(57)【要約】互に平行な第１面と第２面を有し、該第１面上にコイルの形成されたガラス板と、ガラス板の第２面上に接着された半球レンズとを含んだ光磁気ヘッドの組立装置であって、互に直交するＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能なＸＹステージと、ＸＹステージ上に搭載された治具と、半球レンズを把持する把持機構と、把持機構を互に直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能なように担持するＸＹＺステージとを含んでいる。組立装置は更に、治具上に載置されたガラス板及び半球レンズを観察する干渉顕微鏡と、干渉顕微鏡をＺ軸方向に移動可能に支持するＺステージと、干渉顕微鏡の観察像を撮像する撮像装置と、撮像装置に接続された画像処理装置と、ＸＹステージ、ＸＹＺステージ、Ｚステージ及び画像処理装置に接続された制御装置とを含んでいる。
2004003905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互に平行な第１面と第２面を有し、該第１面上にコイルの形成されたガラス板と、前記ガラス板の第２面上に接着された半球レンズとを含んだ光磁気ヘッドの組立装置であって
互に直交するＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能なＸＹステージと、
前記ＸＹステージ上に搭載された治具と、
前記半球レンズを把握する把持機構と、
前記把持機構を互に直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能なように担持するＸＹＺステージと、
前記治具上に載置された前記ガラス板及び半球レンズを観察する顕微鏡と、
前記顕微鏡をＺ軸方向に移動可能に支持するＺステージと、
前記顕微鏡の観察像を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置に接続された画像処理装置と、
前記ＸＹステージ、ＸＹＺステージ、Ｚステージ及び画像処理装置に接続され、該ＸＹステージ、ＸＹＺステージ、Ｚステージ及び画像処理装置を制御する制御装置と、
を具備したことを特徴とする光磁気ヘッドの組立装置。
【請求項２】
前記ガラス板の第２面上に接着剤を供給する接着剤供給装置を更に具備した請求項１記載の光磁気ヘッドの組立装置。
【請求項３】
前記ガラス板の第２面上に供給された接着剤に紫外線を照射する紫外線照射光源を更に具備した請求項２記載の光磁気ヘッドの組立装置。
【請求項４】
前記画像処理装置に接続された表示装置を更に具備した請求項１記載の光磁気ヘッドの組立装置。
【請求項５】
前記治具上に載置された前記ガラス板の傾きを補正するＸＹ回転ステージを更に具備し、
該ＸＹ回転ステージは前記制御装置に接続されている請求項１記載の光磁気ヘッドの組立装置。
【請求項６】
前記顕微鏡は干渉顕微鏡から構成される請求項１記載の光磁気ヘッドの組立装置。
【請求項７】
互に平行な第１面と第２面を有し、該第１面上にコイルの形成されたガラス板と、前記ガラス板の第２面上に接着された半球レンズとを含んだ光磁気ヘッドの組立方法であって、
治具上にガラス板を載置し、
干渉顕微鏡の焦点を前記ガラス板上に形成されたコイルに合わせ、
干渉顕微鏡の観察像を撮像し、
撮像された画像から画像処理装置により前記コイルの中心位置の座標を算出し、
コイル中心位置が撮像装置の視野中心位置に一致するように前記治具を移動し、
前記ガラス板の第２面上に接着材を供給し、
前記半球レンズを前記ガラス板の第２面上に載置し、
干渉顕微鏡の焦点を前記半球レンズの頂点より若干下面に合わせ、
干渉顕微鏡で前記半球レンズ表面に現れるモアレ縞を観察し、
干渉顕微鏡の観察像を撮像し、
撮像された画像から画像処理装置により前記半球レンズの中心位置の座標を算出し、
レンズ中心位置が撮像装置の視野中心位置に一致するように前記治具を移動し、
前記接着剤を硬化させて前記半球レンズを前記ガラス板に接着する、
各ステップから構成されることを特徴とする光磁気ヘッドの組立方法。
【請求項８】
前記干渉顕微鏡の焦点をコイルに合わせるステップの前に、干渉顕微鏡の焦点を前記ガラス板の第２面に合わせ、
干渉顕微鏡で前記ガラス板上の干渉縞を観察し、
干渉顕微鏡の焦点を若干上昇させ、
干渉縞の移動方向から前記ガラス板の傾きを測定し、
前記ガラス板が水平となるように調整する、
各ステップを更に具備した請求項７記載の光磁気ヘッドの組立方法。
【請求項９】
前記接着剤の硬化は紫外線照射により達成される請求項７記載の光磁気ヘッドの組立方法。
【請求項１０】
前記コイル中心位置の座標算出ステップは、コイル内周形状のパターン像及びコイル中心位置をマスターパターンとして登録しておき、撮像画面を前記マスターパターンに一致させるステップから構成される請求項７記載の光磁気ヘッドの組立方法。
【請求項１１】
前記コイルはコイル中心からコイル内周円の最短距離を半径とする円形絶縁保護層を有しており、
前記コイル中心位置の座標を算出するステップは、前記円形絶縁保護層の中心を求めるステップから構成される請求項７記載の光磁気ヘッドの組立方法。
【請求項１２】
前記コイルはコイル中心からコイル内周円の最短距離を半径とする円形パターンの外側に絶縁保護層を有しており、
前記コイル中心位置の座標を算出するステップは、前記円形パターンの中心を求めるステップから構成される請求項７記載の光磁気ヘッドの組立方法。
【請求項１３】
光磁気ヘッドであって、
互に平行な第１面と第２面を有し、該第１面上にコイルの形成されたガラス板と、
前記ガラス板の第２面上に接着された第１レンズと、
前記第１レンズから所定距離離間して配置された第２レンズと、
一端が前記ガラス板に接着され、他端で前記第２レンズを保持するレンズホルダとを具備し、
前記コイルは、コイル中心からコイル内周円の最短距離を半径とする円形絶縁保護層を有していることを特徴とする光磁気ヘッド。
【請求項１４】
光磁気ヘッドであって、
互に平行な第１面と第２面を有し、該第１面上にコイルの形成されたガラス板と、
前記ガラス板の第２面上に接着された第１レンズと、
前記第１レンズから所定距離離間して配置された第２レンズと、
一端が前記ガラス板に接着され、他端で前記第２レンズを保持するレンズホルダとを具備し、
前記コイルは、コイル中心からコイル内周円の最短距離を半径とする円形パターンの外側に絶縁保護層を有していることを特徴とする光磁気ヘッド。
【請求項１５】
光磁気記録媒体に情報を記録／再生する光磁気ディスク装置であって、
記録媒体を回転するモータと、
光ビームを発生する光源と、
該光ビームを光磁気記録媒体上にフォーカスする光磁気ヘッドとを具備し、
前記光磁気ヘッドは、
互に平行な第１面と第２面を有し、該第１面上にコイルの形成されたガラス板と、
前記ガラス板の第２面上に接着された第１レンズと、
前記第１レンズから所定距離離間して配置された第２レンズと、
一端が前記ガラス板に接着され、他端で前記第２レンズを保持するレンズホルダとを具備し、
前記コイルは、コイル中心からコイル内周円の最短距離を半径とする円形絶縁保護層を有していることを特徴とする光磁気ディスク装置。
【請求項１６】
光磁気記録媒体に情報を記録／再生する光磁気ディスク装置であって、
記録媒体を回転するモータと、
光ビームを発生する光源と、
該光ビームを光磁気記録媒体上にフォーカスする光磁気ヘッドとを具備し、
前記光磁気ヘッドは、
互に平行な第１面と第２面を有し、該第１面上にコイルの形成されたガラス板と、
前記ガラス板の第２面上に接着された第１レンズと、
前記第１レンズから所定距離離間して配置された第２レンズと、
一端が前記ガラス板に接着され、他端で前記第２レンズを保持するレンズホルダとを具備し、
前記コイルは、コイル中心からコイル内周円の最短距離を半径とする円形パターンの外側に絶縁保護層を有していることを特徴とする光磁気ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、光磁気ヘッドの組立方法及び装置に関する。
【背景技術】  近年、動画を含む画像情報などを取り扱う情報量の増大化に伴い、光記録媒体への高密度記録を実現するために、集光されるビームスポットの形状は益々縮小化することが求められ、対物レンズの開口数は大きくなり、光記録媒体と対物レンズとの間の動作距離も短くなってきている。対物レンズの開口数は、主として対物レンズの非球面単眼レンズの製造に制約があるため、１枚の対物レンズの高開口数化には限界がある。そこで、高開口数を達成するために、半球レンズをレーザ結像側に配した２枚の組みレンズを用いた光ピックアップの提案がなされている。
この組みレンズを磁界変調記録方式の光磁気ディスク装置に用いる構成として、半球レンズにコイル付きガラス板を取り付けた光磁気ヘッドが提案されている。この光磁気ヘッドにおいては、ビーム結像位置において効率良くコイルが磁界を発生するために、コイルの内周はビーム経路に対してぎりぎりまで狭めてある。従って、コイル付きガラス板と半球レンズの接合にはレーザビームがコイル内周にけらないように、半球レンズの光軸とコイル中心を精密に位置合わせする必要がある。
コイルの内径を大きくしてレーザビームがコイル内周によりけられるのを防止しようとすると、コイルが発生する磁界を大きくしないと、媒体への情報の記録／再生に必要な磁界が不足してしまう。よって、コイルの内径は極力小さくしたい。従って、半球レンズの光軸とコイルの中心が精密に位置合わせされれば、コイルを小さくでき、小型な光学ヘッドの提供が可能であり、光量やビーム形状に影響を与えずに、少ない磁界発生用電流でコイルを駆動して必要な磁界を媒体に効率的に与えることができる。
【発明の開示】
よって、本発明の目的は、半球レンズの光軸とコイル中心を精密に位置合わせすることが可能な光磁気ヘッドの組立方法及び装置を提供することである。
本発明の一側面によると、互に平行な第１面と第２面を有し、該第１面上にコイルの形成されたガラス板と、前記ガラス板の第２面上に接着された半球レンズとを含んだ光磁気ヘッドの組立装置であって互に直交するＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能なＸＹステージと、前記ＸＹステージ上に搭載された治具と、前記半球レンズを把握する把持機構と、前記把持機構を互に直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能なように担持するＸＹＺステージと、前記治具上に載置された前記ガラス板及び半球レンズを観察する顕微鏡と、前記顕微鏡をＺ軸方向に移動可能に支持するＺステージと、前記顕微鏡の観察像を撮像する撮像装置と、前記撮像装置に接続された画像処理装置と、前記ＸＹステージ、ＸＹＺステージ、Ｚステージ及び画像処理装置に接続され、該ＸＹステージ、ＸＹＺステージ、Ｚステージ及び画像処理装置を制御する制御装置と、を具備したことを特徴とする光磁気ヘッドの組立装置が提供される。
好ましくは、光磁気ヘッドの組立装置は、ガラス板の第２面上に接着剤を供給する接着剤供給装置と、供給された接着剤に紫外線を照射する紫外線照射光源を更に含んでいる。好ましくは、顕微鏡は干渉顕微鏡から構成される。更に好ましくは、光磁気ヘッドの組立装置は、画像処理装置に接続された表示装置と、治具上に載置されたガラス板の傾きを補正するＸＹ回転ステージを更に含んでおり、ＸＹ回転ステージは制御装置に接続されている。
本発明の他の側面によると、互に平行な第１面と第２面を有し、該第１面上にコイルの形成されたガラス板と、前記ガラス板の第２面上に接着された半球レンズとを含んだ光磁気ヘッドの組立方法であって、治具上にガラス板を載置し、干渉顕微鏡の焦点を前記ガラス板上に形成されたコイルに合わせ、干渉顕微鏡の観察像を撮像し、撮像された画像から画像処理装置により前記コイルの中心位置の座標を算出し、コイル中心位置が撮像装置の視野中心位置に一致するように前記治具を移動し、前記ガラス板の第２面上に接着材を供給し、前記半球レンズを前記ガラス板の第２面上に載置し、干渉顕微鏡の焦点を前記半球レンズの頂点より若干下面に合わせ、干渉顕微鏡で前記半球レンズ表面に現れるモアレ縞を観察し、干渉顕微鏡の観察像を撮像し、撮像された画像から画像処理装置により前記半球レンズの中心位置の座標を算出し、レンズ中心位置が撮像装置の視野中心位置に一致するように前記治具を移動し、前記接着剤を硬化させて前記半球レンズを前記ガラス板に接着する、各ステップから構成されることを特徴とする光磁気ヘッドの組立方法が提供される。
好ましくは、光磁気ヘッドの組立方法は、干渉顕微鏡の焦点をコイルに合わせるステップの前に、干渉顕微鏡の焦点をガラス板の第２面に合わせ、干渉顕微鏡でガラス板状の干渉縞を観察し、干渉顕微鏡の焦点を若干上昇させ、干渉縞の移動方向からガラス板の傾きを測定し、ガラス板が水平となるように調整する各ステップを更に含んでいる。
例えば、コイル中心位置の座標を算出するステップは、コイル内周形状のパターン像及びコイル中心位置をマスターパターンとして登録しておき、撮像画面をマスターパターンに一致させるステップから構成される。代替案として、コイル中心からコイル内周円の最短距離を半径とする円形絶縁保護層を有するコイルを使用する。そして、コイル中心位置の座標を算出するステップは、円形絶縁保護層の中心を求めるステップから構成される。この代替案の変形例として、コイル中心からコイル内周円の最短距離を半径とする円形パターンの外側に絶縁保護層を有するコイルを使用してもよい。この場合には、コイル中心位置の座標を算出するステップは、円形パターンの中心を求めるステップから構成される。
本発明の更に他の側面によると、光磁気ヘッドであって、互に平行な第１面と第２面を有し、該第１面上にコイルの形成されたガラス板と、前記ガラス板の第２面上に接着された第１レンズと、前記第１レンズから所定距離離間して配置された第２レンズと、一端が前記ガラス板に接着され、他端で前記第２レンズを保持するレンズホルダとを具備し、前記コイルは、コイル中心からコイル内周円の最短距離を半径とする円形絶縁保護層を有していることを特徴とする光磁気ヘッドが提供される。
本発明の更に他の側面によると、光磁気ヘッドであって、互に平行な第１面と第２面を有し、該第１面上にコイルの形成されたガラス板と、前記ガラス板の第２面上に接着された第１レンズと、前記第１レンズから所定距離離間して配置された第２レンズと、一端が前記ガラス板に接着され、他端で前記第２レンズを保持するレンズホルダとを具備し、前記コイルは、コイル中心からコイル内周円の最短距離を半径とする円形パターンの外側に絶縁保護層を有していることを特徴とする光磁気ヘッドが提供される。
【図面の簡単な説明】  図１は本発明実施形態の光磁気ヘッドの断面図；
図２は本発明実施形態の光磁気ヘッドの組立装置の概略構成図；
図３は本発明の光磁気ヘッドの組立方法を示すフローチャート；
図４Ａ〜図４Ｄはガラス板が水平面から傾いた場合のガラス板表面に発生する干渉縞の様子を示す説明図；
図５は本発明実施形態のコイルの平面図；
図６は本発明の他の実施形態のコイルの平面図；
図７は半球レンズに発生するモアレ縞を示す干渉顕微鏡の観察像である。
【発明を実施するための最良の形態】  図１は本発明実施形態にかかる光磁気ヘッド２の断面図を示している。光磁気ヘッド２は互に平行な第１面４ａと第２面４ｂを有するガラス板４を含んでいる。ガラス板４の第１面４ａ上には磁界発生用のコイル６がスパッタリング又は蒸着等により形成されている。ガラス板４の第２面４ｂ上には半球レンズ８が光学接着剤により接着されている。１０はレンズホルダであり、その一端はガラス板４に接着され他端でレンズ１２を保持している。半球レンズ８の光軸とレンズ１２の光軸は互に一致するように調整されており、更に半球レンズ８の光軸はコイル６の中心に概略一致するように調整されている。
光磁気ヘッド２は、磁界変調記録方式の光磁気ディスク装置に使用される光磁気ヘッドであり、モータ１３により回転される光磁気記録媒体（光磁気ディスク）１４に対してレーザビーム照射側にコイル６が設けられているフロントイルミネーションタイプの光磁気ヘッドである。即ち、光磁気記録媒体１４に対して、レーザダイオード等の光源１５から出射されたレーザービーム１７照射側にコイル６が設けられている。しかし、図１は本発明が適用可能な光磁気ヘッドの一例であり、本発明の応用は光変調記録方式やフロントイルミネーションタイプに限定されるものではない。また、光磁気記録媒体はディスク形状のみでなく、カード形状の記録媒体も利用可能である。以下、光磁気ヘッド２を組み立てる組立装置及び組立方法を図２及び図３を参照して説明する。
図２は本発明実施例にかかる光磁気ヘッドの組立装置の概略構成図である。１６は互に直交するＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能なＸＹステージであり、ＸＹステージ１６上にはＸ軸回り及びＹ軸回りに回転可能なＸＹ回転ステージ（２軸回転ステージ）１８が搭載されている。ＸＹ回転ステージ１８上には凹部２２を有する治具２０が搭載されている。
２４は半球レンズ８を把持する把持機構であり、この把持機構２４は互に直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能なＸＹＺステージ２６上に搭載されている。２８は干渉顕微鏡であり、Ｚ軸方向に移動可能なＺステージ３０により支持されている。干渉顕微鏡２８にはＣＣＤカメラ３２が搭載されている。ＣＣＤカメラ３２は画像処理装置３４に接続されており、画像処理装置３４の出力は表示装置３８で表示される。ＸＹステージ１６、ＸＹ回転ステージ１８、ＸＹＺステージ２６、Ｚステージ３０及び画像処理装置３４は、例えばパーソナル・コンピュータ等から構成される制御装置３６に接続され、制御装置３６により制御される。４０は光学接着剤を供給する接着剤ディスペンサであり、この接着剤は紫外線硬化型接着剤である。４２は紫外線を照射する紫外線照射光源である。
以下、図３のフローチャートを合わせて参照しながら、本発明実施形態の光磁気ヘッドの組立方法について説明する。まず、ステップＳ１０で、ガラス板４の第１面（コイル形成面）を下向きにしてガラス板４を治具２０上に搭裁する。次いで、ステップＳ１１でＺステージ３０を操作して、干渉顕微鏡２８の焦点をガラス板４の上面（第２面）に合わせ、干渉顕微鏡２８の観察像中に干渉縞を見つける（ステップＳ１２）。次いで、干渉顕微鏡２８の焦点を若干上昇させ（ステップＳ１３）、干渉縞の移動方向からガラス板４の傾きを測定する（ステップＳ１４）。
ガラス板４の傾き測定を図４Ａ〜図４Ｄを参照して更に説明する。図４Ａで、４４は干渉顕微鏡２８の光軸に直交する基準水平面である。４６は基準水平面４４とガラス板４の上面（第２面）とが交わる線であり稜線と呼ばれる。図４Ｂは図４Ａの状態のガラス板４を観察した干渉顕微鏡２８の観察像（視野像）であり、ガラス板４が基準水平面４４に対して傾斜している場合には、ガラス板４の表面には稜線４６に平行な干渉縞４８が生じており、この干渉縞４８はガラス板４の傾きが大きいほどその間隔が狭くなるものである。
図４Ｃは干渉顕微鏡２８の焦点を矢印５０に示すように若干上昇させた場合を模式的に示しており、このときの干渉顕微鏡２８の観察像は図４Ｄに示すようになる。図４Ｄの矢印５２に示すようにガラス板４の傾き方向（高い側）に干渉縞４８は移動する。よって、干渉縞４８の移動方向かガラス板４の傾きを測定することができる。
ステップＳ１４でガラス板４の傾き方向を判別した後、ステップＳ１５に進んでＸＹ回転ステージ１８を操作してガラス板４が基準水平面４４と平行となるように調整する。即ち、干渉縞４８はガラス板４が傾斜している場合に発生するので、干渉縞４８が消えるようにガラス板４の傾きを調整する。このようにガラス板４を水平に調整した後、ステップＳ１６に進んでＺステージ３０を操作することにより、干渉順微鏡２８の焦点をコイル６に合わせ、画像処理装置３４によりコイル６の中心位置を測定する（ステップＳ１７）。即ち、画像処理装置３４により、コイル６の中心位置の座標を算出する。
ステップＳ１７のコイル中心位置の座標を算出するステップは、例えば、コイル内周形状のパターン像及びコイル中心位置をマスターパターンとして画像処理装置３４に登録しておき、ＣＣＤカメラ３２による撮像画面をマスターパターンに一致させる、所謂パターンマッチングによって実施する。代替案として、図５に示すようなコイル中心からコイル内周円の最短距離を半径とする円形保護絶縁層５４を有するコイル６を使用する。円形保護絶縁層５４は例えば厚さ１μｍ程度のアルミナ膜から構成される。この場合、コイル中心位置の座標を算出するステップは、円形絶縁保護層５４の中心を求めるステップから構成される。
図５の変形例として、図６に示すようにコイル中心からコイル内周円の最短距離を半径とする円形パターン５６の外側に絶縁保護層５８を有していてもよい。絶縁保護層５８は例えばアルミナ膜から構成される。この場合には、コイル中心位置の座標を算出するステップは、円形パターン５６の中心を求めるステップから構成される。
次いで、ステップＳ１８に進んで、ＸＹステージ１６を操作することにより、コイル６の中心位置が組立基準位置、即ちＣＣＤカメラ３２の視野中心位置に一致するように治具２０を移動させる。次いで、接着剤ディスペンサ４０により紫外線硬化型光学接着剤をガラス板４の上面に供給する（ステップＳ１９）。次いで、半球レンズ８を把持機構２４で把持し（ステップＳ２０）、ＸＹＺステージ２６を操作して半球レンズ８をガラス板４の上面に載置する（ステップＳ２１）。
次いで、ステップＳ２２に進んでＺステージ３０を操作して干渉顕微鏡２８の焦点を半球レンズ８の頂点より若干下面に合わせる。次いで、ステップＳ２３に進んでレンズ中心位置を測定する。このレンズ中心位置の測定には、図７に示すように半球レンズ８の表面に現れる同心円状のモアレ縞６０を観察し、このモアレ縞６０をＣＣＤカメラ３２で撮像し、撮像された画像から画像処理装置３４により、半球レンズ８の中心位置の座標を算出し、それをレンズ頂点位置とする。
このようにして求めた半球レンズ８の光軸がＣＣＤカメラ３２の視野中心位置に一致するように、ＸＹステージ１６を操作して治具２０を移動する（ステップＳ２４）。即ち、半球レンズ８の光軸が前述した組立基準位置に一致するようにＸＹステージ１６を駆動する。位置合わせ後に、ステップＳ２５に進んで紫外線照射光源４２から紫外線を照射して接着剤を硬化することにより、半球レンズ８をガラス板４に接着する。
【産業上の利用可能性】  本発明は以上詳述したように構成したので、コイル及びレンズを有する光磁気ヘッドの組立を自動的に効率良く行うことができる。即ち、半球レンズの光軸がコイル中心位置に正確に合致した組立を実現することができる。半球レンズの光軸とコイル中心を精密に位置合わせすることができるので、小さいコイルを有する小型の光磁気ヘッドの提供が可能であり、光量やビーム形状に影響を与えずに、少ない磁界発生用電流でコイルを駆動して、必要な磁界を媒体に効率的に与えることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
2004003905.tif 000010
2004003905.tif 000011
2004003905.tif 000012
2004003905.tif 000013