JP2003022560A - 情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光源からの光束を効率よく開口などの微小構
造に導きつつも部品点数の増加を防ぎ、近視野光ヘッド
の質量を軽くし、微小構造近傍により強い近視野光を生
成し、高速トラッキングを行う超高密度で高速な情報の
記録・再生を実現する安価な情報記録再生装置を提供す
る。 【解決手段】 光源と、微小構造が形成された近視野光
ヘッドと、コア及びクラッドを備えた光導波路と、受光
部と、記録媒体と、から構成されている近視野光を利用
した情報記録再生装置において、前記近視野光ヘッドに
は前記微小構造が形成された面とは異なる面にレンズ機
能が形成され、前記光導波路には前記光導波路の途中に
コア端面と、少なくとも第１の反射面と第２の反射面が
形成されている構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、近視野光を発生さ
せる微小構造を有する近視野光発生素子を近視野光ヘッ
ドとして利用し、高密度な情報の記録・再生を行う情報
記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近視野光発生素子は、情報記録再生装置
の近視野光ヘッドや、サンプルなどの光学的な観察を行
うプローブとして現在利用あるいは検討が始められてい
る。

【０００３】光を用いた情報記録再生装置は、大容量化
・小型化の方向へと進化しており、そのため記録容量の
高密度化が要求されている。その対策として、青紫色半
導体レーザーを用いた研究・開発がおこなわれている
が、これらの技術では光の回折限界の問題により、現在
の記録密度の数倍程度の向上しか望めない。これに対
し、光の回折限界を超えた微小領域の光学情報を扱う技
術として近視野光を利用した情報記録再生方法が期待さ
れている。

【０００４】この技術では、近視野光発生素子である近
視野光ヘッドに形成した光の波長以下サイズの微小構造
（例えば光学的開口）の近傍に発生する近視野光を利用
する。これにより、従来の光学系において限界とされて
いた光の波長以下となる領域における光学情報を扱うこ
とが可能となる。光学情報の再生方法としては、記録媒
体表面に光を照射することにより微小マークに局在する
近視野光を開口などの微小構造との相互作用により散乱
光に変換する（コレクションモード）方法、あるいは開
口などの微小構造より生成される近視野光を記録媒体表
面に照射し、情報が記録された微小な凹凸や屈折率等の
光学定数が変化した記録媒体表面との相互作用により変
換される散乱光を別途設けた受光素子で検出する（イル
ミネーションモード）方法で可能である。記録は、開口
などの微小構造より生成される近視野光を記録媒体表面
に照射させ、メディア上の微小な領域の形状を変化させ
たり（ヒートモード記録）、微小な領域の屈折率あるい
は透過率を変化させる（フォトンモード記録）ことによ
り行う。これら、光の回折限界を超えた光学的微小開口
などの微小構造を有する近視野光ヘッドを用いることに
より、従来の情報記録再生装置を超える高密度化が達成
される。

【０００５】こうしたなか、一般に近視野光を利用した
記録再生装置の構成は、磁気ディスク装置とほぼ同様で
あり、磁気ヘッドに代わり、近視野光ヘッドを用いる。
サスペンションアームの先端に取り付けた光学的微小開
口などの微小構造をもつ近視野光ヘッドをＨＤＤなどで
用いられているフライングヘッド技術により一定の高さ
に浮上させ、ディスク上に存在する任意のデータマーク
へアクセスする。高速に回転するディスクに近視野光ヘ
ッドを追従させるため、ディスクのうねりに対応して姿
勢を安定させるフレクシャー機能をもたせている。

【０００６】このような構成の近視野光ヘッドにおい
て、開口などの微小構造に光を供給する方法として、光
ファイバや光導波路を近視野光ヘッドに接続し、近視野
光ヘッドに作成された開口などの微小構造に光源である
レーザーからの光束を照射する手段をとっていた。

【０００７】このような情報記録再生装置においては、
光導波路端面から照射されたある広がり角度を持つ光束
をミラー等で反射させ、開口などの微小構造に光束を照
射するため、開口などの微小構造近傍での光のエネルギ
ー密度が低くなり、微小構造近傍で発生する近視野光強
度が低くなってしまう。

【０００８】そこで、光導波路端面と開口などの微小構
造の間にレンズを設け、光導波路端面から照射された光
束をレンズで開口などの微小構造近傍に集光させ、微小
構造近傍で発生する近視野光強度を強くし、光の利用効
率を高くしている。高ＮＡのレンズを用いることで集光
スポットサイズを小さくし、より微小な領域に光エネル
ギーを集中させることができる。この集光点に開口など
の微小構造を配置することにより、微小構造近傍に発生
する近視野光強度を強くし、レーザーからの光束を効率
良く利用することが可能となる。

【０００９】しかし、上記のような情報記録再生装置で
は、光導波路やミラー等部品点数が多くなり、調整箇所
も増える事から性能低下や調整時間などコストアップの
原因となる。

【００１０】そこで、特開２０００−２１５４９４にお
いて、大久保らは、可とう性を有する略棒状の光導波路
を用い、該光導波路の一端側にコア内を伝搬する光の少
なくとも一部をクラッドを透過する方向に反射する反射
面を設け、該反射面で反射された光が透過する部位を中
心とするクラッド表面に光の透過を遮断する遮光膜を形
成し、さらに反射面で反射された光が透過する部位に対
応する遮光膜の一部を削除して使用する光の波長よりも
小さな開口部を形成することにより、先端の下面より近
接場光を発生し得る片持ち梁状の光ピックアップを実現
し、極めてシンプルな構成の光情報記録再生装置を提供
している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光導波
路とミラー、レンズ等を個別に用意し組み立てる情報記
録再生装置では、微小開口より十分強い近視野光を生成
し、超高密度な情報の記録再生・高ＳＮ比化を実現する
ことができるが、光源から近視野光ヘッドの微小開口ま
で効率良く光束を導くために、光導波路（薄膜光導波路
や光ファイバー等）とミラー、レンズが必要となり、部
品点数が増加してしまう。部品点数の増加は調整箇所を
増やし、コストアップの要因となってしまうという課題
があった。さらに増えた部品は近視野光ヘッドの質量を
増大させるので、高速なトラッキングが困難となり、高
速な情報の再生記録が困難となるという課題があった。

【００１２】また、特開２０００−２１５４９４の大久
保らの光ピックアップを用いた情報記録再生装置では、
光導波路のコア内を伝搬する光束を、クラッドを透過す
る方向に反射する反射面により微小開口に導いている
が、反射面が形成されたコアからクラッド側に反射され
た光束は広がり角をもち発散しながら微小開口に導かれ
るので、微小開口での光束のエネルギー密度が低下し、
微小開口近傍に十分強い近視野光を生成することができ
なくなってしまうという課題があった。そこで、微小開
口に入射される光束の高ＮＡ化をはかり微小開口での光
束のエネルギー密度を高くするために、微小開口と反射
面が形成されたコアとの間に微小なボールレンズを挿入
し、微小開口に導く光束のエネルギー密度を高くしよう
としている。

【００１３】開口などの微小構造に入射される光束の高
ＮＡ化をはかるためには、レンズに入射される光束の径
を大きくし、焦点距離の短いレンズを用いることで実現
できる。レンズに入射される光束の径を大きくするに
は、コア端面からレンズの距離を十分に長くとる必要が
ある。

【００１４】しかし、可とう性を有する略棒状の光導波
路は通常１００μｍ程度以下の厚さであり、微小開口に
入射される光束のエネルギー密度を上げるために高ＮＡ
化することは困難である。光導波路を厚くし、反射面が
形成されたコアとボールレンズとの距離を長くすること
で微小開口に入射される光束の高ＮＡ化は可能である
が、そうすると光導波路の可とう性が損なわれ、且つ光
ピックアップが厚くなり重心位置が高くなるので、高速
なトラッキングが困難となるという課題があった。従っ
て本発明は、光源からの光束を効率よく開口などの微小
構造に導きつつも部品点数の増加を防ぎ、近視野光ヘッ
ドの質量を軽くし、開口などの微小構造近傍により強い
近視野光を生成し、高速トラッキングを行う超高密度で
高速な情報の記録再生および再生信号の高ＳＮ比化を実
現する安価な情報記録再生装置を提供することを目的と
する。

【００１５】

【課題を解決するための手段】そこで、上記課題を解決
するために本発明に係る第１の情報記録再生装置は、光
源と、サスペンションアームと、前記サスペンションア
ームに固定されたフレクシャー構造と、微小構造が形成
された近視野光ヘッドと、コア及びクラッドを備えた光
導波路と、受光部と、記録媒体と、から構成されている
近視野光を利用した情報記録再生装置において、前記近
視野光ヘッドには前記微小構造が形成された面とは異な
る面にレンズ機能が形成され、前記光導波路には前記光
導波路の途中にコア端面と、少なくとも第１の反射面と
第２の反射面が形成されており、前記コア端面から出射
された光束は第１の反射面と第２の反射面を順次反射し
て前記近視野光ヘッドに照射されることを特徴する。

【００１６】また、本発明に係る第２の情報記録再生装
置は、前記微小構造が、前記光源の波長サイズ以下の微
小開口であることを特徴とする。

【００１７】この発明によれば、近視野光を用いること
で超高密度な情報記録・再生が可能になるだけでなく、
近視野光ヘッドの微小開口にエネルギー密度の高い光束
を集光でき、微小開口近傍で生成される近視野光の強度
を強くすることができ、光の利用効率が飛躍的に上げる
ことができる。よって高出力なレーザーを使う必要が無
くなり、レーザーでの発熱を抑える事ができ、低消費電
力化、装置の小型化が可能となる。さらに、再生信号の
高ＳＮ比化、高速再生が可能となる。

【００１８】その上、コアとクラッドからなる光導波路
とコア端面から離れた位置にある複数の反射面は、一体
で作成可能であるので、装置組立ての際にコア端面と反
射面との位置合わせが必要なく、部品点数を減らすこと
ができる。よって、さらなる装置の低コスト化、微小開
口近傍に生成される近視野光の強度の安定化をはかる事
ができ、記録媒体への高速な情報の記録が可能な情報記
録再生装置を提供することができる。

【００１９】さらに、反射面の配置を工夫することで、
光導波路とマイクロレンズや微小構造（例えば微小開
口）の位置関係をかなり自由に配置することができ、近
視野光ヘッドの配置や形状の設計の自由度を大きくする
事ができるようになる。

【００２０】また、本発明に係る第３の情報記録再生装
置は、前記第１の反射面が、前記コア端面であることを
特徴とする。

【００２１】この発明によれば、本発明に係る第１の情
報記録再生装置の効果に加え、光導波路において、１つ
の反射面とコア端面を同一のものとして作成できるの
で、光導波路作成のプロセスの一部を省略することがで
き、さらなる製造のコストダウンをはかることができ
る。

【００２２】また、本発明に係る第４の情報記録再生装
置は、前記コア端面が、レンズ機能を有していることを
特徴とする。

【００２３】この発明によれば、本発明に係る第１の情
報記録再生装置の効果に加え、近視野光ヘッドの微小開
口にエネルギー密度の高い光束をより集光でき、微小開
口近傍で生成される近視野光の強度をさらに強くするこ
とができ、光の利用効率を飛躍的に上げることができ
る。よって、更なる低消費電力化、装置の小型化、高Ｓ
Ｎ比化、高速記録再生を実現できる。

【００２４】また、本発明に係る第５の情報記録再生装
置は、前記少なくとも第１の反射面と第２の反射面が、
前記コア端面から出射される光束を反射することにより
前記光束の広がり角を大きくなるような形状であること
を特徴とする。

【００２５】この発明によれば、本発明に係る第１の情
報記録再生装置の効果に加え、近視野光ヘッドの微小開
口にエネルギー密度のさらに高い光束をより集光でき
る。よって、微小開口近傍で生成される近視野光の強度
をさらに強くすることができるので、光の利用効率をさ
らに上げることができ、更なる低消費電力化、装置の小
型化、高ＳＮ比化、高速記録再生が可能となる。

【００２６】また、本発明に係る第６の情報記録再生装
置は、前記光導波路が、前記フレクシャー構造をも含ん
でいることを特徴とする。

【００２７】この発明によれば、本発明に係る第１の情
報記録再生装置の効果に加え、情報記録再生装置の部品
点数を減らす事で組立て工数を減らせ、組立て・調整時
間の短縮やさらなる製造コストの低減が可能である。ま
た、部品点数の削減により、装置としての信頼性も向上
する。

【００２８】また、本発明に係る第７の情報記録再生装
置は、前記レンズ機能が、回折型レンズにより実現され
ることを特徴とする。

【００２９】この発明によれば、本発明に係る第１の情
報記録再生装置の効果に加え、薄型の近視野光ヘッドが
作成可能であり、レンズ表面と微小開口の距離を短くす
ることで、微小開口に入射される光束のさらなる高ＮＡ
化が可能であり、更なる低消費電力化、装置の小型化、
高ＳＮ比化、高速記録再生が可能となる。その上、フレ
ネルレンズは大量生産可能であり、低コスト化をはかれ
る。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の情報記録再生装置
について、添付の図面を参照して詳細に説明する。

【００３１】（実施の形態１）図１は、本実施の形態１
に係る情報記録再生装置の構成を説明した図である。本
実施の形態に係る情報記録再生装置は、従来の磁気ディ
スク装置と基本構成は類似である。ここで、図１は、構
造を分かりやすくするために個々の部品を分離して図示
してある。

【００３２】近視野光を発生する微小構造である微小開
口（図示略）を有する近視野光ヘッド１０４を記録媒体
１０５の表面に数十ナノメートルまで近接した状態で記
録媒体１０５を高速に回転させ、近視野光ヘッド１０４
が記録媒体１０５と常に一定の相対配置で浮上するため
に、フレクシャー１０８をサスペンションアーム１０７
の先端部に固定している。サスペンションアーム１０７
はボイスコイルモータ（図示略）によって記録媒体１０
５の半径方向に移動可能である。ここで、近視野光ヘッ
ド１０４は、記録媒体１０５に微小開口が対面するよう
に配置されている。

【００３３】光源であるレーザー１０１からの光束を近
視野光ヘッド１０４に導く為に、レンズ１０２とサスペ
ンションアーム１０７に固定されたコアとクラッドから
なる光導波路１０３を用いている。ここで、必要に応じ
て、レーザー１０１は回路系１１０により強度変調など
をかけることもできる。

【００３４】また、記録媒体１０５に記録された情報を
読みだす為の受光ヘッド１０６がサスペンションアーム
１０９に取り付けられ、サスペンションアーム１０９は
サスペンションアーム１０７と同じボイスコイルモータ
（図示略）に取付けされている。

【００３５】次に、本実施の形態１の近視野光ヘッドの
構成について説明する。

【００３６】図２は本実施の形態１に係る情報記録再生
装置の光導波路と近視野光ヘッドについて説明した図で
ある。また、図３は、図２の斜視図である。また、以下
の説明では、図３において、導波路１０３のａ軸方向を
長手方向、ｂ軸方向を幅方向、ｃ軸方向を厚さ方向と呼
ぶことにする。

【００３７】近視野光ヘッド１０４は、レンズ機能を実
現するために例えば透明なガラス基板上にマイクロレン
ズ２０５を形成し、さらに、その記録媒体面側に常に一
定の相対配置で浮上するためにエアーベアリングサーフ
ェス２０４が形成されている。そして、マイクロレンズ
２０５が形成された面以外は遮光膜（図示略）で覆われ
ている。近視野光ヘッド１０４の底面の遮光膜には微小
構造としてレーザーの波長サイズよりも小さな微小開口
２０６が形成されている。ここで、微小構造として微小
開口を用いたが、微小開口以外にもレーザーの波長サイ
ズよりも小さい微小突起等の微小構造を用いても良い。

【００３８】この近視野光ヘッド１０４の上部にはコア
２０１とクラッド２０２からなる光導波路１０３が固定
されている。マイクロレンズ２０５は、光導波路１０３
からの光束を微小開口２０６に集光する。

【００３９】ここで、近視野光ヘッド１０４を作成する
ための基板として使用する光源であるレーザーの波長の
光を透過するガラス基板を用いたが、シリコン基板等を
用い、マイクロレンズ２０５と光束が透過する部分だけ
使用する光源の波長の光を透過する材料で作成してもよ
い。

【００４０】また、マイクロレンズ２０５は、通常の球
面あるいは非球面レンズ、屈折率分布形レンズ、フレネ
ルレンズなどを用いる事ができる。特にフレネルレンズ
等の回折型レンズを用いる場合には平面形のレンズが作
成可能であり、径の大きなレンズを作成しても、近視野
光ヘッドの厚さを薄くすることが可能である。フレネル
レンズ等の回折型レンズは、フォトリソグラフィ技術を
用いて大量生産可能である。

【００４１】次に、本実施の形態１に係る光導波路の構
成について説明する。

【００４２】図３において、光導波路１０３は、コア２
０１とクラッド２０２から構成されている。さらに導波
路１０３には第１の反射面３０１と第２の反射面３０２
が形成されている。

【００４３】図４は、図２や図３における光導波路１０
３の出射側の拡大図である。図４（ａ）は上面図を、図
４（ｂ）は側面図を表している。

【００４４】コア２０１は光導波路１０３の長手方向に
形成されている。このコア２０１は、光導波路１０３の
途中で終わっており、光導波路１０３の内部にコア端面
２０３が存在する。第１の反射面３０１は、反射面で反
射する事により、長手方向に進行する光束を幅方向に進
行方向を変えるように形成されている。第２の反射面３
０２は、反射面で反射する事により、幅方向に進行する
光束を厚さ方向に変えるように形成されている。

【００４５】光導波路１０３のコア２０１を導波してき
た光束は、コア端面２０３よりある角度成分を有する発
散光束としてクラッド２０２内部を伝搬していく。その
後、この発散光束は第１の反射面３０１で反射すること
で光導波路１０３の長手方向から幅方向へと曲げられ、
さらに第２の反射面３０２で反射することで光導波路１
０３の厚さ方向に曲げられる。第２の反射面３０２で反
射された発散光束は、光導波路１０３から外部に照射さ
れる。コア２０１のコア端面２０３からの光束が光導波
路１０３内部を伝搬する空間であるコア端面２０３から
第１の反射面３０１や第２の反射面３０２までの領域は
クラッド２０２と同じ材質で形成されている。

【００４６】ここで、第１の反射面３０１と第２の反射
面３０２には必要に応じて反射膜が形成されている。こ
こで、第１の反射面３０１と第２の反射面３０２は、必
ずしも反射面で光束の進行方向を９０度曲げるように形
成する必要はなく、反射を繰り返した後、コア端面２０
３からの発散光束が、近視野光ヘッド１０４に形成され
たマイクロレンズ２０５に入射さえすれば良い。さら
に、第１の反射面と第２の反射面の間に、複数の反射面
を有していても同様の効果が得られることは言うまでも
ない。

【００４７】図２や図３において、第２の反射面３０２
で反射し、光導波路１０３から出射された光束はある広
がりを持った発散光束として近視野光ヘッド１０４のマ
イクロレンズ２０５に入射される。

【００４８】上記のような広がりを持った発散光束は、
近視野光ヘッド１０４に作成されたマイクロレンズ２０
５により微小開口２０６に集光される。光導波路１０３
の途中でコア２０１を止めてあり、しかも第１の反射面
３０１と第２の反射面３０２で光路を折り曲げているの
で、コア端面２０３からマイクロレンズ２０５までの距
離を長くする事ができ、マイクロレンズ２０５に照射さ
れる光束の半径を大きくすることができる。その後、マ
イクロレンズ２０５で微小開口２０６に光束を集光させ
ることで、微小開口に入射される光束の高ＮＡ化がはか
れる。高ＮＡ化することで、微小開口２０６に集光され
る光束のスポットサイズを小さくでき、微小開口にはよ
りエネルギー密度の高い光束を照射することができる。
よって、微小開口２０６近傍に生成される近視野光の強
度を強くすることができる。

【００４９】たとえば、本実施の形態では、コア端面か
らマイクロレンズ２０５までの距離を１ｍｍ程度にする
ことができ、コア端面でコア２０１から出射される光速
の広がり角がＮＡ＝０．１とすると、マイクロレンズ２
０５で半径１００μｍ程度に光束は広げられる。近視野
光ヘッド１０４の厚さを４００μｍ、近視野光ヘッドを
作成するガラスの屈折率を１．７とすると、微小開口２
０６に入射される光束のＮＡは０．４以上となり、微小
開口２０６に光束が集光され、エネルギー密度が高くな
り、微小開口２０６近傍に生成される近視野光の強度が
強くなる。

【００５０】ここで、第１の反射面と第２の反射面を光
導波路に形成したが、第１の反射面と第２の反射面を光
導波路とは別の部品として作成し、第１の反射面と第２
の反射面を光導波路と固定することで同様な機能を実現
することが可能な事は言うまでもない。

【００５１】また、第１の反射面と第２の反射面で反射
させることで、コア２０１の配置と近視野光ヘッド１０
４のマイクロレンズ２０５や微小開口２０６の配置の自
由度が増し、近視野光ヘッドの設計の自由度が大きくな
る。

【００５２】さらに、光導波路１０３のコア端面２０３
の形状を凸あるいは凹形状等のレンズ機能を有する形状
とすると、近視野光ヘッド１０４に作成されたマイクロ
レンズ２０５と組み合わせることにより、近視野光ヘッ
ドの微小開口にエネルギー密度の高い光束をより集光で
き、微小開口近傍で生成される近視野光の強度をさらに
強くすることができ、光の利用効率を飛躍的に上げるこ
とができる。

【００５３】さらに、光導波路１０３の第１の反射面３
０１と第２の反射面３０２を凹形状のような反射するこ
とにより光束の広がり角が大きくなるような面形状とす
ると、近視野光ヘッド１０４のマイクロレンズ２０５
で、より光束を広げる事ができる。つまり、コア端面２
０３と近視野光ヘッド１０４のマイクロレンズ２０５と
の距離を長くしなくとも、コア端面２０３から照射され
た光束をおおきく広げることができ、マイクロレンズ２
０５によって、微小開口２０６に入射される光束のＮＡ
が大きくなり、微小開口２０６にエネルギー密度の高い
光束をより集光できる。よって、微小開口近傍で生成さ
れる近視野光の強度をさらに強くすることができるの
で、光の利用効率をさらに上げることができる。

【００５４】さらに、マイクロレンズ２０５としてフレ
ネルレンズ等の回折型レンズを用いた場合には、レンズ
径を大きくしても薄型の近視野光ヘッドが作成可能であ
り、レンズ表面と微小開口の距離を短くすることで、微
小開口に入射される光束のさらなる高ＮＡ化が可能であ
る。

【００５５】次に、本実施の形態で用いた光導波路１０
３の作成方法について説明する。

【００５６】図８は本実施の形態１に係る光導波路の作
成方法について説明した図である。

【００５７】まずステップＳ８０１では、基板にはシリ
コン基板８０１を使用し、このシリコン基板８０１の上
にクラッドとなる低屈折率層８０２として酸化シリコン
や窒化シリコン等の石英系材料、ポリイミドやポリメタ
クリル酸といった高分子等の誘電体材料を堆積させる。
誘電体材料である酸化シリコンの場合、スパッタリング
法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法、真空蒸着法に
よって容易に形成できる。また、ポリイミドやポリメタ
クリル酸等のプラスティック材料は、液状プラスティッ
クを塗布して硬化積層させればよい。ここで、基板とし
てはシリコン基板８０１以外にガラス基板などを用いて
も良いが、基板の平坦性や入手の容易さ、コスト等を考
え、半導体分野で一般に広く流通しているシリコン基板
を用いた。

【００５８】次にステップＳ８０２で、ステップＳ８０
１で作成された低屈折率層８０２の上に低屈折率層８０
２よりも屈折率の高いコアとなる高屈折率層８０３を低
屈折率層８０２の形成と同様の方法で形成する。酸化シ
リコン等の石英系材料を用いた場合には、屈折率を大き
くするには、成膜時にゲルマニウムをドープすればよ
い。さらに高屈折率層８０３の上に、レジスト膜８０４
をスピンコート等の方法により形成する。

【００５９】次にステップＳ８０３で、通常の半導体製
造工程で用いられるフォトリソグラフィ技術を使用し
て、コア形状を形成するためのマスク材としてレジスト
膜８０４をパターニングしてコア形状レジスト８０５を
形成する。

【００６０】次にステップＳ８０４で、コアを形成する
ためコア形状レジスト８０５を用いて高屈折率層８０３
をエッチングし、その後マスク材であるコア形状レジス
ト８０５を除去することにより、コア２０１をパターニ
ングする。

【００６１】次にステップＳ８０５で、パターニングさ
れたコア２０１を覆うように低屈折率層８０６を形成す
る。このようにして、光導波路の途中でコア端面を持つ
光導波路が形成される。

【００６２】次にステップＳ８０６で、上記のようにし
て作成された光導波路をシリコン基板８０１ごとダイシ
ングを行う事により第１の反射面と第２の反斜面を形成
し、コア２０１とクラッド２０２からなる光導波路１０
３が形成される。

【００６３】最後にステップＳ８０７で、シリコン基板
８０１を除去し、クラッド２０２の端面に第１の反射面
と第２の反射面を持ち、コア２０１が途中で終わってい
る光導波路１０３を作成する事ができる。必要に応じて
反射面には反射膜を成膜する。

【００６４】ここで、反射面を形成するのにダイシング
を行ったが、この方法以外にもクラッド２０２をフォト
リソグラフィ技術により、エッチングすることでも作成
可能である。

【００６５】次に、図１から図４を用いて記録媒体１０
５に記録された情報の再生および情報の記録方法につい
て説明する。

【００６６】図１において、サスペンションアーム１０
７の先端に取り付けた微小開口をもつ近視野光ヘッド１
０４をフライングヘッド技術により一定の高さに浮上さ
せ、記録媒体１０５の上に存在する任意のデータマーク
へアクセスする。高速に回転する記録媒体１０５に近視
野光ヘッド１０４を追従させるため、記録媒体１０５の
うねりに対応して姿勢を安定させるフレクチャー１０８
機能をもたせている。レーザー１０１から出射された光
束は、レンズ１０２により光導波路１０３に入射され、
近視野光ヘッド１０４に導かれる。

【００６７】図２や図３において、光導波路１０３のコ
ア２０１は、光導波路１０３の途中で終わっており、第
１反射面３０１の手前にコア端面２０３がある。コア２
０１を伝搬してきた光束はコア端面２０３でクラッド２
０２と同じ屈折率の媒質中に出射され、ある広がり角を
持った光束として第１の反射面３０１と第２の反射面３
０２で反射され近視野光ヘッド１０４に照射される。

【００６８】その後、マイクロレンズ２０５で微小開口
２０６に光束を集光させることで、微小開口にエネルギ
ー密度の高い光束を照射することができる。よって、微
小開口２０６近傍に生成される近視野光の強度を強くす
ることができる。

【００６９】図１において、上記で説明した近視野光と
記録媒体１０５との相互作用の結果発生した散乱光は、
サスペンションアーム１０９に固定された受光ヘッド１
０６によって受光されて電気信号に変換され、回路系１
１０に伝送される。これを必要に応じて増幅し、情報の
再生信号とする。

【００７０】また、記録媒体１０５への情報の記録は、
記録媒体１０５と微小開口を近接させながら記録媒体の
所望の位置に微小開口を有する近視野光ヘッド１０４を
移動させ、微小開口２０６から近視野光を記録媒体１０
５に照射し書き込み動作を行うことで実現される。

【００７１】本実施の形態においては、近視野光を発生
させる近視野光ヘッド１０４と受光ヘッド１０６をそれ
ぞれサスペンションアームにとりつけているが、近視野
光ヘッド１０４と受光ヘッド１０６を一体化し、1つの
サスペンションアームで実施することも可能である。

【００７２】記録媒体からの情報の再生や記録に近視野
光による相互作用を利用していることから、光の回折限
界を超える記録密度での記録や再生が実現される。微小
開口から発生する近視野光は、微小開口からの距離に強
く依存して減衰するが、本実施の形態におけるフレクシ
ャー構造によって近視野光ヘッドが記録媒体の動きに追
従するために、常に安定した相互作用が起き、情報の記
録・再生中常に安定した信号出力が得られる。

【００７３】また、本実施の形態は、記録媒体に記録さ
れた情報を透過で再生しているが、記録媒体に記録され
た情報を通常のＣＤやＤＶＤ等のように反射で情報を再
生する場合にも適応可能である。その場合には、微小開
口近傍に受光素子を作成した近視野光ヘッドを用いたり
することで実現可能である。

【００７４】従って以上説明したように、本実施の形態
に係る情報記録再生装置において、近視野光を用いるこ
とで超高密度な情報記録・再生が可能になるだけでな
く、コアとクラッドからなる光導波路とコア端面から離
れた位置にある複数の反射面と、近視野光ヘッドに作成
されたマイクロレンズとを組み合わせることにより、近
視野光ヘッドの微小開口にエネルギー密度の高い光束を
集光でき、微小開口近傍で生成される近視野光の強度を
強くすることができ、光の利用効率を飛躍的に上げるこ
とができる。よって高出力なレーザーを使う必要が無く
なり、レーザーでの発熱を抑える事ができ、低消費電力
化、装置の小型化が可能となる。

【００７５】さらに、受光ヘッドに入射される記録媒体
との相互作用の結果発生する散乱光の強度を強くする事
ができるので、再生信号の高ＳＮ比化、高速再生が可能
となる。

【００７６】その上、コアとクラッドからなる光導波路
とコア端面から離れた位置にある複数の反射面は、光導
波路のコアを途中で止め、反射面の手前にコア端面があ
る光導波路として一体で作成可能であるので、装置組立
ての際にコア端面と反射面との位置合わせが必要なく、
部品点数を減らすことができる。よって、さらなる装置
の低コスト化、微小開口近傍に生成される近視野光の強
度の安定化をはかる事ができ、記録媒体への高速な情報
の記録が可能な情報記録再生装置を提供することができ
る。

【００７７】また、光導波路の複数の反射面で反射した
光束が近視野光ヘッドに作成されるマイクロレンズに垂
直に入射する場合には、微小開口に微小開口に収差なく
集光することができる。よって、微小開口近傍に生成さ
れる近視野光の強度がマイクロレンズに垂直に光束が入
射されない場合に比べ強くなり、光の利用効率がよく、
さらなる低消費電力化、装置の小型化、高ＳＮ比化、高
速記録再生が可能となる。

【００７８】さらに、光導波路を進行する光束の向きを
光導波路に形成された複数の反射面で反射させ、近視野
光ヘッドに形成されたマイクロレンズに光源からの光束
を照射させるので、反射面の配置を工夫することで、光
導波路とマイクロレンズや微小開口の位置関係をかなり
自由に配置することができ、近視野光ヘッドの配置や形
状を設計する際の自由度を大きくする事ができるように
なる。

【００７９】さらに、光導波路のコア端面の形状を凸あ
るいは凹形状等のレンズ機能を有する機構とすること
で、近視野光ヘッドに作成されたレンズと組み合わせる
ことにより、近視野光ヘッドの微小開口にエネルギー密
度の高い光束をより集光でき、微小開口近傍で生成され
る近視野光の強度をさらに強くすることができ、光の利
用効率を飛躍的に上げることができる。よって、更なる
低消費電力化、装置の小型化、高ＳＮ比化、高速記録再
生を実現できる。

【００８０】さらに光導波路の反射面を凹形状のような
反射面で反射することにより光束の広がり角が大きくな
るような面とすることにより、近視野光ヘッドの微小開
口にエネルギー密度の高い光束をより集光できる。よっ
て、微小開口近傍で生成される近視野光の強度をさらに
強くすることができるので、光の利用効率をさらに上げ
ることができ、更なる低消費電力化、装置の小型化、高
ＳＮ比化、高速記録再生が可能となる。

【００８１】さらに、近視野光ヘッドのヘッド用レンズ
機能をフレネルレンズなどの回折型のマイクロレンズで
実現する場合には、レンズ径を大きくしても薄型の近視
野光ヘッドが作成可能であり、レンズ表面と微小開口の
距離を短くすることで、微小開口に入射される光束のさ
らなる高ＮＡ化が可能であり、更なる低消費電力化、装
置の小型化、高ＳＮ比化、高速記録再生が可能となる。
その上、フレネルレンズは大量生産可能であり、低コス
ト化をはかれる。

【００８２】（実施の形態２）図５に本発明の実施の形
態２に係る情報記録再生装置に用いる他の光導波路の構
造について説明する図を示す。本実施の形態は、実施の
形態１における光導波路に置き換えて使用するものであ
り、その他の構成は実施の形態１と同じであるので、説
明を一部省略あるいは簡単にする。

【００８３】図５は、コア端面が光導波路の端面にある
場合の実施例で、第１の反射面とコア端面を同一のもの
とした場合の光導波路の実施例である。

【００８４】光導波路のコア２０１は、光導波路の出射
側の端の反射面５０１まで形成されている。つまり、光
導波路の反射面５０１は、コア２０１を伝搬してきた光
束を幅方向に曲げるだけでなく、コア端面ともなってい
る。よって、反射面で反射された光束はある広がり角度
を持った発散光束として第２の反射面３０２に照射され
る。第２の反射面に照射された光束は、光導波路の厚さ
方向に向きを変え、光導波路から近視野光ヘッドに形成
されたマイクロレンズに照射される。その後、この光束
は、マイクロレンズにより微小開口に集光され、微小開
口近傍に近視野光を生成する。

【００８５】他の部分の構成や情報の記録再生について
は実施の形態１と全く同じであるので説明を省略する。

【００８６】従って以上説明したように、本実施の形態
に係る情報記録再生装置は、実施の形態１に係る情報記
録再生装置の効果に加え、光導波路において、１つの反
射面とコア端面を同一のものとして作成できるので、光
導波路作成のプロセスの一部を省略することができ、さ
らなる製造のコストダウンをはかることができる。 （実施の形態３）図６に本発明の実施の形態３に係る情
報記録再生装置に用いる他の光導波路について説明する
図を示す。また、図７は、本発明の実施の形態３に係る
情報記録再生装置の一部分について説明する図である。
本実施の形態は、実施の形態１における光導波路とフレ
クシャーを１つのものにしたものであり、その他の構成
は実施の形態１と同じであるので、説明を一部省略ある
いは簡単にする。

【００８７】図６は、フレクシャー構造付き光導波路で
ある。このフレクシャー構造付き光導波路は、実施の形
態１の図２および図３で説明した光導波路にフレクシャ
ー構造を形成したものである。このフレクシャー構造６
０１は、コア端面２０３から照射された光束を遮るよう
な領域を避けて形成されている。よって、フレクシャー
構造６０１が光導波路に形成されていても、フレクシャ
ー構造６０１が形成されていない場合と比較しても、光
学的には全く同一である。

【００８８】図７は、図６で説明したフレクシャー構造
付き光導波路７０１をサスペンションアーム１０７に取
り付けた図である。近視野光ヘッド１０４は、サスペン
ションアーム１０７に取り付けられたフレクシャー構造
付き光導波路７０１を介して固定されている。よって、
本実施の形態３では、フレクシャーと光導波路を１つの
フレクシャー構造付き光導波路７０１を用いることによ
り、情報記録再生装置を実現でき、構成部品の部品点数
を減らすことができる。

【００８９】他の部分の構成や情報の記録再生について
は実施の形態１と全く同じであるので説明を省略する。

【００９０】従って以上説明したように、本実施の形態
に係る情報記録再生装置は、実施の形態１に係る情報記
録再生装置の効果に加え、光導波路にフレクシャーの機
能も有することにより、情報記録再生装置の部品点数を
減らす事で組立て工数を減らせ、組立て・調整時間の短
縮やさらなる製造コストの低減が可能である。また、部
品点数の削減により、装置としての信頼性も向上する。

【００９１】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る情報記
録再生装置によれば、近視野光を用いることで超高密度
な情報記録・再生が可能になるだけでなく、近視野光ヘ
ッドの微小開口にエネルギー密度の高い光束を集光で
き、微小開口近傍で生成される近視野光の強度を強くす
ることができ、光の利用効率を飛躍的に上げることがで
きる。よって高出力なレーザーを使う必要が無くなり、
レーザーでの発熱を抑える事ができ、低消費電力化、装
置の小型化が可能となる。その上、再生信号の高ＳＮ比
化、高速再生が可能となる。

【００９２】また、コアとクラッドからなる光導波路と
コア端面から離れた位置にある複数の反射面は、一体で
作成可能であるので、装置組立ての際にコア端面と反射
面との位置合わせが必要なく、部品点数を減らすことが
できる。よって、さらなる装置の低コスト化、微小開口
近傍に生成される近視野光の強度の安定化をはかる事が
でき、記録媒体への高速な情報の記録が可能な情報記録
再生装置を提供することができる。その上、情報記録再
生装置の部品点数を減らす事で組立て工数を減らせ、組
立て・調整時間の短縮やさらなる製造コストの低減が可
能である。また、部品点数の削減により、装置としての
信頼性も向上するさらに、反射面の配置を工夫すること
で、光導波路とマイクロレンズや微小開口の位置関係な
ど、近視野光ヘッドの配置や形状をかなり自由に設計す
る事ができるようになる。

【００９３】さらに、光導波路において、１つの反射面
とコア端面を同一のものとして作成する場合には、光導
波路作成のプロセスの一部を省略することができ、さら
なる製造のコストダウンをはかることができる。

【００９４】さらに、光導波路にフレクシャーの機能も
有することにより、情報記録再生装置の部品点数を減ら
す事で組立て工数を減らせ、組立て・調整時間の短縮や
さらなる製造コストの低減が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る情報記録再生装置
について説明した図である。

【図２】本発明の実施の形態１に係る近視野光ヘッドと
光導波路について説明した図である。

【図３】本発明の実施の形態１に係る近視野光ヘッドと
光導波路（斜視図）について説明した図である。

【図４】本発明の実施の形態１に係る光導波路の出射端
側について説明した図である。

【図５】本発明の実施の形態２に係る光導波路の出射端
側について説明した図である。

【図６】本発明の実施の形態３に係る光導波路について
説明した図である。

【図７】本発明の実施の形態３に係る情報記録再生装置
の一部について説明した図である。

【図８】光導波路の作成方法について説明した図であ
る。

【符号の説明】

１０１ レーザー １０２ レンズ １０３ 光導波路 １０４ 近視野光ヘッド １０５ 記録媒体 １０６ 受光ヘッド １０７、１０９ サスペンションアーム １０８ フレクシャー １１０ 回路系 ２０１ コア ２０２ クラッド ２０３ コア端面 ２０４ エアーベアリングサーフェス ２０５ マイクロレンズ ２０６ 微小開口 ３０１ 第１の反射面 ３０２ 第２の反射面 ５０１ 反射面 ６０１ フレクシャー構造 ７０１ フレクシャー構造付き光導波路 ８０１ シリコン基板 ８０２、８０６ 低屈折率層 ８０３ 高屈折率層 ８０４ レジスト膜 ８０５ コア形状レジスト ａ 長手方向 ｂ 幅方向 ｃ 厚さ方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 光岡 靖幸 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 前田 英孝 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 加藤 健二 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 新輪 隆 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 篠原 陽子 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 Ｆターム(参考） 5D119 AA01 AA04 AA08 AA11 AA22 AA38 AA43 BA01 CA06 EB02 JA36 JA43 JA46 MA05 MA06 NA05

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、 サスペンションアームと、 前記サスペンションアームに固定されたフレクシャー構
   造と、 微小構造が形成された近視野光ヘッドと、 コア及びクラッドを備えた光導波路と、 受光部と、 記録媒体と、から構成されている近視野光を利用した情
   報記録再生装置において、 前記近視野光ヘッドには前記微小構造が形成された面と
   は異なる面にレンズ機能が形成され、 前記光導波路には前記光導波路の途中にコア端面と、少
   なくとも第１の反射面と第２の反射面が形成されてお
   り、 前記コア端面から出射された光束は前記少なくとも第１
   の反射面と第２の反射面を順次反射して前記近視野光ヘ
   ッドに照射されることを特徴とする情報記録再生装置。
2. 【請求項２】 前記微小構造が、前記光源の波長サイズ
   以下の微小開口であることを特徴とする請求項１に記載
   の情報記録再生装置。
3. 【請求項３】 前記第１の反射面が、前記コア端面であ
   ることを特徴とする請求項１に記載の情報記録再生装
   置。
4. 【請求項４】 前記コア端面が、レンズ機能を有してい
   ることを特徴とする請求項１に記載の情報記録再生装
   置。
5. 【請求項５】 前記少なくとも第１の反射面と第２の反
   射面が、前記コア端面から出射される光束を反射するこ
   とにより前記光束の広がり角を大きくなるような形状で
   あることを特徴とする請求項１に記載の情報記録再生装
   置
6. 【請求項６】 前記光導波路が、前記フレクシャー構造
   をも含んでいることを特徴とする請求項１に記載の情報
   記録再生装置。
7. 【請求項７】 前記近視野光ヘッドに形成された前記レ
   ンズ機能が、回折型レンズにより実現されることを特徴
   とする請求項１に記載の情報記録再生装置。