(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体上に局在させた近視野を、一端に微小開口を有したプローブを走査させて検出することにより前記記録媒体の情報再生を行う情報再生装置であって、前記記録媒体に、情報記録単位を励起するように照射光を照射する光照射手段と、前記近視野と前記微小開口との相互作用により生じた伝搬光を検出する光検出手段とを含み、前記光照射手段と前記光検出手段とは前記記録媒体の主面に対して同じ側に配置され、前記微小開口は前記照射光の光照射範囲の外側に配置され、前記記録媒体の前記情報記録単位は燐光材料であり、前記照射光は前記燐光材料を励起する波長を有することを特徴とする情報再生装置。
【請求項２】
前記プローブは光伝搬体からなり、先端を先鋭化し、先端部の前記微小開口の外周に金属膜を配置したことを特徴とする請求項１記載の情報再生装置。
【請求項３】
前記プローブは微小開口を有する平板構造体であることを特徴とする請求項１記載の情報再生装置。
【請求項４】
記録媒体上に局在させた近視野を、一端に微小開口を有したプローブを走査させて検出することにより前記記録媒体の情報再生を行う情報再生装置であって、前記記録媒体に、情報記録単位を励起するように照射光を照射する光照射手段と、前記近視野と前記微小開口との相互作用により生じた伝搬光を検出する光検出手段とを含み、前記光照射手段と前記光検出手段とは前記記録媒体の主面に対して互いに異なる側に配置され、前記微小開口は前記照射光の光照射範囲の外側に配置され、前記記録媒体の前記情報記録単位は燐光材料であり、前記照射光は前記燐光材料を励起する波長を有することを特徴とする情報再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高密度に記録された記録媒体の情報を再生する情報再生装置に関し、特に近視野を利用した光による再生に適した情報再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現状の情報再生デバイスにおいては、その多くがＣＤ及び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及びその波長の４分の１程度の深さを有したピットが凹凸情報として記録されており、その情報を再生するのに光の干渉現象が利用されている。レーザ光のスポットがピットに照射されると、ピットの深さが４分の１波長であるために、ピットの底面において反射された反射光と、ピット外の面上において反射された反射光の光路差は、照射されたレーザ光の２分の１波長となり、ピット外の面上にレーザ光のスポットを照射した場合に比較して、得られる反射光は弱くなる。このように、反射光の強弱を検出することによってピットの有無を判断し、光ディスクに記録された情報の再生を達成している。
【０００３】
上述した信号検出系は、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録密度を更に増加させた場合、ピットの大きさやトラックピッチは縮小され、情報記録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、従来の情報再生装置は、そのような光ディスクの情報の再生に対応できなくなってしまう。
【０００４】
一方、照射されるレーザ光の波長以下、例えばその波長の１／１０程度の径の微小開口を有するプローブを使用し、近視野（エバネッセント場）を利用して試料の微小領域の光学特性を観察する近視野光学顕微鏡が知られている。近視野光学顕微鏡における近視野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数十ナノメートルから数ナノメートルまで近接させ、試料裏面からの伝搬光の照射により試料表面に生じた近視野をプローブに透過させて観察する方式がある。この場合、試料表面に生じた近視野は、試料表面の微細構造を反映した強度や位相を伴っており、この近視野をプローブの微小開口によって伝搬光として取り出し、光検出器において処理されることにより、従来の光学顕微鏡において実現し得なかった高分解能を有した観察が達成されている。
【０００５】
従って、ＣＤに代表される従来の情報記録媒体の記録密度を越えて、微小に記録された情報記録単位であっても、上述した近視野光学顕微鏡の技術を利用することにより、それを再生することが可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光照射により生成される近視野は、非常に微弱であり、更にプローブ中には照射光または散乱光等の迷光が加わるために、光ディスクのピットの有無を判断するだけの十分な強度を有して、Ｓ／Ｎ比良く検出されることは困難であった。
【０００７】
また、強度の大きな近視野を生成させるために、光ディスクを照射する照射光の強度を大きくした場合には、ピット部だけでなく、ピット部近傍に位置したプローブの先端までもが加熱され、光ディスク及びプローブの破損や変形がもたらされる可能性がある。
上記課題の一つの解決策として、情報記録単位を蛍光体とし、照射光や散乱光と記録信号光を光の波長により分離して、Ｓ／Ｎ比良く記録信号を検出する手法が有効である。ただし、この手法では記録信号を波長分離して検出するための装置構成が必要である。
【０００８】
従って、本発明は上記問題を鑑みて、高密度に記録された光ディスクに対して信頼性の高い情報再生を実現させるための情報再生装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【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、本発明に係る情報再生装置においては、記録媒体上に局在させた近視野を、一端に微小開口を有したプローブを走査させて検出することにより前記記録媒体の情報再生を行う情報再生装置において、前記記録媒体に、情報記録単位を励起するように照射光を照射する光照射手段と、前記近視野と前記微小開口との相互作用により生じた伝搬光を検出する光検出手段と、を含み、前記光照射手段と前記光検出手段とは前記記録媒体の主面に対同じ側に配置され、前記微小開口は前記照射光の光照射範囲の外側に配置され、前記情報記録単位は燐光材料であり、前記照射光は前記燐光材料を励起する波長を有している。
【００１０】
従って、微小開口は照射光の光照射範囲の外側に配置されているため、照射光や散乱光と情報記録単位が発する光を分離して、記録媒体上において情報記録単位が発する光のみを検出できる。
また、本発明に係る情報再生装置においては、前記プローブは光伝搬体からなり、先端を先鋭化し、先端部の前記微小開口の外周に金属膜を配置している。
【００１１】
従って、前記微小開口により検出した情報記録単位が発する光を、効率よく光検出器に伝送することができる。
また、本発明に係る情報再生装置においては、前記プローブは微小開口を有する平板構造体である。
従って、微小開口を有する平板構造体を、従来のフライングヘッド技術のスライダーとして応用することができ、微小開口と記録媒体表面の距離制御を容易にすることができる。
【００１２】
また、本発明に係る情報再生装置においては、前記光導入手段と前記光検出手段とは前記記録媒体の主面に対して互いに異なる側に配置されている。
従って、光透過性を有する記録媒体を利用可能にし、また、記録媒体の一方の面には、生成される近視野と相互作用することによって得られる伝搬光を検出する近視野検出系のみが配置されるため、近視野検出系を比較的自由に構成することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る情報再生装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１に係る情報記録装置のブロック構成図を示している。
【００１４】
図１において、再生プローブとして光ファイバプローブ１が使用され、その先端には図示しない微小開口を有しており、微小開口で検出された情報記録単位が発する光は、光ファイバープローブの他端へ伝送され、集光光学系４を介して、光検出器３で検出される。ここで、光ファイバプローブ１の微小開口は、導入されるレーザ光の波長よりも十分小さな径を有しており、例えば数十ナノメートルの大きさである。更に、光ファイバプローブ１は、その微小開口が光ディスク２の表面に向いたＬ型の形状をしており、従来のＡＦＭカンチレバーのように取り扱うことができ、ＡＦＭ技術を利用するのに都合がよい。
【００１５】
また、光ファイバプローブ１は、従来のＡＦＭ技術、すなわちプローブ変位検出機構２４及びフィードバック機構２２によって、微小開口と光ディスク２の表面が数十ナノメートルから数ナノメートルとなるように近接制御される。
また、光ファイバープローブ１は、図４に示されているように、フライングヘッド構造を応用した平面開口素子であってもよい。この場合、開口素子１５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、上述したような微小開口１６が形成されている。更に開口素子１５はバネ機構１７に支持されて、バネ機構１７の弾性によって光ディスク２の表面に押圧されている。
【００１６】
光ディスク２は例えば回転機構２１によって回転される円盤状であり、スキャン機構２３と共に光ファイバプローブ１を光ディスク２上の所望の位置に移動させることができる。また、光ディスク２は、その表面に記録されるピットを、再生時に使用される励起光のエネルギーによって燐光を発する燐光材料としている。また、回転機構２１、プローブ変位検出機構２４、フィードバック機構２２及びスキャン機構２３は、制御機構２５によって制御される。
【００１７】
再生光源６から照射された再生光はミラー５を介して光ディスク２に照射される。再生光が照射される範囲内に、燐光材料で形成された記録ピットが存在する場合、燐光材料は再生光のエネルギーにより励起され燐光を発する。蛍光体は励起が停止すると発光も即座に停止するのに対し、燐光は励起停止後にもある時間発光を持続する。従って、比較的残光時間の長い燐光材料で記録ピットを形成することにより、回転する光ディスク２において、燐光材料で構成された記録ピットが、再生光照射範囲からはずれても発光を持続させることができる。光ファイバープローブ１の先端に形成された微小開口は、再生光照射範囲の外側に配置され、再生光照射範囲からはずれて励起停止後の残光状態にある記録ピットの発光を再生信号として検出する。検出された再生信号光は光ファイバープローブ内を伝送され、集光光学系４で集光され、光検出器３に達する。光検出器３に達した蛍光は、電気信号に変換され、図示しない信号処理部において再生信号として処理される。このとき、光ファイバープローブ１の先端に形成された微小開口は、再生光照射範囲の外側に配置されているため、再生光自体やその散乱光は検出しない。
【００１８】
従って、実施の形態１に係る情報再生装置によれば、微小開口は照射光の光照射範囲の外側に配置され、再生光や散乱光と情報記録単位が発する光と分離して記録媒体上において情報記録単位が発する光のみを検出するため、再生信号のＳ／Ｎ比を大きくすることができ、高密度に記録された光ディスクの情報を信頼性高く安定して再生することができる。
【００１９】
また、再生光の照射範囲は光ファイバープローブ１の先端が移動する範囲の外側であれば、光ディスク２の半径を含む任意の範囲に固定することが可能であり、精密な照射位置調整やプローブの動きに同期した照射位置移動を必要としない。
更に、光ディスク２の裏面側を有効に活用できるために、実施の形態１に係る情報再生装置を層状に複数並べて配置した構成を容易に実現できる。
【００２０】
［実施の形態２］
図２は、実施の形態２に係る情報再生装置のブロック構成図を示している。なお、図１と共通する部分には同一符号を付している。
図２においては、実施の形態１における再生光源６及びミラー５を、光ディスク２の裏面に配置している。
【００２１】
再生光源６から照射された再生光はミラー５を介して光ディスク２に照射される。光透過性の光ディスク２上面に燐光材料で形成された記録ピットは、光透過性の光ディスク２の裏面から透過してきた再生光エネルギーにより励起され燐光を発する。光ファイバープローブ１の先端に形成された微小開口は、再生光照射範囲の外側に配置され、再生光照射範囲からはずれて励起停止後の残光状態にある記録ピットの発光を再生信号として検出する。検出された再生信号光は光ファイバープローブ内を伝送され、集光光学系４で集光され、光検出器３に達する。光検出器３に達した蛍光は、電気信号に変換され、図示しない信号処理部において再生信号として処理される。このとき、光ファイバープローブ１の先端に形成された微小開口は、再生光照射範囲の外側に配置されているため、再生光自体やその散乱光は検出しない。
【００２２】
従って、実施の形態２に係る情報再生装置によれば、実施の形態１に係る情報再生装置同様に、微小開口は照射光の光照射範囲の外側に配置され、再生光や散乱光と情報記録単位が発する光と分離して記録媒体上において情報記録単位が発する光のみを検出するため、再生信号のＳ／Ｎ比を大きくすることができ、高密度に記録された光ディスクの情報を信頼性高く安定して再生することができる。
【００２３】
また、再生光の照射範囲は光ファイバープローブ１の先端が移動する範囲の外側であれば、光ディスク２の半径を含む任意の範囲に固定することが可能であり、精密な照射位置調整やプローブの動きに同期した照射位置移動を必要としない。
更に、光透過性の記録媒体を用いることができる。
【００２４】
［実施の形態３］
図３は、実施の形態３に係る情報再生装置のブロック構成図を示している。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においては、実施の形態１における光ファイバープローブ１にかわって、開口付きマイクロカンチレバー１０を配置している。
【００２５】
再生光源６から照射された再生光はミラー５を介して光ディスク２に照射される。開口付きマイクロカンチレバー１０の先端に形成された微小開口は、再生光照射範囲の外側に配置され、再生光照射範囲からはずれて励起停止後の残光状態にある記録ピットの発光を再生信号として検出する。検出された再生信号光はカンチレバー背面に設置された集光光学系４で集光され、光検出器３に達する。光検出器３に達した蛍光は、電気信号に変換され、図示しない信号処理部において再生信号として処理される。このとき、カンチレバー１の先端に形成された微小開口は、再生光照射範囲の外側に配置されているため、再生光自体やその散乱光は検出しない。
【００２６】
従って、実施の形態３に係る情報再生装置によれば、実施の形態１に係る情報再生装置同様に、微小開口は照射光の光照射範囲の外側に配置され、再生光や散乱光と情報記録単位が発する光と分離して記録媒体上において情報記録単位が発する光のみを検出するため、再生信号のＳ／Ｎ比を大きくすることができ、高密度に記録された光ディスクの情報を信頼性高く安定して再生することができる。
【００２７】
また、光ファイバープローブと比較して、バネ定数の小さいマイクロカンチレバー１０を使用しているため、微小開口と記録媒体表面の距離制御に際し、コンタクトモードＡＦＭ制御を行うことも可能となる。また、平面度及び表面荒さの保証されている光ディスク２に対しては、距離制御を行わず、カンチレバー自体のバネ性を利用して微弱な力で接触させておくことも可能となる。
【００２８】
なお、上述した実施の形態１乃至３においては、再生プローブとして光ファイバプローブ、開口付き平面型プローブ及び開口付きマイクロカンチレバーを使用したが、他のプローブを使用してもよい。例えば、光導波層を形成したカンチレバー型光プローブや開口を持たない電場増強型の金属探針などを使用することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に係わる発明によれば、記録媒体の情報記録単位を燐光材料とし、その燐光材料の発する燐光のみを検出するため、再生信号のＳ／Ｎ比を大きくすることができ、高密度に記録された記録媒体の情報を信頼性高く安定して再生することができる。また、精密な照射位置調整やプローブの動きに同期した照射位置移動を必要としない。
【００３０】
請求項２に係わる発明によれば、微小開口により検出した情報記録単位が発する光を、効率よく光検出器に伝送することができ、請求項１に係わる効果に加え、より高効率の再生信号光検出が行える。
請求項３に係わる発明によれば、微小開口を有する平板構造体を、従来のフライングヘッド技術のスライダーとして応用することができ、微小開口と記録媒体表面の距離制御を容易にすることができる。
【００３１】
請求項４に係わる発明によれば、光透過性を有する記録媒体を利用可能にし、また、記録媒体の一方の面には、生成される近視野と相互作用することによって得られる伝搬光を検出する近視野検出系のみが配置されるため、近視野検出系を比較的自由に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による情報再生装置の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態２による情報再生装置の構成図である。
【図３】本発明の実施の形態３による情報再生装置の構成図である。
【図４】本発明による記録装置における微小開口付きプローブの他の例を示す図である。
【符号の説明】
１    光ファイバプローブ
２    光ディスク
３    光検出器
４    集光光学系
５    ミラー
６    再生光源
１０  微小開口付きマイクロカンチレバー
１５  開口素子
１６  微小開口
１７  バネ機構
２１  回転機構
２２  フィードバック機構
２３  スキャン機構
２４  プローブ変位検出機構
２５  制御機構
【図１】
0003953631.tif 000002
【図２】
0003953631.tif 000003
【図３】
0003953631.tif 000004
【図４】
0003953631.tif 000005