JP2002352468A - Optical head and optical disk drive - Google Patents

Optical head and optical disk drive

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JP2002352468A
JP2002352468A JP2002112605A JP2002112605A JP2002352468A JP 2002352468 A JP2002352468 A JP 2002352468A JP 2002112605 A JP2002112605 A JP 2002112605A JP 2002112605 A JP2002112605 A JP 2002112605A JP 2002352468 A JP2002352468 A JP 2002352468A
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JP
Japan
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light
optical head
optical
laser
medium
Prior art date
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Application number
JP2002112605A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiichi Kamiyanagi
喜一 上柳
Kazuo Baba
和夫 馬場
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical head and disk device that can improve the data transfer rate in a small size and high in recording density. SOLUTION: The laser beam 3 from a semiconductor laser 2 is made a parallel beam 5 by a collimator lens 4 and enters the 1st surface 6a of the transparent condensing medium 6. The laser beam 5 entering the 1st surface 6a is reflected on the reflector film 7 formed on the outer surface of the 2nd surface 6b and focused on the 3rd surface 6c to form a light spot 9. Light focused in the light spot 9 leaks out as a near field light and transmitted to the recording medium 8 for optical recording or reproduction.

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、光ヘッドおよび光
ディスク装置に関し、特に、光スポットの微小化を図っ
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 device, and more particularly, to an optical head and an optical disk device in which a light spot is miniaturized.

【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), but the performance of a computer and the definition of a display device have been increased. 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サイズで抑えられる。
対物レンズによって集光する場合、光スポットの光強度
が1/2となるところの直径(光スポット径)D
1/2は、次式(1)で与えられ、トラックの幅はほぼこれと
等しくなる。 D1/2=kλ/(n・NA) …(1) ここに、k:光ビームの強度分布に依存する比例定数
(通常0.5程度) λ:波長 n:光スポット位置の媒体の屈折率(通常空気であり、
ほぼ1である。) NA:対物レンズの開口数
[0003] The recording density of an optical disc is basically controlled by the size of a light spot formed on a recording medium.
When condensing with an objective lens, the diameter (light spot diameter) D at which the light intensity of the light spot is halved
1/2 is given by the following equation (1), and the track width is almost equal to this. D 1/2 = kλ / (n · NA) (1) where, k: proportional constant depending on the intensity distribution of the light beam (usually about 0.5) λ: wavelength n: refraction of the medium at the light spot position Rate (usually air,
It is almost 1. ) NA: numerical aperture of objective lens

【0004】従来の光ディスクで使われている対物レン
ズのNAは、0.5程度であるため、D1/2は波長程度
であった。また、上記式(1) から分かるように、微小の
光スポットを得るためには、短波長化や対物レンズの高
NA化が有効であり、それぞれの開発努力がなされてい
る。DVDでは波長を0.65μmに短波長化し、また
対物レンズのNAはCDの場合の0.45から0.6に
上げられ、これらによりDVDではCDに対して約4倍
の高密度化が達成できた。波長については、さらに緑や
青色発光のレーザの開発が精力的になされている。一
方、NAについては、0.6以上にすると光ディスクの
傾きによる信号強度変動の影響が大きくなり、プラスチ
ック基板を通して行う従来の光記録方式ではこれ以上に
NAを上げることは難しい。このため、プラスチック基
板を通さず、これとは逆の方向から、プラスチック基板
上に形成された記録層に集光する方向へと移行しつつあ
る。
Since the NA of an objective lens used in a conventional optical disk is about 0.5, D 1/2 is about the wavelength. As can be seen from the above equation (1), in order to obtain a minute light spot, it is effective to shorten the wavelength and increase the NA of the objective lens, and various development efforts are being made. For DVDs, the wavelength is reduced to 0.65 μm, and the NA of the objective lens is increased from 0.45 for CDs to 0.6, which achieves approximately four times the density of DVDs compared to CDs. did it. Regarding the wavelength, lasers that emit green and blue light are being vigorously developed. On the other hand, when the NA is set to 0.6 or more, the influence of the signal intensity fluctuation due to the tilt of the optical disk becomes large, and it is difficult to further increase the NA by the conventional optical recording method using a plastic substrate. For this reason, the light is not passing through the plastic substrate, but is shifting from the opposite direction to the direction of condensing light on the recording layer formed on the plastic substrate.

【0005】上記の記録層にプラスチック基板を通さず
に集光する光記録方式では、光スポット径を抜本的に縮
める手段として、昨今、近接場光を用いる以下の2つの
方式が提案されている。これらはいずれも顕微鏡の高解
像度化の技術が光記録に応用されたものである。
In the optical recording system in which light is focused on the recording layer without passing through a plastic substrate, the following two systems using near-field light have recently been proposed as means for drastically reducing the diameter of a light spot. . In each of these, the technology for increasing the resolution of a microscope is applied to optical recording.

【0006】第1の方式は、先端をテーパ状に細く(数
十ナノメータ以下に)研磨した光プローブの先端から漏
れ出す近接場光を記録に用いるものである。この方式で
は、プローブの加工が難しく安定しない、プローブが機
械的衝撃に弱い、寿命が短い、光利用効率が1/100
0以下と低い等といった問題が多く、実用化には多くの
改良を要する。
In the first method, near-field light leaking from the tip of an optical probe whose tip is tapered and polished (to several tens of nanometers or less) is used for recording. In this method, processing of the probe is difficult and unstable, the probe is vulnerable to mechanical shock, the life is short, and the light use efficiency is 1/100.
There are many problems such as low as 0 or less, and many improvements are required for practical use.

【0007】第2の方式は、対物レンズの焦点付近に高
屈折率透明媒体からなる半球状のレンズ(SolidImmersi
on Lens(以下、「SIL」と略す。))を置くことに
より、そのSILの底部の中心部に微小の光スポットを
形成し、それを用いて光記録を行うものであり、第1の
方式に比べて比較的実現性が高い技術といえる。このS
ILの内部では光の波長はSILの屈折率に逆比例して
短くなるため、光スポットもそれに比例して小さくな
る。この光スポットに集光された光の大半はSILの半
球面に向かって全反射されるが、その一部はSIL外部
の光スポット近傍に近接場光として漏れ出す。その近傍
に(光の波長よりも十分小さい距離に)SILと同程度
の屈折率を有する記録媒体を配置すると、近接場光がこ
の媒体とカップルして媒体内を伝播する伝播光となる。
この光を用いて媒体に記録することにより、高密度の記
録が可能となる。但し、対物レンズの収差はそのまま残
るため、対物レンズの収差は十分低く抑える必要があ
る。このSILによる集光方式には、次に説明する2つ
の型がある。
In the second method, a hemispherical lens (SolidImmersi) made of a transparent medium having a high refractive index is provided near the focal point of the objective lens.
By placing an on lens (hereinafter abbreviated as “SIL”), a minute light spot is formed at the center of the bottom of the SIL, and optical recording is performed using the spot. It can be said that the technology is relatively more feasible than. This S
Inside the IL, the light wavelength becomes shorter in inverse proportion to the refractive index of the SIL, so that the light spot also becomes smaller in proportion thereto. Most of the light condensed on this light spot is totally reflected toward the hemispherical surface of the SIL, but part of the light leaks as near-field light near the light spot outside the SIL. When a recording medium having a refractive index similar to that of the SIL is arranged near (at a distance sufficiently smaller than the wavelength of light), near-field light couples with this medium to become propagating light that propagates in the medium.
Recording on a medium using this light enables high-density recording. However, since the aberration of the objective lens remains as it is, it is necessary to suppress the aberration of the objective lens sufficiently low. There are two types of light collection methods using the SIL, which will be described below.

【0008】図13は、第1の型の光ヘッドを示す。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半球状のSIL5
4とを有する。平行光51が対物レンズ52に入射する
と、平行光51は対物レンズ52により集光し、その対
物レンズ52からの収束光53はSIL54の半球面5
4bに入射し、SIL54の底面54aの中心に集光し
て光スポット55が形成される。この光ヘッド50にお
ける光スポット55の直径は、SIL54の屈折率に逆
比例して縮小される。この光スポット55に記録媒体5
6を近づけると、光スポット55近傍の近接場光は伝播
光となって記録媒体56に入射する。
FIG. 13 shows an optical head of a first type. The optical head 50 includes an objective lens 5 that collects the parallel light 51.
2 and a hemispherical SIL 5 arranged such that the bottom surface 54a is orthogonal to the convergent light 53 from the objective lens 52.
And 4. When the parallel light 51 enters the objective lens 52, the parallel light 51 is condensed by the objective lens 52, and the convergent light 53 from the objective lens 52 is converted to the hemispherical surface 5 of the SIL 54.
4b, and is condensed at the center of the bottom surface 54a of the SIL 54 to form a light spot 55. The diameter of the light spot 55 in the optical head 50 is reduced in inverse proportion to the refractive index of the SIL 54. The recording medium 5 is
When 6 is brought closer, the near-field light near the light spot 55 becomes propagation light and enters the recording medium 56.

【0009】図14は、第2の型の光ヘッドを示す。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
54とを有する。SIL54は、対物レンズ52からの
収束光53を屈折させてさらに集光させるように配置さ
れている。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(Super SIL構造と称
する。)、SIL54による球面収差が小さく、かつ、
SIL54内部での開口数を図13に示す対物レンズ5
2の開口数のn倍に上げることができ、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
スポットは次式(2)のように微小化される。 D1/2=kλ/(n・NAi)=kλ/(n2・NAo) …(2) ここに、NAi:SIL54内部での開口数 NAo:SIL54への入射光のNA
FIG. 14 shows a second type of optical head. 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.
54. The SIL 54 is disposed so as to refract the convergent light 53 from the objective lens 52 and further condense it. By configuring the SIL 54 such that the parallel light 51 condenses at a position r / n (r is the radius of the SIL) from the center 54c of the hemispherical surface 54b (referred to as a Super SIL structure), the spherical aberration due to the SIL 54 is reduced. Small and
The numerical aperture inside the SIL 54 is shown in FIG.
The numerical aperture can be increased to n times the numerical aperture of 2, and the light spot 55 can be further miniaturized. That is, the light spot is miniaturized as in the following equation (2). D 1/2 = kλ / (n · NAi) = kλ / (n 2 · NAo) (2) where, NAi: numerical aperture inside SIL 54 NAo: NA of light incident on SIL 54

【0010】しかし、このSuper SIL54への
入射光のNA、すなわち入射角θの最大値θmaxとSI
L5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。
However, the NA of the light incident on the Super SIL 54, that is, the maximum value θmax of the incident angle θ and SI
The refractive index n of L5 has a reciprocal relationship, and both cannot be increased independently.

【0011】図15は、鈴木氏がAsia-Pasific Data St
orageConference (Taiwan、'97.7.)の#OC-1 において解
析したものであり、Super SIL54の屈折率n
とNAoの関係を示す(以下「従来例1」という。)。
同図から分かるように、SIL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NAomax 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SI
L54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、NAoma
x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. 15 shows that Mr. Suzuki has proposed the Asia-Pasific Data St.
orageConference (Taiwan, '97 .7.) analyzed at # OC-1 and the refractive index n of Super SIL54
And the relationship between NAo and NAo (hereinafter referred to as “conventional example 1”).
As can be seen from the figure, as the refractive index n of the SIL increases, the maximum value NAomax of the incident light NAo gradually decreases. This is because NAo is greater than the maximum value NAomax.
When the angle of incidence increases and the incident angle further increases, the light
This is because the light spot 55 at the position of the recording medium 56 rather spreads because the light directly enters the recording medium 56 without passing through the L54. For example, when the refractive index n = 2, NAoma
x 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、B.D.Terris他がAppl.Phys.Lett., Vol.68, ('9
6),P.141. において報告している(以下「従来例2」と
いう。)。この報告によると、屈折率n=1.83のS
uper SIL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、D
1/2=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の記録密度(3.
8×108bits/cm2)の可能性を検証している。
BDTerris et al. In Appl. Phys. Lett., Vol. 68, ('9
6), p. 141. (hereinafter referred to as "Conventional Example 2"). According to this report, S with a refractive index n = 1.83
Place the upper SIL between the objective lens and the recording medium,
By condensing a laser beam having a wavelength of 0.83 μm, the laser beam is set to 0.1.
A light spot diameter of 317 μm was obtained. That is, D
Although light collection equivalent to 1/2 = λ / 2.3 is achieved, the NA in this case is 0.4, and n · NAmax is about 0.73. Also, using this system, the recording density several times higher than the conventional one (3.
8 × 10 8 bits / cm 2 ).

【0013】図16は、米国特許5,497,359号
公報に記載された光ディスク装置(以下「従来例3」と
いう。)を示す。この光ディスク装置500は、プラス
チック基板501aに記録層501bを形成した光ディ
スク501と、基台502上に設けられ、光ディスク5
01を軸503により回転駆動するモータ504と、光
ディスク501の記録層501b上を浮上走行する透明
媒体からなる浮上スライダ505と、浮上スライダ50
5に取り付けられた半球状のSIL54と、半導体レー
ザの光ビームを整形し、集光する光学系、および光ディ
スク501からの反射光から自動焦点制御やトラッキン
グ制御用の信号やデータ信号を生成する検出光学系部5
10と、検出光学系部510を支持するアーム506A
と、アーム506Aに取り付けられ、浮上スライダ50
5を支持するアーム506Bと、基台502上に設けら
れ、アーム506Aを駆動してSIL54と検出光学系
部510とを同時にアクセスやトラッキングさせるヴォ
イスコイルモータ(VCM)507とを有する。
FIG. 16 shows an optical disk apparatus described in US Pat. No. 5,497,359 (hereinafter referred to as "conventional example 3"). The optical disk device 500 includes an optical disk 501 having a recording layer 501b formed on a plastic substrate 501a, and an optical disk
01, a motor 504 rotating the shaft 01 by a shaft 503, a flying slider 505 made of a transparent medium which floats and travels on the recording layer 501b of the optical disk 501, and a flying slider 50
5, a hemispherical SIL 54, an optical system for shaping and condensing the light beam of the semiconductor laser, and detection for generating signals and data signals for automatic focus control and tracking control from reflected light from the optical disk 501. Optical system 5
10 and an arm 506A supporting the detection optical system 510
And the floating slider 50 attached to the arm 506A.
5 and a voice coil motor (VCM) 507 that is provided on the base 502 and drives the arm 506A to simultaneously access and track the SIL 54 and the detection optical system 510.

【0014】図17は、従来例3のSIL54および浮
上スライダ505の詳細を示す。浮上スライダ505
は、SIL54と同程度の屈折率を有する透明媒体で形
成されている。浮上スライダ505を半球状のSIL5
4と貼り合わせてレーザ光を浮上スライダ505の下面
に集光して光スポット55を形成する構造とすることに
より、浮上スライダ505とSIL54とからSupe
r SILが構成される。
FIG. 17 shows details of the SIL 54 and the flying slider 505 of the third conventional example. Flying slider 505
Is formed of a transparent medium having the same refractive index as the SIL 54. The flying slider 505 is a hemispherical SIL5
4, the laser beam is condensed on the lower surface of the flying slider 505 to form the light spot 55, so that the flying slider 505 and the SIL 54
r SIL is configured.

【0015】図18は、従来例3の検出光学系部510
の詳細を示す。この検出光学系部510では、従来の最
も一般的な光学系が採用されており、特にSIL54に
合わせて改良されたものではない。すなわち、この検出
光学系部510は、レーザ光511aを出射する半導体
レーザ511と、半導体レーザ511からの出力光51
1aを平行光511bとするコリメータレンズ512
と、半導体レーザ511からの出力光511bと光ディ
スク501からの反射光とを分離するビームスプリッタ
1513と、ミラー514と、アクチュエータ515で
駆動されるとともに、半導体レーザ511からの平行光
511cを光ディスク501上に集光する対物レンズ5
16Aと、光ディスク501からの反射光をビームスプ
リッタ513で入射光と分離した後、レンズ516Bを
介して入力する光検出器517と、光検出器517から
出力されるデータ信号(DAT)や制御用の信号(FE
S,TES)を増幅して出力するアンプ518とを有す
る。SIL54は、直径2mmのものが用いられてお
り、製造上は妥当なサイズであるが、この場合、対物レ
ンズ516Aの位置でのビーム径は約4mmとなる。従
って、検出光学系部510の各光学系部品512,51
3,514,516A,516Bの有効開口はビーム径
と同程度の4mm以上のものが必要となる。
FIG. 18 shows a detection optical system section 510 of the third conventional example.
The details are shown below. The detection optical system section 510 employs the most common conventional optical system, and is not particularly improved in accordance with the SIL 54. That is, the detection optical system 510 includes a semiconductor laser 511 that emits a laser beam 511a and an output light 51 from the semiconductor laser 511.
Collimator lens 512 that makes 1a parallel light 511b
A beam splitter 1513 for separating output light 511b from the semiconductor laser 511 and reflected light from the optical disk 501; a mirror 514; and a parallel light 511c from the semiconductor laser 511, which is driven by an actuator 515 and is transmitted onto the optical disk 501. Objective lens 5 for focusing
16A and a photodetector 517 input from a lens 516B after the reflected light from the optical disc 501 is separated from the incident light by a beam splitter 513, and a data signal (DAT) output from the photodetector 517 and a control signal. Signal (FE
S, TES). The SIL 54 has a diameter of 2 mm, which is an appropriate size for manufacturing. In this case, the beam diameter at the position of the objective lens 516A is about 4 mm. Therefore, each optical system component 512, 51 of the detection optical system unit 510
The effective apertures of 3,514, 516A, and 516B need to be 4 mm or more, which is about the same as the beam diameter.

【0016】また、この光ディスク装置500は、VC
M507のみの1段制御によりトラッキング制御を行
い、対物レンズ516Aをアクチュエータ515で駆動
する自動焦点制御を行っている。焦点深度はNAの自
乗、nの3乗に逆比例して減少するので、SIL54を
用いた集光の場合の焦点深度は0.2μm以下と小さく
なる。一方、対物レンズ516AとSIL54間は収束
ビームとなるので、温度変動によるこの間隔の伸縮が生
じるため、焦点ずれが生じる。さらに温度によってレー
ザの発振波長が変動するため、対物レンズ516Aの色
収差によりやはり焦点ずれが生じる。このため、高精度
の自動焦点制御を行うことにより、上記焦点ずれの発生
を防いでいる。
The optical disk device 500 has a VC
Tracking control is performed by one-stage control of only M507, and automatic focus control in which the objective lens 516A is driven by the actuator 515 is performed. Since the depth of focus decreases in inverse proportion to the square of NA and the cube of n, the depth of focus in the case of light collection using the SIL 54 is as small as 0.2 μm or less. On the other hand, since a convergent beam is generated between the objective lens 516A and the SIL 54, this interval expands and contracts due to temperature fluctuation, and thus a defocus occurs. Further, since the oscillation wavelength of the laser fluctuates depending on the temperature, the chromatic aberration of the objective lens 516A also causes a defocus. Therefore, the occurrence of the above-mentioned defocus is prevented by performing high-precision automatic focus control.

【0017】ところで、光学系にSILを用いた光ディ
スク装置では、光ヘッドが記録媒体上を近接浮上して走
行するため、光ディスクを固定・非可換として用いる用
途が適するが、この場合、磁気ハードディスクが競合と
なる。このため、記録容量やデータ転送レートだけでな
く、ディスクを積層し、マルチヘッド・マルチディスク
とした場合の体積記録密度の高いことが必須となる。最
新のハードディスクの場合、ディスク間隔は3mm以下
であるため、光ヘッドの高さをハードディスクのヘッド
並み(2mm程度以下)に縮小する必要がある。
In an optical disk apparatus using an SIL for an optical system, an optical head runs close to and floats on a recording medium, so that it is suitable to use an optical disk as a fixed or non-replaceable optical disk. Conflicts. For this reason, not only the recording capacity and the data transfer rate, but also a high volume recording density when disks are stacked to form a multi-head / multi-disk is indispensable. In the case of the latest hard disk, since the disk interval is 3 mm or less, it is necessary to reduce the height of the optical head to the same level as the hard disk head (about 2 mm or less).

【0018】図19は、このような光ヘッドの小型化の
要求に対応してなされたものであり、上記米国特許5,
497,359号公報に記載された光ヘッド(以下「従
来例4」という。)を示す。この光ヘッド50は、SI
L54、対物レンズ516Aおよび半導体レーザや検出
光学系を浮上スライダ505上に一体化して浮上走行さ
せたものである。同図では、半導体レーザや検出光学系
をまとめて単一ブロック520として図示され、ブロッ
ク520は、取付部材521によって浮上スライダ50
5に取り付けられている。対物レンズ516Aとブロッ
ク520との距離を短くして温度変化の影響を少なくし
ているので、自動焦点制御機構が不要となり、小型化が
図れる。
FIG. 19 shows a structure in response to such a demand for downsizing the optical head.
497,359 discloses an optical head (hereinafter, referred to as "conventional example 4"). This optical head 50 has an SI
The L54, the objective lens 516A, the semiconductor laser and the detection optical system are integrated on the flying slider 505 and run up and down. In the figure, the semiconductor laser and the detection optical system are collectively shown as a single block 520, and the block 520 is attached to the flying slider 50 by the mounting member 521.
5 is attached. Since the distance between the objective lens 516A and the block 520 is shortened to reduce the influence of a temperature change, an automatic focus control mechanism is not required, and the size can be reduced.

【0019】一方、軽量化された従来の光ヘッドとし
て、文献「Digest of OpticalData Storage ('93)P.93.
」に示されたものがある(以下「従来例5」とい
う。)。この光ヘッドは、半導体レーザと検出部とを対
物レンズ部から分離して固定とし、対物レンズ部のみを
VCMで走行させる分離型光学系を採用したものであ
り、VCMを低周波域のトラッキングに用い、ガルバノ
ミラーを高周波域のトラッキングに用いた2段制御によ
りトラッキングを行っている。これにより、対物レンズ
を含む可動部の重量はVCMを含めて7gと軽量化する
ことができる。また、2段制御によるトラッキングによ
り周波数帯域を約30kHz(利得は約80dB)まで
拡大することができる。
On the other hand, a light-weighted conventional optical head is described in the document "Digest of Optical Data Storage ('93) P.93.
(Hereinafter referred to as “conventional example 5”). This optical head employs a separation type optical system in which a semiconductor laser and a detection unit are separated from an objective lens unit and fixed, and only the objective lens unit is driven by a VCM. The tracking is performed by two-stage control using a galvanometer mirror for tracking in a high frequency range. Thereby, the weight of the movable part including the objective lens can be reduced to 7 g including the VCM. Further, the frequency band can be expanded to about 30 kHz (gain is about 80 dB) by tracking by two-stage control.

【0020】図20は、文献「日経エレクトロニックス
誌(No.699 、P.13、'97.9.22)」に記載された従来の光
ディスク装置(以下「従来例6」という。)を示す。こ
の光ディスク装置500は、ガルバノミラーをトラッキ
ングに採用した分離光学系を有しており、光ディスク5
01上を浮上走行する浮上スライダ505と、浮上スラ
イダ505に搭載されたSIL(図示せず)と対物レン
ズ530および立ち上げミラー531と、浮上スライダ
505を支持するアーム532と、アーム532を駆動
するVCM533と、固定光学系534と、固定光学系
534からの光を対物レンズ530に導くミラー535
とを有する。分離光学系を採用することにより、従来例
5と同様に、可動部の軽量化が図れ、トラッキングの周
波数帯域を拡大できる。
FIG. 20 shows a conventional optical disk apparatus (hereinafter referred to as "Conventional Example 6") described in the document "Nikkei Electronics (No. 699, P.13, '97 .9.22)". The optical disk device 500 has a separation optical system that employs a galvanometer mirror for tracking.
01, a flying slider 505, a SIL (not shown) mounted on the flying slider 505, an objective lens 530, a rising mirror 531, an arm 532 supporting the flying slider 505, and an arm 532 are driven. VCM 533, fixed optical system 534, and mirror 535 for guiding light from fixed optical system 534 to objective lens 530
And By adopting the separation optical system, as in the fifth conventional example, the weight of the movable portion can be reduced, and the frequency band of tracking can be expanded.

【0021】[0021]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来例1およ
び従来例2によると、SILの屈折率nと最大NAmax
とに相反関係があるため、両者の積n・NAmax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、光スポット径が大きく、高密度化が図れな
いという問題がある。
However, according to Conventional Examples 1 and 2, the refractive index n of the SIL and the maximum NAmax
Has a reciprocal relationship, the theoretical limit of the product n · NAmax of the two is 0.8 to 0.9, and actually 0.7 to 0.8
And the light spot diameter is large, making it impossible to achieve high density.

【0022】また、従来例3の光ディスク装置500に
よると、SIL54は直径が2mmのものを用いている
ため、ビーム直径が約4mm必要となり、さらに、対物
レンズ516Aは低収差・低色収差のものが必要である
ため、レンズサイズ( 直径ないし高さ) が大きくなるこ
とから、光学系が大型化する。また、SIL54に入射
するビームに収束ビームを用いているため、温度変動に
よって収束点が変化することから、自動焦点制御機構を
必要とする。従って、光ヘッドの重量が10g以上と重
く、高さが10mm程度と高くなり、光ディスク501
を重ねた場合の間隔が大きくなって大容量化が難しく、
磁気ハードデイスクに比べて体積容量を高くできないと
いう問題がある。すなわち、SIL54の直径を小さく
することにより、光学系全体を縮小することは可能であ
るが、それとともに浮上スライダ505の厚さを薄くし
なければならないため、限度がある。つまり、浮上スラ
イダ505の厚さは、中心から集光点までの距離r/n
にほぼ等しくなるが、屈折率が2の媒体を使用すると、
半径0.5mmのとき、、浮上スライダ505の厚さは
250μmで機械的強度を保つほぼ限界の厚さとなり、
これ以上にSIL54の半径を小さくすることは難し
い。また、光ヘッドの重量が10g以上と重くなると、
高速のトラッキングができず、データ転送レートを上げ
ることができないという問題がある。
Further, according to the optical disk device 500 of the conventional example 3, since the SIL 54 has a diameter of 2 mm, the beam diameter needs to be about 4 mm, and the objective lens 516A has low aberration and low chromatic aberration. Since it is necessary, the lens size (diameter or height) becomes large, and the optical system becomes large. In addition, since a convergent beam is used as a beam incident on the SIL 54, an autofocus control mechanism is required because the convergent point changes due to temperature fluctuation. Accordingly, the weight of the optical head is as heavy as 10 g or more, and the height is as high as about 10 mm.
The interval when overlapping is large, it is difficult to increase the capacity,
There is a problem that the volume capacity cannot be increased as compared with the magnetic hard disk. That is, it is possible to reduce the entire optical system by reducing the diameter of the SIL 54, but there is a limit because the thickness of the flying slider 505 must be reduced at the same time. That is, the thickness of the flying slider 505 is determined by the distance r / n from the center to the focal point.
, But using a medium with a refractive index of 2,
When the radius is 0.5 mm, the thickness of the flying slider 505 is 250 μm, which is almost the limit thickness for maintaining mechanical strength,
It is difficult to make the radius of the SIL 54 smaller than this. Also, when the weight of the optical head is as heavy as 10 g or more,
There is a problem that high-speed tracking cannot be performed and the data transfer rate cannot be increased.

【0023】また、従来例4の光ヘッド50によると、
実際には、光ヘッド50の小型化は難しく、自動焦点制
御機構が必要となるため、従来例3と同様に、光ヘッド
50の高さが大きくなり、大容量化が難しいという問題
がある。すなわち、実際にはトラッキング制御用の信号
やデータ信号を生成するための光学系が必要である。さ
らに、縦方向に光学系を積み上げているため、取付部材
521の剛性を保つ必要から光学系が大きくなり、これ
らのことからこのタイプの光ヘッド50では実際にはあ
まり小型化はできず、10mm近くの高さが必要とな
る。さらに、この光ヘッド50では光学系が有限系であ
るため、半導体レーザから対物レンズ516Aまでの距
離を対物レンズ516Aと焦点までの距離と同程度とし
ても、平行ビームを集光する場合のほぼ2倍、すなわち
像面側のNAを0.5程度とすると、NAが1に近い対
物レンズ516Aが必要となり、非現実である。このN
Aの問題を軽減しようとすると、半導体レーザから対物
レンズ516Aまでの距離を長くせざるを得ず、光ヘッ
ドのサイズは大きくなる。また、自動焦点制御は必要な
いとしているが、光学系が有限系であるため光学系支持
部材の温度変動による伸縮の影響を受けやすく、また、
レーザの波長変動による焦点ずれの補正も必要であり、
実際には自動焦点制御機構を取り除くことは困難であ
る。
According to the optical head 50 of the conventional example 4,
Actually, it is difficult to reduce the size of the optical head 50 and an automatic focus control mechanism is required. Therefore, similarly to the third conventional example, the height of the optical head 50 is increased, and it is difficult to increase the capacity. That is, an optical system for generating a signal for tracking control and a data signal is actually required. Further, since the optical systems are stacked in the vertical direction, the size of the optical system is increased because the rigidity of the mounting member 521 must be maintained. A nearby height is required. Furthermore, since the optical system of the optical head 50 is a finite system, even if the distance from the semiconductor laser to the objective lens 516A is almost the same as the distance from the objective lens 516A to the focal point, it is almost 2 when focusing a parallel beam. If the magnification, that is, the NA on the image plane side is about 0.5, the objective lens 516A whose NA is close to 1 is required, which is unrealistic. This N
In order to reduce the problem A, the distance from the semiconductor laser to the objective lens 516A must be increased, and the size of the optical head increases. In addition, although automatic focus control is not required, since the optical system is a finite system, it is easily affected by expansion and contraction due to temperature fluctuation of the optical system support member.
It is also necessary to correct the defocus due to laser wavelength fluctuation,
In practice, it is difficult to remove the automatic focus control mechanism.

【0024】また、従来例5の光ヘッドによると、ガル
バノミラーでは高周波域に限界があり、高データ転送レ
ートが図れないという問題がある。すなわち、光スポッ
トが微細化されるに比例してトラック幅は狭くなり、そ
れに伴いさらに高速・高性能のトラッキング制御が必要
となる。トラック幅は、DVDに見るように通常光スポ
ット径D1/2の7割程度のサイズとなる。従って、D1/2
がポットサイズ0.31μmの場合はトラック幅は0.
2μmとなり、さらに青色レーザ(410nm)を用い
た場合はトラック幅は0.1μm以下となる。一方、ト
ラッキング精度は通常、トラック幅の1/10程度で行
う必要があり、言い換えれば、±0.01μmの精度の
トラッキングが必要となる。また、光ディスクでは予め
トラックをスタンピングによって形成しているので、プ
ロセス中に±数十ミクロンのトラック偏心が生じる。こ
のトラックを±0.01μmの精度でトラッキングする
ためには、±0.01μmのトラッキング誤差を検知し
て、±数十ミクロンの追従を行う訳であり、制御系とし
ては80dBの利得が必要となる。また、トラッキング
の制御系は2次系であり、−40dB/桁で帯域が伸び
るため、回転数を通常の3600rpmとし、この回転
ディスクに対して0.01μmのトラッキングを行うた
めには、200kHz程度の周波数帯域が必要となる。
すなわち、上記に例示したようにガルバノミラーを用い
ても帯域は30kHzであり、1段制御でトラッキング
を行うことは困難であり、回転速度を1桁以上下げる
か、ガルバノミラーよりも軽量・高性能の駆動機構を用
いる必要がある。高密度化とともに高いデータ転送レー
トが求められることは当然であるが、回転速度を下げる
ことは、それに比例してデータ転送レートを低下させる
ことになり問題である。
Further, according to the optical head of the fifth conventional example, there is a problem that the galvanomirror has a limitation in a high frequency range and cannot achieve a high data transfer rate. That is, the track width becomes narrower in proportion to the miniaturization of the light spot, and accordingly, higher-speed and higher-performance tracking control is required. The track width is about 70% of the normal light spot diameter D 1/2 as seen on a DVD. Therefore, D 1/2
Is 0.31 μm, the track width is 0.3 mm.
When a blue laser (410 nm) is used, the track width becomes 0.1 μm or less. On the other hand, the tracking accuracy usually needs to be performed at about 1/10 of the track width. In other words, tracking with an accuracy of ± 0.01 μm is required. In addition, since tracks are previously formed on the optical disk by stamping, track eccentricity of ± several tens of microns occurs during the process. In order to track this track with an accuracy of ± 0.01 μm, a tracking error of ± 0.01 μm is detected, and a tracking of ± several tens of microns is performed. A gain of 80 dB is required as a control system. Become. Further, since the tracking control system is a secondary system, and the band is extended at -40 dB / digit, the rotational speed is set to a normal 3600 rpm, and in order to perform tracking of 0.01 μm on this rotating disk, about 200 kHz is required. Is required.
That is, even if the galvanometer mirror is used as described above, the band is 30 kHz, and it is difficult to perform tracking by one-stage control. The rotation speed is reduced by one digit or more, or a lighter weight and higher performance than the galvanometer mirror are used. Needs to be used. It goes without saying that a higher data transfer rate is required along with the increase in density, but lowering the rotation speed causes a problem in that the data transfer rate is reduced in proportion thereto.

【0025】また、従来例6の光ディスク装置500に
よると、光ヘッドの移動に伴うビーム位置ずれを低減す
るために、ビーム直径を4〜5mmとしているため、従
来例3と同様に、光ヘッドの高さは10mm近くとな
り、光ディスク501を重ねた場合、間隔を大きく取ら
ねばならず、大容量化が難しい。また、波長は68nm
と上記の例に比べて約2割短波長化されているにもかか
わらず、トラックピッチは0.34μmと、この系での
スポット径の理論値0.2μmに比べて大きく設計され
ており、SILの利点が十分生かされていない。
Further, according to the optical disk device 500 of the sixth prior art, the beam diameter is set to 4 to 5 mm in order to reduce the beam position shift due to the movement of the optical head. The height is close to 10 mm, and when the optical disks 501 are stacked, a large interval must be taken, and it is difficult to increase the capacity. The wavelength is 68 nm
Despite being about 20% shorter than the above example, the track pitch is 0.34 μm, which is larger than the theoretical spot diameter of 0.2 μm in this system. The advantages of SIL have not been fully exploited.

【0026】上述したそれぞれの問題は、SIL単独で
は十分に集光できず、対物レンズとの組合せで2段階の
集光が必要になるところから来るものであり、SILを
用いた光ヘッドの本質的な問題である。
Each of the above-mentioned problems arises from the fact that the SIL alone cannot sufficiently condense light and requires two-stage light condensing in combination with the objective lens. Problem.

【0027】従って、本発明の目的は、小型で、高記録
密度を可能とし、データ転送レートの向上を図った光ヘ
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, enable high recording density, and improve a data transfer rate.

【0028】[0028]

【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する第
1面、前記第1面に入射した前記レーザ光を反射する第
2面、および前記第2面で反射した前記レーザ光が集光
して光スポットが形成される第3面を有し、前記第3面
から滲み出た近接場光により記録又は再生を行わせる透
明集光用媒体とを備えたことを特徴とする光ヘッドを提
供する。本発明は、上記目的を達成するため、回転する
光ディスクと、前記光ディスク上にレーザ光を照射し
て、情報の記録あるいは再生を行う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する第1面、前記第1面に
入射した前記レーザ光を反射する第2面、および前記第
2面で反射した前記レーザ光が集光して光スポットが形
成される第3面を有し、前記第3面から滲み出た近接場
光により記録又は再生を行わせる透明集光用媒体とを備
えたことを特徴とする光ディスク装置を提供する。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照射して、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
記レーザ光が入射する第1面、前記第1面に入射した前
記レーザ光を反射する第2面、および前記第2面で反射
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3面を有し、前記第3面から滲み出た近接場光によ
り記録又は再生を行わせる透明集光用媒体とを備えたこ
とを特徴とする光ディスク装置を提供する。本発明は、
上記目的を達成するため、回転する光ディスクと、前記
光ディスク上にレーザ光を照射して、情報の記録あるい
は再生を行う光ディスク装置において、前記レーザ光を
出射する半導体レーザと、前記半導体レーザから前記レ
ーザ光を入射し、その入射した前記レーザ光が集光して
前記レーザ光の光スポットが形成される面を有する透明
集光用媒体と、前記半導体レーザからの前記レーザ光の
出力位置を変位させることにより、前記透明集光用媒体
に対して前記光スポットが形成される位置を所定のトラ
ッキング方向に変位させる光スポット変位手段と、少な
くとも前記半導体レーザおよび前記透明集光用媒体が設
けられた光ヘッドと、前記光ヘッドを前記所定のトラッ
キング方向に移動させる光ヘッド移動手段とを備えたこ
とを特徴とする光ディスク装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a laser light emitting means for emitting laser light,
A first surface on which the laser light from the laser light emitting means is incident, a second surface for reflecting the laser light incident on the first surface, and the laser light reflected on the second surface being condensed An optical head comprising: a third surface on which a light spot is formed; and a transparent light-collecting medium for performing recording or reproduction with near-field light oozing from the third surface. . In order to achieve the above object, the present invention provides an optical disc device comprising: a rotating optical disc; and an optical head for recording or reproducing information by irradiating the optical disc with a laser beam. A laser light emitting unit for emitting light, a first surface on which the laser light from the laser light emitting unit is incident, a second surface for reflecting the laser light incident on the first surface, and a second surface. A transparent converging medium having a third surface on which the reflected laser light is condensed to form a light spot, and performing recording or reproduction with near-field light oozing from the third surface. An optical disk device characterized by the above-mentioned features is provided. In order to achieve the above object, the present invention provides a plurality of rotating optical discs arranged coaxially at predetermined intervals, and irradiates a laser beam onto the plurality of optical discs to record or reproduce information. In an optical disc apparatus having a plurality of optical heads, the optical head comprises: a laser beam emitting unit for emitting the laser beam; a first surface on which the laser beam from the laser beam emitting unit is incident; and a first surface. And a third surface on which the laser light reflected by the second surface is focused and the light spot is formed by condensing the laser light reflected by the second surface, and oozes out from the third surface. And a transparent light-collecting medium for performing recording or reproduction with near-field light. The present invention
In order to achieve the above object, in a rotating optical disk, an optical disk device that irradiates a laser beam onto the optical disk to record or reproduce information, a semiconductor laser that emits the laser beam, and the laser from the semiconductor laser. Light is incident thereon, and the incident laser light is condensed and a transparent condensing medium having a surface on which a light spot of the laser light is formed, and an output position of the laser light from the semiconductor laser is displaced. Thereby, a light spot displacing means for displacing a position where the light spot is formed with respect to the transparent condensing medium in a predetermined tracking direction, and a light provided with at least the semiconductor laser and the transparent condensing medium. Light, comprising: a head; and an optical head moving means for moving the optical head in the predetermined tracking direction. To provide a disk apparatus.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】図1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3を出射する半導体レーザ2と、半導体レーザ2の
出力光3を平行ビーム5に整形するコリメータレンズ4
と、平行ビーム5を集光する透明集光用媒体6と、透明
集光用媒体6の後述する第2面6bの表面に被着形成さ
れた反射膜7と、透明集光用媒体6の後述する第3面6
c近傍に配置された記録媒体8とを有する。
FIG. 1 shows an optical head according to a first embodiment of the present invention. The optical head 1 includes a semiconductor laser 2 for emitting a laser beam 3 and a collimator lens 4 for shaping the output light 3 of the semiconductor laser 2 into a parallel beam 5.
A transparent condensing medium 6 for condensing the parallel beam 5, a reflective film 7 formed on a surface of a second surface 6b described later of the transparent condensing medium 6, and a transparent condensing medium 6 Third surface 6 described later
and a recording medium 8 arranged in the vicinity of the recording medium c.

【0030】透明集光用媒体6は、平行ビーム5が入射
する第1面6a、第1面6aに入射したレーザビーム5
を反射する第2面6b、および第2面6bで反射したレ
ーザビームが集光する第3面6cからなる。第2面6b
の表面に被着形成された反射膜7は、第1面6aに入射
したレーザビーム5を反射して第3面6c上に光スポッ
ト9を形成する。
The transparent condensing medium 6 has a first surface 6a on which the parallel beam 5 is incident, and a laser beam 5 incident on the first surface 6a.
And a third surface 6c on which the laser beam reflected by the second surface 6b is focused. Second surface 6b
The reflective film 7 formed on the surface of the first surface 6a reflects the laser beam 5 incident on the first surface 6a to form a light spot 9 on the third surface 6c.

【0031】第2面6bは、透明集光用媒体6内部での
NAを大きくするとともに、3面6cに微小の光スポッ
ト9を形成するため、回転放物面の一部を用いている。
回転放物面の断面(6b)の主軸をx軸に、垂直軸をy
軸に採り、焦点位置を(p,0)とすると、断面(6
b)は、 y2=4px …(3) で表される。また、回転放物面を用いて透明集光用媒体
6の内部で集光する場合、原理的に無収差の集光が可能
であり(光学:久保田広、岩波書店、P.283)、単一の集
光面により微小スポット9に集光することが可能にな
る。この場合の光スポット径D1/2はSILの場合と同
様に次式(4)で与えられる。 D1/2=λ/(n・NAi) …(4) ここに、NAi:透明集光用媒体6内部での開口数
The second surface 6b uses a part of the paraboloid of revolution to increase the NA inside the transparent light-collecting medium 6 and to form a minute light spot 9 on the three surfaces 6c.
The main axis of the section (6b) of the paraboloid of revolution is the x-axis, and the vertical axis is y
Taking the axis, the focal position is (p, 0), and the cross section (6
b) is represented by y 2 = 4 px (3). When the light is condensed inside the transparent condensing medium 6 using a paraboloid of revolution, it is possible in principle to collect light with no aberration (Optical: Hiroshi Kubota, Iwanami Shoten, P.283). One light-collecting surface enables light to be focused on the minute spot 9. The light spot diameter D 1/2 in this case is given by the following equation (4) as in the case of the SIL. D 1/2 = λ / (n · NAi) (4) where, NAi: numerical aperture inside the transparent light-collecting medium 6

【0032】次に、上記光ヘッド1の動作を説明する。
半導体レーザ2からレーザビーム3を出射すると、その
レーザビーム3はコリメータレンズ4によって平行ビー
ム5に整形され、透明集光用媒体6の第1面6aに入射
する。第1面6aに入射したレーザビーム5は、第2面
6bの外側に形成された反射膜7で反射して第3面6c
上に集束し、第3面6c上に光スポット9を形成する。
光スポット9に集束した光が近接場光として漏れ出して
記録媒体8に伝搬し、光記録あるいは光再生が行われ
る。なお、第3面6c上に光スポットを形成するために
は、その焦点深度内に第3面が位置するように、第2面
を形成すればよい。
Next, the operation of the optical head 1 will be described.
When a laser beam 3 is emitted from the semiconductor laser 2, the laser beam 3 is shaped into a parallel beam 5 by a collimator lens 4 and is incident on a first surface 6 a of a transparent focusing medium 6. The laser beam 5 incident on the first surface 6a is reflected by the reflection film 7 formed outside the second surface 6b, and is reflected on the third surface 6c.
It converges upward and forms a light spot 9 on the third surface 6c.
The light focused on the light spot 9 leaks out as near-field light and propagates to the recording medium 8, where optical recording or optical reproduction is performed. In order to form a light spot on the third surface 6c, the second surface may be formed such that the third surface is located within the depth of focus.

【0033】上記構成の光ヘッド1によれば、以下の効
果が得られる。 (イ)回転放物面の焦点位置のpをp=0.125mm
とし、回転放物面の上端を(x,y)=(2mm、1m
m)とすると、この上端からの収束角は60度以上が得
られ、この第3面6cのNAは0.98となり、従来の
DVDにおけるNA=0.6の1.6倍以上に大きくす
ることができた。 (ロ)高NAが得られることから、光スポット9の微小
化が可能になる。 (ハ)反射型の集光のため、色収差が生じない。 (ニ)本実施の形態の光学系は、いわゆる無限系、すな
わちコリメータレンズ4と透明集光用媒体6との間のレ
ーザビーム5は平行となっているため、温度変動に対す
る焦点位置ずれが小さい。 (ホ)光学系が記録媒体8に沿って配置できるので、光
ヘッド1の高さを低くすることができ、光ディスクを複
数枚重ねて使用する場合に、大容量化を図ることができ
る。 なお、反射層7にボリュームホログラムや凹凸のバイナ
リーホログラム等の反射型ホログラムを用いてもよい。
According to the optical head 1 having the above configuration, the following effects can be obtained. (B) p at the focal position of the paraboloid of revolution is p = 0.125 mm
And the upper end of the paraboloid of revolution is (x, y) = (2 mm, 1 m
m), the convergence angle from the upper end is 60 degrees or more, and the NA of the third surface 6c is 0.98, which is 1.6 times or more the NA of conventional DVD = 0.6. I was able to. (B) Since a high NA is obtained, the light spot 9 can be miniaturized. (C) Chromatic aberration does not occur due to reflection type light collection. (D) The optical system according to the present embodiment is a so-called infinite system, that is, the laser beam 5 between the collimator lens 4 and the transparent light-condensing medium 6 is parallel, so that the focal position shift due to temperature fluctuation is small. . (E) Since the optical system can be arranged along the recording medium 8, the height of the optical head 1 can be reduced, and the capacity can be increased when a plurality of optical disks are used. Note that a reflective hologram such as a volume hologram or a binary hologram having unevenness may be used for the reflective layer 7.

【0034】図2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、透明透明集光用媒
体6の第2面6bを平面とし、反射層7にボリュームホ
ログラムや凹凸のバイナリーホログラム等の反射型ホロ
グラムを用いたものであり、他は第1の実施の形態と同
様に構成されている。透明透明集光用媒体6の第2面6
aを平面とすることにより、生産性を上げることが可能
になる。
FIG. 2 shows an optical head according to a second embodiment of the present invention. The optical head 1 has a second surface 6b of a transparent medium for condensing light, and uses a reflection hologram such as a volume hologram or an uneven binary hologram for a reflection layer 7; The configuration is the same as that of the embodiment. The second surface 6 of the transparent light-collecting medium 6
By making a a plane, productivity can be increased.

【0035】図3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、透明透明集光用媒
体6の第2面6bに球面の一部を用い、反射層7にボリ
ュームホログラムや凹凸のバイナリーホログラム等の反
射型ホログラムを用いたものであり、他は第1の実施の
形態と同様に構成されている。第2面6bに球面を用い
た場合、若干集光性は劣るが、反射層7に反射型ホログ
ラムを用いることにより、集光性能を上げることが可能
になる。なお、反射層7としてAl等の金属を透明集光
用媒体6の第2面6bに蒸着してもよい。
FIG. 3 shows an optical head according to a third embodiment of the present invention. This optical head 1 uses a part of a spherical surface as the second surface 6b of the transparent light-collecting medium 6, and uses a reflection hologram such as a volume hologram or an uneven binary hologram as the reflection layer 7; Are configured in the same manner as in the first embodiment. When a spherical surface is used for the second surface 6b, the light-collecting performance can be improved by using a reflective hologram for the reflective layer 7, although the light-collecting property is slightly inferior. Note that a metal such as Al may be deposited on the second surface 6b of the transparent light-collecting medium 6 as the reflective layer 7.

【0036】図4(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10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1
2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。
FIG. 4A shows an optical disk apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG.
It is -A sectional drawing. In the optical disc device 10, a recording layer 121 made of a GeSbTe phase change material is formed on one surface of a disc-shaped plastic plate 120, and the optical disc 1 is rotated via a rotating shaft 11 by a motor (not shown).
2, an optical head 1 for performing optical recording / light reproduction on the recording layer 121 of the optical disk 12, a linear motor 14 for moving the optical head 1 in the tracking direction 13, and a suspension for supporting the optical head 1 from the linear motor 14 side. Fifteen
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.

【0037】リニアモータ14は、トラッキング方向1
3に沿って設けられた一対の固定部14A,14Aと、
一対の固定部14A,14A上を移動する可動コイル1
4B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。
The linear motor 14 has a tracking direction 1
A pair of fixing portions 14A, 14A provided along 3;
Moving coil 1 moving on a pair of fixed parts 14A, 14A
4B. The optical head 1 is supported by the suspension 15 from the movable coil 14B.

【0038】図5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9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. 5 shows details of the optical disk 12. The optical disc 12 has a higher recording density in response to the miniaturization of the light spot 9 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.

【0039】図6は、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、レーザビーム3を出射
する端面発光型半導体レーザ19と、端面発光型半導体
レーザ19を上下方向に移動させることにより、光スポ
ット9を同図9’で示すようにトラッキング方向13に
変位させる圧電素子20と、半導体レーザ19から出射
されたレーザビーム3を平行光ビーム5に整形するコリ
メータレンズ4と、圧電素子20およびコリメータレン
ズ4を浮上スライダ18上に固定する溶融石英板21
と、半導体レーザ19からの平行光ビーム5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19からの平行光ビーム5の直線
偏光を円偏光にする1/4波長板23と、半導体レーザ
19からの平行光ビーム5を集光する透明集光用媒体6
と、透明集光用媒体6の第2面6bの外側にAl等の金
属で蒸着形成された反射層7と、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. 6A and 6B show the optical head 1. FIG. 6A is a side view thereof, and FIG. 6B is a plan view thereof. Optical head 1
Has a flying slider 18 that floats on the optical disk 12, and moves the edge emitting semiconductor laser 19 that emits the laser beam 3 and the edge emitting semiconductor laser 19 on the flying slider 18 in the vertical direction. A piezoelectric element 20 for displacing the light spot 9 in the tracking direction 13 as shown in FIG. 9 '; a collimator lens 4 for shaping the laser beam 3 emitted from the semiconductor laser 19 into a parallel light beam 5; And a fused quartz plate 21 for fixing the collimator lens 4 on the flying slider 18
A polarizing beam splitter 22 for separating the parallel light beam 5 from the semiconductor laser 19 and the reflected light from the optical disc 12; and a quarter-wave plate for converting the linearly polarized light of the parallel light beam 5 from the semiconductor laser 19 into circularly polarized light. 23, a transparent condensing medium 6 for condensing the parallel light beam 5 from the semiconductor laser 19
A reflection layer 7 formed of a metal such as Al on the outside of the second surface 6b of the transparent light-condensing medium 6; and a photodetector 24 for inputting reflected light from the optical disk 12 via a beam splitter 22. Are arranged. Further, the whole is stored in a head case 25, and the head case 25 is fixed to a tip of the suspension 15.

【0040】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、図2および図3に示す透明集光用媒体6と同様に、
第1面6aおよび第2面6bを有するが、浮上スライダ
18を透明集光用媒体6と等しい屈折率を有する透明媒
体から構成し、浮上スライダ18の下面16aが第3面
6bに相当するように構成されており、浮上スライダ1
8の下面16aに光スポット9が形成される。
The transparent condensing medium 6 has, for example, a refractive index n =
Made of heavy flint glass with 1.91, height 1m
m, 2 mm in length. This transparent light-gathering medium 6 is similar to the transparent light-gathering medium 6 shown in FIGS.
It has a first surface 6a and a second surface 6b, but the flying slider 18 is made of a transparent medium having the same refractive index as the transparent light-collecting medium 6, and the lower surface 16a of the flying slider 18 corresponds to the third surface 6b. And the flying slider 1
The light spot 9 is formed on the lower surface 16 a of the light source 8.

【0041】図7は、浮上スライダ18の裏面を示す。
浮上スライダ18は、下面18aに形成される光スポッ
ト9周辺部以外の部分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光スポット9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0.1μmである。なお、
下面18aが摺動面となる。
FIG. 7 shows the back surface of the flying slider 18.
The flying slider 18 has a groove 18b so as to generate a negative pressure in a portion other than the periphery of the light spot 9 formed on the lower surface 18a. The gap between the light spot 9 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 this embodiment, the flying height is about 0.1 μm. In addition,
The lower surface 18a serves as a sliding surface.

【0042】図8は、端面発光型半導体レーザ19およ
び圧電素子20を示す。端面発光型半導体レーザ19
は、例えば、AlGalnPからなり、波長630nm
のレーザビーム3を出射するものである。半導体レーザ
19の活性層190は、光デイスク12の面に対して垂
直に配置している。端面発光型半導体レーザ19は、活
性層190の面に平行な面におけるビーム広がり角θh
(図6(b) 参照)は8〜10度と活性層190の面に直
交する面におけるビーム広がり角θv(図6(a)参照)
の25〜30度に比べて1/2以下と小さい。一方、回
転放物面を有する透明集光用媒体6の開口は、上下方向
が、左右方向の1/2であり、半導体レーザ19を上記
のように配置することにより、殆ど光損失なしに、レー
ザ光を透明集光用媒体6に入射することが可能になる。
端面発光型半導体レーザ19を用いることにより、小型
(例えば0.3×0.4×0.4mm)で軽量(例えば
0.5mg以下)のレーザ光源となり、光ヘッド1の小
型・軽量化を図ることができる。
FIG. 8 shows the edge emitting semiconductor laser 19 and the piezoelectric element 20. Edge-emitting semiconductor laser 19
Is composed of, for example, AlGalnP and has a wavelength of 630 nm.
Out of the laser beam 3. The active layer 190 of the semiconductor laser 19 is arranged perpendicular to the surface of the optical disk 12. The edge emitting semiconductor laser 19 has a beam divergence angle θh in a plane parallel to the plane of the active layer 190.
(See FIG. 6B) is a beam divergence angle θv in a plane orthogonal to the plane of the active layer 190 at 8 to 10 degrees (see FIG. 6A).
Is less than 1/2 or less than 25 to 30 degrees. On the other hand, the opening of the transparent condensing medium 6 having a paraboloid of revolution has a vertical direction that is 1 / of the horizontal direction, and by arranging the semiconductor laser 19 as described above, almost no light loss occurs. The laser beam can be made incident on the transparent light-collecting medium 6.
By using the edge emitting type semiconductor laser 19, a small (for example, 0.3 × 0.4 × 0.4 mm) and lightweight (for example, 0.5 mg or less) laser light source can be obtained, and the size and weight of the optical head 1 can be reduced. be able to.

【0043】圧電素子20は、電極端子200,200
に接続された複数の電極膜201と、電極膜201間に
形成された多層PZT薄膜( 厚さ約20μm)202と
からなる。この圧電素子20は、上記の溶融石英板21
に被着し、さらにその上に半導体レーザ19を重ねてい
る。半導体レーザ19の重量は0.5mg以下と軽いた
め、半導体レーザ19を支持する系の共振周波数を30
0kHz以上にでき、電極端子200,200間への印
加電圧5Vで0.5μm以上の変位が得られた。この圧
電素子20による半導体レーザ19の上下走査により第
3面6c上での光スポット9をトラッキング方向13に
走査することができる。
The piezoelectric element 20 includes electrode terminals 200, 200
And a multi-layer PZT thin film (about 20 μm thick) 202 formed between the electrode films 201. The piezoelectric element 20 is formed of the above fused quartz plate 21
, And a semiconductor laser 19 is further superposed thereon. Since the weight of the semiconductor laser 19 is as small as 0.5 mg or less, the resonance frequency of the system supporting the semiconductor laser 19 is set to 30.
0 kHz or more, and a displacement of 0.5 μm or more was obtained at an applied voltage of 5 V between the electrode terminals 200. The light spot 9 on the third surface 6c can be scanned in the tracking direction 13 by the vertical scanning of the semiconductor laser 19 by the piezoelectric element 20.

【0044】光ヘッド駆動系16は、記録時に、半導体
レーザ19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19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 19 with a recording signal at the time of recording, thereby causing a phase change between crystal and amorphous in the recording layer 121, and as a difference in reflectance between them. At the time of recording and reproduction, the output light of the semiconductor laser 19 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.

【0045】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、千鳥マーク(WobbledTr
ack) 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。また、ト
ラッキング制御は、低周波域の誤差信号に基づいてリニ
アモータ14を制御し、高周波域の誤差信号に基づいて
圧電素子20を制御する2段制御により行うようになっ
ている。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 disc 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 disk technology, Radio Technology, p. 95), and this sample servo method uses a staggered mark (Wobbled Tr
ack) is intermittently provided on the track, and an error signal is generated from a change in the reflection intensity from that. The tracking control is performed by two-stage control in which the linear motor 14 is controlled based on a low-frequency range error signal and the piezoelectric element 20 is controlled based on a high-frequency range error signal. 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.

【0046】上述したように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。
As described above, since the recording signal and the tracking error signal are separated in a time-division manner by adopting the sample servo method, the photodetector 24 does not need to be a split type, and is, for example, 1 mm square. Can be used. Since the photodetector 24 does not need to be a split type, the detection system can be significantly simplified and lightened.

【0047】次に、この光ディスク装置10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16による駆動によって端面
発光型半導体レーザ19からレーザビーム3が出射され
ると、半導体レーザ19の出力光3は、コリメータレン
ズ4により平行光ビーム5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、透明集
光用媒体6の第1面6aに入射する。平行光ビーム5
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。透明集光用媒
体6の第1面6aに入射した円偏光の平行光ビーム5
は、第2面6bに被着形成された反射層7で反射して浮
上スライダ18の下面18aに集光する。浮上スライダ
18の下面18aに微小の光スポット9が形成される。
この光スポット9からは、浮上スライダ18の下面18
aの外側に近接場光が漏れ出し、この近接場光が光ディ
スク12の記録層121に伝搬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、透明集光用媒体6の第2面6
bに被着形成された反射層7で反射して偏光ビームスプ
リッタ22で90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 10 will be described. The optical disk 12 is rotated at a predetermined rotation speed by a motor (not shown), and the flying slider 18 flies over 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. When the laser beam 3 is emitted from the edge-emitting semiconductor laser 19 by the drive of the optical head drive system 16, the output light 3 of the semiconductor laser 19 is shaped into a parallel light beam 5 by a collimator lens 4 and then a polarization beam splitter. The light passes through the 22 and 1 / wavelength plate 23 and enters the first surface 6 a of the transparent light-collecting medium 6. Parallel light beam 5
When passing through the 波長 wavelength plate 23, the 、 wavelength plate 2
3 changes from linearly polarized light to circularly polarized light. Circularly polarized parallel light beam 5 incident on the first surface 6a of the transparent condensing medium 6
Are reflected by the reflection layer 7 formed on the second surface 6b and condensed on the lower surface 18a of the flying slider 18. A minute light spot 9 is formed on the lower surface 18a of the flying slider 18.
From the light spot 9, the lower surface 18 of the flying slider 18
Near-field light leaks to the outside of a, and the near-field light propagates to the recording layer 121 of the optical disc 12 to perform optical recording or optical reproduction. The light reflected by the optical disk 12 reverses the path of the incident light, and the second surface 6 of the transparent light-collecting medium 6
b, the light is reflected by the reflective layer 7 formed on the surface b, reflected by the polarization beam splitter 22 in the 90-degree direction, and is incident on 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.

【0048】上記構成の光ディスク装置10によれば、
以下の効果が得られる。 (イ)透明集光用媒体6の第2面6bでの最大反射角が
60度となり、NAは0.86が得られ、この結果、ス
ポット径D1/2約0.2μmの微小の光スポット9が得
られ、超高密度(19Gbits/inch2)の光記
録/光再生が可能になった。 (ロ)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6m
m、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14Bとサスペンション15を
含めて可動部の重量を1.0g以下にできた。この結
果、リニアモー14のみで帯域30kHz以上、利得6
0以上が得られた。 (ハ)温度変動に対する焦点位置ずれが小さい。すなわ
ち、焦点ずれの主原因は温度変動であるが、本実施の形
態では光学系の殆どの部分でレーザビームは平行光であ
り、この部分では熱膨張による焦点ずれは生じない。焦
点ずれを起こす可能性のある箇所は、半導体レーザ19
からコリメートレンズ4までの部分とフリントガラスか
らなる透明集光用媒体6による集光部分である。フリン
トガラスの線膨張係数は9×10-6程度以下であり、光
ディスク装置10の使用温度範囲(10〜50℃)での
集光部の長さの変化は最大0.4μmである。また、こ
の膨張は等方的に生じるため、これによる焦点位置ずれ
は線膨張の1桁小さく、これによる焦点ずれは無視でき
た。前者のコリメート部については、コリメートレンズ
4に色収差補正を行うことと、コリメートレンズ4と半
導体レーザ19を低線膨張係数の溶融石英板(線膨張係
数は5×10 -7)21により接続してその間の距離変動
を抑えた。この部分による焦点位置ずれは、温度変動4
0度の範囲で0.02μm以下であり、焦点深度0.2
μmに対して十分無視できる範囲であった。
According to the optical disk device 10 having the above configuration,
The following effects can be obtained. (A) The maximum reflection angle on the second surface 6b of the transparent light-collecting medium 6 is
60 degrees, NA of 0.86 is obtained, and as a result,
Pot diameter D1/2A small light spot 9 of about 0.2 μm was obtained.
High density (19Gbits / inchTwo)
Recording / light reproduction is now possible. (B) Since recording and playback can be performed without performing automatic focus control,
The need for an automatic focus control mechanism is eliminated, and the weight of the optical head 1 is increased.
The width can be reduced and the size can be reduced. That is, light
The size of the head 1 is 2mm high, 3mm wide and 6m long
m, the weight was 0.2 g, which was light. For this reason, linear
The movable coil 14B of the motor 14 and the suspension 15
The weight of the movable part including the movable part was reduced to 1.0 g or less. This result
As a result, the linear mode 14 alone has a bandwidth of 30 kHz or more and a gain of 6
0 or more was obtained. (C) The focal position shift due to temperature fluctuation is small. Sand
The main cause of defocus is temperature fluctuation.
In most cases, the laser beam is a parallel beam in most parts of the optical system.
In this portion, no defocus occurs due to thermal expansion. Impatience
The point that may cause the point shift is the semiconductor laser 19
To the collimating lens 4 and flint glass
This is a light collecting portion by the transparent light collecting medium 6. Flynn
The linear expansion coefficient of glass is 9 × 10-6Less than or equal to light
In the operating temperature range (10 to 50 ° C.) of the disk device 10
The change in the length of the condensing portion is 0.4 μm at the maximum. Also,
Of the focal position
Is one order of magnitude smaller than the linear expansion, and the defocus caused by this is negligible.
Was. For the former collimating part, a collimating lens
4 and the collimating lens 4
The conductor laser 19 is fused with a fused silica plate having a low linear expansion coefficient (linear expansion coefficient).
Number is 5 × 10 -7) Connection by 21 and distance change between them
Was suppressed. The focal position shift due to this part is caused by temperature fluctuation 4
0.02 μm or less in a range of 0 degrees, and a depth of focus of 0.2
The range was sufficiently negligible for μm.

【0049】図9は、トラッキング制御特性を示す。こ
のリニアモータ14と圧電素子20による2段制御によ
り、同図の26に示すように200kHzの帯域が得ら
れ、高速回転時(3600rpm)下において0.01
μmの精度でトラッキングを行うことができた。27は
リニアモータ14の応答特性であり、両者を合成して2
段制御することにより、80dB以上の利得28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、3600r
pm回転時のアクセス時間は20ms以下となる。
FIG. 9 shows tracking control characteristics. By the two-stage control by the linear motor 14 and the piezoelectric element 20, a band of 200 kHz is obtained as shown at 26 in the same figure, and 0.01 band under high-speed rotation (3600 rpm).
Tracking could be performed with an accuracy of μm. 27 is a response characteristic of the linear motor 14,
By performing the step control, a gain 28 of 80 dB or more was obtained. Also, an average seek speed of 10 ms or less was achieved for a 12 cm disk. Thereby, 3600r
The access time during pm rotation is less than 20 ms.

【0050】図10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30を使用したものである。光ヘッド1は回動軸
31に回動可能に支持されたサスペンション31によっ
て回転型リニアモータ30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30は光
ディスク12の外側に配置できるため、光ヘッド1をさ
らに薄型にでき、光ディスク装置10全体を小型化でき
る。また、これにより、ディスクを高速(3600rp
m)に回転することができ、平均50Mbps以上のデ
ータ転送レートが可能になる。また、この装置では、ト
ラッキング方向は、半導体レーザの光出力方向と垂直に
なるため、トラッキングのためには、半導体レーザある
いはその出力ビームを導体レーザの光出力方向と垂直な
方向に走査しなければならないことは、言う迄もない。
FIG. 10 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 30 used for the hard disk is used. The optical head 1 is connected to a rotary linear motor 30 by a suspension 31 rotatably supported by a rotary shaft 31. With such a configuration, the rotary linear motor 30 can be arranged outside the optical disk 12, so that the optical head 1 can be made thinner and the entire optical disk device 10 can be downsized. In addition, this allows the disk to operate at a high speed (3600 rpm).
m), enabling a data transfer rate of 50 Mbps or more on average. Also, in this device, the tracking direction is perpendicular to the light output direction of the semiconductor laser, so for tracking, the semiconductor laser or its output beam must be scanned in a direction perpendicular to the light output direction of the conductor laser. Needless to say, it does not have to be.

【0051】図11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は、第1
の実施の形態の透明集光用媒体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41の上下面に
記録媒体42,42がそれぞれ被着された5枚の光ディ
スク40と、各光ディスク40の記録媒体42上を浮上
走行する10個の光ヘッド1と、回動軸43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44と、
サスペンション44を駆動する回転型リニアモータ45
とを有する。記録媒体42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45
は、サスペンション44が直結された可動片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、基本的には第1の実施の形態と同様であり、回
転放物面を有する透明集光用媒体6とAlGalnN系
のレーザ(410nm)を使用しており、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0.16μm、0.19μm
であり、片面の容量は60GB、全体では1.2TBで
ある。
FIG. 11 shows an optical disk device according to the third embodiment of the present invention. This optical disk device has a first
Optical head 1 using transparent condensing medium 6 of the embodiment
Is applied to a five-stacked disk stack type optical disk device, in which five optical disks 40 having recording media 42, 42 attached to the upper and lower surfaces of a plastic substrate 41, respectively, and a recording medium for each optical disk 40 A suspension 44 that rotatably supports the optical head 1 by a rotating shaft 43;
Rotary linear motor 45 for driving suspension 44
And The recording medium 42 may be a phase change type medium or a magneto-optical type medium. Rotary linear motor 45
A movable piece 45a to which the suspension 44 is directly connected;
The electromagnets 45c, 45c are connected by a yoke 45b and drive the movable piece 45a. The structure of the optical head 1 is basically the same as that of the first embodiment, and uses a transparent condensing medium 6 having a paraboloid of revolution and an AlGalnN laser (410 nm). The diameter is 0.2 μm. Disk diameter is 12 cm, track pitch and mark length are 0.16 μm and 0.19 μm, respectively.
The capacity on one side is 60 GB, and the total capacity is 1.2 TB.

【0052】図12(a) ,(b) は、この第3の実施の形
態に係る半導体レーザを示す。この半導体レーザ46
は、ビーム走査型半導体レーザであり、基板460を有
し、その上面に上部電極461、下面に下部電極46
2、中央に活性層463をそれぞれ形成したものであ
る。活性層463の発振狭窄部の主部464aと先端部
464bの幅はそれぞれ3μm、5μmであり、長さは
それぞれ300μm、50μmである。上部電極461
は、主部電極461aと、左右一対の先端部電極461
b,461bとからなる。活性層463の発振部は発振
狭窄部464a,464bにより狭窄され、先端部電極
461b,461bに分割して、あるいは交互に電流を
流すことにより、出力光ビームは左右に走査される。こ
の走査幅は1μm、走査周波数は30MHzまで可能で
ある。このレーザビーム走査とリニアモータ45により
2段制御のトラッキングを行った。また、トラッキング
制御用の誤差信号の生成は、レーザビームのウォブリン
グ法により行った。すなわち、レーザビームを高速(1
0MHz)に0.03μm左右走査することにより、記
録面上での光スポットはコリメータレンズと透明集光用
媒体のNA比に比例して、約0.01μmウォブリング
される。これにより、記録トラックからの反射信号が変
調され、その変調信号を走査周波数に同期して検波する
ことにより、誤差信号が生成される。
FIGS. 12A and 12B show a semiconductor laser according to the third embodiment. This semiconductor laser 46
Is a beam scanning type semiconductor laser having a substrate 460, an upper electrode 461 on the upper surface, and a lower electrode 46 on the lower surface.
2. An active layer 463 is formed at the center. The width of the main portion 464a and the tip portion 464b of the oscillation narrowing portion of the active layer 463 are 3 μm and 5 μm, respectively, and the lengths are 300 μm and 50 μm, respectively. Upper electrode 461
Are a main part electrode 461 a and a pair of left and right tip part electrodes 461.
b, 461b. The oscillation portion of the active layer 463 is narrowed by oscillation narrowing portions 464a and 464b, and the output light beam is scanned left and right by dividing the current into the tip electrodes 461b and 461b or by passing current alternately. This scanning width can be 1 μm and the scanning frequency can be up to 30 MHz. Tracking of two-stage control was performed by the laser beam scanning and the linear motor 45. The generation of the error signal for tracking control was performed by a laser beam wobbling method. That is, the laser beam is moved at a high speed (1
(0 MHz), the light spot on the recording surface is wobbled about 0.01 μm in proportion to the NA ratio of the collimator lens and the transparent light-collecting medium. As a result, the reflected signal from the recording track is modulated, and the modulated signal is detected in synchronization with the scanning frequency to generate an error signal.

【0053】上記構成によれば、レーザビームを高速左
右走査することで、機械的な可動部なしの高速トラッキ
ングが可能になった。また、回転型リニアモータ45を
用いることにより、平均シーク時間は第1の実施の形態
と同様に10ms以下を実現することができた。さら
に、透明集光用媒体6を用いることにより、小型で1T
B以上の超大容量で、高速の光ディスク装置が可能にな
った。
According to the above configuration, high-speed tracking without a mechanically movable portion can be performed by scanning the laser beam right and left at high speed. Also, by using the rotary linear motor 45, the average seek time could be realized to be 10 ms or less as in the first embodiment. Further, the use of the transparent light-condensing medium 6 allows
A high-speed optical disk device with an ultra-large capacity of B or more has become possible.

【0054】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れず、種々な変形が可能である。例えば、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、例えば、再生時のように
ビームパワーが小さくてもよい場合には、透明集光用媒
体に入射させるレーザ光をコリメートレンズによってコ
リメートしなくてもよい。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
レンズと偏光ビームスプリッタの間に回折格子を挿入
し、かつ、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。しかし、本実施の形態
では、半導体レーザを走査しているため、光検出素子の
光スポットもそれに合わせて左右に動く。これによる誤
信号は、半導体レーザの走査に同期して光検出素子を左
右に走査することで抑えることができる。また、本実施
の形態の光ヘッドを、そのまま追記型光ディスクへの記
録および再生に用いることができる。また、透明集光用
媒体の第3面(浮上スライダの下面)の光スポット集光
部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
補正が不要にできる。また、半導体レーザは、本実施の
形態では、市販で最も短波長(630nm)の半導体レ
ーザを用いたが、現在開発中のAlGalnN系の青色
レーザ(410nm)も、全く同様に用いることができ
る。この場合、光スポット径は0.15μm以下にする
ことができ、さらに2倍以上の高密度化が可能となる。
また、透明集光用媒体は、本実施の形態では、屈折率
1.91の重フリントガラスを用いたが、屈折率は1よ
り大きれば上限はなく、さらに高い屈折率の材料を用い
ることもできる。例えば、硫化カドミウムCdS(屈折
率2.5)や閃亜鉛鉱ZnS(屈折率2.37)等の結
晶性材料を用いてもよい。これにより、光スポット径を
さらに2割以上縮小でき、記録密度を5割程度増大する
ことが可能となる。また、光記録媒体としては、凹凸ピ
ットを有する再生専用ディスクや光磁気記録材料や相変
化材料を用いた記録・再生用媒体、色素などの光吸収に
より凹凸ピットを形成して記録を行う追記型媒体等の各
種の記録媒体を用いることができる。また、半導体レー
ザとして端面発光型半導体レーザを用いる場合、活性層
が透明集光用媒体の第3面(浮上スライダの下面)に対
して平行となるように配置してもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be variously modified. For example, in the above-described embodiment, the sample servo method is used to generate the error signal for tracking control. However, the recording track is made to meander, and the modulation of the reflected light is synchronized with the meander frequency. A wobbled track method of detecting and generating an error signal may be used. Further, for example, when the beam power may be small as in the case of reproduction, the laser beam to be incident on the transparent light-collecting medium does not have to be collimated by the collimating lens. For tracking of a read-only disc, it is also possible to use a three-spot method as performed in a CD. That is, a diffraction grating is inserted between the collimator lens and the polarizing beam splitter, and photodetectors for detecting the reflected light of each of the ± primary lights from the disk are arranged on both sides of the main beam detecting element, and the output By taking the difference between the two, an error signal can be generated. 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. However, in this embodiment, since the semiconductor laser is scanned, the light spot of the photodetector moves right and left in accordance with the scanning. An erroneous signal due to this can be suppressed by scanning the photodetector right and left in synchronization with the scanning of the semiconductor laser. Further, the optical head of the present embodiment can be used for recording and reproducing on a write-once optical disc as it is. In addition, magneto-optical recording using a magneto-optical medium is also possible by mounting a thin-film coil around the light spot condensing part on the third surface (the lower surface of the flying slider) of the transparent condensing medium and performing magnetic field modulation. Becomes However, in the case of reproduction, in order to generate a signal by detecting the rotation of the polarization plane of light by polarization analysis, it is necessary to change the polarization beam splitter to a non-polarization splitter and place an analyzer in front of the photodetector. There is. Although an edge-emitting laser is used in this embodiment as a laser source, a surface-emitting laser (VCSEL) may 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 can be performed even with a surface-emitting type semiconductor laser. In the case of a surface-emitting type semiconductor laser, wavelength variation due to temperature is small, and chromatic aberration correction can be omitted. In this embodiment, a commercially available semiconductor laser having the shortest wavelength (630 nm) is used as the semiconductor laser, but an AlGalnN blue laser (410 nm) currently under development can be used in the same manner. In this case, the diameter of the light spot can be made 0.15 μm or less, and the density can be more than doubled.
In the present embodiment, a heavy-flint glass having a refractive index of 1.91 is used as the transparent light-collecting medium. However, if the refractive index is larger than 1, there is no upper limit, and a material having a higher refractive index is used. Can also. For example, a crystalline material such as cadmium sulfide CdS (refractive index 2.5) or zinc blende ZnS (refractive index 2.37) may be used. As a result, the diameter of the light spot can be further reduced by 20% or more, and the recording density can be increased by about 50%. As an optical recording medium, a read-only disk having uneven pits, a recording / reproducing medium using a magneto-optical recording material or a phase change material, and a write-once type in which uneven pits are formed by light absorption of a dye or the like for recording. Various recording media such as media can be used. When an edge emitting semiconductor laser is used as the semiconductor laser, the active layer may be arranged so as to be parallel to the third surface (the lower surface of the flying slider) of the transparent light-collecting medium.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、透明集光用媒体の第1面に入射したレーザ光を第2
面で反射して第3面に光スポットを形成するようにした
ので、第3面に形成された光スポットから第3面の外側
に漏れ出す近接場光を光記録/光再生に利用でき、さら
に、透明集光用媒体内部での開口数を大きくできるの
で、光スポットの微小化を図ることができる。この結
果、高記録密度が可能になる。また、対物レンズを用い
ることなしに光を集光できるので、光ヘッドの小型化が
図れ、データ転送レートの向上が図れる。
As described above, according to the present invention, the laser beam incident on the first surface of the transparent light-collecting medium is transmitted to the second surface.
Since a light spot is formed on the third surface by reflection on the surface, near-field light leaking from the light spot formed on the third surface to the outside of the third surface can be used for optical recording / light reproduction. Further, since the numerical aperture inside the transparent condensing medium can be increased, the light spot can be miniaturized. As a result, a high recording density becomes possible. In addition, since light can be collected without using an objective lens, the size of the optical head can be reduced, and the data transfer rate can be improved.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る光ヘッドを示
す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an optical head according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施の形態に係る光ヘッドを示
す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an optical head according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施の形態に係る光ヘッドを示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an optical head according to a third embodiment of the present invention.

【図4】(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。
4A is a diagram showing an optical disc device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.

【図5】図4に示す光ディスク装置で用いた光ディスク
の断面図である。
5 is a sectional view of an optical disk used in the optical disk device shown in FIG.

【図6】(a) は図4に示す光ディスク装置で用いた光ヘ
ッドの側面図、(b) はその光ヘッドの平面図である。
6A is a side view of an optical head used in the optical disk device shown in FIG. 4, and FIG. 6B is a plan view of the optical head.

【図7】図4に示す光ディスク装置で用いた浮上スライ
ダの裏面図である。
FIG. 7 is a rear view of a flying slider used in the optical disk device shown in FIG. 4;

【図8】図4に示す光ディスク装置で用いた半導体レー
ザ走査部を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a semiconductor laser scanning unit used in the optical disk device shown in FIG.

【図9】図4に示す光ディスク装置におけるトラッキン
グ制御特性を示す図である。
9 is a diagram showing tracking control characteristics in the optical disc device shown in FIG.

【図10】本発明の第2の実施の形態に係る光ディスク
装置を示す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating an optical disc device according to a second embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第3の実施の形態に係る光ディスク
装置を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing an optical disc device according to a third embodiment of the present invention.

【図12】(a) は図11に示す光ディスク装置で用いた
半導体レーザを示す平面図、(b)はその断面図である。
12A is a plan view showing a semiconductor laser used in the optical disk device shown in FIG. 11, and FIG. 12B is a sectional view thereof.

【図13】従来の第1の型の光ヘッドを示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a conventional first type optical head.

【図14】従来の第2の型の光ヘッドを示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a second type of conventional optical head.

【図15】従来の屈折率nとNAの関係を示す図であ
る。
FIG. 15 is a diagram showing a conventional relationship between refractive index n and NA.

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

【図17】図16に示す光ディスク装置のSILおよび
浮上スライダを示す図である。
17 is a diagram showing the SIL and the flying slider of the optical disk device shown in FIG.

【図18】図16に示す光ディスク装置の検出光学系部
を示す図である。
18 is a diagram illustrating a detection optical system unit of the optical disc device illustrated in FIG.

【図19】従来の光ヘッドを示す図である。FIG. 19 is a view showing a conventional optical head.

【図20】従来の他の光ディスク装置を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing another conventional optical disk device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光ヘッド 2 半導体レーザ 3 レーザビーム 4 コリメータレンズ 5 平行ビーム 6 透明集光用媒体 6a 第1面 6b 第2面 6c 第3面 7 反射膜 8 記録媒体 9 光スポット 10 光ディスク装置 11 回転軸 12 光ディスク 12a グルーブ部 12b ランド部 13 トラッキング方向 14 リニアモータ 14A 固定部 14B 可動コイル 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 18b 溝 19 端面発光型半導体レーザ 20 圧電素子 21 溶融石英板 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 40 光ディスク 41 プラスチック基板 42 記録媒体 43 回動軸 44 サスペンション 45 回転型リニアモータ 45a 可動片 45b ヨーク 45c 電磁石 121 GeSbTe記録層 122 Al反射膜層 123 SiO2 層 124 SiN層 190 活性層 200 電極端子 201 電極膜 202 多層PZT薄膜 460 基板 461 上部電極 461a 主部電極 461b 先端部電極 462 下部電極 463 活性層 464a 発振狭窄部の主部 464b 発振狭窄部の先端部 Reference Signs List 1 optical head 2 semiconductor laser 3 laser beam 4 collimator lens 5 parallel beam 6 transparent focusing medium 6a first surface 6b second surface 6c third surface 7 reflection film 8 recording medium 9 light spot 10 optical disk device 11 rotation axis 12 optical disk 12a Groove part 12b Land part 13 Tracking direction 14 Linear motor 14A Fixed part 14B Moving coil 15 Suspension 16 Optical head drive system 17 Signal processing system 18 Floating slider 18b Groove 19 Edge emitting semiconductor laser 20 Piezoelectric element 21 Fused silica plate 22 Polarized beam Splitter 23 1/4 wavelength plate 24 Photodetector 25 Head case 40 Optical disk 41 Plastic substrate 42 Recording medium 43 Rotating shaft 44 Suspension 45 Rotary linear motor 45a Movable piece 45b Yoke 45c Electromagnet 12 GeSbTe recording layer 122 Al reflective film layer 123 SiO2 layer 124 SiN layer 190 active layer 200 electrode terminal 201 electrode film 202 multilayer PZT thin film 460 substrate 461 upper electrode 461a main electrode 461b tip electrode 462 lower electrode 463 active layer 464a oscillation narrowing 464b Tip of oscillation constriction

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5D118 AA01 AA13 BA01 BB06 BB07 BF02 BF03 CA11 CA13 EA11 5D119 AA01 AA11 AA22 BA01 BB04 BB05 CA06 DA01 DA05 EB02 FA05 FA18 FA22 JA06 JA57 JA64  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5D118 AA01 AA13 BA01 BB06 BB07 BF02 BF03 CA11 CA13 EA11 5D119 AA01 AA11 AA22 BA01 BB04 BB05 CA06 DA01 DA05 EB02 FA05 FA18 FA22 JA06 JA57 JA64

Claims (36)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】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する第
1面、前記第1面に入射した前記レーザ光を反射する第
2面、および前記第2面で反射した前記レーザ光が集光
して光スポットが形成される第3面を有し、前記第3面
から滲み出た近接場光により記録又は再生を行わせる透
明集光用媒体とを備えたことを特徴とする光ヘッド。
A laser beam emitting unit for emitting a laser beam; a first surface on which the laser beam from the laser beam emitting unit is incident; a second surface for reflecting the laser beam incident on the first surface; And a third surface on which the laser light reflected by the second surface is condensed to form a light spot, and wherein a transparent light condensed to perform recording or reproduction with near-field light oozing from the third surface. An optical head, comprising:
【請求項2】前記透明集光用媒体は、前記第2の表面に
反射体を備えた構成の請求項1記載の光ヘッド。
2. The optical head according to claim 1, wherein said transparent light-collecting medium is provided with a reflector on said second surface.
【請求項3】前記透明集光用媒体は、1より大なる屈折
率を有する構成の請求項1記載の光ヘッド。
3. The optical head according to claim 1, wherein the transparent light-collecting medium has a refractive index larger than 1.
【請求項4】前記透明集光用媒体は、屈折率をn、前記
透明集光用媒体内の開口数をNAとしたとき、n・NA
が0.85以上となるように構成された請求項1記載の
光ヘッド。
4. The transparent light-condensing medium has a refractive index of n and a numerical aperture in the transparent light-condensing medium having NA of n · NA.
2. The optical head according to claim 1, wherein the optical head is set to 0.85 or more.
【請求項5】前記透明集光用媒体の前記第1面は、平面
からなる構成の請求項1記載の光ヘッド。
5. The optical head according to claim 1, wherein the first surface of the transparent light-collecting medium has a flat surface.
【請求項6】前記透明集光用媒体の前記第3面は、平面
からなる構成の請求項1記載の光ヘッド。
6. The optical head according to claim 1, wherein said third surface of said transparent light-collecting medium is a flat surface.
【請求項7】前記透明集光用媒体の前記第2面は、回転
放物面の一部から構成された請求項1記載の光ヘッド。
7. An optical head according to claim 1, wherein said second surface of said transparent light-collecting medium is constituted by a part of a paraboloid of revolution.
【請求項8】前記透明集光用媒体の前記第2面は、球面
の一部から構成された請求項1記載の光ヘッド。
8. The optical head according to claim 1, wherein said second surface of said transparent light-collecting medium is constituted by a part of a spherical surface.
【請求項9】前記透明集光用媒体の前記第2面は、回転
放物面の一部から構成され、 前記反射体は、回転放物面の一部をなすように形成され
た反射型ホログラムである構成の請求項2記載の光ヘッ
ド。
9. The reflection type medium, wherein the second surface of the transparent light-collecting medium is constituted by a part of a paraboloid of revolution, and the reflector is formed to constitute a part of a paraboloid of revolution. 3. The optical head according to claim 2, wherein the optical head is a hologram.
【請求項10】前記透明集光用媒体の前記第2面は、球
面の一部から構成され、 前記反射体は、球面の一部をなすように形成された反射
型ホログラムである構成の請求項2記載の光ヘッド。
10. The structure according to claim 1, wherein said second surface of said transparent light-collecting medium is constituted by a part of a spherical surface, and said reflector is a reflection hologram formed so as to form a part of a spherical surface. Item 3. The optical head according to Item 2.
【請求項11】前記透明集光用媒体の前記第2面は、平
面から構成され、 前記反射体は、平面状に形成された反射型ホログラムで
ある構成の請求項2記載の光ヘッド。
11. The optical head according to claim 2, wherein the second surface of the transparent light-collecting medium is formed of a flat surface, and the reflector is a reflection-type hologram formed in a flat shape.
【請求項12】前記反射型ホログラムは、ボリュームホ
ログラムにより構成された請求項9,10または11記
載の光ヘッド。
12. The optical head according to claim 9, wherein said reflection hologram is constituted by a volume hologram.
【請求項13】前記反射型ホログラムは、凹凸型のバイ
ナリーホログラムにより構成された請求項9,10また
は11記載の光ヘッド。
13. An optical head according to claim 9, wherein said reflection hologram is constituted by an uneven binary hologram.
【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2面を
有し、 前記第2の透明媒体は、光ディスクの回転に伴って前記
光ディスク上を浮上走査する浮上スライダであり、前記
浮上スライダが前記第3面を有する構成の請求項1記載
の光ヘッド。
14. The transparent light-collecting media are in close contact with each other,
The first transparent medium and the second transparent medium having the same refractive index, the first transparent medium has the first surface and the second surface, The second transparent medium, 2. The optical head according to claim 1, further comprising a flying slider configured to fly and scan on the optical disk with the rotation of the optical disk, wherein the flying slider has the third surface.
【請求項15】前記レーザ光出射手段は、前記浮上スラ
イダ上に配置された構成の請求項14記載の光ヘッド。
15. An optical head according to claim 14, wherein said laser beam emitting means is arranged on said flying slider.
【請求項16】前記透明集光用媒体は、前記第3面の前
記光スポットが形成される位置の周辺に薄膜コイルを設
けた構成の請求項1記載の光ヘッド。
16. The optical head according to claim 1, wherein the transparent light-collecting medium has a structure in which a thin-film coil is provided around a position on the third surface where the light spot is formed.
【請求項17】前記レーザ光出射手段は、前記レーザ光
を出射する半導体レーザを備えた構成の請求項1記載の
光ヘッド。
17. An optical head according to claim 1, wherein said laser light emitting means includes a semiconductor laser for emitting said laser light.
【請求項18】前記半導体レーザは、端面発光型半導体
レーザである構成の請求項17記載の光ヘッド。
18. An optical head according to claim 17, wherein said semiconductor laser is an edge emitting semiconductor laser.
【請求項19】前記端面発光型半導体レーザは、活性層
が前記透明集光用媒体の前記第3面に垂直となるように
配置された構成の請求項18記載の光ヘッド。
19. The optical head according to claim 18, wherein said edge-emitting semiconductor laser has an active layer disposed so as to be perpendicular to said third surface of said transparent light-collecting medium.
【請求項20】前記端面発光型半導体レーザは、活性層
が前記透明集光用媒体の前記第3面に平行となるように
配置された構成の請求項18記載の光ヘッド。
20. The optical head according to claim 18, wherein said edge-emitting type semiconductor laser has an active layer arranged so as to be parallel to said third surface of said transparent light-collecting medium.
【請求項21】前記半導体レーザは、面発光型半導体レ
ーザである構成の請求項17記載の光ヘッド。
21. The optical head according to claim 17, wherein said semiconductor laser is a surface-emitting type semiconductor laser.
【請求項22】前記レーザ光出射手段は、前記レーザ光
を出射するレーザ光源と、前記レーザ光源からの前記レ
ーザ光を平行光に整形して前記透明集光用媒体の前記第
1面に入射するコリメートレンズとを備えた構成の請求
項1記載の光ヘッド。
22. A laser light emitting means, comprising: a laser light source for emitting the laser light; and a laser light from the laser light source shaped into parallel light and incident on the first surface of the transparent condensing medium. The optical head according to claim 1, further comprising a collimating lens.
【請求項23】前記第2面は、前記平行光を反射して前
記第3面上に前記光スポットを形成させる形状を有する
構成の請求項22記載の光ヘッド。
23. The optical head according to claim 22, wherein said second surface has a shape for reflecting said parallel light to form said light spot on said third surface.
【請求項24】前記透明集光用媒体の前記第1面および
前記第3面は、それぞれ平面からなり、互いに直交する
構成の請求項1または請求項22記載の光ヘッド。
24. The optical head according to claim 1, wherein the first surface and the third surface of the transparent light-collecting medium are each formed of a plane and are orthogonal to each other.
【請求項25】前記レーザ光出射手段は、前記レーザ光
を出射するレーザ光源と、前記レーザ光源を移動させて
前記光スポットが形成される位置を所定の方向に変位さ
せる圧電素子とを備えた構成の請求項1記載の光ヘッ
ド。
25. The laser light emitting means includes: a laser light source that emits the laser light; and a piezoelectric element that moves the laser light source to displace a position where the light spot is formed in a predetermined direction. The optical head according to claim 1 having a configuration.
【請求項26】前記半導体レーザは、前記レーザ光を出
射する先端付近に設けられ、電流が分割して、あるいは
交互に印加されることにより、前記光スポットが形成さ
れる位置を所定の方向に変位させる一対の電極端子を備
えたビーム走査型半導体レーザである構成の請求項17
記載の光ヘッド。
26. The semiconductor laser according to claim 1, wherein the semiconductor laser is provided near a tip for emitting the laser light, and a current is divided or applied alternately to shift a position where the light spot is formed in a predetermined direction. 18. A beam scanning type semiconductor laser having a pair of electrode terminals to be displaced.
Optical head as described.
【請求項27】回転する光ディスクと、前記光ディスク
上にレーザ光を照射して、情報の記録あるいは再生を行
う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する第
1面、前記第1面に入射した前記レーザ光を反射する第
2面、および前記第2面で反射した前記レーザ光が集光
して光スポットが形成される第3面を有し、前記第3面
から滲み出た近接場光により記録又は再生を行わせる透
明集光用媒体とを備えたことを特徴とする光ディスク装
置。
27. An optical disk device having a rotating optical disk and an optical head for recording or reproducing information by irradiating the optical disk with a laser beam, wherein the optical head comprises a laser beam emitting the laser beam. An emitting unit, a first surface on which the laser light from the laser light emitting unit is incident, a second surface for reflecting the laser light incident on the first surface, and the laser light reflected on the second surface. An optical disk, comprising: a third surface on which a light spot is formed by condensing light; and a transparent light condensing medium for performing recording or reproduction with near-field light oozing from the third surface. apparatus.
【請求項28】前記光ディスクは、凹凸状のピット列に
より情報が記録された再生専用媒体である構成の請求項
27記載の光ディスク装置。
28. The optical disk apparatus according to claim 27, wherein said optical disk is a read-only medium on which information is recorded by an uneven pit array.
【請求項29】前記光ディスクは、光磁気記録媒体であ
る構成の請求項27記載の光ディスク装置。
29. The optical disk device according to claim 27, wherein said optical disk is a magneto-optical recording medium.
【請求項30】前記光ディスクは、光相変化記録媒体で
ある構成の請求項27記載の光ディスク装置。
30. The optical disk device according to claim 27, wherein said optical disk is a light phase change recording medium.
【請求項31】前記光ディスクは、色素の光吸収により
凹凸ビットを形成する追記型記録媒体である構成の請求
項27記載の光ディスク装置。
31. The optical disk apparatus according to claim 27, wherein said optical disk is a write-once recording medium that forms uneven bits by light absorption of a dye.
【請求項32】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
にレーザ光を照射して、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する第
1面、前記第1面に入射した前記レーザ光を反射する第
2面、および前記第2面で反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3面を有し、前記第
3面から滲み出た近接場光により記録又は再生を行わせ
る透明集光用媒体とを備えたことを特徴とする光ディス
ク装置。
32. A plurality of rotating optical disks arranged coaxially at predetermined intervals, and a plurality of optical heads for irradiating a laser beam onto the plurality of optical disks to record or reproduce information. An optical head comprising: a laser beam emitting unit for emitting the laser beam; a first surface on which the laser beam from the laser beam emitting unit is incident; and the laser beam incident on the first surface. And a third surface on which the laser light reflected by the second surface is condensed to form the light spot, and is recorded by near-field light oozing from the third surface. An optical disc device comprising a transparent light-collecting medium for performing reproduction.
【請求項33】回転する光ディスクと、前記光ディスク
上にレーザ光を照射して、情報の記録あるいは再生を行
う光ディスク装置において、 前記レーザ光を出射する半導体レーザと、 前記半導体レーザから前記レーザ光を入射し、その入射
した前記レーザ光が集光して前記レーザ光の光スポット
が形成される面を有する透明集光用媒体と、 前記半導体レーザからの前記レーザ光の出力位置を変位
させることにより、前記透明集光用媒体に対して前記光
スポットが形成される位置を所定のトラッキング方向に
変位させる光スポット変位手段と、 少なくとも前記半導体レーザおよび前記透明集光用媒体
が設けられた光ヘッドと、 前記光ヘッドを前記所定のトラッキング方向に移動させ
る光ヘッド移動手段とを備えたことを特徴とする光ディ
スク装置。
33. A rotating optical disc, and an optical disc apparatus for recording or reproducing information by irradiating the optical disc with a laser beam, comprising: a semiconductor laser for emitting the laser beam; A transparent condensing medium having a surface on which the incident laser light is condensed and a light spot of the laser light is formed, and by displacing an output position of the laser light from the semiconductor laser. A light spot displacing means for displacing a position where the light spot is formed with respect to the transparent light-collecting medium in a predetermined tracking direction; and an optical head provided with at least the semiconductor laser and the transparent light-collecting medium. An optical head moving means for moving the optical head in the predetermined tracking direction. Apparatus.
【請求項34】前記光スポット変位手段は、高周波域の
誤差信号に基づいて駆動され、 前記光ヘッド移動手段は、低周波域の誤差信号に基づい
て駆動される構成の請求項33記載の光ディスク装置。
34. The optical disk according to claim 33, wherein said light spot displacement means is driven based on an error signal in a high frequency range, and said optical head moving means is driven based on an error signal in a low frequency range. apparatus.
【請求項35】前記光スポット変位手段は、前記半導体
レーザを移動させる圧電素子を備えた構成の請求項33
記載の光ディスク装置。
35. The apparatus according to claim 33, wherein said light spot displacing means includes a piezoelectric element for moving said semiconductor laser.
An optical disk device as described in the above.
【請求項36】前記半導体レーザは、前記レーザ光を出
射する先端付近に設けられ、電流が分割して、あるいは
交互に印加されることにより前記レーザ光の出力位置を
移動させる一対の電極端子を備えたビーム走査型半導体
レーザであり、 前記光スポット変位手段は、前記ビーム走査型半導体レ
ーザの前記一対の電極端子に電流を分割して、あるいは
交互に印加することにより前記光スポットが形成される
位置を前記所定のトラッキング方向に変位させる構成の
請求項33記載の光ディスク装置。
36. A semiconductor laser, comprising: a pair of electrode terminals provided near a tip from which the laser light is emitted to move an output position of the laser light by dividing or alternately applying a current. A beam scanning type semiconductor laser comprising: the light spot displacing means, wherein the light spot is formed by dividing or alternately applying a current to the pair of electrode terminals of the beam scanning type semiconductor laser. 34. The optical disc device according to claim 33, wherein a position is displaced in the predetermined tracking direction.
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