JP2015122127A - 光学的情報記録方法および光学的情報記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録単位のピッチを小さくすると、隣接する記録単位へのクロスライトが増大する課題があった。
【解決手段】プローブの近接場光の発生部が記録単位の中心位置を通過する時刻をｔｃとし、パルス光が与えるエネルギー中心の時刻をｔａｖとしたときに、ｔａｖをｔｃよりも遅い時刻とするようにパルス光を照射する。すなわち、プローブの先端位置２０１が記録対象の記録単位２０３の中心位置を通過した後の時刻に、パルス光をプローブに照射する。これにより、一個手前の記録単位２０４へのクロスライトの影響を低減することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、光学的にデータを記録する記録方法／記録装置に関するもので、特に、高密度に情報を記録する方法に関連するものである。

一般に、光ディスクをはじめとする光学的情報記録媒体では、レーザ光を回折限界まで絞ることにより媒体上の微小領域に情報が記録される。回折限界はレーザ光の波長と対物レンズの開口数によって決定されるので、これまでの光ディスクの高密度化は、レーザ光源の短波長化と対物レンズの開口数の向上という、２つの手段によって実現されてきた。

しかし近年、ユーザーの取り扱うデータ量が急激に増大していることから、記録媒体には一層の大容量化が強く要望されている。光ディスクにもこのような要望に応えることが求められているが、従来の高密度化手段のみでは限界があると考えられている。

そこで光記録に近接場光を利用する方法が提案され、最近注目を集めている。近接場光は非伝搬光であり、光の波長よりも小さいサイズの金属散乱体、開口や微粒子などに光を照射したときに発生する。この近接場光が生成される領域は、回折限界よりも小さいサイズにすることが可能である。近接場光を発生させるための構造物をここではプローブと呼ぶ。

先鋭化させた金属散乱体をプローブとして用い近接場光を発生させる方法が、例えば特許文献１に開示されている。記録時はプローブと記録媒体とを数ｎｍ〜数十ｎｍの間隔で配置し、プローブに光を照射すると、金属の表面プラズモン共鳴によりプローブの先端とその記録単位との間に電場が集中して誘起され、近接場光が局在して発生する。この近接場光のエネルギーが媒体中の微小領域の物理的性質を変化させる。

ところで記録領域が微小になると、その領域が隣接する記録領域の影響を受けやすくなって安定性が低くなり、記録した情報が消えてしまったり別の情報に変化する現象が発生しうる。また、記録に利用されたエネルギーが熱などの形態で媒体中を伝搬し、結果的に記録領域のサイズが拡大する現象も起こりうる。

こうした問題に対処するため、記録媒体中の各微小領域を材料的または熱的に孤立させた記録単位とし、原則として一つの記録単位に１ビットの情報を記録する媒体が提案されている。このような記録媒体はパターンドメディアと呼ばれ、例えば特許文献２に開示されている。特許文献２には、各記録単位に対して情報を記録するタイミングを制御する手段を有する装置が開示されている。また特許文献３では、微小開口を備えたプローブの中心が記録単位上に存在するときに記録光を照射することで、近接場光を記録単位に効率良く結合させて記録する方法が開示されている。

特許第３８８２４５６号公報 特開２００２−２７９６１６号公報 特開２００６−２９４２１１号公報

しかしながら上記従来の方法で微小な記録単位に情報を記録すると、隣接する記録単位の情報を記録するときに、情報が消去されてしまう現象（これをクロスライトと呼ぶ）が生ずるという課題が存在した。その課題について以下に説明する。

配列させた記録単位に沿ってプローブを移動させ、記録対象の記録単位の上に到達したときに記録光をプローブに照射すると、プローブの先端と記録対象の記録単位との間に近接場光が発生する。加えてプローブの先端と、記録対象の記録単位の前後左右に隣接する記録単位との間にも、電場が誘起される。その結果、それらの隣接する記録単位も光エネルギーを吸収して温度が上昇し、その温度および温度の継続時間が特定のしきい値を越すと、それらの隣接する記録単位の物理的性質も変化する。

例えば記録単位が主として相変化材料から構成されるものである場合、一度アモルファスとして情報を書き込んだ記録単位が、一個後（すなわち次）の記録単位を記録するときにも温度が結晶化温度以上に上昇することにより、結晶に変化してしまう現象が起こりうる。

プローブのサイズと比べて記録単位のピッチ（配列周期）が小さくなる（すなわち、記録媒体を高密度化する）ほど、このクロスライトの影響が大きくなり、結果として情報を正しく記録できないという課題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するためになされるものであり、記録単位のピッチが小さい場合でもクロスライトの影響を低減し、情報を正確に記録できる方法を提供するものである。

前記目的を達成するため、本発明に係る光学的情報記録方法は、トラック上で互いに分離した複数の記録単位を有する光学的情報記録媒体に対して、プローブをトラック方向に移動させながら、前記プローブにパルス光を照射し、前記プローブの近傍に発生させた近接場光を用いて前記記録単位に情報を記録する光学的情報記録方法であって、前記プローブの近接場光の発生部が前記記録単位の中心位置を通過する時刻をｔｃとし、前記パルス光が与えるエネルギー中心の時刻をｔａｖとしたときに、ｔａｖをｔｃよりも遅い時刻とすることを特徴とする。

この方法によれば、プローブのサイズと比べて記録単位のピッチが小さい場合でも、プローブの近接場光の発生部と１個手前の記録単位との間に生成される近接場光の強度を弱くすることができるので、クロスライトの影響を低減でき、情報を正確に記録することが可能となる。

また、本発明の光学的情報記録方法については、隣接するトラック上の前記記録単位に順次、情報を記録する光学的情報記録方法であって、前記プローブの近接場光の発生部を、前記トラックの中央から、前記トラックの次に記録する隣接トラックの方向にオフセットさせて情報を記録することが、トラックピッチをさらに小さくして記録密度を高くできる点でより好ましい。

また、本発明の光学的情報記録方法については、前記記録単位が六方配列であることが、光学的情報記録媒体に記録単位を容易に形成できるという点でより好ましい。

また、本発明の光学的情報記録方法については、前記六方配列の記録単位のピッチをｐとしたときに、前記オフセットの量δを下記の式１の範囲内とすることが、記録による記録材料の劣化を抑制できる点でより好ましい。

また、本発明の光学的情報記録方法については、前記記録単位の一個手前の記録単位の記録状態に応じてｔａｖを異ならせることが、一個手前の記録単位の状態に依存して記録対象の記録単位の光学的吸収量が変動するのを補正できるので、より正確に情報を記録できるという点でより好ましい。

また、前記目的を達成するため、本発明に係る光学的情報記録装置は、互いに分離した複数の記録単位を有する光学的情報記録媒体と、近接場光を発生させるためのプローブと、プローブにパルス光を照射する光照射手段を有し、前記プローブをトラック方向に移動させながら、前記プローブに前記パルス光を照射し、前記プローブの近傍に発生させた近接場光を用いて前記記録単位に情報を記録する光学的情報記録装置であって、前記光照射手段は、前記プローブの近接場光の発生部が前記記録単位の中心位置を通過する時刻をｔｃとし、前記パルス光が与えるエネルギー中心の時刻をｔａｖとしたときに、ｔａｖをｔｃよりも遅い時刻とするように前記パルス光を照射することを特徴とする。

この装置によれば、プローブのサイズと比べて記録単位のピッチが小さい場合でも、プローブの近接場光の発生部と１個手前の記録単位との間に生成される近接場光の強度を弱くすることができるので、クロスライトの影響を低減でき、情報を正確に記録することが可能となる。

プローブのサイズと比べて記録単位のピッチが小さい場合でも、クロスライトの影響を低減できる。これにより、より高密度な光学的情報記録方法を提供できる。

本発明の第１の実施の形態に係る光学的情報記録装置の構成を説明する図 本発明の第１の実施の形態に係る光学的情報記録装置の記録動作を説明する図 本発明の第１の実施の形態に係る光学的情報記録装置の記録動作の詳細を説明する図 本発明の第２の実施の形態に係る光学的情報記録装置の記録動作を説明する図 本発明の別の実施の形態に係る光学的情報記録装置の記録動作を説明する図 本発明の別の実施の形態に係る光学的情報記録装置の記録動作を説明する図 本発明の第１の実施例を説明する図 本発明の第２の実施例を説明する図 本発明の第３の実施例を説明する図 本発明の実施の形態に係る、パルス光のエネルギー中心の時刻を説明する図 本発明の実施の形態に係る、プローブの形状を示す図

以下、実施の形態を用いて本発明を説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る光学的情報記録装置の構成を説明する図である。

光学的情報記録媒体１０１は、互いに分離した複数の記録単位１０２を有する。記録単位１０２は、光学的情報記録媒体１０１中の微小領域を、材料的または熱的に孤立させた記録領域である。例えば、記録単位１０２は、光学的情報記録媒体１０１の基板上に形成された粒子状もしくは円柱状の記録領域であっても良い。もしくは、記録単位１０２は、他の領域とは異なる材料で構成された記録領域であっても良い。記録単位１０２は、互いに分離（孤立）した構造であれば良い。

プローブ１０３は先端を先鋭化させている。その先端は記録単位１０２に近接させる。

光学的情報記録装置は、プローブ１０３に光を照射し、プローブ１０３の近傍に発生させた近接場光を用いて、記録単位１０２に情報を記録する。すなわち、プローブ１０３に光を照射すると、金属の表面プラズモン共鳴によりプローブ１０３の先端とその記録単位１０２との間に電場が集中して誘起される。これにより、プローブ１０３の近接場光の発生部（例えば、プローブ１０３の先端）に、近接場光が局在して発生する。この発生した近接場光のエネルギーを利用し、例えば、記録単位１０２の物理的性質を変化させることで、情報を記録する。

媒体移動部１０４は、光学的情報記録媒体１０１とプローブ１０３との相対位置を移動させる。媒体移動部１０４は、例えば、スピンドルモータなどで構成されていても良い。すなわち、スピンドルモータで、例えば、ディスク状の光学的情報記録媒体を回転させることによって、光学的情報記録媒体とプローブとの相対位置を移動させても良い。もしくは、媒体移動部１０４は、光学的情報記録媒体１０１を移動させる代わりに、プローブ１０３を移動させる構成であっても良い。

光学的情報記録媒体１０１の移動により、プローブは一列の記録単位に対して情報の記録再生を行う。この一列の記録単位をトラック１１１と呼ぶ。また、トラックに沿ったプローブ１０３の移動方向をトラック方向と呼ぶ。

シーケンシャルに情報を記録再生する場合、あるトラックの記録再生が終わった後、それに隣接するトラックの記録再生を順次行う。この順次隣接するトラックに移っていく方向をスキャン方向と呼ぶ。スキャン方向はトラック方向と直交する。

光照射手段１０５は、プローブ１０３に光を照射して近接場光１０６を発生させる光照射部１０７、近接場光１０６の発生に伴う散乱光の変化を検出する光検出部１０８、光検出部１０８からの検出信号に基づいて、プローブ１０３の先端と各記録単位１０２との位置関係に同期した同期信号を発生させる同期信号生成部１０９、同期信号と記録情報に基づいて記録信号を生成し光照射部１０７に送出する記録信号生成部１１０、からなる。

次に図２および図３を用いて、本発明の実施の形態に係る光学的情報記録装置の動作を説明する。

図２（ａ）は、光学的情報記録媒体１０１を平面方向から見たときの、記録単位１０２の位置を示す図である。２０１はある瞬間のプローブの先端位置（近接場光の発生部の位置の一例）を示している。トラック方向をｘ方向とし、記録対象の記録単位２０３が原点にあるとする。記録対象の記録単位２０３に記録する前にすでに記録している記録単位を、１個手前の記録単位２０４と呼ぶ。記録対象の記録単位に記録した次に記録する記録単位を、１個後の記録単位２０５と呼ぶ。

図２（ｂ）は、光学的情報記録媒体１０１を断面方向から見たときの、記録単位１０２の位置、プローブ１０３の位置、および各記録単位に記録する記録情報を示す図である。図に示す５個の記録単位の中心は、ｘ軸上でそれぞれ−２ｐ、−ｐ、０、＋ｐ、＋２ｐの位置にあるものとする。ここでｐは記録単位のピッチを表す。また、記録対象の記録単位２０３（すなわちｘ＝０の位置にある記録単位）に１の情報を、それ以外の記録単位には０の情報を記録するものとする。

図２（ｃ）は、時刻ｔとプローブ１０３の先端位置との関係を示すグラフである。プローブ１０３と光学的情報記録媒体１０１との相対位置が等速で移動する場合には、時刻ｔとプローブ１０３の先端位置とは線形の関係になる。プローブ１０３が各記録単位の中心−２ｐ、−ｐ、０、ｐ、２ｐに位置する時刻を、それぞれｔａ、ｔｂ、ｔｃ、ｔｄ、ｔｅと定義する。

図２（ｄ）は、時刻ｔとプローブ１０３に照射される光のパワーとの関係を示すグラフである。本実施形態では記録対象の記録単位に記録するために、光照射部１０７においてパワーをＰｗ（ライトパワー）とＰｓ（スペースパワー）との間で変調し、矩形波のパルス２０２を発生させている。

本発明の特徴は、プローブ１０３の先端が記録対象の記録単位の中心位置を通過する時刻ｔｃよりもパルス光のエネルギー中心の時刻ｔａｖを遅延させることにある。これにより、記録に伴う近接場光のエネルギーがプローブ１０３の先端および記録対象の記録単位２０３に与えられるタイミングでは、プローブ先端位置２０１は、記録対象の記録単位の中心位置を通り過ぎた点（すなわちｘ＞０）に存在する。

ここでエネルギー中心の時刻ｔａｖについて説明する。エネルギー中心の時刻とは、記録のためにパルス光が記録単位に与えるエネルギーをＡとしたときに、０．５Ａとなる時刻を意味する。例えば、パルス波形が図１０（ａ）に示すようにパワーが矩形波で変化する波形の場合、時刻ｔまでのパワーの積分（すなわちエネルギー）は図１０（ｂ）に示す傾斜波形となる。矩形波では、パルスの立ち上がり時刻をｔ１、立ち下がり時刻をｔ２とすると、エネルギーが０．５Ａとなる時刻は、（ｔ１＋ｔ２）／２で表される。この時刻がエネルギー中心の時刻ｔａｖである。

図１０（ｃ）のように、幅の異なる複数個の矩形波パルスで一つの記録単位に記録する場合も、同様にエネルギー中心の時刻ｔａｖを求めることができる。図１０（ｄ）に示すように、２個目のパルスの発光途中にエネルギーが０．５Ａとなる時刻ｔａｖが存在する。

図１０（ｅ）のように、同じ幅の２個の矩形波パルスで一つの記録単位に記録するときには、２つのパルスの間の区間（ｔ３からｔ４）で０．５Ａとなる時間が連続することになる。この場合には図１０（ｆ）に示すように、連続する区間の中間の時刻（すなわち（ｔ３＋ｔ４）／２）をｔａｖとすれば良い。

この方法で記録することにより、記録対象の記録単位に記録する時点で、プローブ１０３の先端と１個手前の記録単位２０４との距離をより遠ざけることができる。故に、プローブ１０３の先端と１個手前の記録単位２０４との間に発生する近接場光の強度は弱くなり、１個手前の記録単位２０４へのクロスライトの影響を抑制することが可能となる。

一方、プローブ１０３の先端と１個後の記録単位２０５との距離はより近づくことになるので、１個後の記録単位２０５へのクロスライトは増大する。しかしながら１個後の記録単位２０５への記録は、記録対象の記録単位２０３への記録よりも時間的に後になるので、１個後の記録単位２０５へのクロスライトは問題とならない（すなわち、クロスライトが生じた後で情報が記録されるので問題ない）。

したがって、上記述べた方法で記録単位に順次記録していけば、各記録単位の１個手前の記録単位に対するクロスライトの影響を常に抑制できる。その結果、すべての記録単位１０２に対して情報を正確に記録することが可能となる。

なおｔｃに対してｔａｖを遅らせるほど、一個手前の記録単位２０４へのクロスライトを減少させられるが、ｔａｖを過度に遅らせると、記録対象の記録単位２０３と結合する近接場光の強度も低下する。その一方で、一個後の記録単位２０５と結合する近接場光の強度が増大する。それによって一個後の記録単位２０５に対する熱負荷が増え、記録材料が劣化して、光学的情報記録媒体の寿命が短くなるおそれがある。最も好ましいのは、時刻ｔａｖにおけるプローブ１０３の先端位置が０＜ｘ＜＋ｐの範囲内にあるように、ｔａｖを設定することである。

さらに図１および図３を用いて、パルス光の生成方法の一例を詳細に説明する。

図３（ａ）に、光学的情報記録媒体１０１のトラック上に設けた同期単位３０１と記録単位１０２の配列を示す。トラックには所定の周期で一連の同期単位３０１を配置する。同期単位３０１を設ける目的は、プローブ１０３が記録単位の中心位置を通過するタイミングに同期した同期信号を得ることにある。同期単位３０１は記録単位１０２と同じピッチで配置し、記録を禁止する記録単位とする。または、光感応性記録材料を備えない記録単位であってもよい。

プローブ１０３が一連の同期単位３０１の上をトラッキングしているときに、光照射部１０７がプローブ１０３に一定パワーの再生光を照射すると、プローブ１０３の先端に近接場光１０６が発生する。プローブ１０３の先端が同期単位３０１の中心位置にあるときと、同期単位３０１の間にあるときとでは、近接場光１０６の光量が変化する。光検出部１０８で近接場光の散乱成分を検出すると、その検出信号は図３（ｂ）に示すようになる。

同期信号生成部１０９は検出信号を２値化しその位相をロックして、同期信号を生成する。同期信号の波形を図３（ｃ）に示す。同期信号は、プローブ１０３の先端が一連の同期単位３０１の上にあるときだけでなく、記録単位１０２の上でも発生させる。

記録信号生成部１１０は、同期信号から、プローブ１０３の先端が記録対象の記録単位３０２の上にあるときのパルス信号を抽出する。そのパルス信号を記録信号生成部内の遅延回路（図示せず）に入力し、パルス信号にｔａｖ−ｔｃの遅延を生じさせる。さらにその信号をパルス波形調整回路（図示せず）に入力して、記録に適切なパルス幅に調整し、記録信号を生成する。記録信号は光照射部１０７へ送出される。

光照射部１０７は記録信号に基づいて、図３（ｄ）に示す波形で光のパワーを変調する。その結果、プローブ１０３の先端が記録対象の記録単位３０２の中心位置を通過する時刻ｔｃよりもパルス３０３の中心の時刻ｔａｖを遅延させて、パルス光を発生させることが可能となる。

以上述べたように本実施の形態では、プローブの近接場光の発生部（例えば、プローブの先端）が記録対象の記録単位の中心位置を通過する時刻よりもエネルギー中心の時刻を遅延させて記録することにより、１個手前の記録単位へのクロスライトの影響を抑制できるという特別の効果を奏する。

なお、同期信号を生成する方法は上記の方法に限定されない。媒体移動部１０４内に、媒体の移動量に応じて周期信号を出力するエンコーダを設け、エンコーダーの出力信号から同期信号を生成するものであっても良い。光学的情報記録媒体中の記録単位１０２の存在する領域とは別に同期のための専用領域を設け、光照射手段１０５とは独立した検出手段で検出信号を得るものであっても良い。記録単位１０２とプローブ１０３との位置関係に同期した信号が得られる方法であれば、どんな生成方法でも良い。

（第２の実施の形態）
ところで図２および図３に示した実施の形態の動作は、一次元に配列した記録単位に記録する場合のものであり、本発明の最も基本的な構成および動作を説明するものであった。実際には光学的情報記録媒体１０１の記録単位１０２は二次元的に配列される。したがって、あるトラックに隣接して別のトラック（これを隣接トラックと呼ぶ）が存在する。またある記録単位から見て、トラック方向だけでなくスキャン方向にも隣接する記録単位が存在することになる。

以下では第２の実施の形態として、トラックピッチ（すなわち隣接するトラック同士のピッチ）を、トラック方向の記録単位のピッチと比べて同等以下に小さくして、記録密度を高くすることができる動作を、図４を用いて説明する。

図４（ａ）は、記録単位が正方配列している場合の記録の動作を説明する図である。記録対象の記録単位４０３は、ｘｙ座標平面の原点にあるとする。まず、ｙ＝０上にある一連の記録単位を記録するときには、プローブ先端位置４０１はｙ＝δ上をトラッキングさせる。すなわち記録時のトラッキングの中心はトラックの中央から、常にスキャン方向に＋δだけオフセットさせる。また記録する順序として、隣接するトラック上の記録単位に順次、スキャン方向に記録を行うものとする。つまり、隣接するトラック上の記録単位に順次、情報を記録する場合に、プローブの近接場光の発生部（例えば、プローブの先端）を、トラックの中央から、トラックの次に記録する隣接トラックの方向にオフセットさせて情報を記録する。

さらに前述の実施形態と同様に、プローブの先端が記録対象の記録単位のｘ軸上での中心位置（図４（ａ）ではｘ＝０）を通過する時刻よりも、パルス光の中心の時刻ｔａｖを遅延させて記録する。

これにより、記録のための光エネルギーがプローブ１０３の先端および記録対象の記録単位に与えられるタイミングで、プローブ先端位置２０１は、ｘ軸上では記録対象の記録単位４０３の中心位置（すなわちｘ＝０）を通り過ぎた点に存在する。またｙ軸上では、記録対象の記録単位の中心位置（すなわちｙ＝０）からスキャン方向（すなわち次に記録するトラックの方向）にずれた点に存在する。

したがって、前述のように１個手前の記録単位４０４へのクロスライトの影響を抑制することができる。加えて、記録対象の記録単位４０３に記録する時点で、プローブ１０３の先端と、前に記録したトラックの方向に隣接する記録単位（これを第１の隣接記録単位４０５と呼ぶ）との距離をより遠ざけることができる。故に第１の隣接記録単位４０５へのクロスライトの影響を抑制することが可能となる。

一方、プローブ１０３の先端と次に記録するトラックの方向に隣接する記録単位（これを第２の隣接記録単位４０６と呼ぶ）との距離はより近づくことになるので、第２の隣接記録単位４０６へのクロスライトは増大する。しかしながら第２の隣接記録単位４０６への記録は、記録対象の記録単位４０３への記録よりも時間的に後になるので、第２の隣接記録単位４０６へのクロスライトは問題とならない（すなわち、クロスライトが生じた後で情報が記録されるので問題ない）。

したがって、上記述べた方法で記録単位に順次記録していけば、各記録単位の１個手前の記録単位４０４に対するクロスライトの影響を常に抑制できるとともに、第１の隣接記録単位４０５に対するクロスライトの影響も常に抑制できる。その結果、トラックピッチを小さくして記録密度を高めても、すべての記録単位に対して情報を正確に記録することが可能となる。

図４（ｂ）は、記録単位が六方配列である場合の動作の例である。六方配列させた記録単位を有する記録媒体は、自己組織化等のプロセスを用いて容易に形成できるという利点がある。

六方配列の場合も正方配列と同様に、記録時のプローブ先端位置４０２はトラックの中央から、常にスキャン方向に＋δだけオフセットさせる。また記録する順序として、隣接するトラック上の記録単位に順次、スキャン方向に記録を行うものとする。さらに前述の実施形態と同様に、プローブの先端が記録対象の記録単位のｘ軸上での中心位置（ｘ＝０）を通過する時刻よりも、パルス光の中心の時刻を遅延させて記録する。

このようにして各トラックの記録単位に順次記録していけば、各記録単位の１個手前の記録単位４０７に対するクロスライトの影響を常に抑制できるとともに、第１の隣接記録単位４０８に対するクロスライトの影響も常に抑制できる。その結果、トラックピッチを小さくして記録密度を高めても、すべての記録単位に対して情報を正確に記録することが可能となる。

なおトラッキング中心のオフセット量δは大きくするほど、第１の隣接記録単位へのクロスライトを減少させられるが、δを過度に大きくすると、記録対象の記録単位２０３と結合する近接場光の強度も低下する。その一方で、第２の隣接記録単位と結合する近接場光の強度が増大する。それによって第２の隣接記録単位に対する熱負荷が増え、記録材料が劣化して、光学的情報記録媒体の寿命が短くなるおそれがある。

記録単位が正方配列の場合に最も好ましいのは、時刻ｔａｖにおけるオフセット量δが、０＜δ＜＋ｐの範囲内にあるように、ｔａｖを設定することである。

記録単位が六方配列の場合に最も好ましいのは、時刻ｔａｖにおけるオフセット量δが、下記の式１の範囲内にあるように、ｔａｖを設定することである。これにより、記録による記録材料の劣化を抑制できる。

（別の実施の形態１）
なお、図２（ｄ）および図３（ｄ）で示したパルス光は、時刻ｔｃ（すなわち、プローブの近接場光の発生部の位置、例えば、プローブ先端位置が、記録対象の記録単位の中心位置にある時刻）がパルス幅の中に含まれるようなパルス波形としていた。しかし時刻ｔｃは必ずしもパルス幅の中に含まれる必要はない。図５（ａ）に示すように時刻ｔｃがパルス幅の中に含まれていなくても良い。言い換えれば、パルス光が照射されている時間にプローブの先端位置が記録単位の上に存在しなくても良い。パルス光が与えるエネルギー中心の時刻ｔａｖをｔｃよりも遅い時刻としていれば、上述の効果を得ることができる。

またパルスの数は一つである必要はなく、図５（ｂ）、図１０（ｃ）および図１０（ｅ）に示すように複数のパルス光をプローブに照射して、記録対象の記録単位に記録するものであっても良い。また、図５（ｃ）に示すように複数のパワーレベルを持つパルスで記録するものであっても良い。また図５（ｄ）に示すように、方形波や階段波以外のパルス波形であってもかまわない。いずれもｔａｖをｔｃよりも遅らせてパルス光を照射すれば、上述の効果を得ることができる。

（別の実施の形態２）
さらに、ｔａｖは一個手前の記録単位の記録状態に応じてその時刻を異ならせることがより好ましい。すなわち、図６（ａ）に示すような一連の記録単位に記録するときに、一個手前の記録単位６０１が状態１と状態２の場合のエネルギー中心の時刻をそれぞれ異なる時刻（図６（ｂ）および（ｃ）のｔａｖ１とｔａｖ２）とする。その理由を以下に述べる。

記録単位が有する複数の物理的状態（例えば相変化材料における結晶とアモルファス）は、それぞれ複素誘電率が異なる。表面プラズモン共鳴によってプローブと記録単位の付近に発生する近接場光の強度は、記録単位の複素誘電率に依存する。したがって記録対象の記録単位に記録するときの、一個手前の記録単位６０１へのクロスライトの大きさは、一個手前の記録単位６０１の物理的状態によって変動することになる。

ここで記録単位の物理的状態が、クロスライトが相対的に小さい状態１と、相対的に大きい状態２の２種類あるとする。一個手前の記録単位６０１が状態１のときには、図６（ｂ）のように相対的に遅延量（ｔａｖ１−ｔｃ）を小さくして一個後の記録単位６０２への熱負荷を抑制する。また一個手前の記録単位６０１が状態２のときには、図６（ｃ）のように相対的に遅延量（ｔａｖ２−ｔｃ）を大きくしてクロスライトを抑制する。

このようにパルス光を発光させれば、一個手前の記録単位６０１へのクロスライトを減少させると同時に、一個後の記録単位６０２への熱負荷も減らして、記録材料の劣化を抑制することができる。したがって、光学的情報記録媒体に正確に情報を記録できるとともに、光学的情報記録媒体の寿命を延ばすことが可能となる。

以下では本発明の実施例について説明する。

（第１の実施例）
図７は本発明の第１の実施例を説明する図である。図７（ａ）は、トラック上にある５個の記録単位とｘｙ座標系を示している。記録単位は直径１０ｎｍの球形であり、記録単位のピッチｐは２０ｎｍである。記録対象の記録単位［０，０］は座標系の原点（０ｎｍ， ０ｎｍ）にあり、一個手前の記録単位［−１，０］は（−２０ｎｍ，０ｎｍ）に存在する。

図７（ｂ）は、プローブの先端位置（ｘ，ｙ）と５個の記録単位、およびｘｙ座標系の関係を示している。図７（ｂ）ではプローブの先端位置はｘ軸上（すなわち、ｙ＝０ｎｍ）に存在する。

図７（ｃ）は、ｘ軸を断面として見たときのプローブおよび記録単位の配置を示す図である。プローブは頂角６０度の円錐形で、先端部は半径５ｎｍで丸めた形状としている。プローブの先端と、各記録単位の最上部と接する平面との距離ｗは２０ｎｍとした。

記録単位を結晶状態のＧｅＳｂＴｅ相変化材料とし、各記録単位は保護膜のＳｉＯ_２で最上部まで埋め込まれている状態とした。プローブの材料にはＡｕを用いた。

この構成で、プローブの先端位置（ｘ，ｙ）を（０ｎｍ，０ｎｍ）、（＋５ｎｍ，０ｎｍ）、（＋１０ｎｍ，０ｎｍ）、（＋１５ｎｍ，０ｎｍ）に置いて、光をプローブに照射したときに、一個手前の記録単位［−１，０］における光エネルギーの吸収量を計算した。この計算は、プローブと光学的情報記録媒体の相対速度をｌｖとしたときに、（ｔａｖ− ｔｃ）ｌｖ＝ｘの関係を満たすｔａｖを中心の時刻として、幅が十分に短い記録パルスを照射したときの吸収量を計算するのと等価になる。

ここでプローブの先端位置（０ｎｍ，０ｎｍ）は従来例である。従来例では、プローブと記録対象の記録単位との距離が最も近くなり、光照射により発生する近接場光の強度が最大となる。

一個手前の記録単位［−１，０］における吸収量の計算結果を図７（ｄ）に示す。グラフの縦軸は規格化吸収量であり、記録対象の記録単位における吸収量を１としている。図７（ｄ）を見ると、プローブの先端位置が（＋５ｎｍ，０ｎｍ）、（＋１０ｎｍ，０ｎｍ）、（＋１５ｎｍ，０ｎｍ）の場合には、従来の（０ｎｍ，０ｎｍ）と比べて規格化吸収量が減少している。このことから、ｔａｖをｔｃよりも遅らせることによって、一個手前の記録単位へのクロスライトが抑制されていることがわかる。

（第２の実施例）
図８は本発明の第２の実施例を説明する図である。図８（ａ）は、記録単位とｘｙ座標系との関係を示している。第１の実施例と異なる点は、記録単位を二次元的に正方配列で配置していることである。

図８（ｂ）は、プローブの先端位置（ｘ，ｙ）と記録単位、およびｘｙ座標系の関係を示している。プローブの先端位置ｙが０ｎｍでない場合、トラッキングの中心はｘ軸上からオフセットさせていることになる。

図８（ｃ）は、ｘ軸を断面として見たときのプローブおよび記録単位の配置を示す図である。プローブ、各記録単位、保護膜の形状および材料は第１の実施例と同じとした。

この構成で、プローブの先端位置（ｘ，ｙ）を（０ｎｍ，０ｎｍ）、（＋５ｎｍ，０ｎｍ）、（＋５ｎｍ，＋５ｎｍ）、（＋５ｎｍ，＋１０ｎｍ）、（＋５ｎｍ，＋１５ｎｍ）に置いて、光をプローブに照射したときに、第１の隣接記録単位［０，−１］における光エネルギーの吸収量を計算した。

第１の隣接記録単位［０，−１］における規格化吸収量の計算結果を図８（ｄ）に示す。プローブの先端位置が（＋５ｎｍ，０ｎｍ）の場合には従来の（０ｎｍ，０ｎｍ）と比べて規格化吸収量が増大しているものの、（＋５ｎｍ，＋５ｎｍ）、（＋５ｎｍ，＋１０ｎｍ）、（＋５ｎｍ，＋１５ｎｍ）の場合には規格化吸収量が減少している。このことから、ｔａｖをｔｃよりも遅らせ、スキャン方向（すなわち次に記録するトラックの方向）にトラッキングの中心をオフセットさせることによって、隣接する記録単位へのクロスライトが抑制されていることがわかる。言い換えれば、トラックピッチをさらに小さくして記録密度を高くしうることを示している。

（第３の実施例）
図９は本発明の第３の実施例を説明する図である。図９（ａ）は、記録単位とｘｙ座標系との関係を示している。第２の実施例と異なる点は、記録単位を六方配列で配置していることである。

図９（ｂ）は、プローブの先端位置（ｘ，ｙ）と記録単位、およびｘｙ座標系の関係を示している。図８（ｂ）と同様に、プローブの先端位置ｙが０ｎｍでない場合、トラッキングの中心はｘ軸上からオフセットさせていることになる。

図９（ｃ）は、ｘ軸を断面として見たときのプローブおよび記録単位の配置を示す図である。プローブ、各記録単位、保護膜の形状および材料は第１の実施例と同じとした。

この構成で、プローブの先端位置（ｘ，ｙ）を（０ｎｍ，０ｎｍ）、（＋５ｎｍ，０ｎｍ）、（＋５ｎｍ，＋５ｎｍ）、（＋５ｎｍ，＋１０ｎｍ）、（＋５ｎｍ，＋１５ｎｍ）に置いて、光をプローブに照射したときに、第１の隣接記録単位［１，−１］における光エネルギーの吸収量を計算した。

第１の隣接記録単位［１，−１］における規格化吸収量の計算結果を図９（ｄ）に示す。第２の実施形態と同様に、プローブの先端位置が（＋５ｎｍ，０ｎｍ）の場合には従来の（０ｎｍ，０ｎｍ）と比べて規格化吸収量が増大しているものの、（＋５ｎｍ，＋５ｎｍ）、（＋５ｎｍ，＋１０ｎｍ）、（＋５ｎｍ，＋１５ｎｍ）の場合には規格化吸収量が減少している。このことから六方配列の場合でも、ｔａｖをｔｃよりも遅らせ、次に記録するトラックの方向にトラッキングの中心をオフセットさせることによって、隣接する記録単位へのクロスライトが抑制されていることがわかる。言い換えれば、トラックピッチをさらに小さくして記録密度を高くしうることを示している。

以上述べたように本実施の形態では、プローブの近接場光の発生部（例えば、プローブの先端）が記録対象の記録単位の中心位置を通過する時刻よりもエネルギー中心の時刻を遅延させて記録することにより、１個手前の記録単位へのクロスライトの影響を抑制できるという特別の効果を奏する。

すなわち、本発明の実施の形態における光学的情報記録方法は、トラック上で互いに分離した複数の記録単位を有する光学的情報記録媒体に対して、プローブをトラック方向に移動させながら、前記プローブにパルス光を照射し、前記プローブの近傍に発生させた近接場光を用いて前記記録単位に情報を記録する光学的情報記録方法であって、前記プローブの近接場光の発生部が前記記録単位の中心位置を通過する時刻をｔｃとし、前記パルス光が与えるエネルギーの中心の時刻をｔａｖとしたときに、ｔａｖをｔｃよりも遅い時刻とする。

また、本発明の実施の形態における光学的情報記録装置は、トラック上で互いに分離した複数の記録単位を有する光学的情報記録媒体に情報を記録する光学的情報記録装置である。光学的情報記録装置は、近接場光を発生させるためのプローブと、プローブにパルス光を照射する光照射手段を有している。このとき、光学的情報記録装置は、前記プローブをトラック方向に移動させながら、前記プローブに前記パルス光を照射し、前記プローブの近傍に発生させた近接場光を用いて前記記録単位に情報を記録する。このとき、前記光照射手段は、前記プローブの近接場光の発生部が前記記録単位の中心位置を通過する時刻をｔｃとし、前記パルス光が与えるエネルギー中心の時刻をｔａｖとしたときに、ｔａｖをｔｃよりも遅い時刻とするように前記パルス光を照射する。

以上の記録方法、もしくは、記録装置によれば、パルス光を照射する時点でプローブの近接場光の発生部（例えば、プローブの先端位置）と一個手前の記録単位との距離を遠ざけることができる。一方、プローブの近接場光の発生部（例えば、プローブの先端位置）と一個後の記録単位との距離は近づくことになるが、一個後の記録単位は記録対象の記録単位を記録した後に記録するので問題とならない。故に一個手前の記録単位へのクロスライトの影響を低減でき、情報を正確に記録することが可能となる。

なお、上記の実施の形態で用いた光学的情報記録媒体や光学的情報記録装置の構成は上述のものに限るわけではなく、上記発明の構成および効果を満たす範囲内で適切なものに変更することが可能である。

また、上記の実施例では記録単位の記録材料として相変化材料を用いたが、それに限るものではなく、色素材料や光磁気材料等、光エネルギーを用いて記録単位の物理的状態を変化させる媒体であれば、いずれも適用することができる。

また、上記の実施の形態ではプローブの材料としてＡｕを用いたが、ＡｇやＡｇ合金、Ａｌなど他の金属材料でも良い。金属材料以外であっても、近接場光を生成できる構造体であれば良い。

また、上記の実施の形態では、プローブを、一例として、先端を先鋭化させたプローブ（例えば、円錐形状）であるとして説明した。しかし、プローブの形状は、これに限られない。すなわち、プローブの形状は、近接場光を発生する形状であれば良い。例えば、プローブは、図１１に示されるような形状であっても良い。すなわち、図１１（ａ）に示すように、プローブは、三角平板の形状であっても良い。また、図１１（ｂ）に示すように、プローブは、ナノビーク型であっても良い。また、図１１（ｃ）に示すように、プローブは、円柱の一端を丸めた形状であっても良い。また、図１１（ｄ）に示すように、プローブは、円柱形状であっても良い。また、図１１（ｅ）に示すように、プローブは、複数の近接場光発生素子を組み合わせたものであっても良い。

また、上記の実施の形態では、近接場光の発生部を、一例として、先鋭化させたプローブの先端であるとして説明した。しかし、近接場光の発生部は、これに限られない。例えば、図１１に示されるような形状のプローブであれば、それぞれの近接場光の発生部は、図１１に示す部分となる。すなわち、図１１（ａ）に示すように、近接場光の発生部は、三角平板の形状のプローブの角の全部もしくは一部であっても良い。また、図１１（ｂ）に示すように、近接場光の発生部は、ナノビーク型のプローブの先端もしくは先端近傍の部分であっても良い。また、図１１（ｃ）に示すように、近接場光の発生部は、円柱の一端を丸めた形状のプローブの先端もしくは先端近傍の部分であっても良い。また、図１１（ｄ）に示すように、近接場光の発生部は、円柱形状のプローブの底面の全面もしくは底面の一部であっても良い。また、図１１（ｅ）に示すように、近接場光の発生部は、２つの近接場光発生素子を組み合わせたプローブにおける、２つの素子の先端が向かい合う部分であっても良い。

さらに、上記の光学的情報記録方法または光学的情報記録装置を用いたパーソナルコンピュータ、サーバー、レコーダー、半導体素子でも上述と同様の効果を得ることができる。

本発明に係る光学的情報記録媒体は、記録単位のピッチを小さくしてときでも、情報を正確に記録することができる。これは特に、高密度に記録できる光学的情報記録方法として有用である。

１０１ 光学的情報記録媒体
１０２ 記録単位
１０３ プローブ
１０４ 媒体移動部
１０５ 光照射手段
１０６ 近接場光
１０７ 光照射部
１０８ 光検出部
１０９ 同期信号生成部
１１０ 記録信号生成部
１１１ トラック
２０１，４０１，４０２ プローブ先端位置
２０２，３０３ パルス
２０３，３０２，４０３ 記録対象の記録単位
２０４，４０４，４０７，６０１ 一個手前の記録単位
２０５，６０２ 一個後の記録単位
３０１ 同期単位
４０５，４０８ 第１の隣接記録単位
４０６ 第２の隣接記録単位

Claims (6)

1. トラック上で互いに分離した複数の記録単位を有する光学的情報記録媒体に対して、プローブをトラック方向に移動させながら、前記プローブにパルス光を照射し、前記プローブの近傍に発生させた近接場光を用いて前記記録単位に情報を記録する光学的情報記録方法であって、
   前記プローブの近接場光の発生部が前記記録単位の中心位置を通過する時刻をｔｃとし、
   前記パルス光が与えるエネルギー中心の時刻をｔａｖとしたときに、
   ｔａｖをｔｃよりも遅い時刻とすることを特徴とする
   光学的情報記録方法。
2. 隣接するトラック上の前記記録単位に順次、情報を記録する請求項１に記載の光学的情報記録方法であって、
   前記プローブの近接場光の発生部を、前記トラックの中央から、前記トラックの次に記録する隣接トラックの方向にオフセットさせて情報を記録することを特徴とする
   光学的情報記録方法。
3. 前記記録単位が六方配列であることを特徴とする
   請求項１または２に記載の光学的情報記録方法。
4. 前記記録単位のピッチをｐとしたときに、
   前記オフセットの量δを下記の式１の範囲内とすることを特徴とする
   請求項３に記載の光学的情報記録方法。
   
5. 前記記録単位の一個手前の記録単位の記録状態に応じて、ｔａｖを異ならせることを特徴とする
   請求項１に記載の光学的情報記録方法。
6. トラック上で互いに分離した複数の記録単位を有する光学的情報記録媒体に情報を記録する光学的情報記録装置であって、
   近接場光を発生させるためのプローブと、
   プローブにパルス光を照射する光照射手段を有し、
   前記プローブをトラック方向に移動させながら、前記プローブに前記パルス光を照射し、前記プローブの近傍に発生させた近接場光を用いて前記記録単位に前記情報を記録し、
   前記光照射手段は、
   前記プローブの近接場光の発生部が前記記録単位の中心位置を通過する時刻をｔｃとし、
   前記パルス光が与えるエネルギー中心の時刻をｔａｖとしたときに、
   ｔａｖをｔｃよりも遅い時刻とするように前記パルス光を照射することを特徴とする
   光学的情報記録装置。