(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、
磁気光学効果によって磁気記録媒体からデータの読み出しを行う磁気光学変調部と、
前記レーザ光源と前記磁気光学変調部との間に介在するヘッド光学系と、
前記磁気光学変調部と前記ヘッド光学系を少なくとも支持する磁気ヘッド装置支持部と、
前記磁気光学変調部からの出射光を電気信号に変換する光検出器と、
前記レーザ光源と前記ヘッド光学系と前記光検出器との間に設けられた光学系と、
前記光検出器の出力から前記磁気ヘッド装置支持部の位置を制御する第１の制御系と、
前記光検出器の出力から前記ヘッド光学系を介して前記磁気光学変調部における光点の大きさ及び位置を制御する第２の制御系とを備え、
前記光学系は、前記レーザ光源からのレーザ光を回折し、前記磁気光学変調部からの光を偏光分離する機能を有するものであり、
前記磁気光学変調部は、第１の面から第５の面を持つ光学的透明多面体を有し、
前記第１の面は前記磁気記録媒体と対向し、
前記第２の面は前記第１の面に連続する面であり、磁性薄膜および非磁性薄膜の積層体である磁性薄膜部を有し、
前記第３の面は前記第１の面に対して開口角の２分の１以上の角度で前記第２の面へ光を入射させる角度に配置され、前記第１の面に垂直な方向からの光を前記第２の面に臨界角あるいは臨界角に対して９０パーセントから１１０パーセントの角度で入射させる入射光方向変換面となり、
前記第４の面は前記第２の面で反射した光を前記第１の面に垂直な方向へ光を出射させる出射光方向変換面となり、
前記第５の面は前記光学的透明多面体への前記レーザ光源のレーザ光の入射面となることを特徴とする磁気ヘッド装置。
【請求項２】
レーザ光源と、
磁気光学効果によって磁気記録媒体からデータの読み出しを行う磁気光学変調部と、
前記レーザ光源と前記磁気光学変調部との間に介在するヘッド光学系と、
前記磁気光学変調部と前記ヘッド光学系を少なくとも支持する磁気ヘッド装置支持部と、
前記磁気光学変調部からの出射光を電気信号に変換する光検出器と、
前記レーザ光源と前記ヘッド光学系と前記光検出器との間に設けられた光学系と、
前記光検出器の出力から前記磁気ヘッド装置支持部の位置を制御する第１の制御系と、
前記光検出器の出力から前記ヘッド光学系を介して前記磁気光学変調部における光点の大きさ及び位置を制御する第２の制御系とを備え、
前記光学系は、前記レーザ光源からのレーザ光を回折し、前記磁気光学変調部からの光を偏光分離する機能を有するものであり、
前記磁気光学変調部は、少なくとも第１の面から第４の面を持つ光学的透明多面体を有し、
前記第１の面は磁性薄膜および非磁性薄膜の積層体である磁性薄膜部を有し、かつ前記磁気記録媒体と対向し、
前記第２、第３の面は前記第１の面に垂直な方向からの光を前記第１の面に臨界角あるいは臨界角に対して９０パーセントから１１０パーセントの角度で入射させる入射光方向変換面となり、かつ、前記第１の面で反射した光を前記第４の面に垂直な方向へ光を出射させる出射光方向変換面となり、
前記第４の面は前記光学的透明多面体への前記レーザ光源のレーザ光の入出射面となることを特徴とする磁気ヘッド装置。
【請求項３】
レーザ光源と、
磁気光学効果によって磁気記録媒体からデータの読み出しを行う磁気光学変調部と、
前記レーザ光源と前記磁気光学変調部との間に介在するヘッド光学系と、
前記磁気光学変調部と前記ヘッド光学系を少なくとも支持する磁気ヘッド装置支持部と、
前記磁気光学変調部からの出射光を電気信号に変換する光検出器と、
前記レーザ光源と前記ヘッド光学系と前記光検出器との間に設けられた光学系と、
前記光検出器の出力から前記磁気ヘッド装置支持部の位置を制御する第１の制御系と、
前記光検出器の出力から前記ヘッド光学系を介して前記磁気光学変調部における光点の大きさ及び位置を制御する第２の制御系とを備え、
前記光学系は、前記レーザ光源からのレーザ光を回折し、前記磁気光学変調部からの光を偏光分離する機能を有するものであり、
前記磁気光学変調部は、少なくとも第１の面から第４の面を持つ光学的透明多面体を有し、
前記第１の面は前記磁気記録媒体と対向し、
前記第２の面は前記第１の面に連続し、磁性薄膜および非磁性薄膜の積層体である磁性薄膜部を有し、前記第１の面に垂直な方向からの光が臨界角あるいは臨界角に対して９０パーセントから１１０パーセントの角度で入射する角度に配置されるとともに、前記第１の面に垂直な方向からの光を前記第１の面に対して開口角の２分の１以上の角度で前記第３の面へ出射させる角度に配置され、
前記第３の面は１または複数の面からなり、前記第２の面で反射した光を前記第１の面に垂直な方向へ光を出射させる出射光方向変換面となり、
前記第４の面は前記光学的透明多面体への前記レーザ光源のレーザ光の入出射面となることを特徴とする磁気ヘッド装置。
【請求項４】
前記磁気光学変調部は、前記磁気記録媒体に磁気誘導によってデータの書き込みを行う磁気記録ヘッドを有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の磁気ヘッド装置。
【請求項５】
前記光学的透明多面体と前記非磁性薄膜の屈折率で決まる臨界角が４５度以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の磁気ヘッド装置。
【請求項６】
前記磁性薄膜部に直接入射する光は、前記磁性薄膜部に対して臨界角以下の角度で入射することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の磁気ヘッド装置。
【請求項７】
前記磁気記録媒体と対向する前記光学的透明多面体の第１の面に直接入射する光は、前記第１の面に対して臨界角以下の角度で入射することを特徴とする請求項１または３に記載の磁気ヘッド装置。
【請求項８】
前記磁性薄膜部の磁性薄膜は、膜厚が５０オングストロームから４００オングストロームの間であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の磁気ヘッド装置。
【請求項９】
前記磁性薄膜部の非磁性薄膜は、膜厚が３０００オングストローム以上であることを特徴とする請求項８に記載の磁気ヘッド装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、媒体に磁気記録された情報を光学的に再生する磁気ヘッド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報通信・映像音響の各分野で、高密度（小型・大容量）な情報記録再生装置が盛んに開発されている。その中でも磁気記録の進歩はめざましく、高記録密度化、小型化、転送速度の高速化が進み、記録密度は１０年で約１０倍の向上が図られている。
【０００３】
現在、磁気ディスク装置に広く応用されている長手磁化方式の高密度化において、最短のビット間隔ｂを短くし、線記録密度を向上させるためには、記録レベルをできるだけ低くして、媒体の表面層だけを浅く磁化するか、媒体の磁性層厚δをｂ／２  （４  分の１  波長）以下に薄くして、できるだけ高密度まで円弧状磁化モードを保つことである。
【０００４】
また、トラックピッチを小さくし、トラック記録密度を向上させるためには、ヘッドを任意のトラックへ高速高精度に位置決めすることと、ビット長と合わせて、１  ビット記録面積が小さくなることから、ヘッドが、媒体からの周波数の高い小さな磁界を高感度に検出することである。
【０００５】
すなわち、長手磁化方式による磁気記録の高密度記録再生の課題としては、再生ヘッドの高感度化、記録再生ヘッド位置決めの高速高精度化および磁気記録媒体の高保持力化ならびに記録ヘッドの高出力化等が上げられる。
【０００６】
しかしながら、媒体の高保持力化は、記録ヘッドの書き込み能力で制限されるだけでなく、読み出し時の諸損失のため高密度ほど再生電圧は急激に減衰し、実用できる記録密度は理論値に比べかなり下回っているのが現状である。すなわち、磁気記録の高密度化には記録ヘッドの書き込み能力を向上させるとともに、再生ヘッドの再生感度を向上させることが必須である。
【０００７】
そこで、長手磁化（面内磁化）方式の磁化信号再生方法として、強磁性体薄膜に媒体磁化信号を転写し、その強磁性体薄膜の磁気光学効果を応用した方式が提案されている（特公昭５６−３３７８１、特公平３−５５８９４  、特開平４−５０４９２２号公報参照）。図１３はこの方式の原理図を示す。２０１はテープ、２１０は入射光束、２１３は出射光束、２１４、２１５は偏光板、２１６は透明ブロック反射部、２１７は反射板、２１８は透明ブロック、２１９は強磁性薄膜、２２２は強磁性体コアである。
【０００８】
１つの面がテープ２０１と接するように構成された透明ブロック２１８の、テープ２０１に接する面に連続する側面にパーマロイなどの強磁性薄膜２１９が蒸着されている。テープ２０１上に信号磁化が存在すると、これより発生する信号磁束は符号２１２のように流れる。強磁性薄膜２１９の透磁率が十分大きい場合、信号磁束は、強磁性薄膜２１９の内部をかなり上側まで上がり強磁性薄膜２１９は磁化される。このような状態において、入射光束は偏光板２１４で一定の方向のみの偏光光束となり、透明ブロック反射部２１６で反射して方向を変え、強磁性薄膜２１９の下部に入射する。入射光束は、強磁性薄膜２１９と反射板２１７によって全て反射され、偏光板２１５を経由して、光検出器により検出される。この場合、強磁性薄膜２１９の幅は検出感度と直接無関係であり、検出感度は記録波長と強磁性薄膜２１９への入射光束の位置に関係する。
【０００９】
また、この方式の他の従来例における原理図を図１４に示す。３０１は記録媒体、３０４は光源、３０５は偏光子、３０７はレンズ、３０８は検光子、３０９は光検出器、３１０は半透明鏡、３１１はガラスなどによる透明基板、３１２は放物線を形成する側面、３１３、３１５は強磁性薄膜、３１４はアルミニウムなどの非磁性金属薄膜、３１６は保護膜、３１７は焦点、３１８は直線偏光光、３１９は平行光束である。
【００１０】
この場合、記録媒体３０１から発生した磁界は、厚さ２００ｎｍ  〜３００ｎｍ  の強磁性薄膜３１５（たとえば、パーマロイ）および厚さ１０〜３０ｎｍの強磁性薄膜３１３（たとえば、鉄）をその面内方向に磁化する。
【００１１】
光源３０４からの平行光は、偏光子３０５によって直線偏光となり、半透明鏡３１０を通過した後、透明基板３１１に入射する。入射光束は、側面３１２で反射され、強磁性薄膜３１３を通過した後、側面３１２の放物線の焦点３１７に集束する。この焦点３１７の位置には、反射率が高い５  〜２０ｎｍの金属薄膜３１４が配置され、ここに集束した光束の一部は金属薄膜３１４で、また残りの光束は強磁性薄膜３１５で再び反射され、さらに側面３１２で反射されて平行光束３１９となる。平行光束３１９は、半透明鏡３１０で反射され、レンズ３０７、検光子３０８を通過した後、光検出器３０９で電気信号に変換される。
【００１２】
さらに、この方式の他の従来例の原理図を図１５に示す。４０１は記録媒体、４０２はレーザ光源、４０３はコリメータレンズ、４０４は偏光子、円筒レンズ、４０５は磁気光学変調部、４０６は円筒レンズ、４０７はレンズ、４０８は検光子、４０９は光検出器であり、４８０はアルミナ、４５６は透明基板ＬｉＮｂＯ３、４３２は第１の磁性層センダスト、４３４はギャップに相当する非磁性の窒化シリコンと金、４３０は第２の磁性層センダスト、４８４はアルミナである。
【００１３】
この場合、記録媒体４０１から発生した磁界は、膜厚３０ｎｍの強磁性薄膜４３２および膜厚５００ｎｍ  の強磁性薄膜４３０をその面内方向に磁化する。
【００１４】
光源４０２からのレーザ光はコリメータレンズ４０３によって平行光とされ、偏光子４０４によって直線偏光となり、磁性層に平行な面４４２から磁気光学変調部４０５に入射する。入射光束は面４４０で反射され、第１の磁性層４３２に集束し、偏光回転しながら反射する。反射光は透明基板４５６を通過して、検光子４０８を通過した後、光検出器４０９で電気信号に変換される。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の磁気ヘッド装置は、磁気テープにおける面内磁化信号の再生、すなわち固定ヘッド、接触式ヘッドを想定しているが、ディスク媒体の磁化信号を再生する場合、任意のトラックへ再生ヘッドを高速高精度に位置決めするとともに、ディスク媒体の面振れなどの外乱振動に対して再生ヘッドを追従させるトラッキングを行なう必要がある。
【００１６】
トラッキングの従来例としては、光磁気再生ヘッドの場合、トラックピッチ１．６  μｍ  、トラック幅約１．０  μｍ  であり、直径１  μｍ  の光スポットを±０．１  μｍ  の精度で位置決め、およびトラック追従している。このときのサーボ許容偏差は、±０．０３μｍ  である。
【００１７】
また、ディスク媒体の記録面に対するフォーカシングの従来例としては、同様に光磁気再生ヘッドの場合、ディスク媒体の面振れは±３００  μｍ  、光学系の焦点深度が１．８  μｍ  程度であり、±０．５  〜１．０  μｍ  の精度で焦点合わせをしている。このときのサーボ許容偏差は、±０．１５μｍ  〜０．３  μｍ  である。
【００１８】
また、固定磁気ディスクの磁気ヘッドの場合、ヘッドとディスク媒体の間に空気軸受を構成し、±４０μｍ  の面振れ（ディスク媒体回転数３６００ｒｐｍ  、３．５  インチディスク外周）やディスク媒体の平面度、スライダのスキューなどの外乱に対して、±０．１  〜０．２  μｍ  の浮上高さを±０．０１〜０．０２μｍ  の精度で保持している。
【００１９】
このため、図１３に示した従来例の強磁性体転写磁気光学効果応用再生磁気ヘッド（以下、磁気光再生ヘッドという。）を磁気ディスク装置のディスク媒体に対するヘッドとして用いた場合、高密度記録再生装置を実現するためには、前記した外乱振動に対して透明体および強磁性薄膜をディスク媒体から０．１  μｍ  以下の浮上高さで安定に保持させること、光軸ずれを防ぐとともに±０．５  〜１．０  μｍ  の精度で強磁性薄膜に焦点を合わせること、さらには±０．１  μｍ  の精度で光スポットを強磁性薄膜上に位置決めすることが必要となるとともに、出力信号を大きくするには、レーザ光を強磁性薄膜のディスク媒体に最も近接している部分に集束し、その反射光の磁気光学効果による偏光面の回転、および楕円率の変化を検出することが必要となる。そこで、図１３においてレーザ光をディスク媒体と最も近接している強磁性薄膜エッジ部に集光させようとした場合、スポット径を小さくするために開口角を大きくすると光束が遮断され、エッジ部に集光できないという問題を有していた。
【００２０】
また、図１４に示した従来例の磁気光再生ヘッドを磁気ディスク装置のディスク媒体に対するヘッドとして用いる場合、高密度記録再生装置を実現するためには、同様に、上記した外乱振動に対して透明体および強磁性薄膜をディスク媒体から０．１  μｍ  以下の浮上高さで安定に保持させること、光軸ずれを防ぐとともに、±０．５  〜１．０  μｍ  の精度で強磁性体薄膜に焦点を合わせることとともに、出力信号を大きくするためには、レーザ光を強磁性薄膜のディスク媒体に最も近接している部分に集束し、その反射光の磁気光学効果による偏光面の回転および楕円率の変化を検出することが必要となる。そこで、図１４においてレーザ光をディスク媒体と最も近接している強磁性薄膜エッジ部に集光させようとした場合、図１３の場合と同様に、光束が遮断され、エッジ部に集光できないという課題を有していた。
【００２１】
さらに、図１５に示した従来例の磁気光再生ヘッドを磁気ディスク装置のディスク媒体に対するヘッドとして用いる場合、高密度記録再生装置を実現するためには、上記した外乱振動に対して透明体および強磁性薄膜をディスク媒体から０．１  μｍ  以下の浮上高さで安定に保持させること、光軸ずれを防ぐとともに±０．５  〜１．０  μｍ  の精度で強磁性薄膜に焦点を合わせること、さらには±０．１  μｍ  の精度で光スポット強磁性薄膜上に位置決めすることが必要となるとともに、上記した外乱振動に対して透明体および強磁性薄膜をディスク媒体から０．１  μｍ  以下の浮上高さで安定に保持させること、光軸ずれを防ぐとともに、±０．５  〜１．０  μｍ  の精度で強磁性体薄膜に焦点を合わせることとともに、出力信号を大きくするためには、レーザ光を強磁性薄膜のディスク媒体に最も近接している部分に集束し、その反射光の磁気光学効果による偏光面の回転、および楕円率の変化を検出することが必要となる。そこで、図１５においてレーザ光をディスク媒体と最も近接している強磁性薄膜エッジ部に集光させようとした場合、入射側と出射側の両方にフォーカスレンス系が必要となるとともに、浮上高さの変化に対して、フォーカス以外に集光位置が移動してしまうという問題を有していた。すなわち、上記した外乱振動に対して、磁気光再生ヘッドの磁性体薄膜エッジ部に、如何に光を絞るか、すなわち、如何に感度良く再生信号を検出するかが問題であった。
【００２２】
本発明は、このような従来の問題に鑑み、従来に比べ記録密度を格段に向上できる磁気ヘッド装置を提供することを目的とするものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の磁気ヘッド装置は、レーザ光源と、磁気光学効果によって磁気記録媒体からデータの読み出しを行う磁気光学変調部と、前記レーザ光源と前記磁気光学変調部との間に介在するヘッド光学系と、前記磁気光学変調部と前記ヘッド光学系を少なくとも支持する磁気ヘッド装置支持部と、前記磁気光学変調部からの出射光を電気信号に変換する光検出器と、前記レーザ光源と前記ヘッド光学系と前記光検出器との間に設けられた光学系と、前記光検出器の出力から前記磁気ヘッド装置支持部の位置を制御する第１の制御系と、前記光検出器の出力から前記ヘッド光学系を介して前記磁気光学変調部における光点の大きさ及び位置を制御する第２の制御系とを備え、前記光学系は、前記レーザ光源からのレーザ光を回折し、前記磁気光学変調部からの光を偏光分離する機能を有するものであり、前記磁気光学変調部は、第１の面から第５の面を持つ光学的透明多面体を有し、前記第１の面は前記磁気記録媒体と対向し、前記第２の面は前記第１の面に連続する面であり、磁性薄膜および非磁性薄膜の積層体である磁性薄膜部を有し、前記第３の面は前記第１の面に対して開口角の２分の１以上の角度で前記第２の面へ光を入射させる角度に配置され、前記第１の面に垂直な方向からの光を前記第２の面に臨界角あるいは臨界角に対して９０パーセントから１１０パーセントの角度で入射させる入射光方向変換面となり、前記第４の面は前記第２の面で反射した光を前記第１の面に垂直な方向へ光を出射させる出射光方向変換面となり、前記第５の面は前記光学的透明多面体への前記レーザ光源のレーザ光の入射面となることを特徴とするものである。
【００２４】
【作用】
本発明は、磁気光学効果を利用するとともに光学的透明多面体を構成要素とする具体的構成によって、動作中に、磁気記録媒体と、それから信号を読み取るヘッドが０．１μｍ以下という小さい間隙で保持されているような状態において、外乱振動があっても、読み取り用の光スポットを前記磁気記録媒体の記録信号に簡単な構成で正確にトラッキングさせることができる。すなわち、光スポットを0.5 〜1.0 μm の精度で強磁性薄膜に焦点を合わせること、さらには±0.1 μmの精度で光スポットを強磁性薄膜上のエッジ部に位置決めすることが容易になり、再生信号を高感度に検出できるため、高密度記録再生が可能な磁気ヘッド装置を実現することができる。
【００２５】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明の第１の実施例について図面を参照しながら説明する。本実施例は、外乱振動に対して磁気光再生ヘッドの透明体および強磁性薄膜をディスク媒体から０．１  μｍ  以下の浮上高さで安定に保持させるとともに、±０．５  〜１．０  μｍ  の精度で強磁性体薄膜に焦点を合わせること、および±０．１μｍの精度で光スポットを目標トラックの情報が転写されている強磁性薄膜上に位置決めし、さらにはヘッド自体を目標トラックに位置決め、追従させることによって、再生信号を高感度に検出する高密度な情報記録再生が可能な磁気ヘッド装置を実現するようにしたものである。
【００２６】
図１（ａ）は本発明の第１の実施例における磁気ヘッド装置の全体構成を示す概略断面図であり、図（ｂ）はその対物レンズ部の平面図であり、図２は磁気光再生ヘッドの原理図である。図１および図２において、３は磁気光学効果によって磁気ディスクのデータの読み出しを行う磁気光再生ヘッド、５０は磁気光再生ヘッド３を支持する磁気ヘッド装置支持部、５は磁気光学変調部、５−１は光学的透明多面体、５−２は強磁性薄膜、５−３は保護膜、６はヘッド光学系、６−１はレーザ光源、６−２−１はコリメータレンズ、６−２−２は対物レンズ、６−２−３は検出レンズ、６−３は光検出器、６−４はトラッキング光検出部、６−５はトラッキング微調整部、６−６はフォーカシング光検出部、６−７はフォーカシング微調整部、６−８は回折格子、６−９は差動トラッキング光検出器、６−１０は円筒レンズ、６−１１は非点収差フォーカシング光検出器、６−１２は偏光子と検光子の機能を有する偏光ビームスプリッタ、６−１３と６−１４は反射プリズム、５０−１は磁気光学変調部５を支持するとともにヘッド荷重を加えるサスペンション、５０−２は対物レンズ６−２−２を支持するレンズ支持ワイヤーである。
【００２７】
図２において、５−１−１はディスク媒体と接する第１の面、５−１−２は強磁性薄膜５−２および保護膜５−３が蒸着され、磁気光学変調が行われる第２の面、５−１−３は第１の面に垂直な方向からのレーザ光１００を第２の面５−１−２に臨界角あるいは臨界角に対して９０パーセントから１１０パーセントの角度で入射させる第３の面である入射光方向変換面、５−１−４は面５−１−３での反射光を第１の面に垂直な方向へ出射させる第４の面である出射光方向変換面、５−１−５はレーザ光１００の磁気光学変調部５への入射面となる第５の面である。
【００２８】
以上のように構成された磁気ヘッド装置において、以下図１〜図５を用いてその動作を説明する。レーザ光源６−１から出力されたレーザ光１００は、コリメータレンズ６−２−１によって直径１０ｍｍの平行光束とされ、回折格子６−８によって０  次、±１  次の回折光が作られる。そして、偏光ビームスプリッタ６−１２で直線偏光とされたレーザ光１００は、反射プリズム６−１３、６−１４によって対物レンズ６−２−２へ導かれ、磁気光学変調部５へ入射される。
【００２９】
ここで、図１において、磁気光学変調部５は、サスペンション５０−１によるヘッド荷重が加えられ、回転する磁気ディスクとの間に高剛性な空気軸受けを構成することによって、ディスク面振れなどの外振動に追従して、磁気ディスクの上を０．１  μｍ  程度の高さで安定に浮上する。すなわち、磁気光学変調部５は、磁気ディスクの上を０．１  μｍ  程度の高さで安定に支持されることになる。
【００３０】
ここで、図３を用いて磁気光学変調部５の詳細を説明する。図３において、レーザ光１００は対物レンズ６−２−２によって光学的透明多面体５−１に入射される。光学的透明多面体５−１の材料としては、屈折率１．８４の光学ガラス（ＬａＳＦ−０８  ）を使用する。また、第２の面５−１−２に強磁性薄膜５−２として膜厚２０ｎｍのパーマロイ膜（８１％ＮｉＦｅ  ）を電子ビーム蒸着し、保護膜５−３としては、屈折率１．４８である膜厚５００ｎｍ  の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）をスパッタで配置する。
【００３１】
ここで、第２の面５−１−２での臨界角θｔは、光学的透明多面体５−１の屈折率をｎ１、保護膜５−３の屈折率をｎ３とすると、
θｔ＝ＳＩＮ（ｎ１／ｎ３）
で決まる。
【００３２】
また、開口数ＮＡと光学的透明多面体５−１内での開口角αとの関係は、
ＮＡ＝ｎ１・ＳＩＮ（α／２）
であり、解像力ｄはレーザ光１００の波長をλとすると、
ｄ＝０．６１・λ／ＮＡ
で決まる。
【００３３】
さらに、集光できるスポット径ｗは、コリメータレンズ６−２−１によってつくられる平行光束の直径をｗ０、対物レンズの焦点距離をｆ、対物レンズの直径をＤとすると、
ｗ＝（λ／π）・（ｆ／ｗ０）
ＴＡＮ（α／２）＝Ｄ／２／ｆ
で決まる。
【００３４】
レーザ光１００を強磁性薄膜５−２の磁気記録媒体側のエッジに臨界角で入射し、スポット径を小さく、μｍ  オーダーに集光するためには、ＮＡを大きく（焦点距離ｆを小さく）、開口角αを大きくすることが必要となる。
【００３５】
また、強磁性薄膜５−２にノイズが入らないように、強磁性薄膜５−２と磁気記録媒体とのなす角度は、大きくすることが必要である。
【００３６】
ここで、強磁性薄膜（パーマロイ膜）５−２の幅を２．５  μｍ  とし、対物レンズ６−２−２の開口数ＮＡは０．３とする。臨界角θｔは光学的透明多面体５−１の屈折率１．８４と、保護膜５−３の屈折率１．４８で決まり、５３．５ｄｅｇ  となる。
【００３７】
形状は強磁性薄膜５−２への入射角度は臨界角５３．５ｄｅｇ  の±１０％以内という条件より５４ｄｅｇ  とし、対物レンズ６−２−２の開口数αと光学的透明多面体５−１の光学ガラスの屈折率より光学的透明多面体５−１内での開口角αは前述した式より、１９．４ｄｅｇ  となり、レーザ光１００の光束が面５−１−１によって遮断されないように、面５−１−１に垂直な方向からの入射光が、面５−１−２へ面５−１−１に対して対物レンズ側に９．４ｄｅｇ以上の角度で入射するように面５−１−３を配置することが必要であるとともに、強磁性薄膜５−２と磁気記録媒体とのなす角度を大きくする必要性から、面５−１−２への入射光が、面５−１−１に対して対物レンズ側に傾斜する角度を小さくすることが必要となる。
【００３８】
そこで、面５−１−２への入射光が、面５−１−１に対して対物レンズ側に傾斜する角度１０ｄｅｇ  とし、面５−１−１と面５−１−３がなす角度を１３０ｄｅｇとする。
【００３９】
さらに、第２の面５−１−２は第３の面５−１−３からの入射光が５４ｄｅｇ  で入射するように配置し、第１の面５−１−１と第２の面５−１−２とがなす角度を１５４ｄｅｇとする。すなわち、第２の面５−１−２と第３の面５−１−３とのなす角度を１０４ｄｅｇとする。
【００４０】
また、第２の面５−１−２と第４の面５−１−４がなす角度は、第２の面５−１−２での反射光が第４の面５−１−４から第１の面５−１−１と垂直な方向へ出射するように７９．４ｄｅｇ  とし、レーザ光１００の入射面である第５の面５−１−５は、第１の面５−１−１と平行で、入射光と垂直の関係になるように配置する。
【００４１】
いま、レーザ光１００は、第１の面５−１−１から垂直に入射し、第２の面５−１−２で入射角度５０ｄｅｇ  で反射し、パーマロイ膜５−２が蒸着されている第３の面５−１−３へ入射角度５４ｄｅｇ  で入射される。このとき、レーザ光１００は、第１の面５−１−１で光束が遮断されることなく第２の面５−１−２に集光される。
【００４２】
強磁性薄膜であるパーマロイ膜５−２には、磁気ディスクの磁気信号が転写されており、レーザ光１００は、磁気光学効果によって、偏光面の回転と楕円率の変化を生じる。磁気光学効果を受けたレーザ光１００は、第４の面５−１−４から入射光と平行に出射され、対物レンズ６−２−２、反射プリズム６−１３、６−１４を経て、偏光ビームスプリッタ６−１２で入射した直線偏光のレーザ光１００に対して、偏光面が９０ｄｅｇ  回転した偏光成分のみを検出レンズ６−２−３によって光検出器６−３に集光し、磁気ディスクからの磁気信号を検出する。
【００４３】
次に、磁気光再生ヘッド３における光スポットのトラッキングについて図４を用いて説明する。ここでは、光ディスク装置に応用されている３ビーム法を応用する。まず、回折格子６−８によって作られた０  次と±１  次の回折光は、パーマロイ膜５−２に転写されたトラック上に集光され、トラック幅をＴｗ  とすると、０  次光と＋１  次光のスポット中心の距離Ｌ＋  が、
Ｌ＋    ＝  Ｔｗ  ／２                                    ・・・（１）
０  次光と−１  次光のスポット中心の距離Ｌ−が、
Ｌ−    ＝  Ｔｗ  ／２                                    ・・・（２）
となるようにすると、０  次の回折光が強磁性薄膜トラック中心に集光されると    き、±１  の回折光は強磁性薄膜トラックのエッジ部分に集光される。
【００４４】
図４において、１−２は見かけ上のトラック、１−４は強磁性薄膜トラック、１００−１が０  次光、１００−２が＋１  次光、１００−３が−１  次光であり、光スポット１００−１−１、１００−２−１、１００−３−１は、０  次光と±１  次光の見かけ上のトラックの位置である。今、図２のように、０  次と±１  次の回折光３つをそれぞれ異なる光検出器６−３−０、６−３−１、６−３−２で光量を検出すると、０  次の回折光のスポット中心が＋１  次光にずれる場合、＋１  次光と−１  次光の検出光量に差が生じるため、差動トラッキング光検出器６−９で＋１  次光と−１  次光の光検出器６−３−１と６−３−２の差を検出していれば、０  次光のオフトラック量が検出可能であり、光検出器６−３−０と差動トラッキング光検出器６−９からの位置信号をもとに、トラッキング微調整部６−５によって、光スポットの強磁性薄膜へのトラッキングおよびフォローイングが可能である。
【００４５】
次に、対物レンズ６−２−２によるレーザ光１００の磁気光学変調部５へのフォーカシングについて説明する。ここでは、光ディスク装置に用いられている非点収差法を応用する。
【００４６】
図２において、対物レンズ６−２−２によってレーザ光１００はパーマロイ膜５−２に集光され、反射光の０  次光は、対物レンズ６−２−２、反射プリズム６−１３、６−１４を経て、偏光ビームスプリッタ６−１２で入射した直線偏光のレーザ光１００に対して、偏光面が９０ｄｅｇ  回転した偏光成分のみを検出レンズ６−２−３と円筒レンズ６−１０によって光検出器６−３−０に集光される。今、光検出器６−３−０として図５のような４分割のフォトダイオードを使用すると、パーマロイ膜５−２が焦点位置にあるときは、４分割のフォトダイオード６−３−０には円形のビームが集光されるが、パーマロイ膜５−２が焦点位置に対して近く、あるいは遠くにあるときには、４分割のフォトダイオード６−３−０には歪んだビームが集光され、図５のような非点収差フォーカシング光検出器６−１１を設ければ、次式のようになる。
（Ａ１＋Ａ２）−（Ｂ１＋Ｂ２）＝０              ・・・（３）
【００４７】
このとき、パーマロイ薄膜５−２上に焦点位置が存在することになり、オフ    フォーカスを検出することが可能である。したがって、非点収差フォーカシング光検出器６−１１からの信号をもとに、フォーカシング微調整部６−７によって、対物レンズ６−２−２の磁気光学変調部５に対するフォーカシングが可能である。
【００４８】
ここで、より大きな出力信号を検出するためには、光スポットを強磁性薄膜５−２のディスク媒体と接しているエッジに集光させることが必要であるが、本実施例では、第３の面５−１−３に入射されたレーザ光１００は、全反射の条件で第２の面５−１−２へ集光され、第２の面５−１−２へ直接入射されたレーザ光１００は、臨界角以下で入射されるため、ほとんどの光が透過され、反射光を検出することによって、第３の面５−１−３から第２の面５−１−２のエッジに光スポットを集光することが可能となる。
【００４９】
また、図１２に示すように、磁気誘導によって磁気ディスクにデータの書き込みを行う磁気記録ヘッド２と磁気光再生ヘッド３とを一体型とすることで、記録再生可能な磁気ヘッドを実現できる。
【００５０】
そして、強磁性薄膜５−２の幅を小さくし、光スポットを強磁性薄膜５−２へ集光することによって、トラック幅の小さい高トラック密度の磁気信号を検出することができる磁気ヘッドを実現できる。
【００５１】
以上のように、上記第１の実施例によれば、磁気光学効果によってデータの読み出しを行う磁気光学変調部５と、前記磁気光学変調部５へ光を絞って入射するとともに反射光を検出するヘッド光学系６とを有する磁気光再生ヘッド３で構成される磁気ヘッドと、この磁気ヘッドを支持するとともに、磁気光学変調部５にヘッド荷重を加え、磁気光学変調部５を外乱振動に対して磁気媒体に微小な隙間を保持しながら追従させる磁気ヘッド支持部５０とを有し、磁気光学変調部５は、光学的透明多面体５−１とその一面のディスク媒体と接する第１の面５−１−１に連続する第２の面５−１−２に強磁性薄膜５−２からなる磁極と保護膜５−３が設けられ、ヘッド光学系６には、レーザ光源６−１と、０  次および、±１  次の回折光を作る回折格子６−８と、磁気光学変調部５への入射光を絞るとともに反射光の集光を行うレンズ６−２−２、６−２−３と、入射光と検出光の偏光成分を規定する偏光子と検光子の役割をはたす偏光ビームスプリッタ６−１２と、０  次および±１  次の回折光をそれぞれ検出する光検出器６−３と、回折格子６−８と±１  次の回折光をそれぞれ検出する光検出器６−３−１、６−３−２と±１  次の回折光の差とから光スポットの強磁性薄膜に対する位置を検出する差動トラッキング光検出器６−９とで構成されるトラッキング光検出部６−４と、トラッキング光検出器６−４からの信号をもとに光スポットを強磁性薄膜５−２に追従させるトラッキング微調整部６−５と、入射光に非点収差を生じさせる円筒レンズ６−１０と０  次光のビーム形を検出する非点収差フォーカシング光検出器６−１１とで構成されるフォーカシング光検出部６−６と、フォーカシング光検出部６−６からの信号をもとに磁気光学変調部５に入射光の焦点を絞るフォーカシング微調整部６−７を設けることにより、高密度な情報記録再生可能な転写型磁気ヘッドを実現することができる。
【００５２】
（実施例２）
次に、本発明の第２の実施例の磁気ヘッド装置について、図面を参照しながら説明する。本実施例は、外乱振動に対して磁気光学再生ヘッドの透明体および強磁性薄膜をディスク媒体から０．１  μｍ  以下の浮上高さで安定に保持させるとともに、±０．５  〜１．０  μｍ  の精度で強磁性体薄膜に焦点を合わせること、および±０．１  μｍ  の精度で光スポットを目標トラックの情報が転写されている強磁性薄膜上に位置決めし、さらにはヘッド自体を目標トラックに位置決め、追従させることによって、再生信号を高感度に検出する高密度な情報記録再生が可能な磁気ヘッド装置を実現するようにしたものである。
【００５３】
図６は本発明の第２の実施例における磁気ヘッド装置の構成を示す原理図である。図６および図７において、３は磁気光学効果によって磁気ディスクのデータの読み出しを行う磁気光再生ヘッド、５０は磁気光再生ヘッド３を支持する磁気ヘッド装置支持部、５は磁気光学変調部、５−１は光学的透明多面体、５−２０は強磁性薄膜を有する磁気回路、６はヘッド光学系、６−１はレーザ光源、６−２−１はコリメータレンズ、６−２−２は対物レンズ、６−２−３は検出レンズ、６−３は光検出器、６−３−４は別の光検出器、６−４はトラッキング光検出部、６−５はトラッキング微調整部、６−６はフォーカシング光検出部、６−７はフォーカシング微調整部、６−８は回折格子、６−９は差動トラッキング光検出器、６−１０は円筒レンズ、６−１１は非点収差フォーカシング光検出器、６−１３と６−１４は反射プリズム、５０−１は磁気光学変調部５を支持するとともにヘッド荷重を加えるサスペンションである。
【００５４】
図６および図７において、図２および図３と異なるのは、磁気光学変調部５において、強磁性薄膜５−２および保護膜５−３が蒸着され、磁気光学変調が行われる面をディスク媒体と接する第１の面５−１−１とし、磁気光学変調部５を、この第１の面５−１−１と、第１の面に垂直な方向からのレーザ光１００を第１の面５−１−１に臨界角あるいは臨界角に対して９０パーセントから１１０パーセントの角度で入射させる第２の面である入射光方向変換面５−１−２と、第２の面５−１−２での反射光を第１の面５−１−１に垂直な方向へ出射させる第３の面である出射光方向変換面５−１−３と、第４の面５−１−４であるレーザ光１００の磁気光学変調部５への入射面で構成するとともに、強磁性薄膜を有する磁気回路５−２０をリング型の磁極とした点と、偏光ビームスプリッタを用いず、ビームスプリッタ６−１５と、入射光の偏光成分を規定する偏光子７と、反射光を直交する２つの偏光成分に分離する２分の１波長板１１−１と偏光ビームスプリッタ１１−２を有する偏光分離部１１と、分離された反射光の差を検出する差動光検出器１２と、偏光分離部１１の偏光ビームスプリッタ１１−２を回転することによって分離される反射光の比を微調整する偏光分離部微調整部１３を設けた点である。
【００５５】
以上のように構成された磁気ヘッド装置において、以下図６および図７を用いてその動作を説明する。図６において、レーザ光源６−１から出力されたレーザ光１００は、コリメータレンズ６−２−１によって平行光束とされ、回折格子６−８によって０  次および±１  次の回折光が作られる。そして、偏光子７およびビームスプリッタ６−１５で直線偏光とされたレーザ光１００は、反射プリズム６−１３、６−１４によって対物レンズ６−２−２へ導かれ、磁気光学変調部５へ入射される。
【００５６】
図６において、磁気光学変調部５は、サスペンション５０−１によるヘッド荷重が加えられ、回転する磁気ディスクとの間に高剛性な空気軸受けを構成することによって、ディスク面振れなどの外振動に追従して、磁気ディスクの上を０．１  μｍ  程度の高さで安定に浮上する。すなわち、磁気光学変調部５は、磁気ディスクの上を０．１  μｍ  程度の高さで安定に支持されることになる。
【００５７】
図７において、レーザ光１００は対物レンズ６−２−２によって光学的透明多面体５−１に入射される。光学的透明多面体５−１材料としては、屈折率１．８４の光学ガラス（ＬａＳＦ−０８  ）を使用する。また、面５−１−２に、図７の（ｂ）のような磁気回路５−２０を配置する。（ｂ−１）は正面図、（ｂ−２）は平面図である。
【００５８】
磁気回路５−２０は、磁気光学効果を有する強磁性薄膜である鉄コバルトニッケル合金薄膜５−２０−１と、パーマロイ膜である磁気コア５−２０−２、５−２０−３と、磁気ギャップ５−２０−４と、強磁性薄膜５−２０−１と、磁気コア５−２０−２、５−２０−３と、磁気ギャップ５−２０−４に囲まれる保護膜５−２０−５で構成される。
【００５９】
ここで、強磁性薄膜５−２０−１は鉄４５％、コバルト２０％、ニッケル３５％の合金薄膜であり、膜厚１０ｎｍ、膜長さ６．５  μｍ  、膜幅２．５  μｍ  である。
【００６０】
磁気ギャップ５−２０−４は二酸化ケイ素で構成され、ギャップ長さ０．２  μｍ  、ギャップ深さ０．２  μｍ  であり、幅は強磁性薄膜５−２０−１同様２．５  μｍ  である。
【００６１】
磁気コア５−２０−２と５−２０−３は、ニッケル８１％、鉄１９％のパーマロイ膜であり、膜厚１．８  μｍ  （磁気ギャップ部のみ０．２  μｍ  ）、膜長さ２  μｍ  （磁気ギャップ部のみ３．１５μｍ  ）、膜幅２．５  μｍ  である。
【００６２】
保護膜５−２０−５は屈折率１．４８である二酸化ケイ素で構成され、膜厚１．６  μｍ  、膜長さ２．５  μｍ  、膜幅２．５  μｍ  である。
【００６３】
第１の実施例同様、光学的透明多面体５−１は、臨界角θｔ、開口数ＮＡ、対物レンズ６−２−２のスポット径ｗ、焦点距離ｆ、開口角α、レーザ光１００の波長λによって決定する。
【００６４】
ここで、対物レンズ６−２−２の開口数は０．３  、焦点距離は２５ｍｍである。臨界角θｔは光学的透明多面体５−１の屈折率１．８４と、保護膜５−２０−５の屈折率１．４８より、５３．５ｄｅｇ  となる。また、レーザ光源６−１として波長７８０ｎｍ  の半導体レーザを使用する。
【００６５】
レーザ光１００は、コリメータレンズ６−２−１によって直径１０ｍｍの平行光束とされ、対物レンズ６−２−２によって、保護膜５−２０−５に接している強磁性薄膜５−２０−１上に直径２５μｍ  で集光する。
【００６６】
光学的透明多面体５−１は、強磁性薄膜５−２０−１への入射角度は臨界角５３．５ｄｅｇ  の±１０％以内という条件より５４ｄｅｇ  とし、第１の面５−１−１に垂直な方向からの入射光を、第１の面５−１−１へ５４ｄｅｇ  の角度で入射するように第２の面５−１−２を配置し、第１の面５−１−１と第２の面５−１−２がなす角度を１１７ｄｅｇとする。
【００６７】
第１の面５−１−１と第３の面５−１−３がなす角度は、第１の面５−１−１での反射光が第３の面５−１−３から第１の面５−１−１と垂直な方向へ出射するように１１７ｄｅｇとし、レーザの入射面である第４の面５−１−４は、第１の面５−１−１と平行で、入射光と垂直の関係になるように配置する。
【００６８】
いま、レーザ光１００は、第４の面５−１−４から垂直に入射し、第２の面５−１−２で入射角度６３ｄｅｇ  で反射し、強磁性薄膜５−２０−１が蒸着されている第１の面５−１−１へ入射角度５４ｄｅｇ  で入射される。この場合、第１の実施例のように、レーザ光１００が、光学的透明多面体５−１の形状によってディスクと接する面で光束が遮断されるような条件はない。また、第１の実施例では、強磁性薄膜５−２のディスク媒体と接しているエッジ部に光スポットを集光させる必要があったが、本実施例では第１の面５−１−１における保護膜５−２０−５と接している強磁性薄膜５−２０−１上であれば、光スポットをどの部分に集光させても同様の結果が得られるため、強磁性薄膜５−２への光スポットの集光が容易となる。
【００６９】
強磁性薄膜５−２０−１には、磁気ディスクの磁気信号が転写されており、レーザ光１００は磁気光学効果によって、偏光面の回転と楕円率の変化を生じる。磁気光学効果を受けたレーザ光１００は、対物レンズ６−２−２、反射プリズム６−１３、６−１４、ビームスプリッタ６−１５を経て、偏光分離部１１へ導かれる。偏光分離部１１の検光角度は、入射直線偏光に対して４５ｄｅｇ  の方向に配置され、検出レンズ６−２−３、円筒レンズ６−１０によって光検出器６−３−０、６−３−４に集光し、差動光検出器１２によって、光検出器６−３−０と６−３−４の信号を差動検出し、磁気ディスクからの磁界信号を検出する。
【００７０】
図１０は磁気光学効果を受けたレーザ光１００の偏光面の回転と楕円率の変化を示す。角度αは偏光分離部１１の検光角度（45deg ）を示す。(b) と(c) は、(a)に対して強磁性薄膜５−２０−１に転写された磁化の方向が反対の場合である。
【００７１】
ここで、差動光検出器１２を設けることによって、下記式、 Ｐ(a) −Ｓ(a) ＝０ ・・・（４）
Ｐ(c) −Ｓ(c) ＝２ΔＲ ・・・（５）
Ｐ(b) −Ｓ(b) ＝−２ΔＲ ・・・（６）
のようになり、反射率の変化をΔR から、2 ×ΔR と２倍にすることができるとともに、オフセットを除去することによって変調率を大きくすることが可能であり、再生信号を高感度に検出することができる。
【００７２】
しかしながら、外乱振動によって磁気光学変調部５が傾斜すると、その外乱によって偏光分離部１１に入射する反射光の偏光面が回転し、見かけ上、偏光分離部１１の検光角度が変化する。これにより、図１１のように、分離される２つの偏光成分の比が変化し、下記式のようになる。
Ｐ(a) −Ｓ(a) ≠０ ・・・（７）
Ｐ(c) −Ｓ(c) ＝２ΔＲ’ ・・・（８）
Ｐ(b) −Ｓ(b) ＝−２ΔＲ” ・・・（９）
すなわち、式（７）からオフセットが生じ、変調率が低下することから検出感度が低下する。また、式（８）、（９）から変化量自体も変化する。このため、図６における偏光分離部微調整１１が、検出再生信号の変調率と反射率変化をもとに２分の１波長板の回転角度を微動調整することによって、反射光の偏光ビームスプリッタ１１−２への偏光面を一定に保つことができ、外乱振動に対して安定に再生信号を検出することが可能となる。
【００７３】
磁気光再生ヘッド３における光スポットのトラッキングおよび対物レンズ６−２−２によるレーザ光１００の磁気光学変調部５へのフォーカシングについて    は、第１の実施例と同様に行うことができる。
【００７４】
また、図１２に示すように、磁気誘導によって磁気ディスクにデータの書き込みを行う磁気記録ヘッド２と磁気光再生ヘッド３とを一体型とすることで、記録再生可能な磁気ヘッド装置を実現できる。
【００７５】
そして、磁気コア５−２０−２，５−２０−３の幅を小さくし、光スポットを強磁性薄膜５−２０−１へ集光することによって、トラック幅の小さい高トラック密度の磁気信号を検出することができる磁気ヘッド装置を実現できる。すなわち、検出するトラック幅は磁気コアにのみ依存し、光スポット径とは独立であるため、光スポット径に独立で高トラック密度を実現できる。
【００７６】
以上のように、上記第２の実施例によれば、磁気光学効果によってデータの読み出しを行う磁気光学変調部５と、前記磁気光学変調部５へ光を絞って入射するとともに反射光を検出するヘッド光学系６とを有する磁気光再生ヘッド３で構成される磁気ヘッドと、この磁気ヘッドを支持するとともに、磁気光学変調部５にヘッド荷重を加え、磁気光学変調部５を外乱振動に対して磁気媒体に微小な隙間を保持しながら追従させる磁気ヘッド支持部５０とを有し、磁気光学変調部５は、光学的透明多面体５−１とその一面のディスク媒体と接する第１の面５−１−１に強磁性薄膜５−２０−１を有する磁気回路５−２０が設けられ、ヘッド光学系６には、レーザ光源６−１と、０  次および±１  次の回折光を作る回折格子６−８と、磁気光学変調部５への入射光を絞るとともに反射光の集光を行うレンズ６−２−２、６−２−３と、ビームスプリッタ６−１５と、入射光の偏光成分を規定する偏光子７と、反射光を直交する２つの偏光成分に分離する２分の１波長板１１−１と偏光ビームスプリッタ１１−２を有する偏光分離部１１と、分離された反射光の差を検出する差動光検出器１２と、偏光分離部１１の偏光ビームスプリッタ１１−２を回転することによって分離される反射光の比を微調整する偏光分離部微調整部１３と、０  次および±１  次の回折光をそれぞれ検出する光検出器６−３と、回折格子６−８と±１  次の回折光をそれぞれ検出する光検出器６−３−４と±１  次の回折光の差とから光スポットの転写強磁性薄膜トラックに対する位置を検出する差動トラッキング光検出器６−９とで構成されるトラッキング光検出部６−４と、トラッキング光検出器６−４からの信号をもとに光スポットを転写強磁性薄膜トラックに追従させるトラッキング微調整部６−５と、入射光に非点収差を生じさせる円筒レンズ６−１０と、０  次光のビーム形を検出する非点収差フォーカシング光検出器６−１１で構成されるフォーカシング光検出部６−６と、フォーカシング光検出部６−６からの信号をもとに磁気光学変調部５に入射光の焦点を絞るフォーカシング微調整部６−７を設けることにより、高密度な情報記録再生可能な転写型磁気ヘッドを実現することができる。
【００７７】
（実施例３）
次に、本発明の第３の実施例の磁気ヘッド装置について、図面を参照しながら説明する。本実施例は、外乱振動に対して磁気光学再生ヘッドの透明体および強磁性薄膜をディスク媒体から０．１  μｍ  以下の浮上高さで安定に保持させるとともに±０．５  〜１．０  μｍ  の精度で強磁性薄膜に焦点を合わせること、および±０．１  μｍ  の精度で光スポットを目標トラックの情報が転写されている強磁性薄膜上に位置決めし、さらにはヘッド自体を目標トラックに位置決め、追従させることによって、再生信号を高感度に検出する高密度な情報記録再生が可能な磁気ヘッド装置を実現するようにしたものである。
【００７８】
図８は本発明の第３の実施例における磁気ヘッド装置の構成を示す原理図、図９は本実施例における磁気光学変調部の原理図であり、それぞれ第１の実施例の図２および図３に対応し、同様な機能を有する部分には同様な符号を付してある。図８および図９において、３は磁気光学効果によって磁気ディスクのデータの読み出しを行う磁気光再生ヘッド、５０は磁気光再生ヘッド３を支持する磁気ヘッド装置支持部、５は磁気光学変調部、５−１は光学的透明多面体、５−２は強磁性薄膜、５−３は保護膜、６はヘッド光学系、６−１はレーザ光源、６−２−１はコリメータレンズ、６−２−２は対物レンズ、６−２−３は検出レンズ、６−３は光検出器、６−４はトラッキング光検出部、６−５はトラッキング微調整部、６−６はフォーカシング光検出部、６−７はフォーカシング微調整部、６−８は回折格子、６−９は差動トラッキング光検出器、６−１０は円筒レンズ、６−１１は非点収差フォーカシング光検出器、６−１３と６−１４は反射プリズム、５０−１は磁気光学変調部５を支持するとともにヘッド荷重を加えるサスペンションである。
【００７９】
図８および図９において、図２および図３と異なるのは、磁気光学変調部５を、ディスク媒体と接する第１の面５−１−１と、強磁性薄膜５−２および保護膜５−３が蒸着され、磁気光学変調が行われる面で第１の面５−１−１に垂直な方向からのレーザ光１００が臨界角あるいは臨界角に対して９０パーセントから１１０パーセントの角度で反射屈折されることなく入射する第２の面５−１−２と、第２の面５−１−２に隣接する第３の面５−１−３と第２の面５−１−２での反射光を第１の面５−１−１に垂直な方向へ出射させる第４の面である出射光方向変換面５−１−４ａおよび５−１−４ｂと、第５の面５−１−５であるレーザ光１００の磁気光学変調部５への入射面で構成した点である。
【００８０】
以上のように構成された磁気ヘッド装置において、以下図８および図９を用いてその構成を説明する。図８において、レーザ光源６−１から出力されたレーザ光１００は、コリメータレンズ６−２−１によって直径１０ｍｍの平行光束とされ、回折格子６−８によって０  次および±１  次の回折光が作られる。そして、偏光ビームスプリッタ６−１２で直線偏光とされたレーザ光１００は、反射プリズム６−１３、６−１４によって対物レンズ６−２−２へ導かれ、磁気光学変調部５へ入射される。
【００８１】
ここで、図８において、磁気光学変調部５は、サスペンション５０−１によるヘッド荷重が加えられ、回転する磁気ディスクとの間に高剛性な空気軸受けを構成することによって、ディスク面振れなどの外乱振動に追従して、磁気ディスクの上を０．１  μｍ  程度の高さで安定に浮上する。すなわち、磁気光学変調部５は、磁気ディスクの上を０．１  μｍ  程度の高さで安定に支持されることになる。
【００８２】
図９において、レーザ光１００は対物レンズ６−２−２によって光学的透明多面体５−１に入射される。光学的透明多面体５−１の材料としては、屈折率２．４０の酸化物単結晶ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）を使用する。また、面５−１−１２に強磁性薄膜５−２として膜厚２０ｎｍのパーマロイ膜（８１％ＮｉＦｅ  ）を電子ビーム蒸着する。保護膜５−３としては、屈折率１．４８である膜厚５００ｎｍ  の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）をスパッタで配置する。
【００８３】
第１の実施例同様、光学的透明多面体５−１は、臨界角θｔ、開口数ＮＡ、対物レンズ６−２−２のスポット径ｗ、焦点距離ｆ、開口角α、レーザ光１００の波長λによって決定する。
【００８４】
また、本実施例では、臨界角θｔが４５ｄｅｇ  以下であることと、面５−１−２の反射光の光束が面５−１−１によって遮断されないように、
２・θｔ＋α／２≦９０ｄｅｇ
の関係を満足する必要がある。
【００８５】
ここで、対物レンズ６−２−２の開口数は０．３  、焦点距離は２５ｍｍである。臨界角θｔは光学的透明多面体５−１の屈折率２．４０と、保護膜５−２０−５の屈折率１．４８より、３８ｄｅｇ  となる。また、光学的透明多面体５−１内での開口角αは、１４．  ４ｄｅｇとなり、前述した関係式を満足する。さらに、レーザ光源６−１として波長７８０ｎｍ  の半導体レーザを使用する。
【００８６】
光学的透明多面体５−１の形状は、パーマロイ膜５−２への入射角度は臨界角３８ｄｅｇ  の±１０％以内という条件より３８．５ｄｅｇ  とし、面５−１−１に垂直な方向からの入射光を、面５−１−２へ３８．５ｄｅｇ  の角度で入射するように面５−１−２を配置し、面５−１−１と面５−１−２がなす角度を１４１．５ｄｅｇとする。
【００８７】
第１の面５−１−１と第４の面５−１−４ａがなす角度は、第１の面５−１−１に垂直方向からのレーザ光１００が直接面５−１−４ａに入射する場合、臨界角以下で入射するように１４５ｄｅｇとし、第４の面５−１−４ａと５−１−４ｂとのなす角度は、第１の面５−１−１と垂直な方向へレーザ光１００を出射するように１４１．５ｄｅｇとし、レーザの入射面である第５の面５−１−５は、第１の面５−１−１と平行で、入射光と垂直の関係になるように配置する。
【００８８】
いま、レーザ光１００は、第５の面５−１−５から垂直に入射し、パーマロイ膜５−２が蒸着されている第２の面５−１−２へ入射角度３８．５ｄｅｇ  で入射される。この場合、前述した臨界角θｔと開口角αとの関係式を満足しているため第１の実施例のようにレーザ光１００が、光学的透明多面体５−１の形状によってディスクと接する面で光束が遮断されるような条件はない。また、第１、第２の実施例では強磁性薄膜トラックへの光スポットのを集光を反射光で行っていたが、本実施例ではヘッド光学系から直接第２の面５−１−２における強磁性薄膜５−２に光スポットを集光させることができる。
【００８９】
パーマロイ膜５−２には、磁気ディスクの磁気信号が転写されており、レーザ光１００は、磁気光学効果によって偏光面の回転と楕円率の変化を生じる。磁気光学効果を受けたレーザ光１００は、第４の面５−１−４から入射光と平行に出射され、対物レンズ６−２−２、反射プリズム６−１３、６−１４を経て、偏光ビームスプリッタ６−１２で入射した直線偏光のレーザ光１００に対して、偏光面が９０ｄｅｇ  回転した偏光成分のみを検出レンズ６−２−３によって光検出器６−３に集光し、磁気ディスクからの磁気信号を検出する。
【００９０】
磁気光再生ヘッド３における光スポットのトラッキング、および対物レンズ６−２−２によるレーザ光１００の磁気光学変調部５へのフォーカシングについては、第１の実施例と同様に行うことができる。
【００９１】
また、図１２に示すように、磁気誘導によって磁気ディスクにデータの書き込みを行う磁気記録ヘッド２と磁気光再生ヘッド３とを一体型とすることで、記録再生可能な磁気ヘッド装置を実現できる。
【００９２】
そして、強磁性薄膜５−２の幅を小さくし、光スポットを強磁性薄膜５−２へ集光することによって、トラック幅の小さい高トラック密度の磁気信号を検出することができる磁気ヘッド装置を実現できる。
【００９３】
以上のように、上記第３の実施例によれば、磁気光学効果によってデータの読み出しを行う磁気光学変調部５と、磁気光学変調部５へ光を絞って入射するとともに反射光を検出するヘッド光学系６とを有する磁気光再生ヘッド３で構成される磁気ヘッドと、この磁気ヘッドを支持するとともに、磁気光学変調部５にヘッド荷重を加え、磁気光学変調部５を外乱振動に対して磁気媒体に微小な隙間を保持しながら追従させる磁気ヘッド支持部５０とを有し、磁気光学変調部５は、光学的透明多面体５−１とその一面のディスク媒体と接する第１の面５−１−１に連続する第２の面５−１−２に強磁性薄膜５−２からなる磁極と保護膜５−３が設けられ、ヘッド光学系６には、レーザ光源６−１と、０  次および±１  次の回折光を作る回折格子６−８と、磁気光学変調部５への入射光を絞るとともに反射光の集光を行うレンズ６−２−１、６−２−３と、入射光と検出光の偏光成分を規定する偏光子と検光子の役割をはたす偏光ビームスプリッタ６−１２と、０  次および±１  次の回折光をそれぞれ検出する光検出器６−３と、回折格子６−８と±１  次の回折光をそれぞれ検出する光検出器６−３−１、６−３−２と±１  次の回折光の差とから光スポットの強磁性薄膜に対する位置を検出する差動トラッキング光検出器６−９とで構成されるトラッキング光検出部６−４と、トラッキング光検出器６−４からの信号をもとに光スポットを強磁性薄膜に追従させるトラッキング微調整部６−５と、入射光に非点収差を生じさせる円筒レンズ６−１０と０  次光のビーム形を検出する非点収差フォーカシング光検出器６−１１とで構成されるフォーカシング光検出部６−６と、フォーカシング光検出部６−６からの信号をもとに磁気光学変調部５に入射光の焦点を絞るフォーカシング微調整部６−７を設けることにより、高密度な情報記録再生可能な転写型磁気ヘッド装置を実現することができる。
【００９４】
なお、本実施例では、強磁性薄膜を２０ｎｍのパーマロイとしたが、磁気光学効果を有する他の強磁性薄膜（たとえば、鉄コバルトニッケル合金、センダスト、コバルト系アモルファスなど）でも、また他の膜厚（たとえば、１０ｎｍなど）でも同様の効果が得られる。
【００９５】
また、本実施例では、強磁性薄膜への入射角度を５４ｄｅｇ  あるいは３８．５ｄｅｇ  としたが、同様の磁気光学効果を得られる臨界角近傍であれば何度であっても同様の効果が得られる。
【００９６】
また、本実施例では、光学的透明多面体の材料を屈折率１．８４の光学ガラス、および屈折率２．４  の酸化物結晶ストロンチウムを用いたが、保護膜よりも屈折率の大きな材料であれば、同様の効果が得られる。
【００９７】
また、本実施例では、保護膜を５００ｎｍ  の二酸化ケイ素としたが、他の誘電体薄膜（たとえば、フッ化マグネシウム、チッ化シリコン、アルミナ、硫化亜鉛など）でも、また他の膜厚でも同様の効果が得られる。
【００９８】
また、本実施例では、差動検出において検光角度を４５ｄｅｇ  としたが、一定に固定されていれば、何度であっても同様の磁気光学効果を得られれば同様の効果が得られる。
【００９９】
また、本実施例では、対物レンズ支持部をワイヤー支持としたが、板ばね支持やゴム支持など、他の支持方式でも同様の効果が得られる。
【０１００】
また、本実施例では、磁気光学変調部を６面体あるいは７面体あるいは８面体としたが、磁気光学効果が生じる構成であれば他の構成、他の形状でも同様の効果が得られる。
【０１０１】
また、本実施例では、トラッキングを３ビーム法で行ったが、他のトラッキング方式でも同様の効果が得られる。
【０１０２】
また、本実施例では、フォーカシングを非点収差法で行ったが、他のフォーカシング方式でも同様の効果が得られる。
【０１０３】
また、本実施例では、複数の光学部品で光学系を構成しているが、一体型であっても同様の効果が得られる。
【０１０４】
また、本実施例では、光検出器はフォトダイオードとしたが、フォトトランジスタなどの他の検出器でも同様の効果が得られる。
【０１０５】
また、第１と第３の実施例では、光学的透明多面体が磁気記録媒体と対向する面を有しているが、磁気記録媒体と対向する面と連続する両側の２つの面でエッジを構成し、磁気記録媒体と対向する面を省略してもよい。
【０１０６】
また、本実施例では、磁気光学効果を検出するために、差動検出およびクロスニコル検出を用いたが、磁気光学効果を検出することができるのであれば、他の検出方法でも同様の効果が得られる。
【０１０７】
また、本実施例では、磁気記録ヘッドと磁気光再生ヘッドが一体型となった磁気ヘッド装置を図１２に示したが、この構成、形状に限定されるものではなく、他の構成、形状であっても同様の効果が得られる。
【０１０８】
また、本実施例では膜幅を２．５  μｍ  としたが、他の膜幅でも同様の効果が得られる。
【０１０９】
また、第２の実施例では、磁気回路を、磁気光学効果を有する強磁性薄膜である鉄コバルトニッケル合金薄膜と、パーマロイ膜である磁気コアと、二酸化ケイ素である磁気ギャップと、保護膜でリング型磁気回路を構成したが、他の材料（強磁性薄膜と磁気コアが磁性材料で、磁気ギャップと保護膜が非磁性材料であれば）であっても同様の効果が得られる。
【０１１０】
また、第２の実施例では、強磁性薄膜として膜厚１０ｎｍ、膜長さ６．５  μｍ  、膜幅２．５  μｍ  の鉄４５％−コバルト２０％−ニッケル３５％の合金薄膜を使用したが、他の組成（例えば、鉄５０％−コバルト２０％−ニッケル３０％など）であっても、また、他の膜厚、膜長さでも同様の効果が得られる。
【０１１１】
また、実施例では、磁気ギャップを二酸化ケイ素で構成し、ギャップ長さ０．２  μｍ  、ギャップ深さ０．２  μｍ  、幅２．５  μｍ  としたが、他の材料、膜厚、膜長さ、膜幅でも同様の効果が得られる。
【０１１２】
また、第２の実施例では、磁気コアを、ニッケル８１％、鉄１９％のパーマロイ膜であり、膜厚１．８  μｍ  （磁気ギャップ部のみ０．２  μｍ  ）、膜長さ２  μｍ  （磁気ギャップ部のみ３．１５μｍ  ）、膜幅２．５  μｍ  としたが、他の材料、膜厚、膜長さ、膜幅でも同様の効果が得られる。
【０１１３】
また、第２の実施例では、保護膜を屈折率１．４８である二酸化ケイ素で構成し、膜厚１．６  μｍ  、膜長さ２．５  μｍ  、膜幅２．５  μｍ  としたが、他の材料、膜厚、膜長さ、膜幅でも同様の効果が得られる。
【０１１４】
【発明の効果】
以上のように、本発明の磁気ヘッド装置は、磁気光学効果によってデータの読み出しを行う磁気光学変調部と、磁気光学変調部へ光を絞って入射するとともに反射光を検出するヘッド光学系と、磁気光学変調部とヘッド光学系を支持する磁気ヘッド装置支持部とを有し、磁気光学変調部は、光学的透明多面体と、磁気記録媒体と対向する光学的透明多面体の第１の面に連続する第２の面に強磁性薄膜および非磁性薄膜を有し、光学的透明多面体は、第１の面に垂直な方向からの光を第２の面に臨界角あるいは臨界角に対して９０パーセントから１１０パーセントの角度で入射させる第３の入射光方向変換面と、第２の面で反射した光を、第１の面に垂直な方向へ光を出射させる第４の出射光方向変換面とを備えているので、従来の磁気ヘッド装置に比べ記録密度を向上した磁気ヘッド装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における磁気ヘッド装置の全体構成図
【図２】本発明の第１の実施例における磁気光再生ヘッドの原理図
【図３】本発明の第１の実施例における磁気光学変調部の詳細図
【図４】本発明の第１の実施例におけるトラッキングの原理図
【図５】本発明の第１の実施例における非点収差フォーカシング光検出器の構成図
【図６】本発明の第２の実施例における磁気光再生ヘッドの原理図
【図７】本発明の第２の実施例における磁気光学変調部の詳細図
【図８】本発明の第３の実施例における磁気光再生ヘッドの原理図
【図９】本発明の第３の実施例における磁気光学変調部の詳細図
【図１０】本発明の第２の実施例における磁気光学変調部の磁気光学効果を示す特性図
【図１１】本発明の第２の実施例における磁気光学変調部の外乱を受けた場合の磁気光学効果を示す特性図
【図１２】磁気記録ヘッドと磁気光再生ヘッドが一体型となった磁気ヘッドの概念図
【図１３】従来の磁気光再生ヘッドの構成と再生原理を示す斜視図
【図１４】従来の磁気光再生ヘッドの構成と再生原理を示す斜視図
【図１５】従来の磁気光再生ヘッドの構成と再生原理を示す斜視図
【符号の説明】
３  磁気光再生ヘッド
５  磁気光学変調部
５−１  光学的透明多面体
５−２  強磁性薄膜
５−３  保護膜
６  ヘッド光学系
６−１  レーザ光源
６−２  レンズ
６−３  光検出器
６−４  トラッキング光検出部
６−５  トラッキング微調整部
６−６  フォーカシング光検出部
６−７  フォーカシング微調整部
６−８  回折格子
６−９  差動トラッキング光検出器
６−１０  円筒レンズ
６−１１  非点収差フォーカシング光検出器
６−１２  偏光ビームスプリッタ
６−１３  反射プリズム
６−１４  反射プリズム
６−１５  ビームスプリッタ
７  偏光子
１２  差動光検出器
１３  偏光分離部微調整部
５０−１  サスペンション
４０      磁気ヘッド
５０      磁気ヘッド支持部
【図１】
0003629287.tif 000002
【図２】
0003629287.tif 000003
【図３】
0003629287.tif 000004
【図４】
0003629287.tif 000005
【図５】
0003629287.tif 000006
【図６】
0003629287.tif 000007
【図７】
0003629287.tif 000008
【図８】
0003629287.tif 000009
【図９】
0003629287.tif 000010
【図１０】
0003629287.tif 000011
【図１１】
0003629287.tif 000012
【図１２】
0003629287.tif 000013
【図１３】
0003629287.tif 000014
【図１４】
0003629287.tif 000015
【図１５】
0003629287.tif 000016