(57)【要約】【課題】近接場光記録のための装置（１）、方法及び記録媒体（１３）が提案される。【解決手段】装置は、近接場光記録媒体（１３）上を照射する読出光ビーム（３）を生成する光源（２）を含む。装置は、近接場光記録媒体（１３）から戻ってくる光ビーム（１４）からギャップ誤差信号（ＧＥＳ）を生成する検出器（２５）を含む。データ信号（ＨＦ）は検出器（２５）の出力信号（ＯＳ）から導出される。【選択図】図７
2011065742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
読出光ビーム（３）を生成する光源（２）と、近接場光記録媒体（１３）から戻ってくる光ビーム（１４）からギャップ誤差信号（ＧＥＳ）を生成する検出器（２５）と、を備えて、前記近接場光記録媒体（１３）から読み込みを行う装置（１）であって、
データ信号（ＨＦ）を前記検出器（２５）の出力信号（ＯＳ）から導出する信号プロセッサ（２７）を含むことを特徴とする装置（１）。
【請求項２】
前記信号プロセッサ（２７）は高域フィルタであることを特徴とする請求項１に記載の装置（１）。
【請求項３】
前記ギャップ誤差信号（ＧＥＳ）を前記検出器（２５）の出力信号（ＯＳ）から導出する低域フィルタ（２６）を更に含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の装置（１）。
【請求項４】
前記読出光ビーム（３）は環状の光ビームであることを特徴とする先行する請求項のうちの何れか１に記載の装置。
【請求項５】
前記読出光ビーム（３）の内半径ｒｉはｒｉ＝ｆ／ｎｓｉｌであり、前記読出光ビーム（３）の外半径ｒ０はｒ０＝ｆ＊ＮＡであり、ｆは対物レンズ（１２ａ）及び固体界浸レンズ（１２ｂ）を有する読出レンズ系（１２）の焦点距離であり、ＮＡは前記読出レンズ系（１２）の開口数であり、ｎｓｉｌは前記固体界浸レンズ（１２ｂ）の屈折率あることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
近接場光記録媒体（１３）から読出を行う方法であって、
−  読出光ビーム（３）を生成するステップと、
−  前記近接場光記録媒体（１３）を前記読出光ビーム（３）で照射するステップと、
−  前記近接場光記録媒体(１３)から戻ってくる光ビーム(１４)からギャップ誤差信号（ＧＥＳ）を検出器（２５）によって検出するステップと、
−  前記検出器（２５）の出力信号（ＯＳ）からデータ信号（ＨＦ）を導出するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
前記検出器（２５）の出力信号（ＯＳ）からデータ信号（ＨＦ）を導出するステップは、前記出力信号（ＯＳ）の高域フィルタリング処理を含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記検出器（２５）の出力信号（ＯＳ）から前記ギャップ誤差信号（ＧＥＳ）を低域フィルタリング処理によって導出するステップを更に含むことを特徴とする請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
前記読出光ビーム（３）を生成するステップは環状の光ビームを生成するステップを含むことを特徴とする請求項６〜８のうちの何れか１に記載の方法。
【請求項１０】
前記読出光ビーム（３）の内半径ｒｉはｒｉ＝ｆ／ｎｓｉｌであり、前記読出光ビーム（３）の外半径ｒ０はｒ０＝ｆ＊ＮＡであり、ｆは対物レンズ（１２ａ）及び固体界浸レンズ（１２ｂ）を有する読出レンズ系（１２）の焦点距離であり、ＮＡは前記読出レンズ系（１２）の開口数であり、ｎｓｉｌは前記固体界浸レンズ（１２ｂ）の屈折率あることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
ピット（１３１）を有する近接場光記録媒体（１３）であって、前記ピット（１３１）は前記光記録媒体（１３）の隆起又は陥没であることを特徴とする近接場光記録媒体（１３）。
【請求項１２】
前記ピット（１３１）は１０ｎｍ乃至３０ｎｍの間の高さ又は深さを有することを特徴とする請求項１１に記載の近接場光記録媒体（１３）。
【請求項１３】
前記ピット（１３１）の幅は０．５λ／ＮＡより大きく、前記λは読出に要求される波長であり、ＮＡは読出に要求される開口数であることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の近接場光記録媒体（１３）。
【請求項１４】
前記ピット（１３１）の幅は２７０ｎｍより大きいことを特徴とする請求項１３に記載の近接場光記録媒体（１３）。
【請求項１５】
反射コーティングを有しないことを特徴とする請求項１１〜１４のうちの何れか１に記載の近接場光記録媒体（１３）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近接場光記録のための方法及び装置に関する。本発明は、更に近接場光記録方法及び装置にとって適切な近接場光記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
光データ記憶装置は、通常、読出／書込システムの光学的解決策によって制限される。光学解像度を高める直接的な方法には、レンズ複合体のコストの点で、より短い波長及びより大きい開口数ＮＡを用いる方法がある。更なる方法には、光記憶媒体に対して許容し得る傾斜マージンを狭くすることや、スキャンレーザの波長を青色又は近ＵＶ（near-UV）の範囲に低減する方法がある。光データ記憶装置において焦点化スポットサイズを低減する異なる方法には、高い開口数（ＮＡ＞ｌ）を備える近接場光学を用いる方法がある。この高い開口数は、固体界浸レンズ（ＳＩＬ）によって通常成し遂げられる。ＣＤ、ＤＶＤ又はＢＤのような従来のシステムが古典的な光学によって説明される光学的遠隔場形態で作動する一方、上述した新たなシステムは、近接場光学によって説明される光近接場形態で作動する。従来のシステムの場合、作動距離、すなわち光記憶媒体の表面と読み書きヘッドの第１の光学的表面、普通では対物レンズとの間のエアギャップは、１００μｍのスケール内にある。対照的に、近接場光学を利用しているシステムは、非常に小さい作動距離すなわちエアギャップを必要とし、５０ｎｍ以下のスケールである。小さいエアギャップは、エバネッセント波が光記憶媒体中に結合し得ることを保証する必要がある。読み書きヘッドと光記憶媒体との間の距離を制御するために、いわゆるギャップ誤差信号（ＧＥＳ）が生成される。この制御方法は、固体界浸レンズにおける内部全反射に依る反射光の量が、近接場記憶のために用いられるサイズレンジ内に少なくともあるエアギャップのサイズに比例しているという事実を利用する。近接場光学及びギャップ誤差信号を利用している光学的記憶装置は、特許文献１に開示されている。類似したシステムとしては、非特許文献１および２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許公開第２００９／０１６８６３３号
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｆ．ザイプ（Zijp）氏他による「固体界浸レンズによる高密度近接場光記録、従来のアクチュエータ及び堅牢なエアギャップサーボモータ」ＩＥＥＥ ｔｒａｎｓ．Ｍａｇ．第４１巻（２００５）ｐｐ．１０４２〜１０４６
【非特許文献２】Ｃ．Ａ．フェルスフーレン氏他による「ポリマー被覆層保護化ディスク上への固体界浸レンズによる近接場記録」日本応用物理学会誌第４５巻（２００６）ｐｐ．１３２５〜１３３１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、近接場光記録媒体から読出を行う単純化された解決策を提案することであり、同様にこの単純化された解決策に適している光学記録媒体を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、近接場光記録媒体から読出を行う装置は、読出光ビームを生成する光源と、近接場光記録媒体から戻ってくる光ビームからギャップ誤差信号を生成する検出器と、を有する。装置は、検出器の出力信号からデータ信号を導出する信号プロセッサを含む。
【０００７】
同様に、本発明の更なる他の態様によれば、近接場光記録媒体から読出を行う方法は、
−読出光ビームを生成するステップと、
−前記近接場光記録媒体に読出光ビームを照射するステップと、
−前記近接場光記録媒体から戻ってくる光ビームからギャップ誤差信号を検出器によって検出するステップと、
−前記検出器の出力信号からデータを導出するステップと、
を含む。
【０００８】
本発明は、何らかのケースにおいて焦点制御のために生成されるギャップ誤差信号を用いて近接場光記録媒体のピットを検出する、すなわちデータ信号を導出することを提案する。近接場光記録媒体を読出光ビームで照射するために用いられる固体界浸レンズの底で全反射される光の量は、このレンズと近接場光記録媒体の表面との間の距離に依存する。もしピットが固体界浸レンズ近くにある場合、一部又は全反射された光はピットに結合され、近接場光記録媒体中に伝播し続ける。その結果としてエネルギーの一部は消失する。ピット及ランド（ギャップ）のシーケンスは結果的にデータ信号に対応するギャップ誤差信号のＨＦ変調を生じる。このＨＦ変調は検出器の出力信号から信号プロセッサによって導出される。装置の小さな改変がこの目的のために必要である。同時に、データ信号を取得するための専用光路が省略され得る。
【０００９】
好ましくは、信号プロセッサは高域フィルタである。データ信号がギャップ誤差信号の高周波変調であるので、データ信号は高域フィルタよってギャップ誤差信号から容易に導出され得る。付加的な低域フィルタが検出器の出力信号からギャップ誤差信号を導出するのに優位に提供される。これは焦点制御のためにギャップ誤差信号の使用を可能とする。
【００１０】
好ましくは、読出光ビームは環状の光ビームである。ピットによって生じる変調は、固体界浸レンズの底で全反射される読出光ビームの一部に主に影響を与える。この反射された一部は環状の円錐を形成する。従って、環形状にされた読出光ビームは、信号変調を更に改善する。加えて、環状のビームは全ビームよりも小さい焦点スポットを生成するのを可能とし、更にデータ容量を増加することを可能にする。環状又はドーナツ状の光ビームの生成については、例えば、Ｈ．カワウチ氏他による「分割された半波長プレートの使用による直線偏光及び径偏光を備えるヘリカルビームの同時生成」Ｏｐｔ．Ｌｅｔｔ．第３３巻（２００８）ｐｐ．３９９〜４０１と、Ｓ．クアビス氏他による「径偏光化された高品質のドーナツモードの生成」応用物理学Ｂ第８１巻（２００５）ｐｐ．５９７〜６００と、に記載されている。
【００１１】
好ましくは、読出光ビームの内半径ｒｉはｒｉ＝ｆ／ｎｓｉｌであり、読出光ビームの外半径ｒ０はｒ０＝ｆ＊ＮＡであり、ここで、ｆは対物レンズ及び固体界浸レンズを有する読出レンズ系の焦点距離であり、ＮＡは読出レンズ系の開口数であり、ｎｓｉｌは固体界浸レンズの屈折率である。もしこれらの条件が充足される場合、ピットと近接場とのエバネッセント結合に起因する変調が最大化される。
【００１２】
本発明の更なる態様によれば、ピットを備える近接場光記録媒体が提供され、これは、光記録媒体の表面の隆起又は陥没によって形成される。好ましくは、ピットは１０ｎｍ乃至３０ｎｍの間の高さ又は深さを有する。ピットが光記録媒体の表面に配置されるので、ピットはギャップ誤差信号の変調に帰着する。提案された高さ又は深さは、ギャップ誤差信号を確実に検出可能とする変調を生成するのに十分である。同時に、小さい高さ又は深さは、近接場光記録媒体の製造を単純化する。
【００１３】
優位に、ピットは特に大きい幅、好ましくは０．５λ／ＮＡより大きい幅を有し、ここでλは読出のために用いられる波長であり、ＮＡは読出のために用いられる開口数である。例えば、読出波長４０５ｎｍ及び開口数１．５の場合、ピットの幅は２７０ｎｍよりも大きい。この形で、ピットは読出光ビームスポットの大部分をカバーし、スポットはエバネッセント波のピット中への結合を改善する。加えて、特に広いピットは更に近接場光記録媒体の製造を容易にする。
【００１４】
好ましくは、近接場光記録媒体は反射コーティングを有しない。エバネッセント波の結合に基づく検出メカニズムは、何ら反射コーティングが無い近接場光記録媒体の使用を可能とする。単純な成形されたプラスチック基板で充分である。明らかに、これは近接場光記録媒体の製造ステップを低減し、従って製造コストを低減する。
【００１５】
より良い理解のために、本発明が以降で図を参照してより詳細に説明される。本発明がこの例示的な実施形態に限られないこと、並びに特定された態様は、添付の特許請求の範囲において定義される本発明の範囲内において、適切に組み合されか及び／又は修正され得ることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】近接場光記録媒体のギャップより上に置かれた固体界浸レンズを示す図である。
【図２】近接場光記録媒体のピットより上に置かれた固体界浸レンズを示す図である。
【図３】ギャップ誤差信号のギャップサイズへの依存度合いを示す図である。
【図４】ピットに焦点が合わせられた読出光ビームの直径を示す図である。
【図５】近接場光記録媒体に陥没として形成されたピットより上に置かれた固体界浸レンズを示す図である。
【図６】近接場光記録媒体から読出を行う周知の装置を示す図である。
【図７】近接場光記録媒体から読出を行う本発明による装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、近接場光記録媒体１３のギャップ１３０より上に置かれた固体界浸レンズ１２ｂを示している。固体界浸レンズ１２ｂ及び対物レンズ１２ａは読出システム１２を形成し、近接場光記録媒体１３の表面上へ読出光ビーム３を導く。読出光ビーム３の部分１４は固体界浸レンズ１２ｂの底で全反射される。この部分１４は環状の円錐によって表される。全反射の量は、固体界浸レンズ１２ｂと光記録媒体１３の表面との間の距離に依存する。
【００１８】
図２は、近接場光記録媒体１３のピット１３１より上に置かれた固体界浸レンズ１２ｂを示している。もしピット１３１が十分に固体界浸レンズ１２ｂの近くにある場合、固体界浸レンズ１２ｂの底で全反射される読出光ビーム３のエネルギーの一部はピット１３１に結合され、近接場光記録媒体１３中に伝播し続ける。反射量がかように低減される。
【００１９】
Ｆ．ザイプ氏他による「固体界浸レンズによる高密度近接場光記録、従来のアクチュエータ及び堅牢なエアギャップサーボモータ」ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇ．第４１巻（２００５）ｐｐ．１０４２〜１０４６で判別されたような、ギャップ誤差信号ＧＥＳのギャップサイズへの典型的な依存度合いが図３に示されている。見られ得るように、ギャップ誤差信号は近接場光記録媒体１３の表面までの距離に非常に強い依存度合いを呈する。本発明によれば、この依存度合いは、ギャップ誤差信号ＧＥＳからデータ信号ＨＦを導出するのに用いられる。この目的のために、成形されたピット１３１を備えるプラスチック基板から成る光記録媒体１３が提案される。何ら反射コーティングが必要ではない。しかし、特別なハードコーティングが好ましくは適用されて光記録媒体１３の堅牢性を高める。１０ｎｍ乃至３０ｎｍのピット高さは、ギャップ誤差信号の十分に強い変調を生成するのに十分である。ピット幅は従来のＲＯＭ光記録媒体のピット幅より優位的により大きい。標準のＲＯＭ光記録媒体において、ピット及びランドから各々反射される光間の破壊的な干渉が検出のために用いられる。ここでメカニズムは異なる。エバネッセント波の光記録媒体との結合の強い距離への依存度合いは、反射信号を減少させるのに用いられる。従って、ピットは、完全な光スポットを出来るだけカバーするように広くあるべきである。従来のＲＯＭ光記録媒体において、ピット幅は典型的には０．４＊λ／ＮＡより小さく、ここで、λは読出光ビームの波長であり、ＮＡは対物レンズの開口数である。提案された光記録媒体の場合、ピットは０．５＊λ／ＮＡより好ましくは広い。これは図４で図式的に示され、ここで、外側の円は直径０．６６＊λ／ＮＡを備える読出光ビーム３の回折制限された焦点を表し、中間の円は幅０．６６＊λ／ＮＡ及び長さ０．４＊λ／ＮＡを備えるピット１３１を表し、内側の（破線の）円は幅０．４＊λ／ＮＡを備える従来のピットを表している。トラッキングのために周知のプッシュプル信号が優位に用いられる。もちろん、もしピットが材料に押圧される場合、すなわちピットが陥没である場合、データ信号の変調は逆転される。この場合、固体界浸レンズがピットより上に置かれたとき、ギャップ誤差信号は大きい。これは図４で図式的に示されている。
【００２０】
近接場光記録媒体からの読出のための装置１が図６で例示されている。この装置は、Ｃ．Ａ．フェルスフーレン氏他による「ポリマー被覆層保護化ディスク上への固体界浸レンズによる近接場記録」日本応用物理学会誌第４５巻（２００６）ｐｐ．１３２５〜１３３１から周知である。レーザーダイオード２によって放出される読出光ビーム３は視準レンズ４よって視準化される。非偏光ビームスプリッタ５が、読出光ビーム３の小部分６を第１の対物レンズ７を介してフォワード検出器８上中に導いて、レーザーダイオード２の出力パワーを測定する。読出光ビーム３の主要部は偏光ビームスプリッタ９を通過し、読出光ビーム３の偏光を円偏光に変換する１／４波長プレート１０を通過する。読出光ビーム３は次いで２つのレンズ１１ａ及び１１ｂからなり焦点調整のための望遠鏡１１を通過する。第２の対物レンズ１２ａ及び固体界浸レンズ１２ｂからなる近接場レンズ１２は最終的に読出光ビーム３を光記録媒体１３の表面上へ導く。光記録媒体１３との相互作用の後、戻ってくる読出光ビーム１４は１／４波長プレート１０を通過し、これは戻りの読出光ビーム１４の偏光を直線偏光に変換する。従って、大部分の戻りの読出光ビーム１４は偏光ビームスプリッタ９によって横にそらされる。検出分岐には、１／２波長レート１５及び更なる偏光ビームスプリッタ１６を含み、偏光ビームスプリッタ１６は戻りの読出光ビーム１４を、対物レンズ１８によってトラッキング制御のための検出器２２上に導かれる第１の部分１７と、第４の対物レンズ２１によってデータ検出のための検出器１９の上に導かれる第２の部分２０と、に分岐する。戻りの読出光ビーム１４の小なる部分は、偏光ビームスプリッタ９を通過し、全反射が偏光方向に僅かの回転を生ぜしめるので、非偏光ビームスプリッタ５及び第５の対物レンズ２４によってギャップ誤差信号を生成するための検出器２５上へ導かれる。
【００２１】
近接場光記録媒体１３からの読出のための本発明による装置１が図７に示されている。装置１は周知の装置と同様であるが、但し、ギャップ誤差信号を生成するための検出器２５の出力信号ＯＳが、低域フィルタ２６を備える低周波経路（例えば＜５０ｋＨｚ）と、高域フィルタ２７を備える高周波経路（例えば＞１ＭＨｚ）と、に分岐される点が異なる。高周波経路は用いられてデータ信号ＨＦの検出する一方、低周波経路が用いられてフィルタリング処理がなされたギャップ誤差信号ＧＥＳに基づいた焦点制御を行う。図４のＨＦ検出器２２、並びにこの検出器２２に向けられた戻りの読出光ビーム１４の部分を導くための関連する光学コンポーネント１５、１６、２１はもはやデータ検出のためには必要ではない。
【００２２】
前に説明されたように、ピットよって生じる変調は、固体界浸レンズの底で全反射された読出光ビームの部分に主に影響を及ぼす。環形状になされた読出光ビームは更に信号の変調を改善する。好ましくは、光ビームの内半径ｒｉがｒｉ＝ｆ／ｎｓｉｌであり、読出光ビームの外半径ｒ０はｒ０＝ｆ＊ＮＡであり、ここで、ｆはレンズ系の焦点距離であり、ＮＡはレンズ系（固体界浸レンズを含む）の開口数であり、ｎｓｉｌは固体界浸レンズの屈折率である。これらの条件が充足された場合、ピットと近接場とのエバネッセント結合に起因する変調が最大化される。また、特定の状況下での環状ビームは完全ビームより小さい焦点スポットを有することは周知である。この事実はデータ容量を更に増やすのに用いられ得る。
【図１】
2011065742.tif 000003
【図２】
2011065742.tif 000004
【図３】
2011065742.tif 000005
【図４】
2011065742.tif 000006
【図５】
2011065742.tif 000007
【図６】
2011065742.tif 000008
【図７】
2011065742.tif 000009
【外国語明細書】
2011065742000001.pdf