(57)【要約】【課題】レンズを小型化して光源や光検出器と一体としようとすると、レンズやその他の光学部品を小さくしなければならず、組み立て調整のためのハンドリングが著しく困難となる問題点がある。【解決手段】情報記録媒体に光を集光させるレンズ108を有する第一の基板109と、表面に検出器102、103を有する第二の基板101と、それら第一、第二の基板との間にはプリズムとミラー105を有する層107が設けられ、この層には光源104が設けられた空洞部106がある構成となる。これらはレンズ、ミラー、プリズム、光源、光検出器がすべてウエハ上に配置された状態で、合わせマークなどによって調整されて形成される。【発明の効果】これにより、調整が容易で、小さい部品をハンドリングして調整する必要もなく、安価に大量に、高精度に、超小型の光ヘッドを作製することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報記録媒体に光を集光させるレンズを有する第一の基板と、
表面に検出器を有する第二の基板と、
前記第一の基板と前記第二の基板との間に設けられ、プリズムとミラーを有する層とを有し、
前記層には空洞部が設けられ、
前記空洞部には光源が設けられ、
前記光源から照射された光は、前記ミラーで反射され、前記レンズを通過し前記情報記録媒体に集光され、
前記情報記録媒体で反射された光は、前記レンズを通過し、前記プリズムを通過し、前記検出器で検出されることを特徴とする光ヘッド。
【請求項２】
前記レンズの有効径は0.5ｍｍ以下であり、
前記情報記録媒体のカバー層は0.1ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項３】
前記第一の基板と、前記層と、前記第二の基板の、相隣接する各側面は、いずれも実質的に同一面上にあることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項４】
前記レンズは、２枚のレンズの張り合わせによってなることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項５】
前記第１の基板は、コリメートレンズが形成された基板と対物レンズが形成された基板とが張り合わされた基板であることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項６】
前記第１の基板は、コリメートレンズが形成された基板と、λ／４板と、対物レンズが形成された基板とが張り合わされた基板であることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項７】
前記光源を出射する光が前記情報記録媒体で反射してプリズムに入射し、プリズム内の前記第二の基板との接合面と、前記第一の基板との接合面で各１回以上反射したのち、検出器に入射するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項８】
前記光源を出射する光は、前記プリズム内の前記第二の基板との接合面と、前記第一の基板との接合面で、複数回反射したのち、検出器に入射するように構成されていることを特徴とする請求項７記載の光ヘッド。
【請求項９】
前記第１の基板の前記レンズが形成された領域は、前記第１の基板の他の領域よりも突出して形成されていることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項１０】
情報記録媒体に光を集光させるレンズを有する第一の基板と、表面に検出器を有する第二の基板と、前記第一の基板と前記第二の基板との間に設けられ、プリズムとミラーを有する層とを有し、前記層には空洞部が設けられ、前記空洞部には光源が設けられ、前記光源から照射された光は、前記ミラーで反射され、前記レンズを通過し前記情報記録媒体に集光され、前記情報記録媒体で反射された光は、前記レンズを通過し、前記プリズムを通過し、前記検出器で検出されるように構成された光ヘッドと、
前記光ヘッドを搭載するアクチュエータと、
前記アクチュエータを駆動する手段とを有することを特徴とする光再生装置。
【請求項１１】
複数のレンズがアレイ状に形成された、第１の基板と、
複数のプリズムとミラーが、アレイ状に形成された、第２の基板と、
複数の検出器と光源が、アレイ状に形成された、第３の基板と、
前記第１，第２，第３の基板の位置あわせを行って、張り合わせる工程と、
前記張り合わせた工程の後、アレイ毎に切断する工程と、
を有することを特徴とする光ヘッドの製造方法。
【請求項１２】
前記第２の基板は、貫通する空洞部を、アレイ状に有し、前記空洞部に前記光源が設けられるように、位置あわせさせることを特徴とする請求項１１記載の光ヘッドの製造方法。
【請求項１３】
前記第１、第２，第３の基板には、それぞれ位置あわせマークが設けられ、これら位置あわせマーク同士を位置あわせすることによって、前記第１，第２，第３の基板を張り合わせることを特徴とする請求項１１記載の光ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光情報記録媒体から情報を再生又は記録する光ヘッド、光情報を再生又は／及び記録する装置、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光情報再生装置としては、ＣＤやＤＶＤなどの光ディスク装置が一般に普及している。ＣＤでは光ヘッドが1.2mmの厚さの基板ごしに波長780nmの光を開口数（NA）0.45で集光する。DVDではCDより大容量化を狙って、波長を650nmに短くし、NAを0.6に増加させている。これにともない、ディスクが傾いた場合に発生するコマ収差の影響を軽減させるために、基板の厚さは0.6mmとなっている。さらに近年、青紫色半導体レーザを用いるBlu-ray Disc（BD）と呼ばれる大容量光ディスクも商品化されている。ここではさらなる大容量化のために対物レンズのNAは0.85まで増加されている。したがってこれに伴い、ディスク傾きの影響を軽減するため、基板の厚さは0.1mmまで薄くされている。実際上、0.1mmの基板では120mmのディスクを保持できないため、1.1mmの厚さの基板に0.1mｍのカバー層をつけ、カバー層ごしに光を集光させている。
【０００３】
これらに用いられる光ヘッドの従来例として例えば特許文献１（特開平11-144297）がある。ここでは半導体レーザチップをプリズム、光検出器基板と一体化し、ＤＶＤとＣＤなど２種類の光ディスクに対応させて、これを上下２段積み重ねて集積化している。このモジュールからの光は、このモジュールとは別にアクチュエータに搭載された対物レンズによってディスク上に集光され、再びこのモジュールに入射し、プリズム内で反射されて光検出器によって受光される。
【０００４】
また他の光ヘッドの従来例として特許文献２（特開2004-103241）がある。ここでも半導体レーザとプリズム、光検出器を一体としてモジュール化している。モジュールを出射する光は、やはり外部にある対物レンズによって光ディスクに集光され、再びこのモジュールに戻る。特許文献１と異なり、モジュールには回折格子が付加されており、この回折格子によって光ディスクからの反射光を光検出器に導く。
【０００５】
また他の光ヘッドの従来例として特許文献３（特開2004-272951）がある。ここでは半導体レーザと光検出器が一体化されたモジュールに、回折格子に加えて対物レンズが一体化されている。回折格子は半導体レーザからの光が立ち上げミラーによって反射する前に作用させるべく、モジュール内に立てて配置される。これを用いた光ディスク装置では、この光ヘッドをスイングアームアクチュエータに搭載し、光ヘッド全体を駆動することによって、光ディスクからの信号を再生する。
【０００６】
さらに他の光ヘッドの従来例として特許文献４（特開平6-251410、対応USP5,481,386）がある。ここでは面発光レーザ、光検出器、回折レンズ、回折格子が一体にモジュール化されている。面発光レーザからの出射光を回折レンズを用いて光ディスクに光を集光し、反射光を回折格子によって光検出器に導いている。これを用いる光ディスク装置としては、スイングアーム上にこの光ヘッドを配置し、光ヘッド全体を駆動して、情報トラック上に光スポットを位置づける。
【０００７】
【特許文献１】特開平11-144297号公報
【０００８】
【特許文献２】特開2004-103241号公報
【特許文献３】特開2004-272951号公報
【特許文献４】特開平6-251410号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
光ディスクの大容量化にともない、光ディスクの記録膜を覆う透明な基板、またはカバー層は次第に薄くなっている。これによって記録膜上の光スポットの大きさが小さくなるだけでなく、基板、またはカバー層の表面での光スポットの大きさも小さくなっている。基板の屈折率を波長によらず約1.6とすれば、CDでは0.45/1.6×1.2×2＝0.68mm、DVDでは0.6/1.6×0.6×2＝0.45mm、BDでは0.85/1.6×0.1×2＝0.11mmである。また基板またはカバー層の表面から例えば0.1mm離れた位置でのビーム径は、CDでは0.68＋0.45×0.1×2＝0.77mm、DVDでは0.45+0.6×0.1×2＝0.57mm、BDでは0.11＋0.85×0.1×2＝0.28mmである。このように基板、またはカバー層が薄くなることに伴い、ビーム径を小さくすることが可能となる。そのためレンズを小型化して光源や光検出器と一体とすることが原理的には可能となる。しかしレンズが小さくなると、その他の光学部品も小さくなって、組み立て調整のためのハンドリングが著しく困難となる問題点がある。
【００１０】
特許文献１では、半導体レーザと光検出器、プリズムが一体化されているが、対物レンズが一体化されておらず、光学系の小型化に向いていない。またプリズムは個別に貼り付ける必要があるため、ハンドリングが困難で、調整に時間がかかるとともにそのための製造コストも低価格化が難しいという問題がある。
【００１１】
特許文献２では、特許文献１と同様に、対物レンズが一体化されておらず、光学系全体の小型化に向いていない。またプリズムは複雑な張り合わせプリズムを個別に調整して半導体レーザ／光検出器モジュールに貼り付けることが必要となり、調整時間や製造コストがかかる。
【００１２】
特許文献３では、対物レンズが一体化されているが、部品点数が多く調整が困難で、製造コストの低価格化が難しいという問題点がある。特に回折格子を光学系の中に立てて配置するため回折格子の位置の精度を確保することが難しい。
【００１３】
特許文献４では、対物レンズが一体化され、作製プロセスがすべて半導体プロセスで行える特徴があるが、発光角の半値全幅が狭いと、十分小さい集光スポットを得るために必要な光学系の倍率が大きくなるため、レーザから対物レンズまでの厚みが厚くなるという問題点がある。たとえばレーザの発光角の半値全幅が１０°、対物レンズの有効径を0.5mm、対物レンズの有効光束の最も外縁部の光線の強度の中心光軸上の強度に対する比（RIM強度）を0.2とすると、レーザからレンズまでの距離は約1.9mm必要となる。これにレーザの厚みやレンズの厚みが加わると３ｍｍ以上の厚さとなる可能性がある。
以上の課題に鑑み、本発明の目的は、対物レンズを一体化し、組み立て調整が容易で、薄く、超小型の光ヘッドを実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明においては、透明ウエハ上にマイクロレンズをアレイ状に作製し、同じく透明ウエハ上にプリズムと反射ミラーをかねた斜面を有する空洞をアレイ状に作製し、シリコンなどの半導体基板上に光検出器をアレイ状に作製し、光源を半導体基板に貼り付け、プリズム／ミラー基板、レンズ基板と張り合わせ、その後に切断することによって光ヘッドを構成する。半導体レーザは現在容易に高出力化が可能な端面発光型を用い、出射する光をミラーで垂直に立ち上げて、レンズでディスクに集光する。反射した光は再びレンズを介してミラー面に入射し、ミラー面を透過、屈折してプリズム基板の下面、上面で反射したのち、光検出器に導かれる。
【００１５】
また小型化のために対物レンズの有効光束径は0.5mm以下とし、光情報記録媒体のカバー層の厚さは0.1mm以下とする。これにより、一体型光ヘッドの厚さを２ｍｍ以下とすることが可能となる。たとえば近年のノート型パソコンなどではPCカードと言われる、名刺サイズで厚さ約５ｍｍのカードが装着できるスロットがほぼ標準的に搭載されている。厚さ２ｍｍの以下の光ヘッドができれば、媒体の厚さ0.6mm、上下筐体の厚みを合わせて0.2ｍｍ、回路基板等の厚さ１mm、その他、ディスクの面ぶれを考慮したヘッドとディスクのスペーシングを0.4mm、スピンドルモータのステータ基板部0.8mmとして光ヘッド厚さと合わせて5mm厚さ以下とすることができる。
【００１６】
また組み立ての容易さや、レーザの放熱性を考慮して、プリズム／ミラー基板の空洞は貫通穴とし、半導体レーザは半導体基板に実装してからプリズム／ミラー基板、レンズ基板と張り合わせる。
半導体基板と、プリズム／ミラー基板、レンズ基板を張り合わせてから、切断することにより、光ヘッドの側面はそれぞれの基板の側面が同一面上に配置されることになる。
レンズは、高NA化においては、コリメートレンズと対物レンズの張り合わせとする。
プリズム内に透過する屈折光線は、光学系の倍率を確保すると集光されるまでの光路が長くなるため、プリズム／ミラー基板の下面と上面を１回以上反射させてから検出器に入射させるようにする。
【００１７】
以上のように作製された光ヘッドはアクチュエータ上に配置され、全体を駆動することによって、光情報記録媒体上の情報トラックに位置づけられる。
このようにして出来たヘッドは、情報記録媒体に光を集光させるレンズを有する第一の基板と、表面に検出器を有する第二の基板と、それら第一、第二の基板との間にはプリズムとミラーを有する層が設けられ、この層には光源が設けられた空洞部がある構成となる。従って、光源から照射された光は、ミラーで反射され、レンズを通過し、外部の情報記録媒体に集光され、その後情報記録媒体で反射された光は、レンズを通過し、プリズムを通過し、検出器で検出されることとなる。このとき、プリズム／ミラー基板の下面と上面を１回以上反射させてから検出器に入射させるようにすると良い。
【発明の効果】
【００１８】
製造方法としては、レンズ、ミラー、プリズム、光源、光検出器がすべてウエハ上に配置された状態で、合わせマークなどによって調整されるため、調整が容易で、小さい部品をハンドリングして調整する必要もなく、安価に大量に、高精度に、超小型の光ヘッドを作製することが可能となる。
また、ヘッド又は装置としては、プリズム／ミラー基板の下面と上面を１回以上反射させてから検出器に入射させるようにすることにより、プリズム／ミラー基板を薄くしたまま、光学系の倍率を高くすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図を用いて説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は本発明による光ヘッドの基本構成を示す図である。シリコン基板101上に、光検出器102,103が作られており、端面発光型の半導体レーザ104が装着されている。シリコン基板の上に反射ミラー105を有する空洞部106が作られたプリズム／ミラー基板107が接着されており、さらにその上には対物レンズ108が作られたレンズ基板109が接着されている。３つの基板のそれぞれ４つの側面は揃っており、実質的に同一面上にある。ここで、実質的に同一面とは、以下に述べる製造方法のように、重ね合わせた基板ウエハーをダイシングして形成する際に、実際に生じる多少の凹凸を含むものである。
【００２１】
図２は図１を側面から見た断面図であり光束201と、光情報記録媒体202と合わせて示している。半導体レーザ104出射した光束201は反射ミラー105で反射され、対物レンズ108により光情報記録媒体202の記録膜203にカバー層204ごしに集光されている。反射光は再び対物レンズ108に入射し、反射ミラー105の反射面を透過、屈折し、光検出器102に一部が入射し、検出信号となり、一部が反射し、レンズ基板109とプリズム／ミラー基板107の接合面で反射され光検出器103で受光される。
【００２２】
図３は図1および図2に示した光ヘッドの部品分解図である。半導体レーザ104はシリコン基板101上に実装され、プリズム／ミラー基板107の空洞部106にすっぽりおさまるようにシリコン基板101とプリズム／ミラー基板107が接着される。さらにその上にレンズ基板109が接着される。半導体レーザ104の実装においては、図示しない半導体レーザの活性層ストライプの透過像か、半導体レーザ表面にパターニングされた図示しない合わせマークを、シリコン基板上の図示しない合わせマークに合わせて、あらかじめシリコン基板にパターニングされたハンダにより固定する。
このように、プリズム／ミラー基板の下面と上面を１回以上反射させてから検出器に入射させるようにすることにより、プリズム／ミラー基板を薄くしたまま、光学系の倍率を高くすることが可能となる。ここで光学系の倍率とは、光源側の有効NAに対する像側のNAの比である。特に無限系の対物レンズと、無限系のコリメートレンズを組み合わせる場合は、コリメートレンズの焦点距離の対物レンズ焦点距離に対する比と同じとなる。つまりレーザの発光角が狭くとも、RIM強度を高くするために光源からレンズまでの距離を長くとる配置としたとき、プリズム内の屈折光線が収束するのに必要な距離も長くなるが、反射の回数を増やすことによって、プリズム／ミラー基板を用いてそれを可能とする。
【００２３】
図４は実際の作製プロセスの概念図である。シリコンウエハ401上には光検出器102,103がアレイ状に作製されており、半導体レーザ104がそれぞれの光検出器ごとに実装されている。シリコン基板には合わせマーク404が複数個設けられており、これらに合わせてプリズム／ミラー基板ウエハ402上の合わせマーク405、レンズ基板ウエハ403上の合わせマーク406を合わせて張り合わせる。レンズ基板ウエハ403とプリズム／ミラー基板ウエハ402の張り合わせには例えば紫外線硬化樹脂などを挟んで密着し、紫外線を照射すればよい。このとき空洞部に樹脂が溢れ出さないよう、なおかつ各セルに満遍なく塗布するよう、樹脂の分量には注意が必要である。またプリズム／ミラー基板402とシリコンウエハ401との張り合わせには、紫外線硬化樹脂のほか、陽極接合などの方法もある。
【００２４】
図５は図４の張り合わせを行った状態を示す図、図６はそれを切断して光ヘッドにした状態の概念図である。図6において3枚の基板を接合してから切断しているため、切断したあとの３枚の基板の４つの側面は実質同一平面上に配置されることになる。
【００２５】
図７はレンズウエハ403、およびプリズム／ミラー基板ウエハ402の作製プロセスを示す図である。ガラス基板701にフォトレジスト702を塗布し、濃淡パターンのあるグレースケールフォトマスク703を密着して露光する。現像処理をするとレジストにレンズ形状とプリズム形状が形成され、これをC4F8ガスなどでドライエッチングすることによりガラスに転写する。その他、例えばプリズム基板などは機械加工により金型を作製してガラスやプラスチックの基板に転写する方法も考えられる。
このように、半導体レーザを半導体基板に実装してから、空洞が貫通したプリズム／ミラー基板と張り合わせることにより、ガラスやプラスチックなどより熱伝導性のよい半導体基板から容易に半導体レーザの放熱を行うことが可能となる。さらに空洞部に半導体レーザチップを配置調整するよりも、周囲に障害物がない状態で半導体基板に実装する方が、半導体レーザチップのハンドリングが容易となる。
半導体基板と、プリズム／ミラー基板と、レンズ基板を張り合わせてから切断することで各基板の側面が同一面上に配置されることから、温度変化に伴う応力集中が起こりにくく、アクチュエータにも実装しやすい形状とすることができる。
また、対物レンズとコリメートレンズを張り合わせることによってレンズ基板を形成することにより、対物レンズの高NA化が容易となる。
【実施例２】
【００２６】
図８は本発明の第二の実施例を示す図である。半導体レーザ104からの光が反射ミラー105によって反射され、コリメートレンズ802によって平行光とされ無限系対物レンズ804によって厚さ0.1mmのカバー層204を通して光情報記録媒体202の記録膜上に集光されている。半導体レーザ104はSiCでできた放熱用ステム801の上に実装されている。コリメートレンズ802はコリメートレンズ基板803の両面に形成された非球面からなり、半導体レーザ104の端面からコリメートレンズ802までの間隔を、焦点距離を一定のままなるべく短くするため、メニスカス型の形状となっている。対物レンズ804は対物レンズ基板805の両面に形成された、有効口径0.5mm、NA0.85の非球面レンズである。対物レンズ804の記録媒体側の面はカバー層204との衝突の可能性を軽減させるため、基板周辺部から0.1mm程度突出している。反射光は再び反射ミラー105の反射面に入射し、反射面を透過、屈折されてプリズム／ミラー基板107の底面と上面で反射したのち、光検出器102に一部が受光され、残りの光が反射されて再び上面で反射されたのち光検出器103で受光される。このように、光源104を出射する光は、プリズム107内の第二の基板101との接合面と、第一の基板803との接合面で、複数回反射したのち、検出器に入射するように構成されているため、プリズム／ミラー基板を薄くしたまま、より、光学系の倍率を高くすることが可能となる。半導体レーザ104、光検出器102,103への電気配線はシリコン基板101の底面からスルーホール806,807,808,809を介して結線され、光ヘッドからの電気的入出力はシリコン基板101の底面に図示しない、フレキシブルプラスチックケーブル（FPC）を介して行われる。光ヘッドの厚さはトータル２ｍｍ、長さは4.2mmである。
【００２７】
図９は図８の上面図である。光ヘッドの幅は約２ｍｍである。
【００２８】
図１０は図８の光学定数を示す表である。TYPEは面の種類を示しており、Sは球面または平面、Aが非球面、SDMは面の中心が光軸からずれた平面または球面ミラー、SDは面の中心が光軸からずれた平面または球面を示している。RADIUSは面の曲率半径をｍｍ単位で示しており、Infinityは曲率半径が無限大ということから面が平面であることを示している。DISTANCEは直後の面との距離をｍｍ単位で示しており、負の値は奇数回反射したあとの面間隔であることを示している。STOは絞りがある面を示す。ガラスはすべてM-LAF81であり、波長は405nmとし、INDEXはそのときの屈折率である。ただし奇数回反射後は負の値となっている。APE-Yは光線追跡図に表示する各面の半径であり、ｍｍ単位で示している。STO面の開口半径が0.25mmであることから、対物レンズの有効口径が0.5mmであることを示している。APは各面の開口の形状でありCが円形、Rが長方形であることを示す。ADEは面の傾きである。第７面が情報記録媒体の記録膜面であり、そのあと13面までは往路と同じ面を逆に辿っていることを示す。第１４面以降がプリズム内の反射面である。
【００２９】
図１１は図１０の非球面の非球面係数である。図１０の第２面、第３面がコリメートレンズ802の両面であるが、それぞれが表のような非球面係数で与えられる非球面となっている。また第4面（絞り面）、第５面が対物レンズ805の両面である。非球面式は
【００３０】
【数１】
2006236516.tif 000003
【００３１】
で与えられる。
【００３２】
図１２は図８の記録膜上の光スポットの波面収差の画角特性を示したものである。波長は405nmから±5nm変化させてプロットしており、いずれも最良像点における波面収差である。この結果からほぼ良好な集光特性が得られていることがわかる。
【００３３】
図１３は図８の光検出器102と103の間の、プリズム／ミラー基板上面でのスポット分布をディスク上のデフォーカス量、すなわち対物レンズ804とカバー層204との間隔をずらした場合に求めたものである。これにより検出器上には非点収差が発生していることがわかる。これは収束光が傾いた屈折面に入射することによって発生するもので、図８の光学系では避けられないが、ディスク面上の光スポットには何ら影響しないため、焦点検出とトラッキング検出さえできれば何ら問題を生じない。
【００３４】
図１４は図１３の光スポットのような非点収差のあるスポットから焦点ずれ信号とトラッキング誤差信号を検出するための検出器パターンと、信号演算式を示す図である。焦点の前後において、それぞれ３分割、６分割の帯状光検出器を設け、それぞれの出力信号から、図のような演算式により信号を得る。ここでFESは焦点ずれ信号（Focus Error Signal）、TESはトラッキング誤差信号（Tracking Error Signal）、RFSは再生RF信号（Radio Frequency Signal）である。ｋは焦点前後の総光量のアンバランスを補正するための演算ゲインである。
【００３５】
図１５は図１４の光検出器に入射する光の分布を、情報記録媒体のデフォーカス量を変えて計算したものである。図の左の数字がデフォーカス量である。これにより図１４の演算式により焦点ずれ信号が得られることがわかる。また遠い側の光検出器より記録媒体のトラックに垂直な方向の強度のアンバランスが検出することができ、プッシュプル方式によるトラッキング信号が、やはり図１４の演算式で求められることがわかる。
【００３６】
図１６はこれによって得られる焦点ずれ信号の概略図である。ほぼ±２μｍの焦点ずれ検出範囲があることがわかる。
【実施例３】
【００３７】
図１７は本発明の超小型光ヘッド１７０１による小型光ディスク装置の実施形態である。図１７（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。小型光ヘッド１７０１がアクチュエータアーム１７０８に取りつけられており、アクチュエータアーム１７０８はフォーカスアクチュエータ１７０７で光ヘッドの対物レンズの光軸方向に微動できるようになっている。さらにアクチュエータアーム１７０８とフォーカスアクチュエータ１７０７はカウンターバランス１７０５と共にスイングアーム１７０３に固定されており、スイングアーム１７０３はスイングモータ１７０４により小型光ヘッド１７０１を光ディスク１７０９の半径方向に駆動する。光ディスク１７０９はスピンドルモータ１７０２によって回転される。光ヘッドへの信号入出力は図示しないフレキシブルプラスチックケーブルにより制御回路１７０６へ結線されている。
【００３８】
以上のように作製した光ヘッドをアクチュエータに搭載して駆動することによって、レンズの有効径を小さくしても大きなディスク偏心に対応することが可能となる。通常の光ディスクではディスクの偏心に対しては、アクチュエータに搭載されたレンズだけが駆動されるが、この場合は固定光学系に対してレンズの軸が移動するため、反射光の分布によってトラッキング信号を検出するプッシュプル法においては、レンズシフトに伴うオフセットが発生する。その影響は有効光束径が小さいほど大きい。これを避けるために、DVDなどではディスク上に３つの光を集光して、両側のサブスポットからのプッシュプル信号と、メインスポットからのプッシュプル信号の差動演算によりオフセットをキャンセルする差動プッシュプル法などが用いられる。しかし３つのスポットを集光する光学系では回折格子などが必要となる上、サブスポットの分だけメインスポットの光利用効率が低下したり、不要な迷光が発生したりするなどの欠点がある。ここでは光ヘッドが容易に小型集積化できるため一体に駆動することによってオフセット発生を防ぐことが可能となる。
【実施例４】
【００３９】
図１８は本発明の光ヘッドのさらに別の実施例である。ここでは対物レンズ804とコリメートレンズ802の間に約0.1mm厚のλ／４板1801が挿入されている。このλ／４板1801を、レンズ面に接触せずに、対物レンズ基板805と、コリメートレンズ基板803ではさんで固定できるよう、それぞれレンズ周辺部に平坦でレンズ面よりも突出した面を設けている。この面によってλ／４板1801を挟みこむ。実際の固定においては図示していない接着剤などを用いればよい。このλ／４板1801に入射する直線偏光の透過光が円偏光となるようにλ／４板1801の結晶方位角を設定する。記録膜203からの反射光が再び対物レンズ804を透過して、再びλ／４板1801を透過すると、最初にλ／４板1801に入射したときとは偏光方向が９０度回転した直線偏光に変換される。ここで反射ミラー105の表面にS偏光が反射され、P偏光が透過するような図示していない多層膜を蒸着などの方法で成膜しておくことにより、ディスクからの反射光が再び反射ミラーによって反射されて、半導体レーザ104に戻るのを防ぐことができる。これにより半導体レーザ104への戻り光によって誘起されるレーザ発振強度のノイズを低減することができる。本実施例ではλ／４板が付け加わることによって、図８に示した実施例に比べ、原理的に光ヘッド全体の厚みが増す方向となる。しかし、ここではコリメートレンズ802の設計を見直し、ビーム拡大の効果を高めているため、図８と同じ厚さに抑えることができた。また本実施例においては、プリズム／ミラー基板107内の紙面内方向に最も集光される位置が５回目の反射面位置となるようにし、焦点ずれ検出のための光検出器102、103はそれぞれ３回目と７回目の反射位置に配置するようにしている。５回目の反射位置にも新たに光検出器1802を配置している。この検出器からの出力を再生信号とすることにより、再生信号を検出するための光検出器を分割型とする必要がなくなり、RF信号の信号対雑音比を改善することができる。
【００４０】
図１９は図１８の光ヘッドの上面図である。
【００４１】
図２０は本実施例における信号検出のための光検出器の配置と、信号演算式を示す図である。すでに述べたように中央の光検出領域からの出力信号をRFSとすることにより、再生信号の信号対雑音比を改善することができる。一般に別々の受光部からの信号は、一旦アンプによって電流電圧変換と増幅を行われ、その後加減算を行われる。このときにアンプによって加わるアンプノイズが演算後の信号において、寄与するアンプの数だけ加算される。したがって特に信号対雑音比を高める必要がある、再生信号（RFS）ではなるべく、１つの受光部で検出し、１つのアンプで電流電圧変換と増幅を行うことが望ましいのである。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明により、光情報再生装置の光ヘッドが、超小型化でき、調整が容易で、安価に製造できる。これにより例えば大容量の光ディスク装置が超小型化でき、携帯電話などへの搭載も可能となって、携帯電話における様々なアプリケーションの利用が可能となる。またビデオカメラに利用することによりデジタルカメラ並みのサイズでのビデオカメラも実現できる。超小型になった光ヘッドを１つの光ディスク装置に複数用いてパラレルに情報記録再生を行うことにより、実効的に転送速度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明による光ヘッドの基本構成を示す図
【図２】図１を側面から見た断面図
【図３】図1および図2に示した光ヘッドの部品分解図
【図４】作製プロセスの概念図
【図５】ウエハ張り合わせ後を示す図
【図６】張り合わせたウエハを切断して光ヘッドを作製したことを示す概念図
【図７】レンズ基板、プリズム基板の作製プロセスを示す図
【図８】本発明による光ヘッドの第二の実施例を示す図
【図９】図８の上面図
【図１０】図８の光学定数を示す表
【図１１】図１０の非球面の非球面係数を示す表
【図１２】図８の光学系のディスク面上のスポット収差特性
【図１３】検出器間の光スポットのディスク上デフォーカス依存性
【図１４】検出器パターンと信号演算式
【図１５】検出器上の光スポット分布のディスク上デフォーカス依存性
【図１６】焦点ずれ信号
【図１７】本発明の光ヘッドを用いた超小型光ディスク装置の実施例
【図１８】本発明の別の実施例の光ヘッドを示す図
【図１９】図１８の実施例の上面図
【図２０】図１８の実施例の検出器パターンと信号演算式
【符号の説明】
【００４４】
10１：シリコン基板、102：、103：光検出器、104：半導体レーザ、105：反射ミラー、106：空洞部、107：プリズム／ミラー基板、108：対物レンズ、109：レンズ基板、201：光束、202：光情報記録媒体、203：記録膜、204：カバー層、40１：シリコンウエハ、402：プリズム／ミラー基板ウエハ、403：レンズ基板ウエハ、404、405、406：合わせマーク、701：ガラス基板、702：フォトレジスト、703：グレースケールマスク、801：放熱用ステム、802：コリメートレンズ、803：コリメートレンズ基板、804：無限系対物レンズ、805：対物レンズ基板、806、807、808、809：スルーホール、1701：光ヘッド、1702：スピンドルモータ、1703：スイングアーム、1704：スイングモータ、1705：カウンターバランス、1706：制御回路基板、1707：フォーカスアクチュエータ、1708：アクチュエータアーム、1709：光ディスク、1801：λ／４板、1802：再生信号検出用光検出器、1803：スルーホール。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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