JP2000207768A - Optical head and optical disk apparatus - Google Patents

Optical head and optical disk apparatus

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JP2000207768A
JP2000207768A JP11003461A JP346199A JP2000207768A JP 2000207768 A JP2000207768 A JP 2000207768A JP 11003461 A JP11003461 A JP 11003461A JP 346199 A JP346199 A JP 346199A JP 2000207768 A JP2000207768 A JP 2000207768A
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JP
Japan
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light
laser
optical
optical head
condensing
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Application number
JP11003461A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiichi Kamiyanagi
喜一 上柳
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical head and an optical disk apparatus which are small and which can achieve a high recording density. SOLUTION: Laser beams 3a radiated from a semiconductor laser 2 are shaped to be parallel beams 3b by a collimating lens 4, and it is bent at right angles by a return mirror 5 so as to be incident on a condensing hologram 10A. A parallel beam 3c which is incident on the condensing hologram 10A is condensed by the face 6b of a transparent medium 6 to be condensed for condensing, and a light spot 9b is formed on the face 6b to be condensed. Light which is condensed in the light spot 9b is passed through a very small hole 7a from the face 6b to be condensed, so as to be leaked to the outside of the transparent medium 6 for condensing as near-field light 9b. When a recording layer 8a on an optical disk 8 is irradiated with the near-field light 9b, a recording operation and a reproducing operation are performed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、近接場光を利用し
た光ヘッドおよび光ディスク装置に関し、特に、小型
で、高記録密度化を可能とした光ヘッドおよび光ディス
ク装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical head and an optical disk apparatus using near-field light, and more particularly to an optical head and an optical disk apparatus which are small in size and capable of increasing the recording density.

【0002】[0002]

【従来の技術】光ディスク装置においては、光ディスク
はコンパクトディスク(CD)からディジタルビデオデ
ィスク(DVD)へと高密度・大容量化が進められてい
るが、コンピュータの高性能化やディスプレイ装置の高
精細化に伴い、ますます大容量化が求められている。
2. Description of the Related Art In an optical disk device, the density of an optical disk has been increased from a compact disk (CD) to a digital video disk (DVD). With the increase in capacity, an increase in capacity is increasingly required.

【0003】光ディスクの記録密度は、基本的には記録
媒体上に形成される光スポットの径で抑えられる。近
年、光スポット径を小さくする技術として顕微鏡の近接
場光の技術が光記録に応用されている。この近接場光を
用いた従来の光ディスク装置としては、例えば、文献
(Jpn.J.Appl.Phys.,Vo1.35
(1996)P.443)、および米国特許公報USP
5497359に記載されたものがある。
[0003] The recording density of an optical disk is basically controlled by the diameter of a light spot formed on a recording medium. In recent years, a technique of near-field light of a microscope has been applied to optical recording as a technique for reducing the diameter of a light spot. As a conventional optical disk device using this near-field light, for example, a document (Jpn. J. Appl. Phys., Vo1.35)
(1996) P.A. 443), and US Patent Publication USP
No. 5,497,359.

【0004】図15(a) ,(b) は、文献(Jpn.J.
Appl.Phys.,VOL.35(1996)P.
443)に記載された光ディスク装置を示す。この光デ
ィスク装置190は、同図(a) に示すように、レーザ光
191aを出射する半導体レーザ191と、半導体レー
ザ191からのレーザ光191aを平行ビーム191b
に整形するカプリングレンズ192と、入射端193a
から出射端193bに向かって細くなるようにテーパ状
に研磨された光ファイバ193を有し、カプリングレン
ズ192からの平行ビーム191bを入射端193aか
ら導入するプローブ194と、光ファイバ193の出射
端193bから漏れ出す近接場光191cによって記録
される記録媒体195とを有する。
FIGS. 15 (a) and 15 (b) show references (Jpn.
Appl. Phys. , VOL. 35 (1996) p.
443) shows an optical disk device. As shown in FIG. 9A, the optical disc device 190 includes a semiconductor laser 191 for emitting a laser beam 191a and a laser beam 191a from the semiconductor laser 191 for converting a parallel beam 191b.
A coupling lens 192 for shaping the light, and an incident end 193a
A probe 194 for introducing a parallel beam 191b from the coupling lens 192 from the input end 193a, and an output end 193b of the optical fiber 193. And a recording medium 195 which is recorded by the near-field light 191c leaking from the recording medium 191c.

【0005】記録媒体195は、相変化媒体のGeSb
Teからなる記録層195aを有し、近接場光191c
が入射されることによって加熱され、結晶/アモルファ
ス間の相変化を引き起こし、両者間の反射率変化を用い
て記録されるものである。
[0005] The recording medium 195 is a phase change medium of GeSb.
It has a recording layer 195a made of Te and has a near-field light 191c.
Is heated by the incident light, causing a phase change between crystal and amorphous, and is recorded using the change in reflectance between the two.

【0006】光ファイバ193は、入射端193aが直
径10μm、出射端193bが直径50nmに加工さ
れ、クラッド194aを介してアルミニウム等の金属膜
194bでコーティングされており、出射端193b以
外への光の漏れ出しを防いでいる。近接場光191cの
直径は、出射端193bの直径と同程度となるため、十
GB/inch2 の高記録密度が可能となる。
The optical fiber 193 has an incident end 193a having a diameter of 10 μm and an emitting end 193b having a diameter of 50 nm, and is coated with a metal film 194b such as aluminum through a cladding 194a. Prevents leaks. Since the diameter of the near-field light 191c is substantially equal to the diameter of the emission end 193b, a high recording density of 10 GB / inch 2 is possible.

【0007】再生には,同図(b) に示すように、記録時
と同様の光ヘッドを用いて、相変化を引き起こさない程
度の低パワーの近接場光191cを記録層195aに照
射し、そこからの反射光191dを集光レンズ196に
より光電子増倍管(以下「フォトマル」と略称する。)
197に集光して検出することにより行う。
For reproduction, as shown in FIG. 1B, the recording layer 195a is irradiated with near-field light 191c having a low power that does not cause a phase change by using the same optical head as used for recording. The reflected light 191d therefrom is condensed by a condenser lens 196 to form a photomultiplier tube (hereinafter abbreviated as "photomultiplier").
This is performed by condensing and detecting light at 197.

【0008】図16は、米国特許公報USP54973
59に記載された光ディスク装置の光ヘッドを示す。こ
の光ヘッド50は、平行光51を集光する対物レンズ5
2と、この対物レンズ52からの収束光53に対して底
面54aが直交するように配置された裁底球状のSIL
(Solid Immersion Lens)54とを有する。平行光51
を対物レンズ52によって収束させ、その収東光53を
球面状の入射面54bに入射させると、収束光53は入
射面54bで屈折して底面54aに集光し、底面54a
に光スポット55が形成される。SIL54内部では、
光の波長はSIL54の屈折率に逆比例して短くなるた
め、光スポット55もそれに比例して小さくなる。この
光スポット55に集光された光の大半は入射面54bに
向かって全反射されるが、その一部は光スポット55か
らSIL54の外部に近接場光57として滲み出す。底
面54aから光の波長より十分小さい距離にSIL54
と同程度の屈折率を有する記録媒体56を配置すると、
近接場光57が記録媒体56とカップルして記録媒体5
6内を伝播する伝播光となる。この伝播光によって、記
録媒体56に情報が記録される。
[0008] FIG. 16 is a cross-sectional view of US Patent Publication US Pat.
59 shows an optical head of an optical disk device described in No. 59. The optical head 50 includes an objective lens 5 that collects the parallel light 51.
2 and a bottomed spherical SIL arranged such that the bottom surface 54a is orthogonal to the convergent light 53 from the objective lens 52.
(Solid Immersion Lens) 54. Parallel light 51
Is converged by the objective lens 52, and the condensed light 53 is incident on the spherical incident surface 54b. The convergent light 53 is refracted by the incident surface 54b and is condensed on the bottom surface 54a.
A light spot 55 is formed on the substrate. Inside the SIL 54,
Since the wavelength of light becomes shorter in inverse proportion to the refractive index of the SIL 54, the light spot 55 also becomes smaller in proportion thereto. Most of the light condensed on the light spot 55 is totally reflected toward the incident surface 54b, but part of the light leaks out of the light spot 55 to the outside of the SIL 54 as near-field light 57. The SIL 54 is located at a distance sufficiently smaller than the wavelength of light from the bottom surface 54a.
When the recording medium 56 having the same refractive index as that of
The near-field light 57 couples with the recording medium 56 and the recording medium 5
6 becomes the propagating light. Information is recorded on the recording medium 56 by the propagating light.

【0009】SIL54を平行光51が半球面54bの
中心54cからr/n(rはSILの半径)の位置に集
光するような構成にすることにより(これをSuper
SIL構造と称する。)、SIL54による球面収差
が小さく、かつ、SIL54内部での開口数を上げるこ
とができ、さらに光スポット55の微小化を図ることが
可能になる。すなわち、光スポット55は次式のように
微小化される。 D1/2 =kλ/(n・NAi)=kλ/(n2 ・NA
o) ここに、k:光ビームの強度分布に依存する比例常数
(通常0.5程度) λ:光ビームの波長 n:SIL54の屈折率 NAi:SIL54内部での開口数 NAo:SIL54への入射光の開口数 平行光51が光路上で吸収されることなく光スポット5
5として集光されるため、高い光利用効率が得られる。
この結果、比較的低出力の光源を用いることができ、ホ
トマルを用いなくても反射光の検出を行うことができ
る。
The SIL 54 is configured such that the parallel light 51 is focused at a position r / n (r is the radius of the SIL) from the center 54c of the hemispherical surface 54b (this is referred to as Super).
Called the SIL structure. ), The spherical aberration due to the SIL 54 is small, the numerical aperture inside the SIL 54 can be increased, and the light spot 55 can be further miniaturized. That is, the light spot 55 is miniaturized as in the following equation. D 1/2 = kλ / (n · NAi) = kλ / (n 2 · NA
o) Here, k: proportional constant depending on the intensity distribution of the light beam (usually about 0.5) λ: wavelength of the light beam n: refractive index of SIL 54 NAi: numerical aperture inside SIL 54 NAo: incidence on SIL 54 Numerical aperture of light Light spot 5 without parallel light 51 being absorbed on the optical path
Since the light is condensed as 5, a high light use efficiency is obtained.
As a result, a light source having a relatively low output can be used, and the reflected light can be detected without using a photomultiplier.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の光ディ
スク装置190によると、記録媒体上に数十nm程度の
微小の光スポットを形成できるが、光ファイバ193は
テーパ状であるため、光ファイバ193に入射したレー
ザの一部が内部に吸収され、光利用効率が1/1000
以下と低くなるという問題がある。このため、反射光1
91dの検出にフォトマル197を使用せざるを得ず、
光ヘッド部が大型で高価となる。また、フォトマル19
7の応答速度が遅く、光ヘッド部が重いため、高速のト
ラッキングができない。従って、光ディスクを高速回転
させることができないので転送レートが低い等の多く問
題があり、実用化には多くの改良を必要とする。
However, according to the conventional optical disk device 190, a minute light spot of about several tens of nm can be formed on the recording medium. However, since the optical fiber 193 is tapered, the optical fiber 193 is formed. A part of the laser incident on the surface is absorbed inside, and the light utilization efficiency is 1/1000.
There is a problem that it becomes lower as follows. Therefore, the reflected light 1
I have to use Photomaru 197 to detect 91d,
The optical head is large and expensive. In addition, Photomaru 19
7 has a slow response speed and a heavy optical head, so that high-speed tracking cannot be performed. Therefore, the optical disc cannot be rotated at a high speed, so that there are many problems such as a low transfer rate, and many improvements are required for practical use.

【0011】図17は、図16に示す従来の光ヘッド5
0の問題点を説明するための図で、鈴木氏がAsia―
Pasific Data Storage Conf
erence(Taiwan、’97.7.)の#OC
−1において解析したものであり、SIL54の屈折率
nとNAoの関係を示す。SIL54への入射光のN
A、すなわち入射角θの最大値θmaxとSIL54の
屈折率nには相反関係があり、両者を独立に大きくでき
る訳ではない。同図から分かるように、SIL54の屈
折率nを上げて行くと、入射光のNAoの採り得る最大
値NAomaxは次第に小さくなる。これは、最大値N
Aomax以上にNAoが増加して入射角がさらに大き
くなると、その光はSIL54を通らずに直接記録媒体
56に入射するため、記録媒体56の位置における光ス
ポット55が却って広がるからである。例えば、屈折率
n=2のとき、NAomaxは0.44であり、両者の
積n・NAomaxは、両者のどのような組合せでも
0.8〜0.9までである。これは理論限界であり、実
際にはそれよりもさらに小さな値(0.7〜0.8)と
なる。
FIG. 17 shows a conventional optical head 5 shown in FIG.
0 is a diagram to explain the problem, Suzuki is Asia-
Pacific Data Storage Conf
#OC of erence (Taiwan, '97 .7.)
-1 and shows the relationship between the refractive index n of the SIL 54 and NAo. N of light incident on SIL 54
A, that is, the maximum value θmax of the incident angle θ and the refractive index n of the SIL 54 have a reciprocal relationship, and both cannot be increased independently. As can be seen from the figure, as the refractive index n of the SIL 54 increases, the maximum value NAomax of the incident light NAo gradually decreases. This is the maximum value N
This is because when the NAo increases more than Aomax and the incident angle further increases, the light directly enters the recording medium 56 without passing through the SIL 54, so that the light spot 55 at the position of the recording medium 56 spreads. For example, when the refractive index n = 2, NAomax is 0.44, and the product n · NAomax of both is 0.8 to 0.9 in any combination of both. This is a theoretical limit, and actually becomes a smaller value (0.7 to 0.8).

【0012】このSuper SILによる集光実験に
ついては、B.D.Terris他がAppl.Phy
s.Lett.,Vo1.68,(’96),P.14
1.において報告している。この報告によると、屈折率
n=1.83のSuperSILを対物レンズと記録媒
体の間に置き、波長0.83μmのレーザ光を集光する
ことにより0.317μmの光スポット径を得ている。
すなわち、D1/2 =λ/2.3相当の集光を達成してい
るが、この場合のNAは0.4、n・NAmaxは0.
73程度である。また、この系を用いて従来の数倍程度
の記録密度0.38×Gbits/cm2 の可能性を検
証している。
Regarding the light collection experiment using the Super SIL, see B.S. D. Terris et al., Appl. Phys
s. Lett. , Vo 1.68, ('96), P.E. 14
1. In the report. According to this report, a SuperSIL having a refractive index n = 1.83 is placed between an objective lens and a recording medium, and a laser beam having a wavelength of 0.83 μm is condensed to obtain a light spot diameter of 0.317 μm.
That is, light collection equivalent to D 1/2 = λ / 2.3 is achieved. In this case, NA is 0.4 and n · NAmax is 0.2.
It is about 73. Also, the possibility of a recording density of 0.38 × Gbits / cm 2 , which is several times the conventional value, is verified using this system.

【0013】すなわち、従来の光ヘッド50によると、
光利用効率は高いが、SILの屈折率nと最大NAom
axとに相反関係があるため、両者の積n・NAoma
xの理論限界は0.8〜0.9であり、実際には0.7
〜0.8に抑えられ、波長400nmのレーザ光を使用
しても光スポットはせいぜい直径0.2μm程度までし
か絞れず、プローブ194を用いて集光する従来例に比
べて光スポット径が数倍以上大きく、高記録密度化が図
れないという問題がある。
That is, according to the conventional optical head 50,
Although the light use efficiency is high, the refractive index n of SIL and the maximum NAom
ax has a reciprocal relationship, so the product n · NAoma of both
The theoretical limit for x is 0.8-0.9, and in practice 0.7
0.80.8, and even when a laser beam having a wavelength of 400 nm is used, the light spot can be narrowed down to only about 0.2 μm in diameter at most. However, there is a problem that the recording density cannot be increased.

【0014】従って、本発明の目的は、小型で、高記録
密度化を可能とした光ヘッドおよび光ディスク装置を提
供することにある。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide an optical head and an optical disk apparatus which are small in size and capable of increasing the recording density.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、レーザ光を集光して光スポットを形成する
光ヘッドにおいて、前記レーザ光を出射するレーザ光出
射手段と、前記レーザ光の集光機能を有するホログラム
が被着され、前記レーザ光出射手段からの前記レーザ光
が前記ホログラムを介して入射される第1面と、前記第
1面に入射した前記レーザ光が集光して前記光スポット
が形成される第2面とを有する透明集光用媒体と、前記
光スポットを遮る位置に、前記光スポットより径が小な
る微小孔を有して前記透明集光用媒体の前記第2面の表
面に設けられた遮光膜とを備えたことを特徴とする光ヘ
ッドを提供する。上記構成によれば、レーザ光の集光機
能を有するホログラムを用いることにより、対物レンズ
を用いなくてもレーザ光の集光が可能となる。また、そ
のようなホログラムを用いることにより、高NAが可能
となり、第2面に形成される光スポットの微小化が可能
になる。第2面に形成される光スポットを微小孔を有す
る遮光膜によって遮光することにより、第2面に形成さ
れる光スポットより微小の近接場光スポットが得られ
る。
According to the present invention, there is provided an optical head for forming a light spot by condensing a laser beam, the laser beam emitting means for emitting the laser beam, and the laser beam. A hologram having a light condensing function is attached, and a first surface on which the laser light from the laser light emitting means is incident via the hologram, and the laser light incident on the first surface is condensed. A transparent condensing medium having a second surface on which the light spot is formed, and a transparent condensing medium having a minute hole having a smaller diameter than the light spot at a position blocking the light spot. And a light shielding film provided on the surface of the second surface. According to the above configuration, by using a hologram having a function of condensing laser light, laser light can be condensed without using an objective lens. Further, by using such a hologram, a high NA can be achieved, and a light spot formed on the second surface can be miniaturized. The light spot formed on the second surface is shielded from light by a light-shielding film having minute holes, whereby a near-field light spot smaller than the light spot formed on the second surface is obtained.

【0016】本発明は、上記目的を達成するため、レー
ザ光を集光して光スポットを形成する光ヘッドにおい
て、前記レーザ光を出射するレーザ光出射手段と、前記
レーザ光出射手段からの前記レーザ光が入射され、その
レーザ光を拡散させる機能を有する第1面と、前記第1
面に入射した前記レーザ光を反射させる第2面と、前記
レーザ光の反射・集光機能を有するホログラムが被着さ
れ、前記第2面で反射した前記レーザ光を前記ホログラ
ムによって反射・集光させて異なる面上に前記光スポッ
トを形成させる第3面とを有する透明集光用媒体と、前
記光スポットを遮る位置に、前記光スポットより径が小
なる微小孔を有して前記光スポットが形成された前記透
明集光用媒体の面の表面に設けられた遮光膜とを備えた
ことを特徴とする光ヘッドを提供する。上記構成によれ
ば、レーザ光の反射・集光機能を有するホログラムを用
いることにより、対物レンズを用いなくてもレーザ光の
集光が可能となる。また、そのようなホログラムを用い
ることにより、高NAが可能となり、透明集光用媒体面
上に形成される光スポットの微小化が可能になる。透明
集光用媒体面上に形成される光スポットを微小孔を有す
る遮光膜によって遮光することにより、透明集光用媒体
面上に形成される光スポットより微小の近接場光スポッ
トが得られる。
According to another aspect of the present invention, there is provided an optical head for forming a light spot by condensing a laser beam, wherein the laser beam is emitted from the laser beam emitting unit, and the laser beam is emitted from the laser beam emitting unit. A first surface on which laser light is incident and having a function of diffusing the laser light;
A second surface for reflecting the laser light incident on the surface and a hologram having a function of reflecting and condensing the laser light are attached, and the laser light reflected on the second surface is reflected and condensed by the hologram. A transparent condensing medium having a third surface on which the light spot is formed on a different surface, and a light spot having a small hole smaller in diameter than the light spot at a position where the light spot is blocked. And a light-shielding film provided on the surface of the surface of the transparent light-collecting medium on which the light-collecting medium is formed. According to the above configuration, by using a hologram having a function of reflecting and condensing laser light, laser light can be condensed without using an objective lens. Further, by using such a hologram, a high NA can be achieved, and a light spot formed on the transparent light-collecting medium surface can be miniaturized. By shielding the light spot formed on the transparent light-collecting medium surface with a light-shielding film having fine holes, a near-field light spot smaller than the light spot formed on the transparent light-collecting medium surface can be obtained.

【0017】本発明は、上記目的を達成するため、回転
ディスク上にレーザ光を集光させて光スポットを形成
し、この光スポットにより情報の記録あるいは再生を行
う光ヘッドを有する光ディスク装置において、前記光ヘ
ッドは、前記レーザ光を出射するレーザ光出射手段と、
前記レーザ光の集光機能を有するホログラムが被着さ
れ、前記レーザ光出射手段からの前記レーザ光が前記ホ
ログラムを介して入射される第1面と、前記第1面に入
射した前記レーザ光が集光して前記光スポットが形成さ
れる第2面とを有する透明集光用媒体と、前記光スポッ
トを遮る位置に、前記光スポットより径が小なる微小孔
を有して前記透明集光用媒体の前記第2面の表面に設け
られた遮光膜とを備えたことを特徴とする光ディスク装
置を提供する。上記構成によれば、レーザ光の集光機能
を有するホログラムを用いることにより、対物レンズを
用いなくてもレーザ光の集光が可能となる。この結果、
高さ方向が小型になり、光ディスク装置の小型化が図れ
る。また、レーザ光の集光機能を有するホログラムを用
いることにより、高NAが可能となり、第2面に形成さ
れる光スポットの微小化が可能になる。第2面に形成さ
れる光スポットを微小孔を有する遮光膜によって遮光す
ることにより、第2面に形成される光スポットより微小
の近接場光スポットが得られる。
According to the present invention, there is provided an optical disk apparatus having an optical head for forming a light spot by converging a laser beam on a rotating disk and recording or reproducing information with the light spot. A laser light emitting unit that emits the laser light,
A first surface on which a hologram having a function of condensing the laser light is attached, and the laser light from the laser light emitting unit is incident through the hologram, and the laser light incident on the first surface is A transparent light-condensing medium having a second surface on which the light spot is formed by condensing light; and a transparent light-condensing medium having a small hole smaller in diameter than the light spot at a position blocking the light spot. And a light shielding film provided on the surface of the second surface of the recording medium. According to the above configuration, by using a hologram having a function of condensing laser light, laser light can be condensed without using an objective lens. As a result,
The size in the height direction is reduced, and the size of the optical disk device can be reduced. In addition, by using a hologram having a laser light focusing function, a high NA can be achieved, and a light spot formed on the second surface can be miniaturized. The light spot formed on the second surface is shielded from light by a light-shielding film having minute holes, whereby a near-field light spot smaller than the light spot formed on the second surface is obtained.

【0018】本発明は、上記目的を達成するため、回転
ディスク上にレーザ光を集光させて光スポットを形成
し、この光スポットにより情報の記録あるいは再生を行
う光ヘッドを有する光ディスク装置において、前記光ヘ
ッドは、前記レーザ光を出射するレーザ光出射手段と、
前記レーザ光出射手段からの前記レーザ光が入射され、
そのレーザ光を拡散させる機能を有する第1面と、前記
第1面に入射した前記レーザ光を反射させる第2面と、
前記レーザ光の反射・集光機能を有するホログラムが被
着され、前記第2面で反射した前記レーザ光を前記ホロ
グラムによって反射・集光させて異なる面上に前記光ス
ポットを形成させる第3面とを有する透明集光用媒体
と、前記光スポットを遮る位置に、前記光スポットより
径が小なる微小孔を有して前記光スポットが形成された
前記透明集光用媒体の面の表面に設けられた遮光膜とを
備えたことを特徴とする光ディスク装置を提供する。上
記構成によれば、レーザ光の反射・集光機能を有するホ
ログラムを用いることにより、対物レンズを用いなくて
もレーザ光の集光が可能となる。この結果、高さ方向が
小型になり、光ディスク装置の小型化が図れる。また、
レーザ光の反射・集光機能を有するホログラムを用いる
ことにより、高NAが可能となり、透明集光用媒体面上
に形成される光スポットの微小化が可能になる。透明集
光用媒体面上に形成される光スポットを微小孔を有する
遮光膜によって遮光することにより、透明集光用媒体面
上に形成される光スポットより微小の近接場光スポット
が得られる。
According to the present invention, there is provided an optical disc apparatus having an optical head for forming a light spot by converging a laser beam on a rotating disk and recording or reproducing information with the light spot. A laser light emitting unit that emits the laser light,
The laser light from the laser light emitting means is incident,
A first surface having a function of diffusing the laser light, a second surface reflecting the laser light incident on the first surface,
A third surface on which a hologram having a function of reflecting and condensing the laser light is attached, and the laser light reflected on the second surface is reflected and condensed by the hologram to form the light spot on a different surface. And a transparent light-collecting medium having a small hole having a diameter smaller than that of the light spot at a position where the light spot is blocked. An optical disc device comprising: a light-shielding film provided. According to the above configuration, by using a hologram having a function of reflecting and condensing laser light, laser light can be condensed without using an objective lens. As a result, the height direction is reduced in size, and the size of the optical disk device can be reduced. Also,
By using a hologram having a function of reflecting and condensing laser light, a high NA can be achieved, and a light spot formed on a transparent condensing medium surface can be miniaturized. By shielding the light spot formed on the transparent light-collecting medium surface with a light-shielding film having fine holes, a near-field light spot smaller than the light spot formed on the transparent light-collecting medium surface can be obtained.

【0019】本発明は、上記目的を達成するため、同軸
上に所定の間隔を有して配置された回転する複数の光デ
ィスクと、前記複数の光ディスク上にレーザ光を集光さ
せて光スポットを形成し、この光スポットにより情報の
記録あるいは再生を行う複数の光ヘッドとを有する光デ
ィスク装置において、前記光ヘッドは、前記レーザ光を
出射するレーザ光出射手段と、前記レーザ光の集光機能
を有するホログラムが被着され、前記レーザ光出射手段
からの前記レーザ光が前記ホログラムを介して入射され
る第1面と、前記第1面に入射した前記レーザ光が集光
して前記光スポットが形成される第2面とを有する透明
集光用媒体と、前記光スポットを遮る位置に、前記光ス
ポットより径が小なる微小孔を有して前記透明集光用媒
体の前記第2面の表面に設けられた遮光膜とを備えたこ
とを特徴とする光ディスク装置を提供する。上記構成に
よれば、レーザ光の集光機能を有するホログラムを用い
ることにより、対物レンズを用いなくてもレーザ光の集
光が可能となる。この結果、高さ方向が小型になり、光
ディスクの間隔を小さくできる。また、レーザ光の集光
機能を有するホログラムを用いることにより、高NAが
可能となり、第2面に形成される光スポットの微小化が
可能になる。第2面に形成される光スポットを微小孔を
有する遮光膜によって遮光することにより、第2面に形
成される光スポットより微小の近接場光スポットが得ら
れる。
According to the present invention, in order to achieve the above object, a plurality of rotating optical disks arranged coaxially at predetermined intervals, and a laser spot focused on the plurality of optical disks by focusing a laser beam on the plurality of optical disks. In an optical disc apparatus having a plurality of optical heads for recording and reproducing information by using the light spot, the optical head has a laser light emitting unit for emitting the laser light, and a laser light condensing function. A first surface on which the laser light from the laser light emitting means is incident via the hologram, and the laser light incident on the first surface is condensed to form the light spot. A transparent light-collecting medium having a second surface to be formed, and a second hole of the transparent light-collecting medium having a small hole smaller in diameter than the light spot at a position where the light spot is blocked. To provide an optical disk apparatus characterized by comprising a light shielding film provided on the surface. According to the above configuration, by using a hologram having a function of condensing laser light, laser light can be condensed without using an objective lens. As a result, the height direction can be reduced, and the distance between the optical disks can be reduced. In addition, by using a hologram having a laser light focusing function, a high NA can be achieved, and a light spot formed on the second surface can be miniaturized. The light spot formed on the second surface is shielded from light by a light-shielding film having minute holes, whereby a near-field light spot smaller than the light spot formed on the second surface is obtained.

【0020】本発明は、上記目的を達成するため、同軸
上に所定の間隔を有して配置された回転する複数の光デ
ィスクと、前記複数の光ディスク上にレーザ光を集光さ
せて光スポットを形成し、この光スポットにより情報の
記録あるいは再生を行う複数の光ヘッドとを有する光デ
ィスク装置において、前記光ヘッドは、前記レーザ光を
出射するレーザ光出射手段と、前記レーザ光出射手段か
らの前記レーザ光が入射され、そのレーザ光を拡散させ
る機能を有する第1面と、前記第1面に入射した前記レ
ーザ光を反射させる第2面と、前記レーザ光の反射・集
光機能を有するホログラムが被着され、前記第2面で反
射した前記レーザ光を前記ホログラムによって反射・集
光させて異なる面上に前記光スポットを形成させる第3
面とを有する透明集光用媒体と、前記光スポットを遮る
位置に、前記光スポットより径が小なる微小孔を有して
前記光スポットが形成された前記透明集光用媒体の面の
表面に設けられた遮光膜とを備えたことを特徴とする光
ディスク装置を提供する。上記構成によれば、レーザ光
の反射・集光機能を有するホログラムを用いることによ
り、対物レンズを用いなくてもレーザ光の集光が可能と
なる。この結果、高さ方向が小型になり、光ディスクの
間隔を小さくできる。また、レーザ光の反射・集光機能
を有するホログラムを用いることにより、高NAが可能
となり、透明集光用媒体面上に形成される光スポットの
微小化が可能になる。透明集光用媒体面上に形成される
光スポットを微小孔を有する遮光膜によって遮光するこ
とにより、透明集光用媒体面上に形成される光スポット
より微小の近接場光スポットが得られる。
In order to achieve the above object, the present invention provides a plurality of rotating optical disks arranged coaxially at a predetermined interval, and a laser spot condensing laser light on the plurality of optical disks. In an optical disc device having a plurality of optical heads for forming and recording or reproducing information with this light spot, the optical head comprises: a laser light emitting unit for emitting the laser light; A first surface on which laser light is incident and having a function of diffusing the laser light, a second surface for reflecting the laser light incident on the first surface, and a hologram having a function of reflecting and condensing the laser light Is applied, and the laser light reflected by the second surface is reflected and condensed by the hologram to form the light spot on a different surface.
And a transparent condensing medium having a surface, and a surface of the surface of the transparent condensing medium on which the light spot is formed at a position where the light spot is blocked, the light spot having a small hole having a smaller diameter than the light spot. An optical disk device comprising: a light-shielding film provided on the optical disk device. According to the above configuration, by using a hologram having a function of reflecting and condensing laser light, laser light can be condensed without using an objective lens. As a result, the height direction can be reduced, and the distance between the optical disks can be reduced. In addition, by using a hologram having a function of reflecting and condensing laser light, a high NA can be achieved, and a light spot formed on a transparent condensing medium surface can be miniaturized. By shielding the light spot formed on the transparent light-collecting medium surface with a light-shielding film having fine holes, a near-field light spot smaller than the light spot formed on the transparent light-collecting medium surface can be obtained.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】図1(a) ,(b) は、本発明の第1
の実施の形態に係る光ヘッドを示す。この光ヘッド1
は、レーザビーム3aを出射する半導体レーザ2と、半
導体レーザ2の出力光3aを平行ビーム3bに整形する
コリメータレンズ4と、平行ビーム3bを直角に折り曲
げる折り返しミラー5と、折り返しミラー5からの平行
ビーム3cが入射される透明集光用媒体6とを有する。
1 (a) and 1 (b) show a first embodiment of the present invention.
1 shows an optical head according to an embodiment. This optical head 1
Are a semiconductor laser 2 for emitting a laser beam 3a, a collimator lens 4 for shaping the output light 3a of the semiconductor laser 2 into a parallel beam 3b, a folding mirror 5 for bending the parallel beam 3b at a right angle, and a parallel mirror from the folding mirror 5. A transparent condensing medium 6 on which the beam 3c is incident.

【0022】透明集光用媒体6は、折り返しミラー5か
らの平行ビーム3cが入射され、表面に集光機能を有す
る集光型ホログラム10Aが形成された入射面6aと、
入射面6aからの収束光3dが集光する被集光面6bと
を有する。透明集光用媒体6の被集光面6bの表面に
は、被集光面6bに形成される光スポット9aより径が
小なる微小孔7aを有する遮光膜7Aが被着されてい
る。微小孔7aの形状は、一辺が光ディスク8のトラッ
ク方向Xに直交する矩形とした。記録密度はトラック方
向Xの近接場光の寸法で決まるため、この場合、トラッ
ク方向Xの記録密度は円形微小孔の場合と同じである。
一方、近接場光の強度は、円形よりも増大させることが
できる。しかし、加工のし易さの点では、円形微小孔が
優れており、円形微小孔を使用してもよい。
The transparent condensing medium 6 has an incident surface 6a on which a collimated hologram 10A having a condensing function is formed on the surface of which the parallel beam 3c from the folding mirror 5 is incident.
And a converging surface 6b on which the convergent light 3d from the incident surface 6a is converged. On the surface of the light-collecting surface 6b of the transparent light-collecting medium 6, a light-shielding film 7A having a small hole 7a having a smaller diameter than the light spot 9a formed on the light-collecting surface 6b is applied. The shape of the minute hole 7a was a rectangle whose one side is orthogonal to the track direction X of the optical disk 8. Since the recording density is determined by the size of the near-field light in the track direction X, in this case, the recording density in the track direction X is the same as that in the case of the circular micro holes.
On the other hand, the intensity of the near-field light can be made higher than that of the circular shape. However, in terms of ease of processing, circular micropores are excellent, and circular micropores may be used.

【0023】集光型ホログラム10Aは、同心円状の凹
凸面からなるバイナリホログラムで形成されているが、
ポリマー材料からなるボリュームホログラムを用いても
よい。
The condensing hologram 10A is formed of a binary hologram having concentric concave and convex surfaces.
A volume hologram made of a polymer material may be used.

【0024】半導体レーザ2は、波長変動の少ない分布
不帰還型、あるいは分布ブラッグ反射ミラー型のレーザ
を使用した。これは、ホログラムの色収差、すなわち、
波長による回折角の変動が大きいため、端面発光レーザ
のような波長依存性の大きなレーザを使用すると、集光
位置がずれ、これを修正するための自動焦点制御機構が
必要となり、光ヘッド1が大型になるためである。面発
光レーザ(VCSEL)の場合には、利得カーブの中心
を発振波長からずらすことにより、波長依存性を少なく
することが可能であり、このような工夫をすれば使用可
能である。
As the semiconductor laser 2, a distributed non-feedback type laser or a distributed Bragg reflection mirror type laser having small wavelength fluctuation is used. This is the chromatic aberration of the hologram,
Since the fluctuation of the diffraction angle due to the wavelength is large, if a laser having a large wavelength dependence such as an edge emitting laser is used, the light condensing position shifts, and an automatic focus control mechanism for correcting this is required. It is because it becomes large. In the case of a surface emitting laser (VCSEL), it is possible to reduce the wavelength dependency by shifting the center of the gain curve from the oscillation wavelength.

【0025】具体的には、透明集光用媒体6の厚さは
0.4mm、平行ビーム3cの径は約6mm、ヘッド1
の高さは1mm程度である。また、収束ビーム3dの収
束角は約60度、そのNAは0.87である。この場合
の被集光面6bでのスポット9aの直径D1/2 は、次式
で与えられる。 D1/2 =k・λ/(n・NA) ここに、kは入射光の強度分布で決まる定数で、ガウス
ビームの場合、約0.5である。λは光源の波長、nは
透明集光用媒体6の屈折率であり、光源としてGaln
AlP系の赤色レーザ(波長0.63μm)を、透明集
光用媒体6として重フリントガラス(n=1.83)を
使用した場合、光スポット9aの直径D 1/2 として約
0.2μmが得られる。
Specifically, the thickness of the transparent light-collecting medium 6 is
0.4mm, diameter of parallel beam 3c is about 6mm, head 1
Is about 1 mm in height. In addition, the collection of the convergent beam 3d
The bundle angle is about 60 degrees and its NA is 0.87. in this case
Of the spot 9a on the light receiving surface 6b1/2Is
Given by D1/2= K · λ / (n · NA) where k is a constant determined by the intensity distribution of incident light, and Gaussian
For a beam, it is about 0.5. λ is the wavelength of the light source, n is
This is the refractive index of the transparent light-collecting medium 6, and the light source is Galn.
AlP red laser (wavelength 0.63μm)
Heavy flint glass (n = 1.83) as the medium 6 for light
When used, the diameter D of the light spot 9a 1/2As about
0.2 μm is obtained.

【0026】遮光膜7Aは、チタン(Ti)からなり、
レーザ光の波長より小なる厚さ(例えば10nm)を有
し、光スポット9aに対応する位置に微小孔7aを形成
し、光スポット9aから外部へ直接出射する光を遮断
し、かつ、微小孔7aを介して近接場光9bを形成する
ものである。微小孔7aのトラック方向Xの長さをW、
トラック方向Xに直交する方向Yの長さをL、光スポッ
ト9aの直径をD1/2 とすると、W,LとD1/2 の関係
が、 W<D1/2 、かつ、L<D1/2 となるように設定している。これにより、長さW×Lの
近接場光9bが形成される。本実施の形態では、長さ
W,Lを光スポット9aの直径D1/2 の数分の1程度以
下、すなわちレーザ光の波長の1/10程度(例えば5
0nm)にしている。なお、長さW,Lは、光ディスク
の高記録密度化技術および微小孔形成技術の進展に応じ
て50nmより小さくしてもよい。また、遮光膜7A
は、微小孔7aの周辺にレーザ光を吸収する処理(例え
ば黒色処理)が施されていてもよく、レーザ光を吸収す
る材料で形成されていてもよい。これにより遮光膜7A
の微小孔7aの周辺で反射したレーザ光によるS/N比
の低下を防げる。
The light shielding film 7A is made of titanium (Ti).
It has a thickness (for example, 10 nm) smaller than the wavelength of the laser light, and forms a micro hole 7a at a position corresponding to the light spot 9a to block light emitted directly from the light spot 9a to the outside. The near-field light 9b is formed via the light 7a. The length of the microhole 7a in the track direction X is W,
When the length in a direction Y perpendicular to the track direction X L, the diameter of the light spot 9a and D 1/2, W, the relationship between L and D 1/2, W <D 1/2 and,, L < D 1/2 is set. Thereby, the near-field light 9b having a length of W × L is formed. In the present embodiment, the lengths W and L are set to about a fraction of the diameter D 1/2 of the light spot 9a or less, that is, about 1/10 of the wavelength of the laser light (for example, 5
0 nm). Note that the lengths W and L may be smaller than 50 nm in accordance with the progress of the technology for increasing the recording density of the optical disk and the technology for forming micropores. Also, the light shielding film 7A
May be subjected to a process of absorbing laser light (for example, a black color process) around the micro holes 7a, or may be formed of a material that absorbs laser light. Thereby, the light shielding film 7A
Of the S / N ratio due to the laser light reflected around the micro holes 7a can be prevented.

【0027】微小孔7aの長さW,Lはレーザ波長の1
/10程度と小さいため、この微小孔7aからは伝搬光
は出射せず、トラック方向Xには微小孔7aの長さWと
同程度、トラック方向Xに直交する方向Yには微小孔7
aの長さLと同程度、垂直方向にはその数倍の大きさの
近接場光9bが波長と同程度の近接の距離にまで滲み出
している。この近接場光9bに透明集光用媒体6と同程
度の屈折率を有する媒体、例えば、光ディスク8を近接
配置することにより、近接場光9bが光ディスク8の記
録層8a中に伝播光となって入射し、この光によって記
録層8aへの記録および読み出しが可能になる。この伝
播光の光量は、次式で表される。
The lengths W and L of the micro holes 7a are set to 1 of the laser wavelength.
Therefore, no propagation light is emitted from the minute hole 7a, and the minute hole 7a is substantially equal to the length W of the minute hole 7a in the track direction X and is equal to the length W in the direction Y orthogonal to the track direction X.
The near-field light 9b, which is about the same as the length L of the a and several times as large in the vertical direction, seeps to a close distance as the wavelength. By disposing a medium having the same refractive index as that of the transparent light condensing medium 6, for example, the optical disk 8, in proximity to the near-field light 9 b, the near-field light 9 b becomes a propagation light in the recording layer 8 a of the optical disk 8. This light allows recording and reading on the recording layer 8a. The amount of the propagated light is represented by the following equation.

【数1】 ここに、Io:レーザの全パワー ω :被集光面6bでの光スポット9aの半径 a :微小孔7aの半幅 すなわち、赤色レーザの場合、微小孔7aを通過するレ
ーザ光の光量は光スポット9aの全パワーの約15%、
青色光の場合は20%となり、従来の光ファイバを使用
した場合の100倍以上に集光効率を改善することがで
きる。
(Equation 1) Here, Io: the total power of the laser ω: the radius of the light spot 9a on the light-receiving surface 6b a: the half width of the minute hole 7a That is, in the case of a red laser, the light amount of the laser light passing through the minute hole 7a is the light spot. About 15% of the total power of 9a,
In the case of blue light, it is 20%, and the light collection efficiency can be improved to 100 times or more as compared with the case where a conventional optical fiber is used.

【0028】図2(a) 〜(d) は、遮光膜7Aの被着方法
および微小孔7aの形成方法を示す。まず、透明集光用
媒体6の底面6cに電子ビーム露光用のフォトレジスト
膜70を塗布し、微小孔7aに対応する部分を残すよう
に電子ビームにより露光し(図2(a) )、現像の後、底
面6cをドライエッチングにより約100Åの異方性に
エッチングし、被集光面6bを形成する(図2(b) )。
エッチングガスとしてはCF4 系のガスを使用する。次
に、全面に遮光膜用のTi膜71をスパッタリングによ
り約100Å被着した後(図2(c) )、フォトレジスト
膜70を溶解することにより、微小孔7aに対応するT
i膜71をリフトオフする(図2(d) )。このようにし
て微小孔7aを有する遮光膜7Aが形成される。なお、
遮光膜7Aは、遮光性、およびガラスとの優れた被着性
を有する膜であれば、Ti膜以外の他の膜でもよい。
FIGS. 2A to 2D show a method for applying the light-shielding film 7A and a method for forming the fine holes 7a. First, a photoresist film 70 for electron beam exposure is applied to the bottom surface 6c of the transparent light-condensing medium 6, and is exposed by an electron beam so as to leave a portion corresponding to the minute hole 7a (FIG. 2A). Thereafter, the bottom surface 6c is anisotropically etched by about 100 ° by dry etching to form the light-collected surface 6b (FIG. 2B).
A CF 4 gas is used as an etching gas. Next, a Ti film 71 for a light-shielding film is deposited on the entire surface by sputtering at about 100 ° (FIG. 2C), and the photoresist film 70 is dissolved to form a T film corresponding to the fine hole 7a.
The i-film 71 is lifted off (FIG. 2D). Thus, the light-shielding film 7A having the fine holes 7a is formed. In addition,
The light-shielding film 7A may be a film other than the Ti film as long as it has a light-shielding property and an excellent adhesion to glass.

【0029】次に、光ヘッド1の動作を説明する。半導
体レーザ2からレーザビーム3aを出射すると、そのレ
ーザビ−ム3aはコリメータレンズ4によって平行ビー
ム3bに整形され、折り返しミラー5によって直角に曲
げられ、集光型ホログラム10Aに入射する。集光型ホ
ログラム10Aに入射した平行ビーム3cは収束ビーム
3dとなって透明集光用媒体6の被集光面6bに光スポ
ット9aを形成する。この光スポット9aに集光したレ
ーザビーム3dは、被集光面6bから遮光膜7A上の微
小孔7aを通して近接場光9bとして透明集光用媒体6
の外部に滲み出す。この近接場光9bによって光ディス
ク8のプラスチック基板8b上の記録層8aを照射する
ことにより、情報の記録・再生がなされる。また、被集
光面6bは、光ディスク8上を浮上走行するためのスラ
イダー面としても使用される。浮上高は、光の波長やス
ポット径によっても異なるが、数十から200nmであ
る。
Next, the operation of the optical head 1 will be described. When a laser beam 3a is emitted from the semiconductor laser 2, the laser beam 3a is shaped into a parallel beam 3b by a collimator lens 4, is bent at a right angle by a return mirror 5, and is incident on a condensing hologram 10A. The parallel beam 3c incident on the condensing hologram 10A becomes a convergent beam 3d, and forms a light spot 9a on the converging surface 6b of the transparent condensing medium 6. The laser beam 3d condensed on the light spot 9a passes through the minute hole 7a on the light-shielding film 7A from the converging surface 6b to form a near-field light 9b as a near-field light 9b.
Seeping out of the outside. By irradiating the recording layer 8a on the plastic substrate 8b of the optical disk 8 with the near-field light 9b, information is recorded / reproduced. The light-collected surface 6b is also used as a slider surface for levitating and traveling on the optical disk 8. The flying height varies from several tens to 200 nm, depending on the wavelength of the light and the spot diameter.

【0030】上記の構成によれば、以下の効果が傅られ
る。 (イ) ホログラム10Aを用いて集光することにより、対
物レンズを使用せずに、平行ビーム3cから一挙に集光
することができ、光ヘッドの高さを低くすることができ
る。 (ロ) ホログラム10Aを用いて集光することにより、高
NAの集光ができ、赤色の光源を使用しても、0.2μ
mという微小なスポットが得られる。 (ハ) 光源に波長依存性の少ないレーザを用いることによ
り、ホログラムによる集光の場合でも、色収差の問題を
避けることができ、自動焦点制御機構が不要となり、小
型の光ヘッドが形成できる。これによって、光ディスク
を数枚重ねて使用する場合にディスク間隔を狭くでき、
多数のディスクを重ねることができ、大容量化を図るこ
とができる。また、光ディスク装置全体を薄くできるの
で、携帯端末用のメモリとして使用する場合に、小型化
でき、有効である。 (ニ) 微小化された光スポット9aから滲み出す近接場光
9bを遮光膜7Aに形成した微小孔7aによって絞って
いるので、従来のSuper SILを用いた集光に比
べて、近接場光9bの寸法を数分の一に小さくできるの
で、記録密度を数倍に上げることができる。 (ホ) 被集光面6bを浮上走行するためのスライダー面と
しても使用することにより、光ヘッドの構造を単純化で
きるとともに、さらなる小型化・低価格化も可能とな
る。
According to the above configuration, the following effects can be obtained. (A) By condensing light using the hologram 10A, the light can be condensed at once from the parallel beam 3c without using an objective lens, and the height of the optical head can be reduced. (B) By condensing light using the hologram 10A, high NA light can be condensed.
A small spot of m is obtained. (C) By using a laser with little wavelength dependence as a light source, the problem of chromatic aberration can be avoided even in the case of condensing by a hologram, and an automatic focus control mechanism is not required, and a small optical head can be formed. This makes it possible to reduce the disc spacing when using several optical discs in a stack.
A large number of disks can be stacked, and the capacity can be increased. In addition, since the entire optical disc device can be made thinner, it can be made smaller and more effective when used as a memory for a portable terminal. (D) Since the near-field light 9b oozing out of the miniaturized light spot 9a is narrowed down by the minute holes 7a formed in the light-shielding film 7A, the near-field light 9b is smaller than the convergent light using the conventional Super SIL. Can be made several times smaller, so that the recording density can be increased several times. (E) By using the light-collecting surface 6b as a slider surface for floating traveling, the structure of the optical head can be simplified, and further downsizing and cost reduction can be achieved.

【0031】図3(a) ,(b) は、遮光膜7Aの変形例を
示す。遮光膜7Aは、同図(a) に示すように、透明集光
用媒体6の底面のエッチング時に、被集光面6bの微小
孔7a近傍の領域6b’を傾ける等の操作により被エッ
チング面を入射光に対して傾斜させ、凸型あるいは凹型
の円錐面状にしてもよい。また、同図(b) に示すよう
に、透明集光用媒体6の底面のエッチング時に、比較的
大電流で高速にエッチングする等の操作によりエッチン
グ面に細かい凹凸を形成してもよい。遮光膜7Aの微小
孔7a近傍の領域6b’の反射率が高いと、遮光膜7A
で反射した光強度が、微小孔7aから戻る信号光に比べ
て強くなり、信号処理時の前段増幅の増幅率を大きく取
れなくなるため、S/Nが低下する。一方、遮光膜7A
での吸収率が高いと、遮光膜7Aの光スポット9aが照
射された部分の温度が上昇し、この熱が記録に影響を与
えるため好ましくない。そこで、同図(a) ,(b) に示す
ような構造にすることにより、反射光3eがコリメータ
レンズ4側に戻らなくなり、S/Nを向上させることが
できる。一方、微小孔7aを通過する反射光は、入射光
3dと同じ経路をたどり、光検出器(図略)に入射す
る。これにより、光検出器に入る迷光の割合を減らすこ
とができるため、DC型の前置増幅器の増幅率をあげる
ことができ、S/Nを改善することが可能となる。
FIGS. 3A and 3B show modified examples of the light shielding film 7A. As shown in FIG. 4A, the light-shielding film 7A is etched by etching the bottom surface of the transparent light-condensing medium 6 by tilting a region 6b 'near the microhole 7a of the light-collecting surface 6b. May be inclined with respect to the incident light to form a convex or concave conical surface. Further, as shown in FIG. 3B, when etching the bottom surface of the transparent light-collecting medium 6, fine irregularities may be formed on the etched surface by an operation such as etching at a relatively large current and at a high speed. If the reflectance of the region 6b 'near the micro holes 7a of the light shielding film 7A is high, the light shielding film 7A
The intensity of the light reflected by the light source becomes stronger than the signal light returning from the minute hole 7a, and the amplification factor of the pre-amplification at the time of signal processing cannot be increased, so that the S / N is reduced. On the other hand, the light shielding film 7A
If the absorptance is high, the temperature of the portion of the light-shielding film 7A irradiated with the light spot 9a increases, and this heat undesirably affects recording. Therefore, by adopting a structure as shown in FIGS. 7A and 7B, the reflected light 3e does not return to the collimator lens 4 side, and the S / N can be improved. On the other hand, the reflected light passing through the minute hole 7a follows the same path as the incident light 3d and enters a photodetector (not shown). As a result, the ratio of stray light entering the photodetector can be reduced, so that the gain of the DC preamplifier can be increased and the S / N can be improved.

【0032】図4(a) ,(b) は、本発明の第2の実施の
形態に係る光ヘッドを示す。この光ヘッド1は、第1の
実施の形態において、入射面6aを凸面状に形成したも
のであり、他は第1の実施の形態と同様に構成されてい
る。このように入射面6aを凸面状に形成することによ
り、この凸面状の入射面6aと集光型ホログラム10A
の両者で集光するとともに、両者の色収差が波長に対し
て逆であることから、両者の波長変動を相殺することが
でき、端面発光レーザのような波長変動の大きなレーザ
も、自動焦点制御なしに使用することができる。
FIGS. 4A and 4B show an optical head according to a second embodiment of the present invention. This optical head 1 is the same as the first embodiment except that the incident surface 6a is formed in a convex shape in the first embodiment. By forming the incident surface 6a in a convex shape in this way, the convex incident surface 6a and the condensing hologram 10A are formed.
Since both chromatic aberrations are opposite to the wavelength, both wavelength fluctuations can be canceled out, and even lasers with large wavelength fluctuations, such as edge emitting lasers, do not have automatic focus control. Can be used for

【0033】図5(a) ,(b) は、本発明の第3の実施の
形態に係る光ヘッドを示す。この光ヘッド1は、第1の
実施の形態において、入射面6aの入射機能と集光機能
を分離したものであり、入射面6aは凹球面状に形成さ
れており、この凹球面状の入射面6aにより屈折し、広
げられた入射光3dは、遮光反射膜7Bで反射され、さ
らに入射面6aの周辺に反射型ホログラム10Bが形成
された反射面6dにより反射集光されて、被集光面6b
に光スポット9aを形成する。この場合、反射型ホログ
ラム10Bの開口数NAを第1の実施の形態の入射面6
aでのNAと同じにした場合、平行ビーム3cのビーム
径を半分以下にでき、従って折り返しミラー5などの他
の光学系のサイズを小さくでき、さらに光ヘッドを小型
化できる。
FIGS. 5A and 5B show an optical head according to a third embodiment of the present invention. This optical head 1 is different from the first embodiment in that the incident function and the light condensing function of the incident surface 6a are separated, and the incident surface 6a is formed in a concave spherical shape. The incident light 3d refracted and spread by the surface 6a is reflected by the light-shielding reflection film 7B, and is further reflected and condensed by the reflection surface 6d in which the reflection type hologram 10B is formed around the incident surface 6a. Surface 6b
To form a light spot 9a. In this case, the numerical aperture NA of the reflection hologram 10B is set to the incident surface 6 of the first embodiment.
When the NA is the same as in the case of a, the beam diameter of the parallel beam 3c can be reduced to half or less, so that the size of another optical system such as the folding mirror 5 can be reduced, and the optical head can be further downsized.

【0034】図6(a) ,(b) は、本発明の第4の実施の
形態に係る光ヘッドを示す。この光ヘッド1は、第3の
実施の形態において、入射面6aの凹球面状の機能を平
面状の拡散型ホログラム10Cに置き換えたものであ
り、他は第3の実施の形態と同様である。このように凹
球面状の入射面6aを拡散型ホログラム10Cに置き換
えることにより、拡散型ホログラム10Cと反射型ホロ
グラム10Bの色収差を相殺させることが可能となり、
波長依存性の小さい集光光ヘッドができ、端面発光レー
ザなどの波長変動の大きなレーザを使用しても、自動焦
点制御のない集光が可能となる。
FIGS. 6A and 6B show an optical head according to a fourth embodiment of the present invention. This optical head 1 is the same as the third embodiment except that the concave spherical function of the incident surface 6a is replaced by a planar diffusion hologram 10C in the third embodiment. . By replacing the concave spherical incident surface 6a with the diffusion hologram 10C, it becomes possible to cancel the chromatic aberration of the diffusion hologram 10C and the reflection hologram 10B,
A condensing optical head having small wavelength dependence can be obtained, and condensing without automatic focus control can be performed even when a laser having a large wavelength variation such as an edge emitting laser is used.

【0035】なお、上述の実施の形態においては、透明
集光用媒体6の光ディスク8と対向する側の形状を平坦
としたが、段差を設けるなどしてもよく、少なくも透明
集光用媒体6のいずれかの面上にレーザ光が集光し、光
スポットが形成されればよい。
In the above-described embodiment, the shape of the transparent light-condensing medium 6 on the side facing the optical disk 8 is flat, but a step may be provided, and at least the transparent light-condensing medium 6 may be provided. It is sufficient that the laser beam is focused on any one of the surfaces of No. 6 and a light spot is formed.

【0036】図7(a) は、本発明の第1の実施の形態に
係る光ディスク装置を示し、同図(b) は、同図(a) のA
−A断面図である。この光ディスク装置100は、円盤
状のプラスチック板120の一方の面にGeSbTe相
変化材料からなる記録層121が形成され、図示しない
モータによって回転軸11を介して回転する光ディスク
12と、光ディスク12の記録層121に対し光記録/
光再生を行う光ヘッド1と、光ヘッド1をトラッキング
方向13に移動させるリニアモータ14と、リニアモー
タ14側から光ヘッド1を支持するサスペンション15
と、光ヘッド1を駆動する光ヘッド駆動系16と、光ヘ
ッド1から得られた信号を処理するとともに、光ヘッド
駆動系16を制御する信号処理系17とを有する。リニ
アモータ14は、トラッキング方向13に沿って設けら
れた一対の固定部14A,14Aと、一対の固定部14
A,14A上を移動する可動コイル14Bとを備える。
この可動コイル14Bから上記サスペンション15によ
って光ヘッド1を支持している。
FIG. 7A shows an optical disk device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 7B shows A in FIG.
It is -A sectional drawing. In the optical disc device 100, a recording layer 121 made of a GeSbTe phase change material is formed on one surface of a disc-shaped plastic plate 120, and an optical disc 12 that is rotated by a motor (not shown) via a rotating shaft 11; Optical recording /
An optical head 1 for performing optical reproduction, a linear motor 14 for moving the optical head 1 in the tracking direction 13, and a suspension 15 for supporting the optical head 1 from the linear motor 14 side
And an optical head drive system 16 for driving the optical head 1, and a signal processing system 17 for processing a signal obtained from the optical head 1 and controlling the optical head drive system 16. The linear motor 14 includes a pair of fixed portions 14A, 14A provided along the tracking direction 13 and a pair of fixed portions 14A.
A, and a movable coil 14B that moves on 14A.
The optical head 1 is supported by the suspension 15 from the movable coil 14B.

【0037】図8は、光ディスク12の詳細を示す。こ
の光ディスク12は、光ヘッド1によって形成される光
スポット9aの微小化に対応して高記録密度化を図った
ものである。プラスチック板120は、例えば、ポリカ
ーボネート基板等が用いられ、その一方の面にグルーブ
部12aが形成される。この光ディスク12は、プラス
チック板120のグルーブ部12aが形成された側の面
に、Al反射膜層(100nm厚)122、SiO2
(100nm厚)123、GeSbTe記録層(15n
m厚)121、SiN保護層(50nm厚)124を積
層したものである。本実施の形態では、ランド部12b
に情報が記録してあり、トラックのピッチは0.25μ
m、グルーブ部12aの深さは約0.1μmとしてい
る。マーク長は0.13μm、記録密度は19Gbit
s/inch2 であり、12cmディスクでは27GB
の記録容量に相当し、従来の7.6倍に高記録密度化で
きた。
FIG. 8 shows details of the optical disc 12. The optical disc 12 has a high recording density corresponding to the miniaturization of the light spot 9a formed by the optical head 1. As the plastic plate 120, for example, a polycarbonate substrate or the like is used, and a groove portion 12a is formed on one surface thereof. The optical disc 12 has an Al reflective film layer (100 nm thick) 122, an SiO 2 layer (100 nm thick) 123, and a GeSbTe recording layer (15 n) on the surface of the plastic plate 120 on which the groove 12 a is formed.
m) 121 and a SiN protective layer (50 nm thick) 124 are laminated. In the present embodiment, the land portion 12b
Information is recorded on the track, and the track pitch is 0.25μ.
m, and the depth of the groove portion 12a is about 0.1 μm. The mark length is 0.13 μm and the recording density is 19 Gbit
s / inch 2 and 27GB for 12cm disc
, And the recording density could be increased to 7.6 times that of the related art.

【0038】図9は、この光ディスク装置100の光ヘ
ッド1を示し、同図(a) はその側面図、同図(b) はその
平面図である。光ヘッド1は、光ディスク12上を浮上
する浮上スライダ18を有し、この浮上スライダ18上
に、例えば、AlGalnPからなり、波長630nm
のレーザビーム3aを出射する端面発光型の半導体レー
ザ2と、半導体レーザ2から出射されたレーザビーム3
aを平行ビーム3bに整形するコリメータレンズ4と、
半導体レーザ2を浮上スライダ18上に取り付ける溶融
石英板からなるホルダ20と、半導体レーザ2からの平
行ビーム3bと光ディスク12からの反射光とを分離す
る偏光ビームスプリッタ22と、半導体レーザ2からの
平行ビーム3bの直線偏光を円偏光にする1/4波長板
23と、1/4波長板23からの平行ビーム3bを光デ
ィスク12側に直角に折り曲げる折り返しミラー5と、
入射面6a上に集光型ホログラム10Aが形成された透
明集光用媒体6と、透明集光用媒体6をトラック方向X
に直交する方向Yに移動させる圧電素子41を介して支
持するホルダ37Cと、浮上スライダ18上に取り付け
られ、光ディスク12からの反射光をビームスプリッタ
22を介して入力する光検出器24とを各々配置してい
る。また、全体はヘッドケース25内に収納され、ヘッ
ドケース25は、サスペンション15の先端に固定され
ている。
FIGS. 9A and 9B show the optical head 1 of the optical disk apparatus 100. FIG. 9A is a side view and FIG. 9B is a plan view. The optical head 1 has a flying slider 18 that floats on the optical disk 12, and is made of, for example, AlGalnP and has a wavelength of 630 nm.
Edge-emitting semiconductor laser 2 that emits laser beam 3a, and laser beam 3 that is emitted from semiconductor laser 2.
a collimator lens 4 for shaping a into a parallel beam 3b;
A holder 20 made of a fused silica plate for mounting the semiconductor laser 2 on the flying slider 18, a polarization beam splitter 22 for separating the parallel beam 3 b from the semiconductor laser 2 and the reflected light from the optical disk 12, and a parallel beam from the semiconductor laser 2 A quarter-wave plate 23 for converting the linearly polarized light of the beam 3b into circularly polarized light, a folding mirror 5 for bending the parallel beam 3b from the quarter-wave plate 23 at right angles to the optical disk 12, and
The transparent light-collecting medium 6 having the light-collecting hologram 10A formed on the incident surface 6a and the transparent light-collecting medium 6 in the track direction X
And a photodetector 24 that is mounted on the flying slider 18 and that receives reflected light from the optical disc 12 through the beam splitter 22. Have been placed. Further, the whole is stored in a head case 25, and the head case 25 is fixed to a tip of the suspension 15.

【0039】透明集光用媒体6は、例えば、屈折率n=
1.91を有する重フリントガラスからなり、高さ1m
m、長さ2mmを有する。この透明集光用媒体6は、図
1に示す透明集光用媒体6と同様に構成され、浮上スラ
イダ18に形成した開口18c内にトラック方向Xに直
交する方向Yに移動可能に収容されている。
The transparent light-collecting medium 6 has, for example, a refractive index n =
Made of heavy flint glass with 1.91, height 1m
m, 2 mm in length. The transparent light-collecting medium 6 has the same configuration as the transparent light-collecting medium 6 shown in FIG. 1 and is accommodated in an opening 18c formed in the flying slider 18 so as to be movable in a direction Y orthogonal to the track direction X. I have.

【0040】浮上スライダ18は、図9(a) に示すよう
に、負圧を生じるように溝18bを形成している。この
溝18bによる負圧とサスペンション15のばね力との
作用によって浮上スライダ18と光ディスク12との間
隔が、浮上量として一定に保たれる。本実施の形態で
は、浮上量は約0.06μmである。
As shown in FIG. 9A, the flying slider 18 has a groove 18b for generating a negative pressure. The gap between the flying slider 18 and the optical disk 12 is kept constant as the flying height by the action of the negative pressure by the groove 18b and the spring force of the suspension 15. In the present embodiment, the flying height is about 0.06 μm.

【0041】光ヘッド駆動系16は、記録時に、半導体
レーザ2の出力光を記録信号により変調することによ
り、記録層121に結晶/アモルファス間の相変化を生
じさせ、その間の反射率の違いとして記録し、再生時に
は、半導体レーザ2の出力光を変調せずに、連続して照
射し、記録層121での上記の反射率の違いを反射光の
変動として光検出器24により検出するようになってい
る。
The optical head drive system 16 modulates the output light of the semiconductor laser 2 with a recording signal at the time of recording, thereby causing a phase change between crystal and amorphous in the recording layer 121. At the time of recording and reproduction, the output light of the semiconductor laser 2 is continuously irradiated without being modulated, and the difference in reflectance at the recording layer 121 is detected by the photodetector 24 as a change in reflected light. Has become.

【0042】信号処理系17は、光検出器24が検出し
た光ディスク12からの反射光に基づいてトラッキング
制御用の誤差信号およびデータ信号を生成し、誤差信号
をハイパスフィルタとローパスフィルタによって高周波
域の誤差信号と低周波域の誤差信号を形成し、これらの
誤差信号に基づいて光ヘッド駆動系16に対しトラッキ
ング制御を行うものである。ここでは、トラッキング用
の誤差信号をサンプルサーボ方式(光ディスク技術、ラ
ジオ技術社、P.95)によって生成するようになって
おり、このサンプルサーボ方式は、干鳥マーク(Wob
bled Track)を間欠的にトラック上に設け、
それからの反射強度の変動から誤差信号を生成する方式
である。サンプルサーボ方式の場合、記録信号とトラッ
キング誤差信号とは時分割的に分離されているので、両
者の分離は再生回路におけるゲート回路によって行う。
なお、グルーブ部12aからの反射光との干渉を利用す
るプッシュプル方式で誤差信号を生成してもよい。
The signal processing system 17 generates an error signal and a data signal for tracking control based on the reflected light from the optical disk 12 detected by the photodetector 24, and converts the error signal into a high frequency band by a high-pass filter and a low-pass filter. An error signal and an error signal in a low frequency range are formed, and tracking control is performed on the optical head drive system 16 based on these error signals. Here, an error signal for tracking is generated by a sample servo method (optical disc technology, Radio Technology Co., p. 95).
bleed Track) is intermittently provided on the track,
In this method, an error signal is generated from the fluctuation of the reflection intensity. In the case of the sample servo method, since the recording signal and the tracking error signal are separated in a time-division manner, the two are separated by a gate circuit in a reproducing circuit.
The error signal may be generated by a push-pull method using interference with light reflected from the groove 12a.

【0043】図10は、圧電素子41を示す。圧電素子
41は、一対の電極端子410,410に接続された複
数の電極膜411と、電極膜411間に形成された多層
PZT薄膜(厚さ約20μm)412とからなる。この
圧電素子41は、上記ホルダ37Cに被着形成されてお
り、この圧電素子41により集光用透明媒体6を支える
とともに、トラック方向Xに直交する方向Y(トラッキ
ング方向)に走査する。
FIG. 10 shows the piezoelectric element 41. The piezoelectric element 41 includes a plurality of electrode films 411 connected to the pair of electrode terminals 410, 410, and a multilayer PZT thin film (about 20 μm thick) 412 formed between the electrode films 411. The piezoelectric element 41 is attached to the holder 37C, supports the light-collecting transparent medium 6 with the piezoelectric element 41, and scans in a direction Y (tracking direction) orthogonal to the track direction X.

【0044】次に、上記第1の実施の形態に係る光ディ
スク装置100の動作を説明する。光ディスク12は、
図示しないモータによって所定の回転速度で回転し、浮
上スライダ18は、光ディスク12の回転によって発生
する負圧とサスペンション15のばね力との作用によっ
て光ディスク12上を浮上走行する。光ヘッド駆動系1
6による駆動によって半導体レーザ2からレーザビーム
3aが出射されると、半導体レーザ2の出力光3aは、
コリメータレンズ4により平行光ビーム3bに整形され
た後、偏光ビームスプリッタ22および1/4波長板2
3を通り、折り返しミラー5によって直角に曲げられ、
集光型ホログラム10Aに入射する。平行光ビーム3b
は、1/4波長板23を通過する際に、1/4波長板2
3によって直線偏光から円偏光に変わる。集光型ホログ
ラム10Aに入射した円偏光の平行光ビーム3bは、収
束ビームとなって透明集光用媒体6の被集光面6bに集
光して被集光面6bに微小の光スポット9aが形成され
る。この光スポット9a下の微小孔7aから光スポット
9aの光の一部が近接場光9bとして浮上スライダ18
の下面の外側に漏れ出し、この近接場光9bが光ディス
ク12の記録層121に伝播して光記録あるいは光再生
が行われる。光ディスク12で反射した反射光は、入射
光の経路を逆にたどり、偏光ビームスプリッタ22で9
0度方向に反射し、光検出器24に入射する。信号処理
系17は、光検出器24に入射した光ディスク12から
の反射光に基づいてトラッキング制御用の誤差信号およ
びデータ信号を生成し、誤差信号に基づいて光ヘッド駆
動系16に対しトラッキング制御を行う。
Next, the operation of the optical disk device 100 according to the first embodiment will be described. The optical disk 12
The flying slider 18 is rotated at a predetermined rotation speed by a motor (not shown), and floats on the optical disk 12 by the action of the negative pressure generated by the rotation of the optical disk 12 and the spring force of the suspension 15. Optical head drive system 1
When the laser beam 3a is emitted from the semiconductor laser 2 by the drive by the laser 6, the output light 3a of the semiconductor laser 2 becomes
After being shaped into a parallel light beam 3 b by the collimator lens 4, the polarization beam splitter 22 and the 板 wavelength plate 2
3 and is bent at a right angle by the folding mirror 5,
The light is incident on the condensing hologram 10A. Parallel light beam 3b
When passing through the 波長 wavelength plate 23, the 、 wavelength plate 2
3 changes from linearly polarized light to circularly polarized light. The circularly-polarized parallel light beam 3b incident on the condensing hologram 10A is converged as a convergent beam on the converging surface 6b of the transparent condensing medium 6, and a minute light spot 9a is formed on the converging surface 6b. Is formed. A part of the light of the light spot 9a from the minute hole 7a under the light spot 9a is converted into a near-field light 9b by the flying slider 18a.
Leaks to the outside of the lower surface of the optical disk 12, and the near-field light 9b propagates to the recording layer 121 of the optical disk 12 to perform optical recording or optical reproduction. The light reflected by the optical disk 12 follows the path of the incident light in the reverse direction, and is reflected by the polarization beam splitter 22.
The light is reflected in the direction of 0 degrees and enters the photodetector 24. The signal processing system 17 generates an error signal and a data signal for tracking control based on the reflected light from the optical disk 12 incident on the photodetector 24, and performs tracking control on the optical head driving system 16 based on the error signal. Do.

【0045】上記第1の実施の形態に係る光ディスク装
置100によれば、透明集光用媒体6の集光ビームのN
Aは0.86となり、この結果、スポット径D1/2
0.2μmの微小の光スポット9bが得られ、その約2
0%を幅50nmの微小孔7aを通して近接場光9bと
して光ディスク12の記録層121に入射でき、超高密
度(180Gbits/inch2 )の超高密度の光記
録/光再生が可能になった。また、自動焦点制御を行わ
ずに記録再生ができるため、自動焦点制御機構が不要と
なり、光ヘッド1の重量を大幅に減らすことができ、小
型化が図れた。すなわち、光ヘッド1のサイズは、高さ
2mm、幅3mm、長さ6mm、重量は0.2gと軽量
となった。このため、リニアモータ14の可動コイル1
4Bとサスペンション15を含めて可動部の重量を2.
0g以下にできた。この結果、リニアモータ14のみで
帯域50kHz以上、利得60以上が得られた。従っ
て、600rpmの回転下においてトラッキング可能で
あり、平均転送レートは60Mbpsが得られた。ま
た、サンプルサーボ方式の採用により、記録信号とトラ
ッキング誤差信号とは時分割的に分離されているので、
光検出器24としては、分割型のものは必要なく、例え
ば、1mm角のPINフォトダイオードを用いることが
できる。光検出器24として分割型である必要がないた
め、検出系を大幅に簡素・軽量化できる。また、透明集
光用媒体6の重量は、5mg以下と軽いため、透明集光
用媒体6を支持する系の共振周波数を300kHz以上
にでき、電極端子410,410間への印加電圧5Vで
0.5μm以上の変位が得られた。また、この圧電素子
41とリニアモータ14による2段制御により、80d
Bの利得で300kHzの帯域が得られ、高速回転時
(3600rpm)下において5nmの精度でトラッキ
ングを行うことができた。これにより、本実施の形態で
は転送レートを圧電素子41を用いない場合の光ディス
ク装置100の6倍、すなわち、360Mbpsに上げ
ることができた。また、後述するマルチビームの光ヘッ
ドを使用した場合には、さらに8倍となり、500Mb
ps近くの転送レートが得られた。また、12cmのデ
ィスクにおいて10ms以下の平均シーク速度を達成し
た。これにより、3600rpm回転時のアクセス時間
は20ms以下となる。
According to the optical disc apparatus 100 of the first embodiment, the N of the focused beam on the transparent focusing medium 6 is
A is 0.86, and as a result, a very small light spot 9b having a spot diameter D 1/2 of about 0.2 μm is obtained.
0% can be incident on the recording layer 121 of the optical disk 12 as near-field light 9b through the fine hole 7a having a width of 50 nm, and ultra-high density (180 Gbits / inch 2 ) ultra-high density optical recording / optical reproduction has become possible. In addition, since recording and reproduction can be performed without performing the automatic focus control, an automatic focus control mechanism is not required, so that the weight of the optical head 1 can be significantly reduced and the size of the optical head 1 can be reduced. That is, the size of the optical head 1 was as light as 2 mm in height, 3 mm in width, 6 mm in length, and 0.2 g in weight. Therefore, the moving coil 1 of the linear motor 14
4B and the weight of the movable part including the suspension 15
0 g or less. As a result, a bandwidth of 50 kHz or more and a gain of 60 or more were obtained using only the linear motor 14. Therefore, tracking was possible under rotation of 600 rpm, and an average transfer rate of 60 Mbps was obtained. Also, by adopting the sample servo method, the recording signal and the tracking error signal are separated in a time-division manner.
The photodetector 24 does not need to be a split type, and for example, a 1 mm square PIN photodiode can be used. Since the photodetector 24 does not need to be a split type, the detection system can be significantly simplified and lightened. Further, since the weight of the transparent light-collecting medium 6 is as light as 5 mg or less, the resonance frequency of the system supporting the transparent light-collecting medium 6 can be made 300 kHz or more, and 0 V at a voltage of 5 V applied between the electrode terminals 410 and 410. A displacement of 0.5 μm or more was obtained. In addition, the two-stage control by the piezoelectric element 41 and the linear motor 14 allows 80 d
A band of 300 kHz was obtained with a gain of B, and tracking could be performed with an accuracy of 5 nm under high-speed rotation (3600 rpm). As a result, in the present embodiment, the transfer rate can be increased to six times that of the optical disk device 100 without using the piezoelectric element 41, that is, 360 Mbps. Further, when a multi-beam optical head described later is used, it is further increased by 8 times to 500 Mb.
Transfer rates near ps were obtained. Also, an average seek speed of 10 ms or less was achieved for a 12 cm disk. As a result, the access time at 3,600 rpm becomes 20 ms or less.

【0046】なお、トラッキング制御用の誤差信号の生
成には、上記実施の形態では、サンプルサーボ方式を用
いたが、周囲的に記録トラックを蛇行させて、それによ
る反射光の変調を蛇行周波数に同期させて検出し、誤差
信号を生成するウォブルドトラック方式を用いてもよ
い。また、再生専用ディスクのトラッキングには、CD
で行われているように3スポット方式を用いることも可
能である。すなわち、コリメータレンズ4と偏光ビーム
スプリッタ22の間に回折格子を挿入し、かっ、その±
一次光それぞれのディスクからの反射光を検出する光検
出素子を主ビーム検出用素子の両側に配置し、その出力
の差分を取ることにより、誤差信号の生成が可能とな
る。また、記録トラック側面部からの回折光の左右のア
ンバランスを検出して誤差信号を生成するプッシュプル
型の制御を行うことも可能である。この場合はその回折
光を2分割型の光検出素子に入射し、その差動出力誤差
信号を生成する。また、本実施の形態の光ヘッド1をそ
のまま追記型光ディスク(色素の光吸収により凹凸ビッ
トを形成したディスク)への記録および再生に用いるこ
とができる。また、透明集光用媒体6の被集光面6bに
形成される光スポット9aの周辺に薄膜コイルを装着
し、磁界変調を行うことにより、光磁気媒体を用いての
光磁気記録も可能となる。但し、再生の場合には、光の
偏波面の回転を偏光解析によって検出して信号を生成す
るため、偏光ビームスプリッタ22を非偏光のスプリッ
タに変え、光検出素子の手前に検光子を配置する必要が
ある。また、レーザ源として本実施の形態では、端面発
光型レーザを用いたが、面発光型レーザ(VCSEL)
を用いることも可能である。面発光型レーザの場合、基
本モード(TEM00)の最大出力は、2mW程度と端
面発光型レーザの1/10以下であるが、本実施の形態
では従来の光ディスク装置で使用されている光スポット
径の数分の1に絞られているため、光密度が1桁以上高
くできることから、面発光型半導体レーザでも記録が可
能となる。また、面発光型半導体レーザの場合、温度に
よる波長変動が小さく、色収差補正を不要にできる。ま
た、本実施の形態では、光スポットの駆動に圧電素子を
用いたが、これに限るものではなく、後述する図14に
示すような光スポット駆動型の半導体レーザを使用して
もよい。
In the above embodiment, the sample servo method is used to generate the tracking control error signal. However, the recording track is made to meander, and the modulation of the reflected light is adjusted to the meander frequency. A wobbled track method of detecting in synchronization and generating an error signal may be used. Also, for tracking of a read-only disc, CD
It is also possible to use a three-spot method as performed in the above. That is, a diffraction grating is inserted between the collimator lens 4 and the polarizing beam splitter 22, and
An error signal can be generated by arranging photodetectors for detecting the reflected light of the primary light from the disc on both sides of the main beam detecting element and calculating the difference between the outputs. It is also possible to perform a push-pull control that detects an imbalance between the left and right of the diffracted light from the side of the recording track and generates an error signal. In this case, the diffracted light is incident on a two-division type photodetector, and a differential output error signal is generated. Further, the optical head 1 of the present embodiment can be used as it is for recording and reproducing on a write-once optical disc (disc having uneven bits formed by light absorption of a dye). Further, by mounting a thin-film coil around the light spot 9a formed on the light-collecting surface 6b of the transparent light-collecting medium 6 and performing magnetic field modulation, magneto-optical recording using a magneto-optical medium is possible. Become. However, in the case of reproduction, in order to generate a signal by detecting the rotation of the plane of polarization of light by polarization analysis, the polarization beam splitter 22 is changed to a non-polarization splitter, and an analyzer is arranged in front of the photodetector. There is a need. In this embodiment, an edge emitting laser is used as a laser source, but a surface emitting laser (VCSEL) is used.
Can also be used. In the case of the surface emitting laser, the maximum output in the fundamental mode (TEM00) is about 2 mW, which is 1/10 or less of that of the edge emitting laser. In the present embodiment, the light spot diameter used in the conventional optical disk device is used. Since the light density can be increased by one digit or more, recording is possible even with a surface-emitting type semiconductor laser. In the case of a surface-emitting type semiconductor laser, wavelength fluctuation due to temperature is small, and chromatic aberration correction can be unnecessary. In the present embodiment, the piezoelectric element is used for driving the light spot. However, the present invention is not limited to this, and a light spot driving type semiconductor laser as shown in FIG. 14 to be described later may be used.

【0047】図11は、本発明の第2の実施の形態に係
る光ディスク装置を示す。第1の実施の形態では、シー
ク動作にリニアモータ14を使用したが、この第2の実
施の形態では、ハードディスクに使用する回転型リニア
モータ43を使用したものである。光ヘッド1は回動軸
33aに回動可能に支持されたサスペンション33によ
って回転型リニアモータ43に接続されている。このよ
うな構成とすることにより、回転型リニアモータ43は
光ディスク12の外側に配置できるため、光へッド1を
さらに薄型にでき、光ディスク装置100全体を小型化
できる。また、これにより、光ディスク12を高速(3
600rpm)に回転することができ、平均360Mb
ps以上のデータ転送レートが可能になる。
FIG. 11 shows an optical disk device according to a second embodiment of the present invention. In the first embodiment, the linear motor 14 is used for the seek operation. In the second embodiment, the rotary linear motor 43 used for the hard disk is used. The optical head 1 is connected to a rotary linear motor 43 by a suspension 33 rotatably supported by a rotary shaft 33a. With such a configuration, the rotary linear motor 43 can be arranged outside the optical disc 12, so that the optical head 1 can be made thinner and the entire optical disc apparatus 100 can be downsized. In addition, this allows the optical disc 12 to operate at high speed (3
600rpm), 360Mb on average
A data transfer rate of ps or more becomes possible.

【0048】図12は、本発明の第3の実施の形態に係
る光ディスク装置を示す。この光ディスク装置100
は、図11に示す第2の実施の形態において、光ヘッド
1から半導体レーザ2、コリメータレンズ3、ホルダ3
7C、圧電素子41からなるレーザビーム発生系、およ
びビームスプリッタ22、1/4波長板23、光検出器
24からなる光検出系を分離して固定ユニット200内
に配置し、光ヘッド1と固定ユニット200とを光ファ
イバ201で光学的に接続したものである。
FIG. 12 shows an optical disk device according to the third embodiment of the present invention. This optical disk device 100
In the second embodiment shown in FIG. 11, the semiconductor laser 2, the collimator lens 3, the holder 3
7C, the laser beam generation system including the piezoelectric element 41 and the light detection system including the beam splitter 22, the quarter-wave plate 23, and the photodetector 24 are separated and arranged in the fixing unit 200, and fixed to the optical head 1. The unit 200 is optically connected by an optical fiber 201.

【0049】上記第3の実施の形態に係る光ディスク装
置100によれば、光ファイバー201から被集光面ま
での距離が約1mmと短く、この間での熱膨張・収縮に
よる焦点ずれは少なく、かつ、微小孔の幅により近接場
光のトラック方向の幅が一定とされているため、温度変
動の影響が少ないため、自動焦点制御を省くことができ
る。また、第2の実施の形態の光ヘッド1からレーザビ
ーム発生系および光検出系を分離したので、光ヘッド1
のサイズは、高さ1mm、長さ/幅2mmとなり、重量
は約10mgとなった。このような超軽量・薄型の光ヘ
ッド1を用いることにより、回転型リニアモー夕43に
よる高速のトラッキングが可能となり、高転送レート、
小型の光ディスク装置を提供できる。また、この光ディ
スク装置を後述する図13の光ディスク装置と同様のス
タック型として、大容量の光ディスク装置を提供するこ
ともできる。なお、高速のトラッキングを行うために
は、従来提案されているように、サスペンション33に
ピエゾ素子(図示せず)を取付け、それによりサスペン
ダ33先端部および光ヘッドを駆動してもよい。
According to the optical disc apparatus 100 of the third embodiment, the distance from the optical fiber 201 to the light-condensing surface is as short as about 1 mm, and there is little defocus due to thermal expansion and contraction between them. Since the width of the near-field light in the track direction is constant due to the width of the minute holes, the influence of temperature fluctuation is small, so that the automatic focus control can be omitted. Further, since the laser beam generation system and the photodetection system are separated from the optical head 1 of the second embodiment,
Had a height of 1 mm, a length / width of 2 mm, and a weight of about 10 mg. By using such an ultra-light and thin optical head 1, high-speed tracking by the rotary linear motor 43 becomes possible, and a high transfer rate,
A small optical disk device can be provided. In addition, this optical disk device can be provided as a stack type similar to the optical disk device of FIG. 13 described later to provide a large-capacity optical disk device. In order to perform high-speed tracking, a piezo element (not shown) may be attached to the suspension 33 and the tip of the suspender 33 and the optical head may be driven as conventionally proposed.

【0050】図13は、本発明の第4の実施の形態に係
る光ディスク装置を示す。この光ディスク装置100
は、図1に示す透明集光用媒体6を用いた光ヘッド1
を、5枚重ねのディスクスタック型の光ディスク装置に
適用したものであり、プラスチック基板120の上下面
に記録層121,121がそれぞれ被着された5枚の光
ディスク12と、各光ディスク12の記録層121上を
浮上走行する10個の光ヘッド1と、回動軸44によっ
て光ヘッド1を回動可能に支持するサスペンション33
と、サスペンション33を駆動する回転型リニアモータ
45とを有する。記録層121としては、相変化型の媒
体でも光磁気型の媒体でもよい。回転型リニアモータ4
5は、サスペンション33が結合された可動片45a
と、ヨーク45bによって連結され、可動片45aを駆
動する電磁石45c,45cとからなる。この光ヘッド
1の構造は、基本的には図9に示すものと同様の透明集
光用媒体6とAlGalnN系のレーザ(630nm)
を使用しており、光スポット径は0.2μmである。デ
ィスク径は12cm、トラックピッチとマーク長はそれ
ぞれ0.07μm、0.05μmであり、片面の容量は
300GB、全体では3TBである。
FIG. 13 shows an optical disk device according to a fourth embodiment of the present invention. This optical disk device 100
Is an optical head 1 using the transparent light-collecting medium 6 shown in FIG.
Is applied to a five-stacked disk stack type optical disk device, in which five optical disks 12 having recording layers 121, 121 respectively attached to the upper and lower surfaces of a plastic substrate 120, and a recording layer of each optical disk 12 And ten suspensions 33 for supporting the optical head 1 rotatably by a rotating shaft 44.
And a rotary linear motor 45 that drives the suspension 33. The recording layer 121 may be a phase change type medium or a magneto-optical type medium. Rotary linear motor 4
5 is a movable piece 45a to which the suspension 33 is connected.
And electromagnets 45c, 45c connected by a yoke 45b to drive the movable piece 45a. The structure of this optical head 1 is basically the same as that shown in FIG. 9 with a transparent light-collecting medium 6 and an AlGalnN-based laser (630 nm).
And the light spot diameter is 0.2 μm. The disc diameter is 12 cm, the track pitch and the mark length are 0.07 μm and 0.05 μm, respectively, and the capacity on one side is 300 GB, and the total is 3 TB.

【0051】図14(a) ,(b) ,(c) は、本発明の第5
の実施の形態に係る光ディスク装置の主要部を示す。な
お、同図(a) において、ヘッドケース25等の図示を省
略している。この光ディスク装置100は、図9に示す
第1の実施の形態の光ディスク装置100において、半
導体レーザ2を独立駆動可能な複数(例えば、8個)の
レーザ素子を備え、複数のレーザ素子から複数のレーザ
ビーム3aを出射するものとし、遮光膜7Aに複数の微
小孔7aを形成し、光検出器24を8分割のものを使用
したものであり、他は第1の実施の形態と同様に構成さ
れている。
FIGS. 14A, 14B and 14C show the fifth embodiment of the present invention.
1 shows a main part of an optical disk device according to an embodiment. It should be noted that the illustration of the head case 25 and the like is omitted in FIG. This optical disc apparatus 100 is different from the optical disc apparatus 100 of the first embodiment shown in FIG. 9 in that a plurality of (for example, eight) laser elements capable of independently driving the semiconductor laser 2 are provided. A laser beam 3a is emitted, a plurality of minute holes 7a are formed in a light-shielding film 7A, and a photodetector 24 is divided into eight parts, and the other configuration is the same as that of the first embodiment. Have been.

【0052】半導体レーザ2は、図14(b) に示すよう
に、端面発光半導体レーザであり、活性層19a、p型
電極19b、n型電極19cを有する。p型電極19b
の間隔d1 を例えば15μmにすることにより、レーザ
ビーム3aの間隔を15μmにしている。
As shown in FIG. 14B, the semiconductor laser 2 is an edge emitting semiconductor laser and has an active layer 19a, a p-type electrode 19b, and an n-type electrode 19c. p-type electrode 19b
By the distance d 1 of the example 15 [mu] m, it has a distance of the laser beam 3a in 15 [mu] m.

【0053】遮光膜7Aは、図14(c) に示すように、
レーザビーム3aの数に対応して8つの微小孔7aを有
する。コリメータレンズ4のNAは0.16、透明集光
用媒体6でのNAは0.8、レーザビーム3aの間隔d
1 は15μmであるので、被集光面6bでの光スポット
9aの間隔、すなわち、微小孔7aの間隔d2 は3μm
にしている。微小孔7aのアレイ軸方向X’は、各微小
孔7aがそれぞれ隣接するトラックの真上に位置するよ
うに、光ディスク12のトラック方向Xに対してわずか
に傾けてある。すなわち、それぞれの隣接微小孔7aの
記録トラックに対する垂直方向の間隔はトラックピッチ
(この場合、0.07μm)pに等しくなるように配列
されている。トラック方向Xに対する微小孔7aのアレ
イ軸方向X’の傾き角は23ミリラジアンであり、この
傾きは半導体レーザ2についてはその支持台の傾き、遮
光膜7Aについては形成時のフォトリソグラフィによる
調整で行う。
As shown in FIG. 14 (c), the light shielding film 7A
It has eight micro holes 7a corresponding to the number of laser beams 3a. The collimator lens 4 has an NA of 0.16, the transparent condensing medium 6 has an NA of 0.8, and the distance d between the laser beams 3a.
Since 1 is a 15 [mu] m, distance of the light spot 9a on the light collecting surface 6b, i.e., distance d 2 of microporous 7a is 3μm
I have to. The array axis direction X 'of the minute holes 7a is slightly inclined with respect to the track direction X of the optical disc 12 such that each minute hole 7a is located directly above the adjacent track. That is, the adjacent minute holes 7a are arranged so that the interval in the vertical direction with respect to the recording track is equal to the track pitch (in this case, 0.07 μm) p. The inclination angle of the micro holes 7a in the array axis direction X 'with respect to the track direction X is 23 milliradians, and this inclination is adjusted by adjusting the inclination of the support of the semiconductor laser 2 and the photolithography at the time of forming the light shielding film 7A. .

【0054】次に、上記第5の実施の形態に係る光ディ
スク装置100の動作を説明する。半導体レーザ2から
複数のレーザビーム3aが出射されると、半導体レーザ
2からの複数のレーザビーム3aは、コリメータレンズ
4により平行光ビーム3bに整形された後、偏光ビーム
スプリッタ22および1/4波長板23を通り、折り返
しミラー5によって直角に曲げられ、集光型ホログラム
10Aに入射する。平行光ビーム3bは、1/4波長板
23を通過する際に、1/4波長板23によって直線偏
光から円偏光に変わる。集光型ホログラム10Aに入射
した円偏光の平行光ビーム3bは、収束ビームとなって
浮上スライダ18の被集光面18aに集光し、微小の複
数の光スポット9aを形成する。この複数の光スポット
9a下の複数の微小孔7aから複数の近接場光9bが透
明集光用媒体6の外側に滲み出し、この近接場光9bが
光ディスク12の記録層121に伝播して光記録あるい
は光再生が行われる。光ディスク12で反射した反射光
は、入射光の経路を逆にたどり、折り返しミラー5で反
射して偏光ビームスプリッタ22で入射ビームと分離さ
れた後、集光レンズ26により8分割の光検出器24に
集光される。
Next, the operation of the optical disk device 100 according to the fifth embodiment will be described. When the plurality of laser beams 3a are emitted from the semiconductor laser 2, the plurality of laser beams 3a from the semiconductor laser 2 are shaped into a parallel light beam 3b by the collimator lens 4, and then the polarization beam splitter 22 and the 1/4 wavelength The light passes through the plate 23, is bent at a right angle by the folding mirror 5, and enters the condensing hologram 10A. When passing through the quarter-wave plate 23, the parallel light beam 3b is changed from linearly polarized light to circularly polarized light by the quarter-wave plate 23. The circularly polarized parallel light beam 3b incident on the condensing hologram 10A is converged as a convergent beam on the converging surface 18a of the flying slider 18 to form a plurality of minute light spots 9a. A plurality of near-field lights 9b ooze out of the transparent light-collecting medium 6 from the plurality of micro holes 7a below the plurality of light spots 9a, and the near-field light 9b propagates to the recording layer 121 of the optical disk 12 to emit light. Recording or optical reproduction is performed. The light reflected by the optical disk 12 follows the path of the incident light in the reverse direction, is reflected by the return mirror 5 and is separated from the incident beam by the polarization beam splitter 22, and is then divided into eight light detectors 24 by the condenser lens 26. Is collected.

【0055】上記第5の実施の形態に係る光ディスク装
置100によれば、8個の微小孔7aからの8個の独立
に変調可能な近接場光9bにより、独立に8本の記録ト
ラックを同時に記録・再生することができ、記録再生の
転送レートを8倍にすることができる。なお、微小孔7
aのアレイの長さは20μm程度であり、その間のトラ
ックの曲がりは0.007μmとトラック幅の1/10
程度であるので、これによるトラックずれは無視でき
る。また、微小孔7aの数は必ずしも8個に限るもので
はなく、用途により増減可能である。なお、光ヘッド1
は、図3乃至図6に示すものを用いてもよい。
According to the optical disc apparatus 100 of the fifth embodiment, eight recording tracks are independently recorded simultaneously by eight independently modulatable near-field lights 9b from eight micro holes 7a. Recording and reproduction can be performed, and the transfer rate of recording and reproduction can be increased eight times. Note that the micro holes 7
The length of the array a is about 20 μm, and the track bending between them is 0.007 μm, which is 1/10 of the track width.
Therefore, the track deviation due to this can be ignored. Further, the number of the micro holes 7a is not necessarily limited to eight, but can be increased or decreased depending on the application. The optical head 1
3 to 6 may be used.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ホログラムを用いてレーザ光を集光しているので、対物
レンズを使用しなくもレーザ光を集光することが可能と
なり、高さ方向の小型化を図ることができる。また、ホ
ログラムを用いてレーザ光を集光しているので、高NA
が可能となり、透明集光用媒体面上に形成される光スポ
ットを微小化でき、さらにその光スポットを微小孔を有
する遮光膜によって遮光しているので、透明集光用媒体
面上に形成される光スポットより微小の近接場光スポッ
トが得られ、高記録密度が可能になる。
As described above, according to the present invention,
Since the laser light is condensed by using the hologram, the laser light can be condensed without using an objective lens, and downsizing in the height direction can be achieved. Also, since the laser beam is focused using a hologram, a high NA
The light spot formed on the transparent light-collecting medium surface can be miniaturized, and the light spot is shielded by a light-shielding film having minute holes. A small near-field light spot is obtained from the light spot, and a high recording density can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a) は本発明の第1の実施の形態に係る光ヘッ
ドの主要部を示す図、(b) はその底面図である。
FIG. 1A is a diagram showing a main part of an optical head according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a bottom view thereof.

【図2】(a) 〜(d) は第1の実施の形態に係る遮光反射
膜の形成方法を示す図である。
FIGS. 2A to 2D are diagrams illustrating a method of forming a light-shielding reflection film according to the first embodiment.

【図3】(a) ,(b) は第1の実施の形態に係る遮光反射
膜の変形例を示す図である。
FIGS. 3A and 3B are diagrams showing a modification of the light-shielding reflection film according to the first embodiment.

【図4】(a) は本発明の第2の実施の形態に係る光ヘッ
ドの主要部を示す図、(b) はその底面図である。
FIG. 4A is a diagram showing a main part of an optical head according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a bottom view thereof.

【図5】(a) は本発明の第3の実施の形態に係る光ヘッ
ドの主要部を示す図、(b) はその底面図である。
5A is a diagram showing a main part of an optical head according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a bottom view thereof.

【図6】(a) は本発明の第4の実施の形態に係る光ヘッ
ドの主要部を示す図、(b) はその底面図である。
FIG. 6A is a diagram showing a main part of an optical head according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a bottom view thereof.

【図7】(a) は本発明の第1の実施の形態に係る光ディ
スク装置を示す図、(b) は(a)のA−A断面図である。
FIG. 7A is a diagram showing an optical disc device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.

【図8】第1の実施の形態に係る光ディスクの詳細を示
す断面図である。
FIG. 8 is a sectional view showing details of the optical disc according to the first embodiment.

【図9】(a) は第1の実施の形態に係る光ヘッドの縦断
面図、(b) は横断面図である。
FIG. 9A is a longitudinal sectional view of the optical head according to the first embodiment, and FIG. 9B is a transverse sectional view.

【図10】第1の実施の形態に係る圧電素子の断面図で
ある。
FIG. 10 is a sectional view of the piezoelectric element according to the first embodiment.

【図11】本発明の第2の実施の形態に係る光ディスク
装置の斜視図である。
FIG. 11 is a perspective view of an optical disk device according to a second embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第3の実施の形態に係る光ディスク
装置の斜視図である。
FIG. 12 is a perspective view of an optical disc device according to a third embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第4の実施の形態に係る光ディスク
装置の断面図である。
FIG. 13 is a sectional view of an optical disc device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図14】(a) は本発明の第5の実施の形態に係る光デ
ィスク装置の主要部を示す図、(b) はその半導体レーザ
を示す図、(c) はその遮光膜を示す図である。
14A is a diagram showing a main part of an optical disk device according to a fifth embodiment of the present invention, FIG. 14B is a diagram showing the semiconductor laser, and FIG. 14C is a diagram showing the light shielding film thereof. is there.

【図15】(a) は従来の光ディスク装置を示す図、(b)
はその再生時の動作を示す図である。
FIG. 15A is a diagram showing a conventional optical disk device, and FIG.
Is a diagram showing the operation at the time of reproduction.

【図16】従来の他の光ディスク装置を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing another conventional optical disk device.

【図17】図16における屈折率nとNAの関係を示す
図である。
FIG. 17 is a diagram showing the relationship between the refractive index n and NA in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光ヘッド 2 半導体レーザ 3a,3b,3c,3d,3e レーザビーム 4 コリメータレンズ 5 折り返しミラー 6 透明集光用媒体 6a 入射面 6b 被集光面 6b’ 微小孔近傍の領域 6c 底面 6d 反射面 7A 遮光膜 7B 遮光反射膜 7a 微小孔 8 光ディスク 8a 記録層 8b プラスチック基板 9a 光スポット 9b 近接場光 10A 集光型ホログラム 10B 反射型ホログラム 10C 拡散型ホロブラム 12 光ディスク 12a グルーブ部 13 トラッキング方向 14 リニアモータ 15 サスペンション 16 光ヘッド駆動系 17 信号処理系 18 浮上スライダ 18a 被集光面 18b 溝 18c 開口 19a 活性層 19b p型電極 19c n型電極 20 ホルダ 22 偏光ビームスプリッタ 23 1/4波長板 24 光検出器 25 ヘッドケース 26 集光レンズ 33 サスペンション 33a 回動軸 37C ホルダ 41 圧電素子 43 回転型リニアモータ 44 回動軸 45 回転型リニアモータ 45a 可動片 45b ヨーク 45c 電磁石 46 半導体レーザ 70 フォトレジスト膜 71 Ti膜 100 光ディスク装置 120 プラスチック基板 121 記録層 200 固定ユニット 201 光ファイバ 410 電極端子 411 電極膜 412 多層PZT薄膜 d1 p型電極の間隔 d2 微小孔の間隔 X トラック方向 X’ 微小孔のアレイ軸方向 Y トラック方向に直交する方向 p トラックピッチDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical head 2 Semiconductor laser 3a, 3b, 3c, 3d, 3e Laser beam 4 Collimator lens 5 Folding mirror 6 Transparent condensing medium 6a Incident surface 6b Condensed surface 6b 'Area | region near a micro hole 6c Bottom surface 6d Reflecting surface 7A Light shielding film 7B Light shielding reflection film 7a Micro hole 8 Optical disk 8a Recording layer 8b Plastic substrate 9a Light spot 9b Near field light 10A Condensing hologram 10B Reflection hologram 10C Diffusion holobram 12 Optical disk 12a Groove section 13 Tracking direction 14 Linear motor 15 Suspension Reference Signs List 16 optical head drive system 17 signal processing system 18 flying slider 18a light-receiving surface 18b groove 18c opening 19a active layer 19b p-type electrode 19c n-type electrode 20 holder 22 polarization beam splitter 23 quarter-wave plate 24 photodetector 25 Head case 26 Condenser lens 33 Suspension 33a Rotating shaft 37C Holder 41 Piezoelectric element 43 Rotating linear motor 44 Rotating shaft 45 Rotating linear motor 45a Moving piece 45b Yoke 45c Electromagnet 46 Semiconductor laser 70 Photoresist film 71 Ti film 100 Optical disk Apparatus 120 Plastic substrate 121 Recording layer 200 Fixing unit 201 Optical fiber 410 Electrode terminal 411 Electrode film 412 Multi-layer PZT thin film d 1 P-type electrode distance d 2 Micro-hole distance X Track direction X ′ Micro-hole array axis direction Y Track direction The direction perpendicular to the track pitch

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G065 AA11 AB04 AB09 AB22 AB24 AB26 BA01 BA34 BB02 BB10 BB22 BB33 BB44 BB45 BC02 BC03 BC07 BC10 BC19 DA20 5D119 AA02 AA11 AA22 BA01 BB04 CA06 DA01 DA05 FA05 FA17 FA21 JA32 JA44 JA47 JA64 JB02 JB03 MA06  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2G065 AA11 AB04 AB09 AB22 AB24 AB26 BA01 BA34 BB02 BB10 BB22 BB33 BB44 BB45 BC02 BC03 BC07 BC10 BC19 DA20 5D119 AA02 AA11 AA22 BA01 BB04 CA06 DA01 DA05 FA05 FA17 FA21 JA32 JA44 JA44 JB03 MA06

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】レーザ光を集光して光スポットを形成する
光ヘッドにおいて、 前記レーザ光を出射するレーザ光出射手段と、 前記レーザ光の集光機能を有するホログラムが被着さ
れ、前記レーザ光出射手段からの前記レーザ光が前記ホ
ログラムを介して入射される第1面と、前記第1面に入
射した前記レーザ光が集光して前記光スポットが形成さ
れる第2面とを有する透明集光用媒体と、 前記光スポットを遮る位置に、前記光スポットより径が
小なる微小孔を有して前記透明集光用媒体の前記第2面
の表面に設けられた遮光膜とを備えたことを特徴とする
光ヘッド。
1. An optical head that forms a light spot by condensing a laser beam, comprising: a laser beam emitting unit that emits the laser beam; and a hologram having a function of condensing the laser beam. A first surface on which the laser light from the light emitting means is incident via the hologram; and a second surface on which the laser light incident on the first surface is condensed to form the light spot. A transparent light-condensing medium, and a light-shielding film provided on a surface of the second surface of the transparent light-condensing medium having a minute hole having a diameter smaller than that of the light spot at a position where the light spot is blocked. An optical head, comprising:
【請求項2】前記第1面は、凸面状に形成された構成の
請求項1記載の光ヘッド。
2. The optical head according to claim 1, wherein said first surface is formed in a convex shape.
【請求項3】前記透明集光用媒体は、互いに密着し、同
一の屈折率を有する第1の透明媒体と第2の透明媒体と
からなり、 前記第1の透明媒体は、前記第1面を有し、 前記第2の透明媒体は、前記第2面を有し、光ディスク
の回転に伴って前記第2面と前記光ディスク上との間に
空隙を設けて浮上走行する浮上スライダである構成の請
求項1記載の光ヘッド。
3. The transparent light-condensing medium is composed of a first transparent medium and a second transparent medium which are in close contact with each other and have the same refractive index, and wherein the first transparent medium is provided on the first surface. Wherein the second transparent medium has a second surface, and is a flying slider that floats and runs with an air gap between the second surface and the optical disk as the optical disk rotates. The optical head according to claim 1.
【請求項4】レーザ光を集光して光スポットを形成する
光ヘッドにおいて、 前記レーザ光を出射するレーザ光出射手段と、 前記レーザ光出射手段からの前記レーザ光が入射され、
そのレーザ光を拡散させる機能を有する第1面と、前記
第1面に入射した前記レーザ光を反射させる第2面と、
前記レーザ光の反射・集光機能を有するホログラムが被
着され、前記第2面で反射した前記レーザ光を前記ホロ
グラムによって反射・集光させて異なる面上に前記光ス
ポットを形成させる第3面とを有する透明集光用媒体
と、 前記光スポットを遮る位置に、前記光スポットより径が
小なる微小孔を有して前記光スポットが形成された前記
透明集光用媒体の面の表面に設けられた遮光膜とを備え
たことを特徴とする光ヘッド。
4. An optical head that forms a light spot by condensing a laser beam, wherein: a laser beam emitting unit that emits the laser beam; and the laser beam from the laser beam emitting unit is incident on the optical head.
A first surface having a function of diffusing the laser light, a second surface reflecting the laser light incident on the first surface,
A third surface on which a hologram having a function of reflecting and condensing the laser light is attached, and the laser light reflected on the second surface is reflected and condensed by the hologram to form the light spot on a different surface. And a transparent light-collecting medium having a micro-hole having a diameter smaller than that of the light spot at a position where the light spot is blocked. An optical head comprising: a light-shielding film provided.
【請求項5】前記第1面は、前記レーザ光の拡散機能を
有するホログラムが被着された構成の請求項4記載の光
ヘッド。
5. The optical head according to claim 4, wherein said first surface is provided with a hologram having a function of diffusing said laser light.
【請求項6】前記微小孔は、矩形を有する構成の請求項
1あるいは4記載の光ヘッド。
6. The optical head according to claim 1, wherein said minute hole has a rectangular shape.
【請求項7】前記透明集光用媒体は、屈折率が1より大
なる構成の請求項1あるいは4記載の光ヘッド。
7. The optical head according to claim 1, wherein the transparent light-collecting medium has a refractive index larger than 1.
【請求項8】前記ホログラムは、凹凸型のバイナリホロ
グラムから形成された構成の請求項1あるいは5記載の
光ヘッド。
8. The optical head according to claim 1, wherein said hologram is formed from a concavo-convex type binary hologram.
【請求項9】前記ホログラムは、ボリームホログラムか
ら形成された構成の請求項1あるいは5記載の光ヘッ
ド。
9. An optical head according to claim 1, wherein said hologram is formed from a volume hologram.
【請求項10】前記レーザ光出射手段は、分布不帰還型
レーザである構成の請求項1あるいは4記載の光ヘッ
ド。
10. An optical head according to claim 1, wherein said laser beam emitting means is a distributed non-feedback type laser.
【請求項11】前記レーザ光出射手段は、面発光型レー
ザである構成の請求項1あるいは4記載の光ヘッド。
11. An optical head according to claim 1, wherein said laser beam emitting means is a surface emitting laser.
【請求項12】前記第2面は、略平面からなる構成の請
求項1あるいは4記載の光ヘッド。
12. The optical head according to claim 1, wherein said second surface is substantially flat.
【請求項13】前記透明集光用媒体は、光ディスクの回
転に伴って前記第2面と前記光ディスクとの間に空隙を
設けて浮上走行する浮上スライダである構成の請求項1
あるいは4記載の光ヘッド。
13. A flying slider according to claim 1, wherein said transparent light-collecting medium is a flying slider which floats with an air gap between said second surface and said optical disk with rotation of said optical disk.
Alternatively, the optical head according to 4.
【請求項14】前記透明集光用媒体は、互いに密着し、
同一の屈折率を有する第1の透明媒体と第2の透明媒体
とからなり、 前記第1の透明媒体は、前記第1面および前記第3面を
有し、 前記第2の透明媒体は、前記第2面を有し、光ディスク
の回転に伴って前記第2面と前記光ディスク上との間に
空隙を設けて浮上走行する浮上スライダである構成の請
求項4記載の光ヘッド。
14. The transparent light-collecting media are in close contact with each other,
A first transparent medium and a second transparent medium having the same refractive index, wherein the first transparent medium has the first surface and the third surface, and the second transparent medium has 5. The optical head according to claim 4, wherein said optical head is a flying slider having said second surface, wherein said flying slider is provided with an air gap between said second surface and said optical disk so as to levitate as said optical disk rotates.
【請求項15】回転ディスク上にレーザ光を集光させて
光スポットを形成し、この光スポットにより情報の記録
あるいは再生を行う光ヘッドを有する光ディスク装置に
おいて、 前記光ヘッドは、前記レーザ光を出射するレーザ光出射
手段と、 前記レーザ光の集光機能を有するホログラムが被着さ
れ、前記レーザ光出射手段からの前記レーザ光が前記ホ
ログラムを介して入射される第1面と、前記第1面に入
射した前記レーザ光が集光して前記光スポットが形成さ
れる第2面とを有する透明集光用媒体と、 前記光スポットを遮る位置に、前記光スポットより径が
小なる微小孔を有して前記透明集光用媒体の前記第2面
の表面に設けられた遮光膜とを備えたことを特徴とする
光ディスク装置。
15. An optical disk apparatus having an optical head that forms a light spot by condensing a laser beam on a rotating disk and records or reproduces information by using the light spot, wherein the optical head converts the laser beam to light. A first surface on which a hologram having a function of condensing the laser light is attached, and a first surface on which the laser light from the laser light emitting device is incident via the hologram; A transparent condensing medium having a second surface on which the laser light incident on a surface is condensed to form the light spot; and a small hole having a diameter smaller than the light spot at a position blocking the light spot. An optical disc device, comprising: a light-shielding film provided on the surface of the second surface of the transparent light-collecting medium.
【請求項16】回転ディスク上にレーザ光を集光させて
光スポットを形成し、この光スポットにより情報の記録
あるいは再生を行う光ヘッドを有する光ディスク装置に
おいて、 前記光ヘッドは、前記レーザ光を出射するレーザ光出射
手段と、 前記レーザ光出射手段からの前記レーザ光が入射され、
そのレーザ光を拡散させる機能を有する第1面と、前記
第1面に入射した前記レーザ光を反射させる第2面と、
前記レーザ光の反射・集光機能を有するホログラムが被
着され、前記第2面で反射した前記レーザ光を前記ホロ
グラムによって反射・集光させて異なる面上に前記光ス
ポットを形成させる第3面とを有する透明集光用媒体
と、 前記光スポットを遮る位置に、前記光スポットより径が
小なる微小孔を有して前記光スポットが形成された前記
透明集光用媒体の面の表面に設けられた遮光膜とを備え
たことを特徴とする光ディスク装置。
16. An optical disk apparatus having an optical head that forms a light spot by condensing a laser beam on a rotating disk and records or reproduces information using the light spot. Laser light emitting means for emitting, the laser light from the laser light emitting means is incident,
A first surface having a function of diffusing the laser light, a second surface reflecting the laser light incident on the first surface,
A third surface on which a hologram having a function of reflecting and condensing the laser light is attached, and the laser light reflected on the second surface is reflected and condensed by the hologram to form the light spot on a different surface. And a transparent light-collecting medium having a micro-hole having a diameter smaller than that of the light spot at a position where the light spot is blocked. An optical disc device comprising: a light-shielding film provided.
【請求項17】同軸上に所定の間隔を有して配置された
回転する複数の光ディスクと、前記複数の光ディスク上
にレーザ光を集光させて光スポットを形成し、この光ス
ポットにより情報の記録あるいは再生を行う複数の光ヘ
ッドとを有する光ディスク装置において、 前記光ヘッドは、前記レーザ光を出射するレーザ光出射
手段と、 前記レーザ光の集光機能を有するホログラムが被着さ
れ、前記レーザ光出射手段からの前記レーザ光が前記ホ
ログラムを介して入射される第1面と、前記第1面に入
射した前記レーザ光が集光して前記光スポットが形成さ
れる第2面とを有する透明集光用媒体と、 前記光スポットを遮る位置に、前記光スポットより径が
小なる微小孔を有して前記透明集光用媒体の前記第2面
の表面に設けられた遮光膜とを備えたことを特徴とする
光ディスク装置。
17. A plurality of rotating optical discs arranged coaxially at predetermined intervals, and a laser spot formed on the plurality of optical discs by condensing a laser beam. In an optical disk device having a plurality of optical heads for performing recording or reproduction, the optical head is provided with a laser light emitting unit that emits the laser light, and a hologram having a function of condensing the laser light is attached to the optical head. A first surface on which the laser light from the light emitting means is incident via the hologram; and a second surface on which the laser light incident on the first surface is condensed to form the light spot. A transparent light-condensing medium, and a light-shielding film provided on a surface of the second surface of the transparent light-condensing medium having a minute hole having a diameter smaller than that of the light spot at a position where the light spot is blocked. Preparation Optical disc apparatus characterized by.
【請求項18】同軸上に所定の間隔を有して配置された
回転する複数の光ディスクと、前記複数の光ディスク上
にレーザ光を集光させて光スポットを形成し、この光ス
ポットにより情報の記録あるいは再生を行う複数の光ヘ
ッドとを有する光ディスク装置において、 前記光ヘッドは、前記レーザ光を出射するレーザ光出射
手段と、 前記レーザ光出射手段からの前記レーザ光が入射され、
そのレーザ光を拡散させる機能を有する第1面と、前記
第1面に入射した前記レーザ光を反射させる第2面と、
前記レーザ光の反射・集光機能を有するホログラムが被
着され、前記第2面で反射した前記レーザ光を前記ホロ
グラムによって反射・集光させて異なる面上に前記光ス
ポットを形成させる第3面とを有する透明集光用媒体
と、 前記光スポットを遮る位置に、前記光スポットより径が
小なる微小孔を有して前記光スポットが形成された前記
透明集光用媒体の面の表面に設けられた遮光膜とを備え
たことを特徴とする光ディスク装置。
18. A plurality of rotating optical discs arranged coaxially at predetermined intervals, and a laser spot formed on the plurality of optical discs by condensing a laser beam. In an optical disc device having a plurality of optical heads for performing recording or reproduction, the optical head is a laser beam emitting unit that emits the laser beam, and the laser beam from the laser beam emitting unit is incident thereon,
A first surface having a function of diffusing the laser light, a second surface reflecting the laser light incident on the first surface,
A third surface on which a hologram having a function of reflecting and condensing the laser light is attached, and the laser light reflected on the second surface is reflected and condensed by the hologram to form the light spot on a different surface. And a transparent light-collecting medium having a micro-hole having a diameter smaller than that of the light spot at a position where the light spot is blocked. An optical disc device comprising: a light-shielding film provided.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100672833B1 (en) * 2001-08-09 2007-01-22 재단법인서울대학교산학협력재단 Near-field holographic memory system and method thereof
WO2012073346A1 (en) * 2010-11-30 2012-06-07 パイオニア株式会社 Light-receiving module for semiconductor light-emitting element and inspection device for semiconductor light-emitting element

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