JP4245118B2 - 情報記録再生装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、近視野光を発生させる微小構造を有する近視野光発生素子を近視野光ヘッドとして利用し、高密度な情報の記録・再生を行う情報記録再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近視野光発生素子は、情報記録再生装置の近視野光ヘッドや、サンプルなどの光学的な観察を行うプローブとして現在利用あるいは検討が始められている。
【0003】
光を用いた情報記録再生装置は、大容量化・小型化の方向へと進化しており、そのため記録容量の高密度化が要求されている。その対策として、青紫色半導体レーザーを用いた研究・開発がおこなわれているが、これらの技術では光の回折限界の問題により、現在の記録密度の数倍程度の向上しか望めない。これに対し、光の回折限界を超えた微小領域の光学情報を扱う技術として近視野光を利用した情報記録再生方法が期待されている。
【0004】
この技術では、近視野光発生素子である近視野光ヘッドに形成した光の波長以下サイズの微小構造(例えば光学的開口)の近傍に発生する近視野光を利用する。これにより、従来の光学系において限界とされていた光の波長以下となる領域における光学情報を扱うことが可能となる。光学情報の再生方法としては、記録媒体表面に光を照射することにより微小マークに局在する近視野光を開口などの微小構造との相互作用により散乱光に変換する(コレクションモード)方法、あるいは開口などの微小構造より生成される近視野光を記録媒体表面に照射し、情報が記録された微小な凹凸や屈折率等の光学定数が変化した記録媒体表面との相互作用により変換される散乱光を別途設けた受光素子で検出する(イルミネーションモード)方法で可能である。記録は、開口などの微小構造より生成される近視野光を記録媒体表面に照射させ、メディア上の微小な領域の形状を変化させたり(ヒートモード記録)、微小な領域の屈折率あるいは透過率を変化させる(フォトンモード記録)ことにより行う。これら、光の回折限界を超えた光学的微小開口などの微小構造を有する近視野光ヘッドを用いることにより、従来の情報記録再生装置を超える高密度化が達成される。
【0005】
こうしたなか、一般に近視野光を利用した記録再生装置の構成は、磁気ディスク装置とほぼ同様であり、磁気ヘッドに代わり、近視野光ヘッドを用いる。サスペンションアームの先端に取り付けた光学的微小開口などの微小構造をもつ近視野光ヘッドをHDDなどで用いられているフライングヘッド技術により一定の高さに浮上させ、ディスク上に存在する任意のデータマークへアクセスする。高速に回転するディスクに近視野光ヘッドを追従させるため、ディスクのうねりに対応して姿勢を安定させるフレクシャー機能をもたせている。
【0006】
このような構成の近視野光ヘッドにおいて、開口などの微小構造に光を供給する方法として、光ファイバや光導波路を近視野光ヘッドに接続し、近視野光ヘッドに作成された開口などの微小構造に光源であるレーザーからの光束を照射する手段をとっていた。
【0007】
このような情報記録再生装置においては、光導波路端面から照射されたある広がり角度を持つ光束をミラー等で反射させ、開口などの微小構造に光束を照射するため、開口などの微小構造近傍での光のエネルギー密度が低くなり、微小構造近傍で発生する近視野光強度が低くなってしまう。
【0008】
そこで、光導波路端面と開口などの微小構造の間にレンズを設け、光導波路端面から照射された光束をレンズで開口などの微小構造近傍に集光させ、微小構造近傍で発生する近視野光強度を強くし、光の利用効率を高くしている。高NAのレンズを用いることで集光スポットサイズを小さくし、より微小な領域に光エネルギーを集中させることができる。この集光点に開口などの微小構造を配置することにより、微小構造近傍に発生する近視野光強度を強くし、レーザーからの光束を効率良く利用することが可能となる。
【0009】
しかし、上記のような情報記録再生装置では、光導波路やミラー等部品点数が多くなり、調整箇所も増える事から性能低下や調整時間などコストアップの原因となる。
【0010】
そこで、特開2000−215494において、大久保らは、可とう性を有する略棒状の光導波路を用い、該光導波路の一端側にコア内を伝搬する光の少なくとも一部をクラッドを透過する方向に反射する反射面を設け、該反射面で反射された光が透過する部位を中心とするクラッド表面に光の透過を遮断する遮光膜を形成し、さらに反射面で反射された光が透過する部位に対応する遮光膜の一部を削除して使用する光の波長よりも小さな開口部を形成することにより、先端の下面より近接場光を発生し得る片持ち梁状の光ピックアップを実現し、極めてシンプルな構成の光情報記録再生装置を提供している。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光導波路とミラー、レンズ等を個別に用意し組み立てる情報記録再生装置では、微小開口より十分強い近視野光を生成し、超高密度な情報の記録再生・高SN比化を実現することができるが、光源から近視野光ヘッドの微小開口まで効率良く光束を導くために、光導波路(薄膜光導波路や光ファイバー等)とミラー、レンズが必要となり、部品点数が増加してしまう。部品点数の増加は調整箇所を増やし、コストアップの要因となってしまうという課題があった。さらに増えた部品は近視野光ヘッドの質量を増大させるので、高速なトラッキングが困難となり、高速な情報の再生記録が困難となるという課題があった。
【0012】
また、特開2000−215494の大久保らの光ピックアップを用いた情報記録再生装置では、光導波路のコア内を伝搬する光束を、クラッドを透過する方向に反射する反射面により微小開口に導いているが、反射面が形成されたコアからクラッド側に反射された光束は広がり角をもち発散しながら微小開口に導かれるので、微小開口での光束のエネルギー密度が低下し、微小開口近傍に十分強い近視野光を生成することができなくなってしまうという課題があった。そこで、微小開口に入射される光束の高NA化をはかり微小開口での光束のエネルギー密度を高くするために、微小開口と反射面が形成されたコアとの間に微小なボールレンズを挿入し、微小開口に導く光束のエネルギー密度を高くしようとしている。
【0013】
開口などの微小構造に入射される光束の高NA化をはかるためには、レンズに入射される光束の径を大きくし、焦点距離の短いレンズを用いることで実現できる。レンズに入射される光束の径を大きくするには、コア端面からレンズの距離を十分に長くとる必要がある。
【0014】
しかし、可とう性を有する略棒状の光導波路は通常100μm程度以下の厚さであり、微小開口に入射される光束のエネルギー密度を上げるために高NA化することは困難である。光導波路を厚くし、反射面が形成されたコアとボールレンズとの距離を長くすることで微小開口に入射される光束の高NA化は可能であるが、そうすると光導波路の可とう性が損なわれ、且つ光ピックアップが厚くなり重心位置が高くなるので、高速なトラッキングが困難となるという課題があった。
従って本発明は、光源からの光束を効率よく開口などの微小構造に導きつつも部品点数の増加を防ぎ、近視野光ヘッドの質量を軽くし、開口などの微小構造近傍により強い近視野光を生成し、高速トラッキングを行う超高密度で高速な情報の記録再生および再生信号の高SN比化を実現する安価な情報記録再生装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
そこで、上記課題を解決するために本発明に係る第1の情報記録再生装置は、光源と、サスペンションアームと、前記サスペンションアームに固定されたフレクシャー構造と、微小構造が形成された近視野光ヘッドと、コア及びクラッドを備えた光導波路と、受光部と、記録媒体と、から構成されている近視野光を利用した情報記録再生装置において、前記近視野光ヘッドには前記微小構造が形成された面とは異なる面にレンズ機能が形成され、前記光導波路には前記光導波路の途中にコア端面と、少なくとも第1の反射面と第2の反射面が形成されており、前記コア端面から出射された光束は第1の反射面と第2の反射面を順次反射して前記近視野光ヘッドに照射されることを特徴する。
【0016】
また、本発明に係る第2の情報記録再生装置は、前記微小構造が、前記光源の波長サイズ以下の微小開口であることを特徴とする。
【0017】
この発明によれば、近視野光を用いることで超高密度な情報記録・再生が可能になるだけでなく、近視野光ヘッドの微小開口にエネルギー密度の高い光束を集光でき、微小開口近傍で生成される近視野光の強度を強くすることができ、光の利用効率が飛躍的に上げることができる。よって高出力なレーザーを使う必要が無くなり、レーザーでの発熱を抑える事ができ、低消費電力化、装置の小型化が可能となる。さらに、再生信号の高SN比化、高速再生が可能となる。
【0018】
その上、コアとクラッドからなる光導波路とコア端面から離れた位置にある複数の反射面は、一体で作成可能であるので、装置組立ての際にコア端面と反射面との位置合わせが必要なく、部品点数を減らすことができる。よって、さらなる装置の低コスト化、微小開口近傍に生成される近視野光の強度の安定化をはかる事ができ、記録媒体への高速な情報の記録が可能な情報記録再生装置を提供することができる。
【0019】
さらに、反射面の配置を工夫することで、光導波路とマイクロレンズや微小構造(例えば微小開口)の位置関係をかなり自由に配置することができ、近視野光ヘッドの配置や形状の設計の自由度を大きくする事ができるようになる。
【0020】
また、本発明に係る第3の情報記録再生装置は、前記第1の反射面が、前記コア端面であることを特徴とする。
【0021】
この発明によれば、本発明に係る第1の情報記録再生装置の効果に加え、光導波路において、1つの反射面とコア端面を同一のものとして作成できるので、光導波路作成のプロセスの一部を省略することができ、さらなる製造のコストダウンをはかることができる。
【0022】
また、本発明に係る第4の情報記録再生装置は、前記コア端面が、レンズ機能を有していることを特徴とする。
【0023】
この発明によれば、本発明に係る第1の情報記録再生装置の効果に加え、近視野光ヘッドの微小開口にエネルギー密度の高い光束をより集光でき、微小開口近傍で生成される近視野光の強度をさらに強くすることができ、光の利用効率を飛躍的に上げることができる。よって、更なる低消費電力化、装置の小型化、高SN比化、高速記録再生を実現できる。
【0024】
また、本発明に係る第5の情報記録再生装置は、前記少なくとも第1の反射面と第2の反射面が、前記コア端面から出射される光束を反射することにより前記光束の広がり角を大きくなるような形状であることを特徴とする。
【0025】
この発明によれば、本発明に係る第1の情報記録再生装置の効果に加え、近視野光ヘッドの微小開口にエネルギー密度のさらに高い光束をより集光できる。よって、微小開口近傍で生成される近視野光の強度をさらに強くすることができるので、光の利用効率をさらに上げることができ、更なる低消費電力化、装置の小型化、高SN比化、高速記録再生が可能となる。
【0026】
また、本発明に係る第6の情報記録再生装置は、前記光導波路が、前記フレクシャー構造をも含んでいることを特徴とする。
【0027】
この発明によれば、本発明に係る第1の情報記録再生装置の効果に加え、情報記録再生装置の部品点数を減らす事で組立て工数を減らせ、組立て・調整時間の短縮やさらなる製造コストの低減が可能である。また、部品点数の削減により、装置としての信頼性も向上する。
【0028】
また、本発明に係る第7の情報記録再生装置は、前記レンズ機能が、回折型レンズにより実現されることを特徴とする。
【0029】
この発明によれば、本発明に係る第1の情報記録再生装置の効果に加え、薄型の近視野光ヘッドが作成可能であり、レンズ表面と微小開口の距離を短くすることで、微小開口に入射される光束のさらなる高NA化が可能であり、更なる低消費電力化、装置の小型化、高SN比化、高速記録再生が可能となる。その上、フレネルレンズは大量生産可能であり、低コスト化をはかれる。
【0030】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の情報記録再生装置について、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【0031】
(実施の形態1)
図1は、本実施の形態1に係る情報記録再生装置の構成を説明した図である。本実施の形態に係る情報記録再生装置は、従来の磁気ディスク装置と基本構成は類似である。ここで、図1は、構造を分かりやすくするために個々の部品を分離して図示してある。
【0032】
近視野光を発生する微小構造である微小開口(図示略)を有する近視野光ヘッド104を記録媒体105の表面に数十ナノメートルまで近接した状態で記録媒体105を高速に回転させ、近視野光ヘッド104が記録媒体105と常に一定の相対配置で浮上するために、フレクシャー108をサスペンションアーム107の先端部に固定している。サスペンションアーム107はボイスコイルモータ(図示略)によって記録媒体105の半径方向に移動可能である。ここで、近視野光ヘッド104は、記録媒体105に微小開口が対面するように配置されている。
【0033】
光源であるレーザー101からの光束を近視野光ヘッド104に導く為に、レンズ102とサスペンションアーム107に固定されたコアとクラッドからなる光導波路103を用いている。ここで、必要に応じて、レーザー101は回路系110により強度変調などをかけることもできる。
【0034】
また、記録媒体105に記録された情報を読みだす為の受光ヘッド106がサスペンションアーム109に取り付けられ、サスペンションアーム109はサスペンションアーム107と同じボイスコイルモータ(図示略)に取付けされている。
【0035】
次に、本実施の形態1の近視野光ヘッドの構成について説明する。
【0036】
図2は本実施の形態1に係る情報記録再生装置の光導波路と近視野光ヘッドについて説明した図である。また、図3は、図2の斜視図である。また、以下の説明では、図3において、導波路103のa軸方向を長手方向、b軸方向を幅方向、c軸方向を厚さ方向と呼ぶことにする。
【0037】
近視野光ヘッド104は、レンズ機能を実現するために例えば透明なガラス基板上にマイクロレンズ205を形成し、さらに、その記録媒体面側に常に一定の相対配置で浮上するためにエアーベアリングサーフェス204が形成されている。そして、マイクロレンズ205が形成された面以外は遮光膜(図示略)で覆われている。近視野光ヘッド104の底面の遮光膜には微小構造としてレーザーの波長サイズよりも小さな微小開口206が形成されている。ここで、微小構造として微小開口を用いたが、微小開口以外にもレーザーの波長サイズよりも小さい微小突起等の微小構造を用いても良い。
【0038】
この近視野光ヘッド104の上部にはコア201とクラッド202からなる光導波路103が固定されている。マイクロレンズ205は、光導波路103からの光束を微小開口206に集光する。
【0039】
ここで、近視野光ヘッド104を作成するための基板として使用する光源であるレーザーの波長の光を透過するガラス基板を用いたが、シリコン基板等を用い、マイクロレンズ205と光束が透過する部分だけ使用する光源の波長の光を透過する材料で作成してもよい。
【0040】
また、マイクロレンズ205は、通常の球面あるいは非球面レンズ、屈折率分布形レンズ、フレネルレンズなどを用いる事ができる。特にフレネルレンズ等の回折型レンズを用いる場合には平面形のレンズが作成可能であり、径の大きなレンズを作成しても、近視野光ヘッドの厚さを薄くすることが可能である。フレネルレンズ等の回折型レンズは、フォトリソグラフィ技術を用いて大量生産可能である。
【0041】
次に、本実施の形態1に係る光導波路の構成について説明する。
【0042】
図3において、光導波路103は、コア201とクラッド202から構成されている。さらに導波路103には第1の反射面301と第2の反射面302が形成されている。
【0043】
図4は、図2や図3における光導波路103の出射側の拡大図である。図4(a)は上面図を、図4(b)は側面図を表している。
【0044】
コア201は光導波路103の長手方向に形成されている。このコア201は、光導波路103の途中で終わっており、光導波路103の内部にコア端面203が存在する。第1の反射面301は、反射面で反射する事により、長手方向に進行する光束を幅方向に進行方向を変えるように形成されている。第2の反射面302は、反射面で反射する事により、幅方向に進行する光束を厚さ方向に変えるように形成されている。
【0045】
光導波路103のコア201を導波してきた光束は、コア端面203よりある角度成分を有する発散光束としてクラッド202内部を伝搬していく。その後、この発散光束は第1の反射面301で反射することで光導波路103の長手方向から幅方向へと曲げられ、さらに第2の反射面302で反射することで光導波路103の厚さ方向に曲げられる。第2の反射面302で反射された発散光束は、光導波路103から外部に照射される。コア201のコア端面203からの光束が光導波路103内部を伝搬する空間であるコア端面203から第1の反射面301や第2の反射面302までの領域はクラッド202と同じ材質で形成されている。
【0046】
ここで、第1の反射面301と第2の反射面302には必要に応じて反射膜が形成されている。ここで、第1の反射面301と第2の反射面302は、必ずしも反射面で光束の進行方向を90度曲げるように形成する必要はなく、反射を繰り返した後、コア端面203からの発散光束が、近視野光ヘッド104に形成されたマイクロレンズ205に入射さえすれば良い。さらに、第1の反射面と第2の反射面の間に、複数の反射面を有していても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【0047】
図2や図3において、第2の反射面302で反射し、光導波路103から出射された光束はある広がりを持った発散光束として近視野光ヘッド104のマイクロレンズ205に入射される。
【0048】
上記のような広がりを持った発散光束は、近視野光ヘッド104に作成されたマイクロレンズ205により微小開口206に集光される。光導波路103の途中でコア201を止めてあり、しかも第1の反射面301と第2の反射面302で光路を折り曲げているので、コア端面203からマイクロレンズ205までの距離を長くする事ができ、マイクロレンズ205に照射される光束の半径を大きくすることができる。その後、マイクロレンズ205で微小開口206に光束を集光させることで、微小開口に入射される光束の高NA化がはかれる。高NA化することで、微小開口206に集光される光束のスポットサイズを小さくでき、微小開口にはよりエネルギー密度の高い光束を照射することができる。よって、微小開口206近傍に生成される近視野光の強度を強くすることができる。
【0049】
たとえば、本実施の形態では、コア端面からマイクロレンズ205までの距離を1mm程度にすることができ、コア端面でコア201から出射される光速の広がり角がNA=0.1とすると、マイクロレンズ205で半径100μm程度に光束は広げられる。近視野光ヘッド104の厚さを400μm、近視野光ヘッドを作成するガラスの屈折率を1.7とすると、微小開口206に入射される光束のNAは0.4以上となり、微小開口206に光束が集光され、エネルギー密度が高くなり、微小開口206近傍に生成される近視野光の強度が強くなる。
【0050】
ここで、第1の反射面と第2の反射面を光導波路に形成したが、第1の反射面と第2の反射面を光導波路とは別の部品として作成し、第1の反射面と第2の反射面を光導波路と固定することで同様な機能を実現することが可能な事は言うまでもない。
【0051】
また、第1の反射面と第2の反射面で反射させることで、コア201の配置と近視野光ヘッド104のマイクロレンズ205や微小開口206の配置の自由度が増し、近視野光ヘッドの設計の自由度が大きくなる。
【0052】
さらに、光導波路103のコア端面203の形状を凸あるいは凹形状等のレンズ機能を有する形状とすると、近視野光ヘッド104に作成されたマイクロレンズ205と組み合わせることにより、近視野光ヘッドの微小開口にエネルギー密度の高い光束をより集光でき、微小開口近傍で生成される近視野光の強度をさらに強くすることができ、光の利用効率を飛躍的に上げることができる。
【0053】
さらに、光導波路103の第1の反射面301と第2の反射面302を凹形状のような反射することにより光束の広がり角が大きくなるような面形状とすると、近視野光ヘッド104のマイクロレンズ205で、より光束を広げる事ができる。つまり、コア端面203と近視野光ヘッド104のマイクロレンズ205との距離を長くしなくとも、コア端面203から照射された光束をおおきく広げることができ、マイクロレンズ205によって、微小開口206に入射される光束のNAが大きくなり、微小開口206にエネルギー密度の高い光束をより集光できる。よって、微小開口近傍で生成される近視野光の強度をさらに強くすることができるので、光の利用効率をさらに上げることができる。
【0054】
さらに、マイクロレンズ205としてフレネルレンズ等の回折型レンズを用いた場合には、レンズ径を大きくしても薄型の近視野光ヘッドが作成可能であり、レンズ表面と微小開口の距離を短くすることで、微小開口に入射される光束のさらなる高NA化が可能である。
【0055】
次に、本実施の形態で用いた光導波路103の作成方法について説明する。
【0056】
図8は本実施の形態1に係る光導波路の作成方法について説明した図である。
【0057】
まずステップS801では、基板にはシリコン基板801を使用し、このシリコン基板801の上にクラッドとなる低屈折率層802として酸化シリコンや窒化シリコン等の石英系材料、ポリイミドやポリメタクリル酸といった高分子等の誘電体材料を堆積させる。誘電体材料である酸化シリコンの場合、スパッタリング法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法、真空蒸着法によって容易に形成できる。また、ポリイミドやポリメタクリル酸等のプラスティック材料は、液状プラスティックを塗布して硬化積層させればよい。ここで、基板としてはシリコン基板801以外にガラス基板などを用いても良いが、基板の平坦性や入手の容易さ、コスト等を考え、半導体分野で一般に広く流通しているシリコン基板を用いた。
【0058】
次にステップS802で、ステップS801で作成された低屈折率層802の上に低屈折率層802よりも屈折率の高いコアとなる高屈折率層803を低屈折率層802の形成と同様の方法で形成する。酸化シリコン等の石英系材料を用いた場合には、屈折率を大きくするには、成膜時にゲルマニウムをドープすればよい。さらに高屈折率層803の上に、レジスト膜804をスピンコート等の方法により形成する。
【0059】
次にステップS803で、通常の半導体製造工程で用いられるフォトリソグラフィ技術を使用して、コア形状を形成するためのマスク材としてレジスト膜804をパターニングしてコア形状レジスト805を形成する。
【0060】
次にステップS804で、コアを形成するためコア形状レジスト805を用いて高屈折率層803をエッチングし、その後マスク材であるコア形状レジスト805を除去することにより、コア201をパターニングする。
【0061】
次にステップS805で、パターニングされたコア201を覆うように低屈折率層806を形成する。このようにして、光導波路の途中でコア端面を持つ光導波路が形成される。
【0062】
次にステップS806で、上記のようにして作成された光導波路をシリコン基板801ごとダイシングを行う事により第1の反射面と第2の反斜面を形成し、コア201とクラッド202からなる光導波路103が形成される。
【0063】
最後にステップS807で、シリコン基板801を除去し、クラッド202の端面に第1の反射面と第2の反射面を持ち、コア201が途中で終わっている光導波路103を作成する事ができる。必要に応じて反射面には反射膜を成膜する。
【0064】
ここで、反射面を形成するのにダイシングを行ったが、この方法以外にもクラッド202をフォトリソグラフィ技術により、エッチングすることでも作成可能である。
【0065】
次に、図1から図4を用いて記録媒体105に記録された情報の再生および情報の記録方法について説明する。
【0066】
図1において、サスペンションアーム107の先端に取り付けた微小開口をもつ近視野光ヘッド104をフライングヘッド技術により一定の高さに浮上させ、記録媒体105の上に存在する任意のデータマークへアクセスする。高速に回転する記録媒体105に近視野光ヘッド104を追従させるため、記録媒体105のうねりに対応して姿勢を安定させるフレクチャー108機能をもたせている。レーザー101から出射された光束は、レンズ102により光導波路103に入射され、近視野光ヘッド104に導かれる。
【0067】
図2や図3において、光導波路103のコア201は、光導波路103の途中で終わっており、第1反射面301の手前にコア端面203がある。コア201を伝搬してきた光束はコア端面203でクラッド202と同じ屈折率の媒質中に出射され、ある広がり角を持った光束として第1の反射面301と第2の反射面302で反射され近視野光ヘッド104に照射される。
【0068】
その後、マイクロレンズ205で微小開口206に光束を集光させることで、微小開口にエネルギー密度の高い光束を照射することができる。よって、微小開口206近傍に生成される近視野光の強度を強くすることができる。
【0069】
図1において、上記で説明した近視野光と記録媒体105との相互作用の結果発生した散乱光は、サスペンションアーム109に固定された受光ヘッド106によって受光されて電気信号に変換され、回路系110に伝送される。これを必要に応じて増幅し、情報の再生信号とする。
【0070】
また、記録媒体105への情報の記録は、記録媒体105と微小開口を近接させながら記録媒体の所望の位置に微小開口を有する近視野光ヘッド104を移動させ、微小開口206から近視野光を記録媒体105に照射し書き込み動作を行うことで実現される。
【0071】
本実施の形態においては、近視野光を発生させる近視野光ヘッド104と受光ヘッド106をそれぞれサスペンションアームにとりつけているが、近視野光ヘッド104と受光ヘッド106を一体化し、1つのサスペンションアームで実施することも可能である。
【0072】
記録媒体からの情報の再生や記録に近視野光による相互作用を利用していることから、光の回折限界を超える記録密度での記録や再生が実現される。微小開口から発生する近視野光は、微小開口からの距離に強く依存して減衰するが、本実施の形態におけるフレクシャー構造によって近視野光ヘッドが記録媒体の動きに追従するために、常に安定した相互作用が起き、情報の記録・再生中常に安定した信号出力が得られる。
【0073】
また、本実施の形態は、記録媒体に記録された情報を透過で再生しているが、記録媒体に記録された情報を通常のCDやDVD等のように反射で情報を再生する場合にも適応可能である。その場合には、微小開口近傍に受光素子を作成した近視野光ヘッドを用いたりすることで実現可能である。
【0074】
従って以上説明したように、本実施の形態に係る情報記録再生装置において、近視野光を用いることで超高密度な情報記録・再生が可能になるだけでなく、コアとクラッドからなる光導波路とコア端面から離れた位置にある複数の反射面と、近視野光ヘッドに作成されたマイクロレンズとを組み合わせることにより、近視野光ヘッドの微小開口にエネルギー密度の高い光束を集光でき、微小開口近傍で生成される近視野光の強度を強くすることができ、光の利用効率を飛躍的に上げることができる。よって高出力なレーザーを使う必要が無くなり、レーザーでの発熱を抑える事ができ、低消費電力化、装置の小型化が可能となる。
【0075】
さらに、受光ヘッドに入射される記録媒体との相互作用の結果発生する散乱光の強度を強くする事ができるので、再生信号の高SN比化、高速再生が可能となる。
【0076】
その上、コアとクラッドからなる光導波路とコア端面から離れた位置にある複数の反射面は、光導波路のコアを途中で止め、反射面の手前にコア端面がある光導波路として一体で作成可能であるので、装置組立ての際にコア端面と反射面との位置合わせが必要なく、部品点数を減らすことができる。よって、さらなる装置の低コスト化、微小開口近傍に生成される近視野光の強度の安定化をはかる事ができ、記録媒体への高速な情報の記録が可能な情報記録再生装置を提供することができる。
【0077】
また、光導波路の複数の反射面で反射した光束が近視野光ヘッドに作成されるマイクロレンズに垂直に入射する場合には、微小開口に微小開口に収差なく集光することができる。よって、微小開口近傍に生成される近視野光の強度がマイクロレンズに垂直に光束が入射されない場合に比べ強くなり、光の利用効率がよく、さらなる低消費電力化、装置の小型化、高SN比化、高速記録再生が可能となる。
【0078】
さらに、光導波路を進行する光束の向きを光導波路に形成された複数の反射面で反射させ、近視野光ヘッドに形成されたマイクロレンズに光源からの光束を照射させるので、反射面の配置を工夫することで、光導波路とマイクロレンズや微小開口の位置関係をかなり自由に配置することができ、近視野光ヘッドの配置や形状を設計する際の自由度を大きくする事ができるようになる。
【0079】
さらに、光導波路のコア端面の形状を凸あるいは凹形状等のレンズ機能を有する機構とすることで、近視野光ヘッドに作成されたレンズと組み合わせることにより、近視野光ヘッドの微小開口にエネルギー密度の高い光束をより集光でき、微小開口近傍で生成される近視野光の強度をさらに強くすることができ、光の利用効率を飛躍的に上げることができる。よって、更なる低消費電力化、装置の小型化、高SN比化、高速記録再生を実現できる。
【0080】
さらに光導波路の反射面を凹形状のような反射面で反射することにより光束の広がり角が大きくなるような面とすることにより、近視野光ヘッドの微小開口にエネルギー密度の高い光束をより集光できる。よって、微小開口近傍で生成される近視野光の強度をさらに強くすることができるので、光の利用効率をさらに上げることができ、更なる低消費電力化、装置の小型化、高SN比化、高速記録再生が可能となる。
【0081】
さらに、近視野光ヘッドのヘッド用レンズ機能をフレネルレンズなどの回折型のマイクロレンズで実現する場合には、レンズ径を大きくしても薄型の近視野光ヘッドが作成可能であり、レンズ表面と微小開口の距離を短くすることで、微小開口に入射される光束のさらなる高NA化が可能であり、更なる低消費電力化、装置の小型化、高SN比化、高速記録再生が可能となる。その上、フレネルレンズは大量生産可能であり、低コスト化をはかれる。
【0082】
(実施の形態2)
図5に本発明の実施の形態2に係る情報記録再生装置に用いる他の光導波路の構造について説明する図を示す。本実施の形態は、実施の形態1における光導波路に置き換えて使用するものであり、その他の構成は実施の形態1と同じであるので、説明を一部省略あるいは簡単にする。
【0083】
図5は、コア端面が光導波路の端面にある場合の実施例で、第1の反射面とコア端面を同一のものとした場合の光導波路の実施例である。
【0084】
光導波路のコア201は、光導波路の出射側の端の反射面501まで形成されている。つまり、光導波路の反射面501は、コア201を伝搬してきた光束を幅方向に曲げるだけでなく、コア端面ともなっている。よって、反射面で反射された光束はある広がり角度を持った発散光束として第2の反射面302に照射される。第2の反射面に照射された光束は、光導波路の厚さ方向に向きを変え、光導波路から近視野光ヘッドに形成されたマイクロレンズに照射される。その後、この光束は、マイクロレンズにより微小開口に集光され、微小開口近傍に近視野光を生成する。
【0085】
他の部分の構成や情報の記録再生については実施の形態1と全く同じであるので説明を省略する。
【0086】
従って以上説明したように、本実施の形態に係る情報記録再生装置は、実施の形態1に係る情報記録再生装置の効果に加え、光導波路において、1つの反射面とコア端面を同一のものとして作成できるので、光導波路作成のプロセスの一部を省略することができ、さらなる製造のコストダウンをはかることができる。
(実施の形態3)
図6に本発明の実施の形態3に係る情報記録再生装置に用いる他の光導波路について説明する図を示す。また、図7は、本発明の実施の形態3に係る情報記録再生装置の一部分について説明する図である。本実施の形態は、実施の形態1における光導波路とフレクシャーを1つのものにしたものであり、その他の構成は実施の形態1と同じであるので、説明を一部省略あるいは簡単にする。
【0087】
図6は、フレクシャー構造付き光導波路である。このフレクシャー構造付き光導波路は、実施の形態1の図2および図3で説明した光導波路にフレクシャー構造を形成したものである。このフレクシャー構造601は、コア端面203から照射された光束を遮るような領域を避けて形成されている。よって、フレクシャー構造601が光導波路に形成されていても、フレクシャー構造601が形成されていない場合と比較しても、光学的には全く同一である。
【0088】
図7は、図6で説明したフレクシャー構造付き光導波路701をサスペンションアーム107に取り付けた図である。近視野光ヘッド104は、サスペンションアーム107に取り付けられたフレクシャー構造付き光導波路701を介して固定されている。よって、本実施の形態3では、フレクシャーと光導波路を1つのフレクシャー構造付き光導波路701を用いることにより、情報記録再生装置を実現でき、構成部品の部品点数を減らすことができる。
【0089】
他の部分の構成や情報の記録再生については実施の形態1と全く同じであるので説明を省略する。
【0090】
従って以上説明したように、本実施の形態に係る情報記録再生装置は、実施の形態1に係る情報記録再生装置の効果に加え、光導波路にフレクシャーの機能も有することにより、情報記録再生装置の部品点数を減らす事で組立て工数を減らせ、組立て・調整時間の短縮やさらなる製造コストの低減が可能である。また、部品点数の削減により、装置としての信頼性も向上する。
【0091】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る情報記録再生装置によれば、近視野光を用いることで超高密度な情報記録・再生が可能になるだけでなく、近視野光ヘッドの微小開口にエネルギー密度の高い光束を集光でき、微小開口近傍で生成される近視野光の強度を強くすることができ、光の利用効率を飛躍的に上げることができる。よって高出力なレーザーを使う必要が無くなり、レーザーでの発熱を抑える事ができ、低消費電力化、装置の小型化が可能となる。その上、再生信号の高SN比化、高速再生が可能となる。
【0092】
また、コアとクラッドからなる光導波路とコア端面から離れた位置にある複数の反射面は、一体で作成可能であるので、装置組立ての際にコア端面と反射面との位置合わせが必要なく、部品点数を減らすことができる。よって、さらなる装置の低コスト化、微小開口近傍に生成される近視野光の強度の安定化をはかる事ができ、記録媒体への高速な情報の記録が可能な情報記録再生装置を提供することができる。その上、情報記録再生装置の部品点数を減らす事で組立て工数を減らせ、組立て・調整時間の短縮やさらなる製造コストの低減が可能である。また、部品点数の削減により、装置としての信頼性も向上する
さらに、反射面の配置を工夫することで、光導波路とマイクロレンズや微小開口の位置関係など、近視野光ヘッドの配置や形状をかなり自由に設計する事ができるようになる。
【0093】
さらに、光導波路において、1つの反射面とコア端面を同一のものとして作成する場合には、光導波路作成のプロセスの一部を省略することができ、さらなる製造のコストダウンをはかることができる。
【0094】
さらに、光導波路にフレクシャーの機能も有することにより、情報記録再生装置の部品点数を減らす事で組立て工数を減らせ、組立て・調整時間の短縮やさらなる製造コストの低減が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る情報記録再生装置について説明した図である。
【図2】本発明の実施の形態1に係る近視野光ヘッドと光導波路について説明した図である。
【図3】本発明の実施の形態1に係る近視野光ヘッドと光導波路(斜視図)について説明した図である。
【図4】本発明の実施の形態1に係る光導波路の出射端側について説明した図である。
【図5】本発明の実施の形態2に係る光導波路の出射端側について説明した図である。
【図6】本発明の実施の形態3に係る光導波路について説明した図である。
【図7】本発明の実施の形態3に係る情報記録再生装置の一部について説明した図である。
【図8】光導波路の作成方法について説明した図である。
【符号の説明】
101 レーザー
102 レンズ
103 光導波路
104 近視野光ヘッド
105 記録媒体
106 受光ヘッド
107、109 サスペンションアーム
108 フレクシャー
110 回路系
201 コア
202 クラッド
203 コア端面
204 エアーベアリングサーフェス
205 マイクロレンズ
206 微小開口
301 第1の反射面
302 第2の反射面
501 反射面
601 フレクシャー構造
701 フレクシャー構造付き光導波路
801 シリコン基板
802、806 低屈折率層
803 高屈折率層
804 レジスト膜
805 コア形状レジスト
a 長手方向
b 幅方向
c 厚さ方向
Claims (7)
- 光源と、
サスペンションアームと、
前記サスペンションアームに固定されたフレクシャー構造と、
微小構造が形成された近視野光ヘッドと、
コア及びクラッドを備えた光導波路と、
受光部と、
記録媒体と、から構成されている近視野光を利用した情報記録再生装置において、
前記近視野光ヘッドには前記微小構造が形成された面とは異なる面にレンズ機能が形成され、
前記光導波路には前記光導波路の途中にコア端面と、少なくとも第1の反射面と第2の反射面が形成されており、
前記コア端面から出射された光束は前記少なくとも第1の反射面と第2の反射面を順次反射して前記近視野光ヘッドに照射されることを特徴とする情報記録再生装置。 - 前記微小構造が、前記光源の波長サイズ以下の微小開口であることを特徴とする請求項1に記載の情報記録再生装置。
- 前記第1の反射面が、前記コア端面であることを特徴とする請求項1に記載の情報記録再生装置。
- 前記コア端面が、レンズ機能を有していることを特徴とする請求項1に記載の情報記録再生装置。
- 前記少なくとも第1の反射面と第2の反射面が、前記コア端面から出射される光束を反射することにより前記光束の広がり角を大きくなるような形状であることを特徴とする請求項1に記載の情報記録再生装置
- 前記光導波路が、前記フレクシャー構造をも含んでいることを特徴とする請求項1に記載の情報記録再生装置。
- 前記近視野光ヘッドに形成された前記レンズ機能が、回折型レンズにより実現されることを特徴とする請求項1に記載の情報記録再生装置。
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