JP4245118B2 - 情報記録再生装置 - Google Patents

Description

【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ＳＮ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１０５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２０１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１０３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３０２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１０３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２０３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２０５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２０５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２０６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１０４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３０１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２０３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２０５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１０３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Ｓ８０１で作成された低屈折率層８０２の上に低屈折率層８０２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１０３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１０５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１０７の先端に取り付けた微小開口をもつ近視野光ヘッド１０４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２０１を伝搬してきた光束はコア端面２０３でクラッド２０２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３０２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１０６によって受光されて電気信号に変換され、回路系１１０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１０５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６０１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

Claims (7)

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. 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. 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. 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. 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. 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. 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。

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