JP4162292B2 - 情報記録媒体および情報再生装置 - Google Patents
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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情報記録媒体およびその情報記録媒体に高密度に記録された情報を再生する情報再生装置に関し、特にトラッキング制御を可能とする情報記録媒体および情報再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現状において、情報再生装置の多くは、情報記録媒体として磁気ディスクまたは光ディスクを対象とした情報再生を行っているが、特に、光ディスクの１つであるＣＤは、高密度な情報記録と低コストな大量生産を可能にし、大容量の情報を記録する媒体として広く利用されている。ＣＤは、その表面に、再生の際に使用されるレーザ光の波長程度のサイズおよびその波長の４分の１程度の深さを有したピットを形成しており、光の干渉現象を利用した読み取りが行われる。
【０００３】
このＣＤに代表される光ディスクから、記録された情報を読み取るのに、一般に、光学顕微鏡において用いられるレンズ光学系が利用されている。そこで、ピットの大きさやトラックピッチを縮小して情報記録密度を増加させる場合、光の回折限界の問題により、レーザ光のスポットサイズを２分の１波長以下にすることができず、情報記録単位をレーザ光の波長よりも小さなサイズにすることができないといった壁に突き当たってしまう。
【０００４】
また、ＣＤに限らず、光磁気記録方式及び相変化記録方式によって情報を記録した光記録ディスクにおいても、レーザ光の微小なスポットにより高密度な情報の記録・再生を実現しているために、情報記録密度はレーザ光を集光させて得られるスポットの径に制限される。
【０００５】
そこで、これら回折限界による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、例えばその波長の１／１０程度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）を利用した情報再生装置が提案されている。
【０００６】
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利用方式の一つとして、プローブの微小開口と試料表面との距離をプローブの微小開口の径程度まで近接させ、プローブを介して且つその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。
【０００７】
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、その試料表面にプローブの微小開口を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、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。
【０００８】
上述した近視野光を利用した情報再生装置は、近視野顕微鏡におけるこれらの観察方式を利用したものであり、この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情報記録媒体の情報再生を可能としている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
情報記録媒体上に高密度に記録された情報の再生を、上述した近視野光を利用して実現するには、光ヘッドとなるプローブの微小開口部を情報記録媒体上の任意の位置に高精度に移動させる位置決め制御技術が必要となる。
【００１０】
磁気ディスク装置においては、一般的に位置決め制御として、サーボ面サーボ方式とセクタサーボ方式とが採用されている。サーボ面サーボ方式とは、複数のディスク面の内１面をサーボ専用に使用し、このサーボ面に対してサーボ用磁気ヘッドを位置決めして、残りのディスク面および磁気ヘッドをデータ用に使用する方法である。また、セクタサーボ方式とは、データ面のところどころにサーボ情報をうめこんでおき、離散的に検出されるサーボ情報を使用して、磁気ヘッドをデータトラックに位置決めする方法である。
【００１１】
しかしながら、これら磁気ディスク装置に採用されている位置決め制御を、近視野光による高密度情報記録媒体の再生に対する位置決め制御に適用することは困難である。例えば、上記したサーボ面サーボ方式は、サーボ用ヘッドとデータ用ヘッドとの位置精度が機械的な精度で決定されているため、温度分布の差異による両ヘッド間の位置ずれを生じる場合があり、特に高密度化された情報記録媒体に対する位置決め制御として採用するには不適である。
【００１２】
また、上記したセクタサーボ方式は、サーボ面サーボ方式で問題となる温度分布の差異によるヘッドの位置ずれは生じないが、制御系の設計段階で従来の連続系と異なった離散値系として扱う必要があり、近視野光を利用した情報再生装置においては、特に高密度化された情報記録媒体に対して高精度な位置決めを必要とするため、このような複雑な制御系を用いることは好ましくない。
【００１３】
一方、光ディスク装置においては、位置決め制御方法、特にトラッキングエラー検出法として、３ビーム法、プッシュプル法およびプリウォブリングトラッキングエラー検出法が採用されている。３ビーム法とは、レーザダイオードからのビームを回折格子により、記録再生用の０次光（主ビーム）と、トラッキング用のア１次光（副ビーム）２本の計３ビームに分け、副ビームの２本を光ディスク上に設けられた案内溝の中心からわずかにずらし、両者からの反射光を光検出器の２つの受光面で受けて、その差動信号によって対物レンズを制御する方法である。
【００１４】
また、プッシュプル法とは、光ディスク上に設けられた案内溝に照射されたビームの反射光を２分割ディテクタにおいて検知し、それにより得た差動信号をトラッキングエラー信号として、対物レンズを制御する方法である。プリウォブリングトラッキングエラー検出法とは、光ディスク上に予めトラックの中心に対して２個１組の長ピット（プリウォブリングマーク）ＡおよびＢをディスク半径方向にわずかにずらせて配置し、光スポットがトラックの中心をトレースする際に生じるピットＡおよびＢからの反射光量の変化をトラッキングエラー信号として、対物レンズを制御する方法である。
【００１５】
以上に説明した光ディスク装置のトラッキングエラー検出法は、光ディスク上に形成されたピットへの照射光とそれにより反射される反射光とをともに伝播光（ファーフィールド）として扱った場合の方法であり、近視野光のような非伝播光（ニアフィールド）やその反射散乱光の検出に適用するには工夫が必要であった。また、特に、近視野光を利用した再生を可能とした情報記録媒体においては、従来の光ディスク上に形成されたピットのような凹凸情報だけでなく、光学物性の差異によって情報記録単位を定めることが可能であるため、そのような情報記録媒体を再生するための光ヘッド位置決め制御、特にトラッキングを行う情報再生装置が要望されていた。
【００１６】
本発明は上記問題を鑑みて、高密度に記録された情報記録媒体に対して信頼性の高い情報再生、特にトラッキングを簡単な構成にて実現させるための情報記録媒体および情報再生装置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に係る情報記録媒体は、近視野光を生成するための微小開口を設けた再生プローブによって再生する情報を媒体表面に形成した情報記録媒体において、前記媒体表面に形成された前記情報の単位となる記録ビットが前記媒体表面に設けられた造形構造により形成され、該造形構造はトラック方向に沿ったトラック中心軸に対して互いに対称な斜面または曲面を有し、かつそれぞれの前記斜面が頂部で交差してなる構造、またはそれぞれの前記曲面が頂部で一致してなる構造であることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、情報単位が、読み取り方向を中心軸として左右対称に斜面または曲面を設けた構造となっているので、これに光を照射した場合に反射される反射光に方向性を与えることができ、その反射光の強度差をトラッキング用の信号として利用することができる。
【００１９】
また、請求項２に係る情報記録媒体は、請求項１の発明において、前記造形構造は、前記トラック方向に垂直な方向の断面が三角形状であることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、情報単位の読み取り方向に垂直な方向の断面を三角形状としているので、これに光を照射した場合に、情報単位の斜面において効率良く反射させることができ、さらにその反射光に方向性を与えることができるので、その反射光の強度差をトラッキング用の信号として利用することができる。
【００２１】
また、請求項３に係る情報記録媒体は、請求項１の発明において、前記造形構造は、前記トラック方向に垂直な方向の断面が半円形状であることを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、情報単位の読み取り方向に垂直な方向の断面を半円形状としているので、これに光を照射した場合に、情報単位の曲面において効率良く反射させることができ、さらにその反射光に方向性を与えることができるので、その反射光の強度差をトラッキング用の信号として利用することができる。
【００２３】
また、請求項４に係る情報記録媒体は、請求項２または３の発明において、前記造形構造は、前記媒体表面に対して凸型であることを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、情報単位が、読み取り方向を中心軸として左右対称に斜面または曲面を設け、且つ情報記録媒体の表面に対して凸型の構造であるので、これに左側にずれて光が照射された場合に、左側方向に強く反射させることができ、右側にずれて光が照射された場合に、右側方向に強く反射させることができるので、その反射光の強度差をトラッキング用の信号として利用することができる。
【００２５】
また、請求項５に係る情報記録媒体は、請求項２または３の発明において、前記造形構造は、前記媒体表面に対して凹型であることを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、情報単位が、読み取り方向を中心軸として左右対称に斜面または曲面を設け、且つ情報記録媒体の表面に対して凹型の構造であるので、これに左側にずれて光が照射された場合に、右側方向に強く反射させることができ、右側にずれて光が照射された場合に、左側方向に強く反射させることができるので、その反射光の強度差をトラッキング用の信号として利用することができる。
【００２７】
また、請求項６に係る情報記録媒体は、請求項１乃至５のいずれか１つの発明において、表面に金属反射膜を形成したことを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、情報記録媒体の表面に金属反射膜を形成しているので、情報単位に照射される光に対して、効率良く反射させることができる。
【００２９】
また、請求項７に係る情報再生装置は、近視野光を生成するための微小開口を設けた再生プローブによって情報の再生を行う情報再生装置において、媒体表面に形成された前記情報の単位となる記録ビットが前記媒体表面に設けられた造形構造により形成され、該造形構造はトラック方向に沿ったトラック中心軸に対して互いに対称な斜面または曲面を有し、かつそれぞれの前記斜面が頂部で交差してなる構造、またはそれぞれの前記曲面が頂部で一致してなる構造である情報記録媒体と、前記造形構造によって前記近視野光を散乱させることにより生じる反射散乱光を前記微小開口の前記トラック方向に沿ったトラック中心軸に対して互いに対称となる少なくとも２つの位置において検出し、検出した信号に応じて前記再生プローブの位置を制御する制御装置と、を備えることを特徴とする。
【００３０】
この発明によれば、情報記録媒体に、読み取り方向を中心軸とし且つ当該中心軸を頂部として左右に斜面または曲面を設けた構造として情報単位を形成し、この情報単位に、再生プローブの微小開口において生成した近視野光を入射させることにより、前記左右への方向性を与えられた反射散乱光を生成することができ、これら反射散乱光を、前記微小開口の中心軸に互いに対称となる少なくとも２つの位置において検出し、検出した信号に応じて前記再生プローブの位置を制御するので、近視野光を利用した高精度なトラッキング制御が可能となる。
【００３１】
また、請求項８に係る情報再生装置は、近視野光を生成するための微小開口を設けた再生プローブによって情報の再生を行う情報再生装置において、媒体表面に形成された前記情報の単位となる記録ビットが前記媒体表面に設けられた造形構造により形成され、該造形構造はトラック方向に沿ったトラック中心軸に対して互いに対称な斜面または曲面を有し、かつそれぞれの前記斜面が頂部で交差してなる構造、またはそれぞれの前記曲面が頂部で一致してなる構造である情報記録媒体と、前記造形構造によって前記近視野光を散乱させることにより生じる反射散乱光を検出して検出信号を出力し、前記微小開口の前記トラック方向に沿ったトラック中心軸に対して左右対称に互いに配置された第１および第２の光検出手段と、前記第１の光検出手段から出力された第１の検出信号と前記第２の光検出手段から出力された第２の検出信号との差分演算を行い差分信号を出力する差分演算手段と、前記差分信号に応じて前記再生プローブの位置を制御する再生プローブ位置制御手段と、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号との加算演算を行い再生信号を生成する再生信号生成手段と、を備えることを特徴とする。
【００３２】
この発明によれば、情報記録媒体に、読み取り方向を中心軸とし且つ当該中心軸を頂部として左右に斜面または曲面を設けた構造として情報単位を形成し、この情報単位に、再生プローブの微小開口において生成した近視野光を入射させることにより、前記左右への方向性を与えられた反射散乱光を生成することができ、これら反射散乱光を、前記微小開口の中心軸に互いに対称となる少なくとも２つの位置に配置された第１および第２の光検出手段によって検出し、前記第１の光検出手段において検出されて出力された第１の検出信号と、前記第２の光検出手段において検出されて出力された第２の検出信号と、の差分を示す差分信号を差分演算手段によって生成し、再生プローブ位置制御手段によって、この差分信号に応じた前記再生プローブの位置制御を行うことができるので、近視野光を利用した高精度なトラッキング制御が可能となる。さらに、再生信号生成手段によって、前記第１の検出信号と、前記第２検出信号と、の加算演算を行って再生信号を生成することができるので、同時に情報の再生をも行うことができる。
【００３３】
また、請求項９に係る情報再生装置は、請求項７または８の発明において、前記再生プローブは、先端に微小開口を設けた光ファイバからなることを特徴とする。
【００３４】
この発明によれば、再生プローブとして、従来の近視野顕微鏡で使用されている光ファイバ型のプローブを利用できるので、蓄積された近視野顕微鏡の技術を情報再生装置に対して有効に適用できる。
【００３５】
また、請求項１０に係る情報再生装置は、請求項７または８の発明において、前記再生プローブは、突起部に微小開口を設けたカンチレバー型のプローブであることを特徴とする。
【００３６】
この発明によれば、再生プローブとして、従来の近視野顕微鏡で使用されているカンチレバー型のプローブを利用できるので、蓄積された近視野顕微鏡の技術を情報再生装置に対して有効に適用できる。
【００３７】
また、請求項１１に係る情報再生装置は、請求項７または８の発明において、前記再生プローブは、逆錐状の穴がその頂部を微小開口とするように貫通して形成された平面基板からなり、前記第１および第２の光検出手段を前記平面基板に配置した平面プローブであることを特徴とする。
【００３８】
この発明によれば、再生プローブとして、前記第１および第２の光検出手段を配置した平面プローブを利用できるので、前記第１および第２の光検出手段の位置調整を必要とせず、簡略な装置構成が実現できる。
【００３９】
また、請求項１２に係る情報再生装置は、請求項１１の発明において、さらに、前記再生プローブは、前記微小開口の近傍に前記反射散乱光を検出する第３および第４の光検出手段を配置した平面プローブであることを特徴とする。
【００４０】
この発明によれば、再生プローブとして、前記第１および第２の光検出手段と、さらに前記微小開口の近傍に前記反射散乱光を検出する第３および第４の光検出手段を配置した平面プローブを利用できるので、前記第１および第２の光検出手段と第３および第４の光検出手段とにより十分な強度の再生信号を検出することができる。
【００４１】
また、請求項１３に係る情報再生装置は、情報記録媒体に近視野光を生成させ、当該近視野光を散乱するための再生プローブによって情報の再生を行う情報再生装置において、生成された前記近視野光を前記再生プローブの先端部によって散乱させることにより生じる反射散乱光を、前記再生プローブの先端部に対して互いに対称となる少なくとも２つの位置において検出し、検出した信号に応じて前記再生プローブの位置を制御することを特徴とする。
【００４２】
この発明によれば、情報記録媒体の情報単位において生じた近視野光を、再生プローブによって散乱させ、その反射散乱光を、前記再生プローブの先端部に対して互いに対称となる少なくとも２つの位置において検出し、検出した信号に応じて前記再生プローブの位置を制御するので、近視野光を利用した高精度なトラッキング制御が可能となる。
【００４３】
また、請求項１４に係る情報再生装置は、情報記録媒体に近視野光を生成させ、当該近視野光を散乱するための再生プローブによって情報の再生を行う情報再生装置において、前記近視野光が前記再生プローブの先端部によって散乱されて生じる反射散乱光を検出して検出信号を出力し、読み取り方向に沿った前記再生プローブの先端部に対して互いに対称に配置された第１および第２の光検出手段と、前記第１の光検出手段から出力された第１の検出信号と前記第２の光検出手段から出力された第２の検出信号との差分演算を行い差分信号を出力する差分演算手段と、前記差分信号に応じて前記再生プローブの位置を制御する再生プローブ位置制御手段と、前記第１の検出信号と前記第２検出信号との加算演算を行い再生信号を生成する再生信号生成手段と、を備えることを特徴とする。
【００４４】
この発明によれば、情報記録媒体の情報単位において生じた近視野光を、再生プローブによって散乱させ、その反射散乱光を、前記微小開口の中心軸に互いに対称となる少なくとも２つの位置に配置された第１および第２の光検出手段によって検出し、前記第１の光検出手段において検出されて出力された第１の検出信号と、前記第２の光検出手段において検出されて出力された第２の検出信号と、の差分を示す差分信号を差分演算手段によって生成し、再生プローブ位置制御手段によって、この差分信号に応じた前記再生プローブの位置制御を行うことができるので、近視野光を利用した高精度なトラッキング制御が可能となる。さらに、再生信号生成手段によって、前記第１の検出信号と、前記第２検出信号と、の加算演算を行って再生信号を生成することができるので、同時に情報の再生をも行うことができる。
【００４５】
また、請求項１５に係る情報再生装置は、請求項１３または１４の発明において、前記再生プローブは、くさび形状であることを特徴とする。
【００４６】
この発明によれば、再生プローブをくさび形状としているので、そのくさび形状を構成する２つの斜面によって、情報記録媒体の情報単位において生じた近視野光を反射させることにより、その反射光に方向性を与えることができるので、その反射光の強度差がより顕著に得られ、近視野光を利用した信頼性の高い高精度なトラッキング制御が可能となる。さらに、その反射光によって、再生信号としても十分大きな強度を得ることができる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る情報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。
【００４８】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る情報再生装置の概略構成を示すブロック図である。図１において、実施の形態１に係る情報再生装置は、近視野光を生成する再生プローブ１と、高密度にデータビットを形成した情報記録媒体３と、情報記録媒体３のデータビットによって散乱された反射散乱光を集光する集光光学系４および５と、集光光学系４および５によって集光された光を受光して電気信号を出力する再生光検出器６および７と、再生光検出器６および７から出力された各電気信号間の差分を演算して差分信号を出力する差分回路２０と、差分回路２０から出力された差分信号からトラッキング信号を生成し出力するトラッキング信号生成器２１と、トラッキング信号生成器２１から出力されたトラッキング信号に応じて再生プローブの位置を制御するアクチュエータ２２と、再生光検出器６および７から出力された各電気信号を加算して再生信号を生成する加算回路２３と、から構成される。
【００４９】
再生プローブ１には、レーザ光源（図示せず）から導入されるレーザ光１０の波長以下のサイズ、例えば数十ナノメートルの径を有した微小開口２が形成されており、そのレーザ光１０の導入によって微小開口２に近視野光１１を生成する。再生プローブ１としては、従来の近視野顕微鏡において使用されるプローブを利用することができ、例えば、先端に微小開口を有して表面を金属被覆した光ファイバからなる光ファイバプローブ、光導波路を介してレーザ光が導かれる微小開口を先端に有したカンチレバー型の光プローブ、逆錐状の貫通穴をその頂点が微小開口となるように形成した平面基板からなる平面プローブ等の、前述したイルミネーションモードによる近視野光の生成を可能とするプローブである。
【００５０】
再生プローブ１の微小開口２に生成された近視野光１１は、情報記録媒体３に形成された凸型のデータビット１２により散乱され、その散乱光は、伝播光（以下、反射散乱光と称する）となって、集光光学系４および５に導入する。ここで、集光光学系４および５は、集光レンズやコリメートレンズまたはそれにライトガイドや光ファイバを加えた構成であり、再生光検出器６および７において十分に検出可能な強度となるように反射散乱光を集光する。再生光検出器６および７は、例えばフォトダイオードや光電子増倍管等である。
【００５１】
集光光学系４および５、再生光検出器６および７は、再生プローブ１に対して固定された位置に配置されており、特にアクチュエータ２２による位置制御によって、再生プローブ１とともに情報記録媒体３に対して位置決めされる。よって、再生プローブ１と集光光学系４および５と再生光検出器６および７とを一体とした光再生ヘッドを構成し、この光再生ヘッドをアクチュエータ２２によって位置制御することが好ましい。
【００５２】
情報記録媒体３は、情報単位となるデータビット１２を、２つの斜面を対称に且つ情報記録媒体３の表面に対して凸型に組み合わせることにより形成される頂部を中心軸とした構造であり、その中心軸は、再生プローブ１による読み取り方向（以下、トラック方向と称する）に一致する。すなわち、データビット１２の読み取り方向に対して垂直な方向の断面は、図１に示すように三角形状の山であり、その三角形状の頂点が読み取り中心軸（トラック中心軸）上に位置する。この対称な２つの斜面の存在によって、近視野光１１の反射散乱光に方向性を与えることが可能になる。また、十分な強度の反射散乱光を得るために、情報記録媒体３の表面に金属反射膜を形成することが好ましい。さらに、情報記録媒体３自体を金属で作成して、近視野光１１の反射効率を高めることもできる。
【００５３】
従って、集光光学系４と再生光検出器６とからなる構成と、集光光学系５と再生光検出器７とからなる構成とを、再生プローブ１の微小開口２のトラック方向に平行な中心軸（以下、再生プローブ中心軸と称する）に対して互いに対称となる位置に配置することで、データビット１２に設けられた２つの斜面によってそれぞれ対称となる方向に反射される反射散乱光を検出することができる。
【００５４】
図２は、再生プローブ中心軸とトラック中心軸上とが一致していない状態で再生プローブ１が配置された場合の反射散乱光の検出を説明する図である。図２において、再生プローブ１は、トラック中心軸すなわちデータビット１２の頂部に対して右方向に位置しており、この状態で微小開口２に生成された近視野光１１とデータビット１２との相互作用により反射散乱光１３および１４が生じている。
【００５５】
図２において、近視野光１１は、データビット１２の右斜面において大きく散乱され、且つその反射散乱光１３は、右斜面の傾斜角に依存して右方向へと導かれる。右方向へ導かれた反射散乱光１３は、集光光学系５に導入され、再生光検出器７に入力される。
【００５６】
一方、近視野光１１は、再生プローブ中心軸上かつ微小開口２の直下において最も大きな強度を示すため、再生プローブ中心軸から離れて位置するデータビット１２の左斜面においては、散乱されて得られる反射散乱光１４の強度が、右斜面側の反射散乱光１３と比較して弱くなる。この左方向へ導かれた反射散乱光１４もまた、集光光学系４に導入され、再生光検出器６に入力される。
【００５７】
よって、この場合、再生光検出器７において出力される電気信号は、再生光検出器６において出力される電気信号よりも大きな信号を示す。これら電気信号は、上記したように、差分回路２０に入力され、そこで差分信号が生成される。この差分信号の大きさは、再生プローブ１とトラック中心軸とのずれの度合いを示しており、トラッキング信号生成器２１に入力されることでトラッキング信号に変換される。トラッキング信号は、アクチュエータ２２を駆動させるための信号であり、アクチュエータ２２は、このトラッキング信号に応じて再生プローブ１の位置を制御する。例えば、差分回路２０において、再生光検出器６から出力される電気信号から、再生光検出器７から出力される電気信号を減算する演算が行われる場合、図２に示す状態では、差分回路２０から出力される差分信号は、負の値を示す。続いて、トラッキング信号生成器２１では、その負の差分信号を、アクチュエータ２２を左に移動させる信号と解釈し、その移動方向と差分信号の大きさに応じた移動量とを示すトラッキング信号をアクチュエータ２２に出力する。すなわち、トラッキング信号生成器２１は、再生プローブ１とトラック中心軸とのずれを補正するためのアクチュエータ駆動信号を生成する。アクチュエータ２２は、トラッキング信号生成器２１から出力されたトラッキング信号に応じて再生プローブ１を移動させ、再生プローブ中心軸とトラック中心軸とを一致させる。すなわち、左方向へのトラッキング制御を行う。
【００５８】
なお、図２においては、再生プローブ１がトラック中心軸に対して右方向に位置した場合を示したが、再生プローブ１がトラック中心軸に対して左方向に位置した場合においては、上述した逆の動作が行われる。すなわち、その場合、右方向へのトラッキング制御が行われる。
【００５９】
また、上記したトラッキング処理と並行に、再生光検出器７において出力される電気信号と再生光検出器６において出力される電気信号とは、加算回路２３に入力されて加算演算が施され、再生信号として出力される。これにより、微小開口２の直下におけるデータビット１２の有無が検出される。
【００６０】
図３は、再生プローブ１が、再生プローブ中心軸とトラック中心軸上とが一致して配置された場合の反射散乱光の検出を説明する図である。図３において、微小開口２に生成された近視野光１１は、データビット１２の右斜面と左斜面とにおける均等な相互作用により反射散乱光１３および１４を生み出している。すなわち、反射散乱光１３および１４はともにほぼ同じ強度を示し、再生光検出器７および再生光検出器６においてそれぞれ出力される電気信号もまたほぼ同じ大きさを示す。よって、差分回路２０において差分は生じず、アクチュエータ２２による位置制御も行われない。すなわち、図３は、前述したトラッキング制御を行った後の最終的な状態を表す。
【００６１】
なお、以上に説明した実施の形態１において、情報記録媒体に記録されるデータビットの断面を三角形状の山としてトラック中心軸に対して左右に斜面を設けた構造としたが、例えば、データビットの断面を半円形状の山としてトラック中心軸に対して左右に曲面を設けた構造としてもよい。
【００６２】
さらに、この情報記録媒体をＣＤのようにディスク形状にして高速回転させることにより、データの読み取りを行ってもよいし、情報記録媒体をディスク形状に限らずに平板として形成し、再生プローブのベクトルスキャンによりデータの読み取りを行ってもよい。
【００６３】
以上に説明したように、実施の形態１に係る情報記録媒体によれば、情報単位となるデータビットを、読み取り方向（トラック方向）の中心軸に対して左右対称に斜面または曲面を設けた凸状の構造としているので、このデータビットによって近視野光を散乱させて生じる反射散乱光に方向性を与えることができる。また、実施の形態１に係る情報再生装置によれば、上記した情報記録媒体のデータビットから得られる反射散乱光を再生プローブ中心軸に対称な２つの方向において検出することができ、検出された２つの検出信号の差分から再生プローブのトラッキング制御を行うことができる。また、再生プローブの微小開口において生成される近視野光をトラッキング制御用の信号として利用するので、高い位置分解能を伴った高精度なトラッキング制御が達成される。さらに、再生信号の検出とトラッキング信号の検出とにおいて使用される光学系を分離することなく統一しているので、装置構成を簡略化できる。
【００６４】
（実施の形態２）
図４は、実施の形態２に係る情報再生装置の概略構成を示すブロック図である。図４において、実施の形態２に係る情報再生装置は、近視野光を生成する再生プローブ１と、高密度にデータビットを形成した情報記録媒体８と、情報記録媒体８のデータビットによって散乱された反射散乱光を集光する集光光学系４および５と、集光光学系４および５によって集光された光を受光して電気信号を出力する再生光検出器６および７と、再生光検出器６および７から出力された各電気信号間の差分を演算して差分信号を出力する差分回路２０と、差分回路２０から出力された差分信号からトラッキング信号を生成して出力するトラッキング信号生成器２１と、トラッキング信号生成器２１から出力されたトラッキング信号に応じて再生プローブの位置を制御するアクチュエータ２２と、再生光検出器６および７から出力された各電気信号を加算して再生信号を生成する加算回路２３と、から構成される。
【００６５】
再生プローブ１には、レーザ光源（図示せず）から導入されるレーザ光１０の波長以下のサイズ、例えば数十ナノメートルの径を有した微小開口２が形成されており、レーザ光１０の導入によって微小開口２に近視野光１１を生成する。この再生プローブ１は、実施の形態１において説明したように、光ファイバプローブ、カンチレバー型の光プローブ、平面プローブ等の、前述したイルミネーションモードによる近視野光の生成を可能とするプローブである。
【００６６】
再生プローブ１の微小開口２に生成された近視野光１１は、情報記録媒体８に形成された凹型のデータビット１５により散乱され、その散乱光は、伝播光（以下、反射散乱光と称する）となって、集光光学系４および５に導入する。ここで、集光光学系４および５は、実施の形態１において説明したように、例えば集光レンズやコリメートレンズ等またはそれにライトガイドや光ファイバを加えた構成であり、再生光検出器６および７は、例えばフォトダイオードや光電子増倍管等である。
【００６７】
集光光学系４および５、再生光検出器６および７は、再生プローブ１に対して固定された位置に配置されており、特にアクチュエータ２２による位置制御によって、再生プローブ１とともに情報記録媒体８に対して位置決めされる。よって、再生プローブ１と、集光光学系４および５と、再生光検出器６および７と、を一体とした光再生ヘッドを構成し、この光再生ヘッドをアクチュエータ２２によって位置制御することが好ましい。
【００６８】
情報記録媒体８は、情報単位となるデータビット１５を、２つの斜面を対称に情報記録媒体８の表面に対して凹型に組み合わせることにより生じる頂部を中心軸とした構造であり、その中心軸は、再生プローブ１による読み取り方向（以下、トラック方向と称する）に一致する。すなわち、データビット１５の読み取り方向に対して垂直な方向の断面は、図４に示すように三角形状の溝であり、その三角形状の頂点すなわち溝の底点が読み取り中心軸（トラック中心軸）上に位置する。この対称な２つの斜面の存在によって、近視野光１１の反射散乱光に方向性を与えることが可能になる。また、十分な強度の反射散乱光を得るために、情報記録媒体８の表面に金属反射膜を形成することが好ましい。さらに、情報記録媒体８自体を金属で作成して、近視野光１１の反射効率を高めることもできる。
【００６９】
従って、集光光学系４と再生光検出器６とからなる構成と、集光光学系５と再生光検出器７とからなる構成とを、再生プローブ１の微小開口２のトラック方向に平行な中心軸（以下、再生プローブ中心軸と称する）に対して互いに対称となる位置に配置することで、データビット１５を構成する２つの斜面によってそれぞれ対称となる方向に反射される反射散乱光を検出することができる。
【００７０】
図５は、再生プローブ中心軸とトラック中心軸上とが一致していない状態で再生プローブ１が配置された場合の反射散乱光の検出を説明する図である。図５において、再生プローブ１は、トラック中心軸すなわちデータビット１５の底頂部に対して左方向に位置しており、この状態で微小開口２に生成された近視野光１１とデータビット１５との相互作用により反射散乱光１６および１７が生じている。
【００７１】
図５において、近視野光１１は、データビット１５の左斜面において大きく散乱され、且つその反射散乱光１７は、左斜面の傾斜角に依存して右方向へと導かれる。右方向へ導かれた反射散乱光１７は、集光光学系５に導入され、再生光検出器７に入力される。
【００７２】
一方、近視野光１１は、再生プローブ中心軸上かつ微小開口２の直下において最も大きな強度を示すため、再生プローブ中心軸から離れて位置するデータビット１５の右斜面においては、散乱されて得られる反射散乱光１６の強度が、左斜面側の反射散乱光１７と比較して弱くなる。この左方向へ導かれた反射散乱光１６もまた、集光光学系４に導入され、再生光検出器６に入力される。
【００７３】
よって、この場合、再生光検出器７において出力される電気信号は、再生光検出器６において出力される電気信号よりも大きな信号を示す。これら電気信号は、上記したように、差分回路２０に入力され、そこで差分信号が生成される。この差分信号の大きさは、再生プローブ１とトラック中心軸とのずれの度合いを示しており、トラッキング信号生成器２１に入力されることでトラッキング信号に変換される。トラッキング信号は、アクチュエータ２２を駆動させるための信号であり、アクチュエータ２２は、このトラッキング信号に応じて再生プローブ１の位置を制御する。例えば、差分回路２０において、再生光検出器６から出力される電気信号から、再生光検出器７から出力される電気信号を減算する演算が行われる場合、図５に示す状態では、差分回路２０から出力される差分信号は、負の値を示す。続いて、トラッキング信号生成器２１では、その負の差分信号を、アクチュエータ２２を右に移動させる信号と解釈し、その移動方向と差分信号の大きさに応じた移動量とを示すトラッキング信号をアクチュエータ２２に出力する。すなわち、トラッキング信号生成器２１は、再生プローブ１とトラック中心軸とのずれを補正するためのアクチュエータ駆動信号を生成する。アクチュエータ２２は、トラッキング信号生成器２１から出力されたトラッキング信号に応じて再生プローブ１を移動させ、再生プローブ中心軸とトラック中心軸とを一致させる。すなわち、右方向へのトラッキング制御を行う。
【００７４】
なお、図５においては、再生プローブ１がトラック中心軸に対して左方向に位置した場合を示したが、再生プローブ１がトラック中心軸に対して右方向に位置した場合においては、上述した逆の動作が行われる。すなわち、その場合、左方向へのトラッキング制御が行われる。
【００７５】
また、上記したトラッキング処理と並行に、再生光検出器７において出力される電気信号と再生光検出器６において出力される電気信号とは、加算回路２３に入力されて加算演算が施され、再生信号として出力される。これにより、微小開口２の直下におけるデータビット１５の有無が検出される。
【００７６】
図６は、再生プローブ１が、再生プローブ中心軸とトラック中心軸上とが一致して配置された場合の反射散乱光の検出を説明する図である。図６において、微小開口２に生成された近視野光１１は、データビット１５の右斜面と左斜面とにおける均等な相互作用により反射散乱光１６および１７を生み出している。すなわち、反射散乱光１３および１４はともにほぼ同じ強度を示し、再生光検出器７および再生光検出器６においてそれぞれ出力される電気信号もまたほぼ同じ大きさを示す。よって、差分回路２０において差分は生じず、アクチュエータ２２による位置制御も行われない。すなわち、図６は、前述したトラッキング制御を行った後の最終的な状態を表す。
【００７７】
なお、以上に説明した実施の形態２において、情報記録媒体に記録されるデータビットの断面を三角形状の溝として、トラック中心軸に対して左右に斜面を設けたた構造としたが、例えば、データビットの断面を半円形状の溝としてトラック中心軸に対して左右に曲面を設けた構造としてもよい。
【００７８】
さらに、この情報記録媒体をＣＤのようにディスク形状にして高速回転させることにより、データの読み取りを行ってもよいし、情報記録媒体をディスク形状に限らずに平板として形成し、再生プローブのベクトルスキャンによりデータの読み取りを行ってもよい。
【００７９】
以上に説明したように、実施の形態２に係る情報記録媒体によれば、情報単位となるデータビットを、読み取り方向（トラック方向）の中心軸に対して左右対称に斜面または曲面を設けた凹状の構造としているので、このデータビットによって近視野光を散乱させて生じる反射散乱光に方向性を与えることができる。また、実施の形態２に係る情報再生装置によれば、上記した情報記録媒体のデータビットから得られる反射散乱光を再生プローブの中心軸に対称な２つの方向において検出することができ、検出された２つの検出信号の差分から再生プローブのトラッキング制御を行うことができる。また、再生プローブの微小開口において生成される近視野光をトラッキング制御用の信号として利用するので、高い位置分解能を伴った高精度なトラッキング制御が達成される。さらに、再生信号の検出とトラッキング信号の検出とにおいて使用される光学系を分離することなく統一しているので、装置構成を簡略化できる。
【００８０】
なお、以上に説明した実施の形態１および２に係る情報再生装置において、再生プローブ１として、特に、図７に示すように、再生光検出器６および７をそれぞれ微小開口２の両側に対称に再生光検出器４１および４２として設けた一体型の平面プローブ４０を採用することで、さらに、集光光学系４および５、再生光検出器６および７を必要としない簡略な装置構成が実現できる。この平面プローブ４０は、従来の半導体製造技術において用いられているシリコンプロセスによって作成でき、再生光検出器４１および４２は、例えばシリコンウェハ上に集積されたフォトダイオードである。また、再生光検出器４１および４２に光導波路を組み合わせて構成することもできる。この平面プローブ４０は、特に再生光検出器の位置微調整を必要とせずに、上述した情報記録媒体３の凸型のデータビット１２または情報記録媒体８の凹型のデータビット１５によって散乱される反射散乱光の検出が可能になる。
【００８１】
さらに、再生プローブとして、図８に示すように、平面プローブ４０の微小開口２近傍に再生信号用の再生光検出器４３および４４を設けた平面プローブ５０を採用することにより、トラッキング用の反射散乱光を再生光検出器４１および４２において検出し、再生信号用の反射散乱光を再生光検出器４１および４２と再生光検出器４３および４４とにおいて検出することで、再生信号の検出強度を補うことができる。
【００８２】
（実施の形態３）
図９は、実施の形態３に係る情報再生装置の概略構成を示すブロック図である。図９において、実施の形態３に係る情報再生装置は、高密度にデータビットを形成した情報記録媒体３０と、情報記録媒体３０のデータビットにおいて生成された近視野光を散乱する再生プローブ２５と、再生プローブ２５によって散乱された反射散乱光を集光する集光光学系４および５と、集光光学系４および５によって集光された光を受光して電気信号を出力する再生光検出器６および７と、再生光検出器６および７から出力された各電気信号間の差分を演算して差分信号を出力する差分回路２０と、差分回路２０から出力された差分信号からトラッキング信号を生成して出力するトラッキング信号生成器２１と、トラッキング信号生成器２１から出力されたトラッキング信号に応じて再生プローブ２５を位置制御するアクチュエータ２２と、再生光検出器６および７から出力された各電気信号を加算して再生信号を生成する加算回路２３と、から構成される。
【００８３】
情報記録媒体３０は、光透過性の材料からなり、レーザ光源（図示せず）により裏面から照射されるレーザ光３３によって表面に局所的に強い近視野光を生じる部分を、情報単位となるデータビット３２として形成する。すなわち、データビット３２は、近視野光を生成させるための微小開口として機能し、前述したコレクションモードによる近視野光の利用が可能になる。また、データビット３２は、例えば、光透過性の基板上に金属薄膜を堆積してデータビット３２に相当する部分の金属薄膜を取り除くことや、光透過性の基板においてデータビット３２に相当する部分の屈折率を周囲と変化させることにより形成される。また、データビット３２を蛍光体とし、集光光学系４と再生光検出器６の間、および、集光光学系５と再生光検出器７の間のそれぞれに、レーザ光３３をカットし、蛍光を透過する光学フィルタを配置して、データビット３２の有無を検出することもできる。
【００８４】
再生プローブ２５は、図１０に示すようなくさび形状をしており、先端部において近視野光の散乱が可能となっている。特に、この再生プローブ２５において、くさび形状を構成する対称な２つの斜面の組み合わせにより形成される頂部を中心軸とし、この中心軸が、再生プローブ２５による読み取り方向（以下、トラック方向と称する）に一致することで、データビット３２の最適な読み取りが可能となる。すなわち、データビット３２の読み取り方向に対して垂直な方向の断面は、図１０に示すように三角形状であり、その三角形状の頂点が読み取り中心軸（トラック中心軸）上に位置するように制御される。この対称な２つの斜面の存在によって、近視野光３１の反射散乱光に方向性を与えることが可能になる。
【００８５】
情報記録媒体３０のデータビット３２に生成された近視野光３１は、再生プローブ２５の先端部において散乱され、その散乱光は、伝播光（以下、反射散乱光と称する）となって、集光光学系４および５に導入する。ここで、集光光学系４および５は、集光レンズやコリメートレンズ等またはそれにライトガイドや光ファイバを加えた構成であり、再生光検出器６および７において十分に検出可能な強度となるように反射散乱光を集光する。再生光検出器６および７は、例えばフォトダイオードや光電子増倍管等である。
【００８６】
集光光学系４および５、再生光検出器６および７は、再生プローブ２５に対して固定された位置に配置されており、特にアクチュエータ２２による位置制御によって、再生プローブ２５とともに情報記録媒体３に対して位置決めされる。よって、再生プローブ２５と、集光光学系４および５と、再生光検出器６および７と、を一体とした光再生ヘッドを構成し、この光再生ヘッドをアクチュエータ２２によって位置制御することが好ましい。
【００８７】
従って、集光光学系４と再生光検出器６とからなる構成と、集光光学系５と再生光検出器７とからなる構成とを、再生プローブ２５の先端のトラック方向に平行な中心軸（以下、再生プローブ中心軸と称する）に対して互いに対称となる位置に配置することで、再生プローブ２５に設けられた２つの斜面によってそれぞれ対称となる方向に反射される反射散乱光を検出することができる。
【００８８】
図１１は、再生プローブ中心軸とトラック中心軸上とが一致していない状態で再生プローブ２５が配置された場合の反射散乱光の検出を説明する図である。図１１において、再生プローブ２５は、トラック中心軸すなわちデータビット３２の中心軸に対して左方向に位置しており、この状態でデータビット３２に生成された近視野光３１と再生プローブ２５との相互作用により反射散乱光３５および３６が生じている。
【００８９】
図１１において、近視野光３１は、再生プローブ２５の右斜面において大きく散乱され、且つその反射散乱光３５は、右斜面の傾斜角に依存して右方向へと導かれる。右方向へ導かれた反射散乱光３５は、集光光学系５に導入され、再生光検出器７に入力される。
【００９０】
一方、近視野光３１は、データビット３２の中心軸上において最も大きな強度を示すため、データビット３２の中心軸から離れて位置する再生プローブ２５の左斜面においては、散乱されて得られる反射散乱光３６の強度が、右斜面側の反射散乱光３５と比較して弱くなる。この左方向へ導かれた反射散乱光３６もまた、集光光学系４に導入され、再生光検出器６に入力される。
【００９１】
よって、この場合、再生光検出器７において出力される電気信号は、再生光検出器６において出力される電気信号よりも大きな信号を示す。これら電気信号は、上記したように、差分回路２０に入力され、そこで差分信号が生成される。この差分信号の大きさは、再生プローブ２５とトラック中心軸とのずれの度合いを示しており、トラッキング信号生成器２１に入力されることでトラッキング信号に変換される。トラッキング信号は、アクチュエータ２２を駆動させるための信号であり、アクチュエータ２２は、このトラッキング信号に応じて再生プローブ１の位置を制御する。例えば、差分回路２０において、再生光検出器６から出力される電気信号から、再生光検出器７から出力される電気信号を減算する演算が行われる場合、図１１に示す状態では、差分回路２０から出力される差分信号は、負の値を示す。続いて、トラッキング信号生成器２１では、その負の差分信号を、アクチュエータ２２を右に移動させる信号と解釈し、その移動方向と差分信号の大きさに応じた移動量とを含めたトラッキング信号をアクチュエータ２２に出力する。すなわち、トラッキング信号生成器２１は、再生プローブ２５とトラック中心軸とのずれを補正するためのアクチュエータ駆動信号を生成する。アクチュエータ２２は、トラッキング信号生成器２１から出力されたトラッキング信号に応じて再生プローブ２５を移動させ、再生プローブ中心軸とトラック中心軸とを一致させる。すなわち、右方向へのトラッキング制御を行う。
【００９２】
なお、図１１においては、再生プローブ２５がトラック中心軸に対して左方向に位置した場合を示したが、再生プローブ２５がトラック中心軸に対して右方向に位置した場合においては、上述した逆の動作が行われる。すなわち、その場合、左方向へのトラッキング制御を行う。
【００９３】
また、上記したトラッキング処理と並行に、再生光検出器７において出力される電気信号と再生光検出器６において出力される電気信号とは、加算回路２３に入力されて加算演算が施され、再生信号として出力される。すなわち、再生プローブ２５の直下におけるデータビット３２の有無が検出される。
【００９４】
図１２は、再生プローブ２５が、再生プローブ中心軸とトラック中心軸上とが一致して配置された場合の反射散乱光の検出を説明する図である。図１２において、データビット３２に生成された近視野光３１は、再生プローブ２５の右斜面と左斜面とにおける均等な相互作用により反射散乱光３５および３６を生み出している。すなわち、反射散乱光３５および３６はともにほぼ同じ強度を示し、再生光検出器７および再生光検出器６においてそれぞれ出力される電気信号もまたほぼ同じ大きさを示す。よって、差分回路２０において差分は生じず、アクチュエータ２２による位置制御も行われない。すなわち、図１２は、前述したトラッキング制御を行った後の最終的な状態を表す。
【００９５】
なお、以上に説明した実施の形態３においては、情報記録媒体をＣＤのようにディスク形状にして高速回転させることにより、データの読み取りを行ってもよいし、情報記録媒体をディスク形状に限らずに平板として形成し、再生プローブのベクトルスキャンによりデータの読み取りを行ってもよい。
【００９６】
以上に説明したように、実施の形態３に係る情報再生装置によれば、情報記録媒体のデータビットにおいて生成された近視野光をくさび形状の再生プローブによって散乱し、それにより得られる反射散乱光を再生プローブの中心軸に対称な２つの方向において検出することができ、検出された２つの検出信号の差分から再生プローブのトラッキング制御を行うことができる。また、情報記録媒体のデータビットにおいて生成される近視野光をトラッキング制御用の信号として利用するので、高い位置分解能を伴った高精度なトラッキング制御が達成される。さらに、再生信号の検出とトラッキング信号の検出とにおいて使用される光学系を分離することなく統一しているので、装置構成を簡略化できる。
【００９７】
【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、情報単位が、読み取り方向を中心軸として左右対称に斜面または曲面を設けた構造となっているので、これに光を照射した場合に反射される反射光に方向性を与えることができ、その反射光の強度差をトラッキング用の信号として利用することができる。
【００９８】
また、請求項２に係る発明によれば、情報単位の読み取り方向に垂直な方向の断面を三角形状としているので、これに光を照射した場合に、情報単位の斜面において効率良く反射させることができ、さらにその反射光に方向性を与えることができるので、その反射光の強度差をトラッキング用の信号として利用することができる。
【００９９】
また、請求項３に係る発明によれば、情報単位の読み取り方向に垂直な方向の断面を半円形状としているので、これに光を照射した場合に、情報単位の曲面において効率良く反射させることができ、さらにその反射光に方向性を与えることができるので、その反射光の強度差をトラッキング用の信号として利用することができる。
【０１００】
また、請求項４に係る発明によれば、情報単位が、読み取り方向を中心軸として左右対称に斜面または曲面を設け、且つ情報記録媒体の表面に対して凸型の構造であるので、これに左側にずれて光が照射された場合に、左側方向に強く反射させることができ、右側にずれて光が照射された場合に、右側方向に強く反射させることができるので、その反射光の強度差をトラッキング用の信号として利用することができる。
【０１０１】
また、請求項５に係る発明によれば、情報単位が、読み取り方向を中心軸として左右対称に斜面または曲面を設け、且つ情報記録媒体の表面に対して凹型の構造であるので、これに左側にずれて光が照射された場合に、右側方向に強く反射させることができ、右側にずれて光が照射された場合に、左側方向に強く反射させることができるので、その反射光の強度差をトラッキング用の信号として利用することができる。
【０１０２】
また、請求項６に係る発明によれば、情報記録媒体の表面に金属反射膜を形成しているので、情報単位に照射される光に対して、効率良く反射させることができる。
【０１０３】
また、請求項７に係る発明によれば、情報記録媒体に、読み取り方向を中心軸とし且つ当該中心軸を頂部として左右に斜面または曲面を設けた構造として情報単位を形成し、この情報単位に、再生プローブの微小開口において生成した近視野光を入射させることにより、前記左右への方向性を与えられた反射散乱光を生成することができ、これら反射散乱光を、前記微小開口の中心軸に互いに対称となる少なくとも２つの位置において検出し、検出した信号に応じて前記再生プローブの位置を制御するので、近視野光を利用した高精度なトラッキング制御が可能となる。
【０１０４】
また、請求項８に係る発明によれば、情報記録媒体に、読み取り方向を中心軸とし且つ当該中心軸を頂部として左右に斜面または曲面を設けた構造として情報単位を形成し、この情報単位に、再生プローブの微小開口において生成した近視野光を入射させることにより、前記左右への方向性を与えられた反射散乱光を生成することができ、これら反射散乱光を、前記微小開口の中心軸に互いに対称となる少なくとも２つの位置に配置された第１および第２の光検出手段によって検出し、前記第１の光検出手段において検出されて出力された第１の検出信号と、前記第２の光検出手段において検出されて出力された第２の検出信号と、の差分を示す差分信号を差分演算手段によって生成し、再生プローブ位置制御手段によって、この差分信号に応じた前記再生プローブの位置制御を行うことができるので、近視野光を利用した高精度なトラッキング制御が可能となる。さらに、再生信号生成手段によって、前記第１の検出信号と、前記第２検出信号と、の加算演算を行って再生信号を生成することができるので、同時に情報の再生をも行うことができる。
【０１０５】
また、請求項９に係る発明によれば、再生プローブとして、従来の近視野顕微鏡で使用されている光ファイバ型のプローブを利用できるので、蓄積された近視野顕微鏡の技術を情報再生装置に対して有効に適用できる。
【０１０６】
また、請求項１０に係る発明によれば、再生プローブとして、従来の近視野顕微鏡で使用されているカンチレバー型のプローブを利用できるので、蓄積された近視野顕微鏡の技術を情報再生装置に対して有効に適用できる。
【０１０７】
また、請求項１１に係る発明によれば、再生プローブとして、前記第１および第２の光検出手段を配置した平面プローブを利用できるので、前記第１および第２の光検出手段の位置調整を必要とせず、簡略な装置構成が実現できる。
【０１０８】
また、請求項１２に係る発明によれば、再生プローブとして、前記第１および第２の光検出手段と、さらに前記微小開口の近傍に前記反射散乱光を検出する第３および第４の光検出手段を配置した平面プローブを利用できるので、前記第１および第２の光検出手段と第３および第４の光検出手段とにより十分な強度の再生信号を検出することができる。
【０１０９】
また、請求項１３に係る発明によれば、情報記録媒体の情報単位において生じた近視野光を、再生プローブによって散乱させ、その反射散乱光を、前記再生プローブの先端部に対して互いに対称となる少なくとも２つの位置において検出し、検出した信号に応じて前記再生プローブの位置を制御するので、近視野光を利用した高精度なトラッキング制御が可能となる。
【０１１０】
また、請求項１４に係る発明によれば、情報記録媒体の情報単位において生じた近視野光を、再生プローブによって散乱させ、その反射散乱光を、前記微小開口の中心軸に互いに対称となる少なくとも２つの位置に配置された第１および第２の光検出手段によって検出し、前記第１の光検出手段において検出されて出力された第１の検出信号と、前記第２の光検出手段において検出されて出力された第２の検出信号と、の差分を示す差分信号を差分演算手段によって生成し、再生プローブ位置制御手段によって、この差分信号に応じた前記再生プローブの位置制御を行うことができるので、近視野光を利用した高精度なトラッキング制御が可能となる。さらに、再生信号生成手段によって、前記第１の検出信号と、前記第２の検出信号と、の加算演算を行って再生信号を生成することができるので、同時に情報の再生をも行うことができる。
【０１１１】
また、請求項１５に係わる発明によれば、再生プローブをくさび形状としているので、そのくさび形状を構成する２つの斜面によって、情報記録媒体の情報単位において生じた近視野光を反射させることにより、その反射光に方向性を与えることができるので、その反射光の強度差がより顕著に得られ、近視野光を利用した信頼性の高い高精度なトラッキング制御が可能となる。さらに、その反射光によって、再生信号としても十分大きな強度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る情報再生装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】 実施の形態１に係る情報再生装置の動作を説明する図である。
【図３】実施の形態１に係る情報再生装置の動作を説明する図である。
【図４】実施の形態２に係る情報再生装置の概略構成を示すブロック図である。
【図５】実施の形態２に係る情報再生装置の動作を説明する図である。
【図６】実施の形態２に係る情報再生装置の動作を説明する図である。
【図７】実施の形態１および２に係る情報再生装置の再生プローブの例を示す図である。
【図８】実施の形態１および２に係る情報再生装置の再生プローブの他の例を示す図である。
【図９】実施の形態３に係る情報再生装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１０】実施の形態３に係る情報再生装置の再生プローブを示す図である。
【図１１】実施の形態３に係る情報再生装置の動作を説明する図である。
【図１２】実施の形態３に係る情報再生装置の動作を説明する図である。
【符号の説明】
１，２５ 再生プローブ
２ 微小開口
３，８，３０ 情報記録媒体
４，５ 集光光学系
６，７ 再生光検出器
１２，１５，３２ データビット
２０ 差分回路
２１ トラッキング信号生成器
２２ アクチュエータ
２３ 加算回路
４０，５０ 平面プローブ
４１，４２，４３，４４ 再生光検出器
【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情報記録媒体およびその情報記録媒体に高密度に記録された情報を再生する情報再生装置に関し、特にトラッキング制御を可能とする情報記録媒体および情報再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現状において、情報再生装置の多くは、情報記録媒体として磁気ディスクまたは光ディスクを対象とした情報再生を行っているが、特に、光ディスクの１つであるＣＤは、高密度な情報記録と低コストな大量生産を可能にし、大容量の情報を記録する媒体として広く利用されている。ＣＤは、その表面に、再生の際に使用されるレーザ光の波長程度のサイズおよびその波長の４分の１程度の深さを有したピットを形成しており、光の干渉現象を利用した読み取りが行われる。
【０００３】
このＣＤに代表される光ディスクから、記録された情報を読み取るのに、一般に、光学顕微鏡において用いられるレンズ光学系が利用されている。そこで、ピットの大きさやトラックピッチを縮小して情報記録密度を増加させる場合、光の回折限界の問題により、レーザ光のスポットサイズを２分の１波長以下にすることができず、情報記録単位をレーザ光の波長よりも小さなサイズにすることができないといった壁に突き当たってしまう。
【０００４】
また、ＣＤに限らず、光磁気記録方式及び相変化記録方式によって情報を記録した光記録ディスクにおいても、レーザ光の微小なスポットにより高密度な情報の記録・再生を実現しているために、情報記録密度はレーザ光を集光させて得られるスポットの径に制限される。
【０００５】
そこで、これら回折限界による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、例えばその波長の１／１０程度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）を利用した情報再生装置が提案されている。
【０００６】
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利用方式の一つとして、プローブの微小開口と試料表面との距離をプローブの微小開口の径程度まで近接させ、プローブを介して且つその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。
【０００７】
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、その試料表面にプローブの微小開口を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、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。
【０００８】
上述した近視野光を利用した情報再生装置は、近視野顕微鏡におけるこれらの観察方式を利用したものであり、この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情報記録媒体の情報再生を可能としている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
情報記録媒体上に高密度に記録された情報の再生を、上述した近視野光を利用して実現するには、光ヘッドとなるプローブの微小開口部を情報記録媒体上の任意の位置に高精度に移動させる位置決め制御技術が必要となる。
【００１０】
磁気ディスク装置においては、一般的に位置決め制御として、サーボ面サーボ方式とセクタサーボ方式とが採用されている。サーボ面サーボ方式とは、複数のディスク面の内１面をサーボ専用に使用し、このサーボ面に対してサーボ用磁気ヘッドを位置決めして、残りのディスク面および磁気ヘッドをデータ用に使用する方法である。また、セクタサーボ方式とは、データ面のところどころにサーボ情報をうめこんでおき、離散的に検出されるサーボ情報を使用して、磁気ヘッドをデータトラックに位置決めする方法である。
【００１１】
しかしながら、これら磁気ディスク装置に採用されている位置決め制御を、近視野光による高密度情報記録媒体の再生に対する位置決め制御に適用することは困難である。例えば、上記したサーボ面サーボ方式は、サーボ用ヘッドとデータ用ヘッドとの位置精度が機械的な精度で決定されているため、温度分布の差異による両ヘッド間の位置ずれを生じる場合があり、特に高密度化された情報記録媒体に対する位置決め制御として採用するには不適である。
【００１２】
また、上記したセクタサーボ方式は、サーボ面サーボ方式で問題となる温度分布の差異によるヘッドの位置ずれは生じないが、制御系の設計段階で従来の連続系と異なった離散値系として扱う必要があり、近視野光を利用した情報再生装置においては、特に高密度化された情報記録媒体に対して高精度な位置決めを必要とするため、このような複雑な制御系を用いることは好ましくない。
【００１３】
一方、光ディスク装置においては、位置決め制御方法、特にトラッキングエラー検出法として、３ビーム法、プッシュプル法およびプリウォブリングトラッキングエラー検出法が採用されている。３ビーム法とは、レーザダイオードからのビームを回折格子により、記録再生用の０次光（主ビーム）と、トラッキング用のア１次光（副ビーム）２本の計３ビームに分け、副ビームの２本を光ディスク上に設けられた案内溝の中心からわずかにずらし、両者からの反射光を光検出器の２つの受光面で受けて、その差動信号によって対物レンズを制御する方法である。
【００１４】
また、プッシュプル法とは、光ディスク上に設けられた案内溝に照射されたビームの反射光を２分割ディテクタにおいて検知し、それにより得た差動信号をトラッキングエラー信号として、対物レンズを制御する方法である。プリウォブリングトラッキングエラー検出法とは、光ディスク上に予めトラックの中心に対して２個１組の長ピット（プリウォブリングマーク）ＡおよびＢをディスク半径方向にわずかにずらせて配置し、光スポットがトラックの中心をトレースする際に生じるピットＡおよびＢからの反射光量の変化をトラッキングエラー信号として、対物レンズを制御する方法である。
【００１５】
以上に説明した光ディスク装置のトラッキングエラー検出法は、光ディスク上に形成されたピットへの照射光とそれにより反射される反射光とをともに伝播光（ファーフィールド）として扱った場合の方法であり、近視野光のような非伝播光（ニアフィールド）やその反射散乱光の検出に適用するには工夫が必要であった。また、特に、近視野光を利用した再生を可能とした情報記録媒体においては、従来の光ディスク上に形成されたピットのような凹凸情報だけでなく、光学物性の差異によって情報記録単位を定めることが可能であるため、そのような情報記録媒体を再生するための光ヘッド位置決め制御、特にトラッキングを行う情報再生装置が要望されていた。
【００１６】
本発明は上記問題を鑑みて、高密度に記録された情報記録媒体に対して信頼性の高い情報再生、特にトラッキングを簡単な構成にて実現させるための情報記録媒体および情報再生装置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に係る情報記録媒体は、近視野光を生成するための微小開口を設けた再生プローブによって再生する情報を媒体表面に形成した情報記録媒体において、前記媒体表面に形成された前記情報の単位となる記録ビットが前記媒体表面に設けられた造形構造により形成され、該造形構造はトラック方向に沿ったトラック中心軸に対して互いに対称な斜面または曲面を有し、かつそれぞれの前記斜面が頂部で交差してなる構造、またはそれぞれの前記曲面が頂部で一致してなる構造であることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、情報単位が、読み取り方向を中心軸として左右対称に斜面または曲面を設けた構造となっているので、これに光を照射した場合に反射される反射光に方向性を与えることができ、その反射光の強度差をトラッキング用の信号として利用することができる。
【００１９】
また、請求項２に係る情報記録媒体は、請求項１の発明において、前記造形構造は、前記トラック方向に垂直な方向の断面が三角形状であることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、情報単位の読み取り方向に垂直な方向の断面を三角形状としているので、これに光を照射した場合に、情報単位の斜面において効率良く反射させることができ、さらにその反射光に方向性を与えることができるので、その反射光の強度差をトラッキング用の信号として利用することができる。
【００２１】
また、請求項３に係る情報記録媒体は、請求項１の発明において、前記造形構造は、前記トラック方向に垂直な方向の断面が半円形状であることを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、情報単位の読み取り方向に垂直な方向の断面を半円形状としているので、これに光を照射した場合に、情報単位の曲面において効率良く反射させることができ、さらにその反射光に方向性を与えることができるので、その反射光の強度差をトラッキング用の信号として利用することができる。
【００２３】
また、請求項４に係る情報記録媒体は、請求項２または３の発明において、前記造形構造は、前記媒体表面に対して凸型であることを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、情報単位が、読み取り方向を中心軸として左右対称に斜面または曲面を設け、且つ情報記録媒体の表面に対して凸型の構造であるので、これに左側にずれて光が照射された場合に、左側方向に強く反射させることができ、右側にずれて光が照射された場合に、右側方向に強く反射させることができるので、その反射光の強度差をトラッキング用の信号として利用することができる。
【００２５】
また、請求項５に係る情報記録媒体は、請求項２または３の発明において、前記造形構造は、前記媒体表面に対して凹型であることを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、情報単位が、読み取り方向を中心軸として左右対称に斜面または曲面を設け、且つ情報記録媒体の表面に対して凹型の構造であるので、これに左側にずれて光が照射された場合に、右側方向に強く反射させることができ、右側にずれて光が照射された場合に、左側方向に強く反射させることができるので、その反射光の強度差をトラッキング用の信号として利用することができる。
【００２７】
また、請求項６に係る情報記録媒体は、請求項１乃至５のいずれか１つの発明において、表面に金属反射膜を形成したことを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、情報記録媒体の表面に金属反射膜を形成しているので、情報単位に照射される光に対して、効率良く反射させることができる。
【００２９】
また、請求項７に係る情報再生装置は、近視野光を生成するための微小開口を設けた再生プローブによって情報の再生を行う情報再生装置において、媒体表面に形成された前記情報の単位となる記録ビットが前記媒体表面に設けられた造形構造により形成され、該造形構造はトラック方向に沿ったトラック中心軸に対して互いに対称な斜面または曲面を有し、かつそれぞれの前記斜面が頂部で交差してなる構造、またはそれぞれの前記曲面が頂部で一致してなる構造である情報記録媒体と、前記造形構造によって前記近視野光を散乱させることにより生じる反射散乱光を前記微小開口の前記トラック方向に沿ったトラック中心軸に対して互いに対称となる少なくとも２つの位置において検出し、検出した信号に応じて前記再生プローブの位置を制御する制御装置と、を備えることを特徴とする。
【００３０】
この発明によれば、情報記録媒体に、読み取り方向を中心軸とし且つ当該中心軸を頂部として左右に斜面または曲面を設けた構造として情報単位を形成し、この情報単位に、再生プローブの微小開口において生成した近視野光を入射させることにより、前記左右への方向性を与えられた反射散乱光を生成することができ、これら反射散乱光を、前記微小開口の中心軸に互いに対称となる少なくとも２つの位置において検出し、検出した信号に応じて前記再生プローブの位置を制御するので、近視野光を利用した高精度なトラッキング制御が可能となる。
【００３１】
また、請求項８に係る情報再生装置は、近視野光を生成するための微小開口を設けた再生プローブによって情報の再生を行う情報再生装置において、媒体表面に形成された前記情報の単位となる記録ビットが前記媒体表面に設けられた造形構造により形成され、該造形構造はトラック方向に沿ったトラック中心軸に対して互いに対称な斜面または曲面を有し、かつそれぞれの前記斜面が頂部で交差してなる構造、またはそれぞれの前記曲面が頂部で一致してなる構造である情報記録媒体と、前記造形構造によって前記近視野光を散乱させることにより生じる反射散乱光を検出して検出信号を出力し、前記微小開口の前記トラック方向に沿ったトラック中心軸に対して左右対称に互いに配置された第１および第２の光検出手段と、前記第１の光検出手段から出力された第１の検出信号と前記第２の光検出手段から出力された第２の検出信号との差分演算を行い差分信号を出力する差分演算手段と、前記差分信号に応じて前記再生プローブの位置を制御する再生プローブ位置制御手段と、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号との加算演算を行い再生信号を生成する再生信号生成手段と、を備えることを特徴とする。
【００３２】
この発明によれば、情報記録媒体に、読み取り方向を中心軸とし且つ当該中心軸を頂部として左右に斜面または曲面を設けた構造として情報単位を形成し、この情報単位に、再生プローブの微小開口において生成した近視野光を入射させることにより、前記左右への方向性を与えられた反射散乱光を生成することができ、これら反射散乱光を、前記微小開口の中心軸に互いに対称となる少なくとも２つの位置に配置された第１および第２の光検出手段によって検出し、前記第１の光検出手段において検出されて出力された第１の検出信号と、前記第２の光検出手段において検出されて出力された第２の検出信号と、の差分を示す差分信号を差分演算手段によって生成し、再生プローブ位置制御手段によって、この差分信号に応じた前記再生プローブの位置制御を行うことができるので、近視野光を利用した高精度なトラッキング制御が可能となる。さらに、再生信号生成手段によって、前記第１の検出信号と、前記第２検出信号と、の加算演算を行って再生信号を生成することができるので、同時に情報の再生をも行うことができる。
【００３３】
また、請求項９に係る情報再生装置は、請求項７または８の発明において、前記再生プローブは、先端に微小開口を設けた光ファイバからなることを特徴とする。
【００３４】
この発明によれば、再生プローブとして、従来の近視野顕微鏡で使用されている光ファイバ型のプローブを利用できるので、蓄積された近視野顕微鏡の技術を情報再生装置に対して有効に適用できる。
【００３５】
また、請求項１０に係る情報再生装置は、請求項７または８の発明において、前記再生プローブは、突起部に微小開口を設けたカンチレバー型のプローブであることを特徴とする。
【００３６】
この発明によれば、再生プローブとして、従来の近視野顕微鏡で使用されているカンチレバー型のプローブを利用できるので、蓄積された近視野顕微鏡の技術を情報再生装置に対して有効に適用できる。
【００３７】
また、請求項１１に係る情報再生装置は、請求項７または８の発明において、前記再生プローブは、逆錐状の穴がその頂部を微小開口とするように貫通して形成された平面基板からなり、前記第１および第２の光検出手段を前記平面基板に配置した平面プローブであることを特徴とする。
【００３８】
この発明によれば、再生プローブとして、前記第１および第２の光検出手段を配置した平面プローブを利用できるので、前記第１および第２の光検出手段の位置調整を必要とせず、簡略な装置構成が実現できる。
【００３９】
また、請求項１２に係る情報再生装置は、請求項１１の発明において、さらに、前記再生プローブは、前記微小開口の近傍に前記反射散乱光を検出する第３および第４の光検出手段を配置した平面プローブであることを特徴とする。
【００４０】
この発明によれば、再生プローブとして、前記第１および第２の光検出手段と、さらに前記微小開口の近傍に前記反射散乱光を検出する第３および第４の光検出手段を配置した平面プローブを利用できるので、前記第１および第２の光検出手段と第３および第４の光検出手段とにより十分な強度の再生信号を検出することができる。
【００４１】
また、請求項１３に係る情報再生装置は、情報記録媒体に近視野光を生成させ、当該近視野光を散乱するための再生プローブによって情報の再生を行う情報再生装置において、生成された前記近視野光を前記再生プローブの先端部によって散乱させることにより生じる反射散乱光を、前記再生プローブの先端部に対して互いに対称となる少なくとも２つの位置において検出し、検出した信号に応じて前記再生プローブの位置を制御することを特徴とする。
【００４２】
この発明によれば、情報記録媒体の情報単位において生じた近視野光を、再生プローブによって散乱させ、その反射散乱光を、前記再生プローブの先端部に対して互いに対称となる少なくとも２つの位置において検出し、検出した信号に応じて前記再生プローブの位置を制御するので、近視野光を利用した高精度なトラッキング制御が可能となる。
【００４３】
また、請求項１４に係る情報再生装置は、情報記録媒体に近視野光を生成させ、当該近視野光を散乱するための再生プローブによって情報の再生を行う情報再生装置において、前記近視野光が前記再生プローブの先端部によって散乱されて生じる反射散乱光を検出して検出信号を出力し、読み取り方向に沿った前記再生プローブの先端部に対して互いに対称に配置された第１および第２の光検出手段と、前記第１の光検出手段から出力された第１の検出信号と前記第２の光検出手段から出力された第２の検出信号との差分演算を行い差分信号を出力する差分演算手段と、前記差分信号に応じて前記再生プローブの位置を制御する再生プローブ位置制御手段と、前記第１の検出信号と前記第２検出信号との加算演算を行い再生信号を生成する再生信号生成手段と、を備えることを特徴とする。
【００４４】
この発明によれば、情報記録媒体の情報単位において生じた近視野光を、再生プローブによって散乱させ、その反射散乱光を、前記微小開口の中心軸に互いに対称となる少なくとも２つの位置に配置された第１および第２の光検出手段によって検出し、前記第１の光検出手段において検出されて出力された第１の検出信号と、前記第２の光検出手段において検出されて出力された第２の検出信号と、の差分を示す差分信号を差分演算手段によって生成し、再生プローブ位置制御手段によって、この差分信号に応じた前記再生プローブの位置制御を行うことができるので、近視野光を利用した高精度なトラッキング制御が可能となる。さらに、再生信号生成手段によって、前記第１の検出信号と、前記第２検出信号と、の加算演算を行って再生信号を生成することができるので、同時に情報の再生をも行うことができる。
【００４５】
また、請求項１５に係る情報再生装置は、請求項１３または１４の発明において、前記再生プローブは、くさび形状であることを特徴とする。
【００４６】
この発明によれば、再生プローブをくさび形状としているので、そのくさび形状を構成する２つの斜面によって、情報記録媒体の情報単位において生じた近視野光を反射させることにより、その反射光に方向性を与えることができるので、その反射光の強度差がより顕著に得られ、近視野光を利用した信頼性の高い高精度なトラッキング制御が可能となる。さらに、その反射光によって、再生信号としても十分大きな強度を得ることができる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る情報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。
【００４８】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る情報再生装置の概略構成を示すブロック図である。図１において、実施の形態１に係る情報再生装置は、近視野光を生成する再生プローブ１と、高密度にデータビットを形成した情報記録媒体３と、情報記録媒体３のデータビットによって散乱された反射散乱光を集光する集光光学系４および５と、集光光学系４および５によって集光された光を受光して電気信号を出力する再生光検出器６および７と、再生光検出器６および７から出力された各電気信号間の差分を演算して差分信号を出力する差分回路２０と、差分回路２０から出力された差分信号からトラッキング信号を生成し出力するトラッキング信号生成器２１と、トラッキング信号生成器２１から出力されたトラッキング信号に応じて再生プローブの位置を制御するアクチュエータ２２と、再生光検出器６および７から出力された各電気信号を加算して再生信号を生成する加算回路２３と、から構成される。
【００４９】
再生プローブ１には、レーザ光源（図示せず）から導入されるレーザ光１０の波長以下のサイズ、例えば数十ナノメートルの径を有した微小開口２が形成されており、そのレーザ光１０の導入によって微小開口２に近視野光１１を生成する。再生プローブ１としては、従来の近視野顕微鏡において使用されるプローブを利用することができ、例えば、先端に微小開口を有して表面を金属被覆した光ファイバからなる光ファイバプローブ、光導波路を介してレーザ光が導かれる微小開口を先端に有したカンチレバー型の光プローブ、逆錐状の貫通穴をその頂点が微小開口となるように形成した平面基板からなる平面プローブ等の、前述したイルミネーションモードによる近視野光の生成を可能とするプローブである。
【００５０】
再生プローブ１の微小開口２に生成された近視野光１１は、情報記録媒体３に形成された凸型のデータビット１２により散乱され、その散乱光は、伝播光（以下、反射散乱光と称する）となって、集光光学系４および５に導入する。ここで、集光光学系４および５は、集光レンズやコリメートレンズまたはそれにライトガイドや光ファイバを加えた構成であり、再生光検出器６および７において十分に検出可能な強度となるように反射散乱光を集光する。再生光検出器６および７は、例えばフォトダイオードや光電子増倍管等である。
【００５１】
集光光学系４および５、再生光検出器６および７は、再生プローブ１に対して固定された位置に配置されており、特にアクチュエータ２２による位置制御によって、再生プローブ１とともに情報記録媒体３に対して位置決めされる。よって、再生プローブ１と集光光学系４および５と再生光検出器６および７とを一体とした光再生ヘッドを構成し、この光再生ヘッドをアクチュエータ２２によって位置制御することが好ましい。
【００５２】
情報記録媒体３は、情報単位となるデータビット１２を、２つの斜面を対称に且つ情報記録媒体３の表面に対して凸型に組み合わせることにより形成される頂部を中心軸とした構造であり、その中心軸は、再生プローブ１による読み取り方向（以下、トラック方向と称する）に一致する。すなわち、データビット１２の読み取り方向に対して垂直な方向の断面は、図１に示すように三角形状の山であり、その三角形状の頂点が読み取り中心軸（トラック中心軸）上に位置する。この対称な２つの斜面の存在によって、近視野光１１の反射散乱光に方向性を与えることが可能になる。また、十分な強度の反射散乱光を得るために、情報記録媒体３の表面に金属反射膜を形成することが好ましい。さらに、情報記録媒体３自体を金属で作成して、近視野光１１の反射効率を高めることもできる。
【００５３】
従って、集光光学系４と再生光検出器６とからなる構成と、集光光学系５と再生光検出器７とからなる構成とを、再生プローブ１の微小開口２のトラック方向に平行な中心軸（以下、再生プローブ中心軸と称する）に対して互いに対称となる位置に配置することで、データビット１２に設けられた２つの斜面によってそれぞれ対称となる方向に反射される反射散乱光を検出することができる。
【００５４】
図２は、再生プローブ中心軸とトラック中心軸上とが一致していない状態で再生プローブ１が配置された場合の反射散乱光の検出を説明する図である。図２において、再生プローブ１は、トラック中心軸すなわちデータビット１２の頂部に対して右方向に位置しており、この状態で微小開口２に生成された近視野光１１とデータビット１２との相互作用により反射散乱光１３および１４が生じている。
【００５５】
図２において、近視野光１１は、データビット１２の右斜面において大きく散乱され、且つその反射散乱光１３は、右斜面の傾斜角に依存して右方向へと導かれる。右方向へ導かれた反射散乱光１３は、集光光学系５に導入され、再生光検出器７に入力される。
【００５６】
一方、近視野光１１は、再生プローブ中心軸上かつ微小開口２の直下において最も大きな強度を示すため、再生プローブ中心軸から離れて位置するデータビット１２の左斜面においては、散乱されて得られる反射散乱光１４の強度が、右斜面側の反射散乱光１３と比較して弱くなる。この左方向へ導かれた反射散乱光１４もまた、集光光学系４に導入され、再生光検出器６に入力される。
【００５７】
よって、この場合、再生光検出器７において出力される電気信号は、再生光検出器６において出力される電気信号よりも大きな信号を示す。これら電気信号は、上記したように、差分回路２０に入力され、そこで差分信号が生成される。この差分信号の大きさは、再生プローブ１とトラック中心軸とのずれの度合いを示しており、トラッキング信号生成器２１に入力されることでトラッキング信号に変換される。トラッキング信号は、アクチュエータ２２を駆動させるための信号であり、アクチュエータ２２は、このトラッキング信号に応じて再生プローブ１の位置を制御する。例えば、差分回路２０において、再生光検出器６から出力される電気信号から、再生光検出器７から出力される電気信号を減算する演算が行われる場合、図２に示す状態では、差分回路２０から出力される差分信号は、負の値を示す。続いて、トラッキング信号生成器２１では、その負の差分信号を、アクチュエータ２２を左に移動させる信号と解釈し、その移動方向と差分信号の大きさに応じた移動量とを示すトラッキング信号をアクチュエータ２２に出力する。すなわち、トラッキング信号生成器２１は、再生プローブ１とトラック中心軸とのずれを補正するためのアクチュエータ駆動信号を生成する。アクチュエータ２２は、トラッキング信号生成器２１から出力されたトラッキング信号に応じて再生プローブ１を移動させ、再生プローブ中心軸とトラック中心軸とを一致させる。すなわち、左方向へのトラッキング制御を行う。
【００５８】
なお、図２においては、再生プローブ１がトラック中心軸に対して右方向に位置した場合を示したが、再生プローブ１がトラック中心軸に対して左方向に位置した場合においては、上述した逆の動作が行われる。すなわち、その場合、右方向へのトラッキング制御が行われる。
【００５９】
また、上記したトラッキング処理と並行に、再生光検出器７において出力される電気信号と再生光検出器６において出力される電気信号とは、加算回路２３に入力されて加算演算が施され、再生信号として出力される。これにより、微小開口２の直下におけるデータビット１２の有無が検出される。
【００６０】
図３は、再生プローブ１が、再生プローブ中心軸とトラック中心軸上とが一致して配置された場合の反射散乱光の検出を説明する図である。図３において、微小開口２に生成された近視野光１１は、データビット１２の右斜面と左斜面とにおける均等な相互作用により反射散乱光１３および１４を生み出している。すなわち、反射散乱光１３および１４はともにほぼ同じ強度を示し、再生光検出器７および再生光検出器６においてそれぞれ出力される電気信号もまたほぼ同じ大きさを示す。よって、差分回路２０において差分は生じず、アクチュエータ２２による位置制御も行われない。すなわち、図３は、前述したトラッキング制御を行った後の最終的な状態を表す。
【００６１】
なお、以上に説明した実施の形態１において、情報記録媒体に記録されるデータビットの断面を三角形状の山としてトラック中心軸に対して左右に斜面を設けた構造としたが、例えば、データビットの断面を半円形状の山としてトラック中心軸に対して左右に曲面を設けた構造としてもよい。
【００６２】
さらに、この情報記録媒体をＣＤのようにディスク形状にして高速回転させることにより、データの読み取りを行ってもよいし、情報記録媒体をディスク形状に限らずに平板として形成し、再生プローブのベクトルスキャンによりデータの読み取りを行ってもよい。
【００６３】
以上に説明したように、実施の形態１に係る情報記録媒体によれば、情報単位となるデータビットを、読み取り方向（トラック方向）の中心軸に対して左右対称に斜面または曲面を設けた凸状の構造としているので、このデータビットによって近視野光を散乱させて生じる反射散乱光に方向性を与えることができる。また、実施の形態１に係る情報再生装置によれば、上記した情報記録媒体のデータビットから得られる反射散乱光を再生プローブ中心軸に対称な２つの方向において検出することができ、検出された２つの検出信号の差分から再生プローブのトラッキング制御を行うことができる。また、再生プローブの微小開口において生成される近視野光をトラッキング制御用の信号として利用するので、高い位置分解能を伴った高精度なトラッキング制御が達成される。さらに、再生信号の検出とトラッキング信号の検出とにおいて使用される光学系を分離することなく統一しているので、装置構成を簡略化できる。
【００６４】
（実施の形態２）
図４は、実施の形態２に係る情報再生装置の概略構成を示すブロック図である。図４において、実施の形態２に係る情報再生装置は、近視野光を生成する再生プローブ１と、高密度にデータビットを形成した情報記録媒体８と、情報記録媒体８のデータビットによって散乱された反射散乱光を集光する集光光学系４および５と、集光光学系４および５によって集光された光を受光して電気信号を出力する再生光検出器６および７と、再生光検出器６および７から出力された各電気信号間の差分を演算して差分信号を出力する差分回路２０と、差分回路２０から出力された差分信号からトラッキング信号を生成して出力するトラッキング信号生成器２１と、トラッキング信号生成器２１から出力されたトラッキング信号に応じて再生プローブの位置を制御するアクチュエータ２２と、再生光検出器６および７から出力された各電気信号を加算して再生信号を生成する加算回路２３と、から構成される。
【００６５】
再生プローブ１には、レーザ光源（図示せず）から導入されるレーザ光１０の波長以下のサイズ、例えば数十ナノメートルの径を有した微小開口２が形成されており、レーザ光１０の導入によって微小開口２に近視野光１１を生成する。この再生プローブ１は、実施の形態１において説明したように、光ファイバプローブ、カンチレバー型の光プローブ、平面プローブ等の、前述したイルミネーションモードによる近視野光の生成を可能とするプローブである。
【００６６】
再生プローブ１の微小開口２に生成された近視野光１１は、情報記録媒体８に形成された凹型のデータビット１５により散乱され、その散乱光は、伝播光（以下、反射散乱光と称する）となって、集光光学系４および５に導入する。ここで、集光光学系４および５は、実施の形態１において説明したように、例えば集光レンズやコリメートレンズ等またはそれにライトガイドや光ファイバを加えた構成であり、再生光検出器６および７は、例えばフォトダイオードや光電子増倍管等である。
【００６７】
集光光学系４および５、再生光検出器６および７は、再生プローブ１に対して固定された位置に配置されており、特にアクチュエータ２２による位置制御によって、再生プローブ１とともに情報記録媒体８に対して位置決めされる。よって、再生プローブ１と、集光光学系４および５と、再生光検出器６および７と、を一体とした光再生ヘッドを構成し、この光再生ヘッドをアクチュエータ２２によって位置制御することが好ましい。
【００６８】
情報記録媒体８は、情報単位となるデータビット１５を、２つの斜面を対称に情報記録媒体８の表面に対して凹型に組み合わせることにより生じる頂部を中心軸とした構造であり、その中心軸は、再生プローブ１による読み取り方向（以下、トラック方向と称する）に一致する。すなわち、データビット１５の読み取り方向に対して垂直な方向の断面は、図４に示すように三角形状の溝であり、その三角形状の頂点すなわち溝の底点が読み取り中心軸（トラック中心軸）上に位置する。この対称な２つの斜面の存在によって、近視野光１１の反射散乱光に方向性を与えることが可能になる。また、十分な強度の反射散乱光を得るために、情報記録媒体８の表面に金属反射膜を形成することが好ましい。さらに、情報記録媒体８自体を金属で作成して、近視野光１１の反射効率を高めることもできる。
【００６９】
従って、集光光学系４と再生光検出器６とからなる構成と、集光光学系５と再生光検出器７とからなる構成とを、再生プローブ１の微小開口２のトラック方向に平行な中心軸（以下、再生プローブ中心軸と称する）に対して互いに対称となる位置に配置することで、データビット１５を構成する２つの斜面によってそれぞれ対称となる方向に反射される反射散乱光を検出することができる。
【００７０】
図５は、再生プローブ中心軸とトラック中心軸上とが一致していない状態で再生プローブ１が配置された場合の反射散乱光の検出を説明する図である。図５において、再生プローブ１は、トラック中心軸すなわちデータビット１５の底頂部に対して左方向に位置しており、この状態で微小開口２に生成された近視野光１１とデータビット１５との相互作用により反射散乱光１６および１７が生じている。
【００７１】
図５において、近視野光１１は、データビット１５の左斜面において大きく散乱され、且つその反射散乱光１７は、左斜面の傾斜角に依存して右方向へと導かれる。右方向へ導かれた反射散乱光１７は、集光光学系５に導入され、再生光検出器７に入力される。
【００７２】
一方、近視野光１１は、再生プローブ中心軸上かつ微小開口２の直下において最も大きな強度を示すため、再生プローブ中心軸から離れて位置するデータビット１５の右斜面においては、散乱されて得られる反射散乱光１６の強度が、左斜面側の反射散乱光１７と比較して弱くなる。この左方向へ導かれた反射散乱光１６もまた、集光光学系４に導入され、再生光検出器６に入力される。
【００７３】
よって、この場合、再生光検出器７において出力される電気信号は、再生光検出器６において出力される電気信号よりも大きな信号を示す。これら電気信号は、上記したように、差分回路２０に入力され、そこで差分信号が生成される。この差分信号の大きさは、再生プローブ１とトラック中心軸とのずれの度合いを示しており、トラッキング信号生成器２１に入力されることでトラッキング信号に変換される。トラッキング信号は、アクチュエータ２２を駆動させるための信号であり、アクチュエータ２２は、このトラッキング信号に応じて再生プローブ１の位置を制御する。例えば、差分回路２０において、再生光検出器６から出力される電気信号から、再生光検出器７から出力される電気信号を減算する演算が行われる場合、図５に示す状態では、差分回路２０から出力される差分信号は、負の値を示す。続いて、トラッキング信号生成器２１では、その負の差分信号を、アクチュエータ２２を右に移動させる信号と解釈し、その移動方向と差分信号の大きさに応じた移動量とを示すトラッキング信号をアクチュエータ２２に出力する。すなわち、トラッキング信号生成器２１は、再生プローブ１とトラック中心軸とのずれを補正するためのアクチュエータ駆動信号を生成する。アクチュエータ２２は、トラッキング信号生成器２１から出力されたトラッキング信号に応じて再生プローブ１を移動させ、再生プローブ中心軸とトラック中心軸とを一致させる。すなわち、右方向へのトラッキング制御を行う。
【００７４】
なお、図５においては、再生プローブ１がトラック中心軸に対して左方向に位置した場合を示したが、再生プローブ１がトラック中心軸に対して右方向に位置した場合においては、上述した逆の動作が行われる。すなわち、その場合、左方向へのトラッキング制御が行われる。
【００７５】
また、上記したトラッキング処理と並行に、再生光検出器７において出力される電気信号と再生光検出器６において出力される電気信号とは、加算回路２３に入力されて加算演算が施され、再生信号として出力される。これにより、微小開口２の直下におけるデータビット１５の有無が検出される。
【００７６】
図６は、再生プローブ１が、再生プローブ中心軸とトラック中心軸上とが一致して配置された場合の反射散乱光の検出を説明する図である。図６において、微小開口２に生成された近視野光１１は、データビット１５の右斜面と左斜面とにおける均等な相互作用により反射散乱光１６および１７を生み出している。すなわち、反射散乱光１３および１４はともにほぼ同じ強度を示し、再生光検出器７および再生光検出器６においてそれぞれ出力される電気信号もまたほぼ同じ大きさを示す。よって、差分回路２０において差分は生じず、アクチュエータ２２による位置制御も行われない。すなわち、図６は、前述したトラッキング制御を行った後の最終的な状態を表す。
【００７７】
なお、以上に説明した実施の形態２において、情報記録媒体に記録されるデータビットの断面を三角形状の溝として、トラック中心軸に対して左右に斜面を設けたた構造としたが、例えば、データビットの断面を半円形状の溝としてトラック中心軸に対して左右に曲面を設けた構造としてもよい。
【００７８】
さらに、この情報記録媒体をＣＤのようにディスク形状にして高速回転させることにより、データの読み取りを行ってもよいし、情報記録媒体をディスク形状に限らずに平板として形成し、再生プローブのベクトルスキャンによりデータの読み取りを行ってもよい。
【００７９】
以上に説明したように、実施の形態２に係る情報記録媒体によれば、情報単位となるデータビットを、読み取り方向（トラック方向）の中心軸に対して左右対称に斜面または曲面を設けた凹状の構造としているので、このデータビットによって近視野光を散乱させて生じる反射散乱光に方向性を与えることができる。また、実施の形態２に係る情報再生装置によれば、上記した情報記録媒体のデータビットから得られる反射散乱光を再生プローブの中心軸に対称な２つの方向において検出することができ、検出された２つの検出信号の差分から再生プローブのトラッキング制御を行うことができる。また、再生プローブの微小開口において生成される近視野光をトラッキング制御用の信号として利用するので、高い位置分解能を伴った高精度なトラッキング制御が達成される。さらに、再生信号の検出とトラッキング信号の検出とにおいて使用される光学系を分離することなく統一しているので、装置構成を簡略化できる。
【００８０】
なお、以上に説明した実施の形態１および２に係る情報再生装置において、再生プローブ１として、特に、図７に示すように、再生光検出器６および７をそれぞれ微小開口２の両側に対称に再生光検出器４１および４２として設けた一体型の平面プローブ４０を採用することで、さらに、集光光学系４および５、再生光検出器６および７を必要としない簡略な装置構成が実現できる。この平面プローブ４０は、従来の半導体製造技術において用いられているシリコンプロセスによって作成でき、再生光検出器４１および４２は、例えばシリコンウェハ上に集積されたフォトダイオードである。また、再生光検出器４１および４２に光導波路を組み合わせて構成することもできる。この平面プローブ４０は、特に再生光検出器の位置微調整を必要とせずに、上述した情報記録媒体３の凸型のデータビット１２または情報記録媒体８の凹型のデータビット１５によって散乱される反射散乱光の検出が可能になる。
【００８１】
さらに、再生プローブとして、図８に示すように、平面プローブ４０の微小開口２近傍に再生信号用の再生光検出器４３および４４を設けた平面プローブ５０を採用することにより、トラッキング用の反射散乱光を再生光検出器４１および４２において検出し、再生信号用の反射散乱光を再生光検出器４１および４２と再生光検出器４３および４４とにおいて検出することで、再生信号の検出強度を補うことができる。
【００８２】
（実施の形態３）
図９は、実施の形態３に係る情報再生装置の概略構成を示すブロック図である。図９において、実施の形態３に係る情報再生装置は、高密度にデータビットを形成した情報記録媒体３０と、情報記録媒体３０のデータビットにおいて生成された近視野光を散乱する再生プローブ２５と、再生プローブ２５によって散乱された反射散乱光を集光する集光光学系４および５と、集光光学系４および５によって集光された光を受光して電気信号を出力する再生光検出器６および７と、再生光検出器６および７から出力された各電気信号間の差分を演算して差分信号を出力する差分回路２０と、差分回路２０から出力された差分信号からトラッキング信号を生成して出力するトラッキング信号生成器２１と、トラッキング信号生成器２１から出力されたトラッキング信号に応じて再生プローブ２５を位置制御するアクチュエータ２２と、再生光検出器６および７から出力された各電気信号を加算して再生信号を生成する加算回路２３と、から構成される。
【００８３】
情報記録媒体３０は、光透過性の材料からなり、レーザ光源（図示せず）により裏面から照射されるレーザ光３３によって表面に局所的に強い近視野光を生じる部分を、情報単位となるデータビット３２として形成する。すなわち、データビット３２は、近視野光を生成させるための微小開口として機能し、前述したコレクションモードによる近視野光の利用が可能になる。また、データビット３２は、例えば、光透過性の基板上に金属薄膜を堆積してデータビット３２に相当する部分の金属薄膜を取り除くことや、光透過性の基板においてデータビット３２に相当する部分の屈折率を周囲と変化させることにより形成される。また、データビット３２を蛍光体とし、集光光学系４と再生光検出器６の間、および、集光光学系５と再生光検出器７の間のそれぞれに、レーザ光３３をカットし、蛍光を透過する光学フィルタを配置して、データビット３２の有無を検出することもできる。
【００８４】
再生プローブ２５は、図１０に示すようなくさび形状をしており、先端部において近視野光の散乱が可能となっている。特に、この再生プローブ２５において、くさび形状を構成する対称な２つの斜面の組み合わせにより形成される頂部を中心軸とし、この中心軸が、再生プローブ２５による読み取り方向（以下、トラック方向と称する）に一致することで、データビット３２の最適な読み取りが可能となる。すなわち、データビット３２の読み取り方向に対して垂直な方向の断面は、図１０に示すように三角形状であり、その三角形状の頂点が読み取り中心軸（トラック中心軸）上に位置するように制御される。この対称な２つの斜面の存在によって、近視野光３１の反射散乱光に方向性を与えることが可能になる。
【００８５】
情報記録媒体３０のデータビット３２に生成された近視野光３１は、再生プローブ２５の先端部において散乱され、その散乱光は、伝播光（以下、反射散乱光と称する）となって、集光光学系４および５に導入する。ここで、集光光学系４および５は、集光レンズやコリメートレンズ等またはそれにライトガイドや光ファイバを加えた構成であり、再生光検出器６および７において十分に検出可能な強度となるように反射散乱光を集光する。再生光検出器６および７は、例えばフォトダイオードや光電子増倍管等である。
【００８６】
集光光学系４および５、再生光検出器６および７は、再生プローブ２５に対して固定された位置に配置されており、特にアクチュエータ２２による位置制御によって、再生プローブ２５とともに情報記録媒体３に対して位置決めされる。よって、再生プローブ２５と、集光光学系４および５と、再生光検出器６および７と、を一体とした光再生ヘッドを構成し、この光再生ヘッドをアクチュエータ２２によって位置制御することが好ましい。
【００８７】
従って、集光光学系４と再生光検出器６とからなる構成と、集光光学系５と再生光検出器７とからなる構成とを、再生プローブ２５の先端のトラック方向に平行な中心軸（以下、再生プローブ中心軸と称する）に対して互いに対称となる位置に配置することで、再生プローブ２５に設けられた２つの斜面によってそれぞれ対称となる方向に反射される反射散乱光を検出することができる。
【００８８】
図１１は、再生プローブ中心軸とトラック中心軸上とが一致していない状態で再生プローブ２５が配置された場合の反射散乱光の検出を説明する図である。図１１において、再生プローブ２５は、トラック中心軸すなわちデータビット３２の中心軸に対して左方向に位置しており、この状態でデータビット３２に生成された近視野光３１と再生プローブ２５との相互作用により反射散乱光３５および３６が生じている。
【００８９】
図１１において、近視野光３１は、再生プローブ２５の右斜面において大きく散乱され、且つその反射散乱光３５は、右斜面の傾斜角に依存して右方向へと導かれる。右方向へ導かれた反射散乱光３５は、集光光学系５に導入され、再生光検出器７に入力される。
【００９０】
一方、近視野光３１は、データビット３２の中心軸上において最も大きな強度を示すため、データビット３２の中心軸から離れて位置する再生プローブ２５の左斜面においては、散乱されて得られる反射散乱光３６の強度が、右斜面側の反射散乱光３５と比較して弱くなる。この左方向へ導かれた反射散乱光３６もまた、集光光学系４に導入され、再生光検出器６に入力される。
【００９１】
よって、この場合、再生光検出器７において出力される電気信号は、再生光検出器６において出力される電気信号よりも大きな信号を示す。これら電気信号は、上記したように、差分回路２０に入力され、そこで差分信号が生成される。この差分信号の大きさは、再生プローブ２５とトラック中心軸とのずれの度合いを示しており、トラッキング信号生成器２１に入力されることでトラッキング信号に変換される。トラッキング信号は、アクチュエータ２２を駆動させるための信号であり、アクチュエータ２２は、このトラッキング信号に応じて再生プローブ１の位置を制御する。例えば、差分回路２０において、再生光検出器６から出力される電気信号から、再生光検出器７から出力される電気信号を減算する演算が行われる場合、図１１に示す状態では、差分回路２０から出力される差分信号は、負の値を示す。続いて、トラッキング信号生成器２１では、その負の差分信号を、アクチュエータ２２を右に移動させる信号と解釈し、その移動方向と差分信号の大きさに応じた移動量とを含めたトラッキング信号をアクチュエータ２２に出力する。すなわち、トラッキング信号生成器２１は、再生プローブ２５とトラック中心軸とのずれを補正するためのアクチュエータ駆動信号を生成する。アクチュエータ２２は、トラッキング信号生成器２１から出力されたトラッキング信号に応じて再生プローブ２５を移動させ、再生プローブ中心軸とトラック中心軸とを一致させる。すなわち、右方向へのトラッキング制御を行う。
【００９２】
なお、図１１においては、再生プローブ２５がトラック中心軸に対して左方向に位置した場合を示したが、再生プローブ２５がトラック中心軸に対して右方向に位置した場合においては、上述した逆の動作が行われる。すなわち、その場合、左方向へのトラッキング制御を行う。
【００９３】
また、上記したトラッキング処理と並行に、再生光検出器７において出力される電気信号と再生光検出器６において出力される電気信号とは、加算回路２３に入力されて加算演算が施され、再生信号として出力される。すなわち、再生プローブ２５の直下におけるデータビット３２の有無が検出される。
【００９４】
図１２は、再生プローブ２５が、再生プローブ中心軸とトラック中心軸上とが一致して配置された場合の反射散乱光の検出を説明する図である。図１２において、データビット３２に生成された近視野光３１は、再生プローブ２５の右斜面と左斜面とにおける均等な相互作用により反射散乱光３５および３６を生み出している。すなわち、反射散乱光３５および３６はともにほぼ同じ強度を示し、再生光検出器７および再生光検出器６においてそれぞれ出力される電気信号もまたほぼ同じ大きさを示す。よって、差分回路２０において差分は生じず、アクチュエータ２２による位置制御も行われない。すなわち、図１２は、前述したトラッキング制御を行った後の最終的な状態を表す。
【００９５】
なお、以上に説明した実施の形態３においては、情報記録媒体をＣＤのようにディスク形状にして高速回転させることにより、データの読み取りを行ってもよいし、情報記録媒体をディスク形状に限らずに平板として形成し、再生プローブのベクトルスキャンによりデータの読み取りを行ってもよい。
【００９６】
以上に説明したように、実施の形態３に係る情報再生装置によれば、情報記録媒体のデータビットにおいて生成された近視野光をくさび形状の再生プローブによって散乱し、それにより得られる反射散乱光を再生プローブの中心軸に対称な２つの方向において検出することができ、検出された２つの検出信号の差分から再生プローブのトラッキング制御を行うことができる。また、情報記録媒体のデータビットにおいて生成される近視野光をトラッキング制御用の信号として利用するので、高い位置分解能を伴った高精度なトラッキング制御が達成される。さらに、再生信号の検出とトラッキング信号の検出とにおいて使用される光学系を分離することなく統一しているので、装置構成を簡略化できる。
【００９７】
【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、情報単位が、読み取り方向を中心軸として左右対称に斜面または曲面を設けた構造となっているので、これに光を照射した場合に反射される反射光に方向性を与えることができ、その反射光の強度差をトラッキング用の信号として利用することができる。
【００９８】
また、請求項２に係る発明によれば、情報単位の読み取り方向に垂直な方向の断面を三角形状としているので、これに光を照射した場合に、情報単位の斜面において効率良く反射させることができ、さらにその反射光に方向性を与えることができるので、その反射光の強度差をトラッキング用の信号として利用することができる。
【００９９】
また、請求項３に係る発明によれば、情報単位の読み取り方向に垂直な方向の断面を半円形状としているので、これに光を照射した場合に、情報単位の曲面において効率良く反射させることができ、さらにその反射光に方向性を与えることができるので、その反射光の強度差をトラッキング用の信号として利用することができる。
【０１００】
また、請求項４に係る発明によれば、情報単位が、読み取り方向を中心軸として左右対称に斜面または曲面を設け、且つ情報記録媒体の表面に対して凸型の構造であるので、これに左側にずれて光が照射された場合に、左側方向に強く反射させることができ、右側にずれて光が照射された場合に、右側方向に強く反射させることができるので、その反射光の強度差をトラッキング用の信号として利用することができる。
【０１０１】
また、請求項５に係る発明によれば、情報単位が、読み取り方向を中心軸として左右対称に斜面または曲面を設け、且つ情報記録媒体の表面に対して凹型の構造であるので、これに左側にずれて光が照射された場合に、右側方向に強く反射させることができ、右側にずれて光が照射された場合に、左側方向に強く反射させることができるので、その反射光の強度差をトラッキング用の信号として利用することができる。
【０１０２】
また、請求項６に係る発明によれば、情報記録媒体の表面に金属反射膜を形成しているので、情報単位に照射される光に対して、効率良く反射させることができる。
【０１０３】
また、請求項７に係る発明によれば、情報記録媒体に、読み取り方向を中心軸とし且つ当該中心軸を頂部として左右に斜面または曲面を設けた構造として情報単位を形成し、この情報単位に、再生プローブの微小開口において生成した近視野光を入射させることにより、前記左右への方向性を与えられた反射散乱光を生成することができ、これら反射散乱光を、前記微小開口の中心軸に互いに対称となる少なくとも２つの位置において検出し、検出した信号に応じて前記再生プローブの位置を制御するので、近視野光を利用した高精度なトラッキング制御が可能となる。
【０１０４】
また、請求項８に係る発明によれば、情報記録媒体に、読み取り方向を中心軸とし且つ当該中心軸を頂部として左右に斜面または曲面を設けた構造として情報単位を形成し、この情報単位に、再生プローブの微小開口において生成した近視野光を入射させることにより、前記左右への方向性を与えられた反射散乱光を生成することができ、これら反射散乱光を、前記微小開口の中心軸に互いに対称となる少なくとも２つの位置に配置された第１および第２の光検出手段によって検出し、前記第１の光検出手段において検出されて出力された第１の検出信号と、前記第２の光検出手段において検出されて出力された第２の検出信号と、の差分を示す差分信号を差分演算手段によって生成し、再生プローブ位置制御手段によって、この差分信号に応じた前記再生プローブの位置制御を行うことができるので、近視野光を利用した高精度なトラッキング制御が可能となる。さらに、再生信号生成手段によって、前記第１の検出信号と、前記第２検出信号と、の加算演算を行って再生信号を生成することができるので、同時に情報の再生をも行うことができる。
【０１０５】
また、請求項９に係る発明によれば、再生プローブとして、従来の近視野顕微鏡で使用されている光ファイバ型のプローブを利用できるので、蓄積された近視野顕微鏡の技術を情報再生装置に対して有効に適用できる。
【０１０６】
また、請求項１０に係る発明によれば、再生プローブとして、従来の近視野顕微鏡で使用されているカンチレバー型のプローブを利用できるので、蓄積された近視野顕微鏡の技術を情報再生装置に対して有効に適用できる。
【０１０７】
また、請求項１１に係る発明によれば、再生プローブとして、前記第１および第２の光検出手段を配置した平面プローブを利用できるので、前記第１および第２の光検出手段の位置調整を必要とせず、簡略な装置構成が実現できる。
【０１０８】
また、請求項１２に係る発明によれば、再生プローブとして、前記第１および第２の光検出手段と、さらに前記微小開口の近傍に前記反射散乱光を検出する第３および第４の光検出手段を配置した平面プローブを利用できるので、前記第１および第２の光検出手段と第３および第４の光検出手段とにより十分な強度の再生信号を検出することができる。
【０１０９】
また、請求項１３に係る発明によれば、情報記録媒体の情報単位において生じた近視野光を、再生プローブによって散乱させ、その反射散乱光を、前記再生プローブの先端部に対して互いに対称となる少なくとも２つの位置において検出し、検出した信号に応じて前記再生プローブの位置を制御するので、近視野光を利用した高精度なトラッキング制御が可能となる。
【０１１０】
また、請求項１４に係る発明によれば、情報記録媒体の情報単位において生じた近視野光を、再生プローブによって散乱させ、その反射散乱光を、前記微小開口の中心軸に互いに対称となる少なくとも２つの位置に配置された第１および第２の光検出手段によって検出し、前記第１の光検出手段において検出されて出力された第１の検出信号と、前記第２の光検出手段において検出されて出力された第２の検出信号と、の差分を示す差分信号を差分演算手段によって生成し、再生プローブ位置制御手段によって、この差分信号に応じた前記再生プローブの位置制御を行うことができるので、近視野光を利用した高精度なトラッキング制御が可能となる。さらに、再生信号生成手段によって、前記第１の検出信号と、前記第２の検出信号と、の加算演算を行って再生信号を生成することができるので、同時に情報の再生をも行うことができる。
【０１１１】
また、請求項１５に係わる発明によれば、再生プローブをくさび形状としているので、そのくさび形状を構成する２つの斜面によって、情報記録媒体の情報単位において生じた近視野光を反射させることにより、その反射光に方向性を与えることができるので、その反射光の強度差がより顕著に得られ、近視野光を利用した信頼性の高い高精度なトラッキング制御が可能となる。さらに、その反射光によって、再生信号としても十分大きな強度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る情報再生装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】 実施の形態１に係る情報再生装置の動作を説明する図である。
【図３】実施の形態１に係る情報再生装置の動作を説明する図である。
【図４】実施の形態２に係る情報再生装置の概略構成を示すブロック図である。
【図５】実施の形態２に係る情報再生装置の動作を説明する図である。
【図６】実施の形態２に係る情報再生装置の動作を説明する図である。
【図７】実施の形態１および２に係る情報再生装置の再生プローブの例を示す図である。
【図８】実施の形態１および２に係る情報再生装置の再生プローブの他の例を示す図である。
【図９】実施の形態３に係る情報再生装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１０】実施の形態３に係る情報再生装置の再生プローブを示す図である。
【図１１】実施の形態３に係る情報再生装置の動作を説明する図である。
【図１２】実施の形態３に係る情報再生装置の動作を説明する図である。
【符号の説明】
１，２５ 再生プローブ
２ 微小開口
３，８，３０ 情報記録媒体
４，５ 集光光学系
６，７ 再生光検出器
１２，１５，３２ データビット
２０ 差分回路
２１ トラッキング信号生成器
２２ アクチュエータ
２３ 加算回路
４０，５０ 平面プローブ
４１，４２，４３，４４ 再生光検出器
Claims (15)
- 近視野光を生成するための微小開口を設けた再生プローブによって再生する情報を媒体表面に形成した情報記録媒体において、
前記媒体表面に形成された前記情報の単位となる記録ビットが前記媒体表面に設けられた造形構造により形成され、該造形構造はトラック方向に沿ったトラック中心軸に対して互いに対称な斜面または曲面を有し、かつそれぞれの前記斜面が頂部で交差してなる構造、またはそれぞれの前記曲面が頂部で一致してなる構造であることを特徴とする情報記録媒体。 - 前記造形構造は、前記トラック方向に垂直な方向の断面が三角形状であることを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体。
- 前記造形構造は、前記トラック方向に垂直な方向の断面が半円形状であることを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体。
- 前記造形構造は、前記媒体表面に対して凸型であることを特徴とする請求項２または３に記載の情報記録媒体。
- 前記造形構造は、前記媒体表面に対して凹型であることを特徴とする請求項２または３に記載の情報記録媒体。
- 前記媒体表面に金属反射膜を形成したことを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の情報記録媒体。
- 近視野光を生成するための微小開口を設けた再生プローブによって情報の再生を行う情報再生装置において、
媒体表面に形成された前記情報の単位となる記録ビットが前記媒体表面に設けられた造形構造により形成され、該造形構造はトラック方向に沿ったトラック中心軸に対して互いに対称な斜面または曲面を有し、かつそれぞれの前記斜面が頂部で交差してなる構造、またはそれぞれの前記曲面が頂部で一致してなる構造である情報記録媒体と、
前記造形構造によって前記近視野光を散乱させることにより生じる反射散乱光を前記微小開口の前記トラック方向に沿ったトラック中心軸に対して互いに対称となる少なくとも２つの位置において検出し、検出した信号に応じて前記再生プローブの位置を制御する制御装置と、を備えることを特徴とする情報再生装置。 - 近視野光を生成するための微小開口を設けた再生プローブによって情報の再生を行う情報再生装置において、
媒体表面に形成された前記情報の単位となる記録ビットが前記媒体表面に設けられた造形構造により形成され、該造形構造はトラック方向に沿ったトラック中心軸に対して互いに対称な斜面または曲面を有し、かつそれぞれの前記斜面が頂部で交差してなる構造、またはそれぞれの前記曲面が頂部で一致してなる構造である情報記録媒体と、
前記造形構造によって前記近視野光を散乱させることにより生じる反射散乱光を検出して検出信号を出力し、前記微小開口の前記トラック方向に沿ったトラック中心軸に対して左右対称に互いに配置された第１および第２の光検出手段と、
前記第１の光検出手段から出力された第１の検出信号と前記第２の光検出手段から出力された第２の検出信号との差分演算を行い差分信号を出力する差分演算手段と、
前記差分信号に応じて前記再生プローブの位置を制御する再生プローブ位置制御手段と、
前記第１の検出信号と前記第２の検出信号との加算演算を行い再生信号を生成する再生信号生成手段と、
を備えることを特徴とする情報再生装置。 - 前記再生プローブは、先端に微小開口を設けた光ファイバからなることを特徴とする請求項７または８に記載の情報再生装置。
- 前記再生プローブは、突起部に微小開口を設けたカンチレバー型のプローブであることを特徴とする請求項７または８に記載の情報再生装置。
- 前記再生プローブは、逆錐状の穴がその頂部を微小開口とするように貫通して形成された平面基板からなり、前記第１および第２の光検出手段を前記平面基板に配置した平面プローブであることを特徴とする請求項７または８に記載の情報再生装置。
- さらに、前記再生プローブは、前記微小開口の近傍に前記反射散乱光を検出する第３および第４の光検出手段を配置した平面プローブであることを特徴とする請求項１１に記載の情報再生装置。
- 情報記録媒体に近視野光を生成させ、当該近視野光を散乱するための再生プローブによって情報の再生を行う情報再生装置において、
生成された前記近視野光を前記再生プローブの先端部によって散乱させることにより生じる反射散乱光を、前記再生プローブの先端部に対して互いに対称となる少なくとも２つの位置において検出し、検出した信号に応じて前記再生プローブの位置を制御することを特徴とする情報再生装置。 - 情報記録媒体に近視野光を生成させ、当該近視野光を散乱するための再生プローブによって情報の再生を行う情報再生装置において、
前記近視野光が前記再生プローブの先端部によって散乱されて生じる反射散乱光を検出して検出信号を出力し、読み取り方向に沿った前記再生プローブの先端部に対して互いに対称に配置された第１および第２の光検出手段と、
前記第１の光検出手段から出力された第１の検出信号と前記第２の光検出手段から出力された第２の検出信号との差分演算を行い差分信号を出力する差分演算手段と、
前記差分信号に応じて前記再生プローブの位置を制御する再生プローブ位置制御手段と、
前記第１の検出信号と前記第２検出信号との加算演算を行い再生信号を生成する再生信号生成手段と、
を備えることを特徴とする情報再生装置。 - 前記再生プローブは、くさび形状であることを特徴とする請求項１３または１４に記載の情報再生装置。
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