JP2009015957A - 光学素子及び光ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】光効率が良く小型で容易に組み立てが可能な光学素子を提供する。
【解決手段】光源から線状導光体が導いた光を記録媒体に照射し、該記録媒体の上を相対移動するスライダに搭載される光学素子において、前記光学素子は、前記光を透過する材料で形成され、前記線状導光体が固定される固定部と、前記固定部に固定される前記線状導光体から射出する光が前記光学素子の内部に入射する入射面と、前記入射面より入射した光を偏向する偏向面と、を備え、前記入射面には、入射する光を集束させる光学パワーを有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、光学素子及び光ヘッドに関する。

磁気記録方式では、記録密度が高くなると磁気ビットが外部温度等の影響を顕著に受けるようになる。このため高い保磁力を有する記録媒体が必要になるが、そのような記録媒体を使用すると記録時に必要な磁界も大きくなる。記録ヘッドによって発生する磁界は飽和磁束密度によって上限が決まるが、その値は材料限界に近づいており飛躍的な増大は望めない。そこで、記録時に局所的に加熱して磁気軟化を生じさせ、保磁力が小さくなった状態で記録し、その後に加熱を止めて自然冷却することにより、記録した磁気ビットの安定性を保証する方式が提案されている。この方式は熱アシスト磁気記録方式と呼ばれている。

熱アシスト磁気記録方式では、記録媒体の加熱を瞬間的に行うことが望ましい。また、加熱する機構と記録媒体とが接触することは許されない。このため、加熱は光の吸収を利用して行われるのが一般的であり、加熱に光を用いる方法は光アシスト式と呼ばれている。光アシスト式で超高密度記録を行う場合、必要な光スポット径は２０ｎｍ程度になるが、通常の光学系では回折限界のため、光をそこまで集光することはできない。

そのため、入射光波長以下の大きさの光学的開口から発生する近接場光（近視野光とも称する。）を利用する光ヘッドが利用されている。

近視野光の例として、以下がある。微小開口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略棒状の光導波路（光ファイバ）と、光導波路の一端面側に近視野光ヘッドに光を照射するために形成された反射面を備えた情報記録再生装置において、近視野光ヘッドに微小開口とは異なる面にヘッド用レンズが形成されており、光導波路の途中にコア端面が形成されている。（特許文献１参照）
また、レーザ光を出射するレーザ光出射手段と、レーザ光出射手段からのレーザ光が入射する第１面、第１面に入射したレーザ光を反射する第２面、および第２面で反射したレーザ光が集光されて光スポットが形成される第３面を有し、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媒体を備えた光ヘッドがある。（特許文献２参照）
特開２００２−２４５６５９号公報 特開２００２−３５２４６８号公報

特許文献１によれば、光導波路（光ファイバ）の途中に形成されているコア端面から射出される光は、クラッド内を広がりながら光ファイバの一端面側に形成されてある反射面に到達する。この後、近視野光ヘッドに光を照射する方向に偏向された光はヘッド用レンズに入射し、微小開口に集光される。光スポット径を小さくするために、ヘッド用レンズに入射する光の径を大きくし、微小開口に入射される光束のＮＡを大きくしている。
このため、近接場光を生じる位置の近傍では光スポットを形成する光束が大きいため、近接場光を生じる位置の近傍に磁気ヘッドを設けることができず、記録媒体に磁気記録を効率よく行うことができない。また、ヘッド用レンズの光学パワー面と光スポット形成位置との距離がスライダの厚みに近いため、光学パワー面の曲率半径を小さくする必要があるが、このような曲率半径が小さくて光学性能を満足するヘッド用レンズを製造することは容易でない。

また、特許文献２によれば、光学ヘッドが備えている透明集光媒体の第２面は、例えば回転放物面の一部を成す反射面であり、この反射面に入射するレーザ光は平行光とする必要がある。近接場光を効率よく発生させるため、第３面に形成される光スポット径を小さくする（第３面に入射する光束のＮＡを大きくする）には、この平行光の径を大きくする必要があるため、光ヘッドを小型にすることが困難となる。また、レーザ光出射手段は、半導体レーザの出射光を平行ビームに整形する光学素子、例えばコリメータレンズを透明集光媒体とは別に必要とし、更にコリメータレンズを含めて透明集光媒体との複雑な位置調整が必要となる。従って、光ヘッドは、小型にすることが困難で構成が複雑であり容易に組み立てが出来ない。

また、近年、例えばＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）の様な記録装置の高密度情報記録が進むに伴い、再生記録を行うヘッドの小型化、ヘッドを構成するスライダの小型化が望まれている。スライダのサイズは、国際ディスクドライブ協会（ＩＤＥＭＡ、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）スタンダードとして標準化されている。サイズの大きい順からミニ・スライダ、マイクロ・スライダ、ナノ・スライダ、ピコ・スライダ、フェムト・スライダと命名されている。これらのスライダの中で、大きさの観点から現在注目されているスライダは、ナノ・スライダ、ピコ・スライダ、フェムト・スライダである。これらのスライダの大きさ（サイズ）と質量を表１に示す。

高密度情報記録においては、上記のスライダの大きさから分かるように１枚のディスク上の情報の高密度化は勿論であり、更にディスクを多層配置する、又はできるだけ小型の筐体に収納することで空間的に高密度化することも必要である。例えば、多層のディスク配置を想定した場合、ディスク同士の間隔はできるだけ小さいことが要望され、表１で示したスライダの厚みを含めた光ヘッドの厚みは、１ｍｍ程度以下とすることが望まれている。

本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、光効率が良く小型で容易に組み立てが可能な光学素子及びこの光学素子を用いた光ヘッドを提供することにある。

上記の課題は、以下の構成により解決される。

１． 光源から線状導光体が導いた光を記録媒体に照射し、該記録媒体の上を相対移動するスライダに搭載される光学素子において、
前記光学素子は、前記光を透過する材料で形成され、
前記線状導光体が固定される固定部と、
前記固定部に固定される前記線状導光体から射出する光が前記光学素子の内部に入射する入射面と、
前記入射面より入射した光を偏向する偏向面と、を備え、
前記入射面には、入射する光を集束させる光学パワーを有していることを特徴とする光学素子。

２． 前記光を透過する材料は、樹脂であることを特徴とする１に記載の光学素子。

３． 前記固定部は、一端が開放され他端が閉じられている窪みに設けられ、前記窪みの他端に前記入射面を有していることを特徴とする１又は２に記載の光学素子。

４． 前記光学パワーは、前記入射面が光軸に対して回転対称な球面又は光軸に対して回転対称な非球面形状で屈折を生じる面によることを特徴とする１乃至３の何れか一に記載の光学素子。

５． 前記光学パワーは、前記入射面に有する回折構造により生じることを特徴とする１乃至３の何れか一に光学素子。

６． １乃至５の何れか一に記載の光学素子と、
前記固定部に配設された前記線状導光体と、
前記光学素子を保持する前記スライダと、を備えたことを特徴とする光ヘッド。

本発明の光学素子は、光源から線状導光体が導いた光を透過する材料で形成され、線状導光体を固定する固定部と、固定部に固定される線状導光体から射出する光が光学素子の内部に入射する入射面と、入射面より入射した光を偏向する偏向面と、を備えており、入射面には、入射する光を集束させる光学パワーを有している。

よって、光学素子の固定部に線状導光体を調整して固定することにより、光学素子は、他の光学部品や新たな調整を必要とすることなく、線状導光体が導く光を光学素子内部に入射する際に光学パワーにより収束し、収束した光を偏向面により、例えば光学素子を搭載するスライダを設ける方向に偏向することが出来る。

また、上記の効果を有する光学素子と、線状導光体と、スライダとを備えた光ヘッドを構成することができる。

従って、光効率が良く小型で容易に組み立てが可能な光学素子及びこの光学素子を用いた光ヘッドを提供することが出来る。

以下、本発明を図示の実施の形態である光ヘッドに磁気記録素子を有する光アシスト式磁気記録ヘッドとそれを備えた光記録装置に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。尚、各実施の形態の相互で同一の部分や相当する部分には同一の符号を付して重複の説明を適宜省略する。

図１に光アシスト式磁気記録ヘッドを搭載した光記録装置（例えばハードディスク装置）の概略構成例を示す。この光記録装置１Ａは、以下（１）〜（６）を筐体１の中に備えている。
（１）記録用のディスク（記録媒体）２
（２）支軸５を支点として矢印Ａの方向（トラッキング方向）に回転可能に設けられたサスペンション４
（３）サスペンション４に取り付けられたトラッキング用アクチュエータ６
（４）サスペンション４の先端に取り付けられた光アシスト式磁気記録ヘッド３（以下、光ヘッド３と称する。）
（５）ディスク２を矢印Ｂの方向に回転させるモータ（図示しない）
（６）トラッキング用アクチュエータ６、モータ及び記録等の制御を行う制御部７
こうした光記録装置１Ａは、光ヘッド３がディスク２の上で浮上しながら相対的に移動しうるように構成されている。

図２は、光ヘッド３の一例をディスク２が回転することで相対的に移動する方向に沿った断面図で示している。光ヘッド３は、ディスク２に対する情報記録に光を利用する光ヘッドであって、光学素子１４とスライダ１５を備えている。図３は、図２における光学素子１４の斜視図を示している。

光学素子１４は、光源から光を導光する線状導光体である光ファイバ１１を固定する窪み１４ｂに設けられた固定部１４ｄと、光ファイバ１１から射出する光を光学素子１４の内部に入射させ、後述の光導波路１６の入射端面１６ａに光スポットを形成する光学パワーを有する入射面１４ｃと、光を偏向する偏向面１４ａを備えている。線状導光体は、本実施の形態形態に挙げている光ファイバのような線状導光体の断面の径方向にコア、クラッドと呼ぶ屈折率差を備えた導光体があるが、これに限定されることはなく、ポリマー光導波路のような線状導光体の断面の径方向に屈折率差を有さない導光体とすることもできる。偏向面１４ａは、入射面１４ｃと光導波路１６の入射端面１６ａとの間に配置されている。窪み１４ｂは、一端が開放され他端が閉じられ、スライダ１５の取り付け面である底面１４ｈ側が開口し、閉じられている他端に入射面１４ｃがある。固定部１４ｄを窪み１４ｂに設けることで、光学素子１４はスライダ１５やサスペンション４を固定しやすい構造とすることができるので好ましい。また、固定部１４ｄには、光ファイバ１１を位置決めして固定接着しやすい様に図３に示す固定部１４ｄのように断面がＶ字状の溝を設けてもよい。

スライダ１５は、入射端面１６ａに形成された光スポットを導光してディスク２に向けて射出する光導波路１６、ディスク２の被記録部分に対して磁気情報の書き込みを行う磁気記録部１７及びディスク２に記録されている磁気情報の読み取りを行う磁気再生部１８を備えている。

なお、図２ではディスク２の記録領域の進入側から退出側（図の→方向）にかけて、磁気再生部１８、光導波路１６、磁気記録部１７の順に配置されているが、配置順はこれに限らない。光導波路１６の退出側直後に磁気記録部１７が位置すればよいので、例えば、導波路１６、磁気記録部１７、磁気再生部１８の順に配置してもよい。

光ファイバ１１により導光される光は、例えば、半導体レーザより出射される光である。この光の波長は１．２μｍ以上の近赤外波長（近赤外帯域としては、０．８μｍから２μｍ程度であり、具体的な波長としては、１３１０ｎｍ、１５５０ｎｍ等が挙げられる。）が好ましい。光ファイバ１１の射出端面１１ａから出射した近赤外レーザ光は、光学素子１４の内部に入射する入射面１４ｃに設けてある光学パワーにより収束光となり、偏向面１４ａによって偏向され、スライダ１５に設けられた光導波路１６の入射端面１６ａに光スポットを形成する。形成された光スポットは、スライダ１５の光導波路１６を導波して光ヘッド３からディスク２に向けて出射する。光導波路１６に入射する光束の光軸は入射端面１６ａに対して垂直であることが光結合効率の観点から望ましい。光学素子１４においては、偏向面１４ａで偏向され、スライダ１５と対向する底面１４ｈから射出する光の光軸は、低面１４ｈに垂直としている。

スライダ１５は浮上しながら磁気記録媒体であるディスク２に対して相対的に移動するが、媒体に付着したごみや、媒体に欠陥がある場合には接触する可能性がある。その場合に発生する摩耗を低減するため、スライダの材質には耐摩耗性の高い硬質の材料を用いることが望ましい。例えば、Ａｌ₂Ｏ₃を含むセラミック材料、例えばＡｌＴｉＣやジルコニア、ＴｉＮなどを用いれば良い。また、摩耗防止処理として、スライダ１５のディスク２側の面に耐摩耗性を増すために表面処理を行っても良い。例えば、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）被膜を用いると、近赤外光の透過率も高く、ダイヤモンドに次ぐＨｖ＝３０００以上の硬度が得られる。

また、スライダ１５のディスク２と対向する面には、浮上特性向上のための空気ベアリング面（ＡＢＳ（Ａｉｒ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ）面とも称する。）を有している。スライダ１５の浮上はディスク２に近接した状態で安定させる必要があり、スライダ１５に浮上力を抑える圧力を適宜加える必要がある。このため、光学素子１４の上に固定されるサスペンション４は、光ヘッド３のトラッキングを行う機能の他、スライダ１５の浮上力を抑える圧力を適宜加える機能を有している。

光ヘッド３から出射した近赤外レーザ光が微小な光スポットとしてディスク２に照射されると、ディスク２の照射された部分の温度が一時的に上昇してディスク２の保磁力が低下する。その保磁力の低下した状態の照射された部分に対して、磁気記録部１７により磁気情報が書き込まれる。この光学素子１４に関して以下に説明する。

光源から光学素子１４に光を導く光ファイバ１１は、固定部１４ｄに固定される。固定された光ファイバ１１の射出端面１１ａから射出される光束は、広がりながら光学素子１４の内部に入る入射面１４ｃに達し、光学素子１４の内部に進入する。この時、入射面１４ｃは、入射する光束を収束させる光学パワーを有している。入射面１４ｃを通過した光束は、収束光となって偏向面１４ａに到達する。偏向面１４ａに到達した光束は、スライダ１５が取り付けられている方向に偏向され、光学素子１４の底面１４ｈに接して設けてあるスライダ１５が備えている光導波路１６の入射端面１６ａに垂直に入射し、光スポットを形成し光結合する。

光学パワーを有する入射面１４ｃは、入射面１４ｃが光導波路１６の入射端面１６ａに光スポットを形成する位置である集光点から遠い位置にある方が光学パワーをより小さくすることができる。よって、光学パワーとして屈折を利用する場合、光学パワーを有する入射面１４ｃの形状を光軸に対象な球面或いは非球面とすると、その曲率を緩くすることができるため、収差を良好とすることができるととも、その形状を容易に製造することができる。

さらに、光ファイバ１１の射出端面１１ａと入射面１４ｃとの距離が近いほど、入射面１４ｃに入射する光束径が大きくならないため、球面或いは非球面形状等の光学パワーを有する入射面１４ｃの有効径を小さくすることができる。また、入射面１４ｃを通過した光束は収束光となるため、この後集束光が入射する偏向面１４ａを小さくすることが出来る。よって、光学素子１４を小型にすることが可能となり、小型の光学素子１４とスライダ１５とで構成される光ヘッド３を小型にすることできる。このような小型の光ヘッド３は、大容量の記録装置を実現するために複数枚の記録媒体を搭載する場合の１ｍｍ程度の狭い媒体同士の間隔にも対応することが出来る。

またスライダ１５に設けられた光導波路１６の入射端面１６ａに集光する光束の光スポット径と、光ファイバ１１の射出端面１１ａの光スポット径とがほぼ同じくらいの場合、集束する光束と光導波路１６とが最も効率よく光結合する。光学パワーを有する入射面１４ｃから光導波路１６の入射端面１６ａまでの距離が近づき過ぎると、光スポット径が必要以上に小さくなりすぎてしまい結合効率が悪くなってしまう。

光学素子１４は、図２に示す通り、光ファイバ１１から射出する光が最初に入射する入射面１４ｃに光学パワーを有することで、集光点である光導波路１６の入射端面１６ａから遠く、且つ光ファイバ１１の射出端面１１ａから近い位置に光学パワーを有する面を配置することが出来る。このため光学素子１４は、光効率のよい光スポット径を光導波路１６の入射端面１６ａに形成することが出来る。

また、上記の通り、光学パワーを有する入射面１４ｃから光導波路１６の入射端面１６ａまでの距離を長くすることが出来るため、光スポットを形成する光束のＮＡを小さくすることができる。よって、偏向面１４ａに入射す光束の入射角を小さくできるため、すべての光束を全反射させて光効率を良好とする、光ファイバ１１の固定部１４ｄ、光学パワーを有する入射面１４ｃ及び偏向面１４ａ等の配置を容易にすることができる。

光学素子１４は、光ファイバ１１の固定部１４ｄと光学パワーを有する入射面１４ｃと偏向面１４ａとを一体として備えている。このため、光学素子１４においては、光ファイバ１１を固定部１４ｄに位置調整して固定するだけで、光ファイバ１１から射出される光を光導波路１６の入射端面１６ａに導き、良好な光スポットを形成することができる。よって、光学素子１４をスライダ１５と組み合わせることで、組み立てが容易で良好な光学性能を備えた小型の光ヘッド３を得ることができる。

光学素子１４を成す材料は、光源から光ファイバ１１が導く光を透過する樹脂であるのが好ましい。上述のように光学素子１４は、光ファイバ１１を固定する固定部１４ｄ、光学パワーを有する入射面１４ｃ、偏向面１ａを備え一体化しているため、光学素子１４の全体の形状は、固定部１４ｄ、入射面１４ｃ、偏向面１ａの個別の形状よりも複雑になる。このような複雑な形状であっても製造を容易に行うため、使用波長に対して透明な流動性材料を用いた成形法により製造するのが好ましい。流動性材料としては、樹脂やガラスが挙げられるが、質量や製造の容易さより樹脂が好ましい。また光を透過する材料であるため、組み立て時における光学素子１４とスライダ１５等の他の部品との位置あわせを容易におこなうことができる。成形に使用される熱可塑性樹脂としては、例えば、ＺＥＯＮＥＸ（登録商標）４８０Ｒ（屈折率１．５２５、日本ゼオン（株））、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート、例えば、スミペックス（登録商標）ＭＧＳＳ、屈折率１．４９、住友化学（株））、ＰＣ（ポリカーボネート、例えば、パンライト（登録商標）ＡＤ５５０３、屈折率１．５８５、帝人化成（株））等が挙げられる。また、ガラスとしては、ガラスモールドで用いられる高屈折率ガラスであるＳＦ６（ｎｄ＝１．８０５、νｄ＝２５．４０）、金型の寿命を考慮すると、例えば極低温度で成形可能なモールドレンズ用光学ガラスであるＰＧ３７５（Ｖｉｄｒｏｎ、住田光学（株）、ｎｄ＝１．５４２５０、νｄ＝６２．９）が挙げられる。

光学素子１４の成形に使用する金型は簡単な構成が好ましい。そのためには、光学素子１４の形状は、型抜きしやすい形状とすることが好ましい。図３に示す光学素子１４を成形する金型で最も簡単な構成と考えられる２つ割り金型の例を図４に示す。図４に示す金型Ｍ−１及びＭ−２は、成形される光学素子１４がディスク２が回転することで相対的に移動する方向である横方向（図４中のＹ方向）と高さ方向（図４中のＺ方向）とで成す面の対角線に型割面Ｍ−ｆを設けた例を示している。

図４において、Ｍ−１は下型、Ｍ−２は上型を示している。金型Ｍ−１及びＭ−２において、Ｍ−１ｄは固定部１４ｄでＶ溝を成形する部分、Ｍ−１ｂは光ファイバ１１を固定部１４ｄに導く窪み１４ｂを成形する部分、Ｍ−１ｃは光学パワーを有する入射面１４ｃを成形する部分、Ｍ−２ａは偏向面１４ａを成形する部分を示している。また、Ｍ−１ｇは、成形材料である樹脂等を金型に注入するゲート部を示している。

ここで、被成形物である光学素子１４における入射面１４ｃの形状について図４、図５を用いて説明する。光学素子１４の入射面１４ｃは、型割面Ｍ−ｆ側に凸の形状である。この場合、底面１４ｈに垂直で且つ光学パワーを有する入射面１４ｃにおける光軸Ｌを面内とする面（図５の紙面）上において、入射面１４ｃの接線ＴＬと型割面Ｍ−ｆに垂直な面Ｍ−ｆｒとが成す角度θが最大１０°程度するのが好ましい。１０°を超えると、形状にもよるが、型抜きが困難となる場合がある。

例えば、光学素子１４においては、型割面Ｍ−ｆの傾きは、底面１４ｈを基準として、光学素子１４の横（Ｙ方向）と高さ（Ｚ方向）で決めることができる。光学素子１４の横×奥行き×高さを１ｍｍ×１ｍｍ×０．５ｍｍとすると、型割面Ｍ−ｆと光学素子１４の底面１４ｈとの角度θｃは、２６．５°となり、これに垂直な面Ｍ−ｆｒが底面１４ｈとなす角度θｒは６３．５°となる。従って、光学パワーを有する入射面１４ｃの接線ＴＬと底面１４ｈとが成す角度θｔを、５３．５°以上とすると、光学素子１４は、簡単な構成の２つ割り金型で型抜きが容易な形状とすることができる。

光学素子１４は、これまで説明したように、光ファイバ１１から射出する光束が最初に入射する入射面１４ｃに光学パワーを有することで、集光点から遠く、且つ光ファイバ１１の射出端面１１ａから近い位置に光学パワーを配置することが可能である。このため、光学素子１４を成す材料を屈折率１．５程度の樹脂とした場合であっても、光学パワーを有する入射面１４ｃの有効径と曲率の大きさを、上記の角度θｔが５３．５°以上となるように設定することができる。従って、光学素子１４は、複雑な金型構成にすることなく、簡単な構成の２つ割り金型で容易に成形できる形状とすることができる。光学素子１４を薄くすると、角度θｒが大きくなるため、望まれる角度θｔの最小値も大きくなる。このため、光学パワーを有する入射面１４ｃの有効径と曲率の大きさを小さくして、角度θｔを大きくできることは、光学素子１４の薄型化に有利となる。

これまで説明した光学素子の入射面１４ｃが有している光学パワーは屈折を利用するものとしているが、回折を利用するものとしてもよい。回折を利用する光学ヘッドの例を図６に示す。図７は、図６における光学素子３０の斜視図を示している。図６において、入射面１４ｃの位置に回折構造１４ｅを備えている。図８に、２つの屈折率（ｎ１、ｎ２）が異なる領域が交互に同心状に配置された構造を備えている回折構造１４ｅの例を模式的に示す。図８（ａ）は回折構造１４ｅを光軸方向から見た様子を模式的に示し、図８（ｂ）は（ａ）に示す回折構造１４ｅのＹ−Ｙ’の位置での断面の様子を模式的に示す。尚、屈折率ｎ１とｎ２との境界は実際にはなだらかに切り替わる。

回折構造１４ｅは、例えば図９に示すように点光源Ｐ１を物体光、点光源Ｐ２とレンズＬとで参照光とし、感光により屈折率を変化させることができる例えばフィルム状のフォトポリマー基板ＰＬに上記の２つの光を干渉させて照射することにより製造することができる。

これまで説明した光学素子１４を例にすると、光学素子１４は、入射面１４ｃの球形状、偏向面１４ａの平面形状等の必要精度の性質が異なる構造部が集合する構成となっている。このため、光学素子の形状によっては、全ての構造部において必要精度を満たすように製造するのが難しい場合がある。このような場合、例えば、図１０に示すように、例えば樹脂の構造体４１に入射面１４ｃの一部を成すガラスの球状部材４３を埋め込んだ構成としても良い。具体的には、光学パワーを有する形状の例えばガラスの球状部材４３を別途用意して、光学素子４０を成形する金型に予め嵌め込んだ状態で、構造体４１を樹脂で成型することで必要な精度を満たすことができる。

ここで光学素子１４、３０に示す光学系に関するコンストラクションデータを数値例１、２として以下に挙げ、また、光学素子１４、３０で光学断面を図１１、１２に示す。

図１１において、光ファイバ１１の光軸は、光学素子１４の底面１４ｈを基準に俯角１０°としている。光ファイバ１１の端面を光源ＬＳとし、光源ＬＳから射出された光は、面Ｓ２で収束され偏向面である面Ｓ３へ入射角５０°で入射し、反射された光は底面１４ｈの集光点ＦＰに垂直方向に集光する。この時に、光学パワーを有する入射面に相当する面Ｓ２における接線ＴＬと底面１４ｈとの角度θｔは、５８°である。

図１２において、光ファイバ１１の光軸は、光学素子３０の底面１４ｈを基準に俯角１０°としている。光ファイバ１１の端面を光源ＬＳとし、光源ＬＳから射出された光は、面Ｓ２で収束され偏向面である面Ｓ３へ入射角５０°で入射し、反射された光は底面１４ｈの集光点ＦＰに垂直方向に集光する。この時に、光学パワーを有する入射面に相当する面Ｓ２と底面１４ｈとの角度θｔは、８０°である。

数値例１、２のコンストラクションデータにおいては、次の通りである。ｒｉ（ｉ＝１，２，３・・・）は、光源ＬＳ側から数えてｉ番目の面Ｓｉ（ｉ＝１，２，３・・・）の曲率半径を示し、ｄｉ（ｉ＝１，２，３・・・）は、光源ＬＳ側から数えてｉ番目の軸上面間隔（ｍｍ）を示し、集光点をＦＰとしている。また、各面Ｓｉを定義する際の基準となる座標軸をＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸それぞれの平行偏芯量及び傾き量として示している。

偏芯データの表記に関して説明する。Ｘ、Ｙ、Ｚ各軸の偏芯量をそれぞれＸＳＣ、ＹＳＣ、ＺＳＣとして示す。また、Ｘ、Ｙ、Ｚ各軸を回転軸としたときの各面の傾き角をそれぞれＡＳＣ、ＢＳＣ、ＣＳＣとして示す。最初の座標軸を各光学断面である図１１、１２に示す。光源ＬＳから光が進む方向をＺ軸とし、これに直交する座標をＸ軸、Ｙ軸としている。この座標系は、光源の位置を原点として、光源側から順次面を定義していく。この順次面を定義する際の原点は、その都度示されている偏芯データを反映する。数値例１、２の球面収差を図１３、１４にそれぞれ示す。縦軸Ｈは有効径に基づいて正規化した入射高を示す。

（数値例１）
ＮＡ：０．１００００
Ｆｎｏ：０．５
有効径：０．０７３６ｍｍ
使用波長：１５００ｎｍ
焦点距離：−０．３０９５
倍率：０．７１８１
全長：０．５０００ｍｍ

（数値例２）
ＮＡ：０．１００００
Ｆｎｏ：５．０
有効径：０．０６５６ｍｍ
使用波長：１５００ｎｍ
焦点距離：−０．２９３１ｍｍ
倍率：０．６５５４
全長：０．５０００ｍｍ

これまで示した光学素子１４、３０、４０の固定部１４ｄは、一方が開放され他方が閉じられ、スライダ１５の取り付け側が開口している窪み１４ｂに設けてあるが、図１５に示す光学素子５０のように固定部１４ｄを設ける個所を窪み状の構造ではなく、３方向に開放されたＬ字状の構造１４ｅとしてもよい。また、図１６に示す光学素子６０ように、窪み１４ｂの開口をスライダ１５を設ける側の反対側面としてもよい。

光記録装置の例を示す図である。 光ヘッドに磁気記録素子を有する光アシスト式磁気記録ヘッドの例を示す断面図である。 光ヘッドが有する光学素子の例を示す斜視図である。 光学素子を成形する金型の例を示す図である。 光学素子の入射面の形状を説明する図である。 光ヘッドに磁気記録素子を有する光アシスト式磁気記録ヘッドの例を示す断面図である。 光ヘッドが有する光学素子の例を示す斜視図である。 （ａ）は回折構造を光軸方向から見た様子を模式的に示す図である。（ｂ）は（ａ）に示す回折構造のＹ−Ｙ’の位置での断面の様子を模式的に示す図である。 回折構造を製造する原理を示す図である。 光ヘッドが有する光学素子の例を示す斜視図である。 光学素子の光学断面を示する図である。 光学素子の光学断面を示する図である。 光学素子における球面収差を示す図である。 光学素子における球面収差を示す図である。 光ヘッドが有する光学素子の例を示す斜視図である。 光ヘッドが有する光学素子の例を示す斜視図である。

符号の説明

２ ディスク
３ 光ヘッド
４ サスペンション
１１ 光ファイバ
１４、３０、４０、５０、６０ 光学素子
１４ａ 偏向面
１４ｂ 窪み
１４ｃ 入射面
１４ｄ 固定部
１４ｅ Ｌ字状の構造
１４ｈ 底面
１５ スライダ
１６ 光導波路
１７ 磁気記録部
１８ 磁気再生部
ＬＳ 光源
Ｓ１ 面１
Ｓ２ 面２
Ｓ３ 面３
ＦＰ 集光点

Claims (6)

1. 光源から線状導光体が導いた光を記録媒体に照射し、該記録媒体の上を相対移動するスライダに搭載される光学素子において、
   前記光学素子は、前記光を透過する材料で形成され、
   前記線状導光体が固定される固定部と、
   前記固定部に固定される前記線状導光体から射出する光が前記光学素子の内部に入射する入射面と、
   前記入射面より入射した光を偏向する偏向面と、を備え、
   前記入射面には、入射する光を集束させる光学パワーを有していることを特徴とする光学素子。
2. 前記光を透過する材料は、樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
3. 前記固定部は、一端が開放され他端が閉じられている窪みに設けられ、前記窪みの他端に前記入射面を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学素子。
4. 前記光学パワーは、前記入射面が光軸に対して回転対称な球面又は光軸に対して回転対称な非球面形状で屈折を生じる面によることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光学素子。
5. 前記光学パワーは、前記入射面に有する回折構造により生じることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に光学素子。
6. 請求項１乃至５の何れか一項に記載の光学素子と、
   前記固定部に配設された前記線状導光体と、
   前記光学素子を保持する前記スライダと、を備えたことを特徴とする光ヘッド。

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