JPH11213434A

JPH11213434A - 近接場光ヘッドおよびそれを用いた光記録再生装置

Info

Publication number: JPH11213434A
Application number: JP10018546A
Authority: JP
Inventors: Akitomo Itou; 顕知伊藤; Sumio Hosaka; 純男保坂; Atsushi Kikukawa; 敦菊川; Hajime Koyanagi; 肇小柳
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-01-30
Filing date: 1998-01-30
Publication date: 1999-08-06

Abstract

(57)【要約】【課題】カンチレバー応用した小型かつ簡略な構造の
近接場光ヘッドおよびそれを用いた光記録再生装置を実
現すること。【解決手段】波長の異なる２つのレーザを搭載した光
ヘッドを用い、二つの波長の異なった光を、同一の対物
レンズ２７で、一方はカンチレバー１５の裏面に、一方
はカンチレバー１５の先端に形成された近接場光１８発
生用の微小開口１７に集光し、一方のレーザ光２９をカ
ンチレバー１５の変位検出に、他方のレーザ光３０を、
媒体１９への信号の記録、再生を行う近接場光１８の発
生に用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、近接場光ヘッドお
よびそれを用いた光記録再生装置に関し、特に近接場を
発生する光プローブとそれを応用した光記録再生装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置の高密度化を達成する方
法として近年、近接場光を応用した光記録が注目されて
いる。例えば、アプライド・フィジクス・レターズ、６
１巻、２号の１４２頁から１４４頁（Ａｐｐｌｉｅｄ
ＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｓ，Ｖｏｌ．６２，Ｎｏ．
２，ｐｐ．１４２−１４４，１９９２）に記載されてい
るように、光ファイバの先端をコーン状に加工し、その
先端の数１０ｎｍの領域以外を金属の被膜で覆ったプロ
ーブを作製し、これをピエゾ素子を用いた精密アクチュ
エータに搭載して位置を制御して、直径６０ｎｍの記録
マークをプラチナ／コバルトの多層膜上に記録再生した
例が報告されている。この例の場合、プローブと記録媒
体の距離制御には、原子間力を応用したシア・フォース
方式が用いられ、記録密度は４５ギガビット／平方イン
チに達し、現状の約５０倍とすることができる。更に特
開平３ー１７１４３４号公報では、微細なピンホールに
レンズで光を集光して近接場光を発生するとともに、前
記微細ピンホールを先端に形成したカンチレバーと記録
媒体の間に発生する原子間力を用いて記微細ピンホール
と記録媒体の間の距離を制御する方法が考案されてい
る。前記カンチレバーの変位を検出する方法はいくつか
提案されているが、現在実用に供されている方法は、カ
ンチレバーの背面にレーザ光を照射し、カンチレバーの
変位をリニアフォトダイオード上の光点の移動に変換し
て検知する光てこ方式である。また更に、特開平５ー１
４１９６１号公報では、カンチレバーの変位を検出する
方法として、光ファイバ干渉計を用いる方法が考案され
ている。さらに最近、アプライド・フィジクス・レター
ズ、６８巻、２５号の３５３１頁から３５３３頁（Ａｐ
ｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｓ，Ｖｏｌ．
６８，Ｎｏ．２５，ｐｐ．３５３１−３５３３，１９９
６）には、Si基板に緩衝ふっ酸液によるエッチング技術
を用いて、実際にカンチレバー先端にピンホールをあ
け、金属を堆積して微細なピンホールを形成し、これに
He-Neレーザビームを集光して、ピンホールから近接場
光を発生させ、これを用いて約100nmの分解能を得てい
る。この場合、カンチレバーの変位の検出には、やはり
光てこ方式が用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例に
は以下のような課題がある。

【０００４】上記、第一の従来例に関しては、まず第一
に、上記従来例が光ファイバの先端をコーン状に加工
し、その先端の数１０ｎｍの領域以外を金属の被膜で覆
ったプローブを用いていることである。従来、近接場光
を光記録のみならず計測など様々の分野に応用する場
合、このようなプローブが用いられてきた。しかし、こ
のようなプローブには、いくつかの問題があることが、
近年明らかになってきた。例えば、ウルトラマイクロス
コピー、６１巻の１７９頁から１８５頁（Ｕｌｔｒａｍ
ａｉｃｒｏｓｃｏｐｙ，Ｖｏｌ．６１，ｐｐ．１７９−
１８５，１９９５）に記載されているように、このよう
なプローブを用いた場合、光ファイバに入力された光パ
ワーのうちほとんどが、プローブ先端の長さ１０ミクロ
ンの部分で被服金属膜に吸収されて失われ、それが熱エ
ネルギーに変換されて、発熱を生じる。この発熱は、プ
ローブ先端部で集中的に起こり、かつプローブ自体が石
英という熱伝導率の大きくない材料で形成されているた
め、熱の拡散が起こり難く、プローブ先端部分の温度の
みが、きわめて高くなってしまう。このため、プローブ
を被覆している金属が溶融し、プローブが損傷するとい
った問題が生じる。また、金属が溶融するまでの温度上
昇がない場合でも、先端部が加熱された結果、実効的に
開口の大きさが増大したり、金属反射率が低下したりす
る現象が生じ、プローブの光透過率、分解能などの基本
的な特性が変化してしまうという問題があった。

【０００５】また第二に、上記ファイバプローブは、作
製の再現性が十分でないという問題があげられる。従
来、上記プローブは、光ファイバをフッ酸とヨウ化アン
モニウムの緩衝エッチング液で先鋭化するか、または光
ファイバをヒートプルして先鋭化したのち、先端部に金
属を蒸着し、最後にエッチング等の方法で、金属被膜に
微小開口を形成するという行程で作製されていた。しか
し、エッチングなどにより微小開口を作製するという方
法では、僅かの作製条件の差で、開口径のばらつきが生
じ、再現性や、大量生産にも適さないという問題があっ
た。

【０００６】第３に、ファイバプローブを用いているた
め、基板とプローブの距離をスキャニング・フォース顕
微鏡を用いて、極めて精密に制御する必要があるため、
例えば光情報を記録したディスクを高速に回転した場
合、ディスクの偏心によって生じる高い周波数の基板と
プローブの距離の変動を制御しきれないという問題があ
る。

【０００７】更に特開平３ー１７１４３４号公報やそれ
を実際に実現したアプライド・フィジクス・レターズ、
６８巻、２５号の３５３１頁から３５３３頁（Ａｐｐｌ
ｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｓ，Ｖｏｌ．６
８，Ｎｏ．２５，ｐｐ．３５３１−３５３３，１９９
６）の例では、作製プロセスとしてSiの異方性エッチン
グプロセスが用いられており、再現性や大量生産性が改
善され、さらに熱伝導性も、Si基板を用いることで改善
されているが、カンチレバーの変位の検出方法は、前者
はキャパシタンスの変化やレーザ干渉計測が、後者は光
てこ方式が用いられており、いずれも近接場を発生させ
る照射光学系とは別の大がかりな光学系ないしキャパシ
タンス測定系を必要とし、装置が大型化、複雑化すると
いう問題があった。また更に、特開平５ー１４１９６１
号公報では、カンチレバーの変位を検出する方法とし
て、光ファイバ干渉計を用いる方法が用いられている
が、やはり装置が大型化、複雑化するという問題があっ
た。

【０００８】本発明の目的は、熱伝導性がよく、作製再
現性が高く、大量生産に適した近接場光発生用プローブ
を搭載し、かつ小型で簡略な構成の近接場光ヘッドおよ
びそれを用いた光記録再生装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明では、光学的に透
明な探針が光学的に不透明な遮蔽膜で覆われ、かつその
先端部に微小な開口が設けられている近接場光発生用プ
ローブを有する、光学的に透明なカンチレバーと、該近
接場光発生プローブへの照射光を発生する光源と、該光
源から発生した光を該近接場光発生プローブへ導く光学
系と、カンチレバーの変位を検出する光を発生する光源
と、該光源で発生せしめられた光をカンチレバーへ導く
光学系とを有する近接場光ヘッドにおいて、近接場光発
生プローブへの照射光の波長と、カンチレバーの変位検
出光の波長が異なるものとすることにより、両者の集光
する位置をことなからしめる。さらに、上記の近接場光
ヘッドにおいて、少なくとも、近接場光発生プローブへ
の照射光とカンチレバーの変位検出光が共通の集光手段
により近接場発生用の微小な開口およびカンチレバー上
に集光することにより、近接場光発生用の照射光学系と
カンチレバーの変位検出光学系とを共通化して、装置の
小型化を図る。さらに近接場光発生プローブへの照射光
の波長がカンチレバーの変位検出光より長くすること
で、近接場光発生プローブへの照射光学系の集光位置
を、カンチレバーの変位検出光学系の集光位置より遠ざ
け、前者を微小開口部へ、後者をカンチレバーの背面
に、それぞれ集光せしめるようにする。さらに、近接場
光ヘッドにおいて、カンチレバーの微小開口が形成され
ている面とは反対の面に、近接場光発生プローブへの照
射光を透過させ、カンチレバーの変位検出光を反射させ
しめるコーティングを施し、光利用効率を高める。また
近接場光ヘッドにおいて、カンチレバーの微小開口が形
成されている面とは反対の面と、近接場光を発生させし
める微小開口との垂直距離Ｈを、すくなくとも、（数
１）を満足する値とすることにより、近接場発生光とカ
ンチレバーの変位検出光のクロストークを防止する。

【００１０】

【数１】

【００１１】ただし、Ｌは変位検出光の波長、ＮＡはレ
ンズの開口数。

【００１２】さらにまた、近接場光ヘッドにおいて、カ
ンチレバーの変位を検出する方法として、光記録再生装
置ヘッドで用いられる焦点誤差検出方式、たとえば、非
点収差法、またはナイフエッジ法のいずれかが用い、光
てこ方式やファイバ干渉方式など大がかりな光学系を用
いることなく、カンチレバーの変位を検出する。

【００１３】さらにまた、近接場光ヘッドにおいて、カ
ンチレバーと、近接場光発生プローブへの照射光および
カンチレバーの変位検出光の集光手段との相対位置を補
正する可動機構を設けることにより、装置組立時のカン
チレバーと近接場光発生プローブへの照射光およびカン
チレバーの変位検出光の収束光の位置のずれを補正でき
るようにする。

【００１４】さらにまた、近接場光ヘッドが、近接場光
発生プローブへの照射光およびカンチレバーの変位検出
光の集光手段との相対位置を補正する可動手段を、近接
場光発生プローブへの照射光およびカンチレバーの変位
検出光の集光手段と光記録媒体の相対位置を補正する可
動機構の可動部に設置して、光ヘッドの動作中は、カン
チレバーと集光手段が一体となって移動できるようにす
る。

【００１５】さらにまた、近接場光ヘッドにおいて、す
くなくとも近接場光発生プローブへの照射光およびカン
チレバーの変位検出光の集光手段と、集光手段と光記録
媒体の相対位置を補正する可動機構と、カンチレバーと
近接場光発生プローブへの照射光およびカンチレバーの
変位検出光の集光手段との相対位置を補正する可動手段
とを、近接場光ヘッドを構成する他の構成要素から分離
し、近接場光発生プローブを記録媒体の所定の位置にア
クセスせしめる可動機構上に搭載して、可動部を軽量化
し、高速のアクセスを可能ならしめる。

【００１６】さらにまた、以上の構造を有する近接場光
ヘッドと記録媒体とで、光情報記録再生装置を構成す
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて説明する。

【００１８】図１は本発明の近接場光ヘッドの一実施例
であり、図１（ａ）はヘッド全体を上から見た図であ
り、図１（ｂ）は、前記ヘッドの分離可動部の断面図、
光記録媒体、および検出光学系を示したものである。図
１（ａ）において、１は近接場光ヘッドにおいて、情報
アクセス時に実際に移動する可動部分を表す。２は反射
プリズム、３は近接場光ヘッドの固定部を表す。４は長
波長のレーザ光用の偏光ビームスプリッタ、５および２
１は短波長のレーザ光を遮光し長波長の光を透過させる
フィルタ、６はコリメートレンズ、７は長波長（例えば
波長７８０ｎｍ）の半導体レーザ、８はハーフミラー、
９は集光レンズ、１０はシリンドリカルレンズ、１１は
カンチレバー変位を検出するディテクタ、１４は短波長
（例えば波長６８０ｎｍ）の半導体レーザ、１２は長波
長のレーザ光３０をカットし、短波長のレーザ光２９の
みを通すフィルタ、１３はレーザ光をコリメートするレ
ンズである。さらに、図１（ｂ）において、１５は先端
に金属膜にあけられた微小開口１７を有する突起１６が
形成されたカンチレバー、１８は微小開口１７により発
生させられた近接場光、１９は記録媒体、２０は集光レ
ンズ、２２は媒体からの信号を検出する光電子倍増管、
２３はカンチレバー１５を位置合わせするために用いら
れるアクチュエータ、２４は対物レンズ２７を保持する
保持部、２５は対物レンズ２７を移動させるレンズアク
チェータ、２６は対物レンズ筒体２８を保持する板バ
ネ、２９は短波長の光、３０は長波長の光を表してい
る。

【００１９】以下、本実施例について詳細に説明する。
本実施例では、異なった２つの波長の光、２９および３
０を、それぞれカンチレバーの変位の検出と、近接場光
の発生および媒体への信号記録および再生に使用する。

【００２０】まず、長波長のレーザ光（例えば波長７８
０ｎｍ）３０は、近接場光の発生および媒体信号の記
録、再生に使用される。半導体レーザ７は、紙面に垂直
な方向に偏光方向を持つように設置されている。半導体
レーザ７から出射した波長７８０ｎｍのレーザ光は、コ
リメートレンズ６により平行光に変換され、レーザへの
短波長のレーザ光の戻り光を防ぐフィルタ５を透過した
のち、偏光ビームスプリッタ４を、紙面と垂直な方向に
偏光しているため透過し、分離可動部１に導かれる。分
離可動部１に導かれた長波長のレーザ光３０は、プリズ
ム２によって９０度光路を変化させられ、対物レンズ２
７で、カンチレバー１５の先端に形成された微小開口１
７上に収束される。収束された光は金属膜でほとんど反
射されるが、その一部は微小開口１７から近接場光１８
として漏れだし、媒体１９と相互作用する。記録時は、
半導体レーザ７の出力パワーを変調し、近接場光１８の
パワーを変調して、情報の記録を行う。再生時は半導体
レーザのパワーを一定とし、近接場光１８と記録マーク
との相互作用の結果変調された光を、集光レンズ２０で
集光し、フィルタ２１で混じっている短波長のレーザ光
２９の成分を取り除き、光電子倍増２２にて、再生信号
として検出する。

【００２１】一方、短波長のレーザ光（例えば波長６８
０ｎｍ）２９は、カンチレバーの変位の検出に用いられ
る。半導体レーザは１４は、やはり紙面と平行な方向に
偏光方向を持つように設置されている。半導体レーザ１
４から出射したレーザ光は、コリメータレンズ１３で平
行光にコリメートされ、ハーフミラー８を透過し、紙面
と平行な偏光方向を持つが故に、偏光ビームスプリッタ
４で反射し、分離可動部１に導かれる。分離可動部に導
かれた短波長のレーザ光２９は、プリズム２によって９
０度光路を変化させられ、対物レンズ２７で、カンチレ
バー１５の裏面、すなわち近接場光１８発生用の微小開
口１７が形成された突起１７が形成された面と反対側の
面に収束される。カンチレバーの裏面で反射した短波長
レーザ光２９は、再び対物レンズ２７を通り、プリズム
２で反射し、固定部３へ導かれ、偏光ビームスプリッタ
４で反射し、フィルタ１２で長波長のレーザ光３０が取
り除かれた後、ハーフミラー８で反射して、検出部に導
かれる。本実施例では、カンチレバーの変位の検出に、
光ディスク装置で焦点誤差を検出する方式として用いら
れている非点収差法を用いているので、ハーフミラーで
反射した光は、集光レンズ９および非点収差を与えるシ
リンドリカルレンズ１０を透過したのち、４分割光検出
器１１で、カンチレバー変位が検出される。なお、本実
施例では、焦点誤差検出方法として、非点収差法を用い
た例を示したが、焦点誤差検出方法としてナイフエッジ
法など、他の方法を用いても、まったく同様の効果が期
待できる。

【００２２】次に、図２を用いて、近接場光の発生およ
びカンチレバーの変位の検出について説明を行う。図２
は、カンチレバー１５の先端部分の拡大図である。長波
長のレーザ光３０は、対物レンズ２７で集光され、カン
チレバー１５の先端に形成された微小開口１７上に収束
される。カンチレバー１５の先端に形成された四角錐の
部分の高さは、例えば６ミクロン程度である。対物レン
ズ２７として、例えば、従来から用いられている非球面
ガラスレンズを使用する場合、ガラスの屈折率が光波長
によって異なるので、使用する光の波長によって、レン
ズ焦点距離が異なる。長波長のレーザ光の波長を７８０
ｎｍ、短波長のレーザ光の波長を６８０ｎｍとすると、
例えば開口数0.5の対物レンズを用いる場合、焦点距離
は約５ミクロン短くなるから、短波長のレーザ光２９
を、同一の対物レンズで集光した場合、レーザ光２９は
ちょうどカンチレバー１５の裏面に、図２のごとく集光
され、２つの波長の異なったレーザ光の集光位置を分離
することができる。このような二つのレーザ光の集光位
置をどのように分離するかは、近接場光による媒体から
の信号光およびカンチレバーの変位検出光の信号対雑音
比を向上するために重要である。本発明では、両者を共
通の対物レンズで集光し、両者に対する焦点距離の違い
を用いて分離する方式であるが、どの程度の焦点距離の
差があればよいかが重要なパラメータとなる。ボルン、
ウオルフ著の「光学の理論」（東海出版会）の第８章、
６６０頁によれば、レンズで集光された光の光軸にそっ
た強度分布は、（数２）で表される。

【００２３】

【数２】

【００２４】（数２）の右辺の関数の第１のゼロ点の位
置は、例えば上記のように開口数0.5の対物レンズを用
いると、光波長の８倍ということになる。使用するレー
ザ光の波長を、７８０ｎｍおよび６８０ｎｍよすれば、
この距離は6.24および5.44ミクロンとなるから、上記の
四角錐の高さ６ミクロンは妥当な値であり、これによっ
て、短波長の光２９の長波長の光３０へのクロストーク
を抑止でき、近接場光の信号対雑音比を向上できる。一
般的に、（数２）の第一のゼロ点は±２ｌ／（ＮＡ）²
で与えられるから、短波長の光２９と長波長の光３０の
集光点が±２ｌ／（ＮＡ）²以上離れる、すなわち（数
１）を満たすように光学系を設計し、カンチレバー１５
の突起を設計すれば、クロストークを十分抑止できるこ
とが分かる。さらに、カンチレバー１５の裏面に波長６
８０ｎｍのレーザ光２９を反射し、波長７８０ｎｍのレ
ーザ光３０を透過するようなコーティングを施し、波長
７８０ｎｍのレーザ光は１００％近接場光１８の発生に
使用できるようにすれば信号対雑音比はさらに向上させ
しめられるとともに、６８０ｎｍのレーザ光は反射させ
てカンチレバー１５の変位の検出のみに用いることがで
きる。カンチレバー１５の先端に形成された微小開口１
７上に収束された長波長のレーザ光３０も、ほとんどは
四角錐面、および表面に形成された金属膜によってほと
んど反射されるが、一部は微小開口１７から近接場光１
８となって射出する。この近接場光が、前述のように、
媒体への信号の記録や再生を担う。

【００２５】カンチレバー１５をレーザ光２９、３０の
集光位置に合わせてとりつけるのは容易でない。なぜな
ら、その取り付け精度として１ミクロン以下の精度が要
求されるからである。したがって、本実施例では、レー
ザ光２９を発光させた状態で顕微鏡下で概略の位置合わ
せをしカンチレバー１５をアクチュエータ２３にとりつ
けた後、アクチュエータ２３を駆動しながら、検出器１
１で検出される光パワーが最大になるように、カンチレ
バー１５の位置を調整する機構を有している。このアク
チュエータ２３を用いた最終的なカンチレバー１５の位
置調整を用いることにより、カンチレバー取り付け時の
位置合わせ精度を緩和できるとともに、光ヘッド毎の光
軸の微妙なずれやカンチレバーの寸法ばらつきなどによ
る、長波長の光３０および短波長の光２９の集光位置
と、カンチレバーの裏面や近接場光１８発生用微小開口
１７との位置ずれを調整できるという効果がある。

【００２６】次に、媒体ディスクが上下に振動したり、
媒体表面に凹凸があった場合のカンチレバーの上下振動
に対するサーボについて説明する。図３は、媒体ディス
クが上下に振動した場合の、サーボ動作を示す。図３
（ａ）のように媒体ディスクが上下動すると、それにつ
れてカンチレバー１５が上下する。この上下変位は、非
点収差法による焦点誤差として光検出器１１によって検
出される。この信号は、対物レンズ２７のアクチュエー
タ２５ヘ伝えられ、図３（ｂ）のように、焦点誤差がゼ
ロとなるように、対物レンズ２７の位置を補正する。こ
のときカンチレバー１５は、対物レンズとともに移動す
る可動部にとりつけられ、これにより、カンチレバーは
対物レンズと常に一定の相対位置にあるようにサーボが
かけられることになる。上記ディスクの上下振動は、例
えば通常の光ディスクの回転数3600rpmを想定すれば、
その周波数は高々60Hzであるから、レンズアクチェータ
２５のサーボ帯域で十分に対応できる。

【００２７】媒体表面の微小凹凸に対しては以下のよう
な動作となる。例えば、媒体用のディスクとして、磁気
ディスクで使用されているガラスディスクを想定する
と、その表面に高さ数から数１０ｎｍ程度の微小な凹凸
が残存する可能性がある。前記の回転数で中心から２０
ｍｍの位置にヘッドがある場合、その位置におけるディ
スクの周速は約７．５ｍ／秒である。カンチレバー１５
の共振周波数は、カンチレバーの長さ、厚さなどのディ
メンジョンによって決まるが、例えば、長さ１２．５ミ
クロン、四角錐の部分の高さ５ミクロンの二酸化シリコ
ン製のカンチレバーの場合、共振周波数は約４ＭＨｚで
あり、バネ定数は約２Ｎ／ｍである。このカンチレバー
に10^-7Ｎ程度の荷重をかけると、約４倍程度大きくなる
から、共振周波数は１５ＭＨｚ程度にすることができ
る。したがって、上記の周速のディスク上では、周波数
１５ＭＨｚ以下の凹凸（周期が約５００ｎｍ以上の凹凸
に相当する）に対しては、カンチレバー１５のスプリン
グが追従し問題はない。一方この周波数帯域では、前記
対物レンズのアクチェータ２５は応答しないが、前記凹
凸の高さは、数から１０ｎｍの程度であり、対物レンズ
２７で集光された光の焦点深度内にあるので、近接場発
生用の光３０、カンチレバー変位検出光２９とも、それ
ぞれ微小開口、カンチレバー上に集光され、問題は生じ
ない。さらに、周波数１５ＭＨｚ以上の凹凸（周期が約
５００ｎｍ以下の凹凸に相当する）に対しては、カンチ
レバーのスプリングは応答しないが、この周期の凹凸は
１０ｎｍ以下の非常に小さな振幅であるため、近接場光
１８は、開口位置から、微小開口１７の大きさ程度の距
離まで強度がほとんど減衰しないという特徴から、信号
の記録再生には問題は生じない。

【００２８】以上のように本発明によれば、カンチレバ
ー１５を応用した記録再生用の近接場光発生プローブへ
の照射光の波長３０と、カンチレバー１５の変位検出光
２９の波長が異なるものとすることにより、両者の集光
する位置をことなからしめ、かつ、前記近接場光発生プ
ローブへの照射光３０と前記カンチレバーの変位検出光
２９を共通のレンズ２７により近接場発生用の微小開口
１７およびカンチレバー上に集光することにより、近接
場光発生用の照射光学系とカンチレバーの変位検出光学
系とを共通化して、装置の小型化を図れるという効果が
ある。さらにまた、前記近接場光ヘッドにおいて、前記
カンチレバーの変位を検出する方法として、光記録再生
装置ヘッドで用いられる焦点誤差検出方式を用いること
により、装置の一層の小型化、簡略化を図れ、実用上現
実的な近接場光ヘッドを提供できるという効果がある。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、装置の小型化、簡略化
が図れ、実用上現実的な近接場光ヘッドを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す図で、（ａ）はヘッド
全体を上から見た図であり、（ｂ）は、前記ヘッドの分
離可動部の断面図、光記録媒体、および検出光学系を示
した図。

【図２】近接場光プローブ付近の拡大図。

【図３】媒体ディスクが上下に振動した場合のサーボ動
作を示した図で、（ａ）は媒体ディスクが上下振動した
場合のカンチレバーの動きと検出される信号を、（ｂ）
はサーボ動作により対物レンズやカンチレバーを含む可
動部がどのように動くかを説明する図。

【符号の説明】

１…分離可動部、２…反射プリズム、３…近接場光ヘッドの固定部、４…長波長のレーザ光用の偏光ビームスプリッタ、５、２１…短波長のレーザ光を遮光し長波長の光を透過
させるフィルタ、６…コリメートレンズ、７…長波長の半導体レーザ、８…ハーフミラー、９…集光レンズ、１０…シリンドリカルレンズ、１１…カンチレバー変位を検出するディテクタ、１２…長波長のレーザ光をカットし短波長のレーザ光の
みを通すフィルタ、１３…コリメートレンズ、１４…短波長の半導体レーザ、１５…カンチレバー、１６…突起、１７…微小開口、１８…近接場光、１９…記録媒体、２０…集光レンズ、２１…短波長の光をカットするフィルタ、２２…光電子倍増管、２３…カンチレバーを位置合わせするために用いられる
アクチュエータ、２４…対物レンズ保持部、２５…対物レンズアクチェータ、２６…板バネ、２７…対物レンズ、２８…レンズ筐筒、２９…短波長の光、３０…長波長の光、３１…支柱。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小柳肇埼玉県比企郡鳩山町赤沼2520番地株式会社日立製作所基礎研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】微小な開口が設けられた近接場光発生用プ
ローブを先端に有するカンチレバーと、前記近接場光発
生プローブに照射される照射光を発する第１の光源と、
前記カンチレバーの変位を検出するための変位検出光を
発する第２の光源と、を有し、前記照射光の波長と前記
変位検出光の波長とが異なることを特徴とする近接場光
ヘッド。
【請求項２】請求項１記載の近接場光ヘッドにおいて、
前記照射光と前記変位検出光を、前記近接場発生用プロ
ーブの開口およびカンチレバー上に集光する集光手段を
有することを特徴とする近接場光ヘッド。
【請求項３】請求項２記載の近接場光ヘッドにおいて、
前記照射光の波長が前記変位検出光の波長より長いこと
を特徴とする近接場光ヘッド。
【請求項４】請求項１から３のいずれかに記載の近接場
光ヘッドにおいて、前記カンチレバーの前記開口が形成
されている面とは反対の面に、前記照射光を透過し前記
変位検出光を反射するコーティングを有することを特徴
とする近接場光ヘッド。
【請求項５】請求項１から４のいずれかに記載の近接場
光ヘッドにおいて、前記集光手段がレンズを有し、前記
カンチレバーの前記開口が形成されている面とは反対の
面と前記開口の断面との垂直距離Ｈが、前記変位検出光
の波長Ｌと前記レンズの開口数ＮＡに対して、Ｈ≧２Ｌ／（ＮＡ）²・・・・・・・・・・・・・・（数１）（数１）を満足することを特徴とする近接場光ヘッド。
【請求項６】請求項１から５のいずれかに記載の近接場
光ヘッドにおいて、前記カンチレバーの変位を検出する
方法として、光記録再生装置ヘッドで用いられる焦点誤
差検出方式が用いられていることを特徴とする近接場光
ヘッド。
【請求項７】請求項６記載の近接場光ヘッドにおいて、
前記焦点誤差検出方式として、非点収差法、またはナイ
フエッジ法のいずれかが用いられていることを特徴とす
る近接場光ヘッド。
【請求項８】請求項７記載の近接場光ヘッドにおいて、
前記集光手段と光記録媒体の相対位置を補正する可動機
構と、前記カンチレバーと前記集光手段との相対位置を
補正する可動手段と、を有し、前記可動手段が、前記可
動機構により変位する可動部分に設置されていることを
特徴とする近接場光ヘッド。
【請求項９】請求項７記載の近接場光ヘッドにおいて、
前記集光手段、前記可動機構、および前記可動手段が、
前記第１の光源と第２の光源を保持する固定部から分離
されて前記近接場光発生プローブを記録媒体の所定の位
置にアクセスさせる第２の可動機構の上に設置されてい
ることを特徴とする近接場光ヘッド。
【請求項１０】波長の異なる第１と第２のレーザ光を発
する光源と、前記第１と第２のレーザ光を集光するレン
ズと、微小な開口が設けられた近接場光発生用プローブ
を先端に有するカンチレバーと、前記レンズにより集光
されたのち前記カンチレバーにより反射された前記第１
のレーザ光を検出して前記カンチレバーの変位を検出す
る変位検出手段と、を有し、前記レンズにより集光され
た前記第２のレーザ光が前記開口を通過して近接場光を
発生することを特徴とする近接場光ヘッド。
【請求項１１】請求項１から９のいずれかに記載の近接
場光ヘッドと、光記録媒体からなる光情報記録再生装
置。