈折率nを決定することができるが、n・d=λ/4の式(λは光ビームの波長である)を満たすときに、波長λに対する光の反射率は最小となる。このことから明らかなように、光の反射量ができる限り少なくなるように、上記光反射防止膜の厚みを設定しようとした場合には、上記凹部の深さを光ビームの波長の1/4n以上にすれば、そのような厚みをもつ光反射防止膜を上記凹部から突出しないように上記凹部内に適切に設けることが可能となる。ただし、上記説明は、上記光反射防止膜が単層である場合である。本願発明においては、上記光反射防止膜を複数層構造に形成することもできる。
【0013】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記対物レンズよりも上記光記録媒体寄りに位置し、かつ上記対物レンズにより集束される光を透過させるための光透過部を中央部に形成した磁界発生用のコイルと、このコイルを覆う透明な絶縁保護膜と、を有しており、この絶縁保護膜の表面が上記光ビームを上記光記録媒体に向けて出射する面とされている。このように、本願発明に係る光学ヘッドは、磁界発生用のコイルを備えた光磁気ヘッドとして構成することもできる。
【0014】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記対物レンズのレンズ面が、上記光ビームを上記光記録媒体に向けて出射する面とされている。この場合、上記対物レンズのレンズ面に凹部が形成されて上記光反射防止膜が設けられることとなり、本願発明においては、このような構成にすることもできる。
【0015】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記対物レンズを保持しており、かつ上記光記録媒体が回転するときにこの光記録媒体から浮上するスライダを備えている。光学ヘッドをいわゆる浮上スライダ方式のものとした場合には、光記録媒体の回転停止時に光学ヘッドと光記録媒体とが接触する虞れがあるため、このような方式の光学ヘッドに本願発明を適用することは、光反射防止膜の保護を図る上で一層好ましいものとなる。
【0016】
本願発明の第2の側面によって提供される光情報処理装置は、本願発明の第1の側面によって提供される光学ヘッドを備えていることを特徴としている。
【0017】
このような構成によれば、本願発明の第1の側面によって提供される光学ヘッドについて説明したのと同様な効果が期待できる。
【0018】
本願発明のその他の特徴および利点については、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【0020】
図1は、本願発明の一実施形態を示している。本実施形態の光情報処理装置Aは、光磁気ディスクDへのデータの記録と再生とが可能な光磁気ディスク装置として構成されている。したがって、この光情報処理装置Aに具備されている光学ヘッドHは、光磁気ヘッドとして構成されている。
【0021】
光学ヘッドHは、キャリッジ20にサスペンション10を介して支持されたスライダ11、このスライダ11に搭載された2枚の対物レンズ5a,5b、および図2および図3を参照して後述する所定部材を具備している。
【0022】
光磁気ディスクDは、スピンドルモータMの駆動により、その中心軸C周りに高速回転可能である。この光磁気ディスクDは、その下向きの表層部分が記録層99とされたものであり、この記録層99は透明な薄膜状の保護膜98により覆われている。本実施形態においては、光学ヘッドHを光磁気ディスクDの記録層99に対して保護膜98を介して対向接近させるいわゆる表面記録方式が採用されている。
【0023】
キャリッジ20には、固定光学部4からレーザ光を受ける立ち上げミラー23が搭載されている。固定光学部4は、レーザダイオード40から発せられたレーザ光をコリメートレンズ41を用いて平行化し、かつこのレーザ光をビームスプリッタ42、ビームエキスパンダ43、およびガルバノミラー44を介して立ち上げミラー23に向けて進行させるように構成されている。立ち上げミラー23に導かれたレーザ光は、2つの対物レンズ5a,5bに順次入射してこれらにより集束される。このことにより、光磁気ディスクDの記録層99上にビームスポットが形成される。光磁気ディスクDに照射されたレーザ光は、記録層99によって反射されることにより、上記した光路とは逆の光路を進行し、最終的には、ビームスプリッタ42によって分離されてから、光検出回路45で検出されるようになっている。
【0024】
ビームエキスパンダ43は、たとえば2つのレンズ43a,43bを有しており、レーザ光がこのビームエキスパンダ43を通過すると、このレーザ光の有効径が縮小されるようになっている。このようにレーザ光の有効径を縮小させると、対物レンズ5a,5bの直径を小さくできるために、スライダ11に搭載される複数の部品の総重量を小さくし、その動作性能を良くするのに好ましいものとなる。ガルバノミラー44は、軸44aを中心として回転自在であり、この回転により光の反射方向を微調整し、トラッキング制御を行うことが可能である。
【0025】
キャリッジ20は、光磁気ディスクDの下方においてトラッキング方向Tg(光磁気ディスクDの半径方向)に往復動自在である。ただし、本願発明においては、キャリッジ20を用いる手段に代えて、光磁気ディスクDの半径方向に揺動可能な揺動アームを利用し、かつこの揺動アームにサスペンション10やスライダ11を支持させた構成とすることもできる。スライダ11は、全体が略ブロック状とされたものであり、たとえばセラミック製である。このスライダ11は、サスペンション10がフォーカス方向Fsに弾性変形自在であることにより、光磁気ディスクDが高速回転するときには、このスライダ11と光磁気ディスクDとの間に高速空気流が流れ込む作用によって光磁気ディスクDに対して微小間隔を隔てて浮上するようになっている。
【0026】
図2によく表われているように、対物レンズ5bの上向き平面状のレンズ面50には、透明基板51が接着されており、かつこの透明基板51上には、磁性体膜52、コイル3、絶縁保護膜53、および光反射防止膜6が設けられている。
【0027】
透明基板51は、磁性体膜52やコイル3などを形成するための基板としての役割を果たすものであり、対物レンズ5bと同一または略同一の屈折率をもつガラス製である。絶縁保護膜53も、それらと同一または略同一の屈折率をもつたとえばアルミナなどの透明物質からなる。したがって、実質的には、対物レンズ5b、透明基板51、および絶縁保護膜53の三者が一体となって1つのレンズを構成している。対物レンズ5b自体の厚みは、透明基板51や絶縁保護膜53の厚み分だけ、本来の厚みよりも薄くされている。
【0028】
磁性体膜52は、コイル3によって発生される磁界を光磁気ディスクD上のビームスポットが形成される箇所に効率良く作用させる役割を果たすものである。その材質としては、Ni−Fe合金、Co系アモルファス合金、Fe−Al−Si合金、Fe−C合金とNi−Fe合金との積層体、Fe−Ta−N合金、Mn−Znフェライトなど、種々のものを適用することができる。この磁性体膜52は、たとえば8μm程度の厚みであり、その中央部には、レーザ光を透過させるための穴52aが形成されている。ただし、この穴52aは絶縁保護膜53の一部によって埋められている。
【0029】
コイル3は、銅などの金属膜を所定形状にパターニングすることにより形成されたものであり、たとえば半導体製造に採用されるウェハプロセスにより製造することが可能である。このコイル3は、2層の導体膜30a,30bを有する2層構造のものとして構成されており、これら2層の導体膜30a,30bのそれぞれが同一方向に電流が流れる渦巻状とされた渦巻コイルである。ただし、本願発明はこれに限定されず、1層構造のもの、あるいは2層を超える多層構造のコイルとして構成することもできる。コイル3の中心軸Lは、対物レンズ5a,5bの軸と一致している。図面には示されていないが、このコイル3から絶縁保護膜53の側面に到る所定部分には、絶縁保護膜53の外部からコイル3への駆動電力の供給を行なうためのリード配線部が導体膜により形成されている。また、この光学ヘッドHは、好ましくは、絶縁保護膜53中に、コイル3から発せられた熱を外部に逃がし易くするための熱伝導率が良好な膜をコイル3に接近させて設けた構成とされる。このコイル3の中心部も、絶縁保護膜53の一部分によって埋められており、この部分が、レーザ光を透過させるための光透過部31となっている。この光透過部31の直径は、コイル3のインダクタンスが低くなるように、レーザ光の光路を遮らない範囲においてできる限り小径とされている。
【0030】
絶縁保護膜53は、磁性体膜52やコイル3を覆うように透明基板51上に形成されている。この絶縁保護膜53の上向きの面53aは、光磁気ディスクDに対して空気層70を介して対向している。この面53aは、基本的には、スライダ11の上向き面と略面一の平面状であるが、その一部分には、上部開口状の凹部53bが設けられている。この凹部53bは、対物レンズ5bの軸Lを中心とする円形状であり、図3によく表われているように、その直径Daは、面53aにおけるレーザ光の直径Db(厳密には、凹部53bの底面部分における直径)よりもやや大きめである。
【0031】
光反射防止膜6は、凹部53b内に設けられている。この光反射防止膜6の具体的な材質としては、酸化シリコン、酸化タングステン、フッ化マグネシウム、窒化シリコンなどが挙げられる。この光反射防止膜6は、上記したいずれかの材質の単層膜構造に代えて、2種類以上の膜を積層させた複数層構造(たとえばTa2 O5 膜とMgF2 膜との2層構造)とすることも可能であり、いずれであってもかまわない。凹部53bの深さhは、たとえば130nmであるのに対し、光反射防止膜6の厚みtは、それよりも小さいたとえば124nmであり、光反射防止膜6の一部が絶縁保護膜53の面53aよりも上方に突出しないようにされている。
【0032】
既に説明した内容から理解されるように、光反射防止膜6が単層構造であって、かつその屈折率がnである場合には、その厚みをdとすると、n・d=λ/4の式を満たすときに、波長λの光に対する反射率を最小にすることが可能であるため、光反射防止膜6の厚みはその値にできる限り近くなるように最適化されたものとされている。凹部53bの深さをレーザ光の波長λの1/4nよりも大きくすれば、そのように最適化された光反射防止膜6を面53aの上方に突出させないように形成することが可能である。光反射防止膜6が複数層構造とされる場合には上記の式をそのまま適用することはできないが、各層の厚みと屈折率とを最適化することにより、やはり光の反射量を充分に少なくすることが可能である。この光反射防止膜6は、蒸着あるいはスパッタリングにより形成することが可能である。凹部53bは、たとえば絶縁保護膜53にエッチングを施すことにより、あるいは絶縁保護膜53を形成する過程において凹部53bとなる部分をレジストで覆っておき、この部分を凹部とするようにそれ以外の部分において絶縁保護膜53を成長させるといったことにより形成することが可能であり、その形成方法は限定されるものではない。
【0033】
次に、光学ヘッドHの作用について説明する。
【0034】
光磁気ディスクDへのデータ記録方式としては、たとえば磁界変調方式が採用される。この磁界変調方式は、レーザ光を対物レンズ5a,5bを利用して集光し、光磁気ディスクDの記録層99にビームスポットを形成することにより、記録層99の温度をキュリー温度に近づける。この状態でコイル3によって発生変調された磁界を記録層99に印加することにより、記録層99の磁化方向を制御する。このようなデータ記録は、光磁気ディスクDをスピンドルモータMによって高速回転させて、空気層70を介してこの光磁気ディスクDに対してスライダ11を浮上させた状態で行なう。
【0035】
対物レンズ5a,5bを透過したレーザ光が、透明基板51を経て絶縁保護膜53に進入すると、図3に示すように、このレーザ光は光反射防止膜6を通過してから記録層99に向けて空気層70に出射する。その際、レーザ光は、同図に示すように屈折し、絶縁保護膜53と光反射防止膜6との境界面、および光反射防止膜6と空気層70との境界面における光の反射が抑制され、記録層99への光の照射効率が高められる。
【0036】
光反射防止膜6は、絶縁保護膜53の面53aから突出しないように凹部53b内に形成されているために、たとえばスライダ11と光磁気ディスクDとが接近して、面53aが光磁気ディスクDに接触する事態を生じても、光反射防止膜6が光磁気ディスクDに接触することはない。また、光反射防止膜6は、凹部53b内に収容されており、凹部53bから脱出し難い構造になっていること、および光反射防止膜6の側面が凹部53bの側壁面に密着していることなどに起因し、光磁気ディスクDとスライダ11との接触時における衝撃によって絶縁保護膜53から容易に剥離するといった虞れも少ない。したがって、光反射防止膜6の保護を長期にわたって図ることが可能となる。
【0037】
本願発明の内容は、上述の実施形態の内容に限定されない。本願発明に係る光学ヘッドおよび光情報処理装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【0038】
本願発明においては、たとえば図4に示すように、光磁気ディスクDに空気層70を介して対向する対物レンズ5のレンズ面50に凹部53bを直接形成し、この凹部53b内に光反射防止膜6を設けた構成とすることもできる。このように、本願発明においては、光反射防止膜が設けられる面は、対物レンズの一部であってもよいし、あるいは先の実施形態のように、対物レンズとは別に設けられた部材または物質により形成されていてもよく、いずれであってもかまわない。また、本願発明に係る光学ヘッドは、磁界発生用のコイルを有しないものとして構成することもできる。
【0039】
本願発明に係る光学ヘッドは、浮上スライダ方式のものに限らず、たとえば対物レンズを保持するレンズホルダが、アクチュエータの駆動力によってフォーカス方向やトラッキング方向に移動自在とされた構成にすることもできる。
【0040】
【発明の効果】
以上のように、本願発明に係る光学ヘッドおよび光情報処理装置によれは、光反射防止膜の損傷を適切に防止して、光記録媒体に対する光の照射効率を長期にわたって良好な状態に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明の一実施形態を示す概略説明図である。
【図2】図1の要部拡大断面図である。
【図3】図2の要部拡大断面図である。
【図4】本願発明の他の実施形態を示す要部断面図である。
【図5】従来技術の一例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
A 光情報処理装置
D 光磁気ディスク
H 光学ヘッド
3 コイル
5a,5b 対物レンズ
6 光反射防止膜
11 スライダ
51 透明基板
53 絶縁保護膜
53a 面
53b 凹部
70 空気層
Claims (7)
- 対物レンズと、光記録媒体に対向しており、かつ上記対物レンズによって集束される光ビームを上記光記録媒体に向けて出射する面と、この面に設けられた光反射防止膜と、を有している、光学ヘッドであって、
上記面には、凹部が形成されており、かつこの凹部内に上記光反射防止膜が設けられていることを特徴とする、光学ヘッド。 - 上記光反射防止膜は、上記凹部から突出しないように設けられている、請求項1に記載の光学ヘッド。
- 上記凹部の深さは、上記光ビームの波長の1/4n(nは、上記光反射防止膜の屈折率である)以上である、請求項1または2に記載の光学ヘッド。
- 上記対物レンズよりも上記光記録媒体寄りに位置し、かつ上記対物レンズにより集束される光を透過させるための光透過部を中央部に形成した磁界発生用のコイルと、このコイルを覆う透明な絶縁保護膜と、を有しており、この絶縁保護膜の表面が上記光ビームを上記光記録媒体に向けて出射する面とされている、請求項1ないし3のいずれかに記載の光学ヘッド。
- 上記対物レンズのレンズ面が、上記光ビームを上記光記録媒体に向けて出射する面とされている、請求項1ないし3のいずれかに記載の光学ヘッド。
- 上記対物レンズを保持し、かつ上記光記録媒体が回転するときにこの光記録媒体から浮上するスライダを備えている、請求項1ないし5のいずれかに記載の光学ヘッド。
- 請求項1ないし6のいずれかに記載の光学ヘッドを備えていることを特徴とする、光情報処理装置。
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