JP2000228030A - 近視野光を利用して再生可能な記録媒体および近視野光プローブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 近視野光を利用して、情報の高密度記録を達
成するとともに再生解像度を高める記録媒体および近視
野光プローブを提供する。 【解決手段】 入射光の位相を１８０度シフトさせる位
相シフタ部１４とその入射光の波長に対して透明である
透過部１５とが交互に配置された位相シフト配置層を形
成し、さらにそれら位相シフタ部１４の上部と透過部１
５の上部にそれぞれ位置する部分に一列にデータマーク
１１ａ〜１１ｃを配置して、位相シフタ部１４を透過し
た入射光による近視野光の広がりと、透過部１４を透過
した入射光による近視野光の広がりとが打ち消し合い、
データマーク上の近視野光の強度分布をシャープにす
る。また、近視野光プローブの貫通穴に位相シフタを設
けることで、より局所的な近視野光を生成することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、近視野光を利用し
て再生可能な記録媒体およびその記録媒体に記録された
情報を再生する近視野光プローブに関し、特に、高密度
に記録された情報の再生解像度を高める記録媒体および
近視野光プローブに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、レーザ光の照射によって記録媒体
の情報の再生をおこなう光再生装置（ＤＶＤプレーヤ
等）の発展が目覚ましい。しかし、レーザ光の回折限界
の存在により、その情報記録密度は限界に達している。
そこで、回折限界の制限を打破するために、再生に利用
するレーザ光の波長以下の径を有する微小開口を設けた
光ヘッドを用い、その微小開口部または記録媒体表面に
おいて生成される近視野光（ニアフィールド及びファー
フィールドを共に含む）を利用することによって、再生
可能な情報記録密度を増大させる近視野光再生装置が提
案されている。

【０００３】元来、近視野光を利用した装置として上記
した微小開口を有するプローブ（以下、近視野光プロー
ブと称する）を用いた近視野顕微鏡があり、試料の微小
な表面構造の観察に利用されている。近視野顕微鏡にお
ける近視野光の利用方式の一つとして、近視野光プロー
ブの微小開口と試料表面との距離を近視野光プローブの
微小開口の径程度まで近接させ、近視野光プローブを介
してかつその近視野光プローブの微小開口に向けて伝搬
光を導入することにより、その微小開口に近視野光を生
成させる方式（イルミネーションモード）がある。この
場合、生成された近視野光と試料表面との相互作用によ
り生じた散乱光が、試料表面の微細構造を反映した強度
や位相を伴って散乱光検出系により検出され、従来の光
学顕微鏡において実現し得なかった高い分解能を有した
観察を可能にしている。

【０００４】また、近視野光を利用した近視野顕微鏡の
他の方式として、試料に向けて伝搬光を照射して試料表
面に近視野光を局在させ、その試料表面に近視野光プロ
ーブの微小開口を近視野光プローブの微小開口の径程度
まで近接させる方式がある（コレクションモード）。こ
の場合、局在した近視野光と近視野光プローブの微小開
口との相互作用により生じた散乱光が、試料表面の微細
構造を反映した強度や位相を伴って、近視野光プローブ
の微小開口を介して散乱光検出系に導かれ、高分解能な
観察を達成する。

【０００５】近視野顕微鏡として、例えば、特開平第７
−１７４５４２号公報に開示された走査型近視野原子間
力顕微鏡が提案されている。この走査型近視野原子間力
顕微鏡は、近視野光プローブとして先端を先鋭化した光
導波路を採用し、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）におけるプ
ローブ近接制御および走査制御をおこなうことで、試料
表面の形状および光学的特性の観察を可能としている。
図１１は、この走査型近視野原子間力顕微鏡の概略構成
を示すブロック図である。

【０００６】図１１において、走査型近視野原子間力顕
微鏡８０には、プローブ８９の上方にレーザ光源８３、
集光レンズ８４、ミラー８５および上下２分割された光
電変換素子８６が設置されており、レーザ光源８３から
放出された光は、集光レンズ８４によってプローブ上面
８２に集光され、そこで反射した光は、ミラー８５を介
して、光電変換素子８６に導入される。また、光情報測
定用の光源９４から放出された光は、コリメートレンズ
９５を介して斜面に全反射処理を施されたプリズム９２
上の記録媒体８１に裏面から照射され、記録媒体８１に
近接したプローブ８９の他方の末端（先鋭化されていな
い根元部）に導かれ、光電変換素子８７に導入される。

【０００７】プリズム９２および記録媒体８１は、ｘｙ
ｚ方向の移動が可能な粗動機構９７および微動機構９６
の上に設置されている。そして、光電変換素子８６で検
出された信号は、サーボ機構９３に送られる。この信号
をもとにサーボ機構９３は、記録媒体８１へのプローブ
８９のアプローチやデータ読み取りの際に、プローブ８
９のたわみが規定値を超えないように粗動機構９７およ
び微動機構９６を制御するようになっている。サーボ機
構９３にはコンピュータ９９が接続されており、平面方
向の微動機構９６の動作を制御するとともに、サーボ機
構９３の制御信号から、記録媒体の情報を受け取ってい
る。また、光電変換素子８７において得られた信号は、
光源９４の光に変調をかけているか、あるいは、プロー
ブ８９と記録媒体８１の間に振動機構８８により振動を
与えている場合は、ロックインアンプ９８を介してコン
ピュータ９９のアナログ入力インターフェースに接続さ
れており、微動機構９６の平面動作に同期した、光情報
の検出を行なう。光源９４に変調等をかけていない場合
は、光電変換素子８７において得られた信号は、ロック
インアンプ９８を介さずに直接、コンピュータ９９のア
ナログ入力インターフェースに接続される。

【０００８】上述した近視野光情報再生装置は、このよ
うな近視野顕微鏡における技術および観察方式を利用し
たものであり、近視野光を利用することによって、より
高密度で記録された記録媒体の情報再生を可能とした装
置である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、記録媒
体において情報単位であるデータマークを近接させて配
置することによりその記録密度を向上させようとすると
き、従来の近視野光情報再生装置において用いられる近
視野光プローブは、そのような記録媒体を再生する際、
隣り合ったデータマークを個別に認識して検出すること
が困難であった。以下に、上述したコレクションモード
による情報の再生をおこなう近視野光情報再生装置の近
視野光プローブを例に挙げて、この問題について説明す
る。図１２は、近視野光が生成されるデータマーク１０
１が配列された記録媒体１００を示す図である。なお、
図１２は、記録媒体１００の一部分を示しており、図中
点線で示した丸１０２は、データマークを配置すること
が可能な位置を示している。

【００１０】図１２において、データマーク１０１は、
例えば記録媒体１００の基材１０３とは光透過率や屈折
率が異なり、この光物性の違いによってデータマーク１
０１の有無が認識されるものである。すなわち、データ
マーク１０１においては記録媒体１００の表面に生成さ
れる近視野光の強度等が基材１０３とは異なり、これに
よりデータマーク１０１によって構成される情報の再生
が実現される。ここで、記録媒体１００の表面における
近視野光の生成は、記録媒体１００の裏面（データマー
クが配置されていない面）に全反射条件によるレーザ光
等の入射光の照射によりおこなわれる。なお、データマ
ーク１０１の記録は、現在流通している書き換え可能型
の記録媒体において採用されている相変化記録方式等に
より実現される。

【００１１】図１３は、図１２におけるＤ−Ｄ’断面線
における記録媒体１００の断面図とデータマーク１０１
において生成される近視野光との関係を示す図である。
また、図１３においては、記録媒体１００の上方に近視
野光プローブ１１０が配置されており、この近視野光プ
ローブ１１０は、図中右方向を走査方向として移動する
ことにより、記録媒体１００上に配置されたデータマー
ク１０１に生成される近視野光を逐次的に検出する。例
えば、図１３に示す部分において、データマーク１０１
が記録されている部分（１０１ａ、１０１ｂ、１０１
ｃ）を「１」とし、データマーク１０１が記録されてい
ない部分を「０」すると、図中左から「０１１０１」の
信号として再生される。

【００１２】よって、上記「１」に対応するデータマー
ク１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃに十分に近接した位置
における近視野光の振幅は、理想的には図１３の近視野
光振幅分布（媒体表面）に示すように、矩形状として表
すことができる。これに対して、図１３の近視野光振幅
分布（微小開口部）は、近視野光プローブ１１０の微小
開口１１１に達した近視野光、すなわちデータマーク１
０１から近視野光プローブ１１０までのある一定の距離
を隔てた位置における近視野光の振幅分布を示してお
り、各データマーク１０１毎に、各データマークの中心
軸上を最大として左右滑らかに減衰した広がりを有する
ことが示されている。

【００１３】また、図１３の近視野光強度分布（微小開
口部）は、上述した近視野光振幅分布（微小開口部）に
よってもたらされる近視野光の強度分布を示している。
図示されているように、隣接したデータマーク１０１ａ
および１０１ｂにおいてそれぞれ生成された近視野光
は、近視野光プローブ１１０の微小開口１１１に達した
位置においては、互いの近視野光振幅の裾部分が重な
り、データマーク１０１ａに生成された近視野光とデー
タマーク１０１ｂに生成された近視野光の境界が不明瞭
となり再生解像度が低下してしまう。これにより、近視
野光プローブ１１０の微小開口１１１の位置において
は、これらデータマークを分離して認識することが困難
になる。

【００１４】近視野光情報再生装置は、最終的には近視
野光プローブ１１０の微小開口１１１に達した位置の近
視野光を散乱させて得られる散乱光（伝播光）を近視野
光プローブ内に導くことにより、データマーク１０１の
検出、すなわち情報の再生を行うため、上記したデータ
マークの分離の問題は無視できなかった。データマーク
１０１間の距離を十分離すことにより、この問題を回避
することができるが、これは記録媒体上の記録密度を低
下させることになり、高密度記録媒体の再生という近視
野光情報再生装置の利点を損ねてしまう。

【００１５】また、イルミネーションモードによる情報
再生においては、記録媒体に高密度に配置されたデータ
マークを個別に分離して認識するためには、近視野光プ
ローブの微小開口を小さくして、その微小開口に生成さ
れる近視野光の局在範囲を小さくすることができるが、
微小開口をより小さく形成するには高度な技術を要し、
小さな局在範囲の近視野光は、強度もまた小さくなって
しまい、その検出が困難になるという問題があった。

【００１６】本発明は上記問題を鑑みて、情報の高密度
記録を達成するとともに再生解像度を高める記録媒体お
よび近視野光プローブを提供することを目的としてい
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に係る記録媒体は、近視野光を利用して
再生される情報を媒体表面に形成した記録媒体におい
て、前記近視野光を生成するために照射される照射光
（入射光）の波長に対して透明な媒体基材と、前記照射
光の波長に対して透明である透過部と前記照射光の波長
に対して透明でありかつ該照射光の位相を１８０度シフ
トさせる位相シフタ部とが前記媒体基材の表面に平行な
方向にかつ情報の再生方向に交互に配置されて構成され
る位相シフタ配置層と、前記位相シフタ配置層上に形成
され、前記透過部および前記位相シフタ部の各々に前記
再生方向に対して一つずつ対応させて前記情報の単位と
なるデータマークが配置されるデータマーク配置層と、
から構成されている。

【００１８】この発明によれば、近視野光情報再生装置
において採用される再生方式をコレクションモードとし
た場合に、記録媒体の裏面から照射される照射光の波長
に対して十分な透過率を有する基材（媒体基材）上に、
記録媒体の裏面から全反射条件で照射される入射光の波
長に対して透明でありかつその照射光の位相を１８０度
シフトさせる位相シフタ部とその照射光の波長に対して
透明である透過部とが交互に配置された位相シフト配置
層を形成し、さらにそれら位相シフタ部の上部と透過部
の上部にそれぞれ位置する部分に一列にデータマークを
配置することが可能なデータマーク配置層を形成してい
るので、位相シフタ部を透過した照射光により記録媒体
上に生成された近視野光の広がりと、透過部を透過した
照射光により記録媒体上に生成された近視野光の広がり
とが打ち消し合うことができる。

【００１９】また、請求項２に係る記録媒体は、請求項
１の発明において、前記データマーク配置層は、その表
面において、前記データマークが配置される部分を除く
領域に照射光を遮光する遮光膜が形成されている。

【００２０】この発明によれば、データマーク配置層の
表面において、データマークおよびデータマークを配置
することが可能な部分以外に遮光膜を被覆しているの
で、全反射条件以外の照射光の入射に対しても、記録媒
体の表面において近視野光のみが得られる。

【００２１】また、請求項３に係る記録媒体は、近視野
光を利用して再生される情報を媒体表面に形成した記録
媒体において、前記近視野光を生成するために照射され
る照射光の波長に対して透明な媒体基材と、前記照射光
の波長に対して半透明でありかつ当該照射光の位相を１
８０度シフトさせる位相シフタと、から構成され、前記
媒体基材の表面において、前記近視野光が生成されかつ
前記情報の単位となる部分を除く領域に、前記位相シフ
タを設けている。

【００２２】この発明によれば、近視野光情報再生装置
において採用される再生方式をコレクションモードとし
た場合に、記録媒体の裏面から照射される照射光（レー
ザ光等）の波長に対して十分な透過率を有する基材（媒
体基材）の表面に、記録媒体の裏面から照射される照射
光の波長に対して半透明でありかつそのレーザ光の位相
を１８０度シフトさせる位相シフタを被覆し、この位相
シフタが被覆されない開口部を、情報の単位となるデー
タマークとして配列しているので、データマークに生成
された近視野光のデータマークのエッジ部分における近
視野光の広がりと、位相シフタのエッジ部分における近
視野光の広がりとが打ち消し合うことできる。

【００２３】また、請求項４に係る近視野光プローブ
は、近視野光を生成する微小開口を有する近視野光プロ
ーブにおいて、貫通穴が形成された平面基板と、前記近
視野光を生成するために照射される照射光の波長に対し
て半透明でありかつ当該照射光の位相を１８０度シフト
させる位相シフタと、を備え、前記位相シフタは、前記
貫通穴の一方の開口を塞ぐように設けられかつ前記微小
開口を設けている。

【００２４】この発明によれば、近視野光プローブの貫
通穴の開口に、貫通穴に導入されるレーザ光（照射光）
の波長に対して半透明でありかつそのレーザ光の位相を
１８０度シフトさせる位相シフタが形成され、さらに位
相シフタに近視野光を生成するのに適した径の微小開口
が形成されているので、近視野光情報再生装置において
採用される再生方式をイルミネーションモードとした場
合に、微小開口に生成される近視野光の広がりと位相シ
フタを透過した伝播光の広がりとが双方のエッジ部分に
おいて打ち消し合うことできる。

【００２５】また、請求項５に係る近視野光プローブ
は、近視野光を生成する微小開口を有する近視野光プロ
ーブにおいて、貫通穴が形成された平面基板と、前記近
視野光を生成するために照射される照射光の波長に対し
て不透明な遮光膜と、前記照射光の波長に対して透明で
ありかつ当該照射光の位相を１８０度シフトさせる位相
シフタと、を備え、前記遮光膜は、前記貫通穴の一方の
開口を塞ぐように設けられかつ前記近視野光を生成する
ための第１の微小開口を設け、前記位相シフタは、前記
第１の微小開口を塞ぐように設けられかつ前記第１の微
小開口よりも小さい第２の微小開口を設けている。

【００２６】この発明によれば、近視野光を生成するた
めの第１の微小開口を、遮光膜の部分的な被覆により形
成し、この第１の微小開口を塞ぐように、貫通穴に導入
されるレーザ光（照射光）の波長に対して透明でありか
つそのレーザ光の位相を１８０度シフトさせる位相シフ
タを形成して、この位相シフタに第２の微小開口を設け
ているので、近視野光情報再生装置において採用される
再生方式をイルミネーションモードとした場合に、第１
の微小開口に生成される近視野光の広がりと位相シフタ
を透過した第２の近視野光の広がりとが双方のエッジ部
分において打ち消し合うことでシャープな近視野光を得
ることができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る近視野光を
利用して再生可能な記録媒体および情報再生装置の実施
の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実
施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

【００２８】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１に係る記録媒体の一部分を示す図である。図１に
示す記録媒体１０は、近視野光を生成するのに十分な光
透過率を有する基材上に、後述する位相シフタ配置層を
形成し、さらにその位相シフタ配置層上にデータマーク
配置層が配置されて構成されている。ここで、データマ
ーク配置層は、データマークが形成される領域である。

【００２９】図１において、記録媒体１０は、データマ
ーク配置層に、例えば比較的強度の大きな近視野光が生
成されるような光透過率の部分としてデータマーク１１
が形成され、このデータマーク１１が適当に配列される
ことにより情報の記録が達成されている。なお、図中点
線で示した丸１２は、データマークを配置することが可
能な位置を示している。ここでは、データマーク１１が
情報の論理値「１」に相当し、点線で示した丸１２、す
なわちデータマーク１１が配置されていない部分が論理
値「０」に相当するものとする。

【００３０】なお、この実施の形態の説明において、デ
ータマーク１１は、データマーク１１が配置されていな
い部分（点線で示した丸１２）に比較して、屈折率や吸
光度の違いから、生成される近視野光の強度が大きくな
るような材料または物理構造であるものとするが、他に
も偏光方向や吸収係数等の光物性の違いにより区別でき
る材料または物理構造であってよい。

【００３１】また、図１において、データマーク１１の
配置を可能とする部分以外の表面には、遮光膜１３が被
覆されており、記録媒体１０の裏面から照射される入射
光が表面に現れるのを防いでいる。この遮光膜１３によ
って、記録媒体１０の裏面から照射される入射光を特に
全反射条件とせずに、記録媒体１０に照射する方向の精
密な調整を不要としている。

【００３２】さらに、データマーク配置層の下層に配置
されている位相シフタ配置層は、図示しているように、
位相シフタ部１４と、位相シフタの配置されていない透
過部１５とが交互に配置されて構成されている。なお、
透過部１５は、記録媒体１０の基材と同一の材料で形成
されることが好ましく、入射光を透過させる透明な材料
である。そして、位相シフタ部１４および透過部１５の
長手方向に各々一列に、記録される情報に応じてデータ
マーク１１が配列される。ただし、位相シフタ部１４お
よび透過部１５の長手方向に垂直な方向に沿ってデータ
マーク１１の有無を検出するものとする。

【００３３】ここで、位相シフタとは、記録媒体１０の
裏面に照射される入射光の波長に対して十分に大きな透
過率を有し、かつ記録媒体１０の基材に対して１８０度
の位相差を有する透明の材料からなり、例えば、塗布に
よるガラス膜やスパッタによるＳｉＯ２膜である。

【００３４】図２は、図１におけるＡ−Ａ’断面線にお
ける記録媒体１０の断面図とデータマーク１１において
生成される近視野光との関係を示す図である。図２にお
いて、記録媒体１０は、全反射条件以外において入射光
を十分透過する材料からなる基材１６上に、上記した位
相シフタ配置層と、さらにその上にデータマーク配置層
とが積層されて構成されている。

【００３５】また、図２においては、記録媒体１０の上
方に近視野光プローブ８が配置されており、この近視野
光プローブ８は、図中右方向を走査方向として移動する
ことにより、記録媒体１０上に配置されたデータマーク
１１に生成される近視野光を逐次的に検出する。例え
ば、図２に示す部分において、データマーク１１が記録
されている部分（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）を「１」と
し、データマーク１１が記録されていない部分を「０」
すると、図中左から「０１１０１」の信号として再生さ
れる。

【００３６】よって、上記「１」に対応するデータマー
ク１１ａ、１１ｂ、１１ｃに十分に近接した位置におけ
る近視野光の振幅は、理想的には図２の近視野光振幅分
布（媒体表面）に示すように、矩形波として表すことが
できる。ここで、近視野光振幅分布（媒体表面）におい
てマイナスの領域は、位相シフタ部１４を透過して生成
された近視野光を示している。すなわち、位相シフタ部
１４上に生成される近視野光は、透過部１５を透過して
生成された近視野光に対して１８０度反転した位相を有
する。

【００３７】これに対して、図２の近視野光振幅分布
（微小開口部）は、近視野光プローブ８の微小開口９に
達した近視野光、すなわちデータマーク１１から近視野
光プローブ８までのある一定の距離を隔てた位置におけ
る近視野光の振幅分布を示している。この近視野光振幅
分布（微小開口部）において、データマーク１１ａにつ
いてはプラスの領域に、データマーク１１ｂおよび１１
ｃについてはマイナスの領域に、各データマークの中心
軸上を最大として左右滑らかに減衰した広がりを有する
ことが示されている。

【００３８】そして、図２の近視野光強度分布（微小開
口部）は、上記した近視野光振幅分布（微小開口部）に
よってもたらされる近視野光の強度分布を示している。
すなわち、透過部１５を透過した入射光により記録媒体
１０の表面に生成された近視野光振幅と、位相シフタ部
１４を透過した入射光により記録媒体１０の表面に生成
された近視野光振幅との和の絶対値が示されている。図
示されているように、隣接したデータマーク１１ａおよ
び１１ｂにおいてそれぞれ生成された近視野光は、従来
において、隣接したデータマークの近視野光振幅の裾部
分が重なることにより近視野光の境界が不明瞭となって
いたのに対して、位相シフタ部１４によるマイナス領域
の近視野光の存在により、その境界が明瞭となってい
る。すなわち、これら隣接したデータマークを分離して
認識することが可能になる。

【００３９】以上に説明したように、実施の形態１に係
る記録媒体１０によれば、近視野光情報再生装置におい
て採用される再生方式をコレクションモードとした場合
に、記録媒体１０の裏面から照射される入射光の波長に
対して十分な透過率を有する基材１６上に、記録媒体１
０の裏面から照射される入射光の波長に対して透明であ
りかつその入射光の位相を１８０度シフトさせる位相シ
フタ部１４とその入射光の波長に対して透明である透過
部１５とが交互に配置された位相シフト配置層を形成
し、さらにそれら位相シフタ部１４の上部と透過部１５
の上部にそれぞれ位置する部分に一列にデータマーク１
１を配置することが可能なデータマーク配置層を形成
し、データマーク１１およびデータマーク１１を配置す
ることが可能な部分以外に遮光膜１３を被覆しているの
で、位相シフタ部１４を透過した入射光により記録媒体
１０上に生成された近視野光の広がりと、透過部１４を
透過した入射光により記録媒体１０上に生成された近視
野光の広がりとが打ち消し合うことで、隣り合ったデー
タマーク１１またはデータマーク１１を配置可能な部分
において生成された近視野光のコントラストを向上させ
ることができ、これにより、データマーク１１の隣接距
離を小さくして、記録密度を向上させることが可能にな
る。

【００４０】（実施の形態２）つぎに、実施の形態２に
係る記録媒体について説明する。図３は、実施の形態２
に係る記録媒体の一部分を示す図である。図３に示す記
録媒体２０は、記録媒体の表面に遮光膜を被覆しないこ
とのみが実施の形態１に係る記録媒体１０と異なる。よ
って、図３において、記録媒体２０は、近視野光を生成
するのに十分な光透過率を有する基材上に形成された位
相シフタ配置層とさらにその位相シフタ配置層上に形成
されたデータマーク配置層とから構成される。

【００４１】ここで、位相シフタ配置層は、実施の形態
１と同様に、位相シフタ部２４と透過部２５とが交互に
配置されて形成されたものであり、データマーク配置層
は、データマーク２１が形成される領域である。なお、
図中点線で示した丸２２は、データマークを配置するこ
とが可能な位置を示している。

【００４２】また、図１において、データマーク２１の
配置を可能とする部分以外の表面に、遮光膜が被覆され
ていないため、実施の形態１のように記録媒体２０の裏
面に対して任意な角度（垂直な方向を含む）によって入
射光を照射した場合には、その入射光が表面に現れてし
まうために都合が悪い。よって、この入射光を全反射と
なる角度によって記録媒体２０の裏面に照射して、記録
媒体２０の表面において滲み出しによる近視野光のみを
生成する必要がある。

【００４３】図４は、図３におけるＢ−Ｂ’断面線にお
ける記録媒体２０の断面図とデータマーク２１において
生成される近視野光との関係を示す図である。図４にお
いて、記録媒体２０は、全反射条件において照射される
滲み出しによる入射光を十分透過する材料からなる基材
２６上に、上記した位相シフタ配置層と、さらにその上
にデータマーク配置層とが積層されて構成されている。

【００４４】また、図４においても、図２と同様に、記
録媒体２０の上方に近視野光プローブ８が配置されてお
り、この近視野光プローブ８は、図中右方向を走査方向
として移動することにより、記録媒体２０上に配置され
たデータマーク２１に生成される近視野光を逐次的に検
出する。

【００４５】よって、図２と同様に、データマーク２１
ａ、２１ｂおよび２１ｃに十分に近接した位置における
近視野光の振幅は、理想的には図４の近視野光振幅分布
（媒体表面）に示すように、矩形波として表すことがで
きる。ただし、各データマーク間において遮光膜が存在
しないため、近視野光の振幅が０となる領域が存在しな
いことが、図２と異なる。

【００４６】これに対して、図４の近視野光振幅分布
（微小開口部）は、近視野光プローブ８の微小開口９に
達した近視野光の振幅分布を示している。この近視野光
振幅分布（微小開口部）において、データマーク２１ａ
についてはプラスの領域に、データマーク１１ｂおよび
１１ｃについてはマイナスの領域に、各データマークの
中心軸上を最大として左右滑らかに減衰した広がりを有
することが示されている。特に、データマークが配置さ
れていない部分の近視野光は、ブロードして連なった広
がりを有している。

【００４７】そして、図４の近視野光強度分布（微小開
口部）は、上記した近視野光振幅分布（微小開口部）に
よってもたらされる近視野光の強度分布を示している。
すなわち、透過部２５を透過した入射光により記録媒体
２０の表面に生成された近視野光振幅と、位相シフタ部
２４を透過した入射光により記録媒体２０の表面に生成
された近視野光振幅との和の絶対値が示されている。図
示されているように、隣接したデータマーク２１ａおよ
び２１ｂにおいてそれぞれ生成された近視野光は、近視
野光の境界が明瞭となっている。すなわち、これら隣接
したデータマークを分離して認識することが可能にな
る。

【００４８】以上に説明したように、実施の形態２に係
る記録媒体２０によれば、近視野光情報再生装置におい
て採用される再生方式をコレクションモードとした場合
に、記録媒体２０の裏面から照射される入射光の波長に
対して十分な透過率を有する基材２６上に、記録媒体２
０の裏面から全反射条件で照射される入射光の波長に対
して透明でありかつその入射光の位相を１８０度シフト
させる位相シフタ部２４とその入射光の波長に対して透
明である透過部２５とが交互に配置された位相シフト配
置層を形成し、さらにそれら位相シフタ部２４の上部と
透過部２５の上部にそれぞれ位置する部分に一列にデー
タマーク２１を配置することが可能なデータマーク配置
層を形成しているので、位相シフタ部２４を透過した入
射光により記録媒体２０上に生成された近視野光の広が
りと、透過部２４を透過した入射光により記録媒体２０
上に生成された近視野光の広がりとが打ち消し合うこと
で、隣り合ったデータマーク２１またはデータマーク２
１を配置可能な部分において生成された近視野光のコン
トラストを向上させることができ、これにより、データ
マーク２１の隣接距離を小さくして、記録密度を向上さ
せることが可能になる。

【００４９】さらに、データマーク２１間において遮光
膜の形成を必要としないため、実施の形態１に係る記録
媒体と比較して、記録媒体の作製工程を減らすことがで
きるとともに、データマーク２１間をより近接させて形
成することができる。

【００５０】（実施の形態３）つぎに、実施の形態２に
係る記録媒体について説明する。図５は、実施の形態３
に係る記録媒体の一部分を示す図である。図５におい
て、記録媒体３０は、近視野光を生成するのに十分な光
透過率を有する基材上に、位相シフタ３３を被覆し、こ
の位相シフタ３３を被覆しない部分をデータマーク３１
として配列することで情報を記録している。なお、図中
点線で示した丸３２は、データマークを配置することが
可能な位置を示している。ここで、位相シフタ３３は、
記録媒体３０の裏面から全反射条件において照射される
滲み出しによる入射光の波長に対して２〜２０％程度の
透過率を有し、かつ記録媒体３０の基材３６に対して１
８０度の位相差を有する半透明の材料（特に、この半透
明の位相シフタをハーフトーン型位相シフタと称する）
からなり、例えば、塗布によるガラス膜やスパッタによ
るＳｉＯ２膜である。

【００５１】図６は、図５におけるＣ−Ｃ’断面線にお
ける記録媒体３０の断面図とデータマーク３１において
生成される近視野光との関係を示す図である。また、図
６においても、図２と同様に、記録媒体３０の上方に近
視野光プローブ８が配置されており、この近視野光プロ
ーブ８は、図中右方向を走査方向として移動することに
より、記録媒体３０上に配置されたデータマーク３１に
生成される近視野光を逐次的に検出する。

【００５２】よって、図２と同様に、データマーク３１
ａ、３１ｂおよび３１ｃに十分に近接した位置における
近視野光の振幅は、理想的には図６の近視野光振幅分布
（媒体表面）に示すように、矩形波として表すことがで
きる。この近視野光振幅分布（媒体表面）においてマイ
ナスの領域は、位相シフタ３３上に生成された近視野光
を示している。すなわち、位相シフタ３３上に生成され
る近視野光は、各データマークに生成された近視野光に
対して１８０度反転した位相を有し、かつ各データマー
クに生成された近視野光の強度に比較して透過率の違い
による十分に小さな強度を有する。

【００５３】これに対して、図６の近視野光振幅分布
（微小開口部）は、近視野光プローブ８の微小開口９に
達した近視野光、すなわちデータマーク３１から近視野
光プローブ８までのある一定の距離を隔てた位置におけ
る近視野光の振幅分布を示しており、各データマークに
ついては、プラスの領域に各データマークの中心軸上を
最大として左右滑らかに減衰した広がりを有することを
示し、その他の位相シフタ７が被覆された部分について
は、マイナスの領域に各データマークまたは位相シフタ
３３のエッジにおいて滑らかに０に近づく広がりを有す
ることを示している。

【００５４】また、図６の近視野光強度分布（微小開口
部）は、上記した近視野光振幅分布（微小開口部）によ
ってもたらされる近視野光の強度分布を示している。す
なわち、データマーク３１において生成される近視野光
振幅と、位相シフタ３３において生成された近視野光と
の和の絶対値が示されている。図示されているように、
隣接したデータマーク３１ａおよび３１ｂにおいてそれ
ぞれ生成された近視野光は、従来において、隣接したデ
ータマークの近視野光振幅の裾部分が重なり、近視野光
の境界が不明瞭となっていたのに対して、位相シフタ３
３によるマイナス領域の近視野光の存在により、その境
界が十分に明瞭となり、これらデータマークを分離して
認識することが可能になる。

【００５５】以上に説明したように、実施の形態３に係
る記録媒体３０によれば、近視野光情報再生装置におい
て採用される再生方式をコレクションモードとした場合
に、記録媒体３０の裏面から照射されるレーザ光の波長
に対して十分な透過率を有する基材３６の表面に、記録
媒体３０の裏面から全反射条件で照射される入射光の波
長に対して半透明でありかつその入射光の位相を１８０
度シフトさせる位相シフタ３３を被覆し、この位相シフ
タ３３が被覆されない開口部をデータマーク３１として
配列しているので、データマーク３１に生成された近視
野光のデータマーク３１のエッジ部分における近視野光
の広がりと、位相シフタ３３のエッジ部分における近視
野光の広がりとが打ち消し合うことで、データマーク３
１による近視野光のコントラストを向上させることがで
き、これにより、データマーク３１の隣接距離を小さく
して、記録密度を向上させることが可能になる。

【００５６】（実施の形態４）つぎに、実施の形態４に
係る近視野光プローブについて説明する。図７は、本発
明の実施の形態４に係る近視野光プローブの概略構成図
であり、特にこの近視野光プローブは上述したイルミネ
ーションモードの場合に有効となる。図７において、近
視野光プローブ５０は、半導体製造プロセスを用いて、
例えばシリコン基板からなる平面基板５１に、これを貫
通するように貫通穴５２が形成されている。また、貫通
穴３２の一方の開口には、それを塞ぐように位相シフタ
５３が形成され、さらに、その位相シフタ５３には微小
開口５４が貫通して形成されている。この微小開口５４
は、近視野光を生成するのに適した大きさであり、例え
ば数十ナノメートルの径を有している。

【００５７】ここで、位相シフタ５３は、実施の形態３
において説明した位相シフタ３３と同様なハーフトーン
型位相シフタであり、貫通孔５２の他方の開口から導入
されるレーザ光等の入射光の位相を反転（１８０度シフ
ト）させるとともに、光強度を十分に減衰して透過させ
る。特に、位相シフタ５３は、微小開口５４において生
成される近視野光の強度の５分の１以下程度の透過率を
有する必要があり、半透明というよりもむしろほとんど
不透明に近い。この透過光（滲み出し効果による近視野
光を含む）は、微小開口５４において生成される近視野
光とともに記録媒体４０の表面に照射される。

【００５８】微小開口５４において生成された近視野光
５５が記録媒体４０上のデータマーク４１上に配置され
ると、データマーク４１による強い散乱を受け、散乱光
（伝播光）が生じる。この散乱光が図示しない光検出器
において検出されて再生信号に変換されることにより、
データマーク４１の認識が達成される。

【００５９】図８は、近視野光プローブ５０の位相シフ
タ５３の部分と、微小開口５４の近傍において透過され
る伝播光および微小開口５４において生成される近視野
光との関係を示す図である。微小開口５４に十分に近接
した位置における近視野光の振幅は、理想的には図８の
近視野光振幅分布（微小開口部）に示すように、矩形状
として表すことができる。近視野光振幅分布（微小開口
部）においてマイナスの領域は、位相シフタ５３を透過
した伝播光を示している。すなわち、位相シフタ５３を
透過した伝播光は、微小開口５４において生成された近
視野光に対して１８０度反転した位相を有し、かつ微小
開口５４に生成された近視野光の強度に比較して十分に
小さな強度を有する。

【００６０】これに対して、図８の近視野光振幅分布
（媒体表面）は、記録媒体４０に達した近視野光、すな
わち近視野光プローブ５０から記録媒体４０の表面まで
のある一定の距離を隔てた位置における近視野光および
伝播光の振幅分布を示しており、近視野光５５について
は、プラスの領域に微小開口５４の中心軸上を最大とし
て左右滑らかに減衰した広がりを有することを示し、伝
播光については、マイナスの領域に微小開口５４または
位相シフタ５３のエッジにおいて滑らかに０に近づく広
がりを有することを示している。

【００６１】また、図８の近視野光強度分布（媒体表
面）は、上記した近視野光振幅分布（媒体表面）によっ
てもたらされる近視野光および伝播光の強度分布を示し
ている。すなわち、微小開口５４において生成される近
視野光振幅と、位相シフタ５３において生成される伝播
光との和の絶対値が示されている。図示されているよう
に、微小開口５４において生成された近視野光は、位相
シフタ５３によるマイナス領域の伝播光の存在により、
その微小開口５４のエッジ部における近視野光の広がり
がカットされ、よりシャープな分布の近視野光を得るこ
とができる。

【００６２】以上に説明したように、実施の形態４に係
る近視野光プローブ５０によれば、近視野光プローブ５
０の貫通穴５２の開口に、貫通穴５２に導入される入射
光の波長に対して半透明でありかつそのレーザ光の位相
を１８０度シフトさせる位相シフタ５３が形成され、さ
らに位相シフタ５３に近視野光を生成するのに適した径
の微小開口５４形成されているので、近視野光情報再生
装置において採用される再生方式をイルミネーションモ
ードとした場合に、微小開口５４に生成される近視野光
の広がりと位相シフタ５３を透過した伝播光の広がりと
が双方のエッジ部分において打ち消し合うことでシャー
プな近視野光を得ることができ、これにより記録媒体４
０に配置されたデータマーク２１に対して、より局所的
に相互作用を施すことができ、データマーク４１を高密
度に記録した記録媒体４０に対しての情報の再生を可能
とする。

【００６３】（実施の形態５）つぎに、実施の形態５に
係る近視野光プローブについて説明する。図９は、実施
の形態５に係る近視野光プローブの概略構成図であり、
特にこの近視野光プローブは、実施の形態４と同様に、
イルミネーションモードの場合に有効となる。図９にお
いて、近視野光プローブ６０は、半導体製造プロセスを
用いて、例えばシリコン基板からなる平面基板６１に、
これを貫通するように貫通穴６２が形成されている。ま
た、貫通穴６２の一方の開口には、遮光膜６５の形成に
より開口部が形成され、さらに、その開口部を塞ぐよう
にかつ遮光膜６５を覆って位相シフタ６３が形成され
る。つづいて、位相シフタ６３において下層に遮光膜６
５が配置されていない部分に、例えばＦＩＢ（フォーカ
スト・イオン・ビーム）により微小開口６４が貫通して
形成されている。なお、微小開口６４は、上記した遮光
膜６５の開口部よりも小さくする必要がある。遮光膜６
５の開口部および微小開口６４はともに、近視野光を生
成するのに適した大きさであり、例えば数十ナノメート
ルの径を有している。

【００６４】ここで、位相シフタ６３は、貫通孔６２の
他方の開口から導入される入射光の位相を反転（１８０
度シフト）させ、入射光を十分に透過させる透明型の位
相シフタである。したがって、入射光の導入により、遮
光膜６５の開口部によって生成されかつ位相シフタ６３
を透過して位相が反転された近視野光（第１の近視野光
と称する）と、微小開口６４によって生成された近視野
光との２種類の近視野光（第２の近視野光と称する）が
生じる。

【００６５】特にこの場合、微小開口６４において生成
された近視野光６６を記録媒体４０上のデータマーク４
１上に配置することにより、散乱光（伝播光）を生じさ
せ、この散乱光を図示しない光検出器により検出するこ
とでデータマーク４１の認識を達成する。

【００６６】図１０は、上記した第１の近視野光と、第
２の近視野光との関係を示す図である。微小開口６４に
十分に近接した位置における近視野光（第１の近視野光
および第２の近視野光）の振幅は、理想的には図１０の
近視野光振幅分布（微小開口部）に示すように、矩形状
として表すことができる。なお、近視野光振幅分布（微
小開口部）において、プラスの領域は、第２の近視野光
を示しており、マイナスの領域は、第１の近視野光を示
している。すなわち、位相シフタ６３を透過した第１の
近視野光は、微小開口６４において生成された第２の近
視野光に対して１８０度反転した位相を有する。

【００６７】これに対して、図１０の近視野光振幅分布
（媒体表面）は、記録媒体４０に達した近視野光、すな
わち近視野光プローブ４０から記録媒体４０の表面まで
のある一定の距離を隔てた位置における第１の近視野光
および第２の近視野光の振幅分布を示しており、第２の
近視野光については、プラスの領域に微小開口６４の中
心軸上を最大として左右滑らかに減衰した広がりを有す
ることを示し、第１の近視野光については、マイナスの
領域に位相シフタ６３および遮光膜６５のエッジ部にお
いて滑らかに０に近づく広がりを有することを示してい
る。

【００６８】また、図１０の近視野光強度分布（媒体表
面）は、上記した近視野光振幅分布（媒体表面）によっ
てもたらされる第１の近視野光および第２の近視野光の
強度分布を示している。すなわち、位相シフタ６３を透
過する近視野光振幅と、微小開口６４において生成され
る近視野光振幅との和が示されている。図示されている
ように、第２の近視野光は、位相シフタ６３によるマイ
ナス領域の第１の近視野光の存在により、その微小開口
６４のエッジ部における近視野光の広がりがカットさ
れ、よりシャープな分布の近視野光を得ることができ
る。

【００６９】以上に説明したように、実施の形態５に係
る近視野光プローブ６０によれば、近視野光を生成する
ための開口部を、遮光膜６３の部分的な被覆により形成
し、この開口部を塞ぐように、貫通穴６２に導入される
入射光の波長に対して透明でありかつそのレーザ光の位
相を１８０度シフトさせる位相シフタ６３を形成して、
この位相シフタ６３に貫通した微小開口６４を設けてい
るので、近視野光情報再生装置において採用される再生
方式をイルミネーションモードとした場合に、微小開口
６４に生成される近視野光の広がりと位相シフタ６３を
透過した近視野光の広がりとが双方のエッジ部分におい
て打ち消し合うことでシャープな近視野光を得ることが
でき、これにより記録媒体４０に配置されたデータマー
ク４１に対して、より局所的に相互作用を施すことがで
き、データマーク４１を高密度に記録した記録媒体４０
に対する情報の再生を可能とする。

【００７０】以上の説明において実施の形態４および５
にかかる近視野光プローブは、局所的なシャープな近視
野光の生成を可能とすることから、記録媒体上の情報の
再生だけでなく、例えば、比較的強度の大きな光照射に
よりデータマークの生成が可能な相変化膜を被覆した記
録媒体に対して、情報の高密度な記録をおこなうことも
できる。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に係る発明
によれば、位相シフタ部を透過した入射光により記録媒
体上に生成された近視野光の広がりと、透過部を透過し
た入射光により記録媒体上に生成された近視野光の広が
りとが打ち消し合うことで、隣り合ったデータマークま
たはデータマーク２１を配置可能な部分において生成さ
れた近視野光のコントラストを向上させることができ、
これにより、データマークの隣接距離を小さくして、記
録密度を向上させることが可能な記録媒体を提供するこ
とができるという効果を奏する。

【００７２】また、請求項２に係る発明によれば、デー
タマーク配置層の表面において、データマークおよびデ
ータマークを配置することが可能な部分以外に遮光膜を
被覆しているので、全反射条件以外の照射光の入射に対
しても、記録媒体の表面において近視野光のみが得られ
る記録媒体を提供することができるという効果を奏す
る。

【００７３】また、請求項３に係る発明によれば、記録
される情報の単位となるデータマークに生成された近視
野光のデータマークのエッジ部分における近視野光の広
がりと、位相シフタのエッジ部分における近視野光の広
がりとが打ち消し合うことで、データマークに生成され
る近視野光のコントラストを向上させることができ、こ
れにより、データマーク間の隣接距離を小さくして、記
録密度を向上させることが可能な記録媒体を提供するこ
とができるという効果を奏する。

【００７４】また、請求項４に係る発明によれば、微小
開口に生成される近視野光の広がりと位相シフタを透過
した伝播光の広がりとが双方のエッジ部分において打ち
消し合うことでシャープな近視野光を得ることができ、
これにより記録媒体に配置された情報の単位となるデー
タマークに対して、より局所的に相互作用を施すことが
でき、データマークを高密度に記録した記録媒体におけ
る情報の再生を可能とする近視野光プローブを提供する
ことができるという効果を奏する。

【００７５】また、請求項５に係る発明によれば、位相
シフタを透過した第１の近視野光の広がりと第２の微小
開口に生成される近視野光の広がりとが双方のエッジ部
分において打ち消し合うことでシャープな近視野光を得
ることができ、これにより記録媒体に配置された情報の
単位となるデータマークに対して、より局所的に相互作
用を施すことができ、データマークを高密度に記録した
記録媒体における情報の再生を可能とする近視野光プロ
ーブを提供することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１に係る記録媒体の一部分を示す図
である。

【図２】図１のＡ−Ａ’断面線における記録媒体の断面
図とデータマークにおいて生成される近視野光との関係
を示す図である。

【図３】実施の形態２に係る記録媒体の一部分を示す図
である。

【図４】図３のＢ−Ｂ’断面線における記録媒体の断面
図とデータマークにおいて生成される近視野光との関係
を示す図である。

【図５】実施の形態３に係る記録媒体の一部分を示す図
である。

【図６】図５のＣ−Ｃ’断面線における記録媒体の断面
図とデータマークにおいて生成される近視野光との関係
を示す図である。

【図７】実施の形態４に係る近視野光プローブの概略構
成図である。

【図８】実施の形態４に係る近視野光プローブにおい
て、位相シフタの部分と、微小開口の近傍において透過
される伝播光および微小開口において生成される近視野
光との関係を示す図である。

【図９】実施の形態５に係る近視野光プローブの概略構
成図である。

【図１０】実施の形態５に係る近視野光プローブにおい
て、第１の近視野光と第２の近視野光との関係を示す図
である。

【図１１】従来の走査型近視野原子間力顕微鏡の概略構
成を示すブロック図である。

【図１２】近視野光を利用した従来の記録媒体を示す図
である。

【図１３】図１２のＤ−Ｄ’断面線における記録媒体の
断面図とデータマークにおいて生成される近視野光との
関係を示す図である。

【符号の説明】

１１，２１，３１ データマーク １４，２４ 位相シフタ部 １５，２５ 透過部 １２，２２，３２ データマーク配置可能部分 １０，２０，３０ 記録媒体 ３３，５３ ハーフトーン型の位相シフタ ５０，６０ 近視野光プローブ ５１，６１ 平面基板 ５２，６２ 貫通穴 ５４，６４ 微小開口 ６３ 透過型の位相シフタ ６５ 遮光膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 千葉 徳男 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 笠間 宣行 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 加藤 健二 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 新輪 隆 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 Ｆターム(参考） 2F069 AA60 BB17 BB40 GG07 GG62 JJ06 JJ17 LL04 5D029 JB45 NA01 5D090 AA01 DD05 FF11 FF41 GG11 5D119 AA11 AA22 BA01 JA31 JA34 JA58

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 近視野光を利用して再生される情報を媒
   体表面に形成した記録媒体において、 前記近視野光を生成するために照射される照射光の波長
   に対して透明な媒体基材と、 前記照射光の波長に対して透明である透過部と前記照射
   光の波長に対して透明でありかつ該照射光の位相を１８
   ０度シフトさせる位相シフタ部とが前記媒体基材の表面
   に平行な方向にかつ情報の再生方向に交互に配置されて
   構成される位相シフタ配置層と、 前記位相シフタ配置層上に形成され、前記透過部および
   前記位相シフタ部の各々に前記再生方向に対して一つず
   つ対応させて前記情報の単位となるデータマークが配置
   されるデータマーク配置層と、 から構成されたことを特徴とする記録媒体。
2. 【請求項２】 前記データマーク配置層は、その表面に
   おいて、前記データマークが配置される部分を除く領域
   に前記照射光を遮光する遮光膜が形成されたことを特徴
   とする請求項１に記載の記録媒体。
3. 【請求項３】 近視野光を利用して再生される情報を媒
   体表面に形成した記録媒体において、 前記近視野光を生成するために照射される照射光の波長
   に対して透明な媒体基材と、 前記照射光の波長に対して半透明でありかつ当該照射光
   の位相を１８０度シフトさせる位相シフタと、 から構成され、 前記媒体基材の表面において、前記近視野光が生成され
   かつ前記情報の単位となるデータマークを除く領域に、
   前記位相シフタを設けたことを特徴とする記録媒体。
4. 【請求項４】 近視野光を生成する微小開口を有する近
   視野光プローブにおいて、 貫通穴が形成された平面基板と、 前記近視野光を生成するために照射される照射光の波長
   に対して半透明でありかつ当該照射光の位相を１８０度
   シフトさせる位相シフタと、 を備え、 前記位相シフタは、前記貫通穴の一方の開口を塞ぐよう
   に設けられかつ前記微小開口を設けたことを特徴とする
   近視野光プローブ。
5. 【請求項５】 近視野光を生成する微小開口を有する近
   視野光プローブにおいて、 貫通穴が形成された平面基板と、 前記近視野光を生成するために照射される照射光の波長
   に対して不透明な遮光膜と、 前記照射光の波長に対して透明でありかつ当該照射光の
   位相を１８０度シフトさせる位相シフタと、 を備え、 前記遮光膜は、前記貫通穴の一方の開口を塞ぐように設
   けられかつ前記近視野光を生成するための第１の微小開
   口を設け、 前記位相シフタは、前記第１の微小開口を塞ぐように設
   けられかつ前記第１の微小開口よりも小さい第２の微小
   開口を設けたことを特徴とする近視野光プローブ。