| 【発明の名称】 |
光ヘッドおよび、それを利用する記録装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】宮浦 智子
【氏名】坂田 忠文
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| 【要約】 |
【課題】記録媒体に対して精度良く光学的にアクセスできる光ヘッド、およびそれを用いた記録装置を提供する。
【解決手段】傾斜しながら記録媒体の記録面に浮上可能なスライダ２１には、近接場光発生用のＳＩＭ２２が設けられるとともに、ＳＩＭ２２を保持する揺動機構３と、揺動付勢力を発生する付勢部４とを有している。揺動機構３は、ＳＩＭ２２を保持するフレーム３０を回動自在に支持するピンのペア３２と、ピンのペア３２に接続するフレーム３１を回動自在に支持するピンのペア３３とを有し、これによりＳＩＭ２２で２自由度の揺動が可能となる。また、付勢部４は、４つのコイル４０〜４３と、４つのニッケル磁性膜４４〜４７とを有し、コイル４０〜４３への電流入力によりニッケル磁性膜４４〜４７との間で発生する引力、斥力により、ＳＩＭ２２の姿勢を調整できる。従って、スライダ２１の傾斜角度に応じてＳＩＭ２２の姿勢を制御すれば、記録媒体に対して精度の良い光学的なアクセスが可能となる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 光ヘッドであって、(a)記録媒体に対して光学的にアクセスするための対物光学素子と、(b)前記記録媒体の記録面上において、前記記録面の情報記録トラックに沿った所定の方向に相対移動可能なスライダと、を備え、前記スライダは、(b-1)少なくとも前記所定の方向に揺動自在に前記対物光学素子を保持する揺動手段、を有し、前記揺動手段における揺動自由度によって前記記録面に対する前記対物光学素子の相対的姿勢を所定の姿勢に維持することを特徴とする光ヘッド。
【請求項２】 請求項１に記載の光ヘッドにおいて、前記対物光学素子は、ソリッドイマージョンレンズ、ソリッドイマージョンミラー、および微小開口を有する近接場光学素子のうちいずれかであることを特徴とする光ヘッド。
【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の光ヘッドにおいて、前記揺動手段は、前記対物光学素子を所定の軸上で回動自在に支持する支持部材のペア、を有することを特徴とする光ヘッド。
【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光ヘッドにおいて、前記スライダが前記記録媒体の記録面に対して相対移動する際に、前記揺動手段によって、前記対物光学素子の主軸を前記記録面に対して略垂直に維持することを特徴とする光ヘッド。
【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の光ヘッドにおいて、前記スライダは、(b-2)電磁気的作用、静電気的作用、または圧電作用を利用して、前記対物光学素子の揺動に係る付勢力を与える付勢手段、を有することを特徴とする光ヘッド。
【請求項６】 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の光ヘッドにおいて、(c)接続部材により前記スライダに接続するアームと、(d)前記アームに固設され、前記対物光学素子に対して空中伝搬する供給光の光路を変更する光路変更部材と、をさらに備えることを特徴とする光ヘッド。
【請求項７】 請求項６に記載の光ヘッドにおいて、前記接続部材は、前記供給光の通過領域に孔を有することを特徴とする光ヘッド。
【請求項８】 請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の光へッドを備え、前記記録媒体への情報の記録、再生および消去の少なくともひとつを行うことを特徴とする記録装置。
【請求項９】 請求項６または請求項７に記載の光へッドを備え、前記記録媒体への情報の記録、再生および消去の少なくともひとつを行う記録装置であって、前記光路変更部材において前記供給光の光路の近傍に設けられる光検出器と、前記対物光学素子からの戻り光に関する前記光検出器の検出結果に応じて、前記付勢力を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする記録装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、光学対物素子を備えた光ヘッドおよび、それを利用する記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ディスク等の記録媒体に対する記録密度は、記録および読み取りを行う際の光スポット径を小さくすることで向上する。従来においては、使用するレーザ光の波長を短波長化したり、対物レンズの開口数ＮＡを大きくすることで記録装置における記録密度の高密度化が推進されてきた。しかしながら、このような対策だけでは、光の回折限界があるため、大幅な記録密度の向上を実現することが不可能である。
【０００３】これに対して、ニアフィールド光学顕微鏡（ＳＮＯＭ）の原理を利用する近接場光記録は、光の波長より小さな記録スポットを形成できるため記録密度を向上できる。ここでは、近接場光を発生させる対物光学素子（例えばＳＩＭ）により、微小な記録スポットを形成できる。
【０００４】近接場光を用いた光記録では、記録媒体の記録面と対物光学素子との間隔を光の波長以下の距離に保持制御する必要がある。そのため、ハードディスク型の磁気記録装置で用いられている浮上スライダ技術を近接場光記録ヘッドに搭載する試みがなされている。これは、空気膜潤滑原理を利用してスライダを浮上させ、スライダに設けられた磁気検出部で情報を検出する技術である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の浮上スライダの技術においては、記録媒体の記録面に対してスライダが傾くため、この技術を、そのまま近接場光を用いた光記録に適用するのは好ましくない。すなわち、対物光学素子が記録媒体の記録面に平行に対向して記録面との距離を正確に保つ必要がある近接場光の光記録においては、傾斜するスライダに設けられる対物光学素子が記録面に対して傾くと、記録精度が低下してしまう。
【０００６】この問題を解消するため、対物光学素子に対する入射光の向きをミラー等を用いて変更する方法が考案されているが、対物光学素子に一定の角度および安定した光量で入射する構成が複雑となる。
【０００７】本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、記録媒体に対して精度良く光学的にアクセスできる光ヘッド、およびそれを用いた記録装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、光ヘッドであって、(a)記録媒体に対して光学的にアクセスするための対物光学素子と、(b)前記記録媒体の記録面上において、前記記録面の情報記録トラックに沿った所定の方向に相対移動可能なスライダと、を備え、前記スライダは、(b-1)少なくとも前記所定の方向に揺動自在に前記対物光学素子を保持する揺動手段、を有し、前記揺動手段における揺動自由度によって前記記録面に対する前記対物光学素子の相対的姿勢を所定の姿勢に維持する。
【０００９】また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る光ヘッドにおいて、前記対物光学素子は、ソリッドイマージョンレンズ、ソリッドイマージョンミラー、および微小開口を有する近接場光学素子のうちいずれかである。
【００１０】また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明に係る光ヘッドにおいて、前記揺動手段は、前記対物光学素子を所定の軸上で回動自在に支持する支持部材のペアを有する。
【００１１】また、請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかの発明に係る光ヘッドにおいて、前記スライダが前記記録媒体の記録面に対して相対移動する際に、前記揺動手段によって、前記対物光学素子の主軸を前記記録面に対して略垂直に維持する。
【００１２】また、請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかの発明に係る光ヘッドにおいて、前記スライダは、(b-2)電磁気的作用、静電気的作用、または圧電作用を利用して、前記対物光学素子の揺動に係る付勢力を与える付勢手段を有する。
【００１３】また、請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかの発明に係る光ヘッドにおいて、(c)接続部材により前記スライダに接続するアームと、(d)前記アームに固設され、前記対物光学素子に対して空中伝搬する供給光の光路を変更する光路変更部材とをさらに備える。
【００１４】また、請求項７の発明は、請求項６の発明に係る光ヘッドにおいて、前記接続部材は、前記供給光の通過領域に孔を有する。
【００１５】また、請求項８の発明は、請求項１ないし請求項７のいずれかの発明に係る光へッドを備え、前記記録媒体への情報の記録、再生および消去の少なくともひとつを行う記録装置である。
【００１６】また、請求項９の発明は、請求項６または請求項７の発明に係る光へッドを備え、前記記録媒体への情報の記録、再生および消去の少なくともひとつを行う記録装置であって、前記光路変更部材において前記供給光の光路の近傍に設けられる光検出器と、前記対物光学素子からの戻り光に関する前記光検出器の検出結果に応じて、前記付勢力を制御する制御手段とを備える。
【００１７】
【発明の実施の形態】＜第１実施形態＞＜光ヘッドを組み込んだ記録装置の要部構成＞図１は、本発明の第１実施形態に係る光ヘッドを組み込んだ記録装置１の要部構成を示す平面図である。
【００１８】記録装置１は、ドーナツ状のディスク型記録媒体９の同心円状または螺旋状の情報記録トラックＴＲに光学的にアクセスして情報を記録する光ヘッド２と、発光部１１と、記録媒体９を回転させる回転機構部１２と、これらを統括制御する制御部１５とを備えている。
【００１９】光ヘッド２は、記録媒体９の記録面９ａに平行して、駆動部（図示は省略）により記録媒体９の径方向Ｓａ、Ｓｂに揺動できる構成となっている。この光ヘッド２の構成については、後で詳述する。
【００２０】発光部１１は、レーザダイオードを有しており、光ヘッド２に光を供給する。
【００２１】回転機構部１２は、記録媒体９の下方に位置するモータ１３と、モータ１３により回転する回転軸１４を有している。
【００２２】回転軸１３は、記録媒体９の中心部を固定して保持することが可能であり、モータ１３の駆動によって記録媒体９が方向Ｒに回転する。これにより、光ヘッド２に設けられるスライダ２１（図２）は、記録媒体９の記録面９ａに対して所定の回転方向Ｒに相対移動することとなる。
【００２３】制御部１５は、ＣＰＵおよびメモリを有しており、上記の各部に対して有機的に制御を行う。
【００２４】＜光ヘッド２の構成＞図２は、光ヘッド２の先端部２ｅの斜視図である。また、図３は、光ヘッド２の先端部２ｅの側面図である。
【００２５】光ヘッド２は、スライダ２１と、スライダ２１の中央部に配置されるソリッドイマージョンミラー（ＳＩＭ）２２と、接続部材として機能するサスペンション２５によりスライダ２１を懸架するアーム２６と、アーム２６の先端に固設されるミラー２７とを有している。
【００２６】図４は、ＳＩＭ２２の断面図である。
【００２７】ＳＩＭ２２は、記録媒体９に対して光学的にアクセスするための対物光学素子として働き、半球状の集光ミラー２２１、平面ミラー２２２とを有するとともに、これらのミラー２２１、２２２の間に光を透過する透明部材２２３が充填されている。この集光ミラー２２１および平面ミラー２２２は、アルミニウム等の金属材料を用い、薄膜として形成されている。
【００２８】集光ミラー２２１は、ミラー層が除去されている数百ｎｍ程度の微小開口２２ｈを有している。この微小開口２２ｈは、ＳＩＭ２２において内部反射光の焦点スポットを調整するためのものである。
【００２９】平面ミラー２２２は、集光ミラー２２１で反射した光を、微小開口２２ｈに導くようように反射させるための部材である。
【００３０】透明部材２２３は、例えばガラス材などの高屈折率物質で形成されている。
【００３１】このような構成のＳＩＭ２２により、ＳＩＭに入射される入射光ＬＴは、集光ミラー２２１と平面ミラー２２２との間で反射され、微小開口２２ｈで集光される。これにより、微小開口２２ｈから近接場光が発生して、記録媒体９に対して高密度な情報の記録が可能となる。
【００３２】このＳＩＭ２２では、平面ミラー２２２に対して垂直な方向２２ｐから光ＬＴの入射角度がずれると、微小開口２２ｈへの光の集光効率が低下する。そこで、微小開口２２ｈにおいて近接場光の出力が最大となる光ＬＴの入射角度、すなわち平面ミラー２２２に対して垂直な方向２２ｐをＳＩＭ２２の主軸と呼ぶこととする。
【００３３】図２および図３に戻って、説明を続ける。
【００３４】サスペンション２５は、フレキシブルな構造であり、ＳＩＭ２２とミラー２７との間で空中伝搬する光の通過領域に孔２５ｈが設けられている。また、サスペンション２５は、端部２５ａでアーム２６と連結し、端部２５ｂでスライダ２１の端部付近２１ｅと連結している。これにより、アーム２６に対してスライダ２１が自在に運動できるため、記録媒体９の回転に伴って発生する空気流Ｗｄにより、空気膜潤滑原理を利用して、スライダ２１が浮上できることとなる。
【００３５】アーム２６は、記録媒体９の記録面９ａに対して平行となるように配置されており、図１に示す方向Ｓａ、Ｓｂに揺動できる構成となっている。
【００３６】ミラー２７は、アーム２６に沿って空中伝搬される供給光ＬＴの光路をＳＩＭ２２の方向に変更する光路変更部材として機能する。このミラー２７には、光路ＬＴの近傍にフォトダイオード２８が設けられている。このフォトダイオード２８は、ＳＩＭ２２からの戻り光を検出する光検出器として働き、その検出情報が制御部１５に送られる。
【００３７】一般的に、極めて小さいＳＩＭ２２に対して光ＬＴを入射させるミラーは、その入出射光の光軸を安定させる必要があり、軽量化は困難である。例えばミラー２７をスライダ２１に固設するとスライダ２１全体が重くなってしまい、スライダ２１の浮上に好ましくない。そこで、本実施形態のようにミラー２７をアーム２６に固定することにより、ミラー２７の重量的配慮が不要となり光軸ＬＴが安定できるとともに、スライダ２１を軽量化できるメリットが生じる。
【００３８】図５は、スライダ２１の中央部を示す平面図である。
【００３９】スライダ２１は、スライダ本体２１ｎと、ＳＩＭ２２の姿勢を変更可能な揺動機構３と、ＳＩＭ２２の揺動に係る付勢力を与える付勢部４とを有している。
【００４０】揺動機構３は、２つのリング状のフレーム３０、３１と、支持部材としての２組のピンのペア３２、３３とを有している。
【００４１】フレーム３０は、ＳＩＭ２２を保持する部材である。また、フレーム３１は、スライダ本体２１ｎに対してピンのペア３３で支持されるとともに、ピンのペア３２によりフレーム３０を支持している。
【００４２】ピンのペア３２は、ＳＩＭ２２の主軸２２ｐを通りＸ軸と平行な軸上に配置されている。また、ピンのペア３３は、ＳＩＭ２２の主軸２２ｐを通りＹ軸と平行な軸上に配置されている。
【００４３】このような揺動機構３の構成により、ピンのペア３２を軸として方向ＹａにＳＩＭ２２が回動自在となるとともに、ピンのペア３３を軸として方向ＹｂにＳＩＭ２２が回動自在となる。すなわち、ＳＩＭ２２の姿勢を、互いに直交する２自由度で変更できることとなる。なお、この２自由度のうち、ＳＩＭ２２における方向Ｙａの傾き補正、すなわち記録媒体９の記録面９ａの情報記録トラックＴＲに対してスライダ２１が相対移動する方向についての傾き補正が特に重要となる。
【００４４】付勢部４は、４つのコイル４０〜４３と、４つのニッケル磁性膜４４〜４７とを有している。
【００４５】コイル４０〜４３は、ピンのペア３２で形成される軸上と、ピンのペア３３で形成される軸上とに、それぞれ設けられている。
【００４６】ニッケル磁性膜４４、４６は、フレーム３１の外周上に配設されているとともに、ニッケル磁性膜４５、４７は、フレーム３０の外周上に配設されている。
【００４７】また、ニッケル磁性膜４４〜４７は、帯磁しており、コイルで発生する磁界により、コイルとの間で電磁気的作用により引力と斥力とが発生する。
【００４８】このような構成の付勢部４により、コイル４０の通電で磁性膜４４との間で力が発生するため、ピンのペア３３を軸とした付勢力、すなわち回転モーメントが生じ、回動方向Ｙｂに関するＳＩＭ２２の姿勢を調整できる。コイル４２と磁性膜４６との間でも同様である。
【００４９】また、コイル４１の通電で磁性膜４５との間で力が発生するため、ピンのペア３２を軸とした回転モーメントが生じ、回動方向Ｙａに関するＳＩＭ２２の姿勢を調整できる。コイル４３と磁性膜４７との間でも同様である。
【００５０】以上のような付勢部４の構成により、コイル４０〜４３への入力電流を制御することにより、ＳＩＭ２２は記録面９ａに対して所定の相対姿勢をとることができる。
【００５１】なお、付勢部４のコイル４０〜４３に対する電力供給は、サスペンション２５に形成したパターニング配線および、アーム２６上の配線を通じて行われる。
【００５２】＜記録装置１の動作＞このような構成を有する記録装置１の動作は以下の通りである。
【００５３】まず、所定の入力により、回転機構部１２が起動し、記録媒体９は一定速度で回転される。このとき、スライダ２１は、記録媒体９の回転に伴う空気流による風圧と、サスペンション２５との力の平衡状態において、傾きながら記録媒体９から浮き上がる。また、ＳＩＭ２２も、回転開始直後、スライダ２１の傾斜方向に傾いている状態となっている（図６(ｃ)参照）。
【００５４】そこで、ＳＩＭ２２からの戻り光をフォトダイオード２８で検出し、その検出情報に基づき制御部１５が、ＳＩＭ２２の姿勢に関するフィードバック信号を生成する。そして、この信号に基づいて、コイル４０〜４３に電流を入力して磁場を発生させることにより、ＳＩＭ２２の姿勢が適切に調整できる（図３参照）。
【００５５】このＳＩＭ２２の姿勢制御では、フォトダイオード２８の検出値が最大、つまりＳＩＭ２２からの戻り光が最大になるように制御が行われる。この戻り光が最大となる場合とは、光がＳＩＭ２２に垂直に入射する場合、すなわちＳＩＭ２２の主軸２２ｐが入射光の方向と一致して記録媒体９の記録面９ａに垂直となる場合である。このときには、ＳＩＭ２２の近接場光発生箇所、すなわち微小開口２２ｈが、記録面９ａに対して最短距離となるため、効率良く記録動作が行われることとなる。
【００５６】なお、ＳＩＭ２２からの戻り光については、便宜上、光を線として図示しているが、実際には仮想線ＬＴｕ、ＬＴｄ（図３）程度まで分布しており、ＳＩＭ２２の主軸２２ｐと光路ＬＴが一致する場合には、往路と同じ光路を光が戻るため、フォトダイオード２８が、戻り光の光量を適切に検出できることとなる。
【００５７】次に、本実施形態に係る光ヘッド２の効果を確認する実験結果について説明する。
【００５８】図６は、光ヘッド２による記録媒体９に対しての記録実験の結果を示す図である。図６(ａ)は、光ヘッド２を利用した場合の実験結果を示しており、図６(ｂ)は、光ヘッド２からスライダ２１の揺動機構３と付勢部４を除去し、ＳＩＭ２２がスライダ本体２１ｎに固定されている従来のスライダについての実験結果を示している。これら双方の実験については、記録媒体９が２０００rpmの高速回転している条件で行われた。また、６３３ｎｍ−１０ｍＷのレーザをＮＤフィルタで光量を５０μＷに調節して、スポット径φ１μｍに集光したものを発光部１１に使用するとともに、記録媒体９は、鏡面ガラス基板にシニアン系色素(ＮＫ529:日本感光色素製)を２０００オンク゛ストロームの厚みに塗布したディスクを使用した。
【００５９】図６(ａ)に示す実験に関しては、スライダ２１におけるＳＩＭ２２の姿勢制御機能が有効に働き、記録媒体９上の記録スポット９１が、０.５μｍの微小スポットとしてコントラスト良く得られた。
【００６０】一方、図６(ｂ)に示す実験に関しては、ＳＩＭ２２がスライダ本体２１ｎに固定されているため、記録媒体９に対してスライダ２１の傾斜に応じた姿勢をＳＩＭ２２がとってしまう。このため、ＳＩＭ２２は記録媒体９の記録面９ａに対して平行状態とならず、記録スポット９２が楕円形状でコントラストも悪かった。また、入射光ＬＴはＳＩＭ２２の向きに対応する角度で反射するため、戻り光はミラー２７に配置したフォトダイオード２８で検出できずに迷光ＬＭ（図６(ｃ)）となって非記録領域に影９３のようなものが観察された。
【００６１】以上のような構成の光ヘッド２を備える記録装置１の動作により、記録媒体９から浮上するスライダ２１が傾いても、ＳＩＭ２２の姿勢を適切に制御できるため、記録媒体に対して精度良い記録が可能となる。
【００６２】また、例えば高速度から低速度に記録媒体の回転速度が変化すると、スライダ本体２１ｎの記録媒体に対する浮上量および傾斜角度が変化するが、この場合にも、ＳＩＭ２２の姿勢制御を適切に行うことができる。
【００６３】なお、ＳＩＭ２２の重心がピンのペア３２、３３で形成される軸よりも下方にくるように揺動機構２を構成すれば、記録媒体９の記録面９ａが鉛直方向に垂直であれば、付勢部４がなくても重力により記録面９ａと平行になるようにＳＩＭ２２の姿勢が調整できることとなる。これにより、上記と同様に、記録媒体に対して精度良い記録が可能となる。
【００６４】＜第２実施形態＞＜光ヘッドの要部構成＞本発明の第２実施形態に係る光ヘッドを組み込んだ記録装置１Ａは、第１実施形態の記録装置１に類似しているが、光ヘッド２Ａの構成が異なる。
【００６５】図７は、光ヘッド２Ａの先端部２ｅの斜視図である。また、図８は、光ヘッド２Ａの先端部２ｅの側面図である。
【００６６】光ヘッド２Ａは、第１実施形態の光ヘッド２と同様の構成であるサスペンション２５と、アーム２６と、ミラー２７とを有するとともに、第１実施形態と異なるスライダ２１Ａと、近接場光発生用の微小開口を有する微小開口基板２３とを有している。
【００６７】図９は、スライダ２１Ａの中央部を示す平面図である。
【００６８】スライダ２１Ａは、スライダ本体２１ｎと、微小開口基板２３の姿勢を変更可能な揺動機構５と、微小開口基板２３の揺動に係る付勢力を与える付勢部６とを有している。
【００６９】微小開口基板２３は、記録媒体９に対して光学的にアクセスするための対物光学素子として働き、数百ｎｍ程度の微小開口２３ｈを有している。この微小開口基板２３の主軸２３ｐについては、微小開口２３ｈの中心から微小開口基板２３に対して垂直に伸びる直線が該当することとなる。すなわち、この主軸２３ｐに沿って、光が入射されると、微小開口２３ｈでの近接場光の出力が最大となる。
【００７０】揺動機構５は、２つの矩形状のフレーム５０、５１と、支持部材としての２組のピンのペア５２、５３とを有している。
【００７１】フレーム５０は、微小開口基板２３を保持する部材である。また、フレーム５１は、スライダ本体２１ｎに対してピンのペア５２で支持されるとともに、ピンのペア５３によりフレーム５０を支持している。
【００７２】ピンのペア５２は、微小開口基板２３の主軸２３ｐを通りＸ軸と平行な軸上に配置されている。また、ピンのペア５３は、微小開口基板２３の主軸２３ｐを通りＹ軸と平行な軸上に配置されている。
【００７３】このような揺動機構５の構成により、ピンのペア５２を軸として方向Ｙａに微小開口基板２３が回動自在となるとともに、ピンのペア５３を軸として方向Ｙｂに微小開口基板２３が回動自在となる。すなわち、微小開口基板２３の姿勢を、互いに直交する２自由度で変更できる。
【００７４】付勢部６は、４対のアルミ膜６１〜６４を有している。
【００７５】アルミ膜６１〜６４は、ピンのペア５２で形成される軸上と、ピンのペア５３で形成される軸上とに、それぞれ設けられている。
【００７６】アルミ膜６１、６３は、一方の膜がスライダ本体２１ｎに配設され、他方の膜がフレーム５０に配設される。また、アルミ膜６２、６４は、一方の膜がスライダ本体２１ｎに配設され、他方の膜がフレーム５１に配設される。
【００７７】また、アルミ膜６１〜６４は、正電荷または負電荷を付与できる構成となっており、対となっている各アルミ膜に同符号の電荷を与えると、静電気的作用によって、アルミ膜間に斥力が発生し、一方各アルミ膜に異符号の電荷を与えると、アルミ膜間に引力が発生する。
【００７８】このような構成の付勢部６により、アルミ膜６１に電荷を付与することにより各アルミ膜６１の間で力が発生するため、ピンのペア５３を軸とした付勢力、すなわち回転モーメントが生じ、回動方向Ｙｂに関する微小開口基板２３の姿勢を調整できる。アルミ膜６３についても同様である。
【００７９】また、アルミ膜６２に電荷を付与することにより各アルミ膜６２の間で力が発生するため、ピンのペア５２を軸とした回転モーメントが生じ、回動方向Ｙａに関する微小開口基板２３の姿勢を調整できる。アルミ膜６４についても同様である。
【００８０】以上のような付勢部６の構成により、アルミ膜６１〜６４への入力電荷量を制御することにより、微小開口基板２３は記録面９ａに対して所定の相対姿勢をとることができる。
【００８１】＜記録装置１Ａの動作＞このような構成を有する記録装置１Ａの動作は、第１実施形態の記録装置１の動作とほぼ同様である。
【００８２】すなわち、記録媒体９の回転が開始されると、その直後は微小開口基板２３が傾いた状態となる（図１０(ｃ)参照）。そこで、微小開口基板２３からの戻り光をフォトダイオード２８で検出し、その検出情報に基づき制御部１５が、微小開口基板２３の姿勢に関するフィードバック信号を生成する。そして、この信号に基づいて、アルミ膜６１〜６４に電荷を入力して静電気力を発生させることにより、微小開口基板２３の姿勢が適切に調整できる（図８参照）。これにより、微小開口基板２３の近接場光発生箇所、すなわち微小開口２３ｈが、記録面９ａに対して最短距離となるため、効率良く記録動作が行われることとなる。
【００８３】次に、本実施形態に係る光ヘッド２Ａの効果を確認する実験結果について説明する。
【００８４】図１０は、光ヘッド２Ａによる記録媒体９に対しての記録実験の結果を示す図である。図１０(ａ)は、光ヘッド２Ａを利用した場合の実験結果を示しており、図１０(ｂ)は、光ヘッド２Ａからスライダ２１Ａの揺動機構５と付勢部６を除去し、微小開口基板２３がスライダ本体２１ｎに固定されている従来のスライダについての実験結果を示している。これら双方の実験についての条件は、回転速度が３０００rpmであることを除き、上述の第１実施形態の実験と同様である。
【００８５】図１０(ａ)に関しては、スライダ２１Ａにおける微小開口基板２３の姿勢制御機能が有効に働き、記録媒体９上の記録スポット９４が、０.３μｍの微小スポットとしてコントラスト良く得られた。
【００８６】一方、図１０(ｂ)に関しては、微小開口基板２３がスライダ本体２１ｎに固定されているため、記録媒体９に対してスライダ２１Ａの傾斜に応じた姿勢を微小開口基板２３がとってしまう。このため、微小開口基板２３は記録媒体９の記録面９ａに対して平行状態とならず、記録スポット９５が楕円形状でコントラストも悪かった。また、入射光ＬＴは微小開口基板２３の向きに対応する角度で反射するため、戻り光はミラー２７に配置したフォトダイオード２８で検出できずに迷光ＬＭ（図１０(ｃ)）となって非記録領域に影９６のようなものが観察された。
【００８７】以上のような構成の光ヘッド２Ａを備える記録装置１Ａの動作により、記録媒体９から浮上するスライダ２１Ａが傾いても、微小開口基板２３の姿勢を適切に制御できるため、記録媒体に対して精度良く記録が可能となる。
【００８８】＜第３実施形態＞＜光ヘッドの要部構成＞本発明の第３実施形態に係る光ヘッドを組み込んだ記録装置１Ｂは、第１実施形態の記録装置１に類似しているが、光ヘッド２Ｂの構成が異なる。
【００８９】図１１は、光ヘッド２Ｂの先端部２ｅの斜視図である。また、図１２は、光ヘッド２Ｂの先端部２ｅの側面図である。
【００９０】光ヘッド２Ｂは、第１実施形態の光ヘッド２と同様の構成であるサスペンション２５と、アーム２６と、ミラー２７とを有するとともに、第１実施形態と異なるスライダ２１Ｂと、光学系２４とを有している。
【００９１】図１３は、近接場光を発生させる光学系２４の断面図である。
【００９２】光学系２４は、記録媒体９に対して情報交換を行う対物光学素子として働く半球状のソリッドイマージョンレンズ（ＳＩＬ）２４１と、ＳＩＬ２４１の上方に配置される上部レンズ２４２と、これらのレンズ２４１、２４２とを保持する円筒状のホルダ２４３とを有している。
【００９３】ＳＩＬ２４１と上部レンズ２４２との組合せにより、入射光ＬＴは、ＳＩＬ２４１下面の中心２４ｓに集光され、中心２４ｓから近接場光が発生して、記録媒体９に対して高密度な情報の記録が可能となる。
【００９４】この光学系２４の主軸２４ｐについては、中心２４ｓからＳＩＬ２４１の下面に対して垂直に伸びる直線が該当することとなる。すなわち、この主軸２４ｐに沿って、光が入射されると、中心２４ｓでの近接場光の出力が最大となる。
【００９５】図１４は、スライダ２１Ｂの中央部を示す平面図である。
【００９６】スライダ２１Ｂは、スライダ本体２１ｎと、ＳＩＬ２４の姿勢を変更可能な揺動機構７と、光学系２４の揺動に係る付勢力を与える付勢部８とを有している。
【００９７】揺動機構７は、２つのリング状のフレーム７０、７１と、支持部材としての２組のピンのペア７２、７３とを有している。
【００９８】フレーム７０は、ＳＩＬ２４を保持する部材である。また、フレーム７１は、スライダ本体２１ｎに対してピンのペア７３で支持されるとともに、ピンのペア７２によりフレーム７０を支持している。
【００９９】ピンのペア７２は、光学系２４の主軸２４ｐを通りＸ軸と平行な軸上に配置されている。また、ピンのペア７３は、光学系２４の主軸２４ｐを通りＹ軸と平行な軸上に配置されている。
【０１００】このような揺動機構７の構成により、ピンのペア７２を軸として方向Ｙａに光学系２４が回動自在となるとともに、ピンのペア７３を軸として方向Ｙｂに光学系２４が回動自在となる。すなわち、光学系２４の姿勢を、互いに直交する２自由度で変更できることとなる。
【０１０１】付勢部８は、４つの圧電素子であるピエゾ素子８１〜８４を有している。
【０１０２】ピエゾ素子８１〜８４は、通電によって伸縮する特性を有し、ピンのペア７２で形成される軸上と、ピンのペア７３で形成される軸上とに、それぞれ設けられている。
【０１０３】ピエゾ素子８１、８３の両端は、それぞれスライダ本体２１ｎおよびフレーム７１に接続している。また、ピエゾ素子８２、８４の両端は、それぞれフレーム７１およびフレーム７０に接続している。
【０１０４】このような構成の付勢部８により、ピエゾ素子８１、８３の通電によりピエゾ素子８１、８３がそれぞれ伸縮するため、ピンのペア７３を軸とした付勢力、すなわち回転モーメントが生じ、回動方向Ｙｂに関する光学系２４の姿勢を調整できる。
【０１０５】また、ピエゾ素子８２、８４の通電でピエゾ素子８２、８４がそれぞれ伸縮するため、ピンのペア７２を軸とした回転モーメントが生じ、回動方向Ｙａについての光学系２４の姿勢を調整できる。
【０１０６】以上のような付勢部８の構成により、ピエソ素子８１〜８４への入力電流を制御することにより、光学系２４は記録面９ａに対して所定の相対姿勢をとることができる。
【０１０７】なお、光学系２４は、上述したＳＩＭ２２や微小開口基板２３よりも重いため、付勢手段としては、比較的大きな力を発生できるピエゾ素子が適している。
【０１０８】＜記録装置１Ｂの動作＞このような構成を有する記録装置１Ｂの動作は、第１実施形態の記録装置１の動作とほぼ同様である。
【０１０９】すなわち、記録媒体９の回転が開始されると、その直後は光学系２４が傾いた状態となる（図１５(ｃ)参照）。そこで、光学系２４からの戻り光をフォトダイオード２８で検出し、その検出情報に基づき制御部１５が、光学系２４の姿勢に関するフィードバック信号を生成する。そして、この信号に基づいて、ピエゾ素子８１〜８４に電流を入力して伸縮させることにより、光学系２４の姿勢が適切に調整できる（図１２参照）。これにより、ＳＩＬ２４１における近接場光発生箇所、すなわち中心２４ｓが、記録面９ａに対して最短距離となるため、効率良く記録動作が行われることとなる。
【０１１０】次に、本実施形態に係る光ヘッド２Ｂの効果を確認する実験結果について説明する。
【０１１１】図１５は、光ヘッド２Ｂによる記録媒体９に対しての記録実験の結果を示す図である。図１５(ａ)は、光ヘッド２Ｂを利用した場合の実験結果を示しており、図１５(ｂ)は、光ヘッド２Ｂからスライダ２１Ｂの揺動機構７と付勢部８を除去し、光学系２４がスライダ本体２１ｎに固定されている従来のスライダについての実験結果を示している。これら双方の実験についての条件は、回転速度が２５００rpmであることを除き、上述の第１実施形態の実験と同様である。
【０１１２】図１５(ａ)に関しては、スライダ２１Ｂにおける光学系２４の姿勢制御機能が有効に働き、記録媒体９上の記録スポット９７が、０.１μｍの微小スポットとしてコントラスト良く得られた。
【０１１３】一方、図１５(ｂ)に関しては、光学系２４がスライダ本体２１ｎに固定されているため、記録媒体９に対してスライダ２１Ｂの傾斜に応じた姿勢を光学系２４がとってしまう。このため、光学系２４は記録媒体９の記録面９ａに対して平行状態とならず、記録スポット９８が不明瞭で確認できなかった。
【０１１４】以上のような構成の光ヘッド２Ｂを備える記録装置１Ｂの動作により、記録媒体９から浮上するスライダ２１Ｂが傾いても、ＳＩＬ２４１を有する光学系２４の姿勢を適切に制御できるため、記録媒体に対して精度良く記録が可能となる。
【０１１５】なお、光学系２４の重心がピンのペア７２、７３で形成される軸よりも下方にくるように揺動機構７を構成すれば、記録媒体９の記録面９ａが鉛直方向と垂直であれば、付勢部８がなくても重力により記録面９ａと平行になるように光学系２４の姿勢が調整できることとなる。これにより、上記と同様に、記録媒体に対して精度良く記録が可能となる。
【０１１６】＜変形例＞◎第１実施形態のフォトダイオード２８については、ミラー２７上に設けるのは必須ではなく、例えば図１６に示す光ヘッド２Ｃのようにフォトダイオード２８をアーム２６上に設けても良い。この場合には、光路ＬＴにハーフミラー２９を設けて、ＳＩＭ２２への供給光を透過させるとともに、ミラー２７を介してＳＩＭ２２から戻ってくる光を反射させて、フォトダイオード２８に導くようにする。
【０１１７】このような構成においても、ＳＩＭ２２の姿勢検出が可能となるため、記録媒体に精度良く、情報を記録できる。
【０１１８】また、第２実施形態の光ヘッド２Ａおよび第３実施形態の光ヘッド２Ｂにおいても同様である。
【０１１９】◎各実施形態のフォトダイオードについては、ミラー２７の代わりにフォトダイオードそのものを利用し、戻り光の光量検出を行うとともに光路変更を行っても良い。この場合、シリコン受光面に二酸化シリコン被膜保護層を設けた一般的なフォトダイオードの構成で反射率は３０％程度あり、十分ミラーとして使用できる。これにより、ミラー２７を省略でき、光ヘッドの構成を簡素化できる。
【０１２０】◎各実施形態については、光路を変更する光路変更手段として、ミラー２７の代わりにプリズムを使用しても良い。
【０１２１】◎各実施形態の揺動機構については、付勢部により付勢力を与えるのは必須ではなく、帯電や磁化させた記録媒体９の記録面９ａを利用して付勢力を与えても良い。すなわち、帯電や磁化させた記録媒体９に相対する揺動機構に設けられた電極や被膜との間で働く静電気力や電磁気力を利用して、記録媒体９の記録面９ａに平行となるように、対物光学素子の姿勢を調整できる。
【０１２２】◎各実施形態の記録装置については、記録媒体に対する情報の記録のみでなく、対物光学素子からの戻り光を検出することにより情報の再生が可能である。このように再生装置として使用する場合についても、狭義の記録装置の場合と同様に、対物光学素子の姿勢を制御できるため、正確に記録媒体に記録される情報の読み出しが可能となる。同様に、情報の消去にも、この発明は利用できる。よって、本発明における記録装置は、情報の記録、再生、および消去のうちの少なくともひとつを行う装置として定義される。
【０１２３】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし請求項９の発明によれば、スライダが少なくとも所定の方向に揺動自在に対物光学素子を保持する揺動手段を有するため、対物光学素子の姿勢の適切な調整が可能となり、記録媒体に対して精度良く光学的にアクセスできる。
【０１２４】特に、請求項２の発明については、対物光学素子がソリッドイマージョンレンズ、ソリッドイマージョンミラー、および微小開口を有する近接場光学素子のうちのいずれかであるため、近接場光により記録媒体において高密度な記録ができる。
【０１２５】また、請求項３の発明については、揺動手段が対物光学素子を所定の軸上で回動自在に支持する支持部材のペアを有するため、簡易に揺動機構を構成できる。
【０１２６】また、請求項４の発明については、スライダが記録媒体の記録面に対して相対移動する際に揺動手段によって対物光学素子の主軸を記録面に対して略垂直に維持するため、動作時において記録媒体に対してより精度良く情報交換できる。
【０１２７】また、請求項５の発明については、スライダが電磁気的作用、静電気的作用、または圧電作用を利用して対物光学素子の揺動に係る付勢力を与える付勢手段を有するため、対物光学素子の姿勢を能動的に調整できる。
【０１２８】また、請求項６の発明については、光路変更部材がアームに固設されるため、スライダの軽量化が図れる。
【０１２９】また、請求項７の発明については、接続部材が供給光の通過領域に孔を有するため、対物光学素子への光供給が容易に行える。
【０１３０】また、請求項９の発明については、供給光の光路の近傍に設けられる光検出器における対物光学素子からの戻り光に関する検出結果に応じて付勢力を制御するため、対物光学素子の姿勢制御を適切に行える。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６０７９
【氏名又は名称】ミノルタ株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年８月１１日（２０００．８．１１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８９２３３
【弁理士】
【氏名又は名称】吉田 茂明 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００２−５６５６７（Ｐ２００２−５６５６７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年２月２２日（２００２．２．２２） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−２４４１６７（Ｐ２０００−２４４１６７） |
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