(57)【要約】  コイル（５）を備える磁気光学的な読取り及び／又は書込みヘッドと、レーザビーム（１）を発生するための手段とを含み、動作中、レーザビームはコイル（５）内の開孔（１２）を通過する磁気光学装置であって、コイルホルダはコイルの光学的中心又はその周囲に凹部を含み、レンズ（４）は、コイルの背後に、少なくとも部分的にコイルと重なり合って延びることを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルを有する磁気光学的な読取り及び／又は書込みヘッドと、レーザビームを発生するための手段と、ディスクから見られたときに、前記コイルの背後に、少なくとも部分的に前記コイルと重なり合って延びるレンズとを有し、動作中、前記レーザビームは、前記コイルの開孔を通じて光らされ、コイルホルダは、前記コイルの光学的中心又はその周囲に、凹部深さを有する凹部を有し、前記凹部深さは、自由作動距離の２分の１より大きく、且つ、該自由作動距離の２倍未満である、磁気光学装置。
【請求項２】
前記凹部深さは自由作動距離未満である、ことを特徴とする請求項１に記載の磁気光学装置。
【請求項３】
前記凹部は前記コイルの前記開孔内の領域に限定される、ことを特徴とする請求項１に記載の磁気光学装置。
【請求項４】
前記コイルは前記凹部内に位置する、ことを特徴とする請求項１に記載の磁気光学装置。
【請求項５】
上記請求項のうちいずれか１項に開示の前記ヘッドの全ての機能を提示し、よって、上記請求項のうちいずれか１項に記載の磁気光学装置における使用のために構成され且つ明らかに意図された、読取り及び／又は書込みヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイルホルダ上にコイルを備えた磁気光学的な読取り及び／又は書込みヘッドと、レーザビームを発生するための手段とを含み、動作中、レーザビームはコイルを通過する磁気光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
冒頭段落において述べられた種類のシステムの実施態様は、米国特許第６，０６９，８５３号から既知である。
【０００３】
そのような装置では、光記録技法は磁気光学ヘッドと組み合わされ、動作中、磁気光学ヘッドはディスク上の記録層に接近させられる。ディスク上の読取り及び書込みを行うために、偏光されたレーザ光が用いられる。レーザビームは、例えばスライダ又はアクチュエータ上に組み込まれたコイルを通過する。新世代の光記録ディスクは益々より大きなデータ容量及びより小さなビットサイズを有する。各新世代毎に、光学読取りの波長が減少し、且つ、光学ピックアップユニット（ＯＰＵ）の開口率（ＮＡ）が増大する傾向がある。焦点距離及び作動距離は減少し、傾斜マージンは益々より厳しくなって来ている。次世代の光記憶システムに関して、解像力を向上するために、対物レンズの開口率はＮＡ＝０．８５、或いは、ＮＡ＝０．９５にさえ増大するであろう。しかしながら、対物レンズの重量が増大するこの傾向にも拘わらず、高データ速度及び短アクセス時間のための増大する要求は、対物レンズの総質量を強制的に縮小させる。ＮＡを一定に維持した状態で、もし焦点距離、よって、自由作動距離（ＦＷＤ）が減少されるならば、これが達成され得るだけである。コイルを包含するヘッドは薄膜技法を用いて製造される。コイルはウェハ（例えば、ガラス）の上に形成され、酸化物（例えば、Ａｌ２Ｏ３）中に埋め込まれる。ヘッドとディスクとの間の自由作動距離（ＦＷＤ）は２０ミクロン未満であり、上記に説明されたように、新しい設計に関しては減少している。そのような小さな自由作動距離のために二重の問題が生じることが分かった。即ち、第一に、水がヘッド上に凝縮することであり、第二に、水の蒸発後、蒸着物が残ることである。水及び蒸着物はヘッドの動作に不利に影響を及ぼし、ヘッドの光学的要件及びレーザ出力が継続的に増大しているので、それは特に関連性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の問題が軽減される磁気光学装置を提供することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的を達成するために、コイルホルダは、コイルの中心位置又はその周囲にある凹部深さを備える凹部と、ディスクから見られるときに、コイルの背後に、少なくとも部分的にコイルと重なり合って延びるレンズとを含む。
【０００６】
もし表面がないならば、水及び汚濁はヘッドの表面上に蒸着し得ない。今や水は光路の外側にあるディスクに最近接した表面上に蒸着され、光路を干渉することがない。それは最早光路を閉鎖又は妨害し得ず、水の蒸発後、如何なる汚濁も光路内に残らない。レンズはコイルホルダ上に位置し、そのレンズはコイルの背後に位置し、同様にコイルと重なり合う。これはコイルをディスクに可能な限り近接して位置付けるのを可能にし、よって、比較的大きなＮＡを可能にすると同時に、強力な磁界が達成されるのを許容する。
【０００７】
好ましくは、コイルホルダは、機械的安定性の理由のために、コイルの中心にのみ延びる凹部を含む。
【０００８】
本発明は、請求項７に定められるような読取り及び／又は書込みヘッドにも関する。
【０００９】
本発明のこれらの及び他の特徴は、例として以下に記載される実施態様を参照することで明瞭に説明されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図面は実寸で描写されていない。一般的に言って、同一の構成部材は同一の参照番号で図面中に指し示されている。
【００１１】
本発明は、読取り及び／又は書込みヘッド、並びに、動作中にコイルを通過するレーザを有するありとあらゆる種類の磁気光学装置に適合可能である。磁気工学装置が所謂遠距離電磁界型であるか、及び、スライダ又はアクチュエータのいずれが用いられるかは、本発明と関係ない。
【００１２】
図１Ａ及び１Ｂは二種類の構造を描写している。双方の構造において、レーザビーム１は、ディスク７上に収束されるよう、動作中、ホルダ３上の対物レンズ２を通過し且つ第二レンズ４を通過する。ディスク７は被覆層８を備える。レーザビーム１はコイル５を通過する。図１Ａは、所謂スライダ型の読取り／書込みヘッドの種類を示しており、そこでは、第二レンズ４及びコイル５がスライダ６上に設けられている。図１Ｂは、所謂エクチュエータ型のヘッドを示しており、そこでは、レンズ４及びコイル５はガラスウェハの上部又は内部に設けられている。自由作動距離ＦＷＤは、ホルダ３とディスク７との間の距離である。
【００１３】
図２は、図１Ａに示される型のヘッドをより詳細に示している。スライダの懸架部１０が本図面に示されている。図３は、図１Ｂに示される型のヘッドを幾分詳細に示している。
【００１４】
全ての型のヘッドはコイル５を含む。図４は、コイル５をより詳細に示している。コイルは、２つのリード線５ａ，５ｂと、動作中にレーザビームが通過する開孔１２とを含む。コイルは、スライダ６又はウェハ９の上部に適合された或いは内部に埋め込まれた部分である。
【００１５】
コイルを包含するヘッドは薄膜技法によって製造される。コイルはウェハ（例えば、ガラス）の上に形成され、酸化物（例えば、Ａｌ２Ｏ３）中に埋め込まれる。図５は、使用中のヘッドを概略的に示す図面である。ヘッドとディスクとの間の自由作動距離（ＦＷＤ）は２０ミクロン未満である。このＦＷＤとの連携は光記録中に問題を引き起こすことが分かった。ディスクのレーザスポットによって引き起こされる熱は、ディスク面の上部又は内部の水の蒸発を引き起こす。この水蒸発はディスクからヘッドに流れる。ヘッドはディスクよりも一層低い温度を有するので、水はヘッド上で凝縮する。これは図６Ａ，６Ｂ，６Ｃに示されている。レーザ光はコイルの中止を通じて向けられる（Ａ）。（Ｂ）では、水は明瞭に見られる。レーザが停止されると、少しして水は蒸発し、最終的に幾らかの汚濁が残される（Ｃにおいて丸で囲まれている）。
【００１６】
図７は幾つかの設計を描写している。設計は図面中に概略的に示されている。図７Ａ及び７Ｄは、本発明に従った装置のためのコイルホルダの実施態様を表わしておらず、図７Ｂ及び７Ｃに概略的に示される設計は、本発明に従った装置のためのコイルホルダの実施態様を表わしている。
【００１７】
図７Ａに示される設計において、コイルホルダは、コイル５の中心又はその近傍に凹部又は穴（本発明のコンセプト内の穴は特別な種類の凹部である）を含まない。
【００１８】
多くの側面が設計のために重要である。即ち、
【００１９】
コイル中心の直径Ｄｃｏｉｌ；
【００２０】
自由作動距離ＦＷＤ；
【００２１】
開口率ＮＡ（角度θによって定められる）；
【００２２】
エネルギー効率；
【００２３】
凹部の深さｈである。
【００２４】
コイル内の穴が大きくなればなるほど、及び、コイルとディスクとの間の距離が大きくなればなるほど、コイルのエネルギー効率は減少する。上記に説明されるような問題は水の凝縮である。効率の減少は、用いられなければならない熱量を増大し、よって、電流密度及びコイル温度を増大し、究極的には、電流密度又は温度が臨界値を超えると、コイルの破壊を招く。これはより多く又はより大きな巻線を備えたコイルの使用を必要にし、よって、コイルのインダクタンス及びキャパシタンスを劇的に増大し、今度はコイルの共振周波数（及び、よって、帯域幅）を減少する。
【００２５】
図７Ａは標準的な設計を描写している。図７Ａにおいて、コイルはコイル中心を含む。説明されたように、コイルによって引き起こされる熱は、述べられた問題を伴って水を蒸発させる。図７Ｂでは、凹部がコイル内に形成されている。これはコイル中心直径を僅かに増大する（よって、ｄ１はＤｃｏｉｌ０よりも大きい）。しかしながら、中心上での水凝縮の減少の正の効果は、出力効率の減少に勝る。図７Ｃは本発明のさらなる実施態様を描写している。図７Ｂでは凹部がコイルの中心に形成されているのに対し、図７Ｃではコイル自体がホルダの残部に対して窪んでいるのが明らかである。これは、コイル中心直径が僅かにより大きいこと、及び、コイルとディスクとの間の距離がＦＷＤからＦＷＤ＋ｈに増大されることを意味する。コイルとディスクとの間の距離が増大するので、後者は出力効率の減少も引き起こす。しかしながら、距離ｈ及びコイル直径に依存して、欠点に勝る利点が依然として得られる。好ましくは、凹部の深さｈは２ＦＷＤ未満であり、好ましくは、ＦＷＤ未満であるが、好ましくは１／２ＦＷＤよりも大きい。出力効率の理由のために、図７Ｂに概略的に描写される設計は図７Ｃに示される設計よりも好ましい。凹部の深さｈは（ＦＷＤに関して）上記の範囲内であるのが好ましいが、図７Ｂの設計のためにもである。
【００２６】
最後に、図７Ｄに示される設計では、コイル５はレンズ４が位置する開孔の回りに位置するが、この設計では、出力効率は一層減少するので、コイルの中心は窪んでいるが、利点は最早欠点に勝らない。レンズ及びコイルは、それらが最早重なり合わないよう位置している。重なり合いで意味するのは、ディスクから見られるときに、レンズが少なくとも部分的にコイルの巻きの背後に延びていること、換言すれば、レンズの直径がコイル内の開孔の直径よりも大きいことである。図７Ｄの設計では、レンズ直径はコイルの中心直径よりも小さく、よって、レンズはコイル内の開孔内部に適合する。その結果、図７Ｂ及び７Ｃの設計と比較すると、コイル内の開孔の直径は減少し、コイルはより大きく、且つ、上述の欠点を伴って、効率の大幅な低減が発生する。「直径」という用語の使用は、寸法又はサイズを指し示すものとして、非限定的に見られるべきであり、用語が適合する素子（レンズ、開孔、コイル）を必ずしも純粋に円形又は円筒形の物体に限定するものではない。
【００２７】
図８Ａ、８Ｂ、及び、９は、本発明に従った装置のためのコイルホルダの様々な実施態様を概略的に描写している。
【００２８】
図８Ａ及び８Ｂでは、穴がコイルの光学的中心に形成されている。全く存在しないならば、水及び汚濁はヘッドの表面に蒸着し得ない。コイルの側壁であれ、或いは、コイルの上部であれ、穴の隣接して、水はディスクに最近接する表面上に蒸着される。それは最早光路を閉塞又は妨害し得ない。コイルの深さはコイルの内径に依存する。図８Ａでは、レンズ４及びレンズ４Ａを含む僅かにより複雑なレンズ系が用いられている。コイルは例えばＡｌ２Ｏ３で被覆された銅から成る。湿式又は乾式エッチングのいずれかによって、酸化物中に穴をエッチング処理し得る。コイル層の厚さは例えば４ミクロン、層５Ｃ及び５Ｄの間の酸化物の２ミクロン、及び、層５Ｃ上の０．５ミクロンの酸化物である。
【００２９】
図９は、さらに追加的な実施態様を示している。コイルを支持する基板も今や穴を有する。次の２つの方法でこれを製造し得る。
【００３０】
１．コイルを基板上に製造し、正面の処理後、基板の背面に穴を処理する。「粗い」技法（例えば、粉末ブラスト）と湿式又は乾式エッチングとの組み合わせによってこの穴を形成し得る。レーザ光は空気を通じてのみ進行するので、不透明な基板、特にシリコンも用い得る。これはコイルをＩＣ上に直接形成し得るという利点を有する。
【００３１】
２．（国際出願公開第ＷＯ０２／１３１８８号で提案されているような）「何の上にもシリコン」を用いてコイルを製造する。穴を有するコイルの組立て後、全体が担体上に載置される。
【００３２】
この実施態様は、広く用いられているガラスよりも良好な熱伝導性λ（Ｗ／ｍ２ｋ）を有する担体を選択し得るという利点を有する。ガラスは１のλのための典型値を有するのに対し、ＳｉＯ２は４〜８であり、Ａｌ２Ｏ３は２５前後であり、ＳｉＣは１２５である。熱伝導係数が良好であればあるほど、コイルはより良好に冷却され、よって、通常のコイルに比較して、使用可能な電流はより高い。通常のコイルと比較すると、これは穴を有するコイルのために必要なより大きなコイル直径の負の効果を是正する以上のことをなす。
【００３３】
本発明の要約を以下の通り記載し得る。
【００３４】
動作中にレーザビームがコイルを通過する磁気光学装置において、コイルホルダは、コイルの光学的中心又はその周囲の凹部と、ディスクから見られるときに、少なくとも部分的にコイルと重なり合って、コイルの背後に延びるコイルとを含む。
【００３５】
当業者であれば本発明が上記に具体的に図示され且つ記載されたものに限定されないことを理解するであろう。本発明は、ありとあらゆる新規な特徴的機能、及び、ありとあらゆる特徴的機能の組み合わせに存する。請求項中の参照番号はそれらの保護範囲を限定しない。「含む」(comprise)という動詞及びその活用形は、請求項で述べられているもの以外の要素音存在を排除しない。素子に先行する冠詞(a)又は不定冠詞(an)の使用は、そのような素子が複数存在することを排除しない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】Ａは、磁気光学装置の設計を示す概略図であり、Ｂは、磁気光学装置の設計を示す概略図である。
【図２】図１の設計の１つをより詳細に示す概略図である。
【図３】図１の設計の１つをより詳細に示す概略図である。
【図４】動作中にレーザビームが通過する開孔を示すコイルを示す上面図である。
【図５】コイルを通じるレーザビームの光路を示す概略図である。
【図６】Ａは、ホルダ上での水凝縮の発生を示す概略図であり、Ｂは、ホルダ上での水凝縮の発生を示す概略図であり、Ｃは、ホルダ上での水凝縮の発生を示す概略図である。
【図７】コイルの幾つかの設計を描写し、Ａは、本発明の範囲外の設計を示す概略図であり、Ｂは、本発明を具現化する設計を示す概略図であり、Ｃは、本発明を具現化する設計を示す概略図であり、Ｄは、本発明の範囲外の設計を示す概略図である。
【図８】本発明の着想内のコイルホルダの幾つかの設計を示す概略図である。
【図９】本発明の着想内のコイルホルダの幾つかの設計を示す概略図である。
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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