JPH05325316A

JPH05325316A - 光磁気記録装置用光学ヘッドの対物レンズ

Info

Publication number: JPH05325316A
Application number: JP4162142A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Matsui; 清松井
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1992-05-27
Filing date: 1992-05-27
Publication date: 1993-12-10

Abstract

(57)【要約】【構成】高速磁界変調記録方式の磁気ヘッドにおい
て、光学ヘッドの対物レンズ３３の表面上にＩＴＯ等の
透明導電層からなるコイルパターン４１を形成し、この
コイルパターン４１による対物レンズ３３への悪影響
を、コイルパターン４１間に充填した光学膜厚が等しい
透明導電層４３により、あるいはコイルパターンをフレ
ネルゾーンプレートとすることにより解決する。コイル
パターン４１は、対物レンズ３３の径方向に延びる一対
の共通電極部４１ａと、この間に延びる同心円様のコイ
ル部４１ｂとから構成される。【効果】コイルパターンにより補助磁界が得られ、磁
気ヘッドのインピーダンスが低下して高速反転が可能と
なる。光学ヘッドの光学特性への悪影響、重量化を防止
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光磁気記録装置の書込
み特性の改善が可能な光学ヘッドの対物レンズに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】磁界変調オーバーライト方式の光磁気記
録においては、図７に示すように、光学ヘッド３１の対
物レンズ３３でレーザー光３５を収束させて、記録ディ
スク１１の記録媒体１３面に照射して昇温させ、その昇
温したスポット状の部分に磁気ヘッド２３による磁界２
７を作用させ、磁区を反転させてピットを書込み情報の
記録を行なう。２５は磁気ヘッド２３に巻回された磁界
発生用のコイルを、２１は磁気ヘッドの支持体を示す。

【０００３】高品質の書込みを行なうためには、記録媒
体１３の種類にもよるが、記録媒体１３の位置で１５０
〜３００エールステッドの磁力が必要であると言われて
いる。

【０００４】一方、記録媒体１３が被着された記録ディ
スク１１は回転し、図７で上下方向の面振れ１５が存在
する。この面振れ１５の量は、規格により±０．２２ｍ
ｍまで許容されているため、磁気ヘッド２３が記録ディ
スク１１に衝突しないように取り付けると、磁気ヘッド
２３は最大で０．４４ｍｍ記録ディスク１１から離れる
ことになる。

【０００５】しかし、磁気ヘッド２３からの磁界２７
は、距離が離れると急速に発散してしまい、上記の距離
で書込みに必要な磁界を発生させるためには、磁界発生
用のコイル２５が大型となり、電流も多く流さなければ
ならない。そのため、コイル２５のインピーダンスが大
きくなり、高速書込みに必要な数メガヘルツの電流を反
転させるには高電圧が必要となり現実的でない。

【０００６】この対策として、磁気ヘッド２３を記録デ
ィスク１１面に近づけ、記録ディスク１１の面振れ１５
に追従して磁気ヘッド２３を上下に駆動させ、コイル２
５を小さくして書込みを可能とすることが考えられる。
しかしこのためには、磁気ヘッド２３を記録ディスク２
７に対して数十ミクロン以内の距離に近づけなければな
らず、磁気ヘッド２３と記録ディスク１１との間にゴミ
が挟まるなどのトラブルが発生しやすい。

【０００７】そのため、できれば０．１ｍｍ程度は磁気
ヘッド２３と記録ディスク１１との距離を取りたいが、
そうすると前述のように磁気ヘッド２３のコイル２５の
巻線が増加してインピーダンスが増大し、磁界の反転駆
動が困難となる。

【０００８】そこで従来は、磁気ヘッド２３のコイル２
５の大きさをある程度に抑え、図７に仮想線（一点鎖
線）で示すように、記録ディスク１１の対物レンズ３３
側に補助コイル１７を設けて補助磁界を発生させてい
た。補助磁界が磁気ヘッド２７の磁界と同じ方向になる
ように駆動すれば、磁気ヘッド２３の磁界２７と補助磁
界とが記録媒体１３の位置で合成され、書込みに必要な
磁界強度が得られる。

【０００９】しかし、この従来方式では、補助コイル１
７はレーザー光３５を遮らないようにリング状にするこ
とが必要である。そのため、必然的に補助コイル１７が
大型化し、電流の高速切り替えが困難となり、また、光
学ヘッド３１の高速シークが難しくなるという問題があ
った。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、光学ヘッド
の重量化を招くことなく、補助コイルを光学ヘッド側に
設け、高速磁界変調記録を可能とすることを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、光学ヘッドの
対物レンズ上に透明導電層でコイルパターンを形成して
補助コイルを構成し、このコイルパターンによる対物レ
ンズの光学特性に対する悪影響を、コイルパターン間に
充填した光学膜厚の等しい透明絶縁層により、あるいは
コイルパターンをフレネルゾーンプレートとすることに
より解消したものである。

【００１２】すなわち、本発明の第１の光磁気記録装置
用光学ヘッドの対物レンズ（第１発明）は、対物レンズ
の表面に、透明導電層からなる補助磁界発生用のコイル
パターンを形成するとともに、対物レンズ表面の該コイ
ルパターンの非形成部に、光学膜厚がコイルパターンと
等しい透明絶縁層を形成したことを特徴とする。

【００１３】また、本発明の第２の光磁気記録装置用光
学ヘッドの対物レンズ（第２発明）は、対物レンズの表
面に、透明導電層からなる補助磁界発生用のコイルパタ
ーンを、該コイルパターンがフレネルゾーンプレートを
構成するように形成したことを特徴とする。

【００１４】

【実施例】第１発明図１は、本発明の第１発明の実施例を示す説明図であ
る。また、図２（ａ）は対物レンズの平面図、図２
（ｂ）は同じく断面図である。

【００１５】光磁気記録装置の光学ヘッド３１に搭載さ
れる対物レンズ３３には、ＳｎＯ₂,ＩＴＯ等の透明導電
層によりコイルパターン４１が形成されている。このよ
うに、対物レンズ３３上に透明薄膜よりなるコイルパタ
ーン４１を直接形成することにより、従来技術の如く別
途に大型のリング状コイルを形成すべきスペースが不要
となり、小型化でき、従来技術の大型で重量が大きいと
いう欠点が解決される。

【００１６】コイルパターン４１は、対物レンズ３３面
上で交差しないように図２（ａ）に示した平面的なパタ
ーン形状を有している。コイルパターン４１が対物レン
ズ３３面上で交差すると、交差部では上下の透明導電層
間に絶縁層を設けて立体的な構造とする必要があるが、
このような構造は製作上現実的ではない。

【００１７】本発明の平面的なコイルパターン４１は、
対物レンズ３３の外周部から中心部に向かって互いに非
接触で延設された一対の共通電極部４１ａと、この一対
の共通電極部４１ａ間に延びる同心円様のコイル部４１
ｂとから構成されている。コイルパターン４１を形成す
る透明導電層は、シート抵抗値がやや高い傾向を有する
が、図２（ａ）に示したコイルパターン４１では電流は
個々のコイル部４１をほぼ一周流れるだけであり、透明
導電層の抵抗による電圧効果や発熱等の影響も防止でき
る。４５は、共通電極部４１ａに接続されたリード線を
示す。

【００１８】情報の書込みに際しては、図１に示したよ
うに、光学ヘッド３１の対物レンズ３３によりレーザー
光３５を収束させて光ディスク１１の記録媒体１３に照
射する。また同時に、支持体２１に搭載された磁気ヘッ
ド２３により磁界２７を印加し、磁界変調方式でオーバ
ーライトを行なう。このとき、対物レンズ３３のコイル
パターン４１に、磁界２７と同じ方向の補助磁界２９を
発生させる電流を流すと、磁界２７と補助磁界２９とが
合成され、記録媒体１３の位置で磁界が強められる。そ
こで、磁気ヘッド２３のコイル２５のインピーダンスを
小さくし、磁気ヘッド２３と記録ディスク１１との距離
をある程度離しても、書込みに必要な磁界強度が記録媒
体１３上で得られ、記録ディスク１１の面振れ１５等に
起因して磁気ヘッド２３と記録ディスク１１との間にゴ
ミが挟まるなどのトラブルを防止して、高速反転記録が
可能となる。具体的には例えば、コイル２５のインピー
ダンスを数メガヘルツで駆動可能な程度に小さくし、磁
気ヘッド２３を記録ディスク１１から０．１ｍｍ程度離
すことができる。

【００１９】また、本発明の対物レンズ３３では、図２
（ａ），（ｂ）に示すように、対物レンズ３３面上のコ
イルパターン４１が形成されていない部分は、透明絶縁
層４３が形成されている。ここで、コイルパターン４１
と透明絶縁層４３とは、その光学的膜厚が等しいように
形成されている。すなわち、コイルパターン４１の屈折
率をｎｃ、膜厚（物理的）をｄｃ、また、透明絶縁層の
屈折率をｎｉ、膜厚をｄｉとすると、ｎｃ・ｄｃ＝ｎｉ
・ｄｉとなるように構成されている。そのため、対物レ
ンズ３３の表面に一様な膜厚の透明膜が形成されている
ことと等価となり、対物レンズ３３の光学特性に悪影響
を及ぼさない。また、透明導電層および透明絶縁層とも
に１μｍ以下と薄くすることができるので、対物レンズ
３３の収差に影響を与えない。透明絶縁層４３は、酸化
ジルコニウム、酸化ケイ素等の透明かつ絶縁性のものが
用いられる。

【００２０】なお、図２では図示を省略してあるが、コ
イルパターン４１上および透明絶縁層４３上、ならびに
対物レンズ３３の裏面上には反射防止膜が被着されてい
る。コイルパターン４１（透明導電層）と透明絶縁層４
３とでは屈折率が異なるため、それぞれに適合した反対
防止膜が形成される。

【００２１】コイルパターン４１は、通常のフォトファ
ブリケーション法により形成されるが、以下、図３に沿
って簡単に説明する。なお、形成面は実際にはレンズ面
（曲面）であるが、簡略化のため平面で示した。基板５
１（対物レンズ３３面）上にフォトエッチングによりマ
スク物質Ａ５３のパターン層を形成する（図３
（ａ））。

【００２２】その上に透明導電層５５、反対防止膜５
７、マスク物質Ｂ５９の薄膜を蒸着等により順次形成す
る（図３（ｂ））。マスク物質Ａ５３は腐食するが、マ
スク物質Ｂ５９は腐食しないエッチング液Ａでエッチン
グする（図３（ｃ））。この段階で、反対防止膜５７を
有するコイルパターン４１が形成される。ついで、透明
絶縁物質６１の薄膜、反射防止膜６３を形成する（図３
（ｄ））。

【００２３】さらに、エッチング液Ｂでマスク物質Ｂ５
９をリフトオフすることにより、透明導電層５３からな
るコイルパターン４１が形成されるとともに、その間隙
を充填するように透明絶縁層４３が形成される。また、
コイルパターン４１と透明絶縁層４３との上には、それ
ぞれの屈折率に応じだ反射防止膜５７，６３が形成され
ている。

【００２４】各使用材料や、マスク物質とエッチング液
の組み合わせとしては、以下のものが例示される。

【００２５】反射防止膜５７：ＳｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃等反射防止膜６３：ＳｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃等マスク物質Ａ５３：Ａｌマスク物質Ｂ５９：Ｃｒ，Ｃｕエッチング液Ａ：塩化第２銅水溶液、水酸化ナトリウム
水溶液エッチング液Ｂ：硝酸第２セリウムアンモニウム水溶
液、塩化第２鉄水溶液

【００２６】実際は対物レンズ上に形成されるため、フ
ォトエッチングにおけるマスクパターンは曲面となる
が、０．１ｍｍ程度のオーダーのパターンで本発明の効
果が得られるので、製作可能である。

【００２７】第２発明図４は本発明の第２発明の実施例を示す説明図である。
また、図５（ａ）は対物レンズの平面図、図５（ｂ）は
同じく断面図である。

【００２８】この第２発明の実施例は、コイルパターン
４１の形状が特定化されている事および透明絶縁層４３
が設けられていない点を除いては、前述の第１発明の実
施例と同様である。そしてこの実施例においても、同心
円様のコイルパターン４１により補助磁界２９が発生
し、前述の第１発明の実施例の場合と同様に、記録媒体
１３の位置で書込みに必要な磁界強度が得られる（図４
参照）。

【００２９】対物レンズ３３上に単にコイルパターン４
１を形成したのでは、ＳｎＯ₂,ＩＴＯ等の透明導電層か
らなるコイルパターン４１が設けられた部分の光路長が
他の部分よりも長くなるので、このままではレンズ特性
が悪化してしまう。そこで、内側からｍ番目のコイル部
４１ｂの半径ｒｍが数１

【数１】を満たすようにコイルパターンを形成すると、このコイ
ルパターンはフレネルゾーンプレートとなり、レンズ作
用がある。なお、上記数１でｍが偶数のときのｒｍがコ
イル部４１の外径となる。

【００３０】したがって、コイルパターン４１によって
形成されるフレネルゾーンプレートと対物レンズ３３と
を合成した光学系が、記録媒体１３にレーザー光３５を
収束・照射する最終的な光学ヘッド３１の対物レンズ光
学系を形成するように設計しておけば、対物レンズ３３
上にコイルパターン４１を形成したことによるレンズ特
性への悪影響を避けられる。

【００３１】また、コイルパターン４１の膜厚ｄｃを数
２

【数２】ｄｃ＝λ／４（ｎ−１）ｄｃ：コイルパターン４１の膜厚 λ：使用レーザー光の波長ｎ：コイルパターン４１の屈折率を満たすように設計すれば、コイルパターン４１とそれ
以外の部分とが別個の正負のフレネルゾーンプレートの
役割を果たし、対物レンズ３３への入射光を有効に利用
できる。

【００３２】なお、図５（ｂ）では図示を省略したが、
対物レンズ３３の両面には反射防止膜が形成されてお
り、コイルパターン４１上とそれ以外の部分とでは、そ
れぞれの屈折率に応じて異なる反射防止膜が形成されて
いる。

【００３３】図５に示したコイルパターン４１も前述と
同様に通常のフォトファブリケーション法により形成さ
れ、図３（ｃ）までは第１発明の場合と同様である。図
５のコイルパターン４１の場合は、ついで、反射防止膜
６３を形成する（図６（ａ））。

【００３４】さらに、エッチング液Ｂでマスク物質Ｂ５
９をリフトオフすることにより、透明導電層からなるコ
イルパターン４１が形成されるとともに、コイルパター
ン４１およびそれ以外の部分が、異なった反射防止膜５
７，６３でコーティングされる（図６（ｂ））。

【００３５】なお、図６ではコイルパターン４１のコイ
ル部４１ｂ間隔の差は無視しており、また、基板５１は
平面として示してあるが、実際はコイル部４１ｂ間隔は
前述の数１を満たし、また、基板は曲面である。また、
反射防止膜の素材やマスク物質とエッチング液との組み
合わせは、前述の場合と同じである。

【００３６】コイルパターン４１は対物レンズ３３上に
作られるため、フォトエッチング用マスクは曲面となり
作りにくくなるが、フレネル輪体の数を２０００本とす
ると（最大外径約４ｍｍ）、最小線幅６μｍ位なので、
レーザースポット等で注意深く露光すれば、製作可能で
ある。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、光学ヘッドの対物レン
ズ上にコイルパターンを形成することにより補助磁界を
発生せしめることができ、磁気ヘッドのインピーダンス
を小さくし、かつ、磁気ヘッドを光磁気記録媒体からあ
る程度離しても、書込みに必要な磁界強度が得られる。
しかも、補助磁界発生用のコイルパターンの重さ、大き
さは無視でき、光学ヘッドの重量化、大型化を招かず、
光学ヘッドによるシーク時間等へ悪影響を与えない。

【００３８】また、コイルパターンによる磁界は、数メ
ガヘルツ程度で十分であるので、光学ヘッドのフォーカ
シング、トラッキングコイルの磁界に影響を与えること
はない。さらに、コイルパターンはフォトファブリケー
ションにより作成でき、量産化に向いており工業的に有
利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の対物レンズを用いた情報の書込みにつ
いて示す説明図である。

【図２】（ａ）は対物レンズの平面図、（ｂ）は断面図
である。

【図３】対物レンズ上へのコイルパターンの形成方法を
示す説明図である。

【図４】本発明の対物レンズを用いた情報の書込みにつ
いて示す説明図である。

【図５】（ａ）は対物レンズの平面図、（ｂ）は断面図
である。

【図６】対物レンズ上へのコイルパターンの形成方法を
示す説明図である。

【図７】従来の対物レンズを用いた情報の書込みについ
て示す説明図である。

【符号の説明】

１１記録ディスク１３記録媒体１５面振れ１７補助コイル２１支持体２３磁気ヘッド２５コイル２７磁界２９補助磁界３１光学ヘッド３３対物レンズ３５レーザー光４１コイルパターン４１ａ共通電極部４１ｂコイル部４３透明絶縁層４５リード線５１基板５３マスク物質Ａ５５透明導電層５７反射防止膜５９マスク物質Ｂ６１透明絶縁物質６３反射防止膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対物レンズの表面に、透明導電層からな
る補助磁界発生用のコイルパターンを形成するととも
に、対物レンズ表面の該コイルパターンの非形成部に、
光学膜厚がコイルパターンと等しい透明絶縁層を形成し
たことを特徴とする光磁気記録装置用光学ヘッドの対物
レンズ。
【請求項２】対物レンズの表面に、透明導電層からな
る補助磁界発生用のコイルパターンを、該コイルパター
ンがフレネルゾーンプレートを構成するように形成した
ことを特徴とする光磁気記録装置用光学ヘッドの対物レ
ンズ。
【請求項３】前記コイルパターンが、対物レンズの外
周部から中心部に向って互いに非接触で延設された一対
の共通電極部と、一対の共通電極部間に延びる同心円様
の複数の独立したコイル部からなる平面状パターンであ
る請求項１または２に記載の光磁気記録装置用光学ヘッ
ドの対物レンズ。