JPH07176069A - 浮上型光ヘッド及びその製造方法 - Google Patents

浮上型光ヘッド及びその製造方法

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JPH07176069A
JPH07176069A JP5319896A JP31989693A JPH07176069A JP H07176069 A JPH07176069 A JP H07176069A JP 5319896 A JP5319896 A JP 5319896A JP 31989693 A JP31989693 A JP 31989693A JP H07176069 A JPH07176069 A JP H07176069A
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slider
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objective lens
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JP5319896A
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English (en)
Inventor
Tetsuya Inui
哲也 乾
Koji Matoba
宏次 的場
Susumu Hirata
進 平田
Yorishige Ishii
頼成 石井
Kenji Ota
賢司 太田
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Sharp Corp
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Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型で軽量の光ヘッド、及びその製造方法を
供する。 【構成】 記録媒体を透明基板の裏面に構成し、それと
反対の表面にスライダーを浮上走行させるようにし、か
つ対物レンズの駆動機構として、シリコン単結晶から異
方性エッチングで構成した駆動機構を用いる。 【効果】 高速アクセス可能な光ヘッドを安価に構成で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光で情報を記録再生、
または消去する光記録装置に関し、特に当該装置に用い
られる光ヘッド構造及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、光を用いて情報を記録する記録装
置としては光ディスク装置がよく知られている。これは
基板の上に記録媒体を形成し、基板を回転させ、これに
レーザーなどを用いた光ヘッドで、情報を記録・再生す
るものである。この場合、光ヘッドとしては、対物レン
ズや光学部品を組み合わせ、さらに基板の軸方向の動き
やトラック方向の動きに追随させるため、対物レンズを
電磁力で駆動する構造となっていた。
【0003】また、これとは別に、記録媒体に近接させ
てスライダーを空気力学的に浮上させて可動部とし、こ
れに対物レンズを取り付けて、フォーカスサーボを省略
した例がある(参考文献;日本応用物理学会89年春予
稿集2p−ZB−5、同90年春30a−G−9)。上
記のような方法であると、レンズの駆動機構が不要なた
め、ヘッド可動部が軽量化され、高速なアクセスが可能
となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の光学部品を組み
合わせたヘッドでは、光ヘッド全体が大きく、重くな
り、所望のトラックへヘッドを移動させる(アクセスす
る)のに時間がかかり、情報の高速再生、記録に大きな
障害となっていた。
【0005】また、浮上スライダーを用いた場合では、
記録媒体が露出しているため、記録媒体の信頼性の面で
不安があった。また、この場合フォーカスサーボは殆ど
不要になるとはいうもののある程度の調節機構が必要
で、これを固定部に内蔵させたリレーレンズで処理して
いるが、これは固定部の構造を複雑にしていた。
【0006】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は記録媒
体の信頼性を確保しながら、高速なアクセスを可能にす
る光ヘッド構造およびそれを用いた光記録装置を創出し
ようとするものである。上述の目的を達成するため本発
明は、記録媒体を透明基板の裏面に構成し、それと反対
の表面にスライダーを浮上走行させるようにし、かつ対
物レンズの駆動機構として、シリコン単結晶から異方性
エッチングで構成した駆動機構を用いるものである。
【0007】
【作用】本発明の浮上スライダーを用いると、光ピック
アップが極めて軽量、小型化され、所望のトラックに対
するピックアップの移動時間(アクセス時間)が短縮さ
れ、高速な記録装置が得られる。また、スライダーとフ
ォーカス方向への駆動機構が一体化されているので、部
品点数が少なく作製コストが安くつく。
【0008】
【実施例】図1は本発明の光ヘッドの構成を示すもので
あり、図1(a)は立面図、同(b)は側面図、同
(c)は平面図を表したものである。透明基板101の
裏面には記録媒体102が構成されている。記録媒体1
02としては光磁気効果を用いた光磁気媒体や、相変化
を用いた相変化材料、あるいは温度上昇による穴あけを
もちいた追記型記録媒体を用いることができる。
【0009】図1(b)において、浮上スライダー10
3は基板101の回転方向Rの回転につれて、基板10
1から浮上し、非接触で微小な隙間を保ったまま保持さ
れる。
【0010】この浮上量は、基板101の回転速度(線
速度)やスライダー103の重量などによって決まり、
一定の値を取るが、ある誤差の範囲で変動を生じる。ま
た、記録媒体102は基板101の対物レンズを挟んで
反対側にあるため、フォーカスについては、基板101
の厚さ誤差が、フォーカス外れ量になる。
【0011】これを調節するため、浮上スライダー10
3には、一体で構成されたカンチレバー104か構成さ
れ、その先端付近に対物レンズ105が固定されてい
る。カンチレバー104はその上面に構成された圧電素
子106により曲げを生じさせ、対物レンズ105を上
下させて、フォーカス調節を行う。浮上スライダー10
3は板ばね107によりキャリッジ108に取り付けら
れており、浮上スライダー103にある一定量の荷重を
与えている。
【0012】図1(a)において、固定光学系109よ
り射出されたレーザー光110は45度ミラー111に
より90度曲げられ、対物レンズ105に入射し、記録
媒体102上に結像する。トラックの半径方向へのトラ
ッキングはキャリッジ108および浮上スライダー10
3を、磁気回路とコイルを用いた駆動装置(図示せず)
により、半径方向112に駆動して行うが、おおまかな
動きはこの駆動装置により行い、微調整は、固定光学系
109内部に内蔵された可動ミラーで、ビーム110の
角度を偏向し、結像面でビームスポットを移動させてト
ラッキングしてもよい。
【0013】ここで、カンチレバー104と一体になっ
た浮上スライダー103は以下のような方法で作成する
ことができる。図2はこの浮上スライダーの作製プロセ
スを示したものである。まずSi単結晶201の表面
に、熱酸化により2酸化シリコンの膜202、203を
構成し、2酸化シリコンの膜202にリソグラフィーに
より開口部204を開ける。
【0014】次に、KOH溶液、EDP(エチレン−ジ
アミン−ピロカテコール)溶液、またはこれらとIPA
の混合溶液を用いて異方性エッチングを行い、凹部20
5を形成する。次に凹部205の内面に再び熱酸化によ
り2酸化シリコンの膜206を構成し、次に逆の面の2
酸化シリコン膜203にリソグラフィーにより開口部を
開け、異方性エッチングにより凹部207を構成する。
この凹部207を構成するのは、後で構成されるカンチ
レバー(図1の104)が上下に動くギャップを形成す
るためである。即ち、図1で基板101の厚さ変動や、
スライダー103の浮上量変動を補償するため、カンチ
レバー104が上下に動く必要があり、このため、一旦
凹部207を構成して行うものである。例えば、通常の
光ディスクの基板の厚さ変化はディスクごとに+/−
0.1mm程度あるので、凹部207の深さは0.1m
mから0.5mm、好ましくは0.1から0.2mmの
範囲に設定する。
【0015】次に、凹部207の内面にも2酸化シリコ
ン膜208を構成する。次に、凹部205内部に、駆動
素子を構成する。それには、下部電極209、下部圧電
膜210、下部絶縁膜211、中間電極212、上部圧
電膜213、上部絶縁膜214、上部電極215を順次
構成する。上部、中部、下部電極209、212、21
5にはAl,Ni,Cr,Ta,Cu,などの金属膜ま
たはこれらの合金膜を、スパッタ、真空蒸着等でそれぞ
れ構成することができる。圧電膜210、213にはZ
nO,PZT,PLZTなどの誘電材料をスパッタ、真
空蒸着、CVD等の方法で構成することができる。
【0016】このような構成にし、上部電極215と下
部電極209を同電圧として、中間電極212との間に
電圧を印加すると、全体がバイモルフとして動作し、カ
ンチレバー部219がたわんで、対物レンズ218を上
下に駆動する事が可能となる。次に、2酸化シリコン膜
206、208にカンチレバーとして単結晶201より
切り離す部分のパターン216及びレーザー光を通すた
めの穴217をパターニングし異方性エッチングにより
シリコン基板を溶かして切り離す。
【0017】最後に対物レンズ218を開口部217の
上に固着し、個々の素子をSi基板201をダイシング
またはスクライビングにより切り離して、カンチレバー
とスライダーが一体になったスライダーが得られる。対
物レンズ218は通常のガラスを研磨したレンズやプラ
スチックレンズ、あるいは屈折率を分布させたGRIN
レンズを用いることができる。特にGRINレンズを用
いると、小さな口径のレンズを得ることが可能で、全体
の小型化を図ることができる。
【0018】ところで、図2の作製プロセスで、凹部2
05の底面部あるいは斜面部にリソグラフィーを行う必
要が生じる。通常、フォトマスクを、基板に密着あるい
は近接させておこなうリソグラフィーでは、このように
深い穴の底面部、あるいは側面部にリソグラフィーを行
うことができない。またレティクルを結像させて行う投
影露光は、マスクを基板に近接させる必要がないため、
原理的には底面部に露光が可能である。しかし、焦点深
度が浅いため、斜面部にパターニングを行うことはでき
ない。電子ビーム露光を用いると、焦点位置が可変であ
るため深い穴の底及び斜面にパターニングが可能である
が、この電子ビーム露光装置は極めて高価でかつ露光の
速度が遅く、量産には不向きである。
【0019】そこで、深い穴の底面部あるいは斜面部に
リソグラフィーを行う方法を図3にしめす。図3は、シ
リコン単結晶302に、異方性エッチングにより凹部3
07が形成されているとき、その底面部305、斜面部
306にリソグラフィーを行う方法を示したものであ
る。このために、凹部307と逆の形状307′を有す
るフォトマスク基板301上にパターン303を形成
し、凹部307に凸部307′が入り込むようにし、紫
外線308を照射してシリコン基板302に塗布したフ
ォトレジスト膜304に、パターン303の露光をおこ
なうものである。
【0020】ここで、凹部307の深さと凸部307′
の高さは同じにし、凹部307と凸部307′がちょう
どはまりこむように設定する。また、フォトマスク基板
301の斜面部309の角度と、シリコン基板の斜面部
306の角度は同じにしておくのが好ましい。同じにし
ておいてマスク基板の斜面309にもパターンを設けて
おくと、斜面部306にもリソグラフィーが可能とな
る。
【0021】斜面部306の角度は、単結晶シリコンの
異方性エッチングを用いて形成すると、常に一定の角度
の面が得られる。例えば、単結晶シリコンの(100)
面の<110>方向にパターンニグし、KOHでエッチ
ングすると溝の斜面は54.7度となる、また、<10
0>方向へ配置したパターンをKOHとIPAの混合溶
液またはEDP(エチレン−ジアミン−ピロカテコー
ル)でエッチングすると45度になる。これらの角度は
シリコン単結晶の結晶構造により決まるため、極めて正
確であり不変のものである。従って、凸部307′の側
面309の角度はこれらのいずれかにあらかじめ正確に
設定しておくことができる。
【0022】このフォトマスク基板301の作成方法を
図4に示す。まず、石英あるいはガラス基板401に機
械加工により凸部402、凹部403を形成する。機械
加工の方法としては研削や研磨あるいはその併用で行う
ことができる。次にそのような加工を行った基板401
上に金属膜404、フォトレジスト膜405を形成す
る。金属膜404としてはCr,Ta,Ni,Cuなど
を用いることが可能である。
【0023】次に通常の平坦な透明基板406に所望の
パターン407を形成したフォトマスクにより凸部40
2の上面に紫外線408により露光し、現像、エッチン
グを行ってパターン409を基板401の凸部402の
上面に形成することができる。このフォトマスクを図3
における基板301として用いることができる。
【0024】図4で露光を行うときに、平坦なマスク4
06により行ったが、ここで電子ビーム露光を用いて斜
面部410にも行うと、斜面部にパターンの形成された
マスクが得られる。電子ビーム装置は高価で露光速度が
遅いが、フォトマスクを作製するときに1回用いるだけ
であるので、作製コストの上昇にたいしてはわずかしか
影響しない。
【0025】
【発明の効果】本発明の浮上スライダーを用いると、光
ピックアップが極めて軽量、小型化され、所望のトラッ
クに対するピックアップの移動時間(アクセス時間)が
短縮され、高速な記録装置が得られる。また、スライダ
ーとフォーカス方向への駆動機構が一体化されているの
で、部品点数が少なく作製コストが安くつく。
【0026】また、基板を通して光を入射させるので、
記録媒体が表面に露出している必要がなく、信頼性にす
ぐれる。また基板にたいしてスライダーが浮上して間隔
を保持するので、ディスクの垂直方向への面振れにたい
してスライダーが自動的に追従し、フォーカスサーボの
能力が小さくてすむ。このため、フォーカス方向への駆
動機構が小型化できる。
【0027】また、対物レンズを基板にきわめて接近さ
せて配置できるので、一定のNA(開口数)のレンズを
用いる場合、レンズ口径が小さくできる。このため、レ
ーザー光の光束径が小さくでき、光学系全体を小型化で
きる。また、このスライダーを作製するのに、凹凸を有
するフォトマスクを用いているので、作製に通常の露光
装置を用いて、従来不可能であった斜面、底面部にリソ
グラフィーを行うことができる。このため、電子ビーム
装置を用いるより、はるかに安価に製造することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による浮上型光ヘッドの構成を示す図で
ある。
【図2】本発明による浮上型光ヘッドの作製プロセスを
示す図である。
【図3】本発明による浮上型光ヘッドの作製に用いるフ
ォトマスク構造を示す図である。
【図4】本発明による浮上型光ヘッドの作製のためのフ
ォトマスクの作製工程を示す図である。
【符号の説明】
101 基板 102 記録媒体 103 スライダー 104 カンチレバー 105 対物レンズ 106 圧電素子 107 板ばね 108 キャリッジ 109 固定光学系 110 レーザー光 111 45度ミラー
フロントページの続き (72)発明者 石井 頼成 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 太田 賢司 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】透明基板と、該透明基板上に形成された記
    録媒体と、前記透明基板の前記記録媒体が形成された面
    と反対側の面に空気力学的に浮上するスライダーと、前
    記スライダーに配置された対物レンズとを有することを
    特徴とする浮上型光ヘッド。
  2. 【請求項2】表面に対して凹部を有する基板と、該基板
    の凹部深さと同じ高さの凸部を有し、その凸部の頂面ま
    たは斜面に光透過性のパターンを有するマスク基板を用
    いて基板に露光を行うことを特徴とする光記録装置の製
    造方法。
JP5319896A 1993-12-20 1993-12-20 浮上型光ヘッド及びその製造方法 Pending JPH07176069A (ja)

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JP5319896A JPH07176069A (ja) 1993-12-20 1993-12-20 浮上型光ヘッド及びその製造方法

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999023648A1 (fr) * 1997-11-05 1999-05-14 Nikon Corporation Tete optique, enregistreur optique, microlentille et fabrication de cette microlentille
KR100772361B1 (ko) * 2001-06-08 2007-11-01 삼성전자주식회사 광픽업 장치

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WO1999023648A1 (fr) * 1997-11-05 1999-05-14 Nikon Corporation Tete optique, enregistreur optique, microlentille et fabrication de cette microlentille
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