JP2000048395A

JP2000048395A - 情報記録再生方法及び装置

Info

Publication number: JP2000048395A
Application number: JP10210106A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Nishino; 大介西野
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1998-07-24
Filing date: 1998-07-24
Publication date: 2000-02-18

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】開口が形成されたプローブの該開口を記録媒
体に近接配置し、該開口に光源からの光を導くことで該
光源とは反対側の開口の近傍領域に形成される電磁場を
用いて該記録媒体へ情報の記録又は該記録媒体から情報
の再生を行う情報記録再生方法及び装置であって、情報
再生速度の高速化を実現できるとともに該プローブ開口
と該記録媒体との衝突の可能性を抑制できる情報記録再
生方法及び装置。【解決手段】開口Ｐが形成されたプローブ１の開口Ｐ
を記録媒体Ｍに近接配置し、開口Ｐに光源２からの光を
導くことで光源２とは反対側の開口Ｐの近傍領域に形成
される電磁場を用いて記録媒体Ｍへ情報の記録又は記録
媒体Ｍから情報の再生を行う情報記録再生方法を実施す
る情報記録再生装置は、情報再生時におけるプローブ開
口Ｐと記録媒体Ｍとの間隔Ｌ２は、情報記録時における
プローブ開口Ｐと記録媒体Ｍとの間隔Ｌ１より大きくす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光源から射出された
光を記録媒体に照射して該記録媒体へ情報の記録又は該
記録媒体から情報の再生を行う情報記録再生方法及び装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光源から射出された光を記録媒体に照射
して該記録媒体に情報を記録し、又は該記録媒体から情
報を再生する情報記録再生方法及び装置では、先端に開
口が形成されたプローブやソリッドイマージョンレンズ
（＝Solid Immersion Lens、略字ＳＩＬ、例えば凸面と
略平面からなる半球形状又は超半球形状の固体浸漬レン
ズ）を該記録媒体に近接配置し、光源からの光をプロー
ブの開口や固体浸漬レンズを通して記録媒体に照射する
ことで、該記録媒体に対して情報の記録再生を行うもの
が提案されている。

【０００３】開口が形成されたプローブを用いた情報記
録再生方法及び装置では、該プローブの開口に光源から
の光が照射された場合、該光源とは反対側の該開口の近
傍領域に電磁場が形成される。また、開口の大きさを光
源からの光の波長以下にすることにより、波長より小さ
い領域の情報を記録または再生することができる。これ
は、近接場光記録とよばれ、微小な開口から漏れ出る光
を利用して高密度記録を可能にするものである。この漏
れ光は伝搬しないので、プローブに対して記録媒体を波
長以下の距離に近接させないと利用することができな
い。また、ＳＩＬを用いた情報記録再生方法及び装置で
は、対物レンズ等のレンズ、或いは集光ミラー等の手段
により集光させた光源からの光を該ＳＩＬに入射させた
場合、該ＳＩＬの記録媒体に対向する面の光軸の近傍領
域に電磁場が形成される。

【０００４】いずれにしても、この電磁場を用いて記録
媒体に対して情報の記録再生が行われる。また、この電
磁場の分布では、プローブ開口又はＳＩＬから遠ざかる
につれて、電場強度が減衰する傾向がある。従って、情
報の記録再生時には、プローブ開口又はＳＩＬをできる
だけ記録媒体に近づける必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、回転駆
動されるディスク状の記録媒体の表面から近接した位置
にプローブ開口またはＳＩＬなどのヘッドを保持するの
は、ヘッドと媒体とが衝突する危険性があり、困難を伴
う。また、ディスクを高速回転させると、ディスク自身
がディスク回転軸方向の上下に振れる場合や、外乱を増
幅して振れる場合があるために、高速回転するにつれ
て、ヘッドとディスクとの衝突を招き易い。

【０００６】このような衝突を避けるために、従来では
回転中のディスクの振動解析を行うことで、ディスクが
振れにくい構成や、外乱によりディスクが振れても、そ
の振れを減少させる構成を調べて、その構成を製品に適
用したり、ヘッドとディスクとを一定間隔に保つ機構を
用意している。しかし、これらの方法にも限界があり、
ヘッドとディスクとが衝突しないように、回転速度その
ものを低く抑えることで対応している。しかし、このよ
うに記録媒体の回転速度を低く抑える場合、高速な情報
の記録再生は期待できない。

【０００７】そこで本発明は、開口が形成されたプロー
ブの該開口を記録媒体に近接配置し、該開口に光源から
の光を導くことで該光源とは反対側の開口の近傍領域に
形成される電磁場を用いて該記録媒体へ情報の記録又は
該記録媒体から情報の再生を行う情報記録再生方法及び
装置であって、情報再生速度の高速化を実現できるとと
もに該プローブ開口と該記録媒体との衝突の可能性を抑
制できる情報記録再生方法及び装置を提供することを第
１の課題とする。

【０００８】また、本発明は、ソリッドイマージョンレ
ンズを記録媒体に近接配置し、集光させた光源からの光
を該ソリッドイマージョンレンズに入射させることで該
ソリッドイマージョンレンズの前記光源とは反対側の前
記記録媒体に対向する面の光軸の近傍領域に形成される
電磁場を用いて該記録媒体へ情報の記録又は該記録媒体
から情報の再生を行う情報記録再生方法及び装置であっ
て、情報再生速度の高速化を実現できるとともに該ソリ
ッドイマージョンレンズと該記録媒体の衝突の可能性を
抑制できる情報記録再生方法及び装置を提供することを
第２の課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は第１の課題を解
決するため、次の第１の情報記録再生方法及び装置を提
供する。（１）第１の情報記録再生方法開口が形成されたプローブの該開口を記録媒体に近接配
置し、該開口に光源からの光を導くことで該光源とは反
対側の該開口の近傍領域に形成される電磁場を用いて該
記録媒体へ情報の記録又は該記録媒体から情報の再生を
行う情報記録再生方法であり、情報再生時における前記
プローブ開口と前記記録媒体との間隔は、情報記録時に
おける前記プローブ開口と前記記録媒体との間隔より大
きくすることを特徴とする情報記録再生方法。（２）第１の情報記録再生装置開口が形成されたプローブの該開口を記録媒体に近接配
置し、該開口に光源からの光を導くことで該光源とは反
対側の該開口の近傍領域に形成される電磁場を用いて該
記録媒体へ情報の記録又は該記録媒体から情報の再生を
行う情報記録再生装置であり、前記プローブの開口を前
記記録媒体に近づけ又は遠ざけるためのプローブ駆動装
置と、前記プローブの開口を前記記録媒体に対して所定
の間隔をおいて配置するように前記駆動装置を制御する
制御部とを備えており、前記制御部は、情報再生時にお
ける前記プローブ開口と前記記録媒体との間隔を情報記
録時における前記プローブ開口と前記記録媒体との間隔
より大きくするように前記駆動装置を制御することを特
徴とする情報記録再生装置。

【００１０】いずれにしても第１の情報記録再生方法及
び装置では、記録媒体への情報の記録再生を行うにあた
り、開口が形成されたプローブの該開口を記録媒体に近
接配置する。そしてその開口に光源からの光を導くこと
で該光源とは反対側の該開口の近傍領域に電磁場が形成
される。この電磁場を用いて前記記録媒体に対して情報
の記録又は再生を行う。情報の記録時には該記録媒体上
に照射される光量が小さいことが問題になるため、でき
るだけ該プローブを該記録媒体に近づけて、記録媒体に
多くの光を照射することが有効である。一方、情報の読
み出し（再生）時には情報記録時に必要な程度の光量ま
では必要ないので、前記プローブ開口と前記記録媒体と
を情報記録時よりも離しても情報再生時に必要な程度の
光量を得ることができる。

【００１１】この情報記録再生方法及び装置によると、
情報の記録時における記録ビット形成速度を高められる
ようにプローブ開口径や位置を工夫することでより高速
の情報記録を達成することもでき、しかも情報の再生時
に前記プローブ開口と前記記録媒体との間隔を情報記録
時の前記プローブ開口と前記記録媒体との間隔より大き
くするので、ヘッドの浮上量の大きな変動に対応でき、
それだけ高速に記録媒体を駆動して高速な情報の再生を
実現できるとともに該プローブ開口と該記録媒体との衝
突の可能性を抑制できる。この方式では、開口径が光源
からの光の波長以下であると、開口から波長オーダーの
近傍には、光の近接作用により開口径と同程度の幅で、
かつ開口から、開口径の１／２程度の距離の間に電磁場
が局在することを利用している。言い換えると、従来の
ようにレンズで光を集光する方式では実現不可能な非常
に小さいビーム径（波長以下）で、かつ取扱い可能な深
さの焦点深度を持ったビームスポットを得られるのであ
る。本発明では、この焦点深度の深さを利用している。

【００１２】例えば、記録媒体として回転駆動されるデ
ィスク状の記録媒体を用いる場合に空気膜潤滑原理で浮
上するフライングヘッド方式を使用する場合、ディスク
を高速回転することは、ヘッドの受ける浮上力が増大
し、プローブ開口がディスクから遠ざかることになる。
すなわち、衝突の危険性を小さくして高速に読み出すこ
と（再生）が可能となる。

【００１３】この情報記録再生方法及び装置では、前記
プローブとして、その開口径が前記光源からの光の波長
以下であるプローブを用いることができる。この場合、
波長以下の開口径と同程度の大きさの記録ドットの記録
再生が可能となるため、高密度記録に対応できる。本発
明に係る第１の情報記録再生方法及び装置では、情報の
記録時及び再生時における前記プローブ開口と前記記録
媒体との間隔を前記プローブの開口径の２分の１以下の
距離に保つことができる。

【００１４】この場合、情報の記録再生時における前記
プローブ開口からの射出光は、該開口から該プローブの
開口径の２分の１以下の距離まで離れた範囲内では、該
プローブ開口からの射出光のビーム径が該プローブの開
口径程度に絞られている。これにより、その範囲内では
前記記録媒体に対して確実に情報の記録及び再生を行う
ことができる。情報記録にあたっては、記録ビットの形
成速度を高め、それだけ高速記録が可能となる。

【００１５】第１の情報記録再生方法及び装置のいずれ
においても、前記プローブとして、光を通過させるコア
部と光を閉じ込めるクラッド部からなり、該コア部のみ
を突出させた先端部を有し、該プローブの開口が該先端
部の先端を除く部分に金属膜をコーティングすることに
より形成されているプローブを用いることができる。こ
の場合、前記プローブをコーティングする金属として
は、Ｃｒ（クロム）を例示できる。また、前記プローブ
に金属膜をコーティングする方法として、スパッタ法な
どを例示できる。しかし、いずれにしてもそれらに限定
されるものではない。

【００１６】また、本発明は第２の課題を解決するた
め、次の第２の情報記録再生方法及び装置を提供する。（３）第２の情報記録再生方法ソリッドイマージョンレンズを記録媒体に近接配置し、
レンズ等の手段により集光させた光源からの光を該ソリ
ッドイマージョンレンズに入射させることで該ソリッド
イマージョンレンズの該光源とは反対側の前記記録媒体
に対向する面の光軸の近傍領域に形成される電磁場を用
いて該記録媒体へ情報の記録又は該記録媒体から情報の
再生を行う情報記録再生方法であり、情報再生時におけ
る前記ソリッドイマージョンレンズと前記記録媒体との
間隔は、情報記録時における前記ソリッドイマージョン
レンズと前記記録媒体との間隔より大きくすることを特
徴とする情報記録再生方法。（４）第２の情報記録再生装置ソリッドイマージョンレンズを記録媒体に近接配置し、
集光させた光源からの光を該ソリッドイマージョンレン
ズに入射させることで該ソリッドイマージョンレンズの
該光源とは反対側の前記記録媒体に対向する面の光軸の
近傍領域に形成される電磁場を用いて該記録媒体へ情報
の記録又は該記録媒体から情報の再生を行う情報記録再
生装置であり、前記ソリッドイマージョンレンズを前記
記録媒体に近づけ又は遠ざけるための駆動装置と、前記
ソリッドイマージョンレンズを前記記録媒体に対して所
定の間隔をおいて配置するように前記駆動装置を制御す
る制御部とを備えており、前記制御部は、情報再生時に
おける前記ソリッドイマージョンレンズと前記記録媒体
との間隔を情報記録時における前記ソリッドイマージョ
ンレンズと前記記録媒体との間隔より大きくするように
前記駆動装置を制御することを特徴とする情報記録再生
装置。

【００１７】本発明に係る第２の情報記録再生方法及び
装置では、記録媒体への情報の記録再生を行うにあた
り、ソリッドイマージョンレンズ（例えば、凸面と略平
面からなる半球形状又は超半球形状のソリッドイマージ
ョンレンズ）を記録媒体に近接配置する。そして対物レ
ンズ等のレンズ、或いは集光ミラー等の手段により集光
させた光源からの光を該ソリッドイマージョンレンズに
入射させることで該ソリッドイマージョンレンズの前記
記録媒体に対向する面の光軸近傍領域に電磁場が形成さ
れる。この電磁場を用いて前記記録媒体に情報の記録再
生を行う。ソリッドイマージョンレンズの入射光が該ソ
リッドイマージョンレンズの出射面に焦点を結ぶと、該
ソリッドイマージョンレンズの出射面から波長オーダー
の近傍には、微小開口の場合と同様に、光の近接作用に
より出射面での焦点のビーム径と同程度の幅で、かつ出
射面から波長程度離れた距離の間に電磁場が局在する。
言い換えると、この方式により得られるビームスポット
はソリッドイマージョンレンズの原料（通常ガラス）が
有する屈折率の影響で、通常よりも小さくなる。情報の
記録時には該記録媒体上に照射される光量が小さいこと
が問題になるため、できるだけ該ソリッドイマージョン
レンズを該記録媒体に近づけて、記録媒体に多くの光を
照射することが有効である。一方、情報の読み出し（再
生）には情報記録時に必要な程度の光量までは必要ない
ので、前記ソリッドイマージョンレンズと前記記録媒体
とを情報記録時よりも離しても情報再生時に必要な程度
の光量を得ることができる。

【００１８】この情報記録再生方法及び装置によると、
情報の記録時における記録ビット形成速度を高められる
ようにソリッドイマージョンレンズの位置を工夫するこ
とでより高速の情報記録を達成することもでき、しかも
情報の再生時に前記ソリッドイマージョンレンズと前記
記録媒体との間隔を情報記録時の前記ソリッドイマージ
ョンレンズと前記記録媒体との間隔より大きくするの
で、それだけ高速に記録媒体を駆動して高速な情報の再
生を実現できるとともに該ソリッドイマージョンレンズ
と該記録媒体との衝突の可能性を抑制できる。

【００１９】例えば、記録媒体として回転駆動されるデ
ィスク状の記録媒体を用いる場合に空気膜潤滑原理で浮
上するフライングヘッド方式を使用した場合、ディスク
を高速回転することは、ヘッドの受ける浮上力が増大
し、ソリッドイマージョンレンズがディスクから遠ざか
ることになる。すなわち、衝突の危険性を小さくして高
速に読み出すこと（再生）が可能となる。

【００２０】本発明に係る第１の情報記録再生方法及び
装置では、情報の記録時及び再生時における前記ソリッ
ドイマージョンレンズと前記記録媒体との間隔を前記光
源からの光の波長以下の距離に保つ。この場合、情報の
記録再生時における前記ソリッドイマージョンレンズか
らの射出光は、該ソリッドイマージョンレンズの前記記
録媒体に対向する面から光の波長以下の距離まで離れた
範囲内では、収束したビームスポットのサイズをほぼ維
持して漏れ出ている。これにより、その範囲内では空気
中に収束させた場合より小さいビームスポットで、情報
の記録及び再生を行うことができる。また、情報記録に
あたっては、記録ビットの形成速度を高め、それだけ高
速記録を達成できる。

【００２１】なお、本発明に係る第１及び第２の情報記
録再生方法及び装置のいずれにおいても、記録媒体とし
ては、有機系光メモリ材料、例えばフォトクロミック分
子を基板上にコーティングしたものなどを用いることが
できる。また、本発明に係る第１の情報記録再生装置に
おける前記プローブの開口を前記記録媒体に近づけ又は
遠ざけるためのプローブ駆動装置及び本発明に係る第２
の情報記録再生装置における前記ソリッドイマージョン
レンズを前記記録媒体に近づけ又は遠ざけるための駆動
装置としては、いずれもＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸
鉛，Ｐｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ₃）等の圧電体を例示できる
が、それに限定されるものではない。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明に係る情報記録再生
方法を実施する情報記録再生装置の１例の概略構成を示
す斜視図である。図１に示す情報記録再生装置は、レー
ザ射出部１００、光検出部２００、情報記録再生部３０
０及び制御部ＣＯＮＴから構成されており、記録媒体Ｍ
に対して情報の記録又は再生ができる。すなわち、情報
記録時には制御部ＣＯＮＴからの記録情報に基づく情報
記録用レーザ光をレーザ射出部１００から情報記録再生
部３００に収容される記録媒体Ｍに照射し、記録媒体Ｍ
に記録ビットＴとして情報の記録を行う。また、情報再
生時には制御部ＣＯＮＴからの情報再生用レーザ光をレ
ーザ射出部１００から記録媒体Ｍに照射し、記録媒体Ｍ
の記録ビットＴで反射した反射光を光検出部２００にて
検出し、制御部ＣＯＮＴに送り、情報の再生を行う。

【００２３】情報記録再生部３００は、図示を省略した
回転駆動装置を備えており、ディスク状の記録媒体Ｍを
収納できる。記録媒体Ｍは該回転駆動装置の回転軸７に
接続される。記録媒体Ｍは該回転駆動装置の回転駆動に
て図中ａ方向に回転駆動される。レーザ射出部１００
は、プローブ１、レーザ光源２、プローブ昇降駆動装置
３及び半径方向駆動装置４を備えている。プローブ１は
記録媒体Ｍの上方に配置され、プローブ１にはレーザ光
源２が接続され、これらはプローブ昇降駆動装置３及び
半径方向駆動装置４により駆動される。なお、駆動装置
４はプローブ１、レーザ光源２、プローブ昇降駆動装置
３及び光検出部２００を一体的に光記録媒体Ｍ表面に沿
って、図中記録媒体半径方向ｂに移動させることができ
る。

【００２４】プローブ１は、先端の径がレーザ光源２か
らの光の波長以下に尖鋭化された先端部１ｃを有してお
り、プローブ１の開口Ｐは、先端部１ｃの先端を除く部
分に金属（本例ではＣｒ（クロム））の遮光膜をコーテ
ィングすることにより形成されている。以下にプローブ
１の作製法について説明する。

【００２５】プローブ１はコア及びクラッドからなる光
ファイバプローブを用いる。また、プローブ１の先端を
尖鋭化させるために、例えばコア及びクラッドで材料成
分の異なる光ファイバを用いる。この光ファイバを体積
比がＨＦ（フッ化水素）：Ｈ ₂Ｏ（水）：ＮＨ₄Ｆ（フ
ッ化アンモニウム）＝１：１：２０（但しＨＦは重量５
５％濃度のもの、ＮＨ₄Ｆは重量４０％濃度のもの）の
エッチング溶液に浸す。

【００２６】図２にエッチング溶液によってプローブ１
の先端が尖鋭化される過程を示す。図２（Ａ）はエッチ
ング処理されていないプローブ先端部の状態を示し、図
２（Ｂ）はエッチング処理開始から２時間経過後のプロ
ーブ先端部の状態を示し、また、図２（Ｃ）はエッチン
グ処理開始から４時間経過後のプローブ先端部の状態を
示し、さらに図２（Ｄ）はエッチング処理開始から６時
間経過後のプローブ先端部の状態を示す。

【００２７】なお、本例では、プローブ１としてコア１
ａ径（図２（Ａ）中Ｒ１）が８μｍ、クラッド１ｂ径
（図２（Ａ）中Ｒ２）が１２５μｍの石英系分散シフト
ファイバ心線のファイバ（古河電工製）を用いる。コア
１ａ及びクラッド１ｂ両者のエッチング速度の違いによ
り、コア１ａよりもクラッド１ｂのエッチング処理によ
る除去を早める。このようにしてコア１ａを円錐状に残
すことにより、エッチング処理開始から約６時間経過後
にプローブ１に先端部１ｃが形成される。

【００２８】図３はエッチング処理後のプローブ１の先
端を示す図であり、図３（Ａ）にそれを下から見た斜視
図を示し、図３（Ｂ）にその側面図を示し、図３（Ｃ）
にその底面図を示す。次に、このようにしてできたプロ
ーブ１の先端部１ｃの先端を除く部分に金属膜をコーテ
ィングする。

【００２９】図４（Ａ）にプローブ１の先端部１ｃの先
端を除く部分にスパッタ法により金属膜を形成するため
のスパッタ装置の概略構成図を示し、図４（Ｂ）に図４
（Ａ）に示すスパッタ装置に装着されたプローブ１先端
を拡大した図を示す。また、図４（Ｃ）に金属膜形成後
のプローブ１先端の断面図を示す。このスパッタ装置
は、真空容器２０の内側下面にスパッタターゲット２１
（本例ではＣｒ（クロム））が設けられている。真空容
器２０の側面にはプローブ１の先端を導入するための導
入口２２及びその導入口２２に接続されているフレキシ
ブル部材２３が設けられている。フレキシブル部材２３
には回転導入端子２４を装着できる。回転導入端子２４
には容器２０内の定位置のユニバーサルジョイント２５
を介してエッチング処理により先端部１ｃが形成された
プローブ１を接続できる。回転導入端子２４に接続され
たプローブ１は図示を省略した駆動装置にて図中ｃ方向
に回転駆動される。

【００３０】ユニバーサルジョイント２５は一方で回転
導入端子２４に接続され、他方でプローブ１を支持す
る。スパッタターゲット２１上面に垂直な中心線αに対
するプローブ１の角度θは、プローブ１の先端部傾斜面
１ｃ’が線αに略垂直姿勢となるように設定される。な
お、本例では角度θは１０度前後に設定されている。こ
のスパッタ装置では、スパッタターゲット２１の近傍に
プラズマイオン状態を生成し、そのイオンでターゲット
２１をたたくことで、該ターゲットからスパッタ粒子を
プローブ１の先端部に堆積させる。なお、成膜中はプロ
ーブ１は、回転導入端子２４の回転駆動により図中ｃ方
向に回転駆動されている。これにより、プローブ１の先
端部に金属膜が形成される。また、プローブ１の先端部
１ｃでは、図４（Ｂ）に示すように斜面１ｃ’には成膜
されるが、先端面１ｃ”は影になるので成膜されない。
かくして図４（Ｃ）に示すように金属の遮光膜１ｄによ
って開口Ｐの径がレーザ光源２からの光の波長以下に尖
鋭化された先端部１ｃを有するプローブ１を製作でき
る。

【００３１】再び図１に戻るが、レーザ光源２は制御部
ＣＯＮＴに接続されており、制御部ＣＯＮＴの指示の
下、情報記録時には記録情報に基づく情報記録用レーザ
光を射出でき、情報再生時には情報再生用レーザ光を射
出できる。プローブ昇降駆動装置３は圧電体であり、制
御部ＣＯＮＴに接続されている。駆動装置３は制御部Ｃ
ＯＮＴの指示の下、プローブ１の開口Ｐを記録媒体Ｍに
近づけ又は遠ざけることができる。

【００３２】光検出部２００は、集光レンズ５、光検出
器６を備えている。光検出器６は制御部ＣＯＮＴに接続
されており、情報再生時において光源２から記録媒体Ｍ
の記録ビットＴに反射された情報再生用レーザ光を集光
レンズ５を介して検出できる。また、その検出データを
制御部ＣＯＮＴに送ることができる。これにより、記録
媒体Ｍに記録された情報を再生できる。

【００３３】制御部ＣＯＮＴは、既述のとおりレーザ光
源２、プローブ昇降駆動装置３及び光検出器６に接続さ
れており、情報記録時におけるレーザ光源２のレーザ光
の変調制御や、情報再生時における光検出器６からの検
出データを受け取ることができる。また、制御部ＣＯＮ
Ｔはプローブ昇降駆動装置３を制御できる。この制御は
次のような事項に基づいてなされる。

【００３４】すなわち、光源からの光の波長以下の開口
径を持つ開口に光源からの光を照射した場合、光源と反
対側の開口近傍に形成される電磁場分布は、開口から光
軸方向に遠ざかるにつれて電場強度が減衰する傾向を示
すということである。次に、図５に図１に示すプローブ
１の開口Ｐから漏れ出る光（近接場光）の強度分布を示
す。なお、強度分布は等高線的に表現してある。ここ
で、光源２（図５では図示せず、図１参照）からのレー
ザ光ＬＢの波長をλ、開口径をｄ、開口Ｐから射出され
るレーザ光のビーム径をｗとする。なお、ビーム径ｗは
電場強度が１／ｅ²になる径で定義する。

【００３５】図５に示すように、レーザ光ＬＢの波長λ
以下の開口径ｄ（＜λ）を有する開口Ｐからの射出光
は、開口Ｐから開口径ｄの２分の１以下の距離まで離れ
た範囲内では、ビーム径ｗが開口径程度に絞られてい
る。また、波長より小さい開口から漏れ出る近接場光は
伝搬光ではないので、波長程度以上には伝搬しない。従
って、ここでは情報の記録時及び再生時におけるプロー
ブ開口Ｐと記録媒体Ｍ（図５では図示せず、図１参照）
との間隔をプローブ１の開口径の２分の１以下の距離に
保って、記録媒体Ｍに対して確実に情報の記録及び再生
を行えるようにする。

【００３６】図６は制御部ＣＯＮＴによって制御された
プローブ昇降駆動装置３の動作によるプローブ１の開口
Ｐ移動状態を示す図であり、図６（Ａ）に記録時におい
てプローブ開口Ｐを記録媒体Ｍに近づけた状態を示し、
図６（Ｂ）に再生時においてプローブ開口Ｐを記録媒体
Ｍから遠ざけた状態を示す。レーザ光ＬＢの波長λ以下
の開口径を有する開口Ｐから射出光によって情報の記録
を行う場合、記録媒体Ｍ上に照射される光量が小さいこ
とが問題になるため、できるだけプローブ１を記録媒体
Ｍに近づけて（図６（Ａ）参照）、記録媒体Ｍに多くの
光を照射する。また、情報の再生時には、情報記録時に
必要な程度の光量までは必要ないので、プローブ１の開
口Ｐと記録媒体Ｍとの間隔Ｌ２は情報記録時の間隔Ｌ１
よりも離すことができ（図６（Ｂ）参照）、プローブ開
口Ｐと記録媒体Ｍとの相対運動の安全マージンを稼ぐこ
とができる。

【００３７】かくして制御部ＣＯＮＴは情報再生時にお
けるプローブ開口Ｐと記録媒体Ｍとの間隔Ｌ２を情報記
録時におけるプローブ開口Ｐと記録媒体Ｍとの間隔Ｌ１
より大きくするとともに、情報の記録時におけるプロー
ブ開口Ｐと記録媒体Ｍとの間隔Ｌ１及び再生時における
プローブ開口Ｐと記録媒体Ｍとの間隔Ｌ２（Ｌ１＜Ｌ
２）が、いずれもそのプローブ開口径の２分の１以下の
距離（Ｌ１＜Ｌ２＜ｄ／２）に保つようにプローブ昇降
駆動装置３を制御する。

【００３８】また、本例で用いる記録媒体Ｍはフォトク
ロミック分子を基板上にコーティングしたものである。
図７はフォトクロミック分子の１種であるジアリールエ
テンの吸収スペクトルの変化を示す図であり、図７
（Ａ）にＵＶ光（紫外線）照射後の吸収スペクトルを示
し、図７（Ｂ）にＵＶ光（紫外線）照射前の吸収スペク
トルを示す。図７の縦軸は吸収度（吸光度）を表わす。
材料に入射させた光量に対する出射光量の比を対数でと
っている。

【００３９】フォトクロミック分子は光を吸収すること
により、可逆的に変化する分子であり、究極的にはその
フォトクロミック分子１つを記録単位（１記録ビット）
として扱える。以上説明した情報記録再生装置による
と、記録媒体Ｍへの情報の記録再生を行うにあたり、制
御部ＣＯＮＴからの指示信号によりプローブ昇降駆動装
置３が開口Ｐが形成されたプローブ１の開口Ｐを記録媒
体Ｍに近接配置する。そしてその開口Ｐに光源２からの
光を導くことで開口Ｐの光源２に対して反対側の開口Ｐ
近傍に電磁場が形成される。

【００４０】この電磁場を用いて記録媒体Ｍに情報の記
録再生を行う。この場合、制御部ＣＯＮＴは、図６に示
すように情報再生時におけるプローブ開口Ｐと記録媒体
Ｍとの間隔Ｌ２を情報記録時におけるプローブ開口Ｐと
記録媒体Ｍとの間隔Ｌ１より大きくするようにプローブ
昇降駆動部３を制御する。この情報記録再生装置による
と、情報の記録時における記録ビット形成速度を高めら
れるようにプローブ開口径や位置を工夫することでより
高速の情報記録を達成することもでき、しかも情報の再
生時にプローブ開口Ｐと記録媒体Ｍとの間隔Ｌ２を情報
記録時のプローブ開口Ｐと記録媒体Ｍとの間隔Ｌ１より
大きくするので、ヘッドの浮上量の大きな変動に対応で
き、それだけ高速に記録媒体Ｍを駆動して高速な情報の
再生を実現できるとともにプローブ開口Ｐと記録媒体Ｍ
との衝突の可能性を抑制できる。

【００４１】また、空気膜潤滑原理で浮上するフライン
グヘッド方式を使用する場合、ディスクを高速回転する
ことは、ヘッドの受ける浮上力が増大し、プローブ開口
がディスクから遠ざかることになる。すなわち、衝突の
危険性を小さくして高速に読み出すこと（再生）が可能
となる。図８は本発明に係る情報記録再生方法を実施す
る情報記録再生装置の他の例の概略構成を示す斜視図で
あり、図８（Ａ）に記録時において凸面と略平面からな
る半球形状又は超半球形状のソリッドイマージョンレン
ズ８を記録媒体Ｍに近づけた状態を示し、図８（Ｂ）に
再生時においてソリッドイマージョンレンズ８を記録媒
体Ｍから遠ざけた状態を示す。

【００４２】図８に示す情報記録再生装置は、図１に示
す情報記録再生装置において、レーザ射出部１００に代
えて光射出部１００’を設けてある。他の点は図１の装
置と同様であり、同じ構成、作用を有する部品には同じ
参照符号を付してある。なお、図８中光検出部２００は
図示を省略してある。以下に図８に示す情報記録再生装
置について、図１の装置と異なる点について説明する。

【００４３】光射出部１００’は、ソリッドイマージョ
ンレンズ（ＳＩＬ）８、対物レンズ９、光源１０、アー
ム１１、昇降駆動装置１２、半径方向駆動装置１３を備
えている。ＳＩＬ８は記録媒体Ｍの上方に配置され、Ｓ
ＩＬ８、対物レンズ９及びレーザ光源９はアーム１１を
介して昇降駆動装置１２及び半径方向駆動装置１３によ
り駆動される。なお、駆動装置１３は、ＳＩＬ８、対物
レンズ９、レーザ光源１０、アーム１１、昇降駆動装置
１２及び図８では図示を省略した光検出部２００を一体
的に光記録媒体Ｍ表面に沿って、図中記録媒体半径方向
ｂに移動させることができる。

【００４４】ＳＩＬ８は凸面と略平面からなる半球形状
又は超半球形状の固体浸漬レンズである。対物レンズ９
は光源１０からの光をＳＩＬ８に集光できる。光源１０
は制御部ＣＯＮＴに接続されており、制御部ＣＯＮＴの
指示の下、情報記録時には記録情報に基づく情報記録用
光を射出でき、情報再生時には再生用光を射出できる。

【００４５】駆動装置１３はボイスコイルモータであ
る。昇降駆動装置１２は圧電体であり、制御部ＣＯＮＴ
に接続されている。駆動装置１２は制御部ＣＯＮＴの指
示の下、アーム１１を介してＳＩＬ８を記録媒体Ｍに近
づけ又は遠ざけることができる。制御部ＣＯＮＴは昇降
駆動装置１２を制御できる。この制御は次のような事項
に基づいてなされる。

【００４６】すなわち、レンズにより集光させた光源か
らの光をソリッドイマージョンレンズに入射させること
でソリッドイマージョンレンズの光源とは反対側の面の
光軸近傍領域に形成される電磁場分布は、その面から光
軸方向に遠ざかるにつれてが電場強度が減衰する傾向を
示すということである。図９（Ａ）にＳＩＬ８及び対物
レンズ９のレンズ構成の概略図を示し、図９（Ｂ）にＳ
ＩＬ８及びＳＩＬ８に形成される電磁場Ｅを示す。

【００４７】対物レンズ９により集光された光源１０
（図９では図示せず、図８参照）からの光線ＨをＳＩＬ
８に入射させることでＳＩＬ８の記録媒体Ｍ（図９では
図示せず、図８参照）に対向する面の光軸Ｈ１近傍領域
に電磁場Ｅが形成される（図９（Ｂ）参照）。記録媒体
Ｍに対して記録・再生を行う場合、情報の記録再生時に
おけるＳＩＬ８からの射出光は、ＳＩＬ８の記録媒体Ｍ
に対向する面から光の波長以下の距離まで離れた範囲内
では、収束したビームスポットのサイズをほぼ維持して
漏れ出ている。これにより、その範囲内では空気中に収
束させた場合より小さいビームスポットで、情報の記録
及び再生を行うことができる。また、情報記録にあたっ
ては、記録ビットの形成速度を高め、それだけ高速記録
を達成できる。

【００４８】対物レンズ９により集光された光源１０か
らの光をＳＩＬ８に入射させることでＳＩＬ８の記録媒
体Ｍに対向する面の光軸近傍領域に形成される電磁場を
用いて情報の記録を行う場合、記録媒体Ｍ上に照射され
る光量が小さいことが問題になるため、できるだけＳＩ
Ｌ８を記録媒体Ｍに近づけて（図８（Ａ）参照）、記録
媒体Ｍに多くの光を照射する。また、情報の再生時に
は、情報記録時に必要な程度の光量までは必要ないの
で、ＳＩＬ８と記録媒体Ｍとの間隔ｄ１は情報記録時の
間隔ｄ２よりも離すことができ（図８（Ｂ）参照）、Ｓ
ＩＬ８と記録媒体Ｍとの相対運動の安全マージンを稼ぐ
ことができる。

【００４９】かくして制御部ＣＯＮＴは情報再生時にお
けるＳＩＬ８と記録媒体Ｍとの間隔ｄ１を情報記録時に
おけるＳＩＬ８と記録媒体Ｍとの間隔ｄ２より大きくす
るとともに、情報の記録時におけるＳＩＬ８と記録媒体
Ｍとの間隔ｄ２及び再生時におけるＳＩＬ８と記録媒体
Ｍとの間隔ｄ１（ｄ２＜ｄ１）は、いずれも光源１０か
らの光の波長λ’以下の距離（ｄ２＜ｄ１＜λ’）に保
つように昇降駆動装置１２を制御する。

【００５０】以上説明した情報記録再生装置によると、
記録媒体Ｍへの情報の記録再生を行うにあたり、制御部
ＣＯＮＴからの指示信号により昇降駆動装置１２がＳＩ
Ｌ８を記録媒体Ｍに近接配置する。そして対物レンズ９
により集光された光源１０からの光をＳＩＬ８に入射さ
せることでＳＩＬ８の記録媒体Ｍに対向する面の光軸近
傍領域に電磁場が形成される。

【００５１】この電磁場を用いて記録媒体Ｍに情報の記
録再生を行う。この場合、制御部ＣＯＮＴは、図８に示
すように情報再生時におけるＳＩＬ８と記録媒体Ｍとの
間隔ｄ１を情報記録時におけるＳＩＬ８と記録媒体Ｍと
の間隔ｄ２より大きくするように昇降駆動部１２を制御
する。図８に示す情報記録再生装置によると、情報の記
録時における記録ビット形成速度を高められるようにソ
リッドイマージョンレンズ８の位置を工夫することでよ
り高速の情報記録を達成することもでき、しかも情報の
再生時にソリッドイマージョンレンズ８と記録媒体Ｍと
の間隔を情報記録時のソリッドイマージョンレンズ８と
記録媒体Ｍとの間隔より大きくするので、それだけ高速
に記録媒体Ｍを駆動して高速な情報の再生を実現できる
とともにソリッドイマージョンレンズ８と記録媒体Ｍと
の衝突の可能性を抑制できる。

【００５２】

【発明の効果】本発明によると、開口が形成されたプロ
ーブの該開口を記録媒体に近接配置し、該開口に光源か
らの光を導くことで該光源とは反対側の開口の近傍領域
に形成される電磁場を用いて該記録媒体へ情報の記録又
は該記録媒体から情報の再生を行う情報記録再生方法及
び装置であって、情報再生速度の高速化を実現できると
ともに該プローブ開口と該記録媒体との衝突の可能性を
抑制できる情報記録再生方法及び装置を提供することが
できる。また、該プローブ開口を波長以下の大きさにす
れば、通常の光記録では実現できない波長以下の大きさ
の記録ビットの記録再生が可能となる。

【００５３】また、本発明によると、ソリッドイマージ
ョンレンズを記録媒体に近接配置し、集光させた光源か
らの光を該ソリッドイマージョンレンズに入射させるこ
とで該ソリッドイマージョンレンズの前記光源とは反対
側の前記記録媒体に対向する面の光軸の近傍領域に形成
される電磁場を用いて該記録媒体へ情報の記録又は該記
録媒体から情報の再生を行う情報記録再生方法及び装置
であって、情報再生速度の高速化を実現できるとともに
該ソリッドイマージョンレンズと該記録媒体の衝突の可
能性を抑制できる情報記録再生方法及び装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る情報記録再生方法を実施する情報
記録再生装置の１例の概略構成を示す斜視図である。

【図２】エッチング溶液によってプローブの先端が尖鋭
化される過程を示す図であり、図（Ａ）はエッチング処
理されていないプローブ先端部の状態を示す図であり、
図（Ｂ）はエッチング処理開始から２時間経過後のプロ
ーブ先端部の状態を示す図であり、図（Ｃ）はエッチン
グ処理開始から４時間経過後のプローブ先端部の状態を
示す図であり、図（Ｄ）はエッチング処理開始から６時
間経過後のプローブ先端部の状態を示す図である。

【図３】エッチング処理後のプローブ１の先端を示す図
であり、図（Ａ）はそれを下から見た斜視図であり、図
（Ｂ）はその側面図であり、図（Ｃ）はその底面図であ
る。

【図４】図（Ａ）はプローブの先端部の先端を除く部分
にスパッタ法により金属膜を形成するためのスパッタ装
置の概略構成図であり、図（Ｂ）は図（Ａ）に示すスパ
ッタ装置に装着されたプローブ先端を拡大した図であ
り、図（Ｃ）は金属膜形成処理後のプローブ先端の断面
図である。

【図５】図１に示すプローブの開口から漏れ出る光（近
接場光）の強度分布を示す図である。

【図６】制御部によって制御されたプローブ駆動装置の
動作によるプローブの開口移動状態を示す図であり、図
（Ａ）は記録時においてプローブ開口を記録媒体に近づ
けた状態を示す図であり、図（Ｂ）に再生時においてプ
ローブ開口を記録媒体から遠ざけた状態を示す図であ
る。

【図７】フォトクロミック分子の１種であるジアリール
エテンの吸収スペクトルの変化を示す図であり、図
（Ａ）は紫外線照射後の吸収スペクトルを示す図であ
り、図（Ｂ）は紫外線照射前の吸収スペクトルを示す図
である。

【図８】本発明に係る情報記録再生方法を実施する情報
記録再生装置の他の例の概略構成を示す斜視図であり、
図（Ａ）は情報記録時において凸面と略平面からなる半
球形状又は超半球形状のソリッドイマージョンレンズを
記録媒体に近づけた状態を示す図であり、図（Ｂ）は情
報再生時においてソリッドイマージョンレンズを記録媒
体から遠ざけた状態を示す図である。

【図９】図（Ａ）はソリッドイマージョンレンズ及び対
物レンズのレンズ構成の概略図であり、図（Ｂ）はソリ
ッドイマージョンレンズ及び該レンズに形成される電磁
場を示す図である。

【符号の説明】

１００レーザ射出部２００光検出部３００情報記録再生部ＣＯＮＴ制御部Ｍ記録媒体Ｔ記録ビット１プローブ１ａコア１ｂクラッド１ｃプローブ１の先端部２レーザ光源３プローブ昇降駆動装置４半径方向駆動装置５集光レンズ６光検出器７回転軸２０真空容器２１スパッタターゲット２２導入口２３フレキシブル部材２４回転導入端子２５ユニバーサルジョイント１００’ 光射出部８ソリッドイマージョンレンズ（ＳＩＬ）９対物レンズ１０光源１１アーム１２昇降駆動装置１３半径方向駆動装置Ｐプローブ１の先端部の開口Ｒ１プローブ１のコア径Ｒ２プローブ１のクラッド１ｂ径ＬＢ光源２からのレーザ光Ｈ光源１０からの光 λ 光源２からのレーザ光の波長 λ’ 光源１０からの光の波長ｄ開口径ｗレーザ光ＬＢのビーム径Ｌ１情報の記録時におけるプローブ開口Ｐと記録媒体
Ｍとの間隔Ｌ２情報の再生時におけるプローブ開口Ｐと記録媒体
Ｍとの間隔ｄ１情報の再生時におけるＳＩＬ８と記録媒体Ｍとの
間隔ｄ２情報の記録時におけるＳＩＬ８と記録媒体Ｍとの
間隔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】開口が形成されたプローブの該開口を記録
媒体に近接配置し、該開口に光源からの光を導くことで
該光源とは反対側の該開口の近傍領域に形成される電磁
場を用いて該記録媒体へ情報の記録又は該記録媒体から
情報の再生を行う情報記録再生方法であり、情報再生時における前記プローブ開口と前記記録媒体と
の間隔は、情報記録時における前記プローブ開口と前記
記録媒体との間隔より大きくすることを特徴とする情報
記録再生方法。
【請求項２】前記プローブとして、その開口径が前記光
源からの光の波長以下であるプローブを用いる請求項１
記載の情報記録再生方法。
【請求項３】情報の記録時及び再生時における前記プロ
ーブ開口と前記記録媒体との間隔を前記プローブの開口
径の２分の１以下の距離に保つ請求項１又は２記載の情
報記録再生方法。
【請求項４】前記プローブとして、光を通過させるコア
部と光を閉じ込めるクラッド部からなり、該コア部のみ
を突出させた先端部を有し、該プローブの開口が該先端
部の先端を除く部分に金属膜をコーティングすることに
より形成されているプローブを用いる請求項１、２又は
３記載の情報記録再生方法。
【請求項５】開口が形成されたプローブの該開口を記録
媒体に近接配置し、該開口に光源からの光を導くことで
該光源とは反対側の該開口の近傍領域に形成される電磁
場を用いて該記録媒体へ情報の記録又は該記録媒体から
情報の再生を行う情報記録再生装置であり、前記プローブの開口を前記記録媒体に近づけ又は遠ざけ
るためのプローブ駆動装置と、前記プローブの開口を前記記録媒体に対して所定の間隔
をおいて配置するように前記駆動装置を制御する制御部
とを備えており、前記制御部は、情報再生時における前記プローブ開口と
前記記録媒体との間隔を情報記録時における前記プロー
ブ開口と前記記録媒体との間隔より大きくするように前
記駆動装置を制御することを特徴とする情報記録再生装
置。
【請求項６】前記プローブの開口径は、前記光源からの
光の波長以下である請求項５記載の情報記録再生装置。
【請求項７】前記制御部は、情報の記録時及び再生時に
おける前記プローブ開口と前記記録媒体との間隔を前記
プローブの開口径の２分の１以下の距離に保つように前
記駆動装置を制御する請求項５又は６記載の情報記録再
生装置。
【請求項８】前記プローブは、光を通過させるコア部と
光を閉じ込めるクラッド部からなり、該コア部のみを突
出させた先端部を有しており、該プローブの開口は、該
先端部の先端を除く部分に金属をコーティングすること
により形成されている請求項５、６又は７記載の情報記
録再生装置。
【請求項９】ソリッドイマージョンレンズを記録媒体に
近接配置し、集光させた光源からの光を該ソリッドイマ
ージョンレンズに入射させることで該ソリッドイマージ
ョンレンズの該光源とは反対側の前記記録媒体に対向す
る面の光軸の近傍領域に形成される電磁場を用いて該記
録媒体へ情報の記録又は該記録媒体から情報の再生を行
う情報記録再生方法であり、情報再生時における前記ソリッドイマージョンレンズと
前記記録媒体との間隔は、情報記録時における前記ソリ
ッドイマージョンレンズと前記記録媒体との間隔より大
きくすることを特徴とする情報記録再生方法。
【請求項１０】情報の記録時及び再生時における前記ソ
リッドイマージョンレンズと前記記録媒体との間隔を前
記光源からの光の波長以下の距離に保つ請求項９記載の
情報記録再生方法。
【請求項１１】ソリッドイマージョンレンズを記録媒体
に近接配置し、集光させた光源からの光を該ソリッドイ
マージョンレンズに入射させることで該ソリッドイマー
ジョンレンズの該光源とは反対側の前記記録媒体に対向
する面の光軸の近傍領域に形成される電磁場を用いて該
記録媒体へ情報の記録又は該記録媒体から情報の再生を
行う情報記録再生装置であり、前記ソリッドイマージョンレンズを前記記録媒体に近づ
け又は遠ざけるための駆動装置と、前記ソリッドイマージョンレンズを前記記録媒体に対し
て所定の間隔をおいて配置するように前記駆動装置を制
御する制御部とを備えており、前記制御部は、情報再生時における前記ソリッドイマー
ジョンレンズと前記記録媒体との間隔を情報記録時にお
ける前記ソリッドイマージョンレンズと前記記録媒体と
の間隔より大きくするように前記駆動装置を制御するこ
とを特徴とする情報記録再生装置。
【請求項１２】前記制御部は、情報の記録時及び再生時
における前記ソリッドイマージョンレンズと前記記録媒
体との間隔を前記光源からの光の波長以下の距離に保つ
ように前記駆動装置を制御する請求項１１記載の情報記
録再生装置。