(57)【要約】  従来の近接場光ヘッドでは、近接場を発生する散乱体と光ヘッドとが個別に存在して、近接場光ヘッドとして小型化ができない。このため、半導体レーザと、放熱部材と、半導体レーザからの光を散乱体に導くプリズムと、光検出素子とが、スライダに保持された近接場光プローブスライダの構成により、近接場光ヘッドを大幅に小型化することができる。
2007111304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
略平板状の散乱部材と、
前記光源及び前記散乱部材を保持するスライダとを備え、
前記スライダは、前記散乱部材の端部が媒体に最も近接して配置されるように前記散乱部材を保持し、
前記散乱部材は、前記光源側に位置し且つ前記媒体に対して実質的に垂直に位置する第１の平面を有し、
前記光源からの出射光は、前記第１の平面に略垂直に照射され、
前記散乱部材の端部は、近接場光を発生して前記媒体に照射することを特徴とする近接場光ヘッド。
【請求項２】
前記光源からの出射光を透過して前記第１の平面に略垂直に照射する光誘導部材をさらに備え、
前記スライダは、前記光源、前記散乱部材及び前記光誘導部材を保持することを特徴とする請求項１記載の近接場光ヘッド。
【請求項３】
前記散乱部材は、前記第１の平面を有し、前記近接場光を発生する略平板状の導電性を有する散乱体と、前記散乱体を保持する保持部材とを含み、
前記光誘導部材は、前記光源からの出射光が前記散乱体の前記第１の平面全体を照射するように、前記光源からの出射光を透過することを特徴とする請求項２記載の近接場光ヘッド。
【請求項４】
前記散乱体は、尖鋭形状を有し、尖鋭形状の先端部から前記近接場光が前記媒体に照射されることを特徴とする請求項３記載の近接場光ヘッド。
【請求項５】
前記光誘導部材は、前記光源からの出射光が前記散乱体の前記第１の平面全体を照射するように、前記光源からの出射光を反射する光学反射面を持つ光学素子であることを特徴とする請求項３又は４記載の近接場光ヘッド。
【請求項６】
前記光誘導部材は、前記光源からの出射光が前記散乱体の前記第１の平面全体を照射するように、前記光源からの出射光を導波する光導波機能を持つ光学素子であることを特徴とする請求項３又は４記載の近接場光ヘッド。
【請求項７】
前記光誘導部材は、前記光源からの出射光が前記散乱体の前記第１の平面全体を照射するように、前記光源からの出射光を収れんさせる機能を持つ光学素子であることを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載の近接場光ヘッド。
【請求項８】
前記光源に固定され、前記光源で発生する熱を伝導する放熱部材をさらに備え、
前記スライダは、前記光源、前記光誘導部材、前記散乱部材及び前記放熱部材を保持することを特徴とする請求項２〜７のいずれか一項に記載の近接場光ヘッド。
【請求項９】
前記第１の平面と反対側に位置する前記散乱部材の第２の平面に面して配置される光検出器をさらに備え、
前記スライダは、前記光源、前記光誘導部材、前記散乱部材及び前記光検出器を保持することを特徴とする請求項２〜８のいずれか一項に記載の近接場光ヘッド。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の近接場光ヘッドと、
前記散乱部材による近接場光を用いて情報を前記媒体に記録するときに、前記散乱部材の端部と前記媒体との間の距離が一定になるように、前記スライダを支持するサスペンション構造体とを備えることを特徴とする近接場光ヘッド装置。
【請求項１１】
前記サスペンション構造体を前記媒体に対して平行な面内の１方向に駆動する駆動機構をさらに備えることを特徴とする請求項１０記載の近接場光ヘッド装置。
【請求項１２】
前記散乱部材の端部と前記媒体と間の距離は、前記近接場光のしみ出し深さ以内であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の近接場光ヘッド装置。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の近接場光ヘッド装置と、
前記近接場光ヘッド装置から得られる信号を受け、前記信号に基づいて前記光源を制御及び駆動する電気回路とを備えることを特徴とする近接場光情報装置。
【請求項１４】
前記媒体を回転する回転機構をさらに備え、
前記電気回路は、前記近接場光ヘッド装置から得られる信号を受け、前記信号に基づいて前記回転機構及び前記光源を制御及び駆動することを特徴とする請求項１３記載の近接場光情報装置。
【請求項１５】
請求項１３又は１４に記載の近接場光情報装置と、
前記近接場光情報装置によって前記媒体に記録又は再生された情報に基づいて所定の演算を行う演算装置とを備えることを特徴とする近接場光情報システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近接場光ヘッド、これを用いた近接場光ヘッド装置、近接場光情報装置及び近接場光情報システムに関し、媒体に高密度に情報を記録又は再生する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光情報記録の分野で近接場光を応用した光記録が注目されている。近接場光を用いて、記録の高密度化を達成する方法として、特許文献１に記載される従来の技術について添付図面を用いて説明する。図１３乃至図１５は、従来技術による近接場光ヘッド装置の構成図及び主要部分図である。【０００３】
図１３及び図１４において、記録媒体であるディスク７０１に対向して近接場光プローブスライダ７０２が形成されており、近接場光プローブスライダ７０２には集光素子が集積化され、光ヘッド７０３からの平行光が入射する。光ヘッド７０３は、キャリッジアクチュエータ７０４を用いて、ディスク７０１の半径方向に動かされる。光ヘッド７０３において、光源である半導体レーザ７０８からの出射光は、コリメータレンズ７０９及びビーム整形プリズム７１０により円形の平行ビームとなり、ビームスプリッタ７１２及びミラー７１４を経て、近接場光プローブスライダ７０２に入射する。近接場光プローブスライダ７０２のトラッキング方向の位置を調整するために、圧電素子７１１を用いる。近接場光プローブスライダ７０２は、サスペンション７０５に取り付けられており、このサスペンション７０５の力により、ディスク７０１に押しつけられる構成である。【０００４】
図１５は、近接場光プローブスライダ７０２の概略の説明図である。ここでは、記録媒体であるディスク２７に対向して散乱体２１と、それを支持する基板２４とが配置され、これらが近接場光プローブスライダ７０２を構成する。ここで、散乱体２１とディスク２７との間隔が数１０ｎｍ以下になるように保つために、散乱体２１及び基板２４は、近接場光プローブスライダ７０２上に形成される。光源１９からの光がコリメートレンズ１８及び集光素子１７を経て散乱体２１に入射すると、散乱体２１の中で最もディスク２７に近接している部分に強い近接場光が発生する。したがって、ディスク２７に相変化材料を用いると、散乱体２１から発生した近接場光により、結晶相をアモルファス相に変化させることで記録マークを形成する。【０００５】
一方、再生は、図１３及び図１４に示すように、ディスク７０１から戻ってくる光の強度変化を検出する。すなわち、近接場光がディスク７０１により散乱される割合が記録マークの有無により変化するので、その散乱光の強度変化を検出して行う。実際には、ディスク７０１からの光（信号光）をビームスプリッタ７１２により入射光と分離して、集光レンズ７１５を通過させた後、検出器７１７で検出する。この従来例では、ディスク７０１からの信号光の偏光方向が、入射光の偏光方向と異なっているとして、光路中におく偏光子７１６の偏光方向が入射光の偏光方向に対して直角になるようにして、コントラストを向上させている。【０００６】
しかしながら、上記の従来技術による近接場光ヘッド装置では、近接場を発生する散乱体２１を有する近接場光プローブスライダ７０２と、光源を有する光ヘッド７０３とが個別に存在しており、近接場光ヘッドを小型化ができないという課題がある。【０００７】
すなわち、散乱体２１とディスク２７との間隔を数１０ｎｍ以下に保つためには、近接場光プローブスライダ７０２の大きさを小さくしなければならず、散乱体２１及び基板２４のみを近接場光プローブスライダ７０２上に形成する必要がある。このため、近接場光プローブスライダ７０２と光ヘッド７０３とを分離して別部材から構成しなければならない。また、散乱体２１の主面がディスク７０１と平行に配置されているため、光源である半導体レーザ７０８からの出射光を散乱体２１の主面全体に照射するには、半導体レーザ７０８からの出射光を散乱体２１の下方から入射する必要があり、コリメータレンズ７０９、ビーム整形プリズム７１０、ビームスプリッタ７１２、ミラー７１４等の多数の光学部品が必要になる。このため、光ヘッド７０３が大きくなり、全体として、近接場光ヘッドが大型化せざるを得ない。
【特許文献１】特開２００４−１５１０４６号公報
【発明の開示】
【０００８】
本発明の目的は、媒体に高密度に情報を記録又は再生することができるとともに、大幅な小型化が可能な近接場光ヘッド、及び該近接場光ヘッドを用いた小型の近接場光ヘッド装置、近接場光情報装置及び近接場光情報システムを提供することである。
【０００９】
本発明の一局面に従う近接場光ヘッドは、光源と、略平板状の散乱部材と、前記光源及び前記散乱部材を保持するスライダとを備え、前記スライダは、前記散乱部材の端部が媒体に最も近接して配置されるように前記散乱部材を保持し、前記散乱部材は、前記光源側に位置し且つ前記媒体に対して実質的に垂直に位置する第１の平面を有し、前記光源からの出射光は、前記第１の平面に略垂直に照射され、前記散乱部材の端部は、近接場光を発生して前記媒体に照射する。
【００１０】
この近接場光ヘッドにおいては、光源からの出射光を媒体に対して実質的に垂直に位置する散乱部材の第１の平面に略垂直に照射させることにより、散乱部材の端部から近接場光を発生して媒体に照射することができるので、記録光学系の構成を簡略することができ、媒体に高密度に情報を記録又は再生する近接場光ヘッドとして大幅な小型化を達成することができる。
【００１１】
本発明の他の局面に従う近接場光ヘッド装置は、上記近接場光ヘッドと、前記散乱部材による近接場光を用いて情報を前記媒体に記録するときに、前記散乱部材の端部と前記媒体との間の距離が一定になるように、前記スライダを支持するサスペンション構造体とを備える。
【００１２】
この近接場光ヘッド装置においては、散乱部材による近接場光を用いて情報を前記媒体に記録するときに、散乱部材の端部と媒体との間の距離が一定になるように、サスペンション構造体がスライダを支持しているので、小型の近接場光ヘッドを用いて、媒体に高密度に情報を安定的に記録又は再生することができる小型の近接場光ヘッド装置を実現することができる。
【００１３】
本発明のさらに他の局面に従う近接場光情報装置は、上記近接場光ヘッド装置と、前記近接場光ヘッド装置から得られる信号を受け、前記信号に基づいて前記光源を制御及び駆動する電気回路とを備える。
【００１４】
この近接場光情報装置においては、近接場光ヘッド装置から得られる信号を受け、この信号に基づいて光源を制御及び駆動することができるので、小型の近接場光ヘッド装置を用いて、媒体に高密度に情報を安定的に記録又は再生することができる小型の近接場光情報装置を実現することができる。
【００１５】
本発明のさらに他の局面に従う近接場光情報システムは、上記近接場光情報装置と、前記近接場光情報装置によって前記媒体に記録又は再生された情報に基づいて所定の演算を行う演算装置とを備える。
【００１６】
この近接場光情報システムにおいては、近接場光情報装置によって媒体に記録又は再生された情報に基づいて所定の演算を行うことができるので、小型の近接場光情報装置を用いて、高密度に且つ安定的に媒体に記録又は再生した情報を用いて種々の演算を実行できる小型の近接場光情報システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１における近接場光情報システムの概略図である。
【図２】図１に示すサスペンションの構成の一例を示す分解斜視図である。
【図３】図１に示す近接場光ヘッドの構成を示す上面図及び側面図である。
【図４】図３（ｂ）におけるＢ矢視図である。
【図５】本発明の実施の形態２に用いられる近接場光ヘッドの主要部の構成を示す上面図及び側面図である。
【図６】図５（ｂ）におけるＢ矢視図である。
【図７】本発明の実施の形態３に用いられる近接場光ヘッドの主要部の構成を示す側面図である。
【図８】本発明の実施の形態４に用いられる近接場光ヘッドの主要部の構成を示す側面図である。
【図９】図８におけるＢ矢視図である。
【図１０】本発明の実施の形態５に用いられる近接場光ヘッドの主要部の構成を示す側面図である。
【図１１】図１０におけるＢ矢視図である。
【図１２】本発明に用いられる散乱部材の他の構成を示す正面図及び側面図である。
【図１３】従来技術による近接場光ヘッド装置の構成図である。
【図１４】従来技術による近接場光ヘッド装置の構成図である。
【図１５】従来技術による近接場光ヘッド装置の主要部分図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照しながら説明する。【００１９】
（実施の形態１）
まず、図１乃至図４を用いて、本発明の実施の形態１の構成及び動作について説明する。図１は、本発明の実施の形態１における近接場光情報システムの概略説明図である。【００２０】
図１において、１は、情報が記録又は再生される相変化材料で形成された媒体（記録媒体）である光ディスク、２は、光ディスク１を保持して所定の回転数で回転させるスピンドルモータ、３は、光ディスク１に情報を記録又は再生する近接場光ヘッドを示し、近接場光ヘッド３は、従来例で述べたところの近接場光プローブスライダ及び光ヘッドに相当する。【００２１】
また、４は、光ディスク１の垂直方向であるＦ（フォーカス）方向について近接場光ヘッド３と光ディスク１との距離が一定になるように近接場光ヘッド３を支持するサスペンション、５は、サスペンション４を保持して回転することによって近接場光ヘッド３を光ディスク１の面内にあって平行方向であるＴ（トラッキング）方向について移動させるモータ、６は、近接場光ヘッド３から得られる信号に基づいて、後述する光源となる半導体レーザ素子３１（図３参照）、スピンドルモータ２やモータ５などを制御及び駆動する電気回路、７は、電気回路６を通じて光ディスク１に記録又は再生された情報に基づいて所定の演算を行う演算装置を示す。【００２２】
演算装置７において処理される情報は、データ情報、映像情報、音声情報等であり、上記の各部分から本実施の形態の近接場光情報システムが構成され、この中で演算装置７を含まない部分を近接場光情報装置とし、さらに、電気回路６を含まない部分を近接場光ヘッド装置とする。【００２３】
図２は、図１に示すサスペンション４の構成の一例を示す分解斜視図である。図２に示すように、近接場光ヘッド装置は、近接場光ヘッド３、ジンバル４ａ、サスペンション４及び固定板５ａを備える。サスペンション４の一方端は、回動可能な状態で固定板５ａによってモータ５（図１参照）に固定され、サスペンション４の他方端には、ジンバル４ａを介して近接場光ヘッド３が固定される。上記の構成により、近接場光ヘッド３は、例えば、特公平７−１６１６に開示される磁気ヘッド機構と同様に、ハードディスクドライブに採用されるフライングヘッドと同様の技術を用いて、光ディスク１との距離が一定になるように、サスペンション４に支持されている。【００２４】
図３（ａ）及び（ｂ）は、図１に示す近接場光ヘッドの構成を示す上面図及び側面図である。図３（ａ）及び（ｂ）において、１は、情報が記録又は再生される媒体である光ディスク、３１は、光源を示し、本実施の形態では、例えば、波長８００ｎｍ、出力５０ｍＷで偏光方向がＦ方向の放射光ＬＢを出射する半導体レーザ素子を用いることができる。また、３２は、半導体レーザ素子３１の放射光ＬＢを透過する光誘導部材であるプリズム、３３は、略平板状をしていて平板の２つの平面である第１及び第２の平面Ｐ１、Ｐ２が光ディスク１に対して実質的に垂直に位置している散乱部材を示し、散乱部材３３は、プリズム３２を経た放射光ＬＢが略垂直に照射されることにより、光ディスク１に最も近接する部分ＰＡで近接場光ＮＬを発生して光ディスク１に近接場光ＮＬを照射する。【００２５】
また、３４は、半導体レーザ素子３１に固定され、発生する熱を伝導して放熱する銅製の放熱材、３５は、光ディスク１からの再生光を検出する光検出素子、３６は、半導体レーザ素子３１、プリズム３２、散乱部材３３、放熱材３４及び光検出素子３５を保持するスライダを示し、以上の構成要素からいわゆる近接場光プローブスライダすなわち近接場光ヘッド３が構成される。【００２６】
また、３７は、モールド用樹脂を示し、半導体レーザ素子３１、プリズム３２、散乱部材３３、放熱材３４及び光検出素子３５は、スライダ３６に接着固定され、半導体レーザ素子３１、プリズム３２、散乱部材３３、放熱材３４及び光検出素子３５とスライダ３６との空隙がモールド用樹脂３７により樹脂モールドされている。【００２７】
ここで、図３（ｂ）のＢ矢視図を図４に示す。図４に示すように、散乱部材３３は、導電性を有し、第２の平面Ｐ２と、第２の平面Ｐ２の裏面に位置する第１の平面Ｐ１を有する略平板状の散乱体３３ａと、略平板状の保持部材３３ｂとから構成され、散乱体３３ａは、保持部材３３ｂに固定されて保持され、保持部材３３ｂを介してスライダ３６に固定されている。散乱体３３ａとしては、プラズモン光の発生が容易な材料、例えば、金、チタン、クロムの他、銀、銅、アルミニウム等を用いることができ、光ディスク１としては、例えば、Ｔｂ・Ｆｅ・Ｃｏ（テルビウム、鉄、コバルト）等の合金からなる相変化記録材料等を用いることができる。【００２８】
スライダ３６は、スライダ３６に保持された散乱体３３ａの先端部ＰＡと光ディスク１との間隔が近接場光ＮＬのしみ出し深さ以内になるように、サスペンション４によって支持されている。この状態で、散乱体３３ａは、その先端部ＰＡから近接場光を発生する。なお、散乱体３３ａの先端部ＰＡと光ディスク１との間隔としては、数１０ｎｍ以下であることが好ましく、数ｎｍ以下であることがより好ましく、本実施の形態では、例えば、１０ｎｍに設定している。【００２９】
また、本実施の形態では、近接場光ＮＬのしみ出し量が多くなるように、放射光ＬＢの中心位置Ｚを、散乱部材３３の中で近接場光ＮＬを発生する部分である散乱体３３ａの重心に略一致させている。この近接場光ＮＬによって相変化材料による光ディスク１の結晶相をアモルファス相に変化させることで記録マークが形成される。一方、情報の再生は、光ディスク１から戻ってくる反射光の強度変化を光検出素子３５によって検出するが、この近接場光ＮＬによって光ディスク１から散乱される割合が記録マークの有無により変化するので、光検出素子３５は、光ディスク１からの反射光としてその散乱光の強度変化を検出して行う。【００３０】
具体的には、散乱体３３ａは、略三角形状の平板からなり、半導体レーザ素子３１側に位置するとともに、媒体１の記録面又は再生面に対して垂直に位置する第１の平面Ｐ１と、第１の平面Ｐ１に平行な第２の平面Ｐ２とを有し、スライダ３６は、第１平面Ｐ１の先端部ＰＡが媒体１に最も近接して配置されるように散乱部材３３を保持する。この状態で、半導体レーザ素子３１からの出射光ＬＢは、プリズム３２を介して第１の平面Ｐ１の全面に垂直に照射され、散乱体３３ａは、尖鋭形状を有し、尖鋭形状の先端部ＰＡから近接場光ＮＬが媒体１に照射される。【００３１】
このとき、半導体レーザ素子３１からの出射光ＬＢの中心Ｚができるだけ散乱体３３ａの重心に一致するように、半導体レーザ素子３１をスライダ３６の底面側に配置している。この結果、できるだけ高い光エネルギーを散乱体３３ａに照射することができるので、散乱体３３ａからプラズモン光を十分に発生させることができる。なお、散乱体３３ａの形状は、上記の例に特に限定されず、近接場光ＮＬを効率的に発生するものであれば、特に限定されるものではない。【００３２】
このように、本実施の形態では、半導体レーザ素子３１からの出射光ＬＢを、媒体１に対して垂直に位置する第１の平面Ｐ１に垂直に照射させることにより、記録光学系の構成を簡略することができる。また、光検出素子３５は、半導体レーザ素子３１からの出射光ＬＢが照射される散乱体３３ａの第１の平面Ｐ１とは反対側の第２の平面Ｐ２に面して配置されているので、光ディスク１からの再生光を直接検出することができ、再生光学系を簡略化することができる。この結果、近接場光ヘッド３を十分に小型化することができるので、ハードディスクドライブに採用されるフライングヘッドと同様の技術を用いて、散乱体３３ａと光ディスク１との間の距離を高精度に制御することができ、プラズモン光を用いて光ディスク１に高密度に情報を記録したり、再生したりすることができる。【００３３】
例えば、散乱体３３ａとして、底辺（保持部材３３ｂとの接合面の長辺）３００ｎｍ、高さ（Ｆ方向の長さ）４００ｎｍ、先端Ｒ２５ｎｍの導電性金属を用い、半導体レーザ素子３１として、幅２００μｍ×奥行２５０μｍ×高さ９０μｍのレーザチップを用いることにより、スライダ３６を除くヘッド部分の大きさが２ｍｍ×５ｍｍ程度とすることができ、スライダ３６すなわち近接場光ヘッド３の大きさとして、５ｍｍ×５ｍｍ程度の小型化を達成することができる。【００３４】
また、本実施の形態では、半導体レーザ素子３１として、上記の小型レーザチップを用い、このレーザチップによる発熱を十分に放熱可能な表面積を有する放熱材３４を用いているので、半導体レーザ素子３１を連続的に且つ安定的に駆動することができるともに、半導体レーザ素子３１の連続動作時においても、各部の不要な熱膨張及び熱変形を防止して散乱体３３ａと光ディスク１との間隔を高精度に一定にすることができる。なお、放熱材３４による放熱効果をより高めるために、放熱材３４とサスペンション４とを熱的に連結するようにしてもよい。【００３５】
このように、本発明の実施の形態１によると、半導体レーザ素子３１及び放熱材３４と、プリズム３２と、散乱部材３３と、光検出素子３５とがスライダ３６に保持されて、いわゆる近接場光プローブスライダを構成するので、極めて小型化を図った上で、光ディスク１に近接場光ＮＬを用いて高密度に情報を記録又は再生する近接場光ヘッド装置を実現できる。しかも、本発明の実施の形態１では、放熱材３４を有しているので、半導体レーザ素子３１の発熱による課題も解決できるものである。【００３６】
なお、本発明の実施の形態１では、放熱材３４と光検出素子３５とも構成要素としたが、これらの構成要素がなくても、本発明の主旨が損なわれるものではない。【００３７】
また、本発明の実施の形態１では、スライダ３６（近接場光ヘッド３）をサスペンション４で支持し、モータ５でこのサスペンション４を保持して回転して、光ディスク１全領域の記録又は再生を行っているが、散乱体３３ａと光ディスク１との間隔が数１０ｎｍ以下になるようにスライダ３６を支持し、スライダ３６が光ディスク１全領域を移動する構成であれば、本発明の実施の形態１に限定されるものではない。【００３８】
また、本発明の実施の形態１では、情報の記録又は再生を行うために、光ディスク１をスピンドルモータ２で回転させる構成としたが、光ディスク１に代えて光カードを用い、光カードを回転させずに固定しておき、スライダ３６が光カードすなわち媒体上の全領域に移動することにより情報を記録又は再生を行うことができる構成、すなわち光カード装置のような構成であっても、本発明の主旨が損なわれるものではない。【００３９】
また、本発明の実施の形態１では、プリズム３２を用いて、半導体レーザ素子３１の放射光ＬＢを散乱体３３ａに導いたが、プリズム３２を省略して、半導体レーザ素子３１の放射光ＬＢが散乱体３３ａを直接照射するようにしてもよい。【００４０】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２の近接場光情報システムについて説明する。本実施の形態と実施の形態１とで異なる点は、近接場光ヘッドが異なる点であり、その他の点は、実施の形態１と同様であるので、近接場光ヘッドについてのみその構成及び動作について説明する。図５（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態２に用いられる近接場光ヘッドの主要部の構成を示す上面図及び側面図である。【００４１】
図５（ａ）及び（ｂ）において、全ての構成要素及びその機能と動作については、実施の形態１とほぼ同様であるが、半導体レーザ素子３１は、プリズム３２ａに対して角度を持って固定されている。このため、放射光ＬＢは、散乱体３３ａの先端部ＰＡに照射され易くなるものである。【００４２】
プリズム３２ａは、散乱体３３ａの第１の平面Ｐ１に平行な出射面ＥＰと、出射面ＥＰに対して傾斜して配置される入射面ＩＰとを有し、入射面ＩＰに半導体レーザ素子３１が固定されている。したがって、半導体レーザ素子３１からの出射光ＬＢは、プリズム３２ａによって斜め下方へ導かれ、散乱体３３ａの第１の平面Ｐ１の全面を容易に照射することができる。【００４３】
ここで、図５（ｂ）のＢ矢視図を図６に示す。図６に示すように、半導体レーザ素子３１からの出射光ＬＢの中心Ｚが散乱体３３ａの重心に一致するように、半導体レーザ素子３１からの出射光ＬＢは、プリズム３２ａによって斜め下方へ導かれ、第１の平面Ｐ１の全面をほぼ垂直に照射する。この結果、より高い光エネルギーを散乱体３３ａに照射することができるので、散乱体３３ａからプラズモン光をより十分に発生させることができる。【００４４】
このように、本発明の実施の形態２では、放射光ＬＢの中心位置Ｚを、散乱部材３３の中で近接場光ＮＬを発生する部分である散乱体３３ａに略一致させることがより容易になっており、近接場光ＮＬのしみ出し量をより多くすることができる。また、放熱材３４がスライダ３６の上方に配置されるため、放熱材３４による放熱効果を高めることができる。【００４５】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３の近接場光情報システムについて説明する。本実施の形態と実施の形態１とで異なる点は、近接場光ヘッドが異なる点であり、その他の点は、実施の形態１と同様であるので、近接場光ヘッドについてのみその構成及び動作について説明する。図７は、本発明の実施の形態３に用いられる近接場光ヘッドの主要部の構成を示す側面図である。【００４６】
図７において、基本的な構成は実施の形態１と同様であるが、３１は、半導体レーザ素子、３２ｂは、半導体レーザ素子３１の放射光ＬＢを透過するプリズム、３４ａは、銅製の放熱材を示している。プリズム３２ｂは、光学反射面ＲＰを有し、光学反射面ＲＰは、半導体レーザ素子３１からの放射光ＬＢを反射して散乱部材３３に至らしめる。すなわち、半導体レーザ素子３１からの出射光ＬＢは、プリズム３２ｂの上面から入射され、光学反射面ＲＰによって反射されて斜め下方へ導かれる。【００４７】
ここで、図７のＢ矢視図は、図６と同様になり、出射光ＬＢは、その中心Ｚが散乱体３３ａの重心に一致するように、光学反射面ＲＰによって斜め下方へ導かれ、第１の平面Ｐ１の全面をほぼ垂直に照射する。この結果、より高い光エネルギーを散乱体３３ａに照射することができるので、散乱体３３ａからプラズモン光をより十分に発生させることができる。【００４８】
このように、本発明の実施の形態３では、光学反射面ＲＰによって、放射光ＬＢの中心位置Ｚを散乱部材３３の中で近接場光ＮＬを発生する部分である散乱体３３ａに略一致させることがより容易になっており、近接場光ＮＬのしみ出し量をより多くすることができる。また、本発明の実施の形態３では、放熱材３４ａをプリズム３２ｂの上面に配置することができるので、放熱材３４ａの形状を実施の形態１に比べて任意により大きく構成でき、半導体レーザ素子３１の発熱による課題解決もより容易になるものである。【００４９】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４の近接場光情報システムについて説明する。本実施の形態と実施の形態１とで異なる点は、近接場光ヘッドが異なる点であり、その他の点は、実施の形態１と同様であるので、近接場光ヘッドについてのみその構成及び動作について説明する。図８は、本発明の実施の形態４に用いられる近接場光ヘッドの主要部の構成を示す側面図である。【００５０】
図８において、基本的な構成は、実施の形態１と同様であるが、３１は、半導体レーザ素子、３２ｃは、半導体レーザ素子３１の放射光ＬＢを透過するプリズム、３２ｄは、光導波路、３４ａは、銅製の放熱材を示している。光導波路３２ｄは、プリズム３２ｃの底面に一体に接合されており、半導体レーザ素子３１からの放射光ＬＢは、光導波路３２ｄに入射して、その導波路内部で光誘導されて散乱体３３ａに至らしめられる。すなわち、半導体レーザ素子３１からの出射光ＬＢは、プリズム３２ｃの上面から入射され、光導波路３２ｄによってプリズム３２ｃの底面に沿って導かれる。【００５１】
ここで、図８のＢ矢視図を図９に示す。図９に示すように、出射光ＬＢは、その中心Ｚが散乱体３３ａの重心に一致するように、光導波路３２ｄによって扁平状ビームに変換されてプリズム３２ｃの底面に沿って導かれ、第１の平面Ｐ１の全面をほぼ垂直に照射する。この結果、さらに高い光エネルギーを散乱体３３ａに照射することができるので、散乱体３３ａからプラズモン光をさらに十分に発生させることができる。【００５２】
このように、本発明の実施の形態４では、光導波路３２ｄによって、放射光ＬＢの中心位置Ｚを散乱部材３３の中で近接場光ＮＬを発生する部分である散乱体３３ａに略一致させることがより容易になっており、近接場光ＮＬのしみ出し量をより多くすることができる。また、本発明の実施の形態４では、光導波路３２ｄによって放射光ＬＢを扁平状ビームに変換して散乱体３３ａを照射することができるので、散乱体３３ａの照射位置における照射面積あたりの照射光パワーを上げる効果がある。さらに、本発明の実施の形態４では、放熱材３４ａをプリズム３２ｂの上面に配置することができるので、放熱材３４ａの形状を実施の形態１に比べて任意により大きく構成でき、半導体レーザ素子３１の発熱による課題解決もより容易になるものである。【００５３】
（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５の近接場光情報システムについて説明する。本実施の形態と実施の形態１とで異なる点は、近接場光ヘッドが異なる点であり、その他の点は、実施の形態１と同様であるので、近接場光ヘッドについてのみその構成及び動作について説明する。図１０は、本発明の実施の形態５に用いられる近接場光ヘッドの主要部の構成を示す側面図である。【００５４】
図１０において、基本的な構成は、実施の形態１と同様であるが、３１は、半導体レーザ素子、３２ｅは、半導体レーザ素子３１の放射光ＬＢを透過するプリズム、３４ａは、銅製の放熱材を示している。プリズム３２ｅは、光学反射面ＲＰと、レンズ面ＬＰとを有する。光学反射面ＲＰは、半導体レーザ素子３１からの放射光ＬＢを反射してレンズ面ＬＰへ導き、半導体レーザ素子３１からの放射光ＬＢは、レンズ面ＬＰに入射する。レンズ面ＬＰは、そのレンズ効果によって放射光ＬＢを収れんさせて散乱体３３ａに至らしめる。すなわち、半導体レーザ素子３１からの出射光ＬＢは、プリズム３２ｅの上面から入射され、光学反射面ＲＰによって反射され、レンズ面ＬＰによって収れんされて散乱体３３ａへ導かれる。なお、レンズ面ＬＰを形成するには、プリズム３２ｅが屈折率の異なる２種類の材料で構成されても良いし、回折面で構成しても良く、構成が限定されるものではない。【００５５】
ここで、図１０のＢ矢視図を図１１に示す。図１１に示すように、出射光ＬＢは、その中心Ｚが散乱体３３ａの重心に一致するように、光学反射面ＲＰによって斜め下方へ導かれ、レンズ面ＬＰによって収れん光となった出射光ＬＢは、第１の平面Ｐ１の全面をほぼ垂直に照射する。この結果、さらに高い光エネルギーを散乱体３３ａに照射することができるので、散乱体３３ａからプラズモン光をさらに十分に発生させることができる。【００５６】
このように、本発明の実施の形態５では、光学反射面ＲＰ及びレンズ面ＬＰによって、収れん光となった放射光ＬＢの中心位置を散乱部材３３の中で近接場光ＮＬを発生する部分である散乱体３３ａに略一致させることがより容易になっており、近接場光ＮＬのしみ出し量をより多くすることができる。また、本実施の形態では、レンズ面ＬＰによって放射光ＬＢを収れんさせて散乱体３３ａを照射することができるので、散乱体３３ａの照射位置における照射面積あたりの照射光パワーを上げる効果がある。さらに、本発明の実施の形態５では、放熱材３４ａをプリズム３２ｂの上面に配置することができるので、放熱材３４ａの形状を実施の形態１に比べて任意により大きく構成でき、半導体レーザ素子３１の発熱による課題解決もより容易になるものである。【００５７】
なお、上記の各実施の形態では、散乱部材３３を散乱体３３ａと保持部材３３ｂとから構成したが、この例に特に限定されず、保持部材３３ｂを省略し、散乱部材全体をプラズモン光の発生が容易な材料、例えば、金、チタン、クロム等から構成するようにしてもよい。また、散乱体の形状も、種々の変更が可能であり、例えば、図１２（ａ）及び（ｂ）に示す散乱部材３３’を用いてもよい。【００５８】
図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、散乱部材３３’は、散乱体３３ｃ及び保持部材３３ｂから構成され、散乱体３３ｃは、保持部材３３ｂに固定されて保持され、保持部材３３ｂを介してスライダ３６に固定されている。散乱体３３ｃは、半導体レーザ素子３１側に位置するとともに、媒体１の記録面又は再生面に対して垂直に位置する第１の平面Ｐ１と、第１の平面Ｐ１に対向し且つ傾斜する第２の平面Ｐ２とを有し、正面視及び側面視においてともに尖鋭形状を有している。【００５９】
半導体レーザ素子３１からの出射光ＬＢは、その中心Ｚが散乱体３３ｃの重心に一致するように、第１の平面Ｐ１の全面をほぼ垂直に照射し、散乱体３３ｃは、尖鋭形状の先端部ＰＡから近接場光ＮＬを媒体１に照射する。この場合、先端部ＰＡが正面視及び側面視ともに尖鋭形状を有しているので、近接場光ＮＬの密度を高めて散乱体３３ｃからプラズモン光をより強力に発生させることができる。【００６０】
上記の各実施の形態から、本発明を要約すると、本発明の一局面に従う近接場光ヘッドは、光源と、略平板状の散乱部材と、前記光源及び前記散乱部材を保持するスライダとを備え、前記スライダは、前記散乱部材の端部が媒体に最も近接して配置されるように前記散乱部材を保持し、前記散乱部材は、前記光源側に位置し且つ前記媒体に対して実質的に垂直に位置する第１の平面を有し、前記光源からの出射光は、前記第１の平面に略垂直に照射され、前記散乱部材の端部は、近接場光を発生して前記媒体に照射する。【００６１】
この近接場光ヘッドにおいては、光源からの出射光を媒体に対して実質的に垂直に位置する散乱部材の第１の平面に略垂直に照射させることにより、散乱部材の端部から近接場光を発生して媒体に照射することができるので、記録光学系の構成を簡略することができ、媒体に高密度に情報を記録又は再生する近接場光ヘッドとして大幅な小型化を達成することができる。【００６２】
前記光源からの出射光を透過して前記第１の平面に略垂直に照射する光誘導部材をさらに備え、前記スライダは、前記光源、前記散乱部材及び前記光誘導部材を保持することが好ましい。【００６３】
この場合、光源からの出射光が、光誘導部材を透過して第１の平面に略垂直に照射されるので、高い光エネルギーで散乱部材を照射することができ、散乱部材の端部からプラズモン光を十分に発生させることができる。【００６４】
前記散乱部材は、前記第１の平面を有し、前記近接場光を発生する略平板状の導電性を有する散乱体と、前記散乱体を保持する保持部材とを含み、前記光誘導部材は、前記光源からの出射光が前記散乱体の前記第１の平面全体を照射するように、前記光源からの出射光を透過することが好ましい。【００６５】
この場合、光源からの出射光が光誘導部材を透過し、近接場光を発生する散乱体の全面を照射することができるので、散乱体からプラズモン光を十分に且つ安定的に発生させることができる。【００６６】
前記散乱体は、尖鋭形状を有し、尖鋭形状の先端部から前記近接場光が前記媒体に照射されることが好ましい。【００６７】
この場合、散乱体の尖鋭形状の先端部から近接場光が媒体に照射されるので、近接場光の密度を高めて散乱体からプラズモン光をより強力に発生させることができる。【００６８】
前記光誘導部材は、前記光源からの出射光が前記散乱体の前記第１の平面全体を照射するように、前記光源からの出射光を反射する光学反射面を持つ光学素子であることが好ましい。【００６９】
この場合、光源からの出射光が散乱体の全面を照射するように、光源からの出射光を斜め下方へ容易に導くことができるので、近接場光のしみ出し量をより多くすることができる。また、光源で発生する熱を伝導する放熱部材を光誘導部材の上面に配置することができるので、放熱部材の形状を任意により大きくすることができ、光源からの発熱を容易に放熱することができる。【００７０】
前記光誘導部材は、前記光源からの出射光が前記散乱体の前記第１の平面全体を照射するように、前記光源からの出射光を導波する光導波機能を持つ光学素子であることが好ましい。【００７１】
この場合、光源からの出射光を扁平状ビームに変換して光誘導部材の底面に沿って導波することができるので、光源からの出射光を高い光エネルギーで散乱体の全面に照射することができ、近接場光のしみ出し量をより多くすることができる。また、光源で発生する熱を伝導する放熱部材を光誘導部材の上面に配置することができるので、放熱部材の形状を任意により大きくすることができ、光源からの発熱を容易に放熱することができる。【００７２】
前記光誘導部材は、前記光源からの出射光が前記散乱体の前記第１の平面全体を照射するように、前記光源からの出射光を収れんさせる機能を持つ光学素子であることが好ましい。【００７３】
この場合、収れん光となった出射光を高い光エネルギーで散乱体の全面に照射することができるので、近接場光のしみ出し量をより多くすることができる。【００７４】
前記光源に固定され、前記光源で発生する熱を伝導する放熱部材をさらに備え、前記スライダは、前記光源、前記光誘導部材、前記散乱部材及び前記放熱部材を保持することが好ましい。【００７５】
この場合、放熱部材も含めて近接場光ヘッドを小型化することができるとともに、光源からの発熱を十分に放熱することでき、光源を連続的に且つ安定的に駆動することができるともに、光源の連続動作時においても、各部の不要な熱膨張及び熱変形を防止して散乱部材と媒体との間隔を高精度に一定にすることができる。【００７６】
前記第１の平面と反対側に位置する前記散乱部材の第２の平面に面して配置される光検出器をさらに備え、前記スライダは、前記光源、前記光誘導部材、前記散乱部材及び前記光検出器を保持することが好ましい。【００７７】
この場合、光検出器によって媒体からの再生光を直接検出することができるので、再生光学系を簡略化することができ、近接場光ヘッドより小型化することができる。【００７８】
本発明の他の局面に従う近接場光ヘッド装置は、上記近接場光ヘッドと、前記散乱部材による近接場光を用いて情報を前記媒体に記録するときに、前記散乱部材の端部と前記媒体との間の距離が一定になるように、前記スライダを支持するサスペンション構造体とを備える。【００７９】
この近接場光ヘッド装置においては、散乱部材による近接場光を用いて情報を前記媒体に記録するときに、散乱部材の端部と媒体との間の距離が一定になるように、サスペンション構造体がスライダを支持しているので、小型の近接場光ヘッドを用いて、媒体に高密度に情報を安定的に記録又は再生することができる小型の近接場光ヘッド装置を実現することができる。【００８０】
前記サスペンション構造体を前記媒体に対して平行な面内の１方向に駆動する駆動機構をさらに備えることが好ましい。【００８１】
この場合、媒体の記録又は再生面として利用可能な部分を大きくすることができるので、記録又は再生可能な情報量を増加させることができる。【００８２】
前記散乱部材の端部と前記媒体と間の距離は、前記近接場光のしみ出し深さ以内であることが好ましい。この場合、近接場光を用いて情報を安定的に記録又は再生することができる。【００８３】
本発明のさらに他の局面に従う近接場光情報装置は、上記近接場光ヘッド装置と、前記近接場光ヘッド装置から得られる信号を受け、前記信号に基づいて前記光源を制御及び駆動する電気回路とを備える。【００８４】
この近接場光情報装置においては、近接場光ヘッド装置から得られる信号を受け、この信号に基づいて光源を制御及び駆動することができるので、小型の近接場光ヘッド装置を用いて、媒体に高密度に情報を安定的に記録又は再生することができる小型の近接場光情報装置を実現することができる。【００８５】
前記媒体を回転する回転機構をさらに備え、前記電気回路は、前記近接場光ヘッド装置から得られる信号を受け、前記信号に基づいて前記回転機構及び前記光源を制御及び駆動することが好ましい。【００８６】
この場合、媒体のほぼ全面を記録又は再生面として利用することが可能となり、記録又は再生可能な情報量を大幅に増加させることができる。【００８７】
本発明のさらに他の局面に従う近接場光情報システムは、上記近接場光情報装置と、前記近接場光情報装置によって前記媒体に記録又は再生された情報に基づいて所定の演算を行う演算装置とを備える。【００８８】
この近接場光情報システムにおいては、近接場光情報装置によって媒体に記録又は再生された情報に基づいて所定の演算を行うことができるので、小型の近接場光情報装置を用いて、高密度に且つ安定的に媒体に記録又は再生した情報を用いて種々の演算を実行できる小型の近接場光情報システムを実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明にかかる近接場光ヘッドは、光源と、散乱体とが少なくともスライダに保持され、又は光誘導部材、放熱部材や光検出器もあわせて保持された構成であり、極めて小型化を図った上で媒体に近接場光を用いて高密度に情報を記録又は再生することが可能となる。さらに、この近接場光ヘッドを用いた近接場光ヘッド装置を備える近接場光情報装置は、高密度大容量の情報を媒体に記録再生することができる。さらに、演算装置を加えた近接場光情報システムは、例えば演算装置からの情報をデータ情報、映像情報、音声情報として、コンピュータ、光ディスクプレーヤ、光ディスクレコーダ、カーナビゲーションシステム、編集システム、データサーバー、ＡＶコンポーネントなど、情報を蓄えるあらゆる近接場光情報システムに応用展開できる。
【図１】
2007111304.tif 000003
【図２】
2007111304.tif 000004
【図３】
2007111304.tif 000005
【図４】
2007111304.tif 000006
【図５】
2007111304.tif 000007
【図６】
2007111304.tif 000008
【図７】
2007111304.tif 000009
【図８】
2007111304.tif 000010
【図９】
2007111304.tif 000011
【図１０】
2007111304.tif 000012
【図１１】
2007111304.tif 000013
【図１２】
2007111304.tif 000014
【図１３】
2007111304.tif 000015
【図１４】
2007111304.tif 000016
【図１５】
2007111304.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成19年7月9日(2007.7.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
略平板状の散乱部材と、
前記光源及び前記散乱部材を保持するスライダとを備え、
前記スライダは、前記散乱部材の端部が媒体に最も近接して配置されるように前記散乱部材を保持し、
前記散乱部材は、前記光源側に位置し且つ前記媒体に対して実質的に垂直に位置する第１の平面を有し、
前記光源からの出射光は、前記第１の平面に略垂直に照射され、
前記散乱部材の端部は、近接場光を発生して前記媒体に照射し、前記照射された近接場光によって前記媒体に記録マークを形成することを特徴とする近接場光ヘッド。
【請求項２】
前記光源からの出射光を透過して前記第１の平面に略垂直に照射する光誘導部材をさらに備え、
前記スライダは、前記光源、前記散乱部材及び前記光誘導部材を保持することを特徴とする請求項１記載の近接場光ヘッド。
【請求項３】
前記散乱部材は、前記第１の平面を有し、前記近接場光を発生する略平板状の導電性を有する散乱体と、前記散乱体を保持する保持部材とを含み、
前記光誘導部材は、前記光源からの出射光が前記散乱体の前記第１の平面全体を照射するように、前記光源からの出射光を透過することを特徴とする請求項２記載の近接場光ヘッド。
【請求項４】
前記散乱体は、尖鋭形状を有し、尖鋭形状の先端部から前記近接場光が前記媒体に照射されることを特徴とする請求項３記載の近接場光ヘッド。
【請求項５】
前記光誘導部材は、前記光源からの出射光が前記散乱体の前記第１の平面全体を照射するように、前記光源からの出射光を反射する光学反射面を持つ光学素子であることを特徴とする請求項３又は４記載の近接場光ヘッド。
【請求項６】
前記光誘導部材は、前記光源からの出射光が前記散乱体の前記第１の平面全体を照射するように、前記光源からの出射光を導波する光導波機能を持つ光学素子であることを特徴とする請求項３又は４記載の近接場光ヘッド。
【請求項７】
前記光誘導部材は、前記光源からの出射光が前記散乱体の前記第１の平面全体を照射するように、前記光源からの出射光を収れんさせる機能を持つ光学素子であることを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載の近接場光ヘッド。
【請求項８】
前記光源に固定され、前記光源で発生する熱を伝導する放熱部材をさらに備え、
前記スライダは、前記光源、前記光誘導部材、前記散乱部材及び前記放熱部材を保持することを特徴とする請求項２〜７のいずれか一項に記載の近接場光ヘッド。
【請求項９】
前記第１の平面と反対側に位置する前記散乱部材の第２の平面に面して配置される光検出器をさらに備え、
前記スライダは、前記光源、前記光誘導部材、前記散乱部材及び前記光検出器を保持することを特徴とする請求項２〜８のいずれか一項に記載の近接場光ヘッド。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の近接場光ヘッドと、
前記散乱部材による近接場光を用いて情報を前記媒体に記録するときに、前記散乱部材の端部と前記媒体との間の距離が一定になるように、前記スライダを支持するサスペンション構造体とを備えることを特徴とする近接場光ヘッド装置。
【請求項１１】
前記サスペンション構造体を前記媒体に対して平行な面内の１方向に駆動する駆動機構をさらに備えることを特徴とする請求項１０記載の近接場光ヘッド装置。
【請求項１２】
前記散乱部材の端部と前記媒体と間の距離は、前記近接場光のしみ出し深さ以内であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の近接場光ヘッド装置。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の近接場光ヘッド装置と、
前記近接場光ヘッド装置から得られる信号を受け、前記信号に基づいて前記光源を制御及び駆動する電気回路とを備えることを特徴とする近接場光情報装置。
【請求項１４】
前記媒体を回転する回転機構をさらに備え、
前記電気回路は、前記近接場光ヘッド装置から得られる信号を受け、前記信号に基づいて前記回転機構及び前記光源を制御及び駆動することを特徴とする請求項１３記載の近接場光情報装置。
【請求項１５】
請求項１３又は１４に記載の近接場光情報装置と、
前記近接場光情報装置によって前記媒体に記録又は再生された情報に基づいて所定の演算を行う演算装置とを備えることを特徴とする近接場光情報システム。
【手続補正書】
【提出日】平成20年9月4日(2008.9.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
略平板状の散乱部材と、
前記光源及び前記散乱部材を保持するスライダとを備え、
前記スライダは、前記散乱部材の端部が媒体に最も近接して配置されるように前記散乱部材を保持し、
前記散乱部材は、前記光源側に位置し且つ前記媒体に対して実質的に垂直に位置する第１の平面を有し、
前記光源からの出射光は、前記第１の平面に略垂直に照射され、
前記散乱部材の端部は、近接場光を発生して前記媒体に照射し、前記照射された近接場光によって前記媒体に記録マークを形成することを特徴とする近接場光ヘッド。
【請求項２】
前記光源からの出射光を透過して前記第１の平面に略垂直に照射する光誘導部材をさらに備え、
前記スライダは、前記光源、前記散乱部材及び前記光誘導部材を保持することを特徴とする請求項１記載の近接場光ヘッド。
【請求項３】
前記散乱部材は、前記第１の平面を有し、前記近接場光を発生する略平板状の導電性を有する散乱体と、前記散乱体を保持する保持部材とを含み、
前記光誘導部材は、前記光源からの出射光が前記散乱体の前記第１の平面全体を照射するように、前記光源からの出射光を透過することを特徴とする請求項２記載の近接場光ヘッド。
【請求項４】
前記散乱体は、尖鋭形状を有し、尖鋭形状の先端部から前記近接場光が前記媒体に照射されることを特徴とする請求項３記載の近接場光ヘッド。
【請求項５】
前記光誘導部材は、前記光源からの出射光が前記散乱体の前記第１の平面全体を照射するように、前記光源からの出射光を反射する光学反射面を持つ光学素子であることを特徴とする請求項３又は４記載の近接場光ヘッド。
【請求項６】
前記光誘導部材は、前記光源からの出射光が前記散乱体の前記第１の平面全体を照射するように、前記光源からの出射光を導波する光導波機能を持つ光学素子であることを特徴とする請求項３又は４記載の近接場光ヘッド。
【請求項７】
前記光誘導部材は、前記光源からの出射光が前記散乱体の前記第１の平面全体を照射するように、前記光源からの出射光を収れんさせる機能を持つ光学素子であることを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載の近接場光ヘッド。
【請求項８】
前記光源に固定され、前記光源で発生する熱を伝導する放熱部材をさらに備え、
前記スライダは、前記光源、前記光誘導部材、前記散乱部材及び前記放熱部材を保持することを特徴とする請求項２〜７のいずれか一項に記載の近接場光ヘッド。
【請求項９】
前記第１の平面と反対側に位置する前記散乱部材の第２の平面に面して配置される光検出器をさらに備え、
前記スライダは、前記光源、前記光誘導部材、前記散乱部材及び前記光検出器を保持することを特徴とする請求項２〜８のいずれか一項に記載の近接場光ヘッド。
【請求項１０】
請求項１〜９記載のいずれか一項に記載の近接場光ヘッドと、
前記散乱部材による近接場光を用いて情報を前記媒体に記録するときに、前記散乱部材の端部と前記媒体との間の距離が一定になるように、前記スライダを支持するサスペンション構造体とを備えることを特徴とする近接場光ヘッド装置。
【請求項１１】
前記サスペンション構造体を前記媒体に対して平行な面内の１方向に駆動する駆動機構をさらに備えることを特徴とする請求項１０記載の近接場光ヘッド装置。
【請求項１２】
前記散乱部材の端部と前記媒体との間の距離は、前記近接場光のしみ出し深さ以内であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の近接場光ヘッド装置。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の近接場光ヘッド装置と、
前記近接場光ヘッド装置から得られる信号を受け、前記信号に基づいて前記光源を制御及び駆動する電気回路とを備えることを特徴とする近接場光情報装置。
【請求項１４】
前記媒体を回転する回転機構をさらに備え、
前記電気回路は、前記近接場光ヘッド装置から得られる信号を受け、前記信号に基づいて前記回転機構及び前記光源を制御及び駆動することを特徴とする請求項１３記載の近接場光情報装置。
【請求項１５】
請求項１３又は１４に記載の近接場光情報装置と、
前記近接場光情報装置によって前記媒体に記録又は再生された情報に基づいて所定の演算を行う演算装置とを備えることを特徴とする近接場光情報システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近接場光ヘッド、これを用いた近接場光ヘッド装置、近接場光情報装置及び近接場光情報システムに関し、媒体に高密度に情報を記録又は再生する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光情報記録の分野で近接場光を応用した光記録が注目されている。近接場光を用いて、記録の高密度化を達成する方法として、特許文献１に記載される従来の技術について添付図面を用いて説明する。図１３乃至図１５は、従来技術による近接場光ヘッド装置の構成図及び主要部分図である。
【０００３】
図１３及び図１４において、記録媒体であるディスク７０１に対向して近接場光プローブスライダ７０２が形成されており、近接場光プローブスライダ７０２には集光素子が集積化され、光ヘッド７０３からの平行光が入射する。光ヘッド７０３は、キャリッジアクチュエータ７０４を用いて、ディスク７０１の半径方向に動かされる。光ヘッド７０３において、光源である半導体レーザ７０８からの出射光は、コリメータレンズ７０９及びビーム整形プリズム７１０により円形の平行ビームとなり、ビームスプリッタ７１２及びミラー７１４を経て、近接場光プローブスライダ７０２に入射する。近接場光プローブスライダ７０２のトラッキング方向の位置を調整するために、圧電素子７１１を用いる。近接場光プローブスライダ７０２は、サスペンション７０５に取り付けられており、このサスペンション７０５の力により、ディスク７０１に押しつけられる構成である。
【０００４】
図１５は、近接場光プローブスライダ７０２の概略の説明図である。ここでは、記録媒体であるディスク２７に対向して散乱体２１と、それを支持する基板２４とが配置され、これらが近接場光プローブスライダ７０２を構成する。ここで、散乱体２１とディスク２７との間隔が数１０ｎｍ以下になるように保つために、散乱体２１及び基板２４は、近接場光プローブスライダ７０２上に形成される。光源１９からの光がコリメートレンズ１８及び集光素子１７を経て散乱体２１に入射すると、散乱体２１の中で最もディスク２７に近接している部分に強い近接場光が発生する。したがって、ディスク２７に相変化材料を用いると、散乱体２１から発生した近接場光により、結晶相をアモルファス相に変化させることで記録マークを形成する。
【０００５】
一方、再生は、図１３及び図１４に示すように、ディスク７０１から戻ってくる光の強度変化を検出する。すなわち、近接場光がディスク７０１により散乱される割合が記録マークの有無により変化するので、その散乱光の強度変化を検出して行う。実際には、ディスク７０１からの光（信号光）をビームスプリッタ７１２により入射光と分離して、集光レンズ７１５を通過させた後、検出器７１７で検出する。この従来例では、ディスク７０１からの信号光の偏光方向が、入射光の偏光方向と異なっているとして、光路中におく偏光子７１６の偏光方向が入射光の偏光方向に対して直角になるようにして、コントラストを向上させている。
【特許文献１】特開２００４−１５１０４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の従来技術による近接場光ヘッド装置では、近接場を発生する散乱体２１を有する近接場光プローブスライダ７０２と、光源を有する光ヘッド７０３とが個別に存在しており、近接場光ヘッドを小型化ができないという課題がある。
【０００７】
すなわち、散乱体２１とディスク２７との間隔を数１０ｎｍ以下に保つためには、近接場光プローブスライダ７０２の大きさを小さくしなければならず、散乱体２１及び基板２４のみを近接場光プローブスライダ７０２上に形成する必要がある。このため、近接場光プローブスライダ７０２と光ヘッド７０３とを分離して別部材から構成しなければならない。また、散乱体２１の主面がディスク７０１と平行に配置されているため、光源である半導体レーザ７０８からの出射光を散乱体２１の主面全体に照射するには、半導体レーザ７０８からの出射光を散乱体２１の下方から入射する必要があり、コリメータレンズ７０９、ビーム整形プリズム７１０、ビームスプリッタ７１２、ミラー７１４等の多数の光学部品が必要になる。このため、光ヘッド７０３が大きくなり、全体として、近接場光ヘッドが大型化せざるを得ない。
【０００８】
本発明の目的は、媒体に高密度に情報を記録又は再生することができるとともに、大幅な小型化が可能な近接場光ヘッド、及び該近接場光ヘッドを用いた小型の近接場光ヘッド装置、近接場光情報装置及び近接場光情報システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一局面に従う近接場光ヘッドは、光源と、略平板状の散乱部材と、前記光源及び前記散乱部材を保持するスライダとを備え、前記スライダは、前記散乱部材の端部が媒体に最も近接して配置されるように前記散乱部材を保持し、前記散乱部材は、前記光源側に位置し且つ前記媒体に対して実質的に垂直に位置する第１の平面を有し、前記光源からの出射光は、前記第１の平面に略垂直に照射され、前記散乱部材の端部は、近接場光を発生して前記媒体に照射する。
【００１０】
この近接場光ヘッドにおいては、光源からの出射光を媒体に対して実質的に垂直に位置する散乱部材の第１の平面に略垂直に照射させることにより、散乱部材の端部から近接場光を発生して媒体に照射することができるので、記録光学系の構成を簡略化することができ、媒体に高密度に情報を記録又は再生する近接場光ヘッドとして大幅な小型化を達成することができる。
【００１１】
本発明の他の局面に従う近接場光ヘッド装置は、上記近接場光ヘッドと、前記散乱部材による近接場光を用いて情報を前記媒体に記録するときに、前記散乱部材の端部と前記媒体との間の距離が一定になるように、前記スライダを支持するサスペンション構造体とを備える。
【００１２】
この近接場光ヘッド装置においては、散乱部材による近接場光を用いて情報を前記媒体に記録するときに、散乱部材の端部と媒体との間の距離が一定になるように、サスペンション構造体がスライダを支持しているので、小型の近接場光ヘッドを用いて、媒体に高密度に情報を安定的に記録又は再生することができる小型の近接場光ヘッド装置を実現することができる。
【００１３】
本発明のさらに他の局面に従う近接場光情報装置は、上記近接場光ヘッド装置と、前記近接場光ヘッド装置から得られる信号を受け、前記信号に基づいて前記光源を制御及び駆動する電気回路とを備える。
【００１４】
この近接場光情報装置においては、近接場光ヘッド装置から得られる信号を受け、この信号に基づいて光源を制御及び駆動することができるので、小型の近接場光ヘッド装置を用いて、媒体に高密度に情報を安定的に記録又は再生することができる小型の近接場光情報装置を実現することができる。
【００１５】
本発明のさらに他の局面に従う近接場光情報システムは、上記近接場光情報装置と、前記近接場光情報装置によって前記媒体に記録又は再生された情報に基づいて所定の演算を行う演算装置とを備える。
【００１６】
この近接場光情報システムにおいては、近接場光情報装置によって媒体に記録又は再生された情報に基づいて所定の演算を行うことができるので、小型の近接場光情報装置を用いて、高密度に且つ安定的に媒体に記録又は再生した情報を用いて種々の演算を実行できる小型の近接場光情報システムを実現することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、媒体に高密度に情報を記録又は再生することができるとともに、大幅な小型化が可能な近接場光ヘッド、及び該近接場光ヘッドを用いた小型の近接場光ヘッド装置、近接場光情報装置及び近接場光情報システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
まず、図１乃至図４を用いて、本発明の実施の形態１の構成及び動作について説明する。図１は、本発明の実施の形態１における近接場光情報システムの概略説明図である。
【００２０】
図１において、１は、情報が記録又は再生される相変化材料で形成された媒体（記録媒体）である光ディスク、２は、光ディスク１を保持して所定の回転数で回転させるスピンドルモータ、３は、光ディスク１に情報を記録又は再生する近接場光ヘッドを示し、近接場光ヘッド３は、従来例で述べたところの近接場光プローブスライダ及び光ヘッドに相当する。
【００２１】
また、４は、光ディスク１の垂直方向であるＦ（フォーカス）方向について近接場光ヘッド３と光ディスク１との距離が一定になるように近接場光ヘッド３を支持するサスペンション、５は、サスペンション４を保持して回転することによって近接場光ヘッド３を光ディスク１の面内にあって平行方向であるＴ（トラッキング）方向について移動させるモータ、６は、近接場光ヘッド３から得られる信号に基づいて、後述する光源となる半導体レーザ素子３１（図３参照）、スピンドルモータ２やモータ５などを制御及び駆動する電気回路、７は、電気回路６を通じて光ディスク１に記録又は再生された情報に基づいて所定の演算を行う演算装置を示す。
【００２２】
演算装置７において処理される情報は、データ情報、映像情報、音声情報等であり、上記の各部分から本実施の形態の近接場光情報システムが構成され、この中で演算装置７を含まない部分を近接場光情報装置とし、さらに、電気回路６を含まない部分を近接場光ヘッド装置とする。
【００２３】
図２は、図１に示すサスペンション４の構成の一例を示す分解斜視図である。図２に示すように、近接場光ヘッド装置は、近接場光ヘッド３、ジンバル４ａ、サスペンション４及び固定板５ａを備える。サスペンション４の一方端は、回動可能な状態で固定板５ａによってモータ５（図１参照）に固定され、サスペンション４の他方端には、ジンバル４ａを介して近接場光ヘッド３が固定される。上記の構成により、近接場光ヘッド３は、例えば、特公平７−１６１６に開示される磁気ヘッド機構と同様に、ハードディスクドライブに採用されるフライングヘッドと同様の技術を用いて、光ディスク１との距離が一定になるように、サスペンション４に支持されている。
【００２４】
図３（ａ）及び（ｂ）は、図１に示す近接場光ヘッドの構成を示す上面図及び側面図である。図３（ａ）及び（ｂ）において、１は、情報が記録又は再生される媒体である光ディスク、３１は、光源を示し、本実施の形態では、例えば、波長８００ｎｍ、出力５０ｍＷで偏光方向がＦ方向の放射光ＬＢを出射する半導体レーザ素子を用いることができる。また、３２は、半導体レーザ素子３１の放射光ＬＢを透過する光誘導部材であるプリズム、３３は、略平板状をしていて平板の２つの平面である第１及び第２の平面Ｐ１、Ｐ２が光ディスク１に対して実質的に垂直に位置している散乱部材を示し、散乱部材３３は、プリズム３２を経た放射光ＬＢが略垂直に照射されることにより、光ディスク１に最も近接する部分ＰＡで近接場光ＮＬを発生して光ディスク１に近接場光ＮＬを照射する。
【００２５】
また、３４は、半導体レーザ素子３１に固定され、発生する熱を伝導して放熱する銅製の放熱材、３５は、光ディスク１からの再生光を検出する光検出素子、３６は、半導体レーザ素子３１、プリズム３２、散乱部材３３、放熱材３４及び光検出素子３５を保持するスライダを示し、以上の構成要素からいわゆる近接場光プローブスライダすなわち近接場光ヘッド３が構成される。
【００２６】
また、３７は、モールド用樹脂を示し、半導体レーザ素子３１、プリズム３２、散乱部材３３、放熱材３４及び光検出素子３５は、スライダ３６に接着固定され、半導体レーザ素子３１、プリズム３２、散乱部材３３、放熱材３４及び光検出素子３５とスライダ３６との空隙がモールド用樹脂３７により樹脂モールドされている。
【００２７】
ここで、図３（ｂ）のＢ矢視図を図４に示す。図４に示すように、散乱部材３３は、導電性を有し、第２の平面Ｐ２と、第２の平面Ｐ２の裏面に位置する第１の平面Ｐ１を有する略平板状の散乱体３３ａと、略平板状の保持部材３３ｂとから構成され、散乱体３３ａは、保持部材３３ｂに固定されて保持され、保持部材３３ｂを介してスライダ３６に固定されている。散乱体３３ａとしては、プラズモン光の発生が容易な材料、例えば、金、チタン、クロムの他、銀、銅、アルミニウム等を用いることができ、光ディスク１としては、例えば、Ｔｂ・Ｆｅ・Ｃｏ（テルビウム、鉄、コバルト）等の合金からなる相変化記録材料等を用いることができる。
【００２８】
スライダ３６は、スライダ３６に保持された散乱体３３ａの先端部ＰＡと光ディスク１との間隔が近接場光ＮＬのしみ出し深さ以内になるように、サスペンション４によって支持されている。この状態で、散乱体３３ａは、その先端部ＰＡから近接場光を発生する。なお、散乱体３３ａの先端部ＰＡと光ディスク１との間隔としては、数１０ｎｍ以下であることが好ましく、数ｎｍ以下であることがより好ましく、本実施の形態では、例えば、１０ｎｍに設定している。
【００２９】
また、本実施の形態では、近接場光ＮＬのしみ出し量が多くなるように、放射光ＬＢの中心位置Ｚを、散乱部材３３の中で近接場光ＮＬを発生する部分である散乱体３３ａの重心に略一致させている。この近接場光ＮＬによって相変化材料による光ディスク１の結晶相をアモルファス相に変化させることで記録マークが形成される。一方、情報の再生は、光ディスク１から戻ってくる反射光の強度変化を光検出素子３５によって検出するが、この近接場光ＮＬによって光ディスク１から散乱される割合が記録マークの有無により変化するので、光検出素子３５は、光ディスク１からの反射光としてその散乱光の強度変化を検出して行う。
【００３０】
具体的には、散乱体３３ａは、略三角形状の平板からなり、半導体レーザ素子３１側に位置するとともに、媒体１の記録面又は再生面に対して垂直に位置する第１の平面Ｐ１と、第１の平面Ｐ１に平行な第２の平面Ｐ２とを有し、スライダ３６は、第１平面Ｐ１の先端部ＰＡが媒体１に最も近接して配置されるように散乱部材３３を保持する。この状態で、半導体レーザ素子３１からの出射光ＬＢは、プリズム３２を介して第１の平面Ｐ１の全面に垂直に照射され、散乱体３３ａは、尖鋭形状を有し、尖鋭形状の先端部ＰＡから近接場光ＮＬが媒体１に照射される。
【００３１】
このとき、半導体レーザ素子３１からの出射光ＬＢの中心Ｚができるだけ散乱体３３ａの重心に一致するように、半導体レーザ素子３１をスライダ３６の底面側に配置している。この結果、できるだけ高い光エネルギーを散乱体３３ａに照射することができるので、散乱体３３ａからプラズモン光を十分に発生させることができる。なお、散乱体３３ａの形状は、上記の例に特に限定されず、近接場光ＮＬを効率的に発生するものであれば、特に限定されるものではない。
【００３２】
このように、本実施の形態では、半導体レーザ素子３１からの出射光ＬＢを、媒体１に対して垂直に位置する第１の平面Ｐ１に垂直に照射させることにより、記録光学系の構成を簡略化することができる。また、光検出素子３５は、半導体レーザ素子３１からの出射光ＬＢが照射される散乱体３３ａの第１の平面Ｐ１とは反対側の第２の平面Ｐ２に面して配置されているので、光ディスク１からの再生光を直接検出することができ、再生光学系を簡略化することができる。この結果、近接場光ヘッド３を十分に小型化することができるので、ハードディスクドライブに採用されるフライングヘッドと同様の技術を用いて、散乱体３３ａと光ディスク１との間の距離を高精度に制御することができ、プラズモン光を用いて光ディスク１に高密度に情報を記録したり、再生したりすることができる。
【００３３】
例えば、散乱体３３ａとして、底辺（保持部材３３ｂとの接合面の長辺）３００ｎｍ、高さ（Ｆ方向の長さ）４００ｎｍ、先端Ｒ２５ｎｍの導電性金属を用い、半導体レーザ素子３１として、幅２００μｍ×奥行２５０μｍ×高さ９０μｍのレーザチップを用いることにより、スライダ３６を除くヘッド部分の大きさが２ｍｍ×５ｍｍ程度とすることができ、スライダ３６すなわち近接場光ヘッド３の大きさとして、５ｍｍ×５ｍｍ程度の小型化を達成することができる。
【００３４】
また、本実施の形態では、半導体レーザ素子３１として、上記の小型レーザチップを用い、このレーザチップによる発熱を十分に放熱可能な表面積を有する放熱材３４を用いているので、半導体レーザ素子３１を連続的に且つ安定的に駆動することができるとともに、半導体レーザ素子３１の連続動作時においても、各部の不要な熱膨張及び熱変形を防止して散乱体３３ａと光ディスク１との間隔を高精度に一定にすることができる。なお、放熱材３４による放熱効果をより高めるために、放熱材３４とサスペンション４とを熱的に連結するようにしてもよい。
【００３５】
このように、本発明の実施の形態１によると、半導体レーザ素子３１及び放熱材３４と、プリズム３２と、散乱部材３３と、光検出素子３５とがスライダ３６に保持されて、いわゆる近接場光プローブスライダを構成するので、極めて小型化を図った上で、光ディスク１に近接場光ＮＬを用いて高密度に情報を記録又は再生する近接場光ヘッド装置を実現できる。しかも、本発明の実施の形態１では、放熱材３４を有しているので、半導体レーザ素子３１の発熱による課題も解決できるものである。
【００３６】
なお、本発明の実施の形態１では、放熱材３４と光検出素子３５とも構成要素としたが、これらの構成要素がなくても、本発明の主旨が損なわれるものではない。
【００３７】
また、本発明の実施の形態１では、スライダ３６（近接場光ヘッド３）をサスペンション４で支持し、モータ５でこのサスペンション４を保持して回転して、光ディスク１全領域の記録又は再生を行っているが、散乱体３３ａと光ディスク１との間隔が数１０ｎｍ以下になるようにスライダ３６を支持し、スライダ３６が光ディスク１全領域を移動する構成であれば、本発明の実施の形態１に限定されるものではない。
【００３８】
また、本発明の実施の形態１では、情報の記録又は再生を行うために、光ディスク１をスピンドルモータ２で回転させる構成としたが、光ディスク１に代えて光カードを用い、光カードを回転させずに固定しておき、スライダ３６が光カードすなわち媒体上の全領域に移動することにより情報を記録又は再生を行うことができる構成、すなわち光カード装置のような構成であっても、本発明の主旨が損なわれるものではない。
【００３９】
また、本発明の実施の形態１では、プリズム３２を用いて、半導体レーザ素子３１の放射光ＬＢを散乱体３３ａに導いたが、プリズム３２を省略して、半導体レーザ素子３１の放射光ＬＢが散乱体３３ａを直接照射するようにしてもよい。
【００４０】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２の近接場光情報システムについて説明する。本実施の形態と実施の形態１とで異なる点は、近接場光ヘッドが異なる点であり、その他の点は、実施の形態１と同様であるので、近接場光ヘッドについてのみその構成及び動作について説明する。図５（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態２に用いられる近接場光ヘッドの主要部の構成を示す上面図及び側面図である。
【００４１】
図５（ａ）及び（ｂ）において、全ての構成要素及びその機能と動作については、実施の形態１とほぼ同様であるが、半導体レーザ素子３１は、プリズム３２ａに対して角度を持って固定されている。このため、放射光ＬＢは、散乱体３３ａの先端部ＰＡに照射され易くなるものである。
【００４２】
プリズム３２ａは、散乱体３３ａの第１の平面Ｐ１に平行な出射面ＥＰと、出射面ＥＰに対して傾斜して配置される入射面ＩＰとを有し、入射面ＩＰに半導体レーザ素子３１が固定されている。したがって、半導体レーザ素子３１からの出射光ＬＢは、プリズム３２ａによって斜め下方へ導かれ、散乱体３３ａの第１の平面Ｐ１の全面を容易に照射することができる。
【００４３】
ここで、図５（ｂ）のＢ矢視図を図６に示す。図６に示すように、半導体レーザ素子３１からの出射光ＬＢの中心Ｚが散乱体３３ａの重心に一致するように、半導体レーザ素子３１からの出射光ＬＢは、プリズム３２ａによって斜め下方へ導かれ、第１の平面Ｐ１の全面をほぼ垂直に照射する。この結果、より高い光エネルギーを散乱体３３ａに照射することができるので、散乱体３３ａからプラズモン光をより十分に発生させることができる。
【００４４】
このように、本発明の実施の形態２では、放射光ＬＢの中心位置Ｚを、散乱部材３３の中で近接場光ＮＬを発生する部分である散乱体３３ａに略一致させることがより容易になっており、近接場光ＮＬのしみ出し量をより多くすることができる。また、放熱材３４がスライダ３６の上方に配置されるため、放熱材３４による放熱効果を高めることができる。
【００４５】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３の近接場光情報システムについて説明する。本実施の形態と実施の形態１とで異なる点は、近接場光ヘッドが異なる点であり、その他の点は、実施の形態１と同様であるので、近接場光ヘッドについてのみその構成及び動作について説明する。図７は、本発明の実施の形態３に用いられる近接場光ヘッドの主要部の構成を示す側面図である。
【００４６】
図７において、基本的な構成は実施の形態１と同様であるが、３１は、半導体レーザ素子、３２ｂは、半導体レーザ素子３１の放射光ＬＢを透過するプリズム、３４ａは、銅製の放熱材を示している。プリズム３２ｂは、光学反射面ＲＰを有し、光学反射面ＲＰは、半導体レーザ素子３１からの放射光ＬＢを反射して散乱部材３３に至らしめる。すなわち、半導体レーザ素子３１からの出射光ＬＢは、プリズム３２ｂの上面から入射され、光学反射面ＲＰによって反射されて斜め下方へ導かれる。
【００４７】
ここで、図７のＢ矢視図は、図６と同様になり、出射光ＬＢは、その中心Ｚが散乱体３３ａの重心に一致するように、光学反射面ＲＰによって斜め下方へ導かれ、第１の平面Ｐ１の全面をほぼ垂直に照射する。この結果、より高い光エネルギーを散乱体３３ａに照射することができるので、散乱体３３ａからプラズモン光をより十分に発生させることができる。
【００４８】
このように、本発明の実施の形態３では、光学反射面ＲＰによって、放射光ＬＢの中心位置Ｚを散乱部材３３の中で近接場光ＮＬを発生する部分である散乱体３３ａに略一致させることがより容易になっており、近接場光ＮＬのしみ出し量をより多くすることができる。また、本発明の実施の形態３では、放熱材３４ａをプリズム３２ｂの上面に配置することができるので、放熱材３４ａの形状を実施の形態１に比べて任意により大きく構成でき、半導体レーザ素子３１の発熱による課題解決もより容易になるものである。
【００４９】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４の近接場光情報システムについて説明する。本実施の形態と実施の形態１とで異なる点は、近接場光ヘッドが異なる点であり、その他の点は、実施の形態１と同様であるので、近接場光ヘッドについてのみその構成及び動作について説明する。図８は、本発明の実施の形態４に用いられる近接場光ヘッドの主要部の構成を示す側面図である。
【００５０】
図８において、基本的な構成は、実施の形態１と同様であるが、３１は、半導体レーザ素子、３２ｃは、半導体レーザ素子３１の放射光ＬＢを透過するプリズム、３２ｄは、光導波路、３４ａは、銅製の放熱材を示している。光導波路３２ｄは、プリズム３２ｃの底面に一体に接合されており、半導体レーザ素子３１からの放射光ＬＢは、光導波路３２ｄに入射して、その導波路内部で光誘導されて散乱体３３ａに至らしめられる。すなわち、半導体レーザ素子３１からの出射光ＬＢは、プリズム３２ｃの上面から入射され、光導波路３２ｄによってプリズム３２ｃの底面に沿って導かれる。
【００５１】
ここで、図８のＢ矢視図を図９に示す。図９に示すように、出射光ＬＢは、その中心Ｚが散乱体３３ａの重心に一致するように、光導波路３２ｄによって扁平状ビームに変換されてプリズム３２ｃの底面に沿って導かれ、第１の平面Ｐ１の全面をほぼ垂直に照射する。この結果、さらに高い光エネルギーを散乱体３３ａに照射することができるので、散乱体３３ａからプラズモン光をさらに十分に発生させることができる。
【００５２】
このように、本発明の実施の形態４では、光導波路３２ｄによって、放射光ＬＢの中心位置Ｚを散乱部材３３の中で近接場光ＮＬを発生する部分である散乱体３３ａに略一致させることがより容易になっており、近接場光ＮＬのしみ出し量をより多くすることができる。また、本発明の実施の形態４では、光導波路３２ｄによって放射光ＬＢを扁平状ビームに変換して散乱体３３ａを照射することができるので、散乱体３３ａの照射位置における照射面積あたりの照射光パワーを上げる効果がある。さらに、本発明の実施の形態４では、放熱材３４ａをプリズム３２ｂの上面に配置することができるので、放熱材３４ａの形状を実施の形態１に比べて任意により大きく構成でき、半導体レーザ素子３１の発熱による課題解決もより容易になるものである。
【００５３】
（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５の近接場光情報システムについて説明する。本実施の形態と実施の形態１とで異なる点は、近接場光ヘッドが異なる点であり、その他の点は、実施の形態１と同様であるので、近接場光ヘッドについてのみその構成及び動作について説明する。図１０は、本発明の実施の形態５に用いられる近接場光ヘッドの主要部の構成を示す側面図である。
【００５４】
図１０において、基本的な構成は、実施の形態１と同様であるが、３１は、半導体レーザ素子、３２ｅは、半導体レーザ素子３１の放射光ＬＢを透過するプリズム、３４ａは、銅製の放熱材を示している。プリズム３２ｅは、光学反射面ＲＰと、レンズ面ＬＰとを有する。光学反射面ＲＰは、半導体レーザ素子３１からの放射光ＬＢを反射してレンズ面ＬＰへ導き、半導体レーザ素子３１からの放射光ＬＢは、レンズ面ＬＰに入射する。レンズ面ＬＰは、そのレンズ効果によって放射光ＬＢを収れんさせて散乱体３３ａに至らしめる。すなわち、半導体レーザ素子３１からの出射光ＬＢは、プリズム３２ｅの上面から入射され、光学反射面ＲＰによって反射され、レンズ面ＬＰによって収れんされて散乱体３３ａへ導かれる。なお、レンズ面ＬＰを形成するには、プリズム３２ｅが屈折率の異なる２種類の材料で構成されても良いし、回折面で構成しても良く、構成が限定されるものではない。
【００５５】
ここで、図１０のＢ矢視図を図１１に示す。図１１に示すように、出射光ＬＢは、その中心Ｚが散乱体３３ａの重心に一致するように、光学反射面ＲＰによって斜め下方へ導かれ、レンズ面ＬＰによって収れん光となった出射光ＬＢは、第１の平面Ｐ１の全面をほぼ垂直に照射する。この結果、さらに高い光エネルギーを散乱体３３ａに照射することができるので、散乱体３３ａからプラズモン光をさらに十分に発生させることができる。
【００５６】
このように、本発明の実施の形態５では、光学反射面ＲＰ及びレンズ面ＬＰによって、収れん光となった放射光ＬＢの中心位置を散乱部材３３の中で近接場光ＮＬを発生する部分である散乱体３３ａに略一致させることがより容易になっており、近接場光ＮＬのしみ出し量をより多くすることができる。また、本実施の形態では、レンズ面ＬＰによって放射光ＬＢを収れんさせて散乱体３３ａを照射することができるので、散乱体３３ａの照射位置における照射面積あたりの照射光パワーを上げる効果がある。さらに、本発明の実施の形態５では、放熱材３４ａをプリズム３２ｂの上面に配置することができるので、放熱材３４ａの形状を実施の形態１に比べて任意により大きく構成でき、半導体レーザ素子３１の発熱による課題解決もより容易になるものである。
【００５７】
なお、上記の各実施の形態では、散乱部材３３を散乱体３３ａと保持部材３３ｂとから構成したが、この例に特に限定されず、保持部材３３ｂを省略し、散乱部材全体をプラズモン光の発生が容易な材料、例えば、金、チタン、クロム等から構成するようにしてもよい。また、散乱体の形状も、種々の変更が可能であり、例えば、図１２（ａ）及び（ｂ）に示す散乱部材３３’を用いてもよい。
【００５８】
図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、散乱部材３３’は、散乱体３３ｃ及び保持部材３３ｂから構成され、散乱体３３ｃは、保持部材３３ｂに固定されて保持され、保持部材３３ｂを介してスライダ３６に固定されている。散乱体３３ｃは、半導体レーザ素子３１側に位置するとともに、媒体１の記録面又は再生面に対して垂直に位置する第１の平面Ｐ１と、第１の平面Ｐ１に対向し且つ傾斜する第２の平面Ｐ２とを有し、正面視及び側面視においてともに尖鋭形状を有している。
【００５９】
半導体レーザ素子３１からの出射光ＬＢは、その中心Ｚが散乱体３３ｃの重心に一致するように、第１の平面Ｐ１の全面をほぼ垂直に照射し、散乱体３３ｃは、尖鋭形状の先端部ＰＡから近接場光ＮＬを媒体１に照射する。この場合、先端部ＰＡが正面視及び側面視ともに尖鋭形状を有しているので、近接場光ＮＬの密度を高めて散乱体３３ｃからプラズモン光をより強力に発生させることができる。
【００６０】
上記の各実施の形態から、本発明を要約すると、本発明の一局面に従う近接場光ヘッドは、光源と、略平板状の散乱部材と、前記光源及び前記散乱部材を保持するスライダとを備え、前記スライダは、前記散乱部材の端部が媒体に最も近接して配置されるように前記散乱部材を保持し、前記散乱部材は、前記光源側に位置し且つ前記媒体に対して実質的に垂直に位置する第１の平面を有し、前記光源からの出射光は、前記第１の平面に略垂直に照射され、前記散乱部材の端部は、近接場光を発生して前記媒体に照射する。
【００６１】
この近接場光ヘッドにおいては、光源からの出射光を媒体に対して実質的に垂直に位置する散乱部材の第１の平面に略垂直に照射させることにより、散乱部材の端部から近接場光を発生して媒体に照射することができるので、記録光学系の構成を簡略化することができ、媒体に高密度に情報を記録又は再生する近接場光ヘッドとして大幅な小型化を達成することができる。
【００６２】
前記光源からの出射光を透過して前記第１の平面に略垂直に照射する光誘導部材をさらに備え、前記スライダは、前記光源、前記散乱部材及び前記光誘導部材を保持することが好ましい。
【００６３】
この場合、光源からの出射光が、光誘導部材を透過して第１の平面に略垂直に照射されるので、高い光エネルギーで散乱部材を照射することができ、散乱部材の端部からプラズモン光を十分に発生させることができる。
【００６４】
前記散乱部材は、前記第１の平面を有し、前記近接場光を発生する略平板状の導電性を有する散乱体と、前記散乱体を保持する保持部材とを含み、前記光誘導部材は、前記光源からの出射光が前記散乱体の前記第１の平面全体を照射するように、前記光源からの出射光を透過することが好ましい。
【００６５】
この場合、光源からの出射光が光誘導部材を透過し、近接場光を発生する散乱体の全面を照射することができるので、散乱体からプラズモン光を十分に且つ安定的に発生させることができる。
【００６６】
前記散乱体は、尖鋭形状を有し、尖鋭形状の先端部から前記近接場光が前記媒体に照射されることが好ましい。
【００６７】
この場合、散乱体の尖鋭形状の先端部から近接場光が媒体に照射されるので、近接場光の密度を高めて散乱体からプラズモン光をより強力に発生させることができる。
【００６８】
前記光誘導部材は、前記光源からの出射光が前記散乱体の前記第１の平面全体を照射するように、前記光源からの出射光を反射する光学反射面を持つ光学素子であることが好ましい。
【００６９】
この場合、光源からの出射光が散乱体の全面を照射するように、光源からの出射光を斜め下方へ容易に導くことができるので、近接場光のしみ出し量をより多くすることができる。また、光源で発生する熱を伝導する放熱部材を光誘導部材の上面に配置することができるので、放熱部材の形状を任意により大きくすることができ、光源からの発熱を容易に放熱することができる。
【００７０】
前記光誘導部材は、前記光源からの出射光が前記散乱体の前記第１の平面全体を照射するように、前記光源からの出射光を導波する光導波機能を持つ光学素子であることが好ましい。
【００７１】
この場合、光源からの出射光を扁平状ビームに変換して光誘導部材の底面に沿って導波することができるので、光源からの出射光を高い光エネルギーで散乱体の全面に照射することができ、近接場光のしみ出し量をより多くすることができる。また、光源で発生する熱を伝導する放熱部材を光誘導部材の上面に配置することができるので、放熱部材の形状を任意により大きくすることができ、光源からの発熱を容易に放熱することができる。
【００７２】
前記光誘導部材は、前記光源からの出射光が前記散乱体の前記第１の平面全体を照射するように、前記光源からの出射光を収れんさせる機能を持つ光学素子であることが好ましい。
【００７３】
この場合、収れん光となった出射光を高い光エネルギーで散乱体の全面に照射することができるので、近接場光のしみ出し量をより多くすることができる。
【００７４】
前記光源に固定され、前記光源で発生する熱を伝導する放熱部材をさらに備え、前記スライダは、前記光源、前記光誘導部材、前記散乱部材及び前記放熱部材を保持することが好ましい。
【００７５】
この場合、放熱部材も含めて近接場光ヘッドを小型化することができるとともに、光源からの発熱を十分に放熱することができ、光源を連続的に且つ安定的に駆動することができるとともに、光源の連続動作時においても、各部の不要な熱膨張及び熱変形を防止して散乱部材と媒体との間隔を高精度に一定にすることができる。
【００７６】
前記第１の平面と反対側に位置する前記散乱部材の第２の平面に面して配置される光検出器をさらに備え、前記スライダは、前記光源、前記光誘導部材、前記散乱部材及び前記光検出器を保持することが好ましい。
【００７７】
この場合、光検出器によって媒体からの再生光を直接検出することができるので、再生光学系を簡略化することができ、近接場光ヘッドをより小型化することができる。
【００７８】
本発明の他の局面に従う近接場光ヘッド装置は、上記近接場光ヘッドと、前記散乱部材による近接場光を用いて情報を前記媒体に記録するときに、前記散乱部材の端部と前記媒体との間の距離が一定になるように、前記スライダを支持するサスペンション構造体とを備える。
【００７９】
この近接場光ヘッド装置においては、散乱部材による近接場光を用いて情報を前記媒体に記録するときに、散乱部材の端部と媒体との間の距離が一定になるように、サスペンション構造体がスライダを支持しているので、小型の近接場光ヘッドを用いて、媒体に高密度に情報を安定的に記録又は再生することができる小型の近接場光ヘッド装置を実現することができる。
【００８０】
前記サスペンション構造体を前記媒体に対して平行な面内の１方向に駆動する駆動機構をさらに備えることが好ましい。
【００８１】
この場合、媒体の記録又は再生面として利用可能な部分を大きくすることができるので、記録又は再生可能な情報量を増加させることができる。
【００８２】
前記散乱部材の端部と前記媒体との間の距離は、前記近接場光のしみ出し深さ以内であることが好ましい。この場合、近接場光を用いて情報を安定的に記録又は再生することができる。
【００８３】
本発明のさらに他の局面に従う近接場光情報装置は、上記近接場光ヘッド装置と、前記近接場光ヘッド装置から得られる信号を受け、前記信号に基づいて前記光源を制御及び駆動する電気回路とを備える。
【００８４】
この近接場光情報装置においては、近接場光ヘッド装置から得られる信号を受け、この信号に基づいて光源を制御及び駆動することができるので、小型の近接場光ヘッド装置を用いて、媒体に高密度に情報を安定的に記録又は再生することができる小型の近接場光情報装置を実現することができる。
【００８５】
前記媒体を回転する回転機構をさらに備え、前記電気回路は、前記近接場光ヘッド装置から得られる信号を受け、前記信号に基づいて前記回転機構及び前記光源を制御及び駆動することが好ましい。
【００８６】
この場合、媒体のほぼ全面を記録又は再生面として利用することが可能となり、記録又は再生可能な情報量を大幅に増加させることができる。
【００８７】
本発明のさらに他の局面に従う近接場光情報システムは、上記近接場光情報装置と、前記近接場光情報装置によって前記媒体に記録又は再生された情報に基づいて所定の演算を行う演算装置とを備える。
【００８８】
この近接場光情報システムにおいては、近接場光情報装置によって媒体に記録又は再生された情報に基づいて所定の演算を行うことができるので、小型の近接場光情報装置を用いて、高密度に且つ安定的に媒体に記録又は再生した情報を用いて種々の演算を実行できる小型の近接場光情報システムを実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明にかかる近接場光ヘッドは、光源と、散乱体とが少なくともスライダに保持され、又は光誘導部材、放熱部材や光検出器もあわせて保持された構成であり、極めて小型化を図った上で媒体に近接場光を用いて高密度に情報を記録又は再生することが可能となる。さらに、この近接場光ヘッドを用いた近接場光ヘッド装置を備える近接場光情報装置は、高密度大容量の情報を媒体に記録再生することができる。さらに、演算装置を加えた近接場光情報システムは、例えば演算装置からの情報をデータ情報、映像情報、音声情報として、コンピュータ、光ディスクプレーヤ、光ディスクレコーダ、カーナビゲーションシステム、編集システム、データサーバー、ＡＶコンポーネントなど、情報を蓄えるあらゆる近接場光情報システムに応用展開できる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の実施の形態１における近接場光情報システムの概略図である。
【図２】図１に示すサスペンションの構成の一例を示す分解斜視図である。
【図３】図１に示す近接場光ヘッドの構成を示す上面図及び側面図である。
【図４】図３（ｂ）におけるＢ矢視図である。
【図５】本発明の実施の形態２に用いられる近接場光ヘッドの主要部の構成を示す上面図及び側面図である。
【図６】図５（ｂ）におけるＢ矢視図である。
【図７】本発明の実施の形態３に用いられる近接場光ヘッドの主要部の構成を示す側面図である。
【図８】本発明の実施の形態４に用いられる近接場光ヘッドの主要部の構成を示す側面図である。
【図９】図８におけるＢ矢視図である。
【図１０】本発明の実施の形態５に用いられる近接場光ヘッドの主要部の構成を示す側面図である。
【図１１】図１０におけるＢ矢視図である。
【図１２】本発明に用いられる散乱部材の他の構成を示す正面図及び側面図である。
【図１３】従来技術による近接場光ヘッド装置の構成図である。
【図１４】従来技術による近接場光ヘッド装置の構成図である。
【図１５】従来技術による近接場光ヘッド装置の主要部分図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007111304.tif 000022
【図６】
2007111304.tif 000023
【図７】
2007111304.tif 000024
【図８】
2007111304.tif 000025
【図９】
2007111304.tif 000026
【図１０】
2007111304.tif 000027
【図１１】
2007111304.tif 000028
【図１２】
2007111304.tif 000029
【図１３】
2007111304.tif 000030
【図１４】
2007111304.tif 000031
【図１５】
2007111304.tif 000032
【国際調査報告】
2007111304.tif 000033
2007111304.tif 000034
2007111304.tif 000035
2007111304.tif 000036