JP4073569B2 - 近視野光を利用して再生可能な記録媒体 - Google Patents

Description

【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、ｘｙｚ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８９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１０１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１０１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、１０１ｃ）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１０１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。
【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。
【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１０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１１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２１ａ、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２０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１８０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３１ａ、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３３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３１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５０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４０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６５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６５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４１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。
【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

Claims (3)

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、
   前記近視野光を該記録媒体の表面に生成するために該記録媒体の裏面から全反射条件で照射される照射光の波長に対して透過性を有する媒体基材と、
   前記媒体基材上に形成され、前記照射光の波長に対して透過性を有する透過部と前記照射光の波長に対して透過性を有し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選択的に配置されるデータマークを配置可能な部分を有するデータマーク配置層と、
   を備え、
   前記データマークは、該記録媒体の表面に生成される近視野光の強度あるいは物性を前記データマークを配置可能な部分における前記データマークが配置されていない部分とは異ならせるものであり、この近視野光を前記再生方向に検出して前記データマークの有無を検出することにより、前記媒体表面に形成された情報を再生することを特徴とする記録媒体。
2. 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、
   前記近視野光を該記録媒体の表面に生成するために該記録媒体の裏面から照射される照射光の波長に対して透過性を有する媒体基材と、
   前記媒体基材上に形成され、前記照射光の波長に対して透過性を有する透過部と前記照射光の波長に対して透過性を有し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選択的に配置されるデータマークを配置可能な部分を有し、かつ前記データマークを配置可能な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データマーク配置層と、
   を備え、
   前記データマークは、該記録媒体の表面に生成される近視野光の強度あるいは物性を前記データマークを配置可能な部分における前記データマークが配置されていない部分とは異ならせるものであり、この近視野光を前記再生方向に検出して前記データマークの有無を検出することにより、前記媒体表面に形成された情報を再生することを特徴とする記録媒体。
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、
   前記近視野光を該記録媒体の表面に生成するために該記録媒体の裏面から全反射条件で照射される照射光の波長に対して透過性を有する媒体基材と、
   前記媒体基材上に形成され、前記情報の単位となるデータマークと、
   前記媒体基材上において前記データマークを除く領域に形成され、前記照射光の波長に対して半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と、
   を備え、
   前記データマークは、該記録媒体の表面に生成される近視野光の強度あるいは物性を前記位相シフタとは異ならせるものであり、この近視野光を検出して前記データマークの有無を検出することにより、前記媒体表面に形成された情報を再生することを特徴とする記録媒体。

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