WO2000017868A1 - Support d'enregistrement d'informations, dispositif de lecture d'informations, et dispositif d'enregistrement/lecture d'informations - Google Patents

Description

明 細 書 情報記録媒体、情報再生装置および情報記録再生装置 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。 背景技術

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 c D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。

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。

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 Z 1 0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（ニァフィールド 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。 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。

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、高分解能な観察を達成す る。

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 銳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 10 2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。

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 1 03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 1 03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。

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。

しかしな力《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 106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 1 04との間隙 dは、微小開口 1 02に生成された近視野光 1 07と情報記録 媒体 1 04上のデータマーク 1 05との十分大きなな相互作用を達成させるため に、一般に 1 00nm以下の値である。よって、伝播光 1 08は、間隙 dにおいて、 データマーク 1 05から情報記録媒体 1 04の表面に平行な方向に少なくとも数 1— OOnm以上の地点において初めて検出されることになる。

一般的に、近視野光 1 07は、データマーク 1 05の直上から導入されるため、 データマーク 1 05によって散乱されて生じる伝播光 1 08の本質的な強度分布は、 情報記録媒体 1 04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 1 08の光量も十分に得ること ができなかった。

また、情報再生装置として、情報記録媒体 1 04の基板を光透過性部材にて形 成し、データマーク 1 05から散乱される伝播光 1 08を情報記録媒体 1 04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" ! 04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 ラ。

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 1 4における伝播光 1 08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ェ ネルギ一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。

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。

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。 発明の開示

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。

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。

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。

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。

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 ること力《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。

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。

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。

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。

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 ること力《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。

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おに配置された第 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。

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。

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一 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、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。

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。

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。

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。 - 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。 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。

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。 図面の簡単な説明

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 2は、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は、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は、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は、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は、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は、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は、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 0は、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 1 1は、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 1 2は、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 1 3は、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プロ ック図である。

図" 1 4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 1 5は、本発明の実施の形態 1 0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。 発明を実施するための最良の形態

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 1 0と、を備えている。

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。

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 1 4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 1 4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。

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 1 1と光反射†t の部材からなる光反射層 1 2の 2層構造をしており、光透過層 1 1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 1 4の大部分は、光透過層 1 1を通過して下層の光反射層 1 2に到達する。すなわち、光透過層 1 1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 1 2に到達した伝播光 1 4は、光反射層 1 2の表面、詳しくは光透過層 1 1と光反射層 1 2の界面において反射され、再び 光透過層 1 1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において散乱された伝播光 1 4は、少なくとも光透 過層 1 1の厚みの 2倍の距離の光路を迪ることになリ、光透過層 1 1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 1 4の量を增 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" 1 4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。

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 1 1と光反射性の部材からなる光反射層 1 2の 2層 構造からなり、光反射層 1 2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 1 4を、光透過層 1 1を介して光反射層 1 2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 1 4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 1 4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。

(実施の形態 2) 一 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。

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 1 4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の界面力 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。

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 1 4の大部分は、光透過層 21を通過して下層の光反射層 2 2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 1 4は、光 反射層 22の表面、詳しくは光透過層 22と光反射層 1 2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 1 1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 1 4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。 これにより、データマーク 4から散乱された伝播光 1 4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倍の距離の光路を迪ることになリ、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 1 4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 1 4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 1 4 を受光して、強度の大きな再生信号を得ることができる。

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 2 1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 1 4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 1 4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 1 4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。

(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。 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 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。

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 1 4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 1 4の大部分は、光透過層 31を通過して下層の光反射層 3 2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。

これにより、データマーク 4から散乱された伝播光 1 4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倍の距離の光路を迪ることになリ、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 1 4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 1 2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 1 4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 1 4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。

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 3 1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 1 4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 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 1 4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 1 4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。

(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。

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。

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 1 4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 リ方向（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。 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 4との相互作用に より得られる伝播光 1 4の大部分は、光透過層 41を通過して下層の光反射層 4 2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。 一 これにより、データマーク 4から散乱された伝播光 1 4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倍の距離の光路を迪ることになリ、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 1 4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 1 4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 1 4を 受光し、強度の大きな再生信号を得ることができる。

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 4 1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 1 4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 1 4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 1 4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。 (実施の形態 5)

つぎに、実施の形態 5に係る情報記錄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。

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 1 4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。

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"!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。

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 1 4の大部分は、光透過層 1 1を通過して下層の光反射層 1 2に到達し、光反射層 1 2の表面において反射されて再び光透過層 1 1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 1 4は、少なくともデータマー ク 4の直下の光透過層 1 1の厚みの 2倍の距離の光路を迪ることになリ、情報記 録媒体 3の表面から射出される伝播光 1 4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迪つた伝播光 1 4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 1 1の厚みを大きくす ることなくとも、伝播光 1 4を多く検出することができる。

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 1 1と光反射層 1 2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 1 4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。

(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。

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 1 4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 1 6および 1 7を介 して平面基板の下面から導入される伝播光 1 4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。

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を示している力 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 1 6および 1 7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。

(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。

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 5 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 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 1 1および光反射層 1 2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 1 2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。

図 9は、実施の形態フ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 5 1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。 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 1 2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 1 1に導入し、光反射層一 1 2の表面、詳しくは光透過層 1 1と光反射層 1 2の界面にて反射され、再び光透 過層 1 1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。

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 1 1および光反射層 1 2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。

(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一 ブゃ、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。

図 1 0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 6 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。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によつ て、伝播光 1 4を検出する。光ファイバプローブ 6 1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を被覆している力 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 1 4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 1 4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。

し力、しな力《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 1 4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 1 1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 7 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。この場合、カンチレバー型の光プローブ 7 1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 1 4を検出する。 カンチレバー型光プローブ 7 1は、内部に微小開口 72へと導かれる光導波路 7 4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 7 1は、上記した光ファイバプロ一 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 1 4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 リデータマーク 4において十分な量の伝播光 1 4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 7 1もまた、再生プローブとして平面プロ一 ブを採用した場合と同様な問題を有していた。 一 し力、しな力《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 1 4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 1 0および 1 1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 8に係る情報再生装置によれば、再生プロ —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 1 0および 1 1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 力 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。 (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 1 2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 1 4を 受光するための受光素子 6および 7を設けている。

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 1 4 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 中心軸とがー致するような位置に配置されたときに、伝播光 1 4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。ナ 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。

従って、図 1 2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力 実施の形態 9に係る情報 再生装置の特徴である。

図 1 3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 1 3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 1 4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 8 1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ァクチユエータ 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。

まず、図 1 2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 1 4もまた、光反射層 1 2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。

これら電気信号は、上記したように、差分回路 8 1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、ァクチユエータ 83を駆動させ るための信号であり、ァクチユエ一タ 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 8 1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 1 2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。

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、ァクチユエ一 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ァクチユエータ 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 正するためのァクチユエータ駆動信号を生成する。ァクチユエータ 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。

なお、図 1 2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。

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つの電ー 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。

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。

(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が形成されておリレーザ光 118の導入によって 微小開口 112に近視野光 115を生成する。

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闥値にわず かに届かないレベルのエネルギーを伝播光 1 21が与えるように、発光素子 1 1 6, 1 1 7の出力レベルを設定しておく。その状態で、微小開口 1 1 2からの近ネ I 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。

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 1 1 9の存在によって十分な伝播スぺ ースを与えられているという点である。平面プローブ 1 1 1の下面と情報記録媒 体 1 1 3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 1 1 9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。

以上に説明したように、実施の形態 1 0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。 産業上の利用可能性

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。

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 til~ すること力《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。

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。

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。

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。

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。

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ツキン 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。

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、よリコン パク卜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。 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。

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。

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。

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 らのアシス卜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。

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。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 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。

2. 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。

3. 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請求項 1に記載の情報記録媒体。

4. 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。

5. 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。

6. 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。

7. 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。

8. 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 5か ら 7のいずれか 1項に記載の情報再生装置。

9. 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 8に記載の情報再生装置。

1 0. 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 5から 7のいずれか 1項に記載の情報再生装置。

1 1 . 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 5からフのいずれか 1項に記載の情報再 生装置。

1 2. 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一:?'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。

1 3. 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 1 2に記載の情報記録 再生装置。