JPH11250487A - 光ピックアップヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光軸調整を不要とし、高密度な記録・再生を
可能にする光ピックアップヘッドを得る。 【解決手段】 対物レンズ９とソリッドイマージョンレ
ンズ１０とを光軸を一致させて同一基板１１の両面に配
設して光軸調整を不要とし、かつ、それら対物レンズ９
とソリッドイマージョンレンズ１０との間の光路に光の
屈折率の低い光低屈折層１３を有する光学素子６が、光
ピックアップヘッド１に設けられる。これにより、ソリ
ッドイマージョンレンズ１０におけるレーザ光の屈折角
が低屈折率の光低屈折層１３から高屈折率のソリッドイ
マージョンレンズ１０へと入射することにより大きくな
るので、光スポットのスポットサイズは微小になり、高
密度な記録・再生が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光情報記録媒体の
記録面上に光スポットを照射して情報の記録、再生又は
消去を行う光ピックアップヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光ピックアップヘッドの一例につ
いて図５に基づいて説明する。図５に示すように、従来
の光ピックアップヘッドは、レーザ光源としての半導体
レーザ（以下、ＬＤという）１０１と、コリメータレン
ズ１０２と、偏光ビームスプリッタ１０３と、１／４波
長板１０４と、対物レンズ１０５と、集光レンズ１０６
と、フォトダイオード（以下、ＰＤという）１０７とを
主体に構成されている。このような構成において、ＬＤ
１０１から出射された直線偏光のレーザ光は、コリメー
タレンズ１０２によって略平行光とされ、偏光ビームス
プリッタ１０３と１／４波長板１０４とで構成される光
アイソレータにおいて直線偏光から円偏光に変換され
る。円偏光に変換された光は、対物レンズ１０５により
集光され、光情報記録媒体である光ディスクｄの記録面
上に光スポットの状態で照射される。この光ディスクｄ
の記録面からの反射光は逆の経路を辿り、対物レンズ１
０５を通過し、１／４波長板１０４により偏光方向を９
０°回転した直線偏光に変換された後、偏光ビームスプ
リッタ１０３により集光レンズ１０６方向に反射され
る。偏光ビームスプリッタ１０３により反射された光
は、集光レンズ１０６により集光され、ＰＤ１０７に入
射される。ＰＤ１０７では、光ディスクｄの記録面上に
マークを有するか否かにより生じる反射率の違いに応じ
て変化する反射光の出力量を検出する。これにより、サ
ーボ信号（フォーカスエラー信号、トラックエラー信
号）の検出や、光ディスクｄに対する記録信号の記録、
再生又は消去が行われる。

【０００３】ところで、近年においては、光情報記録媒
体である光ディスク等の高密度化が進んでいる。このよ
うな高密度化された光ディスクについて記録再生等する
ためには、光ディスクの記録面上でのスポットサイズｗ
（ｗ∝λ／sinθ´）を小さくする必要がある。ここ
で、θ´は対物レンズの出射角、λはレーザ光の波長で
ある。また、対物レンズの開口数（ＮＡ）と対物レンズ
の出射角θ´とは、ＮＡ＝sinθ´の関係にある。

【０００４】ところが、図５に例示したような光ピック
アップヘッドによって光ディスクｄを照射した場合にお
ける光ディスクｄの記録面上でのスポットサイズｗは、
光の回折限界によりレーザ光の波長程度の大きさでしか
得られない。スポットサイズｗをさらに小さくするため
には、レーザ光の波長を短くするか、ＮＡを大きくする
ために対物レンズ１０５の径を大きくすることが考えら
れる。しかしながら、より波長の短いレーザ光を発生す
る半導体レーザの開発は容易ではなく、また、径の大き
な対物レンズ１０５を採用してしまうと装置が大型化し
てしまうとともにフォーカス制御等が困難となる。

【０００５】そこで、図６に示すように、対物レンズ１
０５と光ディスクｄとの間にソリッドイマージョンレン
ズ（Solid Immersion Lens）１０８ａ又は１０８ｂを設
け、これらのソリッドイマージョンレンズ１０８ａ又は
１０８ｂを介して光ディスクｄの記録面を照射すること
により、スポットサイズｗを小さくするようにした光ピ
ックアップヘッドが考えられている（例えば、特開平5-
189796号公報や「Digest of Optical Data Storage,Dana
Point (1994)」の「ULTRA HIGH DENSITY RECORDING USIN
G ASOLID IMMERSIONLENS」参照）。図６（ａ）に示す構
成によれば、入射面側が球面状であって出射面側が平面
とされている半球形状のソリッドイマージョンレンズ１
０８ａに対物レンズ１０５で集光された光が入射する
と、その入射光は出射面側の平面の中心に集束する。ま
た、このソリッドイマージョンレンズ１０８ａと光ディ
スクｄの記録面との間隔がレーザ光の波長以下の間隔
（例えば、１００ｎｍ以下）である場合には、ソリッド
イマージョンレンズ１０８ａの出射面側の平面に形成さ
れるスポットサイズｗと、光ディスクｄの記録面上に形
成されるスポットサイズとは略同一になる。これによ
り、ソリッドイマージョンレンズ１０８ａの屈折率をｎ
とすると、そのスポットサイズｗは、 ｗ∝λ／ｎsinθ´ となるので、ＮＡをｎ倍にした場合と同等の効果が得ら
れ、より小さなスポットサイズｗの光スポットを得るこ
とができる。

【０００６】また、図６（ｂ）に示す構成によれば、ソ
リッドイマージョンレンズ１０８ｂの形状を図６（ａ）
のソリッドイマージョンレンズ１０８ａに比べて超半球
形状としたことにより、スネルの法則が適用されるの
で、その光スポットのスポットサイズｗは、 ｗ∝λ／ｎ²sinθ´ となる。すなわち、ソリッドイマージョンレンズ１０８
ｂを適用した場合のほうがソリッドイマージョンレンズ
１０８ａを適用した場合よりも小さなスポットサイズｗ
の光スポットを得ることができる。

【０００７】また、このようなソリッドイマージョンレ
ンズ１０８ａ又は１０８ｂ（以下、ソリッドイマージョ
ンレンズ１０８という）を光ピックアップヘッドに適用
する場合の一例としては、図７に示すようにソリッドイ
マージョンレンズ１０８を光ディスクｄから所定の間隔
をおいて設けられたスライダ１０９に搭載した浮上ヘッ
ドが、米国特許 第5,497,359号明細書に示されている。
このスライダ１０９は、ソリッドイマージョンレンズ１
０８の形成材料と同一の材料で形成されることが多い。
このような構成の光ピックアップヘッドは、対物レンズ
１０５で集光された光をソリッドイマージョンレンズ１
０８の球面で若干屈折させることにより、スライダ１０
９の底部に光を集束するようにしている。このような光
ピックアップヘッドにおいて、例えば、ソリッドイマー
ジョンレンズ１０８の屈折率ｎを１．８３、ＮＡを０．
５、レーザ光の波長を８３０ｎｍ、スライダ１０９と光
ディスクｄとの間隔を１００ｎｍにそれぞれ設定した場
合に得られる光スポットのスポットサイズｗは３６０ｎ
ｍであり、レーザ光の波長以下となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述したよ
うな対物レンズ１０５とソリッドイマージョンレンズ１
０８とを組み合わせてＮＡを大きくした場合と同等の効
果を得て、より小さなスポットサイズｗの光スポットを
得るようにした場合、対物レンズ１０５とソリッドイマ
ージョンレンズ１０８との位置合わせが困難であり、両
者の位置関係が崩れてしまった場合には狙ったスポット
サイズｗの光スポットが得られない。また、ＬＤ１０１
とＰＤ１０７とをスライダ１０９とは別の位置にそれぞ
れ配置するので両者の位置合わせも困難であるととも
に、光ピックアップヘッドの小型軽量化が難しいという
問題がある。

【０００９】本発明の目的は、光軸調整を不要とし、高
密度な記録・再生を可能にする光ピックアップヘッドを
得ることである。

【００１０】本発明の目的は、小型の光ピックアップヘ
ッドを得ることである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
レーザ光を出射する半導体レーザと、この半導体レーザ
から出射されたレーザ光を集束する対物レンズとこの対
物レンズにより集束されたレーザ光を光情報記録媒体上
に照射させるソリッドイマージョンレンズとを光軸を一
致させて同一基板の両面に配設し、それら対物レンズと
ソリッドイマージョンレンズとの間の光路に光の屈折率
の低い光低屈折層を設けた光学素子と、この光学素子を
介して光情報記録媒体からの反射光を受光する受光素子
と、を備える。

【００１２】したがって、半導体レーザから出射された
レーザ光は、まず光学素子の対物レンズにより集束され
た後、例えば空気層などの光低屈折層を介して対物レン
ズと同一の基板に配設された光学素子のソリッドイマー
ジョンレンズに入射され、光情報記録媒体上にスポット
照射される。照射された光スポットは光情報記録媒体上
で反射され、光学素子を介して受光素子により受光され
る。これにより、光情報記録媒体上に照射される光スポ
ットのスポットサイズは、ソリッドイマージョンレンズ
におけるレーザ光の屈折角が低屈折率の光低屈折層から
高屈折率のソリッドイマージョンレンズへと入射するこ
とにより大きくなるので、微小になる。また、ソリッド
イマージョンレンズと対物レンズとは、光軸を一致させ
て同一基板の両面に配設されるので、光軸調整は不要に
なる。さらに、レーザ光は、基板に設けられた光低屈折
層を光路とするので、レーザ光が基板本体を通過するこ
とはない。

【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の光
ピックアップヘッドにおいて、対物レンズ及びソリッド
イマージョンレンズの光低屈折層に接しない面は、基板
表面から略連続する平面に形成される。

【００１４】したがって、対物レンズの光低屈折層に接
しない面と基板表面とは略連続する平面に形成され、ソ
リッドイマージョンレンズの光低屈折層に接しない面と
基板表面とは略連続する平面に形成される。これによ
り、光学素子の対物レンズ及びソリッドイマージョンレ
ンズが配設された側が、それぞれ平面になる。

【００１５】請求項３記載の発明は、請求項２記載の光
ピックアップヘッドにおいて、対物レンズに入射するレ
ーザ光の中心を遮蔽する第一遮蔽手段をその対物レンズ
の平面側略中央に備え、ソリッドイマージョンレンズか
ら光情報記録媒体を照射するレーザ光の中心のみを通過
させる第二遮蔽手段をそのソリッドイマージョンレンズ
の平面側略中央に備える。

【００１６】したがって、半導体レーザから出射された
レーザ光は、対物レンズの平面側略中央に備えられた第
一遮蔽手段によってレーザ光の中心を遮蔽されてから光
学素子の対物レンズに入射する。また、対物レンズに入
射したレーザ光は、光低屈折層を介してソリッドイマー
ジョンレンズに入射してその底面に光スポットとして集
束する。この光スポットは、ソリッドイマージョンレン
ズの平面側略中央に備えられた第二遮蔽手段によって光
スポットの中心のレーザ光のみを通過させる。これによ
り、光情報記録媒体に照射される光スポットのスポット
サイズが、更に小さくなる。

【００１７】請求項４記載の発明は、請求項１ないし３
のいずれか一記載の光ピックアップヘッドにおいて、基
板は、半導体を形成材料とし、対物レンズとソリッドイ
マージョンレンズとをそれぞれ配設する配設部を異方性
エッチングにより形成される。

【００１８】したがって、半導体を形成材料とした基板
を異方性エッチングすることで基板に容易に穴が形成さ
れる。これにより、対物レンズとソリッドイマージョン
レンズとをそれぞれ配設する配設部が光低屈折層ととも
に形成されるので、所望の形状が得られる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態を図１
ないし図２に基づいて説明する。図１は光ピックアップ
ヘッド１を概略的に示す構成図、図２は光ピックアップ
ヘッド１の光学素子６を概略的に示す断面図である。本
実施の形態の光ピックアップヘッド１は、相変化記録方
式の光情報記録媒体である光ディスクＤに対して、情報
の記録、再生等を行うものである。

【００２０】図１に示すように、本実施の形態の光ピッ
クアップヘッド１は、レーザ光源としてレーザ光を出射
する半導体レーザ（以下、ＬＤという）２と、コリメー
タレンズ３と、偏光ビームスプリッタ４と、１／４波長
板５と、光学素子６と、集光レンズ７と、ＰＮ接合を有
する受光素子であるフォトダイオード（以下、ＰＤとい
う）８とを主体に構成されている。

【００２１】光学素子６は、図２に示すように、対物レ
ンズ９とソリッドイマージョンレンズ１０とをガラス製
の基板１１の上下にそれぞれ配置して構成されている。
ＬＤ２から出射されるレーザ光の入射面側に配置される
対物レンズ９は、レーザ光の入射面側が平面で他方が球
面である平凸レンズであって、ガラスやプラスチック等
を材料として形成されている。また、対物レンズ９とは
反対面に配置されるソリッドイマージョンレンズ１０
は、ＬＤ２からのレーザ光の入射面側が球面で他方が平
面である半球形状であって、高屈折率を有する材料であ
るＳＦＳ−１（波長768.2nm での屈折率が1.7335）やＬ
ａＦ−２（波長768.2nm での屈折率が1.8927）を材料と
して形成されている。さらに、ソリッドイマージョンレ
ンズ１０は、このソリッドイマージョンレンズ１０と同
じ材料により形成される平板ガラス１２に固定されてい
る。ここで、平板ガラス１２は、同一の屈折率を有する
ソリッドイマージョンレンズ１０と平板ガラス１２とを
重ねることにより超半球の条件を満たすような厚さに設
定されている。

【００２２】次いで、これら対物レンズ９とソリッドイ
マージョンレンズ１０とが配置される基板１１について
説明する。まず、基板１１の作成方法としては、ガラス
基板の一方の表面に感光性樹脂であるポジ型のフォトレ
ジストをスピンコート法により塗布した後、そのフォト
レジストをベークしてガラス基板上にフォトレジスト層
を形成する。次に、露光装置によってフォトレジスト層
に所定のパターンを露光する。ここでは、対物レンズ９
の平面部と略同一な形状が未露光部分になるようなパタ
ーンとされる。その後、現像を行うことにより未露光部
分のフォトレジスト層が溶解されるので、ガラス基板と
露光されてガラス基板上に残ったフォトレジスト層とに
より凹形状が形成される。この状態で、ガラス基板上の
フォトレジスト層をエッチングマスクとしてガラス基板
をドライエッチングによりエッチングすることで対物レ
ンズ９と略同一の形状の凹部１１ａを形成した後、残っ
たフォトレジスト層を除去する。また、ガラス基板の他
方の表面にも同様の処理を施し、ソリッドイマージョン
レンズ１０の平面部と略同一な形状が未露光部分になる
ようなパターンをフォトレジスト層に露光した後、ガラ
ス基板をドライエッチングによりエッチングして円柱形
状の凹部１１ｂを形成する。その後、エッチング又は機
械加工により、凹部１１ａの一部を残した状態でその凹
部１１ａからさらにガラス基板の内部に向かって光の屈
折率の低い空気層である光低屈折層の空間１３を形成す
ることで、凹部１１ａと凹部１１ｂとを空間１３を介し
て連通させた基板１１が作成される。このようにして形
成された基板１１の凹部１１ａには対物レンズ９が挿入
され、凹部１１ｂには平板ガラス１２に固定されたソリ
ッドイマージョンレンズ１０が挿入されて、それぞれが
紫外線硬化接着剤等により基板１１に固定される。な
お、空間１３の形状は、対物レンズ９からソリッドイマ
ージョンレンズ１０への光路を確保できる形状であれば
どのような形状であっても良い。

【００２３】このような構成において、例えば光ディス
クＤの再生時には、ＬＤ２から出射された直線偏光のレ
ーザ光は、コリメータレンズ３によって略平行光とさ
れ、偏光ビームスプリッタ４と１／４波長板５とで構成
される光アイソレータにおいて直線偏光から円偏光に変
換される。円偏光に変換された光は、光学素子６の対物
レンズ９により集光されてから空間１３を介してソリッ
ドイマージョンレンズ１０に入射する。その入射光は、
低屈折率の空間１３から高屈折率を有するソリッドイマ
ージョンレンズ１０へと入射することにより屈折角を大
きくされて平板ガラス１２の底面に微小な光スポットと
して集束する。また、この平板ガラス１２と光ディスク
Ｄの記録面との間隔がレーザ光の波長以下の間隔（例え
ば、１００ｎｍ以下）である場合には、平板ガラス１２
の底面に形成される光スポットのスポットサイズと、光
ディスクＤの記録面に形成される光スポットのスポット
サイズとは略同一になる。これにより、レーザ光が光デ
ィスクＤの記録面上に光スポットとして集束され、光デ
ィスクＤの記録面上に記録されたマークを照射する。そ
の後、この光ディスクＤの記録面からの反射光は逆の経
路を辿り、対物レンズ９を通過し、１／４波長板５によ
り偏光方向を９０°回転した直線偏光に変換された後、
偏光ビームスプリッタ４により集光レンズ７方向に反射
される。偏光ビームスプリッタ４により反射された光
は、集光レンズ７により集光され、ＰＤ８に入射され
る。ＰＤ８では、光ディスクＤの記録面上にマークを有
するか否かにより生じる反射率の違いに応じて変化する
反射レーザ光の出力量を検出することにより、光ディス
クＤの再生が可能になる。

【００２４】ここに、光ディスクＤの記録面上に照射さ
れる光スポットのスポットサイズは、ソリッドイマージ
ョンレンズ１０におけるレーザ光の屈折角が低屈折率の
空間１３から高屈折率のソリッドイマージョンレンズ１
０へと入射することにより大きくなるので、微小にな
る。また、ソリッドイマージョンレンズ１０と対物レン
ズ９とは、光軸を一致させて同一基板１１の両面に配設
されるので、光軸調整は不要になる。さらに、レーザ光
は、基板１１に設けられた空間１３を光路とするので、
レーザ光が基板１１の本体を通過することはない。すな
わち、基板１１は必ずしも透明である必要はなくなり、
ガラス基板に限定されることなく基板形成材料の選択幅
が広げられる。

【００２５】また、対物レンズ９の平面部と基板１１の
表面とは略連続する平面に形成され、ソリッドイマージ
ョンレンズ１０の平面部と基板１１の表面とは略連続す
る平面に形成されることにより、光学素子６の対物レン
ズ９及びソリッドイマージョンレンズ１０が配設された
側がそれぞれ平面になるので、光学素子６上に様々なデ
バイスを配置することが可能になり、光ピックアップヘ
ッド１の小型化が図られる。

【００２６】なお、本実施の形態においては、対物レン
ズ９をレーザ光の入射面側が平面で他方が球面である平
凸レンズとしたが、これに限るものではなく、レーザ光
の入射面側を平面として他方を非球面レンズとすること
により高いＮＡが確保できるようにしても良い。また、
光学素子６の対物レンズ９及びソリッドイマージョンレ
ンズ１０を配設した側を平面にすることを考慮しなけれ
ば、対物レンズ９は球面又は非球面の両凸レンズであっ
ても良い。

【００２７】さらに、本実施の形態においては、ソリッ
ドイマージョンレンズ１０を平板ガラス１２に固定した
が、これに限るものではなく、ソリッドイマージョンレ
ンズ１０をそのまま基板１１に固定するようにしても良
く、また、ソリッドイマージョンレンズ１０自体を超半
球形状としても良い。

【００２８】次に、本発明の第二の実施の形態を図３に
基づいて説明する。なお、前述した実施の形態と同一部
分は同一符号で示し説明も省略する（後述する第三の実
施の形態において同様）。本実施の形態の光ピックアッ
プヘッド１４と第一の実施の形態の光ピックアップヘッ
ド１とは、光学素子６に代えて光学素子１５が備えられ
ている点で異なる。

【００２９】ここで、図３は光ピックアップヘッド１４
の光学素子１５を概略的に示す断面図である。本実施の
形態の光学素子１５は、図３に示すように、対物レンズ
１６とソリッドイマージョンレンズ１７とを基板１８の
上下にそれぞれ配置して構成されている。レーザ光の入
射面側に配置される対物レンズ１６は、例えばフォトリ
ソグラフィ技術とドライエッチングとによりガラス基板
１６ａに形成された平凸レンズである。ソリッドイマー
ジョンレンズ１７は、第一の実施の形態のソリッドイマ
ージョンレンズ１０と同一であり、このソリッドイマー
ジョンレンズ１７と同じ材料により形成される平板１９
に固定されていて、ソリッドイマージョンレンズ１７と
平板１９とを重ねることにより超半球の条件を満たして
いる。

【００３０】次いで、これらガラス基板１６ａに形成さ
れた対物レンズ１６と、平板１９上のソリッドイマージ
ョンレンズ１７とが配置される基板１８について説明す
る。ここで、基板１８は、表面が（１００）面の単結晶
シリコンを形成材料としている。この基板１８の作成方
法としては、まず、単結晶シリコン基板の表面に成膜し
た絶縁性薄膜をフォトリソグラフィ技術によってパター
ニングすることにより、基板１８の開口部１８ａの形状
に単結晶シリコン基板を露出させる。次いで、ＫＯＨ溶
液等のアルカリエッチング溶液によりウエットエッチン
グを行なう。このように単結晶シリコン基板をウエット
エッチングした場合には異方性エッチングとなり、（１
１１）面方向にはエッチングが殆ど進行しない。これに
より、開口部１８ａから略連続する傾斜部１８ｂが形成
され、空間１８ｃが形成される。なお、この場合の基板
１８の傾斜部１８ｂの角度θは、54.74 °である。その
後、エッチング又は機械加工により、開口部１８ｄを形
成し、開口部１８ａと開口部１８ｄとを空間１８ｃを介
して連通させて基板１８が作成される。このようにして
形成された対物レンズ１６を配設する配設部である開口
部１８ａにはガラス基板１６ａに形成された対物レンズ
１６が挿入され、ソリッドイマージョンレンズ１７を配
設する配設部である開口部１８ｄには平板１９に固定さ
れたソリッドイマージョンレンズ１７が挿入されて、そ
れぞれが紫外線硬化接着剤等により基板１８に固定され
る。

【００３１】このような構成において、本実施の形態の
光ピックアップヘッド１４の光ディスクＤの再生等の動
作については、基本的に前述した第一の実施の形態の光
ピックアップヘッド１での動作と何ら変わるものではな
いので、説明は省略する。

【００３２】ここに、単結晶シリコン等の半導体を形成
材料とした基板１８を異方性エッチングすることによ
り、対物レンズ１６とソリッドイマージョンレンズ１７
とをそれぞれ配設する開口部１８ａと開口部１８ｄとが
空間１８ｃとともに容易に形成される。また、同様の手
法により例えばサーボ機構や受発光デバイスの駆動回路
等の電子回路を基板１８上に更に形成することも可能に
なり、光ピックアップヘッド１４の小型化が図られる。

【００３３】次に、本発明の第三の実施の形態を図４に
基づいて説明する。本実施の形態の光ピックアップヘッ
ド２０と第一の実施の形態の光ピックアップヘッド１と
は、光学素子６に代えて光学素子２１が備えられている
点で異なる。

【００３４】ここで、図４は光ピックアップヘッド２０
の光学素子２１を概略的に示す断面図である。本実施の
形態の光学素子２１は、図４に示すように、第一の実施
の形態の光学素子６において、更に遮光板２２と遮光層
２３とが設けられたものである。

【００３５】遮光板２２は、第一遮蔽手段であって、例
えば円形又は矩形状のガラス板にＣｒやＡｌが蒸着され
て形成されており、対物レンズ９の平面側略中央に設け
られてその対物レンズ９に入射するレーザ光の中心を遮
蔽する。

【００３６】また、第二遮蔽手段である遮光層２３は、
ソリッドイマージョンレンズ１０の平面側略中央であっ
てそのソリッドイマージョンレンズ１０を固定する平板
ガラス１２の下部に設けられる。この遮光層２３の作成
方法としては、平板ガラス１２の下部にポジ型のフォト
レジストをスピンコート法により塗布した後、そのフォ
トレジストをベークして平板ガラス１２上にフォトレジ
スト層を形成する。次に、露光装置によってフォトレジ
スト層に所定のパターンを露光する。ここでは、ソリッ
ドイマージョンレンズ１０に集束される光スポットより
更に微小な部分以外が未露光部分になるようなパターン
とされる。その後、現像を行うことにより未露光部分の
フォトレジスト層が溶解されるので、平板ガラス１２と
露光されて平板ガラス１２上に残ったフォトレジスト層
とにより円形パターンが形成される。この状態でＣｒや
Ａｌ等の金属の層をスパッタリング法により直接蒸着し
た後、残ったフォトレジスト層を除去することにより光
を透過する透過部２３ａが形成され、ソリッドイマージ
ョンレンズ１０に集束される光スポットの周辺部分を遮
蔽して、中心部分のみを通過させる遮光層２３が作成さ
れる。

【００３７】このような構成において、例えば光ディス
クＤの再生時には、第一の実施の形態と同様にＬＤ２か
ら出射された直線偏光のレーザ光は、コリメータレンズ
３によって略平行光とされ、偏光ビームスプリッタ４と
１／４波長板５とで構成される光アイソレータにおいて
直線偏光から円偏光に変換されて、光学素子２１の対物
レンズ９に入射する。ここで、レーザ光は、対物レンズ
９上に設けられた遮光板２２によってメインローブ径を
小さくされてから対物レンズ９に集光され、空間１３を
介してソリッドイマージョンレンズ１０に入射する。そ
の入射光は、高屈折率を有するソリッドイマージョンレ
ンズ１０により更に屈折されて平板ガラス１２の底面に
光スポットとして集束する。このようにして平板ガラス
１２の底面に集束した光スポットは、遮光板２２によっ
てメインローブ径を小さくしたことにより高くなったサ
イドローブが遮光層２３で遮蔽され、透過部２３ａでメ
インローブのみが透過されることにより、小さくなる。
したがって、これにともなって光ディスクＤの記録面に
形成されるスポットサイズも小さくなる。

【００３８】ここに、ＬＤ２から出射されたレーザ光
は、対物レンズ９の平面側略中央に備えられた遮光板２
２によってレーザ光の中心を遮蔽されてから光学素子２
１の対物レンズ９に入射する。また、対物レンズ９に入
射したレーザ光は、空間１３を介してソリッドイマージ
ョンレンズ１０に入射してその底面に光スポットとして
集束する。この光スポットは、ソリッドイマージョンレ
ンズ１０の平面側略中央に備えられた遮光層２３によっ
て光スポットの中心のレーザ光のみを通過させることに
より、光の超解像の現象の効果を得られるので、光ディ
スクＤの記録面に照射される光スポットのスポットサイ
ズが更に小さくなる。

【００３９】なお、本実施の形態においては、光学素子
２１として第一の実施の形態の光学素子６に更に遮光板
２２と遮光層２３とを設けたものを適用したが、これに
限るものではなく、第二の実施の形態の光学素子１５に
遮光板２２と遮光層２３とを設けたものを適用しても良
い。

【００４０】なお、各実施の形態において、光ディスク
Ｄを相変化記録方式としたが、これに限るものではな
い。

【００４１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、半導体レ
ーザから出射されて対物レンズにより集束されたレーザ
光を例えば空気層などの低屈折率の光低屈折層から高屈
折率のソリッドイマージョンレンズへと入射することに
より屈折角が大きくなるので、光スポットのスポットサ
イズを微小にして光情報記録媒体を照射することがで
き、高密度な記録・再生をすることができ、また、ソリ
ッドイマージョンレンズと対物レンズとを光軸を一致さ
せて同一基板の両面に配設するので、光軸調整を不要と
することができ、さらに、レーザ光の光路を基板に設け
られた光低屈折層にすることによりレーザ光が基板本体
を通過することはないので、基板は必ずしも透明である
必要はなく、基板形成材料の選択幅を広げることができ
る。

【００４２】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の光ピックアップヘッドにおいて、対物レンズの光低
屈折層に接しない面を基板表面に略連続する平面に形成
し、ソリッドイマージョンレンズの光低屈折層に接しな
い面を基板表面に略連続する平面に形成することによ
り、光学素子の対物レンズ及びソリッドイマージョンレ
ンズを配設した側をそれぞれ平面にすることができるの
で、光学素子上に様々なデバイスを配置することがで
き、光ピックアップヘッドの小型化を図ることができ
る。

【００４３】請求項３記載の発明によれば、請求項２記
載の光ピックアップヘッドにおいて、半導体レーザから
出射されたレーザ光を対物レンズの平面側略中央に備え
られた第一遮蔽手段によってレーザ光の中心を遮蔽して
から光学素子の対物レンズに入射し、また、対物レンズ
に入射したレーザ光を光低屈折層を介してソリッドイマ
ージョンレンズに入射してその底面に集束された光スポ
ットをソリッドイマージョンレンズの平面側略中央に備
えられた第二遮蔽手段によってその光スポットの中心の
レーザ光のみを通過させることにより、光の超解像の現
象の効果を得ることができるので、光情報記録媒体に照
射される光スポットのスポットサイズを更に小さくする
ことができる。

【００４４】請求項４記載の発明によれば、請求項１な
いし３のいずれか一記載の光ピックアップヘッドにおい
て、半導体を形成材料とした基板を異方性エッチングす
ることで基板に容易に穴を形成することにより、対物レ
ンズとソリッドイマージョンレンズとをそれぞれ配設す
る配設部を光低屈折層とともに形成することができるの
で、所望の形状を得ることができ、また、例えばサーボ
機構や受発光デバイスの駆動回路等の電子回路を基板上
に更に形成することもでき、光ピックアップヘッドの小
型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態の光ピックアップヘ
ッドを概略的に示す構成図である。

【図２】光ピックアップヘッドの光学素子を概略的に示
す断面図である。

【図３】本発明の第二の実施の形態の光ピックアップヘ
ッドの光学素子を概略的に示す断面図である。

【図４】本発明の第三の実施の形態の光ピックアップヘ
ッドの光学素子を概略的に示す断面図である。

【図５】従来の光ピックアップヘッドの一例を示す構成
図である。

【図６】従来のソリッドイマージョンレンズを備えた光
ピックアップヘッドの一部を示す側面図である。

【図７】従来のスライダに搭載された光ピックアップヘ
ッドの一部を示す側面図である。

【符号の説明】

２ 半導体レーザ ６，１５，２１ 光学素子 ８ 受光素子 ９，１６ 対物レンズ １０，１７ ソリッドイマージョンレンズ １１，１８ 基板 １３，１８ｃ 光低屈折層 １８ａ，１８ｄ 配設部 ２２ 第一遮蔽手段 ２３ 第二遮蔽手段 Ｄ 光情報記録媒体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光を出射する半導体レーザと、 この半導体レーザから出射されたレーザ光を集束する対
   物レンズとこの対物レンズにより集束されたレーザ光を
   光情報記録媒体上に照射させるソリッドイマージョンレ
   ンズとを光軸を一致させて同一基板の両面に配設し、そ
   れら対物レンズとソリッドイマージョンレンズとの間の
   光路に光の屈折率の低い光低屈折層を設けた光学素子
   と、 この光学素子を介して前記光情報記録媒体からの反射光
   を受光する受光素子と、を備える光ピックアップヘッ
   ド。
2. 【請求項２】 対物レンズ及びソリッドイマージョンレ
   ンズの光低屈折層に接しない面は、基板表面から略連続
   する平面に形成される請求項１記載の光ピックアップヘ
   ッド。
3. 【請求項３】 対物レンズに入射するレーザ光の中心を
   遮蔽する第一遮蔽手段をその対物レンズの平面側略中央
   に備え、ソリッドイマージョンレンズから光情報記録媒
   体を照射するレーザ光の中心のみを通過させる第二遮蔽
   手段をそのソリッドイマージョンレンズの平面側略中央
   に備える請求項２記載の光ピックアップヘッド。
4. 【請求項４】 基板は、半導体を形成材料とし、対物レ
   ンズとソリッドイマージョンレンズとをそれぞれ配設す
   る配設部を光低屈折層とともに異方性エッチングにより
   形成される請求項１ないし３のいずれか一記載の光ピッ
   クアップヘッド。