JPH05266529A

JPH05266529A - 光学ヘッドおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH05266529A
Application number: JP4091615A
Authority: JP
Inventors: Hideyoshi Horigome; 秀嘉堀米
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-03-17
Filing date: 1992-03-17
Publication date: 1993-10-15

Abstract

(57)【要約】【目的】光磁気ヘッドを小型化する。【構成】リードフレーム３２に固定したレーザカプラ
３３をパッケージ３４内に収容し、パッケージ３４をフ
ェライトなどよりなるカバー３５で被覆する。そして、
このカバー３５にコイル３８をスパイラル状に配置する
とともに、その中心に略円錐形の孔３７を形成する。孔
３７に球形の対物レンズ３６を嵌合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば光ディスク装
置、光磁気ディスク装置などに用いて好適な光学ヘッド
およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、図１０乃至図１２に示すよ
うな構造の光磁気ヘッドを、特開平３−３５１６８２号
として先に提案した。この光磁気ヘッドには、レーザカ
プラ１１、ミラー１２、偏光ビームスプリッタ１３およ
び対物レンズ１４が支持部材１０により支持された構造
となっている。そして、レーザカプラ１１より出射され
たレーザ光が、ミラー１２、偏光ビームスプリッタ１３
でそれぞれ反射され、対物レンズ１４を介して光磁気デ
ィスク１上に集束、照射される。光磁気ディスク１によ
り反射されたレーザ光は、対物レンズ１４を介して偏光
ビームスプリッタ１３に入射される。偏光ビームスプリ
ッタ１３は、Ｐ波に対する透過率が１００％に設定さ
れ、Ｓ波に対する透過率が２０％に設定されている。従
って、Ｓ波の一部は、偏光ビームスプリッタ１３を透過
してホトディテクタ１５に入射される。

【０００３】ホトディテクタ１５は、図１１に示すよう
に、その受光面が４つの領域Ａ乃至Ｄに分割されてお
り、その上に偏光面が斜め中心を向くように配置された
偏光板が配置されている。その結果、光磁気ディスク１
による反射光の偏波面が角度＋θ_kから角度−θ_kの範囲
で変化すると、隣接する受光面間において、出力信号の
信号レベルが相補的に変化する。従って、領域Ａと領域
Ｃの出力の和と、領域Ｂと領域Ｄの出力の和の差から、
光磁気ディスク１に記録されている信号に対応したＲＦ
信号を得ることができる。

【０００４】図１２は、レーザカプラ１１の構成を拡大
して示している。同図に示すように、レーザカプラ１１
は、半導体レーザ２１、プリズム２２、ベース２７上に
取付けられたホトディテクタ２５，２６とにより構成さ
れている。プリズム２２の半導体レーザ２１側には、４
５度に傾斜したハーフミラー２３が設けられ、ホトディ
テクタ２５，２６と平行な面には全反射ミラー２４が設
けられている。

【０００５】従って、半導体レーザ２１より出射された
レーザ光は、ハーフミラー２３においてその一部が反射
され、上述したミラー１２、偏光ビームスプリッタ１
３、対物レンズ１４を介して光磁気ディスク１に照射さ
れる。また、光磁気ディスク１により反射されたレーザ
光は、ハーフミラー２３を透過して受光素子２５上に照
射されるとともに、その一部はそこで反射されて全反射
ミラー２４に指向される。全反射ミラー２４は、入射さ
れたレーザ光を反射してホトディテクタ２６上に照射さ
せる。

【０００６】光磁気ディスク１により反射されたレーザ
光は、ホトディテクタ２５と２６の間において一旦集束
されるようになされている。即ち、ホトディテクタ２５
と２６は、前ピン位置と後ピン位置に配置されている。
従って、ホトディテクタ２５と２６の出力からフォーカ
スエラー信号を生成することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図１０に示すように、
光磁気ディスク１においては、透明基板１ｂ上に光磁気
膜１ａが形成されている。光磁気膜１ａにレーザ光を直
接（透明基板１ｂを介さずに）照射して、情報を記録、
再生しようとした場合、光磁気膜１ａ上にゴミ、ほこり
などが付着していると、そこでレーザ光が散乱、回折さ
れ、正確な記録再生が困難になる。そこで、透明基板１
ｂを介して光磁気膜１ａにレーザ光を照射するようにし
ている。このようにすると、透明基板１ｂ上にゴミ、ほ
こりなどが付着していたとしても、比較的大きな径を有
するレーザ光の断面中に微小なほこり、あるいはゴミが
あるにすぎないので、ゴミやほこりなどに比較的影響さ
れずに情報を記録、再生することができる。

【０００８】透明基板１ｂは、このような観点から約
１．２ｍｍの厚さに設定されている。このため、透明基
板１ｂを介して光磁気膜１ａ上にレーザ光を集束するに
は、透明基板１ｂと対物レンズ１４の距離（ワーキング
ディスタンス）を約１ｍｍにしなければならず、また、
対物レンズ１４の有効径は約２ｍｍとなる。

【０００９】その結果、ヘッドが大きくなり、小型化が
困難になる課題があった。

【００１０】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、より小型化を可能にするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の光学ヘ
ッドは、レーザ光を発生するレーザとしての半導体レー
ザ４１と、光磁気ディスク６１に付与する磁界を発生す
るコイル３８と、コイル３８が装着された磁性体として
のカバー３５と、カバー３５に形成された略円錐形の孔
３７と、カバー３５の孔３７に嵌合され、半導体レーザ
４１より発生されたレーザ光を光磁気ディスク６１に照
射する略球形の対物レンズ３６とを備えることを特徴と
する。

【００１２】請求項２に記載の光学ヘッドは、レーザ光
を発生するレーザとしての半導体レーザ４１と、半導体
レーザ４１より発生されたレーザ光を光磁気ディスク６
１に照射する略球形の対物レンズ３６と、略円錐形の孔
３７が形成され、孔３７に略球形の対物レンズ３６が嵌
合されている支持板としてのカバー３５と、回転する光
磁気ディスク６１から所定の距離だけ離間するように、
光磁気ディスク６１との間に空気流を発生させる空気流
発生部としてのテーパ面３１ａとを備えることを特徴と
する。

【００１３】請求項３に記載の光学ヘッドの製造方法
は、支持板としてのカバー３５に略円錐形の孔３７が形
成され、孔３７に略球形の対物レンズ３６が嵌合されて
いる光学ヘッドの製造方法において、板状のウエハー３
０を用意し、ウエハー３０に複数個の略円錐形の孔３７
を形成し、ウエハー３０上において、複数個の略球形の
対物レンズ３６を回転移動させて、対物レンズ３６を孔
３７に嵌合させ、孔３７に対物レンズ３６を接着するこ
とを特徴とする。

【００１４】

【作用】請求項１に記載の光学ヘッドにおいては、対物
レンズ３６を球形レンズにより構成するようにしたの
で、その焦点距離を短くすることができ、小型化が可能
になる。

【００１５】請求項２に記載の光学ヘッドにおいては、
対物レンズ３６を球形レンズにより構成するようにした
ので、光磁気ディスク６１と光学ヘッドが平行でない状
態になったとしても、光磁気ディスク６１に対して垂直
にレーザ光を照射することができ、正確な記録、再生が
可能となる。

【００１６】請求項３に記載の光学ヘッドの製造方法に
おいては、ウエハー３０上において、複数個の球形対物
レンズ３６を回転移動させて孔３７に嵌合させるように
したので、対物レンズ３６に手を触れずに孔３７にこれ
を嵌合することができ、効率的に光学ヘッドを量産する
ことが可能になる。

【００１７】

【実施例】図１および図２は、本発明の光学ヘッドの構
成を示す側断面図と平面図である。同図に示すように、
本発明による光学ヘッド３１は、レーザカプラ３３が取
り付けられているリードフレーム３２と、レーザカプラ
３３を囲むようにリードフレーム３２に取り付けられた
セラミックなどよりなるパッケージ３４とにより構成さ
れている。そして、このパッケージ３４は、例えばフェ
ライトなどの磁性体よりなるカバー３５により被覆さ
れ、このカバー３５には略円錐形の孔３７が形成され、
その中に略球形の形状をした対物レンズ３６が接着固定
されている。

【００１８】また、カバー３５上には、コイル３８が図
２に示すように螺旋状に展開されている。即ち、この実
施例においては光磁気ヘッドが構成されている。このコ
イル３８に所定の方向の電流を流すことにより、光磁気
ディスク６１（図４）に対してＮ極またはＳ極の磁界を
印加することができる。

【００１９】図３は、レーザカプラ３３のより詳細な構
成を示す斜視図である。ＰＤＩＣ５１には、ホトディテ
クタ４５，４６が取付けられている他、各種のアンプや
その他の電気部品が内蔵されている。またＬＯＰチップ
５２には、半導体レーザ４１が固定されるとともに、半
導体レーザ４１を駆動するアンプなどが内蔵されてい
る。ＬＯＰチップ５２は、ＰＤＩＣ５１上に固着されて
いる。またＰＤＩＣ５１上には、ホトディテクタ４５，
４６を覆うように、プリズム４２が固着されている。プ
リズム４２は、半導体レーザ４１に対向する面が４５度
に傾斜する面とされ、この傾斜面には偏光ビームスプリ
ッタ４３が形成されている。また、プリズム４２の上面
には全反射ミラー４４が形成されている。

【００２０】図４は、光磁気ディスク装置における光学
ヘッド３１と光磁気ディスク６１との関係を示してい
る。この実施例においては、光磁気ディスク６１と光学
ヘッド３１が筐体６２の内部に収容されるようになされ
ている。そして、この筐体６２は密閉構造とされ、その
内部にゴミ、ほこりなどが侵入しないようになされてい
る。即ち、この実施例においては、光磁気デイスク６１
は、磁気デイスクにおけるハードディスクと同様に固定
タイプのものとされ、比較的容易には交換できないよう
になされている。

【００２１】筐体６２の内部にゴミ、ほこりなどが侵入
しないように配慮されているため、光磁気ディスク６１
は基板６１ｂ上に形成された光磁気膜６１ａが対物レン
ズ３６に対向するように配置されている。このように光
磁気膜６１ａに対して基板６１ｂを介さずにレーザ光を
照射するようにすると、対物レンズ３６と光磁気膜６１
ａとのワーキングディスタンスは０．１ｍｍ程度でよく
なり、その結果、対物レンズ３６の径も０．１ｍｍ程度
でよくなる。

【００２２】逆に、対物レンズ３６がこのように従来の
場合に較べ、極端に小さくなると（従来の場合の１／２
０になる）、半導体レーザ４１より出射されたレーザ光
の光軸を、対物レンズ３６の光軸と一致させるように調
整することが極めて困難となる。そこで本実施例におい
ては、カバー３５上に孔３７を形成し、そこに球形の対
物レンズ３６を固着し、光軸調整を不要にするものであ
る。即ち、レーザカプラ３３は、リードフレーム３２と
パッケージ３４を介してカバー３５と固定されているた
め、その組立時における精度を向上させれば、組立後の
調整は不要となる。

【００２３】半導体レーザ４１より出射されたレーザ光
は、例えばＳ波により構成されている。偏光ビームスプ
リッタ４３は、このＳ波を反射し、Ｐ波を透過するよう
に形成されている。従って、Ｓ波は偏光ビームスプリッ
タ４３で反射され、対物レンズ３６に入射される。対物
レンズ３６は、このＳ波を集束して光磁気デイスク６１
の光磁気膜６１ａ上に照射させる。

【００２４】光磁気膜６１ａにおいて反射されたレーザ
光の偏光面には、光磁気膜６１ａ上に記録されているデ
ータに対応して、角度＋θ_k乃至角度−θ_kの範囲のカー
効果が発生し、これにより、このカー効果に対応するＰ
波成分が発生する。光磁気ディスク６１により反射され
たレーザ光は、対物レンズ３６を介して偏光ビームスプ
リッタ４３に入射されるが、そのうちのＰ波成分は、こ
の偏光ビームスプリッタ４３を透過する。その結果、こ
のＰ波成分が半透過反射膜４７を介してホトディテクタ
４５に入射される。

【００２５】半透過反射膜４７は、その一部の光を透過
してホトディテクタ４５に入射させるとともに、その一
部の光を反射する。この反射した光は、全反射ミラー４
４に入射され、そこで反射されてホトディテクタ４６に
入射される。光磁気ディスク６１により反射されたレー
ザ光は、ホトディテクタ４５と４６の光路の途中におい
て、一旦集束するようになされている。従って、ホトデ
ィテクタ４５は前ピン位置に、ホトディテクタ４６は後
ピン位置に、それぞれ配置されていることになる。

【００２６】尚、このホトディテクタ４５，４６として
は、ＰＩＮホトダイオードを用いることができるが、こ
れよりもより感度の高いアバランシュホトダイオードを
用いることもできる。

【００２７】図５は、カバー３５と対物レンズ３６の取
り付け状態を拡大して示している。同図に示すように、
カバー３５には略円錐形の形状をした孔３７が形成され
ており、この孔３７には円錐面３７ａが形成されてい
る。そして、この円錐面３７ａには略球形の対物レンズ
３６が、その球面が円錐面３７ａに接するように接合さ
れている。また、この対物レンズ３６と円錐面３７ａの
間に形成される空間に接着剤３９が注入され、対物レン
ズ３６がカバー３５に対して固着されるようになされて
いる。

【００２８】当然のことながら、円錐面３７ａは、その
中心軸Ｓ₁に対して回転対称に形成されており、対物レ
ンズ３６もその中心軸Ｓ₂に対して回転対称に形成され
ている。その結果、孔３７の中心軸Ｓ₁と対物レンズ３
６の中心軸Ｓ₂を特別の調整をすることなく、完全に一
致させることができる。従って、コイル３８により発生
される磁界の中心を中心軸Ｓ₁に一致するようにコイル
３８をカバー３５上において形成しておけば、対物レン
ズ３６による光の照射位置をコイル３８による磁界の中
心と一致させることができる。

【００２９】図６は、このような光学ヘッドを量産する
製造方法の一実施例を示している。同図に示すように、
板状のウエハー３０を用意し、これにスリット３０ａを
形成する。このスリット３０ａは、後にこの部分をカッ
トすることにより、各光学ヘッドのカバー３５を大量に
生産することができるようにするものである。

【００３０】ウエハー３０上には、スリット３０ａによ
り区分される各領域の所定の位置に孔３７が形成されて
いる。そして、このウエハー３０上に多数の球形の対物
レンズ３６が回転しながら移動される。これは、例えば
ウエハー３０を所定の方向に傾斜させ、そこに対物レン
ズ３６を上から下に向かって転がすようにして実現する
ことができる。このようにすると、球形の対物レンズ３
６は孔３７に嵌合される。このとき、嵌合をより容易に
するために、例えば図中下方向に空気を吸引するように
してもよい。このようにすると、対物レンズ３６が孔３
７により入り易くなる。

【００３１】尚、この他、ウエハー３０を若干傾斜させ
るか、あるいは水平に保持した状態で、これを水平面内
において振動させるようにしてもよい。

【００３２】このようにして対物レンズ３６が各孔３７
に嵌合されたとき、次に接着剤３９を対物レンズ３６と
孔３７の間に所定量注入する。これにより、対物レンズ
３６をウエハー３０の孔３７上に固着した部材を得るこ
とができる。その後、スリット３０ａをカットすること
により、個々の光学ヘッドにおけるカバー３５を量産す
ることができる。

【００３３】次に、図７および図８を参照して、フォー
カスエラー信号とＲＦ信号を生成する原理について説明
する。図８に示すように、ホトディテクタ４５は、Ａ
１，Ｂ１，Ｃ１の３つの領域に区分されており、ホトデ
ィテクタ４６は、Ａ２，Ｂ２，Ｃ２の３つの領域に区分
されている。そして領域Ｃ１が領域Ａ１，Ｂ１の間に配
置され、領域Ｃ２が領域Ａ２とＢ２の間に配置されるよ
うになされている。

【００３４】領域Ａ１とＢ１の出力は、加算器８１によ
り加算され、利得調整アンプ８２により所定の利得に調
整された後、減算器８４に供給されている。また、領域
Ｃ１の出力は、利得調整アンプ８３により所定の利得に
調整された後、減算器８４に供給されている。減算器８
４は、利得調整アンプ８２と８３の出力の差を演算す
る。

【００３５】図７に示すように、光磁気デイスク６１に
より反射されたレーザ光が、ホトディテクタ４５と４６
の頂度中間の位置ｆ₁において焦点を結ぶ状態にあると
き、ホトディテクタ４５上におけるレーザ光のスポット
径はＤ₁₁となる。このとき、領域Ａ１とＢ１の出力の和
が領域Ｃ１の出力と等しくなるように、利得調整アンプ
８２と８３が調整されている。その結果、この場合にお
ける減算器８４の出力は０となる。

【００３６】これに対して、反射レーザ光の集束点がｆ
₁よりホトディテクタ４５に近い位置ｆ₃になると、ホト
ディテクタ４５上におけるスポット径はＤ₁₃（Ｄ₁₃＜Ｄ
₁₁）になる。また、ｆ₁より遠いｆ₂の位置になると、ス
ポット径はＤ₁₂（Ｄ₁₂＞Ｄ₁₁）になる。その結果、減算
器８４の出力は、例えばスポット径がＤ₁₃になったと
き、正となり、Ｄ₁₂になったとき、負となる。この位置
ｆ₁乃至ｆ₃の位置は、対物レンズ３６の光磁気ディスク
６１に対する合焦状態に対応して変化する。従って、減
算器８４の出力よりフォーカスエラー信号を得ることが
できる。

【００３７】同様に、ホトディテクタ４６において領域
Ａ２とＢ２の出力が加算器８７により加算され、利得調
整アンプ８８により所定の利得に調整された後、減算器
９０に供給されている。また、領域Ｃ２の出力が利得調
整アンプ８９により所定の利得に調整された後、減算器
９０に供給されている。上述した場合と同様にして、減
算器９０よりフォーカスエラー信号が得られる。減算器
８４と９０より出力されるフォーカスエラー信号の極性
は、それぞれ反対になっている。そこで、減算器８４と
９０の出力の差を減算器９２により演算することによ
り、より利得の大きいフォーカスエラー信号が得られ
る。このエラー信号に対応して、図１に示した光学ヘッ
ド３１がフォーカス方向に図示せぬアクチュエータなど
により駆動制御されることになる。

【００３８】一方、上述したように、ホトディテクタ４
５と４６は、光磁気ディスク６１の光磁気膜６１ａによ
り発生したＰ波成分を受光する。このＰ波成分のレベル
は記録情報に対応して変化するので、ホトディテクタ４
５，４６の出力からＲＦ信号を得ることができる。この
ため、ホトディテクタ４５の領域Ａ１乃至Ｃ１の出力の
和が、加算器８１と８５により演算され、加算器８６に
供給される。また、ホトディテクタ４６の領域Ａ２乃至
Ｃ２の出力の和が、加算器８７と９１により演算され、
加算器８６に供給される。加算器８６は、加算器８５と
９１の出力の和を演算する。従って、この加算器８６の
出力からＲＦ信号を得ることができる。

【００３９】図９は、光学ヘッド３１を所謂フライング
ヘッド構成とした実施例を示している。この実施例にお
いては、光磁気ディスク６１が図中左方向に高速で回転
される。また、光学ヘツド３１の正面（図中右側）に
は、テーパ面３１ａが形成されている。従って、光磁気
デイスク６１の回転により発生する空気流が、このテー
パ面３１ａに案内されて、光学ヘツド３１と光磁気デイ
スク６１との間に侵入し、これにより光学ヘッド３１が
光磁気ディスク６１から所定の距離だけ離れる（浮上す
る）ことになる。このとき、図９に示すように、光学ヘ
ッド３１は光磁気デイスク６１に対して必ずしも平行な
状態にはならないが、対物レンズ３６は上述したように
球形に形成されているため、対物レンズ３６に入射する
レーザ光の角度を適当な角度に調整しておけば、レーザ
光を光磁気デイスク６１に対して垂直に照射することが
できる。

【００４０】

【発明の効果】以上の如く請求項１に記載の光学ヘッド
によれば、磁性体の孔に球形の対物レンズを固着するよ
うにしたので、小型化が可能になる。

【００４１】また、請求項２に記載の光学ヘッドによれ
ば、所謂フライングヘッドにおいて球形レンズを用いる
ようにしたので、記録媒体に対してレーザ光を垂直に照
射させることが容易となる。

【００４２】さらに請求項３に記載の光学ヘッドの製造
方法によれば、ウエハー上において、複数個の球形の対
物レンズを回転移動させるようにしたので、多数の対物
レンズを多数の孔に嵌合させることが容易となり、光学
ヘッドを大量生産するのに効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学ヘッドの構成を示す側断面図であ
る。

【図２】本発明の光学ヘッドの構成を示す平面図であ
る。

【図３】図１に示すレーザカプラ３３の構成を示す斜視
図である。

【図４】図１および図２に示した光学ヘッドを光磁気デ
ィスク装置に用いた場合の構成を示す図である。

【図５】図１の一部分を拡大して示す図である。

【図６】本発明の光学ヘッドの製造方法の一実施例を示
す斜視図である。

【図７】図４のホトディテクタ４５，４６に対するビー
ムスポット径の変化を説明する図である。

【図８】図４のホトディテクタ４５，４６の出力からフ
ォーカスエラー信号とＲＦ信号を生成するための回路構
成を説明するブロック図である。

【図９】本発明の光学ヘッドの第２の実施例の構成を示
す側面図である。

【図１０】従来の光学ヘッドの構成を示す側断面図であ
る。

【図１１】図１０のホトディテクタ１５の構成を示す平
面図である。

【図１２】図１０のレーザカプラ１１の構成を示す側断
面図である。

【符号の説明】

１光磁気ディスク１ａ光磁気膜１ｂ透明基板２光磁気ヘッド１１レーザカプラ１４対物レンズ３１ヘッド３１ａテーパ面３２リードフレーム３３レーザカプラ３４パッケージ３５カバー３６対物レンズ３７孔３７ａテーパ面３８コイル３９接着剤４１半導体レーザ４２プリズム４３偏光ビームスプリッタ４４全反射ミラー４５，４６ホトディテクタ６１光磁気ディスク６１ａ光磁気膜６１ｂ基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ光を発生するレーザと、記録媒体に付与する磁界を発生するコイルと、前記コイルが装着された磁性体と、前記磁性体に形成された略円錐形の孔と、前記磁性体の孔に嵌合され、前記レーザより発生された
レーザ光を前記記録媒体に照射する略球形の対物レンズ
とを備えることを特徴とする光学ヘッド。
【請求項２】レーザ光を発生するレーザと、前記レーザより発生されたレーザ光を記録媒体に照射す
る略球形の対物レンズと、略円錐形の孔が形成され、前記孔に略球形の前記対物レ
ンズが嵌合されている支持板と、回転する前記記録媒体から所定の距離だけ離間するよう
に、前記記録媒体との間に空気流を発生させる空気流発
生部とを備えることを特徴とする光学ヘッド。
【請求項３】支持板に略円錐形の孔が形成され、前記
孔に略球形の対物レンズが嵌合されている光学ヘッドの
製造方法において、板状のウエハーを用意し、前記ウエハーに複数個の略円錐形の孔を形成し、前記ウエハー上において、複数個の略球形の前記対物レ
ンズを回転移動させて、前記対物レンズを前記孔に嵌合
させ、前記各孔に前記対物レンズを接着することを特徴とする
光学ヘッドの製造方法。