JP2007073112A - Optical head and optical device for optical recording/reproduction - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学素子と浮上スライダとを備え、近接場光学を利用して記録媒体に情報の記録及び/又は記録媒体から情報の再生を行う際に用いられる光学ヘッドと、当該光学ヘッドを備え、情報の記録及び/又は再生を行う光記録/再生用光学装置と、に関する。 The present invention includes an optical element that includes an optical element and a flying slider, and is used when information is recorded on and / or reproduced from a recording medium using near-field optics, and the optical head. The present invention relates to an optical recording / reproducing optical apparatus for recording and / or reproducing information.
光ディスク等の記録媒体のさらなる高記録密度化を達成するためには、なるべく高い開口数(NA)を有する光学素子を用いて光を回折限界まで集光し、微小な光スポットを得ることが必要である。しかしながら、従来の光学レンズでは、すでにNAが1.0に近づいていたために、光スポットの小径化は限界に達していた。そこで、近年、高屈折率物質からなる固侵レンズ(SIL:Solid Immersion Lens)や固浸ミラー(SIM:Solid Immersion Mirror)等を用いて光の実効的なNAを大きくする方法が提案されている。 In order to achieve higher recording density of recording media such as optical discs, it is necessary to collect light to the diffraction limit by using an optical element having a numerical aperture (NA) as high as possible to obtain a minute light spot. It is. However, in the conventional optical lens, since the NA has already approached 1.0, the reduction in the diameter of the light spot has reached its limit. Therefore, in recent years, a method for increasing the effective NA of light using a solid immersion lens (SIL) or a solid immersion mirror (SIM) made of a high refractive index material has been proposed. .
このSILやSIMから発生し、記録媒体に情報の記録及び/又は記録媒体から再生を行う際に用いられる光のことを近接場光(エバネッセント光)という。通常、光には伝播光と非伝播光とがあり、近接場光は後者に属する。近接場光は、微小物質表面から空気側にわずかに滲み出した非伝播光であり、その滲み出しの大きさは入射光の波長だけではなくレンズ等の光学素子の大きさや当該光学素子を形成する材料の光学特性にも依存する。したがって、例えば、光学素子の大きさを入射光の波長より小さく制限することにより、入射光の波長より小さな領域への情報の記録及び/又は再生を行うことが可能となる。 Light generated from the SIL or SIM and used when recording information on the recording medium and / or reproducing from the recording medium is referred to as near-field light (evanescent light). Usually, light includes propagating light and non-propagating light, and near-field light belongs to the latter. Near-field light is non-propagating light that oozes slightly from the surface of the minute substance to the air side. The amount of oozing is not only the wavelength of the incident light but also the size of the optical element such as a lens and the optical element. It also depends on the optical properties of the material. Therefore, for example, by limiting the size of the optical element to be smaller than the wavelength of the incident light, it is possible to record and / or reproduce information in an area smaller than the wavelength of the incident light.
ただし、近接場光は物体近傍に発生する局在光であるから、当該近接場光を用いて記録媒体に情報の記録及び/又は記録媒体から情報の再生を行う際には、記録/再生ヘッドと記録媒体との距離を、例えば使用波長の1/10以下(10(nm)〜50(nm)程度)に近づける必要がある。 However, since near-field light is localized light generated in the vicinity of an object, a recording / reproducing head is used when information is recorded on and / or reproduced from a recording medium using the near-field light. It is necessary to make the distance between the recording medium and the recording medium close to, for example, 1/10 or less (about 10 (nm) to 50 (nm)) of the wavelength used.
例えば、特許文献1には、光学素子とスライダ部材とを組み合わせ、これらを光学的に一体とした光学ヘッド用スライダに係る技術が開示されている。この特許文献1に係る技術によれば、光学素子とスライダ部材とからなる光学系のNAが1以上とされることにより、微小な光スポットを実現できるとともに製造が容易なスライダを提供できる。また、特許文献2には、記録媒体の回転により発生する空気流を制御する溝部を設けることにより、記録媒体とスライダとの間隔を数nm〜数十nm程度の範囲で安定させる技術が開示されている。
しかしながら、特許文献1に係る光学ヘッド用スライダ及び特許文献2に係る光学ヘッドでは、いずれも光学素子の重さやスライダ部材の厚み等に関しての記載はなく、光学素子の重さによるスライダ部材のたわみの影響も考慮されていない。
However, in the optical head slider according to
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、光学素子の重さ及び浮上スライダの厚さを規定することで、浮上スライダのたわみ量を許容値内とすることができ、それにより浮上スライダを安定して浮上させることが可能な光学ヘッド、及び当該光学ヘッドを備えた光記録/再生用光学装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and by defining the weight of the optical element and the thickness of the flying slider, the deflection amount of the flying slider can be within an allowable value, thereby It is an object of the present invention to provide an optical head capable of stably flying a flying slider, and an optical recording / reproducing optical apparatus including the optical head.
請求項1記載の発明は、光学ヘッドであって、記録媒体に情報の記録及び/又は記録媒体から情報の再生を行う際に、当該記録媒体と所定の間隔を保持した状態で浮上し当該記録媒体上を相対的に走行する浮上スライダと、前記浮上スライダに固着され、入射光を所定の位置に集光する光学素子と、を備え、前記光学素子の重さをw(mg重)、前記浮上スライダの平均厚さをh(mm)としたときに、条件式w/h3≦50000を満たすことを特徴とする。
The invention according to
この構成によれば、浮上スライダと光学素子とを備えた光学ヘッドにおいて、光学素子の重さと浮上スライダの平均厚さとの間に条件を課している。通常、光学素子の重さが軽い方が、また浮上スライダの平均厚さが厚い方が浮上スライダのたわみ量を小さく抑えることができる。これを具体的な条件式の形で課すことにより、たわみ量を小さく抑えることが可能となり、光学ヘッドにおいて浮上スライダと記録媒体との接触等の不具合を防止し、安定した浮上を実現し得る。 According to this configuration, in an optical head including a flying slider and an optical element, a condition is imposed between the weight of the optical element and the average thickness of the flying slider. Usually, the amount of deflection of the flying slider can be kept small when the weight of the optical element is light and when the average thickness of the flying slider is thick. By imposing this in the form of a specific conditional expression, the amount of deflection can be kept small, and problems such as contact between the flying slider and the recording medium in the optical head can be prevented, and stable flying can be realized.
ここで、浮上スライダの平均厚さとは、浮上スライダにおいて、たわみの大きさを決定する部分のみの厚さの平均である。つまり、浮上スライダのたわみに影響を与えない部分の厚さは考慮する必要がない。また、ある質量の物体に働く重力の大きさが重さであり、例えば質量A(mg)の物体に働く重力の大きさ(重さ)がA(mg重)である。 Here, the average thickness of the flying slider is the average thickness of only the portion that determines the amount of deflection in the flying slider. That is, it is not necessary to consider the thickness of the portion that does not affect the deflection of the flying slider. Further, the magnitude of gravity acting on an object having a certain mass is weight, and for example, the magnitude (weight) of gravity acting on an object having mass A (mg) is A (mg weight).
請求項2記載の発明は、請求項1記載の光学ヘッドであって、前記光学素子の重さwが、0.2(mg重)以上40(mg重)以下であることを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the optical head according to
この構成によれば、光学素子の重さwが0.2(mg重)以上あるので、例えば、光学素子と浮上スライダとの固着等の際の取り扱いに困難が生じない程度の大きさを確保し得る。また、光学素子の重さwを40(mg重)以下に抑えてあるので、それを支える浮上スライダの幅や厚さを小さく抑え得る。 According to this configuration, since the weight w of the optical element is 0.2 (mg weight) or more, for example, a size that does not cause difficulty in handling when the optical element and the flying slider are fixed is secured. Can do. In addition, since the weight w of the optical element is suppressed to 40 (mg weight) or less, the width and thickness of the flying slider that supports the optical element can be reduced.
請求項3記載の発明は、請求項1又は2に記載の光学ヘッドであって、前記浮上スライダの平均厚さhが、0.01(mm)以上0.6(mm)以下であることを特徴とする。
The invention according to
この構成によれば、浮上スライダの平均厚さhが0.01(mm)以上あるので、取り扱いに困難は生じず、取り扱い時の破損等を防ぎ得る。また、浮上スライダの平均厚さhを0.6(mm)以下に抑えてあるので、浮上スライダに固着される光学素子の厚さをその分厚くし、必要な厚さを確保し得る。 According to this configuration, since the average thickness h of the flying slider is 0.01 (mm) or more, handling is not difficult, and damage during handling can be prevented. Further, since the average thickness h of the flying slider is suppressed to 0.6 (mm) or less, the thickness of the optical element fixed to the flying slider can be increased correspondingly, and the necessary thickness can be ensured.
請求項4記載の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載の光学ヘッドであって、前記光学素子は、前記入射光に対する透過率が50%以上である材料からなることを特徴とする。 A fourth aspect of the present invention is the optical head according to any one of the first to third aspects, wherein the optical element is made of a material having a transmittance with respect to the incident light of 50% or more. .
この構成によれば、光学素子の透過率が50%以上であるので、記録に必要な光量を少なくし、光学素子が光を吸収することによる発熱を小さく抑え得る。また、記録媒体の回転数を軸受機構により回転可能な程度にまで低く抑え得る。さらに、集光点に集光される光量の減少も小さく抑えることができるため、当該集光点から滲み出す近接場光の光量の減少も小さく抑え得る。 According to this configuration, since the transmittance of the optical element is 50% or more, the amount of light necessary for recording can be reduced, and the heat generated by the optical element absorbing light can be kept small. In addition, the rotational speed of the recording medium can be kept low to such an extent that it can be rotated by the bearing mechanism. Furthermore, since the decrease in the amount of light collected at the condensing point can be suppressed to a small level, the decrease in the amount of near-field light that oozes out from the condensing point can also be suppressed to a small level.
請求項5記載の発明は、請求項1乃至4のいずれかに記載の光学ヘッドであって、前記浮上スライダは、前記入射光に対する透過率が50%以上である材料からなることを特徴とする。 A fifth aspect of the present invention is the optical head according to any one of the first to fourth aspects, wherein the flying slider is made of a material having a transmittance of 50% or more for the incident light. .
この構成によれば、浮上スライダの透過率が50%以上であるので、記録に必要な光量を少なくし、浮上スライダが光を吸収することによる発熱を小さく抑え得る。また、記録媒体の回転数を軸受機構により回転可能な程度にまで低く抑え得る。さらに、集光点に集光される光量の減少も小さく抑えることができるため、当該集光点から滲み出す近接場光の光量の減少も小さく抑え得る。 According to this configuration, since the transmittance of the flying slider is 50% or more, the amount of light necessary for recording can be reduced, and the heat generated by the flying slider absorbing light can be kept small. In addition, the rotational speed of the recording medium can be kept low to such an extent that it can be rotated by the bearing mechanism. Furthermore, since the decrease in the amount of light collected at the condensing point can be suppressed to a small level, the decrease in the amount of near-field light that oozes out from the condensing point can also be suppressed to a small level.
請求項6記載の発明は、請求項1乃至5のいずれかに記載の光学ヘッドであって、前記光学素子は、前記入射光を所定の位置に集光するための屈折面若しくは反射面若しくは回折面のいずれか1つを少なくとも有することを特徴とする。 A sixth aspect of the present invention is the optical head according to any one of the first to fifth aspects, wherein the optical element is a refracting surface, a reflecting surface, or a diffraction for condensing the incident light at a predetermined position. It has at least any one of the surfaces.
この構成によれば、光学素子は屈折面若しくは反射面若しくは回折面のいずれか1つを少なくとも有するので、入射光を所定の位置に有効に集光し得る。 According to this configuration, since the optical element has at least one of a refracting surface, a reflecting surface, and a diffractive surface, incident light can be effectively condensed at a predetermined position.
請求項7記載の発明は、光学ヘッドであって、記録媒体と対向する面に浮上に寄与しない部分を有し、記録媒体に情報の記録及び/又は記録媒体から情報の再生を行う際に、当該記録媒体と所定の間隔を保持した状態で浮上し当該記録媒体上を相対的に走行する浮上スライダと、前記浮上スライダに固着され、入射光を所定の位置に集光する光学素子と、を備え、前記光学素子の重さをw(mg重)、前記浮上スライダの平均厚さをh(mm)としたときに、条件式w/h3≦50000を満たすことを特徴とする。 The invention according to claim 7 is an optical head having a portion that does not contribute to flying on the surface facing the recording medium, and when recording information on the recording medium and / or reproducing information from the recording medium, A flying slider that floats while maintaining a predetermined distance from the recording medium and travels relatively on the recording medium; and an optical element that is fixed to the flying slider and focuses incident light at a predetermined position. Provided that the weight of the optical element is w (mg weight) and the average thickness of the flying slider is h (mm), so that the conditional expression w / h 3 ≦ 50000 is satisfied.
この構成によれば、浮上スライダと光学素子とを備えた光学ヘッドにおいて、光学素子の重さと浮上スライダの平均厚さとの間に条件を課している。通常、光学素子の重さが軽い方が、また浮上スライダの平均厚さが厚い方が浮上スライダのたわみ量を小さく抑えることができる。これを具体的な条件式の形で課すことにより、たわみ量を小さく抑えることが可能となり、光学ヘッドにおいて浮上スライダと記録媒体との接触等の不具合を防止し、安定した浮上を実現し得る。 According to this configuration, in an optical head including a flying slider and an optical element, a condition is imposed between the weight of the optical element and the average thickness of the flying slider. Usually, the amount of deflection of the flying slider can be kept small when the weight of the optical element is light and when the average thickness of the flying slider is thick. By imposing this in the form of a specific conditional expression, the amount of deflection can be kept small, and problems such as contact between the flying slider and the recording medium in the optical head can be prevented, and stable flying can be realized.
ここで、浮上に寄与しない部分とは、浮上スライダにおいて、通常の浮上スライダに備えられている凹凸パターン(浮上用構造)等を有さない面のことである。また、浮上スライダの平均厚さとは、浮上スライダにおいて、たわみの大きさを決定する部分のみの厚さの平均である。つまり、浮上スライダのたわみに影響を与えない部分の厚さは考慮する必要がない。さらに、ある質量の物体に働く重力の大きさが重さであり、例えば質量A(mg)の物体に働く重力の大きさ(重さ)がA(mg重)である。 Here, the portion that does not contribute to flying is a surface of the flying slider that does not have an uneven pattern (floating structure) or the like provided in a normal flying slider. The average thickness of the flying slider is the average thickness of only the portion that determines the amount of deflection in the flying slider. That is, it is not necessary to consider the thickness of the portion that does not affect the deflection of the flying slider. Further, the magnitude of gravity acting on an object having a certain mass is weight, and for example, the magnitude (weight) of gravity acting on an object having mass A (mg) is A (mg weight).
請求項8記載の発明は、請求項7記載の光学ヘッドであって、前記光学素子の重さwが、0.2(mg重)以上40(mg重)以下であることを特徴とする。 The invention according to claim 8 is the optical head according to claim 7, wherein the weight w of the optical element is 0.2 (mg weight) or more and 40 (mg weight) or less.
この構成によれば、入射光の集光位置を記録媒体に近づけ得る。また、光学素子の重さwが0.2(mg重)以上あるので、例えば、光学素子と浮上スライダとの固着等の際の取り扱いに困難が生じない程度の大きさを確保し得る。さらに、光学素子の重さwを40(mg重)以下に抑えてあるので、それを支える浮上スライダの幅や厚さを小さく抑え得る。 According to this configuration, the condensing position of incident light can be brought close to the recording medium. Further, since the weight w of the optical element is 0.2 (mg weight) or more, for example, it is possible to ensure a size that does not cause difficulty in handling when the optical element and the floating slider are fixed. Furthermore, since the weight w of the optical element is suppressed to 40 (mg weight) or less, the width and thickness of the flying slider that supports the optical element can be reduced.
請求項9記載の発明は、請求項7又は8に記載の光学ヘッドであって、前記浮上スライダの平均厚さhが、0.01(mm)以上0.6(mm)以下であることを特徴とする。 The invention according to claim 9 is the optical head according to claim 7 or 8, wherein an average thickness h of the flying slider is 0.01 (mm) or more and 0.6 (mm) or less. Features.
この構成によれば、入射光の集光位置を記録媒体に近づけ得る。また、浮上スライダの平均厚さhが0.01(mm)以上あるので、取り扱いに困難は生じず、取り扱い時の破損等を防ぎ得る。さらに、浮上スライダの平均厚さhを0.6(mm)以下に抑えてあるので、浮上スライダに固着される光学素子の厚さをその分厚くし、必要な厚さを確保し得る。 According to this configuration, the condensing position of incident light can be brought close to the recording medium. Further, since the average thickness h of the flying slider is 0.01 (mm) or more, handling is not difficult and damage during handling can be prevented. Furthermore, since the average thickness h of the flying slider is suppressed to 0.6 (mm) or less, the thickness of the optical element fixed to the flying slider can be increased correspondingly, and the necessary thickness can be secured.
請求項10記載の発明は、請求項7乃至9のいずれかに記載の光学ヘッドであって、前記光学素子は、前記入射光に対する透過率が50%以上である材料からなることを特徴とする。 A tenth aspect of the present invention is the optical head according to any one of the seventh to ninth aspects, wherein the optical element is made of a material having a transmittance with respect to the incident light of 50% or more. .
この構成によれば、光学素子の透過率が50%以上であるので、記録に必要な光量を少なくし、光学素子が光を吸収することによる発熱を小さく抑え得る。また、記録媒体の回転数を軸受機構により回転可能な程度にまで低く抑え得る。さらに、集光点に集光される光量の減少も小さく抑えることができるため、当該集光点から滲み出す近接場光の光量の減少も小さく抑え得る。 According to this configuration, since the transmittance of the optical element is 50% or more, the amount of light necessary for recording can be reduced, and the heat generated by the optical element absorbing light can be kept small. In addition, the rotational speed of the recording medium can be kept low to such an extent that it can be rotated by the bearing mechanism. Furthermore, since the decrease in the amount of light collected at the condensing point can be suppressed to a small level, the decrease in the amount of near-field light that oozes out from the condensing point can also be suppressed to a small level.
請求項11記載の発明は、請求項7乃至10のいずれかに記載の光学ヘッドであって、前記浮上スライダは、前記入射光に対する透過率が50%以上である材料からなることを特徴とする。 An eleventh aspect of the invention is the optical head according to any one of the seventh to tenth aspects, wherein the flying slider is made of a material having a transmittance of 50% or more for the incident light. .
この構成によれば、浮上スライダの透過率が50%以上であるので、記録に必要な光量を少なくし、浮上スライダが光を吸収することによる発熱を小さく抑え得る。また、記録媒体の回転数を軸受機構により回転可能な程度にまで低く抑え得る。さらに、集光点に集光される光量の減少も小さく抑えることができるため、当該集光点から滲み出す近接場光の光量の減少も小さく抑え得る。 According to this configuration, since the transmittance of the flying slider is 50% or more, the amount of light necessary for recording can be reduced, and the heat generated by the flying slider absorbing light can be kept small. In addition, the rotational speed of the recording medium can be kept low to such an extent that it can be rotated by the bearing mechanism. Furthermore, since the decrease in the amount of light collected at the condensing point can be suppressed to a small level, the decrease in the amount of near-field light that oozes out from the condensing point can also be suppressed to a small level.
請求項12記載の発明は、請求項7乃至11のいずれかに記載の光学ヘッドであって、前記光学素子は、前記入射光を所定の位置に集光するための屈折面若しくは反射面若しくは回折面のいずれかを有することを特徴とする。 A twelfth aspect of the present invention is the optical head according to any one of the seventh to eleventh aspects, wherein the optical element is a refracting surface, a reflecting surface, or a diffraction for condensing the incident light at a predetermined position. It has one of the surfaces.
この構成によれば、光学素子は屈折面若しくは反射面若しくは回折面のいずれか1つを少なくとも有するので、入射光を所定の位置に有効に集光し得る。 According to this configuration, since the optical element has at least one of a refracting surface, a reflecting surface, and a diffractive surface, incident light can be effectively condensed at a predetermined position.
請求項13記載の発明は、光学ヘッドであって、記録媒体に情報の記録及び/又は記録媒体から情報の再生を行う際に、所定の浮上量を保ちながら当該記録媒体上を相対的に走行する浮上スライダと、前記浮上スライダに固着され、入射光を所定の位置に集光する光学素子と、を備え、前記浮上スライダのたわみ量が前記浮上量より小さいことを特徴とする。
The invention according to
この構成によれば、浮上スライダのたわみ量が浮上量より小さいために、記録媒体に情報の記録及び/又は記録媒体から情報の再生を行う際に、浮上スライダが記録媒体に接触する等の不具合を防止し得る。 According to this configuration, since the deflection amount of the flying slider is smaller than the flying height, when the information is recorded on the recording medium and / or the information is reproduced from the recording medium, the flying slider comes into contact with the recording medium. Can prevent.
請求項14記載の発明は、光記録/再生用光学装置であって、所定の波長のレーザ光を出射する光源と、前記光源が出射するレーザ光を入射光として所定の位置に集光する請求項1乃至13のいずれかに記載の光学ヘッドを備え、当該光学ヘッドにより記録媒体に情報の記録及び/又は記録媒体から情報の再生を行うことを特徴とする。
The invention according to
この構成によれば、記録媒体に情報の記録及び/又は記録媒体から情報の再生を行う際に、浮上スライダのたわみ量を小さく抑えることが可能となり、浮上スライダと記録媒体との接触等の不具合を防止し、安定した浮上が可能な光記録/再生用光学装置を提供し得る。 According to this configuration, when recording information on the recording medium and / or reproducing information from the recording medium, it is possible to reduce the amount of deflection of the flying slider and to prevent problems such as contact between the flying slider and the recording medium. Can be provided, and an optical apparatus for optical recording / reproducing capable of stable flying can be provided.
請求項1記載の発明によれば、光学素子の重さ及び浮上スライダの厚さを規定することで、浮上スライダのたわみ量を許容値内とすることができる。これにより浮上スライダが記録媒体に接触する等の不具合を防止することが可能となり、安定した浮上が可能な光学ヘッドを提供することができる。 According to the first aspect of the present invention, by defining the weight of the optical element and the thickness of the flying slider, the deflection amount of the flying slider can be within an allowable value. This makes it possible to prevent problems such as the flying slider coming into contact with the recording medium, and to provide an optical head capable of stable flying.
請求項2記載の発明によれば、光学素子と浮上スライダとの固着等の際に、光学素子を困難無く取り扱うことができる。また、浮上スライダを小さくすることができるため、製造コストを安く抑えることができる。さらに、慣性モーメントが小さくなるので、トラッキング時、浮上スライダを記録媒体の径方向に駆動させる際に高精度の位置決めが可能となり、記録媒体のうねりに対する追従性も向上する。それに加えて、浮上スライダが記録媒体やその他の機構部品に接触した場合でも、浮上スライダの重さが軽いので衝撃を小さく抑えることが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, the optical element can be handled without difficulty when the optical element and the flying slider are fixed to each other. Further, since the flying slider can be made small, the manufacturing cost can be reduced. Further, since the moment of inertia is reduced, positioning can be performed with high accuracy when the flying slider is driven in the radial direction of the recording medium during tracking, and the followability to the waviness of the recording medium is also improved. In addition, even when the flying slider comes into contact with the recording medium or other mechanical parts, the weight of the flying slider is light, so that the impact can be reduced.
請求項3記載の発明によれば、浮上スライダの取り扱いに困難は生じず、取り扱い時の破損等を防ぐことが可能となる。また、浮上スライダの平均厚さhを小さく抑えてあるので、浮上スライダに固着される光学素子の厚さをその分厚くし、必要な厚さを確保することができる。 According to the third aspect of the present invention, there is no difficulty in handling the flying slider, and it is possible to prevent damage during handling. In addition, since the average thickness h of the flying slider is kept small, the thickness of the optical element fixed to the flying slider can be increased by that much to ensure the necessary thickness.
請求項4記載の発明によれば、光学素子の透過率が所定値以上であるので、記録に必要な光量を少なくし、光学素子が光を吸収することによる発熱を小さく抑えることが可能となる。さらに、記録媒体の回転数を軸受機構により回転可能な程度にまで低く抑えることができるので安定した回転数のもとで、光学素子の熱変形を抑え、安定した光学性能を発揮させることができる。また、集光点から滲み出す近接場光の光量の減少も小さく抑えることができるため、近接場光の取出しに困難は生じず、近接場光を用いた記録/再生を安定に行うことが可能となる。 According to the fourth aspect of the present invention, since the transmittance of the optical element is equal to or greater than a predetermined value, it is possible to reduce the amount of light necessary for recording and to suppress the heat generation due to the optical element absorbing light. . Furthermore, since the rotational speed of the recording medium can be kept low enough to be rotated by the bearing mechanism, thermal deformation of the optical element can be suppressed and stable optical performance can be exhibited under a stable rotational speed. . In addition, the decrease in the amount of near-field light that oozes out from the condensing point can be suppressed to a small level, so there is no difficulty in taking out near-field light, and recording / reproduction using near-field light can be performed stably. It becomes.
請求項5記載の発明によれば、浮上スライダの透過率が所定値以上であるので、記録に必要な光量を少なくし、浮上スライダが光を吸収することによる発熱を小さく抑えることが可能となる。さらに、記録媒体の回転数を軸受機構により回転可能な程度にまで低く抑えることができるので安定した回転数のもとで、浮上スライダの熱変形を抑え、記録媒体上で安定した浮上を実現することができる。また、集光点から滲み出す近接場光の光量の減少も小さく抑えることができるため、近接場光の取出しに困難は生じず、近接場光を用いた記録/再生を安定に行うことが可能となる。 According to the fifth aspect of the present invention, since the transmittance of the flying slider is equal to or higher than a predetermined value, it is possible to reduce the amount of light necessary for recording and to suppress the heat generated by the floating slider absorbing light. . Furthermore, since the rotation speed of the recording medium can be kept low to such an extent that it can be rotated by a bearing mechanism, thermal deformation of the flying slider is suppressed and stable flying on the recording medium is realized under a stable rotation speed. be able to. In addition, the decrease in the amount of near-field light that oozes out from the condensing point can be suppressed to a small level, so there is no difficulty in taking out near-field light, and recording / reproduction using near-field light can be performed stably. It becomes.
請求項6記載の発明によれば、光学素子は屈折面若しくは反射面若しくは回折面のいずれか1つを少なくとも有するので、入射光を所定の位置に有効に集光することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, since the optical element has at least one of a refracting surface, a reflecting surface, and a diffractive surface, incident light can be effectively condensed at a predetermined position.
請求項7記載の発明によれば、入射光の集光位置を記録媒体に近づけることが可能となる。また、光学素子の重さ及び浮上スライダの厚さを規定することで、浮上スライダのたわみ量を許容値内とすることができる。これにより浮上スライダが記録媒体に接触する等の不具合を防止することが可能となり、安定した浮上が可能な光学ヘッドを提供することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to bring the condensing position of incident light closer to the recording medium. Further, by defining the weight of the optical element and the thickness of the flying slider, the deflection amount of the flying slider can be within an allowable value. This makes it possible to prevent problems such as the flying slider coming into contact with the recording medium, and to provide an optical head capable of stable flying.
請求項8記載の発明によれば、入射光の集光位置を記録媒体に近づけることが可能となることに加え、光学素子と浮上スライダとの固着等の際に、光学素子を困難無く取り扱うことができる。また、浮上スライダを小さくすることができるため、製造コストを安く抑えることができる。さらに、慣性モーメントが小さくなるので、トラッキング時、浮上スライダを記録媒体の径方向に駆動させる際に高精度の位置決めが可能となり、記録媒体のうねりに対する追従性も向上する。それに加えて、浮上スライダが記録媒体やその他の機構部品に接触した場合でも、浮上スライダの重さが軽いので衝撃を小さく抑えることが可能となる。 According to the eighth aspect of the present invention, the incident light can be focused near the recording medium, and the optical element can be handled without difficulty when the optical element and the flying slider are fixed to each other. Can do. Further, since the flying slider can be made small, the manufacturing cost can be reduced. Further, since the moment of inertia is reduced, positioning can be performed with high accuracy when the flying slider is driven in the radial direction of the recording medium during tracking, and the followability to the waviness of the recording medium is also improved. In addition, even when the flying slider comes into contact with the recording medium or other mechanical parts, the weight of the flying slider is light, so that the impact can be reduced.
請求項9記載の発明によれば、入射光の集光位置を記録媒体に近づけることが可能となる。また、浮上スライダの取り扱いに困難が生じないため、取り扱い時の破損等を防ぐことが可能となる。さらに、浮上スライダの平均厚さhを小さく抑えてあるので、浮上スライダに固着される光学素子の厚さをその分厚くし、必要な厚さを確保することができる。 According to the ninth aspect of the present invention, it is possible to bring the condensing position of incident light closer to the recording medium. Further, since there is no difficulty in handling the flying slider, it is possible to prevent damage during handling. Further, since the average thickness h of the flying slider is kept small, the thickness of the optical element fixed to the flying slider can be increased by that much, and the necessary thickness can be ensured.
請求項10記載の発明によれば、光学素子の透過率が所定値以上であるので、記録に必要な光量を少なくし、光学素子が光を吸収することによる発熱を小さく抑えることが可能となる。さらに、記録媒体の回転数を軸受機構により回転可能な程度にまで低く抑えることができるので安定した回転数のもとで、光学素子の熱変形を抑え、安定した光学性能を発揮させることができる。また、集光点から滲み出す近接場光の光量の減少も小さく抑えることができるため、近接場光の取出しに困難は生じず、近接場光を用いた記録/再生を安定に行うことが可能となる。
According to the invention described in
請求項11記載の発明によれば、浮上スライダの透過率が所定値以上であるので、記録に必要な光量を少なくし、浮上スライダが光を吸収することによる発熱を小さく抑えることが可能となる。さらに、記録媒体の回転数を軸受機構により回転可能な程度にまで低く抑えることができるので安定した回転数のもとで、浮上スライダの熱変形を抑え、記録媒体上で安定した浮上を実現することができる。また、集光点から滲み出す近接場光の光量の減少も小さく抑えることができるため、近接場光の取出しに困難は生じず、近接場光を用いた記録/再生を安定に行うことが可能となる。 According to the eleventh aspect of the invention, since the transmittance of the flying slider is equal to or higher than a predetermined value, it is possible to reduce the amount of light necessary for recording and to suppress the heat generated by the flying slider absorbing light. . Furthermore, since the rotation speed of the recording medium can be kept low to such an extent that it can be rotated by a bearing mechanism, thermal deformation of the flying slider is suppressed and stable flying on the recording medium is realized under a stable rotation speed. be able to. In addition, the decrease in the amount of near-field light that oozes out from the condensing point can be suppressed to a small level, so there is no difficulty in taking out near-field light, and recording / reproduction using near-field light can be performed stably. It becomes.
請求項12記載の発明によれば、光学素子は屈折面若しくは反射面若しくは回折面のいずれか1つを少なくとも有するので、入射光を所定の位置に有効に集光することができる。 According to the twelfth aspect of the invention, since the optical element has at least one of a refracting surface, a reflecting surface, and a diffractive surface, incident light can be effectively condensed at a predetermined position.
請求項13記載の発明によれば、記録媒体に情報の記録及び/又は記録媒体から情報の再生を行う際に、浮上スライダが記録媒体に接触する等の不具合を防止することが可能となる。 According to the thirteenth aspect of the present invention, it is possible to prevent problems such as the floating slider coming into contact with the recording medium when recording information on the recording medium and / or reproducing information from the recording medium.
請求項14記載の発明によれば、記録媒体に情報の記録及び/又は記録媒体から情報の再生を行う際に、浮上スライダのたわみ量を小さく抑えることが可能となり、浮上スライダと記録媒体との接触等の不具合を防止し、安定した浮上が可能な光記録/再生用光学装置を提供することができる。 According to the fourteenth aspect of the present invention, when recording information on the recording medium and / or reproducing information from the recording medium, the amount of deflection of the flying slider can be suppressed to a small value. It is possible to provide an optical apparatus for optical recording / reproducing that can prevent defects such as contact and can stably fly.
図1は、本発明に係る光記録/再生用光学装置の一実施形態を示す模式図である。光記録/再生用光学装置100は、記録/再生用光学系50、駆動制御器80、及び光学素子10と接着された浮上スライダ11を備えて構成される。光学素子10及び浮上スライダ11の材料としては、例えば、コニカミノルタ社のU−SF6M、ショット社のN−LAF34、ホーヤ社のM−FD80,住田光学ガラスのK−VC82等のガラスが例示される。また、透光セラミックスとは透光性に優れたセラミックスであり、例えば、村田製作所のルミセラ等が例示される。
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of an optical apparatus for optical recording / reproducing according to the present invention. The optical recording / reproducing
記録/再生用光学系(光源)50は、記録時に、例えば次世代DVDの規格であるブルーレイ(Blu−ray)ディスクを記録媒体40として用いる場合には、波長405nmの青紫色レーザ光を出射する。また、記録時に、例えば通常のコンパクトディスク(CD;Compact Disk)を記録媒体40として用いる場合には、波長780nmのレーザ光を出射する。また、この記録/再生用光学系50は、出射したレーザ光が記録媒体40によって反射されて戻ってきたとき(再生時)に、当該戻り光を検出する機能も備えている。
The recording / reproducing optical system (light source) 50 emits a blue-violet laser beam having a wavelength of 405 nm when, for example, a Blu-ray disc that is a next-generation DVD standard is used as the
記録時に、記録/再生用光学系50から出射された所定の波長のレーザ光は、光学素子10に入射し所定の位置、例えば浮上スライダ11の記録媒体40側の面上に集光される。以下、本明細書においては、図1における上向きを上方向、図1における下向きを下方向と定義する。つまり、浮上スライダ11の記録媒体40側の面は浮上スライダ11の「下面」であり、浮上スライダ11の光学素子10が接着されている側の面は浮上スライダ11の「上面」である。
During recording, laser light of a predetermined wavelength emitted from the recording / reproducing
浮上スライダ11の下面に光が集光されると、その光は浮上スライダ11から記録媒体40側に向かって空気中にわずかながら滲み出す。この滲み出した光のことを近接場光90といい、本発明の実施形態においては、この近接場光90を用いて記録媒体40に情報の記録及び/又は記録媒体40から情報の再生を行う。
When light is collected on the lower surface of the flying
浮上スライダ11は、サスペンション12を介して駆動制御器(ポジショナ)80に支持されている。そして、光学素子10、浮上スライダ11及びサスペンション12は、支軸17を回転中心として、駆動制御器80により記録媒体40の径方向に駆動制御される。なお、浮上スライダ11の下面は、鏡面研磨が施されたり、浮上スライダ11と記録媒体40との間に流れる空気流を制御して安定した浮上を確保するための浮上用構造と呼ばれる凹凸パターンが形成されたりする、いわゆるABS(Air Bearing Surface)面となっている。
The flying
記録時又は再生時において、記録媒体40が回転している場合、浮上スライダ11と記録媒体40との間に流れる空気流により、浮上スライダ11には上向きの揚力が働く。この揚力により、浮上スライダ11は記録媒体40と所定の間隔を保ったまま、安定して記録媒体40上を相対的に走行する。
When the
ただし、光学素子10の重さの影響があるため、浮上スライダ11はわずかながらたわんでおり、浮上スライダ11の下面と記録媒体40の上面との間隔は一定ではない。つまり、浮上スライダ11とサスペンション12との接着点近傍における、浮上スライダ11の下面と記録媒体40の上面との間隔(浮上量)より、浮上スライダ11は光学素子10が接着されている側において下向きにたわんでいる。したがって、記録/再生に用いる近接場光90と記録媒体40の上面との距離(実効浮上量t)は、浮上量からこのたわみ量を引いた分だけ小さくなっている。
However, the flying
浮上スライダ11の浮上量は、記録/再生に用いるレーザ光の波長オーダー以下にしなければならず、具体的には10(nm)〜50(nm)程度に設定される。このため、浮上スライダ11と記録媒体40との接触を防ぎ、安定した記録/再生を行うためには、たわみ量は浮上量より小さいことが必要である。
The flying height of the flying
なお、記録/再生用光学系50と光学素子10との間には、光のビーム径を所定の大きさに絞り込むための集光レンズや、光の偏光方向を調整する偏光板、光の位相を調整する1/4波長板等の機器を適宜配置することが可能である。
A condensing lens for narrowing the beam diameter of light to a predetermined size, a polarizing plate for adjusting the polarization direction of light, and the phase of light are provided between the recording / reproducing
以下、図1に示した光記録/再生用光学装置100に備えられた、本発明に係る光学ヘッド1を図面を参照しつつ説明する。
The
[実施形態1]
図2は、実施形態1に係る光学ヘッドの概観構成図である。図2(a)は光学ヘッド1を入射光側(記録媒体40とは反対側)から見た図(上面図)であり、図2(b)は光学ヘッド1の縦断面図であり、図2(c)は光学ヘッドを記録媒体側から見た図(下面図)である。また、図2(b)は、図2(a)の(光学素子−スライダ接着部13及び支軸17の中心を通る)軸AXにおける断面図である。以下、本明細書において「縦断面図」という場合には、この軸AXにおける断面図を指すものとする。
[Embodiment 1]
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the optical head according to the first embodiment. 2A is a view (top view) of the
光学ヘッド1は、記録媒体40に情報の記録及び/又は記録媒体40から情報の再生を行う際に、当該記録媒体上を相対的に走行する浮上スライダ11と、浮上スライダ11に接着され、入射光を所定の位置に集光する光学素子10とから構成される。また、サスペンション12は光学ヘッド1と接着され、当該光学ヘッド1の重さを支えている。さらに、サスペンション12は、支軸17を支点として回動可能とされている。
The
光学素子10は、例えば硝材LaSF,LaF等の高屈折率物質からなり、レーザ光等の入射光を浮上スライダ11の下面や記録媒体中の記録層等の所定の位置に集光する。入射光が浮上スライダ11の下面に集光された場合には、光は近接場光として当該集光点から空気中にわずかながら滲み出す。
The
光学素子10として、この実施形態では固浸ミラー(SIM)の例を図示している。この固浸ミラー(光学素子10)の入射光側の面S1は、入射する光の角度によって当該光を透過又は反射する多層膜によってコーティングされている。つまり、面S1の法線方向と面S1に入射する光とのなす角が小さい場合(空気側から光が面S1に入射する場合)、面S1による反射率は小さく、面S1はほとんどの光を透過する。それに対して、面S1の法線方向と面S1に入射する光とのなす角が大きい場合(一度光学素子10の浮上スライダ11側の面S2で反射されてから面S1に入射する場合)、面S1による反射率が大きいため、面S1はほとんどの光を反射する。
As the
また、光学素子10の浮上スライダ11側の面S2は、Al膜等によってコーティングされており、常に光を反射するミラー面(光反射面)とされている。ただし、面S2の中央はAl膜等によるコーティングがされていない開口部を有しており、面S1で反射された光は当該開口部を介して面S2を透過する。つまり、固浸ミラーの上面S1は屈折面及び反射面としての機能を有し、固浸ミラーの下面S2は反射面としての機能を有する。
The surface S2 on the flying
また、光学素子10と浮上スライダ11とは、光学素子−スライダ接着部13において、UV(紫外線)硬化性樹脂により接着されている。このUV硬化性樹脂は、入射光として用いられる光の波長領域における透過率が高い材料からなり、例えば、ノーランド社のNOA60やイーエムアイ社の3514―HM等である。また、光学素子10の浮上スライダ11と対向する面の中心部(接着部)は、安定した接着を可能とするために平面になっていることが好ましい。光学素子10と浮上スライダ11とを接着する際には、接着部における干渉縞を観察しながら光学素子10と浮上スライダ11との相対的な傾きを調整し、UV硬化性樹脂により接着する。なお、UV硬化性樹脂等の接着材を用いず、機械的な嵌め合わせ構造等により光学素子10と浮上スライダ11とを固着するようにしてもよい。
The
このように光学素子10と浮上スライダ11とを別々に作製してそれらを固着することの利点は、この方が高い性能の光学ヘッド1を作製でき、かつ量産性に優れているからである。個別にみると、光学素子10に関しては、面形状の加工精度を上げるためには、モールド法による作製が向いている。また、浮上スライダ11に関しては、例えば浮上用構造16の作製には、平面基板にエッチングなどの半導体プロセスを用いることが適している。したがって、それぞれの部材(光学素子10及び浮上スライダ11)を最適な方法にて作製し、それらを固着することが好ましい。
Thus, the advantages of separately preparing the
浮上スライダ11は、サスペンション−スライダ接着部14においてサスペンション12と接着されている。浮上スライダ11は、サスペンション12によって記録媒体上において安定に支持され、記録媒体40の回転時に浮上スライダ11と当該記録媒体40との間に流れる空気流により揚力を受ける。これにより、浮上スライダ11は、記録媒体40との間隔(浮上量)をほぼ一定に保った状態で、当該記録媒体上を相対的に走行する。
The flying
また、浮上スライダ11の記録媒体対向面には、記録媒体40の回転時に浮上スライダ11と記録媒体40との間に流れる空気流を制御して、安定した浮上を実現するための浮上用構造16が形成されている。ただし、浮上用構造16の高さは数十〜数百(nm)の程度であり、浮上スライダ11の厚さ(数mm程度)に比べてかなり小さいので、図2(b)の縦断面図においては図示していない。
A flying
さらに、浮上スライダ11の記録媒体側の面(記録媒体と対向する面)には流出端カット15と呼ばれる切込みが形成されている。この流出端カット15は、後述するように、集光点を記録媒体40により近づけるようにするためのものである。また、この流出端カット15は、浮上用構造16を有する領域とは異なり、浮上スライダ11の浮上に寄与しない部分である。
Furthermore, a cut called an outflow end cut 15 is formed on the surface of the flying
以下、本実施形態及び他の実施形態においても、浮上スライダ11には流出端カット15が形成されているものとして説明を行うが、本発明に係る実施形態はそれに限られず、浮上スライダ11には流出端カット15が形成されていなくてもよい。特に、光学素子10が軽い場合や浮上スライダ11の平均厚さが厚い場合など、浮上スライダ11のたわみが小さいときには、流出端カット15が形成されていなくとも集光点を記録媒体40に近づけることが可能である。
Hereinafter, also in the present embodiment and other embodiments, the description will be made on the assumption that the outflow end cut 15 is formed in the flying
記録再生に用いるレーザ光等の入射光は、光学素子10及び浮上スライダ11を透過して、記録媒体に至る。そのため、光学素子10及び浮上スライダ11はともに、少なくとも入射光の波長領域における透過率が高い材料を用いて形成されていることが好ましい。
Incident light such as laser light used for recording and reproduction passes through the
具体的には、光学素子10及び浮上スライダ11のいずれか少なくとも一方は、入射光に対する透過率が50%以上である材料からなることが好ましい。さらには、光学素子10及び浮上スライダ11のいずれか少なくとも一方は、入射光に対する透過率が70%以上である材料からなることがより好ましい。これは透過率が低いと、記録に必要な光量が多くなり光源(記録/再生用光学系50)の発熱が無視できなくなるためである。また、光源だけではなく、光学素子10や浮上スライダ11が光を吸収することによる発熱も無視できなくなる。そして、光学素子10の発熱量が大きくなると、光学素子10において熱変形が生じ、安定した光学性能を発揮させることが困難となる。また、浮上スライダ11の発熱量が大きくなると、浮上スライダ11において熱変形が生じ、浮上スライダ11が記録媒体40に対して浮上しなくなってしまう。
Specifically, at least one of the
以下、具体的な実験結果を示す図と表とを用いて、上記の透過率の値の根拠を示す。図9は、記録媒体40にスポット光を照射し、当該記録媒体上のスポット部分の温度を縦軸に、スポット光を照射した時間(光照射時間)を横軸にとり、スポット光強度を変えて行った実験の結果を元に行ったシミュレーションの結果を示す。スポット光の強度は36.6(mW)を100%(光学素子10に入射する前の入射光の強度に相当)とし、それ以外に32.9(mW)(90%),29.3(mW)(80%),25.6(mW)(70%),22.0(mW)(60%),18.3(mW)(50%)の計6つの条件でシミュレーションを行った。この実験に用いた通常の記録媒体40では300℃付近で記録マークが作製されると推定されるので、記録を行うためにはスポット部分の温度が300℃に達するまでスポット光の照射をし続けなければならない。
Hereinafter, the basis of the transmittance value will be described with reference to a diagram and a table showing specific experimental results. In FIG. 9, the
スポット光の強度と、当該強度のスポット光を用いた場合に記録媒体上のスポット部分の温度が室温から300℃に達するまでの時間とを対応させて表1に示す。つまり、スポット光の強度が100%の場合には1(μsec;マイクロ秒)で記録できる温度に達するが、スポット光の強度が70%の場合には3(μsec)、50%の場合には10(μsec)と、それぞれ100%の場合の3倍、10倍の時間が必要となる。 Table 1 shows the correspondence between the intensity of the spot light and the time required for the temperature of the spot portion on the recording medium to reach 300 ° C. when the spot light of the intensity is used. That is, when the intensity of the spot light is 100%, the temperature reaches a value that can be recorded in 1 (μsec; microseconds), but when the intensity of the spot light is 70%, the temperature reaches 3 (μsec), and when the intensity is 50%. 10 (μsec), 3 times and 10 times as long as 100% are required.
現在のHDDに用いられる記録媒体40の回転数は、5400(rpm)〜15000(rpm)程度であるが、記録/再生データの転送速度を実用レベルで維持するためには、上記回転数の1/3程度が下限となる。また、記録媒体40がディスクである場合、光を記録媒体40に照射してから記録が可能となるまでの時間が3倍必要である(光強度が入射光の強度の70%である)場合には、強度100%入射光を用いた場合と同等の記録/再生を行うためにはディスクの回転数を1/3にしなければならない。
The rotational speed of the
したがって、記録/再生データの転送速度を実用レベルで維持するためには、ディスクに照射される光の強度は、光学素子10に入射する前の入射光の強度の70%以上であることが必要である。これは、つまり、光学素子10の透過率が100%である場合には、浮上スライダ11には70%以上の透過率が要求されることを意味する。また、同様に、浮上スライダ11の透過率が100%である場合には、光学素子10には70%以上の透過率が要求されることを意味する。
Therefore, in order to maintain the transfer rate of recording / reproducing data at a practical level, the intensity of the light applied to the disk needs to be 70% or more of the intensity of the incident light before entering the
次に、現在のHDDにおけるディスクの回転数として、IDE(Integrated Drive Electronics)規格では最低で5400(rpm)が想定されている。この回転数の10倍は54000(rpm)であり、これは軸受鋼製の玉軸受の高速限界の回転数50000(rpm)にほぼ等しい。光強度が入射光の強度の50%より小さいと、ディスクの回転数を10倍以上にしなければならないため、この50%という光強度がディスクを回転させて記録/再生する場合の限界となる。 Next, as the rotational speed of the disk in the current HDD, 5400 (rpm) is assumed at the minimum in the IDE (Integrated Drive Electronics) standard. Ten times the number of revolutions is 54000 (rpm), which is substantially equal to the number of revolutions 50000 (rpm) at the high speed limit of a ball bearing made of bearing steel. If the light intensity is less than 50% of the incident light intensity, the number of revolutions of the disk must be increased 10 times or more, and this light intensity of 50% is a limit when recording / reproducing by rotating the disk.
また、スピンドル回転軸の振れ回りの、回転に同期しない非繰り返し成分(NRRO)は、HDDのデータが記録されているトラックピッチ誤差に影響を与える。特に、NRROは、高速回転時のディスク周辺の気流や、モータから発生する振動などにより発生すると考えられているため、トラックピッチ誤差を小さく抑えたままでディスクの回転数を極端に高速化することは困難である。したがって、ディスクに照射される光の強度は入射光の強度の50%以上であることが要求される、つまり光学素子10及び浮上スライダ11には50%以上の透過率が要求される。また、光学素子10及び浮上スライダ11の透過率がともに70%である場合には、それらを合わせた全体の透過率は(70%×70%なので)、ほぼ50%となる。
Further, the non-repetitive component (NRRO) that is not synchronized with the rotation around the spindle rotation axis affects the track pitch error in which the HDD data is recorded. In particular, NRRO is thought to be generated by airflow around the disk during high-speed rotation, vibration generated by the motor, etc., so it is impossible to extremely increase the disk rotation speed while keeping track pitch error small. Have difficulty. Therefore, the intensity of light applied to the disk is required to be 50% or more of the intensity of incident light, that is, the
また、透過率が低いと集光点に集光される光量が減少するために、当該集光点から滲み出す近接場光90の光量もそれに応じて減少する。そのため、近接場光90の取出しが困難となったり、近接場光90を用いた記録/再生が安定に行えなくなるなどの不具合が生じる。この場合も、光学素子10及び浮上スライダ11のいずれか少なくとも一方の透過率は50%以上であることが好ましく、70%以上であることがより好ましい。
Further, when the transmittance is low, the amount of light collected at the condensing point decreases, so the amount of near-
以上説明した光学素子10及び浮上スライダ11の透過率に関する条件は、本実施形態に限定されるものではなく、以下の他の実施形態においても同様に当てはまる。
The conditions regarding the transmittance of the
また、浮上スライダ11の図2(a)における横方向の長さをl、縦方向の長さをbとし、図2(b)に示したように上下方向の厚さをhとする。さらに、浮上スライダ11の光学素子10が接着されている側の端から光学素子−スライダ接着部13の中心までの長さをl1、光学素子−スライダ接着部13の中心からサスペンション−スライダ接着部14の中心までの長さをl2、サスペンション−スライダ接着部14の中心から浮上スライダ11のサスペンション12側の端までの長さをl3とする。つまり、l=l1+l2+l3である。また、流出端カット15の図2における横方向の幅をl4とする。
Further, the horizontal length of the flying
以下、前述の厚さhはl2の範囲では一定として扱うが、l2の範囲で厚さが変わる場合には厚さhはその範囲の平均厚さを意味するものとする。つまり、浮上スライダ11の厚さhとは、浮上スライダ11において、たわみの大きさを決定する部分(今の場合、図2におけるl2の範囲)のみの厚さの平均である。
Hereinafter, the thickness h of the above is treated as a constant in the range of l 2, the thickness h in the case where the thickness varies in the range of l 2 is intended to mean the average thickness of the range. In other words, the thickness h of the flying
また、図2に示した形態では、光学素子とスライダ、及びサスペンションとスライダの接着部は、それぞれ光学素子−スライダ接着部13、サスペンション−スライダ接着部14の1点ずつである。しかしながら、本発明に係る実施形態はそれに限られることなく、複数の接着部を有する場合にも適用可能である。例えば、サスペンション12が複数の点において浮上スライダ11と接着されている場合を考える。その場合、当該複数の接着部の重心から浮上スライダ11のサスペンション12側の端までの最短の長さをl3とする。長さl2に関しても同様である。つまり、長さl2,l3は、複数の接着部がある場合には、それら接着部の重心までの長さとして定義されるものである。後述のモデル計算(図5参照)においても、長さl1,l2,l3には上記の定義を用いている。
Further, in the embodiment shown in FIG. 2, there are one optical element and slider, and one adhesion point between the suspension and the slider, that is, one point each of the optical element-
図3は、光学素子10が入射光を集光する際の光路を説明するための模式図である。図3(a)は入射光を浮上スライダ11の記録媒体側の面に集光する場合を示し、図3(b)は入射光を記録媒体40の記録面41に集光する場合を示している。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining an optical path when the
まず、図3(a)に示したように、光学素子10への入射光L1は、光学素子10の浮上スライダ11側の面S2で反射され、続いて光学素子10の入射光側の面S1で反射された後、面S2の開口部を透過する。光学素子10を透過したこの光は、浮上スライダ11中を記録媒体40に向かって進み、浮上スライダ11の下面において集光させられる。この集光した点を集光点30という。そして、この集光点30を中心として、空気中にわずかながら近接場光が浸み出すこととなる。
First, as shown in FIG. 3A, the incident light L1 to the
次に、記録媒体40内部の記録層41に集光する場合には、図3(b)に示したように、光学素子10への入射光L2が、光学素子10の浮上スライダ11側の面S2で反射され、続いて光学素子10の入射光側の面S1で反射された後、面S2の開口部を透過する。そして、光学素子10を透過したこの光は、続いて浮上スライダ11も透過し、浮上スライダ11と記録媒体40との間隔(実効浮上量t)及び0.1(mm)程度の厚さを有する記録媒体40の保護層を介して記録媒体40中の記録層41に集光させられる。
Next, when the light is condensed on the
この図3(b)の場合には、光学素子10によって集光された光は、浮上スライダ11の下面を透過してさらに空気中を進んでいく。そのため、流出端カット15が光路L2にかかると集光点がずれるという不具合が発生する。したがって、図3(a)の場合とは異なり、流出端カット15は光路L2を遮らない形状であることが必要とされる。つまり、流出端カット15の幅l4はl1よりも小さく、光路L2を遮らない長さに設定されることが必要である。
In the case of FIG. 3B, the light collected by the
図4は、浮上スライダ11が光学素子10の重さによってたわんでいる状態を説明するための模式図である。浮上スライダ11の下面と記録媒体40の上面との間隔である浮上量Fは、浮上スライダ11の下面において、サスペンション−スライダ接着部14と対向する位置から記録媒体40の上面までの間隔として定義される。近接場光を用いた光記録/再生においては、この浮上量Fを、浮上スライダ11が回転している記録媒体40から受ける揚力により、10(nm)〜50(nm)程度に保つ必要がある。したがって、光学素子10の重さに起因する浮上スライダ11のたわみ量dは、浮上量Fより小さく抑える必要がある。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a state in which the flying
図4に示したように、入射光は光路L3に従って進んでいき集光点30において集光される。このとき、集光点30は、流出端カット15の下端に一致することが好ましい。ここで、流出端カット15の下端とは、流出端カット15の面と浮上スライダ11の下面との交線上の一点のことである。これにより、集光点30を記録媒体40に最も有効に近づけることが可能となる。
As shown in FIG. 4, the incident light travels along the optical path L <b> 3 and is collected at the
図5は、浮上スライダ11が光学素子10の重さによりたわむ量を計算するためのモデルを示す模式図である。浮上スライダ11において、サスペンション−スライダ接着部14から浮上スライダ11のサスペンション12側の端までの部分はたわまないので、ここではその長さl3を無視している。したがって、モデル化された浮上スライダ11aの一端は壁20に固定され(固定端)、その長さは図に示すようにl1+l2であり、厚さはhである。そして、図の荷重位置に光学素子10の重さwがかかることになる。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a model for calculating the amount of deflection of the flying
荷重位置におけるたわみ量νは、Eを縦弾性係数(ヤング率)、Iを断面二次モーメントとして、wの単位をmg重、hの単位をmmにすると、次の式で算出される。 The amount of deflection ν at the load position is calculated by the following equation, where E is the longitudinal elastic modulus (Young's modulus), I is the sectional secondary moment, the unit of w is mg weight, and the unit of h is mm.
ここで、浮上スライダ11aの断面形状は矩形であるので、断面二次モーメントIは、次の式で算出される。
Here, since the cross-sectional shape of the flying
荷重位置におけるたわみ量νは、浮上量Fより小さくなければならないので、式(1)と式(2)とから断面二次モーメントIを消去して、νが50(nm)以下であることから次の式を得る。 Since the deflection amount ν at the load position must be smaller than the flying height F, the sectional moment I is eliminated from the equations (1) and (2), and ν is 50 (nm) or less. We get the following formula:
ここで、浮上スライダ11の材料としては、通常よく用いられる石英を想定し、式(3)にE=80(GPa)、b=1.5(mm)、l2=1.5(mm)という値を代入すると次の式を得る。
Here, as a material of the flying
上記の解析では、νが50(nm)以下であるとして、式(3)及び(4)を導出したが、近接場光を用いるためνはさらに小さく、10(nm)以下であることが好ましい。この場合、式(3)及び(4)にそれぞれ相当する式(5)及び(6)は、次のようになる。 In the above analysis, Equations (3) and (4) were derived on the assumption that ν is 50 (nm) or less. However, since near-field light is used, ν is smaller and preferably 10 (nm) or less. . In this case, equations (5) and (6) corresponding to equations (3) and (4), respectively, are as follows.
上記のE,b,l2を式(3)及び式(5)の右辺に代入しても、それぞれ式(4)及び式(6)の右辺と一致する数値が得られる訳ではないが、ここでは近似的なものとして式(4)及び式(6)にはそのまま等号を残してある。 Substituting the above E, b, and l 2 into the right side of Equation (3) and Equation (5) does not necessarily yield a numerical value that matches the right side of Equation (4) and Equation (6), respectively. Here, as an approximation, the equal signs are left as they are in the equations (4) and (6).
次に、光学素子10の重さwの範囲について考察を行う。以下、3.81という値をガラスの代表的な比重として用いる。光学素子10の重さwは、0.2(mg重)以上40(mg重)以下であることが好ましい。0.2(mg重)という値は、例えば直径0.8mm、厚さ0.1(mm)の円柱の重さにほぼ相当する。このくらいの大きさが、光学素子10と浮上スライダ11との接着等の際に取り扱うことが可能な最小の値である。
Next, the range of the weight w of the
また、40(mg重)という値は、上と同じ厚さ0.1(mm)で考えると、直径11.5(mm)の円柱の重さにほぼ相当する。光学素子10の径が大きくなると、それだけ浮上スライダ11の幅(特にb)も大きくする必要がある。
Further, the value of 40 (mg weight) substantially corresponds to the weight of a cylinder having a diameter of 11.5 (mm) when considered with the same thickness of 0.1 (mm) as above. As the diameter of the
例えば、次世代ハードディスクドライブ(HDD)として、近接場光アシスト磁気記録が研究されている。そのHDDのディスク径としては、3.5,2.5,1.8,0.85インチのものが検討されている。このうち、0.85インチ径(直径22(mm))のディスクはモバイル機器向けであるが、この半径11(mm)のディスクに対して記録/再生するためには、浮上スライダ11の幅を11(mm)以下にする必要がある。したがって、光学素子10の重さを40(mg重)以下とすることで、浮上スライダ11の幅を0.85インチ径のディスクに対しても記録/再生が可能な程度に狭く、かつ浮上スライダ11の全体の大きさを小さくすることができ、それにより、製造コストを安く抑えることも可能となる。
For example, near-field light-assisted magnetic recording has been studied as a next-generation hard disk drive (HDD). As the disk diameter of the HDD, those of 3.5, 2.5, 1.8, and 0.85 inches have been studied. Of these, a 0.85 inch diameter (diameter 22 (mm)) disc is intended for mobile devices, but in order to record / reproduce to / from this radius 11 (mm) disc, the width of the flying
また、慣性モーメントが小さくなるので、トラッキング時、浮上スライダ11を記録媒体40の径方向に駆動させる際に高精度の位置決めが可能となり、記録媒体40のうねりに対する追従性も向上する。さらに、浮上スライダ11が記録媒体40やその他の機構部品に接触した場合でも、浮上スライダ11の重さが軽いので衝撃を小さく抑えることが可能となる。
In addition, since the moment of inertia is reduced, positioning can be performed with high accuracy when the flying
さらには、光学素子10の重さwは、1.0(mg重)以上15(mg重)以下であることがより好ましい。1.0(mg重)という値は、例えば直径0.8(mm)、厚さ0.5(mm)の円柱の重さにほぼ相当する。光学素子10の径が小さくなると、入射光に対する集光効率が低下する。また、光学素子10の厚さが薄くなると、入射光を集光させるための屈折面若しくは反射面若しくは回折面の製造が困難となる。1.0(mg重)という値は、集光効率を必要な大きさに保ったままで、かつ屈折面若しくは反射面若しくは回折面の製造に困難を要しない程度の最小の値である。
Furthermore, the weight w of the
また、15(mg重)という値は、上と同じ直径0.8(mm)で考えると、厚さ7.5(mm)の円柱の重さにほぼ相当する。現行のHDDのように記録媒体40を何枚も重ねる構成の場合、光記録/再生用光学装置全体を小さくするためにも光学素子10の高さをなるべく低く抑えたい。
Further, a value of 15 (mg weight) is substantially equivalent to the weight of a cylinder having a thickness of 7.5 (mm) when considered with the same diameter of 0.8 (mm) as above. In the case of a configuration in which a number of
例えば、すでに量産されている東芝製1.8インチHDD(80Gバイト)の装置の高さ(HDDのディスクの回転軸方向の厚さ)は8(mm)である。したがって、光学素子10の高さもその範囲内に収まることが必要である。すなわち、光学素子10の高さは8(mm)以下であることが好ましい。つまり、15(mg重)という値は、浮上スライダ11の幅を小さく保ったままで、かつ光学素子10の高さを許容範囲に抑える程度の最大の値である。
For example, the height of a 1.8-inch HDD (80 GB) manufactured by Toshiba that has already been mass-produced (the thickness in the direction of the rotation axis of the HDD disk) is 8 (mm). Therefore, the height of the
次に、浮上スライダ11の厚さhの範囲について考察を行う。浮上スライダ11の厚さhは、0.01(mm)以上0.6(mm)以下であることが好ましい。厚さhが0.01(mm)より薄いと、取り扱い時に破損しやすいなど、取り扱いが困難である。また、厚さhが0.6(mm)より厚いと、浮上スライダ11に接着される光学素子10の厚さが薄くなってしまい製造が困難となる。さらに、この0.6(mm)という値は、ナノスライダと呼ばれる現行のHDDのスライダの厚さである。通常のHDDにおいては、ディスクを積み重ねる(スタックする)構造のために、スライダもなるべく薄くする必要がある。そのため、今後の小型化・軽量化のためには、現行のスライダの厚さである0.6(mm)よりも薄くすることが好ましい。
Next, the range of the thickness h of the flying
さらには、浮上スライダ11の厚さhは、0.05(mm)以上0.3(mm)以下であることがより好ましい。厚さhが0.05(mm)より薄いと、機械を介さず人の手によるハンドリングを行うことが困難となる。また、厚さhが0.3(mm)より厚いと、光学素子10の厚さが薄くなってしまうため、軸外収差などの光学特性を良好に保つ光学素子10の製造が困難となる。
Furthermore, the thickness h of the flying
以上説明した光学素子10の重さwの範囲、浮上スライダ11の厚さhの範囲、及び式(4)又は(6)によって規定される重さwと厚さhとの関係は、本実施形態に限定されるものではなく、以下の他の実施形態においても同様に当てはまる。
The range of the weight w of the
また、本実施形態及び以下の他の実施形態において、光学素子10及び浮上スライダ11の材料としては屈折率が均等であり、かつ光の吸収が少ないガラスあるいは透光セラミックスが好ましい。さらにその屈折率は高い方がより好ましい。高屈折率の材料を用いると、同じ屈折力を得るのに曲率半径が大きくてもよいため、特に光学素子10の厚さを薄くすることができる。
In the present embodiment and the following other embodiments, the material of the
さらに、ガラスあるいは透光セラミックスは、量産性を考慮すると成形加工性がよいことが好ましく、浮上スライダ11の浮上用構造16等の加工性を考慮するとエッチング加工等がし易いことが好ましい。したがって、光学素子10及び浮上スライダ11の材料としては、透明で加工性に優れた石英(SiO2)や、エッチング加工が行えるパイレックス(登録商標)等も使用することができる。
Further, glass or translucent ceramics preferably has good moldability in consideration of mass productivity, and it is preferable that etching or the like be easy in consideration of workability of the floating
光学素子10の重さwと浮上スライダ11の厚さhとが、上記した式(4)、さらに好ましくは式(6)を満たすことにより、光学素子10の重さに起因する浮上スライダ11のたわみ量を浮上量よりも小さく抑えることができる。そのため、本発明に係る光学ヘッドを備えた光記録/再生用光学装置を用いれば、安定した記録/再生動作を行うことが可能となる。
When the weight w of the
[他の好ましい実施形態]
(A)以上説明した実施形態においては、図4に示したように、浮上スライダ11がたわんだときに流出端カット15の面が記録媒体40の上面とほぼ平行になるように形成されていた。しかしながら、それに限られることなく、本発明の実施形態に係る浮上スライダ11の流出端カットは、それ以外の形状を有するものであってもよい。
[Other preferred embodiments]
(A) In the embodiment described above, as shown in FIG. 4, the surface of the outflow end cut 15 is formed so as to be substantially parallel to the upper surface of the
図6は、光学ヘッドにおける流出端カットの他の一形態を示す縦断面図である。この図に示した形態では、流出端カット15aは、浮上スライダ11から直方体形状にくり抜かれた形状を有している。そして、端点x3の位置が集光点であるとする。このとき、流出端カット15aの端点x1と他の端点x3とは、浮上スライダ11が光学素子10の重さでたわんだときに、端点x3の方が記録媒体40の近くに位置するように設定されていることが好ましい。これにより、実施形態1における流出端カット15と同様に、浮上スライダ11がたわんだ状態であっても、集光点を記録媒体40に近づけることが可能となる。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the outflow end cut in the optical head. In the form shown in this figure, the
また、端点x2と端点x3との距離は小さいので、端点x2が光路L4を遮る影響も小さい。しかしながら、端点x2の位置をより端点x1側にずらすことで、光路L4を遮ることを防ぐこともまた可能である。 Further, since the distance between the end point x2 and the end point x3 is small, the influence of the end point x2 blocking the optical path L4 is also small. However, it is also possible to prevent the optical path L4 from being blocked by shifting the position of the end point x2 to the end point x1 side.
(B)以上説明した実施形態においては、光学素子10は固浸ミラー(SIM)であるとして説明した。しかしながら、それに限られることなく、本発明の実施形態に係る光学素子10は、レンズ等の他の光学素子であってもよい。
(B) In the embodiments described above, the
図7は、光学素子10として固浸レンズ(SIL)10aを用いた場合の光学ヘッドを示す模式図である。この図は、図2(b)と同様、光学ヘッド1の縦断面図である。固浸レンズ(光学素子10a)への入射光L5は、光学素子10aの上面S3において屈折し、光学素子10aの内部を透過する。つまり、固浸レンズの上面S3は、屈折面としての機能を有する。光学素子10を透過したこの光は、浮上スライダ11中をさらに記録媒体40に向かって進み、浮上スライダ11の下面において集光させられる。前述の実施形態1と同様に、この集光点30bの位置は、流出端カット15の一端と一致していることが好ましい。
FIG. 7 is a schematic diagram showing an optical head when a solid immersion lens (SIL) 10 a is used as the
図8(a)は、光学素子10として回折レンズ10bを用いた場合の光学ヘッドを示す模式図であり、図8(b)は、当該回折レンズ10bの縦断面図と上面図とを対応させて示した模式図である。回折レンズ(光学素子10b)への入射光L6は、光学素子10bの上面S4において回折し、光学素子10bの内部を透過する。つまり、回折レンズの上面S4は、回折面としての機能を有する。光学素子10を透過したこの光は、浮上スライダ11中をさらに記録媒体40に向かって進み、浮上スライダ11の下面において集光させられる。前述の実施形態1と同様に、この集光点30cの位置は、流出端カット15の一端と一致していることが好ましい。
FIG. 8A is a schematic diagram showing an optical head when a
この回折レンズを上から見ると、図8(b)に示したように同心円状の凹凸が形成されている。この円の半径や円の個数等は、入射光として用いるレーザ光の波長等に応じて、適宜設定されればよい。 When this diffractive lens is viewed from above, concentric irregularities are formed as shown in FIG. The radius of the circle, the number of circles, and the like may be set as appropriate according to the wavelength of the laser beam used as incident light.
t 実効浮上量
d たわみ量
F 浮上量
1 光学ヘッド
10 光学素子
11 浮上スライダ
12 サスペンション
15 流出端カット
40 記録媒体
90 近接場光
100 光記録/再生用光学装置
t Effective flying height d Deflection amount
Claims (14)
前記浮上スライダに固着され、入射光を所定の位置に集光する光学素子と、
を備え、
前記光学素子の重さをw(mg重)、前記浮上スライダの平均厚さをh(mm)としたときに、条件式w/h3≦50000を満たすことを特徴とする光学ヘッド。 A floating slider that floats in a state of maintaining a predetermined distance from the recording medium and relatively travels on the recording medium when recording information on and / or reproducing information from the recording medium;
An optical element fixed to the flying slider and condensing incident light at a predetermined position;
With
An optical head characterized by satisfying conditional expression w / h 3 ≦ 50000, wherein the weight of the optical element is w (mg weight) and the average thickness of the flying slider is h (mm).
前記浮上スライダに固着され、入射光を所定の位置に集光する光学素子と、
を備え、
前記光学素子の重さをw(mg重)、前記浮上スライダの平均厚さをh(mm)としたときに、条件式w/h3≦50000を満たすことを特徴とする光学ヘッド。 The surface facing the recording medium has a portion that does not contribute to flying, and when recording information on the recording medium and / or reproducing information from the recording medium, it floats in a state of maintaining a predetermined distance from the recording medium. A flying slider that travels relatively on the recording medium;
An optical element fixed to the flying slider and condensing incident light at a predetermined position;
With
An optical head characterized by satisfying conditional expression w / h 3 ≦ 50000, wherein the weight of the optical element is w (mg weight) and the average thickness of the flying slider is h (mm).
前記浮上スライダに固着され、入射光を所定の位置に集光する光学素子と、
を備え、前記浮上スライダのたわみ量が前記浮上量より小さいことを特徴とする光学ヘッド。 A floating slider that travels relatively on the recording medium while maintaining a predetermined flying height when recording information on and / or reproducing information from the recording medium;
An optical element fixed to the flying slider and condensing incident light at a predetermined position;
An optical head characterized in that a deflection amount of the flying slider is smaller than the flying height.
前記光源が出射するレーザ光を入射光として所定の位置に集光する請求項1乃至13のいずれかに記載の光学ヘッドを備え、当該光学ヘッドにより記録媒体に情報の記録及び/又は記録媒体から情報の再生を行うことを特徴とする光記録/再生用光学装置。 A light source that emits laser light of a predetermined wavelength;
The optical head according to claim 1, wherein laser light emitted from the light source is condensed at a predetermined position as incident light, and information is recorded on the recording medium and / or from the recording medium by the optical head. An optical apparatus for optical recording / reproducing, wherein information is reproduced.
Priority Applications (1)
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JP2005257660A JP2007073112A (en) | 2005-09-06 | 2005-09-06 | Optical head and optical device for optical recording/reproduction |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008310865A (en) * | 2007-06-13 | 2008-12-25 | Konica Minolta Opto Inc | Light-assisted magnetic recording head and method of manufacturing the same |
-
2005
- 2005-09-06 JP JP2005257660A patent/JP2007073112A/en active Pending
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