WO2011036974A1 - 光学素子及び光記録ヘッド - Google Patents

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WO2011036974A1
WO2011036974A1 PCT/JP2010/064457 JP2010064457W WO2011036974A1 WO 2011036974 A1 WO2011036974 A1 WO 2011036974A1 JP 2010064457 W JP2010064457 W JP 2010064457W WO 2011036974 A1 WO2011036974 A1 WO 2011036974A1
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optical element
optical
light
incident
light source
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PCT/JP2010/064457
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English (en)
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真奈美 杭迫
泰宏 斉木
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コニカミノルタオプト株式会社
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    • G11B2005/0002—Special dispositions or recording techniques
    • G11B2005/0005—Arrangements, methods or circuits
    • G11B2005/0021—Thermally assisted recording using an auxiliary energy source for heating the recording layer locally to assist the magnetization reversal

Definitions

  • the present invention relates to an optical element and an optical recording head.
  • Thermally assisted magnetic recording is a method of facilitating writing by a magnetic field by lowering the coercive force by heat.
  • optically assisted magnetic recording uses light as a heating means, it is similar to recording on a magneto-optical disk (MO).
  • MO magneto-optical disk
  • optically assisted magnetic recording is much smaller for each data section, and it is necessary to apply a magnetic field while warming the medium with light, so that the optical recording head and the magnetic head need to be close to each other.
  • the optical recording head portion that can be used for the optically assisted magnetic recording head needs to be much smaller than the recording head corresponding to the MO.
  • the optical head described in Patent Document 1 includes a reflecting surface that has a part of a rotating paraboloid in order to collect light.
  • the optical head described in Patent Document 2 includes a reflecting surface having a part of a spheroid for condensing light.
  • the rotating paraboloid and the ellipsoid used as the reflecting surfaces described in Patent Document 1 and Patent Document 2, respectively, can in principle focus without aberration.
  • Patent Documents 1 and 2 do not describe a method for suppressing a decrease in light utilization efficiency due to the above-described arrangement error.
  • the size of the slider is standardized as an International Disk Drive Association (IDEMA, International Disk Drive Equipment and Materials Association) standard.
  • IDEMA International Disk Drive Equipment and Materials Association
  • mini slider micro slider
  • nano slider nano slider
  • pico slider and femto slider.
  • Table 1 shows the size (size) and mass of these sliders.
  • the disks are arranged in multiple layers or housed in as small a housing as possible. It is also necessary to increase the spatial density. For example, assuming a multi-layer disk arrangement, the distance between the disks is required to be as small as possible, and the thickness of the optical recording head including the slider thickness shown in Table 1 is preferably about 1 mm or less. ing.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a small optical element with high light efficiency and an optical recording head using the optical element.
  • the optical element mounted on a slider that irradiates a recording medium with light guided from a light source and moves relative to the recording medium
  • the optical element is A fixing portion on which the light source is positioned and fixed; An incident surface on which light emitted from the light source fixed to the fixing portion is incident on the inside of the optical element;
  • a deflecting condensing surface having an optical power for converging light incident from the incident surface and deflecting toward a bottom surface of the optical element facing the slider;
  • the deflection condensing surface is either a spheroidal surface or a similar surface or a rotating parabolic surface or a similar surface,
  • the optical element, wherein the fixed portion, the incident surface, and the deflection condensing surface are integrally formed of a material that transmits the light.
  • the fixing portion is provided in a recess in which the opposite direction of the bottom surface is opened, one end is opened and the other end is closed, 3.
  • the optical element according to 1 or 2, wherein the incident surface is provided at the other end of the recess.
  • the light deflected by the deflecting and condensing surface is emitted in a direction substantially perpendicular to the bottom surface,
  • optical element according to any one of 1 to 8,
  • the light source fixed to the fixing part;
  • An optical recording head comprising: the slider for holding the optical element.
  • the optical element of the present invention is small in size, the light source can be accurately arranged on the deflecting and condensing surface, and the light from the light source can be focused while suppressing the occurrence of aberrations.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an optically assisted magnetic recording head having a magnetic recording element in the optical recording head.
  • FIG. It is a perspective view of the optical element which an optical recording head has. It is an optical cross section of an optical element. 5 is an optical cross section of an optical element in which a semiconductor laser is disposed as a light source in the optical element of FIG. It is an optical cross section of another example of an optical element. It is an optical cross section of another example of an optical element.
  • FIG. 8 is an optical cross section of an optical element having the same incident surface and deflecting condensing surface as in FIG. 7, in which an optical fiber having a lens at the tip is arranged.
  • the optically assisted magnetic recording head according to an embodiment of the present invention and an optical recording apparatus including the same will be described, but the present invention is not limited to the embodiment.
  • the optical recording head of the present embodiment can be applied to recording on an optical recording medium instead of a magneto-optical recording medium.
  • the same or corresponding parts in the respective embodiments are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted as appropriate.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of an optical recording apparatus (for example, a hard disk apparatus) equipped with an optically assisted magnetic recording head according to an embodiment of the present invention.
  • the optical recording apparatus 100 includes the following (1) to (6) in the housing 1. (1) Recording disk (recording medium) 2 (2) Suspension 4 provided to be pivotable in the direction of arrow A (tracking direction) with support shaft 5 as a fulcrum. (3) Tracking actuator 6 attached to the suspension 4 (4) Optically assisted magnetic recording head attached to the tip of the suspension 4 (hereinafter referred to as the optical recording head 3) (5) Motor for rotating the disk 2 in the direction of arrow B (not shown) (6) Control unit 7 for controlling the tracking actuator 6, motor, recording, and the like.
  • the optical recording apparatus 100 is configured so that the optical recording head 3 can move relatively while flying over the disk 2.
  • FIG. 2 shows an example of the optical recording head 3 in a cross-sectional view along the direction in which the disk 2 moves relatively as the disk 2 rotates.
  • the optical recording head 3 is an optical recording head that uses light for information recording on the disk 2, and includes an optical element 14 and a slider 15.
  • the slider 15 floats on the disk 2, and the optical element 14 is disposed on the surface of the slider 15 opposite to the surface facing the disk 2.
  • FIG. 3 is a perspective view of the optical element 14 in FIG. 2 as viewed from above the side on which the optical fiber 11 is fixed. 4 shows the optical element 14, the optical fiber 11, and the optical path of the light emitted from the optical fiber 11 in FIG.
  • the optical element 14 is made of a material that transmits light emitted from the optical fiber 11 that is a light source, and includes a fixing portion 14d provided in the recess 14b, an incident surface 14c, and a deflection condensing surface 14a.
  • One end of the recess 14b is opened and the other end is closed, the opposite side of the bottom surface 14h that is a mounting surface for the slider 15 is opened, and the other end that is closed has an incident surface 14c.
  • the fixing portion 14d can position and fix the optical fiber 11, and light emitted from the optical fiber 11 fixed to the fixing portion 14d enters the optical element 14 from the incident surface 14c.
  • the deflecting and condensing surface 14a deflects the light incident on the inside of the optical element 14 from the incident surface 14c toward the slider 15, and condenses and condenses the incident end surface of the optical waveguide 16 in contact with the bottom surface 14h of the optical element 14.
  • 16a has an optical power for forming a light spot.
  • the incident surface 14c has an optical power for focusing the light emitted from the optical fiber 11.
  • the optical fiber 11 is a light guide provided with a core and a clad having a refractive index difference in the radial direction of the cross section, but is not limited thereto, and is refracted in the radial direction of the cross section like a polymer optical waveguide. It is also possible to use a light guide that does not have a rate difference.
  • the slider 15 guides light having a light spot formed on the incident end face 16a and emits the light toward the disk 2, and a magnetic recording unit 17 that writes magnetic information to a recording portion of the disk 2. And a magnetic reproducing unit 18 for reading magnetic information recorded on the disk 2.
  • the magnetic reproducing section 18, the optical waveguide 16, and the magnetic recording section 17 are arranged in this order from the entry side to the withdrawal side ( ⁇ direction in the figure) of the recording area of the disk 2. Not exclusively. Since the magnetic recording unit 17 only needs to be positioned immediately after the exit side of the optical waveguide 16, for example, the optical waveguide 16, the magnetic recording unit 17, and the magnetic reproducing unit 18 may be arranged in this order.
  • Examples of the wavelength of light emitted from the optical fiber 11 include a wavelength band from red to near-infrared from about 630 nm to 830 nm emitted from a semiconductor laser, but are not limited to these wavelengths.
  • the light deflected and collected by the deflecting and condensing surface 14a forms a light spot on the incident end face 16a of the optical waveguide 16, and is guided through the optical waveguide 16 and emitted from the optical recording head 3 toward the disk 2. To do. From the viewpoint of optical coupling efficiency, it is desirable that the optical axis of the light beam incident on the optical waveguide 16 is perpendicular to the incident end face 16a.
  • the light is deflected by the deflecting and condensing surface 14a and faces the slider 15.
  • the optical axis of light emitted from the bottom surface 14h is perpendicular to the bottom surface 14h.
  • the slider 15 moves relative to the disk 2 that is a magnetic recording medium while flying, but there is a possibility of contact when there is dust attached to the disk 2 or when the disk 2 is defective.
  • a hard material having high wear resistance As the material of the slider.
  • AlTiC, zirconia, TiN or the like of a ceramic material containing Al 2 O 3 may be used.
  • a surface treatment may be performed on the surface of the slider 15 on the disk 2 side in order to increase wear resistance.
  • a DLC Diamond Like Carbon
  • the surface of the slider 15 facing the disk 2 has an air bearing surface (also referred to as an ABS (Air Bearing Surface) surface) for improving the flying characteristics.
  • the flying of the slider 15 needs to be stabilized in the state of being close to the disk 2, and it is necessary to appropriately apply a pressure for suppressing the flying force to the slider 15.
  • the suspension 4 fixed on the optical element 14 has not only a function of tracking the optical recording head 3 but also a function of appropriately applying a pressure for suppressing the flying force of the slider 15.
  • the optical element 14 will be described below with reference to FIGS.
  • the recess 14b of the optical element 14 is provided with a fixing portion 14d.
  • the fixing portion 14d has a structure capable of accurately positioning and fixing the optical fiber 11 with respect to the deflecting and condensing surface 14a. I have.
  • the fixing portion 14d includes an abutting portion 14d-1 and a groove 14d-2 having a V-shaped cross section.
  • the groove 14d-2 enables the optical fiber 11 having a circular outer periphery to be accurately positioned in the direction perpendicular to the optical axis direction.
  • the cross section of the groove 14d-2 is preferably a shape that supports the outer periphery of the cylindrical shape of the optical fiber 11 at two points. In the embodiment, the shape is a V shape. , Arc shape and the like.
  • the optical fiber 11 is accurately positioned and fixed to the fixing portion 14d, the optical fiber is fixed to the deflecting and condensing surface 14a with high accuracy.
  • the deflection condensing surface 14a is a spheroid or an aspherical surface close to the spheroid (hereinafter referred to as a spheroid), and the focal point F1 of the two focal points F1 and F2 is the light emission position of the optical fiber 11.
  • the focal point F2 is arranged on the optical element 14 so as to be located on the incident end face 16a of the optical waveguide 16.
  • the light emitted from the optical fiber 11 enters the optical element 14 from the incident surface 14c, is deflected in the direction of the slider 15 by the deflecting condensing surface 14a, and is incident on the incident end surface 16a of the optical waveguide 16 included in the slider 15. It is focused on.
  • the condensing and deflecting surface 14a which is a spheroidal surface, can form a good light spot at the focal point F2 while deflecting incident light and sufficiently suppressing the occurrence of aberrations without depending on the wavelength of light used. it can. Although aberration occurs at the incident surface 14c, the generated aberration can be sufficiently reduced by not providing optical power to the incident surface 14c or by suppressing the optical power.
  • the light emitted from the optical fiber 11 that is accurately positioned on the fixed portion 14d with respect to the deflecting and condensing surface 14a is efficiently condensed on the incident end surface 16a of the optical waveguide 16 of the slider 15.
  • the recess 14b having the fixing portion 14d and the incident surface 14c and the deflecting and condensing surface 14a are disposed on the opposite side of the same bottom surface 14h of the optical element 14, and the recess 14b is located on the opposite side of the bottom surface 14h. It is open.
  • a structure for forming the fixing portion 14d, the incident surface 14c, and the deflection condensing surface 14a is provided on one mold, and the bottom surface is provided on the other mold.
  • molds can be provided. Therefore, in the optical element 14, the fixed portion 14d, the incident surface 14c, and the deflecting and condensing surface 14a can be molded with a relative positional relationship with high accuracy, and the configuration of a molding die for molding them can be simplified.
  • the recess 14b is open on the opposite side of the bottom surface 14h, the work of fixing the optical fiber 11 to the fixing portion 14d is easy.
  • the incident surface 14c is preferably inclined from the direction perpendicular to the bottom surface 14h toward the deflecting and condensing surface 14a, which is the direction in which light incident on the incident surface 14c travels. By tilting the incident surface 14c in this way, the optical element 14 molded with the molding die can be easily taken out from the molding die.
  • the incident surface 14c When the incident surface 14c is tilted as described above, it is preferable to tilt the light incident on the incident surface 14c so that the light is incident perpendicular to the incident surface 14c in order to suppress the occurrence of aberrations on the incident surface 14c.
  • the optical fiber 11 In the optical fiber 11, in order to tilt the optical axis of the incident light on the incident surface 14c, the optical fiber 11 itself is not tilted, and the exit surface at the tip of the optical fiber 11 is cut obliquely as shown in FIG. It can respond by.
  • the light emitted from the optical element 14 can be changed to the bottom surface by devising the arrangement or the like so that the deflection angle on the deflecting and condensing surface 14a becomes an obtuse angle. It can be perpendicular to 14h.
  • the optical element 14 is integrally provided with a fixed portion 14d of the optical fiber 11, an incident surface 14c, and a deflecting and condensing surface 14a, and these can be molded by a single mold. Therefore, the optical element 14 can be made sufficiently small, and the optical fiber 11 is accurately positioned and fixed to the fixing portion 14d without requiring other components. Then, the light emitted from the optical fiber 11 is sufficiently condensed with the aberration being sufficiently suppressed by the deflecting and condensing surface 14a, and a good light spot can be formed on the incident end surface 16a of the optical waveguide 16. .
  • the optical element 14 is small and can be condensed efficiently, and by combining the optical element 14 with the slider 15, the optical recording head 3 having a small size and good optical efficiency can be obtained.
  • the optical recording head 3 can cope with a case where the interval between the media is reduced to about 1 mm when a plurality of discs 2 are mounted in order to realize a large capacity recording apparatus.
  • the incident surface 14c is provided with a diffractive surface having a spherical or aspherical function when using refraction, or similarly having a spherical or aspherical function when using diffraction.
  • the incident surface 14c When the incident surface 14c is provided with positive optical power, it is possible to condense a wider-angle light beam, to efficiently introduce light into the optical waveguide 16, and to determine the position of the deflecting and condensing surface 14a and the optical fiber 11. The tolerance range is relaxed. Further, it is possible to increase the light flux whose angle of the light flux incident on the deflecting and condensing surface 14a is equal to or greater than the critical angle, and further, by applying the reflective reflection coating to the deflecting and condensing surface 14a, the light is efficiently transmitted by the optical waveguide 16. Can be introduced.
  • the optical element 14 can be integrally molded by a molding die, and this integral molding is performed. By doing so, the positional deviation between the optical surfaces can be further reduced. Therefore, even if the optical element 14 has optical power on the incident surface 14c, the optical performance hardly deteriorates.
  • FIG. 5 shows a state in which the optical fiber 11 in FIG.
  • the semiconductor laser 12 if the outer shape of the semiconductor laser 12 is a cylindrical shape such as the optical fiber 11, it can be positioned with high accuracy as described above.
  • the shape is not cylindrical, the structure that can be positioned in the optical axis direction and the direction perpendicular to the abutting portion 14d-1 and the groove 14d-2 that fits the outer shape of the semiconductor laser 12 is fixed. What is necessary is just to provide suitably in the part 14d.
  • the light emitted from the semiconductor laser 12 is tilted downward, it is necessary to tilt the optical axis of the semiconductor laser 12 as shown in FIG.
  • FIG. 6 shows an example of the optical element 14 having no optical power on the incident surface 14c when the semiconductor laser 12 is used as the light source.
  • the deflecting condensing surface 14a is a spheroidal surface
  • the deflecting condensing surface 14a is a rotating paraboloid or an aspherical surface close to a rotating paraboloid (hereinafter referred to as a rotating paraboloid). This example will be described with reference to FIGS.
  • the light incident on the deflecting condensing surface 14a is parallel light.
  • the deflecting and converging surface 14a of the rotating paraboloid into which the parallel light is incident deflects the incident light and sufficiently suppresses the occurrence of aberrations without depending on the wavelength of the light used. In this state, a good light spot is formed at the focal point F3 corresponding to the position of the incident end face 16a of the optical waveguide 16.
  • the optical element 14 shown in FIG. 7 light from the light emission position (light source LS) of the optical fiber 11 is converted into parallel light by the incident surface 14c provided with positive optical power, and this parallel light is deflected and collected.
  • the light is incident on the surface 14a and forms a light spot at the focal point F3.
  • the optical power of the incident surface 14c is suppressed so as not to become too large so that good light condensing performance can be secured, and the distance between the light source LS and the incident surface 14c becomes long.
  • the end portion of the optical fiber 11 has the same optical system as the incident surface 14c and the deflection condensing surface 14a of the optical element 14 in FIG.
  • the lens 11a is provided on the optical fiber 11, and the light emitted from the optical fiber 11 is made to be a substantially divergent light that is slightly divergent.
  • the optical power of the incident surface 14c is suppressed so as not to be too high, and parallel light is introduced into the deflecting and condensing surface 14a, so that a good light spot can be formed at the focal point F3. . Furthermore, the distance between the light source LS and the incident surface 14c is shortened, the optical element 14 is downsized, and a small optical recording head 3 can be configured.
  • the material constituting the optical element 14 is a material that transmits light emitted from the optical fiber 11 or the semiconductor laser 12 that is a light source, and resin molding (such as injection molding, compression molding, transfer molding, and press molding).
  • resin molding such as injection molding, compression molding, transfer molding, and press molding.
  • the optical element 14 is integrated with a fixed portion 14d, an incident surface 14c, and a deflection condensing surface 14a, the entire shape of the optical element 14 is the individual of the fixed portion 14d, the incident surface 14c, and the deflecting condensing surface 14a. It becomes more complicated than the shape. In order to easily manufacture even such a complicated shape, it is preferable to manufacture by a molding method using a fluid material such as thermoplastic, photocuring or thermosetting that is transparent to the wavelength used.
  • the optical recording head 3 becomes high temperature due to heating by optical assist.
  • the optical element 14 is preferably provided with an antireflection coating on the incident surface 14c and an increased reflection coating on the deflecting condensing surface 14a.
  • Materials used for such coatings include TiO 2 , SiO 2 , Al 2 O 3 , MgF 2 , ZrO 2 , TiO 2 + ZrO 2 , SiO, Ta 2 O 5 , HfO 2 or one or more of these materials. Such a mixed material is mentioned.
  • antireflection coating that can be used for the optical element 14 are shown in Tables 2 to 9 below.
  • the top row of each table shows the wavelength of light to be used.
  • the optical element material is indicated by the following: PC is a polycarbonate resin, ZEONEX is a product name of Nippon Zeon Co., Ltd., a cycloolefin polymer resin, and PMMA is an acrylic resin.
  • optical system of the optical element 14 is shown in the following numerical examples 1 to 7.
  • the deflection condensing surface 14a is a spheroid
  • the deflection condensing surface 14a is a paraboloid.
  • FIG. 4 shows an optical path diagram from the light source LS in the numerical examples 1, 2, and 6 to the focal point F2 on the surface S4 that is the image plane.
  • the incident surface 14c has optical power.
  • an optical path diagram from the light source LS to the focal point F2 in Numerical Examples 3, 4, and 5 is shown in FIG.
  • the incident surface 14c does not have optical power.
  • FIG. 7 shows an optical path diagram from the light source LS in Numerical Example 7 to the focal point F3 on the surface S4 that is the image plane.
  • the incident surface 14c has optical power.
  • the materials of Numerical Examples 1 to 6 are all assumed to be PC (polycarbonate), and the material of Numerical Example 7 is assumed to be PMMA (acrylic).
  • FIG. 4 and FIG. 6 show the optical path diagram of the equal magnification system
  • FIG. 7 shows the optical path diagram of the reduction system
  • the incident surface 14c is indicated by the surface S1
  • the deflection condensing surface 14a is indicated by the surface S2.
  • the surface S1 is set as the aperture position
  • a dummy surface S3 is provided. 4 6, and 7, the coordinate system at the position of the light source LS is shown.
  • the optical fiber 11 when the angle at which light is emitted from the optical fiber 11 is set downward, the optical fiber 11 itself may be tilted, but the tip surface may be cut obliquely. Specifically, when the refractive index of the core of the optical fiber 11 is 1.51 and the depression angle is 5 °, the optical fiber 11 is cut at an angle of 9.67 ° from the direction perpendicular to the optical axis, and the refractive index of the core is 2.0. When the depression angle is 5 °, it may be cut by tilting 4.97 °.
  • the spheroidal surfaces of the deflecting and condensing surfaces of Numerical Examples 1 to 6 have a shape represented by the following equation (1).
  • Z ⁇ A m, n ⁇ X m ⁇ Y n (1)
  • the coordinate system of X, Y, Z indicating the following positions is a right-handed system (see the coordinate system shown around the surface S2 in FIG.
  • Z Distance from the surface perpendicular to the normal direction at the origin at the origin, which is the position where the principal ray incident on the reflection surface and the reflection surface intersect
  • Y along with the Z axis Position X on the axis passing through the origin and perpendicular to the Z axis
  • X Position on the axis perpendicular to the Z axis and Y axis, and passing through the origin
  • ⁇ m Total A m, n for n (m and n are each an integer of 0 or more): m-order of X, n-order aspheric coefficient of Y
  • the aspheric coefficient A m, n is for convenience of description. It is shown as Am, n below (example: A0, 1, etc.).
  • the unit of parallel eccentricity is mm, and the unit of rotation is ° (degrees).
  • the rotational paraboloid of the deflecting condensing surface of Numerical Example 7 has a shape represented by the following formula (2).
  • the paraboloid of revolution represents the distance from the surface vertex as follows, with the optical axis direction as the Z axis, the meridional cross section direction as the Y axis, and the sagittal cross section direction as the X axis.

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Abstract

　本発明は、小型で光効率がよい光学素子を提供する。　光源から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、前記光源が位置決めされて固定される固定部と、前記固定部に固定された前記光源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、集束させる光学パワーを有し、且つ、前記光学素子の前記スライダに対向する底面に向けて偏向する偏向集光面と、を備え、前記偏向集光面は、回転楕円面若しくはこれに類する面又は回転放物面若しくはこれに類する面の何れかであり、前記固定部と前記入射面と前記偏向集光面は、前記光を透過する材料で一体に形成されている。

Description

光学素子及び光記録ヘッド
　本発明は、光学素子及び光記録ヘッドに関する。
　近年は情報記録媒体の高密度化が求められ、様々な方式の記録方法が提案されている。熱アシスト磁気記録もそのうちの１つである。磁気記録方法においては、高密度化するために１個１個の磁区の大きさを小さくする必要があるが、データを安定して保存するためには保磁力の大きい材料の記録媒体を使わなければならない。
　このような記録媒体では書き込むときに強い磁界を発生させる必要があるが、小さくなった磁区に対応する小さなヘッドでは磁界の大きさに限界がある。熱アシスト磁気記録は、熱によって保磁力を下げ、磁界による書き込みを容易にする方法である。
　光アシスト磁気記録は加熱する手段に光を使用することから、光磁気ディスク（ＭＯ）に対する記録と似ている。しかし、１つ１つのデータ区分が光アシスト磁気記録の方が格段に小さく、更に光で媒体を暖めながら磁界を加える必要があるので光記録ヘッドと磁気ヘッドを近接させる必要がある。このため光アシスト磁気記録ヘッドに使用可能な光記録ヘッド部分はＭＯに対応する記録ヘッドと比較して格段に小さくする必要がある。
　高密度の記録を行う小型の光記録ヘッドに関して、特許文献１に記載の光ヘッドは、光を集光するために回転放物面の一部を形状とする反射面を備えている。また、特許文献２に記載の光ヘッドは、光を集光するために回転楕円面の一部を形状とする反射面を備えていることが開示されている。
特開平１１－２３８２３８号公報 特開２０００－１４９３１７号公報
　特許文献１及び特許文献２に記載の反射面としてそれぞれに使用されている回転放物面、回転楕円面は、原理的に無収差の集光が可能である。
　しかし、光源と回転放物面又は回転楕円面との配置誤差に対する感度が高いため、例えば、光線の平行度合いや入射角度、光源の位置等の誤差により集光する位置が焦点から少しずれてしまうだけで著しく収差を発生して光効率が急激に低下してしまうという問題がある。特許文献１及び特許文献２においては、上記の配置誤差による光の利用効率の低下を抑える方法については記載されていない。
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　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記録ヘッドの厚みは、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、小型で光効率がよい光学素子及びこの光学素子を用いた光記録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、
　前記光源が位置決めされて固定される固定部と、
　前記固定部に固定された前記光源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、集束させる光学パワーを有し、且つ、前記光学素子の前記スライダに対向する底面に向けて偏向する偏向集光面と、を備え、
　前記偏向集光面は、回転楕円面若しくはこれに類する面又は回転放物面若しくはこれに類する面の何れかであり、
　前記固定部と前記入射面と前記偏向集光面は、前記光を透過する材料で一体に形成されていることを特徴とする光学素子。
　２．前記入射面は、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前記１に記載の光学素子。
　３．前記固定部は、前記底面の反対方向が開放され、一端が開放され他端が閉じられている窪みに設けられ、
　前記入射面は、前記窪みの他端に設けられていることを特徴とする前記１又は２に記載の光学素子。
　４．前記固定部は、前記光源の光軸方向の位置決めをするための突き当て部を有していることを特徴とする前記３に記載の光学素子。
　５．前記固定部は、前記光源の光軸方向と垂直な方向の位置決めをするための溝を有していることを特徴とする前記３又は４に記載の光学素子。
　６．前記偏向集光面により偏向された光は、前記底面に対し略垂直方向に射出され、
　前記入射面は、前記底面に対する垂直方向から前記入射面に入射する光が進む方向に傾いていることを特徴とする前記１から５の何れか一項に記載の光学素子。
　７．前記光を透過する材料は、樹脂であることを特徴とする前記１から６の何れか一項に記載の光学素子。
　８．前記光を透過する材料は、ガラスであることを特徴とする前記１から６の何れか一項に記載の光学素子。
　９．前記１から８の何れか一項に記載の光学素子と、
　前記固定部に固定された前記光源と、
　前記光学素子を保持する前記スライダと、を備えていることを特徴とする光記録ヘッド。
　本発明の光学素子は、小型でありながら、偏向集光面に対し光源を精度良く配置することができ、光源からの光を収差の発生を抑えて集束させることができる。
　従って、小型で効率よく集光可能な光学素子及びこの光学素子を用いた光記録ヘッドを提供できる。
光記録装置を示す図である。 光記録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を示す断面図である。 光記録ヘッドが有する光学素子の斜視図である。 光学素子の光学断面である。 図４の光学素子に光源として半導体レーザが配置された光学素子の光学断面である。 光学素子の別の例の光学断面である。 光学素子の別の例の光学断面である。 図７と同じ入射面及び偏向集光面を備えた光学系であって、先端にレンズを備えた光ファイバが配置された光学素子の光学断面である。
　以下、本発明の実施の形態であ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。例えば、本実施の形態の光記録ヘッドは、光磁気記録媒体ではなく光記録媒体への記録にも適用することができる。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、本発明の実施の形態における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）の概略構成を示す。この光記録装置１００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）に回動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（以下、光記録ヘッド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
　光記録装置１００においては、光記録ヘッド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、光記録ヘッド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。光記録ヘッド３は、ディスク２に対する情報記録に光を利用する光記録ヘッドであって、光学素子１４とスライダ１５を備えている。スライダ１５は、ディスク２の上に浮上し、光学素子１４は、スライダ１５のディスク２と対向する面と反対側の面上に配置されている。
　図３は、図２における光学素子１４を、光ファイバ１１を固定する側の上方から見た斜視図を示している。図４は、図２における光学素子１４、光ファイバ１１、及び、光ファイバ１１から射出される光の光路を示す。
　光学素子１４は、光源である光ファイバ１１から射出される光を透過する材料からなり、窪み１４ｂに設けられた固定部１４ｄと、入射面１４ｃと、偏向集光面１４ａを備えている。窪み１４ｂは、一端が開放され他端が閉じられ、スライダ１５に対する取り付け面である底面１４ｈと反対側が開口し、閉じられている他端に入射面１４ｃがある。
　固定部１４ｄは、光ファイバ１１を位置決めして固定することができ、固定部１４ｄに固定された光ファイバ１１から射出する光は、入射面１４ｃより光学素子１４の内部に入射する。偏向集光面１４ａは、入射面１４ｃから光学素子１４の内部に入射した光をスライダ１５に向けて偏向し、且つ集光して光学素子１４の底面１４ｈに接している光導波路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は、光ファイバ１１から射出した光を集束させる光学パワーを備えている。
　光ファイバ１１は、断面の径方向に、屈折率差を有するコア、クラッドを備えた導光体であるが、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断面の径方向に屈折率差を有さない導光体を用いることもできる。
　スライダ１５は、入射端面１６ａに光スポットが形成された光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。
　尚、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、光導波路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より射出される光の波長は、例えば、半導体レーザから発する６３０ｎｍから８３０ｎｍ程度の赤色から近赤外外の波長帯が挙げられるが、これらの波長に限定されない。
　偏向集光面１４ａによって偏向、且つ、集光された光は、光導波路１６の入射端面１６ａに光スポットを形成し、光導波路１６を導波して光記録ヘッド３からディスク２に向けて射出する。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く、光学素子１４においては、偏向集光面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、底面１４ｈに対し垂直である。
　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、ディスク２に付着したごみや、ディスク２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の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。
　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、光記録ヘッド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。
　光記録ヘッド３から射出した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。
　光学素子１４に関し、図３、図４を参照して以下に説明する。
　光学素子１４が有している窪み１４ｂには、固定部１４ｄが設けてあり、固定部１４ｄは、光ファイバ１１を偏向集光面１４ａに対して精度良く位置決めし、固定することができる構造を備えている。
　固定部１４ｄは、突き当て部１４ｄ－１及び断面がＶ字形状の溝１４ｄ－２を備えている。固定部１４ｄに光ファイバ１１を固定する際に、突き当て部１４ｄ－１に光ファイバ１１の先端部を突き当てることにより光軸方向の位置決めを精度良く行うことができる。また、溝１４ｄ－２により、外周が円形の光ファイバ１１を光軸方向に対して垂直方向の位置決めを精度良く行うことができる。溝１４ｄ－２の断面は、光ファイバ１１の円筒形状の外周を２点で支持する形状が好ましく、実施の形態ではＶ字形状としているが、これに限定されることはなく、コの字形状、円弧形状等が挙げられる。
　よって、光ファイバ１１は、固定部１４ｄに精度良く位置決めされて、固定されるため、光ファイバは、偏向集光面１４ａに対して精度良く固定される。
　偏向集光面１４ａは、回転楕円面又は回転楕円面に近い非球面（以降、回転楕円面と称する。）であり、その２つの焦点Ｆ１、Ｆ２のうち焦点Ｆ１は光ファイバ１１の光射出位置（光源ＬＳ）に位置し、焦点Ｆ２は光導波路１６の入射端面１６ａに位置するように光学素子１４に配置してある。光ファイバ１１から発せられた光は、入射面１４ｃから光学素子１４の内部に入射し、偏向集光面１４ａによりスライダ１５の方向へ偏向されると共に、スライダ１５が有する光導波路１６の入射端面１６ａに集光される。回転楕円面の集光偏向面１４ａは、入射光を偏向し、使用する光の波長に依存することなく収差の発生を十分に抑えた状態で、焦点Ｆ２に良好な光スポットを形成することができる。尚、入射面１４ｃにおいて収差を生じるが、入射面１４ｃに光学パワーを設けない又は光学パワーを抑えることで発生する収差を十分に小さくできる。
　従って、偏向集光面１４ａに対し固定部１４ｄに精度良く位置決めされた光ファイバ１１から射出された光は、スライダ１５の光導波路１６の入射端面１６ａに効率良く集光される。
　また、光学素子１４において、固定部１４ｄ、入射面１４ｃを備えた窪み１４ｂ及び偏向集光面１４ａは、光学素子１４の同じ底面１４ｈの反対側に配置され、窪み１４ｂは、底面１４ｈの反対側が開放されている。このため、例えば２つ割り金型を用いて光学素子１４を成形する場合、一方の成形型に固定部１４ｄ、入射面１４ｃ及び偏向集光面１４ａを形成する構造を設け、他方の型に底面を成形する構造を設けることができる。よって、光学素子１４において、固定部１４ｄ、入射面１４ｃ及び偏向集光面１４ａは、相対位置関係が高精度に成形可能となり、これらを成形する成形型の構成が簡単となる。
　また、窪み１４ｂは、底面１４ｈの反対側が開放されているため、光ファイバ１１を固定部１４ｄに固定する作業は容易である。
　入射面１４ｃは、底面１４ｈに対する垂直方向から、入射面１４ｃに入射する光が進む方向である偏向集光面１４ａ側に傾いていることが好ましい。このように入射面１４ｃを傾けておくことにより、成形型で成形した光学素子１４を容易に成形型から取り出すことができる。
　入射面１４ｃを上記のように傾ける場合、入射面１４ｃにおける収差発生を抑えるために、入射面１４ｃに入射する光を入射面１４ｃに対して垂直に入射するように傾けることが好ましい。光ファイバ１１においては、入射面１４ｃへの入射光の光軸を傾けるために、光ファイバ１１自体を傾けないで、図４に示すように、光ファイバ１１の先端の射出面を斜めにカットすることにより対応できる。
　また、入射面１４ｃへの入射光の光軸を傾けた場合でも、偏向集光面１４ａにおける偏向角度が鈍角となるように配置等を工夫することにより、光学素子１４から射出される光を底面１４ｈに対し垂直とすることができる。
　光学素子１４は、光ファイバ１１の固定部１４ｄと入射面１４ｃと偏向集光面１４ａとを一体として備え、これらは、一つの成形型により成形可能な構造となっている。このため、光学素子１４においては、十分に小型にすることが可能であり、他の部品を必要とすること無く、光ファイバ１１が固定部１４ｄに精度良く位置決めされて固定される。そして、光ファイバ１１から射出される光は、偏向集光面１４ａにより収差が十分に抑えられて、効率よく集光され、光導波路１６の入射端面１６ａに良好な光スポットを形成することができる。
　従って、光学素子１４は、小型で効率よく集光することができ、この光学素子１４をスライダ１５と組み合わせることで、小型で光効率の良い光記録ヘッド３を得ることができる。この光記録ヘッド３は、大容量の記録装置を実現するために複数枚のディスク２を搭載する場合に、媒体同士の間隔が１ｍｍ程度に狭くなっても対応可能である。
　偏向集光面１４ａと光ファイバ１１の光射出端面（光源）との間に正のパワーを設けることが好ましく、具体的には、入射面１４ｃが光学素子１４へ入射する光を集束させる光学パワーを有するように、入射面１４ｃに、屈折を利用する場合は球面若しくは非球面を、又は回折を利用する場合は同様に球面若しくは非球面の機能を持つ回折面を設ける。
　入射面１４ｃに正の光学パワーを備えると、より広角な光束を集光させることができ、光導波路１６に効率よく光を導入でき、また、偏向集光面１４ａと光ファイバ１１との位置の許容誤差範囲が緩和される。また、偏向集光面１４ａに入射する光束の角度が臨界角以上となる光束を多くすることができ、さらに、偏向集光面１４ａに増反射コーティングを施すことにより光導波路１６により効率良く光を導入できる。
　一般に、光学パワーを持つ光学面が多くなると相互の位置ずれにより光学性能が劣化するように影響するが、光学素子１４は成形型により一体的に成形することが可能であり、この一体的に成形することにより光学面同士の位置ずれをより少なくなるようにすることができる。よって、光学素子１４が入射面１４ｃに光学パワーを備えるようにしても、光学性能がほとんど劣化しない。
　これまで、光源として光ファイバ１１を用いた例を示して説明したが、図４に示す光ファイバ１１に代えて、半導体レーザ１２を用いてもよい。図５は、図４における光ファイバ１１を半導体レーザ１２に置き換えた様子を示す。半導体レーザ１２を用いる場合、半導体レーザ１２の外形形状を光ファイバ１１のような円柱形状にすれば、これまで説明したように高精度に位置決め可能である。円柱形状でない場合、半導体レーザ１２の外形形状に適合する、突き当て部１４ｄ－１及び溝１４ｄ－２に相当する、半導体レーザ１２を光軸方向及びこれに垂直な方向に位置決め可能な構造を固定部１４ｄに適宜設ければよい。尚、半導体レーザ１２から射出する光を下方に傾ける場合、図５に示すように、半導体レーザ１２の光軸自体を傾ける必要がある。
　光源として半導体レーザ１２を用いた場合に、入射面１４ｃに光学パワーを有していない光学素子１４の例を図６に示す。
　また、偏向集光面１４ａが回転楕円面の場合についてこれまで説明したが、偏向集光面１４ａを回転放物面又は回転放物面に近い非球面（以降、回転放物面と称する。）としてもよく、この例を図７、図８を用いて説明する。
　回転放物面である偏向集光面１４ａに光を入射させ、回転放物面の焦点Ｆ３に集光させるために、偏向集光面１４ａに入射される光は平行光とする。
　平行光が入射した回転放物面の偏向集光面１４ａは、回転楕円面の場合と同様に、入射光を偏向し、使用する光の波長に依存することなく収差の発生を十分に抑えた状態で光導波路１６の入射端面１６ａの位置に該当する焦点Ｆ３に良好な光スポット形成する。
　図７に示す光学素子１４においては、光ファイバ１１の光射出位置（光源ＬＳ）からの光は、正の光学パワーを設けてある入射面１４ｃにより平行光とされ、この平行光は偏向集光面１４ａに入射され、焦点Ｆ３に光スポットを形成する。この場合、良好な集光性能が確保できるように、入射面１４ｃの光学パワーは大きくなりすぎないように抑えられ、光源ＬＳと入射面１４ｃとの距離が長くなる。
　図７の光学素子１４の入射面１４ｃと偏向集光面１４ａと同じ光学系を備え、光源ＬＳと入射面１４ｃとの距離を短くするため、図８に示すように、光ファイバ１１の端部にレンズ１１ａを設け、光ファイバ１１からの射出光を若干発散状態の略平行光とする。
　光ファイバ１１の端部にレンズ１１ａを設けることにより、入射面１４ｃの光学パワーが大きすぎないように抑えられ、偏向集光面１４ａに平行光が導入され良好な光スポットを焦点Ｆ３に形成できる。さらに、光源ＬＳと入射面１４ｃとの距離が短くなり、光学素子１４が小型となって、小型の光記録ヘッド３を構成できる。
　光学素子１４を成す材料は、光源である光ファイバ１１又は半導体レーザ１２より射出される光を透過する材料であり、樹脂成形（射出成形法・圧縮成形法・トランスファー成形法・プレス成形法など）やガラスモールド（滴下法・ダイレクトプレス法・プリフォーム成形）により作製可能な樹脂又はガラスが好ましい。光学素子１４は、固定部１４ｄ、入射面１４ｃ、偏向集光面１４ａ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、偏向集光面１４ａ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熱可塑性、光硬化又は熱硬化等の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。
　光硬化性樹脂を用いる場合には型の一部を透明材料とする必要があるが、熱硬化性樹脂の場合は不透明材料による型を使用できる。
　光アシストによる加熱のため光記録ヘッド３が高温になる場合も考えられる。このような場合、光学素子１４の材料として熱による膨張が少ないガラスを用いるのが望ましい。
　ガラスを用いる場合、高温にして流動性を持たせて成形する方法、予め光学素子１４に近い簡単な形状を作製した後、加熱軟化して所望の形状に成形（プリフォーム成形）する方法や、溶媒中に溶かされたガラスを用いてゾルゲル法で成形する方法などが考えられる。光学素子１４が複雑な形状の場合、ゾルゲル法で成形するのが優位である場合が多い。
　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行うことができる。
　このように光学素子１４を作製する材料の例を挙げると、
（Ａ）
熱可塑性樹脂
　シクロオレフィン系樹脂
　　日本ゼオン（株）　　ＺＥＯＮＥＸ　Ｅ４８Ｒ、４８０Ｒ　等
　　三井化学（株）　　　アペル　５０１４ＤＰ　等
　　チコナ社　　　　　　トパス　５０１４ＬＳ－０１　等
　　ＪＳＲ（株）　　　　アートン　Ｆ５０２３　等
　ポリカーボネート系樹脂
　　帝人化成（株）　　　パンライト　ＡＤ５５０３、ＳＰ－１５１６　等
　　三菱ガス化学（株）　ユピターゼ　ＥＰ－４０００　等
　アクリル系樹脂
　　三菱レイヨン（株）　アクリペット　ＶＨ、ＶＨ－５　等
　ポリエステル系樹脂
　　大阪ガスケミカル（株）　ＯＫＰ４、ＯＫＰ４ＨＴ　等
（Ｂ）
熱硬化性樹脂
　アクリル系硬化性樹脂
　エポキシ系硬化性樹脂
　シリコーン系硬化性樹脂
　アリルエステル系硬化性樹脂
　エポキシ・シリコーン系硬化性樹脂
　アクリル・シリコーン系硬化性樹脂
（Ｃ）
光硬化性樹脂
　アクリル系紫外線硬化樹脂
　エポキシ系紫外線硬化樹脂
（Ｄ）
滴下法・ダイレクトプレス法・プリフォーム成形用ガラス材料
　Ｐ２Ｏ５系材料
　ＳｉＯ２－Ｂ２Ｏ３系材料
　ＳｉＯ２－Ｂ２Ｏ３系材料
（Ｅ）
プリフォーム用ガラス
　（株）住田光学　　Ｌ－ＰＧ３７５
　（株）オハラ　　　ＬＰＨＬ－２　ＬＢＡＬ－４２
（Ｆ）
プリフォーム用一般光学ガラス
　ＢＫ７
　ＴＡＦＤ３
が、ある。
　光学素子１４には、入射面１４ｃに反射防止コーティングを、偏向集光面１４ａに増反射コーティングを施すのが好ましい。このようなコーティングを施すことによって光源からの光の利用効率を高くすることができ、光スポットに必要なエネルギーをより少ない光源の電力により得ることができる。従って、電力消費のより少ない小型の光源を用いることができ、半導体レーザ１２を使用する場合は、発熱が抑えられ、より小型の光記録ヘッド３を実現できる。
　このようなコーティングに使用する材料は、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＦ２、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２、ＳｉＯ、Ｔａ２Ｏ５、ＨｆＯ２若しくはこれらの材料を１つ以上含むような混合材料が挙げられる。
　光学素子１４に使用することができる反射防止コーティングの具体例を以下の表２から表９に示す。各表の最上段には、使用する光の波長を示している。
　尚、以下の表２から表１７の内、光学素子の材料の標記で、ＰＣはポリカーボネート系樹脂、ＺＥＯＮＥＸは日本ゼオン（株）の商品名でシクロオレフィンポリマー樹脂、ＰＭＭＡはアクリル系樹脂を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
　光学素子１４に使用することができる増反射コーティングは具体例を以下の表１０から表１７に示す。各表の最上段には、使用する光の波長を示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
　光学素子１４の光学系の具体例を以下の数値例１から７に示す。数値例１から６は、偏向集光面１４ａが回転楕円面であり、数値例７は、偏向集光面１４ａが回転放物面である。
　数値例１、２、６における光源ＬＳから像面である面Ｓ４にある焦点Ｆ２に到る光路図を図４に示す。図４では、入射面１４ｃは光学パワーを備えている。同様に、数値例３、４、５における光源ＬＳから焦点Ｆ２に到る光路図を図６に示す。図６では、入射面１４ｃは光学パワーを備えていない。数値例７における光源ＬＳから像面である面Ｓ４にある焦点Ｆ３に到る光路図を図７に示す。図７では、入射面１４ｃは光学パワーを備えている。数値例１から６の材料は何れもＰＣ（ポリカーボネート）を、数値例７の材料はＰＭＭＡ（アクリル）を想定している。
　図４、図６の何れも等倍系の光路図を示し、図７は縮小系の光路図を示し、入射面１４ｃを面Ｓ１、偏向集光面１４ａを面Ｓ２で示し、計算の都合上、面Ｓ１を絞り位置とし、ダミーの面Ｓ３を設けている。図４、図６、図７において、光源ＬＳの位置における座標系を示している。
　図４に示すように、光ファイバ１１から光が射出する角度を下向きにする場合、光ファイバ１１自体を傾けてもよいが、先端面を斜めにカットしてもよい。具体的には、光ファイバ１１のコアの屈折率が１．５１、俯角５°とする場合、光軸に対して垂直方向から９．６７°傾けてカットし、コアの屈折率が２．０、俯角５°とする場合、４．９７°傾けてカットすればよい。
　数値例１から６の偏向集光面の回転楕円面は、下記の式（１）により表記される形状を備えている。
Ｚ＝ΣＡｍ，ｎ×Ｘｍ×Ｙｎ　　　　（１）
　但し、以下の位置を示すＸ、Ｙ、Ｚの座標系は右手系あって（図４の面Ｓ２辺りに示す座標系を参照）、
Ｚ：反射面に入射する主光線と反射面とが交差する位置である原点における、反射面の法線方向であって、原点で法線に垂直な面からの距離
Ｙ：Ｚ軸と共に、主光線が反射面で偏向する偏向面内にあり、原点を通りＺ軸に対し垂直方向の軸上の位置
Ｘ：Ｚ軸及びＹ軸に対し垂直方向で原点を通る軸上の位置
Σ：ｍおよびｎ（ｍ、ｎは、それぞれ０以上の整数）についての総和
Ａｍ，ｎ：Ｘのｍ次、Ｙのｎ次の非球面係数
　尚、非球面係数Ａｍ，ｎは、記載の都合上、以下のＡｍ，ｎ（例：Ａ０，１等）のように示す。また、平行偏芯の単位はｍｍ、回転の単位は°（度）である。
　数値例７の偏向集光面の回転放物面は、下記の式（２）により表記される形状を備えている。回転放物面は光軸方向をＺ軸、メリディオナル断面方向をＹ軸、サジタル断面方向をＸ軸として面頂点からの距離を以下のように表す。
ｚ＝（Ｃ＊ｈ２）／（１＋［１－（１＋ｋ）＊Ｃ２＊ｈ２］１／２）＋ΣＡｍ×ｈｍ　（２）
但し、
ｈ２＝ｘ２＋ｙ２
Σ：ｍの０次から∞次の総和
Ａｍ：ｍ次の非球面係数
Ｃ：曲率
ｋ：円錐定数（回転放物面のｋ＝－１）
　偏芯データ（ローカル）の表記に関して説明する。最初の座標軸を各光学断面である図６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ゆく。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）
　　　　　　　　曲率半径(mm)　　軸上面間隔(mm)　屈折率(λ=780nm)
ＬＳ（光源）　:　　　∞　　　　　0.014000
Ｓ１（絞り）　:　199.27520　　　 0.126000　　　　　1.571300
Ｓ２（反射面）:　　　∞　　　　 -0.140000　　　　 -1.571300
　　　非球面係数(XY多項式):
　　　　A0,1: -6.1133E-03　　A2,0: -1.0070E-01　　A0,2: -4.6053E-02
　　　　A2,1: -1.6603E-03　　A0,3: -2.9714E-04　　A4,0: -4.9121E-02
　　　　A2,2: -4.7966E-02　　A0,4: -1.0211E-02　　A4,1: -5.5014E-03
　　　　A2,3:　2.7040E-02　　A4,2:　2.9134E-01　　A2,4:　1.1099E-01
　　　偏芯データ(光源基準グローバル):
　　　X軸平行:　0.000000　 Y軸平行:　0.000000　 Z軸平行:　0.140000
　　　X軸回転: 45.000000　 Y軸回転:　0.000000　 Z軸回転:　0.000000
Ｓ３（ダミー）:　　　∞　　　　　0.000000　　　　 -1.571300
　　　偏芯データ(光源基準グローバル):
　　　X軸平行:　0.000000　 Y軸平行: -0.140000　 Z軸平行:　0.152250
　　　X軸回転: 95.000000　 Y軸回転:　0.000000　 Z軸回転:　0.000000
Ｓ４（像面）:　　　　∞　　　　　0.000000
仕様は、
光源側ＮＡ：0.14500
設計波長（ｎｍ）：780.00
焦点距離（ｍｍ）：0.07000
倍率：-1.0000
である。
　（数値例２）
　　　　　　　　曲率半径(mm)　　軸上面間隔(mm)　屈折率(λ=780nm)
ＬＳ（光源）　:　　　∞　　　　　0.019665
Ｓ１（絞り）　:　　0.01743　　　 0.126000　　　　　1.571300
Ｓ２（反射面）:　　　∞　　　　 -0.140000反射面　 -1.571300
　　　非球面係数(XY多項式):
　　　　A0,1: -6.1133E-03　　A2,0: -8.6484E-02　　A0,2: -3.9504E-02
　　　　A2,1:　7.3316E-03　　A0,3:　4.3133E-03　　A4,0:　3.0490E-01
　　　　A2,2:　2.1261E-01　　A0,4:　5.0559E-02　　A4,1: -8.3208E-03
　　　　A2,3: -2.4929E-02　　A4,2:　7.4228E+00　　A2,4:　1.0620E+00
　　　偏芯データ(光源基準グローバル):
　　　X軸平行:　0.000000　 Y軸平行:　0.000000　 Z軸平行:0.140000
　　　X軸回転: 45.000000　 Y軸回転:　0.000000　 Z軸回転:0.000000
Ｓ３（ダミー）:　　　∞　　　　　0.000000　　　　 -1.571300
　　　偏芯データ(光源基準グローバル):
　　　X軸平行:　0.000000　 Y軸平行: -0.140000　 Z軸平行:0.152250
　　　X軸回転: 95.000000　 Y軸回転:　0.000000　 Z軸回転:0.000000
Ｓ４（像面）:　　　　∞　　　　　0.000000
仕様は、
光源側ＮＡ：0.14500
設計波長（ｎｍ）：780.00
焦点距離（ｍｍ）：0.07000
倍率：-1.0000
である。
　（数値例３）
　　　　　　　　曲率半径(mm)　　軸上面間隔(mm)　屈折率(λ=780nm)
ＬＳ（光源）　:　　　∞　　　　　0.014000　　　　　1.571300
Ｓ１（絞り）　:　　　∞　　　　　0.126000　　　　　1.571300
Ｓ２（反射面）:　　　∞　　　　　0.280000　　　　 -1.571300
　　　非球面(XY多項式):
　　　　A0,1: -6.1133E-03　　A2,0: -1.0351E-01　　A0,2: -4.7335E-02
　　　　A2,1: -4.0330E-03　　A0,3: -1.2794E-03　　A4,0: -5.5844E-02
　　　　A2,2: -5.4839E-02　　A0,4: -1.1584E-02　　A4,1: -4.8997E-03
　　　　A2,3:　3.7515E-02　　A4,2:　4.2264E-01　　A2,4:　1.4900E-01
　　　偏芯データ(光源基準グローバル):
　　　X軸平行:　0.000000　 Y軸平行:　0.000000　 Z軸平行:0.140000
　　　X軸回転: 45.000000　 Y軸回転:　0.000000　 Z軸回転:0.000000
Ｓ３（ダミー）:　　　∞　　　　　0.000000　　　　 -1.571300
　　　偏芯データ(光源基準グローバル):
　　　X軸平行:　0.000000　 Y軸平行: -0.140000　 Z軸平行:0.152250
　　　X軸回転: 95.000000　 Y軸回転:　0.000000　 Z軸回転:0.000000
Ｓ４（像面）:　　　　∞　　　　　0.000000
仕様は、
光源側ＮＡ：0.14500
設計波長（ｎｍ）：780.00
焦点距離（ｍｍ）：0.07000
倍率：-1.0000
である。
　（数値例４）
　　　　　　　　曲率半径(mm)　　軸上面間隔(mm)　屈折率(λ=780nm)
ＬＳ（光源）　:　　　∞　　　　　0.109404 
Ｓ１（絞り）　:　　　∞　　　　　0.126000　　　　　1.571300
Ｓ２（反射面）:　　　∞　　　　　0.280000　　　　 -1.571300
　　　非球面(XY多項式):
　　　　A0,1: -6.1133E-03　　A2,0: -8.7502E-02　　A0,2: -4.0014E-02
　　　　A2,1:　7.5455E-03　　A0,3:　3.6677E-03　　A4,0: -2.8108E-02
　　　　A2,2: -2.7298E-02　　A0,4: -6.2436E-03　　A4,1:　4.6969E-03
　　　　A2,3:　7.8080E-03　　A4,2:　3.2715E-02　　A2,4:　2.0271E-02
　　　偏芯データ(光源基準グローバル):
　　　X軸平行:　0.000000　 Y軸平行:　0.000000　 Z軸平行:　0.140000
　　　X軸回転: 45.000000　 Y軸回転:　0.000000　 Z軸回転:　0.000000
Ｓ３（ダミー）:　　　∞　　　　　0.000000　　　　 -1.571300
　　　偏芯データ(光源基準グローバル):
　　　X軸平行:　0.000000　 Y軸平行: -0.140000　 Z軸平行:　0.152250
　　　X軸回転: 95.000000　 Y軸回転:　0.000000　 Z軸回転:　0.000000
Ｓ４（像面）:　　　　∞　　　　　0.000000
仕様は、
光源側ＮＡ：0.14500
設計波長（ｎｍ）：780.00
焦点距離（ｍｍ）：0.07000
倍率：-1.0000
である。
　（数値例５）
　　　　　　　　曲率半径(mm)　　軸上面間隔(mm)　屈折率(λ=780nm)
ＬＳ（光源）　:　　　∞　　　　　0.109404
Ｓ１（絞り）　:　　　∞　　　　　0.126000　　　　　1.571300
Ｓ２（反射面）:　　　∞　　　　　0.280000　　　　 -1.571300
　　　非球面(XY多項式):
　　　　A0,1: -6.1133E-03　　A2,0: -8.7903E-02　　A0,2: -4.0139E-02
　　　　A2,2: -2.1090E-02　　A2,4:　2.0271E-02
　　　偏芯データ（光源基準グローバル）
　　　X軸平行:　0.000000　 Y軸平行:　0.000000　 Z軸平行:　0.140000
　　　X軸回転: 45.000000　 Y軸回転:　0.000000　 Z軸回転:　0.000000
Ｓ３（ダミー）:　　　∞　　　　　0.000000　　　　 -1.571300
　　　偏芯データ(光源基準グローバル)
　　　X軸平行:　0.000000　 Y軸平行: -0.140000　 Z軸平行:　0.152250
　　　X軸回転: 95.000000　 Y軸回転:　0.000000　 Z軸回転:　0.000000
Ｓ４（像面）:　　　　∞　　　　　0.000000
仕様は、
光源側ＮＡ：0.14500
設計波長（ｎｍ）：780.00
焦点距離（ｍｍ）：0.07000
倍率：-1.0000
である。
　（数値例６）
　　　　　　　　曲率半径(mm)　　軸上面間隔(mm)　屈折率(λ=780nm)
ＬＳ（光源）　:　　　∞　　　　　0.019665
Ｓ１（絞り）　:　0.01743　　　　 0.126000　　　　　1.571300
Ｓ２（反射面）:　　　∞　　　　　0.280000　　　　 -1.571300
　　　非球面(XY多項式):
　　　　A0,1: -6.1133E-03　　A2,0: -8.6102E-02　　A0,2: -3.9366E-02
　　　　A2,2:　2.3934E-01
　　　偏芯データ(光源基準グローバル)
　　　X軸平行:　0.000000　 Y軸平行:　0.000000　 Z軸平行:　0.140000
　　　X軸回転: 45.000000　 Y軸回転:　0.000000　 Z軸回転:　0.000000
Ｓ３（ダミー）:　　　∞　　　　　0.000000　　　　 -1.571300
　　　偏芯データ(光源基準グローバル)
　　　X軸平行:　0.000000　 Y軸平行: -0.140000　 Z軸平行:　0.152250
　　　X軸回転: 95.000000　 Y軸回転:　0.000000　 Z軸回転:　0.000000
Ｓ４（像面）:　　　　∞　　　　　0.000000
仕様は、
光源側ＮＡ：0.14500
設計波長（ｎｍ）：780.00
焦点距離（ｍｍ）：0.07000
倍率：-1.0000
である。
　（数値例７）
　　　　　　　　曲率半径(mm)　　軸上面間隔(mm)　屈折率(λ=780nm)
ＬＳ（光源）　:　　　∞　　　　　0.500000
Ｓ１（絞り）　:　0.22500　　　　 0.180000　　　　　1.511183
Ｓ２（反射面）: -0.10100　　　　-0.150000　　　　 -1.511183
　　　非球面データ:
　　　K　:　 -1.000000
　　　A4 :0.000000E+00　 A6 :0.000000E+00　 A8 :0.000000E+00
　　　A10:0.000000E+00
　　偏芯データ(ローカル):
　　　X軸平行:　0.000000　 Y軸平行: -0.105000　 Z軸平行:　0.000000
　　　X軸回転:　0.000000　 Y軸回転:　0.000000　 Z軸回転:　0.000000
Ｓ３（ダミー）:　　　∞　　　　 -0.000030　　　　 -1.511183
　　偏芯データ(ローカル):
　　　X軸平行:　0.000000　 Y軸平行:　0.000000　 Z軸平行:　0.100000
　　　X軸回転: 98.000000　 Y軸回転:　0.000000　 Z軸回転:　0.000000
Ｓ４（像面）:　　　　∞　　　　　0.000000
仕様は、
光源側ＮＡ：0.06000
設計波長（ｎｍ）：780.00nm
焦点距離（ｍｍ）: -0.0627
倍率：　0.0684
である。
　１　筐体
　２　ディスク
　３　光記録ヘッド
　４　サスペンション
　１１　光ファイバ
　１２　半導体レーザ
　１４　光学素子
　１４ａ　偏向集光面
　１４ｂ　窪み
　１４ｃ　入射面
　１４ｄ　固定部
　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、Ｓ２、Ｓ４　面
　Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３　焦点
　１００　光記録装置

Claims (9)

  1. 　光源から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、
    　前記光源が位置決めされて固定される固定部と、
    　前記固定部に固定された前記光源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、集束させる光学パワーを有し、且つ、前記光学素子の前記スライダに対向する底面に向けて偏向する偏向集光面と、を備え、
    　前記偏向集光面は、回転楕円面若しくはこれに類する面又は回転放物面若しくはこれに類する面の何れかであり、
    　前記固定部と前記入射面と前記偏向集光面は、前記光を透過する材料で一体に形成されていることを特徴とする光学素子。
  2. 　前記入射面は、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請求項１に記載の光学素子。
  3. 　前記固定部は、前記底面の反対方向が開放され、一端が開放され他端が閉じられている窪みに設けられ、
    　前記入射面は、前記窪みの他端に設けられ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. 　前記固定部は、前記光源の光軸方向の位置決めをするための突き当て部を有していることを特徴とする請求項３に記載の光学素子。
  5. 　前記固定部は、前記光源の光軸方向と垂直な方向の位置決めをするための溝を有していることを特徴とする請求項３又は４に記載の光学素子。
  6. 　前記偏向集光面により偏向された光は、前記底面に対し略垂直方向に射出され、
    　前記入射面は、前記底面に対する垂直方向から前記入射面に入射する光が進む方向に傾いていることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の光学素子。
  7. 　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から６の何れか一項に記載の光学素子。
  8. 　前記光を透過する材料は、ガラスであることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の光学素子。
  9. 　請求項１から８の何れか一項に記載の光学素子と、
    　前記固定部に固定された前記光源と、
    　前記光学素子を保持する前記スライダと、を備えていることを特徴とする光記録ヘッド。
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