(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、
前記微小開口において近視野が生成するように前記プローブの他端に向けて照射光を導入する光導入手段と、
前記微小開口から導入されて前記プローブの他端から射出される光のうち所定の波長を有する光のみを検出する光検出手段と、を含み、
前記記録媒体の情報記録単位は蛍光体であり、前記照射光は前記蛍光体を励起する波長を有し、前記蛍光体の蛍光は前記所定の波長を有することを特徴とする情報再生装置。
【請求項２】
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、
前記記録媒体に近視野が生成するように照射光を照射する光導入手段と、
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のうち所定の波長を有する光のみを検出する光検出手段と、を含み、
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、
前記記録媒体の情報記録単位は蛍光体であり、前記照射光は前記蛍光体を励起する波長を有し、前記蛍光体の蛍光は前記所定の波長を有することを特徴とする情報再生装置。
【請求項３】
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、
前記微小開口において近視野が生成するように前記プローブの他端に向けて照射光を導入する光導入手段と、
前記近視野と前記記録媒体との相互作用により生じた伝搬光のうち所定の波長を有する光のみを検出する光検出手段と、を含み、
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同じ側に配置され、
前記記録媒体の情報記録単位は蛍光体であり、前記照射光は前記蛍光体を励起する波長を有し、前記蛍光体の蛍光は前記所定の波長を有することを特徴とする情報再生装置。
【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、
前記記録媒体に近視野が生成するように照射光を照射する光導入手段と、
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のうち所定の波長を有する光のみを検出する光検出手段と、を含み、
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同じ側に配置され、
前記記録媒体の情報記録単位は蛍光体であり、前記照射光は前記蛍光体を励起する波長を有し、前記蛍光体の蛍光は前記所定の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】
上述した反射光の検出系は、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な表面構造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プローブの微小開口の径程度まで近接させ、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。
【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、前記微小開口において近視野が生成するように前記プローブの他端に向けて照射光を導入する光導入手段と、前記微小開口から導入されて前記プローブの他端から射出される光のうち所定の波長を有する光のみを検出する光検出手段と、を含み、前記記録媒体の情報記録単位は蛍光体であり、前記照射光は前記蛍光体を励起する波長を有し、前記蛍光体の蛍光は前記所定の波長を有している。
【００１０】
従って、記録媒体上において情報記録単位のみが発する波長の光のみを検出でき、近視野を生成させる近視野生成系と、生成された近視野と相互作用することにより得られる伝搬光を検出する近視野検出系とを一体の構成として実現できる。
【００１１】
また、本発明に係る情報再生装置は、前記微小開口において近視野が生成するように前記プローブの他端に向けて照射光を導入する光導入手段と、前記近視野と前記記録媒体との相互作用により生じた伝搬光のうち所定の波長を有する光のみを検出する光検出手段と、を含み、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、前記記録媒体の情報記録単位は蛍光体であり、前記照射光は前記蛍光体を励起する波長を有し、前記蛍光体の蛍光は前記所定の波長を有している。
【００１２】
従って、記録媒体上において情報記録単位のみが発する波長の光のみを検出でき、生成される近視野と相互作用することにより得られる伝搬光を検出する近視野検出系が、微小開口を有したプローブを利用せずに別体となっているために、光検出手段に含まれる光検出光学系のＮＡ（開口数）を大きくすることができる。
【００１３】
また、本発明に係る情報再生装置は、前記記録媒体に近視野が生成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のうち所定の波長を有する光のみを検出する光検出手段と、を含み、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、前記記録媒体の情報記録単位は蛍光体であり、前記照射光は前記蛍光体を励起する波長を有し、前記蛍光体の蛍光は前記所定の波長を有している。
【００１４】
従って、記録媒体上において情報記録単位のみが発する波長の光のみを検出でき、近視野を生成する近視野生成系が、微小開口を有したプローブを利用せずに別体となっているために、近視野を生成し且つ蛍光体を励起させる照射光の強度を増大させることができる。
【００１５】
さらに、本発明に係る情報再生装置は、前記光導入手段と前記光検出手段とが前記記録媒体の主面に対して同じ側に配置されている。
【００１６】
従って、近視野を生成する近視野生成系、及び、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が共に記録媒体の一方の面側に配置しているため、情報再生装置の構成をコンパクトにすることができる。
【００１７】
【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。
【００１８】
［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。
【００１９】
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、再生光源３からもたらされる光、好ましくはコヒーレントなレーザ光が光導入光学系５を介して導入される。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。
【００２０】
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２１及びフィードバック機構２２によって、微小開口部に生じた近視野の領域に光ディスク２の表面が位置するように近接される。
【００２１】
光ディスク２は例えば回転機構２０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レーザ光のエネルギーによって蛍光を発する蛍光体としている。また、回転機構２０、プローブ変位検出機構２１、フィードバック機構２２及びスキャン機構２３は、制御機構２４によって制御される。
【００２２】
光ファイバプローブ１の微小開口に向けてレーザ光が導入されることによって、その微小開口部に近視野が生成され、生成された近視野の領域において光ディスク２のピットが存在するとき、その近視野との相互作用によって伝搬光に変換されると共に、近視野のエネルギーによってピット（蛍光体）が励起され、その蛍光体種に依存したエネルギー（波長）の蛍光を発する。発せられた蛍光は再び光ファイバプローブ１の微小開口に入射し、光導入光学系５、ダイクロイックミラー４及びフィルタ７を介して光検出器６において受光される。ここで、微小開口から光ファイバプローブ１内を通過して光導入光学系５に向かう光は、ピットにおいて発せられた蛍光以外にも、再生光源３からの光が微小開口部において反射されたことによる戻り光及びピット外において反射されたことによる蛍光でない反射光等の迷光が含まれている。しかしながら、これら反射光とピットによる蛍光は波長が異なるためにダイクロイックミラー４及びフィルタ７において波長分離され、蛍光のみが光検出器６に達する。光検出器６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。
【００２３】
従って、実施の形態１に係る情報再生装置によれば、光ディスク２のピットを蛍光体とし、ダイクロイックミラー４及びフィルタ７を介することによって、そのピットの存在を示す蛍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。
【００２４】
また、従来の近視野光学顕微鏡において、それぞれ異なる構成の系であった、伝搬光を照射して近視野を生成させる近視野生成系と、生成された近視野と相互作用することにより得られる伝搬光を検出する近視野検出系とを一体の構成として実現でき、情報再生装置の構成をコンパクトにし、各系間の相対的な調整を不要にしている。
【００２５】
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。
【００２６】
［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。
【００２７】
図２においては、実施の形態１における光検出器６及びフィルタ７を、付加される再生光検出光学系８及びミラー９と共に光ディスク２の裏面に配置している。再生光源３から光導入光学系５を介して光ファイバプローブ１にレーザ光を導入することにより、光ファイバプローブ１の微小開口部に近視野が生成される。生成された近視野の領域において光ディスク２のピットが存在するとき、その近視野のエネルギーによってピットから蛍光が発せられる。発せられた蛍光は光ディスク２を透過し、光ディスク２の裏面に配置された再生光検出光学系８に入射する。この場合、再生光検出光学系８は、その光学軸上に光ファイバプローブ１の微小開口が位置するように配置されるのが好ましい。再生光検出光学系８に入射された蛍光は、ミラー９及びフィルタ７を介して光検出器６において受光される。ここで、光ディスク２を透過して再生光検出光学系８に向かう光は、ピットにおいて発せられた蛍光以外にも、蛍光体であるピットを励起するのに使用されなかった近視野の散乱光等の迷光が含まれている。しかしながら、これら迷光とピットによる蛍光は波長が異なるためにフィルタ７において波長分離され、蛍光のみが光検出器６に達する。
【００２８】
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、光ディスク２のピットを蛍光体とし、フィルタ７を介することによって、そのピットの存在を示す蛍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。
【００２９】
また、蛍光を検出する系、すなわち再生光検出光学系８、フィルタ７及び光検出器６からなる構成を光ファイバプローブ１とは、別体にしているために、再生光検出光学系８のＮＡ（開口数）を大きくすることができる。すなわち、蛍光の検出感度を増加させることができ、より信頼性の高い情報の再生が達成される。
【００３０】
［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。
【００３１】
図３においては、実施の形態２における光検出器６、フィルタ７及び再生光検出光学系８を光ディスク２の表面に配置している。光ファイバプローブ１の微小開口部に生成された近視野のエネルギーによってピットから発せられた蛍光は、光ディスク２の表面に配置された再生光検出光学系８に入射する。この場合、再生光検出光学系８は、十分な強度を有した蛍光を受光するために光ファイバプローブ１の微小開口部に近接して配置されるのが好ましい。再生光検出光学系８に入射された蛍光は、フィルタ７を介して光検出器６において受光される。ここで、再生光検出光学系８に向かう光は、ピットにおいて発せられた蛍光以外にも、蛍光体であるピットを励起するのに使用されなかった近視野の散乱光等の迷光が含まれている。しかしながら、これら迷光とピットによる蛍光は波長が異なるためにフィルタ７において波長分離され、蛍光のみが光検出器６に達する。
【００３２】
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２に係る情報再生装置における効果同様に、再生信号のＳ／Ｎ比及び蛍光の検出感度の増大に加えて、蛍光を検出する系すなわち再生光検出光学系８、フィルタ７及び光検出器６からなる構成を光ディスク２の表面側に配置しているため、情報再生装置の構成をコンパクトにすることができる。
【００３３】
また、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３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。更に、図４に示しているように、両面に蛍光体であるピットを情報として記録された光ディスク１０に対して、実施の形態３による近視野生成系及び近視野検出系を光ディスク１０の表面側及び裏面側に適用することにより、光ディスク１０の両面再生が容易に実現できる。なお、この両面再生は、実施の形態１による一体化された近視野生成系及び近視野検出系によっても同様に実現できる。
【００３４】
［実施の形態４］
図５は、実施の形態４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。
【００３５】
図４において、再生光源３、ミラー９及び光導入光学系１１からなる近視野生成系が、光ディスク２の裏面に配置され、再生光検出光学系８、フィルタ７及び光検出器６からなる近視野検出系が光ファイバプローブ１の微小開口を有さない一端側に配置されている。再生光源３から射出されたレーザ光は、ミラー９及び光導入光学系１１を介して、情報の記録単位となるピットを蛍光体として記録した光ディスク２の裏面を照射する。その照射領域にピットが存在するとき、ピットは励起されて蛍光を発し、近視野として光ディスク２の表面に局在する。局在した近視野は、光ファイバプローブ１の微小開口との相互作用により、伝搬光に変換され、光ファイバプローブ１内を通過し、再生光検出光学系８及びフィルタ７を介して光検出器６に導かれる。ここで、再生光検出光学系８に向かう伝搬光は、ピットにおいて発せられた蛍光以外にも、光ディスク２を透過したレーザ光及びピット外において生成された近視野の散乱光等の迷光が含まれている。しかしながら、この迷光とピットによる蛍光は波長が異なるためにフィルタ７において波長分離され、蛍光のみが光検出器６に達する。
【００３６】
従って、実施の形態４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、光ディスク２のピットを蛍光体とし、フィルタ７を介することによって、そのピットの存在を示す蛍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。
【００３７】
また、近視野を生成する系、すなわち再生光源３、ミラー９及び光導入光学系１１からなる構成を光ファイバプローブ１とは、別体にしているために、近視野を生成させ、かつピットを励起させるレーザ光の強度を増大させることができる。すなわち、蛍光の強度を増加させることができ、より信頼性の高い情報の再生が達成される。
【００３８】
更に、近視野生成系によって射出されるレーザ光を、光ディスク２に対して全反射条件となるように照射することによって、レーザ光の光ディスク２への透過を低減し、光ファイバプローブ１の微小開口へ導入される迷光を減少させることができる。
【００３９】
［実施の形態５］
図６は、実施の形態５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。
【００４０】
図６においては、実施の形態５における再生光源３、ミラー９及び光導入光学系１１からなる近視野生成系を光ディスク２の表面に配置している。光ディスク２の表面に配置された近視野生成系から射出されるレーザ光のエネルギーによって光ディスク２のピットから発せられた蛍光は、近視野として光ディスク２の表面に局在する。局在した近視野は、光ファイバプローブ１の微小開口との相互作用により、伝搬光に変換され、光ファイバプローブ１内を通過し、再生光検出光学系８及びフィルタ７を介して光検出器６に導かれる。ここで、再生光検出光学系８に向かう伝搬光は、ピットにおいて発せられた蛍光以外にも、光ディスク２を反射したレーザ光及びピット外において生成された近視野の散乱光等の迷光が含まれている。しかしながら、この迷光とピットによる蛍光は波長が異なるためにフィルタ７において波長分離され、蛍光のみが光検出器６に達する。
【００４１】
従って、実施の形態５に係る情報再生装置によれば、実施の形態２に係る情報再生装置における効果同様に、再生信号のＳ／Ｎ比及び蛍光の検出感度の増大に加えて、再生光源３、ミラー９及び光導入光学系１１からなる構成、及び再生光検出光学系８、フィルタ７及び光検出器６からなる構成を共に光ディスク２の表面側に配置しているため、情報再生装置の構成をコンパクトにすることができる。
【００４２】
また、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３に係る情報再生装置同様に、実施の形態５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、表面側及び裏面側に配置することで、両面に蛍光体であるピットを情報として記録された光ディスクの両面再生をも容易に実現可能である。
【００４３】
なお、上述した実施の形態１乃至５においては、再生プローブとして光ファイバプローブを使用したが、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先鋭化された先端をもたない平面プローブ等を使用することができる。
【００４４】
【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蛍光体とし、その蛍光体の発する蛍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、近視野生成系と近視野検出系とを一体の構成として実現でき、情報再生装置の構成をコンパクトにし、各系間の相対的な調整を不要にしている。
【００４５】
請求項２に係わる発明によれば、記録媒体の情報記録単位を蛍光体とし、その蛍光体の発する蛍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、生成される近視野と相互作用することにより得られる伝搬光を検出する近視野検出系が微小開口を有したプローブを利用せずに別体となっているために、光検出手段に含まれる光検出光学系のＮＡ（開口数）を大きくすること、すなわち蛍光の検出感度を増加させることができ、高密度に記録された記録媒体の情報をより信頼性高く安定して再生することができる。
【００４６】
請求項３に係わる発明によれば、記録媒体の情報記録単位を蛍光体とし、その蛍光体の発する蛍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、近視野を生成する近視野生成系が、微小開口を有したプローブを利用せずに別体となっているために、近視野を生成し且つ蛍光体を励起させる照射光の強度を増大させること、すなわち蛍光の強度を増加させることができ、より信頼性の高い情報の再生が達成される。
【００４７】
請求項４に係わる発明によれば、近視野を生成する近視野生成系、及び、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が共に記録媒体の一方の面側に配置しているため、情報再生装置の構成をコンパクトにすることができる。
【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】本発明の実施の形態３による情報再生装置における光ディスクの両面再生を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態４による情報再生装置の構成図である。
【図６】本発明の実施の形態５による情報再生装置の構成図である。
【符号の説明】
１        光ファイバプローブ
２，１０  光ディスク
３        再生光源
４        ダイクロイックミラー
５，１１  光導入光学系
６        光検出器
７        フィルタ
８        再生光検出光学系
９        ミラー
２０      回転機構
２１      プローブ変位検出機構
２２      フィードバック機構
２３      スキャン機構
２４      制御機構
【図１】
0003953619.tif 000002
【図２】
0003953619.tif 000003
【図３】
0003953619.tif 000004
【図４】
0003953619.tif 000005
【図５】
0003953619.tif 000006
【図６】
0003953619.tif 000007