WO1999049459A1

WO1999049459A1 - Appareil d'enregistrement

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Publication number: WO1999049459A1
Application number: PCT/JP1999/001212
Authority: WO
Inventors: Nobuyuki Kasama; Norio Chiba; Yasuyuki Mitsuoka; Manabu Oumi; Kenji Kato; Takashi Niwa; Kunio Nakajima
Original assignee: Seiko Instruments Inc.
Priority date: 1998-03-20
Filing date: 1999-03-12
Publication date: 1999-09-30
Also published as: DE69933629D1; EP0984438B1; US6754163B2; EP1750258A3; US6466537B1; US6914873B2; US20050105453A1; US20040057370A1; JP2000195073A; US7301888B2; EP1750258A2; EP0984438A4; EP0984438A1; DE69933629T2; EP1942501A1; US20060120228A1; EP1939871A1; US7042829B2; JP4213279B2; US20020181344A1

Description

明細書記録装置技術分野

本発明は、記録媒体上に高密度に記録された情報を近視野光を利用して再生する記録装置に関する。背景技術

現状の情報再生デバイスの多くは、 CDおよび CD— ROMに代表される再生専用型の光ディスクに記録された情報の再生を行っている。例えば CDにおいては、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かつその波長の 4分の 1程度の深さを有したピットを凹凸情報として記録しており、その情報を再生するのに光の干渉現象が利用される。

また、光磁気記録方式および相変化記録方式に代表される方式を採用したさき換え可能型の記録媒体が流通しており、高密度な情報の記録が実現されている。例えば、相変化記録方式においては、表面に相変化膜を形成した記録媒体上にレーザ光を照射し、照射されたレーザ光のスポット部において生じる温度を、レーザ光の強度を変化させることによって、相変化膜の結晶化とァモルファス化との 2値の記録を可能としている。このようにして記録された情報は、記録媒体上に記録時よりも弱い強度のレーザ光を照射し、その反射強度によって結晶相とアモルファス相とを区別することによって再生される。

上述した再生専用型の光ディスクに記錄された情報の再生は、従来の光学顕微鏡において用いられているレンズ光学系を使用しており、光の回折限界のために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はできない。よって、光ディスクの情報記錄密度をさらに増加させた場合、ピットの大きさやトラックピツチは縮小され、情報記錄単位がレーザ光の波長よりも小さなサイズとなってしまい、情報の再生は不可能となる。

また、光磁気記録方式および相変化記録方式によって情報を記録した記録媒体においては、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、記録媒体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。よって、光磁気記錄方式および相変化記録方式を採用した従来の光情報記録装置においては、レーザ光を集光して得られるスポットの径をレーザ光の回折限界、すなわちレーザ光の波長の 1 2以下とすることはできなかった。

一方、利用するレーザ光の波長以下、例えばその波長の 1 1 0程度の径を有する微小開口を介して生成される近視野光を利用した情報再生方法ノ装が提案されている。

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行うことができる。

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リ生じた散乱光が、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て、高分解能な観察が実現される。

上述した近視野光を利用した情報再生方法ノ装は、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る。

従って、近視野光を利用することにより、従来の情報記録媒体の記録密度を越えて記録された情報記録媒体の情報再生が可能となる。

ところで、記録媒体上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と記録媒体表面との距離力数ナノメートル〜 1 0ナノメートルとなるように十分に近接させるプローブ近接制御技術が必要となる。

従来のハードディスクの技術において、記録ヘッドと記録媒体とを近接させるフライングヘッド技術があるが、記録媒体表面からのフライングヘッドの浮上量は、約 50ナノメートル〜 1 00ナノメートルであり、近視野光を利用した情報再生を実現するには大きな値である。

一方、試料表面においてナノメートルオーダの微小な領域を観察するために走査型トンネル顕微鏡（STM )や原子間力顕微鏡（AFM)に代表される走査型プローブ顕微鏡（S PM)が用いられている。 S PMは、先端が先鋭化したプロ一ブを用い、このプローブと試料表面との問に生じるトンネル電流や原子間力などの物理量を検出することにより、試料表面に近接させつつ試料表面を走査して、高分解能な像を得ることができる。

よって、この SPMにおけるプローブ近接技術を近視野顕微鏡または近視野光を利用した記録装置に適用することができ、記録媒体とプローブの微小開口の先端との十分に近接した状態を保持できる。

しかしながら、この場合、記録媒体に記錄された情報に置換される物理量すなわち近視野光と、プローブを近接制御するのに必要となる物理量すなわち原子間力等とをそれぞれ固有の機構において検出する必要が生じ、装置全体の構成が複雑になるという問題があった。

また、 SPMのプローブ近接技術は、プローブに先鋭化された先端を必要とし、プローブとして、先鋭化された先端を有さない平面プローブを用いる近視野顕微鏡または近視野光を利用した記録装置においては、最適な方法とは言えなかつまた、上述した近視野光は、プローブと記錄媒体を結ぶ線を z方向と定義すると、 z方向には急速に減衰するため、プローブが何らかの原因で記録媒体表面から z方向に位置がずれた時には出力信号が変動する。記録媒体上のデータマークの有無によっても出力信号が増減するので、出力信号が変化したときにそれがデータマークの存在のためなのか、プローブの Z方向位置ずれのためなのかの判断がつかない、という問題点があった。

プローブを機械的に z方向に振動させてその振幅を一定に保つことでプローブの _z方向位置を制御する方法もあるが、これは記録媒体表面に物理的衝撃を与えることになリ、記録媒体およびプローブの損傷を招いていた。また、プローブの振動制御および振幅検出機構のために装置の小型化が困難であった。従って、本発明は上記問題を鑑みて、高密度に記録された記録媒体に対して信頼性の高い情報再生または記録を簡単な構成にて実現させるための記録装置を提供することを目的としている。発明の開示

上記の目的を達成するために、本発明に係る記録装置は、近視野光を利用して記録媒体に記録された情報の再生または記録を行う記録装置において、前記記録媒体に光を照射して当該記録媒体の表面に近視野光を生成させると共に、微小開口を持つプローブを前記記録媒体の表面に近接させて当該微小開口により前記近視野光を散乱させ、この伝搬光の強度を検出し当該伝搬光の強度に基づき前記微小開口と前記記錄媒体との距離を制御することを特徴とする。

よって、近視野光を利用して記録媒体上に記録された高密度な情報の再生が達成されると同時に、同じく近視野光を利用して開口素子の微小開口と記録媒体との距離制御を可能とする。

また、本発明に係る記録装置は、近視野光を利用して記録媒体に記録された情報の再生を行う記録装置において、近視野光を生成または散乱させる微小開口を有する開口素子と、前記記録媒体の表面に近視野光が生成するように前記記録媒体に向けて照射光を照射する光照射手段と、前記近視野光が前記微小開口によって散乱されて生じる伝搬光を検出し、これを再生信号とする光検出手段と、前記再生信号に基づいて前記開口素子と前記記録媒体との間隔を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

よって、近視野光を利用して記録媒体上に記録された高密度な情報の再生が達成されると同時に、その再生信号から距離制御信号導出手段によって開口素子の微小開口と記録媒体との距離を示す距離制御信号を得ることが可能となり、その距離制御信号に基づいて開口素子と記録媒体との近接した状態を保持することが可能になる。

また、本発明に係る記録装置は、近視野光を利用して記錄媒体に記録された情報の再生または記錄を行う記録装置において、近視野光を生成または散乱させる微小開口を有する開口素子と、前記微小開口に近視野光が生成するように当該微小開口に向けて照射光を導入する光照射ノ記録手段と、前記近視野光が前記記録媒体によって散乱されて生じる伝搬光を検出し、これを再生信号とする光検出手段と、前記再生信号に基づいて前記開口素子と前記記録媒体との間隔を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

よって、記録媒体上に記録された高密度な情報の再生および開口素子と記録媒体との近接した状態の保持が、共に近視野光を利用して可能になる。また、微小開口部に導入させる照射光の強度を比較的大きくすることによって、強度の大きな近視野光を生成することが可能となり、局所的な熱エネルギーの照射が行えることによって情報の記録をも可能にする。

また、本発明に係る記録装置は、近視野光を利用して記録媒体に記録された情報の再生を行う記録装置において、近視野光を生成または散乱させる微小開口を有する開口素子と、前記記録媒体の表面に近視野光が生成するように当該記録媒体に向けて、有限の波長幅あるいは複数の波長を持つ照射光を照射させる光照射手段と、

前記近視野光と前記記録媒体あるいは前記開口素子との相互作用の結果発生した散乱光を前記照射光の波長に対応して検出する散乱光検出手段と、検出された前記散乱光に基づいて前記開口素子と前記記録媒体との間隔を制御する制御手段と、

を備えたことを特徴とする。

よって、記録媒体上に記録された高密度な情報の再生、および、開口素子と記録媒体との近接した状態の保持が、共に近視野光を利用して可能になる。さらに、記録媒体に記録された情報を再生するのに使用される照射光と、開口素子の近接制御を行うのに使用される照射光とをそれぞれ互いに異なった波長を割り当てて利用することにより、再生信号と開口素子を近接制御するための距離制御信号とを確実に分離できる。また、異なる波長の照射光に対応して散乱光を検出するので、照射光波長によって散乱光強度が異なることを利用して、再生プローブと情報記録媒体との距離情報が得られ、情報の再生と、プローブの z方向位置制御を、プローブの _Z方向振動なしに行うことができる。これにより、プローブの Z方向振動機構、 Z方向振幅検出機構が不要になりコンパクトな装置構成が可能になる。また、距離制御のために信号のピークを検出する必要がなくなる。また、プローブが情報記録媒体に物理的に接触することがなくなつたため、プローブおよび情報記録媒体の損傷が減少した。また、本発明に係る記録装置は、近視野光を利用して記録媒体に記録された情報の再生または記録を行う記録装置において、近視野光を生成または散乱させる微小開口を有する開口素子と、有限の波長幅あるいは複数の波長を持つ照射光を前記微小開口に向けて照射し、当該微小開口に近視野光を生成させると共に前記複数の波長のうち一つを有する照射光により記録媒体に情報を記録する光照射 Z記録手段と、

前記近視野光と前記記録媒体あるいは前記開口素子との相互作用の結果発生した散乱光を前記照射光の波長に対応して検出する散乱光検出手段と、検出された前記散乱光に基づいて前記開口素子と前記記録媒体との間隔を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

よって、記録媒体上に記録された高密度な情報の再生、および、開口素子と記録媒体との近接した状態の保持が、共に近視野光を利用して可能になる。さらに、記録媒体に記録された情報を再生するのに使用される照射光と、開口素子の近接制御を行うのに使用される照射光とをそれぞれ互いに異なった波長を割り当てて利用することにより、再生信号と開口素子を近接制御するための距離制御信号とを確実に分離できる。また、微小開口部に導入させる照射光の強度を比較的大きくすることによって、強度の大きな近視野光を生成することが可能となり、局所的な熱エネルギーの照射が行えることによって情報の記録をも可能にする。

また、本発明に係る記録装置は、請求項 4あるいは 5のいずれか 1つの発明において、前記照射光の複数の波長は、時間的に切り替わるものであることを特徴とする。

よって、請求項 4あるいは 5の効果に加えて、単一の発光源によって複数の波長の光を放射するため、コンパクトな装置構成が可能となった。

また、本発明に係る記錄装置は、請求項 4あるいは 5のいずれか 1つの発明において、前記散乱光検出手段は、選択波長が時間的に切り替わるものであることを特徴とする。

よって、請求項 4あるいは 5の効果に加えて、単一の受光素子によって前記散乱光を受光するため、コンパクトな装置構成が可能となった。

また、本発明に係る記録装置は、請求項 4あるいは 5のいずれ力、 1つの発明において、前記照射光の波長は複数あり、同時に入力されるものであることを特徴とする。

よって、請求項 4あるいは 5の効果に加えて、入力光の波長を選択する機構が不要なので、よりコンパクトな装置構成が可能となった。

また、本発明に係る記録装置は、請求項 4あるいは 5のいずれか 1つの発明において、前記散乱光検出手段は、複数の受光素子が前記照射光の異なる波長のそれぞれに対応して受光するものであることを特徴とする。

よって、請求項 4あるいは 5の効果に加えて、受光素子が散乱光を受光するときに選択波長を時間的に切り替えることが不要なので、波長選択手段が簡素になりコンパクトな装置構成が可能となった。

また、本発明に係る記録装置は、請求項 4あるいは 5のいずれか 1つの発明において、前記照射光は複数の波長成分からなり、前記照射光は前記複数の波長のそれぞれに対して有限の幅の波長幅を持つものであることを特徴とする。

よって、請求項 4あるいは 5の効果に加えて、入力手段は入力光の波長が幅を持っていることが許容されるので、利用できる入力手段の種類が増え、その結果利用できる波長の種類も増える。それにより、プローブと情報記録媒体の距離を高い精度で制御できる波長を利用しやすくなつた。

また、本発明に係る記録装置は、請求項 4あるいは 5のいずれか 1つの発明において、前記照射光の波長は有限の幅をもっておリ、波長選択手段によって前記幅の一部分を選択するものであることを特徴とする。

よって、請求項 4あるいは 5の効果に加えて、入力光はレーザのような波長の限定されたものである必要がなくなり、より簡便な構成が実現された。

また、本発明に係る記録装置は、近視野光を利用して記錄媒体に記録された情報の再生を行う記録装 Sにおいて、近視野光を生成または散乱させる微小開口を有する開口素子と、前記記録媒体の表面に近視野光が生成するように当該記録媒体に向けて、互いに異なる 2つの変調周波数の光を混合した照射光を照射する光照射手段と、前記生成した近視野光を前記微小開口により散乱させ、前記 2つの変調周波数の一方をもつ伝搬光を検出しこれを再生信号とする第 1の光検出手段と、前記生成した近視野光を前記微小開口により散乱させ、前記 2つの変調周波数の他方をもつ伝搬光を検出しこれを制御信号とする第 2 の光検出手段と、前記制御信号に基づいて前記開口素子と前記記録媒体との間隔を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

よって、記録媒体上に記録された高密度な情報の再生、および、開口素子と記録媒体との近接した状態の保持が、共に近視野光を利用して可能になると共に、記録媒体に記録された情報を再生するのに使用される照射光と、開口素子の近接制御を行うのに使用される照射光とをそれぞれ互いに異なった変調周波数を割り当てて利用することにより、再生信号と開口素子を近接制御するための距離制御信号とを確実に分離できる。

また、本発明に係る記録装置は、近視野光を利用して記録媒体に記録された情報の再生または記録を行う記録装置において、近視野光を生成または散乱させる微小開口を有する開口素子と、互いに異なる 2つの波長の変調周波数を混合した照射光を前記微小開口に向けて照射し、当該微小開口に近視野光を生成させると共に少なくとも前記 2つの変調周波数の一方を有する照射光によリ記録媒体に情報を記録する光照射ノ記錄手段と、前記生成した近視野光を前記微小開口により散乱させ、前記一方の変調周波数をもつ伝搬光を検出しこれを再生信号とする第 1の光検出手段と、前記生成した近視野光を前記微小開口により散乱させ、前記 2つの変調周波数の他方をもつ伝搬光を検出しこれを制御信号とする第 2の光検出手段と、前記制御信号に基づいて前記開口素子と前記記錄媒体との間隔を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。よって、記録媒体上に記録された高密度な情報の再生、および、開口素子と記録媒体との近接した状態の保持が、共に近視野光を利用して可能になる。さらに、記録媒体に記録された情報を再生するのに使用される照射光と、開口素子の近接制御を行うのに使用される照射光とをそれぞれ互いに異なった変調周波数を割り当てて利用することにより、再生信号と開口素子を近接制御するための距離制御信号とを確実に分離できる。また、微小開口部に導入させる照射光の強度を比較的大きくすることによって、強度の大きな近視野光を生成することが可能となり、局所的な熱エネルギーの照射が行えることによって情報の記録をも可能にする。

また、本発明に係る記録装置は、近視野光を利用して記錄媒体に記録された情報の再生を行う記錄装置において、近視野光を生成または散乱させる 2つの微小開口を有する開口素子と、前記記録媒体の表面に近視野光が生成するように当該記録媒体に向けて照射光を照射する光照射手段と、前記近視野光が前記微小開口の一方によって散乱されて生じる伝搬光を検出しこれを再生信号とする第 1の光検出手段と、前記近視野光が前記微小開口の他方によって散乱されて生じる伝搬光を検出しこれを制御信号とする第 2の光検出手段と、前記制御信号に基づいて前記開口素子と前記記録媒体との間隔を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

よって、記録媒体上に記録された高密度な情報の再生および開口素子と記録媒体との近接した状態の保持が、共に近視野光を利用して可能になる。さらに、記録媒体に記録された情報を再生するのに使用される微小開口と、開口素子の近接制御を行うのに使用される微小開口とが開口素子にそれぞれ独立して形成されているので、再生信号と開口素子を近接制御するための距離制御信号とをより確実に分離できる。また、本発明に係る記録装は、近視野光を利用して記録媒体に記録された情報の再生または記録を行う記録装置において、近視野光を生成または散乱させる 2つの微小開口を有する開口素子と、前記記録媒体の表面に近視野光が生成するように当該記録媒体に向けて照射光を照射する第 1の光照射手段と、前記微小開口の一方に近視野光が生成するように当該微小開口に向けて照射光を導入する第 2の光照射記録手段と、前記近視野光が前記微小開口の一方によって散乱されて生じる伝搬光を検出しこれを再生信号とする第 1の光検出手段と、前記近視野光が前記微小開口の他方によって散乱されて生じる伝搬光を検出しこれを制御信号とする第 2の光検出手段と、前記制御信号に基づいて前記開口素子と前記記録媒体との間隔を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

よって、記録媒体上に記録された高密度な情報の再生および開口素子と記録媒体との近接した状態の保持が、共に近視野光を利用して可能になるとともに、記録媒体に記録された情報を再生するのに使用される微小開口と、開口素子の近接制御を行うのに使用される微小開口とが開口素子にそれぞれ独立して形成されているので、再生信号と開口素子を近接制御するための距離制御信号とをより確実に分離できる。さらに、第 2の光照射手段により微小開口部に導入する照射光の強度を比較的大きくすることによって、強度の大きな近視野光を生成することが可能となり、局所的な熱エネルギーの照射の付与による情報の記録をも可能にする。

また、本発明に係る記録装置は、近視野光を利用して記録媒体に記録された情報の再生または記録を行う記録装置において、近視野光を生成または散乱させる 2つの微小開口を有する開口素子と、前記微小開口の一方に近視野光が生成するように当該微小開口に向けて照射光を導入する光照射記録手段と、前記微小開口の他方に近視野光が生成するように当該微小開口に向けて照射光を導入する光照射手段と、前記一方の微小開口に生成された前記近視野光が前記記録媒体によって散乱されて生じる伝搬光を検出しこれを再生信号とする第 1の光検出手段と、前記他方の微小開口に生成された前記近視野光が前記記録媒体によって散乱されて生じる伝搬光を検出しこれを制御信号とする第 2の光検出手段と、前記制御信号に基づいて前記開口素子と前記記錄媒体との間隔を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

よって、記録媒体上に記録された高密度な情報の再生および開口素子と記録媒体との近接した状態の保持が、共に近視野光を利用して可能になる。さらに、記録媒体に記録された情報を再生するのに使用される微小開口と、開口素子の近接制御を行うのに使用される微小開口とが開口素子にそれぞれ独立して形成されているので、再生信号と開口素子を近接制御するための距離制御信号とをより確実に分離できる。また、微小開口部に導入させる照射光の強度を比較的大きくすることによって、強度の大きな近視野光を生成することが可能となり、局所的な熱エネルギーの照射が行えることによって情報の記録をも可能にする。

また、本発明に係る記録装置は、近視野光を利用して記録媒体に記録された情報の再生または記録を行う記録装置において、近視野光を生成または散乱させる 2つの微小開口を有する開口素子と、前記微小開口の一方に近視野光が生成するように当該微小開口に向けて照射光を導入する光照射記錄手段と、前記記錄媒体の表面のうち前記微小開口の他方に対向する部分に近視野光が生成するように当該記録媒体に向けて照射光を照射する光照射手段と、前記近視野光が前記一方の微小開口によって散乱されて生じる伝搬光を検出しこれを再生信号とする第 1の光検出手段と、前記近視野光が前記他方の微小開口によって散乱されて生じる伝搬光を検出しこれを制御信号とする第 2の光検出手段と、前記制御信号に基づいて前記開口素子と前記記録媒体との間隔を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

よって、記録媒体上に記錄された高密度な情報の再生および開口素子と記録媒体との近接した状態の保持が、共に近視野光を利用して可能になる。さらに、記録媒体に記錄された情報を再生するのに使用される微小開口と、開口素子の近接制御を行うのに使用される微小開口とが開口素子にそれぞれ独立して形成され、かつ記録媒体に記録された情報の再生と、開口素子の記録媒体への近接制御に利用される近視野光をそれぞれ異なった生成方法により行うことで、互いの近視野光を干渉することなく、より確実に再生信号と距離制御信号とを分離して検出することが可能になる。また、微小開口部に導入させる照射光の強度を比較的大きくすることによって、強度の大きな近視野光を生成することが可能となり、局所的な熱エネルギーの照射が行えることによって情報の記録をも可能にする。

また、本発明に係る記録装置は、請求項 1 4 ~ 1 7のいずれか 1つの発明において、前記開口素子は、厚み方向に段差を設けることによリ第 1の底面と第 2の底面を有し、前記第 1の底面に前記一方の微小開口を設け、前記第 2の底面に前記他方の微小開口を設け、前記制御手段は、前記第 1の光検出手段により検出される再生信号と前記第 2の光検出手段により検出される信号との相対値を算出し、当該相対値に基づいて前記開口素子と前記記録媒体との間隔を制御することを特徴とする。

よって、開口素子の底面に段差を設けることで、検出される伝搬光の強度に違いが生じ、 2つの微小開口の各々により検出される信号間における相対的な値を、開口素子の近接制御を行うための距離制御信号として用いるので、例えば、記録媒体上の情報を十分検出できずに強度の大きな再生信号が得られない場合であっても、距離制御信号を再生信号に対する比として安定した強度を得ること力《でき、信頼性の高い開口素子の近接制御を行うことができる。

また、本発明に係る記録装置は、近視野光を利用して記録媒体に記録された情報の再生を行う記録装置において、近視野光を生成または散乱させる微小開口を有する開口素子と、前記記録媒体の表面に近視野光が生成するように前記記錄媒体に向けて照射光を照射する光照射手段と、前記近視野光が前記微小開口によって散乱されて生じる伝搬光を検出する光検出手段と、前記微小開口を前記開口素子の厚み方向に微小振動させる垂直微小振動手段と、前記垂直微小振動手段により前記微小開口が所望の高さに位置した際に前記光検出手段において検出された信号を再生信号とし、前記垂直微小振動手段により前記微小開口が前記所望の高さよりも上点に位置した際に前記光検出手段において検出された信号を演算対象信号とし、当該再生信号と当該演算対象信号との相対値を算出して、当該相対値に基づいて前記開口素子と前記記錄媒体との間隔を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

よって、 1つの微小開口を上下振動させることにより、近視野光を散乱させる位置を変化させ、微小開口の所望の高さにて検出される信号すなわち再生信号と、微小開口の前記所望の高さよりも上点にて検出される信号すなわち演算対象信号との相対的な値を、開口素子の近接制御を行うための距離制御信号として用いるので、例えば、記録媒体上の情報を十分検出できずに強度の大きな再生信号が得られない場合であっても、距離制御信号を再生信号に対する比として安定した強度を得ることができ、信頼性の高い開口素子の近接制御を行うこと力《できる。

また、本発明に係る記録装置は、近視野光を利用して記録媒体に記録された情報の再生または記録を行う記録装置において、近視野光を生成または散乱させる微小開口を有する開口素子と、前記微小開口に近視野光が生成するように当該微小開口に向けて照射光を導入する光照射記録手段と、前記近視野光が前記記録媒体によって散乱されて生じる伝搬光を検出する光検出手段と、前記微小開口を前記開口素子の厚み方向に微小振動させる垂直微小振動手段と、前記垂直微小振動手段により前記微小開口が所望の高さに位置した際に前記光検出手段において検出された信号を再生信号とし、前記垂直微小振動手段により前記微小開口が前記所望の高さよりも上点に位置した際に前記光検出手段において検出された信号を演算対象信号とし、当該再生信号と当該演算対象信号との相対値を算出して、当該相対値に基づいて前記開口素子と前記記録媒体との間隔を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。よって、 1つの微小開口を上下振動させることにより、近視野光を散乱させる位置を変化させ、微小開口の所望の高さにて検出される信号すなわち再生信号と、微小開口の前記所望の高さよりも上点にて検出される信号すなわち演算対象信号との相対的な値を、開口素子の近接制御を行うための距離制御信号として用いるので、例えば、記録媒体上の情報を十分検出できずに強度の大きな再生信号が得られない場合であっても、距離制御信号を再生信号に対する比として安定した強度を得ることができ、信頼性の高い開口素子の近接制御を行うことができるとともに、微小開口部に導入させる照射光の強度を比較的大きくすることによって、強度の大きな近視野光を生成することが可能となり、局所的な熱エネルギーの照射が行えることによって情報の記錄をも可能にする。

また、本発明に係る記録装置は、請求項 1 ~ 20のいずれか 1つの発明において、さらに、前記開口素子を、前記記録媒体上に記録された情報単位の配列方向に対して垂直な方向且つ当該記録媒体の表面に平行な方向に微小振動させる水平微小振動手段と、前記水平微小振動手段による微小振動の振動中心において前記再生信号が最大となるように前記開口素子の位置を制御する位 S 制御手段と、を備えたことを特徴とする。

よって、記録媒体上の情報単位の配列方向に垂直且つ記録媒体表面に平行な方向に対する位置制御、すなわちトラッキング制御を可能とし、このトラツキング制御により安定な再生信号が得られるので、この再生信号を利用する近接制御もまた、確実なものとなり情報再生の信頼性を向上することができる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施の形態 1による記録装置の概略構成を示すブロック図である。

図 2は、本発明による記錄装 Sにおける Z軸制御機構の他の例を示す図である。

図 3は、本発明の実施の形態 1による記録装置の変形例を示すブロック図でめる o

図 4は、本発明の実施の形態 2による記録装置の概略構成を示すブロック図である。

図 5は、本発明の実施の形態 2による記録装置の変形例を示すブロック図である。

図 6は、本発明の実施の形態 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 7は、近視野光強度のプローブ-記録媒体表面間距離に対する依存性を示す図である。

図 8は、情報記録媒体 206の一部分の上面図である。

図 9は、波長 A ₂ = 51 5nmのときのデータマーク 220の有無による出力光強度の違いを示す図である。

図 1 0は、図 7と図 9を組み合わせて、出力信号強度の入力波長およびデータマークの有無に対する依存性を示した図である。

図 1 1は、本発明の実施の形態 4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 2は、本発明の実施の形態 5に係る情報再生装置の概略構成を示すプロック図である。

図 1 3は、本発明の実施の形態 6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 4は、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 1 5は、本発明の実施の形態 8による記録装置の概略構成を示すブロック図である。

図 1 6は、本発明の実施の形態 8による記錄装置の変形例を示すブロック図である。

図 1 7は、本発明による記録装置の開口素子の他の例を示すブロック図である。

図 1 8は、本発明による記録装置の開口素子の他の例を示すブロック図である。

図 1 9は、本発明による記録装置の開口素子の他の例を示すブロック図である。

図 20は、本発明の実施の形態 9による記録装置の概略構成を示すブロック図である。

図 21は、本発明の実施の形態 9による記録装置の変形例を示すブロック図である。

図 22は、本発明の実施の形態 9による記録装置の他の変形例を示すブロック図である。

図 23は、本発明の実施の形態 9による記錄装置の他の変形例を示すブロック図である。

図 24は、本発明の実施の形態 1 0による記録装置の開口素子を示すブロック図である。

図 25は、本発明の実施の形態 1 0による記錄装置の開口素子の他の例を示すブロック図である。

図 26は、実施の形態 1 1に係る記録装置の概略構成を示すブロック図である。

図 27は、実施の形態 1 1に係る記録装置の他の例を示すブロック図である。図 28は、実施の形態 1 2に係る記錄装置の概略構成を示すブロック図である _c 発明を実施するための最良の形態

以下に、本発明に係る記録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、実施の形態 1に係る記録装置の概略構成を示すブロック図である。開口素子 1 1は、例えばシリコン基板からなる平面基板であり、これを貫通するように逆錐状の穴がその頂点を微小開口 1 2とするように形成されている。微小開口 1 2は、近視野光を生成または散乱するのに適した大きさであり、例えば数十ナノメートルの径を有している。さらに開口素子 1 1上には、微小開口 1 2部分を記録媒体 1 0に近接制御するための Z軸制御機構 1 4が設けられている。 Z 軸制御機構 1 4は、例えば圧電ァクチユエータゃ静電ァクチユエータなどの微小変位機構である。

また、 Z軸制御機構 1 4は、図 2に示すように、フライングヘッド構造を応用した制御機構であってもよい。図 2において、開口素子 21はフライングヘッド技術におけるスライダとして兼用され、上述した微小開口 1 2と同様な微小開口 22が形成されている。さらに開口素子 21はパネ機構 23に支持され、パネ機構 23の弾性によって記録媒体 1 0の表面に押圧されている。パネ機構 23は、パネ制御機構 24に接続されており、パネ制御機構 24はパネ機構 23のパネ制御機構 24 側の支持部の高さを変位させることが可能であり、この変位制御によって開口素子 21の記録媒体 1 0への近接制御が行える。

図 1において、記録媒体 1 Q上に記録された情報を、近視野光を利用して再生するために、まず、微小開口 1 2が記録媒体 1 0の表面に十分近接するように開口素子 1 1を記録媒体 1 0の表面に対して垂直な方向に制御する必要がある。この近接制御を行うために検出される物理量として、情報を再生するために検出される物理量と同じ近視野光を利用する。

記録媒体 1 0の裏面から記録媒体 1 0の表面に向けて、レーザ光 20を好ましくは記録媒体" I 0の裏面に対して全反射条件となるように照射する。これによつて、記録媒体 1 0の表面に近視野光が生成されて局在し、局在した近視野光の領域内に微小開口 1 2が配置されるように開口素子 1 1を記録媒体 1 0に近付ける。この際、開口素子 1 1に設けられた Z軸制御機構 1 4は、開口素子 1 1の微小な変位を制御する機構であるため、開口素子 1 1が記録媒体 1 0から十分に離れた距離から、 Z軸制御機構 1 4によって制御する必要が生じる距離までの開口素子 1 1の比較的大きな距離に対する制御を、例えばインチワームモータ等の制御機構を付加して行っても良い。

微小開口 1 2が記録媒体 1 0上に局在した近視野光の領域内に挿入されると、この微小開口 1 2によって近視野光が散乱され、且つその散乱光（伝搬光）が微小開口 1 2を介して微小開口 1 2の上方に配置された集光光学系 1 5に導入されて集光されることにより、前述したコレクションモードによる近視野光の検出が達成される。集光光学系 1 5に導入された伝搬光は、ミラー 1 6を介して光検出機構 1 7に導かれ、再生信号となる電気信号に変換される。ここで、集光光学系 1 5は、例えばレンズ光学系、光ファイバ光学系またはライトガイド等である。また、光検出機構 1 7は、例えば光電子増倍管またはフォトダイオード等である。光検出機構 1 7において出力される再生信号は、制御機構 1 9に送信されると共にピ —ク検出機構 1 8に送信される。ピーク検出機構 1 8は所定の信号検出時間内または所定のサンプリング回数内における再生信号の強度の最大値、すなわちピーク信号を導出し、そのピーク信号を制御機構 1 9に送信する。データマークあるいはデータマーク間のすきまの長さは上限と下限が定義されていて、典型的には最小単位長さの 8倍程度である。ピーク検出機構 1 8が信号を検出する時間を、プローブがデータマークの長さの上限だけ走査するのに要する時間に設定することにより、信号検出時間内に必ずデータマークが検出されるようにできる。制御機構 1 9においては、ピーク検出機構 1 8から送信されたピーク信号の示す値が保持されるように微小開口 1 2の位 Sを制御すべく、 Z軸制御機構 1 4に制御信号を送信し、開口素子 1 1の位置制御を行う。また、制御機構 1 9において、光検出機構 1 7から直接に受信した再生信号により、微小開口 1 2の配置された再生位置における情報の記録状態が判断され、情報の再生が達成され^。

よって、記録媒体 1 0上に記録された高密度な情報に対して、近視野光を利用した再生が達成されると同時に、その再生信号が、ピーク信号検出機構 1 8によつて開口素子 1 1の微小開口 1 2と記録媒体 1 0との距離を示す距離信号として処理可能となり、この距離信号に基づいて開口素子 1 1と記録媒体 1 0との近接した状態を保持することが可能になる。このように、情報再生および微小開口 1 2の近接制御において検出される物理量が共に近視野光とすることにより、従来の近視野光を利用した記録装置において必要とされた近視野光以外の物理量を利用したプローブ近接制御機構が排除され、記録装置の構成を簡単にすることが可能になる。さらに、以上に説明されたような先鋭化された先端を有さない再生プローブ（平面プローブ）を使用した記録装置を提供することが可能になる。

図 3は、図 1において説明された記録装置において、前述したイルミネーションモードによる近視野光の検出を行う場合の記錄装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図 1と共通する部分には同一符号を付している。

図 3において、レーザ光源 25から射出されたレーザ光は、ミラ一 26を介して光照射光学系 27に導入され、開口素子 1 1の逆錐状の穴を介して微小開口 1 2 に向けて照射される。これにより、微小開口 1 2に近視野光が生成され、生成された近視野光の領域内に記録媒体 1 0の表面が位置するように開口素子 1 1を記録媒体 1 0に近付ける。

記録媒体 1 0の表面に、微小開口 1 2に生成された近視野光が達すると、記録媒体 1 0の表面の微細構造によって近視野光が散乱される。この散乱光（伝搬光）が、記録媒体 1 0の裏面に配置された集光光学系 1 5に導入されて集光されることにより、前述したイルミネーションモードによる近視野光の検出が達成される。集光光学系 1 5に導入された伝搬光は、記録媒体 1 0の裏面側に配されたミラー" ! 6を介して光検出機構 1 7に導かれ、再生信号となる電気信号に変換される。光検出機構 1 7において出力される再生信号は、制御機構 1 9に送信されると共にピーク検出機構 1 8に送信される。制御機構 1 9においては、図 1における説明と同様に、ピーク検出機構 1 8から送信されたピーク信号に基づいて Z軸制御機構 1 4に制御信号を送信し、開口素子 1 1の位置制御を行い、かつ光検出機構 1 7から受信した再生信号に基づいて微小開口 1 2の配置された再生位置における情報の記録状態が判断され、情報の再生が達成される。

よって、記録媒体 1 0上に記録された高密度な情報の再生および開口素子 1 1 と記録媒体 1 0との近接した状態の保持が、共に近視野光を利用して可能になる。よって、記録装置の構成が簡単になり、さらに、先鋭化された先端を持たない再生プローブ（平面プローブ）を記録装置に使用することも可能になる。また、近視野光の検出にイルミネーションモードを採用しているため、微小開口部に導入させるレーザ光の強度を比較的大きくすることによって、強度の大きな近視野光を生成することが可能となり、局所的な熱エネルギーの照射が可能になる。従って、高密度に記録された情報の再生だけでなぐ熱エネルギー付与による高密度な情報の記錄をも可能になる。

(実施の形態 2)

図 4は、実施の形態 2に係る記録装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図 1と共通する部分には同一符号を付している。

図 4において、記録媒体 1 0の裏面から記録媒体 1 0の表面に向けて、レーザ光 29を好ましくは記録媒体 1 0の裏面に対して全反射条件となるように照射する。これにより、記録媒体 1 0の表面に近視野光が生成されて局在し、局在した近視野光の領域内に微小開口 1 2が配置されるように開口素子 1 1を記録媒体 1 0に近付ける。ここで、レーザ光 29は、互いに異なる 2つの波長を有する情報再生用レーザ光（波長 λ 1 )および距離制御用レーザ光（波長 λ 2)が混合された光であり、記録媒体 1 0の表面に局在する近視野光においても互いに異なる 2 つの波長成分が含まれている。

微小開口 1 2が記録媒体" 1 0上に局在した近視野光の領域内に挿入されると、微小開口 1 2によって近視野光が散乱され、且つその散乱光（伝搬光）が微小開口 1 2を介して微小開口 1 2の上方に配置された集光光学系 1 5に導入されて集光されることにより、コレクションモードによる近視野光の検出が達成される。集光光学系 1 5に導入された伝搬光は、散乱される近視野光と同じく、互いに異なる 2つの波長成分（ λ 1および λ 2)を含んでおり、ダイクロイツクミラ一 31を介することによって波長分離される。ダイクロイツクミラー 31において波長分離された伝搬光の一方（波長 λ 1 )は、透過してミラー 32、光学フィルタ 34を介して光検出機構 36に導かれ、他方（波長 λ 2)は反射されて光学フィルタ 33を介して光検出機構 35に導かれる。ここで、光学フィルタ 34は波長 λ 1の伝搬光を、光学フィルタ 33は波長 λ 2の伝搬光をそれぞれ選択して透過させるためのフィルタである。光検出機構 36に導かれた伝搬光は再生信号となる電気信号に変換され、光検出機構 35に導かれた伝搬光は距離制御信号となる電気信号に変換され、それぞれ制御機構 1 9に送信される。制御機構 1 9においては、光検出機構 35から送信された距離制御信号の示す値を保持するように微小開口 1 2 の位置を制御すベぐ Ζ軸制御機構 1 4に制御信号を送信し、開.口素子 1 1の位置制御を行う。実施の形態 1と同様にピーク検出機構を組み込んで検出されたピーク値を保持するようにすることもできる。また、制御機構 1 9において、光検出機構 36から送信された再生信号に基づいて微小開口 1 2の配置された再生位置における情報の記録状態が判断され、情報の再生が達成される。

よって、記録媒体 1 0上に記録された高密度な情報の再生、および、開口素子 1 1と記録媒体 1 0との近接した状態の保持が、共に近視野光を利用して可能になる。こうして、記録装置の構成が簡単になり、さらに、先鋭化された先端を持たない再生プローブ（平面プローブ）を記録装置に使用することも可能になる。さらに、記録媒体に記録された情報を再生するのに使用されるレーザ光（情報再生用レーザ光）と、開口素子の近接制御を行うのに使用されるレーザ光（距離制御用レーザ光）とをそれぞれ互いに異なった波長を割り当てて利用することによリ、確実で信頼性の高い情報再生および開口素子の近接制御を行うことが可能になる。

図 5は、図 4において説明された記録装置において、イルミネーションモードによる近視野光の検出を行う場合の記録装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図 4と共通する部分には同一符号を付している。

図 5において、レーザ光源 44から図 4において説明された情報再生用レーザ光（波長 λ 1 )が射出され、ミラー 42を介して波長合成器 41に導かれる。また、レーザ光源 43から図 4において説明された距離制御用レーザ光（波長 λ 2)が射出され、波長合成器 4 1に導かれる。波長合成器 4 1に導かれた情報再生用レーザ光および距離制御用レーザ光は合成されて、光照射光学系 27に導入され、開口素子 1 1の逆錐状の穴を介して微小開口 1 2に向けて照射される。これにより、微小開口 1 2に近視野光が生成され、生成された近視野光の領域内に記録媒体 1 0の表面が位置するように開口素子 1 1を記録媒体 1 0に近付ける。ここで、微小開口 1 2に生成される近視野光においても互いに異なる 2つの波長成分（ λ 1および λ 2)が含まれている。

記錄媒体 1 0の表面に、微小開口 1 2に生成された近視野光が達すると、記録媒体 1 0の表面の微細構造によって近視野光が散乱される。その散乱光（伝搬光）は、記録媒体 1 0の裏面に配置された集光光学系 1 5に導入されて集光されることにより、イルミネーションモードによる近視野光の検出が達成される。集光光学系 1 5に導入された伝搬光は、前述した互いに異なる 2つの波長成分（ λ 1 および λ 2)を含んでおり、ダイクロイツクミラー 31を介することによって、波長分離される。ダイクロイツクミラー 3 1を介した伝搬光の処理、すなわち再生信号および距離制御信号の生成と距離制御信号に応じた近接制御とは、図 4において示した動作と同様であるため、ここではその説明を省略する。

よって、記録媒体 1 0上に記録された高密度な情報の再生および開口素子 1 1 と記録媒体 1 0との近接した状態の保持が、共に近視野光を利用して可能になる。こうして、記録装置の構成が簡単になり、さらに、先鋭化された先端を持たない再生プローブ（平面プローブ）を記録装置に使用することも可能になる。さらに、記録媒体に記録された情報を再生するのに使用されるレーザ光（情報再生用レ一ザ光）と、開口素子の近接制御を行うのに使用されるレーザ光（距離制御用レーザ光）とをそれぞれ互いに異なった波長を割り当てて利用することにより、確実で信頼性の高い情報再生および開口素子の近接制御を行うことが可能になる。また、近視野光の検出にイルミネーションモードを採用しているため、微小開口部に導入させるレーザ光の強度を比較的大きくすることによって、局所的な熱エネルギーの照射が可能になる。従って、高密度に記録された情報の再生だけでな熱エネルギー付与による高密度な情報の記録をも可能になる。

(実施の形態 3)

図 6は、本発明の実施の形態 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。レーザ光源 201はたとえば Arの気体レーザで、波長 488nmと 5 1 5nmの光を放射し、その光は音響光学フィルタ 202で波長を選択され、近視野光プローブ 203に導入される。音響光学フィルタ 202は水晶結晶と音響波ドラィバ（図示略）から構成され、ブロードバンド光から単色光を分離する機能を持つている。音響波が結晶中を通過するときに結晶格子の歪みを生じ、これがグレーティングのような働きをする。音響工学フィルタは単色光のみを回折させるため、透過型フィルタに近い機能を持つ。選択波長の半値幅は 1 nmオーダーまで狭めることが可能である。近視野光プローブ 203はその先端に約 1 OOnmの微小開口が形成されている。本実施の形態においては、近視野光プローブ 203 は光ファイバを加熱、延引、切断のあと AIコーティングによって作成した。これは従来の近視野光顕微鏡のための近視野光プローブの作成方法として一般に知られている方法と同じである。近視野光プローブ 203は情報記録媒体 206の表面に数十まで近接されている。近視野光プローブ 203の先端の微小開口からは近視野光 205が発生し、これが情報記録媒体 206の表面によって散乱されて伝播可能な散乱光 208となり、受光素子 204で検出される。先端にこのような微小開口を設けたプローブを用いることにより、記録媒体と相互作用する光は近視野光が主成分とすることができ、検出された信号は近視野光によるものとなる。検出された信号は信号処理回路 21 4に送られ、信号処理回路 21 4からは出力信号 21 5と、制御回路 21 2に送られる信号が出力される。制御回路 2 1 2は音響光学フィルタ 202の動作を制御するとともに、ァクチユエータ 207、 2 1 1に対する信号を出し、それによつて記録媒体 206の _Z方向位置を粗動機構 2 1 0と微動機構 209が制御する。

音響光学フィルタ 202は λ， = 488 nmと A ₂ = 5 1 5 nmの 2種類の波長を 25 0マイクロ秒の速度で切り替えることができる。これにより、近視野光プローブ 2 03には 488 nmと 5 1 5nmの 2種類の波長の光が時間的に交互に導入される。近視野光 205の _Z方向依存性は指数関数減衰であるが、波長によって指数部が異なるため、 λ ₂が入力光波長のときの近視野光はより遠方まで分布に広がリを持つ。図 7は近視野光強度のプローブ-記録媒体表面間距離に対する依存性を示す。図 7において縦軸が表す近視野光強度はプローブ-記録媒体表面間距離が大きくなるにつれて急激に減衰するが、その減衰の傾きは波長に依存している。

図 8は情報記録媒体 206の一部分の上面図である。データマーク 220として、基板と反射率の異なる材質を形成している。本実施の形態においては、局所的な加熱によって状態が変化する物質、たとえば相変化記録方式において用いられる相変化膜を用いた。近視野光プローブ 203が情報記錄媒体 206の表面上を走査すると、データマーク 220の有無によって近視野光 205と記録媒体 2 06表面の相互作用の大きさが変化する。例として図 9に波長 λ ₂ = 51 5πρηのときのデータマーク 220の有無による出力光強度の違いを示す。同様の図（省略）が λ，= 488001に対しても得られる。

図 1 0は、図 7と図 9を組み合わせて、出力信号強度の入力波長およびデータマークの有無に対する依存性を示した図である。以下に信号処理方法について述べる。

波長 λ，である瞬間に出力信号強度 228が得られたとする。このときプローブと記録媒体との距離が 226でプローブの下にデータマークが存在していない可能性 Αと、プローブと記錄媒体との距離が 227でプローブの下にデータマークが存在している可能性 Bがある。そこで、次にプローブが有意な距離移動する前に波長を λ ₂に切り替える。可能性 Aの場合は出力は 230になり、可能性 Bの場合は出力は 229になる。 229と 230は力、ならず異なることを利用すると、プローブと記録媒体の距離および、データマークの有無の 2つの情報が同時に得られる。プローブと記録媒体の距離は、図 1 0の 4本のカーブから得られる信号強度が最も大きく異なるように設定することが望ましい。距離情報は制御回路 21 2に与えられ、ァクチユエ一タ 207および 21 1がそれぞれ微動機構 209および粗動機構 21 0を動作させて望ましい距離を保つように制御する。また、データマ —クの有無に関する情報は本情報再生装置の出力信号となる。

これによつて、プローブ 203を機械的に z方向に振動させることなくプローブ 2 03の _Z軸位置を制御することが実現された。プローブ 203を z方向に振動させる機構および、その振動の振幅を検出する機構が不要となり、コンパクトな装置構成が実現できた。また、プローブ 203は記録媒体に物理的に接触することがなくなつたため、これによるプローブおよび記録媒体の損傷がなくなった。実施の形態 1と 2においては信号のピーク検出機構 1 8が必要で、しかも上述したようにデータマークの大きさの最小単位の 8倍程度の距離をプローブが走査してから距離制御に必要な情報が得られていたが、本実施の形態においてはピーク検出は不要となり、しかもデータマークの最小単位分だけプローブが走査した段階で距離制御が可能となった。

(実施の形態 4)

図 1 1は、本発明の実施の形態 4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 6との違いは近視野光プローブ 231として先端に図 6のような微小開口ではなぐ 1 00nm程度の大きさの先鋭な突起を持つプローブを用いた点と、入射光を記録媒体 206の下方から入射し、全反射によって近視野光 205 を発生させている点である。他は図 6と同じであるので、説明を省略する。入射光は光ファイバ（図示略）などによって記録媒体 206の側面に導入され、記録媒体 206中を全反射によって伝播する。記録媒体 206の表面には内部の全反射のために近視野光 205が発生している。近視野光 205は記録媒体 206の表面の光学特性すなわちデータマークの有無によってその強度分布が異なる。この近視野光 205が近視野光プローブ 231によって散乱されて散乱光 208となり、受光素子 204で検出される。近視野光プローブ 231と記録媒体 206表面の距離を精度よく制御する必要がある点は実施の形態 3と同一であり、また、近視野光の z方向依存性は実施の形態 3と理論的に同一であるので、実施の形態 3と同一の方法を用いることができる。すなわち、音響光学素子 202によって 2種類の波長を切り替えた入力をおこない、そのそれぞれに対する出力信号強度を用いて、制御回路 21 2を介してプロ一ブ 231の z軸位置制御をプローブ 231を機械的に振動することなく行うことができ、同時に記録媒体 206から情報の再生が可能となった。

プローブ 231を z方向に振動させる機構および、その振動の振幅を検出する機構が不要となり、コンパクトな装置構成が実現できた。また、プローブ 23 1は記録媒体に物理的に接触することがなくなつたため、これによるプローブおよび記録媒体の損傷がなくなった。

また、プローブ 23 1として先端に微小開口を設ける必要がなくなつたため、プ口ーブの作成がより容易になった。

(実施の形態 5)

本実施の形態においては、近視野光プローブとして、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る平面プロ一ブ 237を利用した。図 1 2に実施の形態 5に係る情報再生装置の概略構成を示す。装置の概略および動作機構、信号処理回路は実施の形態 3と同じであるので、詳細な説明は略すが、本実施の形態における平面型プローブは、一般に、従来の半導体製造技術においてもちいられるシリコンプロセスによって作成され、受光素子 233は、シリコンウェハ上に集積されたフォトダイオードなどから成る。シリコン基板にはシリコンの異方性エッチングによって逆錐状の穴を設けることができ、その内面にはシリコン基板に光が入射してシリコンに吸収されてしまうことを防止するための反射膜 236として A1を製膜する。レンズ系あるいは光導波路（図示略）によって導入された入力光 232は、このプローブの先端に形成された微小開口 235から近視野光 205を発生させる。これとデータマーク 23 4との相互作用の結果発生した散乱光 208を受光素子 233で検出する。近視野光の z方向依存性は実施の形態 3と理論的に同一であるので、実施の形態 3 と同一の方法によって、プローブの z軸位置制御をプローブを機械的に振動することなく行うことができ、同時に記録媒体 206から情報の再生が可能となった。平面プローブ 237を z方向に振動させる機構および、その振動の振幅を検出する機構が不要となり、コンパクトな装置構成が実現できた。また、平面プロ一ブ 237は記録媒体に物理的に接触することがなくなったため、これによるプロ一ブおよび記録媒体の損傷がなくなった。また、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造が達成された。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。さらに、平面プローブ 237は記録媒体上を走査する方法として、従来のハードディスクに利用されているフライングヘッド法（プローブを含むヘッド部に楔状のテーパを設け、空気をそこから送り込んでプローブと記録媒体表面の間に空気流を形成し、あらかじめかけてある記録媒体方向にヘッドを押す力とのバランスによってヘッドを記録媒体から浮かせる方法）を用いることができる。

(実施の形態 6)

図 1 3は、本発明の実施の形態 6に係る情報再生装置の概略構成を示すプロック図である。図 6との違いは、レーザ光源 201からの入力光の波長を選択する音響光学素子 202は持たず、かわりに受光素子として波長に対する受光素子 238と、波長 λ ₂に対する受光素子 239を持つ点と、信号処理回路 240で行われる処理の内容が異なる点である。その他は図 6と同じであるので説明を略す。レーザ光源 201からは、たとえば 488nmと 5 1 5nmの波長を持つ光が放射され、近視野光 205となって、記録媒体 206と相互作用した結果、散乱光 208になる。ここで、受光素子 238は波長 λ ,の光を受光し、受光素子 239は波長 λ ₂の光を受光する。信号処理回路 240においては、これらの信号を用いて実施の形態 3で説明した図 1 0により、プローブと情報記録媒体との距離情報と、データマークの有無情報を同時に得ることができる。このうち、距離情報は制御回路 21 2に送られ、粗動機構 21 1および微動機構 207によるプローブ媒体距離制御に使われる。データマークの有無情報はこの情報再生装置の出力信号 21 5となる。

本実施の形態においては、音響光学素子を持たないため、簡便な装置構成が可能となり、さらに 2つの波長による出力信号が同時に得られるため、入力光との同期をとる必要が無くなり信号処理回路がより単純なものになった。

(実施の形態 7 )

図 1 4は、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プロック図である。図 6との違いは、光源 241として LEDを用いている点である。 LE Dは気体レーザと違って、出射光波長が有限の幅を持っている（典型的には波長 800nmの光源で、波長の半値幅約 1 5nm )。実施の形態 3で説明したように、近視野光の z方向減衰は波長に強く依存する。プローブの位 S制御を精度良く行うためには利用する光の波長を 2種類精度良く選択する必要がある。音響光学素子 202を用いることにより、ブロードな波長幅を持つ LED光源の光から、特定の 2波長を時間的に選択して切し J替えることができる。これによつて、近視野光プローブ 203に入力する光の波長を 2種類切り替えることになリ、あとは実施の形態 3と同じ動作でプローブの z方向位置制御を行うことができた。これにより利用できる光源の種類が増え、プローブの位置制御にとって最適な波長の光を選ぶことができた。また、 LED光源はインコヒ一レントな光源であり、スぺックルなどコヒーレントな光源を使用する場合に生じるノイズ成分を除去することができた。

この実施の形態において、実施の形態 6と同じように 2つの受光素子を用いることで音響光学素子を使わない構成にすることも可能である。

(実施の形態 8 )

図 1 5は、実施の形態 8に係る記録装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図 1と共通する部分には同一符号を付している。

図 1 5において、記録媒体 1 0の裏面から記録媒体 1 0の表面に向けて、レーザ光 40を好ましくは記録媒体 1 0の裏面に対して全反射条件となるように照射する。これによつて、記錄媒体 1 0の表面に近視野光が生成されて局在し、局在した近視野光の領域内に微小開口 1 2が配置されるように開口素子 1 1を記録媒体 1 0に近付ける。ここで、レーザ光 40は、互いに異なる変調周波数の情報再生用レーザ光（変調周波数 Π )および距離制御用レーザ光（変調周波数 f2) が混合された光であり、記録媒体 1 0の表面に局在する近視野光においても互いに異なる 2つの変調周波数成分が含まれている。 2つの変調周波数成分を含んだレーザ光 40は、レーザ光源 53から射出されたレーザ光を光変調器 54において、制御機構 59から送信される変調信号に基づいて、情報再生用レーザ光に割り当てられる変調周波数 f1および距離制御用レーザ光に割り当てられる変調周波数 f2にそれぞれ変調することにより生成され、ミラー 55を介して記録媒体 1 0(こ照射される。また、 2つの変調周波数成分を含んだレーザ光 40は、光変調器 54を用いずに、直接にレーザ光源 53において周波数変調を行うことにより生成してもよい。

微小開口 1 2が記録媒体" I 0上に局在した近視野光の領域内に挿入されると、微小開口 1 2によって近視野光が散乱され、且つその散乱光（伝搬光）が微小開口 1 2を介して微小開口 1 2の上方に配置された集光光学系 1 5に導入されて集光されることにより、コレクションモードによる近視野光の検出が達成される。集光光学系 1 5に導入された伝搬光は、ミラー 1 6を介して光検出機構 1 7に導かれ、電気信号に変換される。光検出機構" 1 7から出力される電気信号は、散乱された近視野光と同じ互いに異なる 2つの変調周波数成分（Πおよび f2) を含んでおり、情報再生信号位相検波器 5 1および距離信号位相検波器 52に送信される。情報再生信号位相検波器 5 1は、周波数成分 Πを抽出する検波参照信号を制御機構 59から受信することによって再生信号を導出し、距離信号位相検波器 52は、周波数成分 f2を抽出する検波参照信号を制御機構 59から受信することによって距離制御信号を導出する。導出された再生信号および距離制御信号は、それぞれ制御機構 59に送信される。制御機構 59においては、距離信号位相検波器 52から送信された距離制御信号の示す値を保持するように微小開口 1 2の位置を制御すべく、 Z軸制御機構 1 4に制御信号を送信し、開口素子 1 1の位置制御を行う。また、制御機構 59において、情報再生信号位相検波器 5 1から送信された再生信号に基づいて微小開口 1 2の配置された再生位置における情報の記録状態が判断され、情報の再生が達成される。

よって、記錄媒体 1 0上に記録された高密度な情報の再生、および、開口素子 1 1と記録媒体 1 0との近接した状態の保持が、共に近視野光を利用して可能になる。こうして、記録装 Sの構成が簡単になり、さらに、先鋭化された先端を持たない再生プローブ（平面プローブ）を記錄装置に使用することも可能になる。またさらに、記録媒体に記録された情報を再生するのに使用されるレーザ光（情報再生用レーザ光）と、開口素子の近接制御を行うのに使用されるレーザ光 (距離制御用レーザ光）とをそれぞれ互いに異なった変調周波数を割り当てて利用することにより、確実で信頼性の高い情報再生および開口素子の近接制御を行うことが可能になる。

図 1 6は、図 1 5において説明された記錄装置において、イルミネーションモードによる近視野光の検出を行う場合の記録装置の構成図を示している。なお、図 1 5と共通する部分には同一符号を付している。

図 1 6において、レーザ光源 53から射出されたレーザ光を光変調器 54により周波数変調することによって生成された情報再生および距離制御のための 2つの変調周波数成分を含むレーザ光が、ミラー 26を介して光照射光学系 27に導入され、開口素子 1 1の逆錐状の穴を介して微小開口 1 2に向けて照射される。これによつて、微小開口 1 2に近視野光が生成され、生成された近視野光の領域内に記録媒体" I Oの表面が位置するように開口素子 1 1を記録媒体 1 0に近付ける。ここで、微小開口 1 2に生成される近視野光においても互いに異なる 2つの変調周波数成分（Πおよび f2)が含まれている。

記録媒体 1 0の表面に、微小開口 1 2に生成された近視野光の領域が達すると、記録媒体 1 0の表面の微細構造によって近視野光が散乱される。その散乱光（伝搬光）が、記錄媒体 1 0の裏面に配置された集光光学系 1 5に導入されて集光されることにより、イルミネーションモードによる近視野光の検出が達成される。集光光学系 1 5に導入された伝搬光は、ミラー 1 6を介して光検出機構 1 7に導かれ、電気信号に変換される。光検出機構 1フにおいて出力される電気信号の処理、すなわち再生信号および距離制御信号の生成と距離制御信号に応じた近接制御とは、図 5において示した動作と同様であるため、ここではその説明を省略する。

よって、記録媒体上に記録された高密度な情報の再生および開口素子と記録媒体との近接した状態の保持が、共に近視野光を利用して可能になる。こうして、記録装 Sの構成が簡単になり、先鋭化された先端を持たない再生プローブ（平面プローブ）を記録装置に使用することも可能になる。さらに、記録媒体に記録された情報を再生するのに使用されるレーザ光と、開口素子の近接制御を行うのに使用されるレーザ光とをそれぞれ互いに異なった変調周波数を割り当てて利用することにより、確実で信頼性の高い情報再生および開口素子の近接制御を行うことが可能になる。また、近視野光の検出にイルミネーションモードを採用しているため、局所的な熱エネルギーの照射が可能になる。従って、高密度に記録された情報の再生だけでな熱エネルギー付与による高密度な情報の記録をも可能になる。

以上に説明した実施の形態 1、 2あるいは 8において、開口素子（再生プロ一ブ）として微小開口を有した平面基板（平面プローブ）を使用したが、近視野顕微鏡に用いられるカンチレバー型の光プローブや光ファイバプローブを用いることもでさる。

特に、再生プローブとして平面プローブを採用した場合は、微小開口に対向した上面部に、光検出機構に代わるフォトダイオード等の光検出器を直接配置してコレクションモードを達成することができる。図 1 7は、図 1における集光光学系 1 5、ミラー 1 6および光検出機構 1フからなる構成を、開口素子 1 1に直接配置された光検出器 61と置き換えた場合の記録装置を示すブロック図である。図 1 7に示すように、光検出器 61を開口素子 1 1に配置することで、集光光学系 1 5、ミラー 1 6および光検出機構 1 7からなる構成を取り除くことができ、より簡略な構成による記録装置を提供することができるとともに、光検出器 6 1は、微小開口 1 2の上方に十分接近した位置に配置されるので、微小開口 1 2から取り出される伝搬光の損失を防ぐことが可能になり、強度の大きな再生信号または距離制御信号を得ることが可能になる。

また、微小開口に対向した上面部に、レーザ光源に代わる面発光レーザ等の光照射器を直接配してイルミネーションモードを達成することができる。図 1 8 は、図 3におけるレーザ光源 25、ミラー 26および光照射光学系 27からなる構成を、開口素子 1 1に直接配置された光照射器 62と置き換えた場合の記録装置を示すブロック図である。

図 1 8に示すように、光照射器 62を開口素子 1 1に配置することで、レーザ光源 25、ミラ一 26および光照射光学系 27からなる構成を取り除くことができ、よリ簡略な構成による記録装置を提供することができる。また、光照射器 62は、微小開口 1 2の上方に十分接近した位置に配置されるので、伝搬損失の少ない十分大きな強度の光を微小開口 1 2に照射することができ、これに伴って十分大きな強度の近視野光を生成することができる。

さらに、図 1 8に示す開口素子 1 1に対して、微小開口 1 2の縁部近傍にフォトダイオード等の光検出器を配置することにより、図 1 8における集光光学系 1 5、ミラー 1 6および光検出機構 1 7からなる構成を取り除くことができる。図 1 9は、図 1 8における集光光学系 1 5、ミラー 1 6および光検出機構 1フからなる構成を、開口素子に直接配置された光検出器 74および 75と置き換え、これら光検出器 74および 75から出力される電気信号を適宜増幅して光検出機構 1 8および制御機構 1 9に送信する増幅機構 76を備えた記録装置を示すブロック図である。図 1 9に示すように、光照射器 62、光検出器 74および 75を配置した開口素子 7 1を用いることで、レーザ光源 25、ミラー 26および光照射光学系 27からなる構成だけでな集光光学系 1 5、ミラー 1 6および光検出機構 1 7からなる構成をも取り除くことができ、より簡略な構成による記録装置を提供することができる。また、この光検出器フ4および 75による伝搬光の検出は、記録媒体 1 0の表面において生成した近視野光に対して行うので、近視野光を生成するための構成と、この近視野光の散乱による伝搬光の検出するための構成とが、記録媒体 1 oの表面側に配置することができ、装置の小型化を図ることが可能になる。なお、図 17、図 18および図 19に示した光検出器 61および光照射器 62を配置した開口素子 11、または光照射器、光検出器 74および 75を配置した開口素子 71は、実施の形態 2および 8において説明した記録装置に対しても適用できることはいうまでもない。

(実施の形態 9)

図 20は、実施の形態 9に係る記録装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図 1と共通する部分には同一符号を付している。

図 20において、開口素子 101は、実施の形態 1に説明された開口素子 11において、 2つの微小開口 102および 103が形成された平面基板である。微小開口 102および 103は、それぞれ近視野光を生成または散乱するのに適した大きさであり、例えば数十ナノメートルの径を有している。さらに開口素子 101上には、微小開口 102および 103部分を記録媒体 10に近接制御するための Z軸制御機構 14が設けられている。ここで、微小開口 102は、情報再生のために使用される微小開口であり、微小開口 103は、開口素子 101を記録媒体 10に近接制御するために使用される微小開口である。

近視野光を利用した情報再生を達成するために、まず、記錄媒体 10の裏面から記録媒体 10の表面に向けて、レーザ光 100を好ましくは記録媒体 10の裏面に対して全反射条件となるように照射する。これによつて、記録媒体 10の表面に近視野光が生成されて局在し、局在した近視野光の領域内に微小開口 10 2および 103が配置されるように開口素子 101を記録媒体 10に近付ける。

微小開口 102および 103が記録媒体 10上に局在した近視野光の領域内に挿入されると、微小開口 102および 103によってそれぞれ近視野光が散乱され、且つその散乱光（伝搬光）が微小開口 102および 103を介して微小開口 102 および 103の上方に配置された集光光学系 105および 106にそれぞれ導入されて集光されることにより、コレクションモードによる近視野光の検出が達成される。微小開口 102において生成された近視野光が散乱して集光光学系 105に導入された伝搬光は、ミラー" I 07を介して光検出機構 110に導かれ、再生信号として電気信号に変換される。また、微小開口 103において生成された近視野光を散乱して集光光学系 106に導入された伝搬光は、ミラー" I 08を介して光検出機構 109に導かれ、距離制御信号として電気信号に変換される。これら再生信号および距離制御信号は共に制御機構 19に送信される。制御機構 19においては、光検出機構 109から送信された距離制御信号の示す値を保持するように微小開口 103の位置を制御すベぐ Z軸制御機構 14に制御信号を送信し、開口素子 101の位置制御を行う。また、制御機構 19において、光検出機構 11 0から送信された再生信号に基づき、微小開口 102の配置された再生位置における情報の記録状態が判断され、情報の再生が達成される。

よって、記録媒体" !0上に記録された高密度な情報の再生および開口素子 10 1と記録媒体 10との近接した状態の保持が、共に近視野光を利用して可能になる。こうして、記録装置の構成が簡単になり、先鋭化された先端を持たない再生プローブを記録装置に使用することも可能になる。さらに、記録媒体 10に記録された情報を再生するのに使用される微小開口 102と、開口素子 101の近接制御を行うのに使用される微小開口 103とが開口素子 101にそれぞれ独立して形成されているので、確実で信頼性の高い情報再生および開口素子の近接制御を行うことが可能になる。

図 21は、図 20において説明された記録装置において、一方のミラー、集光光学系および微小開口からなる系を利用して、記録媒体 10への情報記錄を可能にした記録装置のブロック図である。なお、図 20と共通する部分には同一符号を付している。

図 21 (a)において、ダイクロイツクミラ一 117および光照射ノ集光光学系 11 5は、情報再生を行う場合には、それぞれ図 20に示すミラー 107および集光光学系 115として機能する。レーザ光源 111は、情報記録をおこなう場合の光照射手段であり、情報再生を行う場合には、そのレーザ光はシャツタ 112により遮断されている。よって、図 21 (a)に示す記録装置は、図 20に示す記録装置と同様なコレクションモードによる情報再生を行う。

図 21 (b)は、図 21 (a)に示す記録装置において、記録媒体 10への情報記録を行う場合の状態を示している。図 21(b)において、シャツタ 112は、レーザ光源 111から照射されるレーザ光の遮断を解除し、そのレーザ光をダイクロイツクミラー 117へと導く。このシャツタ 112の解除と同時に、記録媒体" IQの裏面より照射されるレーザ光 100もまた遮断手段（図示せず）により、その照射が遮断される。これにより、記錄媒体 10の表面において近視野光の生成が行われず、よつて、光検出機構 109および 110からの再生信号または距離制御信号の出力は行われない。

ダイクロイツクミラー 117に入射したレーザ光は、光照射ノ集光光学系 115へと導入される。この際、光照射ノ集光光学系" 5は、集光光学系として機能する。そして、光照射/集光光学系 115により集光されたレーザ光は、微小開口 102に導入されて近視野光を生成する。この近視野光は、レーザ光源 111において照射するレーザ光の強度に比例して、比較的大きな強度を伴わせることができる。

なお、記録媒体" !0は、局所的な熱エネルギーの付与によって、物性または構造の変化する材料をその表面に有しており、これにより、例えば 2値の情報の高密度な記録を可能とし、記録された情報は、図 21 (a)に示す状態の記録装置によって再生できるものとする。

よって、コレクションモードによる情報の再生および開口素子 101の近接制御を実現するとともに、レーザ光源 111およびシャツタ 112を備えることで、イルミネーシヨンモードによる局所的な熱エネルギーの付与が可能となり、高密度な情報の記録が可能になる。

図 22は、図 20において説明された記録装置において、前述したイルミネーシヨンモードによる近視野光の検出を行う場合の記録装置のブロック図である。なお、図 20と共通する部分には同一符号を付している。

図 22において、レーザ光源 111から射出されたレーザ光が、ミラー 113を介して光照射光学系 115に導入され、開口素子 101の逆錐状の穴を介して微小開口 102に向けて照射される。これによつて、微小開口 102に近視野光が生成される。また、レーザ光源 112から射出されたレーザ光が、ミラ一 114を介して光照射光学系 116に導入され、開口素子 101の逆錐状の穴を介して微小開口 103に向けて照射され、これによつて、微小開口 103に近視野光が生成される。微小開口 102および 103に生成された近視野光の領域内に記錄媒体 10の表面が位置するように開口素子 101を記録媒体 10に近付ける。

記錄媒体 10の表面に、微小開口 102および 103に生成された近視野光の領域が達すると、記録媒体 10の表面の微細構造によって近視野光が散乱される。その散乱光（伝搬光）が、記録媒体 10の裏面に配置された集光光学系 105および 106に導入されて集光されることにより、イルミネーションモードによる近視野光の検出が達成される。微小開口 102において生成された近視野光を散乱して集光光学系 105に導入された伝搬光は、ミラ一 107を介して光検出機構 1 10に導かれ、再生信号として電気信号に変換される。また、微小開口 103におし、て生成された近視野光を散乱して集光光学系 106に導入された伝搬光は、ミラー 108を介して光検出機構 109に導かれ、距離制御信号として電気信号に変換される。これら再生信号および距離制御信号の処理は、すなわち再生信号および距離制御信号の生成と距離制御信号に応じた近接制御とは、図 20において示した動作と同様であるため、ここではその説明を省略する。

よって、記録媒体 10上に記録された高密度な情報の再生および開口素子 10 1と記録媒体 10との近接した状態の保持力共に近視野光を利用して可能になる。こうして、記録装置の構成が簡単になり、さらに、先鋭化された先端を持たない再生プローブを記録装置に使用することも可能になる。さらに、記録媒体 3 に記録された情報を再生するのに使用される微小開口 1 02と、開口素子の近接制御を行うのに使用される微小開口 1 03とが開口素子 1 0 1にそれぞれ独立して形成されているので、確実で信頼性の高い情報再生および開口素子 1 01 の近接制御を行うことが可能になる。また、近視野光の検出にイルミネーションモードを採用しているため、微小開口部に導入させるレーザ光の強度を比較的大きくすることによって、強度の大きな近視野光を生成することが可能となり、局所的な熱エネルギーの照射が可能になる。従って、高密度に記録された情報の再生だけでな熱エネルギーの付与による高密度な情報の記録をも可能にする。

以上に説明した図 20~ 22においては、微小開口 1 02、 1 03により散乱される伝搬光の検出を、それぞれの微小開口に対応した集光光学系 1 05、 1 06を介して行うとした力集光光学系 1 05、 1 06に代えて、 1つの光学レンズ系を配 Sし、この光学レンズ系により集光された光を、波長や変調周波数に基づいて分離することにより、 2つの微小開口による伝搬光を区別することができる。図 23は、図 22において説明された記録装置において、開口素子 1 0 1を記録媒体 1 0に近接制御させるための微小開口 1 03をコレクションモードとして利用した場合の記録装置の構成図を示している。なお、図 22と共通する部分には同一符号を付している。

図 23に示すように、記録媒体 1 0に記錄された情報の再生と、開口素子 1 01 の記録媒体 1 0への近接制御に利用される近視野光をそれぞれ異なった生成方法（イルミネーションモードとコレクションモード）により行うことで、互いの近視野光を干渉することなより確実に再生信号と距離制御信号とを区別して挨出することが可能になる。

以上に説明した実施の形態 9において、再生信号および距離制御信号を得るための近視野光を生成させる各レーザ光に、実施の形態 2または 8において説明したように互いに異なる波長または変調周波数を割り当てることにより、さらに効果的に再生信号と距離制御信号とを区別して検出することもできる。

また、開口素子（再生プローブ）として近視野顕微鏡に用いられるカンチレパー型の光プローブや光ファイバプローブを用いることもできる。なお、図 1 7、図 1 8 および図 1 9に示した光検出器 61および光照射器 62を配置した開口素子 1 1、または光照射器、光検出器 74および 75を配置した開口素子 7 1を、実施の形態 9において説明した記録装置の各微小開口に対して適用できる。

さらに、以上に説明した実施の形態 1、 2および 8、 9において、再生信号を検出するのに利用される微小開口は、開口素子に複数形成されてもよこの場合、記録媒体に記録された複数の情報を同時に再生することができる。

(実施の形態 1 0)

つぎに、実施の形態 1 0に係る記録装置について説明する。実施の形態 1 0に係る記録装置は、実施の形態 9に係る記録装置における開口素子の下面に段差を設け、異なる段差に対応させてそれぞれ微小開口を設けることを特徴としている。

図 24は、実施の形態 1 0に係る記錄装置の開口素子を示すブロック図である。図 24において、開口素子 1 21は、段差 aを有して 2つの下面に区分され、微小開口 1 22と微小開口 1 23とがそれぞれの下面に対応して設けられている。換言すれば、開口素子 1 21は、実施の形態 9において示した微小開口において、 2つの微小開口間に段差を設けた平面基板である。微小開口 1 22と微小開口 1 23は、それぞれ近視野光を生成または散乱するのに適した大きさであり、例えば数十ナノメートルの径を有している。さらに開口素子 1 21上には、微小開口 1 02および 1 03部分を記録媒体 1 0に近接制御するための Z軸制御機構 1 4が設けられている。ここで、微小開口 1 22は、情報再生のために使用される微小開口であり、微小開口 1 23は、開口素子 1 21を記録媒体 1 0に近接制御するための、かつ微小開口 1 22において検出される信号に相対的に定まる信号を生成するための微小開口である。段差 aの存在により、記録媒体の表面に生成された近視野光を散乱させる位置、すなわち記録媒体の表面から微小開口に至る距離が異なるため、例えば微小開口 122により散乱されて、実施の形態 9において示した光検出機構 110 に導入される伝搬光の強度は、微小開口 123により散乱されて、実施の形態 4 において示した光検出機構 109に導入される伝搬光の強度と大きく異なる。これは、記録媒体の表面に生成された近視野光の強度は、その表面からの距離に強く依存するためである。

よって、微小開口 123により散乱される伝搬光の強度は、段差 aの距離により定まる近視野光の強度差に基づいて、常に微小開口 122により散乱される伝搬光の強度と一定の相対比を有することになる。微小開口 122により散乱される伝搬光を検出して得られる電気信号を S 1とし、微小開口 123により散乱される伝搬光を検出して得られる電気信号を S2とすると、上記した相対比は、例えば、（S1— S2)ZS1、 (S1一 S2)ZS2、 S2ZS 1、 S 1 2等に演算式によリ算出される。これら相対比の算出は、例えば、実施の形態 4において示した制御機構 19においておこなわれ、この相対比を距離制御信号として処理することにより、 Z軸制御機構 14を介した近接制御が達成される。

また、図 24に示したような段差を設けた平面プローブ以外にも、図 25に示すように、光ファイバ 132および 133を 2つ束ね、なおかつ、上下に段差 aが生じるように配置することで、開口素子 121と同様な効果をもたらすことができる。なお、図 25において、再生プローブ 131は、平面基板に光ファイバ 132および 1 33を固定し、その平面基板上に Z軸制御機構 14を配置している。光ファイバ 1 32は、上述した再生信号の検出をおこなうために使用され、コア 134、クロム (Cr)等の遮光膜 136および微小開口 138を備え、微小開口 138において近視野光を散乱し、これにより生成された伝搬光をコア 134に導く。また、光フアイバ 133は、上述した距離制御信号の検出をおこなうために使用され、コア 135、クロム（Cr)等の遮光膜 137および微小開口 139を備え、微小開口 139において近視野光を散乱し、これにより生成された伝搬光をコア 1 35に導く。

以上に説明した実施の形態 1 0に係る記録装置の開口素子 1 21または再生プローブ 1 3 1は、実施の形態 9において説明した開口素子 1 0 1と S換でき、コレクシヨンモードによる情報再生のみならず、イルミネーションモードによる情報再生が可能である。

よって、再生信号を検出するための微小開口 1 22に対して段差の設けられた微小開口 1 23を使用し、この微小開口 1 23により検出される信号と再生信号との相対的な値を、開口素子 1 21の近接制御を行うための距離制御信号として用いるので、例えば、記録媒体上の情報を十分検出できずに強度の大きな再生信号が得られない場合であっても、距離制御信号を再生信号に対する比として安定した強度を得ることができ、信頼性の高い開口素子の近接制御を行うことができる。

(実施の形態 1 1 )

つぎに、実施の形態 1 1に係る記録装置について説明する。実施の形態 1 1に係る記錄装置は、実施の形態 1 0に係る記録装置の 2つの開口素子間の段差によってもたらされる効果を、 1つの微小開口を設けた開口素子を上下に微小振動させることにより達成したことを特徴としている。

図 26は、実施の形態 1 1に係る記録装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図 1と共通する部分には同一符号を付している。図 26において、開口素子 1 1上には、 Z軸制御機構 1 4とともに微小振動駆動機構 1 41が設けられている。微小振動駆動機構 1 41は、微小開口 1 2の部分に実施の形態 5において説明した段差 a程度の上下振動を与え、微小駆動信号発生機構 1 42から送信される微小駆動信号に応じて動作する。

レーザ光 20の照射により記録媒体 1 0の表面に生成された近視野光は、近接した微小開口 1 2によって散乱される。この散乱により生成された伝搬光は、微小開口 1 2を介して集光光学系 1 5に導入され、ミラー 1 6を介して光検出機構 1 7に導かれる。この際、微小開口 12は、微小振動駆動機構 141により上下に振動しており、記録媒体 10の表面に対して定まる最上点と最下点との間において、散乱の対象となる近視野光の強度が異なるので、光検出機構 1フから出力される電気信号もまた、開口素子 11の振動に対応した強度の変遷を示す。

ここで、微小開口 12が所望の高さ、例えば最下点に位置した時点に対応して光検出機構 17から出力される信号は、記錄媒体 10の表面に生成された最も大きな強度の近視野光に対応する信号であるので、これを再生信号として再生信号検出機構 143により抽出し、制御機構 19に送信する。また、微小開口 12 が前記所望の高さよりも上点、例えば最上点に位置した時点に対応して光検出機構 17から出力される信号を、演算対象信号として演算対象信号検出機構 14 4により抽出し、制御機構 19に送信する。

なお、再生信号検出機構 143および演算対象信号検出機構 144による信号の検出は、微小駆動信号発生機構 142から出力される微小駆動信号との同期検出により行うことができる。

制御機構 19は、再生信号と演算対象信号とを入力して、上述したような相対比の算出を行い、距離制御信号を生成する。この距離制御信号は、 Z軸制御機構 14に送信され、 Z軸制御機構 14による開口素子 11の近接制御が達成される。

図 27は、 1つの微小開口の振動により再生信号および距離制御信号の生成を行う記録装置の他の例を示したブロック図である。なお、図 1と共通する部分には同一符号を付している。図 27において、開口素子 151上には、開口素子 1 51の基体となる平面基板の厚みよりも十分薄い部分を下面に向けて突出させ、この突出した部分に微小開口 152を設けている。さらに、微小開口 152の縁部の上面部において、微小振動駆動素子 153および 154が設けられ、開口素子 151上に Z軸制御機構 14が設けられている。微小振動駆動素子 153および 1 54は、微小開口 152の部分に実施の形態 10において説明した段差 a程度の上下振動を与え、微小駆動信号発生機構 1 55から送信される微小駆動信号に応じて動作する。

レーザ光 20の照射により記録媒体 1◦の表面に生成された近視野光は、近接した微小開口 1 52によって散乱される。この散乱により生成された伝搬光は、微小開口 1 52を介して集光光学系 1 5に導入され、ミラー 1 6を介して光検出機構 1 7に導かれる。この際、微小開口 1 52は、微小振動駆動素子 1 53および 1 54によって上下に振動しており、記録媒体 1 0の表面に対して定まる最上点と最下点との間において、散乱の対象となる近視野光の強度が異なるので、光検出機構 1 7から出力される電気信号もまた、開口素子 1 1の振動に対応した強度変遷を示す。

ここで、図 26に示した記録装置と同様に、微小開口 1 52が所望の高さ、例えば最下点に位置した時点に対応して光検出機構 1 7から出力される信号は、記錄媒体 1 0の表面に生成された最も大きな強度の近視野光に対応する信号であるので、これを再生信号として再生信号検出機構 1 56により抽出し、制御機構 1 9に送信する。また、微小開口 1 52が前記所望の高さよりも上点、例えば最上点に位置した時点に対応して光検出機構 1 7から出力される信号を、演算対象信号として演算対象信号検出機構 1 57により抽出し、制御機構 1 9に送信する。なお、再生信号検出機構 1 56および演算対象信号検出機構 1 57による信号の検出は、微小駆動信号発生機構 1 55から出力される微小駆動信号との同期検出により行うことができる。

制御機構 1 9は、再生信号と演算対象信号とを入力して、上述したような相対比の算出を行い、距離制御信号を生成する。この距離制御信号は、 Z軸制御機構 1 4に送信され、 Z軸制御機構 1 4による開口素子 1 5 1の近接制御が達成される。

よって、 1つの微小開口を上下振動させることにより、近視野光を散乱させる位置を変化させ、微小開口の所望の高さ、例えば最下点にて検出される信号すなわち再生信号と、微小開口の前記所望の高さよりも上点、例えば最上点にて検出される信号との相対的な値を、開口素子の近接制御を行うための距離制御信号として用いるので、例えば、記録媒体上の情報を十分検出できずに強度の大きな再生信号が得られない場合であっても、距離制御信号を再生信号に対する比として安定した強度を得ることができ、信頼性の高い開口素子の近接制御を行うことができる。

(実施の形態 1 2)

つぎに、実施の形態 1 2に係る記録装置について説明する。実施の形態 1 2に係る己録装置は、記録媒体上に一定の規則の配列（卜ラック）により記録された情報単位に対して、実施の形態 1、 2および 8〜1 1に係る記録装置を用いた情報再生を行う際に、さらに、微小開口の直下に情報単位を正確に配置させるための位置制御、すなわちトラッキング制御を可能としたことを特徴としている。

ここでは、特に図 20に示す開口素子 1 01の各微小開口に、図 1 7に示す光検出器 6 1を設けた構成に対して、さらにトラッキング制御のための種々の機構を設けた場合の記録装置について説明する。

図 28は、実施の形態 1 2に係る記録装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図 1と共通する部分には同一符号を付している。図 28において、開口素子 1 61は、微小振動機構 1 65を挟んで開口素子固定機構 1 64により支持される。開口素子固定機構 1 64上には、 Z軸制御機構 1 4とともにトラッキング機構 1 66が設けられている。開口素子 1 61に設けられた 2つの微小開口（図示せず）の上方にそれぞれ光検出器 1 62、 1 63力《設けられ、光検出器 1 62によって上述した再生信号が検出される。

微小振動機構 1 65は、微小振動駆動機構 1 7 1によって、記録媒体上において情報単位の配列された方向（トラック方向）に垂直な方向且つ記録媒体表面に並行な方向に、開口素子 1 61を微小振動させる。微小振動駆動機構 1 7 1は、微小振動信号発生機構 1 72から微小振動信号を入力することに駆動する。ここで、再生信号を検出するための微小開口が情報記録媒体のトラック上に位 Sした状態では、光検出器 1 62から出力される再生信号は大きな強度を示す。しかしながら、再生信号を検出するための微小開口が情報記録媒体のトラックからずれて位 Sした状態では、光検出器 1 62から出力される再生信号は小さな強度を示す。よって、上述した微小振動機構 1 65による開口素子 1 61の振動に応じて、光検出器 1 62から出力される再生信号もまた強度の変遷を示す。光検出器 1 62および 1 63から出力される信号は、ともに制御機構 1 9に入力され、再生信号に応じた情報の再生と、距離制御信号に応じた近接制御とを行う。光検出器" 1 62から出力される再生信号はまた、微小振動信号発生機構 1 7 2から出力される微小振動信号再生信号とともに入力される。トラッキング制御機構 1 73は、再生信号と微小振動信号との同期検出によって、微小開口を情報記錄媒体のトラック上に配置させるためのトラッキング信号を生成し、このトラッキング信号をトラッキング機構 1 66に送信する。すなわち、トラッキング信号は、微小振動信号の振動中心における再生信号と、微小振動信号によって与えられる振動に直って最大の値を示す再生信号との振動位置のずれを示す。トラッキング機構 1 66は、入力されたトラッキング信号に応じて開口素子 1 61 を変位させる。これにより開口素子 1 61のトラッキング制御が達成され、微小開口のトラック上への配置を保持することができ、良好な再生信号を得ることがでさる。

よって、記録媒体上のトラックに対するトラッキング制御を可能とし、この卜ラッキング制御により安定な再生信号が得られるので、この再生信号を利用する近接制御もまた、確実なものとすることができる。

なお、実施の形態 1、 2および 8〜 1 2において、近視野光を生成させるために使用されるレーザ光は、特にコヒ一レントな光である必要はなく、インコヒーレン卜な光である LED等を用いてもよい。さらに、開口素子を微小振動させる微小振動機構や微小振動素子は、圧電ァクチユエータゃ静電ァクチユエータ等の微小変位機構が用いられる。

Claims

請求の範囲

1 . 近視野光を利用して記録媒体に記録された情報の再生または記録を行う記録装 Sにおいて、

前記記録媒体に光を照射して当該記録媒体の表面に近視野光を生成させると共に、微小開口を持つプローブを前記記録媒体の表面に近接させて当該微小開口により前記近視野光を散乱させ、

この伝搬光の強度を検出し当該伝搬光の強度に基づき前記微小開口と前記記録媒体との距離を制御することを特徴とする記録装置。

2. 近視野光を利用して記録媒体に記録された情報の再生を行う記録装置において、

近視野光を生成または散乱させる微小開口を有する開口素子と、

前記記録媒体の表面に近視野光が生成するように前記記録媒体に向けて照射光を照射する光照射手段と、

前記近視野光が前記微小開口によって散乱されて生じる伝搬光を検出し、これを再生信号とする光検出手段と、

前記再生信号に基づいて前記開口素子と前記記録媒体との間隔を制御する制御手段と、

を備えたことを特徴とする記録装置。

3. 近視野光を利用して記録媒体に記録された情報の再生または記録を行う記録装置において、

前記微小開口に近視野光が生成するように当該微小開口に向けて照射光を導入する光照射記録手段と、

前記近視野光が前記記録媒体によって散乱されて生じる伝搬光を検出し、これを再生信号とする光検出手段と、前記再生信号に基づいて前記開口素子と前記記録媒体との間隔を制御する制御手段と、

を備えたことを特徴とする記録装置。

4. 近視野光を利用して記録媒体に記録された情報の再生を行う記録装置において、

前記記録媒体の表面に近視野光が生成するように当該記録媒体に向けて、有限の波長幅あるいは複数の波長を持つ照射光を照射させる光照射手段と、前記近視野光と前記記録媒体あるいは前記開口素子との相互作用の結果発生した散乱光を前記照射光の波長に対応して検出する散乱光検出手段と、検出された前記散乱光に基づいて前記開口素子と前記記録媒体との間隔を制御する制御手段と、

を備えたことを特徴とする記録装置。

5. 近視野光を利用して記録媒体に記録された情報の再生または記錄を行う記録装置において、

有限の波長幅あるいは複数の波長を持つ照射光を前記微小開口に向けて照射し、当該微小開口に近視野光を生成させると共に前記複数の波長のうち一つを有する照射光により記録媒体に情報を記録する光照射記録手段と、前記近視野光と前記記録媒体あるいは前記開口素子との相互作用の結果発生した散乱光を前記照射光の波長に対応して検出する散乱光検出手段と、検出された前記散乱光に基づいて前記開口素子と前記記錄媒体との間隔を制御する制御手段と、

を備えたことを特徴とする記錄装置。

6. 前記照射光の複数の波長は、時間的に切り替わるものであることを特徴とする請求項 4または 5に記載の記録装置。

7. 前記散乱光検出手段は、選択波長が時間的に切り替わるものであることを特徴とする請求項 4または 5に記載の記録装置。

8. 前記照射光の波長は複数あり、同時に入力されるものであることを特徴とする請求項 4または 5に記載の記録装 S。

9. 前記散乱光検出手段は、複数の受光素子が前記照射光の異なる波長のそれぞれに対応して受光するものであることを特徴とする請求項 4または 5に記載の記録装置。

1 0. 前記照射光は複数の波長成分からなり、前記照射光は前記複数の波長のそれぞれに対して有限の幅の波長幅を持つものであることを特徴とする請求項 4または 5に記載の記録装置。

1 1 . 前記照射光の波長は有限の幅をもっておリ、波長選択手段によって前記幅の一部分を選択するものであることを特徴とする請求項 4または 5に記載の記録装置。

1 2. 近視野光を利用して記録媒体に記録された情報の再生を行う記録装 S において、

前記記録媒体の表面に近視野光が生成するように当該記録媒体に向けて、互いに異なる 2つの変調周波数の光を混合した照射光を照射する光照射手段前記生成した近視野光を前記微小開口により散乱させ、前記 2つの変調周波数の一方をもつ伝搬光を検出しこれを再生信号とする第 1の光検出手段と、前記生成した近視野光を前記微小開口により散乱させ、前記 2つの変調周波数の他方をもつ伝搬光を検出しこれを制御信号とする第 2の光検出手段と、前記制御信号に基づいて前記開口素子と前記記錄媒体との間隔を制御する制御手段と、

を備えたことを特徴とする記録装置。

1 3. 近視野光を利用して記録媒体に記録された情報の再生または記録を行う記録装において、

互いに異なる 2つの変調周波数を混合した照射光を前記微小開口に向けて照射し、当該微小開口に近視野光を生成させると共に少なくとも前記 2つの変調周波数の一方を有する照射光により記録媒体に情報を記録する光照射記録手段と、

前記生成した近視野光を前記微小開口により散乱させ、前記一方の変調周波数をもつ伝搬光を検出しこれを再生信号とする第 1の光検出手段と、

前記生成した近視野光を前記微小開口により散乱させ、前記 2つの変調周波数の他方をもつ伝搬光を検出しこれを制御信号とする第 2の光検出手段と、前記制御信号に基づいて前記開口素子と前記記録媒体との間隔を制御する制御手段と、

を備えたことを特徴とする記録装置。

1 4. 近視野光を利用して記録媒体に記録された情報の再生を行う記録装置において、

近視野光を生成または散乱させる 2つの微小開口を有する開口素子と、前記記録媒体の表面に近視野光が生成するように当該記録媒体に向けて照射光を照射する光照射手段と、

前記近視野光が前記微小開口の一方によって散乱されて生じる伝搬光を検出しこれを再生信号とする第 1の光検出手段と、

前記近視野光が前記微小開口の他方によって散乱されて生じる伝搬光を検出しこれを制御信号とする第 2の光検出手段と、

前記制御信号に基づいて前記開口素子と前記記錄媒体との間隔を制御する制御手段と、

を備えたことを特徴とする記録装置。

1 5. 近視野光を利用して記録媒体に記録された情報の再生または記録を行う記録装において、

近視野光を生成または散乱させる 2つの微小開口を有する開口素子と、前記記録媒体の表面に近視野光が生成するように当該記録媒体に向けて照射光を照射する第 1の光照射手段と、

前記微小開口の一方に近視野光が生成するように当該微小開口に向けて照射光を導入する第 2の光照射ノ記録手段と、

前記制御信号に基づいて前記開口素子と前記記録媒体との間隔を制御する制御手段と、

を備えたことを特徴とする記録装置。

1 6. 近視野光を利用して記録媒体に記録された情報の再生または記録を行う記録装置において、

近視野光を生成または散乱させる 2つの微小開口を有する開口素子と、前記微小開口の一方に近視野光が生成するように当該微小開口に向けて照射光を導入する光照射記録手段と、

前記微小開口の他方に近視野光が生成するように当該微小開口に向けて照射光を導入する光照射手段と、

前記一方の微小開口に生成された前記近視野光が前記記録媒体によって散乱されて生じる伝搬光を検出しこれを再生信号とする第 1の光検出手段と、前記他方の微小開口に生成された前記近視野光が前記記録媒体によって散乱されて生じる伝搬光を検出しこれを制御信号とする第 2の光検出手段と、前記制御信号に基づいて前記開口素子と前記記録媒体との間隔を制御する制御手段と、

を備えたことを特徴とする記錄装。

1 7. 近視野光を利用して記録媒体に記録された情報の再生または記録を行う記録装置において、

前記記録媒体の表面のうち前記微小開口の他方に対向する部分に近視野光が生成するように当該記録媒体に向けて照射光を照射する光照射手段と、前記近視野光が前記一方の微小開口によって散乱されて生じる伝搬光を検出しこれを再生信号とする第 1の光検出手段と、

前記近視野光が前記他方の微小開口によって散乱されて生じる伝搬光を検出しこれを制御信号とする第 2の光検出手段と、

を備えたことを特徴とする記録装置。

1 8. 前記開口素子は、厚み方向に段差を設けることによリ第 1の底面と第 2 の底面を有し、前記第 1の底面に前記一方の微小開口を設け、前記第 2の底面に前記他方の微小開口を設け、

前記制御手段は、前記第 1の光検出手段により検出される再生信号と前記第 2の光検出手段により検出される信号との相対値を算出し、当該相対値に基づいて前記開口素子と前記記録媒体との間隔を制御することを特徴とする請求項 1 4〜 1 7のいずれか 1つに記載の記録装置。

1 9. 近視野光を利用して記錄媒体に記録された情報の再生を行う記録装置において、

近視野光を生成または散乱させる微小開口を有する開口素子と、前記記録媒体の表面に近視野光が生成するように前記記錄媒体に向けて照射光を照射する光照射手段と、

前記近視野光が前記微小開口によって散乱されて生じる伝搬光を検出する光検出手段と、

前記微小開口を前記開口素子の厚み方向に微小振動させる垂直微小振動手段と、

前記垂直微小振動手段により前記微小開口が所望の高さに位置した際に前記光検出手段において検出された信号を再生信号とし、前記垂直微小振動手段により前記微小開口が前記所望の高さよりも上点に位置した際に前記光検出手段において検出された信号を演算対象信号とし、当該再生信号と当該演算対象信号との相対値を算出して、当該相対値に基づいて前記開口素子と前記記録媒体との間隔を制御する制御手段と、

を備えたことを特徴とする記録装。

20. .近視野光を利用して記録媒体に記録された情報の再生または記録を行う記録装置において、

前記微小開口に近視野光が生成するように当該微小開口に向けて照射光を導入する光照射 Z記録手段と、

前記近視野光が前記記録媒体によって散乱されて生じる伝搬光を検出する光検出手段と、

を備えたことを特徴とする記録装置。

21 . さらに、前記開口素子を、前記記録媒体上に記録された情報単位の配列方向に対して垂直な方向且つ当該記録媒体の表面に平行な方向に微小振動させる水平微小振動手段と、

前記水平微小振動手段による微小振動の振動中心において前記再生信号が最大となるように前記開口素子の位置を制御する位置制御手段と、

を備えたことを特徴とする請求項 1〜20に記載のいずれか 1つの記録装置。