JP2002350322A

JP2002350322A - 近接場光プローブ及び近接場光ピックアップ

Info

Publication number: JP2002350322A
Application number: JP2001269750A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Toyoshima; 伸朗豊島
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-03-19
Filing date: 2001-09-06
Publication date: 2002-12-04

Abstract

(57)【要約】【課題】近接場光プローブに対する集光スポットの位
置ずれを精度よく検出して十分な強度の安定した近接場
強度分布を実現する。【解決手段】高屈折率材料からなる突起部１０３と透
光性基板１０１との境界面１０３ａの周辺に段差部１０
５を設ける。光を照射した時に段差部１０５による回折
光の断面強度分布を観測することにより、境界面１０３
ａと集光スポットとの位置ずれを高精度に検出し、その
位置ずれを補正することにより突起部１０３に効率的に
光を導入せしめ、突起部１０３の先端開口部に十分な強
度の近接場を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、近接場光を発生さ
せるための近接場光プローブと、それを用いて記録媒体
に対する情報の記録及び／又は再生を行うための近接場
光ピックアップに関する。

【０００２】

【従来の技術】現在実用化されている光メモリでは、回
折限界にまで集光したレーザ光を記録媒体へ照射して記
録層に熱的・磁気的変調を与えることによって情報を記
録し、一方、情報記録媒体の記録ピットによって変調さ
れた反射光強度および偏光を検出することによって情報
の再生を行っている。このような情報記録手段は、記録
媒体上の記録密度が使用されるレーザの波長でほぼ決定
されてしまう。近年のコンピュータ等の情報機器を取り
巻く情報量の増大に対応していくため、回折限界を超え
るような高い記録密度を達成する大容量光メモリの実現
が待たれる。

【０００３】このような次世代の大容量光メモリとして
有望視されているものとして、近接場光を用いて情報の
記録・再生を行う、いわゆる近接場光メモリが提案され
ている。近接場光を発生させる手段としては、光ファイ
バーを用いたものや金属膜に微小な開口部を形成させた
ものなどが一般的であるが、放射強度が強く微小なスポ
ットを得ることが可能なものとして、図１２及び図１３
に示されるような構成を有する近接場光プローブ及び近
接場光ピックアップが提案されている。

【０００４】図１２に示すように、この近接場光プロー
ブ１は、透光性基板２（ガラス基板など）に、それより
も屈折率の高い高屈折率材料（シリコンなど）で形成さ
れる円錐台形状の突起部３を設け、その側面を含む透光
性基板２の一面に金やアルミといった金属でコーティン
グして遮光膜４を形成した構成である。同様の近接場光
プローブは例えば特開平１１−２６５５２０号公報に見
られる。

【０００５】図１３に示すように、この近接場光プロー
ブ１を用いる近接場光ピックアップ１０ａにおいては、
半導体レーザ１１より出射されたレーザビームＲはレン
ズ１２で平行ビームに整形される。整形後のレーザビー
ムは、偏光ビームスプリッター１３を介して１／４波長
板１５に入射し、直線偏光から円偏光に変換された後
に、対物レンズ１６により、近接場光プローブ１の突起
部３に集光されることにより、突起部３の先端開口部
（図８では下端部）の近傍に近接場が形成される。記録
媒体１７に情報を書き込む場合には、半導体レーザ１１
より出射されるレーザビームが書き込み情報により強度
変調され、突起部３の先端部近傍に形成される書き込み
情報で強度変調された近接場によって記録媒体に情報が
記録される。記録媒体１７の記録情報を再生する場合に
は、半導体レーザ１１より出射されるレーザビームは一
定強度とされ、一定強度の近接場によって記録媒体１７
が照射され、その反射光が近接場光プローブ１の突起部
３の先端開口部より取り込まれ、１／４波長板１５を経
由して偏光ビームスプリッター１３に入射し、その分離
面１４より横向きのビームＲ１としてレンズ１９に導か
れてフォトダイオード２０に集光され、フォトダイオー
ド２０の検出信号から記録情報が再生される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】対物レンズ１６により
集光されて突起部３上に形成される集光スポットの中
心、つまり対物レンズ１６の光軸と、突起部３の中心と
の位置ずれが生じると、突起部３に導入される光強度が
低下し、これにともなって突起部３の先端開口部近傍に
形成される近接場の強度も低下してしまうという問題が
ある。

【０００７】よって、本発明の主たる目的は、前記のご
とき位置ずれの高精度な検出を容易にした近接場光プロ
ーブと、前記のごとき位置ずれを高精度に補正する近接
場光ピックアップを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による近接場光プ
ローブは、請求項１に記載のように、透光性材料よりな
る第１の部材と、この第１の部材との境界面を有し、こ
の境界面から離れるに従い断面積が減少する形状を持
つ、前記第１の部材よりも屈折率の高い透光性材料より
なる第２の部材とからなり、前記境界面を通して前記第
２の部材の内部に光が導入されることによって前記第２
の部材の前記境界面から遠い端部の近傍に近接場を形成
する近接場光プローブであり、その特徴は前記境界面の
周辺に所定の深さの段差部が設けらることである。

【０００９】本発明の近接場光ピックアップは、請求項
２に記載のように、レンズを用いて集光した光を、本発
明の近接場光プローブの第１の部材と第２の部材との境
界面に照射することによって、前記第２の部材の内部に
前記境界面を通して光を導入する構成であって、その特
徴は、前記近接場光プローブの前記境界面の周辺に設け
られた段差部による回折光を検出する手段と、この手段
による検出情報に基づいて、前記境界面と平行な方向へ
の、前記レンズと前記第２の部材との位置ずれを求める
手段と、該手段により求められた位置ずれに基づいて該
位置ずれを補正するために前記レンズと前記近接場プロ
ーブを相対移動させる手段とを有することである。

【００１０】本発明の近接場光ピックアップのもう１つ
の特徴は、請求項３に記載のように、前記回折光を検出
する手段が、複数の受光部を有する光検出器と、前記回
折光を前記光検出器へ入射させるための前記レンズを含
む光学系とからなり、前記位置ずれを求める手段が前記
光検出器の複数の受光部に対応した検出信号の演算によ
って位置ずれを求めることである。

【００１１】本発明の近接場光ピックアップのもう１つ
の特徴は、請求項４に記載のように、前記回折光を検出
する手段が前記回折光を相異なった方向より前記レンズ
を介さず受光する複数の光検出器からなり、前記位置ず
れを求める手段が前記複数の光検出器の検出信号の演算
によって位置ずれを求めることである。

【００１２】本発明の近接場光ピックアップのもう１つ
の特徴は、請求項５に記載のように、前記近接場光プロ
ーブに光を照射するための前記レンズを含む光学系と前
記複数の光検出器が、前記近接場光プローブを支持する
ための共通の部材に固定されることである。

【００１３】本発明の近接場光ピックアップのもう１つ
の特徴は、請求項６に記載のように、前記複数の光検出
器が前記近接場光プローブに固定されることである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図１乃至図１１を参照し説明する。なお、説明の重複
を避けるため、複数の図面において同等部分には同一の
参照番号を用いる。

【００１５】図１は、本発明による近接場光プローブの
一実施例を説明するための断面図である。ここに示す近
接場光プローブ１０１は、透光性基板１０２（第１の部
材）と、これとの境界面１０３ａを有する突起部１０３
（第２の部材）とからなる。透光性基板１０２はガラス
などの透光性材料によって形成される。突起部３は、透
光性基板２より屈折率の高い高屈折率の透光性材料、例
えばシリコンによって形成される。突起部３は、境界面
１０３ａから遠ざかるに従って断面面積が減少する円錐
台形状を有する。ただし、突起部１０３の形状はこれに
限られるものではなく、例えば角錐台形状とすることも
可能である。境界面１０３ａの周辺には所定の深さの段
差部１０５が設けられるが、これは本発明の近接場光プ
ローブ１０１の大きな特徴である。突起部１０３の側面
と透光性基板１０２の一面（図中の下面）には遮光膜１
０４が形成される。この遮光膜１０４は、例えば金や
銀、アルミ等の金属材料の被膜によって形成される。な
お、ここに示した例では、突起部１０３はその略全体が
ガラス基板１０１より外部に突出しているが、突起部１
０３の外側に適当な部材が存在する構造を除外するもの
ではない。

【００１６】本発明の近接場光プローブ１０１を使用す
る場合には、図１に模式的に示すように、対物レンズに
よって集光された光が透光性基板１０２側より照射さ
れ、境界面１０３ａを通して突起部１０３の内部に導入
されることにより、突起部１０３の先端開口部（図中の
下端部）の近傍に近接場が形成される。通常、境界面１
０３ａ上に照射される集光スポットの大きさは境界面１
０３ａより大きいため、照射された光の大部分は突起部
１０３の内部を伝搬して近接場の形成に寄与することに
なるが、一部の光は境界面１０３ａと、その周辺領域
（段差部１０５を含む）で反射される。集光スポットの
中心と境界面１０３ａの中心との位置がずれると、突起
部１０３の内部に導入される光強度が低下し、これにと
もなって突起部１０３の先端開口部近傍に形成される近
接場の強度も低下してしまう。したがって、境界面１０
３ａの中心と集光スポットの中心、つまり対物レンズの
光軸との位置ずれを補正することが重要であり、そのた
めには位置ずれを高精度に検出する必要がある。

【００１７】本発明の近接場光プローブ１０１において
は、境界面１０３ａの周囲に段差部１０５が設けられる
が、この段差部１０５の深さ（高さ）は照射光の波長よ
り短い所定の大きさに決められる。したがって、境界面
１０３ａと周辺領域での反射光には、図２に模式的に示
すように、境界面１０３ａで回折されずに反射された光
（０次光）のほかに、段差部１０５により回折された光
（回折光）が含まれる。この段差部１０５による回折光
の断面強度分布は集光スポットと境界面１０３ａとの相
対位置によって顕著に変化するため、その断面強度分布
の観測によって、集光スポット中心つまり対物レンズの
光軸と境界面１０３ａの中心との位置ずれを容易かつ高
精度に検出することができるようになる。

【００１８】なお、突起部１０３を形成するための高屈
折率材料として、以下に示す材料を用い得る。

【００１９】Ｃ（ダイヤモンド）、アモルファスＳｉ、
マイクロクリスタル（微小結晶）Ｓｉ、多結晶Ｓｉ、Ｓ
ｉｘＮｙ（ｘ、ｙは任意）、ＴｉＯ2 、ＴｅＯ2 、Ａｌ
2 Ｏ3 、Ｙ2 Ｏ3 、Ｌａ2 Ｏ2 Ｓ、ＬｉＧａＯ2 、Ｂ
ａＴｉＯ3 、ＳｒＴｉＯ3 、ＰｂＴｉＯ3 、ＫＮｂＯ3
、Ｋ（Ｔａ，Ｎｂ）Ｏ3 （ＫＴＮ）、ＬｉＮｂＯ3 、
ＬｉＴａＯ3 、Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ3 、
（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ2 、（Ｐｂ，Ｌａ）
（Ｈｆ，Ｔｉ）Ｏ3 、ＰｂＧｅＯ3 、Ｌｉ2 ＧｅＯ3 、
ＭｇＡｌ2 Ｏ4 、ＣｏＦｅ2 Ｏ4 、（Ｓｒ，Ｂａ）Ｎｂ
2 Ｏ6 、Ｌａ2 Ｔｉ2 Ｏ7 、Ｎｄ2 Ｔｉ2 Ｏ7 、Ｂａ2
ＴｉＳｉ12Ｏ8 、Ｐｂ5 Ｇｅ3 Ｏ11、Ｂｉ4 Ｇｅ3 Ｏ1
2、Ｂｉ4 Ｓｉ3 Ｏ12、Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ12、Ｇｄ3 Ｆｅ5
Ｏ12、（Ｇｄ，Ｂｉ）3 Ｆｅ5 Ｏ12、Ｂａ2 ＮａＮｂＯ
１５、Ｂｉ12ＧｅＯ2 Ｏ、Ｂｉ12ＳｉＯ2 、Ｃａ12Ａｌ
14Ｏ33、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＲｂＦ、ＣｓＦ、Ｎａ
Ｃｌ、ＫＣｌ、ＲｂＣｌ、ＣｓＣｌ、ＡｇＣｌ、ＴｌＣ
ｌ、ＣｕＣｌ、ＬｉＢｒ、ＮａＢｒ、ＫＢｒ、ＣｓＢ
ｒ、ＡｇＢｒ、ＴｌＢｒ、ＬｉＩ、ＮａＩ、ＫＩ、Ｃｓ
Ｉ、Ｔｌ（Ｂｒ，Ｉ）、Ｔｌ（Ｃｌ、Ｂｒ）、ＭｇＦ2
、ＣａＦ2 、ＳｒＦ2 、ＢａＦ2 、ＰｂＦ2 、Ｈｇ2
ＣＩ2 、ＦｅＦ3 、ＣｓＰｂＣｌ3 、ＢａＭｇＦ4 、Ｂ
ａＺｎＦ4 、Ｎａ2 ＳｂＦ5 、ＬｉＣｌＯ4 ・３Ｈ2
Ｏ、ＣｄＨｇ（ＳＣＮ）4 、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴ
ｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、α‐ＨｇＳ、Ｐｂ
Ｓ、ＰｂＳｅ、ＥｕＳ、ＥｕＳｅ、ＧａＳｅ、ＬｉＩｎ
Ｓ2 、ＡｇＧａＳ2 、ＡｇＧａＳｅ2、ＴｉＩｎＳ2 、
ＴｉＩｎＳｅ2 、ＴｌＧａＳｅ2 、ＴｌＧａＳ2 、Ａｓ
2 Ｓ3 、Ａｓ2 Ｓｅ3 、Ａｇ3 ＡｓＳ3 、Ａｇ3 ＳｂＳ
3 、ＣｄＧａ2 Ｓ4 、ＣｄＣｒ2 Ｓ4 、ＴｌＴａ3 Ｓ4
、Ｔｌ3 ＴａＳｅ4 、Ｔｌ3 ＶＳ4 、Ｔｌ3 ＡｓＳ4
、Ｔｌ3 ＰＳｅ4 、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、（Ｇ
ａ，Ａｌ）Ａｓ、Ｇａ（Ａｓ，Ｐ）、（ｌｎＧａ）Ｐ、
（ｌｎＧａ）Ａｓ、（Ｇａ，ＡＩ）Ｓｂ、Ｇａ（ＡｓＳ
ｂ）、（ｌｎＧａ）（ＡｓＰ）、（ＧａＡＩ）（ＡｓＳ
ｂ）、ＺｎＧｅＰ2 、ＣａＣＯ3 、ＮａＮＯ3 、α−Ｈ
ＩＯ3 、α−ＬｉＩＯ3 、ＫＩＯ2 Ｆ2 、ＦｅＢＯ3 、
Ｆｅ3 ＢＯ6 、ＫＢ5 Ｏ8 ・４Ｈ2 Ｏ、ＢｅＳＯ4 ・２
Ｈ2 Ｏ、ＣｕＳＯ4 ・５Ｈ2 Ｏ、Ｌｉ2 ＳＯ4 ・Ｈ2
Ｏ、ＫＨ2 ＰＯ4 ，ＫＤ2 ＰＯ4 、ＮＨ4 Ｈ2 ＰＯ4 、
ＫＨ2 ＡｓＯ4 、ＫＤ2 ＡｓＯ4 ＣＳＨ2 ＡｓＯ4 、Ｃ
ｓＤ2 ＡｓＯ4 、ＫＴｉＯＰＯ4 、ＲｂＴｉＯＰＯ4 、
（Ｋ，Ｒｂ）ＴｉＯＰＯ4 、ＰｂＭｏＯ4、β−Ｇｄ2
（ＭｏＯ4 ）3 、β−Ｔｂ2 （ＭｏＯ4 ）3 、Ｐｂ2 Ｍ
ｏＯ5 、Ｂｉ2 ＷＯ6 、Ｋ2 ＭｏＯＳ3 ・ＫＣｌ、ＹＶ
Ｏ4 Ｃａ3 （ＶＯ4 ）2 、Ｐｂ5 （ＧｅＯ4 ）（ＶＯ4
）2 、ＣＯ（ＮＨ2 ）2 ，Ｌｉ（ＣＯＯＨ）・Ｈ2
Ｏ、Ｓｒ（ＣＯＯＨ）2 、（ＮＨ4 ＣＨ2 ＣＯＯＨ）３
Ｈ2 ＳＯ4 、（ＮＤ4 ＣＤ2 ＣＯＯＤ）３Ｄ2 ＳＯ4 ，
（ＮＨ4 ＣＨ2 ＣＯＯＨ）３Ｈ2 ＢｅＦ、（ＮＨ4 ）2
Ｃ2 Ｏ4 ・Ｈ2 Ｏ、Ｃ4 Ｈ3 Ｎ3 Ｏ4 、Ｃ4 Ｈ９ＮＯ3
、Ｃ6 Ｈ4 （ＮＯ2 ）、Ｃ6 Ｈ4 ＮＯ2 Ｂｒ、Ｃ6 Ｈ4
ＮＯ2 ＣＩ、Ｃ6 Ｈ4 ＮＯ2 ＮＨ2 、Ｃ6 Ｈ4 （ＮＨ4
）ＯＨ、Ｃ6 Ｈ4 （ＣＯ2 ）2 ＨＣｓ、Ｃ6 Ｈ4 （Ｃ
Ｏ2 ）2 ＨＲｂ、Ｃ6 Ｈ3 ＮＯ2 ＣＨ3 ＮＨ2 、Ｃ6 Ｈ
3 ＣＨ3 （ＮＨ2 ）2 、Ｃ6 Ｈ12Ｏ5 ・Ｈ2 ＯＫＨ（Ｃ
8 Ｈ4 Ｏ4 ）、Ｃ１ＯＨ11Ｎ3 Ｏ6 、［ＣＨ2 ・ＣＦ2
］ｎ。

【００２０】また、透光性基板１０２の材料としてはガ
ラスのほか、石英やポリカーボネートなどのプラスチッ
ク材料を用いることができ、遮光膜１０４の材料として
は金、銀、アルミニウムのほか、クロム、白金などを用
いることができる。

【００２１】以上説明した本発明による近接場光プロー
ブ１０１を用いた、本発明による近接場光ピックアップ
の第１の実施例について、図３乃至図５を参照すること
により説明する。

【００２２】図３は、本実施例の近接場光ピックアップ
１１０の簡略化した全体構成図である。図３において、
１１１は光源としての半導体レーザである。この半導体
レーザ１１１より出射されたレーザビームＲはレンズ１
１２によって平行ビームに整形され、偏光ビームスプリ
ッター１１３を通過した後に１／４波長板１１５により
直線偏光から円偏光に変換され、さらに対物レンズ１１
６により集光されて本発明の近接場光プローブ１０１に
照射されることにより、近接場光プローブ１０１の突起
部１０３（図１）の先端開口部近傍に近接場が形成され
る。

【００２３】偏光ビームスプリッター１１４は近接場光
プローブ１０１側からの戻り光を分離するためのもので
あり、分離された戻り光Ｒ１はレンズ１１９によって光
検出器１２１に集光される。

【００２４】１０６は近接場光プローブ１０１を支持す
る支持体である。この支持体１０６には、近接場光プロ
ーブ１０１の水平方向位置を調整するための位置調整手
段１０７を備える。１２２は位置ずれ検出補正回路（信
号補正回路）であり、光検出器１２１の検出信号より位
置ずれを検出し、検出した位置ずれに応じて位置調整手
段１０７を駆動する。

【００２５】図１３に関連して述べたように、記録媒体
１１７に情報を記録する場合には、半導体レーザ１１１
は書き込み情報によって変調されるため、書き込み情報
によって変調された近接場が形成され、この近接場によ
って書き込み情報が記録媒体１１７に記録される。

【００２６】一方、記録媒体１１７の記録情報を再生す
る場合には、半導体レーザ１１１は変調されないため一
定強度の近接場が形成される。そして、近接場を介して
記録媒体１１７へ放射された光は、記録媒体１１７上の
記録情報によって変調されて近接場光プローブ１０１の
突起部１０３の先端開口部より取り込まれ、対物レンズ
１１６によって平行光とされ、１／４波長板１１５によ
り円偏光から直線偏光に変えられて偏光ビームスプリッ
ター１１３に戻され、偏光ビームスプリッター１１３の
分離面１１４より横向きのビームＲ１としてレンズ１１
９に導かれて光検出器１２１に集光される。この光検出
器１２１は、記録媒体１１７上の記録情報によって変調
された光の検出と、近接場光プローブ１０１の段差部１
０５による回折光の検出の両方に用いられるもので、本
実施例では、光検出器１２１として、受光部が図４に示
すような４つの受光部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに分割された、い
わゆる４分割フォトダイオードが用いられる。ただし、
受光部の個数は４個に限定されるものではない。通常、
図示しない信号再生回路において、光検出器１２１の４
つの受光部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対応した４つの検出信号の
和をとることによって記録情報の読み出し強度信号を作
成し、同信号より記録情報を再生する。なお、光検出器
１２１として、領域分割がなされないエリア型のＣＣＤ
イメージセンサなども用いる得ることは以下の説明から
明白であろう。

【００２７】次に、近接場光プローブ１０１の境界面１
０３ａ（図１、図２）と集光スポットとの位置ずれの検
出とその補正について説明する。

【００２８】図２に模式的に示したように、近接場光プ
ローブ１０１からの反射光には、段差部１０５による回
折光と回折されない０次光が含まれる。その回折光の一
部と０次光は再び対物レンズ１１６に取り込まれて平行
光となり、１／４波長板１１５、偏光ビームスプリッタ
ー１１３、レンズ１１９を経由して光検出器１２１の受
光部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに、図４に網掛け領域ａ，ｂ，ｃ，
ｄとして示すように入射する。この入射光の強度分布に
は、近接場光プローブ１０１からの回折光の断面強度分
布が反映されているため、光検出器１２１の受光部Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄの検出信号に位置ずれが反映される。

【００２９】図４を参照して説明するならば、図４の上
下方向に対応する方向の位置ずれ（図３における左右方
向の位置ずれ）が生じた場合に、受光部Ａ，Ｃの入射光
強度に違いが生じるため、それらの検出信号にも位置ず
れの量と方向に応じた差が生じる。図４の左右方向に対
応する方向の位置ずれ（図３における前後方向の位置ず
れ）が生じた場合には、受光部Ｂ，Ｄの入射光強度に違
いが生じるため、それぞれの検出信号にも位置ずれに応
じた差が生じる。これ以外の水平方向の位置ずれが生じ
た場合にも、受光部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの検出信号は位置ず
れに応じた変化が生じる。したがって、位置ずれ検出補
正回路１２２は、光検出器１２１の受光部Ａ，Ｂ，Ｃ，
Ｄに対応した検出信号より位置ずれの方向と量を検出す
ることができる。

【００３０】本実施例では、後述するように、位置調整
手段１０７は、図３における左右方向と前後方向に近接
場光プローブ１０１を移動させることができる構成であ
る。したがって、位置ずれ検出補正回路１２２において
は、受光部Ａ，Ｄの検出信号の差をとることによって左
右方向の位置ずれを求め、受光部Ｂ，Ｄの検出信号の差
をとることによって前後方向の位置ずれ求める。なお、
光検出器１２１としてエリア型イメージセンサを用いた
場合にも、その出力信号より同様の演算によって各方向
の位置ずれを算出できることは明らかである。そして、
位置ずれ検出補正回路１２２は、各方向の位置ずれを減
少させるように位置調整手段１０７を駆動する。この駆
動による結果は各検出信号に反映されるため、フィード
バック制御によって位置ずれ補正が行われることにな
る。

【００３１】本実施例において用いられる位置調整手段
１０７を図５に示す。なお、図５の左右方向は図３の左
右方向に対応し、また、図５の上下方向は図３の前後方
向に対応する。こここに示す位置調整手段１０７は、支
持体１０６に、厚み方向に変形可能な圧電体１０７ｂを
介してブロック部材１０７ａを結合し、このブロック部
材１０７ａに、厚み方向に変形可能な圧電体１０７ｃを
介して近接場光プローブ１０１の透光性基板１０２を結
合した構成である。このような構成であるから、位置ず
れ検出補正回路１２２は、光検出器１２１の受光部Ａ，
Ｃの検出信号の差信号を増幅した駆動電圧を圧電体１０
７ｃに印加することにより、近接場光プローブ１０１の
左右方向（図３）の位置ずれを補正し、受光部Ｂ，Ｄの
検出信号の差信号を増幅した駆動電圧を圧電体１０７ｂ
に印加することにより、近接場光プローブ１０１の前後
方向（図３）の位置ずれを補正することができる。

【００３２】ここまでの説明から明らかなように、本実
施例においては、対物レンズ１１６、１／４波長板１１
５、偏光ビームスプリッター１１４、レンズ１１９から
なる光学系と光検出器１２１で、近接場光プローブ１０
１の段差部１０５による回折光を検出するための手段を
実現している。そして、その手段による検出情報に基づ
いて位置ずれを検出する手段は位置ずれ検出補正回路１
２２によって実現している。また、求められた位置ずれ
を補正するために対物レンズ１１６と近接場光プローブ
１０１を相対移動させる手段を、位置ずれ検出補正回路
１２２と位置調整手段１０７によって実現している。

【００３３】なお、圧電素子に代えて電磁コイルなどの
作動要素を用いた機構も位置調整手段１０７として採用
し得ることは明らかである。

【００３４】本発明による近接場光ピックアップの第２
の実施例について、図６及び図７を参照し説明する。図
６は、本実施例の近接場光ピックアップ２１０の簡略化
した全体構成図である。図６において、図３と同一の番
号が付された部分は同等部分であるので、その説明を省
略し、前記実施例との相違点のみ説明する。

【００３５】この近接場光ピックアップ２１０において
は、対物レンズ１１６は支持体２０８に保持されるが、
この支持体２０８に位置調整手段２０９が設けられてい
る。近接場光プローブ１０１の支持体（サスペンション
部材）１０６は支持体２０８に支持される。位置ずれ検
出補正回路１２２は前記実施例のものと同様のものであ
るが、支持体２０８に設けられた位置調整手段２０９を
駆動することによって、対物レンズ１１６の位置補正を
行う。

【００３６】位置調整手段２０９を図７に示す。なお、
図７の左右方向は図６の左右方向に対応し、また、図７
の上下方向は図６の前後方向に対応する。こここに示す
位置調整手段２０９は、支持体２０８に、厚み方向に変
形可能な圧電体２０９ｂを介してブロック部材２０９ａ
を結合し、このブロック部材２０９ａに、厚み方向に変
形可能な圧電体２０９ｃを介して対物レンズ１１６を結
合した構成である。このような構成であるから、位置ず
れ検出補正回路１２２は、光検出器１２１の受光部Ａ，
Ｃの検出信号の差信号を増幅した駆動電圧を圧電体２０
９ｃに印加することにより対物レンズ１１６の左右方向
（図６）の位置ずれを補正することができ、受光部Ｂ，
Ｄの検出信号の差信号を増幅した駆動電圧を圧電体２０
９ｂに印加することにより、対物レンズ１１６の前後方
向（図６）の位置ずれを補正することができる。

【００３７】ここまでの説明から明らかなように、本実
施例においては、検出した位置ずれを補正するために対
物レンズ１１６と近接場光プローブ１０１を相対移動さ
せる手段を、位置ずれ検出補正回路１２２と位置調整手
段２０９によって実現している。なお、圧電素子に代え
て電磁コイルなどの作動要素を用いた機構も位置調整手
段２０９として採用し得ることは明らかである。

【００３８】本発明による近接場光ピックアップの第３
の実施例について、図８及び図９を参照し説明する。図
８は、本実施例の近接場光ピックアップ３１０の簡略化
した全体構成図である。図８において、図３と同一の番
号が付された部分は同等部分であるので、その説明を省
略する。ただし、本実施例においては、光検出器１２１
は前記各実施例の場合のような位置ずれ検出に関与しな
いため、受光部が１個の普通のフォトダイオードなどで
よい（後記の第４及び第５の実施例においても同様）。

【００３９】本実施例の近接場光ピックアップ３１０に
おいては、近接場光プローブ１０１の段差部１０５（図
１）による回折光を直接検出するための４個の光検出器
３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄが、図８及び
図９に示すような位置に配設される（図９は、上方より
見た光検出器３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ
と対物レンズ１１６との位置関係を示す）。これら光検
出器３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄとして
は、普通のフォトダイオードなどの受光素子を用いるこ
とができる。位置ずれ検出補正回路１２２は、光検出器
３０１ａ，３０１ｃの検出信号の差をとることにより図
８の左右方向の位置ずれを求め、光検出器３０１ｂ．３
０１ｄの検出信号の差をとることにより図８の前後方向
の位置ずれを求め、各位置ずれに応じた駆動電圧を位置
調整手段１０７の圧電体１０７ｃ．１０７ｂ（図５）に
印加することによって、近接場光プローブ１０１の位置
を調整し位置ずれの補正を行う。

【００４０】前記第１及び第２の実施例におけるよう
に、記録情報の読み取りのための光検出器１２１で近接
場光プローブ１０１の段差部１０５（図１）による回折
光を検出する方式では、記録媒体１１７から反射された
記録情報成分と回折光成分とが光検出器１２１に重なっ
て入射することになる。そして、一般に、記録媒体１１
７で反射され突起部１０３を介して対物レンズ１１６に
向けて放射される光の波面及び強度分布は一定には保た
れないため、記録情報成分と回折光成分とが重畳する
と、その分離に限界があり、位置ずれ検出精度が低下す
る恐れがある。これに対し、本実施例においては、近接
場光プローブ１０１からの回折光を光検出器３０１ａ〜
３０１ｄで直接的に検出するため、そのような問題はな
く、位置ずれの高精度な検出及び補正を容易かつ確実に
実現できる。このことは後記の第４及び第５の実施例に
おいても同様である。

【００４１】なお、本実施例では近接場光プローブ１０
１側を移動させたが、前記第２の実施例と同様に対物レ
ンズ１１６側の位置調整によって位置ずれを補正するよ
うに変形することも可能である。また、圧電素子に代え
て電磁コイルなどの作動要素を用いた機構も位置調整手
段１０７として採用し得ることは明らかである。また、
回折光の強度分布観測のために４つの光検出器３０１ａ
〜３０１ｄを配設したが、３個又は５個以上の光検出器
を配設し、それらの検出信号に基づいて位置ずれを求め
ることも可能であることは明らかである。このような変
形は、後記の第４及び第５の実施例においても同様に可
能である。

【００４２】本発明による近接場光ピックアップの第４
の実施例を図１０に示す。本実施例の近接場光ピックア
ップ４１０においては、近接場光プローブ１０１の突起
部１０３に光を集光照射するための対物レンズ１１６を
含む光学系が支持体２０８で支持されるとともに、近接
場光プローブ１０１の段差部１０５（図１）による回折
光を直接検出するための４個の光検出器３０１ａ，３０
１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄも支持体２０８に固定され
る。近接場光プローブ１０１は支持体（サスペンション
部材）１０６を介して支持体２０８に支持される。位置
ずれ検出補正回路１２２は、光検出器３０１ａ〜３０１
ｄの検出信号より左右方向及び前後方向の位置ずれを算
出し、その位置ずれに対応した駆動電圧を位置調整手段
１０７の圧電体１０７ｂ，１０７ｃに印加することによ
り、近接場光プローブ１０１の位置を調整して位置ずれ
を補正する。これ以外は前記第３の実施例と同様の構成
である。

【００４３】本実施例のように、回折光の強度分布観測
のための光検出器３０１ａ〜３０１ｄと、対物レンズ１
１６を含む光学系を共通の支持体２０８に固定する構成
は、同光学系及び同光検出器を保持する機構を支持体２
０８と別に設ける構成に比べ機械的剛性を高めやすいた
め、一般に位置ずれの検出精度の向上に有利であり、ま
た装置全体の小型化に有利である。

【００４４】本発明による近接場光ピックアップの第５
の実施例を図１１に示す。本実施例の近接場光ピックア
ップ５１０においては、近接場光プローブ１０１の段差
部１０５（図１）による回折光を直接検出するための４
個の光検出器３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ
が近接場光プローブ１０１の背面（透光性基板１０２の
突起部１０３が設けられている面と反対側の面）に固定
される。これ以外の構成は前記第４の実施例と同様であ
る。光検出器３０１ａ〜３０１ｄとしてチップ形状のフ
ォトダイオードなどの受光素子を用いるのが、近接場光
プローブ１０１の部分の軽量化の面で好ましい。

【００４５】本実施例のように、光検出器３０１ａ〜３
０１ｄを近接場光プローブ１０１に固定する構成は、同
光検出器と近接場光プローブ１０１の位置関係を別の保
持機構によって保持する構成に比べ機械的剛性を高めや
すいため、一般に位置ずれの検出精度の向上に有利であ
り、さらに装置全体の小型化に有利である。

【００４６】なお、以上説明した本発明による近接場光
ピックアップにおいて、近接場光のみを発生させる近接
場光プローブ以外の、例えば、特許第3053380 号公報で
示されているようなモード間干渉を用いたプローブを用
いることも可能である。でもよい。

【００４７】

【発明の効果】以上に詳細に説明したように、請求項１
記載の近接場光プローブは、第１の部材の第２の部材の
境界面の周辺に設けた段差部による回折光の断面強度分
布を観測することによって、光を集光照射するためのレ
ンズの光軸もしくは集光スポットの中心と境界面の中心
との位置ずれを容易かつ高精度に検出することが可能で
ある。請求項２乃至６記載の近接場光ピックアップは、
位置ずれを高精度に補正し、近接場光プローブの境界面
を通し第２の部材の内部に光を効率よく導入することが
できるため、十分な強度の近接場を安定に形成すること
が可能となる。請求項３記載の近接場光ピックアップ
は、回折光の断面強度分布を観測するための光検出器が
１個で足り、また、この光検出器を記録媒体により変調
された光の検出にも兼用可能であるため、部品数の削
減、装置の小型化に有利である。請求項４乃至６記載の
近接場光ピックアップは、記録媒体により変調された光
の影響を受けることなく回折光の断面強度分布を観測可
能であるため、より安定かつ高精度の位置ずれ検出が可
能であり、したがって、より安定かつ高精度の位置ずれ
補正が可能である。請求項５又は６記載の近接場光ピッ
クアップは、光検出器、近接場光プローブ、それに光を
集光照射するための光学系に関連した機構の機械的剛性
を高めやすいため位置ずれ検出のさらなる高精度化に有
利であり、また装置全体の小型化にも有利である、等々
の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による近接場光プローブの一実施例を示
す断面図である。

【図２】近接場光プローブに設けられた段差部による光
の回折の様子を模式的に示す断面図である。

【図３】本発明による近接場光ピックアップの第１の実
施例の全体構成図である。

【図４】４分割フォトダイオードの受光部を説明するた
めの図である。

【図５】位置調整手段の一例を示す概略平面図図であ
る。

【図６】本発明による近接場光ピックアップの第２の実
施例の全体構成図である。

【図７】位置調整手段の別の例を示す概略平面図であ
る。

【図８】本発明による近接場光ピックアップの第３の実
施例の全体構成図である。

【図９】光検出器の配置の説明図である。

【図１０】本発明による近接場光ピックアップの第４の
実施例の全体構成図である。

【図１１】本発明による近接場光ピックアップの第５の
実施例の全体構成図である。

【図１２】従来の近接場光プローブの構成を示す断面図
である。

【図１３】図１２の近接場光プローブを用いた従来の近
接場光ピックアップの全体構成図である。

【符号の説明】

１０１近接場光プローブ１０２透光性基板（第１の部材）１０３突起部（第２の部材）１０３ａ境界面１０４遮光膜１０５段差部１０６支持体１０７位置調整手段１１１半導体レーザ１１２レンズ１１３偏光ビームスプリッター１１５１／４波長板１１６対物レンズ１１７記録媒体１１９レンズ１２１光検出器１２２位置ずれ検出補正回路２０８支持体２０９位置調整手段３０１光検出器

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ１２Ｂ 21/06 Ｇ１２Ｂ 1/00 ６０１ＣＦターム(参考） 2F065 AA04 AA06 AA07 CC03 DD02 FF44 FF48 GG06 GG12 GG22 HH03 HH13 JJ05 JJ08 JJ18 JJ26 LL32 5D118 AA18 CC15 CD03 CF05 CF20 DB05 DB08 DC03 DC10 EA01 EA11 EF09 5D119 AA11 AA22 AA39 CA06 EA02 EB02 EC15 JA34 JA43 KA02 KA03 KA08 KA19 MA05 MA15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透光性材料よりなる第１の部材と、前記第１の部材との境界面を有し、前記境界面から離れ
るに従い断面積が減少する形状を持つ、前記第１の部材
よりも屈折率の高い透光性材料よりなる第２の部材とか
らなり、前記境界面を通して前記第２の部材の内部に光
が導入されることによって前記第２の部材の前記境界面
から遠い端部の近傍に近接場を形成する近接場光プロー
ブであって、前記境界面の周辺に所定の深さの段差部が設けられたこ
とを特徴とする近接場光プローブ。
【請求項２】レンズを用いて集光した光を、請求項１
記載の近接場光プローブの第１の部材と第２の部材との
境界面に照射することによって、前記第２の部材の内部
に前記境界面を通して光を導入する構成の近接場光ピッ
クアップであって、前記近接場光プローブの前記境界面の周辺に設けられた
段差部による回折光を検出する手段と、この手段による
検出情報に基づいて、前記境界面と平行な方向への、前
記レンズと前記第２の部材との位置ずれを求める手段
と、該手段により求められた位置ずれに基づいて該位置
ずれを補正するために前記レンズと前記近接場光プロー
ブを相対移動させる手段とを有することを特徴とする近
接場光ピックアップ。
【請求項３】前記回折光を検出する手段は、複数の受
光部を有する光検出器と、前記回折光を前記光検出器へ
入射させるための前記レンズを含む光学系とからなり、前記位置ずれを求める手段は、前記光検出器の複数の受
光部に対応した検出信号の演算によって位置ずれを求め
ることを特徴とする請求項２記載の近接場光ピックアッ
プ。
【請求項４】前記回折光を検出する手段は、前記回折
光を相異なった方向より前記レンズを介さず受光する複
数の光検出器からなり、前記位置ずれを求める手段は、前記複数の光検出器の検
出信号の演算によって位置ずれを求めることを特徴とす
る請求項２記載の近接場光ピックアップ。
【請求項５】前記近接場光プローブに光を照射するた
めの前記レンズを含む光学系と前記複数の光検出器が、
前記近接場光プローブを支持するための共通の部材に固
定されることを特徴とする請求項４記載の近接場光ピッ
クアップ。
【請求項６】前記複数の光検出器が前記近接場光プロ
ーブに固定されることを特徴とする請求項４記載の近接
場光ピックアップ。