JP4201929B2 - 情報記録媒体、情報再生装置および情報記録再生装置 - Google Patents
情報記録媒体、情報再生装置および情報記録再生装置 Download PDFInfo
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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および情報記録再生装置に関し、特に、大きな強度の再生信号を得ることのできる情報記録媒体および情報再生装置、および高い信頼性を持ち高速な記録ができる情報記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現状における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おり、特に、光ディスクの１つであるＣＤが、高密度な情報記録と低コストな大量生産を可能としていることから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を可能としている。
【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、光ディスクに限らず、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磁気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、その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。
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
このような情報再生装置において、情報を再生するプローブとして、特に、先鋭化された先端をもたない平面プローブの使用が提案されている。図１４は、近視野光を利用する従来の平面プローブおよび情報記録媒体を示す図である。図１４において、平面プローブ１０１は、平面基板に逆ピラミッド構造の開口を形成したものであり、特にその開口の頂点部分は数十ナノメートルの径を有する微小開口１０２として貫通している。平面プローブ１０１においては、微小開口１０２に向けてレーザ光１０６を照射することによって、微小開口１０２の近傍に近視野光１０７を生成する。
【０００８】
近視野光１０７は、情報記録媒体１０４において、特に、近視野光との強い相互作用を示すデータマーク１０５により散乱されて、伝播光１０８を生み出す。伝播光１０８は、平面プローブ１０１の微小開口１０２の近傍に設けられた受光素子１０３に導入し、再生信号として検出される。
このような平面プローブは、上記したように、近視野光１０７を生成する微小開口１０２と、データマーク１０５から散乱される伝播光１０８を検出する受光素子１０３とをともに情報記録媒体１０４の表面側に配置した構成（反射モード）となっているので、情報再生装置の小型化を図ることができ、また半導体製造技術を用いて作成することが可能であるため、再現性の高い大量生産を実現し、近視野光を利用した情報再生装置の光ヘッドとしての使用に適する。
【０００９】
また、プローブから発生する近視野光と情報記録媒体との相互作用によって情報記録媒体表面の状態、たとえば結晶状態を変化させることによって高密度な情報の記録を行うことも可能である。
【００１０】
しかしながら、平面プローブ１０１の使用において、データマーク１０５から散乱される伝播光１０８を得るには、伝播光１０８が数１００ｎｍの波長の光として定義されることから、データマーク１０５または微小開口１０２から受光素子１０３までの距離ａをその波長以上にする必要がある。ここで、微小開口１０２と情報記録媒体１０４との間隙ｄは、微小開口１０２に生成された近視野光１０７と情報記録媒体１０４上のデータマーク１０５との十分大きな相互作用を達成させるために、一般に１００ｎｍ以下の値である。よって、伝播光１０８は、間隙ｄにおいて、データマーク１０５から情報記録媒体１０４の表面に平行な方向に少なくとも数１００ｎｍ以上の地点において初めて検出されることになる。
【００１１】
一般的に、近視野光１０７は、データマーク１０５の直上から導入されるため、データマーク１０５によって散乱されて生じる伝播光１０８の本質的な強度分布は、情報記録媒体１０４の表面に対して平行な方向の成分に対して小さな値を示す。また、間隙ｄが十分小さな値であるため、伝播光１０８の光量も十分に得ることができなかった。
【００１２】
また、情報再生装置として、情報記録媒体１０４の基板を光透過性部材にて形成し、データマーク１０５から散乱される伝播光１０８を情報記録媒体１０４の裏面において検出する構成（透過モード）を選択することができるが、情報記録媒体１０４の裏面側に、受光素子を設ける必要があり、装置の大型化を招いてしまう。
【００１３】
また、情報記録装置として上述のような平面型近視野光ヘッドを用いて近視野光を発生させ、情報記録媒体表面のたとえば結晶状態を変化させることで記録を行うことも可能である。この場合には近視野光強度が微弱なため、なんらかの補助的なエネルギーを情報記録媒体表面に与える必要がある。これをアシスト光と呼ぶ。アシスト光は図１４における伝播光１０８とちょうど反対方向に伝播させることでデータマークに照射され、これが情報記録媒体表面の状態変化のために必要なエネルギーの閾値にわずかに届かないレベルのエネルギーを与える。近視野光ヘッドから照射される近視野光のエネルギーがこのアシスト光のエネルギーに加わることにより、上述した閾値を超えるエネルギーが与えられ、情報記録媒体表面の状態が変化し、これが情報の記録となる。
【００１４】
このような方法で情報記録を行うためにはアシスト光が十分な強度で安定的にデータマークに照射される必要があるが、情報再生装置での伝播光と同様に、アシスト光が伝播するための空間が不十分であるという問題がある。すなわち、近視野光ヘッドと情報記録媒体表面は、近視野光によって両者が相互作用できるように近接させる必要があり、伝播光であるアシスト光がこのわずかな隙間に侵入することは困難である。よって、十分な強度のアシスト光がデータマークに到達できず、近視野光ヘッドからの近視野光を加えても記録を行うために必要なエネルギーをデータマークに与えることができない。
【００１５】
本発明は上記問題を鑑みて、高密度に記録された情報の十分大きな強度の再生信号を得ることができる情報記録媒体と、この情報記録媒体により小型化を図った情報再生装置と、高速で高信頼性の情報記録再生装置を提供することを目的としている。
【００１６】
【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、本発明に係る第１の情報記録媒体は、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、光を透過する光透過層と光を反射する光反射層との２層構造からなり、前記光透過層上に前記情報の単位となるデータマークを形成したことを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、光透過性の部材からなる光透過層と光反射性の部材からなる光反射層の２層構造からなり、光反射層上にデータマークを形成しているので、近視野光とデータマークとの相互作用により生じる伝播光を、光透過層を介して光反射層で反射させ、情報記録媒体の表面に射出することができ、データマークから離れた位置の情報記録媒体の表面において十分に大きな量の伝播光を得ることができる。
【００１８】
また、本発明に係る第２の情報記録媒体は、本発明に係る第１の情報記録媒体において、前記光透過層と前記光反射層との界面は、一方向に傾斜していることを特徴とする。
この発明によれば、光透過性の部材からなる光透過層と光反射性の部材からなる光反射層の２層構造からなり、かつ光透過層と光反射層の界面を一方向に傾斜させ、光透過層上にデータマークを形成しているので、近視野光とデータマークとの相互作用により生じる伝播光を、光透過層を介して光反射層で一方向に強く反射させ、情報記録媒体の表面に射出することができ、データマークから光反射層１の傾斜面側に離れた位置の情報記録媒体の表面において十分に大きな量の伝播光を得ることができる。
【００１９】
また、本発明に係る第３の情報記録媒体は、本発明に係る第１の情報記録媒体において、前記光透過層との界面となる前記光反射層の表面は、当該光反射層に入射する光を、特定の領域に向けて反射する形状であることを特徴とする。
この発明によれば、光透過性の部材からなる光透過層と光反射性の部材からなる光反射層の２層構造からなり、かつ光反射層の表面を特定の領域に向けて光の反射を達成するような形状とし、光透過層上にデータマーク４を形成しているので、近視野光とデータマークとの相互作用により生じる伝播光は、光透過層を通過し、光反射層において特定領域に向けて強く反射されて、情報記録媒体の表面に射出することができ、データマークから離れた位置の特定領域において十分に大きな量の伝播光を得ることができる。
【００２０】
また、本発明に係る第４の情報記録媒体は、本発明に係る第３の情報記録媒体において、前記形状は、回折格子を構成することを特徴とする。
この発明によれば、光透過性の部材からなる光透過層と光反射性の部材からなる光反射層の２層構造からなり、かつ光反射層の表面に回折格子を形成し、光透過層上にデータマークを形成しているので、近視野光とデータマークとの相互作用により生じる伝播光は、光透過層を通過し、光反射層において、回折格子により定まる特定領域に向けて強く反射され、情報記録媒体の表面に射出することができ、データマークから離れた位置の特定領域において十分に大きな量の伝播光を得ることができる。
【００２１】
また、本発明に係る第１の情報再生装置は、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、光を透過する光透過層と光を反射する光反射層との２層構造からなり、前記光透過層上に前記情報の単位となるデータマークを形成した情報記録媒体と、前記近視野光と前記データマークとの相互作用によって生じる伝播光を検出して検出信号を出力する光検出手段と、を備えることを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、光透過性の部材からなる光透過層と光反射性の部材からなる光反射層の２層構造からなり、光反射層上にデータマークを形成した情報記録媒体に使用し、その情報記録媒体によって得られる伝播光を光検出手段において受光し、データマークの有無を示す十分に大きな強度の再生信号を得ることができるので、近視野光を利用した情報再生の方式であるイルミネーションモードおよび透過モードを採用した場合の装置の小型化を実現でき、かつ十分に大きな強度の再生信号による信頼性の高い、安定した情報の再生を可能とする。
【００２３】
また、本発明に係る第２の情報再生装置は、近視野光との相互作用により伝播光を導出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、光を透過する光透過層と光を反射する光反射層との２層構造からなり、前記光透過層上に前記情報の単位となるデータマークを形成した情報記録媒体と、前記データマークに前記近視野光を生成させるための照射光を前記情報記録媒体に向けて照射する光照射手段と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、光透過性の部材からなる光透過層と光反射性の部材からなる光反射層の２層構造からなり、光反射層上にデータマークを形成した情報記録媒体に使用し、その情報記録媒体によって得られる伝播光を光検出手段において受光し、データマークの有無を示す十分に大きな強度の再生信号を得ることができるので、近視野光を利用した情報再生の方式であるコレクションモードおよび透過モードを採用した場合の装置の小型化を実現でき、かつ十分に大きな強度の再生信号による信頼性の高い、安定した情報の再生を可能とする。
【００２５】
また、本発明に係る第３の情報再生装置は、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、光を透過する光透過層と光を反射する光反射層との２層構造からなり、前記光透過層上に前記情報の単位となるデータマークを形成した情報記録媒体と、前記近視野光と前記データマークとの相互作用によって生じる伝播光を検出して検出信号を出力し、前記微小開口に対して左右に配置された第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。
【００２６】
この発明によれば、光透過性の部材からなる光透過層と光反射性の部材からなる光反射層の２層構造からなり、光反射層上にデータマークを形成した情報記録媒体に使用し、その情報記録媒体によって得られる伝播光を再生プローブの微小開口に対して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を行うことができる。
【００２７】
また、本発明に係る第４の情報再生装置は、本発明に係る第１〜第３の情報再生装置のいずれか１つの発明において、前記再生プローブは、逆錐状の穴がその頂部を前記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、前記光検出手段または前記光照射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。
【００２８】
この発明によれば、再生プローブとして、光検出手段または光照射手段を設けた平面プローブを採用しているので、よりコンパクトな装置構成が達成される。さらに、平面プローブは、半導体製造技術を用いて作成することができるため、再現性の高い大量生産が可能である。
また、本発明に係る第５の情報再生装置は、本発明に係る第４の情報再生装置において、前記再生プローブは、前記情報記録媒体の表面に対して傾斜させた状態により再生を行うことを特徴とする。
【００２９】
この発明によれば、光透過層と光反射層の２層構造からなる情報記録媒体によって得られる伝播光を、情報記録媒体の表面との間隙を十分大きくなるように傾斜して配置された平面プローブの光検出手段において受光し、データマークの有無を示す十分に大きな強度の再生信号を得ることができるので、近視野光を利用した情報再生の方式の一つである透過モードを採用した場合の装置の小型化が実現され、なおかつ十分に大きな強度の再生信号による信頼性の高い安定した情報の再生が可能となる。
【００３０】
また、本発明に係る第６の情報再生装置は、本発明に係る第１〜第３の情報再生装置のいずれか１つの発明において、前記再生プローブは、先端に前記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。
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。
【００３１】
また、本発明に係る第７の情報再生装置は、本発明に係る第１〜第３の情報再生装置のいずれか１つの発明において、前記再生プローブは、突起部に前記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。
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。
【００３２】
また、本発明に係る第１の情報記録再生装置は、近視野光を生成するための微小開口を設けた記録再生プローブが、前記近視野光を介して情報記録媒体と相互作用することによって、情報記録媒体との情報の記録再生を行う情報記録再生装置において、前記情報記録媒体が、光を透過する光透過層と光を反射する光反射層との２層構造からなり、前記光透過層上に前記情報の単位となるデータマークを形成するものであり、前記近視野光を生成させるための照射光を前記記録再生プローブに向けて照射する近視野生成光照射手段と、前記光透過層上の前記近視野光が相互作用する領域に光が照射されるように前記光反射層に対して光を照射する伝播光照射手段と、を備えることを特徴とする。
【００３３】
この発明によれば、光透過性の部材からなる光透過層と光反射性の部材からなる光反射層の２層構造からなり、光反射層上にデータマークを形成しているので、プローブからの近視野光だけでなく光反射層からの光によってデータマークを照射することができ、データマークにより大きなエネルギーを与えることが可能になる。
【００３４】
また、本発明に係る第２の情報記録再生装置は、本発明に係る第１の情報記録再生装置において、前記光反射層に照射する光が、前記情報記録のために前記近視野光を補助する強度および波長であることを特徴とする。
この発明によれば、情報記録に必要なエネルギーをプローブからの近視野光だけでなく光反射層からのアシスト光によって得ることができ、微弱な近視野光の制御によって情報記録媒体表面の状態を変化させることで、高速で高信頼性の記録が可能になる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る情報記録媒体、情報再生装置および情報記録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。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態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平面プローブ１と、高密度にデータマーク４を形成した情報記録媒体３と、データマーク４によって散乱された伝播光を受光して電気信号を出力する受光素子６および７と、受光素子６および７から出力された各電気信号を増幅して加算演算を行い、再生信号を出力する加算回路１０と、を備えている。
【００３６】
図２は、平面プローブ１および情報記録媒体３を詳細に説明するための図である。図２において、平面プローブ１には、レーザ光源（図示せず）から導入されるレーザ光８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８の導入によって微小開口２に近視野光５を生成する。
【００３７】
平面プローブ１の微小開口２に生成された近視野光５は、情報記録媒体３に形成された記録マーク４により散乱され、その散乱光は、伝播光１４となって、受光素子６および７に入射する。ここで、図２に示すような平面プローブ１は、一般に、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され、受光素子６および７は、シリコンウェハ上に集積されたフォトダイオード等からなる。なお、図２においては、十分な量の伝播光１４を受光するために、２つの受光素子６および７を微小開口２の近傍に且つ微小開口２に対して対称に設けているが、いずれか一方の受光素子のみでもよい。
【００３８】
また、情報記録媒体３は、光透過性の部材からなる光透過層１１と光反射性の部材からなる光反射層１２の２層構造をしており、光透過層１１上にデータマーク４を形成している。
よって、微小開口２に生成された近視野光５とデータマーク４との相互作用により得られる伝播光１４の大部分は、光透過層１１を通過して下層の光反射層１２に到達する。すなわち、光透過層１１において、前述した透過モードによる近視野光の散乱が達成される。光反射層１２に到達した伝播光１４は、光反射層１２の表面、詳しくは光透過層１１と光反射層１２の界面において反射され、再び光透過層１１を通過して情報記録媒体３の表面から射出される。
【００３９】
これにより、データマーク４において散乱された伝播光１４は、少なくとも光透過層１１の厚みの２倍の距離の光路を辿ることになり、光透過層１１の厚みを十分に厚くすることで、情報記録媒体３の表面から射出される伝播光１４の量を増加させることができる。すなわち、受光素子６および７において、受光できる伝播光１４の量も増し、強度の大きな再生信号を得ることが可能になる。
【００４０】
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、光透過性の部材からなる光透過層１１と光反射性の部材からなる光反射層１２の２層構造からなり、光反射層１２上にデータマーク４を形成しているので、データマーク４において散乱される伝播光１４を、光透過層１１を介して光反射層１２で反射させ、情報記録媒体３の表面に射出することができ、データマーク４から離れた位置、且つ情報記録媒体３の上方において十分に大きな量の伝播光１４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３によって得られる伝播光１４を平面プローブ１の受光素子６および７において受光し、データマーク４の有無を示す十分に大きな強度の再生信号を得ることができるので、前述した透過モードを採用した場合の装置の小型化を生かし、なおかつ十分に大きな強度の再生信号による信頼性の高い安定した情報の再生を可能とする。
【００４１】
（実施の形態２）
つぎに、実施の形態２に係る情報記録媒体および情報再生装置について説明する。実施の形態２に係る情報再生装置は、平面プローブの構成と情報記録媒体の構成が、実施の形態１に係る情報再生装置と異なる。他の装置構成は、図１と同様であるため、ここではその説明を省略する。
【００４２】
図３は、実施の形態２に係る情報再生装置の平面プローブ１および情報記録媒体２３を詳細に説明するための図である。図３において、平面プローブ１は、伝播光１４を受光するために、受光素子６のみを設けている点で実施の形態１に係る平面プローブと異なる。
また、情報記録媒体２３は、光透過性の部材からなる光透過層２１と光反射性の部材からなる光反射層２２の２層構造をしているが、図３に示すように、光透過層２１と光反射層２２の界面が、平面プローブ１の読み取り方向（または走査方向）に対して垂直かつ情報記録媒体３の表面に平行な一方向に傾斜している。
【００４３】
よって、微小開口２に生成された近視野光５とデータマーク４との相互作用により得られる伝播光１４の大部分は、光透過層２１を通過して下層の光反射層２２に到達する。すなわち、光透過層２１において、前述した透過モードによる近視野光の散乱が達成される。そして、光反射層２２に到達した伝播光１４は、光反射層２２の表面、詳しくは光透過層２２と光反射層１２の界面において、光反射層２２の傾斜面方向に強く反射され、再び光透過層１１を通過して情報記録媒体２３の表面から射出される。すなわち、伝播光１４の大部分は、データマーク４に対して、光反射層２２の傾斜面側における情報記録媒体２３の表面から射出される。
【００４４】
これにより、データマーク４から散乱された伝播光１４は、少なくともデータマーク４の直下の光透過層２１の厚みの２倍の距離の光路を辿ることになり、光透過層２１の厚みを十分に厚くすることで、情報記録媒体２３の表面から射出される伝播光１４の量を増加させることができる。さらに、光透過層２１と光反射層２２の界面、詳しくは光反射層２２の表面を傾斜させているので、伝播光１４の反射方向を定めることができる。すなわち、平面プローブ１の受光素子６は、微小開口２に対して、光反射層２２の傾斜面側に配置され、十分大きな量の伝播光１４を受光して、強度の大きな再生信号を得ることができる。
【００４５】
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、光透過性の部材からなる光透過層２１と光反射性の部材からなる光反射層２２の２層構造からなり、かつ光透過層２１と光反射層２２の界面を一方向に傾斜させ、光透過層２２上にデータマーク４を形成しているので、データマーク４において散乱される伝播光１４は、光透過層２１を通過し、光反射層２２において一方向に強く反射され、情報記録媒体２３の表面に射出することができる。これにより、データマーク４から光反射層２２の傾斜面側に離れた位置、且つ情報記録媒体２３の表面において十分に大きな量の伝播光１４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２３によって得られる伝播光１４を平面プローブ１の受光素子６において受光し、データマーク４の有無を示す十分に大きな強度の再生信号を得ることができるので、前述した透過モードを採用した場合の装置の小型化を生かし、なおかつ十分に大きな強度の再生信号による信頼性の高い安定した情報の再生を可能としている。
【００４６】
（実施の形態３）
つぎに、実施の形態３に係る情報記録媒体および情報再生装置について説明する。実施の形態３に係る情報再生装置は、情報記録媒体の構成のみが、実施の形態１に係る情報再生装置と異なる。他の装置構成は、図１と同様であるため、ここではその説明を省略する。
【００４７】
図４は、実施の形態３に係る情報再生装置の平面プローブ１および情報記録媒体３３を詳細に説明するための図である。図４において、情報記録媒体３３は、光透過性の部材からなる光透過層３１と光反射性の部材からなる光反射層３２の２層構造をしており、特に、光透過層３１と光反射層３２の界面、詳しくは光反射層３２の表面が、データマーク４を通過し且つ平面プローブ１の読み取り方向（または走査方向）に沿った軸に対して左右対称となる２つの凹部によって形成されている。
【００４８】
さらに、各凹部は、データマーク４から散乱されて光透過層３１を通過する伝播光１４が、凹部の直上に位置する情報記録媒体３３上の或る特定領域に向けて反射されるような形状となっている。
よって、微小開口２に生成された近視野光５とデータマーク４との相互作用により得られる伝播光１４の大部分は、光透過層３１を通過して下層の光反射層３２に到達し、光反射層３２の各凹部において、上記した特定領域に向けて強く反射され、情報記録媒体３３の表面から射出される。
【００４９】
これにより、データマーク４から散乱された伝播光１４は、少なくともデータマーク４の直下の光透過層３１の厚みの２倍の距離の光路を辿ることになり、光透過層３１の厚みを十分に厚くすることで、情報記録媒体３３の表面から射出される伝播光１４の量を増加させることができる。さらに、光透過層３１と光反射層３２の界面、詳しくは光反射層３２の表面を２つの凹部によって形成しているので、各凹部により伝播光１４の反射方向を定めることができる。すなわち、平面プローブ１の受光素子６および７は、平面プローブ１が情報記録媒体３３の表面に近接した状態で、各凹部において定まる上記特定領域に位置するように配置され、十分大きな量の伝播光１４を受光し、強度の大きな再生信号を出力することができる。
【００５０】
以上に説明したように、実施の形態３に係る情報記録媒体によれば、光透過性の部材からなる光透過層３１と光反射性の部材からなる光反射層３２の２層構造からなり、かつ光反射層３２の表面を２つの凹部によって形成し、光透過層３１上にデータマーク４を形成しているので、データマーク４において散乱される伝播光１４を、光透過層３１を介して光反射層３２において、各凹部により定まる特定領域に向けて強く反射させ、情報記録媒体３３の表面に射出することができる。これにより、データマーク４から離れた距離の情報記録媒体３３の表面において十分に大きな量の伝播光１４を与えることができる。また、実施の形態３に係る情報再生装置によれば、上記した情報記録媒体３３によって得られる伝播光１４を平面プローブ１の受光素子６および７において受光し、データマーク４の有無を示す十分に大きな強度の再生信号を得ることができるので、前述した透過モードを採用した場合の装置の小型化を生かし、なおかつ十分に大きな強度の再生信号による信頼性の高い安定した情報の再生を可能とする。
【００５１】
（実施の形態４）
つぎに、実施の形態４に係る情報記録媒体および情報再生装置について説明する。実施の形態４に係る情報再生装置は、情報記録媒体の構成のみが、実施の形態１に係る情報再生装置と異なる。他の装置構成は、図１と同様であるため、ここではその説明を省略する。
【００５２】
図５は、実施の形態４に係る情報再生装置の平面プローブ１および情報記録媒体４３を詳細に説明するための図である。図５において、情報記録媒体４３は、光透過性の部材からなる光透過層４１と光反射性の部材からなる光反射層４２の２層構造をしており、特に、光透過層４１と光反射層４２の界面、詳しくは光反射層４２の表面に回折格子を形成している。
【００５３】
光反射層４２表面の回折格子は、データマーク４から散乱されて光透過層４１を通過する伝播光１４が、情報記録媒体４３上方の或る特定領域に向けて反射されるように形成される。例えば、その特定領域は、図５に示すように、情報記録媒体４３上方において、データマーク４を通過し且つ平面プローブ１の読み取り方向（または走査方向）に沿った軸に対して左右対称な２つの領域である。
【００５４】
よって、微小開口２に生成された近視野光５とデータマーク４との相互作用により得られる伝播光１４の大部分は、光透過層４１を通過して下層の光反射層４２に到達し、光反射層４２の回折格子において、上記した特定領域に向けて強く反射されて情報記録媒体４３の表面から射出される。
これにより、データマーク４から散乱された伝播光１４は、少なくともデータマーク４の直下の光透過層４１の厚みの２倍の距離の光路を辿ることになり、光透過層４１の厚みを十分に厚くすることで、情報記録媒体４３の表面から射出される伝播光１４の量を増加させることができる。さらに、光反射層４２の表面に回折格子を形成しているので、その回折格子によって伝播光１４の反射方向を高精度に定めることができる。すなわち、平面プローブ１の受光素子６および７は、平面プローブ１が情報記録媒体４３の表面に近接した状態で、回折格子において定まる上記特定領域に位置するように配置され、十分大きな量の伝播光１４を受光し、強度の大きな再生信号を得ることができる。
【００５５】
以上に説明したように、実施の形態４に係る情報記録媒体によれば、光透過性の部材からなる光透過層４１と光反射性の部材からなる光反射層４２の２層構造からなり、かつ光反射層４２の表面に回折格子を形成し、光透過層４１上にデータマーク４を形成しているので、データマーク４において散乱される伝播光１４を、光透過層４１を介して光反射層４２において、回折格子により定まる特定領域に向けて強く反射させ、情報記録媒体４３の表面に射出することができる。これにより、データマーク４から離れた位置、且つ情報記録媒体４３の上方において十分に大きな量の伝播光１４を与えることができる。また、実施の形態４に係る情報再生装置によれば、上記した情報記録媒体４３によって得られる伝播光１４を平面プローブ１の受光素子６および７において受光し、データマーク４の有無を示す十分に大きな強度の再生信号を得ることができるので、前述した透過モードを採用した場合の装置の小型化を生かし、なおかつ十分に大きな強度の再生信号による信頼性の高い安定した情報の再生を可能とする。
【００５６】
（実施の形態５）
つぎに、実施の形態５に係る情報記録媒体および情報再生装置について説明する。実施の形態５に係る情報再生装置は、平面プローブの構成および情報記録媒体に対する配置が、実施の形態１に係る情報再生装置と異なる。他の装置構成は、図１と同様であるため、ここではその説明を省略する。
【００５７】
図６は、実施の形態５に係る情報再生装置の平面プローブ１および情報記録媒体３を詳細に説明するための図である。図６において、平面プローブ１は、伝播光１４を受光するために、受光素子６のみを設けている点で実施の形態１に係る平面プローブと異なる。また、情報記録媒体３は、実施の形態１において説明した情報記録媒体と同一である。
【００５８】
実施の形態５に係る情報再生装置の大きな特徴は、図６に示すように、平面プローブ１を情報記録媒体３の表面に対して傾斜させて使用することである。特に、平面プローブ１を、受光素子６が配置されている側を、受光素子６が配置されていない側に対して、情報記録媒体３の表面からの距離が大きくなるように傾斜させる。
【００５９】
よって、微小開口２に生成された近視野光５とデータマーク４との相互作用により得られる伝播光１４の大部分は、光透過層１１を通過して下層の光反射層１２に到達し、光反射層１２の表面において反射されて再び光透過層１１を通過して情報記録媒体３の表面から射出される。
これにより、データマーク４から散乱された伝播光１４は、少なくともデータマーク４の直下の光透過層１１の厚みの２倍の距離の光路を辿ることになり、情報記録媒体３の表面から射出される伝播光１４の量を増加させることができる。さらに、平面プローブ１は、受光素子６を配置している側を、情報記録媒体３の表面との間隙を十分大きくなるように傾斜して利用されるため、受光素子６において、その間隙だけ増加した光路を辿った伝播光１４を受光して、強度の大きな再生信号を出力することができる。よって、この場合、光透過層１１の厚みを大きくすることなくとも、伝播光１４を多く検出することができる。
【００６０】
以上に説明したように、実施の形態５に係る情報再生装置によれば、光透過層１１と光反射層１２の２層構造からなる情報記録媒体３によって得られる伝播光１４を、情報記録媒体３の表面との間隙を十分大きくなるように傾斜して配置された平面プローブ１の受光素子６において受光し、データマーク４の有無を示す十分に大きな強度の再生信号を得ることができるので、前述した透過モードを採用した場合の装置の小型化を生かし、なおかつ十分に大きな強度の再生信号による信頼性の高い安定した情報の再生を可能とする。
【００６１】
（実施の形態６）
つぎに、実施の形態６に係る情報再生装置について説明する。実施の形態６に係る情報再生装置は、上述した実施の形態１〜５に係る情報再生装置において、平面プローブ１の構成を変更したものである。他の装置構成は、図１と同様であるため、ここではその説明を省略する。
【００６２】
図７は、実施の形態６に係る情報再生装置の平面プローブ１および情報記録媒体３を詳細に説明するための図である。図７において、平面プローブ１は、伝播光１４を受光するために、受光素子６および７を平面基板の上面側に配置し、各受光素子は、それらの下部に連結して設けられた光導波路１６および１７を介して平面基板の下面から導入される伝播光１４を受光する。受光素子６および７を平面プローブ１の基体となる平面基板の上面に配置したことで、各受光素子から出力される再生信号を取り出すための電気配線の接続を容易にすることができる。
【００６３】
なお、図７においては、情報記録媒体として、実施の形態１に係る情報記録媒体３を示しているが、実施の形態２〜４において説明した情報記録媒体２３，３３および４３を使用することができる。
以上に説明したように、実施の形態６に係る情報再生装置によれば、平面プローブ１において、受光素子６および７を平面基板の上面に配置し、且つ各受光素子の下部に連結して光導波路１６および１７を設けているので、実施の形態１〜５に係る情報再生装置における効果に加えて、各受光素子から出力される再生信号を取り出すための電気配線の接続を容易にすることができる。
【００６４】
（実施の形態７）
つぎに、実施の形態７に係る情報再生装置について説明する。実施の形態７に係る情報再生装置は、上述した実施の形態１〜４に係る情報再生装置において、平面プローブ１の微小開口２に向けてレーザ光８を導入し、微小開口２に近視野光５を生成するイルミネーションモードを採用した構成を、データマーク４に向けてレーザ光を照射し、データマーク４上に近視野光５を生成するコレクションモードを採用した構成に変更したものである。
【００６５】
図８は、実施の形態７に係る情報再生装置の平面プローブ５１および情報記録媒体３を詳細に説明するための図である。図８において、平面プローブ５１は、微小開口２に対称に、レーザ光５４を照射するための発光素子５２および５３を設けている。
実施の形態７に係る情報再生装置の大きな特徴は、情報記録媒体として、光透過層１１および光反射層１２の２層構造からなる情報記録媒体３を採用することで、図８に示すように、発光素子５２および５３からレーザ光５４をデータマーク４に直接に照射せずとも、光反射層１２に向けて照射することで、データマーク４上での近視野光５の生成が達成されるということである。すなわち、実施の形態７に係る情報再生装置においては、コレクションモード且つ透過モードによる情報の再生を行うことができる。
【００６６】
図９は、実施の形態７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７に係る情報再生装置は、上記した平面プローブ５１と、前述した情報記録媒体３と、平面プローブ５１において導き出された伝播光を検出する光検出器５６と、光検出器５６から出力される電気信号を増幅し、再生信号として出力する増幅回路５７と、を備えている。
【００６７】
実施の形態７に係る情報再生装置の動作は、まず、発光素子５２および５３から、光反射層１２における反射を考慮して最終的に効率良くデータマーク４への照射が達成されるような照射角度によって、レーザ光５４を射出する。発光素子５２および５３から射出されたレーザ光５４は、光透過層１１に導入し、光反射層１２の表面、詳しくは光透過層１１と光反射層１２の界面にて反射され、再び光透過層１１を介してデータマーク４の裏面部分に達する。レーザ光５４を照射されたデータマーク４の上面においては、近視野光５が生成され、近視野光５は、平面プローブ１の微小開口２により、伝播光５５として導き出される。伝播光５５は、光検出器５６において受光され、電気信号に変換される。光検出器５６は、得られた電気信号を増幅回路５７に入力し、増幅回路５７においては、その電気信号を増幅して、データマーク４の有無を示す再生信号として出力する。
【００６８】
なお、図８および９においては、情報記録媒体として、実施の形態１に係る情報記録媒体３を示しているが、実施の形態２〜４において説明した情報記録媒体２３，３３および４３を使用することができる。
以上に説明したように、実施の形態７に係る情報再生装置によれば、平面プローブ１に発光素子５２および５３を設け、光透過層１１および光反射層１２の２層構造からなる情報記録媒体３に対して、レーザ光５４を照射することで、データマーク４の裏面からのレーザ光照射を達成でき、データマーク４上に近視野光５を生成することができるので、コレクションモード且つ透過モードによる近視野光を利用した情報再生装置を提供することができる。
【００６９】
（実施の形態８）
つぎに、実施の形態８に係る情報再生装置について説明する。実施の形態７に係る情報再生装置は、上述した実施の形態１〜７に係る情報再生装置において、再生プローブとして、平面プローブを採用しているが、これに代えて、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る。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や、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光プローブ等を利用できる。
【００７０】
図１０は、再生プローブとして光ファイバプローブを採用した場合の情報再生装置の光ファイバプローブ６１および情報記録媒体３を詳細に説明するための図である。この場合、光ファイバプローブ６１の近傍に、光検出器６６および６７を光学レンズ系（図示せず）とともに配置し、これら光検出器６６および６７によって、伝播光１４を検出する。光ファイバプローブ６１は、一般にレーザ光６８の伝達損失を低減するために遮光膜６３を被覆しているが、この遮光膜６３の存在により、微小開口７２の近傍において生じる伝播光１４を十分に得ることができず、従来の情報記録媒体に対しては、これによりデータマーク４において十分な量の伝播光１４を生じさせることができなかった。すなわち、光ファイバプローブ６１もまた、再生プローブとして平面プローブを採用した場合と同様な問題を有していた。
【００７１】
しかしながら、情報記録媒体として本発明に係る情報記録媒体３を採用することにより、実施の形態１において説明したように、伝播光１４を結果的に増加させることが可能になり、光検出器６６および６７において強度の大きな再生信号を出力することができる。
図１１は、再生プローブとしてカンチレバー型光プローブを採用した場合の情報再生装置のカンチレバー型光プローブ７１および情報記録媒体３を詳細に説明するための図である。この場合、カンチレバー型の光プローブ７１のレバー部下面に、光検出器７６を設け、この光検出器７６によって、伝播光１４を検出する。カンチレバー型光プローブ７１は、内部に微小開口７２へと導かれる光導波路７４を有しており、この光導波路７４を介してレーザ光７８が微小開口７２に向けて導入される。また、カンチレバー型光プローブ７１は、上記した光ファイバプローブ６１と同様に、レーザ光７８の伝達損失を低減するために遮光膜７３を被覆しているが、この遮光膜７３の存在により、微小開口７２の近傍において生じる伝播光１４を十分に得ることができず、従来の情報記録媒体に対しては、これによりデータマーク４において十分な量の伝播光１４を生じさせることができなかった。すなわち、カンチレバー型光プローブ７１もまた、再生プローブとして平面プローブを採用した場合と同様な問題を有していた。
【００７２】
しかしながら、この場合もまた、情報記録媒体として本発明に係る情報記録媒体３を採用することにより、実施の形態１において説明したように、伝播光１４を結果的に増加させることが可能になり、光検出器７６において強度の大きな再生信号を出力することができる。
なお、図１０および１１においては、情報記録媒体として、実施の形態１に係る情報記録媒体３を示しているが、実施の形態２〜４において説明した情報記録媒体２３，３３および４３を使用することができる。
【００７３】
以上に説明したように、実施の形態８に係る情報再生装置によれば、再生プローブとして、光ファイバプローブ６１またはカンチレバー型光プローブ７１を採用した場合においても、実施の形態１〜４と同様な効果を得ることができる。
なお、図１０および１１においては、それぞれ光ファイバプローブ６１またはカンチレバー型光プローブ７１を、イルミネーションモードを行うものとして示しているが、実施の形態７に説明したようにコレクションモードを適用することもできる。
【００７４】
（実施の形態９）
つぎに、実施の形態９に係る情報再生装置について説明する。実施の形態９に係る情報再生装置は、上述した実施の形態３および４に係る情報再生装置において、さらに、トラッキング制御を可能としたものである。
図１２は、実施の形態９に係る情報再生装置の平面プローブ１および情報記録媒体３３を詳細に説明するための図である。図９において、平面プローブ１は、実施の形態１に説明したものと同様であり、微小開口２に対称に、伝播光１４を受光するための受光素子６および７を設けている。
【００７５】
また、情報記録媒体３３は、実施の形態３において説明したように、伝播光１４の反射位置を特定する光反射層３２が形成されている。よって、受光素子６および７は、微小開口２が、読み取りトラックに沿ったその中心軸とデータマーク４の中心軸とが一致するような位置に配置されたときに、伝播光１４の受光量（生成される電気信号）をともに等しくするような位置にあらかじめ設けられている。なお、ここにおける読み取りトラックとは、情報記録媒体３において、データを連続的な意味をなす情報として扱うためのデータマーク４の羅列方向である。
【００７６】
従って、図１２に示すように、微小開口２が、読取りトラックに沿ったその中心軸とデータマーク４の中心軸とがずれた位置に配置されたときには、受光素子６および７において生成される電気信号に差異が生じる。この差異による差分信号に基づいて平面プローブ１を位置制御することが、実施の形態９に係る情報再生装置の特徴である。
【００７７】
図１３は、実施の形態９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１３において、実施の形態９に係る情報再生装置は、近視野光を生成する上述した平面プローブ１と、上述した情報記録媒体３と、平面プローブ１に設けられ、情報記録媒体３のデータマーク４によって散乱された伝播光１４を受光して電気信号を出力する受光素子６および７と、受光素子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８１と、差分回路８１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８２と、トラッキング信号生成器８２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８３と、受光素子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８０と、を備えている。
【００７８】
まず、図１２に示すように、微小開口２の読み取りトラックに平行な中心軸が、情報記録媒体３の読取りトラックに対して、左方向にずれて位置した場合、近視野光５は、データマーク４の右側においてより強く散乱され、それにより生じる伝播光１４もまた、光反射層１２の左側の凹部に強く入射する。すなわち、受光素子６において出力される電気信号は、受光素子７において出力される電気信号よりも大きな信号を示す。
【００７９】
これら電気信号は、上記したように、差分回路８１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、平面プローブ１と読み取りトラック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８２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８３を駆動させるための信号であり、アクチュエータ８３は、このトラッキング信号に応じて平面プローブ１の位置を制御する。例えば、差分回路８１において、受光素子６から出力される電気信号から、受光素子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１２に示す状態では、差分回路８１から出力される差分信号は、正の値を示す。
【００８０】
続いて、トラッキング信号生成器８２では、その正の差分信号を、アクチュエータ８３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８３に出力する。すなわち、トラッキング信号生成器８２は、平面プローブ１と読み取りトラック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８３は、トラッキング信号生成器８２から出力されたトラッキング信号に応じて平面プローブ１を移動させ、平面プローブ１の微小開口２の中心軸と読み取りトラックとを一致させる。すなわち、右方向へのトラッキング制御を行う。
【００８１】
なお、図１２においては、平面プローブ１が読み取りトラック（データマーク４の中心軸）に対して左方向に位置した場合を示したが、平面プローブ１が読み取りトラックに対して右方向にずれて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。また、上記したトラッキング処理と並行に、受光素子６において出力される電気信号と受光素子７において出力される電気信号とは、加算回路８０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マーク４の有無が検出される。
【００８２】
以上に説明したように、実施の形態９に係る情報再生装置によれば、上述した情報記録媒体３のデータマーク４から得られる伝播光１４を平面プローブ１の微小開口２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つの電気信号の差分から平面プローブ１のトラッキング制御を行うことができる。また、平面プローブ１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。
【００８３】
なお、図１２においては、情報記録媒体として、実施の形態３において説明した情報記録媒体３３を示したが、実施の形態４において説明した情報記録媒体４３を使用しても同様な作用効果を得ることができる。さらに、平面プローブ１に代えて、実施の形態６に示した平面プローブ１、実施の形態８に示した光ファイバプローブ６１またはカンチレバー型光プローブ７１を使用することもできる。
【００８４】
（実施の形態１０）
図１５に実施の形態１０に係る情報記録再生装置のヘッド部拡大図を示す。構造は図２に示した平面プローブおよび情報記録媒体と同様であるが、相違点は受光素子６，７の代わりに発光素子１１６，１１７を用いている点と、伝播光１２１の伝播方向が逆転している点である。平面プローブ１１１には図示しないレーザ光源から導入されるレーザ光１１８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１１２が形成されておりレーザ光１１８の導入によって微小開口１１２に近視野光１１５を生成する。
【００８５】
情報記録媒体１１３は、光透過性の部材からなる光透過層１１９と光反射性の部材からなる光反射層１２０の２層構造をしており、光透過層１１９上にデータマーク１１４を形成している。
発光素子１１６，１１７から発生した伝播光１２１は光透過層１１９を透過して光反射層１２０の表面で反射し、データマーク１１４に照射される。データマークはエネルギーを与えられることによって結晶状態が変化するような、相変化材料によって成っている。結晶状態が変化するために必要なエネルギーの閾値にわずかに届かないレベルのエネルギーを伝播光１２１が与えるように、発光素子１１６，１１７の出力レベルを設定しておく。その状態で、微小開口１１２からの近視野光がデータマークに照射されることで、データマークは上述閾値を超えるエネルギーを受ける。これにより結晶状態が変化して情報の記録が実現する。
【００８６】
本実施の形態の特徴は、情報の記録に必要なエネルギーを与えるために近視野光を補助するアシスト光が、光透過層１１９の存在によって十分な伝播スペースを与えられているという点である。平面プローブ１１１の下面と情報記録媒体１１３の表面は極めて近接していて、伝播光が侵入することは困難であるが、光透過層１１９の存在によって十分な強度のアシスト光がデータマークに到達することができた。
【００８７】
以上に説明したように、実施の形態１０に係る情報記録再生装置によれば、データマークがあらかじめ十分な強度のアシスト光によって照射されているため、微弱な近視野光を短時間照射しただけで、情報記録媒体表面の結晶状態の変化を引き起こし、情報の高速な記録が可能となった。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る第１の情報記録媒体によれば、光透過性の部材からなる光透過層と光反射性の部材からなる光反射層の２層構造からなり、光反射層上にデータマークを形成しているので、近視野光とデータマークとの相互作用により生じる伝播光を、光透過層を介して光反射層で反射させ、情報記録媒体の表面に射出することができ、データマークから離れた位置の情報記録媒体の表面において十分に大きな量の伝播光を得ることができるという効果を奏する。
【００８９】
また、本発明に係る第２の情報記録媒体によれば、光透過性の部材からなる光透過層と光反射性の部材からなる光反射層の２層構造からなり、かつ光透過層と光反射層の界面を一方向に傾斜させ、光透過層上にデータマークを形成しているので、近視野光とデータマークとの相互作用により生じる伝播光を、光透過層を介して光反射層で一方向に強く反射させ、情報記録媒体の表面に射出することができ、データマークから光反射層１の傾斜面側に離れた位置の情報記録媒体の表面において十分に大きな量の伝播光を得ることができるという効果を奏する。
【００９０】
また、本発明に係る第３の情報記録媒体によれば、光透過性の部材からなる光透過層と光反射性の部材からなる光反射層の２層構造からなり、かつ光反射層の表面を特定の領域に向けて光の反射を達成するような形状とし、光透過層上にデータマーク４を形成しているので、近視野光とデータマークとの相互作用により生じる伝播光は、光透過層を通過し、光反射層において特定領域に向けて強く反射されて、情報記録媒体の表面に射出することができ、データマークから離れた位置の特定領域において十分に大きな量の伝播光を得ることができるという効果を奏する。
【００９１】
また本発明に係る第４の情報記録媒体によれば、光透過性の部材からなる光透過層と光反射性の部材からなる光反射層の２層構造からなり、かつ光反射層の表面に回折格子を形成し、光透過層上にデータマークを形成しているので、近視野光とデータマークとの相互作用により生じる伝播光は、光透過層を通過し、光反射層において、回折格子により定まる特定領域に向けて強く反射され、情報記録媒体の表面に射出することができ、データマークから離れた位置の特定領域において十分に大きな量の伝播光を得ることができるという効果を奏する。
【００９２】
また、本発明に係る第１の情報再生装置よれば、光透過性の部材からなる光透過層と光反射性の部材からなる光反射層の２層構造からなり、光反射層上にデータマークを形成した情報記録媒体に使用し、その情報記録媒体によって得られる伝播光を光検出手段において受光し、データマークの有無を示す十分に大きな強度の再生信号を得ることができるので、近視野光を利用した情報再生の方式であるイルミネーションモードおよび透過モードを採用した場合の装置の小型化を実現でき、かつ十分に大きな強度の再生信号による信頼性の高い、安定した情報の再生を行えるという効果を奏する。
【００９３】
また、本発明に係る第２の情報再生装置によれば、光透過性の部材からなる光透過層と光反射性の部材からなる光反射層の２層構造からなり、光反射層上にデータマークを形成した情報記録媒体に使用し、その情報記録媒体によって得られる伝播光を光検出手段において受光し、データマークの有無を示す十分に大きな強度の再生信号を得ることができるので、近視野光を利用した情報再生の方式であるコレクションモードおよび透過モードを採用した場合の装置の小型化を実現でき、かつ十分に大きな強度の再生信号による信頼性の高い、安定した情報の再生を行えるという効果を奏する。
【００９４】
また、本発明に係る第３の情報再生装置によれば、光透過性の部材からなる光透過層と光反射性の部材からなる光反射層の２層構造からなり、光反射層上にデータマークを形成した情報記録媒体に使用し、その情報記録媒体によって得られる伝播光を再生プローブの微小開口に対して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を行うことができるという効果を奏する。
【００９５】
また、本発明に係る第４の情報再生装置によれば、再生プローブとして、光検出手段または光照射手段を設けた平面プローブを採用しているので、よりコンパクトな装置構成が達成される。さらに、平面プローブは、半導体製造技術を用いて作成することができるため、再現性の高い大量生産が可能であり、また比較的低コストで入手できるという効果を奏する。
【００９６】
また、本発明に係る第５の情報再生装置によれば、光透過層と光反射層の２層構造からなる情報記録媒体によって得られる伝播光を、情報記録媒体の表面との間隙を十分大きくなるように傾斜して配置された平面プローブの光検出手段において受光し、データマークの有無を示す十分に大きな強度の再生信号を得ることができるので、近視野光を利用した情報再生の方式の一つである透過モードを採用した場合の装置の小型化が実現され、なおかつ十分に大きな強度の再生信号による信頼性の高い安定した情報の再生を行えるという効果を奏する。
【００９７】
また、本発明に係る第６の情報再生装置によれば、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という効果を奏する。
また、本発明に係る第７の情報再生装置によれば、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という効果を奏する。
【００９８】
また、本発明に係る第１の情報記録再生装置によれば、近視野光を生成するための微小開口を設けた記録再生プローブが、前記近視野光を介して情報記録媒体と相互作用することによって、情報記録媒体との情報の記録再生を行う情報記録再生装置において、前記情報記録媒体が、光を透過する光透過層と光を反射する光反射層との２層構造からなり、前記光透過層上に前記情報の単位となるデータマークを形成するものであり、前記近視野光を生成させるための照射光を前記記録再生プローブに向けて照射する近視野生成光照射手段と、前記光透過層上の前記近視野光が相互作用する領域に光が照射されるように前記光反射層に対して光を照射する伝播光照射手段と、を備えることを特徴とするので、プローブからの近視野光だけでなく光反射層からの光によってデータマークを照射することができ、データマークにより大きなエネルギーを与えることが可能になる、という効果を奏する。
【００９９】
また、本発明に係る第２の情報記録再生装置によれば、本発明に係る第１の情報記録再生装置において、前記光反射層に照射する光が、前記情報記録のために前記近視野光を補助する強度および波長であることを特徴とするので、情報記録に必要なエネルギーをプローブからの近視野光だけでなく光反射層からのアシスト光によって得ることができ、微弱な近視野光の制御によって情報記録媒体表面の状態を変化させることで、高速で高信頼性の記録が可能になる、という効果を奏する。
【０１００】
さらに、本発明に係る第１および第２の情報記録再生装置において、本発明に係る第４から第７の情報再生装置のいずれかの発明と同様の発明を実施することにより、本発明に係る第１および第２の情報記録再生装置のもともとの効果に加えて、本発明に係る第４から第７の情報再生装置までのそれぞれの効果が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態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】本発明の実施の形態１に係る情報再生装置の平面プローブおよび情報記録媒体を示す詳細に説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る情報再生装置の平面プローブおよび情報記録媒体を示す詳細に説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係る情報再生装置の平面プローブおよび情報記録媒体を示す詳細に説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態４に係る情報再生装置の平面プローブおよび情報記録媒体を示す詳細に説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態５に係る情報再生装置の平面プローブおよび情報記録媒体を示す詳細に説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態６に係る情報再生装置の平面プローブおよび情報記録媒体を示す詳細に説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態７に係る情報再生装置の平面プローブおよび情報記録媒体を示す詳細に説明するための図である。
【図９】本発明の実施の形態７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】本発明の実施の形態８に係る情報再生装置の平面プローブおよび情報記録媒体を示す詳細に説明するための図である。
【図１１】本発明の実施の形態８に係る情報再生装置の他の例の平面プローブおよび情報記録媒体を示す詳細に説明するための図である。
【図１２】本発明の実施の形態９に係る情報再生装置の平面プローブおよび情報記録媒体を示す詳細に説明するための図である。
【図１３】本発明の実施の形態９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１４】近視野光を利用する従来の平面プローブおよび情報記録媒体を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態１０に係る情報記録再生装置のヘッド部を示す拡大図である。
【符号の説明】
１ 平面プローブ
２ 微小開口
３，２３，３３，４３， 情報記録媒体
４ データマーク
５ 近視野光
６，７ 受光素子
８ レーザ光
１０，５７ 増幅回路
１１，２１，３１，４１ 光透過層
１２，２２，３２，４２ 光反射層
１４ 伝播光
１６ 光導波路
１７ 光導波路
５１ 平面プローブ
５２，５３ 発光素子
５４ レーザ光
５５ 伝播光
５６ 光検出器
５７ 増幅回路
６１ 光ファイバープローブ
６２ 微小開口
６３ 遮光膜
６６ 光検出器
６７ 光検出器
６８ レーザ光
７１ カンチレバー型光プローブ
７２ 微小開口
７３ 遮光膜
７４ 光導波路
７６ 光検出器
７８ レーザ光
８０ 加算回路
８１ 差分回路
８２ トラッキング信号生成器
８３ アクチュエータ
１０１ 平面プローブ
１０２ 微小開口
１０３ 受光素子
１０４ 情報記録媒体
１０５ データマーク
１０６ レーザ光
１０７ 近視野光
１０８ 伝播光
１１１ 平面プローブ
１１２ 微小開口
１１３ 情報記録媒体
１１４ データマーク
１１５ 近視野光
１１６ 発光素子
１１７ 発光素子
１１８ レーザ光
１１９ 光透過層
１２０ 光反射層
１２１ 伝播光
【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および情報記録再生装置に関し、特に、大きな強度の再生信号を得ることのできる情報記録媒体および情報再生装置、および高い信頼性を持ち高速な記録ができる情報記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現状における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おり、特に、光ディスクの１つであるＣＤが、高密度な情報記録と低コストな大量生産を可能としていることから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を可能としている。
【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、光ディスクに限らず、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磁気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、その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。
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
このような情報再生装置において、情報を再生するプローブとして、特に、先鋭化された先端をもたない平面プローブの使用が提案されている。図１４は、近視野光を利用する従来の平面プローブおよび情報記録媒体を示す図である。図１４において、平面プローブ１０１は、平面基板に逆ピラミッド構造の開口を形成したものであり、特にその開口の頂点部分は数十ナノメートルの径を有する微小開口１０２として貫通している。平面プローブ１０１においては、微小開口１０２に向けてレーザ光１０６を照射することによって、微小開口１０２の近傍に近視野光１０７を生成する。
【０００８】
近視野光１０７は、情報記録媒体１０４において、特に、近視野光との強い相互作用を示すデータマーク１０５により散乱されて、伝播光１０８を生み出す。伝播光１０８は、平面プローブ１０１の微小開口１０２の近傍に設けられた受光素子１０３に導入し、再生信号として検出される。
このような平面プローブは、上記したように、近視野光１０７を生成する微小開口１０２と、データマーク１０５から散乱される伝播光１０８を検出する受光素子１０３とをともに情報記録媒体１０４の表面側に配置した構成（反射モード）となっているので、情報再生装置の小型化を図ることができ、また半導体製造技術を用いて作成することが可能であるため、再現性の高い大量生産を実現し、近視野光を利用した情報再生装置の光ヘッドとしての使用に適する。
【０００９】
また、プローブから発生する近視野光と情報記録媒体との相互作用によって情報記録媒体表面の状態、たとえば結晶状態を変化させることによって高密度な情報の記録を行うことも可能である。
【００１０】
しかしながら、平面プローブ１０１の使用において、データマーク１０５から散乱される伝播光１０８を得るには、伝播光１０８が数１００ｎｍの波長の光として定義されることから、データマーク１０５または微小開口１０２から受光素子１０３までの距離ａをその波長以上にする必要がある。ここで、微小開口１０２と情報記録媒体１０４との間隙ｄは、微小開口１０２に生成された近視野光１０７と情報記録媒体１０４上のデータマーク１０５との十分大きな相互作用を達成させるために、一般に１００ｎｍ以下の値である。よって、伝播光１０８は、間隙ｄにおいて、データマーク１０５から情報記録媒体１０４の表面に平行な方向に少なくとも数１００ｎｍ以上の地点において初めて検出されることになる。
【００１１】
一般的に、近視野光１０７は、データマーク１０５の直上から導入されるため、データマーク１０５によって散乱されて生じる伝播光１０８の本質的な強度分布は、情報記録媒体１０４の表面に対して平行な方向の成分に対して小さな値を示す。また、間隙ｄが十分小さな値であるため、伝播光１０８の光量も十分に得ることができなかった。
【００１２】
また、情報再生装置として、情報記録媒体１０４の基板を光透過性部材にて形成し、データマーク１０５から散乱される伝播光１０８を情報記録媒体１０４の裏面において検出する構成（透過モード）を選択することができるが、情報記録媒体１０４の裏面側に、受光素子を設ける必要があり、装置の大型化を招いてしまう。
【００１３】
また、情報記録装置として上述のような平面型近視野光ヘッドを用いて近視野光を発生させ、情報記録媒体表面のたとえば結晶状態を変化させることで記録を行うことも可能である。この場合には近視野光強度が微弱なため、なんらかの補助的なエネルギーを情報記録媒体表面に与える必要がある。これをアシスト光と呼ぶ。アシスト光は図１４における伝播光１０８とちょうど反対方向に伝播させることでデータマークに照射され、これが情報記録媒体表面の状態変化のために必要なエネルギーの閾値にわずかに届かないレベルのエネルギーを与える。近視野光ヘッドから照射される近視野光のエネルギーがこのアシスト光のエネルギーに加わることにより、上述した閾値を超えるエネルギーが与えられ、情報記録媒体表面の状態が変化し、これが情報の記録となる。
【００１４】
このような方法で情報記録を行うためにはアシスト光が十分な強度で安定的にデータマークに照射される必要があるが、情報再生装置での伝播光と同様に、アシスト光が伝播するための空間が不十分であるという問題がある。すなわち、近視野光ヘッドと情報記録媒体表面は、近視野光によって両者が相互作用できるように近接させる必要があり、伝播光であるアシスト光がこのわずかな隙間に侵入することは困難である。よって、十分な強度のアシスト光がデータマークに到達できず、近視野光ヘッドからの近視野光を加えても記録を行うために必要なエネルギーをデータマークに与えることができない。
【００１５】
本発明は上記問題を鑑みて、高密度に記録された情報の十分大きな強度の再生信号を得ることができる情報記録媒体と、この情報記録媒体により小型化を図った情報再生装置と、高速で高信頼性の情報記録再生装置を提供することを目的としている。
【００１６】
【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、本発明に係る第１の情報記録媒体は、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、光を透過する光透過層と光を反射する光反射層との２層構造からなり、前記光透過層上に前記情報の単位となるデータマークを形成したことを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、光透過性の部材からなる光透過層と光反射性の部材からなる光反射層の２層構造からなり、光反射層上にデータマークを形成しているので、近視野光とデータマークとの相互作用により生じる伝播光を、光透過層を介して光反射層で反射させ、情報記録媒体の表面に射出することができ、データマークから離れた位置の情報記録媒体の表面において十分に大きな量の伝播光を得ることができる。
【００１８】
また、本発明に係る第２の情報記録媒体は、本発明に係る第１の情報記録媒体において、前記光透過層と前記光反射層との界面は、一方向に傾斜していることを特徴とする。
この発明によれば、光透過性の部材からなる光透過層と光反射性の部材からなる光反射層の２層構造からなり、かつ光透過層と光反射層の界面を一方向に傾斜させ、光透過層上にデータマークを形成しているので、近視野光とデータマークとの相互作用により生じる伝播光を、光透過層を介して光反射層で一方向に強く反射させ、情報記録媒体の表面に射出することができ、データマークから光反射層１の傾斜面側に離れた位置の情報記録媒体の表面において十分に大きな量の伝播光を得ることができる。
【００１９】
また、本発明に係る第３の情報記録媒体は、本発明に係る第１の情報記録媒体において、前記光透過層との界面となる前記光反射層の表面は、当該光反射層に入射する光を、特定の領域に向けて反射する形状であることを特徴とする。
この発明によれば、光透過性の部材からなる光透過層と光反射性の部材からなる光反射層の２層構造からなり、かつ光反射層の表面を特定の領域に向けて光の反射を達成するような形状とし、光透過層上にデータマーク４を形成しているので、近視野光とデータマークとの相互作用により生じる伝播光は、光透過層を通過し、光反射層において特定領域に向けて強く反射されて、情報記録媒体の表面に射出することができ、データマークから離れた位置の特定領域において十分に大きな量の伝播光を得ることができる。
【００２０】
また、本発明に係る第４の情報記録媒体は、本発明に係る第３の情報記録媒体において、前記形状は、回折格子を構成することを特徴とする。
この発明によれば、光透過性の部材からなる光透過層と光反射性の部材からなる光反射層の２層構造からなり、かつ光反射層の表面に回折格子を形成し、光透過層上にデータマークを形成しているので、近視野光とデータマークとの相互作用により生じる伝播光は、光透過層を通過し、光反射層において、回折格子により定まる特定領域に向けて強く反射され、情報記録媒体の表面に射出することができ、データマークから離れた位置の特定領域において十分に大きな量の伝播光を得ることができる。
【００２１】
また、本発明に係る第１の情報再生装置は、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、光を透過する光透過層と光を反射する光反射層との２層構造からなり、前記光透過層上に前記情報の単位となるデータマークを形成した情報記録媒体と、前記近視野光と前記データマークとの相互作用によって生じる伝播光を検出して検出信号を出力する光検出手段と、を備えることを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、光透過性の部材からなる光透過層と光反射性の部材からなる光反射層の２層構造からなり、光反射層上にデータマークを形成した情報記録媒体に使用し、その情報記録媒体によって得られる伝播光を光検出手段において受光し、データマークの有無を示す十分に大きな強度の再生信号を得ることができるので、近視野光を利用した情報再生の方式であるイルミネーションモードおよび透過モードを採用した場合の装置の小型化を実現でき、かつ十分に大きな強度の再生信号による信頼性の高い、安定した情報の再生を可能とする。
【００２３】
また、本発明に係る第２の情報再生装置は、近視野光との相互作用により伝播光を導出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、光を透過する光透過層と光を反射する光反射層との２層構造からなり、前記光透過層上に前記情報の単位となるデータマークを形成した情報記録媒体と、前記データマークに前記近視野光を生成させるための照射光を前記情報記録媒体に向けて照射する光照射手段と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、光透過性の部材からなる光透過層と光反射性の部材からなる光反射層の２層構造からなり、光反射層上にデータマークを形成した情報記録媒体に使用し、その情報記録媒体によって得られる伝播光を光検出手段において受光し、データマークの有無を示す十分に大きな強度の再生信号を得ることができるので、近視野光を利用した情報再生の方式であるコレクションモードおよび透過モードを採用した場合の装置の小型化を実現でき、かつ十分に大きな強度の再生信号による信頼性の高い、安定した情報の再生を可能とする。
【００２５】
また、本発明に係る第３の情報再生装置は、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、光を透過する光透過層と光を反射する光反射層との２層構造からなり、前記光透過層上に前記情報の単位となるデータマークを形成した情報記録媒体と、前記近視野光と前記データマークとの相互作用によって生じる伝播光を検出して検出信号を出力し、前記微小開口に対して左右に配置された第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。
【００２６】
この発明によれば、光透過性の部材からなる光透過層と光反射性の部材からなる光反射層の２層構造からなり、光反射層上にデータマークを形成した情報記録媒体に使用し、その情報記録媒体によって得られる伝播光を再生プローブの微小開口に対して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を行うことができる。
【００２７】
また、本発明に係る第４の情報再生装置は、本発明に係る第１〜第３の情報再生装置のいずれか１つの発明において、前記再生プローブは、逆錐状の穴がその頂部を前記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、前記光検出手段または前記光照射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。
【００２８】
この発明によれば、再生プローブとして、光検出手段または光照射手段を設けた平面プローブを採用しているので、よりコンパクトな装置構成が達成される。さらに、平面プローブは、半導体製造技術を用いて作成することができるため、再現性の高い大量生産が可能である。
また、本発明に係る第５の情報再生装置は、本発明に係る第４の情報再生装置において、前記再生プローブは、前記情報記録媒体の表面に対して傾斜させた状態により再生を行うことを特徴とする。
【００２９】
この発明によれば、光透過層と光反射層の２層構造からなる情報記録媒体によって得られる伝播光を、情報記録媒体の表面との間隙を十分大きくなるように傾斜して配置された平面プローブの光検出手段において受光し、データマークの有無を示す十分に大きな強度の再生信号を得ることができるので、近視野光を利用した情報再生の方式の一つである透過モードを採用した場合の装置の小型化が実現され、なおかつ十分に大きな強度の再生信号による信頼性の高い安定した情報の再生が可能となる。
【００３０】
また、本発明に係る第６の情報再生装置は、本発明に係る第１〜第３の情報再生装置のいずれか１つの発明において、前記再生プローブは、先端に前記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。
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。
【００３１】
また、本発明に係る第７の情報再生装置は、本発明に係る第１〜第３の情報再生装置のいずれか１つの発明において、前記再生プローブは、突起部に前記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。
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。
【００３２】
また、本発明に係る第１の情報記録再生装置は、近視野光を生成するための微小開口を設けた記録再生プローブが、前記近視野光を介して情報記録媒体と相互作用することによって、情報記録媒体との情報の記録再生を行う情報記録再生装置において、前記情報記録媒体が、光を透過する光透過層と光を反射する光反射層との２層構造からなり、前記光透過層上に前記情報の単位となるデータマークを形成するものであり、前記近視野光を生成させるための照射光を前記記録再生プローブに向けて照射する近視野生成光照射手段と、前記光透過層上の前記近視野光が相互作用する領域に光が照射されるように前記光反射層に対して光を照射する伝播光照射手段と、を備えることを特徴とする。
【００３３】
この発明によれば、光透過性の部材からなる光透過層と光反射性の部材からなる光反射層の２層構造からなり、光反射層上にデータマークを形成しているので、プローブからの近視野光だけでなく光反射層からの光によってデータマークを照射することができ、データマークにより大きなエネルギーを与えることが可能になる。
【００３４】
また、本発明に係る第２の情報記録再生装置は、本発明に係る第１の情報記録再生装置において、前記光反射層に照射する光が、前記情報記録のために前記近視野光を補助する強度および波長であることを特徴とする。
この発明によれば、情報記録に必要なエネルギーをプローブからの近視野光だけでなく光反射層からのアシスト光によって得ることができ、微弱な近視野光の制御によって情報記録媒体表面の状態を変化させることで、高速で高信頼性の記録が可能になる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る情報記録媒体、情報再生装置および情報記録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。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態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平面プローブ１と、高密度にデータマーク４を形成した情報記録媒体３と、データマーク４によって散乱された伝播光を受光して電気信号を出力する受光素子６および７と、受光素子６および７から出力された各電気信号を増幅して加算演算を行い、再生信号を出力する加算回路１０と、を備えている。
【００３６】
図２は、平面プローブ１および情報記録媒体３を詳細に説明するための図である。図２において、平面プローブ１には、レーザ光源（図示せず）から導入されるレーザ光８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８の導入によって微小開口２に近視野光５を生成する。
【００３７】
平面プローブ１の微小開口２に生成された近視野光５は、情報記録媒体３に形成された記録マーク４により散乱され、その散乱光は、伝播光１４となって、受光素子６および７に入射する。ここで、図２に示すような平面プローブ１は、一般に、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され、受光素子６および７は、シリコンウェハ上に集積されたフォトダイオード等からなる。なお、図２においては、十分な量の伝播光１４を受光するために、２つの受光素子６および７を微小開口２の近傍に且つ微小開口２に対して対称に設けているが、いずれか一方の受光素子のみでもよい。
【００３８】
また、情報記録媒体３は、光透過性の部材からなる光透過層１１と光反射性の部材からなる光反射層１２の２層構造をしており、光透過層１１上にデータマーク４を形成している。
よって、微小開口２に生成された近視野光５とデータマーク４との相互作用により得られる伝播光１４の大部分は、光透過層１１を通過して下層の光反射層１２に到達する。すなわち、光透過層１１において、前述した透過モードによる近視野光の散乱が達成される。光反射層１２に到達した伝播光１４は、光反射層１２の表面、詳しくは光透過層１１と光反射層１２の界面において反射され、再び光透過層１１を通過して情報記録媒体３の表面から射出される。
【００３９】
これにより、データマーク４において散乱された伝播光１４は、少なくとも光透過層１１の厚みの２倍の距離の光路を辿ることになり、光透過層１１の厚みを十分に厚くすることで、情報記録媒体３の表面から射出される伝播光１４の量を増加させることができる。すなわち、受光素子６および７において、受光できる伝播光１４の量も増し、強度の大きな再生信号を得ることが可能になる。
【００４０】
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、光透過性の部材からなる光透過層１１と光反射性の部材からなる光反射層１２の２層構造からなり、光反射層１２上にデータマーク４を形成しているので、データマーク４において散乱される伝播光１４を、光透過層１１を介して光反射層１２で反射させ、情報記録媒体３の表面に射出することができ、データマーク４から離れた位置、且つ情報記録媒体３の上方において十分に大きな量の伝播光１４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３によって得られる伝播光１４を平面プローブ１の受光素子６および７において受光し、データマーク４の有無を示す十分に大きな強度の再生信号を得ることができるので、前述した透過モードを採用した場合の装置の小型化を生かし、なおかつ十分に大きな強度の再生信号による信頼性の高い安定した情報の再生を可能とする。
【００４１】
（実施の形態２）
つぎに、実施の形態２に係る情報記録媒体および情報再生装置について説明する。実施の形態２に係る情報再生装置は、平面プローブの構成と情報記録媒体の構成が、実施の形態１に係る情報再生装置と異なる。他の装置構成は、図１と同様であるため、ここではその説明を省略する。
【００４２】
図３は、実施の形態２に係る情報再生装置の平面プローブ１および情報記録媒体２３を詳細に説明するための図である。図３において、平面プローブ１は、伝播光１４を受光するために、受光素子６のみを設けている点で実施の形態１に係る平面プローブと異なる。
また、情報記録媒体２３は、光透過性の部材からなる光透過層２１と光反射性の部材からなる光反射層２２の２層構造をしているが、図３に示すように、光透過層２１と光反射層２２の界面が、平面プローブ１の読み取り方向（または走査方向）に対して垂直かつ情報記録媒体３の表面に平行な一方向に傾斜している。
【００４３】
よって、微小開口２に生成された近視野光５とデータマーク４との相互作用により得られる伝播光１４の大部分は、光透過層２１を通過して下層の光反射層２２に到達する。すなわち、光透過層２１において、前述した透過モードによる近視野光の散乱が達成される。そして、光反射層２２に到達した伝播光１４は、光反射層２２の表面、詳しくは光透過層２２と光反射層１２の界面において、光反射層２２の傾斜面方向に強く反射され、再び光透過層１１を通過して情報記録媒体２３の表面から射出される。すなわち、伝播光１４の大部分は、データマーク４に対して、光反射層２２の傾斜面側における情報記録媒体２３の表面から射出される。
【００４４】
これにより、データマーク４から散乱された伝播光１４は、少なくともデータマーク４の直下の光透過層２１の厚みの２倍の距離の光路を辿ることになり、光透過層２１の厚みを十分に厚くすることで、情報記録媒体２３の表面から射出される伝播光１４の量を増加させることができる。さらに、光透過層２１と光反射層２２の界面、詳しくは光反射層２２の表面を傾斜させているので、伝播光１４の反射方向を定めることができる。すなわち、平面プローブ１の受光素子６は、微小開口２に対して、光反射層２２の傾斜面側に配置され、十分大きな量の伝播光１４を受光して、強度の大きな再生信号を得ることができる。
【００４５】
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、光透過性の部材からなる光透過層２１と光反射性の部材からなる光反射層２２の２層構造からなり、かつ光透過層２１と光反射層２２の界面を一方向に傾斜させ、光透過層２２上にデータマーク４を形成しているので、データマーク４において散乱される伝播光１４は、光透過層２１を通過し、光反射層２２において一方向に強く反射され、情報記録媒体２３の表面に射出することができる。これにより、データマーク４から光反射層２２の傾斜面側に離れた位置、且つ情報記録媒体２３の表面において十分に大きな量の伝播光１４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２３によって得られる伝播光１４を平面プローブ１の受光素子６において受光し、データマーク４の有無を示す十分に大きな強度の再生信号を得ることができるので、前述した透過モードを採用した場合の装置の小型化を生かし、なおかつ十分に大きな強度の再生信号による信頼性の高い安定した情報の再生を可能としている。
【００４６】
（実施の形態３）
つぎに、実施の形態３に係る情報記録媒体および情報再生装置について説明する。実施の形態３に係る情報再生装置は、情報記録媒体の構成のみが、実施の形態１に係る情報再生装置と異なる。他の装置構成は、図１と同様であるため、ここではその説明を省略する。
【００４７】
図４は、実施の形態３に係る情報再生装置の平面プローブ１および情報記録媒体３３を詳細に説明するための図である。図４において、情報記録媒体３３は、光透過性の部材からなる光透過層３１と光反射性の部材からなる光反射層３２の２層構造をしており、特に、光透過層３１と光反射層３２の界面、詳しくは光反射層３２の表面が、データマーク４を通過し且つ平面プローブ１の読み取り方向（または走査方向）に沿った軸に対して左右対称となる２つの凹部によって形成されている。
【００４８】
さらに、各凹部は、データマーク４から散乱されて光透過層３１を通過する伝播光１４が、凹部の直上に位置する情報記録媒体３３上の或る特定領域に向けて反射されるような形状となっている。
よって、微小開口２に生成された近視野光５とデータマーク４との相互作用により得られる伝播光１４の大部分は、光透過層３１を通過して下層の光反射層３２に到達し、光反射層３２の各凹部において、上記した特定領域に向けて強く反射され、情報記録媒体３３の表面から射出される。
【００４９】
これにより、データマーク４から散乱された伝播光１４は、少なくともデータマーク４の直下の光透過層３１の厚みの２倍の距離の光路を辿ることになり、光透過層３１の厚みを十分に厚くすることで、情報記録媒体３３の表面から射出される伝播光１４の量を増加させることができる。さらに、光透過層３１と光反射層３２の界面、詳しくは光反射層３２の表面を２つの凹部によって形成しているので、各凹部により伝播光１４の反射方向を定めることができる。すなわち、平面プローブ１の受光素子６および７は、平面プローブ１が情報記録媒体３３の表面に近接した状態で、各凹部において定まる上記特定領域に位置するように配置され、十分大きな量の伝播光１４を受光し、強度の大きな再生信号を出力することができる。
【００５０】
以上に説明したように、実施の形態３に係る情報記録媒体によれば、光透過性の部材からなる光透過層３１と光反射性の部材からなる光反射層３２の２層構造からなり、かつ光反射層３２の表面を２つの凹部によって形成し、光透過層３１上にデータマーク４を形成しているので、データマーク４において散乱される伝播光１４を、光透過層３１を介して光反射層３２において、各凹部により定まる特定領域に向けて強く反射させ、情報記録媒体３３の表面に射出することができる。これにより、データマーク４から離れた距離の情報記録媒体３３の表面において十分に大きな量の伝播光１４を与えることができる。また、実施の形態３に係る情報再生装置によれば、上記した情報記録媒体３３によって得られる伝播光１４を平面プローブ１の受光素子６および７において受光し、データマーク４の有無を示す十分に大きな強度の再生信号を得ることができるので、前述した透過モードを採用した場合の装置の小型化を生かし、なおかつ十分に大きな強度の再生信号による信頼性の高い安定した情報の再生を可能とする。
【００５１】
（実施の形態４）
つぎに、実施の形態４に係る情報記録媒体および情報再生装置について説明する。実施の形態４に係る情報再生装置は、情報記録媒体の構成のみが、実施の形態１に係る情報再生装置と異なる。他の装置構成は、図１と同様であるため、ここではその説明を省略する。
【００５２】
図５は、実施の形態４に係る情報再生装置の平面プローブ１および情報記録媒体４３を詳細に説明するための図である。図５において、情報記録媒体４３は、光透過性の部材からなる光透過層４１と光反射性の部材からなる光反射層４２の２層構造をしており、特に、光透過層４１と光反射層４２の界面、詳しくは光反射層４２の表面に回折格子を形成している。
【００５３】
光反射層４２表面の回折格子は、データマーク４から散乱されて光透過層４１を通過する伝播光１４が、情報記録媒体４３上方の或る特定領域に向けて反射されるように形成される。例えば、その特定領域は、図５に示すように、情報記録媒体４３上方において、データマーク４を通過し且つ平面プローブ１の読み取り方向（または走査方向）に沿った軸に対して左右対称な２つの領域である。
【００５４】
よって、微小開口２に生成された近視野光５とデータマーク４との相互作用により得られる伝播光１４の大部分は、光透過層４１を通過して下層の光反射層４２に到達し、光反射層４２の回折格子において、上記した特定領域に向けて強く反射されて情報記録媒体４３の表面から射出される。
これにより、データマーク４から散乱された伝播光１４は、少なくともデータマーク４の直下の光透過層４１の厚みの２倍の距離の光路を辿ることになり、光透過層４１の厚みを十分に厚くすることで、情報記録媒体４３の表面から射出される伝播光１４の量を増加させることができる。さらに、光反射層４２の表面に回折格子を形成しているので、その回折格子によって伝播光１４の反射方向を高精度に定めることができる。すなわち、平面プローブ１の受光素子６および７は、平面プローブ１が情報記録媒体４３の表面に近接した状態で、回折格子において定まる上記特定領域に位置するように配置され、十分大きな量の伝播光１４を受光し、強度の大きな再生信号を得ることができる。
【００５５】
以上に説明したように、実施の形態４に係る情報記録媒体によれば、光透過性の部材からなる光透過層４１と光反射性の部材からなる光反射層４２の２層構造からなり、かつ光反射層４２の表面に回折格子を形成し、光透過層４１上にデータマーク４を形成しているので、データマーク４において散乱される伝播光１４を、光透過層４１を介して光反射層４２において、回折格子により定まる特定領域に向けて強く反射させ、情報記録媒体４３の表面に射出することができる。これにより、データマーク４から離れた位置、且つ情報記録媒体４３の上方において十分に大きな量の伝播光１４を与えることができる。また、実施の形態４に係る情報再生装置によれば、上記した情報記録媒体４３によって得られる伝播光１４を平面プローブ１の受光素子６および７において受光し、データマーク４の有無を示す十分に大きな強度の再生信号を得ることができるので、前述した透過モードを採用した場合の装置の小型化を生かし、なおかつ十分に大きな強度の再生信号による信頼性の高い安定した情報の再生を可能とする。
【００５６】
（実施の形態５）
つぎに、実施の形態５に係る情報記録媒体および情報再生装置について説明する。実施の形態５に係る情報再生装置は、平面プローブの構成および情報記録媒体に対する配置が、実施の形態１に係る情報再生装置と異なる。他の装置構成は、図１と同様であるため、ここではその説明を省略する。
【００５７】
図６は、実施の形態５に係る情報再生装置の平面プローブ１および情報記録媒体３を詳細に説明するための図である。図６において、平面プローブ１は、伝播光１４を受光するために、受光素子６のみを設けている点で実施の形態１に係る平面プローブと異なる。また、情報記録媒体３は、実施の形態１において説明した情報記録媒体と同一である。
【００５８】
実施の形態５に係る情報再生装置の大きな特徴は、図６に示すように、平面プローブ１を情報記録媒体３の表面に対して傾斜させて使用することである。特に、平面プローブ１を、受光素子６が配置されている側を、受光素子６が配置されていない側に対して、情報記録媒体３の表面からの距離が大きくなるように傾斜させる。
【００５９】
よって、微小開口２に生成された近視野光５とデータマーク４との相互作用により得られる伝播光１４の大部分は、光透過層１１を通過して下層の光反射層１２に到達し、光反射層１２の表面において反射されて再び光透過層１１を通過して情報記録媒体３の表面から射出される。
これにより、データマーク４から散乱された伝播光１４は、少なくともデータマーク４の直下の光透過層１１の厚みの２倍の距離の光路を辿ることになり、情報記録媒体３の表面から射出される伝播光１４の量を増加させることができる。さらに、平面プローブ１は、受光素子６を配置している側を、情報記録媒体３の表面との間隙を十分大きくなるように傾斜して利用されるため、受光素子６において、その間隙だけ増加した光路を辿った伝播光１４を受光して、強度の大きな再生信号を出力することができる。よって、この場合、光透過層１１の厚みを大きくすることなくとも、伝播光１４を多く検出することができる。
【００６０】
以上に説明したように、実施の形態５に係る情報再生装置によれば、光透過層１１と光反射層１２の２層構造からなる情報記録媒体３によって得られる伝播光１４を、情報記録媒体３の表面との間隙を十分大きくなるように傾斜して配置された平面プローブ１の受光素子６において受光し、データマーク４の有無を示す十分に大きな強度の再生信号を得ることができるので、前述した透過モードを採用した場合の装置の小型化を生かし、なおかつ十分に大きな強度の再生信号による信頼性の高い安定した情報の再生を可能とする。
【００６１】
（実施の形態６）
つぎに、実施の形態６に係る情報再生装置について説明する。実施の形態６に係る情報再生装置は、上述した実施の形態１〜５に係る情報再生装置において、平面プローブ１の構成を変更したものである。他の装置構成は、図１と同様であるため、ここではその説明を省略する。
【００６２】
図７は、実施の形態６に係る情報再生装置の平面プローブ１および情報記録媒体３を詳細に説明するための図である。図７において、平面プローブ１は、伝播光１４を受光するために、受光素子６および７を平面基板の上面側に配置し、各受光素子は、それらの下部に連結して設けられた光導波路１６および１７を介して平面基板の下面から導入される伝播光１４を受光する。受光素子６および７を平面プローブ１の基体となる平面基板の上面に配置したことで、各受光素子から出力される再生信号を取り出すための電気配線の接続を容易にすることができる。
【００６３】
なお、図７においては、情報記録媒体として、実施の形態１に係る情報記録媒体３を示しているが、実施の形態２〜４において説明した情報記録媒体２３，３３および４３を使用することができる。
以上に説明したように、実施の形態６に係る情報再生装置によれば、平面プローブ１において、受光素子６および７を平面基板の上面に配置し、且つ各受光素子の下部に連結して光導波路１６および１７を設けているので、実施の形態１〜５に係る情報再生装置における効果に加えて、各受光素子から出力される再生信号を取り出すための電気配線の接続を容易にすることができる。
【００６４】
（実施の形態７）
つぎに、実施の形態７に係る情報再生装置について説明する。実施の形態７に係る情報再生装置は、上述した実施の形態１〜４に係る情報再生装置において、平面プローブ１の微小開口２に向けてレーザ光８を導入し、微小開口２に近視野光５を生成するイルミネーションモードを採用した構成を、データマーク４に向けてレーザ光を照射し、データマーク４上に近視野光５を生成するコレクションモードを採用した構成に変更したものである。
【００６５】
図８は、実施の形態７に係る情報再生装置の平面プローブ５１および情報記録媒体３を詳細に説明するための図である。図８において、平面プローブ５１は、微小開口２に対称に、レーザ光５４を照射するための発光素子５２および５３を設けている。
実施の形態７に係る情報再生装置の大きな特徴は、情報記録媒体として、光透過層１１および光反射層１２の２層構造からなる情報記録媒体３を採用することで、図８に示すように、発光素子５２および５３からレーザ光５４をデータマーク４に直接に照射せずとも、光反射層１２に向けて照射することで、データマーク４上での近視野光５の生成が達成されるということである。すなわち、実施の形態７に係る情報再生装置においては、コレクションモード且つ透過モードによる情報の再生を行うことができる。
【００６６】
図９は、実施の形態７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７に係る情報再生装置は、上記した平面プローブ５１と、前述した情報記録媒体３と、平面プローブ５１において導き出された伝播光を検出する光検出器５６と、光検出器５６から出力される電気信号を増幅し、再生信号として出力する増幅回路５７と、を備えている。
【００６７】
実施の形態７に係る情報再生装置の動作は、まず、発光素子５２および５３から、光反射層１２における反射を考慮して最終的に効率良くデータマーク４への照射が達成されるような照射角度によって、レーザ光５４を射出する。発光素子５２および５３から射出されたレーザ光５４は、光透過層１１に導入し、光反射層１２の表面、詳しくは光透過層１１と光反射層１２の界面にて反射され、再び光透過層１１を介してデータマーク４の裏面部分に達する。レーザ光５４を照射されたデータマーク４の上面においては、近視野光５が生成され、近視野光５は、平面プローブ１の微小開口２により、伝播光５５として導き出される。伝播光５５は、光検出器５６において受光され、電気信号に変換される。光検出器５６は、得られた電気信号を増幅回路５７に入力し、増幅回路５７においては、その電気信号を増幅して、データマーク４の有無を示す再生信号として出力する。
【００６８】
なお、図８および９においては、情報記録媒体として、実施の形態１に係る情報記録媒体３を示しているが、実施の形態２〜４において説明した情報記録媒体２３，３３および４３を使用することができる。
以上に説明したように、実施の形態７に係る情報再生装置によれば、平面プローブ１に発光素子５２および５３を設け、光透過層１１および光反射層１２の２層構造からなる情報記録媒体３に対して、レーザ光５４を照射することで、データマーク４の裏面からのレーザ光照射を達成でき、データマーク４上に近視野光５を生成することができるので、コレクションモード且つ透過モードによる近視野光を利用した情報再生装置を提供することができる。
【００６９】
（実施の形態８）
つぎに、実施の形態８に係る情報再生装置について説明する。実施の形態７に係る情報再生装置は、上述した実施の形態１〜７に係る情報再生装置において、再生プローブとして、平面プローブを採用しているが、これに代えて、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る。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や、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光プローブ等を利用できる。
【００７０】
図１０は、再生プローブとして光ファイバプローブを採用した場合の情報再生装置の光ファイバプローブ６１および情報記録媒体３を詳細に説明するための図である。この場合、光ファイバプローブ６１の近傍に、光検出器６６および６７を光学レンズ系（図示せず）とともに配置し、これら光検出器６６および６７によって、伝播光１４を検出する。光ファイバプローブ６１は、一般にレーザ光６８の伝達損失を低減するために遮光膜６３を被覆しているが、この遮光膜６３の存在により、微小開口７２の近傍において生じる伝播光１４を十分に得ることができず、従来の情報記録媒体に対しては、これによりデータマーク４において十分な量の伝播光１４を生じさせることができなかった。すなわち、光ファイバプローブ６１もまた、再生プローブとして平面プローブを採用した場合と同様な問題を有していた。
【００７１】
しかしながら、情報記録媒体として本発明に係る情報記録媒体３を採用することにより、実施の形態１において説明したように、伝播光１４を結果的に増加させることが可能になり、光検出器６６および６７において強度の大きな再生信号を出力することができる。
図１１は、再生プローブとしてカンチレバー型光プローブを採用した場合の情報再生装置のカンチレバー型光プローブ７１および情報記録媒体３を詳細に説明するための図である。この場合、カンチレバー型の光プローブ７１のレバー部下面に、光検出器７６を設け、この光検出器７６によって、伝播光１４を検出する。カンチレバー型光プローブ７１は、内部に微小開口７２へと導かれる光導波路７４を有しており、この光導波路７４を介してレーザ光７８が微小開口７２に向けて導入される。また、カンチレバー型光プローブ７１は、上記した光ファイバプローブ６１と同様に、レーザ光７８の伝達損失を低減するために遮光膜７３を被覆しているが、この遮光膜７３の存在により、微小開口７２の近傍において生じる伝播光１４を十分に得ることができず、従来の情報記録媒体に対しては、これによりデータマーク４において十分な量の伝播光１４を生じさせることができなかった。すなわち、カンチレバー型光プローブ７１もまた、再生プローブとして平面プローブを採用した場合と同様な問題を有していた。
【００７２】
しかしながら、この場合もまた、情報記録媒体として本発明に係る情報記録媒体３を採用することにより、実施の形態１において説明したように、伝播光１４を結果的に増加させることが可能になり、光検出器７６において強度の大きな再生信号を出力することができる。
なお、図１０および１１においては、情報記録媒体として、実施の形態１に係る情報記録媒体３を示しているが、実施の形態２〜４において説明した情報記録媒体２３，３３および４３を使用することができる。
【００７３】
以上に説明したように、実施の形態８に係る情報再生装置によれば、再生プローブとして、光ファイバプローブ６１またはカンチレバー型光プローブ７１を採用した場合においても、実施の形態１〜４と同様な効果を得ることができる。
なお、図１０および１１においては、それぞれ光ファイバプローブ６１またはカンチレバー型光プローブ７１を、イルミネーションモードを行うものとして示しているが、実施の形態７に説明したようにコレクションモードを適用することもできる。
【００７４】
（実施の形態９）
つぎに、実施の形態９に係る情報再生装置について説明する。実施の形態９に係る情報再生装置は、上述した実施の形態３および４に係る情報再生装置において、さらに、トラッキング制御を可能としたものである。
図１２は、実施の形態９に係る情報再生装置の平面プローブ１および情報記録媒体３３を詳細に説明するための図である。図９において、平面プローブ１は、実施の形態１に説明したものと同様であり、微小開口２に対称に、伝播光１４を受光するための受光素子６および７を設けている。
【００７５】
また、情報記録媒体３３は、実施の形態３において説明したように、伝播光１４の反射位置を特定する光反射層３２が形成されている。よって、受光素子６および７は、微小開口２が、読み取りトラックに沿ったその中心軸とデータマーク４の中心軸とが一致するような位置に配置されたときに、伝播光１４の受光量（生成される電気信号）をともに等しくするような位置にあらかじめ設けられている。なお、ここにおける読み取りトラックとは、情報記録媒体３において、データを連続的な意味をなす情報として扱うためのデータマーク４の羅列方向である。
【００７６】
従って、図１２に示すように、微小開口２が、読取りトラックに沿ったその中心軸とデータマーク４の中心軸とがずれた位置に配置されたときには、受光素子６および７において生成される電気信号に差異が生じる。この差異による差分信号に基づいて平面プローブ１を位置制御することが、実施の形態９に係る情報再生装置の特徴である。
【００７７】
図１３は、実施の形態９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１３において、実施の形態９に係る情報再生装置は、近視野光を生成する上述した平面プローブ１と、上述した情報記録媒体３と、平面プローブ１に設けられ、情報記録媒体３のデータマーク４によって散乱された伝播光１４を受光して電気信号を出力する受光素子６および７と、受光素子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８１と、差分回路８１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８２と、トラッキング信号生成器８２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８３と、受光素子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８０と、を備えている。
【００７８】
まず、図１２に示すように、微小開口２の読み取りトラックに平行な中心軸が、情報記録媒体３の読取りトラックに対して、左方向にずれて位置した場合、近視野光５は、データマーク４の右側においてより強く散乱され、それにより生じる伝播光１４もまた、光反射層１２の左側の凹部に強く入射する。すなわち、受光素子６において出力される電気信号は、受光素子７において出力される電気信号よりも大きな信号を示す。
【００７９】
これら電気信号は、上記したように、差分回路８１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、平面プローブ１と読み取りトラック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８２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８３を駆動させるための信号であり、アクチュエータ８３は、このトラッキング信号に応じて平面プローブ１の位置を制御する。例えば、差分回路８１において、受光素子６から出力される電気信号から、受光素子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１２に示す状態では、差分回路８１から出力される差分信号は、正の値を示す。
【００８０】
続いて、トラッキング信号生成器８２では、その正の差分信号を、アクチュエータ８３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８３に出力する。すなわち、トラッキング信号生成器８２は、平面プローブ１と読み取りトラック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８３は、トラッキング信号生成器８２から出力されたトラッキング信号に応じて平面プローブ１を移動させ、平面プローブ１の微小開口２の中心軸と読み取りトラックとを一致させる。すなわち、右方向へのトラッキング制御を行う。
【００８１】
なお、図１２においては、平面プローブ１が読み取りトラック（データマーク４の中心軸）に対して左方向に位置した場合を示したが、平面プローブ１が読み取りトラックに対して右方向にずれて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。また、上記したトラッキング処理と並行に、受光素子６において出力される電気信号と受光素子７において出力される電気信号とは、加算回路８０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マーク４の有無が検出される。
【００８２】
以上に説明したように、実施の形態９に係る情報再生装置によれば、上述した情報記録媒体３のデータマーク４から得られる伝播光１４を平面プローブ１の微小開口２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つの電気信号の差分から平面プローブ１のトラッキング制御を行うことができる。また、平面プローブ１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。
【００８３】
なお、図１２においては、情報記録媒体として、実施の形態３において説明した情報記録媒体３３を示したが、実施の形態４において説明した情報記録媒体４３を使用しても同様な作用効果を得ることができる。さらに、平面プローブ１に代えて、実施の形態６に示した平面プローブ１、実施の形態８に示した光ファイバプローブ６１またはカンチレバー型光プローブ７１を使用することもできる。
【００８４】
（実施の形態１０）
図１５に実施の形態１０に係る情報記録再生装置のヘッド部拡大図を示す。構造は図２に示した平面プローブおよび情報記録媒体と同様であるが、相違点は受光素子６，７の代わりに発光素子１１６，１１７を用いている点と、伝播光１２１の伝播方向が逆転している点である。平面プローブ１１１には図示しないレーザ光源から導入されるレーザ光１１８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１１２が形成されておりレーザ光１１８の導入によって微小開口１１２に近視野光１１５を生成する。
【００８５】
情報記録媒体１１３は、光透過性の部材からなる光透過層１１９と光反射性の部材からなる光反射層１２０の２層構造をしており、光透過層１１９上にデータマーク１１４を形成している。
発光素子１１６，１１７から発生した伝播光１２１は光透過層１１９を透過して光反射層１２０の表面で反射し、データマーク１１４に照射される。データマークはエネルギーを与えられることによって結晶状態が変化するような、相変化材料によって成っている。結晶状態が変化するために必要なエネルギーの閾値にわずかに届かないレベルのエネルギーを伝播光１２１が与えるように、発光素子１１６，１１７の出力レベルを設定しておく。その状態で、微小開口１１２からの近視野光がデータマークに照射されることで、データマークは上述閾値を超えるエネルギーを受ける。これにより結晶状態が変化して情報の記録が実現する。
【００８６】
本実施の形態の特徴は、情報の記録に必要なエネルギーを与えるために近視野光を補助するアシスト光が、光透過層１１９の存在によって十分な伝播スペースを与えられているという点である。平面プローブ１１１の下面と情報記録媒体１１３の表面は極めて近接していて、伝播光が侵入することは困難であるが、光透過層１１９の存在によって十分な強度のアシスト光がデータマークに到達することができた。
【００８７】
以上に説明したように、実施の形態１０に係る情報記録再生装置によれば、データマークがあらかじめ十分な強度のアシスト光によって照射されているため、微弱な近視野光を短時間照射しただけで、情報記録媒体表面の結晶状態の変化を引き起こし、情報の高速な記録が可能となった。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る第１の情報記録媒体によれば、光透過性の部材からなる光透過層と光反射性の部材からなる光反射層の２層構造からなり、光反射層上にデータマークを形成しているので、近視野光とデータマークとの相互作用により生じる伝播光を、光透過層を介して光反射層で反射させ、情報記録媒体の表面に射出することができ、データマークから離れた位置の情報記録媒体の表面において十分に大きな量の伝播光を得ることができるという効果を奏する。
【００８９】
また、本発明に係る第２の情報記録媒体によれば、光透過性の部材からなる光透過層と光反射性の部材からなる光反射層の２層構造からなり、かつ光透過層と光反射層の界面を一方向に傾斜させ、光透過層上にデータマークを形成しているので、近視野光とデータマークとの相互作用により生じる伝播光を、光透過層を介して光反射層で一方向に強く反射させ、情報記録媒体の表面に射出することができ、データマークから光反射層１の傾斜面側に離れた位置の情報記録媒体の表面において十分に大きな量の伝播光を得ることができるという効果を奏する。
【００９０】
また、本発明に係る第３の情報記録媒体によれば、光透過性の部材からなる光透過層と光反射性の部材からなる光反射層の２層構造からなり、かつ光反射層の表面を特定の領域に向けて光の反射を達成するような形状とし、光透過層上にデータマーク４を形成しているので、近視野光とデータマークとの相互作用により生じる伝播光は、光透過層を通過し、光反射層において特定領域に向けて強く反射されて、情報記録媒体の表面に射出することができ、データマークから離れた位置の特定領域において十分に大きな量の伝播光を得ることができるという効果を奏する。
【００９１】
また本発明に係る第４の情報記録媒体によれば、光透過性の部材からなる光透過層と光反射性の部材からなる光反射層の２層構造からなり、かつ光反射層の表面に回折格子を形成し、光透過層上にデータマークを形成しているので、近視野光とデータマークとの相互作用により生じる伝播光は、光透過層を通過し、光反射層において、回折格子により定まる特定領域に向けて強く反射され、情報記録媒体の表面に射出することができ、データマークから離れた位置の特定領域において十分に大きな量の伝播光を得ることができるという効果を奏する。
【００９２】
また、本発明に係る第１の情報再生装置よれば、光透過性の部材からなる光透過層と光反射性の部材からなる光反射層の２層構造からなり、光反射層上にデータマークを形成した情報記録媒体に使用し、その情報記録媒体によって得られる伝播光を光検出手段において受光し、データマークの有無を示す十分に大きな強度の再生信号を得ることができるので、近視野光を利用した情報再生の方式であるイルミネーションモードおよび透過モードを採用した場合の装置の小型化を実現でき、かつ十分に大きな強度の再生信号による信頼性の高い、安定した情報の再生を行えるという効果を奏する。
【００９３】
また、本発明に係る第２の情報再生装置によれば、光透過性の部材からなる光透過層と光反射性の部材からなる光反射層の２層構造からなり、光反射層上にデータマークを形成した情報記録媒体に使用し、その情報記録媒体によって得られる伝播光を光検出手段において受光し、データマークの有無を示す十分に大きな強度の再生信号を得ることができるので、近視野光を利用した情報再生の方式であるコレクションモードおよび透過モードを採用した場合の装置の小型化を実現でき、かつ十分に大きな強度の再生信号による信頼性の高い、安定した情報の再生を行えるという効果を奏する。
【００９４】
また、本発明に係る第３の情報再生装置によれば、光透過性の部材からなる光透過層と光反射性の部材からなる光反射層の２層構造からなり、光反射層上にデータマークを形成した情報記録媒体に使用し、その情報記録媒体によって得られる伝播光を再生プローブの微小開口に対して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を行うことができるという効果を奏する。
【００９５】
また、本発明に係る第４の情報再生装置によれば、再生プローブとして、光検出手段または光照射手段を設けた平面プローブを採用しているので、よりコンパクトな装置構成が達成される。さらに、平面プローブは、半導体製造技術を用いて作成することができるため、再現性の高い大量生産が可能であり、また比較的低コストで入手できるという効果を奏する。
【００９６】
また、本発明に係る第５の情報再生装置によれば、光透過層と光反射層の２層構造からなる情報記録媒体によって得られる伝播光を、情報記録媒体の表面との間隙を十分大きくなるように傾斜して配置された平面プローブの光検出手段において受光し、データマークの有無を示す十分に大きな強度の再生信号を得ることができるので、近視野光を利用した情報再生の方式の一つである透過モードを採用した場合の装置の小型化が実現され、なおかつ十分に大きな強度の再生信号による信頼性の高い安定した情報の再生を行えるという効果を奏する。
【００９７】
また、本発明に係る第６の情報再生装置によれば、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という効果を奏する。
また、本発明に係る第７の情報再生装置によれば、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という効果を奏する。
【００９８】
また、本発明に係る第１の情報記録再生装置によれば、近視野光を生成するための微小開口を設けた記録再生プローブが、前記近視野光を介して情報記録媒体と相互作用することによって、情報記録媒体との情報の記録再生を行う情報記録再生装置において、前記情報記録媒体が、光を透過する光透過層と光を反射する光反射層との２層構造からなり、前記光透過層上に前記情報の単位となるデータマークを形成するものであり、前記近視野光を生成させるための照射光を前記記録再生プローブに向けて照射する近視野生成光照射手段と、前記光透過層上の前記近視野光が相互作用する領域に光が照射されるように前記光反射層に対して光を照射する伝播光照射手段と、を備えることを特徴とするので、プローブからの近視野光だけでなく光反射層からの光によってデータマークを照射することができ、データマークにより大きなエネルギーを与えることが可能になる、という効果を奏する。
【００９９】
また、本発明に係る第２の情報記録再生装置によれば、本発明に係る第１の情報記録再生装置において、前記光反射層に照射する光が、前記情報記録のために前記近視野光を補助する強度および波長であることを特徴とするので、情報記録に必要なエネルギーをプローブからの近視野光だけでなく光反射層からのアシスト光によって得ることができ、微弱な近視野光の制御によって情報記録媒体表面の状態を変化させることで、高速で高信頼性の記録が可能になる、という効果を奏する。
【０１００】
さらに、本発明に係る第１および第２の情報記録再生装置において、本発明に係る第４から第７の情報再生装置のいずれかの発明と同様の発明を実施することにより、本発明に係る第１および第２の情報記録再生装置のもともとの効果に加えて、本発明に係る第４から第７の情報再生装置までのそれぞれの効果が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態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】本発明の実施の形態１に係る情報再生装置の平面プローブおよび情報記録媒体を示す詳細に説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る情報再生装置の平面プローブおよび情報記録媒体を示す詳細に説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係る情報再生装置の平面プローブおよび情報記録媒体を示す詳細に説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態４に係る情報再生装置の平面プローブおよび情報記録媒体を示す詳細に説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態５に係る情報再生装置の平面プローブおよび情報記録媒体を示す詳細に説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態６に係る情報再生装置の平面プローブおよび情報記録媒体を示す詳細に説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態７に係る情報再生装置の平面プローブおよび情報記録媒体を示す詳細に説明するための図である。
【図９】本発明の実施の形態７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】本発明の実施の形態８に係る情報再生装置の平面プローブおよび情報記録媒体を示す詳細に説明するための図である。
【図１１】本発明の実施の形態８に係る情報再生装置の他の例の平面プローブおよび情報記録媒体を示す詳細に説明するための図である。
【図１２】本発明の実施の形態９に係る情報再生装置の平面プローブおよび情報記録媒体を示す詳細に説明するための図である。
【図１３】本発明の実施の形態９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１４】近視野光を利用する従来の平面プローブおよび情報記録媒体を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態１０に係る情報記録再生装置のヘッド部を示す拡大図である。
【符号の説明】
１ 平面プローブ
２ 微小開口
３，２３，３３，４３， 情報記録媒体
４ データマーク
５ 近視野光
６，７ 受光素子
８ レーザ光
１０，５７ 増幅回路
１１，２１，３１，４１ 光透過層
１２，２２，３２，４２ 光反射層
１４ 伝播光
１６ 光導波路
１７ 光導波路
５１ 平面プローブ
５２，５３ 発光素子
５４ レーザ光
５５ 伝播光
５６ 光検出器
５７ 増幅回路
６１ 光ファイバープローブ
６２ 微小開口
６３ 遮光膜
６６ 光検出器
６７ 光検出器
６８ レーザ光
７１ カンチレバー型光プローブ
７２ 微小開口
７３ 遮光膜
７４ 光導波路
７６ 光検出器
７８ レーザ光
８０ 加算回路
８１ 差分回路
８２ トラッキング信号生成器
８３ アクチュエータ
１０１ 平面プローブ
１０２ 微小開口
１０３ 受光素子
１０４ 情報記録媒体
１０５ データマーク
１０６ レーザ光
１０７ 近視野光
１０８ 伝播光
１１１ 平面プローブ
１１２ 微小開口
１１３ 情報記録媒体
１１４ データマーク
１１５ 近視野光
１１６ 発光素子
１１７ 発光素子
１１８ レーザ光
１１９ 光透過層
１２０ 光反射層
１２１ 伝播光
Claims (14)
- 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、
光を透過する光透過層と光を反射する光反射層との２層構造からなり、前記光透過層上に前記情報の単位となるデータマークを形成したことを特徴とする情報記録媒体。 - 前記光透過層と前記光反射層との界面は、一方向に傾斜して
いることを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体。 - 前記光透過層との界面となる前記光反射層の表面は、前記データマークと前記近視野光との相互作用から生じた伝播光を、前記媒体表面に対向する位置に備えられた光検出領域に向けて反射する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。
- 前記形状は、凹型であることを特徴とする請求項３に記載の記録情報媒体。
- 前記形状は、回折格子を構成することを特徴とする請求項３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、
光を透過する光透過層と光を反射する光反射層との２層構造からなり、前記光透過層上に前記情報の単位となるデータマークを形成した情報記録媒体と、
前記近視野光と前記データマークとの相互作用によって生じる伝播光を検出して検出信号を出力する光検出手段と、
を備えることを特徴とする情報再生装置。 - 近視野光との相互作用により伝播光を導出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、
光を透過する光透過層と光を反射する光反射層との２層構造からなり、前記光透過層上に前記情報の単位となるデータマークを形成した情報記録媒体と、
前記データマークに前記近視野光を生成させるための照射光を前記情報記録媒体に向けて照射する光照射手段と、
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、
光を透過する光透過層と光を反射する光反射層との２層構造からなり、前記光透過層上に前記情報の単位となるデータマークを形成した情報記録媒体と、
前記近視野光と前記データマークとの相互作用によって生じる伝播光を検出して検出信号を出力し、前記微小開口に対して左右に配置された第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、逆錐状の穴がその頂部を前記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、前記光検出手段または前記光照射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６から８のいずれか１項に記載の情報再生装置。
- 前記再生プローブは、前記情報記録媒体の表面に対して傾斜させた状態により再生を行うことを特徴とする請求項９に記載の情報再生装置。
- 前記再生プローブは、先端に前記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６から８のいずれか１項に記載の情報再生装置。
- 前記再生プローブは、突起部に前記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６から８のいずれか１項に記載の情報再生装置。
- 近視野光を生成するための微小開口を設けた記録再生プローブが、前記近視野光を介して情報記録媒体と相互作用することによって、情報記録媒体との情報の記録再生を行う情報記録再生装置において、
前記情報記録媒体が、光を透過する光透過層と光を反射する光反射層との２層構造からなり、前記光透過層上に前記情報の単位となるデータマークを形成するものであり、
前記近視野光を生成させるための照射光を前記記録再生プローブに向けて照射する近視野生成光照射手段と、
前記光透過層上の前記近視野光が相互作用する領域に光が照射されるように前記光反射層に対して光を照射する伝播光照射手段と、
を備えることを特徴とする情報記録再生装置。 - 前記光反射層に照射する光が、前記情報記録のために前記近視野光を補助する強度および波長であることを特徴とする請求項１３に記載の情報記録再生装置。
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