(57)【要約】【課題】光記録再生装置において、小型、安価で、高精度位置決めを可能として高記録密度化が図れるようにすること。【解決手段】光記録再生装置５０は、レーザ光線を用いて記録媒体５１に情報を記憶しまたは記録媒体５１の情報を再生するものであり、レーザ光線を絞る微小レンズ６を搭載した光ヘッド５２と、光ヘッド５２を支持したヘッド支持機構５３と、光ヘッド５２を記録媒体５１の径方向に移動するようにヘッド支持機構５３を駆動する駆動装置５４とを備える。光ヘッド５２は、ヘッド支持機構５３に対して支持された周辺基板部１８とこの周辺基板部１８の中央に変位可能に支持されたレンズ搭載基板部１９とからなる基板と、レンズ搭載基板部１９に搭載された微小レンズ６と、レンズ搭載基板部１９を駆動する微動アクチュエータ３３とを備える。【選択図】図２
2006252646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光線を絞る微小レンズを搭載した光ヘッドと、前記光ヘッドを支持したヘッド支持機構と、前記光ヘッドを記録媒体の径方向に移動するように前記ヘッド支持機構を駆動する駆動装置とを備え、
前記レーザ光線を用いて前記記録媒体に情報を記憶しまたは前記記録媒体の情報を再生する光記録再生装置において、
前記光ヘッドは、
前記ヘッド支持機構に対して支持された周辺基板部とこの周辺基板部の中央に変位可能に支持されたレンズ搭載基板部とからなる基板と、
前記レンズ搭載基板部に搭載された前記微小レンズと、
前記レンズ搭載基板部を駆動する微動アクチュエータとを備える
ことを特徴とする光記録再生装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光記録再生装置において、前記基板は、前記レンズ搭載基板部の周囲を取り囲むようにギャップを設けることにより前記周辺基板部の内側に前記レンズ搭載基板部を形成すると共に、前記レンズ搭載基板部を前記周辺基板部に可撓性を有する梁を介して支持したことを特徴とする光記録再生装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光記録再生装置において、前記微動アクチュエータとしてコイル及びこれに対向する永久磁石からなる電磁アクチュエータを用いたことを特徴とする光記録再生装置。
【請求項４】
請求項１に記載の光記録再生装置において、前記レンズ搭載基板部に記録媒体側に開口しかつ開口部が内部より若干狭い半球状の凹部を設け、この凹部内に前記微小レンズを半球状に設けたことを特徴とする光記録再生装置。
【請求項５】
請求項２に記載の光記録再生装置において、前記基板は前記レンズ搭載基板部、前記梁及び前記周辺基板部を同一部材で一体に形成したことを特徴とする光記録再生装置。
【請求項６】
請求項２に記載の光記録再生装置において、前記梁は前記レンズ搭載基板部を前記記録媒体の半径方向に変位可能とするミアンダ梁を有することを特徴とする光記録再生装置。
【請求項７】
請求項２に記載の光記録再生装置において、前記梁の記録媒体側に位置して前記ギャップを閉塞する閉塞部材を設けたことを特徴とする光記録再生装置。
【請求項８】
請求項３に記載の光記録再生装置において、前記微小レンズを搭載した基板を第１基板とし、この第１基板に対向する第２基板を備え、前記電磁アクチュエータを構成するコイルまたは永久磁石の何れか一方を前記第１基板に設けると共にその他方を前記第２基板に設けたことを特徴とする光記録再生装置。
【請求項９】
請求項６に記載の光記録再生装置において、前記梁は、前記レンズ搭載基板部を前記記録媒体の半径方向に変位可能とするように、前記レンズ搭載基板部の両側に位置する一対のミアンダ梁と、前記レンズ搭載基板部の両側でかつ前記一対のミアンダ梁に直交する一対の直梁とを有することを特徴とする光記録再生装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の光記録再生装置において、前記レンズ搭載基板部における前記アミンダ梁間を結ぶ線と前記直梁間を結ぶ線との交差部分に記録媒体側に開口する半球状の凹部を設け、この凹部内に前記微小レンズを半球状に設け、この微小レンズの球面側に位置する前記第１基板及び前記第２基板にレーザ通路を設けたことを特徴とする光記録再生装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の光記録再生装置において、前記第１基板をシリコン材料で形成し、前記第２基板を磁性材料で形成したことを特徴とする光記録再生装置。
【請求項１２】
レーザ光線を用いて記録媒体に情報を記憶しまたは前記記録媒体の情報を再生する光記録再生装置に用いる光ヘッドにおいて、
ヘッド支持機構に対して支持される周辺基板部とこの周辺基板部の中央に変位可能に支持されたレンズ搭載基板部とからなる基板と、
前記レンズ搭載基板部に搭載された微小レンズと、
前記レンズ搭載基板部を駆動する微動アクチュエータとを備える
ことを特徴とする光ヘッド。
【請求項１３】
レーザ光線を用いて記録媒体に情報を記憶しまたは前記記録媒体の情報を再生する光記録再生装置に用いる光ヘッドの製造方法において、
シリコンウエハからなる基板をドライエッチングすることにより周辺基板部とこの周辺基板部の中央に変位可能に支持されるレンズ搭載基板部とを成形する工程と、
前記レンズ搭載基板部に搭載する微小レンズを前記基板に成形する工程と、
前記レンズ搭載基板部を駆動する微動アクチュエータの少なくとも一部を前記基板に成形する工程とを有する
ことを特徴とする光ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録再生装置並びにこれに用いる光ヘッド及びその製造方法に係り、特にレーザ光線を絞る微小レンズを基板に搭載して備える光記録再生装置並びにこれに用いる光ヘッド及びその製造方法に好適なものである。なお、本発明における光記録再生装置は、光記録媒体に情報を記録する光装置、光記録媒体に記録した情報を再生する光装置、記録及び再生の両方を行なう光装置を含むものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光線を用いてＣＤ（コンパクトディスク）やＤＶＤ（デジタルビデオディスク）の記録媒体に対して情報を記録したり記録媒体に記録した情報を再生したりする光記録再生装置は、その記憶密度をますます増加することが求められている。
【０００３】
高記録密度化を図るため、特開２０００−６７４５６号公報（特許文献１）に示された光記録再生装置が案出されている。
【０００４】
この特許文献１の光磁気記録装置は、光ヘッドを構成する基板の一部に微小レンズを一体化して形成した光ヘッドを備えるものである。この光ヘッドは、その基板にシリコンを材料に用い、その基板に低温ドライエッチング法とウエットの等方性エッチング法を用いて半円状凹部を形成し、その半円状凹部に微小レンズを形成した後、その基板の裏面側からシリコンの異方性ウエットエッチング法を用いて斜面が存在する光路溝を形成して微小レンズを露出させたものである。この微小レンズは、半球状であり、レーザ光線を入射する側が半円状に形成され、レーザ光線を放射する側（光記録媒体への対向面側）が平面状に形成されている。
【０００５】
また、この光記録再生装置は、微小レンズをマイクロミラーと共に光記録媒体の半径方向に移動させる走査系が設けられ、マイクロミラーで反射させたレーザ光線を微小レンズに入射して微小レンズを通して光記録媒体にレーザ光線を照射するようになっている。この走査系は、光ヘッド及びマイクロミラーを搭載したヘッドアームと、このヘッドアームを揺動させるボイスコイルモータとを備えて構成されている。そして、このマイクロミラーにはマイクロアクチュエータが接続されており、高精度で高速の走査を行なう場合には、マイクロミラーの傾きも変化させるようになっている。
【０００６】
また、従来の光記録再生装置として、特開２０００−３５３３３４号公報（特許文献２）に示されたものがある。
【０００７】
この光記録再生装置は、記録媒体を保持して平面運動させる媒体駆動機構と、光ヘッドと、この光ヘッドを保持するヘッドアームと、光ヘッドを記録媒体の平面運動方向と交差する方向に移動させるようにヘッドアームを駆動するアーム駆動機構とを有している。そして、光ヘッドは、記録媒体の記録膜に近接する位置に配設された固体浸レンズと、固体浸レンズの上側に配設されて光源からの記録再生光を固体浸レンズに集光させる対物レンズとを有して構成されている。さらには、光ヘッドとヘッドアームとの間に微動アクチュエータが設けられている。この微動アクチュエータは、ヘッドアームのサスペンション部と接合される第１基板に設けられた固定ブロックと可動ブロックとを有して構成されている。両ブロックは互いに平行に延びて対向する多数の平行平板を有している。これら平行平板間に電圧を印加することにより静電力を働かせ、固定ブロックに対して可動ブロックを平行平板と直角な方向に微動させて、細かな且つ高精度な移動制御を行なうようにしている。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−６７４５６号公報
【特許文献２】特開２０００−３５３３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した特許文献１の光記録再生装置では、光ヘッドの位置決めはボイスコイルモータによってヘッドアーム及び光ヘッドを半径方向に移動制御することにより行なわれるが、これらによる位置決め精度は一般的に高いものではなく、高精度に位置決めすることが困難である。そこで、この特許文献１の光記録再生装置では、マイクロミラーにマイクロアクチュエータを接続し、このマイクロミラーの傾きを制御することにより、高精度で高速の走査を行なうようにしているが、マイクロミラーの傾きを高精度に制御することが難しいという問題があった。
【００１０】
一方、上述した特許文献２の光記録再生装置では、微動アクチュエータにより光ヘッドを微動制御することにより、細かな且つ高精度な移動制御を行なうようにしているが、光ヘッド全体を移動制御する方式であるために、高精度に位置決めすることが難しいと共に、微動アクチュエータに大きな駆動力を必要してコストアップや大型化を招くという問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、小型、安価で、高精度位置決めを可能として高記録密度化が図れる光記録再生装置並びに光ヘッド及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述の目的を達成するための本発明の第１の態様は、レーザ光線を絞る微小レンズを搭載した光ヘッドと、前記光ヘッドを支持したヘッド支持機構と、前記光ヘッドを記録媒体の径方向に移動するように前記ヘッド支持機構を駆動する駆動装置とを備え、前記レーザ光線を用いて前記記録媒体に情報を記憶しまたは前記記録媒体の情報を再生する光記録再生装置において、前記光ヘッドは、前記ヘッド支持機構に対して支持された周辺基板部とこの周辺基板部の中央に変位可能に支持されたレンズ搭載基板部とからなる基板と、前記レンズ搭載基板部に搭載された前記微小レンズと、前記レンズ搭載基板部を駆動する微動アクチュエータとを備えるものである。
【００１３】
係る本発明の第１の態様におけるより好ましい具体的構成例は次の通りである。
（１）請求項１に記載の光記録再生装置において、前記基板は、前記レンズ搭載基板部の周囲を取り囲むようにギャップを設けることにより前記周辺基板部の内側に前記レンズ搭載基板部を形成すると共に、前記レンズ搭載基板部を前記周辺基板部に可撓性を有する梁を介して支持したこと。
（２）前記微動アクチュエータとしてコイル及びこれに対向する永久磁石からなる電磁アクチュエータを用いたこと。
（３）前記レンズ搭載基板部に記録媒体側に開口しかつ開口部が内部より若干狭い半球状の凹部を設け、この凹部内に前記微小レンズを半球状に設けたこと。
（４）前記基板は前記レンズ搭載基板部、前記梁及び前記周辺基板部を同一部材で一体に形成したこと。
（５）前記梁は前記レンズ搭載基板部を前記記録媒体の半径方向に変位可能とするミアンダ梁を有すること。
（６）前記梁の記録媒体側に位置して前記ギャップを閉塞する閉塞部材を設けたこと。
（７）前記微小レンズを搭載した基板を第１基板とし、この第１基板に対向する第２基板を備え、前記電磁アクチュエータを構成するコイルまたは永久磁石の何れか一方を前記第１基板に設けると共にその他方を前記第２基板に設けたこと。
（８）前記梁は、前記レンズ搭載基板部を前記記録媒体の半径方向に変位可能とするように、前記レンズ搭載基板部の両側に位置する一対のミアンダ梁と、前記レンズ搭載基板部の両側でかつ前記一対のミアンダ梁に直交する一対の直梁とを有すること。
（９）前記レンズ搭載基板部における前記アミンダ梁間を結ぶ線と前記直梁間を結ぶ線との交差部分に記録媒体側に開口する半球状の凹部を設け、この凹部内に前記微小レンズを半球状に設け、この微小レンズの球面側に位置する前記第１基板及び前記第２基板にレーザ通路を設けたこと。
（１０）前記第１基板をシリコン材料で形成し、前記第２基板を磁性材料で形成したこと。
【００１４】
また、本発明の第２の態様は、前記レーザ光線を用いて前記記録媒体に情報を記憶しまたは前記記録媒体の情報を再生する光記録再生装置に用いる光ヘッドにおいて、ヘッド支持機構に対して支持される周辺基板部とこの周辺基板部の中央に変位可能に支持されたレンズ搭載基板部とからなる基板と、前記レンズ搭載基板部に搭載された前記微小レンズと、前記レンズ搭載基板部を駆動する微動アクチュエータとを備えるものである。
【００１５】
係る本発明の第２の態様におけるより好ましい具体的構成例は次の通りである。
【００１６】
また、本発明の第３の態様は、前記レーザ光線を用いて前記記録媒体に情報を記憶しまたは前記記録媒体の情報を再生する光記録再生装置に用いる光ヘッドの製造方法において、シリコンウエハからなる基板をドライエッチングすることにより周辺基板部とこの周辺基板部の中央に変位可能に支持されるレンズ搭載基板部とを成形する工程と、前記レンズ搭載基板部に搭載する微小レンズを前記基板に成形する工程と、前記レンズ搭載基板部を駆動する微動アクチュエータの少なくとも一部を前記基板に成形する工程とを有するようにしたことにある。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、小型、安価で、応答性に優れていると共に、高精度位置決めを可能であり、高速及び高記録密度化を図ることが可能な光記録再生装置並びにこれに用いる光ヘッド及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の複数の実施例について図を用いて説明する。各実施例の図における同一符号は同一物または相当物を示す。
【００１９】
まず、本発明の第１実施例について図１から図７を用いて説明する。
【００２０】
本実施例による光記録再生装置５０の全体構成に関して図１を参照しながら説明する。図１は本実施例の光記録再生装置５０のベースカバーを外した状態の斜視図である。
【００２１】
光記録再生装置５０は、レーザ光線を用いて記録媒体５１に情報を記憶しまたは記録媒体５１の情報を再生するものである。本実施例の光記録再生装置５０は、後述する構成により、赤色レーザ光線のみならず、青色レーザ光線を用いた場合でも、高記録密度化を可能としている。
【００２２】
この光記録再生装置は、情報を記録する記録媒体５１と、この記録媒体５１に対して情報の記録または再生を行なうためにレーザ光線を絞る微小レンズ６を搭載した光ヘッド５２と、先端側に光ヘッド５２を搭載して支持したヘッド支持機構５３と、光ヘッド５２を記録媒体５１の径方向に移動するようにヘッド支持機構５３を駆動する駆動装置５４とを備えて構成されている。なお、光記録再生装置５０は、光学系を備えて構成されているが、図示を省略してある。この光学系は、本発明が適用できるものであればよく、例えば従来例に示す公知の構成のものを用いることができる。
【００２３】
記録媒体５１は、両面に情報が記録されるものであり、スピンドルモータ５５によって高速に回転される。スピンドルモータ５５は筐体を構成するベース５６に支持されている。光ヘッド５２は、記録媒体５１が高速回転することによって生ずる浮力により記録媒体５１面上を僅かな隙間を有して浮上した状態で記録または再生するように構成されている。なお、光ヘッド５２に浮力を生じさせる構成については図示を省略してある。
【００２４】
ヘッド支持機構５３はサスペンション５３ａ及びアーム５３ｂを有して構成されている。サスペンション５３ａは、その先端側に光ヘッド５２を搭載すると共に、その根元側がアーム５３ｂに固定され、光ヘッド５２に所定の荷重を付与するように構成されている。アーム５３ｂは、その先端側にサスペンション５３ａを保持すると共に、ベース５６に固定された軸５７に回転可能に支持されている。アーム５３ｂ及びサスペンション５３ａは細長形状をしており、軸５７からアーム５３ｂ、サスペンション５３ａの順に延びている。
【００２５】
駆動装置５４は、ボイスコイルモータで構成されており、ヘッド支持機構５３を回転駆動する駆動源である。駆動装置５４によりヘッド支持機構５３を駆動して、記録媒体５１上の任意の半径位置に光ヘッド５２を位置決めし、情報を記録媒体５１に記録または記録媒体５１から再生を行なうように構成されている。
【００２６】
次に、光ヘッド５２に関して図２から図４を参照しながら説明する。図２は図１の光記録再生装置５０に用いる光ヘッド５２の切断端面図、図３Ａは図２の第１基板１を表側から見た斜視図、図３Ｂは図２の第１基板１を裏側から見た斜視図、図４は図２の第２基板３を表側から見た斜視図である。図２から図４においては、光ヘッド５２の上方に記録媒体５１が位置される。
【００２７】
光ヘッド５２は、図２に示すように、第１基板１、微小レンズ６、閉塞部材９、第２基板３、微動アクチュエータ３３、固定基板２９、スペーサ２、位置決めピン３０及び配線１４（図３Ａ参照）を備えて構成されている。具体的には、光ヘッド５２は、ヘッド支持機構５３に対して支持された周辺基板部１８とこの周辺基板部１８の中央に変位可能に支持されたレンズ搭載基板部１９とからなる基板１と、レンズ搭載基板部１９に搭載された微小レンズ６と、レンズ搭載基板部１９を駆動する微動アクチュエータ３３とを主要構成要素として備えている。
【００２８】
第１基板１は、全体が矩形平板状に形成され、ヘッド支持機構５３に位置決めピン３０、スペーサ２、第２基板３及び固定基板２９などを介して支持された周辺基板部１８と、この周辺基板部１８の中央に同一部材で略矩形状に形成されて変位可能に支持されたレンズ搭載基板部１９とを備えて構成されている。換言すれば、第１基板１は、レンズ搭載基板部１９の周囲を取り囲むようにギャップ５を設けることにより、周辺基板部１８の内側にレンズ搭載基板部１９を形成しており、これによってレンズ搭載基板部１９は周辺基板部１８の内側に島状に形成されている。ギャップ５はレンズ搭載基板部１９の変位を吸収する機能を有する。なお、ギャップ５は第１基板１の中央部に環状に形成されている。
【００２９】
レンズ搭載基板部１９は、可撓性を有する梁を介して周辺基板部１８に接続され、この周辺基板部１８によって変位可能に支持されている。梁は、レンズ搭載基板部１９を記録媒体５１の半径方向に変位可能とするように、レンズ搭載基板部１９の両側に位置して設けた一対のミアンダ梁４を備えている。ミアンダ梁４を用いることにより、小さな駆動力でレンズ搭載基板部１９を変位可能とすることができる。本実施例では、レンズ搭載基板部１９を安定的に支持するために、一対のミアンダ梁４に加えて、レンズ搭載基板部１９の両側でかつミアンダ梁４の中間に位置して設けた一対の直梁１２を備えている。一対の梁４を結ぶ線と一対の梁１２を結ぶ線とは直交するように構成されており、その交差部に微小レンズ６が配置されている。
【００３０】
基板１を構成するレンズ搭載基板部１９、梁４、１２及び周辺基板部１８は同一部材で一体に形成されている。そして、ミアンダ梁４、１２は、可撓性を増すために第１基板１より薄肉で形成され、ギャップ５内の記録媒体側（図２ではギャップ５内の上側）に位置して設けられている。また、ミアンダ梁４、１２の可撓性を増すために、ミアンダ梁４、１２が位置する部分のギャップ５を他の部分のギャップ５よりも幅広に形成し、この幅広のギャップ５にミアンダ梁４、１２を長く形成している。
【００３１】
記録媒体側から梁４、１４を形成するギャップ部分にゴミや異物などが侵入しないように、梁４、１４の記録媒体側に位置してギャップ５を閉塞する閉塞部材９が設けられている。この閉塞部材９は、合成樹脂材料で形成され、図３Ａに破線で示すように、ギャップ５より若干幅広でギャップ５と同一形状に設けられている。第１基板１の記録媒体側の表面に設けられている。閉塞部材９には、薄膜でパターニングを行なうことが可能な、例えば厚さが数ミクロンから１００ミクロン程度のフィルムレジストを用いると良い。閉塞部材９のその他の材料としては、ＰＤＭＳ（Poly Di Methyl Siloxane）などが好ましく、この他に有機系や無機系の樹脂材料、薄膜シート材料、金属薄膜を用いても良い。
【００３２】
レンズ搭載基板部１９の中央部（具体的には、一対の梁４を結ぶ線と一対の梁１２を結ぶ線との交差部）には、記録媒体側に開口する半球状の凹部４１が設けられている。この凹部４１内には、微小レンズ６が半球状に設けられている。微小レンズ６は、半球状のレンズ部６ａと、このレンズ部６ａの周縁部から水平に延びるフランジ部６ｂとから構成されている。レンズ部６ａは、半球状に形成された半球面６ａ１と平坦状に形成された平坦面６ａ２とからなっている。半球面６ａ１はレンズ凹部４１内に配置され、平坦面６ａ２は光ヘッド５２と対向するように配置される。フランジ部６ｂは微小レンズ６が第１基板１から簡単に外れないようにするために設けられている。なお、微小レンズ６はフランジ部６ｂの厚さ分だけレンズ搭載基板部１９の表面より記録媒体側に突出することとなる。
【００３３】
レンズ搭載基板部１９には凹部４１に連通する円形孔４２ａを有しており、これにより半球面６ａ１が孔４２ａ内に露出されている。円形孔４２ａはレーザ通路１０を構成する。このレーザ通路１０はレンズ部６ａの大きさよりも小さく形成されている。これは、レンズ部６ａを用いてレーザ光線を絞るために必要な有効範囲内の大きさが得られるならば、レンズ部６ａの外周部のその他の部分はレンズとして機能しないことからレーザ光線を通す必要がないためである。
【００３４】
第１基板１の反記録媒体面側には、第１基板１と対向するように第２基板３が設けられている。この第２基板３は、第１基板１と略同一の外形を有し、第１基板１との間にスペーサ２を介在することにより第１基板１との間隔を確保している。
【００３５】
第１基板１には、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、他の基板３、２９と位置合わせを行なうための位置決め孔１１が対角線上に２箇所形成されている。位置決め孔１１は対角線上に少なくとも２箇所は必要であり、好ましくは２箇所の孔のうちの一方の孔が位置ずれを吸収できるように他の孔より数ミクロン程度大きく形成すると良い。より高精度に位置決めを行なうために位置決め孔１１の数を増加させても良い。また、第２基板３には、図４に示すように、他の基板１、２９と位置合わせを行なうための位置決め孔１４１が対角線上に２箇所形成されている。第２基板３の反第１基板側に配置された第２基板３の位置決め孔１４１は、第１基板１の位置決め孔１１に合致するように設けられる。固定基板２９に固定された位置決めピン３０を第２基板３の位置決め孔１４１と第１基板１の位置決め孔１１とに貫通させることにより、第１基板１と第２基板３と固定基板２９との位置決めが行なわれる。
【００３６】
第２基板３及び固定基板２９の中央部には、第１基板１の円形孔４２ａと同軸でかつほぼ同じ大きさの円形孔３ａ及び２９ａが設けられている。これらの円形孔４２ａ、３ａ、２９ａにより、光ヘッド５２におけるレーザ光線が通るレーザ通路１０が形成される。
【００３７】
微動アクチュエータ３３としては、コイル８及びこれに対向する永久磁石７からなる電磁アクチュエータが用いられている。コイル８は、図３Ｂに示すように、レンズ搭載基板部１９における微小レンズ６の周囲（レーザ通路１０の周囲）に渦巻き状に延びるように設けられている。コイル８の周囲には、ギャップ５及び位置決め孔１１が形成されている。
【００３８】
コイル８の両側に接続された２つ配線１４は、貫通孔１５を通してレンズ搭載基板部１９の記録媒体側（表側）に延び、さらには一対の直梁１２を通して周辺基板部１８に延び、周辺基板部１８の角部に位置する電極パット１３に接続されている。電極パッド１３から外部機器（図示せず）へとワイヤボンディングによって配線される。
【００３９】
第２基板３には、コイル８に対向しかつ極性が逆向きの２つの永久磁石７ａ、７ｂが設けられている。２つの永久磁石７ａ、７ｂは、レーザ通路１０のアミンダ梁側に位置して対称に設けられている。第２基板３に設置した２個の永久磁石７のうち、例えば一方の永久磁石７ａを上にＮ極、下にＳ極となるように設置し、他方の永久磁石７ｂを上にＳ極、下にＮ極となるように設置しておく。これにより、一方の永久磁石７ａからは上側に磁力線が発生し、他方の永久磁石７ｂからは下側に磁力線が発生する。
【００４０】
第１基板１に設置したコイル８に電流を流すことによって、例えば中央の微小レンズ６を境として図１に示す右半分のコイル８には手前から奥に電流が流れると、左半分には逆に奥から手前に電流が流れることになる。そのため、第２基板３に設置した極性の逆な永久磁石７により、コイル８に流される電流の方向に対応することができ、一方向にレンズ搭載基板部１９を変位させることができる。即ち、アクチュエータとして得られる力は、フレミングの左手の法則から電流が流れた方向に対して垂直方向に働くため、レンズ搭載部４２を変位させることが可能となる。
【００４１】
基板の材質としては、第１基板１には微細な加工が行ないやすいシリコンを用いることが良く、また、第２基板３には永久磁石７の磁力線力が低下しにくい磁性材料を用いることが好ましい。第２基板３の材料として、この他に鉄系の材料を適用することができる。ただし、第２基板３にシリコンを用いてもアクチュエータとして適用することは可能である。永久磁石７の材質には強い磁力を有するネオジー鉄−ボロン磁石が好ましいが、この他にもフェライト磁石など用いることができる。
【００４２】
なお、本実施例では、第１基板１にコイル８の形成を、第２基板３に永久磁石７を形成しているが、本発明は、これらの構造に限らず、第１基板１に永久磁石７を、第２基板３にコイル８を形成しても良い。
【００４３】
次に、微小レンズ６及び微動アクチュエータ３３のコイル８を搭載した第１基板１の具体的な製造方法について図５から図７を参照しながら説明する。図５は図２の第１基板１の製造方法の各工程を示す切断端面図、図６は図５（ｃ）におけるシリコンウエハ１６に凹部４１を形成する詳細工程を示す切断端面図、図７は図６の変形例の工程を示す切断端面図である。なお、第１基板１の材料にはシリコンを適用している。
【００４４】
まず、図５Ａ（ａ）に示すように、（１００）方位のシリコンウエハ１６を準備する。シリコンウエハ１６は、例えば厚さ２００μｍのものが用いられる。
【００４５】
次いで、ドライエッチングのマスク材として、図５Ａ（ｂ）に示すように、シリコンウエハ１６の両面にアルミニウム薄膜１７をスパッタリング装置もしくは蒸着装置を用いて形成した後、ホトリソプロセスを用いて、シリコンウエハ１６の表面に形成されたアルミニウム薄膜１７にレジスト塗布・パターン露光・現像・アルミニウムのエッチングを両面から行い、シリコンウエハ１６の表面側にレンズ孔のパターン１７ａを形成すると共に、シリコンウエハ１６の裏面側にギャップパターン１７ｂを形成する。ここで、両面のホトリソプロセスの代わりに、片面ごとに行なうホトリソプロセスを用いても良い。
【００４６】
次いで、図５Ａ（ｃ）に示すように、ドライエッチング法を用いて、シリコンウエハ１６の表面側からシリコンのドライエッチング加工を行い、凹部４１を形成する。この時、図６に示すように、シリコンウエハ１６にマスク材１７を用いて開口部パターン１７ａを形成した後（図６（ａ）参照）、低温ドライエッチング法を用いて円筒上の垂直な穴４１ａを形成し（図６（ｂ）参照）、その後、等方性ウエットエッチングによってレンズ形状の凹部４１を形成する（図６（ｃ）参照）。この場合の凹部４１の上端部２４はほぼ垂直に形成される。
【００４７】
なお、図７に示すように、シリコンウエハ１６にマスク材１７を用いて開口部パターン１７ａを形成した後（図７（ａ）参照）、ＩＣＰ―ＲＩＥ装置を用いたドライエッチングを行い、円筒上の垂直な穴２３を深く形成し（図７（ｂ）参照）、その後、等方性ドライエッチングによってレンズ形状の凹部４１を形成してもよい（図７（ｃ）参照）。この場合の凹部４１の上端部２４にはくびれが形成される。凹部４１にくびれが形成されることによって、微小レンズ６の樹脂材料を埋め込んだ場合に表面積を増加させることができるので、微小レンズ６を第１基板１の下面側に位置させた場合でも微小レンズ６が第１基板１より落下することがない。図７に示すように、加工深さを深くし、その後に行なう等方性ドライエッチングと組み合わせることによって、レンズの曲率半径を任意に設定することが可能であると共に、凹部４１の開口部が内部より若干狭い半球状の凹部とすることが可能である。
【００４８】
次いで、図５Ａ（ｃ）に示すように、シリコンウエハ１６の裏面側からシリコンのドライエッチング加工を行い、ミアンダ梁４及び直梁１２の厚さまでエッチング加工を行なうことで、ギャップ５を形成する。
【００４９】
なお、上述したドライエッチング加工装置には誘導結合型のプラズマエッチング［ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）−ＲＩＥ］装置を用いることによりアスペクト比２０程度の垂直な壁を有するエッチング加工を行なえる。
【００５０】
次いで、図５Ａ（ｄ）に示すように、シリコンウエハ１６の全面に熱酸化膜２０を形成する。熱酸化膜２０はコイル８及び配線１４の絶縁材料として適用するものであり、他の方式、例えばＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)装置やスパッタリング装置を用いてＳｉＮもしくはＳｉＯ２膜の絶縁材料を形成しても良い。
【００５１】
次いで、図５Ａ（ｅ）に示すように、シリコンウエハ１６の裏面側にコイル８を形成する。コイル８は、シリコンウエハ１６の裏面側にコイルパターンを形成し、スパッタリング装置を用いて薄膜金属を形成した後、リフトオフ法を用いて配線部以外を除去することにより形成する。コイル８の下地膜としてはＡｕ、Ｐｔ、ＴｉもしくはＣｒが良い。これはＴｉ及びＣｒは熱酸化膜との密着性を向上させるために必要であり、Ｐｔはこの後のプロセスにおいて温度上昇時にＡｕとＴｉもしくはＣｒが熱的に共晶反応などを起すことを抑制するために用いている。その後、電解めっき法を用いてコイルを厚く形成する。めっき材料としてＣｕやＮｉを用いることができる。
【００５２】
次いで、図５Ａ（ｆ）に示すようにシリコンウエハ１６の表面側にレジスト２１を形成した後、ホトリソプロセスを用いてミアンダ梁４、直梁１２などのパターン４ａを形成し、図５Ｂ（ｇ）に示すようにこのパターン４ａを熱酸化膜にパターンを転写する。
【００５３】
次いで、図５Ｂ（ｈ）に示すように、凹部４１内にレンズ樹脂材料を充填することにより、微小レンズ６を成形する。この時、シリコンウエハ１６に対して別に加工されたシリコンウエハ１６を準備して、２枚のシリコンウエハ１６を高精度に位置決めした後、レンズ樹脂材料を挟み込んで微小レンズ６の成形を両面から行なうことでレンズの両面に異なる形状を転写することができる。
【００５４】
次いで、図５Ｂ（ｉ）に示すようにミアンダ梁４、直梁１２などの加工をシリコンのドライエッチング法を用いて行なう。この加工によって微小レンズ６を搭載した島状の部分が複数のミアンダ梁４、直梁１２によって支持された構造体（レンズ搭載部１９）となる。
【００５５】
次いで、図５Ｂ（ｊ）に示すように微小レンズ６の下側に微小レンズ６の半球部６ａが露出するように貫通孔１９ａを形成する。これによってレーザ通路１０が加工される。この時、貫通孔１９ａは、ドライエッチング加工によって形成されるので、垂直に加工することが可能である。そのため、貫通孔１９ａの開口面積を小さくしてコイル８を形成する部分の面積を増加させることができる。
【００５６】
次いで、図５Ｂ（ｋ）に示すように、ミアンダ梁４、直梁１２などを形成するギャップ部分の上に閉塞部材９をパターニングによって形成することで、第１基板１の構造体が完成する。
【００５７】
本実施例の効果を構成と共に纏めると、次の通りである。
【００５８】
レーザ光線を絞る微小レンズ６を搭載した光ヘッド５２と、光ヘッド５２を支持したヘッド支持機構５３と、光ヘッド５２を記録媒体５１の径方向に移動するようにヘッド支持機構５３を駆動する駆動装置５４とを備え、レーザ光線を用いて記録媒体５１に情報を記憶しまたは記録媒体５１の情報を再生する光記録再生装置５０において、光ヘッド５２は、ヘッド支持機構５３に対して支持された周辺基板部１８とこの周辺基板部１８の中央に変位可能に支持されたレンズ搭載基板部１９とからなる基板と、レンズ搭載基板部１９に搭載された微小レンズ６と、レンズ搭載基板部１９を駆動する微動アクチュエータ３３とを備える構成としているので、小型、安価で、高精度位置決めを可能として高記録密度化が図れる光記録再生装置５０が実現できる。即ち、周辺基板部１８の中央に変位可能にレンズ搭載基板部１９を支持しているので、微動アクチュエータ３３によって駆動される部分を極めて小さくすることができる。これによって、微動アクチュエータ３３を小型で安価なものとすることができると共に、レンズ搭載基板部１９を高精度に変位させて光ヘッド５２の位置決め精度を格段に向上することができ、これに伴って高記録密度化を図ることができる。
【００５９】
また、基板は、レンズ搭載基板部１９の周囲を取り囲むようにギャップ５５を設けることにより周辺基板部１８の内側にレンズ搭載基板部１９を形成すると共に、レンズ搭載基板部１９を周辺基板部１８に可撓性を有する梁を介して支持した構成としているので、簡単な構造で、レンズ搭載基板部１９を安定して変位させることができる。特に、梁はレンズ搭載基板部１９を記録媒体５１の半径方向に変位可能とするミアンダ梁４を有する構成としているので、さらにレンズ搭載基板部１９を高精度にかつ安定して変位させることができる。しかも、梁は、レンズ搭載基板部１９を記録媒体５１の半径方向に変位可能とするように、レンズ搭載基板部１９の両側に位置する一対のミアンダ梁４と、レンズ搭載基板部１９の両側でかつ一対のミアンダ梁４に直交する一対の直梁１２とを有する構成としているので、さらにレンズ搭載基板部１９を高精度にかつ安定して変位させることができる。
【００６０】
また、梁の記録媒体側に位置してギャップ５を閉塞する閉塞部材９を設けているので、梁にゴミや異物が付着することを防止でき、安定した梁の変位を確保することができる。
【００６１】
また、微動アクチュエータ３３としてコイル８及びこれに対向する永久磁石７からなる電磁アクチュエータを用いているので、静電式アクチュエータを用いる場合に比較して、微動アクチュエータ３３の小型化を図ることができると共に、レンズ搭載基板部１９を高精度に変位させることができる。特に、電磁アクチュエータを構成するコイル８または永久磁石７の何れか一方を第１基板に設けると共にその他方を第２基板に設ける構成としているので、極めて小型な微動アクチュエータ３３とすることができる。
【００６２】
また、基板はレンズ搭載基板部１９、梁及び周辺基板部１８を同一部材で一体に形成した構成としているので、格段に安価なものとすることができる。
【００６３】
次に、本発明の第２〜第４実施例について図８〜図１０を用いて説明する。図８は本発明の第２実施例の光記録再生装置に用いる光ヘッドの切断端面図、図９は本発明の第３実施例の光記録再生装置に用いる光ヘッドの切断端面図、図１０は本発明の第４実施例の光記録再生装置に用いる光ヘッドの切断端面図である。この第２〜第４実施例は、以下に述べる点で第１実施例と相違するものであり、その他の点については第１実施例と基本的には同一である。
【００６４】
第２実施例では、第１基板１に形成するミアンダ梁４を、基板表面側ではなく、基板裏面側に形成する構造である。この構造では、コイル８に通電を行なうための配線を２層からなる多層配線とすることで、基板表面側に貫通孔で取り出す必要がなく、第１基板１の裏面側に取り出すことができる。さらに、ゴミや異物などの進入を防ぐための閉塞部材９をレンズ周辺に設けられたギャップ５の中に形成することが可能である。
【００６５】
第３実施例では、第１実施例に示した２枚の基板１、３を、３枚の基板１、２５、３で構成するようにしたものである。即ち、第３実施例では、第１基板１とその下側に設けた第３基板２５とにより、第１実施例における第１基板１の機能を有するようにしたものである。具体的には、第１実施例におけるコイル８の形成に関する工程を除いて第１基板１を製造し、第３基板２５の裏面側にコイル８を形成して第３基板２５を製造し、第１基板１と第３基板２５とを組み合わせたものである。このような構造を用いることで、各基板１、２５を個別に加工することができることから、低コストで加工を行なうことが可能となる。
【００６６】
第４実施例は、本発明がシリコンのマイクロマシニング加工を用いていることから複雑な構造体の加工が行なえることを利用した例である。この第４実施例では、第１基板１と第２基板３とを高精度に位置決めを行なうために、第１基板１に位置決め用の突起２６を第２基板３に位置決め用の溝２７を形成した構造である。第１基板１に形成する突起２６はシリコンの異方性ウエットエッチング法を用いて形成することができる。第１基板１に形成された突起２６は｛１１１｝結晶面からなる斜面によって形成できる。これは｛１１１｝結晶面が他の結晶面と比較してエッチング速度が遅いためである。例えば｛１１１｝結晶面と｛１００｝結晶面のエッチング速度の比で比較すると１：１００程度のエッチング速度に差ができる。そのため、｛１１１｝結晶面で囲まれた突起２６が形成できる。同様に、第２基板には｛１１１｝結晶面に囲まれた位置決め溝２７を形成することができる。両基板１、３に形成した突起２６及び溝２７は同一の結晶面を適用していることから斜面の角度は（１００）面に対して５４．７°の角度を有しており、高精度に位置決めを行なうことができる。シリコンの異方性エッチング液には水酸化カリウム水溶液を用いることが良い。これ以外にも、水酸化カリウム水溶液にイソプロピルアルコールを数％程度混入したエッチャントもしくはその他のウエットエッチング液、例えば、エチレンジアミンピロカテコール、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、ヒドラジンを用いることができる。
【００６７】
次に、本発明の第５実施例を図１１を用いて説明する。図１１は本発明の第５実施例の光記録再生装置に用いる光ヘッドの製造方法を説明する図である。
【００６８】
第５実施例では、各基板の組立ては、シリコンウエハ１６上に多数個形成した各基板を、位置合わせマーク３２を用いて高精度に位置決めを行った後、各基板を積層することによってウエハレベルで形成するものである。その後、ダイシングマシンなどを用いてチップ３１に切断することにより、量産性に優れたレンズ搭載型アクチュエータ基板を低コストで製造することができる。なお、ダイシングマシンで加工する場合でもゴミや異物の進入を防止する構造が適用されていることからウエハレベルで組立てを行い、切断加工を行っても問題はない。以上のような加工手段を適用することにより、レンズ及びアクチュエータ機構が搭載された基板をウエハレベルで製造することが可能となることから量産性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第１実施例の光記録再生装置の斜視図である。
【図２】図１の光記録再生装置に用いる光ヘッドの切断端面図である。
【図３Ａ】図２の第１基板を表側から見た斜視図である。
【図３Ｂ】図２の第１基板を裏側から見た斜視図である。
【図４】図２の第２基板を表側から見た斜視図である。
【図５Ａ】図２の第１基板の製造方法の各工程を示す切断端面図である。
【図５Ｂ】図２の第１基板の製造方法の各工程（続き）を示す切断端面図である。
【図６】図５Ａ（ｃ）におけるシリコンウエハに凹部を形成する詳細工程を示す切断端面図である。
【図７】図６の変形例の工程を示す切断端面図である。
【図８】本発明の第２実施例の光記録再生装置に用いる光ヘッドの切断端面図である。
【図９】本発明の第３実施例の光記録再生装置に用いる光ヘッドの切断端面図である。
【図１０】本発明の第４実施例の光記録再生装置に用いる光ヘッドの切断端面図である。
【図１１】本発明の第５実施例の光記録再生装置に用いる光ヘッドの製造方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００７０】
１…第１基板、２…スペーサ、３…第２基板、４…ミアンダ梁、５…ギャップ、６…微小レンズ、６ａ…レンズ部、６ａ１…半球面、６ａ２…平坦面、６ｂ…フランジ部、７、７ａ、７ｂ…永久磁石、８…コイル、９…閉塞部材、１０…レーザ通路、１１…位置決め孔、１２…直梁、１３…電極パッド、１４…配線、１５…貫通孔、１６…シリコンウエハ、１７…アルミニウム薄膜、１８…周辺基板部、１９…レンズ搭載基板部、２０…熱酸化膜、２１…レジスト、２２…マスク材、２５…第３基板、２６…位置決め用の突起、２７…位置決め用の溝、２８…コリメートレンズ、２９…固定基板、３０…位置決めピン、３１…チップ、３２…位置合わせマーク、３３…微動アクチュエータ（電磁アクチュエータ）、４１…凹部、４１ａ…円筒状の垂直穴、５１…記録媒体、５２…光ヘッド、５３…ヘッド支持機構、５３ａ…サスペンション、５３ｂ…アーム、５４…駆動装置、５５…スピンドルモータ、５６…ベース、５７…軸。
【図１】
2006252646.tif 000003
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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